特許 5651064 圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5651064

(24)【登録日】2014年11月21日

(45)【発行日】2015年1月7日

(54)【発明の名称】圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 23/10 20060101AFI20141211BHJP

   G01L 23/18 20060101ALI20141211BHJP

【ＦＩ】

   G01L23/10

   G01L23/18

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-82798(P2011-82798)

(22)【出願日】2011年4月4日

(65)【公開番号】特開2012-220201(P2012-220201A)

(43)【公開日】2012年11月12日

【審査請求日】2013年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水野 健太朗

(72)【発明者】

【氏名】橋本 昭二

(72)【発明者】

【氏名】竹内 久幸

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 治

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−８４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０１９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７７７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２６５４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−１８５３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００−２３／３２

Ｇ０１Ｌ２７／００−２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、受圧ピンと、力検知素子と、充填部材を備え、
前記ハウジングは、その先端面に開口している案内孔を備えており、
前記受圧ピンは、前記案内孔内に変位可能に配置されており、
前記力検知素子は、ハウジング内部のうち前記受圧ピンよりもハウジング後端側であって、前記受圧ピンの後端面と対向する位置に配置されており、
前記充填部材は、前記受圧ピンおよび前記ハウジングに比してばね定数が小さい部材であり、前記受圧ピンと前記案内孔との間に前記受圧ピンの外周面を取り囲んで配置されており、
前記充填部材の先端面は、前記ハウジングの先端面または前記受圧ピンの先端面のうちハウジング後端側に位置している面に対して、同一面内またはハウジング先端側に位置しており、
前記受圧ピンの後端側に、前記受圧ピンの外周面から突起している突起部を備え、
前記充填部材の後端面が前記突起部に接していることを特徴とする圧力センサ。

【請求項2】

前記充填部材は、前記受圧ピンの外周面を取り囲む筒形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項3】

前記充填部材は、前記受圧ピンの外周面と前記案内孔の内周面との間に隙間なく配置されており、
前記受圧ピンが前記案内孔内で変位することに応じて弾性変形することを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。

【請求項4】

前記充填部材は、前記受圧ピンの外周面または前記案内孔の内周面の少なくとも一部に、膜状に付着して形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧力センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、圧力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

図１０に、従来の圧力センサ５００の断面図を示す。この圧力センサ５００は、取付ネジ５２１、接触部５２１ａ、プッシュロッド５２２、センシング部５２３、固定ネジ５２３ａ、ダイアフラム５２４、圧力伝達部材５２５、圧電素子５２６、上部固定ネジ５２７、シール部材５２８、を備えている。なお、図示下側が先端側、図示上側が後端側である。センシング部５２３は、シール部材５２８を介して、固定ネジ５２３ａの締め付け力によって接触部５２１ａのみで、取付ネジ５２１に接触固定されている。プッシュロッド５２２はダイアフラム５２４に溶接等の方法で接続されており、その側面は取付ネジ５２１の内周面に接触しているが固定されてはいない。すなわちプッシュロッド５２２は、印加圧力に応じて軸方向に移動できる構造となっており、ダイアフラム５２４に確実に圧力を伝達できる。さらに、センシング部５２３に構成されたダイアフラム５２４の内側には、圧力伝達部材５２５が接触している。圧力伝達部材５２５のダイアフラム５２４と反対側には、圧電素子５２６が位置している。

【0003】

圧力センサ５００では、被測定領域内に生じた圧力変動によってプッシュロッド５２２に印加された圧力は、正確にダイアフラム５２４に伝達され、さらに圧力伝達部材５２５によって圧電素子５２６に伝達される。これにより、プッシュロッド５２２に加えられた圧力の大きさを検知することができる。

【0004】

図１１に、従来の圧力センサ６００の断面図を示す。この圧力センサ６００は、ケース６０２と、受圧伝達部材６０３と、Ｏ−リング６０４と、連結ネジ６０５と、ケーブル６０６と、固定部材６０７と、固定ネジ６０８と、２枚の圧電素子６０９、６１０と、電極板６１１と、ブッシュ６１２とを備えている。なお、図示下側が先端側、図示上側が後端側である。各圧電素子６０９、６１０を介在させた状態で、連結ネジ６０５によって、受圧伝達部材６０３が固定部材６０７に固定されている。受圧伝達部材６０３は、上端側が太径部６２４に形成されるとともに、下端側がケース６０２の細径孔６２２より少し小さい径を持つ細径部６２５に形成された円柱状の部材である。受圧伝達部材６０３は、ケース６０２内に上下動自在に収納される。また、Ｏ−リング６０４は、受圧伝達部材６０３の下端側に形成された周溝６２６内に填込まれている。Ｏ−リング６０４によって、受圧伝達部材６０３の細径部６２５と、ケース６０２の細径孔６２２との間の隙間から、被測定領域６２７側の燃焼ガス等が入り込まないように密封されている。

