(57)【要約】【課題】  感度のバラツキが小さく高精度の圧力検出手段を備えた燃焼圧センサ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  圧電素子に対して予荷重を加える予荷重手段を備え、ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、支持リングブロック部が燃焼圧の圧力軸方向にスライド可能領域を有し、支持リングブロック部を圧力軸方向にスライドさせることにより圧電素子に加える予荷重を調整する予荷重調整工程と、予荷重の調整後にハウジングユニットに対して支持リングブロック部を固定する固定工程を有する。これにより、圧力検出部を構成する各部品の圧力軸方向の寸法精度に頼らずに予荷重を精度よく調整してから固定できる。また、受圧部にセッチング処理工程を入れることにより弾性域を拡大することができ歩留まりを向上させることができる。【選択図】図９
2014163919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼圧センサの外周面を構成する外筒部、及び内周面を構成する内筒部からなるハウジングユニットと、前記ハウジングユニットの燃焼室側の前方に設けられ、前面が受圧面となる受圧リングブロック部と、前記ハウジングユニット内に配置され前記受圧リングブロック部からの圧力を検出する複数の圧電素子と、前記ハウジングユニットの後方に設けられ、前記圧電素子を支持する支持リングブロック部と、前記圧電素子に対して予荷重を加える予荷重手段を備えた燃焼圧センサの製造方法において、
前記予荷重手段は前記ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、前記支持リングブロック部が燃焼圧の圧力軸方向にスライド可能領域を有し、前記支持リングブロック部を圧力軸方向にスライドさせることにより前記圧電素子に加える予荷重を調整する予荷重調整工程と、前記予荷重の調整後に前記ハウジングユニットに対して前記支持リングブロック部を固定する固定工程を有することを特徴とする内燃機関用燃焼圧センサの製造方法。
【請求項２】
前記予荷重調整工程は、前記圧電素子に加える荷重を変化させる荷重変化工程と、前記荷重変化工程において変化する前記圧電素子からの出力電荷を信号処理し電圧を検出する圧電検出工程とからなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用燃焼圧センサの製造方法。
【請求項３】
前記予荷重の調整工程は、前記受圧リングブロック部の受圧部にセッチング処理を行うセッチング処理工程を有することを特徴とする請求項１または２のいずれかの項に記載の内燃機関用燃焼圧センサの製造方法。
【請求項４】
内燃機関の燃焼室に付設された機能部品の先端部外周面に装着する筒内型に構成した燃焼圧センサにおいて、
前記燃焼圧センサの外周面を構成する外筒部、及び内周面を構成する内筒部からなるハウジングユニットと、前記ハウジングユニットの燃焼室側の前方に設けられ、前面が受圧面となる受圧リングブロック部と、前記ハウジングユニット内に配置され前記受圧リングブロック部からの圧力を検出する複数の圧電素子と、前記ハウジングユニットの後方に設けられ、前記圧電素子を支持する支持リングブロック部と前記圧電素子に対して予荷重を加える予荷重手段を備えた燃焼圧センサであって、
前記ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、前記支持リングブロック部が燃焼圧の圧力軸方向に対してスライド可能領域を有し、前記ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、前記支持リングブロック部が、前記スライド可能領域内にて固定されている事を特徴とする内燃機関用燃焼圧センサ。
【請求項５】
前記ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、前記支持リングブロック部が調整可能なスライド可能領域の距離は、前記受圧リングブロック部の受圧部をセッチング処理することが可能な距離であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用燃焼圧センサ。
【請求項６】
前記受圧リングブロック部において、前記受圧部にセッチング処理が施されることにより受圧部の弾性域が拡大していることを特徴とする請求項４または５のいずれか一項に記載の内燃機関用燃焼圧センサ。
【請求項７】
前記ハウジングユニットの外周面を構成する外筒部、及び内周面を構成する内筒部に対して、前記支持リングブロック部を固定する手段は溶接であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用燃焼圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力センサに関し、詳しくは内燃機関の燃焼室に付設される機能部品に装着され、燃焼室内の圧力を検出することができる燃焼圧センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃焼室に付設されて燃焼室内の圧力を検出する装置として、圧電素子を圧力検出部に使用した燃焼圧センサが提案されている。この種の燃焼圧センサにはシリンダヘッドの所定位置に形成した貫通穴に単独で付設する構成のものと、内燃機関に付設する機能部品であるインジェクタや点火プラグなどに装着した状態でシリンダヘッドに付設するように構成したものが知られている。
【０００３】
ここで、例えば特許文献１に示すような内燃機関に付設する機能部品である点火プラグに装着してシリンダヘッドに付設するように構成した燃焼圧センサが提案されている。特許文献１に開示される圧力センサ内臓スパークプラグは、リング形に構成した燃焼圧センサを点火プラグの外周に装着し、燃焼圧センサをシリンダヘッドの外側に点火プラグとともに締め付けることにより、燃焼圧を検出し、燃焼圧に対応して内燃機関の制御をおこなうように構成したものである。特許文献１の図２に示す従来の燃焼圧センサ付き点火プラグの断面図をここでは図１４に示す。以下に、図１４を用いて、その従来例について説明する。尚、理解し易いように発明の主旨を外さない範囲において、部品名称を本願にそろえている。
【０００４】
図１４において、燃焼圧センサ付き点火クプラグユニット３００における燃焼圧センサ４５は、点火プラグ４６の主体金具４６ａの外周にリング形に形成されている。点火プラグ４６の外周に形成された燃焼圧センサ４５は、シリンダヘッド４８に設けられた点火プラグの装着孔４８ａに点火プラグ４６を挿入し締め付けることで、ガスケット３０と共にシリンダヘッド４８の外側の面４８ｂに固定される。この燃焼圧センサ４５において、燃焼室Ｃ内に発生する燃焼圧はガスケット３０を介してセンサケース３１の底面から板パッキン３２を経て円周上に配列された複数の圧電素子３３に伝達する。これら複数の圧電素子３３から発生する電気信号は、複数の圧電素子群として合算され電極板３４から電極板３４の端子部３４ａと、端子部３４ａと信号線４７の導体部との接合部を経由して、点火プラグユニット３００の外部に取り出すことができる。さらに、電気信号は信号処理部を経由して制御装置に送られ、内燃機関の制御をおこなう構成になっている。また、点火プラグ４６を締め付けるときの締め付け力や燃焼室内の圧力により圧電素子の上下面には大きな応力がかかる。そのとき、電極板３４の形状によっては圧電素子３３に応力集中が起きて圧電素子３３が破損する恐れがある。これらの防止策として圧電素子３３、電極板３４、収容部材３５、絶縁板３６の形状を工夫した構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７７２３３号公報  （図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された従来の燃焼圧センサ付き点火プラグユニット３００は、点火プラグ４６をシリンダヘッド４８に締めつけることにより、燃焼圧センサ４５がシリンダヘッド４８の外側の面４８ｂに固定される構成になっている。一般に、圧電素子を用いた圧力検出装置においては、その組立時に、圧電素子の感度と直線性を高めるために、予め定められた荷重（予荷重）を加えておく必要がある。特許文献１に記載の従来例では、予荷重を加えるための詳細な条件に関する記述は無いものの、燃焼圧センサ４５は点火プラグ４６を構成する主体金具４６ａの外周に固定する時点で予荷重を加えると思われる。さらに、燃焼圧センサ付き点火プラグユニット３００をシリンダヘッド４８の外側の面４８ｂに締め付けることにより発生する締め付け荷重が加算されて、予荷重を加える構成になっているものと思われる。そして燃焼室Ｃ内において混合気の燃焼に伴い発生する圧力は点火プラグ４５の先端部に作用し、点火プラグ４５を締め付ける荷重とは逆の方向に作用する。これにより燃焼圧センサ４５は、この点火プラグ４５の締め付け荷重の変動を燃焼圧として検出する構成になっている。
【０００７】
しかしながら、従来例では、点火プラグ４６の主体金具４６ａの外周の段差部に対してセンサケース３１を装着する構造になっている。そのために、加えられる予荷重は燃焼圧センサ４５の各構成部品の厚さ方向の寸法バラツキと主体金具４６ａの段差部の寸法バラツキに影響され、精度の高い予荷重が得られないという懸念がある。また、点火プラグの交換等によりその締め付け荷重が変化するので合算した予荷重が変化してしまう懸念もある。また、円周上に配列した複数の圧電素子３３に加えられた予荷重のバランスが崩れてしまうという懸念もある。いずれの場合も、感度のバラツキが発生し精度の高い燃焼圧の検出を安定的に確保する点では改善の余地があった。
【０００８】
（発明の目的）
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決しようとするものであり、圧電素子に高精度の予荷重を加え、感度のバラツキが小さく、高精度の圧力信号を安定的に得られる内燃機関用燃焼圧センサ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における内燃機関用燃焼圧センサの製造方法は下記の通りである。
