JP7166194B2 - 圧力検出装置、圧電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、圧力検出装置、圧電モジュール、圧力検出装置付き内燃機関、圧電モジュールの製造方法に関する。

内燃機関等の燃焼室内の圧力を検出する圧力検出装置として、圧電性を有する圧電体を使用したものが提案されている。

特許文献１には、圧電体を備えた圧電素子と、圧電素子の先端側に配置される金属製の先端電極部材と、圧電素子の後端側に配置される金属製の後端電極部材とを備え、これらのうちの圧電素子および後端電極部材を、筒状を呈し且つ絶縁性を有する、液晶ポリマ等からなる絶縁パイプの内側に収容することが記載されている。

また、特許文献２には、金属製のケーシングの内部に、外部からの圧力が伝達されることで燃焼圧検出信号を出力する圧電体（圧電素子）と、圧電体が出力する燃焼圧検出信号を外部に伝達するためのコンタクトプレートとを配置し、これら圧電体およびコンタクトプレートを囲繞する下側熱収縮チューブを設けることで、ケーシングとコンタクトプレートとの間を絶縁するとともに、圧電体を位置決めして固定することが記載されている。

特開２０１８－１６５６７２号公報 登録実用新案第２５２００２９号公報

ここで、圧電素子を、２つの電極部材で挟み込む構成を採用した場合、圧電素子には、２つの電極部材を介して、外部からの圧力が加えられることになる。
このとき、圧電素子において、各電極部材から圧力が加えられる部位と加えられない部位とが存在していると、加えられる圧力のむらに起因して、圧電素子自身に損傷が生じる懸念があった。
本発明は、各電極部材から加えられる圧力のむらに起因する圧電素子の損傷を抑制することを目的とする。

本発明の圧力検出装置は、一端側から他端側に向かう軸方向にかかる圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記一端側に配置され、前記軸方向と交差する径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第１電極部材と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第２電極部材と、筒状を呈するとともに絶縁性および熱収縮性を有し、前記軸方向に沿って並ぶ前記第１電極部材、前記圧電素子および前記第２電極部材を内部に収容するとともに、自身の内周面が当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材の各外周面に接触する熱収縮チューブとを含む圧電モジュールと、前記軸方向に沿った中空部を有することで筒状を呈し、内部には前記圧電モジュールを収容する筐体と、前記筐体の前記一端側に塞ぐように当該筐体に取り付けられ、外部からの圧力を受ける受圧部材とを有している。
このような圧力検出装置において、前記筐体および前記受圧部材はともに導電性を有しており、前記受圧部材と前記第１電極部材とが、電気的に絶縁されていることを特徴とすることができる。
また、筒状を呈するとともに導電性を有し、前記圧電モジュールを内部に収容し且つ当該圧電モジュールにおける前記第１電極部材が電気的に接続される筒状部材と、棒状を呈するとともに導電性を有し、前記筒状部材の内部に収容されるとともに前記圧電モジュールにおける前記第２電極部材が電気的に接続される棒状部材とをさらに有することを特徴とすることができる。
また、前記圧電モジュールでは、前記第１電極部材における前記一端側の端部が、前記熱収縮チューブにおける当該一端側の端部よりも当該一端側に突出していることを特徴とすることができる。
また、前記圧電モジュールは、筒状を呈するとともに絶縁性を有し、前記第２電極部材の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが前記圧電素子よりも大きく設定され、当該第２電極部材とともに前記熱収縮チューブの内部に収容され、当該熱収縮チューブの内周面が自身の外周面に接触する絶縁部材をさらに備え、前記棒状部材の前記一端側は、前記絶縁部材の内部に収容されていることを特徴とすることができる。
また、前記圧電モジュールでは、前記絶縁部材における前記他端側の端部が、前記熱収縮チューブにおける当該他端側の端部よりも当該他端側に突出していることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明の圧力検出装置は、一端側から他端側に向かう軸方向にかかる圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記一端側に配置され、前記軸方向と交差する径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第１電極部材と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第２電極部材と、絶縁性を有し、前記軸方向に沿って並ぶ前記第１電極部材、前記圧電素子および前記第２電極部材の各外周面を前記径方向の中心に向けて押し当てることで、当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材を一体化する押当手段とを含む圧電モジュールと、前記軸方向に沿った中空部を有することで筒状を呈し、内部には前記圧電モジュールを収容する筐体と、前記筐体の前記一端側に塞ぐように当該筐体に取り付けられ、外部からの圧力を受ける受圧部材とを有している。
また、他の観点から捉えると、本発明の圧電モジュールは、一端側から他端側に向かう軸方向にかかる圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記一端側に配置され、前記軸方向と交差する径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第１電極部材と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第２電極部材と、筒状を呈するとともに絶縁性および熱収縮性を有し、前記軸方向に沿って並ぶ前記第１電極部材、前記圧電素子および前記第２電極部材を内部に収容するとともに、自身の内周面が当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材の各外周面に接触する熱収縮チューブとを含んでいる。
このような圧電モジュールにおいて、前記熱収縮チューブは、フッ素樹脂で構成されることを特徴とすることができる。
また、前記圧電素子、前記第１電極部材および前記第２電極部材は、それぞれが円柱状を呈していることを特徴とすることができる。
また、前記熱収縮チューブでは、前記圧電素子の外周面と対峙する部位の内径が、前記第１電極部材と対峙する部位の内径および前記第２電極部材と対峙する部位の内径よりも小さいことを特徴とすることができる。
また、前記熱収縮チューブの内周面が、前記圧電素子の外周面の一周にわたって接触していることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明の圧力検出装置付き内燃機関は、燃焼室と、当該燃焼室を構成する壁面に形成され、一端側となる当該燃焼室内と他端側となる外部とを連通する連通孔とを有する内燃機関と、前記内燃機関における前記連通孔に挿入されることで当該内燃機関に取り付けられるとともに、前記燃焼室内の圧力を検出する圧力検出装置とを備え、前記圧力検出装置は、前記一端側から前記他端側に向かう軸方向にかかる圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記一端側に配置され、前記軸方向と交差する径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第１電極部材と、導電性を有し且つ前記圧電素子の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第２電極部材と、筒状を呈するとともに絶縁性および熱収縮性を有し、前記軸方向に沿って前記第１電極部材、前記圧電素子および前記第２電極部材をこの順で内部に収容するとともに、自身の内周面が当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材の各外周面に接触する熱収縮チューブとを含む圧電モジュールと、前記軸方向に沿った中空部を有することで筒状を呈し、内部には前記圧電モジュールを収容するとともに前記連通孔に挿入される筐体と、前記筐体の前記一端側に塞ぐように当該筐体に取り付けられ、前記燃焼室からの圧力を受ける受圧部材とを有している。
また、他の観点から捉えると、本発明の圧電モジュールの製造方法は、一端側から他端側に向かう軸方向にかかる圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、導電性を有し且つ当該軸方向と交差する径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第１電極部材と、導電性を有し且つ当該径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第２電極部材とを、当該軸方向に沿って当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材の順番に配列し、且つ、筒状を呈するとともに絶縁性および熱収縮性を有する熱収縮チューブを、当該熱収縮チューブの両開口部が当該軸方向に沿って並び且つ当該熱収縮チューブの内周面が当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材の各外周面と対峙するように設置する設置工程と、前記熱収縮チューブを加熱することで当該熱収縮チューブを前記径方向に収縮させる熱収縮工程とを有している。
このような圧電モジュールの製造方法において、前記設置工程では、前記軸方向が鉛直方向となるように前記熱収縮チューブを配置した後、当該熱収縮チューブの上方から当該熱収縮チューブの内部に、前記第１電極部材、前記圧電素子および前記第２電極部材の順で、これらを落下させることを特徴とすることができる。
また、前記熱収縮チューブの収縮前の内径の設計値は、前記第１電極部材の外径および前記第２電極部材の外径よりも大きく、前記熱収縮チューブの収縮後の内径の設計値は、前記圧電素子の外径よりも小さいことを特徴とすることができる。
また、前記熱収縮工程では、前記熱収縮チューブの外周面を、前記径方向において等方的に加熱することを特徴とすることができる。

本発明によれば、各電極部材から加えられる圧力のむらに起因する圧電素子の損傷を抑制することができる。

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。 圧力検出装置の側面図である。 圧力検出装置の断面図（図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図）である。 圧力検出装置の先端側（図３のＩＶ領域）の拡大断面図である。 圧力検出装置を構成する第１内部筐体、第２内部筐体、加圧部材、第１絶縁部材および第２絶縁部材の分解断面図である。 （ａ）は圧力検出装置に設けられた第１収容部材の斜視図であり、（ｂ）は圧力検出装置に設けられた第２収容部材の斜視図である。 回路内蔵部材に設けられた回路基板の概略構成図である。 （ａ）は圧力検出装置に設けられた圧電モジュールの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、圧電モジュールの組立前の分解斜視図である。 圧力検出装置の製造手順を説明するための図である。 圧電モジュールの製造手順を説明するためのフローチャートである。 （ａ）～（ｆ）は、圧電モジュールの各製造工程を説明するための図である。 加熱・冷却工程の前後における各部材の実際の設置状態の一例を説明するための図である。 圧電モジュールの他の構成例を説明するための図であって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩＶＢ－ＸＩＶＢ断面図である。

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１００と、圧力検出装置２０と制御装置１００とを電気的に接続する接続ケーブル８０とを備えている。

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、シリンダ内を往復運動するピストン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。そして、この連通孔１３ａに圧力検出装置２０の先端側を挿入するとともに、圧力検出装置２０をシリンダヘッド１３に固定することで、内燃機関１０に対して圧力検出装置２０を取り付けている。ここで、内燃機関１０を構成するシリンダブロック１１、ピストン１２およびシリンダヘッド１３は、鋳鉄やアルミニウム等、導電性を有する金属材料で構成されている。

［圧力検出装置の構成］
図２は、圧力検出装置２０の側面図である。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（図３のＩＶ領域）の拡大断面図である。さらにまた、図５は、圧力検出装置２０を構成する第１内部筐体３５、第２内部筐体３６、加圧部材４９、第１絶縁部材５１および第２絶縁部材５２（それぞれの詳細については後述する）の分解断面図である。

圧力検出装置２０は、全体として筒状を呈するとともに外部に露出するように設けられる筐体部３０と、圧力を検出するための各種機構を含み、ほぼ全体が筐体部３０の内部に収容されるとともに一部が外部に露出するように設けられる検出機構部４０と、筐体部３０の外周面に取り付けられるシール部７０とを有している。そして、圧力検出装置２０は、図１に示す内燃機関１０に対し、図２における左側が燃焼室Ｃ（図１では下側）を向くとともに、図２における右側が外部（図１では上側）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、図中左に向かう側を圧力検出装置２０の「先端側」と称し、図中右に向かう側を圧力検出装置２０の「後端側」と称する。また、以下の説明では、図２等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。

ここで、本実施の形態では、「先端側」が「一端側」に、「後端側」が「他端側」に、それぞれ対応している。また、本実施の形態では、「中心線方向」が「軸方向」に対応している。

（筐体部の構成）
筐体部３０は、先端外部筐体３１と、先端外部筐体３１の先端側に取り付けられたダイアフラムヘッド３２と、先端外部筐体３１の後端側に取り付けられた中間外部筐体３３と、中間外部筐体３３の後端側に取り付けられた後端外部筐体３４とを備えている。また、筐体部３０は、先端外部筐体３１の内側であってダイアフラムヘッド３２の後端側に取り付けられた第１内部筐体３５と、先端外部筐体３１の内側であって第１内部筐体３５の後端側に取り付けられた第２内部筐体３６とをさらに備えている。

〔先端外部筐体〕
筐体の一例としての先端外部筐体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。先端外部筐体３１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。

〔ダイアフラムヘッド〕
受圧部材の一例としての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。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。この例では、ダイアフラムヘッド３２および先端外部筐体３１を、同じ材料で構成している。

ダイアフラムヘッド３２は、特に図４に示すように、先端側における中央部に表面中央凹部３２ｂが形成されるとともに、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を有している。また、ダイアフラムヘッド３２は、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形成された裏面環状凹部３２ｃと、裏面環状凹部３２ｃの存在により、結果として圧力受面３２ａの中央部（表面中央凹部３２ｂの形成部位）から後端側に突出する裏面中央凸部３２ｄとを有している。さらに、ダイアフラムヘッド３２は、圧力受面３２ａの裏面における周縁部を環状に切り欠くことによって形成された裏面環状平坦部３２ｅと、裏面環状凹部３２ｃおよび裏面環状平坦部３２ｅの存在により、結果として裏面中央凸部３２ｄの周囲から後端側に突出する裏面環状凸部３２ｆとを有している。

