(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿って延び、前記軸線の後端側において径方向内側に延出する底部を有する筒状の筐体と、前記筐体内に配置され、圧電素子を含む圧電ユニットと、前記筐体のうち前記圧電ユニットより先端側に固定され、受圧した圧力に応じて変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに対して固定され、後端が前記圧電ユニットの先端側に当接する伝達部材と、を備える圧力センサであって、
前記筐体に対して固定され、先端が前記圧電ユニットの後端側に当接する支持部材と、
前記伝達部材および前記支持部材より前記軸線の方向の力に対する変形量が大きな弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、前記圧電ユニットと前記筐体の前記底部との間であり、かつ、前記支持部材の径方向の外側である第１の位置と、前記圧電ユニットと前記ダイアフラムとの間であり、かつ、前記伝達部材の径方向の外側である第２の位置と、の一方に、配置されていることを特徴とする、圧力センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力センサであって、
前記弾性部材は、前記軸線に沿って延びる筒状の部材であり、
前記支持部材は、前記軸線に沿って延びる棒状の部材であり、
前記第１の位置にある前記弾性部材の内部に、前記支持部材が挿入されていることを特徴とする、圧力センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の圧力センサであって、
前記弾性部材は、前記軸線に沿って延びる筒状の部材であり、
前記伝達部材は、前記軸線に沿って延びる棒状の部材であり、
前記第２の位置にある前記弾性部材の内部に、前記伝達部材が挿入されていることを特徴とする、圧力センサ。
【請求項４】
請求項２または３に記載の圧力センサであって、
筒状の前記弾性部材の内径をＲ１とし、
棒状の前記支持部材または前記伝達部材の外径をＲ２とするとき、
（Ｒ２／Ｒ１）≧０．５を満たすことを特徴とする、圧力センサ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の圧力センサであって、
前記軸線を含む断面において、前記筐体および前記圧電ユニットおよび前記ダイアフラムのうち、前記弾性部材の端部と接触する部材の表面と、前記弾性部材の端部と、がなす角度の最小値をθとするとき、
角度θは、３０度以下であることを特徴とする、圧力センサ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の圧力センサであって、
前記弾性部材は、前記第１の位置にあることを特徴とする、圧力センサ。
【請求項７】
軸線に沿って延び、前記軸線の後端側において径方向内側に延出する底部を有する筒状の筐体と、前記筐体内に配置され、圧電素子を含む圧電ユニットと、前記筐体のうち前記圧電ユニットより先端側に固定され、受圧した圧力に応じて変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに対して固定され、後端が前記圧電ユニットの先端側に当接する伝達部材と、を備える圧力センサの製造方法であって、
（ａ）前記筐体と、前記ダイアフラムと、前記圧電ユニットと、前記伝達部材と、前記圧電ユニットの後端側を支持するための支持部材と、前記伝達部材および前記支持部材より軸線方向の力に対する変形量が大きな弾性部材と、を準備する工程と、
（ｂ）前記筐体内に、前記圧電ユニットを配置するとともに、前記筐体内の前記圧電ユニットと前記筐体の前記底部との間に、前記弾性部材を配置する工程と、
（ｃ）前記筐体内に前記圧電ユニットと前記弾性部材とが配置された状態で、前記伝達部材を前記圧電ユニットの先端側に当接させ、前記伝達部材に対して先端側から後端側に向かって加圧しながら、前記伝達部材を前記ダイアフラムに対して固定する工程と、
（ｄ）前記圧電ユニットの後端側に前記支持部材を当接させ、前記支持部材を前記筐体に対して固定する工程と、
を備える、製造方法。
【請求項８】
軸線に沿って延び、前記軸線の後端側において径方向内側に延出する底部を有する筒状の筐体と、前記筐体内に配置され、圧電素子を含む圧電ユニットと、前記筐体の前記圧電ユニットより先端側に固定され、受圧した圧力に応じて変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに対して固定され、後端が前記圧電ユニットの先端側に当接する伝達部材と、を備える圧力センサの製造方法であって、
（ａ）前記筐体と、前記ダイアフラムと、前記圧電ユニットと、前記伝達部材と、前記圧電ユニットの後端側を支持するための支持部材と、前記伝達部材および前記支持部材より軸線方向の力に対する変形量が大きな弾性部材と、を準備する工程と、
