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JP6499601B2 - Detection device and detection system - Google Patents
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Description

本発明は、物理量を検出する検出装置および検出システムに関する。   The present invention relates to a detection device and a detection system for detecting a physical quantity.

例えば内燃機関を有する自動車等の装置では、装置内に、圧力や温度等を検出する複数の検出装置が搭載されている。そして、これらの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。   For example, in a device such as an automobile having an internal combustion engine, a plurality of detection devices that detect pressure, temperature, and the like are mounted in the device. Based on the detection results of these detection devices, a control device called an ECU (Engine Control Unit) controls the operation of the internal combustion engine.

例えば特許文献1には、金属製の筐体(ハウジング)内に、圧力を検出する圧電素子と圧電素子の検出信号に処理を施す処理回路とを内蔵させるとともに、筐体と処理回路のグランドとを電気的に接続した圧力検出装置が記載されている。また、特許文献1には、圧力検出装置の筐体を、内燃機関のシリンダヘッド(金属製)と接触させることで、筐体およびシリンダヘッドを電気的に接続した状態で取り付けることが記載されている。さらに、特許文献1には、圧力検出装置と、圧力検出装置の処理回路から出力される出力信号に基づく制御を行う制御装置とを、制御装置から圧力検出装置に給電を行うための電線、圧力検出装置から制御装置に信号を送るための電線、および、制御装置と圧力検出装置とのグランドを共通にするための電線、を用いて接続することが記載されている。さらにまた、特許文献1には、制御装置のグランドと内燃機関のシリンダヘッドとを、シリンダヘッドとともに内燃機関を構成し、接地体としても機能するシリンダブロック(金属製)に接続することが記載されている。したがって、特許文献1における圧力検出装置の処理回路のグランドは、筐体およびシリンダヘッドを介してシリンダブロックと接続され、且つ、電線および制御装置を介してシリンダブロックと接続されていることになる。   For example, in Patent Literature 1, a piezoelectric element for detecting pressure and a processing circuit for processing a detection signal of the piezoelectric element are incorporated in a metal casing (housing), and the casing and the ground of the processing circuit are incorporated. A pressure detection device in which is electrically connected is described. Patent Document 1 describes that the casing of the pressure detection device is attached to the cylinder head (made of metal) of the internal combustion engine so that the casing and the cylinder head are attached in an electrically connected state. Yes. Further, Patent Document 1 discloses a pressure detection device and a control device that performs control based on an output signal output from a processing circuit of the pressure detection device, an electric wire for supplying power from the control device to the pressure detection device, a pressure It is described that an electric wire for sending a signal from the detection device to the control device and an electric wire for sharing the ground between the control device and the pressure detection device are used. Furthermore, Patent Document 1 describes that the ground of the control device and the cylinder head of the internal combustion engine are connected to a cylinder block (made of metal) that constitutes the internal combustion engine together with the cylinder head and also functions as a grounding body. ing. Therefore, the ground of the processing circuit of the pressure detection device in Patent Document 1 is connected to the cylinder block via the housing and the cylinder head, and is connected to the cylinder block via the electric wire and the control device.

特開2013−156171号公報JP 2013-156171 A

ここで、検出装置における処理回路のグランドと電気的に接続された筐体(導電体)を、導電体で構成された被装着体(例えばシリンダブロック)に取り付けることで筐体と被装着体とを導通させ、さらに、この被装着体を接地する構成を採用した場合、被装着体から筐体を介して、処理回路にノイズが侵入することがある。また、このような構成を採用した場合、筐体の外部から照射される電波等によって、処理回路にノイズが侵入することがある。そして、このようなノイズは、処理回路を誤動作させる要因となり得る。
本発明は、検出装置の処理回路に、外部から侵入してくるノイズの低減を図ることを目的とする。
Here, by attaching a housing (conductor) electrically connected to the ground of the processing circuit in the detection device to a mounted body (for example, a cylinder block) made of a conductor, the housing and the mounted body When a configuration is adopted in which the mounting body is further grounded and the mounted body is grounded, noise may enter the processing circuit from the mounted body through the housing. In addition, when such a configuration is employed, noise may enter the processing circuit due to radio waves or the like irradiated from the outside of the housing. Such noise can cause malfunction of the processing circuit.
An object of this invention is to reduce the noise which penetrates into the processing circuit of a detection apparatus from the outside.

本発明の検出装置は、物理量の変化を検出する検出素子と、前記検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、導電性を有し且つ前記処理回路の少なくとも一部を覆うように配置され、当該処理回路のグランドに接続される導電部材と、
前記検出素子、前記処理回路および前記導電部材を収容し、当該検出素子、当該処理回路および当該導電部材と電気的に絶縁される筐体と、前記処理回路のグランドと前記導電部材とを、直流電流の通電を抑制しながら接続する直流抑制部とを含む。
ここで、前記処理回路のグランドと前記検出素子のグランドとが電気的に接続され、前記導電部材は、前記処理回路および前記検出素子を覆うように配置されるとよい
また、他の観点から捉えると、本発明の検出装置は、物理量の変化を検出する検出素子と、前記検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、導電性を有し且つ前記処理回路の少なくとも一部を収容するように配置され、前記処理回路のグランドに接続される第1筐体と、導電性を有し且つ前記第1筐体を収容する第2筐体と、絶縁性を有し且つ前記第1筐体と前記第2筐体との間に配置され、当該第1筐体と当該第2筐体とを電気的に絶縁する絶縁部材とを含み、前記第2筐体は前記第1筐体よりも導電性が高く、当該第1筐体は当該第2筐体よりも耐酸性が高いことを特徴とする
また、前記第2筐体と前記検出素子との間に配置され、当該第2筐体と当該検出素子とを電気的に絶縁する他の絶縁部材をさらに含むとよい。
さらに、他の観点から捉えると、本発明の検出システムは、物理量の変化を検出する検出素子と、当該検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、導電性を有し且つ当該処理回路の少なくとも一部を覆うように配置され、当該処理回路のグランドに接続される導電部材と、当該検出素子、当該処理回路および当該導電部材を収容し、当該検出素子、当該処理回路および当該導電部材と電気的に絶縁されるとともに、接地された伝導体に接触した状態で装着される筐体と、当該処理回路のグランドと当該導電部材とを、直流電流の通電を抑制しながら接続する直流抑制部とを含む検出装置と、前記処理回路に電源電圧を供給するための供給線と、当該処理回路から出力される出力信号を伝送するための伝送線と、前記導電部材または当該処理回路の前記グランドと接続するための接地線とを介して前記検出装置に接続されるとともに、当該接地線を介した系統とは異なる系統にて前記伝導体に接続され、当該検出装置に当該電源電圧を供給するとともに当該検出装置から入力される当該出力信号に処理を施す供給/処理装置とを含む。
さらにまた、他の観点から捉えると、本発明の検出システムは、物理量の変化を検出する検出素子と、当該検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、導電性を有し且つ当該処理回路の少なくとも一部を収容するように配置され、当該処理回路のグランドに接続される第1筐体と、導電性を有し且つ当該第1筐体を収容するとともに、接地された伝導体に接触した状態で装着される第2筐体と、絶縁性を有し且つ当該第1筐体と当該第2筐体との間に配置され、当該第1筐体と当該第2筐体とを電気的に絶縁する絶縁部材とを含み、当該第2筐体は当該第1筐体よりも導電性が高く、当該第1筐体は当該第2筐体よりも耐酸性が高い検出装置と、前記処理回路に電源電圧を供給するための供給線と、当該処理回路から出力される出力信号を伝送するための伝送線と、前記第1筐体または当該処理回路の前記グランドと接続するための接地線とを介して前記検出装置に接続されるとともに、当該接地線を介した系統とは異なる系統にて前記伝導体に接続され、当該検出装置に当該電源電圧を供給するとともに当該検出装置から入力される当該出力信号に処理を施す供給/処理装置とを含む。
The detection device of the present invention includes a detection element that detects a change in a physical quantity, a processing circuit that performs electrical processing on a detection signal output from the detection element, and has at least a part of the processing circuit that has conductivity. A conductive member arranged to cover and connected to the ground of the processing circuit;
A casing that houses the detection element, the processing circuit, and the conductive member and is electrically insulated from the detection element, the processing circuit, and the conductive member; a ground of the processing circuit ; and the conductive member And a direct current suppression unit that is connected while suppressing current flow .
Here, the ground of the processing circuit and the ground of the detection element are electrically connected, and the conductive member may be disposed so as to cover the processing circuit and the detection element .
From another point of view, the detection device of the present invention has a detection element that detects a change in physical quantity, a processing circuit that electrically processes a detection signal output from the detection element, and conductivity. And a first housing that is disposed so as to accommodate at least a part of the processing circuit and is connected to a ground of the processing circuit, and a second housing that has conductivity and accommodates the first housing. An insulating member that is insulated and disposed between the first housing and the second housing and electrically insulates the first housing from the second housing , The second casing has higher conductivity than the first casing, and the first casing has higher acid resistance than the second casing .
Also, disposed between the detection element and the second housing may further include other insulating member for electrically insulating the said second housing and the detection element.
Furthermore, from another viewpoint, the detection system of the present invention has a detection element that detects a change in physical quantity, a processing circuit that electrically processes a detection signal output from the detection element, and conductivity. And a conductive member arranged to cover at least a part of the processing circuit and connected to the ground of the processing circuit, the detection element, the processing circuit, and the conductive member, and the detection element and the processing circuit And a casing that is electrically insulated from the conductive member and in contact with a grounded conductor, the ground of the processing circuit, and the conductive member while suppressing the application of direct current a detection device comprising a DC suppression unit for connecting a supply line for supplying a power supply voltage to the processing circuit, a transmission line for transmitting an output signal output from the processing circuit, the conductive portion Or connected to the detection device via a ground line for connecting to the ground of the processing circuit, and connected to the conductor in a system different from the system via the ground wire, And a supply / processing device that supplies the power supply voltage and processes the output signal input from the detection device.
Furthermore, from another viewpoint, the detection system of the present invention has a detection element that detects a change in physical quantity, a processing circuit that electrically processes a detection signal output from the detection element, and a conductivity. And a first housing that is arranged to accommodate at least a part of the processing circuit and is connected to the ground of the processing circuit, and has conductivity and accommodates the first housing, and is grounded. A second housing that is mounted in contact with the conductive body, and is disposed between the first housing and the second housing that have insulation properties, and the first housing and the second housing electrically saw including an insulating member for insulating the housing, the second housing has high conductivity than that of the first housing, the first housing the acid resistance than the second housing a high detection device, a supply line for supplying a power supply voltage to the processing circuit, output from the processing circuit Connected to the detection device via a transmission line for transmitting an output signal to be transmitted and a ground line for connecting to the ground of the first casing or the processing circuit, and via the ground line A supply / processing device that is connected to the conductor in a system different from the system, supplies the power supply voltage to the detection device, and processes the output signal input from the detection device.

本発明によれば、検出装置の処理回路に、外部から侵入してくるノイズの低減を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce noise that enters the processing circuit of the detection apparatus from the outside.

実施の形態に係る圧力検出システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the pressure detection system which concerns on embodiment. 圧力検出装置の斜視図である。It is a perspective view of a pressure detection apparatus. 圧力検出装置の断面図(図2のIII−III断面図)である。It is sectional drawing (III-III sectional drawing of FIG. 2) of a pressure detection apparatus. 圧力検出装置の先端側の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the tip side of a pressure detection device. 圧力検出装置に設けられた回路基板の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the circuit board provided in the pressure detection apparatus. 制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a control apparatus. 接続ケーブルの断面図である。It is sectional drawing of a connection cable. 圧力検出システムの電気的な接続構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electrical connection structure of a pressure detection system. 圧力検出システムの電気的な接続構造の第1の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st modification of the electrical connection structure of a pressure detection system. 圧力検出システムの電気的な接続構造の第2の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd modification of the electrical connection structure of a pressure detection system. 圧力検出システムの電気的な接続構造の第3の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 3rd modification of the electrical connection structure of a pressure detection system.

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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Configuration of pressure detection system]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a pressure detection system 1 according to an embodiment.
The pressure detection system 1 detects the pressure (combustion pressure) in the combustion chamber C in the internal combustion engine 10, and supplies power to the pressure detection device 20 and based on the pressure detected by the pressure detection device 20. A control device 80 that controls the operation of the internal combustion engine 10 and a connection cable 90 that electrically connects the pressure detection device 20 and the control device 80 are provided.

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。   Here, the internal combustion engine 10 to be subjected to pressure detection includes a cylinder block 11 in which a cylinder is formed, a piston 12 that reciprocates in the cylinder, and a combustion chamber C that is fastened to the cylinder block 11 together with the piston 12 and the like. The cylinder head 13 is configured. Further, the cylinder head 13 is provided with a communication hole 13a that allows the combustion chamber C to communicate with the outside. A female screw (not shown) is formed inside the communication hole 13a, and a male screw (not shown) formed on the outer peripheral surface of the pressure detection device 20 is screwed into the internal combustion engine 10 to detect pressure. The apparatus 20 is attached. Note that seal members (not shown) are provided on both ends of the communication hole 13a so as to maintain airtightness in the combustion chamber C interposed between the cylinder head 13 and the pressure detection device 20. Yes.

[圧力検出装置の構成]
図2は、圧力検出装置20の斜視図である。また、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。さらに、図4は、圧力検出装置20の先端側の拡大断面図である。
[Configuration of pressure detector]
FIG. 2 is a perspective view of the pressure detection device 20. FIG. 3 is a cross-sectional view of the pressure detection device 20 (III-III cross-sectional view of FIG. 2). Further, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the front end side of the pressure detection device 20.

検出装置の一例としての圧力検出装置20は、物理量の一例としての圧力を検出する検出部30と、検出部30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50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、検出部30が燃焼室C(図1において下方)を向くとともに処理部50が外部(図1において上方)を向くように取り付けられる。なお、以下の説明では、図2において、図中左下に向かう側(検出部30側)を圧力検出装置20の「先端側」と称し、図中右上に向かう側(処理部50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。   A pressure detection device 20 as an example of a detection device includes a detection unit 30 that detects pressure as an example of a physical quantity, and a processing unit 50 that performs various processes on an electrical signal obtained when the detection unit 30 detects pressure. have. The pressure detection device 20 is configured so that the detection unit 30 faces the combustion chamber C (downward in FIG. 1) and the processing unit 50 faces outside (upward in FIG. 1) with respect to the internal combustion engine 10 shown in FIG. It is attached. In the following description, in FIG. 2, the side toward the lower left in the figure (the detection unit 30 side) is referred to as the “tip side” of the pressure detection device 20, and the side toward the upper right in the figure (the processing unit 50 side) This is referred to as the “rear end side” of the detection device 20. In the following description, the center line direction of the pressure detection device 20 indicated by a one-dot chain line in FIG. 2 is simply referred to as a center line direction.

[検出部の構成]
検出部30は、処理部50に設けられた後端側筐体51(詳細は後述する)の先端側とはめ合う先端側筐体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とを有している。
[Configuration of detector]
The detection unit 30 includes a front end side case 31 fitted to the front end side of a rear end side case 51 (details will be described later) provided in the processing unit 50, and a diaphragm attached to the front end side of the front end side case 31. And a head 32.

これらのうち、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とを備えている。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51が取り付けられる。なお、第2先端側筐体312の中心線方向中央部の外周面には、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(図示せず)が形成されている。   Among these, the front end side housing | casing 31 is a member which has a hollow structure and exhibits a cylindrical shape as a whole. The distal end side casing 31 is made of a metal material such as stainless steel having conductivity and high acid resistance. The distal end side casing 31 includes a first distal end side casing 311 positioned relatively on the distal end side and a second distal end side casing 312 positioned relatively on the rear end side. Here, in the distal end side casing 31, both the outer peripheral surface on the rear end side of the first distal end side casing 311 and the inner peripheral surface on the distal end side of the second distal end side casing 312 are laser-welded. Is configured to be integrated. The diaphragm head 32 is attached to the front end side of the first front end side housing 311 by laser welding, and the rear end side case 51 is fitted to the rear end side of the second front end side case 312 by fitting. It is attached. A male screw meshing with a female screw (not shown) provided on the inner peripheral surface of the communication hole 13a (see FIG. 1) of the cylinder head 13 is provided on the outer peripheral surface of the center portion in the center line direction of the second tip side housing 312. (Not shown) is formed.

