JP2015083954A - 圧力センサ及び圧力センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外側管とハウジングとを強固に溶接した圧力センサを提供する。このような圧力センサの製造方法を提供する。【解決手段】 圧力センサ１は、軸線方向ＤＸに延びる筒状のハウジング１０と、端子アセンブリ２１及びこの端子アセンブリを包囲する筒状の外側管３１を有する端子部２０とを備え、ハウジングの外側管接続部１１ｋと、この外側管接続部を径方向ＤＲ外側から囲む外側管とを溶接部Ｗ１で溶接している。溶接部Ｗ１は、周方向ＤＹの少なくとも一部で互いに離間した外側管接続部と外側管とを、周方向に環状にエネルギービーム溶接してなり、外側管接続部由来の金属成分と外側管由来の金属成分とを含み、圧力センサの縦断面において、外側管接続部の一部が先細の楔状に溶け込んだ形態を含み、かつ、外側管のうち溶接部に隣接する部位３６よりも、径方向外側に隆起した隆起溶接部ＲＷ１を周方向の少なくとも一部に有する。【選択図】 図３

Description

本発明は、ハウジングの後端側に端子部を設けた圧力センサ、及び、この圧力センサの製造方法に関する。

従来、自動車用エンジン等の内燃機関の気筒内燃焼圧力を測定するのに、圧力センサを使用している。このような圧力センサとして、例えば特許文献１には、溶接により、シール用保護筒７０（後述する端子部の外側管）が筒状のハウジング本体４１の後端側の部位（後述する外側管接続部）に取り付けられた、燃焼圧検知センサ付きセラミックグロープラグ（圧力センサ）が開示されている。

特開２０１３−９２３５３号公報

しかしながら、溶接前の状態で、ハウジングの外側管接続部と外側管とは、互いの径差により、周方向の一部あるいは全周が径方向に離間する場合がある。この状態で、エネルギービームを外側管の外側から外側管接続部に向けて照射して、外側管とハウジングとを溶接すると、溶融した外側管及び外側管接続部がなす肉（金属）が、これらの間の空隙を埋めるのに使用されてしまう。これにより、外側管と外側管接続部とを溶接する溶接部をなす金属の量が少なくなり、強固に溶接できない場合がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、外側管とハウジングとを強固に溶接した圧力センサを提供する。また、このような圧力センサの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、軸線方向に延びる筒状のハウジングと、上記ハウジングの上記軸線方向後端側に配置され、外部と接続する外部端子を内包する端子アセンブリ、及び、この端子アセンブリの径方向外側を包囲する筒状の外側管を有する端子部と、を備え、上記ハウジングのうち上記軸線方向後端側に位置する環状の外側管接続部と、この外側管接続部を径方向外側から囲む上記外側管とを溶接部で溶接した圧力センサであって、上記溶接部は、周方向の少なくとも一部で互いに離間した上記ハウジングの上記外側管接続部と上記外側管とを、上記周方向に環状にエネルギービーム溶接してなり、上記外側管接続部由来の金属成分と上記外側管由来の金属成分とを含み、上記圧力センサの縦断面において、上記外側管接続部の一部が先細の楔状に溶け込んだ形態を含み、かつ、上記外側管のうち上記溶接部に隣接する部位よりも、径方向外側に隆起した隆起溶接部を上記周方向の少なくとも一部に有する圧力センサである。

上述の圧力センサでは、溶接部の周方向の少なくとも一部が隆起溶接部となっている。この隆起溶接部は、隆起が生じるほどに、外側管と外側管接続部とを溶接するのに十分な量の肉を有している。このため、溶接部が隆起溶接部となっている部位では、外側管と外側管接続部とが離間した空隙にも肉が十分に行きわたっており、この隆起溶接部を介して、外側管とハウジング（外側管接続部）とを強固に溶接したものとなっている。

なお、圧力センサとして、エンジンのシリンダ内の圧力を検出する圧力センサそのものや、グロープラグに圧力センサ（燃焼圧センサ）を付加したグロープラグ兼用圧力センサが挙げられる。
また、溶接部の形態としては、周方向の一部に隆起溶接部を含む形態のほか、溶接部の周方向全体が隆起溶接部である形態が挙げられる。なお、溶接部のある部位が隆起溶接部であるか否かは、例えば、軸線に沿う圧力センサの縦断面において容易に確認できる。また、溶接部の形態としては、外側管の軸線方向先端をなす端部（後述する管先端部）とハウジング（外側管接続部）とを溶接した形態や、外側管のうち端部よりも内側に位置する部位とハウジング（外側管接続部）とを溶接した形態が挙げられる。
また、圧力センサの縦断面において、外側管接続部の一部が先細の楔状に溶け込んだ形態を含む溶接部として、例えば、未溶接の外側管である未溶接外側管と外側管接続部とを径方向に重ね、未溶接外側管にエネルギービームを径方向に直接照射して、外側管と外側管接続部とを溶接した場合に形成される溶接部が挙げられる。エネルギービームを直接照射された未溶接外側管が、径方向の厚み全体にわたり溶融するほか、外側管接続部のうち径方向の未溶接外側管側の部位を一部溶融する。外側管接続部においては内部に進むほどエネルギービームによる溶融量は少なくなる。従って、エネルギービーム溶接により、上述の形態を含む溶接部が形成される。
また、エネルギービーム溶接としては、例えば、レーザビームや電子ビームを用いた溶接が挙げられる。

さらに、上述の圧力センサであって、前記溶接部の前記周方向全体が前記隆起溶接部である圧力センサとすると良い。

上述の圧力センサでは、溶接部の周方向全体が隆起溶接部であるため、全周にわたって外側管とハウジング（外側管接続部）を強固に溶接できる。

さらに、上述のいずれかの圧力センサであって、前記端子部は、前記端子アセンブリと前記外側管との間に介在し、弾性を有する環状のシール部材を有し、上記端子アセンブリは、前記軸線方向後端側に位置する後端部と、上記後端部の軸線方向先端側に隣接し、上記後端部よりも径大な径大部と、を含み、上記外側管は、上記後端部の径方向外側に位置する第１筒部と、上記第１筒部よりも上記軸線方向先端側に位置し、自身の内径が上記径大部より大きい第２筒部と、上記第１筒部及び上記第２筒部の間に位置する中間筒部と、を含み、上記シール部材は、上記外側管の上記中間筒部と上記端子アセンブリの上記径大部との間で上記軸線方向に圧縮され、前記溶接部は、上記第２筒部とこれよりも径小の前記外側管接続部とを全周にわたり気密に溶接してなる圧力センサとすると良い。

