JPS63109342A - 圧電型圧力センサ - Google Patents
圧電型圧力センサInfo
- Publication number
- JPS63109342A JPS63109342A JP61256032A JP25603286A JPS63109342A JP S63109342 A JPS63109342 A JP S63109342A JP 61256032 A JP61256032 A JP 61256032A JP 25603286 A JP25603286 A JP 25603286A JP S63109342 A JPS63109342 A JP S63109342A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- piezoelectric element
- cylindrical piezoelectric
- fixed
- pressure sensor
- Prior art date
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- Granted
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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ー内燃焼圧力等の検出に
適した圧力センサ、特にせん断方向の応力を利用したせ
ん断効果型の圧電型圧力センサに関する。
適した圧力センサ、特にせん断方向の応力を利用したせ
ん断効果型の圧電型圧力センサに関する。
従来の技術
力を加えて電気を発生する逆圧電効果を利用した圧電型
圧力センサは、従来より良（用いられている。しかし、
直接シリンダー室内へ受圧面が来るように取り付けられ
る内燃機関用圧力センサは、燃焼圧力を計測するため高
温、高圧に耐えなければならない。従って、分極軸方向
と印加圧力を同じ方向とする縦効果型の圧電型圧力セン
サは、熱を受ける受圧面積が大きく温度による特性の変
化が大きいという問題があった。そこで、センサを小型
化でき、受圧面積を小さく出来る、分極軸方向に対しせ
ん断方向に圧力を印加するせん断効果型圧カセンサが考
えられる。第２図に、従来より用いられているせん断効
果型圧カセンサの基本原理を表す構造を示した。同図（
ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。厚さ
方向に分極軸を有し円筒の内外周面を電極とする円筒形
圧電素子８の外周面に円筒形金属体９を接着剤等で固着
し、さらに円筒形圧電素子８を固定する軸を有する金属
体１０を取り付け円筒形圧電素子８を支持固定した構造
である。円筒形金属体９を筐体等で固定し、金属体１０
を受圧面とすれば、圧力に応じた電気出力かえられる。
圧力センサは、従来より良（用いられている。しかし、
直接シリンダー室内へ受圧面が来るように取り付けられ
る内燃機関用圧力センサは、燃焼圧力を計測するため高
温、高圧に耐えなければならない。従って、分極軸方向
と印加圧力を同じ方向とする縦効果型の圧電型圧力セン
サは、熱を受ける受圧面積が大きく温度による特性の変
化が大きいという問題があった。そこで、センサを小型
化でき、受圧面積を小さく出来る、分極軸方向に対しせ
ん断方向に圧力を印加するせん断効果型圧カセンサが考
えられる。第２図に、従来より用いられているせん断効
果型圧カセンサの基本原理を表す構造を示した。同図（
ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。厚さ
方向に分極軸を有し円筒の内外周面を電極とする円筒形
圧電素子８の外周面に円筒形金属体９を接着剤等で固着
し、さらに円筒形圧電素子８を固定する軸を有する金属
体１０を取り付け円筒形圧電素子８を支持固定した構造
である。円筒形金属体９を筐体等で固定し、金属体１０
を受圧面とすれば、圧力に応じた電気出力かえられる。
発明が解決しようとする問題点
上述しだせん断効果型圧カセンサの構造は、圧電素子８
と円筒形金属体９との接触面積が大きく、かつ円筒形と
いうことから均一な接着が難しい。従って、センサ間の
バラツキが太き（なり量産性に向かないという欠点を有
していた。
と円筒形金属体９との接触面積が大きく、かつ円筒形と
いうことから均一な接着が難しい。従って、センサ間の
バラツキが太き（なり量産性に向かないという欠点を有
していた。
問題点を解決するための手段
被測定領域内に受圧面が位置するように取り付け構造を
有する筐体と、前記筐体の内部に設けられ厚さ方向に分
極軸を有し内外周面を電極とする円筒形圧電素子とを僅
え、前記円筒型圧電素子は、その一端面の内周部分を、
前記受圧面の圧力を伝達し断熱効果を有する圧力伝達部
材に固定されるとともに、その他端面の外周部分を金属
等の固定部材で固定された構造とする。
有する筐体と、前記筐体の内部に設けられ厚さ方向に分
極軸を有し内外周面を電極とする円筒形圧電素子とを僅
え、前記円筒型圧電素子は、その一端面の内周部分を、
前記受圧面の圧力を伝達し断熱効果を有する圧力伝達部
材に固定されるとともに、その他端面の外周部分を金属
等の固定部材で固定された構造とする。
作用
円筒形圧電素子の端面の外周部分を固定し、他端面の内
周部分に圧力伝達部材により圧力が印加されるので、円
筒形圧電素子には分極軸方向に対しせん断方向に応力が
働くことになる。円筒形圧電素子の両端を固定している
固定部材との接触面積を少なくでき、熱に対する影響を
軽減できる。
周部分に圧力伝達部材により圧力が印加されるので、円
筒形圧電素子には分極軸方向に対しせん断方向に応力が
働くことになる。円筒形圧電素子の両端を固定している
固定部材との接触面積を少なくでき、熱に対する影響を
軽減できる。
また、固定する部分が円筒形圧電素子の両端なので加工