一方、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。このダイアフラムヘッド32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(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32bと、凹部32bの存在により、結果として圧力受面32aの裏面の中央部から後端側に向けて突出する凸部32c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。   On the other hand, the diaphragm head 32 is a member having a disk shape as a whole. The diaphragm head 32 is made of a metal material such as stainless steel having conductivity and high heat resistance and acid resistance. In particular, in this example, the diaphragm head 32 and the distal end side casing 31 are made of the same material. The diaphragm head 32 is a recess provided by annularly cutting a pressure receiving surface (front surface) 32a that receives pressure by being exposed to the outside (combustion chamber C side) and a back surface that is the back side of the pressure receiving surface 32a. Due to the presence of the concave portion 32b, there is a convex portion 32c that protrudes from the center of the back surface of the pressure receiving surface 32a toward the rear end side. The diaphragm head 32 is provided so as to close the opening on the distal end side of the first distal end side housing 311. Laser welding is performed on the boundary between the diaphragm head 32 and the first distal end side housing 311 over the entire circumference of the outer peripheral surface.

また、検出部30は、先端側筐体31の内側に配置(収容)された、圧電素子33、絶縁プレート34、先端電極部材35、後端電極部材36、第1加圧部材37、第2加圧部材38、支持部材39、絶縁パイプ40、第1絶縁リング41、第2絶縁リング42、第3絶縁リング43、第4絶縁リング44および第5絶縁リング45をさらに備えている。   In addition, the detection unit 30 is disposed (accommodated) inside the front end side housing 31, and includes the piezoelectric element 33, the insulating plate 34, the front end electrode member 35, the rear end electrode member 36, the first pressurizing member 37, and the second The pressure member 38, the support member 39, the insulating pipe 40, the first insulating ring 41, the second insulating ring 42, the third insulating ring 43, the fourth insulating ring 44, and the fifth insulating ring 45 are further provided.

検出素子の一例としての圧電素子33は、全体として円柱状を呈する部材である。この圧電素子33は、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33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33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33は、先端側筐体31の内部に設けられた第1加圧部材37の内側であって、この第1加圧部材37の内部に設けられた絶縁パイプ40の内側に配置されている。また、圧電素子33の外径は、この圧電素子33を内部に収容する絶縁パイプ40の内径よりもわずかに小さい。そして、圧電素子33の先端側の面は、先端電極部材35の後端側の面と接触している。一方、圧電素子33の後端側の面は、後端電極部材36の先端側の面と接触している。また、圧電素子33の外周面は、絶縁パイプ40の内周面と対峙している。このように、第1加圧部材37の内周面と圧電素子33の外周面との間に、絶縁パイプ40を設けることにより、第1加圧部材37および圧電素子33は、直接には接触しない。   The piezoelectric element 33 as an example of the detection element is a member having a cylindrical shape as a whole. The piezoelectric element 33 includes a piezoelectric body that exhibits the piezoelectric action of the piezoelectric longitudinal effect. The piezoelectric longitudinal effect means that when an external force is applied to the stress application axis in the same direction as the charge generation axis of the piezoelectric body, charges are generated on the surface of the piezoelectric body in the charge generation axis direction. The piezoelectric element 33 is disposed inside the front end side casing 31 and on the rear end side of the diaphragm head 32. The piezoelectric element 33 is accommodated in the distal end side casing 31 so that the center line direction is the direction of the stress application axis. Here, the piezoelectric element 33 is inside the first pressurizing member 37 provided inside the distal end side housing 31 and inside the insulating pipe 40 provided inside the first pressurizing member 37. Has been placed. The outer diameter of the piezoelectric element 33 is slightly smaller than the inner diameter of the insulating pipe 40 that accommodates the piezoelectric element 33 therein. The front surface of the piezoelectric element 33 is in contact with the rear surface of the front electrode member 35. On the other hand, the rear end surface of the piezoelectric element 33 is in contact with the front end surface of the rear end electrode member 36. Further, the outer peripheral surface of the piezoelectric element 33 faces the inner peripheral surface of the insulating pipe 40. Thus, by providing the insulating pipe 40 between the inner peripheral surface of the first pressure member 37 and the outer peripheral surface of the piezoelectric element 33, the first pressure member 37 and the piezoelectric element 33 are in direct contact with each other. do not do.

次に、圧電素子33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の感度を上げることができる。圧電素子33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33では、圧電体としてランガサイト単結晶を用いている。   Next, a case where the piezoelectric lateral effect is used for the piezoelectric element 33 will be exemplified. The piezoelectric lateral effect means that when an external force is applied to a stress application axis at a position orthogonal to the charge generation axis of the piezoelectric body, charges are generated on the surface of the piezoelectric body in the direction of the charge generation axis. A plurality of thinly formed piezoelectric bodies may be laminated, and by laminating in this way, the charge generated in the piezoelectric bodies can be efficiently collected to increase the sensitivity of the sensor. Examples of the piezoelectric material that can be used in the piezoelectric element 33 include the use of a langasite crystal (a langasite, langagate, langanite, LGTA) having a piezoelectric longitudinal effect and a piezoelectric transverse effect, crystal, gallium phosphate, or the like. can do. In the piezoelectric element 33 of the present embodiment, a langasite single crystal is used as the piezoelectric body.

他の絶縁部材の一例としての絶縁プレート34は、全体として円板状を呈する部材である。この絶縁プレート34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。この絶縁プレート34は、先端側筐体31の内部に設けられた第1加圧部材37の先端側に存在する開口部を塞ぐ位置に配置されている。そして、絶縁プレート34は、ダイアフラムヘッド32の後端側であって、先端電極部材35の先端側に配置されている。また、絶縁プレート34の外径は、第1加圧部材37の先端側に設けられた開口部の内径よりもわずかに小さく、ダイアフラムヘッド32の凸部32cの外径よりもわずかに大きい。そして、絶縁プレート34の先端側の面は、ダイアフラムヘッド32の凸部32cと接触している。一方、絶縁プレート34の後端側の面は、先端電極部材35の先端側の面と接触している。また、絶縁プレート34の外周面は、第1加圧部材37の先端側に設けられた開口部の内周面と対峙している。   The insulating plate 34 as an example of another insulating member is a member having a disk shape as a whole. The insulating plate 34 is made of a ceramic material such as alumina that has insulating properties and high heat resistance. The insulating plate 34 is disposed at a position that closes the opening existing on the distal end side of the first pressure member 37 provided in the distal end side housing 31. The insulating plate 34 is disposed on the rear end side of the diaphragm head 32 and on the front end side of the front end electrode member 35. In addition, the outer diameter of the insulating plate 34 is slightly smaller than the inner diameter of the opening provided on the distal end side of the first pressure member 37 and slightly larger than the outer diameter of the convex portion 32 c of the diaphragm head 32. The front end surface of the insulating plate 34 is in contact with the convex portion 32 c of the diaphragm head 32. On the other hand, the rear end surface of the insulating plate 34 is in contact with the front end surface of the front electrode member 35. The outer peripheral surface of the insulating plate 34 is opposed to the inner peripheral surface of the opening provided on the tip side of the first pressure member 37.

先端電極部材35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35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35は、先端側筐体31の内部に設けられた第1加圧部材37の内側に配置されている。ただし、先端電極部材35は、上述した圧電素子33とは異なり、絶縁パイプ40内に収容されていない。そして、先端電極部材35は、絶縁プレート34の後端側であって、圧電素子33の先端側に配置されている。また、先端電極部材35の外径は、この先端電極部材35を内部に収容する第1加圧部材37の内径よりもわずかに小さい。そして、先端電極部材35の先端側の面は、絶縁プレート34の後端側の面と第1加圧部材37の先端側に設けられた開口部の裏側の面とに接触している。一方、先端電極部材35の後端側の面は、圧電素子33の先端側の面に接触している。また、先端電極部材35の外周面は、第1加圧部材37の内周面と対峙している。   The tip electrode member 35 is a member having a cylindrical shape as a whole. The tip electrode member 35 is made of a metal material such as stainless steel having conductivity and high heat resistance. The tip electrode member 35 is disposed inside a first pressure member 37 provided in the tip side casing 31. However, unlike the piezoelectric element 33 described above, the tip electrode member 35 is not accommodated in the insulating pipe 40. The front electrode member 35 is disposed on the rear end side of the insulating plate 34 and on the front end side of the piezoelectric element 33. Further, the outer diameter of the tip electrode member 35 is slightly smaller than the inner diameter of the first pressure member 37 that accommodates the tip electrode member 35 therein. The front end surface of the front electrode member 35 is in contact with the rear end surface of the insulating plate 34 and the back surface of the opening provided on the front end side of the first pressure member 37. On the other hand, the rear end surface of the front electrode member 35 is in contact with the front end surface of the piezoelectric element 33. Further, the outer peripheral surface of the tip electrode member 35 faces the inner peripheral surface of the first pressure member 37.

後端電極部材36は、全体として円柱状を呈する部材である。この後端電極部材36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36は、先端側筐体31の内部に設けられた第1加圧部材37の内側に配置されている。ここで、後端電極部材36の先端側は、第1加圧部材37の内部に設けられた絶縁パイプ40の内側に配置されている。これに対し、後端電極部材36の後端側は、この絶縁パイプ40の外側に配置されている。この後端電極部材36における後端側の面の中央部には、第2加圧部材38の先端側を挿入するための座ぐり穴36aが形成されている。また、後端電極部材36の外径は、圧電素子33の外径とほぼ同じであって、絶縁パイプ40の内径よりもわずかに小さい。そして、後端電極部材36の先端側の面は、圧電素子33の後端側の面と接触している。一方、後端電極部材36の後端側の面は、第1絶縁リング41の先端側の面と接触し、後端電極部材36の後端側に設けられた座ぐり穴36aの底面は、第2加圧部材38の先端側と接触している。また、後端電極部材36の外周面の先端側は、絶縁パイプ40の内周面と対峙している。これに対し、後端電極部材36の外周面の後端側は、エアギャップを介して第1加圧部材37の内周面と対向している。このように、第1加圧部材37の内周面と後端電極部材36の外周面との間に、絶縁パイプ40およびエアギャップを設けることで、第1加圧部材37と後端電極部材36とは、直接には接触しない。   The rear end electrode member 36 is a member having a cylindrical shape as a whole. The rear end electrode member 36 is made of a metal material such as stainless steel having conductivity and high heat resistance. The rear end electrode member 36 is disposed inside a first pressure member 37 provided inside the front end side casing 31. Here, the front end side of the rear end electrode member 36 is disposed inside the insulating pipe 40 provided inside the first pressurizing member 37. On the other hand, the rear end side of the rear end electrode member 36 is disposed outside the insulating pipe 40. A counterbore 36a for inserting the front end side of the second pressure member 38 is formed at the center of the rear end surface of the rear end electrode member 36. Further, the outer diameter of the rear end electrode member 36 is substantially the same as the outer diameter of the piezoelectric element 33 and is slightly smaller than the inner diameter of the insulating pipe 40. The front end side surface of the rear end electrode member 36 is in contact with the rear end side surface of the piezoelectric element 33. On the other hand, the rear end surface of the rear end electrode member 36 is in contact with the front end surface of the first insulating ring 41, and the bottom surface of the counterbore 36a provided on the rear end side of the rear end electrode member 36 is It is in contact with the tip side of the second pressure member 38. Further, the distal end side of the outer peripheral surface of the rear end electrode member 36 faces the inner peripheral surface of the insulating pipe 40. On the other hand, the rear end side of the outer peripheral surface of the rear end electrode member 36 faces the inner peripheral surface of the first pressurizing member 37 through the air gap. Thus, by providing the insulating pipe 40 and the air gap between the inner peripheral surface of the first pressure member 37 and the outer peripheral surface of the rear end electrode member 36, the first pressure member 37 and the rear end electrode member are provided. 36 is not in direct contact.

第1加圧部材37は、全体として筒状を呈する部材である。この第1加圧部材37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1加圧部材37は、先端側筐体31の内部に設けられており、その先端側に設けられた開口部を塞ぐように絶縁プレート34が配置され、その内部に、圧電素子33、先端電極部材35、後端電極部材36、第2加圧部材38、支持部材39の先端側、絶縁パイプ40および第1絶縁リング41を収容している。そして、第1加圧部材37は、ダイアフラムヘッド32の後端側であって、処理部50を構成する緩衝部材55(詳細は後述する)の先端側に配置されている。また、第1加圧部材37の外径は、中心線方向の位置によって異なるが、すべての位置において先端側筐体31(より具体的には第1先端側筐体311)の内径よりも小さい。さらに、第1加圧部材37の内径は、絶縁プレート34、先端電極部材35、絶縁パイプ40(圧電素子33、後端電極部材36)および第1絶縁リング41と対峙する部位では、これらの外径よりも大きく、支持部材39と対峙する部位では、支持部材39の外径よりもわずかに小さい。ここで、第1加圧部材37の後端側の外周面と第1先端側筐体311の後端側の内周面との間には、相対的に先端側となる位置に第2絶縁リング42が、相対的に後端側となる位置に第3絶縁リング43が、それぞれ配置されている。そして、第1加圧部材37の先端側の面(開口部の表側の面)は、ダイアフラムヘッド32の後端側に設けられた凹部32bと対峙している。一方、第1加圧部材37の後端側は、緩衝部材55の先端側に接触している。また、第1加圧部材37の外周面の後端側は、第2絶縁リング42の内周面と接触し、その最後端側は、エアギャップを介して第3絶縁リング43と対峙している。さらに、第1加圧部材37の外周面の先端側は、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。このように、第1加圧部材37の先端側の面とダイアフラムヘッド32の裏面との間に、凹部32bによるエアギャップを設け、且つ、第1加圧部材37の外周面と先端側筐体31の第1先端側筐体311の内周面との間に、第2絶縁リング42を設けることで、先端側筐体31およびダイアフラムヘッド32と第1加圧部材37とは、直接には接触しない。これに対し、第1加圧部材37の内周面は、先端電極部材35、絶縁パイプ40、第1絶縁リング41および支持部材39の各外周面とは、直接に接触する。また、第1加圧部材37の内周面は、圧電素子33および後端電極部材36の各外周面とは、直接には接触しない。   The first pressure member 37 is a member that exhibits a tubular shape as a whole. The first pressure member 37 is made of a metal material such as stainless steel having conductivity and high heat resistance. The first pressurizing member 37 is provided inside the distal end side casing 31, and an insulating plate 34 is disposed so as to close the opening provided on the distal end side thereof, and the piezoelectric element 33, The front end electrode member 35, the rear end electrode member 36, the second pressure member 38, the front end side of the support member 39, the insulating pipe 40, and the first insulating ring 41 are accommodated. The first pressurizing member 37 is disposed on the rear end side of the diaphragm head 32 and on the front end side of a buffer member 55 (details will be described later) constituting the processing unit 50. Further, the outer diameter of the first pressure member 37 varies depending on the position in the center line direction, but is smaller than the inner diameter of the distal end side casing 31 (more specifically, the first distal end side casing 311) at all positions. . Further, the inner diameter of the first pressurizing member 37 is outside of the insulating plate 34, the tip electrode member 35, the insulating pipe 40 (piezoelectric element 33, the rear end electrode member 36) and the first insulating ring 41. It is larger than the diameter and slightly smaller than the outer diameter of the support member 39 at the part facing the support member 39. Here, between the outer peripheral surface on the rear end side of the first pressure member 37 and the inner peripheral surface on the rear end side of the first front end side housing 311, the second insulation is located at a position relatively on the front end side. Third insulating rings 43 are arranged at positions where the ring 42 is relatively on the rear end side. The front-side surface of the first pressure member 37 (the surface on the front side of the opening) is opposed to the recess 32 b provided on the rear end side of the diaphragm head 32. On the other hand, the rear end side of the first pressure member 37 is in contact with the front end side of the buffer member 55. Further, the rear end side of the outer peripheral surface of the first pressure member 37 is in contact with the inner peripheral surface of the second insulating ring 42, and the rear end side thereof faces the third insulating ring 43 through an air gap. Yes. Further, the distal end side of the outer peripheral surface of the first pressure member 37 is opposed to the inner peripheral surface of the first distal end side housing 311 through an air gap. Thus, an air gap is formed by the recess 32b between the front-side surface of the first pressure member 37 and the back surface of the diaphragm head 32, and the outer peripheral surface of the first pressure member 37 and the front-side housing are provided. By providing the second insulating ring 42 between the inner peripheral surface of the first front end side housing 311 of 31, the front end side housing 31, the diaphragm head 32, and the first pressure member 37 are directly Do not touch. In contrast, the inner peripheral surface of the first pressure member 37 is in direct contact with the outer peripheral surfaces of the tip electrode member 35, the insulating pipe 40, the first insulating ring 41, and the support member 39. Further, the inner peripheral surface of the first pressure member 37 is not in direct contact with the outer peripheral surfaces of the piezoelectric element 33 and the rear end electrode member 36.