（ｂ）前記筐体内に、前記圧電ユニットを配置するとともに、前記筐体内の前記圧電ユニットと前記筐体に固定された前記ダイアフラムとの間に、前記弾性部材を配置する工程と、
（ｃ）前記筐体内に前記圧電ユニットと前記弾性部材とが配置された状態で、前記支持部材を前記圧電ユニットの後端側に当接させ、前記支持部材に対して後端側から先端側に向かって加圧しながら、前記支持部材を前記筐体に対して固定する工程と、
（ｄ）前記圧電ユニットの先端側に前記伝達部材を当接させ、前記伝達部材を前記ダイアフラムに対して固定する工程と、
を備える、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等において燃焼室内の圧力を検出する圧力センサ、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサとして、ダイアフラムと圧電素子と伝達部材（例えば、ロッド）とを備えるものが、提案されている。燃焼室内の圧力に応じてダイアフラムが変形すると、伝達部材は、所定の向きに変位して圧電素子に力を加える。圧電素子は、加えられた力に応じた電荷（電圧）を出力する。この結果、圧電素子から出力される電荷を測定することで、燃焼室内の圧力を検出することができる。
【０００３】
圧電素子から出力される電荷を安定させるために、圧力センサは、圧電素子に対して予め荷重が付与された状態で、組立てられる。特許文献１には、圧電素子に対して伝達部材と反対側に位置し、筐体に固定された固定部材を備える圧力センサが開示されている。この圧力センサの組立て時には、固定部材を加圧しながら、固定部材と筐体とが溶接される。これによって、組立て時に、圧電素子に予め付与される荷重（以下、予荷重とも呼ぶ）を安定させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４９２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記技術では、組立て時に、固定部材に対する加圧のばらつきを抑制できずに、圧電素子に対する予荷重のばらつきが大きくなる可能性があった。この結果、圧電素子から出力される電荷にばらつきが生じる可能性があった。出力される電荷のばらつきは、圧力センサの性能のばらつき等を引き起こし得る。
【０００６】
本明細書は、圧電素子に対する予荷重のばらつきを低減して、圧電素子から出力される電荷のばらつきを低減する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示される技術は、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］軸線に沿って延び、前記軸線の後端側において径方向内側に延出する底部を有する筒状の筐体と、前記筐体内に配置され、圧電素子を含む圧電ユニットと、前記筐体のうち前記圧電ユニットより先端側に固定され、受圧した圧力に応じて変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに対して固定され、後端が前記圧電ユニットの先端側に当接する伝達部材と、を備える圧力センサであって、
前記筐体に対して固定され、先端が前記圧電ユニットの後端側に当接する支持部材と、
前記伝達部材および前記支持部材より前記軸線の方向の力に対する変形量が大きな弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、前記圧電ユニットと前記筐体の前記底部との間であり、かつ、前記支持部材の径方向の外側である第１の位置と、前記圧電ユニットと前記ダイアフラムとの間であり、かつ、前記伝達部材の径方向の外側である第２の位置と、の一方に、配置されていることを特徴とする、圧力センサ。
【０００９】
上記構成によれば、弾性部材が第１の位置にある場合には、組立時において、支持部材を筐体に対して固定する前に、伝達部材に対して先端側から後端側に向かって加圧した状態で、伝達部材をダイアフラムに対して固定すれば、第１の位置にある弾性部材によって、圧電素子に対する予荷重のばらつきを低減することができる。また、弾性部材が第２の位置にある場合には、組立時において、伝達部材をダイアフラムに対して固定する前に、支持部材に対して後端側から先端側に向かって加圧した状態で、支持部材を筐体に対して固定すれば、第２の位置にある弾性部材によって、圧電素子に対する予荷重のばらつきを低減することができる。この結果、圧電素子から出力される電荷のばらつきを低減することができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載の圧力センサであって、
前記弾性部材は、前記軸線に沿って延びる筒状の部材であり、
前記支持部材は、前記軸線に沿って延びる棒状の部材であり、
