(57)【要約】【課題】簡易な構造で、耐熱性に優れ、応答速度の速い圧力センサを提供する。【解決手段】空洞（マイクロキャビティ）２及び、マイクロキャビティ２と外部空間とを連通させる連通孔３が内部に形成され、一方の面がマイクロキャビティ２に面し他方の面側から被測定空間の圧力を受けて歪むことが可能な膜状の感圧部５を有するセラミックス基材１と、感圧部５に配設され、感圧部５の歪みの検知が可能な感圧電極４とを備え、１００℃以上の被測定空間の圧力を測定することが可能な圧力センサ１０１。【選択図】図１
2008107159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞（マイクロキャビティ）及び、前記マイクロキャビティと外部空間とを連通させる連通孔が内部に形成され、一方の面が前記マイクロキャビティに面し他方の面側から被測定空間の圧力を受けて歪むことが可能な膜状の感圧部を有するセラミックス基材と、
前記感圧部に配設され、前記感圧部の歪みの検知が可能な感圧電極とを備え、
１００℃以上の被測定空間の圧力を測定することが可能な圧力センサ。
【請求項２】
前記被測定空間が内燃機関のシリンダー内の空間である請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記セラミックス基材が、前記連通孔が延びる方向（長手方向）に長く形成され、前記セラミックス基材の、前記長手方向の長さが１〜１０ｃｍであり、前記長手方向に垂直な断面の面積が０．０１〜１ｃｍ２である請求項１又は２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記セラミックス基材の、前記長手方向の長さが２〜７ｃｍであり、前記長手方向に垂直な断面の面積が０．０３〜０．３ｃｍ２である請求項３に記載の圧力センサ。
【請求項５】
複数のセラミックスグリーンシートが積層され、一体焼成されて形成された請求項１〜４のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記セラミックス基材の材料が、窒化珪素、炭化珪素、コージェライト、アルミナ又はジルコニアである請求項１〜５のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項７】
０．１〜３０ＭＰａの範囲の圧力を測定することが可能な請求項１〜６のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項８】
一方の端部が前記感圧電極に接続され、他方の端部が外部に露出するように前記セラミックス基材内部に配設されたリード線を更に備えた請求項１〜７のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項９】
参照電極を更に備え、前記参照電極を流れる電流により、又は、前記参照電極を流れる電流と前記感圧電極を流れる電流との偏差により被測定空間の圧力を測定することが可能な請求項１〜８のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１０】
加熱電極を更に備え、被測定空間を加熱することが可能な請求項１〜９のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記加熱電極による加熱を、グロープラグによる加熱の代わりに用いることが可能な請求項１０に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
検温電極を更に備え、被測定空間の温度測定をすることが可能な請求項１〜１１のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１３】
第２の空洞（第２マイクロキャビティ）と、前記第２のマイクロキャビティと外部空間とを連通させる第２の連通孔が内部に更に形成され、前記マイクロキャビティと前記第２マイクロキャビティとが、前記感圧部を挟んで重なり合うようにして配置されている請求項１〜１２のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１４】
マイクロキャビティ形成孔が形成されたテープ状セラミックスグリーンシート（マイクロキャビティ形成用シート）及び、感圧電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（感圧電極印刷シート）を含む３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートを、前記マイクロキャビティ形成孔と前記感圧電極とが重なり合い、且つ前記マイクロキャビティ形成孔を前記テープ状セラミックスグリーンシートで挟んでマイクロキャビティを形成するようにして積層し、一体焼成して、
セラミックス基材と感圧電極とを備え、前記マイクロキャビティと被測定空間との間に位置し前記感圧電極が配設された前記セラミックス基材（感圧部）の、歪を検知することにより被測定空間の圧力を測定することが可能な圧力センサを作製する圧力センサの製造方法。
【請求項１５】
前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートを含み、前記参照電極が前記感圧電極と重なり合うようにして前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する請求項１４に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１６】
前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートを含み、テープ状セラミックスグリーンシートの法線方向からみたときに感圧電極と参照電極とが隣接して配設されるようにして前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する請求項１４に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１７】
前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、加熱電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（加熱電極印刷シート）を含み、前記加熱電極印刷シートを含む前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する請求項１４〜１６のいずれかに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１８】
前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、検温電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（検温電極印刷シート）を含み、前記検温電極印刷シートを含む前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する請求項１４〜１７のいずれかに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１９】