第2加圧部材38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コイルスプリングである。この第2加圧部材38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いる。この第2加圧部材38は、先端側筐体31の内部に設けられた第1加圧部材37の内側であって、第1加圧部材37の内側に位置する支持部材39および第1絶縁リング41を通過して後端電極部材36の座ぐり穴36aに到達するように配置されている。そして、第2加圧部材38は、後端電極部材36の後端側であって、処理部50に設けられた伝導部材53(詳細は後述する)の先端側に配置されている。また、第2加圧部材38の外径は、支持部材39の先端側に設けられた開口部の内径、第1絶縁リング41に設けられた貫通孔の内径、および、後端電極部材36の座ぐり穴36aの内径よりも小さい。さらに、第2加圧部材38の内径は、伝導部材53の先端側に設けられた先端側凸部53a(詳細は後述する)の外径よりも大きい。そして、第2加圧部材38の先端側は、後端電極部材36の座ぐり穴36aに挿入されることで後端電極部材36と接触している。一方、第2加圧部材38の後端側は、伝導部材53の先端側凸部53aが挿入されることで伝導部材53と接触している。また、第2加圧部材38の外周面の先端側は、後端電極部材36の座ぐり穴36aの内周面および第1絶縁リング41の貫通孔の内周面に対峙している。さらに、第2加圧部材38の外周面の後端側は、エアギャップを介して支持部材39の内周面と対峙している。このように、支持部材39の内周面と第2加圧部材38との間に、エアギャップを設けることで、支持部材39と第2加圧部材38とは、直接には接触しない。   The second pressurizing member 38 is a spiral member as a whole, and is a coil spring that expands and contracts in the center line direction. The second pressure member 38 is made of a metal material such as brass having conductivity and higher conductivity than the distal end side housing 31. The second pressurizing member 38 is inside the first pressurizing member 37 provided inside the distal end side housing 31 and inside the first pressurizing member 37 and the first insulating member 39. It is arranged so as to pass through the ring 41 and reach the counterbore 36 a of the rear end electrode member 36. The second pressurizing member 38 is disposed on the rear end side of the rear end electrode member 36 and on the front end side of a conductive member 53 (details will be described later) provided in the processing unit 50. Further, the outer diameter of the second pressure member 38 is the inner diameter of the opening provided on the front end side of the support member 39, the inner diameter of the through hole provided in the first insulating ring 41, and the rear end electrode member 36. It is smaller than the inner diameter of the counterbore 36a. Furthermore, the inner diameter of the second pressurizing member 38 is larger than the outer diameter of the tip side convex portion 53 a (details will be described later) provided on the tip side of the conductive member 53. The distal end side of the second pressure member 38 is in contact with the rear end electrode member 36 by being inserted into the counterbore 36 a of the rear end electrode member 36. On the other hand, the rear end side of the second pressurizing member 38 is in contact with the conductive member 53 by inserting the leading end side convex portion 53 a of the conductive member 53. Further, the front end side of the outer peripheral surface of the second pressure member 38 faces the inner peripheral surface of the counterbore hole 36 a of the rear end electrode member 36 and the inner peripheral surface of the through hole of the first insulating ring 41. Furthermore, the rear end side of the outer peripheral surface of the second pressure member 38 faces the inner peripheral surface of the support member 39 through an air gap. As described above, by providing the air gap between the inner peripheral surface of the support member 39 and the second pressure member 38, the support member 39 and the second pressure member 38 are not in direct contact with each other.

支持部材39は、全体として筒状を呈する部材である。この支持部材39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。この支持部材39は、先端側筐体31の内部に設けられており、その先端側は第1加圧部材37の内側に、その後端側は第1加圧部材37の外側に、それぞれ位置している。また、支持部材39は、その内部に、第2加圧部材38の後端側を収容するとともに、処理部50の先端側に位置する伝導部材53および被覆部材54(詳細は後述する)の先端側を収容している。そして、支持部材39は、第1絶縁リング41の後端側であって、処理部50を構成する収容部材56(詳細は後述する)の先端側に配置されている。また、支持部材39の外径は、第1加圧部材37の内径よりもわずかに大きい。さらに、支持部材39の内径は、中心線方向の位置によって異なるが、すべての位置において処理部50に設けられた伝導部材53および被覆部材54の外径よりも大きい。そして、支持部材39の先端側の面(開口部の表側の面)は、第1絶縁リング41の後端側の面と接触している。一方、支持部材39の後端側の面は、エアギャップを介して被覆部材54と対峙している。また、支持部材39の外周面は、第1加圧部材37の内周面と接触している。さらに、支持部材39の内周面は、エアギャップを介して第2加圧部材38、伝導部材53および被覆部材54と対峙している。このように、支持部材39の内周面と、第2加圧部材38、伝導部材53および被覆部材54との間に、エアギャップを設けることで、支持部材39と第2加圧部材38、伝導部材53および被覆部材54とは、直接には接触しない。   The support member 39 is a member having a cylindrical shape as a whole. The support member 39 is made of a metal material such as stainless steel having conductivity and high heat resistance. The support member 39 is provided inside the front end side casing 31, and the front end side is located inside the first pressure member 37 and the rear end side is located outside the first pressure member 37. ing. The support member 39 accommodates the rear end side of the second pressurizing member 38 therein, and the front ends of the conductive member 53 and the covering member 54 (details will be described later) located on the front end side of the processing unit 50. Accommodates the side. The support member 39 is disposed on the rear end side of the first insulating ring 41 and on the front end side of a housing member 56 (details will be described later) constituting the processing unit 50. The outer diameter of the support member 39 is slightly larger than the inner diameter of the first pressure member 37. Further, the inner diameter of the support member 39 differs depending on the position in the center line direction, but is larger than the outer diameter of the conductive member 53 and the covering member 54 provided in the processing unit 50 at all positions. The front end side surface (surface on the front side of the opening) of the support member 39 is in contact with the rear end side surface of the first insulating ring 41. On the other hand, the rear end surface of the support member 39 faces the covering member 54 through an air gap. Further, the outer peripheral surface of the support member 39 is in contact with the inner peripheral surface of the first pressure member 37. Furthermore, the inner peripheral surface of the support member 39 is opposed to the second pressure member 38, the conductive member 53, and the covering member 54 through an air gap. Thus, by providing an air gap between the inner peripheral surface of the support member 39 and the second pressure member 38, the conductive member 53, and the covering member 54, the support member 39 and the second pressure member 38, The conductive member 53 and the covering member 54 are not in direct contact.

絶縁パイプ40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40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40は、先端側筐体31の内部に設けられた第1加圧部材37の内側に配置されている。この絶縁パイプ40は、内部に、圧電素子33と後端電極部材36の先端側とを収容している。そして、絶縁パイプ40は、先端電極部材35の後端側であって、第1絶縁リング41の先端側に配置されている。また、絶縁パイプ40の外径は、第1加圧部材37の内径よりもわずかに小さい。さらに、絶縁パイプ40の内径は、圧電素子33および後端電極部材36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40の先端側は、先端電極部材35の後端側の面に対峙している。一方、絶縁パイプ40の後端側は、第1絶縁リング41の先端側の面に対峙している。また、絶縁パイプ40の外周面は、第1加圧部材37の内周面と対峙している。さらに、絶縁パイプ40の内周面は、圧電素子33の外周面および後端電極部材36の外周面と対峙している。このように、第1加圧部材37と圧電素子33および後端電極部材36との間に、絶縁パイプ40および絶縁パイプ40によるエアギャップを設けることにより、第1加圧部材37と圧電素子33および後端電極部材36とは、直接には接触しない。   The insulating pipe 40 is a member having a cylindrical shape as a whole. The insulating pipe 40 is made of a synthetic resin material such as LCP (Liquid Crystal Polymer) having insulating properties. The insulating pipe 40 is disposed inside the first pressurizing member 37 provided inside the distal end side housing 31. The insulating pipe 40 accommodates the piezoelectric element 33 and the front end side of the rear end electrode member 36 therein. The insulating pipe 40 is arranged on the rear end side of the front electrode member 35 and on the front end side of the first insulating ring 41. Further, the outer diameter of the insulating pipe 40 is slightly smaller than the inner diameter of the first pressure member 37. Further, the inner diameter of the insulating pipe 40 is slightly larger than the outer diameter of each of the piezoelectric element 33 and the rear end electrode member 36. The distal end side of the insulating pipe 40 faces the rear end surface of the distal electrode member 35. On the other hand, the rear end side of the insulating pipe 40 faces the surface on the front end side of the first insulating ring 41. Further, the outer peripheral surface of the insulating pipe 40 is opposed to the inner peripheral surface of the first pressure member 37. Further, the inner peripheral surface of the insulating pipe 40 faces the outer peripheral surface of the piezoelectric element 33 and the outer peripheral surface of the rear end electrode member 36. Thus, by providing the air gap by the insulating pipe 40 and the insulating pipe 40 between the first pressure member 37 and the piezoelectric element 33 and the rear end electrode member 36, the first pressure member 37 and the piezoelectric element 33 are provided. And it does not contact the rear end electrode member 36 directly.

第1絶縁リング41は、全体として環状を呈する部材である。この第1絶縁リング41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。この第1絶縁リング41は、先端側筐体31の内部に設けられた第1加圧部材37の内側に配置されている。この第1絶縁リング41の中央部には、中心線方向に沿って第1絶縁リング41を貫通する貫通孔が形成されている。また、第1絶縁リング41の外径は、第1加圧部材37の内径よりもわずかに小さい。さらに、第1絶縁リング41の貫通孔の内径は、第2加圧部材38の外径よりもわずかに大きい。そして、第1絶縁リング41の先端側の面は、後端電極部材36の後端側の面と接触している。一方、第1絶縁リング41の後端側の面は、支持部材39の先端側の面と接触している。また、第1絶縁リング41の外周面は、第1加圧部材37の内周面と対峙している。さらに、第1絶縁リング41の内周面は、第2加圧部材38の外周と対峙している。   The first insulating ring 41 is a member having an annular shape as a whole. The first insulating ring 41 is made of a ceramic material such as alumina that has insulating properties and high heat resistance. The first insulating ring 41 is disposed inside a first pressurizing member 37 provided inside the distal end side casing 31. A through hole penetrating the first insulating ring 41 along the center line direction is formed at the center of the first insulating ring 41. The outer diameter of the first insulating ring 41 is slightly smaller than the inner diameter of the first pressure member 37. Further, the inner diameter of the through hole of the first insulating ring 41 is slightly larger than the outer diameter of the second pressure member 38. The front surface of the first insulating ring 41 is in contact with the rear surface of the rear electrode member 36. On the other hand, the rear end surface of the first insulating ring 41 is in contact with the front end surface of the support member 39. Further, the outer peripheral surface of the first insulating ring 41 is opposed to the inner peripheral surface of the first pressure member 37. Further, the inner peripheral surface of the first insulating ring 41 is opposed to the outer periphery of the second pressure member 38.

第2絶縁リング42は、全体として環状を呈する部材である。この第2絶縁リング42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。この第2絶縁リング42は、先端側筐体31の内側であって、第1加圧部材37の後端側且つ外側に配置されている。この第2絶縁リング42の中央部には、中心線方向に沿って第2絶縁リング42を貫通する貫通孔が形成されている。また、第2絶縁リング42の外径は、先端側筐体31(より具体的には第1先端側筐体311)の内径よりもわずかに大きい。さらに、第2絶縁リング42の内径は、第1加圧部材37の外径よりもわずかに小さい。そして、第2絶縁リング42の先端側の面は、第1加圧部材37の外周面から外側に突出する突出部の後端側の面と接触している。一方、第2絶縁リング42の後端側の面は、第3絶縁リング43の先端側の面と接触している。また、第2絶縁リング42の外周面は、先端側筐体31の内周面と接触している。さらに、第2絶縁リング42の内周面は、第1加圧部材37の外周面と接触している。   The second insulating ring 42 is a member having an annular shape as a whole. The second insulating ring 42 is made of a ceramic material such as alumina that has insulating properties and high heat resistance. The second insulating ring 42 is disposed inside the distal end side housing 31 and on the rear end side and outside of the first pressure member 37. A through-hole penetrating the second insulating ring 42 along the center line direction is formed at the center of the second insulating ring 42. Further, the outer diameter of the second insulating ring 42 is slightly larger than the inner diameter of the distal end side casing 31 (more specifically, the first distal end side casing 311). Further, the inner diameter of the second insulating ring 42 is slightly smaller than the outer diameter of the first pressure member 37. The front-side surface of the second insulating ring 42 is in contact with the rear-side surface of the protruding portion that protrudes outward from the outer peripheral surface of the first pressure member 37. On the other hand, the rear end surface of the second insulating ring 42 is in contact with the front end surface of the third insulating ring 43. Further, the outer peripheral surface of the second insulating ring 42 is in contact with the inner peripheral surface of the distal end side housing 31. Further, the inner peripheral surface of the second insulating ring 42 is in contact with the outer peripheral surface of the first pressure member 37.

第3絶縁リング43は、全体として環状を呈する部材である。この第3絶縁リング43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。この第3絶縁リング43は、先端側筐体31の内側であって第1加圧部材37の外側に配置されている。この第3絶縁リング43の中央部には、中心線方向に沿って第3絶縁リング43を貫通する貫通孔が形成されている。また、第3絶縁リング43の外径は、先端側筐体31(より具体的には第1先端側筐体311)の内径よりもわずかに大きい。さらに、第3絶縁リング43の内径は、第1加圧部材37の外径よりも大きく、第2絶縁リング42の内径よりも大きい。そして、第3絶縁リング43の先端側の面は、第2絶縁リング42の後端側の面と接触している。一方、第3絶縁リング43の後端側の面は、その後端側に設けられたエアギャップと対峙している。また、第3絶縁リング43の外周面は、先端側筐体31の内周面と接触している。さらに、第3絶縁リング43の内周面は、エアギャップを介して第1加圧部材37の外周面と対峙している。   The third insulating ring 43 is a member having an annular shape as a whole. The third insulating ring 43 is made of a ceramic material such as alumina that has insulating properties and high heat resistance. The third insulating ring 43 is disposed inside the distal end side housing 31 and outside the first pressure member 37. A through-hole penetrating the third insulating ring 43 along the center line direction is formed at the center of the third insulating ring 43. Further, the outer diameter of the third insulating ring 43 is slightly larger than the inner diameter of the distal end side casing 31 (more specifically, the first distal end side casing 311). Further, the inner diameter of the third insulating ring 43 is larger than the outer diameter of the first pressure member 37 and larger than the inner diameter of the second insulating ring 42. The front end surface of the third insulating ring 43 is in contact with the rear end surface of the second insulating ring 42. On the other hand, the rear end surface of the third insulating ring 43 is opposed to the air gap provided on the rear end side. Further, the outer peripheral surface of the third insulating ring 43 is in contact with the inner peripheral surface of the distal end side housing 31. Furthermore, the inner peripheral surface of the third insulating ring 43 is opposed to the outer peripheral surface of the first pressure member 37 through an air gap.