上述の圧力センサでは、シール部材が外側管の中間筒部と端子アセンブリの径大部との間で軸線方向に圧縮されているので、外側管と端子アセンブリとの間が気密に封止されている。一方、溶接部が外側管の第２筒部と外側管接続部とを全周にわたり気密に溶接している。このため、外側管、シール部材、端子アセンブリ（径大部）、ハウジング（外側管接続部）及び溶接部に囲まれた空間を気密にすることができる。

さらに、上述のいずれかの圧力センサであって、前記溶接部は、前記外側管の前記軸線方向先端をなす管先端部と前記外側管接続部とを溶接してなる圧力センサとすると良い。

上述の圧力センサでは、溶接部で外側管の軸線方向先端をなす管先端部と外側管接続部とを溶接しているので、溶接部における溶接の状態を、目視等、外観で検査しやすい。

さらに、上述のいずれかの圧力センサであって、前記溶接部は、前記外側管接続部由来の金属成分と前記外側管由来の金属成分とからなる圧力センサとすると良い。

上述の圧力センサでは、溶接部が外側管接続部の金属成分と外側管の金属成分とからなる。即ち、隆起溶接部は、溶加材など他の金属成分を含まず、外側管及び外側管接続部のみを溶かしたものから形成されている。このため、溶加材など他の金属材が不要で安価な圧力センサとすることができる。

さらに、本発明の他の一態様は、軸線方向に延びる筒状のハウジングと、上記ハウジングの上記軸線方向後端側に配置され、外部と接続する外部端子を内包する端子アセンブリ、及び、この端子アセンブリの径方向外側を包囲する筒状の外側管を有する端子部と、を備え、上記ハウジングのうち上記軸線方向後端側に位置する環状の外側管接続部と、この外側管接続部を径方向外側から囲む上記外側管とを溶接部で溶接し、上記溶接部は、周方向の少なくとも一部で互いに離間した上記ハウジングの上記外側管接続部と上記外側管とを、上記周方向に環状にエネルギービーム溶接してなり、上記外側管接続部由来の金属成分と上記外側管由来の金属成分とを含み、圧力センサの縦断面において、上記外側管接続部の一部が先細の楔状に溶け込んだ形態を含み、かつ、上記外側管のうち上記溶接部に隣接する部位よりも、径方向外側に隆起した隆起溶接部を上記周方向の少なくとも一部に有する圧力センサの製造方法であって、未溶接外側管の未溶融管先端部を上記外側管接続部の径方向外側に配置し、上記未溶融管先端部にエネルギービームを照射して、上記未溶融管先端部を溶融させ上記溶接部を形成しつつ、上記外側管と上記外側管接続部とを溶接する溶接工程を備える圧力センサの製造方法である。

上述の圧力センサの製造方法は、溶接工程において、エネルギービームを未溶接外側管の未溶融管先端部に照射し、溶融させて、外側管とハウジングの外側管接続部とを溶接するのに十分な量の肉を有した隆起溶接部を少なくとも一部に有する溶接部を形成する。従って、隆起溶接部を介して、外側管とハウジング（外側管接続部）とを強固に溶接した圧力センサを製造できる。
なお、エネルギービームとしては、例えば、レーザビームや電子ビームが挙げられる。

さらに、上述の圧力センサの製造方法であって、前記端子部は、前記端子アセンブリと前記外側管との間に介在し、弾性を有する環状のシール部材を有し、上記端子アセンブリは、前記軸線方向後端側に位置する後端部と、上記後端部の軸線方向先端側に隣接し、上記後端部よりも径大な径大部と、を含み、上記外側管は、上記後端部の径方向外側に位置する第１筒部と、上記第１筒部よりも上記軸線方向先端側に位置し、自身の内径が上記径大部より大きい第２筒部と、上記第１筒部及び上記第２筒部の間に位置する中間筒部と、を含み、上記シール部材は、上記外側管の上記中間筒部と上記端子アセンブリの上記径大部との間で上記軸線方向に圧縮され、前記溶接部は、上記第２筒部とこれよりも径小の前記外側管接続部とを全周にわたり気密に溶接してなり、前記溶接工程は、前記未溶接外側管を上記軸線方向先端側に押圧し、上記中間筒部と上記径大部との間に介在する上記シール部材を上記軸線方向に圧縮しつつ、上記外側管と上記外側管接続部とを溶接する圧力センサの製造方法とすると良い。

上述の圧力センサの製造方法では、溶接工程において、シール部材を軸線方向に圧縮しつつ外側管と外側管接続部とを全周にわたり気密に溶接する。かくして、外側管と端子アセンブリとの間を気密に封止しながら、溶接部で気密に溶接することができ、外側管、シール部材、端子アセンブリ（径大部）、ハウジング（外側管接続部）及び溶接部に囲まれた空間を気密にした圧力センサを製造できる。

さらに、上述のいずれかの圧力センサの製造方法であって、前記溶接工程は、前記未溶接外側管の前記未溶融管先端部のうち、先端縁から離れた内側端部に前記エネルギービームを照射して溶接する圧力センサの製造方法とすると良い。

上述の圧力センサの製造方法によれば、内側端部と共に内側端部よりも先端縁側（軸線方向先端側）の部分も溶融させて溶接部の形成に用いることができる。従って、溶接部の少なくとも一部が隆起溶接部である圧力センサを容易に製造できる。

さらに、上述のいずれかの圧力センサの製造方法であって、前記未溶接外側管は、前記未溶融管先端部に隣接する先端部隣接部よりも上記未溶融管先端部が肉厚とされた形態である圧力センサの製造方法とすると良い。

