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技術 圧力検出装置

出願人 シチズンファインデバイス株式会社シチズン時計株式会社
発明者 中川宏史高橋和生佐藤友亮
出願日 2016年3月23日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-059172
公開日 2017年9月28日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-173122
状態 特許登録済
技術分野 流体圧力測定
主要キーワード 先端段 内側段差 圧力受 圧力検出システム 先端筒 絶縁パイプ 変形部材 中間筒
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月28日)のものです。
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図面 (7)

課題

検出素子からの出力に対する外部からのノイズ重畳を抑制するとともに、検出素子に付与される荷重の変動を抑制する。

解決手段

圧力検出装置20は、筒状の先端側筐体(第1、第2先端側筐体311、312)と、先端側筐体内に収容される圧電素子41と、圧電素子41を内部に収容し且つ先端側筐体の内部に収容され、圧電素子41を挟むことで圧電素子41に荷重を付与する加圧部材41および支持部材50と、先端側筐体の先端側に取り付けられるダイアフラムヘッド32と、ダイアフラムヘッド32と圧電素子41との間に設けられる絶縁皮膜42aと、先端側筐体の内部において先端側筐体と加圧部材49とに接触して設けられる絶縁皮膜49aと、加圧部材49を、ダイアフラムヘッド32および先端側筐体と電気的に絶縁された状態で先端側筐体に固定する突き当てパイプ57とを含む。

概要

背景

内燃機関等の燃焼室内の圧力を検出する装置として、圧電素子等の検出素子を使用したものが提案されている。

例えば特許文献1には、筒状のハウジングと、ハウジングの先端側に取り付けられるダイアフラムと、ハウジング内においてダイアフラムの後端側に配置され、ダイアフラムを介して作用する圧力を検知する圧電素子と、ハウジング内においてダイアフラムと圧電素子との間でこれら両者に当接して設けられる第1の電極部と、ハウジング内における圧電素子の後端側で圧電素子に当接して設けられる第2の電極部と、ハウジング内における第2の電極部の後端側で第2の電極に当接して設けられる絶縁リングと、ハウジング内における絶縁リングの後端側で絶縁リングに当接して設けられる支持部材と、ハウジング内において自身の内部に第1の電極部、圧電素子、第2の電極部、絶縁リングおよび支持部材を収容し、第1の電極部をハウジングの軸方向に向けて加圧するように支持部材に固定されることで、圧電素子に荷重を作用させる加圧部材とを備えた圧力検出装置が記載されている。

概要

検出素子からの出力に対する外部からのノイズ重畳を抑制するとともに、検出素子に付与される荷重の変動を抑制する。圧力検出装置20は、筒状の先端側筐体(第1、第2先端側筐体311、312)と、先端側筐体内に収容される圧電素子41と、圧電素子41を内部に収容し且つ先端側筐体の内部に収容され、圧電素子41を挟むことで圧電素子41に荷重を付与する加圧部材41および支持部材50と、先端側筐体の先端側に取り付けられるダイアフラムヘッド32と、ダイアフラムヘッド32と圧電素子41との間に設けられる絶縁皮膜42aと、先端側筐体の内部において先端側筐体と加圧部材49とに接触して設けられる絶縁皮膜49aと、加圧部材49を、ダイアフラムヘッド32および先端側筐体と電気的に絶縁された状態で先端側筐体に固定する突き当てパイプ57とを含む。

目的

本発明は、検出素子からの出力に対する外部からのノイズの重畳を抑制するとともに、検出素子に付与される荷重の変動を抑制することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

筒状の筐体と、前記筐体の内部に収容されるとともに当該筐体の先端側から後端側に向かう圧力の変化を検出する検出素子と、前記検出素子を内部に収容するとともに前記筐体の内部に収容され、先端側および後端側から当該検出素子を挟むことで、当該検出素子に荷重を付与する付与部材と、前記筐体の先端側に取り付けられ、外部からの圧力を受けて変形す変形部材と、絶縁性を有し且つ前記筐体の内部であって前記変形部材と前記検出素子との間に設けられ、当該変形部材に作用する圧力を当該検出素子に伝達する絶縁伝達部と、絶縁性を有し且つ前記筐体の内部において当該筐体と当該付与部材とに接触して設けられる絶縁部と、前記付与部材を、前記変形部材および前記筐体と電気的に絶縁された状態で前記筐体に固定する固定部材とを含む圧力検出装置

請求項2

前記付与部材は、筒状を呈するとともに外周面には外方に突出する突出部を備え、前記固定部材は、前記絶縁部を介して前記筐体の内周面との間に前記突出部を挟み込むことで、当該付与部材を当該筐体に固定することを特徴とする請求項1記載の圧力検出装置。

請求項3

前記付与部材は、前記検出素子の外部に配置され、当該検出素子の先端側と電気的に接続され且つ当該検出素子の後端側と電気的に絶縁され、当該検出素子の先端側から荷重を付与する第1付与部材と、前記第1付与部材の後端側に設けられ、当該第1付与部材と電気的に接続され且つ前記検出素子と電気的に絶縁され、前記第1付与部材に固定されることで当該検出素子の後端側から荷重を付与する第2付与部材とを有することを特徴とする請求項1または2記載の圧力検出装置。

請求項4

前記付与部材の内部に収容されるとともに前記検出素子の後端側と電気的に接続されることで、当該検出素子が出力する検出信号伝導する伝導部材をさらに含み、前記付与部材は、前記検出素子の先端側と電気的に接続されるとともに前記伝導部材と電気的に絶縁されることで、当該検出素子のグランドとなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の圧力検出装置。

請求項5

筒状の筐体と、前記筐体の先端側に取り付けられ、当該筐体と電気的に接続され、外部からの圧力を受けて変形する変形部材と、前記筐体の内部であって前記変形部材の後端側に設けられ、当該変形部材を介して作用する圧力を検出する検出素子と、前記筐体の内部であって前記変形部材と前記検出素子との間に設けられ、当該検出素子と電気的に接続され且つ当該変形部材と電気的に絶縁され、当該変形部材を介して作用する圧力を当該検出素子に伝達するとともに、当該検出素子の第1電気経路を構成する第1伝達部材と、前記筐体の内部であって前記検出素子の後端側に設けられ、当該検出素子と電気的に接続され且つ前記第1伝達部材と電気的に絶縁され、当該検出素子の第2電気経路を構成する第2伝達部材と、前記筐体の内部であって前記検出素子、前記第1伝達部材および前記第2伝達部材を収容して設けられ、当該第1伝達部材と電気的に接続され且つ当該第2伝達部材と電気的に絶縁され、当該第1伝達部材および当該第2伝達部材を介して当該検出素子に荷重を付与するとともに、前記第1電気経路を構成する付与部材と、前記付与部材を、前記変形部材および前記筐体と電気的に絶縁された状態で当該筐体に固定する固定部材とを含む圧力検出装置。

技術分野

0001

本発明は、検出素子を用いて圧力を検出する圧力検出装置に関する。

背景技術

0002

内燃機関等の燃焼室内の圧力を検出する装置として、圧電素子等の検出素子を使用したものが提案されている。

0003

例えば特許文献1には、筒状のハウジングと、ハウジングの先端側に取り付けられるダイアフラムと、ハウジング内においてダイアフラムの後端側に配置され、ダイアフラムを介して作用する圧力を検知する圧電素子と、ハウジング内においてダイアフラムと圧電素子との間でこれら両者に当接して設けられる第1の電極部と、ハウジング内における圧電素子の後端側で圧電素子に当接して設けられる第2の電極部と、ハウジング内における第2の電極部の後端側で第2の電極に当接して設けられる絶縁リングと、ハウジング内における絶縁リングの後端側で絶縁リングに当接して設けられる支持部材と、ハウジング内において自身の内部に第1の電極部、圧電素子、第2の電極部、絶縁リングおよび支持部材を収容し、第1の電極部をハウジングの軸方向に向けて加圧するように支持部材に固定されることで、圧電素子に荷重を作用させる加圧部材とを備えた圧力検出装置が記載されている。