【0005】

圧力センサ６００では、被測定領域６２７の圧力が上昇すると、受圧伝達部材６０３が上方に付勢されて、２枚の圧電素子６０９、６１０を圧縮する。これによって、各圧電素子６０９、６１０は圧縮の応力に比例した電荷を発生し、発生電荷が電極板６１１を通してケーブル６０６から外部に出力される。これにより、受圧伝達部材６０３に加えられた圧力の大きさを検知することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平３−１８５３２６号公報

【特許文献2】特開平６−２６５４３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図１０に示す圧力センサ５００では、プッシュロッド５２２の外周面と取付ネジ５２１の内周面との間には、僅かながら隙間が形成されている。そして、プッシュロッド５２２の先端部がエンジン燃焼室内に備えられている場合には、燃焼によるデポジット（煤）が当該隙間に侵入するおそれがある。この場合、デポジットによって、プッシュロッド５２２と取付ネジ５２１とが固着されてしまうことがある。すると、プッシュロッド５２２の変位が妨げられてしまうため、圧力の検出感度が低下してしまう事態や、圧力の測定をすることができなくなってしまうという事態が発生しうる。

【0008】

また、図１１に示す圧力センサ６００では、Ｏ−リング６０４から先端側の領域では、受圧伝達部材６０３の外周面と細径孔６２２の内周面との間には、僅かながら隙間が形成されている。すると、デポジット等が当該隙間に侵入した場合には、受圧伝達部材６０３とケース６０２とが固着されてしまうことがある。従って、受圧伝達部材６０３の変位が妨げられてしまうため、圧力の検出感度が低下してしまうなどの事態が発生しうる。

【0009】

本願では、安定して正確な圧力測定を行うことが可能な圧力センサを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本明細書によって開示される圧力センサは、ハウジングと、受圧ピンと、力検知素子と、充填部材を備えている。ハウジングは、その先端面に開口している案内孔を備えている。受圧ピンは、案内孔内に変位可能に配置されている。力検知素子は、ハウジング内部のうち受圧ピンよりもハウジング後端側であって、受圧ピンの後端面と対向する位置に配置されている。充填部材は、受圧ピンおよびハウジングに比してばね定数が小さい部材であり、受圧ピンと案内孔との間に受圧ピンの外周面を取り囲んで配置されている。充填部材の先端面は、ハウジングの先端面または受圧ピンの先端面のうちハウジング後端側に位置している面に対して、同一面内またはハウジング先端側に位置している。

【0011】

この圧力センサでは、圧力が受圧ピンの先端に加えられると、受圧ピンが後端側に変位する。受圧ピンが後端側に変位すると、その変位による圧縮力が受圧ピンと対向する位置にある力検知素子に加えられる。これにより、受圧ピンの先端に加えられた圧力の大きさを、力検知素子によって測定することができる。

【0012】

また、この圧力センサでは、充填部材が、受圧ピンと案内孔との間に、受圧ピンの外周面を取り囲んで配置されている。そして、ハウジングの先端面が受圧ピンの先端面よりもハウジング後端側に位置している場合（すなわち、受圧ピンの先端面がハウジングの先端面に対して飛び出している場合）には、充填部材の先端面は、ハウジングの先端面と同一面内となるか、ハウジングの先端面から突起した状態とされる。また、受圧ピンの先端面がハウジングの先端面よりもハウジング後端側に位置している場合（すなわち、受圧ピンの先端面がハウジングの先端面に対して引っ込んでいる場合）には、充填部材の先端面は、受圧ピンの先端面と同一面内となるか、受圧ピンの先端面から突起した状態とされる。よって、ハウジングの先端面において、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間に形成されている隙間に、必ず充填部材を配置することができる。これにより、当該隙間に、各種の異物が侵入することを防止することができる。よって、異物によって受圧ピンとハウジングとが固着されてしまう事態を防止できるため、安定して正確な圧力測定を行うことが可能となる。

