JPH0612509Y2 - 内燃機関の圧力センサー - Google Patents

内燃機関の圧力センサー

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JPH0612509Y2
JPH0612509Y2 JP1986172967U JP17296786U JPH0612509Y2 JP H0612509 Y2 JPH0612509 Y2 JP H0612509Y2 JP 1986172967 U JP1986172967 U JP 1986172967U JP 17296786 U JP17296786 U JP 17296786U JP H0612509 Y2 JPH0612509 Y2 JP H0612509Y2
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JP
Japan
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pressure
mounting
hole
transmission rod
pressure sensor
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JP1986172967U
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JPS6378235U (ja
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章吾 河尻
真 横井
克己 山本
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案は、内燃機関のシリンダー内の、燃料噴射,燃
焼,ノッキング等に伴う圧力変化を、圧電素子板の圧縮
歪に伴って生ずる信号出力により検出する圧力センサー
に関する。
<従来技術> この圧力センサーとして、内燃機関のシリンダーに装着
される取付金具の装着孔に圧電素子板,圧力伝達杆等の
検出部材を収納して圧力伝達杆の検知端を取付金具から
突出するとともに、該検知端を取付金具の先端を覆う金
属製ダイアフラムと連接して、各検出部材を装着孔の奥
段面と、前記ダイアフラム間で挟圧保持してなるものが
既に提供されている。
第4図は、この種の圧力センサーの一例を示すものであ
る。
図中1は、その細径周面にシリンダーブロックに螺合す
る取付螺子部2が形成された筒状の取付金具であって、
取付螺子部2の内側で中心には、長手方向に沿って貫通
孔3が形成されている。前記貫通孔3の中央部には細径
の導通孔4が、その前部には装着孔5が、さらにその後
部には大径孔6が夫々形成されている。前記装着孔5内
には、その奥段面5a側に、環状の絶縁板7,導電体
8,電極を上下主表面に形成されたPZT等の材料によ
る板状圧電素子板9等が順次積層状に配設され、その周
囲を絶縁材11で覆って取付金具1と絶縁している。
さらに、前記装着孔5には前記圧電素子板9側に圧接し
て圧力伝達杆12が挿入され、その先端を装着孔5の検
出開口を覆うダイヤフラム13に接合している。前記ダ
イヤフラム13は、雄螺子14の螺進により予圧をかけ
ながらアルゴン溶接等の手段で前記圧力伝達杆12の下
端と接合する。
前記圧電素子板9の上面電極は、導電体8に半田付けさ
れたリード線xにより導通孔4から、大径孔6側に電気
的に引出されており、さらにケーブルyにより外部に取
出される。
前記構成からなる圧力センサーは、螺子部2をシリンダ
ーブロックに装着して、取付金具1先端を該シリンダー
内に露出して装着される。この装着状態で、シリンダー
内に圧力変動が生ずると、前記圧力伝達杆12の先端に
ダイヤフラム13を介して圧力が作用する。このため、
該圧力により圧電素子板9が、奥段面5a側へ圧縮さ
れ、その圧縮歪により電荷を発生する。かかる電荷は電
圧として前記ケーブルyにより外部へ取出される。
<考案が解決しようとする問題点> ところで、前記構成にあって、取付金具1は、取付螺子
部2をエンジンブロックに螺合する際に該取付螺子部2
の周部で塑性変形を生じ、このため、圧電素子板9等の
各検出部材間の接合圧が緩み、第2図のように出力特性
が変化する欠点があった。またこの現象は、圧電素子板
9等の各検出部材と、金具1との相対的寸法変化によっ
ても生ずるから、熱膨張によっても起る。
本考案は、この種の圧力センサーにあって、各検出部材
間の緩みを可及的に防止することを目的とするものであ
る。
<問題点を解決するための手段> 本考案は、取付金具の取付螺子部の螺子のある部分の内