先行技術

0004

特開2013−205307号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ここで、圧力検出装置の外部から内部にノイズ侵入すると、検出素子からの出力に、ノイズが重畳されることになる。このようにしてノイズが重畳されると、検出される圧力における誤差が大きくなってしまう。
また、この種の圧力検出装置では、検出素子に予め決められた荷重が付与されるようになっている。ただし、圧力検出装置の筐体に対する検出素子の位置決めが不十分であると、検出素子に付与される荷重に変動が生じ、検出される圧力における誤差が大きくなってしまう。
本発明は、検出素子からの出力に対する外部からのノイズの重畳を抑制するとともに、検出素子に付与される荷重の変動を抑制することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の圧力検出装置は、筒状の筐体と、前記筐体の内部に収容されるとともに当該筐体の先端側から後端側に向かう圧力の変化を検出する検出素子と、前記検出素子を内部に収容するとともに前記筐体の内部に収容され、先端側および後端側から当該検出素子を挟むことで、当該検出素子に荷重を付与する付与部材と、前記筐体の先端側に取り付けられ、外部からの圧力を受けて変形す変形部材と、絶縁性を有し且つ前記筐体の内部であって前記変形部材と前記検出素子との間に設けられ、当該変形部材に作用する圧力を当該検出素子に伝達する絶縁伝達部と、絶縁性を有し且つ前記筐体の内部において当該筐体と当該付与部材とに接触して設けられる絶縁部と、前記付与部材を、前記変形部材および前記筐体と電気的に絶縁された状態で前記筐体に固定する固定部材とを含む。
ここで、前記付与部材は、筒状を呈するとともに外周面には外方に突出する突出部を備え、前記固定部材は、前記絶縁部を介して前記筐体の内周面との間に前記突出部を挟み込むことで、当該付与部材を当該筐体に固定するとよい。
また、前記付与部材は、前記検出素子の外部に配置され、当該検出素子の先端側と電気的に接続され且つ当該検出素子の後端側と電気的に絶縁され、当該検出素子の先端側から荷重を付与する第1付与部材と、前記第1付与部材の後端側に設けられ、当該第1付与部材と電気的に接続され且つ前記検出素子と電気的に絶縁され、前記第1付与部材に固定されることで当該検出素子の後端側から荷重を付与する第2付与部材とを有するとよい。
さらに、前記付与部材の内部に収容されるとともに前記検出素子の後端側と電気的に接続されることで、当該検出素子が出力する検出信号伝導する伝導部材をさらに含み、前記付与部材は、前記検出素子の先端側と電気的に接続されるとともに前記伝導部材と電気的に絶縁されることで、当該検出素子のグランドとなるとよい。
また、他の観点から捉えると、本発明の圧力検出装置は、筒状の筐体と、前記筐体の先端側に取り付けられ、当該筐体と電気的に接続され、外部からの圧力を受けて変形する変形部材と、前記筐体の内部であって前記変形部材の後端側に設けられ、当該変形部材を介して作用する圧力を検出する検出素子と、前記筐体の内部であって前記変形部材と前記検出素子との間に設けられ、当該検出素子と電気的に接続され且つ当該変形部材と電気的に絶縁され、当該変形部材を介して作用する圧力を当該検出素子に伝達するとともに、当該検出素子の第1電気経路を構成する第1伝達部材と、前記筐体の内部であって前記検出素子の後端側に設けられ、当該検出素子と電気的に接続され且つ前記第1伝達部材と電気的に絶縁され、当該検出素子の第2電気経路を構成する第2伝達部材と、前記筐体の内部であって前記検出素子、前記第1伝達部材および前記第2伝達部材を収容して設けられ、当該第1伝達部材と電気的に接続され且つ当該第2伝達部材と電気的に絶縁され、当該第1伝達部材および当該第2伝達部材を介して当該検出素子に荷重を付与するとともに、前記第1電気経路を構成する付与部材と、前記付与部材を、前記変形部材および前記筐体と電気的に絶縁された状態で当該筐体に固定する固定部材とを含む。

発明の効果

0007

本発明によれば、検出素子からの出力に対する外部からのノイズの重畳を抑制するとともに、検出素子に付与される荷重の変動を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0008

実施の形態に係る圧力検出システム概略構成図である。
圧力検出装置の側面図である。
圧力検出装置の断面図(図2のIII−III断面図)である。
圧力検出装置の先端側の拡大断面図である。
加圧部材の斜視図である。
収容部材の斜視図である。

実施例

0009

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[圧力検出システムの構成]
図1は、実施の形態に係る圧力検出システム1の概略構成図である。
この圧力検出システム1は、内燃機関10における燃焼室C内の圧力(燃焼圧)を検出する圧力検出装置20と、圧力検出装置20に対する給電を行うとともに圧力検出装置20が検出した圧力に基づいて内燃機関10の動作を制御する制御装置80と、圧力検出装置20と制御装置80とを電気的に接続する接続ケーブル90とを備えている。

0010

ここで、圧力の検出対象となる内燃機関10は、内部にシリンダが形成されたシリンダブロック11と、シリンダ内往復運動するピストン12と、シリンダブロック11に締結されてピストン12等とともに燃焼室Cを構成するシリンダヘッド13とを有している。また、シリンダヘッド13には、燃焼室Cと外部とを連通する連通孔13aが設けられている。そして、この連通孔13aに、圧力検出装置20の先端側を挿入するとともに、圧力検出装置20に設けられたリブ部312b(後述する図2参照)をシリンダヘッド13に固定することで、内燃機関10に対して圧力検出装置20を取り付けている。ここで、内燃機関10を構成するシリンダブロック11、ピストン12およびシリンダヘッド13は、鋳鉄アルミニウム等、導電性を有する金属材料で構成されている。

0011

[圧力検出装置の構成]
図2は、圧力検出装置20の側面図である。図3は、圧力検出装置20の断面図(図2のIII−III断面図)である。図4は、圧力検出装置20の先端側の拡大断面図である。

0012

本実施の形態の圧力検出装置20は、外部に露出する筐体部30と、圧力を検出するための各種機構を含み、ほぼ全体が筐体部30に収容されるとともに一部(後述する接続部材54)が外部に露出するように設けられる検出機構部40と、筐体部30の外周面に取り付けられるシール部70とを有している。そして、この圧力検出装置20は、図1に示す内燃機関10に対し、図2における左側(筐体部30が露出する部位)が燃焼室C(図1において下側)を向くとともに、図2における右側(検出機構部40が露出する部位)が外部(図1において上方)を向くように取り付けられる。また、この状態において、シール部70は、シリンダヘッド13に設けられた連通孔13aの内部に位置する。なお、以下の説明では、図2において、図中左に向かう側を圧力検出装置20の「先端側」と称し、図中右に向かう側を圧力検出装置20の「後端側」と称する。また、以下の説明では、図2に一点鎖線で示す圧力検出装置20の中心線方向を、単に中心線方向と称する。

0013

[筐体部の構成]
筐体部30は、先端側筐体31と、先端側筐体31の先端側に取り付けられたダイアフラムヘッド32と、先端側筐体31の後端側に取り付けられた後端側筐体33とを備えている。ここで、本実施の形態では、先端側筐体31および後端側筐体33が、筐体の一例として機能しており、ダイアフラムヘッド32が、変形部材の一例として機能している。

0014

(先端側筐体)
先端側筐体31は、中空構造を有し且つ全体として筒状を呈する部材である。この先端側筐体31は、導電性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。

0015

この先端側筐体31は、相対的に先端側に位置する第1先端側筐体311と、相対的に後端側に位置する第2先端側筐体312とを有している。ここで、先端側筐体31では、第1先端側筐体311の後端側の外周面と、第2先端側筐体312の先端側の内周面とを、レーザ溶接することで、両者を一体化させる構成となっている。そして、第1先端側筐体311の先端側には、レーザ溶接によってダイアフラムヘッド32が取り付けられるとともに、第2先端側筐体312の後端側には、はめ合いによって後端側筐体33が取り付けられる。

0016

ここで、第1先端側筐体311の外周面には、シール部70を構成する第1シール部材71(詳細は後述する)を装着するための凹部311aが設けられている。また、第1先端側筐体311の内部には、先端側において第1の直径に設定された部位と、後端側において第1の直径よりも大きい第2の直径に設定された部位とが存在しており、これら2つの部位の境界には、両者を接続する内側段差部311bが設けられている。

0017

一方、第2先端側筐体312の外周面には、第1シール部材71とともにシール部70を構成する第2シール部材72(詳細は後述する)を装着するための凹部312aが設けられている。また、第2先端側筐体312の外周面のうち、上記凹部312aよりも後端側には、外側に突出するリング状のリブ部312bが設けられている。このリブ部312bは、上述したように、圧力検出装置20を内燃機関10(より具体的にはシリンダヘッド13)に固定するために用いられる。

0018

(ダイアフラムヘッド)
ダイアフラムヘッド32は、全体として円板状を呈する部材である。このダイアフラムヘッド32は、導電性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。特に、この例では、ダイアフラムヘッド32および上記先端側筐体31を、同じ材料で構成している。

0019

このダイアフラムヘッド32は、先端側における中央部に凹部32bが形成されるとともに、外部(燃焼室C側)に露出することで圧力を受ける圧力受面(表面)32aと、圧力受面32aの裏側となる裏面を環状に切り欠くことによって設けられた凹部32cと、凹部32cの存在により、結果として圧力受面32aの中央部(凹部32bの形成部位)から後端側に突出する凸部32dとを有している。このダイアフラムヘッド32は、第1先端側筐体311における先端側の開口部を塞ぐように設けられている。そして、ダイアフラムヘッド32と第1先端側筐体311との境界部には、外周面の一周にわたってレーザ溶接が施されている。

0020

(後端側筐体)
後端側筐体33は、中空構造を有し且つ全体として筒状を呈する部材である。この後端側筐体33は、導電性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。ただし、内燃機関10に圧力検出装置20を装着した状態において、後端側筐体33は、内燃機関10の外部に位置することから、上述した先端側筐体31よりも耐熱性および耐酸性が低い材料を用いることができる。

0021

この後端側筐体33は、相対的に先端側に位置する第1後端側筐体331と、相対的に後端側に位置する第2後端側筐体332とを有する。ここで、後端側筐体33では、第1後端側筐体331の後端側の内周面に、第2後端側筐体332の先端側の外周面をはめ込むことで、両者を一体化させる構成となっている。そして、第1後端側筐体331の先端側には、はめ合いによって先端側筐体31(より具体的には第2先端側筐体312)が取り付けられるとともに、第2後端側筐体332の後端側には、はめ込みによって接続部材54(詳細は後述する)が取り付けられる。

0022

[検出機構部の構成]
検出機構部40は、圧電素子41と、先端電極部材42と、第1後端電極部材43と、第2後端電極部材44とを備えている。また、検出機構部40は、絶縁リング45と、第1コイルバネ46と、伝導部材47と、保持部材48とを備えている。さらに、検出機構部40は、加圧部材49と、支持部材50と、第2コイルバネ51と、収容部材52とを備えている。さらにまた、検出機構部40は、回路基板53と、接続部材54と、接地板55と、Oリング56とを備えている。また、検出機構部40は、突き当てパイプ57を備えている。そして、検出機構部40は、絶縁パイプ60と、第1絶縁部材61と、第2絶縁部材62と、第3絶縁部材63とを備えている。ここで、本実施の形態では、加圧部材49および支持部材50が、付与部材の一例として機能しており、第1後端電極部材43および第2後端電極部材44が、第2伝達部材の一例として機能している。