前記第１の位置にある前記弾性部材の内部に、前記支持部材が挿入されていることを特徴とする、圧力センサ。
【００１１】
こうすれば、コンパクトに弾性部材を筐体内に配置でき、かつ、圧電素子に対する予荷重のばらつきを適切に低減することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例１に記載の圧力センサであって、
前記弾性部材は、前記軸線に沿って延びる筒状の部材であり、
前記伝達部材は、前記軸線に沿って延びる棒状の部材であり、
前記第２の位置にある前記弾性部材の内部に、前記伝達部材が挿入されていることを特徴とする、圧力センサ。
【００１３】
こうすれば、コンパクトに弾性部材を筐体内に配置でき、かつ、圧電素子に対する予荷重のばらつきを適切に低減することができる。
【００１４】
［適用例４］適用例２または３に記載の圧力センサであって、
筒状の前記弾性部材の内径をＲ１とし、
棒状の前記支持部材または前記伝達部材の外径をＲ２とするとき、
（Ｒ２／Ｒ１）≧０．５を満たすことを特徴とする、圧力センサ。
【００１５】
こうすれば、支持部材または伝達部材に対する弾性部材の径方向の位置のばらつきを低減できる。この結果、圧電素子に対する予荷重のばらつきをさらに低減することができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１から４のいずれかに記載の圧力センサであって、
前記軸線を含む断面において、前記筐体および前記圧電ユニットおよび前記ダイアフラムのうち、前記弾性部材の端部と接触する部材の表面と、前記弾性部材の端部と、がなす角度の最小値をθとするとき、
角度θは、３０度以下であることを特徴とする、圧力センサ。
【００１７】
こうすれば、支持部材または伝達部材に対する弾性部材の径方向の位置のばらつきを低減できる。この結果、圧電素子に対する予荷重のばらつきをさらに低減することができる。
【００１８】
こうすれば、弾性部材の端部と、当該端部と接触する部材の表面と、の接触が安定する。この結果、圧電素子に対する予荷重のばらつきをさらに低減することができる。
【００１９】
［適用例６］適用例１から５のいずれかに記載の圧力センサであって、
前記弾性部材は、前記第１の位置にあることを特徴とする、圧力センサ。
【００２０】
［適用例７］軸線に沿って延び、前記軸線の後端側において径方向内側に延出する底部を有する筒状の筐体と、前記筐体内に配置され、圧電素子を含む圧電ユニットと、前記筐体のうち前記圧電ユニットより先端側に固定され、受圧した圧力に応じて変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに対して固定され、後端が前記圧電ユニットの先端側に当接する伝達部材と、を備える圧力センサの製造方法であって、
（ａ）前記筐体と、前記ダイアフラムと、前記圧電ユニットと、前記伝達部材と、前記圧電ユニットの後端側を支持するための支持部材と、前記伝達部材および前記支持部材より軸線方向の力に対する変形量が大きな弾性部材と、を準備する工程と、
（ｂ）前記筐体内に、前記圧電ユニットを配置するとともに、前記筐体内の前記圧電ユニットと前記筐体の前記底部との間に、前記弾性部材を配置する工程と、
（ｃ）前記筐体内に前記圧電ユニットと前記弾性部材とが配置された状態で、前記伝達部材を前記圧電ユニットの先端側に当接させ、前記伝達部材に対して先端側から後端側に向かって加圧しながら、前記伝達部材を前記ダイアフラムに対して固定する工程と、
（ｄ）前記圧電ユニットの後端側に前記支持部材を当接させ、前記支持部材を前記筐体に対して固定する工程と、
を備える、製造方法。
【００２１】
上記構成によれば、筐体内の圧電ユニットと筐体の底部との間に弾性部材を配置した状態で、圧電ユニットの先端側に当接する伝達部材に対して先端側から後端側に向かって加圧しながら、伝達部材をダイアフラムに対して固定する。そして、その後に、圧電ユニットの後端側に、支持部材が当接され、支持部材が筐体に固定されるこの結果、圧電素子に対する予荷重のばらつきを低減することができる。
【００２２】
［適用例８］軸線に沿って延び、前記軸線の後端側において径方向内側に延出する底部を有する筒状の筐体と、前記筐体内に配置され、圧電素子を含む圧電ユニットと、前記筐体の前記圧電ユニットより先端側に固定され、受圧した圧力に応じて変形するダイアフラムと、前記ダイアフラムに対して固定され、後端が前記圧電ユニットの先端側に当接する伝達部材と、を備える圧力センサの製造方法であって、
（ａ）前記筐体と、前記ダイアフラムと、前記圧電ユニットと、前記伝達部材と、前記圧電ユニットの後端側を支持するための支持部材と、前記伝達部材および前記支持部材より軸線方向の力に対する変形量が大きな弾性部材と、を準備する工程と、