前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に第２マイクロキャビティ形成孔が形成されたテープ状セラミックスグリーンシートを含む５枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートであり、前記マイクロキャビティ形成孔と前記第２マイクロキャビティ形成孔とを、前記感圧部を挟んで重ね合わせるようにして、前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する請求項１４〜１８のいずれか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、圧力センサ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、簡易な構造で、耐熱性に優れ、応答速度の速い圧力センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関のシリンダー内の圧力を測定し、それにより燃焼状態を把握しながら内燃機関を最適状態で運転する試みがなされている。例えば、グロープラグやスパークプラグに圧力センサを内蔵させて、シリンダー内の圧力を測定しようとするものが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、単独で圧力センサとして使用するものも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００３】
近年、燃焼効率の向上及び窒素酸化物等の有害物質排出量の低減を同時に実現することが可能な、予混合圧縮自己着火（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）エンジンが、次世代型エンジンとして注目され、検討が進められている。ＨＣＣＩエンジンは、希薄可燃限界を超えた超希薄混合気を利用することにより、火炎温度を低下させ、それによりＮＯｘ等の低減、及び高い燃焼効率を実現することを可能とするものである。しかし、ＨＣＣＩエンジンが採用する予混合圧縮自己着火燃焼は、予混合気がシリンダー内で自己着火するものであるため、着火時期、燃焼期間等の制御が困難であるという問題があった。そのため、ＨＣＣＩエンジンは、シリンダー内の燃焼状態を把握しながら運転する必要性が極めて高いものと考えられている。
【特許文献１】特開平９−７２８１１号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４３３６号公報
【特許文献３】特開２００２−２０２２１６号公報
【特許文献４】特開２００３−１８５５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１〜３に記載の、グロープラグやスパークプラグに圧力センサを内蔵させてシリンダー内の圧力を測定するものは、いずれも、シリンダー内の圧力を直接受ける部分が、棒状等の重量の大きな構造物であるため、圧力を受けたときの応答速度が遅くなるという問題があった。また、上記特許文献４に記載の圧力センサは、シリンダー内の圧力を受けたときに、受圧ピン及び力検知素子の移動により圧力を検知するため、応答速度の問題と共に構造が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、耐熱性に優れ、応答速度の速い圧力センサ及びその製造方法を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明によって以下の圧力センサ及びその製造方法が提供される。
【０００７】
［１］  空洞（マイクロキャビティ）及び、前記マイクロキャビティと外部空間とを連通させる連通孔が内部に形成され、一方の面が前記マイクロキャビティに面し他方の面側から被測定空間の圧力を受けて歪むことが可能な膜状の感圧部を有するセラミックス基材と、前記感圧部に配設され、前記感圧部の歪みの検知が可能な感圧電極とを備え、１００℃以上の被測定空間の圧力を測定することが可能な圧力センサ。
【０００８】
［２］  前記被測定空間が内燃機関のシリンダー内の空間である［１］に記載の圧力センサ。
【０００９】
［３］  前記セラミックス基材が、前記連通孔が延びる方向（長手方向）に長く形成され、前記セラミックス基材の、前記長手方向の長さが１〜１０ｃｍであり、前記長手方向に垂直な断面の面積が０．０１〜１ｃｍ２である［１］又は［２］に記載の圧力センサ。
【００１０】
［４］  前記セラミックス基材の、前記長手方向の長さが２〜７ｃｍであり、前記長手方向に垂直な断面の面積が０．０３〜０．３ｃｍ２である［３］に記載の圧力センサ。
【００１１】
［５］  複数のセラミックスグリーンシートが積層され、一体焼成されて形成された［１］〜［４］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００１２】
［６］  前記セラミックス基材の材料が、窒化珪素、炭化珪素、コージェライト、アルミナ又はジルコニアである［１］〜［５］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００１３】
［７］  ０．１〜３０ＭＰａの範囲の圧力を測定することが可能な［１］〜［６］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００１４】
［８］  一方の端部が前記感圧電極に接続され、他方の端部が外部に露出するように前記セラミックス基材内部に配設されたリード線を更に備えた［１］〜［７］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００１５】
［９］  参照電極を更に備え、前記参照電極を流れる電流により、又は、前記参照電極を流れる電流と前記感圧電極を流れる電流との偏差により被測定空間の圧力を測定することが可能な［１］〜［８］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００１６】
［１０］  加熱電極を更に備え、被測定空間を加熱することが可能な［１］〜［９］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００１７】
［１１］  前記加熱電極による加熱を、グロープラグによる加熱の代わりに用いることが可能な［１０］に記載の圧力センサ。
【００１８】
［１２］  検温電極を更に備え、被測定空間の温度測定をすることが可能な［１］〜［１１］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００１９】
［１３］  第２の空洞（第２マイクロキャビティ）と、前記第２のマイクロキャビティと外部空間とを連通させる第２の連通孔が内部に更に形成され、前記マイクロキャビティと前記第２マイクロキャビティとが、前記感圧部を挟んで重なり合うようにして配置されている［１］〜［１２］のいずれかに記載の圧力センサ。
【００２０】
［１４］  マイクロキャビティ形成孔が形成されたテープ状セラミックスグリーンシート（マイクロキャビティ形成用シート）及び、感圧電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（感圧電極印刷シート）を含む３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートを、前記マイクロキャビティ形成孔と前記感圧電極とが重なり合い、且つ前記マイクロキャビティ形成孔を前記テープ状セラミックスグリーンシートで挟んでマイクロキャビティを形成するようにして積層し、一体焼成して、セラミックス基材と感圧電極とを備え、前記マイクロキャビティと被測定空間との間に位置し前記感圧電極が配設された前記セラミックス基材（感圧部）の、歪を検知することにより被測定空間の圧力を測定することが可能な圧力センサを作製する圧力センサの製造方法。
