(57)【要約】【課題】連結された両筒部材であって一端側にセンシング部、他端側に受圧用のダイアフラムを有するとともに中空部に圧力伝達部材を収納する筒部材を、ハウジングの開口部に挿入し保持してなる圧力センサにおいて、両筒部材とハウジングとの組み付け構造における軸ずれを抑制する。【解決手段】互いに固定されて一体化された両筒部材１、２を、両筒部材１、２間の固定部がハウジング１０内部に位置するように、センシング部２２、３０側から第２の筒部材２の途中部までハウジング１０の開口部１１に圧入し、第２の筒部材２の外面とハウジング１０の開口部１１との間を固定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部（２２、３０）を有し、他端部に開口部（２１）を有する中空筒状の第１の筒部材（１）と、
一端部に開口部（１６）、他端部に圧力を受圧するダイアフラム（１４）を有する中空筒状をなす第２の筒部材（１５）と、
一端側に開口部（１１）を有するハウジング（１０）とを備え、
前記両筒部材（１、２）は、互いの中空部が連通するように、前記第１の筒部材（１）の前記開口部（２１）側の部位と前記第２の筒部材（２）の前記開口部（１６）側の部位とで固定されて一体化されており、
これら一体化された前記両筒部材（１、２）の中空部には、一端部が前記センシング部（２２、３０）側に位置し他端部が前記ダイアフラム（１４）側に位置するように、圧力伝達部材（１７）が収納されており、
前記一体化された前記両筒部材（１、２）は、前記センシング部（２２、３０）が前記ハウジング（１０）内部に位置し前記ダイアフラム（１４）が前記ハウジング（１０）から突出した状態となるように、前記ハウジング（１０）の前記開口部（１１）に挿入されて前記ハウジング（１０）に支持されており、
前記ダイアフラム（１４）の受けた圧力を、前記圧力伝達部材（１７）を介して前記センシング部（２２、３０）へ伝達するようにした圧力センサにおいて、
前記一体化された前記両筒部材（１、２）は、前記両筒部材（１、２）間の固定部が前記ハウジング（１０）内部に位置するように、前記センシング部（２２、３０）側から前記第２の筒部材（２）の途中部まで前記ハウジング（１０）の前記開口部（１１）に挿入されており、
前記第２の筒部材（２）の外面と前記ハウジング（１０）の前記開口部（１１）との間が固定されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記第２の筒部材（２）の外面と前記ハウジング（１０）の前記開口部（１１）との間は、圧入によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
さらに、前記第２の筒部材（２）の外面と前記ハウジング（１０）の前記開口部（１１）との間は、溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記両筒部材（１、２）間の固定部では、前記両筒部材（１、２）の開口部（１６、２１）のうちどちらか一方の開口部を他方の開口部に圧入することで固定がなされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記一体化された前記両筒部材（１、２）の中空部のうち前記圧力伝達部材（１７）の途中部に対応する部位の径は、前記圧力伝達部材（１７）の両端部に対応する部位の径よりも小さいものとなってい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】
前記一体化された前記両筒部材（１、２）の中空部のうち前記圧力伝達部材（１７）の途中部に対応する部位は、前記第２の筒部材（２）によって構成されており、
前記第２の筒部材（２）の肉厚は、前記第１の筒部材（１）の肉厚よりも大きいものであることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記センシング部（２２）および前記ダイアフラム（１４）の少なくとも一方には、前記圧力伝達部材（１７）の端部を固定し、前記圧力伝達部材（１７）が前記圧力伝達部材（１７）の前記両端部を結ぶ方向と直交する方向へずれるのを防止するためのずれ防止部（１８、１９）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記ずれ防止部（１８、１９）は、前記センシング部（２２）および前記ダイアフラム（１４）の一方にのみ設けられていることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記ずれ防止部（１８、１９）は、センシング部（２２）および前記ダイアフラム（１４）の両方に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記ずれ防止部は、前記センシング部（２２）および前記ダイアフラム（１４）のうち前記ずれ防止部が設けられる前記少なくとも一方において前記圧力伝達部材（１７）の端部と対向する部位に設けられ、前記圧力伝達部材（１７）の端部と嵌合する嵌合部（１８、１９）として構成されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記嵌合部は、前記圧力伝達部材（１７）の端部が嵌め込まれる凹部（１８）であることを特徴とする請求項１０に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
