特開 2024-142740 圧力検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142740

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】圧力検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/14 20060101AFI20241003BHJP

   G01L 23/10 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G01L19/14

G01L23/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055044

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000166948

【氏名又は名称】シチズンファインデバイス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(72)【発明者】

【氏名】清水 龍輔

【テーマコード（参考）】

2F055

【Ｆターム（参考）】

2F055AA23

2F055CC02

2F055DD01

2F055EE23

2F055FF04

2F055GG25

(57)【要約】

【課題】
圧力検出装置の伝導部材の組み込み工程において、その作業性を高め、組み立て性、生産性の向上を図り、良好かつ安定した圧力検出装置を得ることを目的とする。
【解決手段】
第1筐体２１の後端開口部に、第２筐体２６の内部に収納された処理回路２７と接続された伝導部材２８ａ及び伝導部材２８ｂを伝導部材２８ａ側から挿入する。伝導部材２８ａは、先端が三つ又のフォーク形状の伝導部材２８ｂの中央脚に挿入され、その両側の側脚を中央脚に向かって曲げることで第２伝導部材に予め固定されており、第１筐体２１の後端開口部から第１伝導部材の挿入時に紛失することなく、作業が進められる。

【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力の変化を検出する圧力検出素子と、前記圧力検出素子が出力する出力信号を伝達する伝導部材と、を備えた圧力検出装置において、
前記伝導部材は、孔部を有する筒部を備えた第１伝導部材と、第１突出部および第２突出部を備えた第２伝導部材と、を有し、
前記第２伝導部材の前記第１突出部は前記第１伝導部材の前記孔部に挿入され、前記第２突出部は前記第1伝導部材の外周に固定されている、ことを特徴とする圧力検出装置。

【請求項2】

前記第２突出部は前記第１伝導部材に圧着し固定されている請求項１に記載の圧力検出装置。

【請求項3】

前記第１伝導部材は、前記孔部の中心軸方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。

【請求項4】

前記第１伝導部材はコイルスプリングであることを特徴とする請求項３に記載の圧力検出装置。

【請求項5】

前記第２突出部を複数備え、前記第２突出部のいずれか２つは前記第１突出部を挟んで対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。

【請求項6】

前記第２突出部は、前記第１伝導部材の外周と固定される固定部と、前記固定部と対向する対向部を備え、前記対向部は前記固定部から離れる方向に突出する凸部を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。

【請求項7】

前記第１突出部は、前記孔部の内部と係止する突起部を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。

【請求項8】

圧力の変化を検出する圧力検出素子と、前記圧力検出素子が出力する出力信号を伝達する伝導部材と、を備え、前記伝導部材は、孔部を有する筒部を備えた第１伝導部材と、第１突出部および第２突出部を備えた第２伝導部材と、を有し、前記第２伝導部材の前記第１突出部は前記第１伝導部材の前記孔部に挿入され、前記第２突出部は前記第1伝導部材の外周に固定されており、前記第２突出部は、前記第１伝導部材の外周と固定される固定部と、前記固定部と対向する対向部を備え、前記対向部は前記固定部から離れる方向に突出する凸部を備えた圧力検出装置の製造方法であって、
第１伝導部材の前記孔部に前記第２伝導部材の前記第１突出部を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に、前記第２伝導部材の前記第２突出部を前記第１伝導部材の外周に向かって圧接し固定する圧接工程と、を備え、
前記圧接工程において、前記凸部を力点として前記第２突出部を前記第１伝導部材の外周に向かって圧接する、ことを特徴とする圧力検出装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばエンジンの燃焼室内等の圧力を測定するための圧力検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関には、燃焼状態やノッキングの検出、あるいは、燃料消費率の向上、排気ガスの清浄化などを行うため、燃焼室内の圧力を検出するための圧力検出装置が搭載されていた。内燃機関は、この圧力検出装置による検出結果に基づき、ＥＣＵ（Engine Control Unit）と呼ばれる制御装置が、内燃機関の動作等に関する制御を行っている。