絶縁部材の一例としての第4絶縁リング44は、全体として環状を呈する部材である。この第4絶縁リング44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。この第4絶縁リング44は、先端側筐体31(より具体的には第2先端側筐体312)の内側であって、処理部50に設けられた収容部材56(詳細は後述する)の後端側且つ外側に配置されている。この第4絶縁リング44の中央部には、中心線方向に沿って第4絶縁リング44を貫通する貫通孔が形成されている。また、第4絶縁リング44の外径は、先端側筐体31の内径よりもわずかに大きい。さらに、第4絶縁リング44の内径は、収容部材56の外径よりもわずかに小さい。そして、第4絶縁リング44の先端側の面は、先端側筐体31の内周面と接触している。一方、第4絶縁リング44の後端側の面は、収容部材56の外周面と接触している。また、第4絶縁リング44の外周面は、先端側筐体31の内周面と接触している。さらに、第4絶縁リング44の内周面は、収容部材56の外周面と接触している。   The fourth insulating ring 44 as an example of an insulating member is a member having an annular shape as a whole. The fourth insulating ring 44 is made of a ceramic material such as alumina that has insulating properties and high heat resistance. The fourth insulating ring 44 is inside the distal end side casing 31 (more specifically, the second distal end side casing 312), and is an accommodation member 56 (details will be described later) provided in the processing unit 50. It is arranged on the rear end side and outside. A through-hole penetrating the fourth insulating ring 44 along the center line direction is formed at the center of the fourth insulating ring 44. Further, the outer diameter of the fourth insulating ring 44 is slightly larger than the inner diameter of the distal end side housing 31. Further, the inner diameter of the fourth insulating ring 44 is slightly smaller than the outer diameter of the housing member 56. The front end surface of the fourth insulating ring 44 is in contact with the inner peripheral surface of the front end housing 31. On the other hand, the rear end surface of the fourth insulating ring 44 is in contact with the outer peripheral surface of the housing member 56. Further, the outer peripheral surface of the fourth insulating ring 44 is in contact with the inner peripheral surface of the distal end side housing 31. Further, the inner peripheral surface of the fourth insulating ring 44 is in contact with the outer peripheral surface of the housing member 56.

絶縁部材の一例としての第5絶縁リング45は、全体として環状を呈する部材である。この第5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。この第5絶縁リング45は、先端側筐体31(より具体的には第2先端側筐体312)の内側であって、処理部50に設けられた収容部材56(詳細は後述する)の外側に配置されている。この第5絶縁リング45の中央部には、中心線方向に沿って第5絶縁リング45を貫通する貫通孔が形成されている。また、第5絶縁リング45の外径は、先端側筐体31の内径よりもわずかに大きい。さらに、第5絶縁リング45の内径は、収容部材56の外径よりもわずかに小さい。そして、第5絶縁リング45の先端側の面は、先端側筐体31の内周面と接触している。一方、第5絶縁リング45の後端側の面は、収容部材56の外周面と接触している。また、第5絶縁リング45の外周面は、先端側筐体31の内周面と接触している。さらに、第5絶縁リング45の内周面は、収容部材56の外周面と接触している。   The fifth insulating ring 45 as an example of the insulating member is a member having an annular shape as a whole. The fifth insulating ring 45 is made of a ceramic material such as alumina that has insulating properties and high heat resistance. The fifth insulating ring 45 is inside the front end side casing 31 (more specifically, the second front end side casing 312), and is an accommodation member 56 (details will be described later) provided in the processing unit 50. Arranged outside. A through-hole penetrating the fifth insulating ring 45 is formed in the central portion of the fifth insulating ring 45 along the center line direction. Further, the outer diameter of the fifth insulating ring 45 is slightly larger than the inner diameter of the distal end side casing 31. Further, the inner diameter of the fifth insulating ring 45 is slightly smaller than the outer diameter of the housing member 56. The front end surface of the fifth insulating ring 45 is in contact with the inner peripheral surface of the front end housing 31. On the other hand, the rear end surface of the fifth insulating ring 45 is in contact with the outer peripheral surface of the housing member 56. Further, the outer peripheral surface of the fifth insulating ring 45 is in contact with the inner peripheral surface of the distal end side housing 31. Further, the inner peripheral surface of the fifth insulating ring 45 is in contact with the outer peripheral surface of the housing member 56.

このように、先端側筐体31と処理部50を構成する収容部材56との間に、第4絶縁リング44および第5絶縁リング45を設けることにより、先端側筐体31と収容部材56とは、直接には接触しない。   Thus, by providing the 4th insulating ring 44 and the 5th insulating ring 45 between the front end side housing | casing 31 and the accommodating member 56 which comprises the process part 50, the front end side housing | casing 31 and the accommodating member 56 are provided. Is not in direct contact.

[処理部の構成]
処理部50は、上述した先端側筐体31(具体的には第2先端側筐体312)の後端側とはめ合う後端側筐体51と、先端側は後端側筐体51の後端側の内部に収容されるとともに、後端側は後端側筐体51の後端側の外部に露出するように設けられ、接続ケーブル90(図1参照)の接続対象となる接続部材52とを有している。
[Configuration of processing section]
The processing unit 50 includes a rear end side casing 51 that fits on the rear end side of the front end side casing 31 (specifically, the second front end side casing 312), and a front end side of the rear end side casing 51. A connecting member that is accommodated in the rear end side, and that the rear end side is exposed to the outside of the rear end side of the rear end side casing 51 and is a connection target of the connection cable 90 (see FIG. 1). 52.

これらのうち、後端側筐体51は、中空構造を有し全体として筒状を呈する部材である。この後端側筐体51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。そして、この後端側筐体51の先端側には、はめ合いによって先端側筐体31(具体的には第2先端側筐体311)の後端側が取り付けられるとともに、その後端側には、はめ込みによって接続部材52が取り付けられる。   Among these, the rear end side housing | casing 51 is a member which has a hollow structure and exhibits a cylindrical shape as a whole. The rear end side casing 51 is made of a metal material such as stainless steel having conductivity and high acid resistance. The rear end side of the rear end side casing 51 is attached with the rear end side of the front end side casing 31 (specifically, the second front end side casing 311) by fitting, The connecting member 52 is attached by fitting.

一方、接続部材52は、全体として柱状を呈する部材である。この接続部材52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。ただし、接続部材52のうち、上述した後端側筐体51と接触する部位(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(接続部材52と接触させない)ようになっている。また、接続部材52の先端側には、それぞれが電気的な接続端子となる第1基板側端子521、第2基板側端子522および第3基板側端子523が、先端側に向かって突出して設けられている。これに対し、接続部材52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520が形成されている。そして、開口部520の内部には、接続ケーブル90(図1参照)の接続対象となる第1接続端子52a、第2接続端子52bおよび第3接続端子52cが、後端側に向かって突出して設けられている。ここで、第1基板側端子521は第1接続端子52aと、第2基板側端子522は第2接続端子52bと、第3基板側端子523は第3接続端子52cと、それぞれ電気的に接続されている。   On the other hand, the connection member 52 is a member having a columnar shape as a whole. The connecting member 52 includes a base material made of a synthetic resin material such as PPT (Polypropylene Terephthalate) having insulation properties, and wiring and terminals made of a metal material such as copper having conductivity. Contains. However, a portion (outer peripheral surface) of the connecting member 52 that contacts the above-described rear end side casing 51 is made of a synthetic resin material, and the metal material is not exposed to this portion (not contacted with the connecting member 52). It is like that. In addition, a first board side terminal 521, a second board side terminal 522, and a third board side terminal 523, each of which serves as an electrical connection terminal, are provided on the tip side of the connection member 52 so as to protrude toward the tip side. It has been. On the other hand, on the rear end side of the connection member 52, an opening 520 having a recessed shape and opening toward the rear end side is formed. And in the opening part 520, the 1st connection terminal 52a, the 2nd connection terminal 52b, and the 3rd connection terminal 52c used as the connection object of the connection cable 90 (refer FIG. 1) protrude toward the rear end side. Is provided. Here, the first board side terminal 521 is electrically connected to the first connection terminal 52a, the second board side terminal 522 is electrically connected to the second connection terminal 52b, and the third board side terminal 523 is electrically connected to the third connection terminal 52c. Has been.

また、処理部50は、先端側筐体31および/または後端側筐体51の内側に配置(収容)された、伝導部材53、被覆部材54、緩衝部材55、収容部材56、回路基板57および保持部材58をさらに備える。   Further, the processing unit 50 is disposed (accommodated) inside the front end side casing 31 and / or the rear end side casing 51, and includes a conductive member 53, a covering member 54, a buffer member 55, a storage member 56, and a circuit board 57. And a holding member 58.

伝導部材53は、全体として棒状を呈する部材である。この伝導部材53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いる。この伝導部材53には、その先端に、中心線方向の中央部よりも直径が小さい先端側凸部53a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い後端側凸部53bが設けられている。この伝導部材53は、先端側筐体31の内部に設けられており、その先端側は第1加圧部材37の内側に、その後端側は収容部材56の内側に、先端側と後端側との間に位置する中間部は緩衝部材55の内側に、それぞれ位置している。そして、伝導部材53は、第2加圧部材38の後端側であって、回路基板57の先端側に配置されている。また、伝導部材53の先端側凸部53aの外径は、第2加圧部材38の内径よりもわずかに大きい。さらに、伝導部材53の後端側凸部53bの外径は、被覆部材54に設けられた後端保持部54a(詳細は後述する)の内幅とほぼ同じである。さらにまた、伝導部材53の中心線方向中央部の外径は、被覆部材54の内径とほぼ同じである。伝導部材53は、被覆部材54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おり、先端側凸部53aは被覆部材54の先端よりも先端側に突出し、後端側凸部53bは被覆部材54の後端側に設けられた凹部よりも後端側に突出している。そして、伝導部材53の先端側凸部53aは、第2加圧部材38の内側に挿入されることで、第2加圧部材38と接触している。一方、伝導部材53の後端側凸部53bは、被覆部材54に設けられた後端保持部54aにはめ込まれている。また、伝導部材53の中心線方向中央部の外周面は、被覆部材54の内周面と接触している。   The conductive member 53 is a member having a rod shape as a whole. The conductive member 53 is made of a metal material such as brass having conductivity. The conductive member 53 is provided with a tip-side convex portion 53a having a diameter smaller than that of the center portion in the center line direction at the tip, and a rear end having a diameter smaller than that of the center portion in the center line direction. A side convex portion 53b is provided. The conductive member 53 is provided inside the front end side housing 31, the front end side is inside the first pressure member 37, the rear end side is inside the housing member 56, and the front end side and the rear end side The intermediate portions located between the two are located inside the buffer member 55. The conductive member 53 is disposed on the rear end side of the second pressure member 38 and on the front end side of the circuit board 57. In addition, the outer diameter of the convex portion 53 a on the front end side of the conductive member 53 is slightly larger than the inner diameter of the second pressure member 38. Further, the outer diameter of the rear end convex portion 53 b of the conductive member 53 is substantially the same as the inner width of a rear end holding portion 54 a (details will be described later) provided on the covering member 54. Furthermore, the outer diameter of the central portion in the center line direction of the conductive member 53 is substantially the same as the inner diameter of the covering member 54. The conductive member 53 is disposed so as to pass through a through hole provided in the covering member 54 along the center line direction, and the front-end-side convex portion 53a protrudes to the front end side from the front end of the covering member 54, and the rear end The side convex portion 53 b protrudes to the rear end side from the concave portion provided on the rear end side of the covering member 54. And the front end side convex part 53a of the conduction member 53 is contacting the 2nd pressurization member 38 by being inserted inside the 2nd pressurization member 38. As shown in FIG. On the other hand, the rear end convex portion 53 b of the conductive member 53 is fitted into a rear end holding portion 54 a provided on the covering member 54. Further, the outer peripheral surface of the central portion in the center line direction of the conductive member 53 is in contact with the inner peripheral surface of the covering member 54.

被覆部材54は、全体として筒状を呈する部材である。この被覆部材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む。ただし、被覆部材54のうち、支持部材39、緩衝部材55および収容部材56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、被覆部材54の後端側には、金属材料で構成され、伝導部材53の後端側凸部53bをはめ込んで保持する後端保持部54aが設けられている。この被覆部材54は、先端側筐体31の内部に設けられており、その先端側は第1加圧部材37の内側に、その区端側は収容部材56の内側に、先端側と後端側との間に位置する中間部は緩衝部材55の内側に、それぞれ位置している。そして、被覆部材54は、第2加圧部材38の後端側であって、回路基板57の先端側に配置されている。この被覆部材54の外周面は、先端側から後端側に向かって、外径が階段状に大きくなっていく形状を有している。この被覆部材54の中央部には、中心線方向に沿って被覆部材54を貫通する貫通孔が形成されている。また、被覆部材54の先端側の外径は、支持部材39の内径よりも小さく、被覆部材54の後端側の外径は、収容部材56の内径よりも小さい。さらに、被覆部材54の内径は、伝導部材53の中心線方向中央部の外径とほぼ同じである。そして、被覆部材54の先端は、伝導部材53の先端側に設けられ、自身の中心線方向中央部よりも若干外径が太い膨出部の後端と接触している。一方、被覆部材54の後端は、回路基板57の先端に接触している。また、被覆部材54の外周面は、エアギャップを介して支持部材39の内周面と対峙している。さらに、被覆部材54の内周面は、伝導部材53と接触している。   The covering member 54 is a member having a tubular shape as a whole. The covering member 54 includes a base material made of a synthetic resin material such as PPT having insulation properties, and wiring and terminals made of a metal material such as copper having conductivity. However, a portion (outer peripheral surface) of the covering member 54 that faces the support member 39, the buffer member 55, and the housing member 56 is made of a synthetic resin material so that the metal material is not exposed to this portion. Yes. Further, a rear end holding portion 54 a that is made of a metal material and that fits and holds the rear end convex portion 53 b of the conductive member 53 is provided on the rear end side of the covering member 54. The covering member 54 is provided inside the front end side housing 31, the front end side is inside the first pressurizing member 37, the end side is inside the accommodating member 56, and the front end side and the rear end The intermediate part located between the two sides is located inside the buffer member 55. The covering member 54 is disposed on the rear end side of the second pressure member 38 and on the front end side of the circuit board 57. The outer peripheral surface of the covering member 54 has a shape in which the outer diameter increases stepwise from the front end side toward the rear end side. A through-hole penetrating the covering member 54 is formed in the central portion of the covering member 54 along the center line direction. Further, the outer diameter on the front end side of the covering member 54 is smaller than the inner diameter of the support member 39, and the outer diameter on the rear end side of the covering member 54 is smaller than the inner diameter of the housing member 56. Further, the inner diameter of the covering member 54 is substantially the same as the outer diameter of the central portion of the conductive member 53 in the center line direction. And the front-end | tip of the coating | coated member 54 is provided in the front-end | tip side of the conduction member 53, and is contacting the rear end of the bulging part whose outer diameter is a little thicker than the center part in the center line direction. On the other hand, the rear end of the covering member 54 is in contact with the front end of the circuit board 57. Further, the outer peripheral surface of the covering member 54 is opposed to the inner peripheral surface of the support member 39 through an air gap. Further, the inner peripheral surface of the covering member 54 is in contact with the conductive member 53.

緩衝部材55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コイルスプリングである。この緩衝部材55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いる。この緩衝部材55は、先端側筐体31の内部に設けられており、その先端側は第1加圧部材37の外側に、その後端側は収容部材56の外側に、それぞれ位置している。すなわち、緩衝部材55は、第1加圧部材37と収容部材56とに跨って配置されている。また、緩衝部材55の外径は、先端側筐体31(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、緩衝部材55の内径は、第1加圧部材37の後端の外径および収容部材56の先端側の外径よりもわずかに小さい。そして、緩衝部材55の外周は、エアギャップを介して先端側筐体31と対峙している。一方、緩衝部材55の先端側の内周は、第1加圧部材37の後端側の外周面と接触し、緩衝部材55の後端側の内周は、収容部材56の先端側の外周面と接触している。このように、緩衝部材55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、緩衝部材55と先端側筐体31とは、直接には接触しない。   The buffer member 55 is a spiral member as a whole, and is a coil spring that expands and contracts in the direction of the center line. The buffer member 55 is made of a metallic material such as brass having conductivity. The buffer member 55 is provided inside the front end side housing 31, and the front end side thereof is located outside the first pressurizing member 37, and the rear end side thereof is located outside the accommodating member 56. That is, the buffer member 55 is disposed across the first pressure member 37 and the housing member 56. Further, the outer diameter of the buffer member 55 is smaller than the inner diameter of the distal end side casing 31 (specifically, the second distal end side casing 312). Further, the inner diameter of the buffer member 55 is slightly smaller than the outer diameter of the rear end of the first pressure member 37 and the outer diameter of the front end side of the housing member 56. The outer periphery of the buffer member 55 is opposed to the distal end side casing 31 through an air gap. On the other hand, the inner periphery on the front end side of the buffer member 55 is in contact with the outer peripheral surface on the rear end side of the first pressure member 37, and the inner periphery on the rear end side of the buffer member 55 is the outer periphery on the front end side of the housing member 56. In contact with the surface. Thus, by providing an air gap between the outer periphery of the buffer member 55 and the inner peripheral surface of the front end side housing 31, the buffer member 55 and the front end side housing 31 are not in direct contact.