ダイアフラムヘッド３２は、先端外部筐体３１における先端側の開口部を塞ぐように設けられている。より具体的に説明すると、ダイアフラムヘッド３２の裏面環状平坦部３２ｅに、先端外部筐体３１の先端側が突き当たっている。そして、ダイアフラムヘッド３２と先端外部筐体３１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。

〔中間外部筐体〕
中間外部筐体３３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。中間外部筐体３３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で構成されている。

中間外部筐体３３の先端側は、先端外部筐体３１の後端側にはめ込まれるようになっている。そして、中間外部筐体３３と先端外部筐体３１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。

〔後端外部筐体〕
後端外部筐体３４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。後端外部筐体３４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で構成されている。

後端外部筐体３４の先端側は、中間外部筐体３３の後端側にはめ込まれるようになっている。そして、後端外部筐体３４と中間外部筐体３３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。

〔第１内部筐体〕
第１内部筐体３５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。第１内部筐体３５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で構成されている。

第１内部筐体３５は、特に図５に示すように、最も先端側に位置する第１先端筒状部３５１と、第１先端筒状部３５１の後端側に位置する第１後端筒状部３５２とを有している。第１内部筐体３５では、第１先端筒状部３５１よりも第１後端筒状部３５２の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第１外側段差部３５３が設けられている。また、第１内部筐体３５の内部に設けられた貫通孔は、先端側から後端側に向かって段階的に内径が増加するようになっており、第１後端筒状部３５２の内側となる部位には、第１内側段差部３５４が設けられている。

第１内部筐体３５の先端側は、ダイアフラムヘッド３２の後端側に突き当たるようになっている。より具体的に説明すると、第１内部筐体３５における第１外側段差部３５３の先端側の面が、ダイアフラムヘッド３２における裏面環状凸部３２ｆの後端側の面に突き当たるようになっている。このとき、第１内部筐体３５における第１先端筒状部３５１は、ダイアフラムヘッド３２における裏面環状凹部３２ｃの内部に位置している。そして、第１内部筐体３５とダイアフラムヘッド３２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。

〔第２内部筐体〕
第２内部筐体３６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。第２内部筐体３６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で構成されている。

第２内部筐体３６は、特に図５に示すように、最も先端側に位置する第２先端筒状部３６１と、第２先端筒状部３６１の後端側に位置する第２後端筒状部３６２とを有している。第２内部筐体３６では、第２先端筒状部３６１よりも第２後端筒状部３６２の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第２外側段差部３６３が形成されている。また、第１内部筐体３５の内部に設けられた貫通孔は、その内径が略一定となっている。

第２内部筐体３６の先端側すなわち第２先端筒状部３６１の先端側は、第１内部筐体３５における第１後端筒状部３５２の内部に収容されるようになっている。また、第２内部筐体３６の先端側の面が、第２絶縁部材５２（詳細は後述する）の後端側の面に突き当たるようになっている。このとき、第２先端筒状部３６１の後端側および第２後端筒状部３６２は、第１内部筐体３５の後端側に露出するようになっている。そして、第２内部筐体３６と第１内部筐体３５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。

（検出機構部の構成）
検出機構部４０は、圧電素子４１と、先端電極部材４２と、先端絶縁部材４３と、後端電極部材４４と、後端絶縁部材４５とを備えている。また、検出機構部４０は、第１コイルバネ４６と、伝導部材４７と、保持部材４８と、加圧部材４９と、絶縁チューブ５０とを備えている。さらに、検出機構部４０は、第１絶縁部材５１と、第２絶縁部材５２と、支持部材５３と、第２コイルバネ５４とを備えている。さらにまた、検出機構部４０は、第１収容部材５５と、第２収容部材５６と、回路内蔵部材５７と、接続部材５８と、閉塞部材５９と、第３絶縁部材６０とを備えている。

〔圧電素子〕
圧電素子４１は、全体として円柱状を呈する部材である。圧電素子４１は、圧電縦効果の圧電作用を示す圧電体を備えている。圧電素子４１は、先端外部筐体３１（および第１内部筐体３５）の内側に配置されている。

ここで、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。したがって、この例では、中心線方向に沿う圧力の変化に応じて、圧電素子４１の先端側の面と後端側の面とに、発生した電荷による信号（電荷信号）が出力されることになる。

次に、圧電素子４１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４１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、ＬＴＧＡ）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。

〔先端電極部材〕
第１電極部材の一例としての先端電極部材４２は、全体として円柱状を呈する部材である。先端電極部材４２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。先端電極部材４２は、先端外部筐体３１の内側且つ圧電素子４１の先端側に配置されており、先端電極部材４２の後端側の面が、圧電素子４１の先端側の面と接触するようになっている。この例において、先端電極部材４２の先端側の面、後端側の面および外周面には、特に金めっき等は施されておらず、先端電極材料を構成する金属材料の地肌がそのまま露出している。また、先端電極部材４２の外径は、圧電素子４１の外径よりも大きくなっている。

〔先端絶縁部材〕
先端絶縁部材４３は、全体として円柱状を呈する部材である。先端絶縁部材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。先端絶縁部材４３は、先端外部筐体３１の内側且つ先端電極部材４２の先端側に配置されており、先端絶縁部材４３の後端側の面が、先端電極部材４２の先端側の面と接触するようになっている。一方、先端絶縁部材４３の先端側の面は、ダイアフラムヘッド３２に設けられた裏面中央凸部３２ｄの後端側の面と接触するようになっている。また、先端絶縁部材４３の外径は、先端電極部材４２の外径よりも小さく、且つ、ダイアフラムヘッド３２における裏面中央凸部３２ｄの外径よりも大きくなっている。

〔後端電極部材〕
第２電極部材の一例としての後端電極部材４４は、全体として円柱状を呈する部材である。後端電極部材４４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。後端電極部材４４は、先端外部筐体３１の内側且つ圧電素子４１の後端側に配置されており、後端電極部材４４の先端側の面が、圧電素子４１の後端側の面と接触するようになっている。この例において、後端電極部材４４の後端側の面および外周面には、金めっきが施されている。これに対し、後端電極部材４４の先端側の面すなわち圧電素子４１の後端側と接する面には、特に金めっき等は施されておらず、後端電極部材４４を構成する金属材料の地肌がそのまま露出している。また、後端電極部材４４の外径は、圧電素子４１の外径よりも大きくなっている。

〔後端絶縁部材〕
絶縁部材の一例としての後端絶縁部材４５は、中空構造を有し且つ全体として環状（円筒状）を呈する部材である。後端絶縁部材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。後端絶縁部材４５は、先端外部筐体３１の内側且つ後端電極部材４４の後端側に配置されており、後端絶縁部材４５の先端側の面が、後端電極部材４４の後端側の面と接触するようになっている。また、後端絶縁部材４５の外径は、圧電素子４１の外径よりも大きくなっている。

〔第１コイルバネ〕
第１コイルバネ４６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ようになっている。第１コイルバネ４６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おり、その表面には金めっきが施されている。第１コイルバネ４６は、先端外部筐体３１の内側に配置されている。より具体的に説明すると、第１コイルバネ４６の先端側は、後端絶縁部材４５に設けられた貫通孔の内部に配置されており、その先端が、後端電極部材４４の後端側の面と接触するようになっている。一方、第１コイルバネ４６の後端側は、後端絶縁部材４５の後端側に飛び出している。また、第１コイルバネ４６の外径は、後端絶縁部材４５に設けられた貫通孔の内径よりも小さくなっている。

〔伝導部材〕
棒状部材の一例としての伝導部材４７は、全体として棒状を呈する部材である。伝導部材４７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おり、その表面には金めっきが施されている。伝導部材４７は、最も先端側に位置する先端棒状部４７１と、先端棒状部４７１の後端側に位置する中間棒状部４７２と、中間棒状部４７２の後端側に位置する後端棒状部４７３とを有している。また、伝導部材４７では、先端棒状部４７１、中間棒状部４７２および後端棒状部４７３の順で、外径が大きくなっている。伝導部材４７は、先端外部筐体３１の内側に配置されている。より具体的に説明すると、伝導部材４７の先端側すなわち先端棒状部４７１の先端側は、第１コイルバネ４６の後端側に挿入されており、後端絶縁部材４５の内部に配置されている。ただし、先端棒状部４７１の先端は、第１コイルバネ４６とは異なり、後端電極部材４４の後端側の面と接触していない。このとき、第１コイルバネ４６の後端は、伝導部材４７における先端棒状部４７１と中間棒状部４７２との境界部（段差部）に突き当たっている。なお、この例では、第１コイルバネ４６と伝導部材４７とが、レーザ溶接によって接合され、一体化している。以上の手順により、第１コイルバネ４６は、後端電極部材４４と伝導部材４７とに挟まれることで、中心線方向に圧縮された状態となっている。一方、伝導部材４７のうちの中間棒状部４７２および後端棒状部４７３は、後端絶縁部材４５の後端側に飛び出している。また、先端棒状部４７１の外径は、第１コイルバネ４６の内径よりも小さくなっており、中間棒状部４７２の外径は、第１コイルバネ４６の内径よりも大きくなっている。

〔保持部材〕
保持部材４８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。保持部材４８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ている。保持部材４８は、最も先端側に位置する先端部と、先端部の後端側に位置する中間部と、中間部の後端側に位置する後端部とを有している。保持部材４８では、先端部、中間部および後端部の順で、外径が大きくなっている。保持部材４８は、先端外部筐体３１の内側と中間外部筐体３３の内側とに跨がって配置されている。そして、保持部材４８の内部には、上記伝導部材４７が収容され、保持されている。より具体的に説明すると、保持部材４８は、伝導部材４７の後端側すなわち後端棒状部４７３の後端側を内部に収容している。以上の手順により、伝導部材４７のうち、先端棒状部４７１および中間棒状部４７２と、後端棒状部４７３の先端側とが、保持部材４８の先端側に飛び出している。一方、保持部材４８の後端には、後端側から先端側に向かう凹部が形成されている。また、保持部材４８に設けられた孔の内径は、伝導部材４７における後端棒状部４７３の外径よりもわずかに大きくなっており、伝導部材４７と保持部材４８とは、圧入（すきまばめ）により一体化している。

〔加圧部材〕
筒状部材の一例としての加圧部材４９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。加圧部材４９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で構成されている。加圧部材４９は、先端外部筐体３１の内側であって、第１内部筐体３５の内側と第２内部筐体３６の内側とに跨がって配置されている。

加圧部材４９は、特に図５に示すように、最も先端側に位置する第１筒状部４９１と、第１筒状部４９１の後端側に位置する第２筒状部４９２と、第２筒状部４９２の後端側に位置する第３筒状部４９３と、第３筒状部４９３の後端側に位置する第４筒状部４９４とを有している。加圧部材４９では、第１筒状部４９１よりも第２筒状部４９２の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第１段差部４９５が形成されている。また、第２筒状部４９２よりも第３筒状部４９３の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第２段差部４９６が形成されている。さらに、第３筒状部４９３よりも第４筒状部４９４の外径が小さくなっており、両者の境界部には、第３段差部４９７が形成されている。なお、この例では、第２筒状部４９２および第４筒状部４９４の外径が、略同一に設定されている。また、加圧部材４９の内部に設けられた貫通孔は、先端側から後端側に向かって段階的に内径が増加するようになっており、第１筒状部４９１の内側となる部位には、第４段差部４９８が設けられている。

加圧部材４９に設けられた貫通孔の内部には、圧電素子４１、先端電極部材４２、後端電極部材４４、後端絶縁部材４５、第１コイルバネ４６等が収容されている。そして、加圧部材４９に設けられた第４段差部４９８の後端側の面が、先端電極部材４２の先端側の面と接触するようになっている。また、加圧部材４９に設けられた貫通孔の先端側の開口部には、先端絶縁部材４３が配置されている。

加圧部材４９における第１筒状部４９１の外径は、第１内部筐体３５の第１内側段差部３５４から先端側の内径よりも小さくなっている。また、第２筒状部４９２、第３筒状部４９３および第４筒状部４９４の各外径は、第１内部筐体３５の第１内側段差部３５４から後端側の内径よりも小さくなっている。さらに、第４筒状部４９４の外径は、第２内部筐体３６の内径よりも小さくなっている。

一方、加圧部材４９に設けられた貫通孔の内径は、圧電素子４１、先端電極部材４２、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５の各外径よりも大きくなっている。また、加圧部材４９に設けられた貫通孔の先端側の開口部の内径は、先端絶縁部材４３の外径よりも大きくなっている。

〔絶縁チューブ〕
押当手段の一例としての絶縁チューブ５０は、中心線方向に沿って２つの開口部が設けられることによる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。また、本実施の形態の絶縁チューブ５０は、絶縁性を有する材料によって構成されている。そして、本実施の形態の絶縁チューブ５０は、先端側から順に、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を、自身の内側に収容し且つ接触しながら固定することで、自身とともにこれらを一体化（モジュール化）する機能を有している。なお、以下の説明においては、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５と、絶縁チューブ５０とを、まとめて「圧電モジュール４００」と称することがある。