精度を簡単に上げることが出来き、均一な力を加えるこ
とができる。さらに、単位面積当たりの力が増大される
のでセンサ間のバラツキを少なくでき、量産性に向いた
ものとなる。
精度を簡単に上げることが出来き、均一な力を加えるこ
とができる。さらに、単位面積当たりの力が増大される
のでセンサ間のバラツキを少なくでき、量産性に向いた
ものとなる。
実施例
以下、本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明の一実施例を示し、同図（ａ）は縦断
面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。厚さ方向に分極
軸を有し内外周面に電極を持つ円筒形圧電素子３は、そ
の底面内周部分に、耐熱性樹脂あるいは金属等に耐熱性
樹脂をコーティングした断熱効果を有する圧力伝達部材
２が固定され、内燃機関のシリンダーに取り付けられる
筐体１内部の受圧面１゛の中心部分に、接着等により固
着されている。圧電素子３の上面外周部分には、金属等
からなる固定部材４が当接し、さらにセラミック等の断
熱部材５と金属板６を挟んで、固定用ネジ部材７を締め
付け固定することにより、筐体１に取り付けられている
。断熱部材５は、筐体１からの直接の熱を避けるととも
に、円筒形圧電素子３の内外周面電極との絶縁および筐
体との絶縁を計るものである。金属板６は、固定用ネジ
部材７によって締め付けられる部分への均一な荷重を生
み出すための一種の緩衝部材である。
面図、同図（ｂ）は分解斜視図である。厚さ方向に分極
軸を有し内外周面に電極を持つ円筒形圧電素子３は、そ
の底面内周部分に、耐熱性樹脂あるいは金属等に耐熱性
樹脂をコーティングした断熱効果を有する圧力伝達部材
２が固定され、内燃機関のシリンダーに取り付けられる
筐体１内部の受圧面１゛の中心部分に、接着等により固
着されている。圧電素子３の上面外周部分には、金属等
からなる固定部材４が当接し、さらにセラミック等の断
熱部材５と金属板６を挟んで、固定用ネジ部材７を締め
付け固定することにより、筐体１に取り付けられている
。断熱部材５は、筐体１からの直接の熱を避けるととも
に、円筒形圧電素子３の内外周面電極との絶縁および筐
体との絶縁を計るものである。金属板６は、固定用ネジ
部材７によって締め付けられる部分への均一な荷重を生
み出すための一種の緩衝部材である。
円筒形圧電素子の外周部分が固定され、他端面の内周部
分に圧力伝達部材により圧力が印加されるので、円筒形
圧電素子には分極軸方向に対しせん断方向に応力が働く
ことになる。円筒形圧電素子の両端を固定している固定
部材との接触面積が少なく熱に対する影響を軽減でき、
固定する部分が円筒形圧電素子の両端なので加工精度を
簡単に上げることが出来きるので、均一な力を加えるこ
とができる。さらに、単位面積当たりの力が増大される
のでセンサ間のバラツキを少なくでき、量産性に向いた
ものとなる。固定部材４は、筐体１と電気的絶縁が計ら
れるように筐体１と接触しない構造、あるいは固定部材
４の外周部分に耐熱性樹脂をコーティングした構造にす
ることにより、円筒形圧電素子３の内外周面電極と筐体
１と絶縁がはかられる。従って圧力による電気信号は、
筐体すなわち車体によりシールドされるのでノイズに強
い構造となる。
分に圧力伝達部材により圧力が印加されるので、円筒形
圧電素子には分極軸方向に対しせん断方向に応力が働く
ことになる。円筒形圧電素子の両端を固定している固定
部材との接触面積が少なく熱に対する影響を軽減でき、
固定する部分が円筒形圧電素子の両端なので加工精度を
簡単に上げることが出来きるので、均一な力を加えるこ
とができる。さらに、単位面積当たりの力が増大される
のでセンサ間のバラツキを少なくでき、量産性に向いた
ものとなる。固定部材４は、筐体１と電気的絶縁が計ら
れるように筐体１と接触しない構造、あるいは固定部材
４の外周部分に耐熱性樹脂をコーティングした構造にす
ることにより、円筒形圧電素子３の内外周面電極と筐体
１と絶縁がはかられる。従って圧力による電気信号は、
筐体すなわち車体によりシールドされるのでノイズに強
い構造となる。
発明の効果
本発明は円筒形圧電素子の両端面をせん断応力が働（よ
うに圧力伝達部材により圧力が印加される構造なので、
円筒形圧電素子の両端を固定している固定部材との接触
面積を少なくでき、熱に対する影響を軽減できる。また
、固定する部分が円筒形圧電素子の両端なので加工精度
を簡単に上げることが出来き、均一な力を加えることが
できる。さらに、単位面積当たりの力が増大されるので
センサ間のバラツキを少な（でき、量産性に向いたもの
となる。
うに圧力伝達部材により圧力が印加される構造なので、
円筒形圧電素子の両端を固定している固定部材との接触
面積を少なくでき、熱に対する影響を軽減できる。また
、固定する部分が円筒形圧電素子の両端なので加工精度
を簡単に上げることが出来き、均一な力を加えることが
できる。さらに、単位面積当たりの力が増大されるので
センサ間のバラツキを少な（でき、量産性に向いたもの
となる。
第１図は本発明の一実施例の圧電型圧力センサを示し、
同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は分解斜視図、第２
図は従来例を示すせん断効果型の圧力センサで、同図（
ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は分解斜視図ある。 １・・・筐体、２・・・圧力伝達部材、３．８・・・円
筒形圧電素子、４・・・固定部材。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 ｒ久ン 第１図 ルフ 第２図 αυ （Ｉ））
同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は分解斜視図、第２