【0003】

例えば、特許文献１には、圧力を検出する検出部と、検出部による圧力の検出に伴って
得られた電気信号に各種処理を施す処理部を有する圧力検出装置が開示されている。こ
の圧力検出装置は、内燃機関に対し、検出部が燃焼室を向くとともに処理部が外部を向く
ように取り付けられるものである。

【0004】

特許文献１に開示される圧力検出装置の検出部は、先端側に取り付けられたダイアフラ
ムヘッドと、このダイアフラムヘッドが受ける圧力を検出する圧電素子と、この圧電素子
の一方の面でダイアフラムヘッドとの間に設けられる先端電極部材と、この圧電素子の他
方の面に配置される後端電極部材と、圧電素子、先端電極部材および後端電極部材を収納する先端側筐体とで構成されている。先端側筐体は、筒状を成しており、金属材料によって構成されている。

【0005】

処理部は、上述した先端側筐体の後端側とはめ合う後端側筐体の内部に収容されており、処理回路、伝導部材等を備えている。

【0006】

処理回路は、受けた圧力に応じて圧電素子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、先端側筐体の内部と後端側筐体の内部とに跨って設けられている。また、この処理回路には、圧電素子が出力する電気信号を処理回路へ導く伝導部材が接続されている。この伝導部材は処理回路から圧電素子側へ向って延伸している。

【0007】

電気信号の経路となる伝導部材は、棒状を成しており、金属材料によって構成される。この伝導部材は、先端側が先端側筐体の内部に挿入配置される構成で、その先端部が圧電素子に接触配置された後端電極部材と当接する。また、伝導部材の後端部は処理回路に設けられた電極端子に接続される。伝導部材は、圧電素子と処理回路とを電気的に接続し、圧電素子からの電気信号を処理回路へ導く役目を成している。

【0008】

また、先端電極部材は圧電素子とダイアフラムヘッドとの間において圧電素子に接触配置され、先端側筐体、後端側筐体の内部で電気的な接続が成され、処理回路のＧＮＤ電極に接続される構成が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１７－１５０９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

内燃機関の燃焼状態やノッキングの検出、燃料消費率の向上、排気ガスの清浄化などの取り組みは、内燃機関自体の小型化や小排気量化に波及し、それを実現するための各種の付帯設備が小型化された内燃機関に取り付けられている。
そして、内燃機関の小型化に伴い、圧力検出装置の取り付け箇所の確保のために、従来よりも小型化された圧力検出装置が前記付帯設備の一つとして求められており、当該圧力検出装置が内蔵する部材にも小型・微細化することが必要になっている。
そのために、圧力検出装置が内蔵する圧力の変化を検出した圧電素子の出力信号を伝導する、少なくとも２つの伝導部材同士を固定することを、前記出力信号を安定的に伝導する接続状態を量産工程に適用することは従来困難であった。

【0011】

本発明は、小型・微細構造を有する伝導部材であっても安定的に電気的接続が可能な圧力検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

圧力の変化を検出する圧力検出素子と、前記圧力検出素子が出力する出力信号を伝達する伝導部材と、を備えた圧力検出装置において、
前記伝導部材は、孔部を有する筒部を備えた第１伝導部材と、第１突出部および第２突出部を備えた第２伝導部材と、を有し、
前記第２伝導部材の前記第１突出部は前記第１伝導部材の前記孔部に挿入され、前記第２突出部は前記第1伝導部材の外周に固定されている圧力検出装置とする。

【0013】

前記第２突出部は前記第1伝導部材に圧着し固定されている圧力検出装置とする。

【0014】

前記第１伝導部材は、その中心軸方向に伸縮可能である圧力検出装置とする。

【0015】

前記第１伝導部材はコイルスプリングである圧力検出装置とする。

【0016】

前記第２突出部を複数備え、前記第２突出部のいずれか２つは前記第１突出部を挟んで対向して配置されている圧力検出装置とする。

【0017】

前記第２突出部は、前記第１伝導部材の外周と固定される固定部と、前記固定部と対向する対向部を備え、前記対向部は前記固定部から離れる方向に突出する凸部を備える圧力検出装置とする。