【0013】

また、充填部材は、受圧ピンおよびハウジングに比してばね定数が小さい部材である。すなわち充填部材は、受圧ピンおよびハウジングよりも弾性変形しやすい特性を有している。すると、受圧ピンの外周面と充填部材との隙間や、充填部材と案内孔の内周面との隙間に異物が侵入し、受圧ピンとハウジングとが充填部材を介して固着した場合においても、充填部材が受圧ピンの軸方向に弾性変形するため、受圧ピンが案内孔内で変位することが妨げられない。すなわち、充填部材が弾性変形することによって、受圧ピンが変位することが担保される。これにより、安定して正確な圧力測定を行うことが可能となる。

【0014】

上記の圧力センサでは、充填部材は、受圧ピンの外周面を取り囲む筒形状を有していてもよい。例えば、液状またはゲル状またはゴム状の部材を、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間の隙間に充填したり、硬化する場合には、気泡が発生し、この気泡部に各種の異物が侵入するおそれがある。一方、本圧力センサによると、充填部材が受圧ピンの外周面を取り囲む筒形状であるため、充填部材を予め固体で形成しておくことができる。よって、気泡が発生することを防止できるため、充填性の向上を図ることができる。

【0015】

また、充填部材は、受圧ピンの外周面を取り囲んでいるため、受圧ピンの中心軸が案内孔の中心位置からずれてしまうことを防止できる。これにより、充填部材に、受圧ピンを案内孔内に配置する際の位置出し機能を持たせることができる。また充填部材により、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面が、直接に接触してしまうことを防止できる。これにより、直接接触により摩擦が増大してしまう事態を防止できるため、受圧ピンの変位をよりスムーズにすることができ、より正確な圧力測定を行うことが可能となる。

【0016】

上記の圧力センサでは、充填部材は、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間に隙間なく配置されており、受圧ピンが案内孔内で変位することに応じて弾性変形するとされていてもよい。これらの態様によると、受圧ピンは、案内孔との間のシール状態を保持しながら案内孔内を変位することが可能となる。よって、充填部材にシール機能を持たせることができる。これにより、シール機能を有する部材を、ハウジング内に別途配置する必要を無くすことができる。

【0017】

上記の圧力センサでは、受圧ピンの後端側に、受圧ピンの外周面から突起している突起部を備え、充填部材の後端面が突起部に接していてもよい。これらの態様によると、突起部によって、充填部材のハウジングの後端側への移動が規制される。よって、高い圧力が充填部材の先端面にかかる場合においても、充填部材がハウジングの後端側へ移動してしまうことが防止できる。これにより、ハウジングの先端面において、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間に形成されている隙間に、必ず充填部材が配置されている状態を維持することができる。

【0018】

上記の圧力センサでは、充填部材は、受圧ピンの外周面または案内孔の内周面の少なくとも一部に、膜状に付着して形成されていてもよい。例えば、受圧ピンの外周面または案内孔の内周面に、充填部材をコーティングする形態であってもよい。これにより、液状またはゲル状またはゴム状の部材を用いたり、硬化する場合などに比して、気泡を発生しにくくすることができるため、充填性の向上を図ることができる。また、圧力センサの組み立て時において、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間の隙間に筒形状の充填部材を挿入する、という工程を省略することができる。これにより、圧力センサの組み立て容易性を、より高めることができる。さらに、受圧ピンの外周面と案内孔の内周面との間の隙間に気泡が生じてしまうような液状またはゲル状またはゴム状の部材を利用したり、硬化させたりすることができる。

【発明の効果】

【0019】

本願によれば、安定して正確な圧力測定を行うことが可能な圧力センサを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施例の圧力センサの断面図を示す。

【図2】第１実施例の充填部材の斜視図を示す。

【図3】第１実施例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。

【図4】第１実施例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。

【図5】第１実施例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。

【図6】第２実施例の圧力センサの断面図を示す。

【図7】第３実施例の圧力センサの断面図を示す。

【図8】第３実施例の充填部材の斜視図を示す。

【図9】変形例のハウジングの先端部分の部分拡大図を示す。

【図10】従来の圧力センサの断面図を示す。

【図11】従来の圧力センサの断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に説明する実施例の主要な特徴を整理しておく。
（特徴１）受圧ピンの先端面に、シール膜が成膜されている。
（特徴２）Ｏ−リングが受圧ピンの外周面に配置されている。充填部材の後端面がＯ−リングに接している。