【００２１】
［１５］  前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートを含み、前記参照電極が前記感圧電極と重なり合うようにして前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する［１４］に記載の圧力センサの製造方法。
【００２２】
［１６］  前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートを含み、テープ状セラミックスグリーンシートの法線方向からみたときに感圧電極と参照電極とが隣接して配設されるようにして前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する［１４］に記載の圧力センサの製造方法。
【００２３】
［１７］  前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、加熱電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（加熱電極印刷シート）を含み、前記加熱電極印刷シートを含む前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する［１４］〜［１６］のいずれかに記載の圧力センサの製造方法。
【００２４】
［１８］  前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、検温電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（検温電極印刷シート）を含み、前記検温電極印刷シートを含む前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する［１４］〜［１７］のいずれかに記載の圧力センサの製造方法。
【００２５】
［１９］  前記３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に第２マイクロキャビティ形成孔が形成されたテープ状セラミックスグリーンシートを含む５枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートであり、前記マイクロキャビティ形成孔と前記第２マイクロキャビティ形成孔とを、前記感圧部を挟んで重ね合わせるようにして、前記テープ状セラミックスグリーンシートを積層する［１４］〜［１８］のいずれかに記載の圧力センサの製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の圧力センサによれば、膜状の感圧部に感圧電極が配設され、感圧部の被測定空間の圧力による歪みを検知することにより被測定空間の圧力を検知するため、膜状の感圧部の圧力変化に対する応答性の良さにより、応答速度の速い圧力センサとすることができる。また、本発明の圧力センサは、セラミックスで形成されているため、耐熱性に優れたものである。
【００２７】
本発明の圧力センサの製造方法によれば、テープ状セラミックスグリーンシートを積層し、一体焼成して圧力センサ作製するため、圧力センサを構成する部材が内部で移動する等の複雑な動きはなく、簡易な構造とすることができる。また、一体焼成することにより、効率的に圧力センサを作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００２９】
図１は、本発明の圧力センサの一の実施形態を模式的に示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図１（ａ）においては、圧力センサ１０１の内部に配設される感圧電極４及びリード線６と、内部に形成されるマイクロキャビティ２及び連通孔３を破線で表している。図１に示すように、本実施形態の圧力センサ１０１は、空洞（マイクロキャビティ）２及び、空洞（マイクロキャビティ）２と外部空間とを連通させる連通孔３が内部に形成され、一方の面がマイクロキャビティ２に面し他方の面側から被測定空間の圧力を受けて歪むことが可能な膜状の感圧部５を有するセラミックス基材１と、感圧部５に配設され、感圧部５の歪みの検知が可能な感圧電極４とを備えるものである。そして、本実施形態の圧力センサ１０１は、このようにセラミックス基材で形成されているため、１００℃以上の被測定空間の圧力を測定することが可能である。
【００３０】
このように、本実施形態の圧力センサ１０１は、膜状の感圧部５の一方の面がマイクロキャビティ２側に面し、他方の面が外部に露出していることより、圧力センサ１０１を感圧部５の部分を含めて被測定空間である内燃機関のシリンダー内に挿入したときに、感圧部５が、外部に露出した他方の面側から被測定空間の圧力を受けてマイクロキャビティ２側に押し込まれるように歪み、その歪を感圧部５に配設された感圧電極４で検知することにより圧力を測定することができる。このように、被測定空間であるシリンダー内の圧力を、薄い感圧部５の歪によって検知するため、応答速度の速い圧力センサとなる。
【００３１】
本実施形態の圧力センサ１０１を、被測定空間である内燃機関のシリンダー内に挿入して使用する場合には、上述のように、感圧部５を含む圧力センサ１０１の一部をシリンダー内に挿入し、連通孔３が外部に開口する開口部３ａをシリンダーの外の大気圧の空間（大気圧空間）に出すようにすることが好ましい。それにより、マイクロキャビティ２内の圧力は、連通孔３を通じて常に変化なく大気圧が維持されるため、感圧部５が、マイクロキャビティ２内の圧力による妨げを受けることなく、被測定空間の圧力に応じて安定して歪むことが可能となる。
【００３２】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、本実施形態の圧力センサ１０１において、セラミックス基材１は、３層のセラミックス層から構成され、図面において最上層から、感圧電極４が下面（一方の面）側に配設された第１セラミックス層１１、マイクロキャビティ２及び連通孔３を構成する空間部分が形成された第２セラミックス層１２、そして、最下層の第３セラミックス層１３から構成されている。セラミックス基材１をこのように見た場合、感圧部５は、第１セラミックス層１１の中の、マイクロキャビティ２に面し、マイクロキャビティ２側に向かって歪むことができる部分である。
【００３３】
また、本実施形態の圧力センサ１０１においては、感圧電極４は、マイクロキャビティ２に露出するように配設されているが、第１セラミックス層１１と第２セラミックス層１２との間に、更にもう一つのセラミックス層を配設し、感圧電極４が第１セラミックス層１１と上記もう一つのセラミックス層との間に挟まれるように配設してもよい。これにより、感圧電極４が、マイクロキャビティ２に露出しないように配設されるため、大気圧側ガスとの直接の接触を防止でき、感圧電極４が酸化雰囲気により劣化することを防止できる。
【００３４】