燃焼圧センサの外周面を構成する外筒部、及び内周面を構成する内筒部からなるハウジングユニットと、ハウジングユニットの燃焼室側の前方に設けられ、前面が受圧面となる受圧リングブロック部と、ハウジングユニット内に配置され受圧リングブロック部からの圧力を検出する圧電素子と、ハウジングユニットの後方に設けられ、圧電素子を支持する支持リングブロック部と、圧電素子に対して予荷重を加える予荷重手段を備えた燃焼圧センサの製造方法において、
予荷重手段はハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、支持リングブロック部が燃焼圧の圧力軸方向にスライド可能領域を有し、支持リングブロック部を圧力軸方向にスライドさせることにより圧電素子に加える予荷重を調整する予荷重調整工程と、予荷重の調整後にハウジングユニットに対して支持リングブロック部を固定する固定工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記製造方法によれば、燃焼圧センサを構成する各部品の圧力軸方向の寸法精度にバラツキがあっても予荷重を調整してから固定できるので、高精度の予荷重を加えることができる。これにより、感度のバラツキが小さく高精度の圧力信号を得られる燃焼圧センサを製造することができる。
【００１１】
また、予荷重調整工程は、圧電素子に加える荷重を変化させる荷重変化工程と、荷重変化工程において変化する圧電素子からの出力電荷を信号処理し電圧を検出する圧電検出工程を有するとよい。
【００１２】
これにより、荷重の変化に伴う圧電素子からの出力電荷を信号処理しその出力電圧をもとに高精度な予荷重を設定することができるので、専用の荷重検出や変位検出を必要とせずに高精度の圧力信号を得られる燃焼圧センサを製造することができる。
【００１３】
また、予荷重の調整工程は、受圧リングブロック部の受圧部にセッチング処理を行うセッチング処理工程を有するとよい。
【００１４】
これにより、予荷重調整工程において受圧リングブロック部の受圧部にセッチング処理を施すことで、受圧リングブロック部の受圧部の弾性域を拡大し予荷重の調整範囲を拡大することができるので、製造の歩留まりを向上させることができる。
【００１５】
本発明における内燃機関用燃焼圧センサの構成は下記の通りである。
内燃機関の燃焼室に付設された機能部品の先端部外周面に装着する筒内型に構成した燃焼圧センサにおいて、
燃焼圧センサの外周面を構成する外筒部、及び内周面を構成する内筒部からなるハウジングユニットと、ハウジングユニットの燃焼室側の前方に設けられ、前面が受圧面となる受圧リングブロック部と、ハウジングユニット内に配置され前記受圧リングブロック部からの圧力を検出する圧電素子と、ハウジングユニットの後方に設けられ、圧電素子を支持する支持リングブロック部と圧電素子に対して予荷重を加える予荷重手段を備えた燃焼圧センサであって、
ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、支持リングブロック部が燃焼圧の圧力軸方向に対してスライド可能領域を有し、ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、支持リングブロック部が、スライド可能領域内にて固定されている事を特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、支持リングブロック部が燃焼圧の圧力軸方向に対してスライド領域を設け、そのスライド領域内で支持リングブロック部を固定できるようにしたので、部品精度に頼らずに高精度の予荷重を設定し固定できる。これにより、感度のバラツキが小さく高精度の圧力信号を得られる燃焼圧センサを提供することができる。
【００１７】
また、ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、支持リングブロック部が調整可能なスライド可能領域の距離は、受圧リングブロック部の受圧部をセッチング処理することが可能な距離であるとよい。
【００１８】
これにより、支持リングブロック部の予荷重の調整可能なスライド距離はセッチング処理のために必要な距離に含まれるようにしたため、セッチング処理と予荷重調整を同じ工程内で行うことができる。その結果、低コストで高精度の圧力信号を得られる燃焼圧センサを提供することができる。
【００１９】
また、受圧リングブロック部において、受圧部にセッチング処理が施されることにより受圧部の弾性域が拡大するとよい。
【００２０】
これにより、受圧リングブロック部の受圧部の弾性域を拡大することができる。また、弾性域の拡大にともない予荷重の調整範囲が拡大するため調整が容易になり歩留まりを向上させることができる。また、弾性域が拡大すると同時に受圧部に残留応力層が形成され、疲れ強度の向上が期待できる。
【００２１】
ハウジングユニットの外周面を構成する外筒部、及び内周面を構成する内筒部に対して、支持リングブロック部を固定する手段は溶接であるとよい。
【００２２】
これにより、ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、支持リングブロック部の位置調整を行うと同時に、その場で溶接固定することができるので、燃焼圧センサの製造工程において設定した予荷重が変化することがない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の製造方法によれば、予荷重手段はスライド可能領域を有し、支持リングブロック部を圧力軸方向にスライドさせることにより圧電素子に加える予荷重を調整する予荷重調整工程と、予荷重の調整後に支持リングブロック部を固定する固定工程とを設けたことにより、圧力検出部を構成する各部品の圧力軸方向の寸法精度に頼らずに予荷重を調整してから固定できる。また、予荷重調整工程に受圧リングブロック部の受圧部に施すセッチング処理工程を設けることにより、受圧リングブロック部の受圧部の弾性域を拡大させ、予荷重の調整を容易にして歩留まりを向上させることができる。この結果、感度のバラツキが小さく高精度の圧力信号を安定して得られる内燃機関用燃焼圧センサの製造方法を提供するこができる。
また、本発明の構成によれば、燃焼圧センサの圧力検出部に予荷重を調整するためのスライド可能領域を設け、そのスライド可能領域内で溶接固定できる構成にしたことにより、予荷重調整と固定を精度よく行えるようになった。また、スライド領域にセッチングが可能な距離を加えることにより、同じ工程内でセッチング処理と予荷重調整ができる。この結果、感度のバラツキが小さく高精度の圧力信号を安定して得られる内燃機関用燃焼圧センサ及び機能部品ユニットを提供するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１〜第４の実施形態に係わる内燃機関の概略構成図である。
【図２】図１のＳ部拡大図である。
【図３】図２の８Ａ部をインジェクタに装着する構造を示す分解斜視図である。
【図４】図３の８Ａ部の分解斜視図である。
【図５】第１の実施形態の燃焼圧センサ（インジェクタユニット）の断面図である。
【図６】図５のＴ部詳細図、Ｕ部詳細図及びＶ−Ｖ断面図である。
【図７】第１の実施形態の圧力検出部の製造手順を示す断面図である。
【図８ａ】圧力検出部の製造装置の構成を示す斜視図である。
【図８ｂ】圧力検出部の製造装置の断面図及び接続構成を示す構成図である。
【図９】第１の実施形態の予荷重調整工程と固定工程を示す説明図である。
【図１０ａ】本発明の第２の実施形態のセッチング工程を示すグラフである。
【図１０ｂ】セッチング工程を示すグラフに対応するセッチング工程図である。
【図１０ｃ】セッチング工程を示すグラフに対応する予荷重調整工程図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の製造装置を示す構成図である。
【図１２】第３の実施形態の予荷重調整工程と固定工程を示す説明図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態の燃焼圧センサの断面図である。
【図１４】従来の燃焼圧センサを装着した点火プラグユニットの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の思想を具体化するための燃焼圧センサを例示するものであって、本発明は以下の構成に特定しない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。また、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は説明を明確にするために誇張していることがある。また、以下の説明において同一部品、同一構成要素には同一の名称、符号を付し詳細説明を適宜省略することがある。
【００２６】
〔各実施形態の特徴〕
まず、本発明の各実施形態の特徴について説明する。
第１の実施形態の特徴は、本発明の基本的な構成及び製造方法の例であり、インジェクタに装着する筒内型の燃焼圧センサにおいて、圧電素子に対して予荷重を加える予荷重手段と固定手段を有しスライド構造により予荷重を調整及び固定できるようにした構成及びその製造方法の例である。第２の実施形態の特徴は、第１実施形態と同じ構成であって、予荷重調整工程にセッチング処理工程を設けた製造方法の例である。第３の実施形態の特徴は、第１実施形態と同じ構成であって、荷重変化工程と圧電検出工程を設けた製造方法の例である。第４の実施形態の特徴は、本発明による燃焼圧センサを点火プラグに適用した構成及び製造方法の例である。
【００２７】
［第１〜第４の実施形態に係わる内燃機関の概略構成の説明：図１、図２］
まず、本発明の第１〜第４の実施形態の燃焼圧センサが組み込まれる内燃機関の概略構成を図１、図２を用いて説明する。図１は内燃機関１の概略構成図であり、図２は図１のＳ部拡大図である。尚、ここでは、第１の実施形態の燃焼圧センサを組み込む例を説明するが、後述する第２及び第３の実施形態の燃焼圧センサも同様に組み込むことができる。また、第４の実施形態は燃焼圧センサを点火プラグに適用した点火プラグユニットの例であるが、シリンダヘッドに装着して燃焼圧を検出する点では同様である。
【００２８】