導電部材あるいは第1筐体の一例としての収容部材56は、全体として筒状を呈する部材である。この収容部材56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いる。この収容部材56は、先端側筐体31の内部と後端側筐体51の内部とに跨って設けられている。そして、収容部材56は、第1加圧部材37の後端側であって、接続部材52の先端側に配置されている。この収容部材56の外周面および内周面は、先端側から後端側に向かって、外径および内径が階段状に大きくなっていく形状を有している。この収容部材56の中央部には、中心線方向に沿って収容部材56を貫通する貫通孔が形成されている。また、収容部材56の先端側の外径は、先端側筐体31の内径よりも小さく、収容部材56の後端側の外径は、後端側筐体51の内径よりも小さい。ここで、収容部材56の外周面と先端側筐体31の内周面との間には、相対的に先端側となる部位に第4絶縁リング44が、相対的に後端側となる部位に第5絶縁リング45が、それぞれ配置されている。さらに、収容部材56の先端側の内径は、被覆部材54の外径よりも大きく、収容部材56の後端側の内径は、保持部材58の外径よりわずかに小さく、収容部材56の先端側と後端側との間に位置する中間部の内径は、回路基板57の外径よりもわずかに大きい。そして、収容部材56の先端側は、緩衝部材55の後端側と接触している。一方、収容部材56の後端側は、エアギャップを介して接続部材52と対峙している。また、収容部材56の先端側の外周面は、第4絶縁リング44、第5絶縁リング45およびこれらによって形成されたエアギャップを介して先端側筐体31と対峙し、収容部材56の後端側の外周面は、エアギャップを介して後端側筐体51と対峙している。   The housing member 56 as an example of the conductive member or the first housing is a member that has a tubular shape as a whole. The housing member 56 is made of a metallic material such as brass having conductivity. The housing member 56 is provided across the inside of the front end side casing 31 and the inside of the rear end side casing 51. The housing member 56 is disposed on the rear end side of the first pressure member 37 and on the front end side of the connection member 52. The outer peripheral surface and inner peripheral surface of the housing member 56 have a shape in which the outer diameter and inner diameter increase stepwise from the front end side toward the rear end side. A through-hole penetrating the housing member 56 along the center line direction is formed in the central portion of the housing member 56. Further, the outer diameter on the front end side of the housing member 56 is smaller than the inner diameter of the front end side housing 31, and the outer diameter on the rear end side of the housing member 56 is smaller than the inner diameter of the rear end side housing 51. Here, between the outer peripheral surface of the housing member 56 and the inner peripheral surface of the front end side housing 31, the fourth insulating ring 44 is located on the relatively front end side, and the rear end side portion. The fifth insulating rings 45 are arranged respectively. Further, the inner diameter on the front end side of the housing member 56 is larger than the outer diameter of the covering member 54, and the inner diameter on the rear end side of the housing member 56 is slightly smaller than the outer diameter of the holding member 58. The inner diameter of the intermediate portion located between the rear end side and the rear end side is slightly larger than the outer diameter of the circuit board 57. The front end side of the housing member 56 is in contact with the rear end side of the buffer member 55. On the other hand, the rear end side of the housing member 56 is opposed to the connection member 52 through an air gap. Further, the outer peripheral surface on the front end side of the housing member 56 faces the front end side housing 31 through the fourth insulating ring 44, the fifth insulating ring 45, and an air gap formed by these, and the rear end of the housing member 56 The outer peripheral surface on the side faces the rear end side casing 51 through an air gap.

回路基板57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57は、受けた圧力に応じて圧電素子33が出力する微弱な電荷による電気信号(電荷信号:検出信号の一例)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57は、先端側筐体31の内部と後端側筐体51の内部とに跨って設けられている。また、回路基板57は、伝導部材53および被覆部材54の後端側であって、接続部材52の先端側に配置されている。さらに、この回路基板57は、その全体が収容部材56の内側に配置されており、回路基板の57の後端側の外周面と収容部材56の後端側の内周面との間には、保持部材58が設けられている。そして、回路基板57の後端側には、上述した第1基板側端子521、第2基板側端子522および第3基板側端子523の接続対象となる受電端子57c、出力信号端子57dおよび出力接地端子57eが設けられている。ここで、受電端子57cは第1基板側端子521と、出力信号端子57dは第2基板側端子522と、出力接地端子57eは第3基板側端子523と、それぞれ電気的に接続されている。なお、詳細は後述するが、受電端子57cは回路基板57に対する電源の供給に用いられ、出力信号端子57dは回路基板57からの信号の出力に用いられ、出力接地端子57eは回路基板57の接地に用いられる。回路基板57の詳細については後述する。   The circuit board 57 is a member having a rectangular plate shape as a whole. The circuit board 57 performs various processes using an electric circuit on an electric signal (charge signal: an example of a detection signal) due to a weak charge output from the piezoelectric element 33 in accordance with the received pressure. It is comprised by the printed wiring board. The circuit board 57 is provided across the inside of the front end side casing 31 and the inside of the rear end side casing 51. The circuit board 57 is disposed on the rear end side of the conductive member 53 and the covering member 54 and on the front end side of the connection member 52. Further, the entire circuit board 57 is disposed inside the accommodating member 56, and the circuit board 57 is disposed between the outer peripheral surface on the rear end side of the circuit board 57 and the inner peripheral surface on the rear end side of the accommodating member 56. A holding member 58 is provided. On the rear end side of the circuit board 57, a power receiving terminal 57c, an output signal terminal 57d, and an output ground to be connected to the first board side terminal 521, the second board side terminal 522, and the third board side terminal 523 described above. A terminal 57e is provided. Here, the power receiving terminal 57c is electrically connected to the first board side terminal 521, the output signal terminal 57d is electrically connected to the second board side terminal 522, and the output ground terminal 57e is electrically connected to the third board side terminal 523. Although details will be described later, the power receiving terminal 57c is used to supply power to the circuit board 57, the output signal terminal 57d is used to output a signal from the circuit board 57, and the output ground terminal 57e is grounded to the circuit board 57. Used for. Details of the circuit board 57 will be described later.

保持部材58は、全体として筒状を呈する部材である。この保持部材58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等とを含んでいる。この保持部材58は、先端側筐体31の内部と後端側筐体51の内部とに跨るとともに、収容部材56の内側且つ回路基板57の外側となる位置に設けられている。そして、保持部材58は、第5絶縁リング45の後端側であって、接続部材52の先端側に配置されている。この保持部材58の中央部には、中心線方向に沿って保持部材58を貫通する貫通孔が形成されている。また、保持部材58の外径は、収容部材56の後端側の内径よりもわずかに大きい。さらに、保持部材58の先端側の内径は、回路基板57の外径よりもわずかに小さい。そして、保持部材58の外周面は、収容部材56の後端側の内周面と接触している。一方、保持部材58の先端側の内周面は、回路基板57の後端側の外周面と接触している。ここで,保持部材58に設けられた配線は、その外周面において収容部材56の内周面と接触し、その内周面において回路基板57の入力接地端子57b(詳細は後述する)に接続される。   The holding member 58 is a member having a cylindrical shape as a whole. The holding member 58 includes a base material made of a synthetic resin material such as PPT having an insulating property, and wirings made of a metal material such as conductive copper. The holding member 58 extends over the inside of the front end side housing 31 and the inside of the rear end side housing 51, and is provided at a position inside the housing member 56 and outside the circuit board 57. The holding member 58 is disposed on the rear end side of the fifth insulating ring 45 and on the front end side of the connection member 52. A through-hole penetrating the holding member 58 along the center line direction is formed in the central portion of the holding member 58. The outer diameter of the holding member 58 is slightly larger than the inner diameter on the rear end side of the housing member 56. Further, the inner diameter of the holding member 58 on the tip side is slightly smaller than the outer diameter of the circuit board 57. The outer peripheral surface of the holding member 58 is in contact with the inner peripheral surface on the rear end side of the housing member 56. On the other hand, the inner peripheral surface on the front end side of the holding member 58 is in contact with the outer peripheral surface on the rear end side of the circuit board 57. Here, the wiring provided on the holding member 58 contacts the inner peripheral surface of the housing member 56 on the outer peripheral surface thereof, and is connected to an input ground terminal 57b (details will be described later) of the circuit board 57 on the inner peripheral surface. The

[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。
[Electrical connection structure in pressure detector]
Here, an electrical connection structure in the pressure detection device 20 will be described.

圧力検出装置20において、圧電素子33の後端側の端面(正極)は、金属製の後端電極部材36と電気的に接続され、後端電極部材36は、金属製の第2加圧部材(コイルスプリング)38を介して、金属製の伝導部材53に接続される。そして、金属製の伝導部材53は、基本的に絶縁体で構成された被覆部材54のうち、金属製の後端保持部54aと電気的に接続され、後端保持部54aは、回路基板57に設けられた入力信号端子57a(後述する図5参照)と電気的に接続される。以下では、圧電素子33の後端側の面から、後端電極部材36、第2加圧部材38、伝導部材53および後端保持部54aを介して、回路基板57の入力信号端子57aに至る電気的な経路を、『正の経路』と称する。   In the pressure detection device 20, the end surface (positive electrode) on the rear end side of the piezoelectric element 33 is electrically connected to the metal rear end electrode member 36, and the rear end electrode member 36 is a metal second pressurizing member. It is connected to a metallic conductive member 53 via a (coil spring) 38. The metal conductive member 53 is electrically connected to the metal rear end holding portion 54a of the covering member 54 basically composed of an insulator, and the rear end holding portion 54a is connected to the circuit board 57. Is electrically connected to an input signal terminal 57a (see FIG. 5 described later). In the following, the surface of the piezoelectric element 33 from the rear end side reaches the input signal terminal 57a of the circuit board 57 via the rear end electrode member 36, the second pressure member 38, the conductive member 53, and the rear end holding portion 54a. The electrical path is referred to as a “positive path”.

一方、圧力検出装置20において、圧電素子33の先端側の端面(負極)は、金属製の先端電極部材35と電気的に接続され、先端電極部材35は、金属製の第1加圧部材37(および金属製の支持部材39)を介して、金属製の緩衝部材55と電気的に接続される。そして、金属製の緩衝部材55は、金属製の収容部材56と電気的に接続され、収容部材56は、基本的に絶縁体で構成された保持部材58に設けられた金属製の配線を介して、回路基板57に設けられた入力接地端子57b(後述する図5参照)と電気的に接続される。以下では、圧電素子33の先端側の面から、先端電極部材35、第1加圧部材37(支持部材39)、緩衝部材55、収容部材56および保持部材58の配線を介して、回路基板57の入力接地端子57bに至る電気的な経路を、『負の経路』と称する。   On the other hand, in the pressure detection device 20, the end face (negative electrode) on the tip side of the piezoelectric element 33 is electrically connected to a metal tip electrode member 35, and the tip electrode member 35 is a metal first pressurizing member 37. The metal buffer member 55 is electrically connected via (and the metal support member 39). The metal buffer member 55 is electrically connected to a metal housing member 56, and the housing member 56 is basically connected to a metal wiring provided on a holding member 58 formed of an insulator. Thus, it is electrically connected to an input ground terminal 57b (see FIG. 5 described later) provided on the circuit board 57. In the following description, the circuit board 57 is connected to the tip electrode member 35, the first pressure member 37 (support member 39), the buffer member 55, the housing member 56, and the holding member 58 from the tip side surface of the piezoelectric element 33. The electrical path to the input ground terminal 57b is referred to as a “negative path”.

他方、圧力検出装置20において、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)は、金属製のダイアフラムヘッド32および金属製の後端側筐体51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52に至る電気的な経路を、『筐体経路』と称する。   On the other hand, in the pressure detection device 20, the metal front end side casing 31 (the first front end side casing 311 and the second front end side casing 312) is made of the metal diaphragm head 32 and the metal rear end side casing. 51 is electrically connected. Hereinafter, an electrical path from the diaphragm head 32 through the front end side casing 31 to the rear end side casing 52 is referred to as a “casing path”.

このように、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。そして、正の経路と負の経路とは、絶縁パイプ40、第1絶縁リング41、被覆部材54およびこれらにより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。   Thus, in the pressure detection device 20 of the present embodiment, a negative path exists outside the positive path. The positive path and the negative path are electrically insulated by the insulating pipe 40, the first insulating ring 41, the covering member 54, and an air gap formed by these.

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。そして、負の経路と筐体経路とは、絶縁プレート34、第2絶縁リング42、第3絶縁リング43、第4絶縁リング44、第5絶縁リング45およびこれらにより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。   Moreover, in this pressure detection apparatus 20, the housing | casing path | route exists in the outer side of a negative path | route. The negative path and the casing path are electrically connected by an insulating plate 34, a second insulating ring 42, a third insulating ring 43, a fourth insulating ring 44, a fifth insulating ring 45, and an air gap formed by these. Is electrically insulated.

そして、この圧力検出装置20では、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ることにより、正の経路と筐体経路とが、電気的に絶縁されていることになる。   In the pressure detection device 20, the positive path and the negative path are electrically insulated, and the negative path and the casing path are electrically insulated, so that the positive path and the casing are electrically insulated. The path is electrically insulated.

なお、以下の説明においては、先端側筐体31、ダイアフラムヘッド32および後端側筐体51を、まとめて「筐体60」(第2筐体の一例)と称することがある(図2および後述する図8〜図11参照)。また、以下の説明においては、先端電極部材35、第1加圧部材37、支持部材39、緩衝部材55および収容部材56を、まとめて「遮へい体70」と称することがある(図8〜図11参照)。   In the following description, the front end side housing 31, the diaphragm head 32, and the rear end side housing 51 may be collectively referred to as “housing 60” (an example of the second housing) (FIG. 2 and FIG. 2). (See FIGS. 8 to 11 described later). In the following description, the tip electrode member 35, the first pressure member 37, the support member 39, the buffer member 55, and the housing member 56 may be collectively referred to as a “shielding body 70” (FIGS. 8 to 9). 11).

ここで、筐体60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に対峙する部位である。これに対し、遮へい体70は、圧力検出装置20において筐体60の内部に収容される部位であり、この例においては、負の経路を形成する部位でもある。このため、遮へい体70は、筐体60よりも耐酸性が高い材料で構成することが好ましく、また、筐体60は、遮へい体70よりも導電性が高い材料で構成することが好ましい。   Here, the housing 60 is a part exposed to the outside in the pressure detection device 20, and in particular, the diaphragm head 32 is a part facing the combustion chamber C where the acidity increases with combustion. On the other hand, the shielding body 70 is a part accommodated in the inside of the housing 60 in the pressure detection device 20, and is also a part that forms a negative path in this example. For this reason, the shielding body 70 is preferably made of a material having higher acid resistance than the housing 60, and the housing 60 is preferably made of a material having higher conductivity than the shielding body 70.

[回路基板の構成]
図5は、圧力検出装置20に設けられた回路基板57の概略構成図である。
回路基板57は、1または複数の電子部品(回路素子)を実装するための配線(回路パターン)が形成されたプリント配線基板571と、プリント配線基板571に実装された処理回路572とを有している。
[Configuration of circuit board]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the circuit board 57 provided in the pressure detection device 20.
The circuit board 57 includes a printed wiring board 571 on which wiring (circuit pattern) for mounting one or a plurality of electronic components (circuit elements) is formed, and a processing circuit 572 mounted on the printed wiring board 571. ing.