上述の圧力センサの製造方法では、未溶接外側管の未溶融管先端部が先端部隣接部よりも肉厚とされているので、溶接工程で、エネルギービームを未溶融管先端部に照射することで、肉厚とされた未溶融管先端部を溶融させて隆起溶接部の形成に用いることができる。従って、溶接部の少なくとも一部が隆起溶接部である圧力センサを容易に製造できる。

実施形態，変形形態１に係る圧力センサ（グロープラグ兼用圧力センサ）の縦断面図である。 実施形態，変形形態１に係る圧力センサのうち、端子部及びその付近を拡大した部分拡大断面図である。 実施形態，変形形態１に係る圧力センサのうち、端子部とハウジングとの境界付近の部位（図２中、Ｂ部）を拡大した部分拡大断面図である。 実施形態，変形形態１に係る圧力センサの製造方法を説明する説明図である。 実施形態，変形形態１に係る圧力センサの製造方法を説明する説明図である。 実施形態，変形形態１に係る圧力センサの製造方法を説明する説明図である。 実施形態に係る圧力センサの製造方法のうち、溶接工程を説明する説明図である。 変形形態１に係る圧力センサの製造方法のうち、溶接工程を説明する説明図である。 変形形態２に係る圧力センサを説明する説明図である。 変形形態２に係る圧力センサの製造方法のうち、溶接工程を説明する説明図である。

（実施形態）
まず、本実施形態にかかる圧力センサ、即ちグロープラグを兼ねたグロープラグ兼用圧力センサ１（以下、単にグロープラグ１ともいう）について図１〜３を参照して説明する。図１は、グロープラグ１の全体を示す縦断面図であり、図２は、図１のうちグロープラグ１の端子部２０及びその付近を、また、図３は、図２のうち端子部２０とハウジング１０との境界付近の部位（図２中、Ｂ部）をさらに拡大した部分拡大断面図である。なお、図１〜３において、グロープラグ１の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＤＸのうち、ヒータ部材４０が配置された側（図中下側）を先端側ＸＳとし、これと反対側（図中上側）を後端側ＸＫとして説明する。

グロープラグ１は、軸線方向ＤＸに延びる筒状のハウジング１０と、このハウジング１０の軸線方向後端側ＸＫに配置された端子部２０とを備える。また、これらのほか、ハウジング１０内に配置した圧力センサ部５０と、自身の先端をハウジング１０の先端（後述する先端キャップ１４）から突出する棒状のヒータ部材４０と、このヒータ部材４０をハウジング１０に弾性的に連結する二段円筒状のメンブレン９０と、ヒータ部材４０に導通する中軸６１、端子バネ６２及び外部接続端子６３とを備える。

圧力センサ部５０は、センサ本体５１と伝達スリーブ５７とを有する（図１参照）。このうちセンサ本体５１は、金属材からなる環状のダイアフラム体５３と、このダイアフラム体５３の主面上に配置された、ピエゾ抵抗型素子からなる圧力検知素子５２とを含む。一方、伝達スリーブ５７は、金属材によって形成された略円筒状をなし、ヒータ部材４０のシースチューブ４１（後述）に溶接され、ヒータ部材４０と一体にされている。また、この伝達スリーブ５７は後端側ＸＫでセンサ本体５１に接合されている。このため、ヒータ部材４０の軸線方向ＤＸの変位が、この伝達スリーブ５７を通じて、センサ本体５１のダイアフラム体５３を撓ませることにより、圧力検知素子５２が歪んで燃焼圧を検知することができる。なお、圧力検知素子５２として、上述したピエゾ抵抗型素子のほか、圧電素子等を用いても良い。

ヒータ部材４０は、筒状のシースチューブ４１の内側に発熱コイル４２及び制御コイル４３を配置したシースヒータである（図１参照）。シースチューブ４１は、金属材からなり、軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに位置するチューブ先端部４１ｓが半球状に閉塞した筒状チューブである。このシースチューブ４１内に、上述したチューブ先端部４１ｓに内側から接合された発熱コイル４２と、この発熱コイル４２の後端に直列接続された制御コイル４３とがそれぞれ配置されている。なお、シースチューブ４１の内側の空間のうち、発熱コイル４２及び制御コイル４３が配置されている空間には、酸化マグネシウム粉末等の絶縁粉末（図示しない）が充填されている。また、シースチューブ４１の内側には、次述の中軸６１が軸線ＡＸに沿って挿入されている。

炭素鋼からなり円柱棒状の中軸６１は、このうち軸線方向ＤＸ先端側ＸＳが、ヒータ部材４０（シースチューブ４１）の内側に挿入されている（図１参照）。そして、ヒータ部材４０の制御コイル４３と導通している。端子バネ６２は、中軸６１の中軸後端部６１ｋ及び外部接続端子６３の端子先端部６３ｓに電気的に接続すると共に、ヒータ部材４０及び中軸６１の軸線方向ＤＸの変位に伴って、軸線方向ＤＸに変形可能な金属製のばねである。また、外部接続端子６３は、端子部２０の端子アセンブリ２１内の軸線ＡＸ上に配置されている。なお、外部接続端子６３と端子アセンブリ２１との間に介在させた接着剤により、外部接続端子６３の固定、及び、外部接続端子６３と端子アセンブリ２１との間の封止が行われている。

ハウジング１０は、主体金具１１と先端キャップ１４と内筒１７とを有する。このうち内筒１７は、金属材からなり、略円筒状をなす内筒本体１９と、この内筒本体１９の軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに位置する顎状のフランジ部１８と、このフランジ部１８よりも先端側ＸＳに位置する先端部１７ｓとを有する（図１参照）。このうち内筒本体１９は、主体金具１１の軸孔１１ｈ内のうち、軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに、同心状に配置されている。フランジ部１８は、径方向ＤＲ外側に突出しており、主体金具１１の金具先端部１１ｓと同外径で、この金具先端部１１ｓに溶接されている。なお、内筒本体１９の軸線方向ＤＸ後端側ＸＫに位置する内筒１７の後端部１７ｋには、前述した圧力センサ部５０のセンサ本体５１（ダイアフラム体５３）が溶接されている。

