[发明专利]燃烧压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及压力传感器，具体的则是涉及安装于内燃机的汽缸盖、并能够检测燃烧室内的压力的燃烧压力传感器。

背景技术

从前，例如作为安装于内燃机的汽缸盖并检测燃烧室内的压力的装置，提出了一种在压力检测部使用了压电元件的装置。适用了以下方法的燃烧压力传感器是众所周知的，该方法是把这个压力检测装置构成为环状并安装于附设于燃烧室内的喷射器或点火塞等功能部件从而检测燃烧压力。

作为燃烧压力传感器的一例，该燃烧压力传感器为通过上述的环形结构而被安装于功能部件的类型，提出了一种例如专利文献1所示的内置了压力传感器的点火塞。这个具有压力传感器的点火塞是把压力传感器部一体化地焊接固定于点火塞，再紧固固定于汽缸盖从而被使用的。这个具有压力传感器的点火塞在内燃机的燃烧室内发生燃烧压力的情况下，点火塞被压升，并且点火塞的紧固负荷发生变化。对应这个紧固负荷的变化，压力传感器把从压电元件所产生的电荷作为电信号而检测出并向控制装置发送，通过控制装置根据该压力信号对内燃机进行控制，从而例如有助于油耗的改善地被使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4620882号公报(图1、图2)

发明要解决的问题

有时，在环形压力传感器中，该环形压力传感器为专利文献1所示的安装于点火塞等功能部件的结构，通过激光来将构成压力传感器的壳体部和构成功能部件的金属部件焊接接合的方法是普遍的。但是，在焊接的接合工序中，由于被接合的二个部件的热容量或线膨胀系数等的不同，会引起热变形的发生。如果发生这样的热变形，就存在由压力传感器的壳体部的变形而导致的无法取得对应燃烧压力的正确的输出波形的问题。

在此，通过图11、图12来说明专利文献1所示的从前的技术。图11、图12是为了方便说明从前的技术而重绘的图，另外在不偏离发明的主旨的范围内将部件名称与本申请进行了统合。图11的(a)表示从前的具有燃烧压力传感器的点火塞300的结构，且表示焊接前的状态。图11的(b)是图11的(a)的A部放大图，且表示焊接后的状态。另外，图12表示把具有燃烧压力传感器的点火塞300安装于汽缸盖的状态。

首先，通过图11的(a)对内置了燃烧压力传感器的点火塞300的结构进行说明。在由筒状部321a和底部321b构成的形成为环状的传感器壳体321的内侧空间中，在底部321b上按从图中下方起向上依次层叠的方式，收容了分别形成为环状的板垫圈322、压电元件323、电极板324、以及绝缘板325，并构成了压力传感器320。另外，引线327从形成在环状的电极板324的一部分的端子324a起向上方延长伸出。

压力传感器320的传感器壳体321的筒状部321a嵌合于主体金属部件311的第1膨出部311c1，另外，传感器壳体321的连接部321c与处于第2膨出部311c2的前端部的壳体支承部311s相接触。而且，在使传感器壳体321的底部321b被预定的负荷P从图中的下方向上推压了的状态下，绕传感器壳体321的一周对焊接部W1施以激光焊接。接着，绕传感器壳体321的一周对焊接部W2施以激光焊接。在此，压力传感器320构成为通过传感器壳体321与主体金属部件311的焊接使压电元件323被施加了预定的负荷P的状态。进一步，压力传感器320通过后述的点火塞300被安装于汽缸盖时的紧固对压电元件323施加紧固负荷(以下称为加算负荷)。因此，压力传感器320被构成为能在以下的状态下检测压力，即把负荷P和这个紧固负荷的合算负荷作为预负荷(preload)而作用于压电元件323的状态。

其次，通过图11的(b)来对焊接部W1、焊接部W2的2处中的容易受热变形影响的焊接部W1的焊接工序进行详细的说明。焊接部W1虽是绕传感器壳体321的一周被激光焊接的，但由于因传感器壳体321与主体金属部件311的热容量或线膨胀系数等的不同而引起的焊接时所发生的焊接热，会使传感器壳体321或主体金属部件311在变形了的情况下相互焊接。例如，由焊接时发生的焊接热使传感器壳体321的底部321b形成为向图中的下方被压出的状态。在这个情况下，底部321b与传感器壳体321在形成有具有角度θ的间隙的状态下，连接部321c与壳体支承部311s接触并在焊接部W1被焊接固定(焊接部以●标记图示)。因此，如果传感器壳体321或主体金属部件311发生了由焊接热而引起的变形，在传感器壳体321内层叠而成的压电元件等各个构成部件相互之间的表面压力的均匀性被破坏，而且作用于压电元件323的负荷P也形成得与预先设定了的预定的负荷不同。