JP2008268129A - Pressure sensor mounting structure - Google Patents
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Abstract
【課題】デポジットの侵入による悪影響を回避し得る圧力センサの取付構造を提供する。
【解決手段】圧力センサ100は、検出部を先端に有する小径部101と、基端側に位置する大径部102と、これら小径部101と大径部102との間に位置するシール部33とを備え、センサ装着孔201は、圧力センサ100の小径部101に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部202と、圧力センサ100の大径部102を取り囲む大径孔部203と、これら小径孔部202と大径孔部203との間に位置し、かつ圧力センサのシール部33が当接する段孔部204とを有し、圧力センサ100の小径部101とセンサ装着孔201の小径孔部202との間の空隙にベローズシール300が装着されている。
【選択図】図1A pressure sensor mounting structure capable of avoiding adverse effects caused by deposit intrusion is provided.
A pressure sensor includes a small-diameter portion having a detection portion at a distal end, a large-diameter portion located on a proximal end side, and a seal portion located between the small-diameter portion and the large-diameter portion. The sensor mounting hole 201 includes a small diameter hole 202 surrounding the small diameter part 101 of the pressure sensor 100 in a non-contact state, a large diameter hole 203 surrounding the large diameter part 102 of the pressure sensor 100, and A step hole portion 204 is provided between the small diameter hole portion 202 and the large diameter hole portion 203 and the seal portion 33 of the pressure sensor contacts with the small diameter portion 101 of the pressure sensor 100 and the sensor mounting hole 201. A bellows seal 300 is mounted in the gap between the small diameter hole portion 202.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、内燃機関に組み込まれる圧力センサの取付構造に関する。 The present invention relates to a pressure sensor mounting structure incorporated in an internal combustion engine.
圧電素子などを利用して内燃機関の燃焼室内の各種圧力を検知する圧力センサが特許文献1にて知られている。この圧力センサは、シリンダヘッドなどに形成されたセンサ装着孔に取り付けられる。圧力センサとセンサ装着孔との間のシールは、センサ装着孔に形成された環状の段部に対し、圧力センサに形成された環状の肩部を押し当てることによって行われ、圧力センサの先端側の検出部とセンサ装着孔との間には空隙(加工クリアランス)が形成される。 A pressure sensor that detects various pressures in a combustion chamber of an internal combustion engine using a piezoelectric element or the like is known from Patent Document 1. This pressure sensor is attached to a sensor mounting hole formed in a cylinder head or the like. The seal between the pressure sensor and the sensor mounting hole is performed by pressing an annular shoulder formed in the pressure sensor against an annular step formed in the sensor mounting hole. A gap (processing clearance) is formed between the detection portion and the sensor mounting hole.
ところで、特許文献1に開示されたような圧力センサを用いて内燃機関の筒内圧を検出する場合、燃焼室内での燃料の燃焼に伴って発生する有機化合物が圧力センサの先端部とセンサ装着孔との間の空隙(加工クリアランス)に侵入堆積し、経時的に炭化および固化しやすい。このような析出物、いわゆるデポジットは、圧力センサの検出部とシリンダヘッドとの間の熱伝導媒体となってしまう。検出部の温度変化は、圧力センサの測定精度を左右する大きな要因であるため、検出部の放熱特性がデポジットによって変化することは、圧力センサによる検出値の信頼性の低下をもたらす。また、空隙(加工クリアランス)にデポジットが堆積すると、圧力センサを取り外す際に、圧力センサが破壊に至る可能性がある。 By the way, when the in-cylinder pressure of an internal combustion engine is detected using a pressure sensor as disclosed in Patent Document 1, an organic compound generated with the combustion of fuel in the combustion chamber is removed from the tip of the pressure sensor and the sensor mounting hole. Intrusions and deposits in the voids (processing clearance) between them and tends to carbonize and solidify over time. Such deposits, so-called deposits, become a heat transfer medium between the detection part of the pressure sensor and the cylinder head. Since the temperature change of the detection unit is a large factor that affects the measurement accuracy of the pressure sensor, the change in the heat dissipation characteristics of the detection unit due to the deposit causes a decrease in the reliability of the detection value by the pressure sensor. Further, if deposits are accumulated in the gap (processing clearance), the pressure sensor may be destroyed when the pressure sensor is removed.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、デポジットの侵入による悪影響を回避し得る圧力センサの取付構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor mounting structure capable of avoiding adverse effects caused by deposit intrusion.