また、先端キャップ１４は、金属材からなり、その後端側ＸＫには、円筒状の円筒部１６が設けられている。この円筒部１６は、上述した内筒１７の先端部１７ｓに外嵌され、内筒１７のフランジ部１８に溶接されている。
なお、円筒部１６の径方向ＤＲ内側には、ヒータ部材４０と内筒１７とを連結するメンブレン９０が収容されている。即ち、先端キャップ１４は、メンブレン９０を内筒１７の先端部１７ｓ及びヒータ部材４０のシースチューブ４１にそれぞれ溶接した後に、内筒１７の先端部１７ｓに外嵌され、フランジ部１８に溶接されている。また、先端キャップ１４の先端側ＸＳには、先端部１４ｓに向かって縮径する形状のテーパ部１５が形成されている。グロープラグ１を内燃機関に取り付けた際には、テーパ部１５が、内燃機関のプラグ取り付け孔（図示しない）の所定のシート面に密接し、燃焼室内からの気密が確保される。

また、主体金具１１は、ステンレス鋼からなり、軸線方向ＤＸに延びる円筒形状をなす。この主体金具１１内には軸孔１１ｈが形成されている（図１参照）。また、主体金具１１の軸線方向ＤＸ後端側ＸＫの外周面には、取り付け用の雄ネジ部１２が、この雄ネジ部１２よりも後端側ＸＫには、径方向ＤＲ外側に向けて拡径した鍔状の鍔部１３がそれぞれ形成されている。
さらに、この主体金具１１は、ハウジング１０（及び主体金具１１）の軸線方向ＤＸ後端に位置する環状の外側管接続部１１ｋを有している（図１参照）。この外側管接続部１１ｋは、後述する溶接部Ｗ１で、端子部２０の外側管３１（次述）と溶接されている。

一方、端子部２０は、絶縁性の樹脂からなる円筒形状の端子アセンブリ２１と、この端子アセンブリ２１の径方向ＤＲ外側を包囲する、ステンレス鋼からなり筒状の外側管３１と、これら端子アセンブリ２１と外側管３１との間に介在し、弾性を有する環状のシール部材３９とを有している。
このうち端子アセンブリ２１は、前述した中軸６１の中軸後端部６１ｋ、端子バネ６２及び外部接続端子６３の径方向ＤＲ外側を包囲し、外部と接続する外部端子（図示しない）を内包している。この端子アセンブリ２１は、軸線方向ＤＸ後端側ＸＫに位置する後端部２２と、この後端部２２の軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに隣接し、後端部２２よりも径大な径大部２３と、この径大部２３よりも軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに位置し、ハウジング１０の前述した外側管接続部１１ｋの径方向ＤＲ内側に嵌合する嵌合部２４とを有している。

外側管３１は、端子アセンブリ２１の後端部２２の径方向ＤＲ外側に位置する第１筒部３２と、この第１筒部３２よりも軸線方向ＤＲ先端側ＸＳに位置する第２筒部３３と、これら第１筒部３２及び第２筒部３３の間に位置する中間筒部３８とからなる。
なお、図３に示すように、第２筒部３３は、その内径Ｄ３を端子アセンブリ２１の径大部２３の外径Ｄ１よりも大きくしてある（Ｄ３＞Ｄ１）。また、外側管３１の中間筒部３８は、端子アセンブリ２１の径大部２３と共に、シール部材３９を軸線方向ＤＸに圧縮している。

本実施形態のグロープラグ１では、ハウジング１０（主体金具１１）の外側管接続部１１ｋと、外側管３１の第２筒部３３とを溶接部Ｗ１で溶接している（図２，３参照）。この溶接部Ｗ１は、外側管接続部１１ｋと第２筒部３３とを、後述するレーザ溶接により周方向ＤＹに全周にわたり環状に溶接している。なお、軸線ＡＸに沿うグロープラグ１の縦断面において、この溶接部Ｗ１では、外側管３１の第２筒部３３が径方向ＤＲの厚さ全体にわたり溶け込んでいる上、外側管接続部１１ｋの一部も溶け込んでいる。そして、この溶接部Ｗ１は、外側管接続部１１ｋにおいて、径方向ＤＲ内側ほど先細となる楔状の溶け込み形状を有する部分を含んでいる（図３参照）。
また、外側管接続部１１ｋは、第２筒部３３よりも径小であるため（（外側管接続部１１ｋの外径Ｄ２）＜（第２筒部３３の内径Ｄ３））、互いの径差により、両者は周方向ＤＹの少なくとも一部が径方向ＤＲに離間している。しかるに、溶接部Ｗ１は、周方向ＤＹの全周にわたり、外側管３１の第２筒部３３のうち、溶接部Ｗ１に隣接する先端隣接部３６よりも、径方向ＤＲ外側に隆起した隆起溶接部ＲＷ１となっている。加えて、本実施形態では、この隆起溶接部ＲＷ１（溶接部Ｗ１）は、第２筒部３３のうち軸線方向ＤＸ先端側ＸＳの管先端部３５に沿って形成されており、この管先端部３５とハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）とを全周にわたり気密に溶接している。また、この隆起溶接部ＲＷ１は、外側管接続部１１ｋ及び外側管３１をなすステンレス鋼由来の金属成分（主成分：Ｆｅ，その他：Ｎｉ，Ｃｒ）からなる。

本実施形態に係るグロープラグ兼用圧力センサ１では、上述したように、溶接部Ｗ１の周方向ＤＹの少なくとも一部が隆起溶接部ＲＷ１となっている。この隆起溶接部ＲＷ１は、隆起が生じるほどに、外側管３１の第２筒部３３とハウジング１０（主体金具１１）の外側管接続部１１ｋとを溶接するのに十分な量の肉を有している。このため、溶接部Ｗ１が隆起溶接部ＲＷ１となっている部位（本実施形態では溶接部Ｗ１の周方向ＤＹ全体）では、第２筒部３３と外側管接続部１１ｋとが離間した空隙Ｇにも肉が十分に行きわたっており、隆起溶接部ＲＷ１を介して、外側管３１とハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）とを強固に溶接したものとなっている。