図１において、符号１は本発明の内燃機関用燃焼圧センサを装着したインジェクタユニット６Ａが組み込まれる内燃機関である。この内燃機関１は、シリンダ２ａを有するシリンダブロック２と、シリンダ２ａ内を往復動するピストン３とシリンダブロック２に締結されてシリンダ２ａ及びピストン３などとともに燃焼室Ｃを構成するシリンダヘッド４を備えている。
【００２９】
また、内燃機関１はガソリンエンジンなどの場合、通常、シリンダヘッド４に付設されて燃焼室Ｃ内に燃料を噴射するインジェクタユニット６Ａと、シリンダヘッド４に付設されて燃焼室Ｃ内の混合気を燃焼させるための点火プラグ５（一点鎖線にて図示）とを備えている。インジェクタユニット６Ａはインジェクタ７Ａの先端部に筒内型に構成した燃焼圧センサ８Ａが装着されて一体化されている。また、インジェクタユニット６Ａはセンサ部が燃焼室Ｃの近くに位置するように装着されている。
【００３０】
次に、図２を用いてインジェクタユニット６Ａをシリンダヘッド４に付設する構成について説明する。図２において、シリンダヘッド４には、インジェクタユニット６Ａを付設するための燃焼室Ｃと外部とを連通する連通孔４ａが設けられている。連通孔４ａの形状は、燃焼室Ｃ側から第１の孔部４ｂと、第１の孔部４ｂの孔径よりも大きい第２の孔部４ｃと、第２の孔部４ｃの孔径よりも大きい第３の孔部４ｄとを有している。インジェクタユニット６Ａは連通孔４ａに貫通した状態で取り付けられ、第１の孔部４ｂの燃焼室Ｃの近くに燃焼圧センサ８Ａが位置するように構成されていて、第１の孔部４ｂの孔径よりも燃焼圧センサ８Ａの外径は少し小さくなっている。
【００３１】
また、第２の孔部４ｃにはインジェクタユニット６Ａの胴体部６ａがガスケット６０とともに挿入され、すきまばめで嵌合している。また、第３の孔部４ｄにはインジェクタユニット６Ａのフランジ部６ｂが挿入されている。インジェクタユニット６Ａはシリンダヘッド４の外側に設けられたクランプ装置（図示なし）によってフランジ部６ｂ部をクランプし、ガスケット６０とともにガスケット６０を圧縮して固定される。これにより、燃焼室Ｃ側から混合気や燃焼ガスが漏れないように気密を保つことができる。
【００３２】
また、図１において、インジェクタユニット６Ａは、先端部外周に取り付けられた燃焼圧センサ８Ａが検出した圧力信号を外部に伝送し接続するための電気コネクタ部７０と、インジェクタ７Ａに燃料を供給するための燃料コネクタ部８０を備えている。また、内燃機関１は圧電素子から得られる微弱な電荷である電気信号を受けて増幅処理する信号処理部１００を備え、さらに、処理した信号を受け取り内燃機関に所定の制御を指示するための制御装置２００を備えている。
【００３３】
〔第１の実施形態〕
［燃焼圧センサ及びインジェクタユニットの構成説明：図３〜図６］
第１の実施形態の圧力検出部１０、燃焼圧センサ８Ａ及びインジェクタユニット６Ａの構成について図３〜図６を用いて説明する。図３は図２における機能部品の一つであるインジェクタ７Ａに燃焼圧センサ８Ａを装着する構造を示す斜視図である。図４は燃焼圧センサ８Ａの分解斜視図であり、図５は燃焼圧センサ８Ａをインジェクタ７Ａに装着した状態（インジェクタユニット６Ａ）の断面図であり、図６は図５のＴ部詳細図、Ｕ部詳細図及びＶ−Ｖ断面図である。
【００３４】
［燃焼圧センサとインジェクタとの取り付けの説明：図３、図４、図５］
まず、図３、図４、図５を用いて燃焼圧センサ８Ａと、インジェクタ７Ａとを好適に装着するための構成について説明する。
【００３５】
図３において、インジェクタ７Ａの先端部には段差が設けられていて、その段差部に対応して燃焼圧センサ８Ａの開口部１０ａが嵌合する構成になっている。また、燃焼圧センサ８Ａの圧力検出部１０から信号を伝送する伝送ユニット５０が後端面に向けて延出していて、インジェクタ７Ａに設けられた導孔内を通過させる。このとき、図４において、後述する封止部５７ａ、５７ｂにより接続端子５２及び伝送電線５１は導孔内で封止される。これにより、伝送ユニット５０は圧力検出部１０及びインジェクタ７Ａに対して封止される。また、図５において、インジェクタ７Ａに設けられた複数の段差部にはそれぞれ、燃焼圧センサ８Ａの内側部に設けられた複数の各段差がすきまばめで勘合するようになっていて、後述する溶接（溶接５、６）によって固定され封止される。これにより、燃焼室Ｃ内で発生する高圧の燃焼ガス等が溶接部５、溶接部６から圧力検出部１０の内部に侵入することを防止し、同時に、インジェクタ７Ａの信号線用の導孔を通じてシリンダヘッドの外側に漏れることも防止できる。尚、圧力検出部１０の各部の溶接（溶接１〜４）については後述する。
【００３６】
また、以下の説明図では、固定手段として、レーザ溶接などを用いた「溶接部」には便宜状「●」印を付しているが実際の溶接形状を示すものではなく単に「溶接部」を示す印である。また、以下の説明において、図３の左端に示す燃焼室Ｃ側を燃焼圧センサの先端面側と呼び、反対側を後端面側と呼ぶ。また、図３に示す中心線に沿った方向を中心線方向と呼ぶ。
【００３７】
［圧力検出部の構成の説明：図４、図５、図６］
次に、圧力検出部１０の構成について図４、図５、図６を用いて説明する。図４において、燃焼圧センサ８Ａは、圧力を検出する機能を備えた圧力検出部１０と、圧力検出部１０で検出した圧力を電気信号として外部に伝送する伝送ユニット５０とを備える。圧力検出部１０は、全体として円筒形状を呈しており、前端面側から後端面側に貫通し、インジェクタ７Ａの先端部を収容する開口部１０ａが設けられている。伝送ユニット５０は、中心線方向に沿って延びるとともに、前端面側の端部が圧力検出部１０内に収容され、後端面側は伝送電線５１としてインジェクタ７Ａに設けられた信号線用の導孔を通りインジェクタ７Ａの電気コネクタ部７０に接続（図２参照）している。
【００３８】
また、圧力検出部１０は、円筒状の形状を有するフロント外側筐体１１と、円筒状の形状を有し且つフロント外側筐体１１の内側にフロント外側筐体１１と同心状に配置されるフロント内側筐体１２と、円筒状の形状を有し、フロント外側筐体１１及びフロント内側筐体１２の背面側に取り付けられるリア筐体１３と、環状の形状を有するとともにフロント外側筐体１１及びフロント内側筐体１２の前端面側に取り付けられ、外部からの圧力を受ける受圧リング１４とを備えている。これにより、フロント外側筐体１１、フロント内側筐体１２、リア筐体１３及び受圧リング１４を組み立て調整後に要部を固定したものが、圧力検出部全体の筐体としての機能を有している。
【００３９】
次に、図５において、この圧力検出部１０には、これらフロント外側筐体１１、フロント内側筐体１２、リア筐体１３及び受圧リング１４によって囲まれた内部空間１０ｂが形成されている。そして、この圧力検出部１０は、この内部空間１０ｂに、リング状の形状を有するとともに受圧リング１４の後端面側に配置され、受圧リング１４からの圧力をさらに後端面側に伝達する圧力伝達リング１５と、圧力伝達リング１５の後端面とリア筐体１３の前端面との間に配置され、圧力伝達リング１５から伝達した圧力を電荷信号に変換する圧電素子群１６とを備えている。また、図６（ｃ）において本実施形態では圧電素子群１６は、圧力伝達リング１５の後端面側において円周方向に６０°間隔で設けられた第１の圧電素子１６〜第６の圧電素子１６が配設されている。
【００４０】
尚、本実施形態では、各圧電素子１６はそれぞれが圧力を受けて電荷を発生する圧電機能を有するが、複数の圧電素子群１６として加算された圧電機能を有している。また、図６（ｃ）において圧力検出部１０には上述した各圧電素子１６の間にスペーサ群１７が円周方向に６０°間隔で配設されている。このように、各圧電素子１６の間を埋めるようにスペーサ群１７を配設することにより、圧力検出部の組立時に圧電素子群１６のアライメント調整を補助してアライメント調整を容易にし、且つ、正確に行うことができる。
【００４１】
［圧力検出部の筐体の構成の説明：図４、図５、図６］
次に、図４、図５を用いて、圧力検出部１０の筐体の構成について詳しく説明する。フロント外側筐体１１は、円筒状の形状を有しており、その前端面側の端部内側には、受圧リング１４の受圧部１４ａの外側端部をはめ込むための切り欠きが形成されている。フロント内側筐体１２は、同様に円筒状の形状を有しており、その外径は、フロント外側筐体１１の内径よりも小さい。また、フロント内側筐体１２の前端面側の端部外側には、受圧リング１４の受圧部１４ａの内側端部をはめ込むための切り欠きが形成されている。
【００４２】
また、図６（ａ）において、フロント外側筐体１１の後端面側の端部内側と、切欠きが形成されたフロント内側筐体１２の後端面側の端部外側との間には、リア筐体１３の前段部１３１をはめ込むための空間が形成されている。また、リア筐体１３はフロント外側筐体１１及びフロント内側筐体１２に対して圧力軸方向に隙間ｓが設けられていて圧力軸方向に必要量を移動できるようになっている。これにより、リア筐体１３に対して中心線方向に荷重を変化させることにより圧電素子群１６及び圧力伝達リング１５を介して受圧リング１４の受圧部１４ａに荷重をかけることができる。また、荷重変化にともない、受圧リング１４の受圧部１４ａは荷重に応じて変位するようになっている。
【００４３】
次に、図５、図６を用いて筐体の溶接固定について詳しく説明する。受圧リング１４の受圧部１４ａの外側端部は、フロント外側筐体１１の前端面側の端部内側に設けられた切り欠きに嵌め込まれた状態で、一周にわたってレーザ溶接が施され固定される（溶接１）。また、受圧リング１４の受圧部１４ａの内側端部は、フロント内側筐体１２の前端面側の端部外側に設けられた切り欠きに嵌め込まれた状態で、一周にわたってレーザ溶接が施され固定される（溶接２）。これにより、フロント外側筐体１１、フロント内側筐体１２、受圧リング１４からなる筐体の前部側が構成される。尚、レーザ溶接では、一周にわたって連続的に溶接を行うことにより溶接部を封止することができる。
【００４４】