ここで、絶縁チューブ５０を構成する材料としては、絶縁性を有するものであれば有機、無機を問わず各種材料から選定して差し支えないが、圧電モジュール４００の製造を容易にするという観点からすれば、熱収縮性を有する有機材料（例えば合成樹脂材料）すなわち熱収縮チューブを用いることが望ましい。また、各種合成樹脂材料の中でも、ポリアミド（例えば各種ナイロン）等と比べて、耐熱性、絶縁性および高周波特性に優れるフッ素樹脂材料を用いることが望ましい。そして、フッ素樹脂材料の中でも、連続使用温度２６０℃と優れた熱安定性を持つＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）を用いることができる。また、圧電モジュール４００の使用環境温度が２００℃以下の場合は、ＰＴＦＥやＰＦＡと比べて連続使用温度が低いものの、熱溶融成形が容易なＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）を用いることが望ましい。なお、以下では、絶縁チューブ５０が、ＦＥＰからなる熱収縮チューブ（熱収縮前の公称厚さ：０．１ｍｍ）で構成されるものとして説明を行う。

絶縁チューブ５０は、先端外部筐体３１の内側であって、加圧部材４９の内側に配置されている。そして、絶縁チューブ５０の先端側の面が、加圧部材４９に設けられた第４段差部４９８の後端側の面と、空隙を介して対峙するようになっている。絶縁チューブ５０の内部には、先端電極部材４２の後端側と、圧電素子４１および後端電極部材４４と、後端絶縁部材４５の先端側とが収容されている。換言すれば、先端電極部材４２の先端側は、絶縁チューブ５０の先端よりも先端側に突出しており、後端絶縁部材４５の後端側は、絶縁チューブ５０の後端よりも後端側に突出している。絶縁チューブ５０の外径は、加圧部材４９に設けられた貫通孔の内径よりも小さく、且つ、この貫通孔の先端側に設けられた開口部の内径よりも大きくなっている。また、絶縁チューブ５０の内径は、圧電素子４１、先端電極部材４２、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５の各外径と、それぞれ略等しくなっている。なお、絶縁チューブ５０を含む圧電モジュール４００の詳細については後述する。

〔第１絶縁部材〕
第１絶縁部材５１は、全体として環状を呈する部材である。第１絶縁部材５１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。第１絶縁部材５１は、先端外部筐体３１の内側であって、第１内部筐体３５の内側且つ加圧部材４９の外側に配置されている。そして、第１絶縁部材５１における先端側の面が、第１内部筐体３５における第１内側段差部３５４の後端側の面と接触し、第１絶縁部材５１における後端側の面が、加圧部材４９における第２段差部４９６の先端側の面と接触するようになっている。第１絶縁部材５１の外径は、第１内部筐体３５の第１内側段差部３５４よりも後端側の内径と比べて小さくなっている。また、第１絶縁部材５１の内径は、加圧部材４９における第２筒状部４９２の外径よりも大きくなっている。

〔第２絶縁部材〕
第２絶縁部材５２は、全体として環状を呈する部材である。第２絶縁部材５２は、上記第１絶縁部材５１と同様に、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。第２絶縁部材５２は、先端外部筐体３１の内側であって、第１内部筐体３５の内側且つ加圧部材４９の外側に配置されている。また、第２絶縁部材５２は、第１絶縁部材５１の後端側に配置される。そして、第２絶縁部材５２における先端側の面が、加圧部材４９における第３段差部４９７の後端側の面と接触し、第２絶縁部材５２における後端側の面が、第２内部筐体３６における第２先端筒状部３６１の先端側の面と接触するようになっている。第２絶縁部材５２の外径は、第１内部筐体３５の第１内側段差部３５４よりも後端側の内径と比べて小さくなっている。また、第２絶縁部材５２の内径は、加圧部材４９における第４筒状部４９４の外径よりも大きくなっている。なお、本実施の形態では、第２絶縁部材５２として、上記第１絶縁部材５１と同一寸法のものを用いている。

〔支持部材〕
支持部材５３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。支持部材５３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。支持部材５３は、先端外部筐体３１の内側であって、その先端側が加圧部材４９の内側に配置されている。ただし、支持部材５３の後端側は、加圧部材４９の後端から飛び出した状態となっている。そして、支持部材５３の先端側の面が、後端絶縁部材４５の後端側の面と接触するようになっている。また、支持部材５３と加圧部材４９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。支持部材５３の内部には、第１コイルバネ４６の後端側と、伝導部材４７および保持部材４８の各先端側とが収容されている。支持部材５３の外径は、加圧部材４９に設けられた貫通孔の内径よりもわずかに小さい。また、支持部材５３に設けられた貫通孔の内径は、保持部材４８における先端部の外径よりもわずかに大きい。

〔第２コイルバネ〕
第２コイルバネ５４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ようになっている。第２コイルバネ５４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おり、その表面には金めっきが施されている。このように、本実施の形態では、第１コイルバネ４６と第２コイルバネ５４とで、材質を異ならせている。第２コイルバネ５４は、先端外部筐体３１の内側に配置されている。より具体的に説明すると、第２コイルバネ５４の先端側は、支持部材５３の後端側且つ外周面の外側に配置されており、その先端が、加圧部材４９における第４筒状部４９４の後端側の面と接触するようになっている。第２コイルバネ５４の内側には、伝導部材４７、保持部材４８および支持部材５３と、第１収容部材５５の先端側とが配置されている。第２コイルバネ５４の外径は、先端外部筐体３１の内径よりも小さくなっている。また、第２コイルバネ５４の内径は、支持部材５３の外径よりも大きくなっている。

〔第１収容部材〕
図６（ａ）は、圧力検出装置２０に設けられた第１収容部材５５の斜視図を示している。図６（ａ）では、図中左下側が先端側であり、図中右上側が後端側である。ここでは、図２乃至図５に加えて図６（ａ）も参照しながら、第１収容部材５５に関する説明を行う。

第１収容部材５５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。第１収容部材５５は、導電性を有する真ちゅうやステンレス等の金属材料によって構成されており、その表面には金めっきが施されている。

第１収容部材５５は、最も先端側に位置する第１先端部５５１と、第１先端部５５１の後端側に位置する第１中間部５５２と、第１中間部５５２の後端側に位置する第１後端部５５３とを有している。第１収容部材５５では、第１先端部５５１よりも第１中間部５５２の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第１先端段差部５５４が形成されている。また、第１中間部５５２よりも第１後端部５５３の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第１後端段差部５５５が形成されている。第１収容部材５５は、先端外部筐体３１の内側に配置されている。より具体的に説明すると、第１収容部材５５の先端側すなわち第１先端部５５１の先端側は、支持部材５３の後端側と対峙しており、第１先端部５５１の外周面の外側には、第２コイルバネ５４が対峙している。そして、第１収容部材５５における第１先端段差部５５４の先端側の面には、第２コイルバネ５４の後端が突き当たっている。以上の手順により、第２コイルバネ５４は、加圧部材４９と第１収容部材５５とに挟まれることで、中心線方向に圧縮された状態となっている。第１収容部材５５に設けられた貫通孔の内部には、伝導部材４７および保持部材４８の先端部が収容されている。第１収容部材５５における第１先端部５５１、第１中間部５５２および第１後端部５５３の各外径は、先端外部筐体３１の内径よりも小さくなっている。また、第１先端部５５１の外径は、第２コイルバネ５４の内径よりも小さくなっており、第１中間部５５２の外径は、第２コイルバネ５４の内径よりも大きくなっている。さらに、第１収容部材５５の内径は、保持部材４８の外径よりも大きくなっている。

〔第２収容部材〕
図６（ｂ）は、圧力検出装置２０に設けられた第２収容部材５６の斜視図を示している。図６（ｂ）では、図中左下側が先端側であり、図中右上側が後端側である。ここでは、図２乃至図５に加えて図６（ｂ）も参照しながら、第２収容部材５６に関する説明を行う。

第２収容部材５６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。第２収容部材５６は、上記第１収容部材５５と同様に、導電性を有する真ちゅうやステンレス等の金属材料によって構成されており、その表面には金めっきが施されている。

第２収容部材５６は、最も先端側に位置する第２先端部５６１と、第２先端部５６１の後端側に位置する第２中間部５６２と、第２中間部５６２の後端側に位置する第２後端部５６３とを有している。第２収容部材５６では、第２先端部５６１よりも第２中間部５６２の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第２先端段差部５６４が形成されている。また、第２中間部５６２よりも第２後端部５６３の外径が大きくなっており、両者の境界部には、第２後端段差部５６５が形成されている。さらに、第２後端部５６３には、その外周面と内周面とを貫く円形状の丸穴５６６が形成されている。第２収容部材５６は、先端外部筐体３１の内側と中間外部筐体３３の内側とに跨がって配置されている。より具体的に説明すると、第２収容部材５６の先端側すなわち第２先端部５６１の先端側は、第１収容部材５５の第１後端部５５３内に収容されており、第２先端段差部５６４の先端側の面が、第１後端部５５３の後端側の面と接触するようになっている。また、第２収容部材５６に設けられた貫通孔の内部には、保持部材４８の中間部および後端部が収容されている。第２収容部材５６における第２先端部５６１、第２中間部５６２および第２後端部５６３の各外径は、それぞれに対峙する先端外部筐体３１および中間外部筐体３３の内径よりも小さくなっている。また、第２収容部材５６の内径は、保持部材４８の外径よりも大きくなっている。さらに、第２収容部材５６における第２先端部５６１の外径は、第１収容部材５５における第１後端部５５３の内径よりもわずかに大きくなっており、第１収容部材５５と第２収容部材５６とは、圧入（しまりばめ）およびレーザ溶接により一体化している。

〔回路内蔵部材〕
回路内蔵部材５７は、特に図３に示すように、圧電素子４１が出力する微弱な電荷による電気信号に、電子回路を用いた各種処理を施す回路基板９１と、回路基板９１を内部に収容することで回路基板９１を封止する封止部９２とを備えている。回路内蔵部材５７は、中間外部筐体３３の内側であって、後端側の一部を除くほぼ全域が、第２収容部材５６の内側に配置されている。特に、回路基板９１は、その全域が第２収容部材５６の内側に配置されている。また、回路内蔵部材５７の先端側は、保持部材４８の後端側に設けられた凹部にはめ込まれるようになっている。そして、回路内蔵部材５７の先端側に設けられた金属板（後述する入力信号板９３：図７参照）が、伝導部材４７の後端側と接触するようになっている。また、回路内蔵部材５７の外周面に設けられた金属板（後述する入力接地板９４：図７参照）が、第２収容部材５６の内周面と接触するようになっている。

〔接続部材〕
接続部材５８は、全体として柱状を呈する部材である。接続部材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および端子等を含んでいる。接続部材５８は、中間外部筐体３３の内側と後端外部筐体３４の内側とに跨がって配置されている。なお、接続部材５８のうち、中間外部筐体３３あるいは後端外部筐体３４と対峙する部位（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している。接続部材５８の先端側には、回路内蔵部材５７の後端側が対峙しており、回路内蔵部材５７に設けられた金属板（後述する受電板９５、出力信号板９６および出力接地板９７：図７参照）が、接続部材５８に設けられた端子にはめ込まれるようになっている。また、接続部材５８の後端側には、接続ケーブル８０を構成する電源線８１、信号線８２および接地線８３（これらの詳細は後述する）の先端側に露出するそれぞれの導体部が挿入されている。接続部材５８の外径は、中間外部筐体３３の後端側の内径よりもわずかに大きくなっており、中間外部筐体３３と接続部材５８とは、圧入（しまりばめ）により一体化している。

〔閉塞部材〕
閉塞部材５９は、全体として柱状を呈する部材である。ただし、閉塞部材５９には、中心線方向に沿って３つの貫通孔が形成されている。閉塞部材５９は、絶縁性を有するゴム材料で構成されている。閉塞部材５９は、その先端側が後端外部筐体３４の内側に配置され、その後端側が後端外部筐体３４の後端よりも外側に飛び出している。閉塞部材５９の先端側は、接続部材５８の後端側と対峙している。また、閉塞部材５９に設けられた３つの貫通孔には、上述した電源線８１、信号線８２および接地線８３が挿入されている。閉塞部材５９の外径は、後端外部筐体３４の後端側の内径よりもわずかに大きくなっており、後端外部筐体３４と閉塞部材５９とは、圧入（しまりばめ）により一体化している。

