JPH04105033A - 圧電型圧力センサ - Google Patents
圧電型圧力センサInfo
- Publication number
- JPH04105033A JPH04105033A JP2222753A JP22275390A JPH04105033A JP H04105033 A JPH04105033 A JP H04105033A JP 2222753 A JP2222753 A JP 2222753A JP 22275390 A JP22275390 A JP 22275390A JP H04105033 A JPH04105033 A JP H04105033A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- piezoelectric
- receiving surface
- piezoelectric element
- pressure sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の圧力検出に
適した圧電型圧力センサに関すａ従来の技術 応力を加えて電荷を発生する圧電効果を利用した圧電型
圧力センサ（戴 従来よりよく用いられていも 特に最
近では内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の検出に適した
圧電型圧力センサの開発が盛んであム 第２図は特開昭６３−１０９３４２号公報に述べられて
いる従来の圧電型圧力センサの基本構成を示も 同図は
圧電型圧力センサの縦断面図であり、ここでは特に圧電
素子に剪断力を印加する構成のものを示していも セン
サ筺体２１の内部には圧電素子２４が設置されており、
上部固定ネジ２５のネジ部２５ａとセンサ筺体２１のネ
ジ部２１ａとの締め付は力によって圧力伝達部材２３を
介して受圧面２２の裏面に押しつけられて固定されてい
も この受圧面はダイアフラム形状に加工されていも
さらに圧電素子は上部固定ネジの締め付は力によって予
備応力が与えられていａ この予備応力は特に内燃機関
のシリンダ内燃焼圧力を計測する場合には負圧を計測す
るためにも必要であも 次く その動作を説明すも 被測定領域から受圧面２２
に印加された圧力は センサ筺体２１と電気的に絶縁さ
れた圧力伝達部材２３を介して圧電素子２４の下方内周
部を押し上げるように伝達されも この圧力伝達部材２
３としては絶縁性並びに機械的強度に優れた構造用セラ
ミック等が使用されていも ここで圧電素子２４の上方
外周部は上部固定ネジ２５によって固定されているた数
圧電素子２４に剪断力が発生すも この剪断力に応じた
電荷が圧電素子２４の内外周に発生し これを、内外周
面に構成した電極により電気信号として検出すも 発明が解決しようとする課題 上記従来の圧電型圧力センサでζよ ダイアフラム状に
加工した薄い受圧面を筺体に溶接や蝋付けあるいはその
他の方法で接合する力＼ あるいは削り出しによって筺
体と一体形成していも 受圧面を溶接や蝋付けによって
センサ筺体に接合した場合、熱歪が受圧面に生じ受圧面
が傾いたり波打つ可能性があａ また 筺体と一体形成
した場合には加工技術上の問題により受圧面の裏面の表
面精度の向上が困難であり、さらに加工歪が残る危険性
もあム この受圧面の裏側には圧力伝達部材が常に接触
しているため前述の様な波打ちや傾きあるいは表面精度
が低い等の理由によって、圧力伝達部材と筺体との接触
が不均一になり圧力伝達部材と受圧面の裏面との接触部
分に片当りや応力集中が生じることになも このた八
圧力伝達が不均一になったり伝達部材にクラックが生じ
る危険性があった 本発明は圧力伝達部材の片当りやクラックが生じない高
精度でかつ信頼性の高い圧電型圧力センサを提供するこ
とを目的とす４ 課題を解決するための手段 上記の課題を解決するためく 本発明では受圧面とセン
サ筺体とを別体とし センサ筺体の外筒部の内壁に段部
を投法 この段部とセンサ筺体の内筒部の端面とで板状
体を挟むことにより受圧面を形成すも 作 用 本発明（上 板状体をセンサ筺体外筒部の段部に押し付
けることにより受圧面を形成するのゑ 熱歪等による受
圧面の傾きや波打ち現象を防止できも また 板状体を
センサ筺体と分離できるので研磨等が簡易になり、受圧
面の裏面の表面精度を向上できも 実施例 以下、図面を参照して本発明の圧電型圧力センサの一実
施例について説明すも 第１図は本実施例の圧電型圧力センサの断面を示九 セ
ンサ筺体外筒部１１ａの外周先端部分に＆上 この圧電
型圧力センサを被測定領域に固定するための取り付はネ