0023

(圧電素子)
検出素子の一例としての圧電素子41は、全体として円柱状を呈する部材である。この圧電素子41は、圧電縦効果圧電作用を示す圧電体を備えている。圧電縦効果とは、圧電体の電荷発生軸と同一方向の応力印加軸外力を加えると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生することをいう。この圧電素子41は、先端側筐体31の内側であって、ダイアフラムヘッド32の後端側に配置されている。この圧電素子41は、中心線方向が応力印加軸の方向となるように、先端側筐体31内に収容されている。ここで、圧電素子41は、先端側筐体31の内部に設けられた加圧部材49の内側であって、この加圧部材49の内部に設けられた絶縁パイプ60の内側に配置されている。また、圧電素子41の外径は、この圧電素子41を内部に収容する絶縁パイプ60の内径よりもわずかに小さい。そして、圧電素子41の先端側の面は、先端電極部材42の後端側の面と接触している。一方、圧電素子41の後端側の面は、第1後端電極部材43の先端側の面と接触している。また、圧電素子41の外周面は、絶縁パイプ60の内周面と対峙している。このように、加圧部材49の内周面と圧電素子41の外周面との間に、絶縁パイプ60を設けることにより、加圧部材49および圧電素子41は、直接には接触しない。

0024

次に、圧電素子41に圧電横効果を利用した場合を例示する。圧電横効果とは、圧電体の電荷発生軸に対して直交する位置にある応力印加軸に外力を加えると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生することをいう。薄板状に薄く形成した圧電体を複数枚積層して構成しても良く、このように積層することで、圧電体に発生する電荷を効率的に集めてセンサ感度を上げることができる。圧電素子41で使用可能な圧電体としては、圧電縦効果及び圧電横効果を有するランガサイト系結晶ランガサイトランガテイトランガナイトLTGA)や水晶ガリウムリン酸塩などを使用することを例示することができる。なお、本実施の形態の圧電素子41では、圧電体としてLTGA単結晶を用いている。

0025

(先端電極部材)
第1伝達部材の一例としての先端電極部材42は、全体として円柱状を呈する部材である。この先端電極部材42は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。また、先端電極部材42の先端側の面における中央部には、アルミナジルコニア等を含む、絶縁性を呈するセラミックス材料をコートしてなる絶縁皮膜42aが形成されている。ここで、絶縁伝達部の一例としての絶縁皮膜42aは、例えば円形状を呈するようになっており、その直径は、ダイアフラムヘッド32の裏面に設けられた凸部32dの直径よりも大きく、加圧部材49の先端側に設けられた開口部の直径よりも小さい。

0026

この先端電極部材42は、先端側筐体31の内部に設けられた加圧部材49の内側に配置されている。そして、先端電極部材42は、ダイアフラムヘッド32の後端側であって、圧電素子41の先端側に配置されている。ただし、先端電極部材42は、上述した圧電素子41とは異なり、絶縁パイプ60内に収容されていない。また、先端電極部材42の外径は、この先端電極部材42を内部に収容する加圧部材49の内径よりもわずかに小さい。そして、先端電極部材42の先端側の面のうち、絶縁皮膜42aが設けられている中央部の領域は、ダイアフラムヘッド32の裏面に設けられた凸部32dの後端側の面と接触している。また、先端電極部材42の先端側の面のうち、絶縁皮膜42aが設けられていない周縁部の領域は、加圧部材49の先端側に設けられた開口部の裏側の面に接触している。一方、先端電極部材42の後端側の面は、圧電素子41の先端側の面に接触している。また、先端電極部材42の外周面は、加圧部材49の内周面と対峙している。

0027

(第1後端電極部材)
第1後端電極部材43は、全体として円板状を呈する部材である。この第1後端電極部材43は、導電性を有するとともに耐熱性が高く、圧電素子41との熱膨張差が小さいステンレス等の金属材料によって構成されている。

0028

この第1後端電極部材43は、先端側筐体31の内部に設けられた加圧部材49の内側に配置されている。そして、第1後端電極部材43は、圧電素子41の後端側であって、第2後端電極部材44の先端側に配置されている。ここで、第1後端電極部材43は、加圧部材49の内部に設けられた絶縁パイプ60の内側に配置されている。また、第1後端電極部材43の外径は、圧電素子41の外径とほぼ同じであって、絶縁パイプ60の内径よりもわずかに小さい。そして、第1後端電極部材43の先端側の面は、圧電素子41の後端側の面と接触している。一方、第1後端電極部材43の後端側の面は、第2後端電極部材44の先端側の面と接触している。また、第1後端電極部材43の外周面は、絶縁パイプ60の内周面と対峙している。このように、加圧部材49の内周面と第1後端電極部材43の外周面との間に、絶縁パイプ60を設けることにより、加圧部材49および第1後端電極部材43は、直接には接触しない。

0029

(第2後端電極部材)
第2後端電極部材44は、全体として独楽状を呈し、その断面がT字状を呈する部材である。この第2後端電極部材44は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。この第2後端電極部材44は、円板状を呈し且つ先端側に位置する本体部44aと、円柱状を呈し且つ本体部44aの後端側の面における中央部から後端側に向かって突出する第1凸部44bと、円柱状を呈し且つ第1凸部44bの後端からさらに後端側に向かって突出する第2凸部44cとを備えている。ここで、第1凸部44bの直径は本体部44aの直径よりも小さく、第2凸部44cの直径は第1凸部44bの直径よりも小さい。

0030

この第2後端電極部材44は、先端側筐体31の内部に設けられた加圧部材49の内側に配置されている。ここで、第2後端電極部材44における本体部44aの先端側は、加圧部材49の内部に設けられた絶縁パイプ60の内側に配置されている。これに対し、第2後端電極部材44のこれよりも後端側となる部位は、この絶縁パイプ60の外側に配置されている。また、第2後端電極部材44における本体部44aの外径は、圧電素子41の外径とほぼ同じであって、絶縁パイプ60の内径よりもわずかに小さい。そして、第2後端電極部材44における本体部44aの先端側の面は、第1後端電極部材43の後端側の面と接触している。一方、本体部44aの後端側の面は、絶縁リング45の先端側の面と接触している。また、第2後端電極部材44における第1凸部44bの外周面は、その先端側が絶縁リング45の内周面と接触しており、その後端側がエアギャップを介して支持部材50の内周面と対峙している。さらに、第2後端電極部材44における第2凸部44cの外周面は、エアギャップを介して支持部材50の内周面と対峙しており、また、外周面に装着された第1コイルバネ46を介して伝導部材47に接触している。このように、加圧部材49の内周面と第2後端電極部材44の外周面との間に、絶縁パイプ60、エアギャップおよび絶縁リング45を設けることで、加圧部材49と第2後端電極部材44とは、直接には接触しない。また、支持部材50の内周面と第2後端電極部材44の外周面との間に、エアギャップを設けることで、支持部材50と第2後端電極部材44とは、直接には接触しない。

0031

(絶縁リング)
絶縁リング45は、全体として環状を呈する部材である。この絶縁リング45は、絶縁性を有するとともに耐熱性が高いアルミナ等のセラミックス材料によって構成されている。

0032

この絶縁リング45は、先端側筐体31の内部に設けられた加圧部材49の内側に配置されている。そして、絶縁リング45は、第2後端電極部材44における本体部44aの後端側であって、支持部材50の先端側に位置している。ここで、絶縁リング45に設けられた貫通孔の内部には、第2後端電極部材44における第1凸部44bが配置されている。また、絶縁リング45の外径は、加圧部材49の内径よりもわずかに小さい。さらに、絶縁リング45の貫通孔の内径は、第2後端電極部材44における第1凸部44bの外径よりもわずかに大きい。そして、絶縁リング45の先端側の面は、第2後端電極部材44における本体部44aの後端側の面と接触している。一方、絶縁リング45の後端側の面は、支持部材50の先端側の面と接触している。また、絶縁リング45の外周面は、加圧部材49の内周面と対峙している。さらに、絶縁リング45の内周面は、第2後端電極部材44における第1凸部44bの外周面と対峙している。

0033

(第1コイルバネ)
第1コイルバネ46は、全体として螺旋状を呈する部材であって、中心線方向に伸縮する。この第1コイルバネ46は、導電性を有するとともに先端側筐体31よりも導電性が高い真ちゅう等の金属材料によって構成されており、その表面には金めっきが施されている。

0034

この第1コイルバネ46は、先端側筐体31の内部に設けられており、加圧部材49の内側であって支持部材50の内側に配置されている。そして、第1コイルバネ46は、第2後端電極部材44の後端側であって、伝導部材47の先端側に配置されている。すなわち、第1コイルバネ46は、第2後端電極部材44と伝導部材47とに跨って配置されている。ここで、第1コイルバネ46の先端側は、第2後端電極部材44の第2凸部44cに巻き回されており、第1コイルバネ46の後端側は、伝導部材47の先端側に設けられた先端側凹部47a内に挿入されている。そして、第1コイルバネ46の内径は、第2後端電極部材44における第2凸部44cの外径よりも大きく且つ第1凸部44bの内径よりも小さい。一方、第1コイルバネ46の外径は、伝導部材47における先端側凹部47aの内径よりも小さい。その結果、第1コイルバネ46の先端は、第2後端電極部材44における第1凸部44bと第2凸部44cとの境界部(段差部)に突き当たっており、第1コイルバネ46の先端側は、第2後端電極部材44における第2凸部44cの外周面と接触している。これに対し、第1コイルバネ46の後端は、伝導部材47における先端側凹部47aの底部に突き当たっており、第1コイルバネ46の後端側は、伝導部材47における先端側凹部47aの内周面と接触している。また、第1コイルバネ46の外周は、エアギャップを介して支持部材50の内周面と対峙している。このように、支持部材50の内周面と第1コイルバネ46との間に、エアギャップを設けることで、支持部材50と第1コイルバネ46とは、直接には接触しない。