本実施形態の圧力センサ１０１は、１００℃以上の被測定空間の圧力を測定することが可能であり、３５０℃以上の被測定空間の圧力を測定することが可能であることが好ましく、５００℃以上の被測定空間の圧力を測定することが可能であることが更に好ましい。この様な温度範囲の被測定空間の圧力を測定できることにより、エンジン等の内燃機関のシリンダー内の圧力の測定が可能になる。圧力測定可能な温度の上限は、特に限定されないが、圧力測定可能な温度が８００℃より高い場合であって、実際に８００℃より高い温度で圧力測定した場合には、感圧電極の変質、例えば基材セラミックスとの反応等が発生し測定精度が低下するため好ましくない。従って、圧力測定可能な温度は８００℃以下であることが好ましい。これにより、不必要な耐熱性（８００℃より高い耐熱性）を有することによるコストアップ等を防止することができ、また、使用材料等を広い範囲のものから選択することが可能となる。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の圧力センサ１０１を構成するセラミックス基材１は、連通孔３が延びる方向（長手方向）Ｌに長く形成され、セラミックス基材１の長手方向Ｌの長さが１〜１０ｃｍであり、長手方向Ｌに垂直な断面の面積が０．０１〜１ｃｍ２であることが好ましく、長手方向Ｌの長さが２〜７ｃｍであり、長手方向Ｌに垂直な断面の面積が０．０３〜０．３ｃｍ２であることが更に好ましい。このように連通孔３が延びる方向に長く形成されることにより、内燃機関のシリンダー等の被測定空間に挿入する場合に、被測定空間内に挿入すべき部分を容易且つ確実に被測定空間内に挿入し、被測定空間の外の大気圧空間に出すべき連通孔３の開口部３ａを容易且つ確実に大気圧空間に出すことができる。本実施形態の圧力センサ１０１においては、被測定空間内に挿入すべき部分は感圧部５である。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態の圧力センサ１０１は、平面形状が長方形の板状（四角柱状）に形成されているが、平面形状は長方形に限定されず、長円形、台形、その他の各辺が複雑に加工された形状等いずれの形状であってもよい。また、圧力センサ１０１の形状は、板状や四角柱状に限定されず、円柱状、五角柱状等の多角柱状、多角垂状、円錐状、針状、その他の、側面、上面及び底面が複雑に加工された柱状等、いずれの形状であってもよい。
【００３７】
本実施形態の圧力センサ１０１において、感圧部５の面積は１〜１６ｍｍ２が好ましく、２〜９ｍｍ２が更に好ましい。１ｍｍ２より小さいと被測定空間の圧力を感度よく検知し難くなることがあり、１６ｍｍ２より大きいと、センササイズが大きくなり、エンジン等のシリンダー内に収まり難くなることがある。図１（ａ）に示すように、感圧部５の平面形状は、長方形であるが、長方形に限定されず、円形、長円形、楕円形、長方形以外の多角形、その他の形状等のいずれであってもよい。
【００３８】
また、連通孔３の長手方向に垂直な断面の面積は、０．０５〜１ｍｍ２が好ましく、０．１〜０．３ｍｍ２が更に好ましい。０．０５ｍｍ２より小さいと圧力損失により正確に圧力を測定し難くなることがあり、１ｍｍ２より大きいと圧力センサの強度が弱くなることがある。
【００３９】
本実施形態の圧力センサ１０１は、以下に説明する本発明の圧力センサの製造方法のように、複数のセラミックスグリーンシートが積層され、一体焼成されて形成されたものであることが好ましい。これにより、マイクロキャビティ、連通孔、感圧電極等を内部に備えた複雑な内部構造を有する、一体形成されたセラミックス体とすることができる。
【００４０】
本実施形態の圧力センサ１０１を構成するセラミックス基材１の材料は、窒化珪素、炭化珪素、アルミナ又はジルコニア、コージェライトであることが好ましく、窒化珪素及び炭化珪素であることが更に好ましい。これらの材質とすることにより、耐熱性に優れると共に、強度的にも０．１〜３０ＭＰａの範囲の圧力を測定することが可能となる。
【００４１】
本実施形態の圧力センサ１０１は、０．０１〜５０ＭＰａの範囲の圧力を測定することが可能であることが好ましく、更に好ましくは０．１〜３０ＭＰａの範囲の圧力を測定することが可能であることが好ましい。この様な範囲の被測定空間の圧力を測定できることにより、エンジン等の内燃機関のシリンダー内の圧力の測定が可能になる。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態の圧力センサ１０１は、一方の端部が感圧電極４に接続され、他方の端部が外部に露出するようにセラミックス基材１内部に配設されたリード線６を更に備えることが好ましい。これにより、感圧電極４で圧力を検知したときに、その情報をリード線６を通じて外部装置に伝達することが可能となる。例えば、感圧電極４が圧電素子を用いたものである場合には、感圧電極４の歪により生じた電流をリード線６を通じて外部に流すことが可能となる。また、感圧電極４がピエゾ抵抗型の素子を用いたものである場合には、リード線６を通じて感圧電極４に通電することにより、感圧電極４が歪んだときに、感圧電極４のピエゾ抵抗効果による電気抵抗値の変化を検出することが可能となる。
【００４３】
本実施形態の圧力センサ１０１においては、リード線６は、感圧電極４と同様に、第１セラミックス層１１の下面（一方の面）側に配設されている。これにより、感圧電極４に容易に接続することができる。リード線６の材質は導電性を有するものであれば特に限定されないが、タングステン、モリブデン等の高融点金属材料や金、白金等の貴金属材料、もしくはこのような金属材料とセラミックスとの混合材料等を用いることが好ましい。リード線６の長手方向に垂直な断面積は特に限定されないが、０．１〜１ｍｍ２であることが好ましい。
【００４４】
本実施形態の圧力センサ１０１において、感圧電極４としては、圧電素子を用いたもの、ピエゾ抵抗型の素子を用いたもの等を使用することができる。ピエゾ抵抗型素子は、ピエゾ抵抗効果、すなわち、固体に歪みを加えた際に抵抗率が変化する現象を利用した素子である。単位歪みあたりの抵抗変化率が感圧電極の感度に相当し、通常ゲージ率で表現される。ΔＲ／Ｒ＝Ｋ・ε（ΔＲ／Ｒ：抵抗変化率、Ｒ：抵抗，ΔＲ：抵抗変化分，Ｋ：ゲージ率，ε：歪み＝ΔＬ／Ｌ（寸法変化））の関係が成立する。上記式において、Ｌは歪を加える前のピエゾ抵抗型素子の長さであり、ΔＬは歪を加えた後の変化分の長さである。ゲージ率が大きいほど、単位歪あたりの抵抗変化率が大きいことになる。本発明では、ゲージ率が１０以上、更に好ましくは２０以上の材料が好適に用いられる。感圧電極４が圧電素子の場合、その材質としては、高キュリー点材料であることが必要であり、ニオブ酸リチウム、ランガサイトの単結晶等を挙げることができ、感圧電極４がピエゾ抵抗型素子の場合、その材質としては、前記セラミックス基材と導電粒子の複合材料等を挙げることができる。この場合導電粒子としては、高融点材料であることが必要であり、カーボン、タングステン、モリブデン、金、白金等を挙げることができる。
【００４５】
また、図１（ａ）に示すように、本実施形態の圧力センサ１０１においては、感圧電極４の平面形状は、長方形であるが、長方形に限定されず、円形、長円形、楕円形、長方形以外の多角形、その他の形状等のいずれであってもよい。
【００４６】
図２は、本発明の圧力センサの他の実施形態を模式的に示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。図２（ａ）においては、圧力センサ１０２の内部に配設される参照電極２１及びリード線６と、内部に形成されるマイクロキャビティ２及び連通孔３を破線で表している。尚、図１に示す本発明の圧力センサの一の実施形態における各構成要素と同じ構成要素については、同じ符号で示している。以下に示す、更に他の実施形態においても同様である。
【００４７】
図２に示すように、本発明の圧力センサの他の実施形態は、図１に示す本発明の圧力センサの一実施形態（圧力センサ１０１）に対して、最上層を形成する第１セラミックス層１１の上面（他方の面）に参照電極２１及びリード線６が更に配設され、その上面にセラミックス層がさらに配設された構造となっている。参照電極２１は、マイクロキャビティ２及び感圧電極４に重なるように配設されていることが好ましい。本実施形態の圧力センサは、このように構成されることより、参照電極２１を流れる電流により、又は参照電極２１を流れる電流と感圧電極４を流れる電流との偏差より被測定空間の圧力を測定することが可能となる。