〔第３絶縁部材〕
第３絶縁部材６０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。ただし、第３絶縁部材６０は、先端側に設けられた円筒状の部位と、後端側に設けられた円環状部の部位とを一体化した構造を有している。第３絶縁部材６０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。第３絶縁部材６０は、先端外部筐体３１の内側と中間外部筐体３３の内側とに跨がって配置されている。より具体的に説明すると、第３絶縁部材６０の先端側は、先端外部筐体３１の内側に配置されており、第３絶縁部材６０の後端側は、中間外部筐体３３の内側に配置されている。そして、第３絶縁部材６０における円筒状の部位の外周面は、先端外部筐体３１における後端側の内周面と対峙している。また、第３絶縁部材６０における円環状の部位の先端側の面は、先端外部筐体３１の後端側の面と接触するようになっている。一方、第３絶縁部材６０における円筒状部の部位の内周面は、第１収容部材５５における第１後端部５５３の外周面と、第２収容部材５６における第２中間部５６２の外周面とに対峙している。また、第３絶縁部材６０における円環状の部位の後端側の面は、第２収容部材５６における第２後端段差部５６５の先端側の面と接触するようになっている。第３絶縁部材６０における円筒状の部位の外径は、先端外部筐体３１における後端側の内径よりも小さくなっている。また、第３絶縁部材６０における円環状の部位の外径は、中間外部筐体３３の先端側の内径よりも小さくなっている。一方、第３絶縁部材６０における円筒状の部位の内径は、第１収容部材５５における第１後端部５５３の外径および第２収容部材５６における第２中間部５６２の外径よりも大きくなっている。また、第３絶縁部材６０における円環状の部位の内径は、第２収容部材５６における第２中間部５６２の外径よりも大きくなっている。

（シール部の構成）
シール部７０は、特に図２および図３に示すように、相対的に先端側に位置する第１シール部材７１と、相対的に後端側に位置する第２シール部材７２とを備えている。

〔第１シール部材〕
第１シール部材７１は、全体として環状を呈する部材であり、この例では、断面が四角形状を呈する角リングで構成されている。第１シール部材７１は、絶縁性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いＰＴＦＥ等の合成樹脂材料によって構成されている。そして、第１シール部材７１は、筐体部３０を構成する先端外部筐体３１の外周面に取り付けられている。

〔第２シール部材〕
第２シール部材７２は、全体として環状を呈する部材であり、この例では、断面が円形状を呈するＯリングで構成されている。第２シール部材７２も、絶縁性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いＰＴＦＥ等の合成樹脂材料によって構成されている。そして、第２シール部材７２は、筐体部３０を構成する後端外部筐体３４の外周面に取り付けられている。

［接続ケーブルの構成］
接続ケーブル８０は、撚り合わせられた電源線８１、信号線８２および接地線８３と、これら電源線８１、信号線８２および接地線８３の外周を覆う被覆部材（図示せず）とを備えている。ここで、電源線８１、信号線８２および接地線８３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。また、被覆部材は、絶縁性を有するゴム材料または樹脂材料で構成されている。なお、接続ケーブル８０には、必要に応じて、電源線８１、信号線８２および接地線８３を遮へいする遮へい体を設けてもかまわない。

［回路基板の構成］
図７は、回路内蔵部材５７に設けられた回路基板９１の概略構成図である。ただし、図７は、回路基板９１と、入力信号板９３、入力接地板９４、受電板９５、出力信号板９６および出力接地板９７との接続関係も、併せて示している。ここで、入力信号板９３、入力接地板９４、受電板９５、出力信号板９６および出力接地板９７は、回路基板９１および封止部９２とともに回路内蔵部材５７を構成する部材である。そして、入力信号板９３、入力接地板９４、受電板９５、出力信号板９６および出力接地板９７のそれぞれの一端が封止部９２の外側に露出するとともに、それぞれの他端が封止部９２の内部に収容されることにより、封止部９２と一体化するようになっている。また、入力信号板９３は封止部９２の先端側に、受電板９５、出力信号板９６および出力接地板９７は封止部９２の後端側に、入力接地板９４は、封止部９２の側端（外周面）側に、それぞれ配置されている。

回路基板９１は、全体として矩形の板状を呈する部材である。回路基板９１は、各種電子部品（回路素子）を実装するための配線パターンが形成されたプリント配線基板９１１と、プリント配線基板９１１に実装された処理回路９１２とを有している。

本実施の形態では、プリント配線基板９１１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、プリント配線基板９１１には、入出力用の端子として、入力信号端子９１ａ、入力接地端子９１ｂ、受電端子９１ｃ、出力信号端子９１ｄおよび出力接地端子９１ｅが設けられている。

ここで、入力信号端子９１ａには、入力信号板９３を介して、圧力検出装置２０における正の経路（詳細は後述する）が接続され、入力接地端子９１ｂには、入力接地板９４を介して、圧力検出装置２０における負の経路（詳細は後述する）が接続される。これに対し、受電端子９１ｃには、受電板９５を介して電源線８１が接続され、出力信号端子９１ｄには、出力信号板９６を介して信号線８２が接続され、出力接地端子９１ｅには、出力接地板９７を介して接地線８３が接続される。なお、プリント配線基板９１１では、入力接地端子９１ｂと出力接地端子９１ｅとが、内部で接続されている。

また、処理回路９１２は、圧電素子４１から入力信号端子９１ａ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９１２ａと、変換後の電圧信号を増幅して出力信号端子９１ｄに出力する増幅回路９１２ｂとを有している。ここで、積分回路９１２ａおよび増幅回路９１２ｂには、それぞれ演算増幅器（図示せず）が設けられており、受電端子９１ｃ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９１２ａおよび増幅回路９１２ｂのグランドは、入力接地端子９１ｂおよび出力接地端子９１ｅに接続される。なお、この例において、処理回路９１２は、所謂集積回路（ＩＣ）で構成されている。

［圧電モジュールの構成］
図８（ａ）は、圧力検出装置２０に設けられた圧電モジュール４００の上面図を示しており、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ断面図（圧電モジュール４００の縦断面図）を示している。また、図９（ａ）は、圧電モジュール４００の分解斜視図を示している。ただし、図９（ａ）は、圧電モジュール４００が組み立てられる前、換言すれば、熱収縮チューブからなる絶縁チューブ５０が未収縮（収縮前）となっているときの状態を示している。ここで、図８（ｂ）および図９（ａ）では、図中における上下方向が中心線方向となっている。そして、図８（ａ）では図中手前側が先端側となっており、図８（ｂ）および図９（ａ）では図中上側が先端側となっている。

上述したように、本実施の形態の圧電モジュール４００では、先端側から、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５が、この順で配列されている。そして、特に図８（ｂ）に示すように、これら先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５の外周面を覆うように、絶縁チューブ５０が配置されている。ここで、絶縁チューブ５０は、中心線方向の中間に位置する圧電素子４１および後端電極部材４４については、それぞれの外周面の全体を覆うようになっている。一方、絶縁チューブ５０は、中心線方向の先端側に位置する先端電極部材４２については、外周面の後端側を覆うものの、外周面の先端側は覆わないようになっている。他方、絶縁チューブ５０は、中心線方向の後端側に位置する後端絶縁部材４５については、外周面の先端側を覆うものの、外周面の後端側は覆わないようになっている。

ここで、本実施の形態の圧電モジュール４００では、特に図８（ａ）、（ｂ）に示すように、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５の中心線方向と交差（直交）する方向（以下では「径方向」と称する）の中心が、ほぼ重なる（ほぼ一致する）ようになっている。これは、圧電モジュール４００を構成する絶縁チューブ５０の熱収縮に起因するものであるが、その詳細については後述する。

また、先端電極部材４２は、特に図９（ａ）に示すように、先端側に位置する表面４２ａと、後端側に位置する裏面４２ｂと、表面４２ａと裏面４２ｂとの間に位置する外周面４２ｃとを有している。ここで、この先端電極部材４２の先端側には面取加工が施されており、先端電極部材４２における表面４２ａと外周面４２ｃとの間には、表面４２ａから外周面４２ｃに向かって傾斜する傾斜面４２ｄが設けられている。そして、圧電モジュール４００では、絶縁チューブ５０の先端が、先端電極部材４２における外周面４２ｃと傾斜面４２ｄとの境界部に位置するようになっている。すなわち、圧電モジュール４００では、絶縁チューブ５０の先端側が、先端電極部材４２における表面４２ａには到達しないようになっている（図８（ｂ）も参照）。

また、圧電素子４１の径方向の最大長さを圧電素子径Ｒ４１、先端電極部材４２の径方向の最大長さを先端電極径Ｒ４２、後端電極部材４４の径方向の最大長さを後端電極径Ｒ４４、後端絶縁部材４５の径方向の最大長さを後端絶縁径Ｒ４５とし、絶縁チューブ５０の熱収縮前の内径（設計値）を収縮前内径Ｒ５０１、絶縁チューブ５０の熱収縮後の内径（設計値）を最終内径Ｒ５０２としたとき、本実施の形態では、これらが以下に示す関係を有している。なお、各部材における「径方向の最大長さ」とは、例えばその断面が円形状である場合、「円の直径」となる。

まず、圧電素子径Ｒ４１は、先端電極径Ｒ４２よりも小さい（圧電素子径Ｒ４１＜先端電極径Ｒ４２）。また、圧電素子径Ｒ４１は、後端電極径Ｒ４４よりも小さい（圧電素子径Ｒ４１＜後端電極径Ｒ４４）。さらに、圧電素子径Ｒ４１は、後端絶縁径Ｒ４５よりも小さい（圧電素子径Ｒ４１＜後端絶縁径Ｒ４５）。

次に、先端電極径Ｒ４２は、後端電極径Ｒ４４と等しい（先端電極径Ｒ４２＝後端電極径Ｒ４４）。また、後端電極径Ｒ４４は、後端絶縁径Ｒ４５とほぼ等しい（後端電極径Ｒ４４≒後端絶縁径Ｒ４５）。

続いて、圧電素子径Ｒ４１は、収縮前内径Ｒ５０１よりも小さい（圧電素子径Ｒ４１＜収縮前内径Ｒ５０１）。また、先端電極径Ｒ４２は、収縮前内径Ｒ５０１よりも小さい（先端電極径Ｒ４２＜収縮前内径Ｒ５０１）。さらに、後端電極径Ｒ４４は、収縮前内径Ｒ５０１よりも小さい（後端電極径Ｒ４４＜収縮前内径Ｒ５０１）。さらにまた、後端絶縁径Ｒ４５は、収縮前内径Ｒ５０１よりも小さい（後端絶縁径Ｒ４５＜収縮前内径Ｒ５０１）。

それから、圧電素子径Ｒ４１は、最終内径Ｒ５０２以上である（圧電素子径Ｒ４１≧最終内径Ｒ５０２）。また、先端電極径Ｒ４２は、最終内径Ｒ５０２以上である（先端電極径Ｒ４２≧最終内径Ｒ５０２）。さらに、後端電極径Ｒ４４は、最終内径Ｒ５０２以上である（後端電極径Ｒ４４≧最終内径Ｒ５０２）。さらにまた、後端絶縁径Ｒ４５は、最終内径Ｒ５０２以上である（後端絶縁径Ｒ４５≧最終内径Ｒ５０２）。ここで、絶縁チューブ５０の最終内径Ｒ５０２は、あくまで設計上の値であり、絶縁チューブ５０の内部に収容される部材の径によっては、収縮後の絶縁チューブ５０の内径が、上記最終内径Ｒ５０２よりも大きくなることがあり得る。

そして、この例では、特に図８（ａ）、（ｂ）に示すように、圧電素子４１の外周面の全端部が、先端電極部材４２の外周面４２ｃの全端部よりも内側に位置している。したがって、圧電素子４１における先端側の面の全域が、先端電極部材４２の裏面４２ｂ（後端側の面）に対峙している。また、この例では、特に図８（ａ）、（ｂ）に示すように、圧電素子４１の外周面の全端部が、後端電極部材４４の外周面の全端部よりも内側に位置している。したがって、圧電素子４１における後端側の面の全域が、後端電極部材４４の先端側の面に対峙している。

なお、ここでは、円柱状を呈する圧電素子４１を用いた場合を例として説明を行っているが、これに限られるものではない。例えば図９（ｂ）に示すように、多角柱状（ここでは四角柱状（直方体状））を呈する圧電素子４１を用いてもかまわない。ただし、この場合は、圧電素子４１における対角線の長さが、径方向の最大長さである圧電素子径Ｒ４１となる。

［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。
（正の経路）
圧力検出装置２０において、圧電素子４１の後端側の端面（正極）は、後端電極部材４４、第１コイルバネ４６および伝導部材４７と電気的に接続される。また、伝導部材４７は、回路内蔵部材５７に設けられた入力信号板９３と電気的に接続される。そして、入力信号板９３は、同じ回路内蔵部材５７に設けられた回路基板９１の入力信号端子９１ａと電気的に接続される。以下では、圧電素子４１の後端側の面から、後端電極部材４４、第１コイルバネ４６、伝導部材４７および入力信号板９３を介して、回路基板９１の入力信号端子９１ａに至る電気的な経路を、『正の経路』と称する。