【0018】

前記第１突出部は、前記孔部の内部と係止する突起部を備える圧力検出装置とする。

【0019】

圧力の変化を検出する圧力検出素子と、前記圧力検出素子が出力する出力信号を伝達する伝導部材と、を備え、前記伝導部材は、孔部を有する筒部を備えた第１伝導部材と、第１突出部および第２突出部を備えた第２伝導部材と、を有し、前記第２伝導部材の前記第１突出部は前記第１伝導部材の前記孔部に挿入され、前記第２突出部は前記第1伝導部材の外周に固定されており、前記第２突出部は、前記第１伝導部材の外周と固定される固定部と、前記固定部と対向する対向部を備え、前記対向部は前記固定部から離れる方向に突出する凸部を備えた圧力検出装置の製造方法であって、第１伝導部材の前記孔部に前記第２伝導部材の前記第１突出部を挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後に、前記第２伝導部材の前記第２突出部を前記第１伝導部材の外周に向かって圧接し固定する圧接工程と、を備え、前記圧接工程において、前記凸部を力点として前記第２突出部を前記第１伝導部材の外周に向かって圧接する圧力検出装置の製造方法とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、小型・微細構造を有する伝導部材であっても安定的に電気的接続が可能な圧力検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る圧力検出システムの概略構成図

【図2】本発明の実施形態に係る圧力検査装置の断面図

【図3】図２のＡ部拡大断面図

【図4】本発明技術を用いた圧力検出装置の製造方法を示す図

【図5】本発明技術の変形例を示す図

【図6】本発明技術の変形例を示す図

【図7】本発明の変形例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0022】

（圧力検出装置の形態）
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る圧力検出システムの概略構成図である。
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４０と、圧力検出装置２０と制御装置４０とを電気的に接続する接続ケーブル５０とを備えている。

【0023】

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、シリンダ内を往復動するピストン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。この連通孔１３ａの内部には雌ねじ（図示せず）が形成されており、圧力検出装置２０の外周面に形成された雄ねじ（図示せず）をねじ込むことで、内燃機関１０に対して圧力検出装置２０を取り付けている。なお、連通孔１３ａの両端部側には、シリンダヘッド１３と圧力検出装置２０との間に介在して、燃焼室Ｃ内の気密性を保つためのシール部材（図示せず）が設けられている。

【0024】

図２は、本発明の実施形態に係る圧力検出装置２０の断面図である。また、図３は、図２のＡ部拡大断面図である。

【0025】

なお、以下の説明では、図２において、図中左側を圧力検出装置２０の「先端側」と称し、図中右側を圧力検出装置２０の「後端側」と称する。そして前記先端側と前記後端側とを直線で結ぶ圧力検出装置２０の中心軸に沿う方向を圧力検出装置２０の「長さ方向」と称する。また、前記長さ方向に直交する方向を圧力検出装置２０の「径方向」と称する。

【0026】

圧力検出装置２０は、先端側に第１筐体２１を有しており、その先端部には、ダイアフラムヘッド２２が取り付けられている。また、第１筐体２１の内部には、その先端側より先端電極部材２３ａ、圧電素子２４、後端電極部材２３ｂ、後端電極２３ｃ、および絶縁リング２５が収容され、ダイアフラムヘッド２２とともに圧力検出部を構成している。また、圧力検出装置２０の後端側には第２筐体２６を有しており、その内部には処理回路２７、処理回路２７の後端側に配置され処理回路２７と接続ケーブル５０とを接続する接続部材２９が収納されている。処理回路２７は、圧力検出部による圧力の検出に伴って得られた電気信号に各種処理を施す処理部を構成するものである。処理部の処理回路２７と圧力検出部の後端電極２３ｃとは、両者の間に配置された伝導部材２８によって電気的に接続されている。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、第１筐体２１の先端部に取り付けられたダイアフラムヘッド２２が燃焼室Ｃ（図１において下方）を向くとともに第２筐体２６の後端が外部（図１において上方）を向くように取り付けられる。

【0027】

第１筐体２１は、中空構造且つ全体として筒状を成す部材である。第１筐体２１は、その中心軸に沿った貫通孔２１ｂを有し、貫通孔２１ｂの中間部には段差部２１ｃを備える。この第１筐体２１は、導電性を有するともに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。そして、第１筐体２１の先端部には、レーザ溶接によってダイアフラムヘッド２２が取り付けられ、第１筐体２１の後端側には、はめ合いによって第２筐体２６が取り付けられる。なお、第１筐体２１の一部外周面には、シリンダヘッド１３の連通孔１３ａ（図１参照）の内周面に設けられた雌ねじ（図示せず）と噛み合う雄ねじ２１ａが形成されている。