本実施の形態では、プリント配線基板571としてガラス布基材エポキシ樹脂をベースとした所謂ガラエポ基板を用いている。そして、回路基板57には、入出力用の端子として、入力信号端子57a、入力接地端子57b、受電端子57c、出力信号端子57dおよび出力接地端子57eが設けられている。   In this embodiment, a so-called glass epoxy substrate based on a glass cloth base epoxy resin is used as the printed wiring board 571. The circuit board 57 is provided with an input signal terminal 57a, an input ground terminal 57b, a power receiving terminal 57c, an output signal terminal 57d, and an output ground terminal 57e as input / output terminals.

ここで、入力信号端子57aには、圧力検出装置20における正の経路が接続され、入力接地端子57bには、圧力検出装置20における負の経路が接続される。これに対し、受電端子57cには第1基板側端子521が、出力信号端子57dには第2基板側端子522が、出力接地端子57eには第3基板側端子523が、それぞれ接続される(図3参照)。なお、回路基板57では、入力接地端子57bと出力接地端子57eとが接続されている。   Here, a positive path in the pressure detection device 20 is connected to the input signal terminal 57a, and a negative path in the pressure detection device 20 is connected to the input ground terminal 57b. On the other hand, the first board side terminal 521 is connected to the power receiving terminal 57c, the second board side terminal 522 is connected to the output signal terminal 57d, and the third board side terminal 523 is connected to the output ground terminal 57e ( (See FIG. 3). In the circuit board 57, an input ground terminal 57b and an output ground terminal 57e are connected.

また、処理回路572は、圧電素子10から入力信号端子57aを介して入力されてくる電荷信号を積分して電圧信号に変換する積分回路572aと、変換後の電圧信号を増幅して出力信号端子57dに出力する増幅回路572bとを有している。ここで、積分回路572aおよび増幅回路572bには、受電端子57cを介して、これらを動作させるための電源電圧が供給される。また、積分回路572aおよび増幅回路572bのグランドは、入力接地端子57bおよび出力接地端子57eに接続される。なお、この例において、処理回路572は、所謂集積回路(IC)で構成されている。   The processing circuit 572 also integrates the charge signal input from the piezoelectric element 10 via the input signal terminal 57a and converts it into a voltage signal, and amplifies the converted voltage signal to output the output signal terminal. And an amplifier circuit 572b for outputting to 57d. Here, the power supply voltage for operating these is supplied to the integrating circuit 572a and the amplifier circuit 572b via the power receiving terminal 57c. The grounds of the integrating circuit 572a and the amplifying circuit 572b are connected to the input ground terminal 57b and the output ground terminal 57e. In this example, the processing circuit 572 is configured by a so-called integrated circuit (IC).

[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32cに伝達され、さらに凸部32cから絶縁プレート34へと伝達される。そして、絶縁プレート34に伝達された圧力は先端電極部材35へと伝達されることで、先端電極部材35と後端電極部材36とに挟まれた圧電素子33に作用し、圧電素子33では、受けた圧力に応じた電荷が生じる。圧電素子33に生じた電荷は、正の経路すなわち後端電極部材36、第2加圧部材38、伝導部材53および後端保持部54aを介して、回路基板57の入力信号端子57aに電荷信号として供給される。回路基板57に供給された電荷信号は、積分回路572aで積分処理されることで電圧信号に変換され、さらに増幅回路572bで増幅処理されることで出力信号とされる。そして、増幅回路572bから出力された出力信号は、回路基板57の出力信号端子57dから、接続部材52に設けられた第2基板側端子522および第2接続端子52bを介して、外部(ここでは接続ケーブル90の伝送線92および制御装置80)に送信される。
[Pressure detection operation by pressure detector]
Now, the pressure detection operation by the pressure detection device 20 will be described.
When the internal combustion engine 10 is operating, the pressure (combustion pressure) generated in the combustion chamber C is applied to the pressure receiving surface 32 a of the diaphragm head 32. In the diaphragm head 32, the pressure received by the pressure receiving surface 32 a is transmitted to the convex portion 32 c on the back side, and further transmitted from the convex portion 32 c to the insulating plate 34. The pressure transmitted to the insulating plate 34 is transmitted to the tip electrode member 35, thereby acting on the piezoelectric element 33 sandwiched between the tip electrode member 35 and the rear end electrode member 36. Electric charges are generated according to the pressure received. The charge generated in the piezoelectric element 33 is transferred to the input signal terminal 57a of the circuit board 57 via the positive path, that is, the rear end electrode member 36, the second pressure member 38, the conductive member 53, and the rear end holding portion 54a. Supplied as The charge signal supplied to the circuit board 57 is converted into a voltage signal by integration processing by the integration circuit 572a, and further output by being amplified by the amplification circuit 572b. Then, the output signal output from the amplifier circuit 572b is externally (here, from the output signal terminal 57d of the circuit board 57 via the second board side terminal 522 and the second connection terminal 52b provided in the connection member 52. It is transmitted to the transmission line 92 of the connection cable 90 and the control device 80).

[制御装置の構成]
図6は、制御装置80のブロック図である。
供給/処理装置の一例としての制御装置80は、バッテリー(図示せず)から供給される電圧(例えば+12V)を、5V程度に降圧させることで圧力検出装置20用の電源電圧を作成する電源部81と、圧力検出装置20から入力されてくる出力信号に基づいて内燃機関10の動作を制御するECU(Engine Control Unit)82と、これら電源部81およびECU82を内部に収容する装置筐体83とを備えている。ECU82は、所謂ワンチップマイコンで構成されており、各種演算処理を行うMPU(Micro-processing unit)、MPUが実行するプログラムを格納するROM(Read Only Memory)、MPUによるプログラムの実行において一時的に発生するデータを記憶するRAM(Random Access Memory)等を内蔵している。
[Configuration of control device]
FIG. 6 is a block diagram of the control device 80.
The control device 80 as an example of the supply / processing device includes a power supply unit that generates a power supply voltage for the pressure detection device 20 by reducing a voltage (for example, + 12V) supplied from a battery (not shown) to about 5V. 81, an ECU (Engine Control Unit) 82 that controls the operation of the internal combustion engine 10 based on an output signal input from the pressure detection device 20, and a device housing 83 that accommodates the power supply unit 81 and the ECU 82 therein. It has. The ECU 82 is configured by a so-called one-chip microcomputer, and temporarily executes an MPU (Micro-processing unit) that performs various arithmetic processes, a ROM (Read Only Memory) that stores a program executed by the MPU, and a program executed by the MPU. A RAM (Random Access Memory) or the like for storing generated data is incorporated.

また、制御装置80は、電源部81からの電源電圧を圧力検出装置20に向けて送電する送電端子80aと、圧力検出装置20からの出力信号を受信する受信端子80bと、圧力検出装置20とグランド電位を共通にするための接地端子80cとをさらに備える。なお、この例において、電源部81およびECU82の各グランドは接地端子80cに接続されており、接地端子80cは、装置筐体83にも接続されている。   In addition, the control device 80 includes a power transmission terminal 80 a that transmits the power supply voltage from the power supply unit 81 toward the pressure detection device 20, a reception terminal 80 b that receives an output signal from the pressure detection device 20, and the pressure detection device 20. And a ground terminal 80c for common ground potential. In this example, each ground of the power supply unit 81 and the ECU 82 is connected to the ground terminal 80 c, and the ground terminal 80 c is also connected to the apparatus housing 83.

[接続ケーブルの構成]
図7は、接続ケーブル90の断面図である。
接続ケーブル90は、供給線91と、伝送線92と、接地線93と、ドレンワイヤ94と、遮へい部95と、編組部96とを備えている。そして、供給線91、伝送線92および接地線93は、それぞれ、錫メッキ軟銅撚り線で構成された導体部と、シリコンゴム等で構成されるとともに導体部の外周を被覆して絶縁する絶縁部とを有している。
[Connection cable configuration]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the connection cable 90.
The connection cable 90 includes a supply line 91, a transmission line 92, a ground line 93, a drain wire 94, a shielding part 95, and a braided part 96. The supply line 91, the transmission line 92, and the ground line 93 are each composed of a conductor portion made of a tinned annealed copper stranded wire, an insulating portion that is made of silicon rubber or the like and that covers and insulates the outer periphery of the conductor portion. And have.

また、伝送線92および接地線93は対よりされている。そして、ドレンワイヤ94は錫メッキ軟銅撚り線等で構成されており、対よりされた伝送線92および接地線93に縦添えされ(あるいは巻き付けられ)ている。遮へい部95は、PETテープの片面にアルミニウムが蒸着されたアルミマイラーテープや銅箔を、これら伝送線92、接地線93およびドレンワイヤ94に巻き付けて構成されている。編組部96は、木綿糸や絹糸等を編み込むことで構成されており、供給線91と、遮へい部95によって一体化された伝送線92、接地線93およびドレンワイヤ94とを覆うことで、これらを一体化している。ここで、編組部96は遮へい部95(伝送線92および接地線93)のみを覆う構成とし、供給線91は単線(別体)として存在させてもよい。   The transmission line 92 and the ground line 93 are paired. The drain wire 94 is composed of a tin-plated annealed copper stranded wire or the like, and is vertically attached (or wound) to the paired transmission line 92 and grounding wire 93. The shielding part 95 is configured by winding an aluminum mylar tape or copper foil having aluminum deposited on one side of a PET tape around the transmission line 92, the ground line 93 and the drain wire 94. The braided portion 96 is configured by weaving cotton yarn, silk yarn, or the like. The braided portion 96 covers the supply line 91, the transmission line 92, the ground line 93, and the drain wire 94 that are integrated by the shielding portion 95. It is integrated. Here, the braided part 96 may be configured to cover only the shielding part 95 (the transmission line 92 and the ground line 93), and the supply line 91 may exist as a single line (separate).

そして、供給線91の一端は、回路基板57に設けられた受電端子57cに、供給線91の他端は、制御装置80に設けられた送電端子80aに、それぞれ接続されている。また、伝送線92の一端は、回路基板57に設けられた出力信号端子57dに、伝送線92の他端は、制御装置80に設けられた受信端子80bに、それぞれ接続されている。さらに、接地線93の一端は、回路基板57に設けられた出力接地端子57eに、接地線93の他端は、制御装置80に設けられた接地端子80cに、それぞれ接続されている。   One end of the supply line 91 is connected to a power receiving terminal 57 c provided on the circuit board 57, and the other end of the supply line 91 is connected to a power transmission terminal 80 a provided on the control device 80. One end of the transmission line 92 is connected to an output signal terminal 57 d provided on the circuit board 57, and the other end of the transmission line 92 is connected to a reception terminal 80 b provided on the control device 80. Further, one end of the ground line 93 is connected to an output ground terminal 57 e provided on the circuit board 57, and the other end of the ground line 93 is connected to a ground terminal 80 c provided on the control device 80.

[圧力検出システムの電気的な接続構造]
図8は、本実施の形態の圧力検出システム1の電気的な接続構造を説明するための図である。なお、図8には、内燃機関10とともに自動車等に搭載されるバッテリー100も示している(後で説明する図9〜図11も同様)。
[Electric connection structure of pressure detection system]
FIG. 8 is a diagram for explaining an electrical connection structure of the pressure detection system 1 according to the present embodiment. FIG. 8 also shows a battery 100 mounted on an automobile or the like together with the internal combustion engine 10 (the same applies to FIGS. 9 to 11 described later).

まず、圧力検出装置20の内部における接続関係について説明を行う。
圧力検出装置20においては、圧電素子33の後端側すなわち正極側が、正の経路を介して回路基板57の入力信号端子57aに接続されており、圧電素子33の先端側すなわち負極側が、負の経路を介して回路基板57の入力接地端子57bに接続されている。また、回路基板57では、入力信号端子57a、入力接地端子57b、受電端子57c、出力信号端子57dおよび出力接地端子57eのそれぞれが、処理回路572に接続されている。
First, the connection relationship inside the pressure detection device 20 will be described.
In the pressure detection device 20, the rear end side, that is, the positive electrode side of the piezoelectric element 33 is connected to the input signal terminal 57a of the circuit board 57 via a positive path, and the front end side, that is, the negative electrode side of the piezoelectric element 33 is negative. The circuit board 57 is connected to the input ground terminal 57b via the path. In the circuit board 57, each of the input signal terminal 57a, the input ground terminal 57b, the power receiving terminal 57c, the output signal terminal 57d, and the output ground terminal 57e is connected to the processing circuit 572.

さらに、圧力検出装置20では、回路基板57に設けられた出力接地端子57e(入力接地端子57bでもよい)が、回路基板57を内部に収容する収容部材56を含む遮へい体70に接続されている。そして、圧力検出装置20では、遮へい体70と遮へい体70を内部に収容する筐体60とが、絶縁された状態となっている。   Further, in the pressure detection device 20, an output ground terminal 57 e (may be the input ground terminal 57 b) provided on the circuit board 57 is connected to a shielding body 70 including a housing member 56 that houses the circuit board 57 therein. . And in the pressure detection apparatus 20, the shielding body 70 and the housing | casing 60 which accommodates the shielding body 70 in the inside are in the insulated state.

次に、制御装置80の内部における接続関係について説明を行う。
制御装置80においては、電源部81の出力側が送電端子80aに接続され、ECU82の入力側が受信端子80bに接続される。また、制御装置80においては、電源部81およびECU82のグラント側が、接地端子80cおよび装置筐体83に接続される。
Next, the connection relationship inside the control device 80 will be described.
In control device 80, the output side of power supply unit 81 is connected to power transmission terminal 80a, and the input side of ECU 82 is connected to reception terminal 80b. In the control device 80, the power supply unit 81 and the grant side of the ECU 82 are connected to the ground terminal 80c and the device housing 83.

続いて、圧力検出装置20と内燃機関10との接続関係について説明を行う。
本実施の形態では、図1を用いて説明したように、内燃機関10に設けられたシリンダヘッド13(より具体的には連通孔13a)に、圧力検出装置20をねじ込むことで、内燃機関10に圧力検出装置20を取り付けている。このため、圧力検出装置20を構成する筐体60(第1先端側筐体311)は、内燃機関10(シリンダヘッド13)に接続されていることになる。
Next, the connection relationship between the pressure detection device 20 and the internal combustion engine 10 will be described.
In the present embodiment, as described with reference to FIG. 1, the internal combustion engine 10 is screwed into the cylinder head 13 (more specifically, the communication hole 13 a) provided in the internal combustion engine 10. The pressure detection device 20 is attached to. For this reason, the housing | casing 60 (1st front end side housing | casing 311) which comprises the pressure detection apparatus 20 is connected to the internal combustion engine 10 (cylinder head 13).

さらに、内燃機関10および制御装置80と、バッテリー100との接続関係について説明を行う。
バッテリー100の正電極101は、制御装置80に設けられた電源部81に接続される。一方、バッテリー100の負電極102(伝導体の一例)は、内燃機関10と制御装置80の装置筐体83とに接続される。また、バッテリー100の負電極102は、自動車の車体(ボデー)等に接続(接地)される。
Further, the connection relationship between the internal combustion engine 10 and the control device 80 and the battery 100 will be described.
The positive electrode 101 of the battery 100 is connected to a power supply unit 81 provided in the control device 80. On the other hand, the negative electrode 102 (an example of a conductor) of the battery 100 is connected to the internal combustion engine 10 and the device casing 83 of the control device 80. Further, the negative electrode 102 of the battery 100 is connected (grounded) to the body of the automobile.