0035

(伝導部材)
伝導部材47は、全体として棒状を呈する部材である。この伝導部材47は、導電性を有する真ちゅう等の金属材料によって構成されており、その表面には金めっきが施されている。この伝導部材47には、その先端に、上述した先端側凹部47aが設けられており、その後端に、中心線方向の中央部よりも直径が小さく且つ後端側に向かって突出する後端側凸部47bが設けられている。

0036

この伝導部材47は、先端側筐体31の内部に設けられており、先端部および後端部(後端側凸部47b)を除くほぼすべての部位が、保持部材48の内部に配置されている。また、伝導部材47の先端側は加圧部材49の内側に、伝導部材47の後端側は収容部材52の内側に、先端側と後端側との間に位置する中間部は第2コイルバネ51の内側に、それぞれ位置している。そして、伝導部材47は、第1コイルバネ46の後端側であって、回路基板53の先端側に配置されている。この伝導部材47は、保持部材48に中心線方向に沿って設けられた貫通孔を貫通するように配置されている。そして、伝導部材47の先端部(保持部材48に覆われていない部位)の外径は、保持部材48の内径よりも大きく、支持部材50の内径よりも小さい。さらに、伝導部材47の後端部(後端側凸部47b)の外径は、保持部材48に設けられた保持部の内幅とほぼ同じである。さらにまた、伝導部材47の中心線方向中央部の外径は、保持部材48の内径とほぼ同じである。そして、伝導部材47の先端側凹部47aには、第1コイルバネ46の後端側が挿入されることで、第1コイルバネ46と接触している。一方、伝導部材47の後端側凸部47bは、保持部材48に設けられた保持部にはめ込まれている。また、伝導部材47の先端部の外周面は、エアギャップを介して支持部材50の内周面と対峙している。さらに、伝導部材47の中心線方向中央部の外周面は、保持部材48およびエアギャップを介して第2コイルバネ51と対峙している。さらにまた、伝導部材47の後端部の外周面は、エアギャップおよび保持部材48を介して収容部材52の外周面と対峙している。このように、支持部材50の内周面と伝導部材47の外周面との間に、エアギャップおよび保持部材48を設けることにより、支持部材50および伝導部材47は、直接には接触しない。また、第2コイルバネ51の内周面と伝導部材47の外周面との間に、エアギャップおよび保持部材48を設けることにより、第2コイルバネ51および伝導部材47は、直接には接触しない。さらに、収容部材52の内周面と伝導部材47の外周面との間に、エアギャップを設けることにより、収容部材52および伝導部材47は、直接には接触しない。

0037

(保持部材)
保持部材48は、先端側に位置し筒状を呈する部位と、後端側に位置し板状を呈する部位とを、一体化してなる部材である。この保持部材48は、絶縁性を有するPPT(Polypropylene Terephthalate:ポリプロピレンテレフタレート)等の合成樹脂材料によって構成された基材と、導電性を有する銅等の金属材料で構成された配線および端子等とを含んでいる。この保持部材48の先端側に位置する筒状の部位には、伝導部材47が収容され、この保持部材48の後端側に位置する板状の部位には、回路基板53が装着される。このように、保持部材48は、伝導部材47および回路基板53を保持する機能を有している。

0038

保持部材48のうち、支持部材50、第2コイルバネ51および収容部材52と対向する部位(外周面)は、合成樹脂材料で構成されており、この部位に金属材料を露出させないようになっている。また、保持部材48のうち、伝導部材47の先端部と後端部との間に位置する中間部と対向する部位(内周面)も、合成樹脂材料で構成されており、この部位に金属材料を露出させないようになっている。また、保持部材48における筒状部の後端側には、金属材料で構成され、伝導部材47の後端側凸部47bをはめ込んで保持する保持部が設けられている。この保持部には、回路基板53の信号入力端子(図示せず)と電気的に接続するための配線が取り付けられている。

0039

この保持部材48は、先端側筐体31の内部と後端側筐体33の内部とに跨って設けられている。また、保持部材48の先端側は加圧部材49の内側に、伝導部材47の後端側は収容部材52の内側に、先端側と後端側との間に位置する中間部は第2コイルバネ51の内側に、それぞれ位置している。そして、保持部材48は、絶縁リング45の後端側であって、接続部材54の先端側に配置されている。

0040

保持部材48の先端側に位置する筒状の部位の外径は、支持部材50の内径よりも小さく、この被覆部材の後端側に位置する板状の部位の外径は、この部位における収容部材52の内径よりも小さい。また、保持部材48の筒状の部位の先端側の外周面は、エアギャップを介して支持部材50の内周面および第2コイルバネ51の内周面に対峙している。さらに、保持部材48の筒状の部位の後端側の外周面および板状部の部位の外周面は、収容部材52の内周面に接触しあるいはエアギャップを介して収容部材52の内周面に対峙している。

0041

(加圧部材)
第1付与部材の一例としての加圧部材49は、全体として筒状を呈する部材である。この加圧部材49は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。

0042

図5は、加圧部材49の斜視図である。以下では、図5も参照しつつ、加圧部材49の構成について説明を行う。なお、図5においては、図中左下側が先端側となり、図中右上側が後端側となる。

0043

本実施の形態の加圧部材49は、最も先端側に位置するとともに先端には開口部が設けられる先端筒状部491と、先端筒状部491の後端側に配置される中間筒状部492と、中間筒状部492の後端側であって最も後端側に位置する後端筒状部493とを備えている。この加圧部材49では、先端筒状部491および後端筒状部493よりも中間筒状部492の外径が大きくなっており、先端筒状部491よりも後端筒状部493の外径が大きくなっている。そして、加圧部材49は、先端筒状部491と中間筒状部492との境界部において両者を接続する先端段差部49bと、中間筒状部492と後端筒状部493との境界部において両者を接続する後端段差部49cとをさらに備えている。なお、加圧部材49の内径は、先端に設けられた開口部を除き、同じ大きさである。このため、この加圧部材49においては、中間筒状部492の肉厚が後端筒状部493の肉厚よりも大きく、且つ、後端筒状部493の肉厚が先端筒状部491の肉厚よりも大きくなっている。したがって、加圧部材49では、中間筒状部492が最も撓みにくくなっている一方、先端筒状部491が最も撓みやすく(バネとして機能しやすく)なっている。ここで、本実施の形態では、先端段差部49b、中間筒状部492および後端段差部49cが、突出部の一例として機能している。

0044

また、加圧部材49のうち、先端段差部49b、中間筒状部492および後端段差部49cの各外周面には、アルミナやジルコニア等を含む、絶縁性を呈するセラミックス材料をコートしてなる絶縁皮膜49aが連続して形成されている(図4参照)。ここで、本実施の形態では、絶縁皮膜49aが、絶縁部の一例として機能している。

0045

この加圧部材49は、先端側筐体31の内部に、先端筒状部491が先端側となるように設けられている。加圧部材49の内部には、圧電素子41、先端電極部材42、第1後端電極部材43、第2後端電極部材44、絶縁リング45、支持部材50の先端側、絶縁パイプ60、第1コイルバネ46、伝導部材47の先端側および保持部材48の先端側が収容されている。そして、加圧部材49は、ダイアフラムヘッド32の後端側であって、収容部材52の先端側に配置されている。また、加圧部材49の外径は、先端筒状部491と中間筒状部492と後端筒状部493とで異なるが、すべての位置において先端側筐体31の内径よりも小さい。さらに、加圧部材49の内径は、先端電極部材42、絶縁パイプ60(圧電素子41、第1後端電極部材43、第2後端電極部材44、絶縁リング45)と対峙する部位では、これらの外径よりもわずかに大きく、支持部材50と対峙する部位では、支持部材50の外径とほぼ同じである。

0046

ここで、加圧部材49の後端側に設けられた後端筒状部493の外周面と第1先端側筐体311の後端側の内周面との間には、突き当てパイプ57が配置されている。

0047

そして、加圧部材49における先端筒状部491の先端側の面(開口部の表側の面)は、エアギャップを介してダイアフラムヘッド32の凹部32cと対峙している。一方、後端筒状部493の後端側は、エアギャップを介して第1絶縁部材61と対峙している。また、先端筒状部491の外周面は、エアギャップを介して第1先端側筐体311の内周面と対峙している。さらに、先端段差部49b、中間筒状部492および後端段差部49cの外周面は、絶縁皮膜49aに接触するとともに、絶縁皮膜49aを介して第1先端側筐体311の内周面と対峙している。さらにまた、後端筒状部493の外周面は、エアギャップを介して突き当てパイプ57の内周面と対峙している。このように、加圧部材49の外周面と第1先端側筐体311の内周面および突き当てパイプ57の内周面との間に、エアギャップおよび絶縁皮膜49aを設けることにより、加圧部材49と、第1先端側筐体311および突き当てパイプ57とは、直接には接触しない。

0048

(支持部材)
第2付与部材の一例としての支持部材50は、全体として筒状を呈する部材である。この支持部材50は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。