前記圧力伝達部材（１７）の端部には凹部（１７ａ）が設けられており、
前記嵌合部は、この圧力伝達部材（１７）の端部に設けられた前記凹部（１７ａ）に嵌め込まれる凸部（１９）であることを特徴とする請求項１０に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端側にセンシング部を有し、他端側に受圧用のダイアフラムを有するとともに中空部に圧力伝達部材を収納する筒部材を、ハウジングの開口部に挿入し保持してなる圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧力センサとしては、本出願人が先に出願した特願２００５−１７０５３号に記載のものが提案されている。図７は、この先願に記載されている圧力センサの要部を示す概略断面図である。
【０００３】
第１の筒部材１は、金属ステム２０を本体として、一端部に圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部２２、３０を有し、他端部に開口部２１を有する中空筒状をなすものとして構成されている。ここで、第１の筒部材１の一端部には薄肉部としてのダイアフラム２２が設けられ、さらに、このダイアフラム２２の外面に検出素子３０が設けられており、これらダイアフラム２２および検出素子３０がセンシング部２２、３０として構成されている。
【０００４】
第２の筒部材２は、メタルケース１５を本体として、一端部に開口部１６、他端部に圧力を受圧する受圧用ダイアフラム１４を有する中空筒状をなすものとして構成されている。そして、両筒部材１、２は、互いに中空部が連通するように、互いの開口部１６、２１側の部位にて連結され、互いに固定されている。
【０００５】
ここでは、第１の筒部材１の開口部２１側が、第２の筒部材２の開口部１６に挿入され、レーザ溶接された溶接部Ｋ１によりこれら両筒部材１、２の固定がなされている。それによって、第１の筒部材１と第２の筒部材２とが連結されて一体化された１つの筒が、構成されている。
【０００６】
また、これら一体化された両筒部材１、２の中空部には、圧力伝達部材１７が収納されており、圧力伝達部材１７の一端部はセンシング部２２、３０側に位置し、他端部は受圧用ダイアフラム１４側に位置している。また、ハウジング１０は、一端側に開口部１１を有するもので、図７では示していないが、上記検出素子３０からの信号を取り出すための配線や回路基板などが収納されたものである。
【０００７】
そして、一体化された両筒部材１、２は、センシング部２２、３０がハウジング１０の内部に位置し受圧用ダイアフラム１４がハウジング１０から突出した状態となるように、ハウジング１０の開口部１１に挿入されてハウジング１０に支持されている。ここでは、第１の筒部材１とハウジング１０とが、レーザ溶接された溶接部Ｋ２によって固定されている。
【０００８】
このように構成された圧力センサにおいては、受圧用ダイアフラム１４の受けた圧力が、圧力伝達部材１７を介してセンシング部２２、３０へ伝達される。そして、センシング部としてのダイアフラム２２が歪み、この歪みを検出素子３０が電気信号に変換して出力することにより、圧力検出がなされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記図７に示されるような先願の圧力センサにおいては、ハウジング１０の開口部１１から第１の筒部材１、第２の筒部材２が突出しており、これら両筒部材１、２およびハウジング１０の３者間にて、それぞれの中心軸が一致せずに傾くという不具合、すなわち、軸ずれが発生する。
【００１０】
理想的には、両筒部材１、２のそれぞれの中心軸およびハウジング１０の中心軸は、すべて一致して同じ方向（図７中の上下方向）へ延びるものであるが、上記の軸ずれが生じると、これらの軸間で一方が他方に対して傾く。
【００１１】
この種の圧力センサは、通常、図７に示される両筒部材１、２とハウジング１０との組み付け部分を、エンジンなどの被取付部材に設けられた穴に挿入した状態で圧力検出を行う。そのため、上記軸ずれが大きいものであると、被取付部材への圧力センサの取り付けができなくなる恐れがある。
【００１２】
具体的に、上記図７に示される圧力センサにおいては、ハウジング１０の開口部１１から突出する両筒部材１、２においては、これら両筒部材１、２間の固定部、および、第１の筒部材１とハウジング１０の開口部との固定部という２つの固定部が、ハウジング１０の外部に存在する。
【００１３】
また、上記先願にも記載されているように、これら２つの固定部は、それぞれの固定部において一方を他方に挿入することで、ハウジング１０、第１の筒部材１、第２の筒部材２を一体に組み付けた後に、各固定部において溶接を行うものである。
【００１４】
