(57)【要約】【課題】コネクタ部との固定をかしめによって行うかしめ部や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面が備えられるケースを一部材で構成できるようにする。【解決手段】ケース１を高強度材料で構成しておき、ケース１の後端部１２、つまりコネクタ部２を固定するためのかしめ部１２ａに対して、焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより、材料強度を低下させて低強度材料に変化させる。これにより、ネジ部１３からシール面１４に至る部分については高強度材料を用いつつ、かしめ部１２ａについては低強度材料にすることが可能となる。したがって、コネクタ部２との固定をかしめによって行うかしめ部１２ａや被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面１４が備えられるケース１を一部材で構成することが可能となる。【選択図】図２
2010101778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が被測定圧力を受ける受圧面となっており、この受圧面に前記被測定圧力を受けて歪む円形状の受圧用ダイアフラム（１０）と、
一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材（６０）と、
前記圧力伝達部材（６０）の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材（６０）を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）と、
前記圧力伝達部材（６０）を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング（３０）と、
前記圧力伝達部材（６０）における前記他端部と接触し、前記センサチップ（５０）が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材（６０）から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ（５０）に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム（４０）と、
先端部（１１）が前記ハウジング（３０）に接合され、前記金属ステム（４０）および前記圧力伝達部材（６０）を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース（１）と、
前記ケース（１）の先端部（１１）とは反対側となる後端部（１２）をかしめ部（１２ａ）をかしめることにより固定され、前記センサチップ（５０）からの信号を取り出すターミナル（２２）が備えられたコネクタ部（２）と、を有し、
前記ケース（１）には、該ケース（１）の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面（１４）が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面（２００）の取付け穴（２０１）に対して固定するための固定手段（１３）が備えられ、前記固定手段（１３）にて該ケース（１）を前記取付け穴（２０１）に固定することにより前記座面（２０２）に対して前記シール面（１４）を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成されており、
前記ケース（１）が一部材で構成されている共に、前記後端部（１２）の少なくともかしめ部（１２ａ）は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
一面が被測定圧力を受ける受圧面となっており、この受圧面に前記被測定圧力を受けて歪む円形状の受圧用ダイアフラム（１０）と、
一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材（６０）と、
前記圧力伝達部材（６０）の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材（６０）を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）と、
前記圧力伝達部材（６０）を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング（３０）と、
前記圧力伝達部材（６０）における前記他端部と接触し、前記センサチップ（５０）が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材（６０）から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ（５０）に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム（４０）と、
先端部（１１）が前記ハウジング（３０）に接合され、前記金属ステム（４０）および前記圧力伝達部材（６０）を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース（１）と、
前記ケース（１）の先端部（１１）とは反対側となる後端部（１２）に圧入されることにより固定され、前記センサチップ（５０）からの信号を取り出すターミナル（２２）が備えられたコネクタ部（２）と、を有し、
前記ケース（１）には、該ケース（１）の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面（１４）が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面（２００）の取付け穴（２０１）に対して固定するための固定手段（１３）が備えられ、前記固定手段（１３）にて該ケース（１）を前記取付け穴（２０１）に固定することにより前記座面（２０２）に対して前記シール面（１４）を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成されており、
前記ケース（１）が一部材で構成されている共に、前記後端部（１２）のうち少なくとも前記コネクタ部（２）が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