ジ部１１ｃが形成され 内周部分には段部１７が構成さ
れていも また センサ筺体外筒部１１ａの内壁とセン
サ筺体内筒部１１ｂの外壁に耘 それぞれネジ部１０１
、１０２が形成されており、このネジ部１０１、１０２
を締めることによりセンサ筺体内筒部１１ｂはその位置
が下げら札 受圧面１２を有する板状体Ｉ８をシール部
材１６を介して、段部１７に押し付けて固定すム 受圧
面１２の裏面には構造用セラミック材料等の絶縁体から
なる圧力伝達部材１３が面接触していも この圧力伝達
部材１３の上方に＆よ 長さ方向に分極軸を有し内外周
面に電極（図示せず）を有する圧電素子１４が位置し
その下方内周部分を圧力伝達部材１３によって保持され
ていも この圧電素子として（よ センサの高温下での
出力特性を向上させるため耐熱性と同時に高温下で安定
な特性を示すチタン酸鉛を主成分としＭｎ、Ｌａ等を添
加した圧電材料を使用すも 圧電素子１４の上方には上
部固定ネジ１５が設けられ 圧電素子１４の上方外周部
分を保持していもこの上部固定ネジ１５のネジ部１５ａ
の締め付は力によって圧電素子１４を介して圧力伝達部
材１３を板状体１８に押し打法 各部材を固定するとと
もに圧電素子１４への予備応力を印加していもこの上部
固定ネジ１５は圧電素子１４の外周の電極と電気的に導
通しており、 リード線取り出しの役目も果たしていも 次に 本実施例の圧電型圧力センサの動作を説明すも
被測定領域内に生じた圧力変動によって受圧面１２に印
加された力は圧力伝達部材１３を通じて圧電素子Ｉ４の
下方内周部分に伝達されもここで、圧電素子１４は上部
固定ネジ１５にその上方外周部を固定されているためへ
圧電素子１４の内側には上向きへ その外側には下向
きの力が加えられることになり、その結果 圧電素子１
４の内部に剪断力が生じも この剪断力に応じた電荷が
圧電素子１４の内外周電極部分に発生し圧力変動を電気
信号として取り出すことが可能とな４ この様に本実施例の圧電型圧力センサでは 従来のよう
に受圧面を溶接や蝋付けによってセンサ筺体に接合する
必要がないため受圧面に傾きや波打ち現象が生じず、ま
た 受圧面を削り出しによるセンサ筺体と一体形成する
こともないため受圧面の裏面の研磨等が簡単に行え 表
面精度も確保できも これによって圧力伝達部材の片当
りやクラックの生じない構成とすることが可能となり高
精度で信頼性の高い圧電型圧力センサを供給することが
できも 殊 本実施例では剪断方向の力を利用する剪断効果型の
圧電型圧力センサを示した力ｔ この他にも圧縮方向や
横方向等の力を利用してもセンサを構成することは可能
であ４ ただし 剪断方向の力を利用した場合（よ 圧
電材料が有する焦電出力の影響をセンサ出力に対して非
常に小さ（できるという利点があム また 本実施例では板状体１８を被測定領域と反対側か
ら押さえる方法を示している方丈 被測定領域側から押
さえることによっても同様の効果が得られるものであム 発明の効果 以上の様に 本発明は受圧面を有する板状体とセンサ筺
体とを別体とし この板状体をセンサ筺体外筒部の内壁
に設けた段部に押し付けることによって固定して受圧面
をセンサ筺体に形成するた敢 受圧面の表面精度の向上
が可能となり、さらに受圧面の傾きや波打ちを防止でき
、圧力伝達部材の片当りやクラックが生じない高精度で
かつ信頼性の高い圧電型圧力センサを供給でき実用的に
極めて有用な効果が得られるものであム
適した圧電型圧力センサに関すａ従来の技術 応力を加えて電荷を発生する圧電効果を利用した圧電型
圧力センサ（戴 従来よりよく用いられていも 特に最
近では内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の検出に適した
圧電型圧力センサの開発が盛んであム 第２図は特開昭６３−１０９３４２号公報に述べられて
いる従来の圧電型圧力センサの基本構成を示も 同図は
圧電型圧力センサの縦断面図であり、ここでは特に圧電
素子に剪断力を印加する構成のものを示していも セン
サ筺体２１の内部には圧電素子２４が設置されており、
上部固定ネジ２５のネジ部２５ａとセンサ筺体２１のネ
ジ部２１ａとの締め付は力によって圧力伝達部材２３を
介して受圧面２２の裏面に押しつけられて固定されてい
も この受圧面はダイアフラム形状に加工されていも
さらに圧電素子は上部固定ネジの締め付は力によって予
備応力が与えられていａ この予備応力は特に内燃機関
のシリンダ内燃焼圧力を計測する場合には負圧を計測す
るためにも必要であも 次く その動作を説明すも 被測定領域から受圧面２２