そのため、溶接の際にそれぞれの固定部においては、上記挿入のための隙間により、ハウジング１０に対して第１の筒部材１および第２の筒部材２が、たとえば図７中の矢印Ｙに示される方向に傾きやすい。特に、上記図７では、ハウジング１０から突出する上記２つの固定部が存在するため、各固定部で傾きが生じると、全体として大きな軸ずれを生じやすくなる。
【００１５】
本発明は、上記したような問題に鑑みてなされたものであり、連結された両筒部材であって一端側にセンシング部を有し、他端側に受圧用のダイアフラムを有するとともに中空部に圧力伝達部材を収納する筒部材を、ハウジングの開口部に挿入し保持してなる圧力センサにおいて、両筒部材とハウジングとの組み付け構造における軸ずれを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明は、互いに固定されて一体化された両筒部材（１、２）を、両筒部材（１、２）間の固定部がハウジング（１０）内部に位置するように、センシング部（２２、３０）側から第２の筒部材（２）の途中部までハウジング（１０）の開口部（１１）に挿入し、第２の筒部材（２）の外面とハウジング（１０）の開口部（１１）との間を固定したことを特徴とする。
【００１７】
それによれば、第１の筒部材（１）と第２の筒部材（２）との間の固定部分は、ハウジング（１０）の内部に位置するため、両筒部材（１、２）とハウジング（１０）との組み付け構造において軸ずれに影響するのは、実質的に、第２の筒部材（２）とハウジング（１０）の開口部（１１）との固定部分の１箇所となる。
【００１８】
そのため、軸ずれに影響する部分が２箇所であった上記先願のものに比べて、本発明によれば、両筒部材（１、２）とハウジング（１０）との組み付け構造における軸ずれを抑制することが可能となる。
【００１９】
この場合、第２の筒部材（２）の外面とハウジング（１０）の開口部（１１）との間を、圧入によって固定すれば、第２の筒部材（２）の外面とハウジング（１０）の開口部（１１）との間を隙間なく固定できるので、第２の筒部材（２）とハウジング（１０）との間の軸ずれを防止するうえで好ましい。
【００２０】
さらに、第２の筒部材（２）の外面とハウジング（１０）の開口部（１１）との間を、溶接すれば、第２の筒部材（２）の外面とハウジング（１０）の開口部（１１）との間の接合強度を向上するうえで好ましい。
【００２１】
また、第１の筒部材（１）と第２の筒部材（２）との間の固定部、すなわち両筒部材（１、２）間の固定部では、両筒部材（１、２）の開口部（１６、２１）のうちどちらか一方の開口部を他方の開口部に圧入することで固定がなされているものにすれば、第１の筒部材（１）と第２の筒部材（２）との間の同軸精度向上に好ましい。
【００２２】
また、一体化された両筒部材（１、２）の中空部のうち圧力伝達部材（１７）の途中部に対応する部位の径を、圧力伝達部材（１７）の両端部に対応する部位の径よりも小さいものとすれば、圧力伝達部材（１７）の途中部が両筒部材（１、２）の中空部のうち比較的径の細い部位に支持される形となり、圧力伝達部材（１７）が傾きにくくなる。
【００２３】
この場合、一体化された両筒部材（１、２）の中空部のうち圧力伝達部材（１７）の途中部に対応する部位を、第２の筒部材（２）によって構成し、第２の筒部材（２）の肉厚を、第１の筒部材（１）の肉厚よりも大きいものとすれば、好ましい。
【００２４】
また、センシング部（２２）およびダイアフラム（１４）の少なくとも一方に、圧力伝達部材（１７）の端部を固定し、圧力伝達部材（１７）が圧力伝達部材（１７）の両端部を結ぶ方向と直交する方向へずれるのを防止するためのずれ防止部（１８、１９）を、設けてもよい。
【００２５】
それによれば、両筒部材（１、２）の内部にて、圧力伝達部材（１７）の両端部を結ぶ方向と直交する方向へ圧力伝達部材（１７）がずれるのを防止することができる。
【００２６】
この場合、ずれ防止部（１８、１９）は、センシング部（２２）およびダイアフラム（１４）の一方にのみ設けてもよいし、両方に設けてもよい。また、ずれ防止部としては、圧力伝達部材（１７）の端部と嵌合する嵌合部（１８、１９）として構成することができる。
【００２７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１００の全体構成を示す概略断面図である。また、図２は、図１中におけるハウジング１０の開口部１１の近傍部を拡大して示す概略断面図である。
【００３０】
この圧力センサ１００には、用途を限定するものではないが、燃焼圧センサとして適用することができる。燃焼圧センサとは、ハウジング１０の開口部１１側が被取付部材としてのたとえば自動車のエンジンヘッドにおける取付穴に挿入されネジ結合などによって取り付けられることで、燃焼室内の圧力（いわゆる筒内圧）を検出圧力Ｐとして検出するセンサである。
【００３１】
ハウジング１０は、上記被取付部材の取付穴に挿入される一端側の部分、すなわち開口部１１側の部分が、細長筒形状をなすものである。そして、この細長筒状の部分の外周面には、上記被取付部材にネジ結合するためのネジ部１２が形成されている。このようなハウジング１０は、切削や冷間鍛造等により加工されたもので、たとえばステンレスなどの金属製のものである。