前記ケース（１）は、前記後端部（１２）において焼きなまし処理もしくは脱炭処理が行われることにより低強度化されており、該低強度化されていない部分は前記高強度材料にて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記ケース（１）は、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分において焼き入れ処理もしくは浸炭処理が行われることにより高強度化されており、該高強度化されていない部分は前記低強度材料にて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記高強度材料は降伏応力６００ＭＰａ以上の金属材料であり、前記低強度材料は降伏応力６００ＭＰａ未満の金属材料であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項６】
一面が被測定圧力を受ける受圧面となっており、この受圧面に前記被測定圧力を受けて歪む円形状の受圧用ダイアフラム（１０）と、
一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材（６０）と、
前記圧力伝達部材（６０）の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材（６０）を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）と、
前記圧力伝達部材（６０）を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング（３０）と、
前記圧力伝達部材（６０）における前記他端部と接触し、前記センサチップ（５０）が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材（６０）から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ（５０）に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム（４０）と、
先端部（１１）が前記ハウジング（３０）に接合され、前記金属ステム（４０）および前記圧力伝達部材（６０）を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース（１）と、
前記ケース（１）の先端部（１１）とは反対側となる後端部（１２）のかしめ部（１２ａ）をかしめることにより固定され、前記センサチップ（５０）からの信号を取り出すターミナル（２２）が備えられたコネクタ部（２）と、を有し、
前記ケース（１）には、該ケース（１）の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面（１４）が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面（２００）の取付け穴（２０１）に対して固定するための固定手段（１３）が備えられ、前記固定手段（１３）にて該ケース（１）を前記取付け穴（２０１）に固定することにより前記座面（２０２）に対して前記シール面（１４）を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース（１）を高強度材料にて一部材で形成したのち、前記後端部（１２）の少なくともかしめ部（１２ａ）に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部（１２）の少なくともかしめ部（１２ａ）は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項７】
一面が被測定圧力を受ける受圧面となっており、この受圧面に前記被測定圧力を受けて歪む円形状の受圧用ダイアフラム（１０）と、
一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材（６０）と、
前記圧力伝達部材（６０）の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材（６０）を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）と、
前記圧力伝達部材（６０）を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング（３０）と、
前記圧力伝達部材（６０）における前記他端部と接触し、前記センサチップ（５０）が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材（６０）から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ（５０）に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム（４０）と、
先端部（１１）が前記ハウジング（３０）に接合され、前記金属ステム（４０）および前記圧力伝達部材（６０）を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース（１）と、
前記ケース（１）の先端部（１１）とは反対側となる後端部（１２）に圧入されることにより固定され、前記センサチップ（５０）からの信号を取り出すターミナル（２２）が備えられたコネクタ部（２）と、を有し、
前記ケース（１）には、該ケース（１）の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面（１４）が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面（２００）の取付け穴（２０１）に対して固定するための固定手段（１３）が備えられ、前記固定手段（１３）にて該ケース（１）を前記取付け穴（２０１）に固定することにより前記座面（２０２）に対して前記シール面（１４）を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース（１）を高強度材料にて一部材で形成したのち、前記後端部（１２）の少なくとも前記コネクタ部（２）が圧入される部分に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部（１２）の少なくとも前記コネクタ部（２）が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項８】
前記強度調整工程では、焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより、前記後端部（１２）を低強度化することを特徴とする請求項６または７に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項９】