（負の経路）
一方、圧力検出装置２０において、圧電素子４１の先端側の端面（負極）は、先端電極部材４２、加圧部材４９および支持部材５３と電気的に接続される。また、加圧部材４９は、第２コイルバネ５４、第１収容部材５５、第２収容部材５６および回路内蔵部材５７に設けられた入力接地板９４と電気的に接続される。そして、入力接地板９４は、同じ回路内蔵部材５７に設けられた回路基板９１の入力接地端子９１ｂと電気的に接続される。以下では、圧電素子４１の先端側の面から、先端電極部材４２、加圧部材４９、支持部材５３、第２コイルバネ５４、第１収容部材５５、第２収容部材５６および入力接地板９４を介して、回路基板９１の入力接地端子９１ｂに至る電気的な経路を、『負の経路』と称する。

（筐体経路）
他方、圧力検出装置２０において、ダイアフラムヘッド３２は、先端外部筐体３１、中間外部筐体３３および後端外部筐体３４と電気的に接続される。また、ダイアフラムヘッド３２は、第１内部筐体３５および第２内部筐体３６と電気的に接続される。以下では、第２内部筐体３６から、第１内部筐体３５、ダイアフラムヘッド３２、先端外部筐体３１、中間外部筐体３３および後端外部筐体３４に至る電気的な経路を、『筐体経路』と称する。なお、圧力検出装置２０を、図１に示す内燃機関１０のシリンダヘッド１３に取り付けた場合、例えば先端外部筐体３１が、連通孔１３ａの内周面に接触する。このとき、シリンダヘッド１３（およびシリンダブロック１１）と筐体経路とは、略同電位となる。

（正の経路と負の経路との関係）
ここで、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。換言すれば、負の経路の内部に正の経路が収容されている。そして、正の経路と負の経路とは、後端絶縁部材４５、保持部材４８、絶縁チューブ５０および両経路の間に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。

（負の経路と筐体経路との関係）
また、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。換言すれば、筐体経路の内部に負の経路が収容されている。そして、負の経路と筐体経路とは、先端絶縁部材４３、第１絶縁部材５１、第２絶縁部材５２、第３絶縁部材６０および両経路の間に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。

（筐体経路と正の経路との関係）
さらに、圧力検出装置２０では、結果として、正の経路の外側に筐体経路が存在している。換言すれば、筐体経路の内部に正の経路が収容されている。そして、上述したように、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、筐体経路と正の経路とが、電気的に絶縁されていることになる。

［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裏面中央凸部３２ｄに伝達され、さらに裏面中央凸部３２ｄから先端絶縁部材４３を介して先端電極部材４２へと伝達される。そして、先端電極部材４２に伝達された圧力は、先端電極部材４２と後端電極部材４４とに挟まれた圧電素子４１に作用し、圧電素子４１では、受けた圧力に応じた電荷が生じる。圧電素子４１に生じた電荷は、正の経路および負の経路を介して、回路基板９１の入力信号端子９１ａおよび入力接地端子９１ｂに電荷信号として供給される。回路基板９１に供給された電荷信号は、回路基板９１に実装された処理回路９１２にて各種処理が施されることで出力信号とされる。そして、回路基板９１の出力信号端子９１ｄから出力された出力信号は、接続部材５８および接続ケーブル８０を介して、制御装置１００に送信される。

［圧力検出装置の製造手順］
図１０は、本実施の形態の圧力検出装置２０（実際には、圧力検出装置２０および接続ケーブル８０を一体化してなる接続体）の製造手順を説明するための図である。以下では、図１０に加え、上述した図２乃至図９も参照しながら、上記接続体の製造手順について説明を行う。

（第１構造体の組立）
最初に、ダイアフラムヘッド３２の裏面すなわち後端側と、第１内部筐体３５の先端側とを対峙させる。続いて、ダイアフラムヘッド３２における裏面環状凸部３２ｆの後端側の面に、第１内部筐体３５における第１外側段差部３５３の先端側の面を突き当てる。これに伴い、第１内部筐体３５の第１先端筒状部３５１は、ダイアフラムヘッド３２の裏面環状凹部３２ｃ内に配置される。そして、この状態で、ダイアフラムヘッド３２と第１内部筐体３５との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第１構造体が得られる。

（第２構造体の組立）
次に、第１構造体の第１内部筐体３５に、後端側から、第１絶縁部材５１を挿入する。このとき、第１絶縁部材５１の先端側の面が、第１内部筐体３５における第１内側段差部３５４の後端側の面に突き当たる。これにより、第１絶縁部材５１の外周面は、第１内部筐体３５における後端側の内周面と対峙する。

続いて、第１内部筐体３５に、後端側から、第１筒状部４９１を先端側として加圧部材４９を挿入する。このとき、第１絶縁部材５１の後端側の面に、加圧部材４９における第２段差部４９６の先端側の面が突き当たる。なお、このとき、加圧部材４９における先端側（第１筒状部４９１側）の外周面と、ダイアフラムヘッド３２および第１内部筐体３５の各内周面との間には、エアギャップが形成される。また、このとき、加圧部材４９における第１段差部４９５の先端側の面と、第１内部筐体３５における第１内側段差部３５４の後端側の面との間にも、エアギャップが形成される。さらに、このとき、加圧部材４９における第３筒状部４９３の外周面と、第１内部筐体３５の内周面との間にも、エアギャップが形成される。さらにまた、このとき、加圧部材４９における第４筒状部４９４の後端側は、第１内部筐体３５の後端よりも外側（後端側）に飛び出している。

それから、第１内部筐体３５と加圧部材４９との間に、後端側から、第２絶縁部材５２を挿入する。このとき、第２絶縁部材５２の先端側の面が、加圧部材４９における第３段差部４９７の後端側の面に突き当たる。これにより、第２絶縁部材５２の内周面は、加圧部材４９における第４筒状部４９４の外周面と対峙する。また、第２絶縁部材５２の外周面は、第１内部筐体３５における後端側の内周面と対峙する。

次に、第１内部筐体３５内に、後端側から、第２先端筒状部３６１を先端側として第２内部筐体３６を挿入する。このとき、第２内部筐体３６における第２先端筒状部３６１の先端側の面が、第２絶縁部材５２の後端側の面に突き当たる。これにより、第２内部筐体３６の内周面は、エアギャップを介して、加圧部材４９における第４筒状部４９４の外周面と対峙する。また、第２内部筐体３６における先端側の外周面は、第１内部筐体３５における後端側の内周面と対峙する。さらに、第２内部筐体３６の第２後端筒状部３６２は、第１内部筐体３５の後端よりも外側（後端側）に飛び出している。これにより、第２内部筐体３６における第２外側段差部３６３の先端側の面は、第１内部筐体３５における第１後端筒状部３５２の後端側の面と、エアギャップを介して対峙する。そして、この状態で、第１内部筐体３５と第２内部筐体３６との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第２構造体が得られる。

（第３構造体の組立）
また、上述した第１構造体および第２構造体の組立とは別工程にて、絶縁チューブ５０に、後端側から、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５をこの順で挿入し、その後絶縁チューブ５０を熱収縮させることで、第３構造体（圧電モジュール４００）を得る。なお、第３構造体すなわち圧電モジュール４００の製造手順については、後で詳細に説明する。

（第４構造体の組立）
次に、上述した第２構造体の加圧部材４９に、後端側から、先端絶縁部材４３を挿入する。このとき、先端絶縁部材４３における先端側の面が、ダイアフラムヘッド３２における裏面中央凸部３２ｄの後端側の面に突き当たる。

続いて、加圧部材４９に、後端側から、先端電極部材４２を先端側として第３構造体（圧電モジュール４００）を挿入する。このとき、先端電極部材４２の先端側の面が、先端絶縁部材４３の後端側の面に突き当たる。また、このとき、絶縁チューブ５０の外周面は、加圧部材４９の先端側の内周面と対峙する。

次いで、加圧部材４９に対し、後端側から、支持部材５３を挿入する。このとき、支持部材５３の先端側の面が、後端絶縁部材４５の後端側の面に突き当たる。これにより、支持部材５３の先端側の外周面は、加圧部材４９の内周面と対峙する。また、支持部材５３の後端側は、加圧部材４９の後端よりも外側（後端側）に飛び出している。

それから、加圧部材４９に対し、中心線方向に沿って支持部材５３を移動（進退）させることで、各部材を介して圧電素子４１にかかる荷重を調整する。そして、荷重の調整がなされた状態で、加圧部材４９と支持部材５３との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第４構造体が得られる。

（第５構造体の組立）
また、上述した第１構造体乃至第４構造体の組立とは別工程にて、先端外部筐体３１に、後端側から、第３絶縁部材６０を挿入する。このとき、第３絶縁部材６０の後端側に設けられた円環状部の部位の先端側の面が、先端外部筐体３１の後端側の面に突き当たる。これにより、第３絶縁部材６０の先端側に設けられた円筒状の部位の外周面は、先端外部筐体３１の内周面と対峙する。以上の手順により、先端外部筐体３１と第３絶縁部材６０とを有する第５構造体が得られる。

（第６構造体の組立）
さらに、上述した第５構造体の組立とは別工程にて、第１先端部５５１を先端側とする第１収容部材５５に、後端側から、第２先端部５６１を先端側として第２収容部材５６を挿入する。このとき、第２収容部材５６の先端側に位置する第２先端部５６１は、第１収容部材５５の後端側に設けられた第１後端部５５３の内部にはまり込む。そして、この状態で、第１収容部材５５と第２収容部材５６との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行う。

それから、第２コイルバネ５４に、後端側から、第１収容部材５５を先端側として第１収容部材５５および第２収容部材５６の溶接物を挿入する。このとき、第１収容部材５５の第１先端部５５１は、第２コイルバネ５４の後端側の内部に収容され、第１先端段差部５５４の先端側の面に、第２コイルバネ５４の後端が突き当たる。そして、この状態で、第２コイルバネ５４と第１収容部材５５との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第６構造体が得られる。

（第７構造体の組立）
次に、上述した第５構造体の先端外部筐体３１に、後端側から、第２コイルバネ５４を先端側として第６構造体を挿入（圧入）する。このとき、第２収容部材５６における第２後端段差部５６５の先端側の面が、第３絶縁部材６０における円環状の部位の後端側の面に突き当たる。また、このとき、第２収容部材５６における第２中間部５６２の外周面が、第３絶縁部材６０における円筒状部の部位の内周面と対峙する。以上の手順により、第５構造体と第６構造体とを有する第７構造体が得られる。

（第８構造体の組立）
次に、上述した第４構造体に対し、後端側から、先端外部筐体３１を先端側として第７構造体を挿入する。このとき、先端外部筐体３１における先端側の面が、ダイアフラムヘッド３２における裏面環状平坦部３２ｅの後端側の面に突き当たる。また、このとき、第４構造体におけるダイアフラムヘッド３２以外の各構成要素は、先端外部筐体３１の内部に収容される。また、このとき、第４構造体に設けられた加圧部材４９の後端側の面に、第７構造体に設けられた第２コイルバネ５４の先端側が突き当たる。これに伴い、第２コイルバネ５４は、中心線方向に圧縮される。さらに、このとき、第４構造体における第１内部筐体３５および第２内部筐体３６の外周面は、エアギャップを介して、先端外部筐体３１の内周面と対峙する。さらにまた、このとき、ダイアフラムヘッド３２は、圧力受面３２ａおよび表面中央凹部３２ｂを外側に向けた状態で、先端外部筐体３１とともに外部に露出する。そして、この状態で、先端外部筐体３１とダイアフラムヘッド３２との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第８構造体が得られる。

（第９構造体の組立）
また、上述した第１構造体乃至第８構造体の組立とは別工程にて、保持部材４８内に、後端側から、先端棒状部４７１を先端側として伝導部材４７を挿入（圧入）する。このとき、伝導部材４７における先端棒状部４７１および中間棒状部４７２と、後端棒状部４７３の先端側とが、保持部材４８の先端側に飛び出すようにする。これにより、伝導部材４７における後端棒状部４７３の後端側は、保持部材４８の内周面と対峙する。

それから、第１コイルバネ４６に、後端側から、伝導部材４７における先端棒状部４７１を先端側として伝導部材４７および保持部材の一体化物を挿入する。このとき、伝導部材４７における先端棒状部４７１は、第１コイルバネ４６の後端側の内部に収容され、伝導部材４７における先端棒状部４７１および中間棒状部４７２の境界となる面に、第１コイルバネ４６の後端が突き当たる。そして、この状態で、第１コイルバネ４６と伝導部材４７との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を施すことで、第９構造体が得られる。