また、リア筐体１３は前段部１３１と、前段部１３１の背面側においてフロント外側筐体１１の外径とほぼ同じ外径に設定された後段部１３２とを有している。前段部１３１はフロント外側筐体１１の後端面側の端部内側及びフロント内側筐体１２の後端面側の端部外側にはめ込まれた状態で、後述する予荷重の調整後に、溶接により固定される。そのとき、リア筐体１３の前端面側の切り欠き部はフロント外側筐体１１の後端面側の端部内側に嵌めこまれた状態で一周にわたってレーザ溶接が施され固定される（溶接３）。また、リア筐体１３の前端面側の内側凸部はフロント内側筐体１２の後端面側の切り欠き部に嵌めこまれた状態で一周にわたってレーザ溶接が施され固定される（溶接４）。そして同様にレーザ溶接では、一周にわたって連続的に溶接を行うことにより、溶接部を封止することができる。これにより、フロント外側筐体１１、フロント内側筐体１２、リア筐体１３及び受圧リング１４によって構成される筐体の全体が溶接によって固定されるとともに、構成部品に囲まれた内部空間１０ｂは貫通穴１３ｃ（図６（ｂ）参照）を除いてすべての接合部を封止できる。
【００４５】
次に、図６（ａ）において、リア筐体１３は、全体として円筒状の形状を有するリア筐体本体１３ａと、リア筐体本体１３ａの前端面側となる端面に設けられ、圧電素子群１６の接地電極として機能する接地電極層１３ｂとを備えている。この接地電極層１３ｂは、リア筐体本体１３ａの前段部１３１における前面側の端面に、ほぼ一周にわたって形成されている。
【００４６】
リア筐体１３に設けられた接地電極層１３ｂは、導電性の高い金属薄膜を、リア筐体本体１３ａに対し単層あるいは複数層積層して構成されている。このような接地電極層１３ｂとしては、リア筐体本体１３ａ上に例えば密着強化層としてＴｉを用いた内層を積層し、内層の上に例えば拡散防止層としてＰｔを用いた中間層を積層し、中間層の上となる最上層に、例えばＡｕを用いた接合層を積層して構成するとよい。
【００４７】
ここで、フロント外側筐体１１、フロント内側筐体１２及びリア筐体１３は、燃焼室Ｃに面する位置または燃焼室Ｃの近傍に位置し高温になるため、少なくとも、−４０℃〜３５０℃の使用温度環境に耐える材料を用いることが望ましい。また、本実施形態では、後述するように、圧力検出部１０を構成する圧電素子群１６の接地電極となり、また、インジェクタなどの機能部品と溶接されることから導電性を有する金属材料を用いて製作することが望ましい。具体的には、耐熱性が高く、且つ、導電性があるステンレス鋼材、例えばＪＩＳ規格のＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０等を用いて構成するとよい。
【００４８】
［受圧リングの説明：図４、図５］
次に、図４、図５を用いて受圧リング１４について説明する。受圧リング１４は、同心状に配設したフロント外側筐体１１及びフロント内側筐体１２によって前端面側に形成されるリング状の空間を塞ぐように設けられる。この受圧リング１４は、燃焼室Ｃ側に露出することで燃焼室からの燃焼圧を受ける受圧部１４ａと、受圧部１４ａの背面側において受圧部１４ａが受けた圧力を圧力伝達リング１５に伝達する伝達部１４ｂとが一体化して構成されている。
【００４９】
また、受圧リング１４に設けられた伝達部１４ｂは、フロント外側筐体１１の内周面及びフロント内側筐体１２の外周面の両者に接触しないように、これら両者に対する位置決めがなされる。尚、受圧リング１４を構成する材料としては、高温、且つ、高圧となる燃焼室Ｃ内に露出することを考慮し、弾性が高く、且つ、耐久性、耐熱性、耐食性に優れる合金製であることが望ましく、例えばＳＵＨ６６０等を用いるとよい。
【００５０】
［圧力伝達リングの説明：図５、図６］
次に、図５、図６を用いて圧力伝達リング１５について説明する。圧力伝達リング１５は、前述したように環状の形状を有する圧力伝達リング本体１５ａと、圧力伝達リング本体１５ａにおいて後端面側となる端面に設けられ、圧電素子群１６からの電荷信号を出力するための出力電極として機能する出力電極層１５ｂとを備える。そして、出力電極層１５ｂは、圧力伝達リング本体１５ａにおける後端面側の端面に、一周にわたって形成されている。
【００５１】
ここで、圧力伝達リング本体１５ａの断面は矩形であり、圧力伝達リング本体１５ａの外径はフロント外側筐体１１の内径よりも小さく、圧力伝達リング本体１５ａの内径はフロント内側筐体１２の外径よりも大きい。尚、本実施形態において、圧力伝達リング本体１５ａは、耐熱性及び絶縁性を有するアルミナ等のセラミック材料で構成されている。      
【００５２】
また、圧力伝達リング１５に設けられる出力電極層１５ｂは、導電性の高い金属薄膜を、圧力伝達リング本体１５ａに対し単層あるいは複数層積層して構成されている。このような出力電極層１５ｂとしては、圧力伝達リング本体１５ａ上に例えば密着強化層としてＴｉを用いた内層を積層し、内層の上に例えば拡散防止層としてＰｔを用いた中間層を積層し、中間層の上となる最上層に、例えばＡｕを用いた接合層を積層して構成するとよい。また、出力電極層１５ｂとして、接合層の上にさらに例えばＡｕ−Ｓｎを含んだ、圧電素子群１６のアライメントを調整するためのアライメント調整層を形成してもよい。
【００５３】
［圧電素子群の説明：図６］
次に、図６を用いて圧電素子群１６について説明する。図６（ａ）は、図５のＴ部拡大図、（ｂ）は図５のＵ部拡大図であり、（ｃ）は図５のＶ−Ｖ断面図である。図６において、圧電素子群１６は、第１圧電素子１６〜第６圧電素子１６を備える。ここで、第１圧電素子６１〜第６圧電素子１６は共通の構成を有しており、それぞれが、直方体状に加工された圧電体１６ａと、圧電体１６ａにおける前端面側の端面に形成されたフロント側電極１６ｂと、圧電体１６ａにおける後端面側の端面に形成されたリア側電極１６ｃとを備えている。
【００５４】
圧電素子群１６は、圧電縦効果の圧電作用を示す圧電体を用いている。圧電縦効果とは、圧電体の電荷発生軸と同一方向の応力印加軸に外力を作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。本実施形態に係る圧電素子群１６は、中心線方向が応力印加軸の方向となるように各筐体により構成される内部空間１０ｂ内に収納されている。尚、圧電素子群１６に圧電横効果を用いて構成してもよい。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作用させると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生する作用をいう。薄板状に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。
【００５５】
また、圧電体としては、圧電縦効果及び圧電横効果を有するランガサイト系結晶（ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、ＬＧＴＡ）や水晶、ガリウムリン酸塩などを用いるとよい。尚、本実施形態の圧電素子群１６には、圧電体としてランガサイト単結晶を用いている。
【００５６】
一方、フロント側電極１６ｂ及びリア側電極１６ｃは、圧電体１６ａの前端面側の端面及び後端面側の端面に対し、導電性の高い金属薄膜を単層あるいは複数層積層して構成されている。このようなフロント側電極１６ｂ及びリア側電極１６ｃとしては、圧電体１６ａ上に例えば密着強化層としてＴｉを用いた内層を積層し、内層の上に例えば拡散防止層としてＰｔを用いた中間層を積層し、中間層の上となる最上層に、例えばＡｕを用いた接合層を積層して構成するとよい。
【００５７】
第１圧電素子１６〜第６圧電素子１６のそれぞれにおいて、各フロント側電極１６ｂは圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂと接触し、各リア側電極１６ｃは、リア筐体１３に設けられた接地電極層１３ｂと接触する。また、本実施形態では、第１圧電素子１６〜第６圧電素子１６が、各フロント側電極１６ｂを介して、出力電極層１５ｂに接合されており、圧力伝達リング１５と圧電素子群１６とが一体化された構成になっている。また、複数の圧電素子群１６として加算された圧電機能を有している。
【００５８】
［伝送ユニットの説明：図５］
次に、図６を用いて伝送ユニット５０の構成について説明する。図６（ｂ）において、伝送ユニット５０は、圧力検出部１０からインジェクタ７Ａに向けて電荷信号を伝送する伝送電線５１と、伝送電線５１よりも前面側に設けられ、圧力検出部１０の圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂと電気的に接続される接続端子５２と、伝送電線５１よりも前端面側で、且つ接続端子５２よりも後端面側に設けられ、伝送電線５１及び接続端子５２を電気的に接続する接続パイプ５３とを備えている。また、伝送ユニット５０はＯリング５７ａ及びＯリング５７ｂによって覆われている。Ｏリング５７ａは圧力検出部１０側で接続端子５２側を封止し、Ｏリング５７ｂはインジェクタ７Ａ側で接続パイプ５３及び伝送電線５１を封止する。また、伝送電線５１の後端面側は、インジェクタ７Ａの電気コネクタ部７０に接続される。
【００５９】
［接続端子の説明：図６］
次に、図６を用いて接続端子５２について説明する。図６（ｂ）において接続端子５２は耐熱性及び導電性を有する金属製の棒状体で構成されており、前端面側の端部が圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂに接続する突き当て部５２ａと、突き当て部５２ａの後側に位置する柱状部５２ｂと、柱状部５２ｂのさらに後側に位置する接続部５２ｃとからなり一体化している。そして、接続端子５２の突き当て部５２ａの外径は、スペーサ群１７の一つであるガイド穴付きのスペーサ１７（図６（ｃ）参照）の穴の内径よりも小さく、柱状部５２ｂの外径は、突き当て部５２ａの外径よりも小さく、接続部５２ｃの外径は、柱状部５２ｂの外径よりも小さい。
【００６０】
［接続パイプの説明：図６］
次に、図６を用いて接続パイプ５３について説明する。図６（ｂ）において、接続パイプ５３は耐熱性及び導電性を有する金属製の筒状体で構成されており、接続パイプ５３に設けられた貫通孔の内径は、伝送電線５１における導体部５１ａの外径及び接続端子５２における接続部５２ｃの外径よりも大きい。接続パイプ５３には、信号線の導孔の後端面側から伝送電線５１の導体部５１ａの端部が、また、貫通孔１３ｃの前端面側から接続端子５２の接続部５２ｃの後側の端部が、それぞれ挿入されている、そして、この状態で、接続パイプ５３を外周面側からかしめることで、接続パイプ５３が、導体部５１ａと接続端子５２とを、電気的に接続するとともに固定する。