一面が被測定圧力を受ける受圧面となっており、この受圧面に前記被測定圧力を受けて歪む円形状の受圧用ダイアフラム（１０）と、
一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材（６０）と、
前記圧力伝達部材（６０）の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材（６０）を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）と、
前記圧力伝達部材（６０）を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング（３０）と、
前記圧力伝達部材（６０）における前記他端部と接触し、前記センサチップ（５０）が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材（６０）から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ（５０）に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム（４０）と、
先端部（１１）が前記ハウジング（３０）に接合され、前記金属ステム（４０）および前記圧力伝達部材（６０）を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース（１）と、
前記ケース（１）の先端部（１１）とは反対側となる後端部（１２）のかしめ部（１２ａ）をかしめることにより固定され、前記センサチップ（５０）からの信号を取り出すターミナル（２２）が備えられたコネクタ部（２）と、を有し、
前記ケース（１）には、該ケース（１）の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面（１４）が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面（２００）の取付け穴（２０１）に対して固定するための固定手段（１３）が備えられ、前記固定手段（１３）にて該ケース（１）を前記取付け穴（２０１）に固定することにより前記座面（２０２）に対して前記シール面（１４）を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース（１）を低強度材料にて一部材で形成したのち、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部（１２）の少なくともかしめ部（１２ａ）は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項１０】
一面が被測定圧力を受ける受圧面となっており、この受圧面に前記被測定圧力を受けて歪む円形状の受圧用ダイアフラム（１０）と、
一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材（６０）と、
前記圧力伝達部材（６０）の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム（１０）が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材（６０）を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）と、
前記圧力伝達部材（６０）を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング（３０）と、
前記圧力伝達部材（６０）における前記他端部と接触し、前記センサチップ（５０）が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材（６０）から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ（５０）に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム（４０）と、
先端部（１１）が前記ハウジング（３０）に接合され、前記金属ステム（４０）および前記圧力伝達部材（６０）を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース（１）と、
前記ケース（１）の先端部（１１）とは反対側となる後端部（１２）に圧入されることにより固定され、前記センサチップ（５０）からの信号を取り出すターミナル（２２）が備えられたコネクタ部（２）と、を有し、
前記ケース（１）には、該ケース（１）の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面（１４）が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面（２００）の取付け穴（２０１）に対して固定するための固定手段（１３）が備えられ、前記固定手段（１３）にて該ケース（１）を前記取付け穴（２０１）に固定することにより前記座面（２０２）に対して前記シール面（１４）を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース（１）を低強度材料にて一部材で形成したのち、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部（１２）の少なくとも前記コネクタ部（２）が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項１１】
前記強度調整理工程では、焼き入れ処理もしくは浸炭処理を行うことにより、少なくとも前記固定手段（１３）から前記シール面（１４）に至るまでの部分を高強度化することを特徴とする請求項９または１０に記載の圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一面が被測定圧力を受ける受圧面となっている圧力センサに関するものであり、エンジンヘッドに取りつけエンジンの燃焼室内の圧力を測定するために用いられる圧力センサ（燃焼圧センサ）に適用すると好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばエンジンヘッドに搭載され、エンジンの燃焼室内の圧力（気筒の圧力）を検出する圧力センサとして、例えば特許文献１に示されるものがある。この特許文献１に開示された圧力センサでは、ケースの一端部に、一面が被測定圧力を受ける受圧面となっている受圧用ダイアフラムが設けられ、受圧用ダイアフラムがその受圧面に被測定圧力を受けて歪むと、その歪が圧力伝達部材を介して感歪素子を備えたセンサチップに伝えられるように構成されている。このため、被測定圧力の大きさに応じた応力がセンサチップに伝わり、それにより生じる感歪素子の出力変化に基づいて被測定圧力を検出するようになっている。