また、溶接部Ｗ１の周方向ＤＹ全体が隆起溶接部ＲＷ１であるため、全周にわたって外側管３１とハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）を強固に溶接できる。
また、シール部材３９が外側管３１の中間筒部３８と端子アセンブリ２１の径大部２３との間で軸線方向ＤＸに圧縮されているので、外側管３１と端子アセンブリ２１との間が気密に封止されている。一方、溶接部Ｗ１が外側管３１の第２筒部３３と外側管接続部１１ｋとを全周にわたり気密に溶接している。このため、外側管３１、シール部材３９、端子アセンブリ２１（径大部２３）、ハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）及び溶接部Ｗ１に囲まれた空間を気密にすることができる。

また、溶接部Ｗ１で外側管３１の軸線方向ＤＸ先端をなす管先端部３５と外側管接続部１１ｋとを溶接しているので、溶接部Ｗ１における溶接の状態を、目視等、外観で検査しやすい。
また、溶接部Ｗ１が外側管接続部１１ｋ及び外側管３１をなすステンレス鋼由来の金属成分からなる。即ち、溶接部Ｗ１は、溶加材など他の金属成分を含まず、外側管３１及び外側管接続部１１ｋのみを溶かしたものから形成されている。このため、溶加材など他の金属材が不要で安価なグロープラグ兼用圧力センサ１とすることができる。

次いで、グロープラグ１の製造方法について説明する。
まず、公知の手法で一体としたヒータ部材４０及び中軸６１の外側に、圧力センサ部５０を被せ、さらにこれらを主体金具１１内に収容する（図４参照）。その後、レーザビームＥＢで、主体金具１１の金具先端部１１ｓと内筒１７のフランジ部１８とを周方向ＤＹ全周にわたりレーザ溶接する（図４参照）。次いで、圧力センサ部５０の伝達スリーブ５７の先端についても、ヒータ部材４０のシースチューブ４１の外周面に全周にわたりレーザ溶接する。
続いて、内筒１７の先端部１７ｓに、軸線方向ＤＸ先端側ＸＳからメンブレン９０を被せて、メンブレン９０の一方の端部を全周にわたりレーザ溶接する（図５参照）。また、メンブレン９０の他方の端部をヒータ部材４０のシースチューブ４１の外周面に全周にわたりレーザ溶接する。かくして、メンブレン９０を介して、ヒータ部材４０とハウジング１０（内筒１７の先端部１７ｓ）とが連結される（図５参照）。
その後、内筒１７の先端部１７ｓに先端キャップ１４を外嵌して、内筒１７のフランジ部１８と先端キャップ１４の円筒部１６とを全周にわたりレーザ溶接する（図６参照）。さらに、外部接続端子６３の端子先端部６３ｓに一体に接続された端子バネ６２を、中軸６１の中軸後端部６１ｋにレーザ溶接した（図６参照）。

次いで、未溶接外側管７１をハウジング１０の外側管接続部１１ｋの径方向ＤＲ外側に配置し、未溶接外側管７１にレーザビームＥＢを照射し、外側管３１と外側管接続部１１ｋとを周方向ＤＹに環状に溶接する溶接工程について説明する。
具体的にはまず、外部接続端子６３及び端子バネ６２の径方向ＤＲ外側に端子アセンブリ２１を被せ、さらに端子アセンブリ２１の外側に未溶接外側管７１を被せる。なお、端子アセンブリ２１に未溶接外側管７１を被せる前に、環状のシール部材３９を、端子アセンブリ２１の後端部２２の径方向ＤＲ外側に配置した。従って、端子アセンブリ２１の外側に未溶接外側管７１を被せることで、未溶接外側管７１の中間筒部３８と端子アセンブリ２１の径大部２３との間にシール部材３９を軸線方向ＤＸに介在させることができる。

続いて、未溶接外側管７１を軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに押圧して、中間筒部３８と径大部２３との間において、シール部材３９を軸線方向ＤＸに圧縮する。そして、未溶接外側管７１を押圧した状態で、周方向ＤＹ全周にわたり未溶接外側管７１にレーザビームＥＢを照射して、外側管接続部１１ｋと外側管３１とを溶接する。
具体的には、未溶接外側管７１を軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに押圧して、未溶接外側管７１の未溶接第２筒部７３を、ハウジング１０の主体金具１１の外側管接続部１１ｋの径方向ＤＲ外側に配置する。このとき、シール部材３９にかける荷重の大きさを制御して軸線方向ＤＸに未溶接外側管７１を押圧する。また、未溶接第２筒部７３は、溶接後に、前述した第２筒部３３（図３参照）を構成する部位である。但し、未溶接第２筒部７３では、一部（後述する未溶融管先端部７４）はレーザビームＥＢの照射により溶融されて、隆起溶接部ＲＷ１になるので、未溶接第２筒部７３が第２筒部３３に比して軸線方向ＤＸに長くなっている。
しかも、本実施形態では、外側管接続部１１ｋの外径Ｄ２を未溶接第２筒部７３の内径Ｄ３よりも小さくしてある（Ｄ２＜Ｄ３）。このため、未溶接第２筒部７３と外側管接続部１１ｋとの間は、周方向ＤＹの少なくとも一部が径方向ＤＲに離間する。

この状態において、未溶接第２筒部７３のうち、軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに位置する未溶融管先端部７４にレーザビームＥＢを照射する（図７参照）。具体的には、未溶融管先端部７４のうち、先端縁７５よりも後端側ＸＫの内側端部７４ｍに向けて一周にわたり、連続発振（ＣＷ）のレーザビームＥＢを照射する（図７参照）。なお、本実施形態では、レーザビームＥＢを、未溶接外側管７１の径方向ＤＲ内側に向けて照射した。