0049

この支持部材50は、先端側筐体31の内部に設けられており、その先端側は加圧部材49の内側に、その後端側は加圧部材49の外側に、それぞれ位置している。また、支持部材50は、その内部に、第2後端電極部材44の後端側(第1凸部44bおよび第2凸部44c)、第1コイルバネ46、伝導部材47の先端側および保持部材48の先端側を収容している。そして、支持部材50は、絶縁リング45の後端側であって、収容部材52の先端側に配置されている。また、支持部材50の外径は、第1加圧部材37の内径とほぼ同じである。さらに、支持部材50の内径は、中心線方向の位置によって異なるが、第2後端電極部材44と対峙する部位においては第2後端電極部材44の外径よりも大きく、第1コイルバネ46と対峙する部位においては第1コイルバネ46の外径よりも大きく、伝導部材47と対峙する部位においては伝導部材47の外径よりも大きく、保持部材48と対峙する部位においては保持部材48の外径よりも大きい。そして、支持部材50の先端側の面(開口部の表側の面)は、絶縁リング45の後端側の面と接触している。一方、支持部材50の後端側の面は、エアギャップを介して収容部材52と対峙している。また、支持部材50の外周面の先端側は、加圧部材49の内周面と接触しており、支持部材50の外周面の後端側は、第2コイルバネ51の先端側と接触している。ここで、加圧部材49における後端側の内周面と、この部位と対峙する支持部材50の外周面とを、一周にわたってレーザ溶接することで得た第2溶接部59によって、加圧部材49と支持部材50とを接合し固定している。これに対し、支持部材50の内周面は、エアギャップを介して第2後端電極部材44、第1コイルバネ46、伝導部材47および保持部材48と対峙している。このように、支持部材50の内周面と、第2後端電極部材44、第1コイルバネ46、伝導部材47および保持部材48との間に、エアギャップを設けることにより、支持部材50と、第2後端電極部材44、第1コイルバネ46、伝導部材47および保持部材48とは、直接には接触しない。

0050

(第2コイルバネ)
第2コイルバネ51は、全体として螺旋状を呈する部材であって、中心線方向に伸縮する。この第2コイルバネ51は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス等の金属材料によって構成されており、その表面には金めっきが施されている。このように、本実施の形態では、第1コイルバネ46と第2コイルバネ51とで、材質を異ならせている。

0051

この第2コイルバネ51は、先端側筐体31の内部に設けられており、その先端側は支持部材50における後端側且つ外側に、その後端側は収容部材52における先端側且つ外側に、それぞれ位置している。すなわち、第2コイルバネ51は、支持部材50と収容部材52とに跨って配置されている。また、第2コイルバネ51の外径は、先端側筐体31(より具体的には第2先端側筐体312)の内径よりも小さい。さらに、第2コイルバネ51の内径は、支持部材50の後端側の外径および収容部材52の先端側の外径よりもわずかに小さい。そして、第2コイルバネ51の外周は、エアギャップを介して先端側筐体31の内周面と対峙している。このように、第2コイルバネ51の外周と先端側筐体31の内周面との間に、エアギャップを設けることで、第2コイルバネ51と先端側筐体31とは、直接には接触しない。

0052

(収容部材)
収容部材52は、全体として筒状を呈する部材である。この収容部材52は、導電性を有するとともに先端側筐体31よりも導電性が高い真ちゅうやステンレス等の金属材料によって構成されており、その表面には金めっきが施されている。

0053

図6は、収容部材52の斜視図である。以下では、図6も参照しつつ、収容部材52の構成について説明を行う。なお、図6においても、図中左下側が先端側となり、図中右上側が後端側となる。

0054

本実施の形態の収容部材52は、最も先端側に位置するとともに先端には開口部が設けられる第1筒状部521と、第1筒状部521の後端側に配置される第2筒状部522と、第2筒状部522の後端側に配置される第3筒状部523と、第3筒状部523の後端側に配置される第4筒状部524とを備えている。この収容部材52では、第1筒状部521、第2筒状部522、第3筒状部523および第4筒状部524の順で、外径が大きくなっている。すなわち、この収容部材52では、先端側から後端側に向かって、階段状(4段)に直径が大きくなっている。そして、収容部材52は、第1筒状部521と第2筒状部522との境界部において両者を接続する第1段差部52aと、第2筒状部522と第3筒状部523との境界部において両者を接続する第2段差部52bと、第3筒状部523と第4筒状部524との境界部において両者を接続する第3段差部52cとをさらに備えている。なお、この収容部材52は、上述した加圧部材49とは異なり、その肉厚が、中心線方向の位置によらず一定の大きさに設定されている。このため、加圧部材49では、第1筒状部521、第2筒状部522、第3筒状部523および第4筒状部524の順で、内径が大きくなっている。

0055

この収容部材52は、先端側筐体31の内部と後端側筐体33の内部とに跨って、第1筒状部521が先端側となるように設けられている。収容部材52の内部には、伝導部材47の後端側、保持部材48の後端側、回路基板53および接地板55が収容されている。そして、収容部材52は、支持部材50の後端側であって、接続部材54の先端側に配置されている。また、収容部材52の外径は、第1筒状部521と第2筒状部522と第3筒状部523と第4筒状部524とで異なるが、すべての位置において先端側筐体31および後端側筐体33の内径よりも小さい。さらに、収容部材52の内径も、第1筒状部521と第2筒状部522と第3筒状部523と第4筒状部524とで異なるが、内部に収容される各部材の外径よりも大きい。

0056

ここで、収容部材52における第2筒状部522の後端側および第2段差部52bと、第2先端側筐体312の内周面との間には、第1絶縁部材61が配置されている。また、収容部材52における第3筒状部523の後端側および第3段差部52cと、第2先端側筐体312の内周面との間には、第2絶縁部材62が配置されている。さらに、収容部材52における第4筒状部524と第1後端側筐体331との間には、第3絶縁部材63が配置されている。

0057

そして、収容部材52における第1筒状部521の先端側の面(開口部の表側の面)は、エアギャップを介して支持部材50の後端側の面と対峙している。また、第1筒状部521は、第2コイルバネ51と接触している。一方、第4筒状部524の後端側は、保持部材48と対峙している。また、第1筒状部521および第1段差部52aの外周面は、エアギャップを介して第2先端側筐体312の内周面と対峙している。さらに、第2筒状部522の外周面は、エアギャップおよび第1絶縁部材61を介して第2先端側筐体312の内周面と対峙している。さらにまた、第2段差部52bは、第1絶縁部材61を介して第2先端側筐体312の内周面と対峙している。また、第3筒状部523の外周面は、エアギャップおよび第2絶縁部材62を介して第2先端側筐体312の内周面と対峙している。さらに、第3段差部52cの外周面は、第2絶縁部材62を介して第2先端側筐体312の内周面と対峙している。そして、第4筒状部524の外周面は、エアギャップを介して第2先端側筐体312の内周面と対峙し、且つ、エアギャップおよび第3絶縁部材63を介して第1後端側筐体331の内周面と対峙している。このように、収容部材52の外周面と、第2先端側筐体312および第1後端側筐体331との間に、エアギャップ、第1絶縁部材61、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63を設けることで、収容部材52と、第2先端側筐体312および第1後端側筐体331とは、直接には接触しない。

0058

(回路基板)
回路基板53は、全体として矩形板状を呈する部材である。この回路基板53は、受けた圧力に応じて圧電素子41が出力する微弱な電荷による電気信号に、電気回路を用いた各種処理を施すものであって、所謂プリント配線板によって構成されている。この回路基板53は、先端側筐体31の内部と後端側筐体33の内部とに跨って設けられている。また、回路基板53は、伝導部材47の後端側であって、接続部材54の先端側に配置されている。さらに、この回路基板53は、保持部材48に搭載されるとともにその全体が収容部材52の内側に配置されている。

0059

この回路基板53には、圧電素子41から入力される入力信号電荷信号)を積分して電圧信号に変換する積分回路と、積分回路から入力される電圧信号を増幅して出力信号とする増幅回路と、これら積分回路および増幅回路を構成するオペアンプ等の素子電源となる電源回路とが搭載されている(すべて図示せず)。

0060

(接続部材)
接続部材54は、全体として柱状を呈する部材である。この接続部材54は、絶縁性を有するPPT等の合成樹脂材料によって構成された基材と、導電性を有する銅等の金属材料で構成された配線および端子等とを含んでいる。ただし、接続部材54のうち、第2後端側筐体332と接触あるいは対峙する部位(外周面)は、合成樹脂材料で構成されており、この部位に金属材料を露出させないようになっている。また、接続部材54の後端側には、凹んだ形状を有するとともに後端側に向かって開口する開口部が設けられている。そして、この接続部材54の先端側には、先端側に向かって突出するとともに回路基板53と電気的に接続される基板側コネクタ54aが設けられている。一方、この接続部材54の後端側であって、上記開口部の内側には、後端側に向かって突出するとともに、図1に示す接続ケーブル90の接続対象となるケーブル側コネクタ54bが設けられている。また、接続部材54における先端側の外周面には、一周にわたって凹部が設けられており、この凹部には、Oリング56が取り付けられている。

0061

この接続部材54は、その先端側が第2後端側筐体332の内側に、その後端側が第2後端側筐体332の外側に、それぞれ位置している。そして、接続部材54の外周面に取り付けられたOリング56は、第2後端側筐体332の内側において、第2後端側筐体332の内周面と接触している。

0062

接続部材54の先端側に位置する筒状の部位の外径は、第2後端側筐体332の内径よりも小さい。これに対し、接続部材54の後端側に位置する筒状の部位の外径は、第2後端側筐体332の外径とほぼ同じである。また、接続部材54の先端側は、エアギャップあるいはOリング56を介して第2後端側筐体332の内周面と対峙している。

0063

(接地板)
接地板55は、全体として帯状を呈する部材である。この接地板55は、導電性を有するリン青銅等の金属材料によって構成されており、その表面には金めっきが施されている。

0064

この接地板55は、先端側筐体31の内部と後端側筐体33の内部とに跨って設けられており、その先端は収容部材52の内部であって回路基板53の上方に位置し、その後端は収容部材52の後端よりも後端側に突出している。そして、接地板55の先端側は、回路基板53の接地端子(図示せず)と電気的に接続され、接地板55の後端側は、収容部材52における第4筒状部524の内周面と電気的に接続されている。