（第１０構造体の組立）
さらに、上述した第９構造体の組立とは別工程にて、回路基板９１と、入力信号板９３、入力接地板９４、受電板９５、出力信号板９６および出力接地板９７（図１０には、「各種板９３～９７」と記載）とを、封止部９２を用いて封止（ここではトランスファモールド）することで、第１０構造体（回路内蔵部材５７）を得る。

（第１１構造体の組立）
次に、上述した第９構造体の保持部材４８の後端側に設けられた凹部に対し、後端側から、第１０構造体（回路内蔵部材５７）をはめ込むことで、第１１構造体が得られる。このとき、伝導部材４７における後端棒状部４７３の後端には、回路内蔵部材５７の先端側に設けられた入力信号板９３が接触し且つ接続される。

（第１２構造体の組立）
次に、上述した第８構造体の支持部材５３に対し、後端側から、第１コイルバネ４６を先端側として第１１構造体を挿入する。このとき、第１コイルバネ４６の先端は、後端絶縁部材４５に設けられた貫通孔を介して、後端電極部材４４における後端側の面に突き当たる。これに伴い、第１コイルバネ４６は中心線方向に圧縮される。また、このとき、伝導部材４７および保持部材４８の先端側は、支持部材５３の内部に収容され、これらの後端側は、第１収容部材５５および第２収容部材５６の内部に収容される。さらに、このとき、第１０構造体（回路内蔵部材５７）は、第２収容部材５６の内部に収容され、第１０構造体（回路内蔵部材５７）の外周面に設けられた入力接地板９４は、第２収容部材５６の内周面に対峙し且つ接触する。ここで、本実施の形態では、第８構造体に第１１構造体を挿入した状態で、第２収容部材５６に設けられた丸穴５６６に、第１０構造体（回路内蔵部材５７）に設けられた入力接地板９４を対峙させるようにする。換言すれば、外側からみたときに、第２収容部材５６に設けられた丸穴５６６に第１０構造体（回路内蔵部材５７）に設けられた入力接地板９４が見える状態とする。そして、この状態で、丸穴５６６の形成部位にて、丸穴５６６を介して、第２収容部材５６の第２後端部５６３（より具体的には、丸穴５６６の内周面）と、入力接地板９４とをはんだ付けすることで、第１２構造体が得られる。

（第１３構造体の組立）
次に、第１２構造体に、後端側から、接続部材５８を挿入する。このとき、接続部材５８には、第１０構造体（回路内蔵部材５７）の後端側に設けられた受電板９５、出力信号板９６および出力接地板９７が接触し且つ接続される。

続いて、接続部材５８が取り付けられた第１２構造体に、後端側から、接続ケーブル８０を接続する。このとき、接続部材５８の後端側には、接続ケーブル８０を構成する電源線８１、信号線８２および接地線８３のそれぞれが挿入される。これにより、受電板９５は、接続部材５８を介して電源線８１と接続され、出力信号板９６は、接続部材５８を介して信号線８２と接続され、出力接地板９７は、接続部材５８を介して接地線８３と接続される。以上の手順により、第１２構造体と接続部材５８と接続ケーブル８０とを有する第１３構造体が得られる。

（第１４構造体の組立）
また、上述した第１構造体乃至第１３構造体の組立とは別工程にて、中間外部筐体３３に、後端側から、後端外部筐体３４を挿入する。このとき、中間外部筐体３３の後端側と後端外部筐体３４の先端側とが、はめ合うようにする。そして、この状態で、中間外部筐体３３と後端外部筐体３４との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第１４構造体が得られる。

（第１５構造体の組立）
次に、上述した第１３構造体に、後端側から、第１４構造体を挿入する。このとき、先端外部筐体３１の後端側と中間外部筐体３３の先端側とが、はめ合うようにする。また、このとき、第１４構造体の内部に、電源線８１、信号線８２および接地線８３を貫通させるようにする。

続いて、第１３構造体と第１４構造体との連結体に対し、後端側から、閉塞部材５９を挿入する。このとき、閉塞部材５９に設けられた３つの貫通孔に対し、電源線８１、信号線８２および接地線８３を、それぞれ貫通させるようにする。また、このとき、閉塞部材５９の先端側（ほぼ全域）は、後端外部筐体３４の後端部の内部に押し込まれ、固定される。そして、この状態で、先端外部筐体３１と中間外部筐体３３との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を施すことで、第１５構造体が得られる。

（第１６構造体の組立）
次に、第１５構造体に、先端側から、第２シール部材７２を挿入する。このとき、第２シール部材７２は、後端外部筐体３４の外周面に設けられた段差部に突き当たって位置決めされる。
続いて、第２シール部材７２が取り付けられた第１５構造体に、先端側から、第１シール部材７１を挿入する。このとき、第１シール部材７１は、先端外部筐体３１の外周面に設けられた段差部に突き当たって位置決めされる。以上の手順により、第１５構造体とシール部７０（第１シール部材７１および第２シール部材７２）とを有する第１６構造体（圧力検出装置２０および接続ケーブル８０の接続体）が得られる。

［第３構造体（圧電モジュール）の製造手順］
では、圧力検出装置２０を構成する第３構造体すなわち圧電モジュール４００の製造手順について、詳細な説明を行う。

図１１は、圧電モジュール４００の製造手順を説明するためのフローチャートである。
ここでは、まず、図示しない圧電モジュール４００の製造装置に対し、熱収縮前の絶縁チューブ５０を設置する絶縁チューブ設置工程を実行する（ステップ１０）。次に、絶縁チューブ５０の内側に、先端電極部材４２を設置する先端電極部材設置工程を実行する（ステップ２０）。続いて、絶縁チューブ５０の内側且つ先端電極部材４２の上部に、圧電素子４１を設置する圧電素子設置工程を実行する（ステップ３０）。次いで、絶縁チューブ５０の内側且つ圧電素子４１の上部に、後端電極部材４４を設置する後端電極部材設置工程を実行する（ステップ４０）。さらに、絶縁チューブ５０の内側且つ後端電極部材４４の上部に、後端絶縁部材４５を設置する後端絶縁部材設置工程を実行する（ステップ５０）。そして、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を、この順で内側に収容した絶縁チューブ５０を、収縮温度以上溶融温度未満となる範囲で加熱した後に冷却する加熱・冷却工程を実行する（ステップ６０）。ステップ６０では、加熱に伴って絶縁チューブ５０が収縮することで、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を一体化した状態で固定する。以上により、図８等に示す圧電モジュール４００が得られる。

なお、この例ではステップ１０の絶縁チューブ設置工程～ステップ４０の後端電極部材設置工程が「設置工程」に対応し、ステップ６０の加熱・冷却工程が「熱収縮工程」に対応する。

図１２は、上述した圧電モジュール４００の各製造工程を説明するための図である。
本実施の形態では、圧電モジュール４００の製造に際して、製造装置に設けられた治具２００を使用する。
治具２００は、熱伝導率が高い金属材料で構成されており、塊状の金属材を円柱状にくり抜くことで形成された第１凹部２０１と、第１凹部２０１の底面をさらに円柱状にくり抜くことで形成された第２凹部２０２とを有している。この例では、第１凹部２０１の中心位置と第２凹部２０２の中心位置とが一致しており、両者の中心位置を鉛直方向に通る線が、図中に一点鎖線で示す中心線方向となっている。また、治具２００は、図示したとおり、第１凹部２０１が鉛直上方に、また、第２凹部２０２が鉛直下方に、それぞれ配置された状態で使用される。そして、第２凹部２０２の下側には、図示しないヒータが設けられている。

ここで、第２凹部２０２の内径は、第１凹部２０１の内径よりも小さい。また、第１凹部２０１の内径は、絶縁チューブ５０の収縮前の外径よりも大きい。さらに、第２凹部２０２の内径は、先端電極部材４２の先端電極径Ｒ４２と略等しい。
次に、第２凹部２０２の深さは、第１凹部２０１の深さよりも小さい。また、第１凹部２０１の深さは、絶縁チューブ５０の収縮前の高さよりも大きい。さらに、第２凹部２０２の深さは、先端電極部材４２における傾斜面４２ｄよりも先端側（表面４２ａ側）の高さと略等しい。さらにまた、第１凹部２０１＋第２凹部２０２の深さは、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を積み上げた高さと略等しい。そして、第２凹部２０２の形状は、先端電極部材４２における傾斜面４２ｄよりも先端側（表面側）の形状と略等しい。

（絶縁チューブ設置工程）
図１２（ａ）は、ステップ１０の絶縁チューブ設置工程の概要を説明するための図である。
絶縁チューブ設置工程では、まず、治具２００における第１凹部２０１の内部に対し、上方から、両開口部を上下方向に向けた状態で、収縮前の絶縁チューブ５０を挿入する。すると、収縮前の絶縁チューブ５０は、重力の作用によって落下し、その下側端部は、第１凹部２０１の底面に到達し、この状態で治具２００に保持される。このとき、収縮前の絶縁チューブ５０の上側端部は、第１凹部２０１の上側端部よりも下方に位置する。したがって、絶縁チューブ５０の全体が、治具２００に設けられた第１凹部２０１の内部に収容される。そして、後述するように、この例では、収縮前の絶縁チューブ５０の下側端部が、圧電モジュール４００における先端となり、収縮前の絶縁チューブ５０の上側端部が、圧電モジュール４００における後端となる。なお、絶縁チューブ設置工程では、治具２００における第１凹部２０１の内周面と、収縮前の絶縁チューブ５０の外周面とを、全周にわたって隙間を介して配置することが望ましい。また、絶縁チューブ設置工程では、治具２００における第２凹部２０２の周縁部よりも外側に、収縮前の絶縁チューブ５０の下側端部を配置することが望ましい。

（先端電極部材設置工程）
図１２（ｂ）は、ステップ２０の先端電極部材設置工程の概要を説明するための図である。
先端電極部材設置工程では、まず、治具２００の内部に設置された収縮前の絶縁チューブ５０に対し、上方から、表面４２ａを下側として、先端電極部材４２を挿入する。すると、先端電極部材４２は、重力の作用によって落下し、その下側すなわち表面４２ａは、第２凹部２０２の底面に到達し、この状態で治具２００に保持される。このとき、先端電極部材４２における傾斜面４２ｄよりも下側（表面４２ａ側）は、収縮前の絶縁チューブ５０の下側端部よりも下方に位置する。また、このとき、先端電極部材４２における外周面４２ｃよりも上側（裏面４２ｃ側）は、収縮前の絶縁チューブ５０の内側に配置される。したがって、先端電極部材４２は、治具２００に設けられた第１凹部２０１と第２凹部２０２とに跨がって、これらの内部に収容される。また、先端電極部材４２は、その下側が収縮前の絶縁チューブ５０よりも下方に飛び出しているものの、その上側は収縮前の絶縁チューブ５０の内部に収容される。なお、この例では、先端電極部材４２の下側端部が、第２凹部２０２にはまり込むようになっているため、第２凹部２０２に先端電極部材４２の下側端部がはまり込むことに伴い、治具２００に対する先端電極部材４２の位置決めがなされる。そして、このような位置決めに伴い、先端電極部材４２における径方向の中央位置が、第１凹部２０１および第２凹部２０２の径方向の中心位置に略一致する。なお、先端電極部材設置工程では、収縮前の絶縁チューブ５０の内周面と、先端電極部材４２の外周面４２ｃとを、全周にわたって隙間を介して配置することが望ましい。

（圧電素子設置工程）
図１２（ｃ）は、ステップ３０の圧電素子設置工程の概要を説明するための図である。
圧電素子設置工程では、まず、治具２００の内部に設置された収縮前の絶縁チューブ５０に対し、上方から、一方の円形面を下側として、圧電素子４１を挿入する。すると、圧電素子４１は、重力の作用によって落下し、その下側の面すなわち一方の円形面は、収縮前の絶縁チューブ５０の内部に既に設置されている先端電極部材４２の裏面４２ｂに到達し、この状態で治具２００に保持される。このとき、圧電素子４１の上側端部（他方の円形面側）は、収縮前の絶縁チューブ５０の上側端部よりも下方に位置する。したがって、圧電素子４１は、治具２００に設けられた第１凹部２０１の内部に収容される。また、圧電素子４１の全体が、収縮前の絶縁チューブ５０の内部に収容される。なお、圧電素子設置工程では、収縮前の絶縁チューブ５０の内周面と、圧電素子４１の外周面とを、全周にわたって隙間を介して配置することが望ましい。