（ｂ）前記筐体内に、前記圧電ユニットを配置するとともに、前記筐体内の前記圧電ユニットと前記筐体に固定された前記ダイアフラムとの間に、前記弾性部材を配置する工程と、
（ｃ）前記筐体内に前記圧電ユニットと前記弾性部材とが配置された状態で、前記支持部材を前記圧電ユニットの後端側に当接させ、前記支持部材に対して後端側から先端側に向かって加圧しながら、前記支持部材を前記筐体に対して固定する工程と、
（ｄ）前記圧電ユニットの先端側に前記伝達部材を当接させ、前記伝達部材を前記ダイアフラムに対して固定する工程と、
を備える、製造方法。
【００２３】
上記構成によれば、筐体内の圧電ユニットとダイアフラムとの間に弾性部材を配置した状態で、圧電ユニットの後端側に当接する支持部材に対して後端側から先端側に向かって加圧しながら、支持部材を筐体に対して固定する。この結果、圧電素子に対する予荷重のばらつきを低減して、圧電素子から出力される電荷のばらつきを低減することができる。
【００２４】
なお、本明細書に開示の技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、圧力センサ、その圧力センサを搭載する内燃機関等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態としての圧力センサを示す説明図である。
【図２】第１実施形態の圧力センサの先端ユニット近傍の拡大図である。
【図３】圧電ユニットの分解斜視図である。
【図４】筒状バネの説明図である。
【図５】第１実施形態の圧力センサの製造方法のフローチャートである。
【図６】第１実施形態の圧力センサの製造方法の説明図である。
【図７】本願の効果について説明する図である。
【図８】第２実施形態の圧力センサの先端ユニット近傍の拡大図である。
【図９】第２実施形態の圧力センサの製造方法のフローチャートである。
【図１０】第１実施形態の圧力センサの製造方法の説明図である。
【図１１】弾性部材の変形例を示す第１の図である。
【図１２】弾性部材の変形例を示す第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．圧力センサ１０の構成
図１は、第１実施形態としての圧力センサ１０を示す説明図である。軸線ＣＬは、圧力センサ１０の中心軸である。以下、軸線ＣＬに平行な方向を、「軸線方向」とも呼ぶ。軸線ＣＬと垂直な面上において軸線ＣＬを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、当該円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。また、軸線ＣＬに沿った方向のうち、図１の下に向かう方向を、「先端方向Ｄｆ」と呼び、先端方向Ｄｆの反対方向を、「後端方向Ｄｒ」と呼ぶ。先端方向Ｄｆ側を「先端側」と呼び、後端方向Ｄｒ側を「後端側」とも呼ぶ。図１には、圧力センサ１０の先端側の部分の軸線ＣＬよりも左側の断面構成が示されている。この断面は、軸線ＣＬを含む平断面（平面で切断された断面）である。また、図１には、圧力センサ１０の他の部分の外観構成が示されている。
【００２７】
本実施形態の圧力センサ１０は、内燃機関に取り付けられて、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するために用いられる。図１に示すように、圧力センサ１０は、主な構成要素として、筒状金具２０と、先端ユニット１００と、ケーブル６０と、を備えている。
【００２８】
筒状金具２０は、軸線ＣＬに沿って延びる略筒形状を有し、内部には、軸線ＣＬに沿って延びる軸孔２１が形成されている。筒状金具２０は、例えば、ステンレス鋼などの導電性の金属で形成されている。
【００２９】
筒状金具２０には、筒状金具２０の後端側外周面には、ねじ部２２および工具係合部２４が設けられている。ねじ部２２は、圧力センサ１０を内燃機関のシリンダヘッドに固定するためのねじ溝を備えている。工具係合部２４は、圧力センサ１０の取り付けおよび取り外しに用いられる工具（図示省略）が係合する外周形状（例えば、横断面が六角形）を有する。
【００３０】
図２は、第１実施形態の圧力センサ１０の先端ユニット１００近傍の拡大図である。具体的には、図１に領域Ｘとして示す部位を拡大して示す断面図である。この断面は、軸線ＣＬを含む断面である。先端ユニット１００は、筐体３０と、ダイアフラム４０と、圧電ユニット５０と、支持ロッド７０と、筒状バネ８０と、伝達ロッド９０と、を備えている。図２に示すように、圧力センサ１０の軸線ＣＬは、圧力センサ１０を構成する筒状金具２０と筐体３０とダイアフラム４０と圧電ユニット５０と支持ロッド７０と筒状バネ８０と伝達ロッド９０とのそれぞれの中心軸でもある。
【００３１】