0065

(Oリング)
Oリング56は、全体として環状を呈する部材である。このOリング56は、絶縁性を有するとともに耐熱性、耐透湿性および耐酸性が高いPTFE(Polytetrafluoroethylen:ポリテトラフルオロエチレン)等の合成樹脂材料によって構成されている。

0066

このOリング56は、接続部材54の外周面に取り付けられており、第2後端側筐体332に接続部材54を取り付けた際に、接続部材54の外周面と第2後端側筐体332の内周面とに挟まれるようになっている。

0067

(突き当てパイプ)
固定部材の一例としての突き当てパイプ57は、全体として筒状を呈する部材である。この突き当てパイプ57は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス等の金属材料によって構成されている。

0068

この突き当てパイプ57は、先端側筐体31において第1先端側筐体311と第2先端側筐体312とが重なる領域の内部であって、第1先端側筐体311の内側に配置されている。そして、突き当てパイプ57は、加圧部材49における中間筒状部492の後端側であって、第1絶縁部材61の先端側に位置している。また、突き当てパイプ57の外径は、この突き当てパイプ57を収容する第1先端側筐体311における後端側の内径とほぼ同じである。一方、突き当てパイプ57の内径は、加圧部材49における後端筒状部493の外径よりも大きい。そして、突き当てパイプ57の先端側の面は、加圧部材49における後端段差部49c(絶縁皮膜49aの形成面)と接触している。一方、突き当てパイプ57の後端側の面は、エアギャップを介して第1絶縁部材61の先端側の面と対峙している。また、突き当てパイプ57の外周面は、第1先端側筐体311における後端側の内周面と接触している。ここで、第1先端側筐体311における後端側の内周面と、この部位と対峙する突き当てパイプ57の外周面とを、一周にわたってレーザ溶接することで得た第1溶接部58によって、1先端側筐体311と突き当てパイプ57とを接合し固定している。これに対し、突き当てパイプ57の内周面は、エアギャップを介して加圧部材49における後端筒状部493の外周面と対峙している。このように、加圧部材49における後端段差部49cおよび後端筒状部493と、突き当てパイプ57との間に、絶縁皮膜49aおよびエアギャップを設けることにより、突き当てパイプ57と加圧部材49とは、直接には接触しない。

0069

(第1溶接部)
第1溶接部58は、第1先端側筐体311における後端側の内周面と、突き当てパイプ57の外周面とを、一周にわたってレーザ溶接することで形成される部位である。

0070

(第2溶接部)
第2溶接部59は、加圧部材49における後端側の内周面と、支持部材50の外周面とを、一周にわたってレーザ溶接することで形成される部位である。

0071

(絶縁パイプ)
絶縁パイプ60は、全体として円筒状を呈する部材である。この絶縁パイプ60は、絶縁性を有するLCP(Liquid Crystal Polymer:液晶ポリマ)等の合成樹脂材料によって構成されている。この絶縁パイプ60は、先端側筐体31の内部に設けられた加圧部材49の内側に配置されている。この絶縁パイプ60の内部には、圧電素子41、第1後端電極部材43および第2後端電極部材44における本体部44aの先端側が収容されている。そして、絶縁パイプ60は、先端電極部材42の後端側であって絶縁リング45の先端側に位置している。また、絶縁パイプ60の外径は、加圧部材49の内径よりもわずかに小さい。さらに、絶縁パイプ60の内径は、圧電素子41、第1後端電極部材43、第2後端電極部材44における本体部44aのそれぞれの外径よりもわずかに大きい。そして、絶縁パイプ60の先端側は、先端電極部材42の後端側の面に対峙している。一方、絶縁パイプ60の後端側は、絶縁リング45の先端側の面に対峙している。また、絶縁パイプ60の外周面は、加圧部材49の内周面と対峙している。さらに、絶縁パイプ60の内周面は、圧電素子41、第1後端電極部材43および第2後端電極部材44における本体部44aの外周面と対峙している。このように、加圧部材49と、圧電素子41、第1後端電極部材43および第2後端電極部材44における本体部44aとの間に、絶縁パイプ60および絶縁パイプ60によるエアギャップを設けることにより、加圧部材49と、第1後端電極部材43および第2後端電極部材44とは、直接には接触しない。

0072

(第1絶縁部材)
第1絶縁部材61は、先端側が筒状を呈し、後端側が環状を呈する部材である。この第1絶縁部材61は、絶縁性を有するとともに耐熱性が高いアルミナ等のセラミックス材料によって構成されている。

0073

この第1絶縁部材61は、先端側筐体31の内部に配置されている。そして、第1絶縁部材61は、収容部材52における第2筒状部522および第2段差部52b(図6参照)の外側に配置されている。また、第1絶縁部材61の外径は、対応する部位の第2先端側筐体312の内径よりもわずかに小さく、第1絶縁部材61の内径は対応する部位の収容部材52の外径よりもわずかに大きい。そして、第1絶縁部材61の外周面は、第2先端側筐体312と接触しており、第1絶縁部材61の内周面は、収容部材52と接触している。

0074

(第2絶縁部材)
第2絶縁部材62は、全体として環状を呈する部材である。この第2絶縁部材62は、絶縁性を有するとともに耐熱性が高いアルミナ等のセラミックス材料によって構成されている。

0075

この第2絶縁部材62は、先端側筐体31の内部であって第1絶縁部材61よりも後端側となる位置に配置されている。そして、第2絶縁部材62は、収容部材52における第3筒状部523および第3段差部52c(図6参照)の外側に配置されている。また、第2絶縁部材62の外径は、対応する部位の第2先端側筐体312の内径よりもわずかに小さく、第2絶縁部材62の内径は対応する部位の収容部材52の外径よりもわずかに大きい。そして、第2絶縁部材62の外周面は、第2先端側筐体312と接触しており、第2絶縁部材62の内周面は、収容部材52と接触している。

0076

このように、先端側筐体31(第2先端側筐体312)と収容部材52との間に、エアギャップ、第1絶縁部材61および第2絶縁部材62を設けることで、先端側筐体31と収容部材52とは、直接には接触しない。

0077

(第3絶縁部材)
第3絶縁部材63は、全体として筒状を呈する部材である。この第3絶縁部材63は、絶縁性を有するとともに耐熱性が高いアルミナ等のセラミックス材料によって構成されている。

0078

この第3絶縁部材63は、後端側筐体33の内部であって第2絶縁部材62よりも後端側となる位置に配置されている。そして、第3絶縁部材63は、収容部材52における第4筒状部524の外側に位置している。また、第3絶縁部材63の外径は、第1後端側筐体331の内径とほぼ同じであり、第3絶縁部材63の内径は、収容部材52における第4筒状部524の外径よりも大きい。そして、第3絶縁部材63の外周面は、第1後端側筐体331の内周面と接触しており、第3絶縁部材63の内周面は、先端側の一部が収容部材52と接触し、その他はエアギャップを介して収容部材52と対峙する。

0079

[シール部の構成]
シール部70は、相対的に先端側に位置する第1シール部材71と、相対的に後端側に位置する第2シール部材72とを有する。なお、内燃機関10に圧力検出装置20を取り付けた状態において、第1シール部材71および第2シール部材72は、シリンダヘッド13に設けられた連通孔13a(図1参照)の内周面に突き当たる。

0080

(第1シール部材)
第1シール部材71は、中空構造を有し全体として筒状を呈する部材である。この第1シール部材71は、絶縁性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いPTFE等の合成樹脂材料によって構成されている。

0081

この第1シール部材71は、第1先端側筐体311の外周面に設けられた凹部311aにはめ込まれている。そして、その内径は、凹部311aの外径よりもわずかに小さくなっており、その外径は、連通孔13aの内径よりもわずかに大きくなっている。

0082

(第2シール部材)
第2シール部材72は、全体として環状を呈する部材であり、ここではOリングを用いている。この第2シール部材72も、絶縁性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いPTFE等の合成樹脂材料によって構成されている。

0083

この第2シール部材72は、第2先端側筐体312の外周面に設けられた凹部312aにはめ込まれている。そして、その内径は、凹部312aの外径よりもわずかに小さくなっており、その外径は、連通孔13aの内径よりもわずかに大きくなっている。

0084

[圧力検出装置における電気的な接続構造
ここで、圧力検出装置20における電気的な接続構造について説明を行う。

0085

(正の経路
圧力検出装置20において、圧電素子41の後端側の端面(正極)は、金属製の第1後端電極部材43と、金属製の第2後端電極部材44と、金属製の第1コイルバネ46とを介して、金属製の伝導部材47と電気的に接続されている。そして、金属製の伝導部材47は、保持部材48に設けられた金属製の保持部、配線および端子を介して、回路基板53に設けられた入力端子(図示せず)と電気的に接続される。以下では、圧電素子41の後端側の面から、第1後端電極部材43、第2後端電極部材44、第1コイルバネ46、伝導部材47および保持部材48を介して、回路基板53に至る電気的な経路を、『正の経路』と称する。

0086

(負の経路)
一方、圧力検出装置20において、圧電素子41の先端側の端面(負極)は、金属製の先端電極部材42と、金属製の加圧部材49と、金属製の支持部材50(第2溶接部59)と、金属製の第2コイルバネ51と、金属製の収容部材52と、金属製の接地板55とを介して、回路基板53に設けられた接地端子(図示せず)と電気的に接続されている。以下では、圧電素子41の先端側の面から、先端電極部材42、加圧部材49、支持部材50、第2コイルバネ51、収容部材52および接地板55を介して、回路基板53に至る電気的な経路を『負の経路』と称する。