側に形成した装着孔に収納された圧力伝達杆に、当接顎
面を形成し、該当接顎面に、取付金具,ダイアフラム等
の固定部材側に保持した補償バネを連係して、そのバネ
弾力を、圧力伝達杆を装着孔の奥段面側へ加圧する方向
に作用させ、これにより、装着孔内の後発的緩みを阻止
するようにしたものである。
<作用> 各検出部材は補償バネによって装着孔の奥段面側に付勢
された状態にある。
このため取付金具の取付螺子部をエンジンブロックに螺
合する際に、該取付螺子部の周部で塑性変形により寸法
変化を生じても、各検出部材は装着孔内で、補償バネの
付勢圧によりその保持状態を維持されるから、部材間に
緩みを生じない。
<実施例> 第1図は、本考案の一実施例を示す。
その細径周面にシリンダーブロックに螺合する取付螺子
部21が形成された筒状の取付金具20には、長手方向
に沿って後方から、大径孔22,リード線xを挿通する
導通孔23及び先端を検出開口とする装着孔24が、そ
の中心を貫通して順次連成されている。前記装着孔24
は取付螺子部21の内側に位置している。また装着孔2
4の下部内周面には雌螺子25が形成されている。
前記装着孔24の内部には、奥段面24a側に、絶縁体
27,パッキン28,スペーサ29,環状の導電筒片3
0,端子板31,電極を上下主表面に形成されたPZT
等の材料による板状圧電素子板32及び端子板33が順
次積層状に配設され、その周囲を絶縁材34で覆って装
着孔24と電気的に絶縁している。また端子板31の上
面からは、リード線xが接続される接続用舌片31aが
突設し、前記導電筒片30の孔部に挿通している。さら
には絶縁体27,パッキン28,スペーサ29には導通
孔23と上下で一致してリード線xを通入可能とする透
孔が形成されている。
そして圧電素子板32の上面電極は、端子板31の接続
用舌片31aに接続されたリード線xを介してケーブル
yに電気的に接続される。
前記装着孔24の内部にはさらに圧力伝達杆36が挿通
されて、その上端を端子板33の下面に当接している。
前記圧力伝達杆36は中央から下方を径小とし、その頂
部と径小部36a間の段部に当接顎面36bを形成して
いる。
さらにまた、装着孔24には、圧力伝達杆36の径小部
36aの周囲位置で、筒状螺子38が雌螺子25に沿っ
て螺入されている。そして、前記筒状螺子38の内端に
は、皿状の補償バネ39の周縁が保持され、該補償バネ
39の中心の透孔に、圧力伝達杆36の径小部36aが
挿通している。前記筒状螺子38はアルミナ等の断熱材
により形成される。
そして筒状螺子38の螺子込みにより、補償バネ39の
透孔の周縁は前記圧力伝達杆36の当接顎面36b側に
圧接し、圧電素子板32に所要の予圧力が付与される。
この予圧印加は、各検出部材の体積変化を吸収し、装着
孔24の内部に緊密に封入するとともに、圧電素子板3
2にバイアスを掛けるためになされる。而て、装着孔2
4の内部の各検出部材は、予圧により奥段面24a側に
押付けられることとなる。
前記筒状螺子38は、その貫通孔の内径を圧力伝達杆3
6の径小部36aの外径よりも少し大きくしており、装
着状態で該圧力伝達杆36は筒状螺子38の貫通孔を通
入して、その先端の検知端を装着孔24の内部よりもさ
らに突出させることとなる。そして、該検知端にはダイ
ヤフラム40を外嵌し、さらにその周部の立上がり側壁
42を取付金具20下端に外嵌して、各必要接合箇所を
アルゴン溶接により固着することにより、ダイヤフラム
40と圧力伝達杆36の検知端との連結がなされる。
前記構成からなる圧力センサーは、取付金具20の取付
螺子部21をシリンダーブロックに装着して、取付金具
20先端を該シリンダー内に露出して装着される。かか
る装着状態で、シリンダー内に圧力変動が生ずると、前
記圧力伝達杆36の検知端に圧力が作用する。このた
め、該圧力により圧電素子板32が、奥段面24a側へ
圧縮され、その圧縮歪により電荷を発生する。この電荷
は電圧として前記ケーブルyにより外部へ取出される。
前記構成にあって、内燃機関のシリンダーブロックに取
付螺子部21を螺合する際に取付金具20に伸張を生じ
たり、または温度変化等の影響により取付け後に熱膨張
して、取付金具20に寸法変化を生じることがあるが、
前記圧力伝達杆36には補償バネ39のバネ弾力が作用
し、挟圧側に付勢されている。このため、端子板31,
圧電素子板32,端子板33,圧力伝達杆36等の検出
部材は、奥段面24a側に圧接され、その挟圧状態を保
持され、その間での緩みがなく、圧電素子板32への予
圧力に変化を生じない。
また前記実施例では、補償バネ39の位置を装着孔24
の内部に配置するとともに、シリンダーブロック内と、