筐体３０は、レーザ溶接によって、筒状金具２０の先端に溶融部ＭＴ１を介して接合されている。筐体３０は、軸線ＣＬに沿って延びる略筒形状を有し、内部には、軸線ＣＬに沿って延びる軸孔３１が形成されている。筐体３０は、底部３２と、拡径部３４と、を有する。底部３２は、筐体３０の後端側に位置し、軸孔３１を形成する内周面から径方向内側に延出する。底部３２は、軸線ＣＬと交差する部分に、軸孔３１と連通する貫通穴３２１を有する。また、底部３２は、軸線ＣＬに近い部分、すなわち、貫通穴３２１が形成された内縁部分に、後端側に向かって延びる円筒状の固定部３２２を有する。拡径部３４は、筐体３０先端側に位置し、外径が先端側から後端側に向かって拡径する部分である。圧力センサ１０が内燃機関に取り付けられる場合、拡径部３４は、内燃機関のシリンダヘッドに密着する。筐体３０は、筒状金具２０と同様に、例えば、ステンレス鋼などの導電性の金属で形成されている。
【００３２】
ダイアフラム４０は、軸線ＣＬを中心とする円環形状の膜である。ダイアフラム４０の外周側の縁は、レーザ溶接によって、全周に亘って、筐体３０の先端に、溶融部ＭＴ２を介して接合されている。すなわち、ダイアフラム４０は、筐体３０のうち、筐体３０内の圧電ユニット５０より先端側に固定されている。
【００３３】
ダイアフラム４０は、貫通穴４１と、固定部４２と、を有する。貫通穴４１は、軸線ＣＬと交差する部分に形成され、軸孔３１と連通している。固定部４２は、ダイアフラム４０の軸線ＣＬに近い部分、すなわち、貫通穴４１が形成された内縁部分に位置し、先端側に向かって延びる円筒状の部分である。ダイアフラム４０は、例えば、ステンレス鋼などの導電性の金属で形成されている。
【００３４】
圧電ユニット５０は、筐体３０の軸孔３１内に配置されている。圧電ユニット５０は、圧電素子５１と、圧電素子５１を挟む２個の電極５２と、先端側の電極５２の先端側に配置された押さえ板５４と、後端側の電極５２から後端方向Ｄｒに向かって順番に並ぶリード部５３、押さえ板５４、絶縁板５５と、を備えている（図２）。
【００３５】
図３は、圧電ユニット５０の分解斜視図である。図示するように、圧電素子５１と電極５２とは軸線ＣＬを中心とする円盤状の板状部材である。押さえ板５４と絶縁板５５とは、軸線ＣＬを中心とする円環状の板状部材である。電極５２と押さえ板５４とは、ステンレス鋼などの導電性の金属を用いて形成されている。絶縁板５５は、リード部５３と筐体３０（図２）との間を絶縁するための部材であり、例えば、アルミナなどの絶縁材料で形成されている。
【００３６】
リード部５３は、略円盤状の板状部材である円盤部５７と、円盤部５７の中央部から後端方向Ｄｒに向かって延びる端子部５６と、を備えている。端子部５６は、押さえ板５４の貫通孔５４ｈと絶縁板５５の貫通孔５５ｈを通り抜けて、後端方向Ｄｒ側に突出している（図２）。リード部５３は、ステンレス鋼などの導電性の金属を用いて形成されている。
【００３７】
伝達ロッド９０は、軸線ＣＬに沿って延びる棒状、より具体的には、略円柱状の部材であり、筐体３０の軸孔３１内に、圧電ユニット５０より先端側に配置されている。伝達ロッド９０は、例えば、ステンレス鋼などの導電性の金属で形成されている。
【００３８】
伝達ロッド９０の後端は、圧電ユニット５０の先端側に当接している。具体的には、伝達ロッド９０は、後端側の面９１の軸線ＣＬと交差する部分に、後端側に向かって突出する突出部９２を有している。そして、伝達ロッド９０の後端側の面９１は、圧電ユニット５０の先端側の押さえ板５４の先端側の面に接触している。さらに、伝達ロッド９０の突出部９２は、先端側の押さえ板５４の貫通孔５４ｈ内に配置され、突出部９２の後端側の面は、圧電ユニット５０の先端側の電極５２の先端側の面に接触している。この結果、伝達ロッド９０に先端側から後端側に向かって加えられた力は、圧電ユニット５０、引いては、圧電ユニット５０の圧電素子５１に伝達される。
【００３９】
伝達ロッド９０の先端側の部分は、ダイアフラム４０に対して固定されている。具体的には、伝達ロッド９０の先端側の部分は、ダイアフラム４０の貫通穴４１に、すなわち、ダイアフラム４０の筒状の固定部４２内に、挿入されている。そして、伝達ロッド９０の先端側の部分の外周面は、レーザ溶接によって、溶融部ＭＴ３を介して、固定部４２の内周面と接合されている。
【００４０】
支持ロッド７０は、軸線ＣＬに沿って延びる略円筒状の部材であり、内部には、軸線ＣＬに沿って延びる軸孔７１が形成されている。支持ロッド７０は、筐体３０の軸孔３１内に、圧電ユニット５０より後端側に配置されている。支持ロッド７０は、例えば、ステンレス鋼などの導電性の金属で形成されている。
【００４１】
支持ロッド７０の先端は、圧電ユニット５０の後端側に、具体的には、圧電ユニット５０の絶縁板５５の後端側の面に、当接している。支持ロッド７０の軸孔７１には、圧電ユニット５０のリード部５３の端子部５６が、支持ロッド７０の内周面と接触しないように、支持ロッド７０の内周面から離間した状態で、配置されている。
【００４２】