【００６１】
［位置決めチューブの説明：図６］
次に、図６を用いて位置決めチューブ５５について説明する。図６（ｂ）において、位置決めチューブ５５はアルミナセラミック製の筒状体で構成されており、前端面側に位置するフロント側筒状部５５ａと、フロント側筒状部５５ａの後側に位置するリア側筒状部５５ｂとを有している。ここで、位置決めチューブ５５におけるフロント側筒状部５５ａの外径は、リア側筒状部５５ｂの外径よりも大きく、内部空間１０ｂにおける径方向の隙間よりも小さい。また、位置決めチューブ５５の内径は、接続端子５２の柱状部５２ｂの外径よりも大きい。
【００６２】
［コイルスプリングの説明：図６（ｂ）］
次に、図６を用いてコイルスプリング５６について説明する。図６（ｂ）において、コイルスプリング５６は、接続端子５２の突き当て部５２ａの後側端面と、位置決めチューブ５５のフロント側筒状部５５ａの前側端面との間に配設される。ここで、コイルスプリング５６は耐熱性を有する金属で構成されており、前端面側の端部が接続端子５２における突き当て部５２ａの後側端面に突き当たり、後端面側の端部が位置決めチューブ５５のフロント側筒状部５５ａの前側の端面に突き当たる。また、コイルスプリング５６の内径は、接続端子５２における柱状部５２ｂの外径より少し大きい。
【００６３】
また、コイルスプリング５６は、元の状態よりも圧縮された状態に設定される。ここで、位置決めチューブ５５は、リア筐体１３によって後端面側への移動が規制されるので、接続端子５２は、コイルスプリング５６によって前端面側に押しつけられる。その結果、接続端子５２の突き当て部５２ａの前端面側の端面が、圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂに圧接する。尚、後述する予荷重の調整においては、リア筐体１３が中心線方向に移動するのでコイルスプリング５６の荷重は少し変化するが、突き当て部５２ａが出力電極層１５ｂに圧接して電気的接続するためには影響がないようにバネ設計がなされている。
【００６４】
［封止部の説明：図６］
次に、図６を用いて封止部５７について説明する。図６（ｂ）において、封止部５７はリア筐体１３の貫通穴１３ｃの後端面側出口に位置するフロント側Ｏリング５７ａと、インジェクタ７Ａ側の導孔入口に位置するリア側Ｏリング５７ｂとを備える。尚、フロント側Ｏリング５７ａ及びリア側Ｏリング５７ｂは、ともにＰＦＡ（フッ素系樹脂）で構成されている。また、フロント側Ｏリング５７ａ及びリア側Ｏリング５７ｂの外径は、リア筐体１３に設けられた貫通孔１３ｃ、または、インジェクタに設けられた信号線の導孔の内径よりも大きく設定され、フロント側Ｏリング５７ａ及びリア側Ｏリング５７ｂの内径は、接続端子５２の柱状部５２ｂ、または、伝送電線５１の樹脂絶縁層５１ｂの外径より小さく設定されている。
【００６５】
これにより、装着後のフロント側Ｏリング５７ａ及びリア側Ｏリング５７ｂは、ともに径方向に圧縮された状態となり、フロント側Ｏリング５７ａは接続端子５２の柱状部５２ｂとリア筐体１３の貫通穴１３ｃの間を封止し、また、リア側Ｏリング５７ｂは接続パイプ５３及び伝送電線５１の樹脂絶縁層５１ｂの外径と、インジェクタ７Ａに設けられた信号線の導孔との間を封止する。尚、Ｏリング５７ａ及びＯリング５７ｂの材質にＰＦＡを用いることにより、接続端子５２及び伝送電線５１は封止部５７（Ｏリング５７ａ及びＯリング５７ｂ）に対して摺動性が確保されるので、接続端子５２の突き当て部５２ａの前端面側の端面が圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂに圧接し電気的接続がなされる。
【００６６】
［インジェクタユニットの構成の説明：図５］
次に、図５を用いて本実施形態におけるインジェクタユニット６Ａの構成について説明する。図５において、インジェクタ７Ａの先端部外周面に燃焼圧センサ８Ａを装着した状態を示している。インジェクタ７Ａの先端部には段差が設けられていて、その段差部に対して燃焼圧センサ８Ａの内周面が嵌合している。また、燃焼圧センサ８Ａの圧力検出部１０から信号を伝送する伝送ユニット５０が後端面に向けて延出していて、インジェクタ７Ａに設けられた信号線の導孔内を通過し、インジェクタ７Ａの電気コネクタ部７０に接続するようになっている。また、このとき、封止部５７ａ、５７ｂにより信号線と導孔とが封止されている。
【００６７】
また、インジェクタ７Ａと燃焼圧センサ８Ａとが互いに接する２か所の接する点がシ−ル部であり、この２ヶ所のシール部を一周にわたってレーザ溶接する（溶接５、溶接６）。レーザ溶接では、一周にわたって連続的に溶接を行うことにより、溶接面を封止することができる。これにより、インジェクタ７Ａに燃焼圧センサ８Ａが装着された状態において、燃焼室Ｃ内で発生する高圧の混合ガスや燃焼ガスが、２ヶ所の溶接部から内部へ漏れることを防止でき、圧力検出部の内部空間１０ｂに漏出することを防止できる。同時に、インジェクタ７Ａに形成された信号線の導孔を経由してシリンダヘッド４の外側に漏れることを防ぐことができる。これにより、燃焼圧センサ８Ａとインジェクタ７Ａが一体化したインジェクタユニット６Ａを得る。
【００６８】
［インジェクタユニットの電気的な構成及び検出動作の説明：図１、図２、図５、図６］
次に、インジェクタユニット６Ａの電気的な構成及び動作について、図１、図２、図５、図６を用いて説明する。まず、図５、図６において、圧電素子群１６を構成する第１圧電素子１６〜第６圧電素子１６に設けられた各圧電体１６ａの後端面側の端面は、それぞれに設けられたリア側電極１６ｃを介して、リア筐体１３に設けられた接地電極層１３ｂと電気的に接続される。これにより、圧電素子群１６のリア側電極１６ｃは、リア筐体１３を構成するリア筐体本体１３ａと電気的に接続され接地される。
【００６９】
一方、圧電素子群１６を構成する第１圧電素子１６〜第６圧電素子１６の前端面側に設けられた各圧電体１６ａの端面は、それぞれに設けられたフロント側電極１６ｂを介して、圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂと電気的に接続される。これにより、圧電素子群１６の各フロント側電極１６ｂは、圧力伝達リング１５の後端面側の面にリング状に形成された出力電極層１５ｂ上で電気的に接続される。
【００７０】
また、圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂは、接続端子５２の突き当て部５２ａを介して、コイルスプリング５６のバネ圧により接続端子５２と電気的に接続される。さらに、接続端子５２は、その接続部５２ｃから接続パイプ５３を介して、伝送電線５１における導体部５１ａと電気的に接続される。
【００７１】
そして、接続端子５２から接続パイプ５３を介して導体部５１ａへと至る電荷信号の伝送経路、そして、導体部５１ａから伝送電線５１を経由してインジェクタ７Ａの電気コネクタ部７０の接続部に至るまでの経路において、それぞれが絶縁体で構成された位置決めチューブ５５、封止部５７、及び、伝送電線５１における樹脂絶縁層５１ｂによって、金属にて構成されたフロント外側筐体１１、フロント内側筐体１２、リア筐体１３及びインジェクタ７Ａと電気的に絶縁される。
【００７２】
以上のように構成されたインジェクタユニット６Ａは、図１または、図２に示す内燃機関１のシリンダヘッド４に取り付けた際、少なくともシリンダヘッド４に設けられた連通孔４ａにおいて、インジェクタ７Ａの外周部に設けられたフランジ部６ｂが連通孔４ｅに設けられた第３の孔４ｄの端面にクランプされ固定されることにより、シリンダヘッド４に電気的に接続され、車体に接地される。
【００７３】
そして、内燃機関１が作動すると、燃焼室Ｃに発生する燃焼圧が燃焼圧センサ８Ａの先端の受圧リング１４に作用し、圧力伝達リング１５を介してそれぞれの圧電素子群１６に伝達し、燃焼圧に応じた電荷が生じる。第１圧電素子１６〜第６圧電素子１６を構成する各圧電体１６ａに発生した電荷は、各圧電体１６ａにおける前端面側の端面から、各フロント側電極１６ｂを介して、圧力伝達リング１５に設けられた出力電極層１５ｂに伝送される。そして、出力電極層１５ｂに伝送された電荷信号は、圧接された接続端子５２から接続パイプ５３を介して、伝送電線５１の導体部５１ａに伝送される。そして、導体部５１ａに伝送された電荷信号は、インジェクタ７Ａの電気コネクタ部７０を経由し、信号処理部１００に供給される。次に、信号処理部１００に供給された電荷信号は信号処理がなされ、その電荷に応じた電圧が制御装置２００に供給される。これにより、制御装置２００はインジェクタユニット６Ａを構成するインジェクタ７Ａなどの機能部品を含む内燃機関に対して燃焼圧に応じた所定の制御をおこなう。
【００７４】
［第１の実施形態による燃焼圧センサの効果］
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、次に示す効果が得られる。
（効果１）
圧力検出部にスライド調整が可能な予荷重手段を設けたので、適正な予荷重に調整し固定することができ、高精度の圧力信号を得られる。これにより、感度のバラツキが小さく、高精度の圧力信号を得られる内燃機関用燃焼圧センサ及びインジェクタユニットを提供できる。
（効果２）
また、固定手段に溶接を用いることにより、ハウジングユニットの外筒部及び内筒部に対して、リア筐体（支持リングブロック部）の位置調整後、その場で溶接固定することができる。これにより、設定した予荷重が変化することがなく、安定的な圧力信号を得られる内燃機関用燃焼圧センサ及びインジェクタユニットを提供できる。
（効果３）
また、機能部品に装着する筒内型センサの構成により、内燃機関の燃焼室内にて直接圧力を検出できるため検出精度が高い。また、シリンダヘッドに燃焼圧センサのための専用スペースを確保する必要がない。また、機能部品の締め付け荷重や締め付け具合によって設定した予荷重が影響されることがなく安定的な圧力検出が可能である。また、圧電素子が円周方向に複数配置されることで、圧力をバランスよく均一に検出できる。この結果、高性能の内燃機関用燃焼圧センサ及びインジェクタユニットを提供するこができる。
【００７５】