【００３２】
ここで、圧力センサ１００は、ハウジング１０のネジ部１２を介して、被取付部材としてのエンジンヘッドに取り付けられるが、この取付状態においては、検出圧力Ｐとしての筒内圧は、図１、図２中の白抜き矢印に示されるように、開口部１１側から印加されるようになっている。
【００３３】
また、ハウジング１０の開口部１１には、連結固定されて一体化された両筒部材１、２が挿入され、ハウジング１０に支持されている。ここで、第１の筒部材１は、金属ステム２０と検出素子３０とにより構成され、第２の筒部材２は、メタルケース１５と受圧用ダイアフラム１４とにより構成されている。
【００３４】
金属ステム２０は、第１の筒部材１の本体をなすものであり、一端側が開口部２１、他端側が閉塞された薄肉状の歪み部としてのダイアフラム２２である中空筒状をなすものとして構成されている。
【００３５】
この金属ステム２０は、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｏまたはＦｅ、Ｎｉを主体とし、析出強化材料としてＴｉ、Ｎｂ、Ａｌまたは、Ｔｉ、Ｎｂが加えられた材料、たとえば析出硬化型のステンレスなどの金属よりなるものであり、プレス、切削や冷間鍛造などにより形成することができる。
【００３６】
また、金属ステム２０のダイアフラム２２の外表面には、検出素子３０が、低融点ガラス３１（図２参照）を介したガラス溶着によって設けられている。この検出素子３０としては、たとえば、半導体プロセスによってシリコン半導体チップを本体とし、このチップに対して、拡散抵抗素子などにより構成されるブリッジ回路などを形成してなるものを採用することができる。
【００３７】
このような検出素子３０は、圧力によって金属ステム２０のダイアフラム２２が変形したとき、この変形に応じて検出素子３０自身も歪み、その歪みによって生じる抵抗値変化を電気信号に変換して出力する歪みゲージ機能を有するものとして構成される。
【００３８】
ここで、第１の筒部材２０においては、この検出素子３０および金属ステム２０のダイアフラム２２が、印加された圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部２２、３０として構成されている。つまり、これら検出素子３０および金属ステム２０のダイアフラム２２は、検出圧力Ｐによる荷重を受けて歪む部位として構成されており、圧力センサ１００の基本性能を左右するものである。
【００３９】
また、金属ステム２０の開口部２１は、第１の筒部材１の開口部２１に相当する。こうして、本実施形態では、第１の筒部材１は、一端部に圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部２０、３０を有し、他端部に開口部２１を有する中空筒状をなすものとして構成されている。
【００４０】
そして、図１、図２に示されるように、金属ステム２０の開口部２１には、メタルケース１５が連結され固定されている。このメタルケース１５は、第２の筒部材２の本体をなすものであり、ステンレスなどの金属製筒形状をなすものである。そして、メタルケース１５の一端部は開口部１６となっており、他端部は受圧用ダイアフラム１４により閉塞されている。
【００４１】
この受圧用ダイアフラム１４は、たとえばステンレスなどの金属製の円形板状のものとして構成されており、その周辺部がメタルケース１５の他端部に対して、ロウ付けや溶接などによって接合固定されている。そして、この受圧用ダイアフラム１４は、図１および図２中の白抜き矢印に示されるように、上記燃焼室に面して検出圧力Ｐを受け、歪み変形をするものである。
【００４２】
こうして、本実施形態では、第２の筒部材２は、一端部に開口部１６、他端部に圧力を受圧する受圧用ダイアフラム１４を有する中空筒状をなすものとして構成されている。ここで、第２の筒部材２における開口部１６側の部位が、第１の筒部材１における開口部２１側の部位に固定されている。
【００４３】
この両筒部材１、２間の固定部、すなわち、金属ステム２０とメタルケース１５との固定部は、メタルケース１５の開口部１６に、金属ステム２０の開口部側の部位が圧入され、溶接部Ｋ１にて溶接されることで構成されている。この溶接はレーザ溶接などによる全周溶接である。それにより、メタルケース１５の中空部と金属ステム２０の中空部とが、互いに連通している。
【００４４】
また、このように連結固定されて一体化された両筒部材１、２の中空部、すなわち、金属ステム２０の中空部およびメタルケース１５の中空部により形成される空間内部には、圧力伝達部材１７が設けられている。この圧力伝達部材１７は、たと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る。
【００４５】
圧力伝達部材１７の一端部はセンシング部２２、３０側に位置し、他端部は受圧用ダイアフラム１４側に位置している。それによって、受圧用ダイアフラム１４と金属ステム２０のダイアフラム２２との間に圧力伝達部材１７が介在し、受圧用ダイアフラム１４の受けた検出圧力Ｐは、圧力伝達部材１７を介してセンシング部２２、３０へ伝達されるようになっている。