図は従来例を示すせん断効果型の圧力センサで、同図（
ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は分解斜視図ある。 １・・・筐体、２・・・圧力伝達部材、３．８・・・円
筒形圧電素子、４・・・固定部材。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 ｒ久ン 第１図 ルフ 第２図 αυ （Ｉ））
Claims (2)
- （１）被測定領域内に受圧面が位置するように取り付け
構造を有する筐体と、前記筐体の内部に設けられ厚さ方
向に分極軸を有し内外周面を電極とする円筒形圧電素子
とを備え、前記円筒型圧電素子は、その一端面の内周部
分を、前記受圧面の圧力を伝達し断熱効果を有する圧力
伝達部材に固定されるとともに、その他端面の外周部分
を金属等の固定部材で固定されていることを特徴とする
圧電型圧力センサ。 - （２）円筒形圧電素子の内外周面の電極と筐体とが電気
的に絶縁されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の圧電型圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25603286A JPH0731093B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 圧電型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25603286A JPH0731093B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 圧電型圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63109342A true JPS63109342A (ja) | 1988-05-14 |
| JPH0731093B2 JPH0731093B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=17286970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25603286A Expired - Lifetime JPH0731093B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 圧電型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731093B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03267729A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH03267730A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH04105034A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| US5142914A (en) * | 1989-11-02 | 1992-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric pressure sensor |
| JP2008531998A (ja) * | 2005-02-24 | 2008-08-14 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | 電気絶縁皮膜によって保持された圧電式力センサ用部品又は圧電式圧力センサ用部品 |
| CN102735377A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种工程用动态预紧式压电型力传感器 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP25603286A patent/JPH0731093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5142914A (en) * | 1989-11-02 | 1992-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric pressure sensor |
| JPH03267729A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH03267730A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH04105034A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JP2008531998A (ja) * | 2005-02-24 | 2008-08-14 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | 電気絶縁皮膜によって保持された圧電式力センサ用部品又は圧電式圧力センサ用部品 |
| CN102735377A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种工程用动态预紧式压电型力传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0731093B2 (ja) | 1995-04-10 |
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