【0022】

（第１実施例）
図１に、第１実施例の圧力センサ１００を示す。圧力センサ１００は、ハウジング１０８、検知部ケース１０６、密封端子１１０、力検知素子１１６、受圧ピン１３２、充填部材１４０、シール膜１４１、等を備えている。なお、図示下側が先端側、図示上側が後端側である。以下の第１〜第３実施例の圧力センサは、エンジンのシリンダ内部に設けられ、その内部の圧力を検知する筒内圧センサ等に有意義に用いることができる。

【0023】

ハウジング１０８は略筒状に形成されている。ハウジング１０８は、その先端面１０８ｃに開口している案内孔１２８ａが形成されている。案内孔１２８ａ内には、円柱状の受圧ピン１３２が配置されている。また、受圧ピン１３２は、先端面（受圧面）１３２ｃに所定の圧力が加えられると、案内孔１２８ａ内を後端側へ向けて数μｍ程度変位するように配置されている。なお、受圧ピン１３２は、金属でも良いが、断熱性の高い材料で形成すると、ハウジング内の温度をより減じることができる。材料の例としては、ジルコニアや窒化珪素等が挙げられる。

【0024】

図２に、充填部材１４０の斜視図を示す。図２に示すように、充填部材１４０は中空の筒形状を有している。充填部材１４０は、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に挿入されることで、受圧ピン１３２の外周面を取り囲んで配置される。また、充填部材１４０によって、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間が塞がれる。なお、充填部材１４０の内径Ｄ１は、充填部材１４０内に受圧ピン１３２を挿入できるように、受圧ピン１３２の外径との関係で定めればよい。また、充填部材１４０の外径Ｄ２は、案内孔１２８ａ内に充填部材１４０を挿入できるように、案内孔１２８ａの内径との関係で定めればよい。また、充填部材１４０の厚さｔ１は、充填部材１４０の挿入し易さと、充填部材１４０による気密性とのバランスを考慮して定めればよい。厚さｔ１を厚くするほど気密性が高くなるが、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に充填部材１４０を挿入しにくくなる。

【0025】

また、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃよりも、ハウジング後端側（図１において上側）に位置している。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃに対して引っ込んでいる。そして充填部材１４０の先端面１４０ｃは、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃと同一面内となっている。

【0026】

なお、図３に示すハウジング１０８の先端部分の部分拡大図のように、充填部材１４０の先端面１４０ｃは、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに対してハウジング先端側（図３において下側）に突起していてもよい。なお、図３では、シール膜１４１の記載を省略している。

【0027】

充填部材１４０は、受圧ピン１３２およびハウジング１０８に比してばね定数が小さい部材である。すなわち充填部材１４０は、受圧ピン１３２およびハウジング１０８よりも弾性変形しやすい特性を有している。なお、ここで用いている「ばね定数」は、圧縮力に対する変形の場合のヤング率（縦弾性係数）、および、せん断力に対する変形の場合の剛性率（横弾性係数）を含んだ概念である。よって、受圧ピン１３２およびハウジング１０８の縦弾性係数に比して、充填部材１４０の横弾性係数が小さい場合も含まれる。なお、弾性係数が大きくなるほど、部材は力に対して変形しにくくなる。

【0028】

充填部材１４０の材料は、耐熱性を有する弾性体であることが好ましい。充填部材１４０の材料の一例としては、ポリイミド系、ポリイミドアミド系、テフロン（登録商標）、エポキシ系、シリコーン系、フッ化物系、などが挙げられる。なお、耐熱性として２５０℃以上が望ましいため、充填部材１４０の材料としては、ポリイミド、ポリイミドアミド、テフロンを用いることが好ましい。

【0029】

受圧ピン１３２の後端面１３２ａ側には、受圧ピン１３２の外周面から突起している突起部１３２ｅが形成されている。また、充填部材１４０の後端面１４０ａが、突起部１３２ｅに当接している。これらの態様によると、突起部１３２ｅによって、充填部材１４０のハウジング１０８の後端側への移動が規制される。よって、高い圧力が充填部材１４０の先端面１４０ｃにかかる場合においても、充填部材１４０がハウジング１０８の後端側へ移動してしまうことが防止できる。