【００４８】
参照電極２１の電極材料及び電極サイズとしては、感圧電極と同じ電極材料及び電極サイズを使用することが好ましい。
【００４９】
図２におきましては、参照電極２１は、感圧電極４の上面側に配設されているが、感圧電極４の下面側に配設されてもよい。例えば、参照電極２１の配設位置と感圧電極４の配設位置とを入れ換えてもよいし、参照電極２１をマイクロキャビティ２の更に下面側に配設してもよい。
【００５０】
図３は、本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ’断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。図３（ａ）においては、圧力センサ１０３の内部に配設される感圧電極４、参照電極２１及びリード線６と、内部に形成されるマイクロキャビティ２及び連通孔３を破線で表している。
【００５１】
図３に示すように、本実施形態の圧力センサ１０３は、図１に示す本発明の圧力センサの一実施形態（圧力センサ１０１）に対して、感圧電極４と同一面上に、参照電極２１とそれに接続されるリード線６とが更に配設されている。そして、感圧電極４と参照電極２１とが長手方向に直行する方向（幅方向）に隣接して配設されている。また、本実施形態の圧力センサ１０３は、感圧電極４を配設するために、マイクロキャビティ２の配設位置を、圧力センサ１０３の幅方向の片側半分の位置としており、感圧電極４の配設位置もそれに合わせてマイクロキャビティ２の範囲に収まるように配設されている。このように、感圧電極４と参照電極２１とを隣接して配設することは、感圧電極と参照電極とに作用する圧力以外の測定環境をできるだけ同一にできる点で好ましい。
【００５２】
図４は、本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ’断面図である。図４（ａ）においては、圧力センサ１０４の内部に配設される感圧電極４、加熱電極２２及びリード線６と、内部に形成されるマイクロキャビティ２及び連通孔３を破線で表している。
【００５３】
図４に示すように、本実施形態の圧力センサ１０４は、図１に示す本発明の圧力センサの一実施形態（圧力センサ１０１）に対して、第３セラミックス層１３の下面（マイクロキャビティ２に面する側の面に対して反対側の面）側に加熱電極２２が更に配設され、その加熱電極２２の更に下面側にセラミックス層が配設された構造となっている。
【００５４】
このように、加熱電極２２を備えることにより、被測定空間を加熱することが可能となる。被測定空間を加熱することが可能となることにより、例えば、ディーゼルエンジンやＨＣＣＩエンジンのように、スタート時にグロープラグによりシリンダー内を加熱する方式のエンジンに使用する場合に、圧力センサとグロープラグとが一体化したものとして機能させることが可能になり、狭いエンジンヘッド部分に容易に装着することが可能になる。尚、加熱電極２２の配設位置は、図４に示す位置に限定されず、被測定空間内に挿入でき、被加熱空間を加熱することができる位置であればよい。
【００５５】
加熱電極２２の材料としては、リード線と同種の電極材料を使用することができる。加熱電極を発熱させるため、リード線より抵抗値を増大させることが好ましい。例えば、加熱電極部分の電極断面積を減少させたり、長さを増加させたり、セラミックスとの配合割合比を変化させたりする等により、リード線より抵抗値を増大させ、加熱電極として作用させることが可能である。
【００５６】
図５は、本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＧ−Ｇ’断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＨ−Ｈ’断面図である。図５（ａ）においては、圧力センサ１０５の内部に配設される感圧電極４、参照電極２１、加熱電極２２、検温電極２３及びリード線６と、内部に形成されるマイクロキャビティ２及び連通孔３を破線で表している。
【００５７】
図５に示すように、本実施形態の圧力センサ１０５は、感圧電極４、参照電極２１及び加熱電極２２と共に、検温電極２３を更に備えるものである。これにより、被測定空間の温度測定を行うことが可能となる。本実施形態の圧力センサ１０５は、図３に示す本発明の圧力センサの更に他の実施形態（圧力センサ１０３）に対して、第３セラミックス層１３の下面側の感圧電極４と重なる部分に検温電極２３が更に配設され、第３セラミックス層１３の下面側の参照電極２１と重なる部分に加熱電極２２が更に配設され、加熱電極２２及び検温電極２３の更に下面側にセラミックス層が配設された構造となっている。
【００５８】
このように、本実施形態の圧力センサ１０５は、感圧電極４、参照電極２１、加熱電極２２及び検温電極２３を同時に備えることにより、圧力の検知だけでなく、加熱や検温という複数の機能を更に備えることが可能となる。
【００５９】
図６は、本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ’断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＪ−Ｊ’断面図である。図６（ａ）においては、圧力センサ１０６の内部に配設される感圧電極４、加熱電極２２及びリード線６と、内部に形成されるマイクロキャビティ２、第２マイクロキャビティ３１、連通孔３及び第２の連通孔３２を破線で表している。また、図６（ｂ）、図６（ｃ）においては、断面内に存在しないリード線６を、断面に投影される位置に破線で表している。
【００６０】
図６に示すように、本実施形態の圧力センサ１０６は、空洞（マイクロキャビティ）２及び連通孔３が内部に形成され、一方の面がマイクロキャビティ２に面し他方の面側から被測定空間の圧力を受けて歪むことが可能な膜状の感圧部５を有し、第２の空洞（第２マイクロキャビティ）３１と、第２マイクロキャビティ３１と外部空間とを連通させる第２の連通孔３２が内部に更に形成され、マイクロキャビティ２と第２マイクロキャビティとが、感圧部５を挟んで重なり合うようにして配置されているセラミックス基材１と、感圧部５に配設され、感圧部５の歪みの検知が可能な感圧電極４とを備えるものである。図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、本実施形態の圧力センサ１０６においては、感圧電極４が２層のセラミック層に挟まれ、その２層のセラミック層全体の一方の面（上面）側と他方の面（下面）側とにそれぞれマイクロキャビティ２と第２マイクロキャビティ３１とが形成されている。そして、マイクロキャビティ２の更に上面側と第２マイクロキャビティ３１の更に下面側とにそれぞれセラミック層が配置されており、更に、第２マイクロキャビティ３１の下面側のセラミック層の下面側に加熱電極２２及びリード線６が配設され、その更に下面側にセラミック層が配置されている。
【００６１】