支持ロッド７０の後端側の部分は、筐体３０に対して固定されている。具体的には、支持ロッド７０の後端側の部分は、筐体３０の底部３２の貫通穴３２１に、すなわち、底部３２の筒状の固定部３２２内に、挿入・配置されている。そして、支持ロッド７０の後端側の部分の外周面は、レーザ溶接によって、溶融部ＭＴ４を介して、固定部３２２の内周面と接合されている。
【００４３】
筒状バネ８０は、軸線ＣＬに沿って延びる略円筒状の部材であり、内部に、軸線ＣＬに沿って延びる軸孔８１が形成されている。筒状バネ８０は、例えば、ステンレス鋼などの導電性の金属で形成されている。
【００４４】
図４は、筒状バネ８０の説明図である。図４（Ａ）は、筒状バネ８０の斜視図を示し、図４（Ｂ）は、図２の筒状バネ８０の断面図の拡大図を示す。筒状バネ８０の側壁は、蛇腹構造を有する薄板である。このために、図４（Ｂ）に示すように、側壁の断面は、波状の形状を有している。この結果、筒状バネ８０は、軸線方向の力に対する軸線方向の変形量が、伝達ロッド９０および支持ロッド７０より大きい。換言すれば、筒状バネ８０の軸線方向のバネ定数は、伝達ロッド９０および支持ロッド７０の軸線方向のバネ定数より小さい。具体的には、筒状バネ８０の軸線方向のバネ定数は、１０００Ｎ／ｍｍ以下であることが、好ましく、５００Ｎ／ｍｍ以下であることがさらに好ましく、２００Ｎ／ｍｍ以下であることが特に好ましい。
【００４５】
筒状バネ８０は、圧電ユニット５０と、筐体３０の底部３２との間であり、かつ、支持ロッド７０の径方向の外側に位置している。具体的には、筒状バネ８０の後端は、筐体３０の底部３２の先端側の面に当接し、筒状バネ８０の先端は、絶縁板５５の後端側の面に当接している。筒状バネ８０は、底部３２と絶縁板５５とによって、軸線方向に少量だけ圧縮されている。筒状バネ８０の軸孔８１には、支持ロッド７０と、支持ロッド７０の軸孔７１に配置された端子部５６と、が挿入・配置されている。
【００４６】
ここで、筒状バネ８０の内径をＲ１１とする。図４（Ｂ）に示すように、筒状バネ８０の内周面は、軸線ＣＬと平行ではない。このような場合には、図４に示すように、軸孔８１内に挿入可能な仮想的な円柱のうち、外径が最大の円柱であって、外周面が軸線ＣＬと平行な円柱の外径を、筒状バネ８０の内径Ｒ１１とする。換言すれば、軸線ＣＬを含む面で筒状バネ８０を切断した断面において、軸線ＣＬの両側（図４（Ｂ）の右側と左側）にそれぞれ位置し、かつ、軸線ＣＬと平行であり、かつ、筒状バネ８０の内周面とそれぞれ接する２本の接線Ｌ１、Ｌ２を特定する。そして、当該２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間隔を、筒状バネ８０の内径Ｒ１１とする。このとき、支持ロッド７０の外径をＲ１２（図２）とすると、（Ｒ１２／Ｒ１１）≧０．５を満たす。すなわち、支持ロッド７０の外径Ｒ１２は、筒状バネ８０の内径Ｒ１１の半分以上である。
【００４７】
さらに、図４（Ｂ）に示す軸線ＣＬを含む断面において、筐体３０の底部３２の表面Ｓ１と、筒状バネ８０の後端と、の接触部をＰ１、Ｐ２とする。接触部Ｐ１、Ｐ２において、底部３２の表面Ｓ１と、筒状バネ８０の後端と、がなす角度は、図４（Ｂ）に示すように、４つの角度θ１１〜θ１４が特定できる。これらの角度のうちの最小の角度は、３０度以下である。図４（Ｂ）の例では、θ１１＝θ１４＜θ１２＝θ１３であるので、最小の角度は、θ１１およびθ１４である。したがって、θ１１＜３０度、かつ、θ１４＜３０度である。
【００４８】
同様に、図４（Ｂ）に示す軸線ＣＬを含む断面において、圧電ユニット５０の後端側の表面（すなわち、絶縁板５５の後端側の表面）Ｓ２と、筒状バネ８０の先端と、の接触部をＰ３、Ｐ４とする。接触部Ｐ３、Ｐ４において、絶縁板５５の表面Ｓ２と、筒状バネ８０の先端と、がなす角度は、図４（Ｂ）に示すように、４つの角度θ２１〜θ２４が特定できる。これらの角度のうちの最小の角度は、３０度以下である。図４（Ｂ）の例では、θ２２＝θ２３＜θ２１＝θ２４であるので、最小の角度は、θ２２およびθ２３である。したがって、θ２２＜３０度、かつ、θ２３＜３０度である。
【００４９】
ケーブル６０は、筒状金具２０の軸孔２１内で、先端ユニット１００より後端側に配置されている。ケーブル６０は、圧電素子５１の電荷に基づいて内燃機関の燃焼圧を検出するための図示しない電気回路に対して、圧電素子５１の電荷を伝えるための部材である。ケーブル６０は、ノイズを低減するための多層構造を有するいわゆるシールド線と呼ばれる同軸ケーブルである。具体的には、ケーブル６０は、中心から外周側に向かって配置された、内部導体６５と、絶縁体６４と、導電コーティング６３と、外部導体６２と、ジャケット６１と、を備えている。
【００５０】
