JP2016218039A - 圧力センサの製造方法、および圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子に対して付与される予荷重の精度を向上させる技術を提供する。
【解決手段】一端側に蓋状に支持板が形成された筒状の筐体と、ダイアフラムと、ダイアフラムが受けた圧力に対応する電気信号を出力する圧電素子と、圧力を圧電素子に伝達する、棒状の伝達部と、を備える圧力センサの製造方法は、筐体の内部に、圧電素子を収容する収容工程と、伝達部によって圧電素子を支持板に押しつけて圧電素子に筐体の軸線方向の所定の予荷重を付与した状態で、伝達部をダイアフラムを介して筐体に固定する伝達部固定工程と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧力センサに関するものである。

従来、圧力センサとして、筒状の筐体を備え、圧力を受けて変形するダイアフラムを上記筐体の一方の端部に接合し、ダイアフラムが受けた圧力が伝達される圧電素子を筐体内に配置するセンサが知られている。このような圧力センサにおいて、ダイアフラム側を先端側、筐体の軸線(中心軸)方向の反対側を後端側とした場合に、従来、圧電素子への予荷重の付与を、筐体内側面に設けられたねじ山に螺合するねじによって圧電素子の後端側から行うものがあった（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開平６−２０７８７５号公報 実開平６−４３５３８号公報 実開平６−４３５３９号公報

しかしながら、上記のように、ねじによって圧電素子に予荷重を付与する場合には、ねじ山の工作精度のばらつき等により、精度よく圧電素子に予荷重を付与できない場合があった。そこで、圧電素子に対して付与される予荷重の精度を向上させる技術が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、一端側に蓋状に支持板が形成された筒状の筐体と、前記筐体の他端側に設けられるダイアフラムと、前記ダイアフラムが受けた圧力に対応する電気信号を出力する圧電素子と、前記圧力を前記圧電素子に伝達する棒状の伝達部と、を備える圧力センサの製造方法が提供される。この圧力センサの製造方法は、前記筐体の内部に前記圧電素子を収容する収容工程と、前記伝達部によって前記圧電素子を前記支持板に押しつけて、前記圧電素子に前記筐体の軸線方向の所定の予荷重を付与した状態で、前記伝達部を前記ダイアフラムを介して前記筐体に固定する伝達部固定工程と、を備える。

この形態の圧力センサの製造方法によれば、筐体の他端側から一端側に向かう方向に伝達部を押し、伝達部によって圧電素子を筐体の一端側に形成された支持板に押しつけて、圧電素子に予荷重を付与し、圧電素子に所望の予荷重が付与された状態で、伝達部が筐体に固定されるため、精度よく、圧電素子に予荷重を付与することができる。

（２）上記形態の圧力センサの製造方法であって、前記ダイアフラムは孔部を備え、前記伝達部固定工程において、前記ダイアフラムを前記筐体に固定した後に、前記ダイアフラムの前記孔部に挿通されている前記伝達部により前記圧電素子に前記所定の予荷重を付与した状態で、前記伝達部を前記ダイアフラムに固定してもよい。ダイアフラムが孔部を備えるため、このようにしても、ダイアフラムが変形してない状態で圧電素子に予荷重を付与することができ、精度よく、圧電素子に予荷重を付与することができる。

（３）上記形態の圧力センサの製造方法であって、前記伝達部固定工程において、前記ダイアフラムに固定された前記伝達部により前記圧電素子に前記所定の予荷重を付与した状態で、前記ダイアフラムを前記筐体に固定してもよい。このようにすると、ダイアフラムが孔部を備える構成、ダイアフラムが孔部備えない構成の両方において、ダイアフラムが変形してない状態で圧電素子に予荷重を付与することができ、精度よく、圧電素子に予荷重を付与することができる。

（４）上記形態の圧力センサの製造方法であって、前記圧力センサにおいて、前記ダイアフラムは、前記孔部の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体の外側に突出した環状の第１の突出部を備え、前記伝達部固定工程において、レーザ溶接により前記伝達部を前記ダイアフラムの前記第１の突出部に固定し、前記レーザ溶接におけるレーザの第１入射角θ１を、前記軸線と直交する直交線に対して、−６０°≦θ１≦６０°としてもよい。このようにすると、圧力センサの感度ばらつきを、抑制することができる。

（５）上記形態の圧力センサの製造方法であって、前記レーザの第１入射角θ１は０度でもよい。このようにすると、さらに、圧力センサの感度ばらつきを抑制することができる。

（６）上記形態の圧力センサの製造方法であって、前記圧力センサにおいて、前記ダイアフラムは、自身の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体の内側に突出した環状の第２の突出部を備え、前記伝達部固定工程において、レーザ溶接により前記ダイアフラムの前記第２の突出部を前記筐体の側面に固定し、前記レーザ溶接におけるレーザの第２入射角θ２を、前記軸線と直交する直交線に対して、−６０°≦θ２≦６０°としてもよい。このようにすると、圧力センサの感度ばらつきを、抑制することができる。

（７）上記形態の圧力センサの製造方法であって、前記レーザの第２入射角θ２は０度としてもよい。このようにすると、さらに、圧力センサの感度ばらつきを抑制することができる。

（８）上記形態の圧力センサの製造方法であって、前記伝達部固定工程の後に、さらに、前記ダイアフラムより前記筐体の外側に突出している前記伝達部の少なくとも一部を切削する切削工程と、を備えてもよい。このようにすると、伝達部の長さを適切に調節することができる。

（９）本発明の他の形態によれば、圧力センサが提供される。この圧力センサは、一端側に蓋状に支持板が形成された筒状の筐体と、前記筐体の他端に蓋状に固定されたダイアフラムと、前記筐体の内部に収容された圧電素子であって、前記ダイアフラムが受けた圧力に対応する電気信号を出力する圧電素子と、前記ダイアフラムに固定されると共に、前記圧電素子に接して配置され、前記ダイアフラムが受けた前記圧力を前記圧電素子に伝達する棒状の伝達部と、を備え、前記伝達部から前記圧電素子に対して所定の予荷重が付与された状態で、前記伝達部が前記ダイアフラムに固定されている。この形態の圧力センサによれば、圧電素子に精度よく予荷重が付与されているため、圧力の検出精度が向上される。

（１０）上記形態の圧力センサであって、前記ダイアフラムは、孔部を備え、前記伝達部は、前記ダイアフラムの前記孔部に挿通されていてもよい。

（１１）上記形態の圧力センサであって、前記ダイアフラムは、前記孔部の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体の外側に突出した環状の第１の突出部を備え、前記伝達部は、前記ダイアフラムの前記第１の突出部に、前記ダイアフラムを構成する金属と前記伝達部を構成する金属とを含む第１の接合部を介して固定され、前記ダイアフラムの前記軸線を通る切断面において、前記第１の接合部と前記ダイアフラムとの仮想的な境界線であり、前記筐体側の第１の仮想第１境界線と、前記第１の仮想第１境界線に対して前記筐体と反対側にある第２の仮想第１境界線と、からの距離が同じである点の集合である仮想第１平均線と、前記軸線に直行する仮想直行線との第１の交差角度θｃ１は、−６０°≦θｃ１≦６０°でもよい。このようにすると、さらに、圧力の検出精度が向上される。