このように、第２マイクロキャビティ３１と第２の連通孔３２とが内部に更に形成され、マイクロキャビティ２と第２マイクロキャビティとが、感圧部５を挟んで重なり合うようにして配置されているため、第２の連通孔３２が外部に開口する部分である第２の開口部３２ａが被測定空間内に位置し、開口部３ａが大気圧空間側に位置するようにして、圧力センサを被測定空間に挿入し、圧力測定を行うことが可能となる。つまり、圧力センサは、第２の開口部３２ａが被測定空間内に位置するように挿入すればよく、必ずしも感圧部５は被測定空間内に挿入されなくても、被測定空間内の圧力を測定することができる。これは、第２の開口部３２ａが被測定空間内に挿入されれば、第２の連通孔３２を通じて第２マイクロキャビティ３１が被測定空間と同じ圧力となるため、それにより、感圧部５が歪み、圧力を検知することが可能となるからである。感圧部５を被測定空間内に挿入せずに圧力測定ができると、感圧部５に配設する感圧電極４の材質をより耐熱性の低いものとすることが可能となる。また、第２の連通孔３２による圧力損失により、被測定空間と第２マイクロキャビティ３１とが同じ圧力にならない場合には、予め相関を採っておき、その補正を行えばよい。
【００６２】
また、本実施形態の圧力センサ１０６においては、連通孔３の開口部３ａが圧力センサ１０６の一方の長手方向端部に形成され、第２の連通孔３２の第２の開口部３２ａが圧力センサ１０６の他方の長手方向端部に形成されている。そして、感圧部５が、開口部３ａが形成される側の端部に近い位置に形成されている。このように、感圧部５を開口部３ａに近い位置に配置し、第２の開口部３２ａを開口部３ａとは反対側の端部に形成することにより、感圧部５を被測定空間の外に出しながら第２の開口部３２ａを被測定空間内に挿入することが容易になり、感圧部５を被測定空間の熱に直接曝すことなく圧力測定することがより容易になる。
【００６３】
また、本実施形態の圧力センサ１０６においては、加熱電極２２が第２の開口部３２ａが形成されている側の端部に近い位置に形成されていることより、第２の連通孔が煤等により詰まりかけた場合に、加熱電極２２により加熱処理することにより、煤等を除去することが可能である。また、加熱電極２２はこの位置に配置されることにより、容易に、第２の開口部３２ａと共に被測定空間内に挿入することが可能となる。
【００６４】
本実施形態の圧力センサ１０６においては、第２マイクロキャビティ３１の大きさ、形状は特に限定されないが、マイクロキャビティ２と同じ大きさ、形状であることが好ましい。また、第２の連通孔３２の長手方向に垂直な断面の面積は、０．１〜２ｍｍ２であることが好ましく、０．２〜０．５ｍｍ２であることが更に好ましい。
【００６５】
次に、本発明の圧力センサの製造方法について説明する。
【００６６】
図７は、本発明の圧力センサの製造方法の一の実施形態を模式的に説明する斜視図であり、３枚のテープ状セラミックスグリーンシートを重ね合わせるところを示す斜視図である。図７に示すように、本実施形態の圧力センサの製造方法は、マイクロキャビティ形成孔４３が形成されたテープ状セラミックスグリーンシート４０（マイクロキャビティ形成用シート４１）及び、感圧電極４４が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート４０（感圧電極印刷シート４２）を含む３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシート４０を、マイクロキャビティ形成孔４３と感圧電極４４とが重なり合い、且つマイクロキャビティ形成孔４３をテープ状セラミックスグリーンシート４０で挟んでマイクロキャビティを形成するようにして積層し、一体焼成して圧力センサを作製する方法である。本実施形態の圧力センサの製造方法によれば、セラミックス基材と感圧電極とを備え、マイクロキャビティと被測定空間との間に位置し感圧電極が配設されたセラミックス基材（感圧部）の、歪を検知することにより被測定空間の圧力を測定することが可能な、上述した本発明の圧力センサを製造することができる。
【００６７】
このように、各テープ状セラミックスグリーンシートに感圧電極、マイクロキャビティ形成孔等を配設又は形成することができるため、テープ状セラミックスグリーンシートの各層に各種の必要な機能を持たせて一体焼成することにより、複雑な内部構造の圧力センサであっても容易に作製することが可能である。
【００６８】
テープ状セラミックスグリーンシート４０は、セラミックス原料とバインダー等の有機材料等とを混合し、スラリー状になったものをドクターブレード法等によりテープ状のグリーンシートに成形したものである。セラミックス原料としては、窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、コージェライト等を挙げることができる。
【００６９】
テープ状セラミックスグリーンシート４０の形状及び大きさは特に限定されず、所望の圧力センサを製造するのに適した形状及び大きさとすることができる。例えば、図７に示すように、平面形状が長方形のテープ状とすることが好ましい。また、テープ状セラミックスグリーンシート４０は、以下に述べるように、マイクロキャビティ形成孔を形成したり、感圧電極を印刷したりして使用してもよい。これにより、種々の機能をテープ状セラミックスグリーンシート４０に付与して、種々の機能を有する圧力センサを製造することが可能となる。
【００７０】
マイクロキャビティ形成用シート４１は、上記方法により、例えば、平面形状が長方形のテープ状セラミックスグリーンシートを形成した後に、カッター等で、テープ状セラミックスグリーンシートを、マイクロキャビティ形成孔４３及び連通孔形成スリット４５が形成されるように切ることによって作製することが好ましい。マイクロキャビティ形成孔４３及び連通孔形成スリット４５の形状及び大きさは特に限定されることはなく、所望の圧力センサを製造するのに適した形状及び大きさとすることができる。例えば、マイクロキャビティ形成孔４３は、図７に示すように、平面形状が長方形であることが好ましい。また、連通孔形成スリット４５は、図７に示すように、平面形状が長手方向に長く延びる長方形であることが好ましい。また、マイクロキャビティ形成孔４３及び連通孔形成スリット４５のそれぞれの幅方向（平面形状において長手方向に垂直な方向）の長さは、マイクロキャビティ形成孔４３のほうが長いことが好ましい。
【００７１】
感圧電極印刷シート４２は、上記方法により、例えば、平面形状が長方形のテープ状セラミックスグリーンシートを形成した後に、感圧電極４４及びリード線４６を印刷することにより作製することが好ましい。感圧電極としては、上記本発明の圧力センサの実施形態において、感圧電極の材料として使用可能な材料を印刷することが好ましく、セラミックス原料とカーボンの複合材料を印刷することが更に好ましい。また、リード線４６としてはタングステンもしくはタングステンとセラミックス材料の混合体を印刷することが好ましい。感圧電極の形状及び大きさは特に限定されず、所望の圧力センサを製造するのに適した形状及び大きさとすることができる。例えば、図７に示すように、マイクロキャビティ形成孔４３の形状に合わせて、平面形状を長方形とすることが好ましい。
【００７２】
上記マイクロキャビティ形成用シート４１及び、感圧電極印刷シート４２を含む３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシート４０を積層するときには、テープ状セラミックスグリーンシートを重ね合わせて加圧により接着したりすることが好ましい。加圧には一軸加圧、静水圧加圧等が利用できる。加圧中にテープ状セラミックスグリーンシートを加熱することにより、熱圧着することも好ましい。シート間に接着層を形成し加圧接着することは更に好ましい。また、例えば、図７に示すように、３枚のテープ状セラミックスグリーンシートを積層する場合には、マイクロキャビティ形成用シート４１を真ん中の層とし、感圧電極印刷シート４２の感圧電極４４が印刷されている側の面をマイクロキャビティ形成用シート４１側に向けて積層することが好ましい。