すると、内側端部７４ｍに照射したレーザビームＥＢの熱で、未溶融管先端部７４のうち、内側端部７４ｍよりも軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに位置する部位（先端縁７５と内側端部７４ｍよりも先端側ＸＳとの間の先端縁部）７４ｎも溶融する。つまり、レーザビームＥＢの照射により、内側端部７４ｍに先端縁部７４ｎを含めた未溶融管先端部７４全体が溶融されて、多量の溶融金属が生じる。この溶融金属は、まず未溶接外側管７１の未溶接第２筒部７３とハウジング１０の外側管接続部１１ｋと間の空隙Ｇを埋めるのに使用される。しかし、本実施形態では、溶融金属が多量であるため、空隙Ｇに多くの肉（金属）が行きわたった上で、溶融金属が余る。従って、この余った溶融金属、及び、外側管接続部１１ｋの溶融金属により形成される溶接部Ｗ１は、隆起溶接部ＲＷ１となる（図３参照）。なお、この隆起溶接部ＲＷ１は、前述したように、外側管３１の第２筒部３３のうち先端隣接部３６よりも径方向ＤＲ外側に隆起した形態を有している。かくして、未溶接外側管７１の未溶接第２筒部７３と、外側管接続部１１ｋとが径方向ＤＲに離間していても、隆起溶接部ＲＷ１を介して、外側管３１（第２筒部３３）とハウジング１０の外側管接続部１１ｋとを強固に溶接することができる。なお、本実施形態では、レーザビームＥＢを未溶接第２筒部７３の周方向ＤＹ全周にわたり照射しているため、溶接部Ｗ１の周方向ＤＹ全体が隆起溶接部ＲＷ１となっている。
その後、外部接続端子６３と端子アセンブリ２１との間に後端側ＸＫから接着剤を注入し固定及び封止を行い、グロープラグ１が完成する。

以上により、本実施形態に係るグロープラグ兼用圧力センサ１の製造方法は、前述した溶接工程において、レーザビームＥＢを未溶接外側管７１の未溶融管先端部７４に照射し、溶融させて、外側管３１とハウジング１０の外側管接続部１１ｋとを溶接するのに十分な量の肉を有した隆起溶接部ＲＷ１を少なくとも一部（本実施形態では溶接部Ｗ１の周方向ＤＹ全体）に有する溶接部Ｗ１を形成する。従って、隆起溶接部ＲＷ１を介して、外側管３１とハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）とを強固に溶接したグロープラグ兼用圧力センサ１を製造できる。

また、溶接工程において、シール部材３９を軸線方向ＤＸに圧縮しつつ外側管３１と外側管接続部１１ｋとを全周にわたり気密に溶接する。かくして、外側管３１と端子アセンブリ２１との間を気密に封止しながら、溶接部Ｗ１で気密に溶接することができ、外側管３１，シール部材３９、端子アセンブリ２１（径大部２３）、ハウジング（外側管接続部１１ｋ）及び溶接部Ｗ１に囲まれた空間を気密にしたグロープラグ兼用圧力センサ１を製造できる。

また、内側端部７４ｍと共に内側端部７４ｍよりも先端縁７５側（軸線方向ＤＸ先端側ＸＳ）の先端縁部７４ｎも溶融させて溶接部Ｗ１の形成に用いることができる。従って、溶接部Ｗ１の少なくとも一部が隆起溶接部ＲＷ１であるグロープラグ兼用圧力センサ１を容易に製造できる。

（変形形態１）
次に、本発明の変形形態にかかるグロープラグ兼用圧力センサ１０１について、図１〜６，８を参照しつつ説明する。
本変形形態１では、未溶接外側管の未溶融管先端部が他の部位（例えば、この未溶融管先端部に隣接する端部隣接部）よりも肉厚とされた形態である点で、上述した実施形態と異なる。
そこで、実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容の部材、部位には同番号を付して説明する。

本変形形態１にかかるグロープラグ１０１は、前述した本実施形態のグロープラグ１と同様、ハウジング１０（主体金具１１）の外側管接続部１１ｋと、外側管３１の第２筒部３３とを周方向ＤＹに環状に溶接する溶接部Ｗ１を有している。また、この溶接部Ｗ１の周方向ＤＹ全体が隆起溶接部ＲＷ１である（図２，３参照）。

但し、溶接工程でハウジング１０と溶接する未溶接外側管１７１の形態が、実施形態の未溶接外側管７１とは異なる。即ち、未溶接外側管１７１の未溶接第２筒部１７３のうち、軸線方向ＤＸ先端側ＸＳに位置する未溶融管先端部１７４（厚み寸法Ｔ１）は、周方向ＤＹ全周にわたり環状に、この未溶融管先端部１７４の後端側ＸＫに隣接する隣接部１７６（厚み寸法Ｔ２）よりも肉厚（Ｔ１＞Ｔ２）とされている（図８参照）。

本変形形態１の溶接工程でも、実施形態と同様に、未溶接外側管１７１をハウジング１０の外側管接続部１１ｋの径方向ＤＲ外側に被せて、これらを溶接する。なお、未溶接外側管１７１の未溶接第２筒部１７３と外側管接続部１１ｋとの間も、周方向ＤＹの少なくとも一部が径方向ＤＲに離間している。この状態において、未溶接第２筒部１７３の未溶融管先端部１７４に向けて一周にわたりレーザビームＥＢを照射する（図８参照）。前述した実施形態と同じく、レーザビームＥＢを未溶接第２筒部１７３の径方向ＤＲ外側から未溶融管先端部１７４に向けて径方向ＤＲに照射した。

すると、レーザビームＥＢの照射により、未溶融管先端部１７４が溶融されて、多量の溶融金属が生じる。この溶融金属は、まず未溶接第２筒部１７３と外側管接続部１１ｋと間の空隙Ｇを埋めるのに使用される。しかし、本変形形態１では、溶融金属が多量であるため、空隙Ｇに多くの肉（金属）が行きわたった上で、溶融金属が余る。従って、この余った溶融金属、及び、外側管接続部１１ｋの溶融金属により形成される溶接部Ｗ１は、前述した隆起溶接部ＲＷ１となる（図３参照）。かくして、実施形態と同様、未溶接外側管１７１の未溶接第２筒部１７３と、ハウジング１０の外側管接続部１１ｋとが径方向ＤＲに離間していても、隆起溶接部ＲＷ１を介して、外側管１３１（第２筒部１３３）とハウジング１０のうち外側管接続部１１ｋとを強固に溶接することができる。