【０００３】
このように構成される圧力センサでは、ケースのうち受圧用ダイアフラムが備えられる先端部とは反対側となる後端部にターミナルが備えられたコネクタ部の一部を嵌め込んだのち、ケースの後端部をかしめることによりケースに対してコネクタ部を固定している。そして、ケースの外周部には、ネジ部や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴に設けられた座面と接するシール面が備えられ、ネジ部にて締め付けることで、シール面と座面とのメタニカルシールが行われるように構成されている。
【特許文献１】特開２００８−６４５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の圧力センサは小型であるが強固な締め付けが要求される。すなわち、ケースの外周部に備えられたシール面と圧力センサが取り付けられる取付け穴に設けられた座面とによるメタニカルシールが強固に行えるように、ケースのうちシール面を押さえ付けるための部分（例えばネジ部からシール面に至るまでの部分）を高強度材料で構成しなければならない。
【０００５】
ところが、これを実現するためにケース材料に高強度材料を使用すると、ケースの後端部をかしめる際にかしめが行えなくなるという問題が発生する。したがって、ケースとコネクタ部との組付け構造をかしめとは別手段にて行うようにするか、もしくは、かしめ部とネジ部からシール面に至る部分とを別部品にすることで、それぞれが別材料で構成されるようにすることが必要になり、部品点数の増加およびコスト高になるという問題が起こる。
【０００６】
一方、ケース材料に高強度材料を使用せずに低強度材料を使用する場合、ケースの後端部をかしめることが可能になるが、ケースのうちネジ部からシール面に至る部分も低強度材料で構成されることになり、強固な締め付けが行えないという問題が発生する。このため、締め付け力による強度が足りず、圧力センサの破損などの原因になり兼ねない。
【０００７】
また、コネクタ部のケースへの固定を圧入によって行うことも可能であるが、この場合でもケースの後端部が高強度であると高い圧入力が必要になるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、コネクタ部との固定をかしめによって行うかしめ部や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面が備えられるケースを一部材で構成できる圧力センサおよびその製造方法を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、コネクタ部を圧入固定する部位や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面が備えられるケースを一部材できる圧力センサおよびその製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ケース（１）には、該ケース（１）の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面（１４）が全周に形成されていると共に、被測定圧力となる媒体が収納された壁面（２００）の取付け穴（２０１）に対して固定するための固定手段（１３）が備えられ、固定手段（１３）にて該ケース（１）を取付け穴（２０１）に固定することにより座面（２０２）に対してシール面（１４）を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成されており、ケース（１）が一部材で構成されている共に、後端部（１２）の少なくともかしめ部（１２ａ）は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも固定手段（１３）からシール面（１４）に至るまでの部分が低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、固定手段（１３）からシール面（１４）に至る部分については高強度材料を用いつつ、かしめ部（１２ａ）については低強度材料にしている。したがって、かしめ部（１２ａ）を容易にかしめることができ、かつ、固定手段（１３）からシール面（１４）に至る部分については高強度材料となっているため、強固な締め付けを行うことが可能となる。これにより、コネクタ部（２）との固定をかしめによって行うかしめ部（１２ａ）や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面（１４）が備えられるケース（１）を一部材で構成することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、コネクタ部（２）をケース（１）の後端部（１２）に対して圧入することにより固定するものに対して、請求項１と同様の構造、具体的には、後端部（１２）のうち少なくともコネクタ部（２）が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも固定手段（１３）からシール面（１４）に至るまでの部分が低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにしたことを特徴としている。このような構造とすることにより、コネクタ（２）を後端部（１２）に圧入する際の圧入力を低減することが可能になる。
【００１３】
例えば、請求項２に記載したように、ケース（１）のうち後端部（１２）の少なくともかしめ部（１２ａ）において焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより低強度化することができる。この場合、該低強度化されていない部分は高強度材料にて構成されることになる。
【００１４】
また、請求項４に記載したように、ケース（１）のうち少なくとも固定手段（１３）からシール面（１４）に至るまでの部分において焼き入れ処理もしくは浸炭処理を行うことにより高強度化することもできる。この場合、該高強度化されていない部分が低強度材料にて構成されることになる。
【００１５】