【0028】

ダイアフラムヘッド２２は、全体として円板状を成す部材である。このダイアフラムヘッド２２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。このダイアフラムヘッド２２は、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２２ａと、圧力受面２２ａ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２２ｃの存在により、結果として圧力受面２２ａの裏面の中央部から後端側に向けて突出する凸部２２ｂとを有している。このダイアフラムヘッド２２は、第１筐体２１の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２２と第１筐体２１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。

【0029】

第１筐体２１の内部には、圧力検出素子となる圧電素子２４を有している。この圧電素子２４は、全体として円柱状を成す部材で、圧電縦効果の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。この圧電素子２４は、第１筐体２１の内側であって、ダイアフラムヘッド２２の後端側に配置されている。この圧電素子２４は、中心軸方向が応力印加軸の方向となるように、第１筐体２１内に収容されている。そして、圧電素子２４の先端側の面は、先端電極部材２３ａの後端側の面と接触している。一方、圧電素子２４の後端側の面は、後端電極部材２３ｂの先端側の面と接触している。

【0030】

前記圧電素子２４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、ＬＧＴＡ）や水晶、ガリウムリン酸塩などを例示することができる。なお、本実施形態の圧電素子２４では、圧電体としてランガサイト系単結晶を用いている。

【0031】

先端電極部材２３ａは、全体として円柱状を成す部材である。この先端電極部材２３ａ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。この先端電極部材２３ａは、圧電素子２４の先端側に配置される構成となっている。先端電極部材２３ａの先端側の面は、前述のダイアフラムヘッド２２の凸部２２ｂと接触し、先端電極部材２３ａの後端側の面は、圧電素子２４の先端側の面に接触している。当該構成により、ダイアフラムヘッド２２の受圧面２２ａで受けた圧力が、凸部２２ｂを介して先端電極部材２３ａ、さらにはこれと接触する圧電素子２４へと伝えられる。なお、先端電極部材２３ａは、ダイアフラムヘッド２２、第１筐体２１、第２筐体２６を介して処理回路２７のＧＮＤ電極に接続されている。先端電極２３ａは、処理回路２７のＧＮＤ電極と接続せず、第１筐体２１を接続経路としてエンジンヘッドに接地する構成であっても良い。

【0032】

後端電極部材２３ｂは、全体として円柱状を成す部材である。この後端電極部材２３ｂ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。この後端電極部材２３ｂの先端側の面は、圧電素子２４の後端側の面と接触している。一方、後端電極部材２３ｂの後端側の面は後端電極２３ｃの先端側に接触している。後端電極部材２３ｂと後端電極２３ｃとは溶接によって固定しても良い。

【0033】

後端電極２３ｃは、全体として円柱状を成す部材であり、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。後端電極２３ｃは、先端側の円柱部２３ｃ１と、円柱部２３ｃ１より外径が小さく円柱部２３ｃ１から後端側に突出する凸部２３ｃ２とを有する。凸部２３ｃ２は、円柱部２３ｃ１と接続されていない端部に向かうにしたがい徐々に外径が小さくなっている。円柱部２３ｃ１の後端側は絶縁リング２５の先端側と接触し、凸部２３ｃ２は絶縁リング２５の中心部に設けられた孔２５ａに挿入されている。また、凸部２３ｃ２は、絶縁リング２５の孔２５ａ内において、伝導部材２８と接触する。より具体的には、凸部２３ｃ２は伝導部材２８の第１伝導部材２８ａと接触する。