ケーブル６０の先端部で露出する内部導体６５は、平板導線ＣＷ１と細径導線ＣＷ２とを介して、圧電ユニット５０の端子部５６に接続されている。具体的には、内部導体６５の先端には、平板導線ＣＷ１が溶接されており、平板導線ＣＷ１の先端には、コイル状に巻回された細径導線ＣＷ２の後端が溶接されており、細径導線ＣＷ２の先端は、端子部５６の後端部に溶接されている。なお、内部導体６５と端子部５６とを接続するための上述の構成は、一例であり、他の任意の構成を採用可能である。
【００５１】
端子部５６の全体、および、細径導線ＣＷ２の先端部を含む範囲が、絶縁性の熱収縮チューブによって覆われている。これにより、端子部５６と、周囲の導電体（特に、支持ロッド７０）との間の電気的な絶縁の信頼性が高められている。
【００５２】
外部導体６２の先端部には、外部導体６２の先端から先端側に延びる接地導線ＣＷ３が接続されている。接地導線ＣＷ３は、接地導線ＣＷ３の先端部は、筐体３０の底部３２に溶融部ＭＴ５を介して接合されている。これにより、外部導体６２は、接地導線ＣＷ３、筐体３０、および内燃機関のシリンダヘッドを通じて接地される。
【００５３】
Ａ−２．圧力センサ１０の動作
圧力センサ１０は、内燃機関のシリンダヘッドに設けられ、燃焼室と連通する取付孔に取り付けられる。該取付孔には、雌ねじが形成されており、筒状金具２０のねじ部２２が、当該雌ねじに固定される。この状態で、先端ユニット１００の先端部は、内燃機関の燃焼室内に露出して、ダイアフラム４０の先端側の面は、燃焼室内の気体（例えば、燃料ガス）の圧力を受ける。
【００５４】
ダイアフラム４０は、燃焼室内の圧力に応じて変形する（撓む）。伝達ロッド９０は、ダイアフラム４０の変形に応じて軸線ＣＬに沿って変位することによって、ダイアフラム４０が受けた圧力に応じた荷重を、後端側の圧電ユニット５０に伝達する。圧電ユニット５０の圧電素子５１上では、ダイアフラム４０（図２）から伝達ロッド９０を通じて伝達された荷重に応じて、電荷が生じる。圧電素子５１は、荷重に応じた電荷（例えば、電気信号）を、２個の電極５２を通じて、出力する。出力された電気信号に基づいて、燃焼室内の圧力が特定される。
【００５５】
Ａ−３．圧力センサ１０の製造方法
次に、圧力センサ１０の製造方法について説明する。図５は、第１実施形態の圧力センサ１０の製造方法のフローチャートである。図６は、第１実施形態の圧力センサ１０の製造方法の説明図である。
【００５６】
図５のＳ１１０では、上述した圧力センサ１０を構成する部材２０〜９０が準備される。
【００５７】
Ｓ１２０では、筐体３０に、筒状バネ８０と、圧電ユニット５０と、伝達ロッド９０と、ダイアフラム４０と、が配置される。具体的には、図６（Ａ）に示すように、筐体３０は、先端側を鉛直方向上向きに、後端側を鉛直方向下向きにした状態で、筐体保持部材２１０に保持される。この状態で、筐体３０の軸孔３１内に、筐体３０の先端側の開口から、先ず、筒状バネ８０が配置され、次に、筒状バネ８０の軸孔８１に、端子部５６を挿入するように、圧電ユニット５０が配置される。この結果、筐体３０内に、圧電ユニット５０が配置されるとともに、筐体３０内の圧電ユニット５０と筐体３０の底部３２との間に、筒状バネ８０が配置される。なお、図６（Ａ）に示すように、圧電ユニット５０の端子部５６には、予め細径導線ＣＷ２が溶接されている。
【００５８】
さらに、圧電ユニット５０の先端側の押さえ板５４に、伝達ロッド９０の後端が当接するように、筐体３０の軸孔３１内に、伝達ロッド９０が配置される。そして、ダイアフラム４０の貫通穴４１に、伝達ロッド９０の先端部分が挿入され、ダイアフラム４０が、筐体３０の軸孔３１の先端側の開口を覆うように、ダイアフラム４０が配置される（図６（Ａ））。
【００５９】
Ｓ１３０では、ダイアフラム４０が、筐体３０に溶接される。具体的には、図６（Ａ）に矢印Ｌｚで示すように、レーザ溶接によって溶融部ＭＴ２（図２）が形成され、ダイアフラム４０の外縁部分が、筐体３０の先端部に、接合・固定される。
【００６０】
Ｓ１４０では、図６（Ｂ）に矢印Ｐｒで示すように、圧電ユニット５０の先端側に当接された伝達ロッド９０に対して、図示しないプレス機を用いて、先端側から後端側に向かって加圧することに、特定のストローク量ＳＴ（以下、単にプレス量ＳＴとも呼ぶ、例えば、５ｍｍ）だけ伝達ロッド９０をプレスする。プレス量ＳＴは、例えば、圧電素子５１からの電荷の出力が狙い値となるように、予め決められた値、あるいは、圧電素子５１からの電荷の出力をモニタリングしながら決められる値である。これによって、圧電ユニット５０は、プレス量ＳＴ分だけ後端方向Ｄｒに移動する。したがって、圧電ユニット５０と筐体３０の底部３２との間の筒状バネ８０は、軸線方向に、プレス量ＳＴだけ圧縮される。この結果、筒状バネ８０と、伝達ロッド９０と、に挟まれた圧電ユニット５０の圧電素子５１には、所定の予荷重が付与される。
【００６１】