なお、請求項５に記載したように、高強度材料とは降伏応力６００ＭＰａ以上の金属材料を意味しており、低強度材料とは降伏応力６００ＭＰａ未満の金属材料を意味している。
【００１６】
請求項６ないし１１に記載の発明は、請求項１ないし５に記載の圧力センサの製造方法の一例に相当する。
【００１７】
すなわち、請求項６に記載したように、ケース（１）を高強度材料にて一部材で形成しておき、後端部（１２）の少なくともかしめ部（１２ａ）に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、請求項１に記載の圧力センサを製造することができる。また、請求項７に記載したように、ケース（１）を高強度材料にて一部材で形成したのち、後端部（１２）の少なくともコネクタ部（２）が圧入される部分に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、請求項２に記載の圧力センサを製造することができる。例えば、請求項８に記載したように、強度調整工程では、焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより、後端部（１２）を低強度化することができる。
【００１８】
また、請求項９に記載したように、ケース（１）を低強度材料にて一部材で形成しておき、少なくとも固定手段（１３）からシール面（１４）に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、請求項１に記載の圧力センサを製造することができる。また、請求項１０に記載したように、ケース（１）を低強度材料にて一部材で形成したのち、少なくとも固定手段（１３）からシール面（１４）に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、請求項２に記載の圧力センサを製造することができる。例えば、請求項１１に記載したように、強度調整工程では、焼き入れ処理もしくは浸炭処理を行うことにより、少なくとも固定手段（１３）からシール面（１４）に至るまでの部分を高強度化することができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２１】
（第１実施形態）
本実施形態では、圧力センサをエンジンヘッドに搭載し、燃焼室内における燃焼圧を検出する燃焼圧センサとして適用した場合について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１００のエンジン２００への取付構造を示す概略断面図である。以下、図１に基づいて本実施形態にかかる圧力センサ１００について説明する。
【００２２】
図１に示すように、圧力センサ１００は、大きくは、ケース１と、このケース１に接続されたコネクタ部２とを有するものである。エンジン２００には、燃焼室に通じる取付穴２０１が設けられており、圧力センサ１００は、ケース１の先端部１１（図１中の下端部）から取付穴２０１に挿入されて、エンジン２００の燃焼室に臨んだ状態で搭載されている。
【００２３】
ケース１は、降伏応力６００ＭＰａ以上の高強度材料、例えばステンレス材料（例えばＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０４）や炭素が含有された炭素鋼等の金属にて構成されており、その先端部１１に受圧部としての受圧用ダイアフラム１０およびハウジング３０を備えている。本実施形態では、ケース１は円筒状とされ、ケース１の先端部１１は他の部位に比べて薄肉化されており、この薄肉化された先端部１１において、ハウジング３０と共に受圧用ダイアフラム１０が接合されることで一体化された構造とされている。具体的には、ケース１の先端部１１がハウジング３０の外周壁の一部と接合されていると共に、ハウジング３０の外周壁の一部と受圧用ダイアフラム１０の外周壁の一部が溶接等により接合されている。
【００２４】
そして、ケース１は、先端部１１と反対側となる後端部１２において内径および外径が拡大され、その後端部１２においてコネクタ部２が接続されている。具体的には、ケース１の後端部１２にコネクタ部２の先端のフランジ部２ａを収容させたのち、ケース１の後端部１２のかしめ部１２ａをかしめることにより、ケース１に対してコネクタ部２が固定されている。本実施形態では、ケース１のうちかしめが行われる後端部１２の少なくともかしめ部１２ａを焼きなまし処理もしくは脱炭処理することにより、材料強度を低下させ、降伏強度６００ＭＰａ未満の低強度材料に変化させている。このため、ケース１の後端部１２のかしめ部１２ａをかしめることが可能となっている。
【００２５】
また、ケース１における先端部１１と後端部１２の間に位置する部位において、ケース１の外周面には、エンジン２００の取付穴２０１に対して圧力センサ１００を固定するための取付部となるネジ部１３が形成されている。取付部はネジ部１３以外の構成であっても構わないが、本実施形態では、取付穴２０１とネジ結合可能なネジ部１３を用い、ネジ部１３とネジ穴としての取付穴２０１とのネジ結合により、圧力センサ１００をエンジン２００に取り付けている。
【００２６】
また、ケース１のうちネジ部１３よりも先端部１１側において、ケース１の外径が縮小されている。そして、この外径が縮小させられた位置において、ケース１の外周面には、周面と直交する方向へ張り出したテーパ状のシール面１４が全周に形成された構造とされている。そして、このシール面１４に対向するように、取付穴２０１の内面には、シール面１４に対応したテーパ状の座面２０２が構成されている。このため、圧力センサ１００をエンジン２００へネジ結合することで、その軸力により、ケース１のシール面１４とエンジン２００の取付穴２０１の座面２０２とが密着してメタルタッチシールされるようになっている。そして、本実施形態では、ケース１を高強度材料で構成していることから、ネジ部１３からシール面１４に至る部分も高強度材料で構成され、締め付け力を所望強さ確保することができる。
【００２７】
なお、ケース１のうちネジ部１３からシール面１４に至る部分の外径はφ６．５ｍｍ、内径はφ５．５ｍｍとされ、ネジ部１３を締結した時の締め付け力は１０〜１５Ｎ／ｍ程度必要になる。このため、ネジ部１３からシール面１４に至る部分が低強度材料で構成されているとケース１の厚みに応じた剛性上、必要な締め付け力を得ることができないが、高強度材料で構成されるようにすることで必要な締め付け力を得ることが可能となる。
【００２８】