本発明に係る圧力センサの取付構造は、センサ取付部材に形成されたセンサ装着孔に圧力センサを装着した圧力センサの取付構造であって、前記圧力センサは、検出部を先端に有する小径部と、基端側に位置する大径部と、これら小径部と大径部との間に位置するシール部とを備え、前記センサ装着孔は、前記圧力センサの小径部に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部と、前記圧力センサの大径部を取り囲む大径孔部と、これら小径孔部と大径孔部との間に位置し、かつ前記圧力センサのシール部が当接する段孔部とを有し、前記圧力センサの小径部と前記センサ装着孔の小径孔部との間の空隙にベローズシールが装着されている、ことを特徴としている。 A pressure sensor mounting structure according to the present invention is a pressure sensor mounting structure in which a pressure sensor is mounted in a sensor mounting hole formed in a sensor mounting member, and the pressure sensor includes a small-diameter portion having a detection portion at a tip thereof. A large-diameter portion located on the proximal end side and a seal portion located between the small-diameter portion and the large-diameter portion, and the sensor mounting hole is in a non-contact state with respect to the small-diameter portion of the pressure sensor. A small-diameter hole that surrounds the large-diameter hole that surrounds the large-diameter portion of the pressure sensor, and a step that is located between the small-diameter hole and the large-diameter hole and that the seal portion of the pressure sensor contacts. And a bellows seal is mounted in a gap between the small diameter portion of the pressure sensor and the small diameter hole portion of the sensor mounting hole.
この構成によれば、圧力センサの小径部とセンサ装着孔の小径孔部との間の空隙にベローズシールが装着されるので、圧力センサの小径部とセンサ装着孔の小径孔部との間の空隙にデポジットが堆積するのを防ぐことができる。 According to this configuration, since the bellows seal is mounted in the gap between the small diameter portion of the pressure sensor and the small diameter hole portion of the sensor mounting hole, the gap between the small diameter portion of the pressure sensor and the small diameter hole portion of the sensor mounting hole is Deposits can be prevented from accumulating in the voids.
上記構成において、前記ベローズシールは、金属製でかつ弾性変形可能に形成されており、前記センサの小径部の外周面と前記センサ装着孔の小径孔部の内周面とに接触している、構成を採用できる。 In the above configuration, the bellows seal is made of metal and is elastically deformable, and is in contact with the outer peripheral surface of the small diameter portion of the sensor and the inner peripheral surface of the small diameter hole portion of the sensor mounting hole. Configuration can be adopted.
この構成によれば、金属製のベローズシールがセンサの小径部の外周面とセンサ装着孔の小径孔部の内周面とに接触することにより、圧力センサの放熱性が高まり、検出特性が安定化する。 According to this configuration, the metal bellows seal is in contact with the outer peripheral surface of the small diameter portion of the sensor and the inner peripheral surface of the small diameter hole portion of the sensor mounting hole, thereby increasing the heat dissipation of the pressure sensor and stabilizing the detection characteristics. Turn into.