【0030】

また、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに、シール膜１４１を成膜しても良い。これにより、圧力センサ１００のシール性をより強化することができる。

【0031】

ハウジング１０８の内周面および検知部ケース１０６の外周面には、ねじ切り加工がなされている。検知部ケース１０６は、ハウジング１０８にねじ込まれることで固定されている。また、検知部ケース１０６の内周面および密封端子１１０の外周面にも、ねじ切り加工がなされている。密封端子１１０は、検知部ケース１０６にねじ込まれることで固定されている。

【0032】

力検知素子１１６は、ハウジング１０８の内部のうち、受圧ピン１３２よりも後端側に収容されている。また力検知素子１１６は、受圧ピン１３２の後端面１３２ａと対向する位置に配置されている。そして、力検知素子１１６の頂面１１６ａは、受圧ピン１３２の後端面１３２ａに接触している。力検知素子１１６の下面は、密封端子１１０の先端面１１０ｄに取付けられ、固定されている。密封端子１１０には貫通孔１１０ｂが形成されている。この貫通孔１１０ｂ内には接続線１１２が伸びている。接続線１１２は力検知素子１１６の電極（不図示）に電気的に接続されている。

【0033】

第１実施例の圧力センサ１００の組み立て工程を説明する。まず、ハウジング１０８の後端側から、受圧ピン１３２を挿入する。次に、検知部ケース１０６および力検知素子１１６を、ハウジング１０８内部にねじ込む。このねじ込みは、力検知素子１１６の頂面１１６ａと、受圧ピン１３２の後端面１３２ａが接触するまで行われる。ねじ込みによって、力検知素子１１６が押圧される。また、ねじ込み工程では、力検知素子１１６への予荷重の調整が行われる。その後、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に、ハウジング１０８の先端側から、充填部材１４０を挿入する。そして必要に応じて、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに、シール膜１４１を成膜する。シール膜１４１の成膜は、液状の原材料を滴下、またはゲル状の原材料を塗布することで行われる。その後、圧力センサ１００を加熱することで、シール膜１４１が硬化する。これにより、圧力センサ１００が完成する。

【0034】

第１実施例の圧力センサ１００の動作を説明する。図１に示す受圧ピン１３２の先端面（受圧面）１３２ｃに圧力が加えられると（例えばエンジンのシリンダ内や、爆発成形時や花火打上げ時）、受圧ピン１３２が案内孔１２８ａ内を後端側に数μｍ程度変位する。このとき、案内孔１２８ａと受圧ピン１３２の隙間に配置されている充填部材１４０は、受圧ピン１３２の変位に応じてせん断変形するため、受圧ピン１３２の変位が妨げられることはない。

【0035】

受圧ピン１３２が後端側に変位すると、その変位による圧縮力は、力検知素子１１６に伝達される。力検知素子１１６に所定の圧縮力が伝達されると、圧電効果やピエゾ抵抗効果によって、圧縮力による歪み量に応じて力検知素子１１６の発生電荷量や電気抵抗値が変化する。受圧ピン１３２の先端に加えられた圧力の大きさが所定の範囲内の場合、その圧力の大きさと力検知素子１１６の電気的な変化量はほぼ比例する。このため、力検知素子１１６の電気的な変化量を検知することで、力検知素子１１６に加えられた圧縮力の大きさを精度良く検知できる。このため、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃに加えられた圧力の大きさを精度良く検知できる。

【0036】

第１実施例に係る圧力センサ１００の効果を説明する。例として、圧力センサ１００を、エンジンのシリンダ内部の筒内圧センサに用いる場合を説明する。この場合、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との隙間に、燃焼によるデポジット（煤）が侵入する。すると、デポジットによって受圧ピン１３２とハウジング１０８とが固着されてしまい、安定して正確な圧力測定を行うことができなくなる場合がある。