本変形形態１にかかるグロープラグ兼用圧力センサ１０１の製造方法では、未溶接外側管１７１の未溶融管先端部１７４がハウジング１０の先端部隣接部１７６よりも肉厚とされている。このため、溶接工程で、レーザビームＥＢを未溶融管先端部１７４に照射することで、肉厚とされた未溶融管先端部１７４を溶融させて隆起溶接部ＲＷ１の形成に用いることができる。従って、溶接部Ｗ１の少なくとも一部（本変形形態１では溶接部Ｗ１の周方向ＤＹ全体）が隆起溶接部ＲＷ１であるグロープラグ兼用圧力センサ１０１を容易に製造できる。

（変形形態２）
次いで、本発明の変形形態にかかるグロープラグ兼用圧力センサ２０１について、図９，１０を参照しつつ説明する。
本変形形態２にかかるグロープラグ２０１は、図９に示すように、外側管２３１の第２筒部２３３のうち、管先端部２３５よりも軸線方向ＤＸ後端側ＸＫに隆起溶接部ＲＷ２を設け、この隆起溶接部ＲＷ２を介して外側管２３１とハウジング１０とを溶接している点で、前述した実施形態，変形形態１のグロープラグ１，１０１と異なる。
なお、本変形形態２に係るグロープラグ２０１を製造するには、管先端部２７５よりも軸線方向ＤＸ後端側ＸＫに、隣接部２７６よりも肉厚にした肉厚部位２７７を有する未溶接外側管２７１を用い、溶接工程において、この肉厚部位２７７にレーザビームＥＢを照射してこれを溶解させ、隆起溶接部ＲＷ２を形成すると良い（図１０参照）。

本変形形態２に係るグロープラグ兼用圧力センサ２０１では、溶接部Ｗ２の周方向ＤＹの少なくとも一部が隆起溶接部ＲＷ２となっている。この隆起溶接部ＲＷ２は、隆起が生じるほどに、外側管２３１の第２筒部２３３とハウジング１０（主体金具１１）の外側管接続部１１ｋとを溶接するのに十分な量の肉を有している。このため、溶接部Ｗ２が隆起溶接部ＲＷ２となっている部位（本変形形態２では溶接部Ｗ２の周方向ＤＹ全体）では、第２筒部２３３と外側管接続部１１ｋとが離間した空隙Ｇにも肉が十分に行きわたっており、隆起溶接部ＲＷ２を介して、外側管２３１とハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）とを強固に溶接したものとなっている。
また、溶接部Ｗ２の周方向ＤＹ全体が隆起溶接部ＲＷ２であるため、全周にわたって外側管２３１とハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）を強固に溶接できる。
また、本変形形態２に係るグロープラグ２０１は、前述した実施形態，変形形態１のグロープラグ１，１０１と同様、シール部材３９が外側管２３１の中間筒部３８と端子アセンブリ２１の径大部２３との間で軸線方向ＤＸに圧縮され、外側管２３１と端子アセンブリ２１との間を気密にしている。一方、溶接部Ｗ２が外側管２３１の第２筒部２３３と外側管接続部１１ｋとを全周にわたり気密に溶接している。このため、外側管２３１、シール部材３９、端子アセンブリ２１（径大部２３）、ハウジング１０（外側管接続部１１ｋ）及び溶接部Ｗ２に囲まれた空間を気密にすることができる。
また、溶接部Ｗ２が、実施形態，変形形態１の溶接部Ｗ１と同じく、外側管接続部１１ｋ及び外側管２３１をなすステンレス鋼由来の金属成分からなる。即ち、溶接部Ｗ２は、溶加材など他の金属成分を含まず、外側管２３１及び外側管接続部１１ｋのみを溶かしたものから形成されている。このため、溶加材など他の金属材が不要で安価なグロープラグ兼用圧力センサ２０１とすることができる。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態等では、溶接部Ｗ１，Ｗ２の周方向ＤＹ全体が隆起溶接部ＲＷ１，ＲＷ２であるグロープラグ兼用圧力センサ１，１０１，２０１を示した。しかし、溶接部の一部に隆起溶接部を含むグロープラグ兼用圧力センサでも良い。また、実施形態等では、溶接部Ｗ１，Ｗ２（隆起溶接部ＲＷ１，ＲＷ２）が、外側管接続部１１ｋ及び外側管３１，２３１をなすステンレス鋼由来の金属成分からなるグロープラグ兼用圧力センサ１，１０１，２０１を示した。しかし、溶接部に、外側管接続部及び外側管由来の金属成分以外の金属成分を含んでいても良い。例えば、溶接工程において、溶加材などを用いて溶接しても良い。
また、ヒータ部材４０として、筒状のシースチューブ４１の内側に発熱コイル４２及び制御コイル４３を配置したシースヒータであるグロープラグ兼用圧力センサ１，１０１，２０１を示した。しかし、ヒータ部材として、例えば、特開２０１３−２４４８８に示す、絶縁性セラミック体の内部に導電性セラミック体からなる発熱体が配置されたセラミックヒータに金属製の外筒が外嵌されたセラミックヒータ部材であるグロープラグ兼用圧力センサでも良い。
また、実施形態等では、本発明に係る圧力センサを、グロープラグに圧力センサ（燃焼圧センサ）を付加したグロープラグ兼用圧力センサに適用したが、グロープラグとは別体で、エンジンのシリンダ内の圧力を検出する圧力センサそのものに適用しても良い。