（１２）上記形態の圧力センサであって、前記第１の交差角度θｃ１は０度でもよい。このようにすると、さらに、圧力の検出精度が向上される。

（１３）上記形態の圧力センサであって、前記ダイアフラムは、自身の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体側に突出した環状の第２の突出部を備え、前記ダイアフラムは、前記第２の突出部において、前記ダイアフラムを構成する金属と前記筐体を構成する金属とを含む第２の接合部を介して、前記筐体の側面に固定されてもよい。このようにしても、圧力の検出精度は向上される。

（１４）上記形態の圧力センサであって、前記ダイアフラムの前記軸線を通る切断面において、前記第２の接合部と前記ダイアフラムとの仮想的な境界線であり、前記筐体側の第１の仮想第２境界線と、前記第１の仮想第２境界線に対して前記筐体と反対側にある第２の仮想第２境界線と、からの距離が同じである点の集合である仮想第２平均線と、前記軸線に直行する仮想直行線との第２の交差角度θｃ２は、−６０°≦θｃ２≦６０°でもよい。このようにすると、さらに、圧力の検出精度が向上される。

（１５）上記形態の圧力センサであって、前記第２の交差角度θｃ２は０度でもよい。このようにすると、さらに、圧力の検出精度が向上される。

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、圧力センサにおける圧電素子への予荷重付与方法、あるいは、圧力センサの伝達部の溶接方法などの形態で実現することが可能である。

第１実施形態の圧力センサの概略構成を示す説明図である。 圧力センサの先端部の構造を拡大して示す断面図である。 素子部を構成する各部材の外観を表わす斜視図である。 ケーブルの構成を示す説明図である。 第１実施形態の圧力センサの製造方法を示す工程図である。 組み付け前の筐体と素子部とダイアフラムと伝達部とを表わす説明図である。 レーザの照射方向を推定する方法を示す説明図である。 レーザ入射角θ１＝０°の例を示す説明図である。 レーザ入射角θ１＝−６０°の例を示す説明図である。 レーザ入射角と圧力センサの感度ばらつきとの関係を示す説明図である。 第１実施形態における筐体の他の例を概略的に示す断面図である。 第２実施形態の圧力センサの先端部を拡大して概略的に示す断面図である。 第２実施形態の圧力センサの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるダイアフラムの他の例を概略的に示す断面図である。 第３実施形態の圧力センサの先端部を拡大して概略的に示す断面図である。 第３実施形態の圧力センサの製造方法を示す工程図である。 変形例のダイアフラムを概略的に示す断面図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．圧力センサの全体構成：
図１は、本発明の第１実施形態としての圧力センサ１０の概略構成を示す説明図である。本実施形態の圧力センサ１０は、シリンダヘッドに取り付けられて、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するために用いられる。圧力センサ１０は、主な構成要素として、筒状の金具２０と、筐体３０と、ダイアフラム４０と、素子部５０と、ケーブル６０と、伝達部８０と、を備える。なお、本明細書では、圧力センサ１０において、ダイアフラム４０側を「先端側」と呼び、圧力センサ１０の軸線（中心軸）ＯＬ方向の反対側を「後端側」と呼ぶ。

図１では、圧力センサ１０の先端側の一部について軸線ＯＬから紙面右側に外観構成を、紙面左側に断面構成を図示している。本実施形態では、圧力センサ１０の軸線ＯＬは、金具２０、筐体３０、ダイアフラム４０、伝達部８０、および素子部５０の各部材における軸線でもある。

金具２０は、軸線ＯＬに垂直な断面(以下、横断面とも呼ぶ）が円環状であって軸線ＯＬ方向に延びる筒形状を有している。金具２０には、軸線ＯＬを中心とする貫通孔である軸孔２１が形成されている。また、金具２０の後端側外周面には、ねじ部２２および工具係合部２４が設けられている。ねじ部２２は、圧力センサ１０を内燃機関のシリンダヘッドに固定するためのねじ山を備えている。工具係合部２４は、圧力センサ１０の取り付けおよび取り外しに用いられる工具（図示しない）に係り合う外周形状（例えば、横断面が六角形）を有する。本実施形態では、金具２０はステンレス鋼により形成されているが、低炭素鋼など他種の鋼を用いてもよい。

図２は、圧力センサ１０の先端部、具体的には図１に領域Ｘとして示す部位を拡大して示す断面図である。筐体３０は、金具２０の先端側に接合されている。筐体３０は、後端側の一端に、蓋状に支持板３２が形成されると共に、軸線ＯＬを中心とする筐体軸孔３１が形成された、略有底円筒状を成す。支持板３２には、軸線ＯＬを中心とする、筐体軸孔３１の径（筐体３０の内径）より小さい径の貫通孔３６が形成されている。筐体３０の外周には、先端側から後端側に向かって拡径する拡径部３４が形成されている。圧力センサを内燃機関に取り付ける際には、上記拡径部３４において、圧力センサ１０が内燃機関のシリンダヘッドに気密に接する。本実施形態では、筐体３０は金具２０と同様に、ステンレス鋼により形成されているが、低炭素鋼など他種の鋼を用いてもよい。本実施形態における筐体３０の「後端側」が、請求項における筐体の「一端側」に相当する。

ダイアフラム４０は、孔部４１を備える略円環形の薄膜状のダイアフラム本体４２と、孔部４１の周縁に、軸線ＯＬに平行に先端側（筐体３０の外側）に突出して円環状に形成された第１の突出部４４と、を備える。ダイアフラム本体４２の外径は、筐体３０の先端面３７の外径と略一致（若干小さい）している。ダイアフラム４０は、ダイアフラム本体４２が筐体３０の先端面３７に接触して、軸孔３１を塞ぐように配置され、レーザ溶接により筐体３０に接合されている。ダイアフラム４０は、圧力センサ１０の最先端で内燃機関の燃焼室内に露出して受圧面を構成し、燃焼室内の圧力に応じて変形する。ダイアフラム４０のダイアフラム本体４２を薄くするほど、ダイアフラム本体４２が変形し易くなるため、圧力センサ１０の感度を高めることができる。

伝達部８０は、ダイアフラム４０の孔部４１の径と略同一の径の略円柱状（棒状）の伝達部本体８２と、伝達部本体８２より小径の略円柱状の突起部８４と、を備える。伝達部８０は、ダイアフラム４０の孔部４１に挿通され、後に詳述するように、ダイアフラム４０を介して筐体３０に固定される。この固定された状態において、伝達部８０の突起部８４は、第２パッキン５４の孔部５ｈに嵌合しており、伝達部８０から圧電素子５１に対して所定の予荷重が付与された状態になっている。すなわち、伝達部８０は、ダイアフラム４０に固定されると共に、第１パッキン５２を介して圧電素子５１と接している。伝達部８０は、ダイアフラム４０の変形と共に変位して、ダイアフラム４０が受けた圧力による荷重を後端側の素子部５０に伝達する。伝達部８０を太くするほど、ダイアフラム４０が受けた圧力を後端側に伝達し易くなるため、圧力センサ１０の感度を高めることができる。本実施形態では、ダイアフラム４０および伝達部８０をステンレス鋼により形成しているが、異なる金属により形成してもよい。

素子部５０は、圧電素子５１、電極板５３、および絶縁板５５が各１個ずつと、第１パッキン５２および第２パッキン５４が各２個ずつとによって構成されている。図２に示すように、素子部５０では、先端側から後端側に向かって、第２パッキン５４、第１パッキン５２、圧電素子５１、第１パッキン５２、電極板５３、第２パッキン５４、および絶縁板５５の順に積層されている。素子部５０は、ダイアフラム４０が受圧した圧力に対応する電荷を出力する。素子部５０を構成する各部材については、後に詳述する。