【0037】

そこで、例えば、液状の原材料（例：耐熱性のシリコーン系塗料やポリイミドワニスなど）を当該隙間に充填した上で熱硬化させ、当該隙間を塞ぐ方法がある。しかし、熱硬化によって原材料の体積が減少するため、硬化物内に気泡が発生する。すると、隙間部分には高い圧力がかかるため気泡がつぶれ、硬化物の表面がハウジング１０８の後端側に押しやられる。よって図４に示すように、硬化物１５０の先端面１５０ｃが、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃから後退してしまう。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃ（受圧面）側から圧力センサを観測した場合に、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間が、硬化物によって完全に埋められていない状態となってしまう。すると、埋められていない隙間部分にデポジット１５１が侵入し、受圧ピン１３２とハウジング１０８とが固着されてしまう。なお、図４では、シール膜１４１の記載を省略している。また、硬化時に体積がほとんど減少しないゲル状の原材料（耐熱のフッ素ゴムやシリコーンゴム等）を充填する場合も、気泡を含まないようにすることは、極めて困難なこととなる。

【0038】

一方、第１実施例に係る圧力センサ１００では、図１に示すように、充填部材１４０の先端面１４０ｃは、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃと同一面内に位置している。よって、ハウジング１０８の先端領域において、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に、必ず充填部材１４０を配置した状態とすることができる。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃ側から圧力センサ１００を観測した場合に、当該隙間が充填部材１４０によって完全に埋められている状態とすることができる。また、図２に示すように、充填部材１４０は、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間に挿入することが可能な中空の筒形状を有しているため、充填部材を予め固体で形成しておくことができる。よって、液状やゲル状の原材料を用いる場合のように、気泡が発生してしまうことを防止できるため、充填部材１４０の先端面１４０ｃが、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃから後退してしまうことを防止できる。よって、隙間が充填部材１４０によって完全に埋められている状態を確実に維持することができる。以上より、デポジットが受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間に侵入することを防止することができるため、受圧ピン１３２とハウジング１０８とが固着されてしまう事態を防止できる。

【0039】

また、圧力センサ１００では、充填部材１４０は、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との間に隙間なく配置されている。そして、受圧ピン１３２が案内孔１２８ａ内で変位することに応じて、充填部材１４０はせん断変形するため、受圧ピン１３２の変位は阻害されない。これにより、受圧ピン１３２は、案内孔１２８ａとの間のシール状態を保持しながら案内孔１２８ａ内を変位することが可能となる。よって、充填部材１４０にシール機能を持たせることができる。これにより、シール機能を有する部材（Ｏ−リングやダイアフラム等）を、ハウジング１０８内に別途配置する必要を無くすことができる。

【0040】

また、図５に示すように、受圧ピン１３２の外周面と充填部材１４０との隙間１６０や、充填部材１４０と案内孔１２８ａの内周面との隙間１６１に、デポジット１５１が侵入し、受圧ピン１３２とハウジング１０８とが充填部材１４０を介して固着している場合を考える。なお、図５では、シール膜１４１の記載を省略している。この場合においても、充填部材１４０が受圧ピン１３２の軸方向（図５の上下方向）にせん断変形するため、受圧ピン１３２が案内孔１２８ａ内で変位することが妨げられない。すなわち、受圧ピン１３２の変位が、充填部材１４０がせん断変形することによって担保される。これにより、安定して正確な圧力測定を行うことが可能となる。

【0041】

また、充填部材１４０は、受圧ピン１３２の外周面を取り囲んでいるため、受圧ピン１３２の中心軸が案内孔１２８ａの中心位置からずれてしまうことを防止できる。これにより、充填部材１４０に、受圧ピン１３２を案内孔１２８ａ内に配置する際の位置出し機能を持たせることができる。

【0042】

また充填部材１４０により、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面が、直接に接触してしまうことを防止できる。これにより、直接接触により摩擦が増大してしまう事態を防止できるため、受圧ピン１３２の変位をよりスムーズにすることができ、より正確な圧力測定を行うことが可能となる。

【0043】

（第２実施例）
図６に、第２実施例の圧力センサ２００を示す。圧力センサ２００は、Ｏ−リング２１０を備える。Ｏ−リング２１０は、受圧ピン１３２の上端側に形成された周溝１３２ｆ内に填込まれている。Ｏ−リング２１０によって、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの間の隙間から、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃ側の燃焼ガス等が、ハウジング１０８の内部に入り込まないようにシールされている。また、充填部材１４０の後端面１４０ｂが、Ｏ−リング２１０に当接している。よって、Ｏ−リング２１０によって、充填部材１４０のハウジング１０８の後端側への移動が規制される。すなわちＯ−リング２１０は、充填部材１４０の移動規制部としても機能する。なお、圧力センサ２００のその他の構成は、第１実施例に示す圧力センサ１００（図１）と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