受圧用ダイアフラム１０は、ステンレス材料（例えばＳＵＳ６３０）等の金属にて構成され、円形状とされている。受圧用ダイアフラム１０における中央部を円形状の圧力伝達部１０ａとして、その周囲を囲むように圧力伝達部１０ａよりも薄肉化された歪み部１０ｂが形成されている。また、受圧用ダイアフラム１０における受圧面と反対側には凹部１０ｃが形成されていると共に、この凹部１０ｃを囲むように歪み部１０ｂよりも外周側に外周壁１０ｄが備えられている。そして、受圧用ダイアフラム１０の凹部１０ｃ内にハウジング３０の先端部が嵌め込まれ、この状態で外周壁１０ｄとハウジング３０の先端部が全周溶接等により接合されることで、受圧用ダイアフラム１０とハウジング３０とが接合されている。ハウジング３０のうち受圧用ダイアフラム１０と接合される部位では、ハウジング３０の外周面の径が受圧用ダイアフラム１０の外周壁１０ｄの外径と等しくされており、溶接等による受圧用ダイアフラム１０とハウジング３０との接合が容易に行えるようになっている。
【００２９】
このような構成の受圧用ダイアフラム１０は、受圧用ダイアフラム１０における燃焼室側の面を受圧面として、被測定圧力、つまり本実施形態の場合には燃焼圧がこの受圧面に印加されることで歪み部１０ｂが歪み、それに伴って圧力伝達部１０ａが歪むように構成されている。
【００３０】
また、ケース１の先端部１１において、受圧用ダイアフラム１０が接合されたハウジング３０と、ハウジング３０に接続された金属ステム４０、センサチップ５０、および、圧力伝達部材６０が備えられている。
【００３１】
ハウジング３０は、中空部を有する円筒形状をなしており、中空部に圧力伝達部材６０を配置した状態で、一端側が受圧用ダイアフラム１０に接合され、他端側が金属ステム４０に接合されている。ハウジング３０には、両端部の中間位置において外周壁が径方向に突出させられた突起部３０ａが備えられている。この突起部３０ａは、ハウジング３０の中心軸に対して周方向に一周するように形成され、外径がケース１の先端部１１の外径と一致させられている。そして、この突起部３０ａとケース１の先端部１１とが溶接等により全周接合されることにより、ハウジング３０および受圧用ダイアフラム１０にてケース１の先端部が密閉された状態となっている。
【００３２】
金属ステム４０は、有底円筒状に加工されたステンレス（例えばＳＵＳ６３０）などの金属製の部材であり、ハウジング３０側の端部が開口部４１とされ、底部４２の少なくとも一部が薄肉状の歪み部となっている。この金属ステム４０は、ハウジング３０の他端に固定されている。具体的には、ハウジング３０の他端には、内径が拡大された収容部３１が形成されており、金属ステム４０のうちハウジング３０側の先端の外径が収容部３１の内径と一致させられている。そして、ハウジング３０の収容部３１内に金属ステム４０を挿入した状態で、ハウジング３０における収容部３１と対応する位置の外周部から溶接を行うことにより、ハウジング３０と金属ステム４０の外周面とが接合されている。
【００３３】
センサチップ５０は、金属ステム４０における底面のうち開口部４１と反対側の面に例えば低融点ガラスなどの接着剤５１を介して貼り付けられている。センサチップ５０には、歪ゲージのような感歪素子が形成されている。例えば、半導体基板にて構成されたセンサチップ５０に対して拡散抵抗などからなる歪ゲージを形成し、このゲージによりホイートストンブリッジ回路を形成することにより感歪素子が構成される。
【００３４】
圧力伝達部材６０は、例えばステンレスなどの金属やセラミックなどからなるものであり、円柱状の棒部材にて構成されている。本実施形態では、圧力伝達部材６０は、受圧用ダイアフラム１０の圧力伝達部１０ａと金属ステム４０の底部４２との間に挟まれて配置されている。圧力伝達部材６０は、受圧用ダイアフラム１０の圧力伝達部１０ａおよび底部４２とそれぞれ荷重を与えた状態で接触している。このため、被測定圧力の大きさに応じて受圧用ダイアフラム１０の歪み部１０ｂが歪むと、その歪による応力が圧力伝達部１０ａを介して圧力伝達部材６０に伝わり、それが更に金属ステム４０の底部４２に伝えられる。これにより、底部４２が歪んでその歪による応力がセンサチップ５０に伝えられるため、センサチップ５０に備えられた感歪素子の抵抗値が変化させられる。
【００３５】
なお、ハウジング３０の内部には、ハウジング３０の内壁面や金属ステム４０の外壁面および圧力伝達部材６０の外周面と接触する放熱部材３２が備えられ、ハウジング３０の外周部には、ハウジング３０の外周面とケース１の内周面とに接触する放熱部材３３が備えられている。放熱部材３２により、圧力伝達部材６０の位置決めに加え、圧力伝達部材６０からハウジング３０や金属ステム４０への伝熱効率を高められており、放熱部材３３により、ハウジング３０や金属ステム４０からケース１への伝熱効率が高められるようになっている。
【００３６】
また、金属ステム４０におけるセンサチップ５０が貼り付けられた側には、ホルダ７０が備えられている。ホルダ７０も有底円筒状を為しており、その開口側が金属ステム４０の外周に嵌め込まれ、接着剤７１を介して金属ステム４０に接合されている。ホルダ７０の底部にはリード線やフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などからなる配線部材７２の一部が貼り付けられている。そして、ホルダ７０の底部に形成された図示しない窓穴を通じて、センサチップ５０と配線部材７２の所望位置がボンディングワイヤ７３等により電気的に接続されている。
【００３７】
さらに、図１に示されるように、ケース１における後端部１２側において、ケース１内におけるコネクタ部２よりも内側（先端部側）に、セラミック基板などからなる配線基板８０が備えられている。この配線基板８０には、ＩＣチップ８１が搭載され、ボンディングワイヤ８２にて配線基板８０とＩＣチップ８１とが電気的に接続されている。ＩＣチップ８１には、センサチップ５０からの出力を増幅したり調整したりするための回路が形成されている。
【００３８】
また、コネクタ部２におけるケース１側の端部にも、セラミック基板などからなる配線基板８３が備えられている。この配線基板８３は、上記配線基板８０とリード線やフレキシブルプリント基板などからなる配線部材８４を介して電気的に接続されている。
【００３９】
一方、上記コネクタ部２は、ケース１の後端部１２に対して、Ｏリング２１を介して接続されている。このコネクタ部２は樹脂などからなるもので、コネクタ部２には、金属製のターミナル２２がインサート成形などにより一体化されている。そして、ケース１内にてコネクタ部２のターミナル２２が配線基板８３と電気的に接続されることで、配線基板８３、配線部材８４、配線基板８０、配線部材７２およびボンディングワイヤ７３等を通じてターミナル２２とセンサチップ５０に形成された感歪素子などとの電気的な接続が行われている。このため、圧力センサ１００は、ターミナル２２を通じて自動車のＥＣＵなど、外部との信号のやりとりなどが可能になっている。