【0034】

絶縁リング２５は、全体として環状を成す部材であり、その中心部に孔２５ａを有する。この絶縁リング２５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。絶縁リング２５の先端側の面は後端電極２３ｃの円柱部２３ｃ１の後端側の面と接触する。また、絶縁リング２５の後端側の面は第１筐体２１の段差部２１ｃと接触する。第１筐体２１の内部に収容された先端電極部材２３ａ、圧電素子２４、後端電極部材２３ｂ、後端電極２３ｃ、および絶縁リング２５は、第１筐体２１の段差部２１ｃと第１筐体２１の先端部に取り付けられたダイアフラムヘッド２２との間で挟持され、所定の圧力（予荷重）を印加された状態で第１筐体２１の内部に固定される。

【0035】

伝導部材２８は、筒状の第１伝導部材２８ａと、全体として棒状を成す第２伝導部材２８ｂとによって構成されている。第１伝導部材２８ａは、中心軸上に孔部を備え、孔部の外周に素線が螺旋状に巻かれた中心軸方向に伸縮可能なコイルスプリングから成る。この第１伝導部材２８ａは、導電性を有するとともに第１筐体２１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いる。この第１伝導部材２８ａの先端部は、絶縁リング２５の孔２５ａに挿入され、後端電極２３ｃの凸部２３ｃ２と接触する。また、第１伝導部材２８ａの後端部は、第２伝導部材２８ｂと接触する。

【0036】

第２伝導部材２８ｂは、断面矩形の棒状の部材であり、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いる。この第２伝導部材２８ｂは、一端が三つ又のフォーク形を呈しており、第２伝導部材２８ｂの中心軸上で長手方向端部に延出した第１突出部の一例としての中央脚２８ｂ１と、中央脚２８ｂ１との間に隙間を有し第２伝導部材２８ｂの径方向端部において長手方向に延出した第２突出部の一例としての２つの側脚２８ｂ２を有する。２つの側脚２８ｂ２のそれぞれは、中央脚２８ｂ１を挟んで互いに対向している。また、側脚２８ｂ２は、その先端部に凸部の一例として径方向外側へ突出した半円形の凸部２８ｂ３を有する。ここで、第２伝導部材２８ｂは、中央脚２８ｂ１が第１伝導部材２８ａの孔部に挿入され、第１伝導部材２８ａの後端側の端部が中央脚２８ｂ１と側脚２８ｂ２との間の又部に接触する。また、第２伝導部材２８ｂは、側脚２８ｂ２の先端側が第１伝導部材２８ａの外周と接触し、第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとが固定されている。第２伝導部材２８ｂの後端側は処理回路２７の先端側と接続されている。ここで、第２電極部材２８ｂの後端側における処理回路２７との接続部近傍は、処理回路２７の接続箇所に合わせ、処理回路２７の面と水平な方向にてＬ字型に屈曲した屈曲部を有する。第２電極部材２７の後端側の形状は、処理回路２７の配線状態に合わせて適宜変更することができ、例えば屈曲部を有さない直線形状とすることもできる。また、本実施形態では、側脚２８ｂ２を２つ備えた第２伝導部材２８ｂを例示したが、例えば、側脚２８ｂ２は１つでも良く、中央脚２８ｂ１を中心として周囲に３つ以上の側脚２８ｂ２を配置した構成としても良い。

【0037】

前記第２筐体２６は、中空構造を有し全体として筒状を成す部材である。この第２筐体２６は、導電性を有するとともに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。この第２筐体２６の先端側は、第１筐体２１の後端側にはめ合わせによって固定されている。第２筐体２６と第１筐体２１とは、第２筐体２６の先端側と第１筐体２１の後端側の境界部の外周面を一周にわたってレーザ溶接することによって固定しても良い。

【0038】

処理回路２７は、全体として矩形板状を成す部材である。この処理回路２７は、受けた圧力に応じて圧電素子２４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、所謂プリント配線基板と各種電子部品によって構成されている。処理回路２７は、その先端側において第２伝導部材２８ｂの後端側と機械的、電気的に接続されている。また、処理回路２７の後端側には、接続部材２９と電気的な接続をなす端子が設けられており、接続部材２９の後述する端子と機械的、電気的に接続される。また、処理回路２７は、外部との接続を成す一部のリード端子を除き、モールド樹脂３０により包囲、保護されている。