【００４６】
具体的に、圧力伝達部材１７の一端部は、金属ステム２０のダイアフラム２２に対して荷重を与えた状態で接触しており、圧力伝達部材１７の他端部は、受圧用ダイアフラム１４に対して荷重を与えた状態で接触している。
【００４７】
なお、図示例では、圧力伝達部材１７は棒状の部材であるが、圧力伝達部材１７の形状はこれに限定されるものではなく、上記した検出圧力Ｐの伝達機能を有するものであるならば、たとえば球状、偏球状、鼓状などであってもよい。
【００４８】
そして、このように一体化された両筒部材１、２は、センシング部２２、３０がハウジング１０内部に位置し受圧用ダイアフラム１４がハウジング１０から突出した位置となるように、ハウジング１０の開口部１１に挿入された状態でハウジング１０に支持された形となっている。
【００４９】
ここで、一体化された両筒部材１、２は、センシング部２２、３０から第２の筒部材２の途中部までハウジング１０の開口部１１に挿入された状態で、ハウジング１０に固定されている。それにより、両筒部材１、２間の固定部がハウジング１０内部に位置している。ここで、上述したが、両筒部材１、２間の固定部は、溶接部Ｋ１を含み金属ステム２０とメタルケース１５とが圧入されている部位である。
【００５０】
そして、第２の筒部材２の外面とハウジング１０の開口部１１との間が固定されている。この固定は、メタルケース１５をハウジング１０の開口部１１へ圧入し、両者の重なり部分を溶接部Ｋ２にて溶接されることで行われている。この溶接はレーザ溶接などによる全周溶接である。それにより、一体化された両筒部材１、２はハウジング１０に固定され保持されている。
【００５１】
さらに言うならば、両筒部材１、２とハウジング１０との固定部は、溶接部Ｋ２を含みメタルケース１５とハウジング１０の開口部１１とが圧入されている部位である。そして、本実施形態では、両筒部材１、２のうちセンシング部２２、３０、金属ステム２０、および金属ステム２０とメタルケース１５との固定部は、この両筒部材１、２とハウジング１０との固定部よりもハウジング１０の内部側に位置している。
【００５２】
また、本実施形態では、図２に示されるように、一体化された両筒部材１、２の中空部のうち圧力伝達部材１７の途中部に対応する部位の径Ｄ１は、圧力伝達部材１７の両端部に対応する部位の径Ｄ２、Ｄ３よりも小さいものとなっている。
【００５３】
つまり、両筒部材１、２の中空部の途中部を絞って狭くすることにより、当該中空部の途中部が広い場合に比べて、軸方向と直交する方向への圧力伝達部材１７のがたつきを極力抑制することが可能となる。こうして、圧力伝達部材１７が両筒部材１、２の内部にて適切に支持され、その軸ずれが防止されている。
【００５４】
なお、圧力伝達部材１７と両筒部材１、２の内面との摩擦を小さくするために、必要に応じて、両筒部材１、２と圧力伝達部材１７との間に、シリコーンオイルなどのオイルを充填してもよい。
【００５５】
また、図２に示されるように、本実施形態では、一体化された両筒部材１、２の中空部のうち圧力伝達部材１７の途中部に対応する部位は、第２の筒部材２を構成するメタルケース１５として構成されている。
【００５６】
そして、このメタルケース１５の肉厚を、第１の筒部材１を構成する金属ステム２０の肉厚よりも大きいものとすることにより、上記した圧力伝達部材１７の軸ずれ防止用の径Ｄ１が径Ｄ２、Ｄ３よりも小さい構成を、適切に実現している。また、このようにメタルケース１５の肉厚を大きくすることにより、溶接部Ｋ２の深さを大きくすることができ、溶接強度を稼げるという利点もある。
【００５７】
また、図１に示されるように、本実施形態の圧力センサ１００においては、ハウジング１０の内部には、セラミック基板などからなる回路基板４０が設けられている。この回路基板４０は、たとえば接着などによりハウジング１０に固定されている。
【００５８】
この回路基板４０には、ＩＣチップ４２が接着などにより搭載されている。このＩＣチップ４２は、検出素子３０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たものである。
【００５９】
そして、このＩＣチップ４２と回路基板４０とは、アルミニウム（Ａｌ）または金などからなるボンディングワイヤ４４により結線されており、それによって、これら両者４０、４２は電気的に接続されている。さらに、図１、図２に示されるように、この回路基板４０と上記検出素子３０とは、配線部材５０により電気的に接続されている。
【００６０】
ここでは、配線部材５０としては、一般的なフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）５０を採用している。もちろん、配線部材５０としては、それ以外にも、たとえばリード線などを採用してもよい。
【００６１】
ここで、フレキシブルプリント基板５０の一端部５１は、検出素子３０に対して、はんだなどを用いて電気的および機械的に接合されている。具体的には、図示しないが、検出素子３０の表面に形成されたパッドに対して、フレキシブルプリント基板５０の導体部が接続される。
【００６２】