尚、本実施形態では、燃焼圧センサ８Ａに設けられる圧電素子群１６を、６個の圧電素子で構成していたが、かかる形態に限定されず、複数個であればよい。また、本実施形態では、圧電素子群１６を構成する複数個の圧電素子を、周方向に等間隔で配置していたが、かかる形態に限定されず、非等間隔であってもよい。また、本実施形態では、各圧電素子群１６の間にスペーサ群１７を配設したが、かかる形態に限定されず、スペーサ群１７はなくてもよい。また、本実施形態では信号処理部２００をインジェクタユニット６Ａの外部に設けたが、係る形態に限定されず内部に設けてもよい。また、インジェクタユニット６Ａのシリンダヘッドへの取り付け方法において、インジェクタユニット６Ａのフランジ部６ｂ部をクランプするとしたが係る形態に限定されず、他の部分のクランプやネジ止めなど他の方法により固定してもよい。
【００７６】
［第１の実施形態の製造方法の説明］
［圧力検出部の製造方法の説明：図７〜図９］
次に、圧力検出部１０及び燃焼圧センサ８Ａの製造方法について図７〜図９を用いて説明する。図７は第１〜第４の実施形態に係わる圧力検出部１０の製造手順を示し、図８は圧力検出部１０の製造装置の概要を示す斜視図及び断面図を示す。また、図９は受圧リング１４の受圧部１４ａの荷重・変位特性とそれに対応する予荷重調整手順を示す説明図である。
【００７７】
［圧力検出部の組立手順の説明：図７］
まず、図７（ａ）を参照して、圧力検出部１０の組立手順を説明する。図７（ａ）において、筐体ユニット４０はフロント外側筐体１１とフロント内側筐体１２及び受圧リング１４から構成される。位置決め治具（図示なし）によって、受圧リング１４の受圧部１４ａの外側端部は、フロント外側筐体１１の前端面側の端部内側に設けられた切り欠きに嵌め込まれた状態で、一周にわたってレーザ溶接が施され固定される（溶接１）。また、受圧リング１４の受圧部１４ａの内側端部は、フロント内側筐体１２の前面側の端部外側に設けられた切り欠きに嵌め込まれた状態で、一周にわたってレーザ溶接が施され固定される（溶接２）。これにより、フロント外側筐体１１、フロント内側筐体１２、受圧リング１４からなる筐体ユニット４０が構成される。尚、レーザ溶接では、一周にわたって連続的に溶接を行うことにより溶接部を封止することができる。
【００７８】
次に、素子ユニット３０の組立手順を説明する。素子ユニット３０は別のユニット化を行う工程（図示なし）において、装置や治具等を用いて圧力伝達リング１５の上に圧電素子群１６及びスペーサ群１７をそれぞれ円周上に等間隔に位置決めし固定する。尚、圧力伝達リング１５の表面、圧電素子群１６の表面、及びスペーサ群１７の各表面には電極層、アライメント調整層及び接合層などを形成してあり、所定の圧力条件、所定の温度環境のもとでアライメントを調整し接合することができるが、ここでは、詳しい説明は省略する。
【００７９】
次に、筐体ユニット４０の内部に構成された空間１０ｂ内に前述の素子ユニット３０を挿入する。このとき、素子ユニット３０を構成する圧力伝達リング１５の両側面、圧電素子群１６の両側面及びスペーサ群１７の両側面はフロント外側筐体１１の内側面とフロント内側筐体の外側面には接触しないように位置決めし、同時に圧力伝達リング１５の下面は受圧リング１４の伝達部１４ｂ（図５参照）の上面に当接させる。
【００８０】
次に、リア筐体１３の貫通穴１３ｃに、位置決めチューブ５５ａ、位置決めチューブ５５ｂをガイドにして接続端子５２を仮組みする。このときコイルスプリング５６を接続端子５２の突きあて部５２ａと位置決めチューブ５５ａの間に組み付けておく。その状態で素子ユニット３０上のスペーサ１７（ガイド穴付き）のガイド穴とリア筐体１３の貫通穴１３ｃとを円周方向で一致させる。そして、リア筐体１３の前段部１３１をフロント外側筐体１１の後端面側の端部内側及びフロント内側筐体１２の後端面側の端部外側により形成される空間に嵌めこむ。この一連の手順は位置決め治具などを利用するとよい。これにより、図７（ｂ）に示す圧力検出部１０を得る。
【００８１】
次に図７（ｂ）を参照して圧力検出部１０について説明する。圧力検出部１０において、リア筐体１３は筐体ユニット４０に対してすきまばめの勘合になっており、リア筐体１３と筐体ユニット４０とはこの段階では溶接固定されていない。そして、リア筐体１３とフロント外側筐体１１との間に一周にわたって隙間ｓが形成されている。また、リア筐体１３の前段部１３１とフロント内側筐体１２との間にも一周にわたって隙間ｓが形成されている。この状態において、リア筐体１３側から荷重をかけることにより、リア筐体１３は隙間ｓだけスライド可能であり、素子ユニット３０を介して受圧リング１４の受圧部を隙間ｓの距離だけ変位させることができる。
【００８２】
［予荷重装置及び予荷重調整手順の説明：図８、図９］
次に、図８、図９を参照して予荷重製造装置及び圧力検出部１０の予荷重調整の手順を説明する。図８（ａ）は圧力検出部１０に予荷重を加え調整し固定するための予荷重装置の斜視図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のＰ−Ｐ断面図及び付属の検出装置を接続した接続構成及び溶接固定用のレーザ溶接機の一部（レーザ光出射部）を示している。また、図９は圧力検出部１０の予荷重調整手順を示し、（ａ）は受圧リング１４の受圧部の荷重・変位特性グラフを、（ｂ）は（ａ）のグラフ上の各点に対応した受圧リング１４の受圧部の変位を工程ごとに部分断面図で示している。
【００８３】
［予荷重装置の説明：図８］
まず、図８（ａ）を用いて予荷重製造装置４００の概要及び圧力検出部１０を予荷重製造装置４００に組み込む手順を説明する。予荷重製造装置４００は基本的に、圧力検出部１０の位置決めと荷重を受ける機能を有するベース４０１と、圧力検出部１０に荷重を加えるプランジャー４０３とから構成される。ベース４０１には圧力検出部１０を位置決めするための円柱状の突起４０１ａ、受圧リング１４の変位を妨げないためのリング状の溝４０１ｂ、受圧リング１４の変位を検出するための検出ニードル４０２と検出ニードル４０２をガイドするためのガイド穴４０１ｃが形成されている。尚、実施例では受圧リング１４の変位を円周上で均一に検出するために、検出ニードル４０２及びガイド穴４０１ｃは１２０°間隔で３か所設けている。
【００８４】
まず、圧力検出部１０は開口部１０ａをベース４０１の円柱状の突起４０１ａをガイドにしてベース４０１にセットする。次に、プランジャー４０３の先端部４０３ａ（図８（ｂ）参照）をリア筐体１３の上面の凹部に静かに当接させる。尚、レーザ溶接機のレーザ光出射部４０５は、リア筐体１３とフロント外側筐体１１との勘合部であるレーザ溶接部（溶接３：図５参照）に対向して円周上に複数か所を照射できるようになっている。
【００８５】
次に、図８（ｂ）を用いて予荷重装置４００の全体の構成について説明する。図８（ｂ）において、プランジャー４０３は、荷重装置４０６にロードセル４０７を介して連結しており、圧力検出部１０のリア筐体１３に対して荷重を均一に加えられるようになっている。また、荷重を加えることによりロードセル４０７から出力される電荷信号を信号処理部４０７ａにて信号処理を行い荷重値の出力４５０を得ることができる。また、プランジャー４０３には逃げ穴４０３ｂが設けられていて、圧力検出部１０から伸延する接続端子５２の先端部を破損させないようになっている。
【００８６】
次に、ベース４０１には前述した円柱状の突起４０１ａと、円柱状の突起４０１ａと同心円上に設けられた溝４０１ｂが設けられている。また、溝４０１ｂ内にはガイド穴４０１ｃが１２０°間隔に３ケ所形成され、それぞれが貫通している。これらのガイド穴４０１ｃには変位センサ４０８に付属する検出ニードル４０２がそれぞれ挿入されている。検出ニードル４０２はスライド可能になっていて、受圧リング１４の受圧部の中央部に所定の圧力でそれぞれ当接している。荷重装置４０６によりプランジャー４０３に荷重が加えられるとリア筐体１３が素子ユニット３０を押す（図７参照）。これにより、素子ユニット３０を介して受圧リング１４の受圧部が変形して検出ニードル４０２を押し下げる。この結果、変位センサ４０８が変位を検出し、変位センサ４０８の出力を信号処理部４０８ａにて信号処理を行い、変位値の出力４６０を得ることができる。
【００８７】
変位センサ４０８は円周上に等間隔で３ケ所設けられており、それぞれの変位出力（出力１、出力２、出力３）の平均値を変位値として使用している。尚、実施例では、変位計を３ケ所に配設したが、かかる形態に限定されず、１か所以上複数あれば良く、求める予荷重の精度によって決めると良い。また、変位出力を３ケ所の平均値としたが、かかる形態に限定されず、個別に使用してもよい。
【００８８】
次に、レーザ溶接について説明する。荷重値と変位値が所定の数値になった時、その荷重値を保持した状態でレーザ溶接機のレーザ光出射部４０５からレーザ光４０５ａを照射して溶接することができる。レーザ光出射部４０５は予荷重装置４００の中で高さ位置と照射距離が一定になる様にガイドされていて（図示なし）、円周方向で複数か所をスポット溶接できるようになっている。これにより、圧力検出部１０は所定の予荷重に正確に調整された状態で仮溶接し固定できる。その後、予荷重装置４００から仮溶接された圧力検出部１０を取り出し、別の溶接装置（図示なし）を用いて本溶接することができる。
【００８９】
［荷重・変位グラフの説明：図９］
次に、図９（ａ）を用いて荷重・変位グラフについて説明する。図９（ａ）は受圧リング１４の受圧部にかかる荷重とそれにともなう変位の相関を示すグラフである。縦軸は荷重値〔Ｎ〕を示し、横軸は変位値〔μｍ〕を示している。実施例では、荷重が０Ｎ〜６００Ｎ近辺においては、変位は直線的な変化を示し弾性領域であることを示している。また、荷重６００Ｎを越えると変位は直線から曲線に変わり塑性領域になることを示している。つまり、弾性領域内では、受圧部は荷重に比例して変位し、荷重を取り去ればもとの位置に戻る。一方、塑性領域では、塑性変形をおこして、もとの位置にはもどることができない。これらのことを考慮して、圧電素子に加える予荷重は、弾性領域内の所定の荷重値に設定するようになっている。
【００９０】
［予荷重調整手順の説明：図９］