さらにまた、圧力検出装置20と、内燃機関10と、接続ケーブル90と、制御装置80との接続関係について説明を行う。
まず、接続ケーブル90を構成する供給線91は、その一端が圧力検出装置20の回路基板57に設けられた受電端子57cに、その他端が制御装置80に設けられた送電端子80aに、それぞれ接続される。また、接続ケーブル90を構成する伝送線92は、その一端が圧力検出装置20の回路基板57に設けられた出力信号端子57dに、その他端が制御装置80に設けられた受信端子80bに、それぞれ接続される。さらに、接続ケーブル90を構成する接地線93は、その一端が圧力検出装置20の回路基板57に設けられた出力接地端子57eに、その他端が制御装置80に設けられた接地端子80cに、それぞれ接続される。さらにまた、接続ケーブル90を構成し且つ遮へい部95と接触するドレンワイヤ94は、その一端が内燃機関10に、その他端が制御装置80の装置筐体83に接続される。このように、接続ケーブル90に設けられたドレンワイヤ94は、両端接地されている。
Furthermore, the connection relationship among the pressure detection device 20, the internal combustion engine 10, the connection cable 90, and the control device 80 will be described.
First, the supply line 91 constituting the connection cable 90 has one end connected to the power receiving terminal 57c provided on the circuit board 57 of the pressure detection device 20, and the other end connected to the power transmission terminal 80a provided on the control device 80. Is done. Further, the transmission line 92 constituting the connection cable 90 has one end connected to the output signal terminal 57d provided on the circuit board 57 of the pressure detection device 20, and the other end connected to the reception terminal 80b provided on the control device 80, respectively. Connected. Further, the ground wire 93 constituting the connection cable 90 has one end connected to the output ground terminal 57e provided on the circuit board 57 of the pressure detection device 20, and the other end connected to the ground terminal 80c provided on the control device 80. Connected. Furthermore, the drain wire 94 constituting the connection cable 90 and in contact with the shielding portion 95 has one end connected to the internal combustion engine 10 and the other end connected to the device casing 83 of the control device 80. Thus, the drain wire 94 provided in the connection cable 90 is grounded at both ends.

なお、ここでは説明を省略したが、接続ケーブル90は、実際には、圧力検出装置20に設けられた接続部材52を介して回路基板57と接続されている(図3参照)。
このため、実際は、供給線91の一端は接続部材52の第1接続端子52aに接続され、接続部材52の第1基板側端子521を介して、回路基板57の受電端子57cに接続される。また、実際は、伝送線92の一端は接続部材52の第2接続端子52bに接続され、接続部材52の第2基板側端子522を介して、回路基板57の出力信号端子57dに接続される。さらに、実際は、接地線93の一端は接続部材52の第2接続端子52bに接続され、接続部材52の第2基板側端子522を介して、回路基板57の出力信号端子57dに接続される。
In addition, although description was abbreviate | omitted here, the connection cable 90 is actually connected with the circuit board 57 via the connection member 52 provided in the pressure detection apparatus 20 (refer FIG. 3).
Therefore, in practice, one end of the supply line 91 is connected to the first connection terminal 52 a of the connection member 52, and is connected to the power reception terminal 57 c of the circuit board 57 via the first substrate side terminal 521 of the connection member 52. In practice, one end of the transmission line 92 is connected to the second connection terminal 52 b of the connection member 52, and is connected to the output signal terminal 57 d of the circuit board 57 via the second substrate side terminal 522 of the connection member 52. Further, actually, one end of the ground wire 93 is connected to the second connection terminal 52 b of the connection member 52, and is connected to the output signal terminal 57 d of the circuit board 57 via the second substrate side terminal 522 of the connection member 52.

本実施の形態の圧力検出システム1の圧力検出装置20において、圧電素子33、回路基板57および遮へい体70等を内部に収容する筐体60は、内燃機関10を介して、バッテリー100の負電極102に接続(接地)される。これに対し、筐体60の内側において、圧電素子33および回路基板57を内部に収容することでこれらを外部から電気的に遮へいするとともに、これら圧電素子33および回路基板57の接地系統としても機能する遮へい体70は、接続ケーブル90(接地線93)および制御装置80を介して、バッテリー100の負電極102に接続(接地)される。そして、圧力検出装置20において、筐体60および遮へい体70は絶縁されている。   In the pressure detection device 20 of the pressure detection system 1 of the present embodiment, the housing 60 that houses the piezoelectric element 33, the circuit board 57, the shielding body 70, and the like is disposed inside the negative electrode of the battery 100 via the internal combustion engine 10. 102 (grounded). On the other hand, inside the housing 60, the piezoelectric element 33 and the circuit board 57 are housed inside to electrically shield them from the outside, and also function as a grounding system for the piezoelectric element 33 and the circuit board 57. The shielding body 70 to be connected is connected (grounded) to the negative electrode 102 of the battery 100 via the connection cable 90 (ground line 93) and the control device 80. In the pressure detection device 20, the casing 60 and the shielding body 70 are insulated.

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オーダーの周波数のノイズ(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60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60にも伝播する。   The pressure detection device 20 of the present embodiment is attached to an internal combustion engine 10, and when the internal combustion engine 10 is mounted on an automobile, noise having a frequency on the order of kHz (hereinafter referred to as “kHz”) generated by a horn, a headlight, a wiper, or the like. Is referred to as low-frequency noise) enters the cylinder head 13 of the internal combustion engine 10. And in this Embodiment, since the housing | casing 60 comprised with the metal among the pressure detection apparatuses 20 is attached to the cylinder head 13 comprised with the metal, the low frequency noise which penetrate | invaded the cylinder head 13 is the following. It also propagates to the housing 60 of the pressure detection device 20.

ここで、本実施の形態の圧力検出装置20では、筐体60と、圧電素子33から回路基板57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60に伝播した低周波ノイズは、回路基板57には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57におけるグランド電位の揺れ(変動)が抑制されることになり、回路基板57から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。   Here, in the pressure detection device 20 of the present embodiment, the housing 60 and the positive and negative paths from the piezoelectric element 33 to the circuit board 57 are electrically insulated. For this reason, the low frequency noise propagated from the cylinder head 13 to the housing 60 of the pressure detection device 20 is not easily transmitted to the circuit board 57. As a result, the fluctuation (fluctuation) of the ground potential in the circuit board 57 due to the low frequency noise is suppressed, and the fluctuation (fluctuation) of the output signal output from the circuit board 57 can be reduced. Become.

また、本実施の形態の内燃機関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に設けられた回路基板57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57に生じる。   Further, when the internal combustion engine 10 of the present embodiment is mounted on an automobile, radio waves with a frequency on the order of MHz, which are usually used in mobile phones, radios, televisions, etc., fly around the automobile. When this radio wave is applied to the circuit board 57 provided in the pressure detection device 20, noise with a frequency on the order of MHz (hereinafter referred to as high frequency noise) is generated on the circuit board 57.

ここで、本実施の形態では、遮へい体70を構成する金属製の収容部材56を用いて、回路基板57を覆っている(収容している)。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56を含む遮へい体70によって遮られることとなり、回路基板57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57におけるグランド電位の揺れ(変動)が抑制されることになり、回路基板57から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。   Here, in the present embodiment, the circuit board 57 is covered (accommodated) using the metal accommodating member 56 constituting the shielding body 70. For this reason, the radio wave irradiated to the pressure detection device 20 from the outside is blocked by the shielding body 70 including the housing member 56, and is difficult to reach the circuit board 57. As a result, the fluctuation (fluctuation) of the ground potential in the circuit board 57 due to the high frequency noise is suppressed, and the fluctuation (fluctuation) of the output signal output from the circuit board 57 can be reduced. .

そして、本実施の形態では、遮へい体70が負の経路を兼ねるようにしたので、遮へい体70と負の経路とを別々に設けた場合と比較して、圧力検出装置20の構成を簡易にすることができる。   In the present embodiment, since the shielding body 70 also serves as a negative path, the configuration of the pressure detection device 20 is simplified compared to the case where the shielding body 70 and the negative path are provided separately. can do.

[圧力検出システムの電気的な接続構造の第1の変形例]
図9は、圧力検出システム1の電気的な接続構造の第1の変形例を説明するための図である。
図9に示す例において、圧力検出装置20の内部における接続関係、制御装置80の内部における接続関係、圧力検出装置20と内燃機関10との接続関係、そして、内燃機関10および制御装置80と、バッテリー100との接続関係は、図8で説明したものと同じである。
[First Modification of Electrical Connection Structure of Pressure Detection System]
FIG. 9 is a diagram for explaining a first modification of the electrical connection structure of the pressure detection system 1.
In the example shown in FIG. 9, the connection relationship inside the pressure detection device 20, the connection relationship inside the control device 80, the connection relationship between the pressure detection device 20 and the internal combustion engine 10, and the internal combustion engine 10 and the control device 80, The connection relationship with the battery 100 is the same as that described with reference to FIG.

ただし、図9に示す例では、接続ケーブル90が接地線93を備えていない点、接続ケーブル90に設けられたドレンワイヤ94の一端が、内燃機関10ではなく、圧力検出装置20における回路基板57の出力接地端子57eに接続されている点、そして、このドレンワイヤ94の他端が、制御装置80の装置筐体83ではなく、制御装置80の接地端子80cに接続されている点が、図8に示す例とは異なる。   However, in the example shown in FIG. 9, the connection cable 90 does not include the ground wire 93, and one end of the drain wire 94 provided on the connection cable 90 is not the internal combustion engine 10 but the circuit board 57 in the pressure detection device 20. The point connected to the output ground terminal 57e and the point that the other end of the drain wire 94 is connected to the ground terminal 80c of the control device 80 instead of the device housing 83 of the control device 80 are shown in FIG. Different from the example shown.

そして、図9に示す圧力検出システム1においても、図8に示したものと同様に、外部から回路基板57に対する低周波ノイズおよび高周波ノイズの侵入に起因する、出力信号の揺れ(変動)を低減させることが可能になる。特に、図9に示す例では、接続ケーブル90においてドレンワイヤ94と接続(接触)される遮へい部95の電位を、圧力検出装置20に設けられた遮へい体70の電位(圧力検出装置20のグランド電位)と共通にすることができる。このため、図8に示すように、ドレンワイヤ94の一端を内燃機関10に接続することにより、遮へい部95の電位を、低周波ノイズが存在し得る内燃機関10の電位と共通にする場合と比べて、伝送線92において出力信号に低周波ノイズが重畳されにくくなる。   Also in the pressure detection system 1 shown in FIG. 9, similarly to the case shown in FIG. 8, the fluctuation (variation) of the output signal due to the intrusion of the low frequency noise and the high frequency noise from the outside to the circuit board 57 is reduced. It becomes possible to make it. In particular, in the example shown in FIG. 9, the potential of the shielding portion 95 connected (contacted) with the drain wire 94 in the connection cable 90 is the potential of the shielding body 70 provided in the pressure detection device 20 (the ground potential of the pressure detection device 20). ). For this reason, as shown in FIG. 8, by connecting one end of the drain wire 94 to the internal combustion engine 10, the potential of the shielding portion 95 is made common with the potential of the internal combustion engine 10 where low frequency noise may exist. Thus, low-frequency noise is hardly superimposed on the output signal in the transmission line 92.

また、図9に示す圧力検出システム1では、図8に示す構成と比較して、接続ケーブル90を構成する心線の数を低減できる(3線→2線)という利点もある。   In addition, the pressure detection system 1 shown in FIG. 9 has an advantage that the number of core wires constituting the connection cable 90 can be reduced (3 wires → 2 wires) as compared with the configuration shown in FIG.

[圧力検出システムの電気的な接続構造の第2の変形例]
図10は、圧力検出システム1の電気的な接続構造の第2の変形例を説明するための図である。
図10に示す例において、圧力検出装置20の内部における接続関係、制御装置80の内部における接続関係、圧力検出装置20と内燃機関10との接続関係、そして、内燃機関10および制御装置80と、バッテリー100との接続関係は、図8で説明したものと同じである。
[Second Modification of Electrical Connection Structure of Pressure Detection System]
FIG. 10 is a diagram for explaining a second modification of the electrical connection structure of the pressure detection system 1.
In the example shown in FIG. 10, the connection relationship inside the pressure detection device 20, the connection relationship inside the control device 80, the connection relationship between the pressure detection device 20 and the internal combustion engine 10, and the internal combustion engine 10 and the control device 80, The connection relationship with the battery 100 is the same as that described with reference to FIG.

ただし、図10に示す例では、接続ケーブル90に設けられたドレンワイヤ94の一端が、内燃機関10ではなく、圧力検出装置20における遮へい体70に接続されている点が、図8に示す例とは異なる。   However, in the example shown in FIG. 10, one end of the drain wire 94 provided in the connection cable 90 is connected to the shielding body 70 in the pressure detection device 20 instead of the internal combustion engine 10. Is different.

そして、図10に示す圧力検出システム1においても、図8に示したものと同様に、外部から回路基板57に対する低周波ノイズおよび高周波ノイズの侵入に起因する、出力信号の揺れ(変動)を低減させることが可能になる。特に、図10に示す例では、接続ケーブル90においてドレンワイヤ94と接続(接触)される遮へい部95の電位を、圧力検出装置20に設けられた遮へい体70の電位(圧力検出装置20のグランド電位)と共通にすることができる。このため、図8に示すように、ドレンワイヤ94の一端を内燃機関10に接続することにより、遮へい部95の電位を、低周波ノイズが存在し得る内燃機関10の電位と共通にする場合と比べて、伝送線92において出力信号に低周波ノイズが重畳されにくくなる。   Also in the pressure detection system 1 shown in FIG. 10, similarly to the case shown in FIG. 8, the fluctuation (variation) of the output signal caused by the low frequency noise and the high frequency noise entering the circuit board 57 from the outside is reduced. It becomes possible to make it. In particular, in the example shown in FIG. 10, the potential of the shielding portion 95 connected (contacted) with the drain wire 94 in the connection cable 90 is the potential of the shielding body 70 provided in the pressure detection device 20 (the ground potential of the pressure detection device 20). ). For this reason, as shown in FIG. 8, by connecting one end of the drain wire 94 to the internal combustion engine 10, the potential of the shielding portion 95 is made common with the potential of the internal combustion engine 10 where low frequency noise may exist. Thus, low-frequency noise is hardly superimposed on the output signal in the transmission line 92.

また、図10に示す圧力検出システム1では、図8に示す構成と比較して、圧力検出装置20と制御装置80とを接続する接地系統が2つ(接地線93およびドレンワイヤ94)となる。このため、接地線93およびドレンワイヤ94の一方に断線等が生じた場合であっても、残った他の線にて、圧力検出装置20と制御装置80とのグランドの共通化を維持することが可能となり、システムの冗長性を高めることができる。   Further, in the pressure detection system 1 shown in FIG. 10, compared to the configuration shown in FIG. 8, there are two ground systems (a ground line 93 and a drain wire 94) that connect the pressure detection device 20 and the control device 80. Therefore, even if one of the ground wire 93 and the drain wire 94 is disconnected, the common ground of the pressure detection device 20 and the control device 80 can be maintained in the remaining wires. This makes it possible to increase system redundancy.

[圧力検出システムの電気的な接続構造の第3の変形例]
図11は、圧力検出システム1の電気的な接続構造の第3の変形例を説明するための図である。
図11に示す例において、各装置内および各装置間の接続関係は、基本的に、図10で説明したものと同じである。
[Third Modification of Electrical Connection Structure of Pressure Detection System]
FIG. 11 is a diagram for explaining a third modification of the electrical connection structure of the pressure detection system 1.
In the example shown in FIG. 11, the connection relationship within each device and between each device is basically the same as that described in FIG.

ただし、図11に示す例では、圧力検出装置20が、出力接地端子57eと遮へい体70とに接続されるコンデンサ573(直流抑制部の一例)をさらに有している点が、図10に示す例とは異なる。なお、この例では、回路基板57にコンデンサ573を取り付けているが、回路基板57とは異なる部位に取り付けてもかまわない。   However, in the example illustrated in FIG. 11, the pressure detection device 20 further includes a capacitor 573 (an example of a direct current suppression unit) connected to the output ground terminal 57 e and the shielding body 70, as illustrated in FIG. 10. Different from the example. In this example, the capacitor 573 is attached to the circuit board 57, but it may be attached to a part different from the circuit board 57.