【００７３】
上記方法により積層したテープ状セラミックスグリーンシートを一体焼成するときには、１０００〜１８００℃で１〜１００時間加熱することが好ましい。これにより、本発明の圧力センサを得ることができる。例えば、図７に示す３枚のテープ状セラミックスグリーンシートからは、図１に示す、本発明の圧力センサの一の実施形態（圧力センサ１０１）を得ることができる。焼成装置としては、燃焼炉、電気炉等を使用することが好ましい。
【００７４】
本発明の圧力センサの製造方法の他の実施形態は、上述した本発明の圧力センサの製造方法の一の実施形態において、３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートを含み、参照電極が感圧電極と重なり合うようにしてテープ状セラミックスグリーンシートを積層し、一体焼成する方法である。例えば、図２に示すような、本発明の圧力センサの他の実施形態（圧力センサ１０２）を製造する場合には、本実施形態の圧力センサの製造方法を用いることができる。つまり、参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートと、感圧電極印刷シートと、マイクロキャビティ形成用シートと、加工を施していないテープ状セラミックスグリーンシートとを積層して、一体焼成することにより、図２に示す圧力センサ１０２を得ることができる。
【００７５】
参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートは、上述した、図７に示す感圧電極印刷シート４２を作製する場合と同様に、例えば、平面形状が長方形のテープ状セラミックスグリーンシートを形成した後に、参照電極及びリード線を印刷することにより作製することが好ましい。参照電極としては、感圧電極と同材質、同サイズの電極を印刷することが好ましい。また、リード線としてはタングステン、白金、もしくはこれらの金属材料と上記テープ基材材料（セラミックス原料）との複合材料を印刷することが好ましい。参照電極の形状及び大きさは特に限定されず、所望の圧力センサを製造するのに適した形状及び大きさとすることができる。例えば、図２に示すように、マイクロキャビティ形成孔２の形状に合わせて、平面形状を長方形とすることが好ましい。
【００７６】
本発明の圧力センサの製造方法の更に他の実施形態は、上述した本発明の圧力センサの製造方法の一の実施形態において、３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートを含み、テープ状セラミックスグリーンシートの法線方向からみたときに感圧電極と参照電極とが隣接して配設されるようにしてテープ状セラミックスグリーンシートを積層する方法である。例えば、図３に示すような、本発明の圧力センサの更に他の実施形態（圧力センサ１０３）を製造する場合には、本実施形態の圧力センサの製造方法を用いることができる。図３に示す圧力センサ１０３を製造する場合には、参照電極と感圧電極とを、それぞれが幅方向に隣接するように、一つのテープ状セラミックスグリーンシートに印刷し、更にそれぞれに接続されるリード線を印刷し、この２つの電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートと、マイクロキャビティ形成用シートと、加工を施していないテープ状セラミックスグリーンシートとを積層して、一体焼成することが好ましい。この場合、マイクロキャビティ形成孔は、図３（ａ）に示すように、感圧電極と重なるようにテープ状セラミックスグリーンシートの幅方向の半分の領域に形成することが好ましい。参照電極と感圧電極とは、圧力センサ１０３を製造する場合のように、同じテープ状セラミックスグリーンシート上に配設してもよいし、異なるテープ状セラミックスグリーンシート上に配設してもよい。
【００７７】
本発明の圧力センサの製造方法の更に他の実施形態は、上述した本発明の圧力センサの製造方法の一の実施形態において、３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、加熱電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（加熱電極印刷シート）を含み、加熱電極印刷シートを含むテープ状セラミックスグリーンシートを積層する方法である。例えば、図４に示すような、本発明の圧力センサの更に他の実施形態（圧力センサ１０４）を製造する場合には、本実施形態の圧力センサの製造方法を用いることができる。図４に示す圧力センサ１０４を製造する場合には、加熱電極及びリード線をテープ状セラミックスグリーンシートに印刷し、この加熱電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートと、感圧電極印刷シートと、マイクロキャビティ形成用シートと、加工を施していないテープ状セラミックスグリーンシートとを図４（ｂ）に示す順番になるように積層して、一体焼成することが好ましい。
【００７８】
加熱電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートは、上述した、図７に示す感圧電極印刷シート４２を作製する場合と同様に、例えば、平面形状が長方形のテープ状セラミックスグリーンシートを形成した後に、加熱電極及びリード線を印刷することにより作製することが好ましい。加熱電極としては、タングステン、白金とテープ基材材料（セラミックス原料）との複合材料をリード線部分より抵抗が大きくなるように印刷することが好ましい。また、リード線としてはタングステン、白金もしくは前記金属材料と前記テープ基材材料との複合材料を印刷することが好ましい。加熱電極の形状及び大きさは特に限定されず、所望の温度、熱量等を得られる形状及び大きさとすることが好ましい。例えば、図４に示すように、平面形状を長方形とすることが好ましい。
【００７９】
本発明の圧力センサの製造方法の更に他の実施形態は、上述した本発明の圧力センサの製造方法の一の実施形態において、３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に、検温電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシート（検温電極印刷シート）を含み、検温電極印刷シートを含むテープ状セラミックスグリーンシートを積層する方法である。例えば、図５に示すような、本発明の圧力センサの更に他の実施形態（圧力センサ１０５）を製造する場合には、本実施形態の圧力センサの製造方法を用いることができる。図５に示す圧力センサ１０５を製造する場合には、検温電極及び加熱電極と、それぞれの電極に接続するリード線とを一つのテープ状セラミックスグリーンシートに印刷する。そして、感圧電極及び参照電極と、それぞれの電極に接続するリード線とを一つのテープ状セラミックスグリーンシートに印刷する。そして、この検温電極及び加熱電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートと、感圧電極及び参照電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートと、マイクロキャビティ形成用シートと、加工を施していないテープ状セラミックスグリーンシートとを図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す順番になるように積層して、一体焼成することが好ましい。図５（ａ）に示すように、検温電極及び加熱電極は、テープ状セラミックスグリーンシートの幅方向に隣接するように配設されることが好ましい。また、感圧電極及び参照電極についても、テープ状セラミックスグリーンシートの幅方向に隣接するように配設されることが好ましい。