次に、図９（ａ）及び（ｂ）を用いて予荷重調整手順について説明する。図９（ｂ）は図９（ａ）の荷重・変位グラフに示す各点に対応した変位の状態を各工程図として示しており、図８（ｂ）のＷ部の拡大図である。例えば、図９（ａ）のグラフ上の点１：Ａ１（Ｐ１、ａ１）においては、点１は符号Ａ１とし、Ｐ１は荷重を示し、ａ１はその時の変位を示している。一方で、図９（ｂ）では、点１に対応した工程１を示し、その時、リア筐体１３には荷重Ｐ１が加わり、受圧リング１４の受圧部の中央部の変位はａ１であることを示している。また、点２、点３についても同様である。
【００９１】
次に、圧電素子の感度と直線性を高めるために、前述の弾性領域内の所定の点に荷重を設定し予荷重を加える手順について説明する。尚、予荷重の最適値は設計の諸条件により変わるので、ここでは所定の予荷重は便宜上、点Ａｘ（Ｐｘ、ａｘ）として説明する。
（工程１：最小荷重値１：Ａ１（Ｐ１、ａ１）の確認）
まず、図８（ｂ）に示すように予荷重製造装置４００に圧力検出部１０をセットして荷重装置４０６により荷重をかけられるようにする。荷重を少しかけて、図９（ａ）の荷重変位曲線上の最小荷重値１において、Ａ１（Ｐ１、ａ１）であることを確認する。このとき、図９（ｂ）の工程１が対応しており、荷重Ｐ１に対して変位ａ１であることを図示している。この工程は、受圧部の変位の始まる点を確認するために行う。
（工程２：弾性域上限荷重値２：Ａ２（Ｐ２、ａ２）の確認）
次に、荷重を上げて、図９（ａ）の荷重変位曲線上の弾性域上限荷重値２において、Ａ２（Ｐ２、ａ２）であることを確認する。このとき、図９（ｂ）の工程２が対応しており、荷重Ｐ２に対して変位ａ２であることを図示している。また、リア筐体１３が受圧リング１４の受圧部をより押し下げていることを示している。この工程は、荷重値２が弾性領域内にあることを確認するために行う。
（工程３：所定の予荷重値３：Ａｘ（Ｐｘ、ａｘ）の設定及び固定）
次に、荷重を下げて、図９（ａ）の荷重変位曲線上の弾性域の所定の荷重値３：Ｐｘを所定値として荷重を固定する。このとき、図９（ｂ）の工程３が対応しており、荷重Ｐｘに対して変位ａｘであることを図示している。そして、この位置において図８（ｂ）に示すようにレーザ光出射部４０５からレーザ光４０５ａを所定の条件で照射し１か所を溶接固定する。同様に圧力検出部１０の他の所定部を複数か所照射して仮固定する。次に、圧力検出部１０を装置から外して別工程（図示なし）において一周にわたってレーザ溶接を施し（溶接３、溶接４）、固定し封止する。これにより、予荷重を精度よく調整した圧力検出部１０Ａを得る。
（燃焼圧センサとインジェクタの一体化：図５）
次に、図５を用いて、燃焼圧センサ８Ａとインジェクタ７Ａとの一体化について説明する。上述の手順で得た圧力検出部１０Ａに伝送ユニット５０を組み付けた燃焼圧センサ８Ａをインジェクタ７Ａに組み付ける。そして所定部を溶接により固定する（溶接５、溶接６）。これにより、燃焼圧センサ８Ａを固定したインジェクタユニット６Ａを得る。
【００９２】
尚、実施例では、予荷重調整手順において、荷重を最小荷重値１から弾性域上限荷重値２までを確認してから所定の予荷重値３に調整をしたが、受圧リング１４の弾性域のバラツキが小さく安定していると判断できれば、かかる形態に限定されず、初期より所定の予荷重値３に調整してもよい。
【００９３】
［第１の実施形態の燃焼圧センサの製造方法による効果］
以上説明した本発明の第１の実施形態の燃焼圧センサの製造方法によれば、次に示す効果が得られる。
（効果１）
予荷重手段はスライド可能領域を有し、スライドさせることによる予荷重調整工程と、予荷重の調整後にリア筐体（支持リングブロック部）を固定する固定工程とを設けたことにより、圧力検出部を構成する各部品の圧力軸方向の寸法精度に頼らずに予荷重を調整してから固定できる。この結果、感度のバラツキが小さく高精度の圧力信号を安定して得られる内燃機関用燃焼圧センサ及びインジェクタユニットの製造方法を提供するこができる。
【００９４】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態の燃焼圧センサとその製造方法について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の燃焼圧センサの製造方法において、予荷重の調整範囲の拡大を目的として圧力検出部の予荷重調整工程にセッチング処理工程を設けたものである。従って調整手順のみが異なり燃焼圧センサの構成と製造装置は第１の実施形態と同様であるので、ここでは、構成及び製造装置に関する説明は省略して圧力検出部の製造方法について説明する。
【００９５】
［第２の実施形態におけるセッチング処理手順と予荷重調整手順の説明：図１０］
図１０を用いて第２の実施形態におけるセッチング処理手順と予荷重調整手順について説明する。図１０（ａ）において、実線で示すグラフは受圧リング１４の受圧部の通常の荷重・変位曲線であり、前述した図９（ａ）に示すグラフと同一である。また、一点鎖線で示すグラフはセッチング処理により特性が変化した荷重・変位曲線を示している。また、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の荷重・変位グラフに示すセッチング処理工程の各点に対応した各工程図を示している。また、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の荷重・変位グラフに示すセッチング処理後の予荷重調整において、荷重・変位曲線の各点に対応した各工程図を示している。
【００９６】
（工程４：最小荷重値４：Ａ１（Ｐ１、ａ１）の確認）
まず、図８（ｂ）に示すように予荷重製造装置４００に圧力検出部１０をセットして荷重装置４０６により荷重をかけられるようにする。荷重を上げて、図１０（ａ）において実線で示す荷重変位曲線上の最小荷重値４において、Ａ１（Ｐ１、ａ１）であることを確認する。このとき、図１０（ｂ）の工程４が対応しており、荷重Ｐ１に対して変位ａ１であることを図示している。この工程は受圧部の変位の始まる点を確認するために行い、前述の手順における工程１と同一である。
（工程５：塑性域荷重値５：Ａ３（Ｐ３、ａ３）の設定（セッチング処理））
次に、荷重を上げて、図１０（ａ）において実線で示す荷重変位曲線上の塑性域荷重値５において、Ａ３（Ｐ３、ａ３）であることを確認する。このとき、図１０（ｂ）の工程５が対応しており、荷重Ｐ３に対して変位ａ３であることを図示している。ここで、リア筐体１３が受圧リング１４の受圧部をより大きく押し下げている。この塑性領域まで荷重をかけることにより受圧リング１４の受圧部にセッチング処理が行われる。これにより、図１０（ａ）の実線に示す特性から一点鎖線に示すような特性に変化する。このことは、受圧部において塑性変形が発生し、その塑性変形に相当する変位ｔ分がオフセットされ、同時に弾性域が拡大することを示している。この工程は受圧部にセッチング処理を行うために行う。
（工程６：セッチング処理後の荷重値（ゼロ）６：Ｂ０（Ｐ０、ｂ０）の確認）
次に、荷重をゼロにして、図１０（ａ）において一点鎖線で示すセッチング処理後の荷重変位曲線上の荷重値（ゼロ）６において、Ｂ０（Ｐ０、ｂ０）であることを確認する。このとき、図１０（ｂ）の工程６が対応しており、Ｐ０は荷重値＝０Ｎであることを示し、荷重値＝０においても塑性変形ｔ（ｂ０）分がオフセットしていることを図示している。この工程は、オフセット分の確認のために行う。
（工程７：セッチング処理後の最小荷重値７：Ｂ１（Ｐ１、ｂ１）の確認）
次に、荷重を上げて、図１０（ａ）において一点鎖線で示すセッチング処理後の荷重変位曲線上の最小荷重値７において、Ｂ１（Ｐ１、ｂ１）であることを確認する。このとき、図１０（ｃ）の工程７が対応しており、荷重Ｐ１に対して変位ｂ１であることを図示している。この工程はセッチング処理後の受圧部の変位の始まる点を確認するために行う。
（工程８：セッチング処理後の弾性域上限荷重値８：Ａ３（Ｐ３、ａ３）の確認）
次に、荷重を上げて、図１０（ａ）において一点鎖線で示すセッチング処理後の荷重変位曲線上の弾性域上限荷重値８において、Ａ３（Ｐ３、ａ３）であることを確認する。このとき、図１０（ｃ）の工程８が対応しており、荷重Ｐ３に対して変位ａ３であることを図示している。ここで、リア筐体１３が受圧リング１４の受圧部をより押し下げている。この工程は、弾性域上限荷重値８であってもセッチング処理後は弾性領域内に含まれることを確認するために行う。
（工程９：所定の予荷重値９：Ｂｘ（Ｐｘ、ｂｘ）の設定及び固定）
次に、荷重を下げて、図１０（ａ）において一点鎖線で示すセッチング処理後の荷重変位曲線上の弾性域上の所定の荷重値９：Ｂｘ（Ｐｘ、ｂｘ）において荷重装置を固定する。このとき、図１０（ｃ）の工程９が対応しており、荷重Ｐｘに対して変位ｂｘであることを図示している。この位置において図８に示すようにレーザ光出射部４０５からレーザ光４０５ａを所定の条件で照射し溶接固定する。同様に、圧力検出部１０の他の所定部を複数か所照射して固定する。その後、別工程において一周にわたってレーザ溶接を施し（溶接３、溶接４）、固定し封止する。この結果、セッチング処理により弾性域が拡大し、また、予荷重を精度よく調整した圧力検出部１０Ｂを得る。
【００９７】
尚、実施例では、荷重を最小値７から弾性域上限８までを確認してから所定の予荷重９に調整をしたが、受圧リング１４の弾性域のバラツキが小さく安定していると判断できれば、かかる形態に限定されず、初期より所定の予荷重値３に調整してもよい。また、本実施形態においては、図６（ａ）に示す隙間ｓはセッチング処理に必要な変位値ａ３を若干上回る距離を確保しておくことが望ましい。
【００９８】
［第２の実施形態の効果］
以上説明した本発明の第２の実施形態の製造方法によれば、次に示す効果が得られる。
（効果１）
予荷重調整工程に受圧リング（受圧リングブロック部）の受圧部に施すセッチング処理工程を設けることにより、受圧リングの受圧部の弾性域を拡大させ、予荷重の調整を容易にして歩留まりを向上させることができる。この結果、感度のバラツキが小さく高精度の圧力信号を安定して得られる内燃機関用燃焼圧センサの製造方法を提供するこができる。
（効果２）
受圧リングの受圧部にセッチング処理を施すことで、受圧部の弾性域を拡大できると同時に残留応力層が形成され、疲れ強度の向上が期待できる。
（効果３）
スライド可能距離に予めセッチングが可能な距離を加えておくことにより、予荷重調整工程内でセッチング処理と予荷重調整ができる。これにより、効率の良い製造方法の提供ができる。また、簡単な構造による感度のバラツキが小さく高精度の圧力信号を安定して得られる内燃機関用燃焼圧センサ及びインジェクタユニットを提供するこができる。