に印加された圧力は センサ筺体２１と電気的に絶縁さ
れた圧力伝達部材２３を介して圧電素子２４の下方内周
部を押し上げるように伝達されも この圧力伝達部材２
３としては絶縁性並びに機械的強度に優れた構造用セラ
ミック等が使用されていも ここで圧電素子２４の上方
外周部は上部固定ネジ２５によって固定されているた数
圧電素子２４に剪断力が発生すも この剪断力に応じた
電荷が圧電素子２４の内外周に発生し これを、内外周
面に構成した電極により電気信号として検出すも 発明が解決しようとする課題 上記従来の圧電型圧力センサでζよ ダイアフラム状に
加工した薄い受圧面を筺体に溶接や蝋付けあるいはその
他の方法で接合する力＼ あるいは削り出しによって筺
体と一体形成していも 受圧面を溶接や蝋付けによって
センサ筺体に接合した場合、熱歪が受圧面に生じ受圧面
が傾いたり波打つ可能性があａ また 筺体と一体形成
した場合には加工技術上の問題により受圧面の裏面の表
面精度の向上が困難であり、さらに加工歪が残る危険性
もあム この受圧面の裏側には圧力伝達部材が常に接触
しているため前述の様な波打ちや傾きあるいは表面精度
が低い等の理由によって、圧力伝達部材と筺体との接触
が不均一になり圧力伝達部材と受圧面の裏面との接触部
分に片当りや応力集中が生じることになも このた八
圧力伝達が不均一になったり伝達部材にクラックが生じ
る危険性があった 本発明は圧力伝達部材の片当りやクラックが生じない高
精度でかつ信頼性の高い圧電型圧力センサを提供するこ
とを目的とす４ 課題を解決するための手段 上記の課題を解決するためく 本発明では受圧面とセン
サ筺体とを別体とし センサ筺体の外筒部の内壁に段部
を投法 この段部とセンサ筺体の内筒部の端面とで板状
体を挟むことにより受圧面を形成すも 作 用 本発明（上 板状体をセンサ筺体外筒部の段部に押し付
けることにより受圧面を形成するのゑ 熱歪等による受
圧面の傾きや波打ち現象を防止できも また 板状体を
センサ筺体と分離できるので研磨等が簡易になり、受圧
面の裏面の表面精度を向上できも 実施例 以下、図面を参照して本発明の圧電型圧力センサの一実
施例について説明すも 第１図は本実施例の圧電型圧力センサの断面を示九 セ
ンサ筺体外筒部１１ａの外周先端部分に＆上 この圧電
型圧力センサを被測定領域に固定するための取り付はネ
ジ部１１ｃが形成され 内周部分には段部１７が構成さ
れていも また センサ筺体外筒部１１ａの内壁とセン
サ筺体内筒部１１ｂの外壁に耘 それぞれネジ部１０１
、１０２が形成されており、このネジ部１０１、１０２
を締めることによりセンサ筺体内筒部１１ｂはその位置
が下げら札 受圧面１２を有する板状体Ｉ８をシール部
材１６を介して、段部１７に押し付けて固定すム 受圧
面１２の裏面には構造用セラミック材料等の絶縁体から
なる圧力伝達部材１３が面接触していも この圧力伝達
部材１３の上方に＆よ 長さ方向に分極軸を有し内外周
面に電極（図示せず）を有する圧電素子１４が位置し
その下方内周部分を圧力伝達部材１３によって保持され
ていも この圧電素子として（よ センサの高温下での
出力特性を向上させるため耐熱性と同時に高温下で安定
な特性を示すチタン酸鉛を主成分としＭｎ、Ｌａ等を添
加した圧電材料を使用すも 圧電素子１４の上方には上
部固定ネジ１５が設けられ 圧電素子１４の上方外周部
分を保持していもこの上部固定ネジ１５のネジ部１５ａ
の締め付は力によって圧電素子１４を介して圧力伝達部
材１３を板状体１８に押し打法 各部材を固定するとと
もに圧電素子１４への予備応力を印加していもこの上部
固定ネジ１５は圧電素子１４の外周の電極と電気的に導
通しており、 リード線取り出しの役目も果たしていも 次に 本実施例の圧電型圧力センサの動作を説明すも
被測定領域内に生じた圧力変動によって受圧面１２に印
加された力は圧力伝達部材１３を通じて圧電素子Ｉ４の
下方内周部分に伝達されもここで、圧電素子１４は上部
固定ネジ１５にその上方外周部を固定されているためへ
圧電素子１４の内側には上向きへ その外側には下向
きの力が加えられることになり、その結果 圧電素子１
４の内部に剪断力が生じも この剪断力に応じた電荷が
圧電素子１４の内外周電極部分に発生し圧力変動を電気
信号として取り出すことが可能とな４ この様に本実施例の圧電型圧力センサでは 従来のよう
に受圧面を溶接や蝋付けによってセンサ筺体に接合する
必要がないため受圧面に傾きや波打ち現象が生じず、ま
た 受圧面を削り出しによるセンサ筺体と一体形成する
こともないため受圧面の裏面の研磨等が簡単に行え 表