そして、図11に示す圧力検出システム1においても、図8に示したものと同様に、外部から回路基板57に対する低周波ノイズおよび高周波ノイズの侵入に起因する、出力信号の揺れ(変動)を低減させることが可能になる。また、図11に示す圧力検出システム1では、図10に示したものと同じく、接続ケーブル90においてドレンワイヤ94と接続(接触)される遮へい部95の電位を、圧力検出装置20に設けられた遮へい体70の電位(圧力検出装置20のグランド電位)と共通にすることができる。このため、図8に示すように、ドレンワイヤ94の一端を内燃機関10に接続することにより、遮へい部95の電位を、低周波ノイズが存在し得る内燃機関10の電位と共通にする場合と比べて、伝送線92において出力信号に低周波ノイズが重畳されにくくなる。   Also in the pressure detection system 1 shown in FIG. 11, as in the case shown in FIG. 8, the fluctuation (variation) of the output signal caused by the intrusion of the low frequency noise and the high frequency noise from the outside to the circuit board 57 is reduced. It becomes possible to make it. Further, in the pressure detection system 1 shown in FIG. 11, as in the case shown in FIG. 10, the potential of the shielding portion 95 connected (contacted) with the drain wire 94 in the connection cable 90 is changed to the shielding provided in the pressure detection device 20. It can be made common with the potential of the body 70 (the ground potential of the pressure detection device 20). For this reason, as shown in FIG. 8, by connecting one end of the drain wire 94 to the internal combustion engine 10, the potential of the shielding portion 95 is made common with the potential of the internal combustion engine 10 where low frequency noise may exist. Thus, low-frequency noise is hardly superimposed on the output signal in the transmission line 92.

また、上述したように、図10に示す圧力検出システム1では、圧力検出装置20と制御装置80とを接続する接地系統が2つ(接地線93およびドレンワイヤ94)になるため、一方が断線した状態でも、他の線を用いてグランドの共通化が維持できる。ただし、例えば接地線93に断線が生じた場合であっても、供給線91およびドレンワイヤ94によって電流が流れてしまうため、接地線93が断線したことを検知できなくなってしまう。これに対し、図11に示す例では、圧力検出装置20において、遮へい体70と接地線93の一端が接続される出力接地端子57eとを、コンデンサ573を介して接続している。このようにすることで、接地線93に断線が生じていない状況下で、制御装置80にて送電端子80aと接地端子80cとの間に直流電圧を印加した場合には、供給線91および接地線93に直流電流が流れることになる。これに対し、接地線93に断線が生じている状況下で、制御装置80にて送電端子80aと接地端子80cとの間に直流電圧を印加した場合には、断線している接地線93には直流電流が流れず、また、コンデンサ573が存在していることにより、断線していないドレンワイヤ94にも直流電流が流れない。それゆえ、圧力検出装置20にコンデンサ573を設けた場合には、直流電流の通電の有無により、接地線93の断線を検出することが可能になる。   Further, as described above, in the pressure detection system 1 shown in FIG. 10, since there are two ground systems (the ground wire 93 and the drain wire 94) that connect the pressure detection device 20 and the control device 80, one of them is disconnected. Even in the state, common ground can be maintained by using other lines. However, even if the ground wire 93 is disconnected, for example, a current flows through the supply line 91 and the drain wire 94, so that it is impossible to detect that the ground wire 93 is disconnected. On the other hand, in the example shown in FIG. 11, in the pressure detection device 20, the shielding body 70 and the output ground terminal 57 e to which one end of the ground wire 93 is connected are connected via a capacitor 573. In this manner, when a DC voltage is applied between the power transmission terminal 80a and the ground terminal 80c in the control device 80 under a situation where the ground line 93 is not disconnected, the supply line 91 and the ground A direct current flows through the line 93. On the other hand, when a DC voltage is applied between the power transmission terminal 80a and the ground terminal 80c in the situation where the ground line 93 is disconnected, the disconnected ground line 93 is connected to the ground line 93. DC current does not flow, and since the capacitor 573 is present, no DC current flows through the drain wire 94 that is not disconnected. Therefore, when the pressure detection device 20 is provided with the capacitor 573, it is possible to detect the disconnection of the ground wire 93 depending on whether or not a direct current is applied.

さらに、図11に示す例では、図10に示したものと同じく、圧力検出装置20と制御装置80とを接続する接地系統が2つ(接地線93およびドレンワイヤ94)となる。このため、接地線93およびドレンワイヤ94に断線等が生じた場合であっても、残った他の線にてグランドの共通化を維持することが可能となり、システムの冗長性を高めることができる。   Further, in the example shown in FIG. 11, there are two grounding systems (grounding wire 93 and drain wire 94) that connect the pressure detection device 20 and the control device 80 as in the case shown in FIG. 10. For this reason, even when the ground wire 93 and the drain wire 94 are disconnected, the common ground can be maintained in the remaining wires, and the redundancy of the system can be increased.

ここで、図11に示す例では、直流抑制部としてコンデンサ573を用いているが、これに限られるものではなく、例えば出力接地端子57e側をカソードとするダイオードを用いてもよい。   Here, in the example shown in FIG. 11, the capacitor 573 is used as the direct current suppression unit. However, the present invention is not limited to this. For example, a diode having the cathode on the output ground terminal 57 e side may be used.

[その他]
なお、本実施の形態では、圧力検出装置20の筐体60を、導電性を有する金属材料で構成していたが、これに限られるものではなく、アルミナセラミックスやジルコニアセラミックスなど、絶縁性を有する材料で構成するようにしてもよい。この場合には、筐体60と遮へい体70とを、各種絶縁部材(絶縁プレート34、第4絶縁リング44および第5絶縁リング45)およびエアギャップを介して絶縁する必要がなくなる。
[Others]
In the present embodiment, the casing 60 of the pressure detection device 20 is made of a conductive metal material. You may make it comprise with material. In this case, it is not necessary to insulate the housing 60 and the shielding body 70 via various insulating members (the insulating plate 34, the fourth insulating ring 44, and the fifth insulating ring 45) and the air gap.

また、本実施の形態では、遮へい体70によって、圧電素子33、正の経路および回路基板57を覆う(収容する)ようにしていたが、少なくとも回路基板57の一部を覆う(収容する)ものであれば、回路基板57を全く覆わない(収容しない)場合と比べて、ノイズを低減する効果が生じることになる。   Further, in the present embodiment, the shielding element 70 covers (accommodates) the piezoelectric element 33, the positive path, and the circuit board 57, but covers (accommodates) at least a part of the circuit board 57. If so, an effect of reducing noise is produced compared to a case where the circuit board 57 is not covered (not accommodated).

ここで、本実施の形態では、筒状を呈する収容部材56を用いて、回路基板57を覆う(収容する)ようにしていたが、これに限られるものではなく、収容部材56として、例えば金属を編み込んだ金属編組等を用いてもかまわない。   Here, in the present embodiment, the circuit board 57 is covered (accommodated) using the cylindrical accommodating member 56, but the present invention is not limited to this, and the accommodating member 56 is, for example, a metal A metal braid or the like braided may be used.

さらに、本実施の形態では、接続ケーブル90に設けられたドレンワイヤ94を両端接地していたが、これに限られるものではなく、片端接地としてもよい。ただし、ドレンワイヤ94を両端接地した場合、ドレンワイヤ94を片端接地した場合と比べて、回路基板57へのノイズの侵入を抑制しやすい。   Furthermore, in the present embodiment, the drain wire 94 provided in the connection cable 90 is grounded at both ends, but the present invention is not limited to this and may be grounded at one end. However, when the drain wire 94 is grounded at both ends, it is easier to suppress intrusion of noise into the circuit board 57 than when the drain wire 94 is grounded at one end.

さらにまた、本実施の形態では、圧電素子33を用いて内燃機関10の燃焼圧を検出する圧力検出装置20を例として説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、温度、湿度あるいは流量など、各種物理量を検出する検出装置に適用してもかまわない。   Furthermore, in the present embodiment, the pressure detection device 20 that detects the combustion pressure of the internal combustion engine 10 using the piezoelectric element 33 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, you may apply to the detection apparatus which detects various physical quantities, such as temperature, humidity, or a flow volume.

1…圧力検出システム、10…内燃機関、20…圧力検出装置、30…検出部、31…先端側筐体32…ダイアフラムヘッド、33…圧電素子、34…絶縁プレート、35…先端電極部材、36…後端電極部材、37…第1加圧部材、38…第2加圧部材、39…支持部材、40…絶縁パイプ、41…第1絶縁リング、42…第2絶縁リング、43…第3絶縁リング、44…第4絶縁リング、45…第5絶縁リング、50…処理部、51…後端側筐体、52…接続部材、53…伝導部材、54…被覆部材、55…緩衝部材、56…収容部材、57…回路基板、58…保持部材、60…筐体、70…遮へい体、80…制御装置、81…電源部、82…ECU(Engine Control Unit)、83…装置筐体、90…接続ケーブル、100…バッテリー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure detection system, 10 ... Internal combustion engine, 20 ... Pressure detection apparatus, 30 ... Detection part, 31 ... Front end side housing | casing 32 ... Diaphragm head, 33 ... Piezoelectric element, 34 ... Insulating plate, 35 ... End electrode member, 36 ... rear end electrode member, 37 ... first pressure member, 38 ... second pressure member, 39 ... support member, 40 ... insulating pipe, 41 ... first insulating ring, 42 ... second insulating ring, 43 ... third Insulating ring, 44 ... 4th insulating ring, 45 ... 5th insulating ring, 50 ... processing part, 51 ... rear end side housing, 52 ... connecting member, 53 ... conducting member, 54 ... covering member, 55 ... buffer member, 56 ... Housing member, 57 ... Circuit board, 58 ... Holding member, 60 ... Housing, 70 ... Shielding body, 80 ... Control device, 81 ... Power supply unit, 82 ... ECU (Engine Control Unit), 83 ... Device housing, 90 ... Connection cable, 100 ... Battery

Claims (6)

物理量の変化を検出する検出素子と、
前記検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、
導電性を有し且つ前記処理回路の少なくとも一部を覆うように配置され、当該処理回路のグランドに接続される導電部材と、
前記検出素子、前記処理回路および前記導電部材を収容し、当該検出素子、当該処理回路および当該導電部材と電気的に絶縁される筐体と
前記処理回路のグランドと前記導電部材とを、直流電流の通電を抑制しながら接続する直流抑制部と
を含む検出装置。
A detecting element for detecting a change in physical quantity;
A processing circuit for performing electrical processing on a detection signal output from the detection element;
A conductive member that is electrically conductive and is disposed so as to cover at least a part of the processing circuit, and is connected to the ground of the processing circuit;
A housing that houses the detection element, the processing circuit, and the conductive member, and is electrically insulated from the detection element, the processing circuit, and the conductive member ;
A detection apparatus comprising: a direct current suppression unit that connects a ground of the processing circuit and the conductive member while suppressing energization of direct current .
前記処理回路のグランドと前記検出素子のグランドとが電気的に接続され、
前記導電部材は、前記処理回路および前記検出素子を覆うように配置されることを特徴とする請求項1記載の検出装置。
The ground of the processing circuit and the ground of the detection element are electrically connected,
The detection device according to claim 1, wherein the conductive member is disposed so as to cover the processing circuit and the detection element.
物理量の変化を検出する検出素子と、
前記検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、
導電性を有し且つ前記処理回路の少なくとも一部を収容するように配置され、前記処理回路のグランドに接続される第1筐体と、
導電性を有し且つ前記第1筐体を収容する第2筐体と、
絶縁性を有し且つ前記第1筐体と前記第2筐体との間に配置され、当該第1筐体と当該第2筐体とを電気的に絶縁する絶縁部材と
を含み
前記第2筐体は前記第1筐体よりも導電性が高く、当該第1筐体は当該第2筐体よりも耐酸性が高いことを特徴とする検出装置。
A detecting element for detecting a change in physical quantity;
A processing circuit for performing electrical processing on a detection signal output from the detection element;
A first housing that is electrically conductive and is disposed to accommodate at least a portion of the processing circuit and is connected to a ground of the processing circuit;
A second housing having electrical conductivity and containing the first housing;
Disposed between and has an insulating property of the first housing and the second housing, and a electrically insulating insulating member and said first casing and said second casing,
The detection apparatus, wherein the second casing has higher conductivity than the first casing, and the first casing has higher acid resistance than the second casing .
前記第2筐体と前記検出素子との間に配置され、当該第2筐体と当該検出素子とを電気的に絶縁する他の絶縁部材をさらに含むことを特徴とする請求項3記載の検出装置。 4. The detection according to claim 3 , further comprising another insulating member that is disposed between the second housing and the detection element and electrically insulates the second housing from the detection element. 5. apparatus. 物理量の変化を検出する検出素子と、当該検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、導電性を有し且つ当該処理回路の少なくとも一部を覆うように配置され、当該処理回路のグランドに接続される導電部材と、当該検出素子、当該処理回路および当該導電部材を収容し、当該検出素子、当該処理回路および当該導電部材と電気的に絶縁されるとともに、接地された伝導体に接触した状態で装着される筐体と、当該処理回路のグランドと当該導電部材とを、直流電流の通電を抑制しながら接続する直流抑制部とを含む検出装置と、
前記処理回路に電源電圧を供給するための供給線と、当該処理回路から出力される出力信号を伝送するための伝送線と、前記導電部材または当該処理回路の前記グランドと接続するための接地線とを介して前記検出装置に接続されるとともに、当該接地線を介した系統とは異なる系統にて前記伝導体に接続され、当該検出装置に当該電源電圧を供給するとともに当該検出装置から入力される当該出力信号に処理を施す供給/処理装置と
を含む検出システム。
A detection element that detects a change in physical quantity; a processing circuit that electrically processes a detection signal output from the detection element; and a conductive circuit that is disposed so as to cover at least a part of the processing circuit. A conductive member connected to the ground of the processing circuit, the detection element, the processing circuit, and the conductive member are accommodated, and electrically insulated from the detection element, the processing circuit, and the conductive member, and grounded A detection device including a casing mounted in contact with a conductor , a direct current suppression unit that connects the ground of the processing circuit and the conductive member while suppressing energization of direct current ;
A supply line for supplying a power supply voltage to the processing circuit, a transmission line for transmitting an output signal output from the processing circuit, and a ground line for connecting to the conductive member or the ground of the processing circuit And connected to the conductor in a system different from the system via the ground line, and supplies the power supply voltage to the detection device and is input from the detection device. And a supply / processing device for processing the output signal.
物理量の変化を検出する検出素子と、当該検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施す処理回路と、導電性を有し且つ当該処理回路の少なくとも一部を収容するように配置され、当該処理回路のグランドに接続される第1筐体と、導電性を有し且つ当該第1筐体を収容するとともに、接地された伝導体に接触した状態で装着される第2筐体と、絶縁性を有し且つ当該第1筐体と当該第2筐体との間に配置され、当該第1筐体と当該第2筐体とを電気的に絶縁する絶縁部材とを含み、当該第2筐体は当該第1筐体よりも導電性が高く、当該第1筐体は当該第2筐体よりも耐酸性が高い検出装置と、
前記処理回路に電源電圧を供給するための供給線と、当該処理回路から出力される出力信号を伝送するための伝送線と、前記第1筐体または当該処理回路の前記グランドと接続するための接地線とを介して前記検出装置に接続されるとともに、当該接地線を介した系統とは異なる系統にて前記伝導体に接続され、当該検出装置に当該電源電圧を供給するとともに当該検出装置から入力される当該出力信号に処理を施す供給/処理装置と
を含む検出システム。
A detection element that detects a change in physical quantity, a processing circuit that performs electrical processing on a detection signal output from the detection element, and is arranged to have conductivity and accommodate at least a part of the processing circuit; A first housing connected to the ground of the processing circuit; a second housing that is conductive and contains the first housing; and is mounted in contact with a grounded conductor; is disposed between the insulating and has and the first housing and the second housing, viewed including an insulating member for electrically insulating the said first casing and said second casing, the A second housing having a higher conductivity than the first housing, the first housing having a higher acid resistance than the second housing ;
A supply line for supplying a power supply voltage to the processing circuit; a transmission line for transmitting an output signal output from the processing circuit; and the ground for the first casing or the processing circuit. Connected to the detection device via a ground line and connected to the conductor in a system different from the system via the ground wire, supplying the power supply voltage to the detection device and from the detection device A detection system including a supply / processing device for processing an input output signal.
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