（後端電極部材設置工程）
図１２（ｄ）は、ステップ４０の後端電極部材設置工程の概要を説明するための図である。
後端電極部材設置工程では、まず、治具２００の内部に設置された収縮前の絶縁チューブ５０に対し、上方から、一方の円形面（金めっきが施されていない面）を下側として、後端電極部材４４を挿入する。すると、後端電極部材４４は、重力の作用によって落下し、その下側の面すなわち一方の円形面は、収縮前の絶縁チューブ５０の内部に既に設置されている圧電素子４１の上側の面に到達し、この状態で治具２００に保持される。このとき、後端電極部材４４の上側端部（他方の円形面側）は、収縮前の絶縁チューブ５０の上側端部よりも下方に位置する。したがって、後端電極部材４４は、治具２００に設けられた第１凹部２０１の内部に収容される。また、後端電極部材４４の全体が、収縮前の絶縁チューブ５０の内部に収容される。なお、後端電極部材設置工程では、収縮前の絶縁チューブ５０の内周面と、後端電極部材４４の外周面とを、全周にわたって隙間を介して配置することが望ましい。

（後端絶縁部材設置工程）
図１２（ｅ）は、ステップ５０の後端絶縁部材設置工程の概要を説明するための図である。
後端絶縁部材設置工程では、まず、治具２００の内部に設置された収縮前の絶縁チューブ５０に対し、上方から、一方の円形面を下側として、後端絶縁部材４５を挿入する。すると、後端絶縁部材４５は、重力の作用によって落下し、その下側の面すなわち一方の円環面は、収縮前の絶縁チューブ５０の内部に既に設置されている後端電極部材４４の上側の面（他方の円形面（金めっきが施されている面））に到達し、この状態で治具２００に保持される。このとき、後端絶縁部材４５の上側（他方の円環面側）は、収縮前の絶縁チューブ５０の上側端部よりも上方に位置する。また、このとき、後端絶縁部材４５の下側（一方の円環面側）は、収縮前の絶縁チューブ５０の内側に配置される。したがって、後端絶縁部材４５は、治具２００に設けられた第１凹部２０１の内部に収容される。また、後端絶縁部材４５は、その上側が収縮前の絶縁チューブ５０よりも上方に飛び出しているものの、その下側は収縮前の絶縁チューブ５０の内部に収容される。なお、後端絶縁部材設置工程では、収縮前の絶縁チューブ５０の内周面と、後端絶縁部材４５の外周面とを、全周にわたって隙間を介して配置することが望ましい。

（加熱・冷却工程）
図１２（ｆ）は、ステップ６０の加熱・冷却工程の概要を説明するための図である。
加熱・冷却工程では、まず、治具２００に設けられた第１凹部２０１および第２凹部２０２に、上述した手順にて、収縮前の絶縁チューブ５０、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を収容した状態で、第２凹部２０２の下側に設けられたヒータ（図示せず）を動作させる。すると、ヒータが動作することに伴い、治具２００は、第２凹部２０２が設けられた下側から加熱され始め、さらに、第２凹部２０２の周囲に存在する第１凹部２０１の底面から内周面にかけて、順次熱が伝達されることによって全体的に加熱される。そして、治具２００の熱は、第１凹部２０１の底面から、直接に、収縮前の絶縁チューブ５０に伝達される。また、治具２００の熱は、第１凹部２０１の底面から内周面を介して、間接的に、収縮前の絶縁チューブ５０の外周面に伝達される。さらに、治具２００の熱は、第２凹部２０２の底面から先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５にも伝達され、それぞれの外周面を介して、間接的に、収縮前の絶縁チューブ５０の内周面に伝達される。ただし、この例では、これらのうち、第１凹部２１の内周面を介して、収縮前の絶縁チューブ５０の内周面に伝達される熱量が最も多くなる。これは、収縮前の絶縁チューブ５０の底面の面積が小さいことと、圧電素子４１および後端絶縁部材４５が、絶縁性が高く熱伝導性が低い絶縁体で構成されていることとによる。

そして、収縮前の絶縁チューブ５０が、自身の熱収縮温度（例えばＦＥＰ製の場合は２００℃～２１０℃程度）以上となるまで加熱されると、熱収縮する。ここで、本実施の形態で用いた絶縁チューブ５０は、一般的な熱収縮チューブと同様に、径方向の収縮率が、長さ方向の収縮率よりも大きくなっている。特に、本実施の形態の熱収縮チューブは、径方向の収縮率が２５％～３０％程度であるのに対し、長さ方向の収縮率は２％以下であり、長さ方向にはほとんど収縮しないものを用いている。このため、収縮後の絶縁チューブ５０には、径方向に対する収縮は生じるものの、長さ方向に対する熱収縮は殆ど生じない。

絶縁チューブ５０が熱収縮すると、収縮後の絶縁チューブ５０の内周面は、先端電極部材４２の外周面４２ｃ、圧電素子４１の外周面、後端電極部材４４の外周面に接触し且つこれらを覆い、且つ、後端絶縁部材４５における外周面の先端側に接触し且つこれを覆う。これは、絶縁チューブ５０の収縮前内径Ｒ５０１が、先端電極径Ｒ４２、圧電素子径Ｒ４１、後端電極径Ｒ４４および後端絶縁径Ｒ４５よりも大きかったのに対し、絶縁チューブ５０の最終内径Ｒ５０２が、先端電極径Ｒ４２、圧電素子径Ｒ４１、後端電極径Ｒ４４および後端絶縁径Ｒ４５よりも小さいことに起因する。ただし、このとき、先端電極部材４２における表面４２ａおよび傾斜面４２ｄと、後端絶縁部材４５における外周面の後端側および上方の面（他方の円環面）とは、絶縁チューブ５０の長さ方向の収縮量が少ないことに起因して、絶縁チューブ５０に覆われることなく、外部に露出することになる。

また、絶縁チューブ５０が熱収縮する際、絶縁チューブ５０の外周面（円筒状）の周囲が、治具２００の内周面（円筒状）によって囲われていることから、絶縁チューブ５０は、径方向に等方的に加熱されることになり、結果として径方向に等方的に収縮する。このとき、収縮前の状態から収縮後の状態へと移行する絶縁チューブ５０は、内部に収容する先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５の各外周面を、外側から等方的に押す（押し当てる）ことになる。このため、得られた圧電モジュール４００では、収縮後の絶縁チューブ５０によって固定され且つ一体化した先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５が、それぞれの径方向の中心位置に向かってセンタリングされる。その結果、圧電モジュール４００では、これら先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５は、それぞれの中心位置が中心線方向に沿って並ぶことになる。

その後、第１凹部２０１および第２凹部２０２に、上述した手順にて圧電モジュール４００を収容した状態で、第２凹部２０２の下側に設けられたヒータの動作を停止させる。また、必要に応じて、治具２００の周囲に設けられた循環パイプに冷却水等を供給する。これに伴い、治具２００が冷却され、その結果、圧電モジュール４００も冷却される。なお、圧電モジュール４００の冷却は、絶縁チューブ５０が例えば６０℃以下となるまで続行することが望ましい。その後、治具２００から圧電モジュール４００を取り出す。

（実際の設置状態について）
なお、図１２に示す例は、収縮前の絶縁チューブ５０および先端電極部材４２に対し、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を、理想的に設置した場合を例として説明を行ったが、実際はこのようにはならない。

図１３は、加熱・冷却工程（ステップ６０）の前後における各部材の実際の設置状態の一例を説明するための図である。
本実施の形態では、治具２００に設けられた第１凹部２０１を用いて、絶縁チューブ５０の位置決めを行うとともに、治具２００に設けられた第２凹部２０２を用いて、先端電極部材４２の位置決めを行っている。このため、収縮前の絶縁チューブ５０と先端電極部材４２との位置関係は、収縮前内径Ｒ５０１が先端電極径Ｒ４２よりも大きくても、ある程度は定まる。

これに対し、先端電極部材４２よりも後に設置される圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５は、圧電素子径Ｒ４２、後端電極径Ｒ４４および後端絶縁径Ｒ４５が収縮前内径Ｒ５０１よりも小さく、且つ、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を位置決めする枠等が存在しない。このため、重力による落下によって設置される圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５は、図１３の上段に示したように、収縮前の絶縁チューブ５０の収縮前内径Ｒ５０１の範囲内で、径方向のずれが生じた状態で静止し得ることになる。

しかしながら、本実施の形態では、上述した手順にて、圧電モジュール４００の製造を行っているため、ステップ６０の加熱・冷却工程において、絶縁チューブ５０が径方向に等方的に収縮することになる。その結果、図１３の下段に示したように、収縮後の絶縁チューブ５０を有する圧電モジュール４００では、加熱・冷却工程よりも前（後端絶縁部材設置工程よりも後）の、先端電極部材４２と圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５との相対的な位置関係に関わらず、これら各部材のセンタリングがなされ、それぞれの中心位置を揃えることが可能になる。

特に、本実施の形態では、ステップ６０の加熱・冷却工程において、治具２００を、第２凹部２０２の下側から加熱しているため、絶縁チューブ５０は、下側（先端電極部材４２側）から上方に向かい、順次熱収縮してくものと考えられる。このため、絶縁チューブ５０による径方向への位置決めは、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５の順で行われることになる。したがって、圧電素子４１の径方向への位置決めが行われるときには、先端電極部材４２の径方向への位置決めが完了している一方、後端電極部材４４の径方向の位置決めは未完であるものと考えられる。それゆえ、絶縁チューブ５０のうち、圧電素子４１の外周面と対峙する部位が熱収縮するとき、換言すれば、圧電モジュール４００における圧電素子４１の径方向の位置決めを行うときに、圧電素子４１は、径方向に比較的自由に移動できるものと考えられる。

［まとめ］
本実施の形態では、圧力検出装置２０において圧力の検出に用いられる圧電素子４１を、その先端側に設けられる先端電極部材４２およびその後端側に設けられる後端電極部材４４とともに、熱収縮チューブからなる絶縁チューブ５０を用いて一体化することで、圧電モジュール４００を構成した。そして、この圧電モジュール４００では、先端電極部材４２の先端電極径Ｒ４２および後端電極部材４４の後端電極径Ｒ４４を、圧電素子４１の圧電素子径Ｒ４１よりも大きくした。これにより、圧電モジュール４００の製造において、絶縁チューブ５０を熱収縮させること伴い、圧電素子４１の外周面の全端部を、先端電極部材４２の外周面の全端部よりも内側に位置させるとともに、後端電極部材４４の外周面の全端部よりも内側に位置させることができる。その結果、圧力検出装置２０において、圧電モジュール４００に対し中心線方向に沿った圧力が加えられたときに、圧電素子４１の先端側の面および後端側の面に対し、先端電極部材４２および後端電極部材４４から加えられる圧力のむらを低減させることができる。それゆえ、かかる圧力のむらに起因する、圧電素子４１の損傷を抑制することができる。

また、本実施の形態では、上述した圧電モジュール４００を、それぞれが導電性を有する先端外部筐体３１およびダイアフラムヘッド３２を備えた筐体部３０の内部に取り付けるとともに、ダイアフラムヘッド３２と圧電モジュール４００の先端電極部材４２との間に、先端絶縁部材４３を配置するようにした。これにより、圧電素子４１とダイアフラムヘッド３２を含む筐体部３０とを、電気的に分離（絶縁）することができる。その結果、筐体部３０を用いて圧力検出装置２０を内燃機関１０（例えばシリンダヘッド１３）に取り付けた際に、内燃機関１０から筐体部３０を介して、圧電素子４１の電気的な経路（負の経路）にノイズが侵入するのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、これら筐体部３０と圧電モジュール４００との間に、先端電極部材４２と電気的に接続される加圧部材４９を設けるとともに、加圧部材４９の内部であって圧電モジュール４００の後端側に、後端電極部材４４と電気的に接続される伝導部材４７を設けた。これにより、伝導部材４７によって形成される圧電素子４１の電気的な経路（正の経路）を、加圧部材４９によって形成される圧電素子４１の電気的な経路（負の経路）で覆うことが可能になる。これにより、加圧部材４９の外部から伝導部材４７にノイズが侵入するのを抑制することができる。

また、本実施の形態の圧電モジュール４００では、最も先端側に位置する先端電極部材４２の先端側（傾斜面４２ｄよりも先端側）を、絶縁チューブ５０の先端よりも先端側に突出させるようにした。これにより、絶縁チューブ５０に起因する、先端電極部材４２と加圧部材４９との接触不良（負の経路の形成不良）を抑制することができる。