ケーブル６０は、金具２０の軸孔２１内に配置され、電極板５３の端子部５６に接続されている。ケーブル６０は、圧電素子５１の電荷に基づいて内燃機関の燃焼圧を検出するための集積回路（不図示）に対して、圧電素子５１の電荷を伝える。なお、図２では、ケーブル６０については、断面ではなく外観の様子が示されている。ケーブル６０については、後に詳述する。

図３は、素子部５０を構成する各部材の外観を表わす斜視図である。図３（Ａ）に示すように、圧電素子５１および第１パッキン５２は、円盤状の板状部材である。圧電素子５１は、伝達部８０から伝達された荷重を電荷に変換して、ダイアフラム４０の変形量に応じた信号（電圧信号）を出力する。圧電素子５１は、本実施形態では水晶により形成されているが、他種の材料から成る素子を用いてもよい。第１パッキン５２は、圧電素子５１で生じた電荷を伝達する。

図３（Ｂ）に示すように、第２パッキン５４および絶縁板５５は、円環状の板状部材である。絶縁板５５は、電極板５３と支持板３２との間を絶縁する。本実施形態では絶縁板５５はアルミナにより形成しているが、他種の絶縁性材料により形成してもよい。２個の第２パッキン５４は、圧電素子５１に掛かる荷重を均等にするために、圧電素子５１の後端側と先端側とに配置されている（図２）。第１パッキン５２および第２パッキン５４は、本実施形態ではステンレス鋼により形成されているが、他種の金属により形成されてもよい。

図３（Ｃ）に示すように、電極板５３は略円盤状の板状部材である円盤部５７と、円盤部５７の略円形の面から垂直方向に延びる端子部５６と、を備える。電極板５３は、円盤部５７と端子部５６とを合わせた形状をステンレス鋼の平板から打ち抜いた後に、端子部５６となる部分を折り曲げることにより作製することができる。電極板５３は、本実施形態ではステンレス鋼により形成されているが、他種の金属により形成されてもよい。

図２に示すように、筐体３０の筐体軸孔３１内において、電極板５３は、円盤部５７が第１パッキン５２と面接触すると共に、端子部５６が後端側に延びるように配置される。このとき、端子部５６は、電極板５３よりも後端側に配置された第２パッキン５４と接触しないように、第２パッキン５４および絶縁板５５の中央部の穴を貫通する。また、端子部５６は、支持板３２の軸孔３６の内壁面から離間した状態で、軸孔３６内を貫通する。さらに、筐体３０の軸孔３１内において、素子部５０を構成する各部材は、筐体３０の内壁面から離間するように配置される。これにより、圧電素子５１の後端側の面の電荷は、短絡することなく電極板５３の端子部５６によって後端側へと伝えられる。

図４は、ケーブル６０の構成を示す説明図である。本実施形態では、ケーブル６０として、多層構造を有するいわゆるシールド線を用いてノイズを低減している。図４（Ａ）では、ケーブル６０の中心軸Ａｘから紙面右側に外観構成を図示し、中心軸Ａｘから紙面左側に断面構成を図示している。また、図４（Ｂ）では、図４（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面の様子を示している。ケーブル６０は、中央部に複数の導線を備える内部導体６５が配置されると共に、内部導体６５の径方向外側を絶縁体６４が囲み、絶縁体６４の外周面に導電コーティング６３が設けられ、さらに径方向外側には網シールドである外部導体６２が設けられ、外表面はジャケット６１によって被覆されている。

図４(Ａ)に示すように、ケーブル６０の先端部では、ジャケット６１に覆われた部分から先端側に向かって、ジャケット６１に覆われない外部導体６２が露出している。また、外部導体６２が露出する部分から先端側に向かって、外部導体６２に覆われない絶縁体６４が露出している。さらに、絶縁体６４が露出する部分から先端側に向かって、絶縁体６４に覆われない内部導体６５が露出している。

図２に示すように、ケーブル６０の先端部で露出する内部導体６５は、細径導線７４および平板導線７５を介して端子部５６に接続されている。具体的には、内部導体６５の先端には、平板導線７５が溶接されており、平板導線７５の先端には、コイル状に巻回された細径導線７４の後端が溶接されており、細径導線７４の先端は、端子部５６の後端部に溶接されている。ここで平板導線７５は、内部導体６５よりも狭く、細径導線７４よりも広い幅を有している。そして、平板導線７５は、内部導体６５よりも小さく、細径導線７４よりも大きい体積を有している。これにより、圧電素子５１の電荷を、端子部５６を介して内部導体６５に伝達可能になっている。

なお、端子部５６の先端から、端子部５６と細径導線７４とを接続する溶接部よりも後端側の位置まで、端子部５６の全体、および、細径導線７４の先端部を含む範囲が、熱収縮チューブによって覆われていてもよい。このようにすると、端子部５６と支持板３２との間の電気的な絶縁の信頼性が高められる。この場合、圧力センサ１０を製造する際には、上記した端子部５６を有する電極板５３と細径導線７４との溶接による一体化と、熱収縮チューブによる被覆とを、全体の組み立てに先立って行なえばよい。

また、ケーブル６０では、外部導体６２の先端からさらに先端側に延びるように、外部導体６２から連続して形成された撚り線から成る接地導線７６が設けられている。接地導線７６の先端部は、金具２０の内周面に溶接されている。これにより、外部導体６２は、接地導線７６、金具２０、筐体３０、および内燃機関のシリンダヘッドを通じて接地される。

Ａ−２．圧力センサの製造方法：
図５は、第１実施形態の圧力センサ１０の製造方法を示す工程図である。図６は、組み付け前の筐体３０と、素子部５０と、ダイアフラム４０と、伝達部８０と、を表わす説明図である。

図５に示すように、まず、素子部５０の準備工程Ｓ１２では、電極板５３の端子部５６を折り曲げ、ケーブル６０を溶接し（ステップＳ１２２）、素子部５０の各構成部材（圧電素子５１、電極板５３、および絶縁板５５が各１個ずつと、第１パッキン５２および第２パッキン５４が各２個ずつ）を積層し、熱収縮チューブで固定する（ステップＳ１２４）。次に、筐体３０（図６）内に、ステップＳ１２４で固定された素子部５０（図６）を挿入し（ステップＳ１４）、伝達部固定工程Ｓ１６を実施する。

伝達部固定工程Ｓ１６では、ダイアフラム４０（図６）の外周と筐体３０とを溶接して、ダイアフラム４０を筐体３０に固定する（ステップＳ１６２）。その後、伝達部８０（図６）をダイアフラム４０の孔部４１に挿入し（ステップＳ１６４）、筐体３０の先端側から所定の荷重で伝達部８０を押圧し、圧電素子５１を支持板３２に押しつけて、圧電素子５１に所定の予荷重を付与する（ステップＳ１６６）。ここで、圧電素子５１に付与される予荷重は、圧電素子５１が発生する電荷に基づいて調整される。圧電素子５１に所定の予荷重が付与された状態で、ダイアフラム４０の第１の突出部４４と伝達部８０とを溶接する（ステップＳ１６８）。この伝達部固定工程Ｓ１６によって、伝達部８０がダイアフラム４０を介して筐体３０に固定され、圧電素子５１に所定の予荷重が付与された状態が保持される。