そして、フレキシブルプリント基板５０の検出素子３０への接合部である一端部５１から、フレキシブルプリント基板５０は折り曲げられており、この折り曲げられた部分である折り曲げ部よりも他端部５２側の部位が、ハウジング１０内において回路基板４０の方向へ延びている。
【００６３】
そして、フレキシブルプリント基板５０の他端部５２は、回路基板４０に設けられた貫通穴４６を介して、回路基板４０におけるＩＣチップ４２の搭載面から当該搭載面とは反対側の面に位置している。そして、フレキシブルプリント基板５０の他端部５２は、回路基板４０におけるＩＣチップ４２の搭載面とは反対側の面にて、はんだなどを介して回路基板４０と電気的に接続されている。
【００６４】
また、図１に示されるように、ハウジング１０において回路基板４０におけるフレキシブルプリント基板５０との接続面と対向する位置には、ターミナル６１を有するコネクタケース６０が設けられている。
【００６５】
このコネクタケース６０はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂などからなるもので、ターミナル６１はコネクタケース６０にインサート成形などにより一体化されている。このコネクタケース６０は、検出素子３０からの信号を取り出すためのコネクタ部として構成されている。
【００６６】
そして、コネクタケース６０のターミナル６１と回路基板４０とはバネ部材６２を介したバネ接触により電気的に接続されている。これにより、検出素子３０とコネクタケース６０とは、フレキシブルプリント基板５０および回路基板４０を介して電気的に接続されている。
【００６７】
また、図１に示されるように、ハウジング１０の他端部１３がコネクタケース６０にかしめられることにより、コネクタケース６０とハウジング１０とは一体に固定されている。そして、ターミナル６１は自動車のＥＣＵなどへ図示しない配線部材などを介して電気的に接続可能となっている。それにより、本圧力センサ１００は外部との信号のやりとりなどが可能になっている。
【００６８】
かかる圧力センサ１００は、ハウジング１０のネジ部１２を介して、被取付部材としての上記エンジンヘッドに形成されたネジ穴に取り付けられることによって、上記エンジンヘッドに接続固定される。
【００６９】
そして、燃焼室内の検出圧力Ｐが、図１、図２中の矢印に示されるように、受圧用ダイアフラム１４から圧力伝達部材１７を介して、金属ステム２０のダイアフラム２２に印加される。すると、その圧力によって金属ステム２０のダイアフラム２２が変形し、この変形を検出素子３０により電気信号に変換し、圧力検出を行う。
【００７０】
そして、検出素子３０からの信号は、フレキシブルプリント基板５０を介して回路基板４０へ伝達され、ＩＣチップ４２にて処理され、処理された信号がターミナル６１から外部へ出力される。こうして、圧力検出が行われる。
【００７１】
かかる構成を有する圧力センサ１００の製造方法について述べる。まず、センシング部２２、３０を有する第１の筒部材１と、受圧用ダイアフラム１４を有する第２の筒部材２と、圧力伝達部材１７とを用意する。
【００７２】
そして、圧力伝達部材１７を収納した状態で、第１の筒部材１と第２の筒部材２とを圧入して組み付ける。このとき、必要に応じて上記オイルを充填する。また、第１の筒部材１における検出素子３０に対して、フレキシブルプリント基板５０の一端部５１をはんだなどを介して接続し、フレキシブルプリント基板５０の他端部５２側の部位を、ハウジング１０の開口部１１から挿入する。
【００７３】
そして、圧入により一体化した両筒部材１、２を、メタルケース１５の部分にてハウジング１０の開口部１１に圧入して組み付ける。続いて、フレキシブルプリント基板５０の他端部５２を、ＩＣチップ４２がワイヤボンド実装された回路基板４０の貫通穴４６に通し、フレキシブルプリント基板５０の他端部５２と回路基板４０とをはんだなどを介して接続する。
【００７４】
次に、回路基板４０をハウジング１０に接合固定する。その後、コネクタケース６０をハウジング１０に組み付け、ハウジング１０の他端部１３をかしめて、コネクタケース６０とハウジング１０とを固定する。なお、このコネクタケース６０をハウジング１０へ組み付けるとき、ターミナル６１と回路基板４０とをバネ部材６２を介してバネ接触させ、電気的に接続する。
【００７５】
そして、両筒部材１、２間の圧入部分、および、第２の筒部材２とハウジング１０との圧入部分に対して、レーザ溶接などを行い、各圧入部分において互いの部材をとけ込ませることにより、上記溶接部Ｋ１、Ｋ２をそれぞれ形成する。
【００７６】
なお、この溶接部Ｋ１、Ｋ２は全周溶接であると上記したが、溶接強度が確保されるならば、全周溶接でなくてもよく、断続的な溶接でもよい。こうして、各溶接部Ｋ１、Ｋ２の形成に伴い、上記図１に示される本実施形態の圧力センサ１００が完成する。
【００７７】
ところで、本実施形態によれば、両筒部材１、２間の固定部がハウジング１０内部に位置するため、この両筒部材１、２間の固定部において第１の筒部材１と第２の筒部材２とが互いに軸ずれを起こしたとしても、ハウジング１０の外部の形状には影響を及ぼすことはない。
【００７８】