【0039】

モールド樹脂３０は、全体として筒状を成す部材である。このモールド樹脂３０は、絶縁性を有する樹脂材料（ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＰＴ等）によって構成されている。本実施形態のモールド樹脂３０では、絶縁性を有する樹脂材料としてＰＰＳを用いている。このモールド樹脂３０は、処理回路２７と、処理回路２７と接続された第２伝導部材２８ｂの先端側を除く部分を一体的に包囲している。モールド樹脂３０の外周面は段階的に外径サイズが異なる構成になっており、先端側を第１筐体２１の貫通孔２１ｂに圧入することで固定される。

【0040】

支持部材２９は、全体として筒状を成す部材であり、支持部材２９の内部に配置された導電性を有する端子と、端子の外周を包囲する絶縁性の樹脂部材より成る。支持部材２９の先端側において、処理回路２７の端子と支持部材２９の端子とが機械的、電気的に接続され、後端側において、支持部材２９の端子と接続ケーブル５０とが機械的、電気的に接続される。そして、支持部材２９を介して処理回路２７から出力された信号が接続ケーブル５０へ伝送される。

【0041】

次に、第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとの固定について詳述する。本実施形態では、第２伝導部材２８ｂの先端部に形成された中央脚２８ｂ１が筒状の第１伝導部材２８ａの孔部に挿入され、第２伝導部材２８ｂの側脚２８ｂ２の先端側が第１伝導部材２８ａの外周と接触することで、第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとが固定されている。図４は、本実施形態の第１伝導部材と第２伝導部材の固定方法を示す図である。第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂの固定は、まず、第２伝導部材２８ｂの中央脚２８ｂ１に第１伝導部材２８ａの孔部に挿入する。そして、中央脚２８ｂ１に第１伝導部材２８ａが挿入された状態で、側脚２８ｂ２に設けられた凸部２８ｂ３に押圧部材６０を接触させ、押圧部材６０を第１伝導部材２８ａに向かって所定量移動させる。なお、図４においては、押圧部材６０を所定量移動させる前の状態の側脚２８ｂを破線で示し、押圧部材６０を移動させた後の状態の側脚２８ｂ２を実線で示している。押圧部材６０の移動によって側脚２８ｂ２は、凸部２８ｂ３における押圧部材６０との接触部を力点、側脚２８ｂ２と中央脚２８ｂ１との間の又部を屈曲点として折り曲がり、側脚２８ｂ２は第１伝導部材２８ａの外周に圧接される。そして、第１伝導部材２８ａは、第２伝導部材２８ｂの中央脚２８ｂ１と側脚２８ｂ２との間で挟持されるとともに、２つの側脚２８ｂ２の間でも挟持され第２伝導部材２８ｂに固定される。

【0042】

ここで、第１伝導部材２８ａは非常に微細な部材であり、第２伝導部材２８ｂと溶接によって接続すると第１伝導部材２８ａが破損してしまうことがある。また、接着による固定では、接着剤塗布量の管理が難しい。そのため、第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとの接続を機械的、電気的に安定させることが難しく、特に、本実施形態のように第１伝導部材２８ａがコイルスプリングのような弾性を備えたものである場合は顕著である。また、量産工程において第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとの安定した接続状態を維持して生産することは更に困難であった。しかし、本実施形態における伝導部材２８の構造とすることで、量産工程においても第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとの接続状態を機械的、電気的に安定させることが可能となった。

【0043】

また、本実施形態では、押圧部材６０を側脚２８ｂ２の凸部２８ｂ３に当接させ押圧を行っている。凸部２８ｂ３は半円形であり、この半円形の円弧の部分に押圧部材６０を接触させ側脚２８ｂ２を折り曲げている。このように円弧を持つ凸部２８ｂ３に押圧部材６０を当接させ折り曲げることで、側脚２８ｂ２の折り曲げの進行に伴って凸部２８ｂ３と押圧部材６０との接触部は円弧に沿って移動するため、押圧部材６０から側脚２８ｂ２に印加される力は、長手方向等に分散されずに常に中心軸に対し直交する径方向に働く。したがって、押圧部材６０から側脚２８ｂ２に印加される力を一定となり、側脚２８ｂ２の折り曲げをばらつきなく行うことができる。