１，１０１，２０１ グロープラグ兼用圧力センサ（圧力センサ）
１０ ハウジング
１１ｋ 外側管接続部
２０ 端子部
２１ 端子アセンブリ
２２ 後端部
２３ 径大部
３１，２３１ 外側管
３２ 第１筒部
３３，２３３ 第２筒部
３５，２３５ 管先端部
３６，２３６ 先端隣接部（溶接部に隣接する部位）
３８ 中間筒部
３９ シール部材
７１，１７１，２７１ 未溶接外側管
７３，１７３，２７３ 未溶接第２筒部
７４，１７４ 未溶融管先端部
７４ｍ 内側端部
７５ 先端縁
Ｄ３ 内径
ＤＲ 径方向
ＤＸ 軸線方向
ＤＹ 周方向
ＥＢ レーザビーム（エネルギービーム）
ＲＷ１，ＲＷ２ 隆起溶接部
Ｗ１，Ｗ２ 溶接部
ＸＫ 後端側
ＸＳ 先端側

Claims (9)

1. 軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
   上記ハウジングの上記軸線方向後端側に配置され、外部と接続する外部端子を内包する端子アセンブリ、及び、この端子アセンブリの径方向外側を包囲する筒状の外側管を有する端子部と、を備え、
   上記ハウジングのうち上記軸線方向後端側に位置する環状の外側管接続部と、この外側管接続部を径方向外側から囲む上記外側管とを溶接部で溶接した
   圧力センサであって、
   上記溶接部は、
   周方向の少なくとも一部で互いに離間した上記ハウジングの上記外側管接続部と上記外側管とを、上記周方向に環状にエネルギービーム溶接してなり、上記外側管接続部由来の金属成分と上記外側管由来の金属成分とを含み、上記圧力センサの縦断面において、上記外側管接続部の一部が先細の楔状に溶け込んだ形態を含み、かつ、
   上記外側管のうち上記溶接部に隣接する部位よりも、径方向外側に隆起した隆起溶接部を上記周方向の少なくとも一部に有する
   圧力センサ。
2. 請求項１に記載の圧力センサであって、
   前記溶接部の前記周方向全体が前記隆起溶接部である
   圧力センサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の圧力センサであって、
   前記端子部は、
   前記端子アセンブリと前記外側管との間に介在し、弾性を有する環状のシール部材を有し、
   上記端子アセンブリは、
   前記軸線方向後端側に位置する後端部と、上記後端部の軸線方向先端側に隣接し、上記後端部よりも径大な径大部と、を含み、
   上記外側管は、
   上記後端部の径方向外側に位置する第１筒部と、上記第１筒部よりも上記軸線方向先端側に位置し、自身の内径が上記径大部より大きい第２筒部と、上記第１筒部及び上記第２筒部の間に位置する中間筒部と、を含み、
   上記シール部材は、
   上記外側管の上記中間筒部と上記端子アセンブリの上記径大部との間で上記軸線方向に圧縮され、
   前記溶接部は、
   上記第２筒部とこれよりも径小の前記外側管接続部とを全周にわたり気密に溶接してなる
   圧力センサ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧力センサであって、
   前記溶接部は、
   前記外側管の前記軸線方向先端をなす管先端部と前記外側管接続部とを溶接してなる
   圧力センサ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧力センサであって、
   前記溶接部は、
   前記外側管接続部由来の金属成分と前記外側管由来の金属成分とからなる
   圧力センサ。
6. 軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
   上記ハウジングの上記軸線方向後端側に配置され、外部と接続する外部端子を内包する端子アセンブリ、及び、この端子アセンブリの径方向外側を包囲する筒状の外側管を有する端子部と、を備え、
   上記ハウジングのうち上記軸線方向後端側に位置する環状の外側管接続部と、この外側管接続部を径方向外側から囲む上記外側管とを溶接部で溶接し、
   上記溶接部は、
   周方向の少なくとも一部で互いに離間した上記ハウジングの上記外側管接続部と上記外側管とを、上記周方向に環状にエネルギービーム溶接してなり、上記外側管接続部由来の金属成分と上記外側管由来の金属成分とを含み、圧力センサの縦断面において、上記外側管接続部の一部が先細の楔状に溶け込んだ形態を含み、かつ、
   上記外側管のうち上記溶接部に隣接する部位よりも、径方向外側に隆起した隆起溶接部を上記周方向の少なくとも一部に有する
   圧力センサの製造方法であって、
   未溶接外側管の未溶融管先端部を上記外側管接続部の径方向外側に配置し、上記未溶融管先端部にエネルギービームを照射して、上記未溶融管先端部を溶融させ上記溶接部を形成しつつ、上記外側管と上記外側管接続部とを溶接する溶接工程を備える
   圧力センサの製造方法。
7. 請求項６に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記端子部は、
   前記端子アセンブリと前記外側管との間に介在し、弾性を有する環状のシール部材を有し、
   上記端子アセンブリは、
   前記軸線方向後端側に位置する後端部と、上記後端部の軸線方向先端側に隣接し、上記後端部よりも径大な径大部と、を含み、
   上記外側管は、
   上記後端部の径方向外側に位置する第１筒部と、上記第１筒部よりも上記軸線方向先端側に位置し、自身の内径が上記径大部より大きい第２筒部と、上記第１筒部及び上記第２筒部の間に位置する中間筒部と、を含み、
   上記シール部材は、
   上記外側管の上記中間筒部と上記端子アセンブリの上記径大部との間で上記軸線方向に圧縮され、
   前記溶接部は、
   上記第２筒部とこれよりも径小の前記外側管接続部とを全周にわたり気密に溶接してなり、
   前記溶接工程は、
   前記未溶接外側管を上記軸線方向先端側に押圧し、上記中間筒部と上記径大部との間に介在する上記シール部材を上記軸線方向に圧縮しつつ、上記外側管と上記外側管接続部とを溶接する
   圧力センサの製造方法。
8. 請求項６または請求項７に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記溶接工程は、
   前記未溶接外側管の前記未溶融管先端部のうち、先端縁から離れた内側端部に前記エネルギービームを照射して溶接する
   圧力センサの製造方法。
9. 請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記未溶接外側管は、
   前記未溶融管先端部に隣接する先端部隣接部よりも上記未溶融管先端部が肉厚とされた形態である
   圧力センサの製造方法。

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