本発明によれば、ベローズシールによりセンサの小径部とセンサ装着孔の小径孔部との間にデポジットが侵入するのを確実に防ぐことができ、デポジットの侵入による悪影響を回避できる。 According to the present invention, it is possible to reliably prevent the deposit from entering between the small diameter portion of the sensor and the small diameter hole portion of the sensor mounting hole by the bellows seal, and it is possible to avoid an adverse effect due to the penetration of the deposit.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る圧力センサ100のセンサ取付部材としてのシリンダヘッド200に形成されたセンサ装着孔への取付構造を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a mounting structure for a sensor mounting hole formed in a
この圧力センサ100は、検出部としての受圧用ダイアフラム10を先端に有する小径部101、基端側に位置する大径部102、大径部102に接続されたコネクタ部103、小径部101と大径部102との間に位置するシール部33等からなる。
The
一方、シリンダヘッド200に形成されたセンサ装着孔201は、燃焼室205に通じており、このセンサ装着孔201は、圧力センサ100の小径部101に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部202と、圧力センサ100の大径部102を取り囲む大径孔部203と、これら小径孔部202と大径孔部203との間に位置し、かつ圧力センサ100のシール部33が当接する段孔部204とを有する。
On the other hand, the
圧力センサ100においては、受圧用ダイアフラム10、筒状のメタルケース20、筒状の金属ステム30、筒状のハウジング40が溶接、ロウ付け、接着などにより一体化されている。そして、ハウジング40に対してコネクタ部103が接続されている。
In the
ハウジング40は、例えば、ステンレスなどの金属製であり、その外面には、センサ装着孔201の大径孔部203に固定するためのねじ部41が形成されている。すなわち、圧力センサ100は、シリンダヘッド200のねじ孔からなる大径孔部203へねじ結合により固定される。
The
金属ステム30は、中空筒形状に加工されたステンレスなどの金属製の部材であり、メタルケース20側の端部が開口部31、ハウジング40側の端部が薄肉状の歪み部32となっている。
The
金属ステム30の歪み部32は、受圧用ダイアフラム10が受けた圧力Pが印加されて歪むようになっている。そして、歪み部32には、圧力Pによる歪みに基づいて信号を発生する検出素子50が設けられている。
The
金属ステム30の外周面には、上記したシール部33が形成されており、このシール部33は、図1に示すように、テーパ面となっており、圧力センサ100をセンサ装着孔201にねじ込んだ際に、段孔部204に密着(当接)し、センサ装着孔201をシールするようになっている。
The above-described
メタルケース20は、ステンレス等の金属製であり、金属ステム30の開口部31にはめ込まれて接合固定されている。そして、上記受圧ダイアフラム10は、このメタルケース20の先端部に接合されている。
The
受圧用ダイアフラム10は、例えば、ステンレスなどの金属製円形板状のものであり、圧力Pの印加により歪み変形するようになっている。
The
金属ステム30の中空部及びメタルケース20の中空部により形成される空間内部には、圧力伝達部材60が設けられている。圧力伝達部材60は、例えば、ステンレス等の金属やセラミックス等の材料で棒状に形成されている。
A
圧力伝達部材60の各端部は、それぞれ金属ステム30の歪み部32、受圧ダイアフラム10に対して荷重を与えた状態で接触しており、圧力Pは、受圧用ダイアフラム10から圧力伝達部材60を介して金属ステム30の歪み部32に印加されるようになっている。
Each end of the
受圧用ダイアフラムが受けた圧力Pが、金属ステム30の歪み部32に伝達され、この歪み部32の歪みに基づいて上記検出素子50から信号が出力される。
The pressure P received by the pressure receiving diaphragm is transmitted to the
ハウジング40の内部には、セラミック基板などからなる配線基板42が設けられている。そして、配線基板42にはICチップ43が搭載され、配線基板42と電気的に接続されている。ICチップ43は、検出素子50からの出力を増幅、調整等するための回路を形成する。
A
ハウジング40内において、ICチップ43と検出素子50とは、配線部材44により電気的に接続されている。配線部材44としては、リード線やフレキシブルプリント基板などが採用される。
In the
上記したコネクタ部103は、ハウジング40に対して、Oリング45を介して接続されている。このコネクタ部103は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂からなるもので、コネクタ部103には、金属製のターミナル103aがインサート成形などにより一体化されている。
The
コネクタ部103は、一端側がハウジング40の開口部に挿入された状態でハウジング40に組み付けられており、ハウジング40の開口部の縁部がコネクタ部103にかしめられることにより、コネクタ部103とハウジング40とが一体的に固定されている。
The
ハウジング40内において、コネクタ部103のターミナル103aは、配線基板42と電気的に接続されている。そして、ターミナル103aは、自動車の電子制御ユニット(ECU)などに対して、電気的に接続可能となっており、それにより、圧力センサ100は外部との信号のやりとりなどが可能となっている。
In the
圧力センサ100の小径部101とセンサ装着孔201の小径孔部202との間には、空隙(加工クリアランス)CLが形成される。この空隙CLの幅は、例えば、0.5mm程度である。この空隙CLには、ベローズシール300が装着されている。
A gap (processing clearance) CL is formed between the
ベローズシール300は、図2に示すように、蛇腹状に形成され、例えば、SUS630系(析出硬化処理)やインコネル等の耐久性、耐腐食性をもった金属材料で形成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、ベローズシール300は、弾性変形可能に形成されており、図1に示すように、その外周面及び内周面が、圧力センサ100の小径部101の外周面とセンサ装着孔201の小径孔部202の内周面とにそれぞれ接触するように配置されている。