0087

(筐体経路)
他方、圧力検出装置20において、金属製のダイアフラムヘッド32は、金属製の先端側筐体31(第1先端側筐体311および第2先端側筐体312)を介して、金属製の後端側筐体33(第1後端側筐体331および第2後端側筐体332)と電気的に接続されている。また、この圧力検出装置20では、金属製の第1先端側筐体311が、金属製の突き当てパイプ57(第1溶接部58)と電気的に接続されている。以下では、ダイアフラムヘッド32から先端側筐体31を介して後端側筐体33および突き当てパイプ57に至る電気的な経路を『筐体経路』と称する。

0088

(正の経路と負の経路との関係)
ここで、本実施の形態の圧力検出装置20では、正の経路の外側に負の経路が存在している。換言すれば、負の経路の内部に正の経路が収容されている。そして、正の経路と負の経路とは、絶縁パイプ60、絶縁リング45、保持部材48および両経路の間に形成されるエアギャップによって、電気的に絶縁されている。ここで、本実施の形態では、負の経路が第1電気経路の一例となっており、正の経路が第2電気経路の一例となっている。

0089

(負の経路と筐体経路との関係)
また、この圧力検出装置20では、負の経路の外側に筐体経路が存在している。換言すれば、筐体経路の内部に負の経路が収容されている。そして、負の経路と筐体経路とは、先端電極部材42に設けられた絶縁皮膜42a、加圧部材49に設けられた絶縁皮膜49a、第1絶縁部材61、第2絶縁部材62、第3絶縁部材63および両経路の間に形成されるエアギャップによって、電気的に絶縁されている。

0090

(筐体経路と正の経路との関係)
そして、この圧力検出装置20では、結果として、正の経路の外側に筐体経路が存在している。換言すれば、筐体経路の内部に正の経路が収容されている。そして、上述したように、正の経路と負の経路とが電気的に絶縁され、且つ、負の経路と筐体経路とが電気的に絶縁されていることにより、筐体経路と正の経路とが、電気的に絶縁されていることになる。

0091

(その他)
ここで、筐体経路を構成する筐体部30は、圧力検出装置20において外部に露出する部位であり、特に、ダイアフラムヘッド32は、燃焼に伴って酸性度が高くなる燃焼室Cに対峙する部位となっている。これに対し、正の経路および負の経路を構成する各部材は、圧力検出装置20において筐体部30内に収容される部位である。このため、正の経路および負の経路を構成する各部材は、筐体経路(筐体部30)を構成する各部材よりも導電性が高い材料とすることが好ましく、また、筐体経路(筐体部30)を構成する各部材は、正の経路および負の経路を構成する各部材よりも耐酸性が高い材料とすることが好ましい。

0092

[圧力検出装置の組立手順
次に、本実施の形態で用いた圧力検出装置20の組立手順について説明を行う。

0093

まず、第1先端側筐体311の先端側とダイアフラムヘッド32の裏面側(凸部32d側)とを対向させて両者を突き当てる。そして、この状態で、第1先端側筐体311とダイアフラムヘッド32との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行う。

0094

次に、第1先端側筐体311とダイアフラムヘッド32とを含む構造体における第1先端側筐体311内に、後端側から、先端筒状部491を先端側として加圧部材49を挿入する。このとき、加圧部材49の外周面に設けられた先端段差部49bが、第1先端側筐体311の内周面に設けられた内側段差部311bに突き当たるまで、加圧部材49の挿入を行う。これに伴い、加圧部材49の先端段差部49bおよび中間筒状部492の外周面に設けられた絶縁皮膜49aが、第1先端側筐体311の内周面と接触する。また、加圧部材49における先端筒状部491の先端側に設けられた開口部に、ダイアフラムヘッド32の凸部32dが挿入される。

0095

続いて、第1先端側筐体311の内周面と加圧部材49における後端筒状部493の外周面との間に、後端側から、突き当てパイプ57を挿入する。このとき、突き当てパイプ57の先端側が、加圧部材49に設けられた後端段差部49cに突き当たるまで、突き当てパイプ57の挿入を行う。これに伴い、加圧部材49の後端段差部49cに設けられた絶縁皮膜49aが、突き当てパイプ57の先端側と接触する。

0096

この状態で、第1先端側筐体311の後端側と突き当てパイプ57とを、一周にわたってレーザ溶接し、第1溶接部58を形成する。このとき、第1先端側筐体311の内側段差部311bと突き当てパイプ57の先端側との間に、加圧部材49の中間筒状部492が挟み込まれることによって、加圧部材49は、第1先端側筐体311に対し固定される。これにより、第1先端側筐体311およびダイアフラムヘッド32に対する、加圧部材49の位置決めがなされる。

0097

次に、第1先端側筐体311、ダイアフラムヘッド32、加圧部材49および突き当てパイプ57を含む構造体における加圧部材49内に、後端側から、先端電極部材42、絶縁パイプ60、圧電素子41、第1後端電極部材43、第2後端電極部材44、絶縁リング45および支持部材50を、この順に挿入する。なお、加圧部材49内に先端電極部材42を挿入する際、絶縁皮膜42aが形成されている面を先端側とする。また、加圧部材49内に第2後端電極部材44を挿入する際、本体部44aを先端側とし、第2凸部44cを後端側とする。このとき、加圧部材49内に収容される先端電極部材42の先端側に設けられた絶縁皮膜42aが、ダイアフラムヘッド32の後端側に設けられた凸部32dと接触する。また、絶縁パイプ60の内側に、圧電素子41、第1後端電極部材43、第2後端電極部材44における本体部44aの先端側が配置される。さらに、第2後端電極部材44の第1凸部44bおよび第2凸部44cが、絶縁リング45に設けられた孔を介して支持部材50の先端側内部に露出する。

0098

この状態で、加圧部材49に対する、支持部材50の中心線方向の位置調整を行い、加圧部材49および支持部材50を介して圧電素子41にかかる荷重(予荷重)を調整する。

0099

そして、加圧部材49に対する支持部材50の中心線方向の位置調整が完了した後、加圧部材49の後端側と支持部材50とを、一周にわたってレーザ溶接し、第2溶接部59を形成する。このとき、圧電素子41は、その先端側が先端電極部材42を介して、その後端側が第1後端電極部材43、第2後端電極部材44、絶縁リング45および支持部材50を介して、加圧部材49に対して固定される。また、この状態では、既に、第1先端側筐体311およびダイアフラムヘッド32に対して、加圧部材49が固定されている。このため、加圧部材49内に収容される圧電素子41は、予め決められた予荷重が付与された状態で、ダイアフラムヘッド32に対して固定されることになる。これにより、第1先端側筐体311およびダイアフラムヘッド32に対する、加圧部材49、支持部材50および圧電素子41の位置決めがなされる。

0100

続いて、支持部材50までが取り付けられた構造体における支持部材50内に、後端側から、第1コイルバネ46を挿入し、支持部材50の先端側の内部に露出する第2後端電極部材44の第2凸部44cに装着する。また、上記構造体における支持部材50の後端側に、後端側から第2コイルバネ51を挿入して装着する。さらに、上記構造体における第1先端側筐体311に、後端側から、第2先端側筐体312をねじ込んで取り付ける。さらにまた、第2先端側筐体312内に、後端側から第1絶縁部材61および第2絶縁部材62を、この順に挿入する。これに伴い、第1絶縁部材61は、第2先端側筐体312内の先端側に設けられた段差部に突き当たって位置決めされ、第2絶縁部材62は、第2先端側筐体312内の後端側に設けられた段差部に突き当たって位置決めされる。

0101

一方、上記構造体の組立とは別工程にて、保持部材48の先端側に、先端側から伝導部材47を挿入する。また、この保持部材48の後端側に、接地板55を含む回路基板53を取り付ける。このとき、保持部材48に取り付けられた伝導部材47の後端側凸部47bと回路基板53とが、電気的に接続される。そして、収容部材52内に、後端側から、伝導部材47および回路基板53(接地板55)を装着した保持部材48を、伝導部材47を先端側として挿入する。このとき、保持部材48における筒状部と板状部との境界(板状部の先端側)が、収容部材52に設けられた第2段差部52bの内周面に突き当てるまで、保持部材48の挿入を行う。これに伴い、保持部材48の筒状部の先端側および保持部材48の筒状部から露出する伝導部材47の先端側(先端側凹部47a)が、第1筒状部521よりも先端側に突出する。また、収容部材52の内周面と、接地板55の後端側とが接触する。

0102

そして、第2絶縁部材62までが取り付けられた構造体における第2先端側筐体312内に、後端側から、伝導部材47、回路基板53(接地板55)および保持部材48を含む収容部材52を、第1筒状部521を先端側として挿入する。このとき、収容部材52に設けられた第2段差部52bが、第2先端側筐体312内に取り付けられた第1絶縁部材61に突き当たるまで(収容部材52に設けられた第3段差部52cが、第2先端側筐体312内に取り付けられた第2絶縁部材62に突き当たるまで)、収容部材52の挿入を行う。これに伴い、収容部材52における第2筒状部522の後端側および第2段差部52bの外周面が、第1絶縁部材61の内周面および後端側の面と接触する。また、収容部材52における第3筒状部523の後端側および第3段差部52cの外周面が、第2絶縁部材62の内周面および後端側の面と接触する。一方、第1コイルバネ46の後端側が、伝導部材47の先端側凹部47aに挿入されるとともに、この第1コイルバネ46の後端が、先端側凹部47aの底部に突き当たる。また、収容部材52の第1筒状部521が第2コイルバネ51の後端側に挿入されるとともに、この第2コイルバネ51の後端が、収容部材52の第1段差部52aに突き当たる。その結果、第1コイルバネ46および第2コイルバネ51は、上記構造体に対して収容部材52を挿入する前と比べて、中心線方向に圧縮された状態となる。