その後、金具２０と筐体３０とを溶接し（ステップＳ１８）、ケーブル６０の接地導線７６を金具２０に溶接する（ステップＳ２０）。そして、金具２０の内部に溶融ゴムを充填してゴム層（不図示）を形成する（ステップＳ２２）。金具２０の内部にゴム層を形成することにより、圧力センサ１０内の防水性が向上されるとともに、防振性が向上される。なお、溶融ゴムに代えて溶融樹脂を金具２０の内部に充填してもよい。最後に、伝達部８０の先端を所定の長さ（図２）になるように切削する（ステップＳ２４）と、圧力センサ１０が完成する。圧力センサ１０の完成品において、圧電素子５１には予荷重が付与されているため、圧電素子５１の厚さは、組み付け前の厚さより薄い。

本実施形態では、伝達部８０として、その長さが完成品における長さより長いものを用意し、上述の切削工程（ステップＳ２４）において、ダイアフラム４０から突出する伝達部８０の長さが、所定の長さになるように切削している。圧力センサ１０の先端側から伝達部８０によって圧電素子５１に予荷重を付与する場合、素子部５０を構成する各部材の寸法ばらつき等により、ダイアフラム４０から突出する伝達部８０の長さが異なる場合がある。本実施形態の圧力センサ１０の製造方法では、切削工程（ステップＳ２４）を備えることにより、ダイアフラム４０から突出する伝達部８０の長さのばらつきを抑制することができる。なお、他の実施形態では、上述のステップＳ２２およびステップＳ２４の少なくともいずれか一方を省略してもよい。

本実施形態の圧力センサ１０の製造方法によれば、筐体３０の先端側から伝達部８０によって圧電素子５１に予加重を付与して、伝達部８０をダイアフラム４０を介して筐体３０に固定することにより、付与された予荷重を保持している。そのため、筐体３０の後端側からねじによって圧電素子５１に予荷重を付与する場合に比較して、精度よく予荷重を付与することができる。また、筐体３０の後端側には、剛性のある支持板３２が形成されているため、伝達部８０によって圧電素子５１を支持板３２に押しつけて圧電素子５１に予荷重を付与する際に、支持板３２が伝達部８０からの荷重によって変形せず、精度よく圧電素子に予荷重を付与することができる。

上述の金具２０と筐体３０、筐体３０とダイアフラム４０、およびダイアフラム４０と伝達部８０とは、レーザ溶接によって接合されている。レーザ溶接に用いるレーザ光としては、ＹＡＧレーザあるいは炭酸ガスレーザを用いることができ、筐体３０に対して所望の角度でレーザ照射ができればよい。

Ａ−３．ダイアフラムと伝達部とのレーザ溶接：
本実施形態では、ダイアフラム４０と伝達部８０との溶接は、第１の突出部４４の全周に亘ってレーザを照射することにより行なっており、レーザによってダイアフラム４０と伝達部８０とが溶け合って形成された接合部は円環状に形成されている。同様に、ダイアフラム４０と筐体３０との溶接は、ダイアフラム本体４２の全周に亘ってレーザを照射することにより行なっており、接合部は円環状に形成されている。その結果、筐体３０内の気密性が確保されている。レーザ溶接を行なう際の発振方式は、断続的にレーザ光を照射するパルスレーザと、連続的にレーザ光を照射するＣＷレーザとのいずれであってもよく、接合部が円環状に連続して形成されて、筐体３０内の気密性が確保されていればよい。以下、ダイアフラム４０と伝達部８０との接合部を例に挙げて、レーザの照射方向について説明する。

図７は、レーザの照射方向を推定する方法を示す説明図である。図７では、圧力センサ１０の軸線ＯＬを通る断面の内、接合部９０付近を拡大して示している。以下の説明において、図７に示す接合部９０とダイアフラム４０との境界のうち、後端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ１，先端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ２とし、境界線Ｌ１からの距離と境界線Ｌ２からの距離とが同じである点の集合である仮想直線を平均線Ｌａとし、軸線ＯＬに直交する仮想直交線を直交線Ｌｖとする。図７において、上述の平均線Ｌａと直交線Ｌｖとがなす角度θｃ１が、レーザの照射方向(入射角θ１)と略一致すると考えられる。そのため、接合部９０の平均線Ｌａと直交線Ｌｖとがなす角度θｃ１がレーザの入射角θ１と推定できる。本実施形態において、レーザの入射角θ１は、−６０°≦θ１≦６０°が好ましい。この数値の根拠については、後述する。なお、本明細書では、図７において、直交線Ｌｖを基準に時計回りをプラスの角度、反時計回りをマイナスの角度で表している。図７には、レーザ入射角θ１＝６０°の例を図示している。レーザ入射角θ１がプラスの場合には、接合部９０の断面形状は、後端側に凸の形状となる。本実施形態における「境界線Ｌ１」が請求項における「第１の仮想第１境界線」に相当し、「境界線Ｌ２」が請求項における「第２の仮想第１境界線」に相当し、「平均線Ｌａ」が請求項における「仮想第１平均線」に相当し、「直行線Ｌｖ」が請求項における「仮想直行線」に相当し、「角度θｃ１」が請求項における「第１の交差角度θｃ１」に相当する。

図８は、レーザ入射角θ１＝０°の例を示す説明図、図９は、レーザ入射角θ１＝−６０°の例を示す説明図である。図８に示すように、レーザ入射角θ１＝０°の場合は、平均線Ｌａが、直交線Ｌｖと一致し、平均線Ｌａと直交線Ｌｖとがなす角度θｃ１が０°となる。このとき、レーザ照射方向は、軸線ＯＬに垂直な方向である。図９に示すように、レーザ入射角θ１がマイナスの場合には、接合部９０の断面形状は、先端側に凸の形状となる。

ダイアフラム４０と伝達部８０とのレーザ溶接時のレーザ入射角θ１と圧力センサ１０の感度ばらつきとの関係を調べるために、以下の試験を行った。
＜サンプル＞
レーザ入射角θ１を、０°，１０°，２０°，３０°，４０°，５０°，６０°，７０°，８０°とした、９種類（サンプル１〜９）の圧力センサ１０を、各種類（各サンプル）ごとに１０本ずつ用意した。
＜試験方法＞
常温（２５℃）において、加圧チャンバ−内にサンプルを取付け、２ＭＰａの加圧と除圧（０ＭＰａ）を１０回繰り返し、加圧時の出力電圧に基づいて、感度ばらつきを調べた。感度ばらつきは、下記式（１）によって算出した。
感度ばらつき（％）＝（出力電圧最大値−出力電圧最小値）／出力電圧平均値×１００ … （式１）
上記（式１）において、出力電圧最大値，出力電圧最小値，および出力電圧平均値は、１０回の加圧時の出力電圧の平均値を用いている。