【００４０】
このように構成された圧力センサ１００は、ターミナル２２を介して電力供給を受けて作動する。そして、受圧用ダイアフラム１０が受けた被測定圧力となる燃焼圧に応じてセンサチップ５０から信号が出力されると、その信号がボンディングワイヤ７３や配線部材７２等を介してＩＣチップ８１に伝えられる。そして、ＩＣチップ８１に備えられた処理回路等によって信号処理が行われた後、その信号がボンディングワイヤ８２や配線基板８０、配線部材８４、配線基板８３およびターミナル２２を通じて出力される。これにより、外部に対して燃焼圧に応じた信号を伝えることが可能となる。
【００４１】
続いて、本実施形態の圧力センサ１００の製造方法について説明する。ただし、圧力センサ１００の製造方法のうち、ケース１に対する強度調整工程以外は従来と変更がないため、従来と異なる強度調整工程を主に説明する。
【００４２】
図２（ａ）は、本実施形態の圧力センサ１００の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、図２（ｂ）は、強度調整工程後の圧力センサ１００の組付け工程を示した断面図である。
【００４３】
まず、図２（ａ）に示す工程では、降伏応力６００ＭＰａ以上の高強度材料、例えば焼ステンレス材料（例えばＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０４）や炭素が含有された炭素鋼等の金属にて構成されるケース１を成形等により形成する。そして、ケース１における後端部１２を高周波コイル３００内に配置し、高周波コイル３００による加熱を行う熱処理工程を実施する。これにより、後端部１２の少なくともかしめ部１２ａが焼きなまし処理もしくは脱炭処理され、材料強度が低下させられることで、降伏強度６００ＭＰａ未満の低強度材料に変化させることが可能となる。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示す工程では、受圧用ダイアフラム１０、ハウジング３０、金属ステム４０、センサチップ５０、圧力伝達部材６０およびホルダ７０を組付けて一体化したユニットに対して、配線部材７２を貼り付ける。そして、これらをケース１の先端部１１側から挿入した後、先端部１１とハウジング３０とを溶接等により接合する。
【００４５】
続いて、ボンディングワイヤ７３等を介してセンサチップ５０と配線部材７２とを電気的に接続する。また、配線部材７２をＩＣチップ８１が備えられた配線基板８０に電気的に接続すると共に、配線基板８０に対して配線部材８４を電気的に接続する。さらに、ターミナル２２に対して配線基板８３を電気的に接続したコネクタ部２を用意し、配線基板８３に対して配線部材８４を電気的に接続する。
【００４６】
そして、ケース１の後端部１２内に配線基板８０をケース１の後端部１２側から挿入してケース１の中空部内に貼り付けて固定したのち、ケース１の後端部１２からコネクタ部２の先端において径方向に突き出したフランジ部２ａを挿入し、後端部１２のかしめ部１２ａをかしめることにより、コネクタ部２をケース１に固定する。このとき、後端部１２が低強度材料に変化させられているため、後端部１２のかしめ部１２ａを容易にかしめることができ、かつ、ネジ部１３からシール面１４に至る部分については高強度材料となっているため、強固な締め付けを行うことが可能となる。これにより、圧力センサ１００が完成する。
【００４７】
以上の説明した本実施形態の圧力センサ１００では、ケース１を高強度材料で構成しておき、ケース１の後端部１２、つまりコネクタ部２を固定するためのかしめ部１２ａに対して、焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより、材料強度を低下させて低強度材料に変化させている。このため、ネジ部１３からシール面１４に至る部分については高強度材料を用いつつ、かしめ部１２ａについては低強度材料にすることが可能となる。したがって、コネクタ部２との固定をかしめによって行うかしめ部１２ａや被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面１４が備えられるケース１を一部材で構成することが可能となる。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ１００は、第１実施形態に対してケース１の材質およびケース１における熱処理工程を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４９】
図３（ａ）は、本実施形態の圧力センサ１００の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、図３（ｂ）は、強度調整工程後の圧力センサ１００の組付け工程を示した断面図である。
【００５０】
まず、図３（ａ）に示す工程では、降伏応力６００ＭＰａ未満の低強度材料、例えばステンレス材料（例えばＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０４）や炭素が含有された炭素鋼等の金属にて構成されるケース１を成形等により形成する。そして、ケース１における先端部１１側、具体的にはネジ部１３からシール面１４に至るまでの部分が含まれるように高周波コイル３００内に配置し、高周波コイル３００による加熱を行う熱処理工程を実施する。これにより、先端部１１の少なくともネジ部１３からシール面１４に至るまでの部分が焼き入れ処理もしくは浸炭処理され、材料強度が向上させられることで、降伏強度６００ＭＰａ以上の高強度材料に変化させることが可能となる。
【００５１】
この後、図３（ｂ）に示す工程において、上記第１実施形態における図２（ｂ）の工程と同様の工程を行うことで、圧力センサ１００が完成する。
【００５２】
このように、本実施形態の圧力センサ１００では、ケース１を低強度材料で構成しておき、ケース１の先端部１１、具体的にはネジ部１３からシール面１４に至るまでの部分を含むように、焼き入れ処理もしくは浸炭処理を行うことにより、材料強度を向上させて高強度材料に変化させている。このため、ネジ部１３からシール面１４に至る部分については高強度材料にしつつ、かしめ部１２ａについては低強度材料を用いることが可能となる。したがって、コネクタ部２との固定をかしめによって行うかしめ部１２ａや被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面１４が備えられるケース１を一部材で構成することが可能となる。