【0044】

第２実施例の圧力センサ２００によると、充填部材１４０およびＯ−リング２１０の両方によってシールが行われているため、センサの気密性をより高めることが可能となる。

【0045】

（第３実施例）
図７に、第３実施例の圧力センサ３００を示す。圧力センサ２００は、Ｏ−リング３１０、ダイアフラム３１１、充填部材３４０を備える。図８に、充填部材３４０の斜視図を示す。図８に示すように、充填部材３４０は中空の筒形状を有している。また、充填部材３４０の一端には、その外周面から突起している突起部３４０ｅが形成されている。

【0046】

図７に示すように、充填部材３４０は、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に挿入されることで、受圧ピン１３２の外周面を取り囲んで配置されている。また、充填部材３４０の突起部３４０ｅが、ハウジング１０８の内壁面１０８ａに当接している。Ｏ−リング３１０は、検知部ケース３０６の先端面３０６ｃと、ハウジング１０８の内壁面１０８ａとによって挟み込まれるように配置されている。ダイアフラム３１１は、力検知素子１１６の頂面１１６ａと、受圧ピン１３２の後端面１３２ａとによって挟み込まれるように配置されている。なお、圧力センサ３００のその他の構成は、第１実施例に示す圧力センサ１００（図１）と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

【0047】

第３実施例の圧力センサ３００によると、充填部材３４０の突起部３４０ｅが内壁面１０８ａに当接することで、充填部材３４０のハウジング１０８の先端側（図７の下側）への移動が規制される。よって、充填部材３４０が、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間から、ハウジング１０８の先端側へ抜けしまう事態を防止することができる。また、充填部材３４０およびダイアフラム３１１の両方によってシールが行われているため、センサの気密性をより高めることが可能となる。

【0048】

以上、本願の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【0049】

充填部材を、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との隙間に配置する方法には、各種の方法が存在する。例えば、充填部材は、受圧ピン１３２の外周面、または、案内孔１２８ａの内周面の少なくとも一方に、膜状に付着して形成されていてもよい。すなわち、受圧ピンの外周面または案内孔１２８ａの内周面の少なくとも一方に、充填部材をコーティングする形態であってもよい。これにより、圧力センサの組み立て時において、受圧ピン１３２の外周面と案内孔１２８ａの内周面との隙間に筒形状の充填部材を挿入する、という工程を省略することができる。よって、圧力センサの組み立て容易性を、より高めることができる。また、コーティングを行う工法では、液状の原材料を隙間に充填する工法に比して、形成過程における充填部材の大気への開放面積が大きいため、充填部材中での気泡の発生を抑えることができる。よって、センサの使用中に、充填部材１４０の先端面１４０ｃが受圧ピン１３２の先端面１３２ｃから後退してしまうことが防止されるため、隙間が充填部材によって完全に埋められている状態を確実に維持することができる。また、充填部材やコーティングを利用することで、受圧ピンの表面や案内孔の内周面の表面粗さが悪化しても、充填部材やコーティング膜が粗面を緩和する効果が得られる。粗面は、前述の気密性、ロッドの中心出し、ロッドと案内孔の接触に関係する。

【0050】

なお、図９に示すハウジング１０８の先端部分の部分拡大図のように、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃよりも、ハウジング先端側（図９において下側）に位置していてもよい。すなわち、受圧ピン１３２の先端面１３２ｃが、ハウジング１０８の先端面１０８ｃに対して突出していてもよい。この場合は、充填部材１４０の先端面１４０ｃは、ハウジング１０８の先端面１０８ｃと同一面内とされるか、先端面１０８ｃよりもハウジング先端側に位置させればよい。これにより、ハウジング１０８の先端面において、受圧ピン１３２と案内孔１２８ａとの隙間に、必ず充填部材１４０を配置することができる。

【符号の説明】

【0051】

１００、２００、３００：圧力センサ
１０８：ハウジング
１１０：密封端子
１１６：力検知素子
１２８ａ：案内孔
１３２：受圧ピン
１４０：充填部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】