図１０は、レーザ溶接におけるレーザ入射角と圧力センサ１０の感度ばらつきとの関係を示す説明図である。本実施形態の圧力センサ１０を使用する場合、通常、感度ばらつきを２０％以内に収めることを目標としている。このようにすると、圧電素子５１の電荷に基づいて内燃機関の燃焼圧を検出するための集積回路（不図示）における補正と合わせて、検出誤差を±５％以内に抑えることができるからである。図１０に示すように、感度ばらつきを、２０％以内に収めるには、レーザ入射角θ１を０°≦θ１≦６０°の範囲に設定すればよいことがわかる。なお、同様に、レーザ入射角θ１を−６０°〜０°の範囲で、１０°刻みで変更したサンプルを用意し、上記と同様の試験を行った結果、レーザ入射角θ１＝０°の軸を基準に図１０の左右を反転したような結果となった。以上から、レーザ入射角θ１を、−６０°≦θ１≦６０°とすれば、圧力センサ１０の感度ばらつきを２０％以内に収めることができるため、好ましいと言える。さらに、レーザ入射角θ１＝０°とすると、感度ばらつきを１０％以内に収めることができるため、より好ましいと言える。

なお、本実施形態では、ダイアフラム４０と筐体３０とを溶接する際のレーザ入射角は、約０°（レーザ照射方向が、ダイアフラム４０のダイアフラム本体４２の先端側の面と直交する。換言すると、レーザ照射方向が軸線ＯＬと平行である。）である（図７）。

・他の例１：
図１１は、第１実施形態における筐体の他の例を概略的に示す断面図である。図１１では、圧力センサ１０Ａの先端側の一部を拡大して図示している。この例の筐体３０Ａは、先端に、ダイアフラム４０のダイアフラム本体４２の外径と略同一の径の凹部３８を備える。この例では、ダイアフラム本体４２を、筐体３０Ａの凹部３８に嵌合させてダイアフラム４０を筐体３０Ａに接合している。このようにしても、上記の圧力センサの製造方法により圧力センサ１０Ａを製造することができ、圧電素子５１に精度よく予荷重を付与することができる。

Ｂ．第２実施形態：
図１２は、本発明の第２実施形態としての圧力センサ１０Ｂの先端部を拡大して概略的に示す断面図である。図１３は、第２実施形態の圧力センサ１０Ｂの製造方法を示す工程図である。第２実施形態の圧力センサ１０Ｂは、第１実施形態の圧力センサ１０と、製造方法が異なると共に、筐体の先端側の形状およびダイアフラムの形状が異なる。第１実施形態と同一の工程，および構成には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１２に示すように、筐体３０Ｂは、先端側に薄肉状に形成された薄肉部３９を備える。ダイアフラム４０Ｂは、ダイアフラム本体４２の外周に、軸線ＯＬ方向に平行に筐体３０Ｂの内側に突出した環状の第２の突出部４５を備える。換言すると、第２の突出部４５は、ダイアフラム本体４２から後端側に向かって突出して形成されている。第２実施形態では、ダイアフラム４０のダイアフラム本体４２の外径が、筐体３０Ｂの内径と略一致し、ダイアフラム４０の第２の突出部４５が、筐体３０Ｂの内側面に接触する。後述するように、ダイアフラム４０の第２の突出部４５が筐体３０Ｂの内側面にレーザ溶接によって接合されることにより、ダイアフラム４０が筐体３０Ｂに固定される。

本実施形態において、ダイアフラム４０Ｂの第２の突出部４５と、筐体３０Ｂとをレーザ溶接する際のレーザ入射角θ２は、−６０°≦θ２≦６０°とするのが好ましい。このようにすると、第１実施形態における接合部９０の場合と同様に、圧力センサ１０Ｂの感度ばらつきを抑制することができる。なお、レーザ入射角θ２は、第１実施形態において説明したのと同様の方法により推定することができる。以下の説明において、図１２に示す接合部９２Ｂとダイアフラム４０Ｂとの境界のうち、後端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ１，先端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ２とし、境界線Ｌ１からの距離と境界線Ｌ２からの距離とが同じである点の集合である仮想直線を平均線Ｌａとし、軸線ＯＬに直交する仮想直交線を直交線Ｌｖとする。図１２において、上述の平均線Ｌａと、直交線Ｌｖとがなす角度θｃ２を、レーザ入射角θ２と推定できる。図１２では、レーザ入射角θ２＝０°の例を示している。本実施形態における「境界線Ｌ１」が請求項における「第１の仮想第２境界線」に相当し、「境界線Ｌ２」が請求項における「第２の仮想第２境界線」に相当し、「平均線Ｌａ」が請求項における「仮想第２平均線」に相当し、「直行線Ｌｖ」が請求項における「仮想直行線」に相当し、「角度θｃ２」が請求項における「第２の交差角度θｃ２」に相当する。

図１３に示すように、第２実施形態の圧力センサ１０Ｂの製造方法では、伝達部固定工程（図１３のステップＳ１６Ａ）における各工程（ステップＳ１６２〜１６８）の順序が第１実施形態と異なるものの、その他の工程は、上述の第１実施形態と同様である。伝達部固定工程Ｓ１６Ａでは、まず、伝達部８０をダイアフラム４０Ｂの孔部４１に挿入し（ステップＳ１６４）、ダイアフラム４０Ｂの第１の突出部４４と伝達部８０とを溶接して、伝達部８０をダイアフラム４０Ｂに固定する（ステップＳ１６８）。伝達部８０がダイアフラム４０に固定され、一体となった状態で、筐体３０Ｂの先端側から所定の荷重で伝達部８０を押圧し、圧電素子５１を支持板３２に押しつけて、圧電素子５１に所定の予荷重を付与する（ステップＳ１６６）。なお、第１実施形態と同様に、圧電素子５１に付与される予加重は、圧電素子５１が発生する電荷に基づいて調整される。圧電素子５１に所定の予荷重が付与された状態で、ダイアフラム４０Ｂの第２の突出部４５と筐体３０とを溶接して、ダイアフラム４０Ｂを筐体３０Ｂに固定する（ステップＳ１６２）。

第１実施形態では、まず、ダイアフラム４０と筐体３０とが固定され、その後に伝達部８０によって圧電素子５１に予荷重が付与されて伝達部８０とダイアフラム４０とが固定されたが、第２実施形態では、まず、ダイアフラム４０と伝達部８０とが固定され、その後に伝達部８０によって圧電素子５１に予荷重が付与されてダイアフラム４０と筐体３０Ｂが固定される。すなわち、第１実施形態と第２実施形態とでは、伝達部８０によって圧電素子５１に予荷重が付与された状態で、伝達部８０をダイアフラム４０を介して筐体３０に固定する際（伝達部固定工程）の各工程の順序が異なる。第２実施形態の圧力センサ１０Ｂの製造方法によっても、第１実施形態と同様に、精度よく圧電素子５１に予荷重を付与することができる。

例えば、第１実施形態の筐体３０およびダイアフラム４０（図２）の形状の場合には、伝達部８０とダイアフラム４０とが固定された状態で、伝達部８０によって圧電素子５１に予荷重を付与するために、伝達部８０を圧力センサ１０の後端側に向かって移動させると、ダイアフラム本体４２が、筐体３０の先端に当接するため、ダイアフラム本体４２が変形しない状態で、圧電素子５１に対して所定の予荷重を付与できない可能性がある。これに対し、本実施形態の圧力センサ１０Ｂでは、ダイアフラム４０Ｂのダイアフラム本体４２の外径が筐体３０Ｂの内径と略一致するため、ダイアフラム４０を、筐体３０Ｂ内（筐体軸孔３１）に嵌挿可能である。そのため、伝達部８０とダイアフラム４０Ｂとが固定された状態で、伝達部８０によって圧電素子５１に予荷重を付与する場合に、ダイアフラム４０Ｂが筐体３０Ｂ内を軸線ＯＬ方向に変位することができ、所定の予荷重を圧電素子５１に付与することができる。