【００５３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ１００は、第１実施形態に対してケース１へのコネクタ部２の固定構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図４（ａ）は、本実施形態の圧力センサ１００の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、図４（ｂ）は、強度調整工程後の圧力センサ１００の組付け工程を示した断面図である。
【００５５】
まず、図４（ａ）に示す工程では、上述した第１実施形態の図２（ａ）と同様の工程を行うことで、ケース１の後端部１２を降伏強度６００ＭＰａ未満の低強度材料に変化させる。この後、図４（ｂ）に示す工程において、ケース１の後端部１２内にコネクタ部２を圧入したのち、ケース１の後端部１２の外周から溶接することにより、ケース１に対して後端部１２を固定している。具体的には、コネクタ部２は、基本的には樹脂等の絶縁材料で構成されるため、Ｏリング２１に代えて溶接用金属リング２３を配置しておき、この溶接用金属リング２３とケース１の後端部１２の内周面とを接合する。これにより、コネクタ部２がケース１に対して固定される。
【００５６】
このような固定構造とされる場合においても、後端部１２を低強度化しておくことで、コネクタ部２を後端部１２に圧入する際の圧入力を低下させることが可能となる。
【００５７】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、圧力センサ１００を燃焼圧センサとして適用した場合について説明したが、他の被測定圧力を測定するためのものに対しても適用することができる。また、上記各実施形態では、圧力センサ１００を構成する各構成要素の一例を示したに過ぎず、適宜変更可能である。例えば、ハウジング３０と金属ステム４０とを別部材にて構成したが、これらを一部材で構成しても構わない。また、ハウジング３０とケース１とを別部材にて構成したが、これらを一部材にて構成しても構わない。
【００５８】
また、上記実施形態では、圧力センサ１００を取付け穴２０１に固定することによりシール面１４を座面２０２に押し付けるための固定手段としてネジ部１３を例に挙げたが、ネジ部１３とは異なる固定手段であっても構わない。例えば、取付け穴２０１の内径に対してケース１の外径を同等ないし若干大きく設定しておき、圧力センサ１００が取付け穴２０１内に圧入固定されるような固定手段であっても構わない。この場合でも、固定手段となる圧入部位からシール面１４までに至る部分が高強度材料となるようにすれば良い。
【００５９】
また、上記第３実施形態では、コネクタ部２をケース１の後端部１２に対して圧入する構造の圧力センサ１００に対して、第１実施形態と同様、ケース１の後端部１２を低強度化するための熱処理工程を行う場合について説明した。これに対し、第２実施形態と同様、ケース１を低強度材料で構成しておき、ケース１のうちネジ部１３からシート面１４に至るまでの部分を熱処理することで高強度化するようにしても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、高周波コイル３００を用いて強度調整工程を行ったが、他の加熱装置を用いて行っても構わない。
【００６１】
なお、上記各実施形態では、ケース１の構成材料として用いられる高強度材料と低強度材料の例を区別していないが、これはケース１を製造するときの焼きいれ処理や浸炭処理の温度や時間等に応じて適宜決まるものであり、処理前の材料自体は同じであっても構わないためである。このため、ケース１の製造条件に応じて高強度材料と低強度材料のいずれとするかを決めておき、その後、ケース１を高強度材料で構成したのであれば第１実施形態のようにかしめ部１２ａを低強度化するための熱処理工程を行い、ケース１を低強度材料で構成したのであれば第２実施形態のようにネジ部１３からシール面１４に至るまでの部分を高強度化するための熱処理工程を行えば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる圧力センサ１００の断面構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す圧力センサ１００の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、（ｂ）は、強度調整工程後の圧力センサ１００の組付け工程を示した断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２実施形態の圧力センサ１００の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、（ｂ）は、強度調整工程後の圧力センサ１００の組付け工程を示した断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第３実施形態の圧力センサ１００の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、（ｂ）は、強度調整工程後の圧力センサ１００の組付け工程を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１              ケース
２              コネクタ部
２ａ            フランジ部
１０            受圧用ダイアフラム
１０ｄ          外周壁
１１            先端部
１２            後端部
１２ａ          かしめ部
１３            ネジ部
１４            シール面
２２            ターミナル
２２            溶接用金属リング
３０            ハウジング
４０            金属ステム
５０            センサチップ
６０            圧力伝達部材
７２、８４      配線部材
８０、８３      配線基板
１００          圧力センサ
２００          エンジン
２０１          取付穴
２０２          座面
３００          高周波コイル
【図１】
2010101778.tif 000003
【図２】
2010101778.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010101778.tif 000006