【0044】

次に、上記実施形態における第２伝導部材２８ｂの変形例を説明する。図５は、第２伝導部材の変形例を示しており、第２伝導部材の中央脚の部分拡大図である。ここで説明する変形例は、第２伝導部材２８ｂにおける中央脚２８ｂ１の形状の変形例である。上記実施形態において、図３や図４に示した中央脚２８ｂ１は、伝導部材２８の中心軸上で長手方向端部に延出し、幅、厚みが均一であり各辺が直線なストレート形状である。これに対して変形例は、中央脚２８ｂ１の側面に径方向外側に突出する突起を備える。

【0045】

図５（ａ）に示す変形例１は、中央脚２８ｂ１の対向する２つの側面に突起２８ｂａを備える。突起２８ｂａは、中央脚２８ｂ１の対向する側面のそれぞれに１つ配置され、それぞれの側面に配置された突起２８ｂａは中心軸を挟み互いに対向する。また、突起２８ｂａは、先端側から後端側に向かい中心軸からの距離が大きくなる傾斜面と、傾斜面の後端側に位置し中心軸からの距離が一様な直線部を備える。

【0046】

図５（ｂ）に示す変形例２は、中央脚２８ｂ１の対向する２つの側面に突起２８ｂｂを備える。突起２８ｂｂは、中央脚２８ｂ１の対向する側面のそれぞれにおいて長手方向に並んで２つ配置され、一方の側面に配置された後端側の突起２８ｂｂと他方の側面に配置された後端側の突起２８ｂｂは中心軸を挟み互いに対向する。また、突起２８ｂｂは、先端側から後端側に向かい中心軸からの距離が大きくなる傾斜面を備える。

【0047】

図５（ｃ）に示す変形例３は、変形例２における突起部２８ｂｂの配置位置を変更したものであり、中央脚２８ｂ１の対向する２つの側面にそれぞれ突起部の一例としての２つの突起２８ｂｃを備える。突起２８ｂｃは、一方の側面に配置された先端側の突起２８ｂｃと他方の側面に配置された先端側の突起２８ｂｃ、一方の側面に配置された後端側の突起２８ｂｂと他方の側面に配置された後端側の突起２８ｂｂとは中心軸を挟み互いに対向せず、中央脚２８ｂ１の長さ方向の異なる位置に配置されている。

【0048】

前述の実施形態においては、中央脚２８ｂ１はストレート形状であるため、中央脚２８ｂ１に第１伝導部材２８ａの孔部は引っ掛かりなく滑らかに挿入することが可能である。しかしその反面、中央脚２８ｂ１に第１伝導部材２８ａを挿入後から第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとの固定に至るまでの搬送等において、中央脚２８ｂ１から第１伝導部材２８ａが外れて抜け落ちてしまうことがある。変形例１～３は、中央脚２８ｂ１に設けた突起２８ｂａ、２８ｂｂ、２８ｂｃが第１伝導部材２８ａにおける孔部の内側へと引っ掛かり係止されることで、第１伝導部材２８ａの抜け落ちを抑制することができる。この効果は第１伝導部材２８ａを孔部の内壁に隙間を有したコイルスプリング等で構成した場合、特に有効である。また、突起２８ｂａ、２８ｂｂ、２８ｂｃは、先端側から後端側に向かい中心軸からの距離が大きくなる傾斜面を備えることで、中央脚２８ｂ１に第１伝導部材２８ａを滑らかに挿入することが可能である。

【0049】

なお、中央脚２８ｂ１に設ける位置、形状は変形例１～３に限定されるものではなく、例えば、変形例１における突起２８ｂａを変形例２の突起２８ｂｂの形状としても良く、変形例１においてそれぞれの側面に配置された突起２８ｂａは中心軸を挟み互いに対向させたが、変形例３の突起２８ｂｃのようにそれぞれの側面に配置された突起を長さ方向の異なる位置に配置しても良い。