また、筐体３０Ｂは、先端側に薄肉状の薄肉部３９を備え、ダイアフラム４０Ｂの第２の突出部４５と薄肉部３９とをレーザ溶接により接合することにより、筐体３０Ｂとダイアフラム４０とを固定している。そのため、薄肉部３９を備えない場合（例えば、第１実施形態の筐体３０，３０Ａ）と比較して、レーザ溶接により容易に筐体３０Ｂとダイアフラム４０Ｂとを接合することができる。

図１３に示した例では、伝達部固定工程（ステップＳ１６Ａ）において、伝達部８０をダイアフラム４０Ｂに挿通し（ステップＳ１６４）、伝達部８０をダイアフラム４０Ｂに固定している（ステップＳ１６８）が、ステップＳ１６４およびステップＳ１６８は、伝達部固定工程より前に実施してもよい。例えば、準備工程（ステップＳ１２）より前に実施してもよい。また、予め伝達部８０がダイアフラム４０Ｂに挿通されて固定されたものを用意して、ダイアフラム４０Ｂに固定された伝達部８０を用いて、ステップＳ１６６を実施してもよい。

・他の例２：
図１４は、第２実施形態におけるダイアフラムの他の例を概略的に示す断面図である。この例のダイアフラム４０Ｃは、ダイアフラム本体４２Ｃの外径が筐体３０Ｂの内径より大きく、第２の突出部４５Ｃの内径が筐体３０Ｂの薄肉部３９の外径と略一致する。そのため、ダイアフラム４０Ｃは、筐体３０Ｂの先端側に軸孔３１を塞ぐように配置される。このようにしても、図１２の例と同様に、伝達部８０とダイアフラム４０Ｃとが固定された状態で、伝達部８０によって圧電素子５１に予荷重を付与する場合に、ダイアフラム４０Ｃが筐体３０Ｂ内を軸線ＯＬ方向に変位することができ、所定の予荷重を圧電素子５１に付与することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図１５は、本発明の第３実施形態としての圧力センサ１０Ｄの先端部を拡大して概略的に示す断面図である。図１６は、第３実施形態の圧力センサ１０Ｄの製造方法を示す工程図である。第３実施形態の圧力センサ１０Ｄは、ダイアフラム４０Ｄが孔部を備えない点が、第１，２実施形態の圧力センサと異なる。すなわち、第１，２実施形態のダイアフラム４０，４０Ｂ，および４０Ｃは、そのダイアフラム本体４２，４２Ｃは、略円環状であるのに対し、第３実施形態のダイアフラム４０Ｄのダイアフラム本体４２Ｄは、孔部を備えない略円盤状である。第３実施形態の圧力センサ１０Ｄにおいて、ダイアフラム４０Ｄが孔部を備えないため、圧力センサ１０Ｄの製造方法は、第１，２実施形態の製造方法と異なる。第３実施形態の圧力センサ１０Ｄの構成および製造方法において、第２実施形態と同一の構成，および工程には、第２実施形態と同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１５に示すように、ダイアフラム４０Ｄは、ダイアフラム本体４２Ｄと、第２の突出部４５とを備える。ダイアフラム本体４２Ｄは、外径が筐体３０Ｂの内径と略一致する、孔部を備えない略円盤形の薄膜状を成す。ダイアフラム本体４２Ｄは孔部を備えないため、伝達部８０は、一端の端面がダイアフラム本体４２の後端側（紙面上側）の面に接した状態で、レーザ溶接により接合されている。すなわち、伝達部８０は、ダイアフラム４０Ｄを構成する金属と伝達部８０を構成する金属とを含む接合部９０Ｄを介してダイアフラム４０Ｄに固定されている。接合部９０Ｄは、第１，２実施形態と同様に円環状に形成されている。また、ダイアフラム本体４２Ｄの外径筐体３０Ｂの内径と略一致する。

図１６に示すように、第３実施形態の圧力センサ１０Ｄの製造方法では、伝達部固定工程（図１６のステップＳ１６Ｄ）において、第２実施形態におけるステップＳ１６４およびステップＳ１６８に換えて、ステップＳ１６５が実施される。また、第２実施形態におけるステップＳ２４を備えない。その他の工程は、第２実施形態と同様である。伝達部固定工程Ｓ１６Ｄでは、まず、ダイアフラム４０Ｄと伝達部８０とが接合されたダイアフラム伝達部接合体４８（図１５）を用意する（ステップＳ１６５）。ステップＳ１６５では、伝達部８０をダイアフラム４０Ｄにレーザ溶接により接合して、ダイアフラム伝達部接合体４８を作製してもよいし、予め、伝達部８０とダイアフラム４０Ｄとが接合されたダイアフラム伝達部接合体４８を用意してもよい。筐体３０Ｂの先端側から所定の荷重でダイアフラム伝達部接合体４８を押圧し、伝達部８０によって圧電素子５１を支持板３２に押しつけて、圧電素子５１に所定の予荷重を付与する（ステップＳ１６６）。なお、第２実施形態と同様に、圧電素子５１に付与される予加重は、圧電素子５１が発生する電荷に基づいて調整される。圧電素子５１に所定の予荷重が付与された状態で、ダイアフラム４０Ｄの第２の突出部４５と筐体３０とを溶接して、ダイアフラム４０Ｂを筐体３０Ｂに固定する（ステップＳ１６２）。上述の通り、ダイアフラム４０Ｄは、孔部を備えないため、ダイアフラム伝達部接合体４８において、伝達部８０はダイアフラム４０Ｄより先端側に突出しない。そのため、第２実施形態におけるステップＳ２４（伝達部８０の先端を切削する工程）は不要である。

本実施形態の圧力センサ１０Ｄにおいて、ダイアフラム４０Ｄのダイアフラム本体４２Ｄの外径が筐体３０Ｂの内径と略一致するため、ダイアフラム４０Ｄを、筐体３０Ｂ内（筐体軸孔３１）に嵌挿可能である。そのため、ダイアフラム伝達部接合体４８によって圧電素子５１に予荷重を付与する場合に、ダイアフラム４０Ｄが筐体３０Ｂ内を軸線ＯＬ方向に変位することができ、ダイアフラム４０Ｄが変形しない状態で所定の予荷重を圧電素子５１に付与し、予荷重を付与した状態でダイアフラム４０Ｄを筐体３０Ｂに固定することができる。その結果、第２実施形態と同様に、精度よく圧電素子５１に予荷重を付与することができる。すなわち、孔部を備えないダイアフラム４０Ｄを用いて、圧力センサ１０Ｄの先端側から精度よく圧電素子５１に予荷重を付与することができる。

また、伝達部８０の先端を切削する工程（第２実施形態におけるステップＳ２４）が不要になるため、製造工程が容易になる。

第３実施形態において、図１４に示したダイアフラム４０Ｃと同様に、ダイアフラム本体４２Ｄの外径が筐体３０Ｂの内径より大きく、第２の突出部４５Ｃの内径が筐体３０Ｂの薄肉部３９の外径と略一致するようにダイアフラム４０Ｄを形成してもよい。