【００９９】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態の燃焼圧センサとその製造方法について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の圧力検出部の予荷重調整工程において、荷重変化工程と圧電素子からの出力を利用した圧電検出工程を設けたものである。従って、製造装置と調整手順のみが異なり燃焼圧センサの構成は第１の実施形態と同様であるので、ここでは、構成に関する説明は省略して圧力検出部の製造装置と製造方法について説明する
【０１００】
［第３の実施形態における予荷重装置及び予荷重調整手順の説明：図１１、図１２］
図１１、図１２を用いて第３の実施形態における予荷重装置及び予荷重調整手順について説明する。図１１は第３の実施形態の予荷重調整を行う為の予荷重装置を示し、図１２は第３の実施形態による予荷重調整手順を示す。
【０１０１】
［予荷重装置の説明：図１１］
まず、図１１を用いて予荷重製造装置５００の構成について説明する。図１１において、予荷重装置５００が前述の予荷重装置４００と異なるところは、荷重を検出するためのロードセル及び信号処理部を有していない点である。また、変位を検出するための変位センサ及びその信号処理部を有していない点である。さらに、変位検出手段として圧力検出部１０の圧電素子群の出力を信号処理して利用する点である。他の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるので同一要素には同一番号を付し重複する説明は一部省略する。
【０１０２】
まず、図１１において、予荷重製造装置５００は基本的に、圧力検出部１０の位置決め及び荷重を受けるためのベース４０１と、圧力検出部１０に荷重を加えるプランジャー４０３とから構成される。ベース４０１には圧力検出部１０を位置決めするための円柱状の突起４０１ａ、受圧リング１４の変位を妨げないためのリング状の溝４０１ｂが設けられている。圧力検出部１０は開口部１０ａをベース４０１の円柱状の突起４０１ａをガイドにしてベース４０１にセットし位置決めする。次に、プランジャー４０３の先端部４０３ａをリア筐体１３の上面に形成された凹部に当接させるようになっている。
【０１０３】
次に、プランジャー４０３は荷重を加える荷重装置４０６に連結しており圧力検出部１０を構成するリア筐体１３に対して荷重を均一に加えるようになっている。また、プランジャー４０３には圧力検出部１０から伸延する接続端子５２に対応した位置に貫通穴４０３ｂが設けられており、貫通穴４０３ｂには信号線４０４が設けられている。プランジャー４０３が下降してリア筐体１３に接触すると、信号線４０４の導体部先端が接続端子５２の先端部に接触するようになっている。これにより、圧電素子群１６から出力される信号を信号線に取り出すことができる。信号線４０４から出力された圧電素子群からの電荷信号を信号処理部４０９にて信号処理し、出力４７０を感度として得ることができる。尚、信号線４０４はバネ装置（図示なし）を設けて接続端子５２に安定した接触ができるようにしてもよい。
【０１０４】
次に、所定の感度にて圧力検出部１０の固定を行う。溶接装置は第１の実施形態と同様であり、圧力検出部１０の予荷重調整が終了した時点で図１１に示すようにレーザ光出射部４０５からレーザ光４０５ａを所定の条件で照射し溶接固定する。同様に圧力検出部１０の円周上の他の所定部を複数か所照射して固定する。その後、別工程において一周にわたってレーザ溶接を施し（溶接３、溶接４）、固定し封止することができる。
【０１０５】
［予荷重調整手順の説明：図１２］
次に、図１２を用いて予荷重調整手順について説明する。図１２（ａ）は図１１に示す圧電素子群１６から出力される電荷信号を信号処理部４０９にて信号処理を行い、得た出力４７０を感度とし、受圧部にかかる荷重との関係をグラフにしたものである。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のグラフにもとづいて、感度から所定の予荷重値を設定した状態の圧力検出部を示している。
【０１０６】
まず、図１２（ａ）の感度・荷重特性を示すグラフについて説明する。図１１に示す第３の実施形態の製造装置において、発明者らは実験的に図８（ｂ）に示す構成と同様に予荷重装置５００の荷重装置にロードセルを連結し、その信号を信号処理して得られる荷重値の出力と、圧力検出部１０から得られる感度出力４７０についてデータを積み重ね考察した。その結果、予荷重装置５００における荷重と感度出力４７０との間に相関があり、荷重に対して感度出力４７０がほぼ比例することを見いだした。これにより、圧電素子群１６の出力を信号処理してその出力を検出することにより予荷重値を精度よく予測できることが分かった。つまり、感度出力４７０のみで荷重値を設定できるようになった。
【０１０７】
次に、上述の実験結果にもとづいて、予荷重装置５００における予荷重調整手順について説明する。図１２（ａ）において、感度と荷重の相関図から、点１０：Ｃｘ（Ｖｘ、Ｐｘ）を所定の予荷重値として設定を行う。このとき、図１２（ｂ）は工程１０が対応しており、感度Ｖｘに対して荷重Ｐｘであることを図示している。この時、予荷重装置５００には荷重計は無いので、荷重値Ｐｘはグラフから読み取った値である。この結果、予荷重装置５００において、荷重検出部（ロードセル）及び変位検出部がなくても精度よく予荷重を設定できる。次に、その状態を保持して、レーザ光出射部４０５からレーザ光４０５ａを所定の条件で照射し溶接固定する。同様に、圧力検出部１０の他の所定部を複数か所照射して固定する。その後、別工程において一周にわたってレーザ溶接を施し（溶接３、溶接４）、固定し封止する。この結果、予荷重を精度よく調整した圧力検出部１０Ｃを得る。
【０１０８】
［第３の実施形態の効果］
以上説明した本発明の第３の実施形態の製造方法によれば、次に示す効果が得られる。
（効果１）
予荷重調整工程において、荷重変化工程と、圧電素子からの出力を利用した圧電検出工程を設けることにより、荷重の変化に伴う圧電素子からの出力電荷を信号処理し、その出力電圧を利用することにより高精度な予荷重を設定することができる。これにより、感度のバラツキが小さい高精度の圧力信号を得られる燃焼圧センサを製造することができる。また、専用の荷重検出部や変位検出部を必要としないので製造方法や製造装置を簡素化できる。尚、実施例では直接、所定の感度値（予荷重値）１０に設定したが、最小感度値を確認して、次に弾性域上限感度値を確認し、次に所定の予荷重感度値に設定する工程としてもよい。
【０１０９】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の構成は本発明の各実施形態で得た燃焼圧センサ８Ａを別の機能部品である点火プラグに適用したものであり、第４の実施形態が第１の実施形態と異なるところは、燃焼圧センサのサイズと形状を点火プラグに合わせて変更した点である。従って、燃焼圧センサ８Ａの基本の構成は同様であり、また、圧力検出部１０の製造方法における予荷重調整方法及び手順も同様であるので同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
【０１１０】
［第４の実施形態における燃焼圧センサ及び点火プラグユニットの説明：図１３］
図１３を用いて第４の実施形態における燃焼圧センサ８Ａを他の機能部品である点火プラグに装着した点火プラグユニットの構成について説明する。図１３において、圧力検出部１０Ｄは第１の実施形態の圧力検出部１０に対して、そのフロント内側筐体１２の開口部の形状が一部異なり、点火プラグ５の先端部外側の形状に合わせた形状になっている。ここで、筐体ユニット、素子ユニット、リア筐体の基本構成は第１の実施形態のものと同様である。また、圧力検出部１０Ｄの製造手順及び点火プラグへの取り付け手順も第１の実施形態のものと同様である。これにより、燃焼圧センサ８Ａ及び点火プラグユニット５Ａを得る。
【０１１１】
［第４の実施形態の効果］
以上説明した本発明の第４の実施形態によれば、次に示す効果が得られる。
（効果１）
第１の実施形態の燃焼圧センサ及びインジェクタユニットで得られた効果を点火プラグに適用することができる。これにより、感度のバラツキが小さく、安定的な圧力信号を得られる内燃機関用燃焼圧センサ及び点火プラグユニットと、その製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【０１１２】
１      内燃機関
２      シリンダブロック
２ａ    シリンダ
３      ピストン
４      シリンダヘッド
４ａ    連通孔
Ｃ      燃焼室
５      点火プラグ（機能部品）
５Ａ    点火プラグユニット（機能部品ユニット）
６Ａ    インジェクタユニット（機能部品ユニット）
７Ａ    インジェクタ（機能部品）
８Ａ    燃焼圧センサ
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ    圧力検出部
１０ａ  開口部
１０ｂ  内部空間
１１    フロント外側筐体（外筒部）
１２    フロント内側筐体（内筒部）
１３    リア筐体（支持リングブロック部）
１４    受圧リング（受圧リングブロック部）
１５    圧力伝達リング
１６    圧電素子群
１７    スペーサ群
３０    素子ユニット
４０    筐体ユニット
５０    伝送ユニット
５１    伝送電線
５２    接続端子
５３    接続パイプ
５５、５５ａ、５５ｂ    位置決めチューブ
５６    コイルスプリング
５７、５７ａ、５７ｂ    封止部（Ｏリング）
７０    電気コネクタ部
８０    燃料コネクタ部
１００  信号処理部
２００  制御装置
３００  従来例（圧力センサ内蔵スパークプラグ）
４００、５００  予荷重製造装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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