面精度も確保できも これによって圧力伝達部材の片当
りやクラックの生じない構成とすることが可能となり高
精度で信頼性の高い圧電型圧力センサを供給することが
できも 殊 本実施例では剪断方向の力を利用する剪断効果型の
圧電型圧力センサを示した力ｔ この他にも圧縮方向や
横方向等の力を利用してもセンサを構成することは可能
であ４ ただし 剪断方向の力を利用した場合（よ 圧
電材料が有する焦電出力の影響をセンサ出力に対して非
常に小さ（できるという利点があム また 本実施例では板状体１８を被測定領域と反対側か
ら押さえる方法を示している方丈 被測定領域側から押
さえることによっても同様の効果が得られるものであム 発明の効果 以上の様に 本発明は受圧面を有する板状体とセンサ筺
体とを別体とし この板状体をセンサ筺体外筒部の内壁
に設けた段部に押し付けることによって固定して受圧面
をセンサ筺体に形成するた敢 受圧面の表面精度の向上
が可能となり、さらに受圧面の傾きや波打ちを防止でき
、圧力伝達部材の片当りやクラックが生じない高精度で
かつ信頼性の高い圧電型圧力センサを供給でき実用的に
極めて有用な効果が得られるものであム
第１図は本発明の一実施例における圧電型圧力センサの
断面は 第２図は従来の圧電型圧力センサの断面図であ
ａ １１ａ・・−・・センサ筺体外筒ｉａ ｌｌｂ・・−
・・センサ筺体内筒ｆｆ１Ｌ１１ｃ・・−・・取付ネジ
服 １２・・−・・受圧医 １３・・−・・圧力伝達部
材 １４・・−・・圧電素子、 １５・・−・・上部固
定ネジ、 Ｉ６・・−・・シール部材、１７・・−・・
カラーｆｆ１Ｌ １８・・・・・・板状俟代理人の氏
名 弁理士 小鍜治 明 ほか２名第１図 １ｚ受７１ｉ酎
断面は 第２図は従来の圧電型圧力センサの断面図であ
ａ １１ａ・・−・・センサ筺体外筒ｉａ ｌｌｂ・・−
・・センサ筺体内筒ｆｆ１Ｌ１１ｃ・・−・・取付ネジ
服 １２・・−・・受圧医 １３・・−・・圧力伝達部
材 １４・・−・・圧電素子、 １５・・−・・上部固
定ネジ、 Ｉ６・・−・・シール部材、１７・・−・・
カラーｆｆ１Ｌ １８・・・・・・板状俟代理人の氏
名 弁理士 小鍜治 明 ほか２名第１図 １ｚ受７１ｉ酎
Claims (3)
- （１）内筒部と外筒部からなる筺体と、前記内筒部の内
部に配され一端が受圧面の裏側の面に接する圧力伝達部
材と、前記内筒部の内部に配され前記圧力伝達部材の他
端に設けられた圧電素子を備え、前記外筒部の内壁に段
部を設け、前記段部と前記内筒部の端面により挟んで固
定した板状体の一面を前記受圧面とすることを特徴とす
る圧電型圧力センサ。 - （２）圧電素子は剪断力が印加されるように構成したこ
とを特徴とする請求項１記載の圧電型圧力センサ。 - （３）圧電素子はチタン酸鉛系の圧電材料からなること
を特徴とする請求項１または２記載の圧電型圧力センサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2222753A JPH04105033A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 圧電型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2222753A JPH04105033A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 圧電型圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105033A true JPH04105033A (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16787369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2222753A Pending JPH04105033A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 圧電型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04105033A (ja) |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP2222753A patent/JPH04105033A/ja active Pending
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