つまり、この両筒部材１、２間の固定部における軸ずれは、被取付部材への圧力センサ１００の取り付けに影響しない。そのため、両筒部材１、２とハウジング１０との組み付け構造において、実質的に軸ずれに影響するのは、第２の筒部材２を構成するメタルケース１５とハウジング１０の開口部１１との固定部分の１箇所となる。
【００７９】
すなわち、本実施形態では、軸ずれに影響する部分が２箇所であったもの（上記図７参照）に比べて、軸ずれに影響する部分を１箇所に減らすことができる。そのため、両筒部材１、２とハウジング１０との組み付け構造における軸ずれを抑制することが可能となり、結果的に、各部間の同軸精度が向上する。
【００８０】
また、本実施形態によれば、第２の筒部材２の外面とハウジング１０の開口部１１との間は、圧入によって固定されているため、当該部材２、１０の間においては隙間を持たず、上記図７に示したもののような隙間による軸ずれを発生することがなくなる。さらに、これら部材２、１０間を圧入による固定に加えて溶接して固定しているため、接合強度のさらなる向上が期待できる。
【００８１】
また、本実施形態によれば、第１の筒部材１と第２の筒部材２との間の固定についても、金属ステム２０とメタルケース１５との圧入により行い、さらに溶接を行っている。そのため、第２の筒部材２の外面とハウジング１０の開口部１１との間の固定部と同様に、固定される部材２、１０間の隙間発生防止、接合強度の向上といった効果が、ここでも期待できる。
【００８２】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサの要部を示す概略断面図であり、圧力伝達部材１７の両端部近傍部を示す図である。なお、本実施形態の圧力センサは、この図３に示されていない部分は上記図１のものと同様であり、以下、上記実施形態との相違点を中心に述べる。
【００８３】
図３に示されるように、本実施形態では、センシング部としての金属ステム２０のダイアフラム２２および受圧用ダイアフラム１４の両方に、圧力伝達部材１７の端部を固定するずれ防止部１８を設けている。
【００８４】
このずれ防止部１８は、圧力伝達部材１７の端部を固定することにより、両筒部材１、２の内部にて、圧力伝達部材１７が圧力伝達部材１７の両端部を結ぶ方向と直交する方向（図３中の左右方向）へずれるのを防止するものである。
【００８５】
圧力伝達部材１７の両端部を結ぶ方向と直交する方向へ圧力伝達部材１７がずれた場合、圧力伝達部材１７を介した上記検出圧力Ｐの伝達の感度が低下する恐れがあるが、本実施形態では、そのような問題は回避される。
【００８６】
図３に示される例では、ずれ防止部１８は、金属ステム２０のダイアフラム２２および受圧用ダイアフラム１４のうち圧力伝達部材１７の端部と対向する部位に設けられた凹部１８である。この凹部１８は、圧力伝達部材１７の端部が嵌め込まれて嵌合する嵌合部として構成されている。
【００８７】
また、図４は、嵌合部としての凹部１８のもう一つの例を示す概略断面図である。図３では、金属ステム２０のダイアフラム２２の内面および受圧用ダイアフラム１４の内面を、単純に凹ませた凹部１８であったが、この図４では、回りを壁に囲まれた凹部１８として構成されている。なお、これら図３、図４に示される凹部１８は、切削加工などにより形成できる。
【００８８】
また、図５は、ずれ防止部としての凸部１９の例を示す概略断面図である。この場合、圧力伝達部材１７の端部には凹部１７ａが設けられており、凸部１９は、金属ステム２０のダイアフラム２２の内面および受圧用ダイアフラム１４の内面に突出して設けられている。
【００８９】
この凸部１９は、嵌合部として構成されており、圧力伝達部材１７の端部に設けられた凹部１７ａに嵌め込まれることにより、圧力伝達部材１７の端部を嵌合して固定するものである。ここで、金属ステム２０のダイアフラム２２側を例にとって、これら凸部１９と凹部１７ａとの種々の形状例を図６に示す。
【００９０】
ずれ防止部としての凸部１９とこれに嵌合される凹部１７ａとの形状は、図６に示されるように種々の形状を採ることができる。具体的には、図６（ａ）に示されるような円柱形状のもの、図６（ｂ）に示されるような角柱形状のもの、図６（ｃ）に示されるような十字形状のもの、図６（ｄ）に示されるような半球形状のものなどが挙げられる。なお、凹部１７ａは、これに対向する凸部１９が噛み合って上記した圧力伝達部材１７のずれを防止できればよく、凹部１７ａと凸部１９とは相似形状でなくてもよい。
【００９１】
また、本実施形態において、金属ステム２０のダイアフラム２２側のずれ防止部と、受圧用ダイアフラム１４側のずれ防止部とは、互いに同じ構成でもよいが、互いに異なる構成であってもよい。
【００９２】
たとえば、金属ステム２０のダイアフラム２２側のずれ防止部が、上記図３に示されるような凹部１８を適用したものであり、受圧用ダイアフラム１４側のずれ防止部が、上記図５に示されるような凸部１９を適用したものであってもよい。いずれにせよ、金属ステム２０のダイアフラム２２側および受圧用ダイアフラム１４側の各ずれ防止部は、上記図３〜図６に示す構成の中から適宜選ばれた構成とすればよい。
【００９３】