Ｄ．変形例：
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。例えば、次のような変形も可能である。

（１）変形例１：
上記各実施形態では、筐体３０とダイアフラム４０との固定、ダイアフラム４０と伝達部８０との固定を、レーザ溶接により行ったが、アーク溶接や電子ビーム溶接など、他の溶接方法を採用しても良い。所望の角度で接合部９０，９２を形成することができればよい。

（２）変形例２：
上記各実施形態では、圧力センサ１０は、その先端部に拡径部３４が形成されて、拡径部３４において内燃機関のシリンダヘッドに気密に接することとしたが、異なる構成としてもよい。圧力センサの先端部には拡径部を設けず、各実施形態の拡径部３４よりも後端側、例えば金具２０において、上記シリンダヘッドと気密に接するための部位を設けてもよい。

（３）変形例３：
上記各実施形態では、圧力センサ１０は、内燃機関の燃焼圧を検出するために用いられていたが、異なる構成としてもよく、例えば、内燃機関以外の機器における空圧計等に適用することが可能である。

（４）変形例４：
上記第１実施形態では、接合部９０を形成する際のレーザ入射角θ１を、−６０°≦θ１≦６０°とし、第２実施形態では、接合部９２を形成する際のレーザ入射角θ２を、−６０°≦θ２≦６０°とする例を示したが、レーザ入射角θ１，θ２はこれに限定されない。但し、−６０°≦θ≦６０°とすると、感度ばらつきを抑えることができるため、好ましい。

（５）変形例５：
筐体３０およびダイアフラム４０の形状は、上記各実施形態に限定されない。例えば、上記各実施形態では、ダイアフラム４０が第１の突出部４４を備える例を示したが、第１の突出部４４を備えなくてもよい。
図１７は、変形例のダイアフラム４０Ｅを概略的に示す断面図である。変形例のダイアフラム４０Ｅは、第１実施形態のダイアフラム４０におけるダイアフラム本体４２のみを備える。このようにダイアフラムが第１の突出部４４を備えない場合には、ダイアフラム本体４２と伝達部８０とを接合すればよい。

また、上記第２実施形態において示した筐体３０Ｂやダイアフラム４０Ｂ，４０Ｃを用いて、第１実施形態の圧力センサの製造方法によって圧力センサを製造してもよい。

５ｈ…孔部
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ…圧力センサ
２０…第１金具
２１…軸孔
２２…ねじ部
２４…工具係合部
３０，３０Ａ，３０Ｂ…筐体
３１…筐体軸孔
３２…支持板
３４…拡径部
３６…軸孔
３７…先端面
３８…凹部
３９…薄肉部
４０，４０Ｂ，４０Ｅ…ダイアフラム
４１…孔部
４２，４２Ｃ，４２Ｄ…ダイアフラム本体
４４…第１の突出部
４５，４５Ｃ…第２の突出部
４８…ダイアフラム伝達部接合体
５０…素子部
５１…圧電素子
５２…第１パッキン
５３…電極板
５４…第２パッキン
５５…絶縁板
５６…端子部
５７…円盤部
６０…ケーブル
６１…ジャケット
６２…外部導体
６３…導電コーティング
６４…絶縁体
６５…内部導体
７２…熱収縮チューブ
７４…細径導線
７５…平板導線
７６…接地導線
８０…伝達部
８２…伝達部本体
８４…突起部
９０，９０Ｄ，９０Ｅ，９２，９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ…接合部

（１１）上記形態の圧力センサであって、前記ダイアフラムは、前記孔部の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体の外側に突出した環状の第１の突出部を備え、前記伝達部は、前記ダイアフラムの前記第１の突出部に、前記ダイアフラムを構成する金属と前記伝達部を構成する金属とを含む第１の接合部を介して固定され、前記ダイアフラムの前記軸線を通る切断面において、前記第１の接合部と前記ダイアフラムとの仮想的な境界線であり、前記筐体側の第１の仮想第１境界線と、前記第１の仮想第１境界線に対して前記筐体と反対側にある第２の仮想第１境界線と、からの距離が同じである点の集合である仮想第１平均線と、前記軸線に直交する仮想直交線との第１の交差角度θｃ１は、−６０°≦θｃ１≦６０°でもよい。このようにすると、さらに、圧力の検出精度が向上される。

（１４）上記形態の圧力センサであって、前記ダイアフラムの前記軸線を通る切断面において、前記第２の接合部と前記ダイアフラムとの仮想的な境界線であり、前記筐体側の第１の仮想第２境界線と、前記第１の仮想第２境界線に対して前記筐体と反対側にある第２の仮想第２境界線と、からの距離が同じである点の集合である仮想第２平均線と、前記軸線に直交する仮想直交線との第２の交差角度θｃ２は、−６０°≦θｃ２≦６０°でもよい。このようにすると、さらに、圧力の検出精度が向上される。

図７は、レーザの照射方向を推定する方法を示す説明図である。図７では、圧力センサ１０の軸線ＯＬを通る断面の内、接合部９０付近を拡大して示している。以下の説明において、図７に示す接合部９０とダイアフラム４０との境界のうち、後端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ１，先端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ２とし、境界線Ｌ１からの距離と境界線Ｌ２からの距離とが同じである点の集合である仮想直線を平均線Ｌａとし、軸線ＯＬに直交する仮想直交線を直交線Ｌｖとする。図７において、上述の平均線Ｌａと直交線Ｌｖとがなす角度θｃ１が、レーザの照射方向(入射角θ１)と略一致すると考えられる。そのため、接合部９０の平均線Ｌａと直交線Ｌｖとがなす角度θｃ１がレーザの入射角θ１と推定できる。本実施形態において、レーザの入射角θ１は、−６０°≦θ１≦６０°が好ましい。この数値の根拠については、後述する。なお、本明細書では、図７において、直交線Ｌｖを基準に時計回りをプラスの角度、反時計回りをマイナスの角度で表している。図７には、レーザ入射角θ１＝６０°の例を図示している。レーザ入射角θ１がプラスの場合には、接合部９０の断面形状は、後端側に凸の形状となる。本実施形態における「境界線Ｌ１」が請求項における「第１の仮想第１境界線」に相当し、「境界線Ｌ２」が請求項における「第２の仮想第１境界線」に相当し、「平均線Ｌａ」が請求項における「仮想第１平均線」に相当し、「直交線Ｌｖ」が請求項における「仮想直交線」に相当し、「角度θｃ１」が請求項における「第１の交差角度θｃ１」に相当する。

本実施形態において、ダイアフラム４０Ｂの第２の突出部４５と、筐体３０Ｂとをレーザ溶接する際のレーザ入射角θ２は、−６０°≦θ２≦６０°とするのが好ましい。このようにすると、第１実施形態における接合部９０の場合と同様に、圧力センサ１０Ｂの感度ばらつきを抑制することができる。なお、レーザ入射角θ２は、第１実施形態において説明したのと同様の方法により推定することができる。以下の説明において、図１２に示す接合部９２Ｂとダイアフラム４０Ｂとの境界のうち、後端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ１，先端側の境界を直線に近似した仮想的な境界線を境界線Ｌ２とし、境界線Ｌ１からの距離と境界線Ｌ２からの距離とが同じである点の集合である仮想直線を平均線Ｌａとし、軸線ＯＬに直交する仮想直交線を直交線Ｌｖとする。図１２において、上述の平均線Ｌａと、直交線Ｌｖとがなす角度θｃ２を、レーザ入射角θ２と推定できる。図１２では、レーザ入射角θ２＝０°の例を示している。本実施形態における「境界線Ｌ１」が請求項における「第１の仮想第２境界線」に相当し、「境界線Ｌ２」が請求項における「第２の仮想第２境界線」に相当し、「平均線Ｌａ」が請求項における「仮想第２平均線」に相当し、「直交線Ｌｖ」が請求項における「仮想直交線」に相当し、「角度θｃ２」が請求項における「第２の交差角度θｃ２」に相当する。