また、本実施の形態の圧電モジュール４００では、後端電極部材４４の後端側に設けられる後端絶縁部材４５も、絶縁チューブ５０を用いて一体化するようにした。これにより、圧力検出装置２０の構成をより簡易なものとすることができる。そして、圧電モジュール４００で最も後端側に位置する後端絶縁部材４５の後端側を、絶縁チューブ５０の後端よりも後端側に突出させるようにした。これにより、絶縁チューブ５０の後端側へのはみ出しに起因する不具合の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態の圧電モジュール４００では、絶縁チューブ５０をフッ素樹脂で構成するようにした。これにより、絶縁チューブ５０をポリアミド（ナイロン）やブチルゴム等で構成した場合と比較して、圧電素子４１が出力する電荷信号の高周波特性の劣化を抑制することが可能になる。また、絶縁チューブ５０をフッ素樹脂で構成した場合、絶縁チューブ５０をポリアミド（ナイロン）やブチルゴム等で構成した場合と比較して、加熱履歴による痩せ（薄肉化）を抑制することも可能になる。

また、本実施の形態の圧電モジュール４００では、圧電素子４１、先端電極部材４２および後端電極部材４４を、それぞれ円柱状を呈するもので構成した。これにより、例えば圧電素子４１を、角柱状を呈するもので構成した場合と比較して、角部を有していない分、先端電極部材４２および後端電極部材４４から圧電素子４１に加えられる圧力のむらを抑制することができる。

また、本実施の形態の圧電モジュール４００では、熱収縮チューブからなる絶縁チューブ５０の熱収縮後の内周面を、圧電素子４１の外周面の一周にわたって接触させるようにした。これにより、絶縁チューブ５０を熱収縮させる際に、先端電極部材４２および後端電極部材４４の両者に対し、圧電素子４１を、より径方向の中心に向けて押すことができる。その結果、得られた圧電モジュール４００では、圧電素子４１、先端電極部材４２および後端電極部材４４のそれぞれの径方向の中心がより揃いやすくなり、圧電素子４１の外周面の全端部を、先端電極部材４２の外周面の全端部および後端電極部材４４の外周面の全端部よりも内側に位置させやすくすることができる。

また、本実施の形態では、第４構造体を組み立てる際に、加圧部材４９の内部に、予め別プロセスで組み立てられた第３構造体すなわち圧電モジュール４００を挿入するようにした。これにより、例えば加圧部材４９の内部に、圧電素子４１、先端電極部材４２、後端電極部材４４、後端絶縁部材４５および絶縁チューブ５０を、それぞれ別々に挿入していく場合と比較して、圧力検出装置２０の製造を容易なものとすることができる。また、一体化した圧電モジュール４００を用いることで、圧電モジュール４００を用いない場合と比較して、加圧部材４９に対する圧電素子４１の位置決めを容易且つ確実に行うことが可能になる。

［変形例］
上述した実施の形態では、熱収縮チューブからなる絶縁チューブ５０を用いて、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５を一体化してなる圧電モジュール４００を得ていた。ただし、圧電モジュール４００の構成は、これに限られるものではない。

（圧電モジュールの他の構成）
図１４は、圧電モジュール４００の他の構成例を説明するための図であって、図１４（ａ）は圧電モジュール４００の上面図を示しており、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＸＩＶＢ－ＸＩＶＢ断面図（圧電モジュール４００の縦断面図）を示している。ここで、図１４（ｂ）では、図中における上下方向が中心線方向となっている。また、図１４（ａ）では図中手前側が先端側となっており、図１４（ｂ）では図中上側が先端側となっている。

図１４に示す例において、圧電モジュール４００は、実施の形態で説明したものと同じく、先端側から順に配列される先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５と、これらの外周面を覆うことでこれらを一体化する絶縁チューブ５０とを備えている。ここで、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５のそれぞれについては、実施の形態で説明したものと同じものを用いることができる。これに対し、本例の絶縁チューブ５０は、上記実施の形態で説明したものと同様に絶縁性は有しているものの、熱収縮性は有していない。なお、本例の絶縁チューブ５０は、例えばＦＥＰ等のフッ素樹脂材料で構成することができる。

押当手段の一例としての本例の絶縁チューブ５０は、第１の肉厚を有し且つ先端側に位置する第１薄肉部５０ａと、第１の肉厚よりも厚い第２の肉厚を有し且つ第１薄肉部５０ａの後端側に位置する厚肉部５０ｂと、第２の肉厚よりも薄い第２の肉厚を有し且つ厚肉部５０ｂの後端側に位置する第２薄肉部５０ｃとを有している。そして、本例の絶縁チューブ５０は、外周面の径すなわち外径が中心線方向において一定である一方、内周面の径すなわち内径が中心線方向において三段階に変化している。より具体的に説明すると、本例の絶縁チューブ５０では、第１薄肉部５０ａの形成部位での内径と比べて、厚肉部５０ｂの形成部位での内径が小さくなっており、厚肉部５０ｂの形成部位での内径と比べて、第２薄肉部５０ｃの形成部位での内径が大きくなっている。また、本例の絶縁チューブ５０では、第１薄肉部５０ａの形成部位での内径と、第２薄肉部５０ｃの形成部位での内径とが等しくなっている。

圧電モジュール４００を組み立てる前の状態において、絶縁チューブ５０における第１薄肉部５０ａの内径は、先端電極部材４２の径（先端電極径Ｒ４２：図９参照）よりもわずかに小さくなっている。また、圧電モジュール４００を組み立てる前の状態において、絶縁チューブ５０における厚肉部５０ｂの内径は、圧電素子４１の径（圧電素子径Ｒ４１：図９参照）よりもわずかに小さくなっている。さらに、圧電モジュール４００を組み立てる前の状態において、絶縁チューブ５０における第２薄肉部５０ｃの内径は、後端電極部材４４の径（後端電極径Ｒ４４：図９参照）および後端絶縁部材４５の径（後端絶縁径Ｒ４５：図９参照）よりもわずかに大きくなっている。

そして、絶縁チューブ５０に対し、厚肉部５０ｂには圧電素子４１をはめ込み、第１薄肉部５０ａには先端電極部材４２をはめ込み、第２薄肉部５０ｃには後端電極部材４４および後端絶縁部材４５をはめ込むことにより、図１４に示す圧電モジュール４００が得られる。ここで、組み立て前の絶縁チューブ５０の各内径と圧電素子４１、先端電極部材４２、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５の各外径とは、上述した関係を有しているため、絶縁チューブ５０に対し、圧電素子４１、先端電極部材４２、後端電極部材４４および後端絶縁部材４５は、それぞれ圧入された状態で固定されることとなる。その結果、この場合においても、一体化した圧電モジュール４００が得られる。

なお、本例で用いた絶縁チューブ５０は、例えば次のようにして製造することができる。まず、肉厚が厚肉部５０ｂの厚さに揃えられた原材料チューブを用意し、両開口部からそれぞれの内壁を削る切削加工を施すとともに、中間部については、このような切削加工を施さないようにする。これにより、切削加工を施した部位がそれぞれ第１薄肉部５０ａおよび第２薄肉部５０ｃとなり、切削加工を施さなかった部位が厚肉部５０ｂとなる、絶縁チューブ５０を得ることができる。

［その他］
なお、本実施の形態では、圧電モジュール４００が、先端電極部材４２と、圧電素子４１と、後端電極部材４４と、後端絶縁部材４５と、絶縁チューブ５０とを有していたが、これに限られるものではない。圧電モジュール４００は、少なくとも、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４４および絶縁チューブ５０を有していればよく、後端絶縁部材４５は必須ではない。

また、本実施の形態の圧電モジュール４００では、後端絶縁部材４５の後端絶縁径Ｒ４５を、後端電極部材４４の後端電極径Ｒ４４とほぼ等しくしていたが、これに限られるものではない。例えば、後端絶縁部材４５の後端絶縁径Ｒ４５を、後端電極部材４４の後端電極径Ｒ４４よりもわずかに小さくしてもよい。ただし、この場合も、後端電極部材４４の後端電極径Ｒ４４は、絶縁チューブ５０の最終内径Ｒ５０２以上であることが望ましい。

さらに、本実施の形態の圧電モジュール４００では、圧電素子４１の外周面と、絶縁チューブ５０の内周面とを接触させるようにしていたが、これらは、必ずしも接触していなくてもよい。

さらにまた、本実施の形態では、圧力検出装置２０において、負の経路と筐体経路とを分離していたが、これに限られるものではなく、筐体経路を負の経路として機能させるようにしてもよい。この場合は、例えば、ダイアフラムヘッド３２と先端電極部材４２とを直接に接触させるようにし、中間外部筐体３３の内周面に、回路内蔵部材５７に設けられた入力接地板９４の外周面を突き当てるようにすればよい。なお、この場合は、例えば第１収容部材５５および第２収容部材５６は不要となる。

１…圧力検出システム、１０…内燃機関、２０…圧力検出装置、３０…筐体部、３１…先端外部筐体、３２…ダイアフラムヘッド、３３…中間外部筐体、３４…後端外部筐体、３５…第１内部筐体、３６…第２内部筐体、４０…検出機構部、４１…圧電素子、４２…先端電極部材、４３…先端絶縁部材、４４…後端電極部材、４５…後端絶縁部材、４６…第１コイルバネ、４７…伝導部材、４８…保持部材、４９…加圧部材、５０…絶縁チューブ、５１…第１絶縁部材、５２…第２絶縁部材、５３…支持部材、５４…第２コイルバネ、５５…第１収容部材、５６…第２収容部材、５７…回路内蔵部材、５８…接続部材、５９…閉塞部材、６０…第３絶縁部材、７０…シール部、８０…接続ケーブル、１００…制御装置、４００…圧電モジュール

Claims (6)

1. 一端側から他端側に向かう軸方向にかかる圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、
   導電性を有し且つ前記圧電素子の前記一端側に配置され、前記軸方向と交差する径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第１電極部材と、
   導電性を有し且つ前記圧電素子の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第２電極部材と、
   筒状を呈するとともに絶縁性および熱収縮性を有し、前記軸方向に沿って並ぶ前記第１電極部材、前記圧電素子および前記第２電極部材を内部に収容するとともに、自身の内周面が当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材の各外周面に接触する熱収縮チューブと
   を含む圧電モジュールと、
   前記軸方向に沿った中空部を有することで筒状を呈し、内部には前記圧電モジュールを収容する筐体と、
   前記筐体の前記一端側に塞ぐように当該筐体に取り付けられ、外部からの圧力を受ける受圧部材と、を有し、
   前記圧電モジュールでは、前記第１電極部材における前記一端側の端部が、前記熱収縮チューブにおける当該一端側の端部よりも当該一端側に突出していることを特徴とする、圧力検出装置。
2. 一端側から他端側に向かう軸方向にかかる圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、
   導電性を有し且つ前記圧電素子の前記一端側に配置され、前記軸方向と交差する径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第１電極部材と、
   導電性を有し且つ前記圧電素子の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが当該圧電素子よりも大きい第２電極部材と、
   筒状を呈するとともに絶縁性および熱収縮性を有し、前記軸方向に沿って並ぶ前記第１電極部材、前記圧電素子および前記第２電極部材を内部に収容するとともに、自身の内周面が当該第１電極部材、当該圧電素子および当該第２電極部材の各外周面に接触する熱収縮チューブと、
   筒状を呈するとともに絶縁性を有し、前記第２電極部材の前記他端側に配置され、前記径方向の大きさが前記圧電素子よりも大きく設定され、当該第２電極部材とともに前記熱収縮チューブの内部に収容され、当該熱収縮チューブの内周面が自身の外周面に接触する絶縁部材と、
   を含む圧電モジュールと、
   前記軸方向に沿った中空部を有することで筒状を呈し、内部には前記圧電モジュールを収容する筐体と、
   前記筐体の前記一端側に塞ぐように当該筐体に取り付けられ、外部からの圧力を受ける受圧部材と、を有し、
   前記圧電モジュールでは、前記絶縁部材における前記他端側の端部が、前記熱収縮チューブにおける当該他端側の端部よりも当該他端側に突出していることを特徴とする、圧力検出装置。
3. 筒状を呈するとともに導電性を有し、前記圧電モジュールを内部に収容し且つ当該圧電モジュールにおける前記第１電極部材が電気的に接続される筒状部材と、
   棒状を呈するとともに導電性を有し、前記筒状部材の内部に収容されるとともに前記圧電モジュールにおける前記第２電極部材が電気的に接続される棒状部材と
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
4. 筒状を呈するとともに導電性を有し、前記圧電モジュールを内部に収容し且つ当該圧電モジュールにおける前記第１電極部材が電気的に接続される筒状部材と、
   棒状を呈するとともに導電性を有し、前記筒状部材の内部に収容されるとともに前記圧電モジュールにおける前記第２電極部材が電気的に接続される棒状部材と
   をさらに有することを特徴とする請求項２記載の圧力検出装置。
5. 前記棒状部材の前記一端側は、前記絶縁部材の内部に収容されていることを特徴とする、請求項４記載の圧力検出装置。
6. 前記熱収縮チューブの内周面が、前記圧電素子の外周面の一周にわたって接触していること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の圧電モジュール。

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