0103

続いて、収容部材52までが取り付けられた構造体における第2先端側筐体312に、後端側から、第1後端側筐体331および第3絶縁部材63を挿入して取り付ける。これにより、収容部材52における第4筒状部524の外周面が、第3絶縁部材63の内周面に接触する。また、第1後端側筐体331に、後端側から、第2後端側筐体332を挿入する。

0104

それから、第2後端側筐体332までが取り付けられた構造体における第2後端側筐体332に対し、後端側から、外周面にOリング56を装着した接続部材54を、基板側コネクタ54aを先端側として挿入する。このとき、接続部材54に装着されたOリング56は、第2後端側筐体332の内部に入り込み、第2後端側筐体332と接触する。また、回路基板53と接続部材54に設けられた基板側コネクタ54aとが、電気的に接続される。

0105

最後に、接続部材54までが取り付けられた構造体における第1先端側筐体311の凹部311aに、第1シール部材71を取り付けるとともに、第2先端側筐体312の凹部312aに、第2シール部材72を取り付ける。
以上により、圧力検出装置20の組立が完了する。

0106

[圧力検出装置による圧力検出動作]
では、圧力検出装置20による圧力検出動作について説明を行う。
内燃機関10が動作しているとき、ダイアフラムヘッド32の圧力受面32aに、燃焼室C内で発生した圧力(燃焼圧)が付与される。ダイアフラムヘッド32では、圧力受面32aが受けた圧力が裏側の凸部32dに伝達され、さらに凸部32dから絶縁皮膜42aを介して先端電極部材42へと伝達される。そして、先端電極部材42に伝達された圧力は、先端電極部材42と第1後端電極部材43とに挟まれた圧電素子41に作用し、圧電素子41では、受けた圧力に応じた電荷が生じる。圧電素子41に生じた電荷は、正の経路を介して、回路基板53の入力信号端子(図示せず)電荷信号として供給される。回路基板53に供給された電荷信号は、回路基板53に実装された回路にて各種処理が施されることで出力信号とされる。そして、回路基板53から出力された出力信号は、接続部材54を介して、外部(ここでは接続ケーブル90および制御装置80)に送信される。

0107

[本実施の形態の効果]
本実施の形態の圧力検出装置20では、加圧部材49と支持部材50との中心線方向の位置関係を固定することで、加圧部材49と支持部材50との間に圧電素子41を挟み込み、圧電素子41に予め決められた荷重を付与するようにした。そして、圧電素子41を内部に収容する加圧部材49を、絶縁皮膜49aを介して先端側筐体31の内周面に接触させた状態で、突き当てパイプ57を用いて、先端側筐体31に対し加圧部材49を固定するようにした。これにより、加圧部材49と先端側筐体31とを電気的に絶縁するとともに、加圧部材49および支持部材50を介して筐体部30(先端側筐体31)に、荷重の変動を抑制した状態で圧電素子41を固定することができる。

0108

また、本実施の形態の圧力検出装置20では、圧電素子41とダイアフラムヘッド32との間に存在する先端電極部材42の先端側に絶縁皮膜42aを設けた。これにより、先端電極部材42とダイアフラムヘッド32とを電気的に絶縁することができる。

0109

ここで、本実施の形態では、上述した先端電極部材42や加圧部材49が、圧電素子41の負の経路を兼ねる構成となっているが、上述した構成を採用することにより、この負の経路を、先端側筐体31およびダイアフラムヘッド32を含む筐体経路と電気的に絶縁することができる。

0110

本実施の形態の圧力検出装置20は内燃機関10に取り付けられており、この内燃機関10が自動車に搭載されている場合、クラクションヘッドライトおよびワイパー等で発生したkHzオーダー周波数のノイズ(以下では低周波ノイズと称する)が、内燃機関10のシリンダヘッド13に侵入してくる。そして、本実施の形態では、金属で構成されたシリンダヘッド13に、圧力検出装置20のうち金属で構成された筐体部30を取り付けているため、シリンダヘッド13に侵入してきた低周波ノイズは、圧力検出装置20の筐体部30にも伝播する。

0111

ここで、本実施の形態の圧力検出装置20では、筐体部30を含む筐体経路と、圧電素子41から回路基板53に至る正の経路および負の経路とを、電気的に絶縁している。このため、シリンダヘッド13から圧力検出装置20の筐体部30に伝播した低周波ノイズは、加圧部材49および支持部材50や伝導部材47等を介して、回路基板53に伝達されにくくなる。その結果、低周波ノイズに起因する、回路基板53における電位揺れ(変動)が抑制されることになり、回路基板53から外部(制御装置80等)に出力される出力信号の揺れ(変動)を低減させることが可能になる。

0112

また、内燃機関10が自動車に搭載されている場合、自動車の周囲には、通常、携帯電話ラジオおよびテレビ等で使用されるMHzオーダーの周波数の電波が飛び交う。この電波が、圧力検出装置20に設けられた伝導部材47に照射されると、MHzオーダーの周波数のノイズ(以下では高周波ノイズと称する)が、回路基板53に伝達されることになってしまう。

0113

ここで、本実施の形態の圧力検出装置20では、加圧部材49および支持部材50を用いて、伝導部材47を覆っている。このため、外部から圧力検出装置20に照射される電波は、加圧部材49および支持部材50によって遮られることになり、伝導部材47に伝達されにくくなる。その結果、高周波ノイズに起因する、回路基板53における電位の揺れ(変動)が抑制されることになり、回路基板53から外部に出力される出力信号の揺れ(変動)を低減させることが可能になる。

0114

また、本実施の形態では、金属製の収容部材52を用いて、回路基板53を覆っている。このため、外部から圧力検出装置20に照射される電波は、収容部材52によって遮られることになり、回路基板53に到達しにくくなる。その結果、高周波ノイズに起因する、回路基板53における電位の揺れ(変動)が抑制されることになり、回路基板53から外部に出力される出力信号の揺れ(変動)を、さらに低減させることが可能になる。

0115

[その他]
なお、本実施の形態では、先端電極部材42の先端側に絶縁皮膜42aを設けることにより、負の経路を構成する先端電極部材42と筐体経路を構成するダイアフラムヘッド32とを電気的に絶縁するようにしていたが、これに限られない。例えば、先端電極部材42とダイアフラムヘッド32との間に、絶縁性を有するとともに耐熱性が高いアルミナ等のセラミックス材料からなる絶縁プレートを配置するようにしてもかまわない。

0116

また、本実施の形態では、加圧部材49の外周面の一部(中間筒状部492、先端段差部49bおよび後端段差部49c)に絶縁皮膜49aを設けることで、負の経路を構成する加圧部材49と、筐体経路を構成する第1先端側筐体311および突き当てパイプ57とを電気的に絶縁するようにしていたが、これに限られない。例えば、加圧部材49と第1先端側筐体311および突き当てパイプ57との間に、絶縁性を有するとともに耐熱性が高いアルミナ等のセラミックス材料からなる絶縁リングを配置したり、エアギャップを形成したりするようにしてもかまわない。

0117

また、本実施の形態では、収容部材52における第2筒状部522の後端側および第2段差部52bと第2先端側筐体312の内周面との間、収容部材52における第3筒状部523の後端側および第3段差部52cと第2先端側筐体312の内周面との間、収容部材52における第4筒状部524と第1後端側筐体331との間に、それぞれ、第1絶縁部材61、第2絶縁部材62、第3絶縁部材63を配置することにより、負の経路を構成する収容部材52と、筐体経路を構成する先端側筐体31および後端側筐体33とを電気的に絶縁するようにしていたが、これに限られない。例えば、収容部材52の外周面の一部にアルミナやジルコニア等を含む、絶縁性を呈するセラミックス材料をコートしてなる絶縁皮膜を形成したり、収容部材52と先端側筐体31、後端側筐体33との間にエアギャップを形成したりしてもかまわない。

0118

さらに、本実施の形態では、第1先端側筐体311と突き当てパイプ57とを、第1溶接部58を用いて固定していたが、これに限られるものではなく、例えば両者をねじ込み等によって固定するようにしてもかまわない。さらにまた、本実施の形態では、加圧部材49と支持部材50とを、第2溶接部59を用いて固定していたが、これに限られるものではなく、例えば両者をねじ込み等によって固定するようにしてもかまわない。

0119

また、本実施の形態では、第1後端電極部材43と第2後端電極部材44とを別部材として配置していたが、これに限られるものではなく、例えば、第1後端電極部材43と第2後端電極部材44とを一つの部材に置き換えて配置してもかまわない。

0120

さらに、本実施の形態では、先端電極部材42を絶縁パイプ60内に収容しないようにしていたが、これに限られるものではなく、先端電極部材42を絶縁パイプ60内に収容するようにしてもかまわない。

0121

さらにまた、本実施の形態では、圧力検出装置20における圧力の検出素子として、圧電素子41を用いた場合を例として説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えばひずみゲージや離間した電極等を用いてもかまわない。

0122

1…圧力検出システム、10…内燃機関、20…圧力検出装置、30…筐体部、31…先端側筐体、32…ダイアフラムヘッド、33…後端側筐体、40…検出機構部、41…圧電素子、42…先端電極部材、42a…絶縁皮膜、43…第1後端電極部材、44…第2後端電極部材、45…絶縁リング、46…第1コイルバネ、47…伝導部材、48…保持部材、49…加圧部材、49a…絶縁皮膜、50…支持部材、51…第2コイルバネ、52…収容部材、53…回路基板、54…接続部材、55…接地板、56…Oリング、57…突き当てパイプ、58…第1溶接部、59…第2溶接部、60…絶縁パイプ、61…第1絶縁部材、62…第2絶縁部材、63…第3絶縁部材、70…シール部、71…第1シール部材、72…第2シール部材、80…制御装置、90…接続ケーブル

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