断熱材からなる筒状螺子38により熱的に絶縁するよう
にしている。このため、補償バネ39の周囲温度雰囲気
を低温に保つことができ、温度衝撃を緩和して金属疲労
を低減させることができる。このため、その弾力の低下
が可及的に阻止される。
第2図は、上述の従来の圧力センサーと前記実施例装置
の取付金具1,20の寸法変化による影響を比較するた
めに、夫々の取付螺子部2,21の締付けトルクを変化
させた場合の感度の変動を調べたものである。これによ
ると、従来の圧力センサーの感度には著しい変動がみら
れるが、実施例装置にあっては安定した感度を得られる
ことが確認できた。ここで、感度PC/ATMは、単位
気圧当たりのセンサ発生電荷量を意味し、1PC(ピコ
クーロン)=1×10-12C(クーロン)、1ATM(ア
トム)=1.01325×105Pa(パスカル)である。
第3図は、前記実施例にあって、雌螺子25,筒状螺子
38を除去して、当接顎面36bを装着孔24の検出開
口よりも外方に配置するとともに、ダイヤフラム40の
立上がり側壁42の内面で、皿状の補償バネ50の周縁
を保持し、該補償バネ50の中心透孔に圧力伝達杆36
の径小部36aを挿通して、該透孔周縁で当接顎面36
bを挟圧側に弾接したものである。かかる変形例にあっ
ても、第2図に示す出力の安定化を達成することができ
る。
<考案の効果> 本考案は、上述したように、装着孔24内の各検出部材
を補償バネ39,50により挟圧方向に付勢するように
したから、取付金具20の取付螺子部21をエンジンブ
ロックに螺合する際に、該取付螺子部21の周部で塑性
変形により寸法変化を生じても、各検出部材間で緩みを
生じることがなく圧電素子板32への予圧力に変化がな
い。このため、圧電素子板32から発生する出力信号の
特性が安定し、シリンダ内の圧力変化等を正確に検知し
得る等の優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は一実施例の縦断側面図、第2図は従来装置と実
施例装置の特性を比較して示すグラフ、第3図は第二実
施例の縦断側面図、第4図は従来装置の縦断側面図であ
る。 20;取付金具、21;螺子部、24;装着孔、24
a;奥段面、32;圧電素子板、36;圧力伝達杆、3
6a;径小部、36b;当接顎面、39;補償バネ、4
0;ダイヤフラム、50;補償バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山本 克己 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−85932(JP,A) 特開 昭61−153530(JP,A) 実開 昭59−31045(JP,U)

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関のシリンダーに螺着される取付金
    具の取付螺子部の螺子のある部分の内側に形成した装着
    孔に、圧電素子板,圧力伝達杆等の検出部材を収納して
    圧力伝達杆の検知端を取付金具から突出するとともに、
    該検知端を取付金具の先端を覆う金属製ダイアフラムと
    連接して、各検出部材を装着孔の奥段面と、前記ダイア
    フラム間で、所定の予圧を加えて挟圧保持してなるもの
    において、 前記圧力伝達杆に当接顎面を形成し、該当接顎面に、取
    付金具,ダイアフラム等の固定部材側に保持した補償バ
    ネを連係して、そのバネ弾力を、圧力伝達杆を装着孔の
    奥段面側へ加圧する方向に作用させたことを特徴とする
    内燃機関の圧力センサー。
  2. 【請求項2】前記装着孔の先端部側内周面に雌螺子を形
    成し、該雌螺子に前記圧力伝達杆が通入する筒状螺子を
    螺合し、該筒状螺子の内端部に、圧力伝達杆が通入する
    透孔を形成した皿状補償バネを保持し、該透孔周縁を、
    圧力伝達杆の当接顎面に弾接したことを特徴とする実用
    新案登録請求の範囲第1項記載の内燃機関の圧力センサ
    ー。
  3. 【請求項3】前記圧力伝達杆が通入する透孔を形成した
    皿状補償バネをダイアフラムで保持し、該透孔周縁を、
    圧力伝達杆の当接顎面に弾接したことを特徴とする実用
    新案登録請求の範囲第1項記載の内燃機関の圧力センサ
    ー。
JP1986172967U 1986-11-10 1986-11-10 内燃機関の圧力センサー Expired - Lifetime JPH0612509Y2 (ja)

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