図１３に示すように、第２実施形態の圧力センサ１０Ｂの製造方法では、伝達部固定工程（図１３のステップＳ１６Ａ）における各工程（ステップＳ１６２〜１６８）の順序が第１実施形態と異なるものの、その他の工程は、上述の第１実施形態と同様である。伝達部固定工程Ｓ１６Ａでは、まず、伝達部８０をダイアフラム４０Ｂの孔部４１に挿入し（ステップＳ１６４）、ダイアフラム４０Ｂの第１の突出部４４と伝達部８０とを溶接して、伝達部８０をダイアフラム４０Ｂに固定する（ステップＳ１６８）。伝達部８０がダイアフラム４０Ｂに固定され、一体となった状態で、筐体３０Ｂの先端側から所定の荷重で伝達部８０を押圧し、圧電素子５１を支持板３２に押しつけて、圧電素子５１に所定の予荷重を付与する（ステップＳ１６６）。なお、第１実施形態と同様に、圧電素子５１に付与される予加重は、圧電素子５１が発生する電荷に基づいて調整される。圧電素子５１に所定の予荷重が付与された状態で、ダイアフラム４０Ｂの第２の突出部４５と筐体３０とを溶接して、ダイアフラム４０Ｂを筐体３０Ｂに固定する（ステップＳ１６２）。

Claims (15)

1. 一端側に蓋状に支持板が形成された筒状の筐体と、
   前記筐体の他端側に設けられるダイアフラムと、
   前記ダイアフラムが受けた圧力に対応する電気信号を出力する圧電素子と、
   前記圧力を前記圧電素子に伝達する棒状の伝達部と、
   を備える圧力センサの製造方法であって、
   前記筐体の内部に前記圧電素子を収容する収容工程と、
   前記伝達部によって前記圧電素子を前記支持板に押しつけて、前記圧電素子に前記筐体の軸線方向の所定の予荷重を付与した状態で、前記伝達部を前記ダイアフラムを介して前記筐体に固定する伝達部固定工程と、
   を備える、圧力センサの製造方法。
2. 請求項１に記載の前記圧力センサの製造方法において、
   前記ダイアフラムは孔部を備え、
   前記伝達部固定工程において、
   前記ダイアフラムを前記筐体に固定した後に、前記ダイアフラムの前記孔部に挿通されている前記伝達部により前記圧電素子に前記所定の予荷重を付与した状態で、前記伝達部を前記ダイアフラムに固定する、
   圧力センサの製造方法。
3. 請求項１に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記伝達部固定工程において、
   前記ダイアフラムに固定された前記伝達部により前記圧電素子に前記所定の予荷重を付与した状態で、前記ダイアフラムを前記筐体に固定する、
   圧力センサの製造方法。
4. 請求項２に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記圧力センサにおいて、
   前記ダイアフラムは、前記孔部の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体の外側に突出した環状の第１の突出部を備え、
   前記伝達部固定工程において、
   レーザ溶接により前記伝達部を前記ダイアフラムの前記第１の突出部に固定し、前記レーザ溶接におけるレーザの第１入射角θ１を、前記軸線と直交する直交線に対して、−６０°≦θ１≦６０°とする、圧力センサの製造方法。
5. 請求項４に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記レーザの第１入射角θ１は０度である、圧力センサの製造方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記圧力センサにおいて、
   前記ダイアフラムは、自身の外周に、自身の前記軸線方向に平行に前記筐体の内側に突出した環状の第２の突出部を備え、
   前記伝達部固定工程において、
   レーザ溶接により前記ダイアフラムの前記第２の突出部を前記筐体の側面に固定し、
   前記レーザ溶接におけるレーザの第２入射角θ２を、前記軸線と直交する直交線に対して、−６０°≦θ２≦６０°とする、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、
   前記レーザの第２入射角θ２は０度である、圧力センサの製造方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
   前記伝達部固定工程の後に、さらに、
   前記ダイアフラムより前記筐体の外側に突出している前記伝達部の少なくとも一部を切削する切削工程と、
   を備える、圧力センサの製造方法。
9. 一端側に蓋状に支持板が形成された筒状の筐体と、
   前記筐体の他端に蓋状に固定されたダイアフラムと、
   前記筐体の内部に収容された圧電素子であって、前記ダイアフラムが受けた圧力に対応する電気信号を出力する圧電素子と、
   前記ダイアフラムに固定されると共に、前記圧電素子に接して配置され、前記ダイアフラムが受けた前記圧力を前記圧電素子に伝達する棒状の伝達部と、
   を備え、
   前記伝達部から前記圧電素子に対して所定の予荷重が付与された状態で、前記伝達部が前記ダイアフラムに固定されている、
   圧力センサ。
10. 請求項９に記載の圧力センサであって、
    前記ダイアフラムは、孔部を備え、
    前記伝達部は、前記ダイアフラムの前記孔部に挿通されている、圧力センサ。
11. 請求項１０に記載の圧力センサであって、
    前記ダイアフラムは、
    前記孔部の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体の外側に突出した環状の第１の突出部を備え、
    前記伝達部は、前記ダイアフラムの前記第１の突出部に、前記ダイアフラムを構成する金属と前記伝達部を構成する金属とを含む第１の接合部を介して固定され、
    前記ダイアフラムの前記軸線を通る切断面において、
    前記第１の接合部と前記ダイアフラムとの仮想的な境界線であり、前記筐体側の第１の仮想第１境界線と、前記第１の仮想第１境界線に対して前記筐体と反対側にある第２の仮想第１境界線と、からの距離が同じである点の集合である仮想第１平均線と、前記軸線に直行する仮想直行線との第１の交差角度θｃ１は、−６０°≦θｃ１≦６０°である、圧力センサ。
12. 請求項１１に記載の圧力センサであって、
    前記第１の交差角度θｃ１は０度である、圧力センサ。
13. 請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の圧力センサであって、
    前記ダイアフラムは、自身の外周に、自身の軸線方向に平行に前記筐体側に突出した環状の第２の突出部を備え、
    前記ダイアフラムは、前記第２の突出部において、前記ダイアフラムを構成する金属と前記筐体を構成する金属とを含む第２の接合部を介して、前記筐体の側面に固定される、圧力センサ。
14. 請求項１３に記載の圧力センサであって、
    前記ダイアフラムの前記軸線を通る切断面において、
    前記第２の接合部と前記ダイアフラムとの仮想的な境界線であり、前記筐体側の第１の仮想第２境界線と、前記第１の仮想第２境界線に対して前記筐体と反対側にある第２の仮想第２境界線と、からの距離が同じである点の集合である仮想第２平均線と、前記軸線に直行する仮想直行線との第２の交差角度θｃ２は、−６０°≦θｃ２≦６０°である、圧力センサ。
15. 請求項１４に記載の圧力センサであって、
    前記第２の交差角度θｃ２は０度である、圧力センサ。

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