【0050】

次に、上記実施形態における第２伝導部材２８ｂの変形例を説明する。図６及び図７は、第２伝導部材の変形例を示しており、第２伝導部材の先端部の部分拡大図である。なお、図６及び図７では、第２伝導部材２８ｂの側脚２８ｂ２を第１伝導部材２８ａの外周に圧接する前の状態を示す。図６に示す変形例４は、第２伝導部材２８ｂにおける側脚２８ｂ２の形状の変形例である。変形例４は、側脚２８ｂ２を第１伝導部材２８ａの外周に圧接する前の状態において、側脚２８ｂ２がその径方向外側に位置する側面が伝導部材２８の中心軸と平行な面であり、径方向内側に位置する側面が又部２８ｂ４から先端側に向かうに従い中心軸に近づく傾斜面である。また、側脚２６ｂ２の先端面は中心軸に向かうに従い後端側に傾斜した面である。変形例４では、径方向内側側面を先端側に向かうに従い中心軸に近づく傾斜面とすることで、中央脚２８ｂ１に第１伝導部材２８ａを挿入後から第１伝導部材２８ａと第２伝導部材２８ｂとの固定に至るまでの搬送等において、第１伝導部材２８ａの抜け落ちを抑制することができる。

【0051】

さらに、変形例４の側脚２８ｂ２は、側脚２８ｂ２の径方向外側側面を中心軸に平行な面、径方向内側側面を先端側に向かうに従い中心軸に近づく傾斜面とする、すなわち側脚２８ｂ２は又部２８ｂ４との接続箇所の幅が最も小さい構成とすることで、側脚２８ｂ２を折り曲げて第１伝導部材２８ａの外周に圧接される際に、側脚２８ｂ２は又部２８ｂ４との接続箇所において折り曲げを確実に行うことができ、量産工程において折り曲げ箇所のばらつきが少ない加工が可能となる。

【0052】

図７は、第２伝導部材の変形例を示しており、第２伝導部材の先端部の部分拡大図である。図７に示す変形例５は、第２伝導部材２８ｂにおける側脚２８ｂ２の形状、特に突起部２８ｂ３の変形例である。変形例５は、側脚２８ｂ２を第１伝導部材２８ａの外周に圧接する前の状態において、側脚２８ｂ２の側面は中心軸と平行な面であり、先端面は中心軸に向かうに従い後端側に傾斜した面である。また、中央脚２８ｂ１を挟んで対向した２つの側脚２８ｂ２のそれぞれの径方向の外側に位置する側面には、径方向外側へ突出した半円形の凸部２８ｂ３を有する。そして、一方の側脚２８ｂ２に設けられた凸部２８ｂ３と他方の側脚２８ｂ２に設けられた凸部２８ｂ３とは長手方向の異なる位置に配置されている。このように凸部２８ｂ３の長手方向の位置を異ならせることで、側脚２８ｂ２の曲げる度合いを制御できる。これにより、例えばコイルスプリング等のように孔部内壁に隙間を有した第１伝導部材２８ａにおいて孔部の隙間に合わせて側脚２８ｂ２を簡便に曲げることができる。これは、第１伝導部材２８ａにおいて孔部の隙間に側脚２８ｂ２の端部等の一部を入り込ませ、側脚２８ｂ２により第１伝導部材２８ａを係止することに有効である。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明に係る圧力検出装置は、エンジンに装着して燃焼室内の圧力測定、燃焼圧検出を行う際に利用することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 圧力検出システム
１０ 内燃機関
１１ シリンダブロック
１２ ピストン
１３ シリンダヘッド
１３ａ 連通孔
２０ 圧力検出装置
２１ 第１筐体
２１ａ 端部外周部
２２ ダイアフラムヘッド
２２ａ 受圧面
２２ｂ 凸部
２２ｃ 凹部
２３ａ 先端電極部材
２３ｂ 後端電極部材
２３ｃ 後端電極
２３ｃ１ 円柱部
２３ｃ２ 凸部
２４ 圧電素子
２５ 絶縁リング
２５ａ 孔
２６ 第２筐体
２７ 処理回路
２８ａ コイルスプリング
２８ｂ 伝導部材
２８ｂａ 突起
２８ｂｂ 突起
２８ｂｃ 突起
２８ｂ１ 中央脚
２８ｂ２ 側脚
２８ｂ３ 凸部
２８ｂ４ 又部
２９ 接続部材
３０ モールド樹脂
４０ 制御装置
５０ 接続ケーブル
６０ 押圧部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】