なお、圧力伝達部材１７が圧力伝達部材１７の両端部を結ぶ方向と直交する方向へずれるのを防止する手段としては、圧力伝達部材１７と両筒部材１、２の内面との間に、Ｏリングなどを介在させる方法が考えられるが、細径の圧力伝達部材にＯリングを取り付けることは量産化の面などから不利である。その点、本実施形態では、ずれ防止部１８、１９を設けることで、Ｏリングを装着することなく、圧力伝達部材１７のずれ防止することができる。
【００９４】
以上のように、本第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、両筒部材１、２とハウジング１０との組み付け構造における軸ずれを抑制するという効果、およびそれ以外の上記した効果に加えて、ずれ防止部１８、１９による圧力伝達部材１７の上記ずれ防止の効果を実現し、感度に優れた圧力検出を可能にする。
【００９５】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、両筒部材１、２間の固定部、すなわち、金属ステム２０とメタルケース１５との固定部を、メタルケース１５の開口部１６に金属ステム２０の開口部２１側の部位を圧入したものとしたが、両筒部材１、２の中空部が連通する形となるならば、これとは逆に、金属ステム２０の開口部２１とメタルケース１５の開口部とで開口面積を変更することにより、金属ステム２０の開口部２１にメタルケース１５の開口部１６側の部位を圧入するようにしてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、両筒部材１、２間の固定部および第２の筒部材２とハウジング１０との固定部は、圧入と溶接にて行っていたが、これら固定部の固定方法としては、圧入だけで溶接は行わないものであってもよい。
【００９７】
さらに、これら固定部の固定方法としては、圧入を行わずに、溶接だけでもよい。この場合でも、軸ずれに影響する部分を１箇所に減らすことにより、当該部分が２箇所であった場合よりも軸ずれが抑制される。
【００９８】
また、上記第２実施形態に示したずれ防止部としては、上記した嵌合部でなくても、圧力伝達部材１７の端部を固定し上記した圧力伝達部材１７のずれを防止できるものであればよく、たとえば、ずれ防止部として、接着剤、ロウ材、はんだなどを設け、これらを介して圧力伝達部材１７の端部を固定するようにしてもよい。
【００９９】
また、上記第２実施形態では、ずれ防止部１８、１９は、センシング部２２、３０および受圧用ダイアフラム１４の両方に設けたが、これらのうちのどちらか一方にのみ設けたものとしてもよい。
【０１００】
また、ハウジング１０は、上記図１に示した形状に限定されるものではない。このハウジング形状は、燃焼圧センサに適したものであり、それ以外のハウジング形状であってもかまわない。もちろん、圧力センサとしてはエンジンの燃焼圧以外の圧力検出を行うものであってもよい。
【０１０１】
また、検出素子３０としては、上記した歪みゲージ機能を有するもの以外でもよい。検出素子３０としては、圧力伝達部材１７から受けた検出圧力に応じた電気信号を出力するものであればよい。また、受圧用ダイアフラム１４は、メタルケース１５と別体で接合されたものでなくてもよく、受圧用ダイアフラム１４とメタルケース１５とが一体に成形されたものであってもよい。
【０１０２】
さらに、上記図１に示される例では、ハウジング１０内において検出素子３０とコネクタケース６０との間の部位には、ＩＣチップ４２や回路基板４０や各種の電気接続部材が配置されていたが、当該部位の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能であることは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。
【図２】図１中におけるハウジングの開口部の近傍部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る圧力センサの要部を示す概略断面図である。
【図４】嵌合部としての凹部のもう一つの例を示す概略断面図である。
【図５】ずれ防止部としての凸部の例を示す概略断面図である。
【図６】ずれ防止部としての凸部とこれに嵌合される凹部との種々の形状例を示す図である。
【図７】本出願人の先願に記載されている圧力センサの要部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…第１の筒部材、２…第２の筒部材、１０…ハウジング、
１１…ハウジングの開口部、１４…受圧用ダイアフラム、
１６…第２の筒部材の開口部としてのメタルケースの開口部、
１７…圧力伝達部材、１８…ずれ防止部としての凹部、
１９…ずれ防止部としての凸部、
２１…第１の筒部材の開口部としての金属ステムの開口部、
２２…センシング部としての金属ステムのダイアフラム、
３０…センシング部としての検出素子。
【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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