【００８０】
検温電極が印刷されたテープ状セラミックスグリーンシートは、上述した、図７に示す感圧電極印刷シート４２を作製する場合と同様に、例えば、平面形状が長方形のテープ状セラミックスグリーンシートを形成した後に、検温電極及びリード線を印刷することにより作製することが好ましい。検温電極としては、白金、もしくは白金と上記セラミックス原料との複合材料を印刷することが好ましい。また、リード線としては白金、もしくは白金と上記セラミックス原料との複合材料を印刷することが好ましい。検温電極の形状及び大きさは特に限定されず、被測定空間内の温度及び圧力に耐え得るものであり、被測定空間の温度を測定することができればよい。
【００８１】
本発明の圧力センサの製造方法の更に他の実施形態は、上述した本発明の圧力センサの製造方法の一の実施形態において、３枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートが、更に第２マイクロキャビティ形成孔が形成されたテープ状セラミックスグリーンシート（第２マイクロキャビティ形成用シート）を含む５枚以上のテープ状セラミックスグリーンシートであり、マイクロキャビティ形成孔と第２マイクロキャビティ形成孔とを、感圧部を挟んで重ね合わせるようにして、テープ状セラミックスグリーンシートを積層して、一体焼成する方法である。例えば、図６に示すような、本発明の圧力センサの更に他の実施形態（圧力センサ１０６）を製造する場合には、本実施形態の圧力センサの製造方法を用いることができる。図６に示す圧力センサ１０６を製造する場合には、例えば、まず、感圧電極及びそれに接続するリード線をテープ状セラミックスグリーンシートに印刷し、加熱電極及びそれに接続するリード線を他のテープ状セラミックスグリーンシートに印刷し、感圧電極印刷シートを作製する。そして、感圧電極印刷シートと加工を施していないテープ状セラミックスグリーンシートとを感圧電極が間に挟まれるように積層して積層体を形成し、その積層体の一方の面（上面）側にマイクロキャビティ形成用シートを積層し、他方の面（下面）側に第２マイクロキャビティ形成用シートを積層する。このとき、マイクロキャビティ形成孔と第２マイクロキャビティ形成孔とを感圧電極と重なり合うように配置する。このように、テープ状セラミックスグリーンシートを積層することにより、マイクロキャビティ形成孔と第２マイクロキャビティ形成孔とを、感圧部を挟んで重ね合わせることができる。そして、マイクロキャビティ形成用シートの上面側に、加工を施していないテープ状セラミックスグリーンシートを積層し、第２マイクロキャビティ形成用シートの下面側に、上記加熱電極印刷シートと、加工を施していないテープ状セラミックスグリーンシートとを、加熱電極が間に挟まれるように積層して形成した積層体を、積層する。そして、得られた、６枚のテープ状セラミックスグリーンシートの積層体を一体焼成することにより、図６に示す本発明の圧力センサの更に他の実施形態である圧力センサ１０６を得ることができる。
【００８２】
各テープ状セラミックスグリーンシートの作製に際しては、マイクロキャビティ形成孔、第２マイクロキャビティ形成孔、感圧電極及び加熱電極は、それぞれのテープ状セラミックスグリーンシートの長手方向端部付近に形成することが好ましい。そして、それぞれを積層するときには、マイクロキャビティ形成孔、第２マイクロキャビティ形成孔、及び感圧電極を一方の端部側に配置し、加熱電極を他方の端部側に配置することが好ましい。また、マイクロキャビティ形成用シートに形成される連通孔形成スリットは、マイクロキャビティ形成孔に近い側の端部に向かってスリットが形成され、第２マイクロキャビティ形成用シートに形成される連通孔形成スリットは、第２マイクロキャビティ形成孔から遠い側の端部に向かってスリットが形成されることが好ましい。
【００８３】
マイクロキャビティ形成孔、第２マイクロキャビティ形成孔及び感圧電極の、圧力センサ長手方向における形成位置、及び加熱電極の圧力センサ長手方向における形成位置は、圧力センサを、加熱電極が配設されている側の端部から被測定空間に挿入したときに、加熱電極が被加熱空間内に入り込み、マイクロキャビティ形成孔、第２マイクロキャビティ形成孔及び感圧電極が被加熱空間から外に出た状態となる位置であることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の圧力センサは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関のシリンダー内の圧力の測定に利用することができ、本発明により、高温下において、良好な応答速度で圧力を測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の圧力センサの一の実施形態を模式的に示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図２】本発明の圧力センサの他の実施形態を模式的に示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【図３】本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ’断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。
【図４】本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ’断面図である。
【図５】本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＧ−Ｇ’断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＨ−Ｈ’断面図である。
【図６】本発明の圧力センサの更に他の実施形態を模式的に示し、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ’断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＪ−Ｊ’断面図である。
【図７】本発明の圧力センサの製造方法の一の実施形態を模式的に説明する斜視図であり、３枚のテープ状セラミックスグリーンシートを重ね合わせるところを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１：セラミックス基材、２：マイクロキャビティ（空洞）、３：連通孔、３ａ：開口部、４：感圧電極、５：感圧部、６：リード線、１１：第１セラミックス層、１２：第２セラミックス層、１３：第３セラミックス層、２１：参照電極、２２：加熱電極、２３：検温電極、３１：第２マイクロキャビティ、３２：第２の連通孔、３２ａ：第２の開口部、４０：テープ状セラミックスグリーンシート、４１：マイクロキャビティ形成用シート、４２：感圧電極印刷シート、４３：マイクロキャビティ形成孔、４４：感圧電極、４５：連通孔形成スリット、４６：リード線、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６：圧力センサ、Ｌ：長手方向。
【図１】
2008107159.tif 000003
【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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