The
さらに、ベローズシール300は、圧力センサ100の小径部101の略全長にわたって配置されている。
Further, the bellows seal 300 is disposed over substantially the entire length of the
尚、ベローズシール300は、弾性変形することにより、圧力センサ100の小径部101とセンサ装着孔201の小径孔部202との間の空隙CLに固定されるが、ベローズシール300の固定方法は種々の方法を採用できる。
The bellows seal 300 is fixed in the gap CL between the
上記のように、ベローズシール300を圧力センサ100の小径部101とセンサ装着孔201の小径孔部202との間の空隙CLに配置することにより、圧力センサ100の小径部101とセンサ装着孔201の小径孔部202との間に形成される空隙CL内に燃焼室で発生したデポジットが侵入するのを確実に防ぐことができ、空隙CL内にデポジットが堆積しない。この結果、圧力センサ100の検出特性が変化するのを抑制できる。
As described above, by arranging the bellows seal 300 in the gap CL between the
また、金属製のベローズシール300が圧力センサ100の小径部101と小径孔部202の略全長にわたって接触しているので、熱伝導面積を広く確保でき、ベローズシール300を介して圧力センサ100からシリンダヘッド200へ放熱されやすくなる。これにより、圧力センサ100への熱の影響を緩和することができる。
Further, since the metal bellows seal 300 is in contact with the substantially entire length of the
10…受圧用ダイアフラム
20…メタルケース
30…金属ステム
33…シール部
40…ハウジング
50…検出素子
60…圧力伝達部材
100…圧力センサ
101…小径部
102…大径部
103…コネクタ部
200…シリンダヘッド(センサ取付部材)
201…センサ装着孔
202…小径孔部
203…大径孔部
204…段孔部
205…燃焼室
300…ベローズシール
CL…空隙
DESCRIPTION OF
201 ...
Claims (2)
前記圧力センサは、検出部を先端に有する小径部と、基端側に位置する大径部と、これら小径部と大径部との間に位置するシール部とを備え、
前記センサ装着孔は、前記圧力センサの小径部に対して非接触状態でこれを取り囲む小径孔部と、前記圧力センサの大径部を取り囲む大径孔部と、これら小径孔部と大径孔部との間に位置し、かつ前記圧力センサのシール部が当接する段孔部とを有し、
前記圧力センサの小径部と前記センサ装着孔の小径孔部との間の空隙にベローズシールが装着されている、ことを特徴とする圧力センサの取付構造。 A pressure sensor mounting structure in which a pressure sensor is mounted in a sensor mounting hole formed in a sensor mounting member,
The pressure sensor includes a small diameter portion having a detection portion at a distal end, a large diameter portion located on the proximal end side, and a seal portion located between the small diameter portion and the large diameter portion,
The sensor mounting hole includes a small diameter hole portion that surrounds the small diameter portion of the pressure sensor in a non-contact state, a large diameter hole portion that surrounds the large diameter portion of the pressure sensor, and the small diameter hole portion and the large diameter hole. A step hole portion that is located between the pressure sensor and the seal portion of the pressure sensor contacts,
A pressure sensor mounting structure, wherein a bellows seal is mounted in a gap between the small diameter portion of the pressure sensor and the small diameter hole portion of the sensor mounting hole.
前記圧力センサの小径部の外周面と前記センサ装着孔の小径孔部の内周面とに接触している、ことを特徴とする請求項1に記載の圧力センサの取付構造。 The bellows seal is made of metal and elastically deformable,
The pressure sensor mounting structure according to claim 1, wherein the pressure sensor is in contact with an outer peripheral surface of the small-diameter portion of the pressure sensor and an inner peripheral surface of the small-diameter hole portion of the sensor mounting hole.
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CN111954374A (en) * | 2020-08-07 | 2020-11-17 | 东莞市百赛仪器有限公司 | A connection structure and its sensor |
CN113008449A (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 盾安传感科技有限公司 | Pressure sensor |
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2007
- 2007-04-24 JP JP2007114627A patent/JP2008268129A/en active Pending
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