Ｓ１５０では、伝達ロッド９０がプレス量ＳＴだけプレスされた状態で、ダイアフラム４０と伝達ロッド９０とが溶接される。具体的には、伝達ロッド９０がプレス量ＳＴだけプレスされた状態で、換言すれば、伝達ロッド９０に対して先端側から後端側に向かって加圧しながら、図６（Ｂ）に矢印Ｌｚで示すように、レーザ溶接によって溶融部ＭＴ３（図２）が形成される。これによって、伝達ロッド９０の外周面が、ダイアフラム４０の固定部４２に対して、接合・固定される。
【００６２】
Ｓ１６０では、筐体３０が反転される。具体的には、図６（Ｃ）に示すように、筐体３０および筐体３０に配置された部材８０、９０、５０、４０は、先端側を鉛直方向下向きに、後端側を鉛直方向上向きにした状態で、筐体保持部材２２０に保持される。
【００６３】
Ｓ１７０では、圧電ユニット５０の後端側に、支持ロッド７０が配置される。具体的には、図６（Ｃ）に示すように、筐体３０の底部３２の貫通穴３２１に、後端側から先端側に向かって、挿入される。重力によって、支持ロッド７０の先端は、圧電ユニット５０の絶縁板５５に当接する。支持ロッド７０は、筒状バネ８０の軸孔８１内であって、かつ、圧電ユニット５０の端子部５６の径方向の外側に、配置される。
【００６４】
Ｓ１８０では、筐体３０と支持ロッド７０とが溶接される。具体的には、重力によって支持ロッド７０の先端が圧電ユニット５０の絶縁板５５に当接した状態で、図６（Ｃ）に矢印Ｌｚで示すように、レーザ溶接によって溶融部ＭＴ４（図２）が形成され、支持ロッド７０の外周面が、底部３２の固定部３２２に対して、接合・固定される。これによって、先端ユニット１００が完成する。
【００６５】
Ｓ１９０では、他の部材と、先端ユニット１００と、を組み立てて、圧力センサ１０が完成される。具体的には、先端ユニット１００の後端側から引き出された細径導線ＣＷ２の後端と、ケーブル６０の内部導体６５と、が平板導線ＣＷ１を介して接続される。また、ケーブル６０の接地導線ＣＷ３の先端部と筐体３０の底部３２とが溶接される。さらに、ケーブル６０が筒状金具２０の軸孔２１内に通された上で、筒状金具２０の先端に、先端ユニット１００の筐体３０が溶接される。その後、筒状金具２０の軸孔２１内に溶融ゴムが注入されて軸孔２１内がゴム層で満たされて（図示省略）、圧力センサ１０が完成される。
【００６６】
以上説明した第１実施形態の圧力センサ１０は、筒状バネ８０が、圧電ユニット５０と、筐体３０の底部３２と、の間であり、かつ、支持ロッド７０の径方向の外側の位置に、配置されている。この結果、この圧力センサ１０によれば、製造時において、支持ロッド７０を筐体３０に対して固定する（図５のＳ１８０）前に、伝達ロッド９０に対して先端側から後端側に向かって加圧（プレス）した状態で、伝達部材をダイアフラムに対して固定するときに（図５のＳ１４０、Ｓ１５０、図６（Ｂ））、筒状バネ８０によって、圧電素子５１に対する予荷重のばらつきを低減して、圧電素子５１から出力される電荷のばらつきを低減することができる。
【００６７】
また、上述した圧力センサ１０の製造方法（図５）によれば、筐体３０内の圧電ユニット５０と筐体３０の底部３２の間に筒状バネ８０が配置された状態で、圧電ユニット５０の先端側に当接する伝達ロッド９０に対して先端側から後端側に向かって加圧（プレス）しながら、伝達ロッド９０がダイアフラム４０に対して固定される（図５のＳ１４０、Ｓ１５０、図６（Ｂ））。そして、その後に、圧電ユニット５０の後端側に、支持ロッド７０が当接され、支持ロッド７０が筐体３０に固定される（図５のＳ１８０）。この結果、圧電素子５１に対する予荷重のばらつきを低減して、圧電素子５１から出力される電荷のばらつきを低減することができる。
【００６８】
より具体的に説明する。図７は、本願の効果について説明する図である。図７（Ａ）は、図６（Ｂ）の本実施形態におけるプレス量ＳＴと、圧電素子５１に付与される予荷重と、の関係を示すグラフである。図７（Ａ）には、比較形態におけるプレス量ＳＴと、圧電素子５１に付与される予荷重と、の関係が併せて示されている。図７（Ｂ）に示すように、比較形態では、筒状バネ８０および支持ロッド７０が存在しない。そして、比較形態では、圧電ユニット５０の後端側の絶縁板５５は、筐体３０Ｘの底部３２Ｘに、直接に当接している。
【００６９】
本実施形態では、プレス量ＳＴが増大すると、筒状バネ８０がプレス量ＳＴ分だけ圧縮変形する。したがって、筒状バネ８０の圧縮量（＝プレス量ＳＴ）に応じて圧電素子５１に付与される荷重が、圧電素子５１への予荷重となる。したがって、本実施形態では、プレス量の増加するにつれて、圧電素子５１の予荷重は、筒状バネ８０のバネ定数に基づく緩やかな傾斜で増大する（図７（Ａ））。したがって、プレス量ＳＴの誤差ΔＳＴがある程度あるとしても、圧電素子５１の予荷重は、大きく変動することなく安定した値となる。
【００７０】
比較形態では、圧電ユニット５０は、ほぼ剛体である伝達ロッド９０と、筐体３０Ｘの底部３２Ｘと、の間に挟まれている。このために、比較形態では、プレス量ＳＴが増大すると、圧電素子５１に付与される荷重は、本実施形態と比較して、急激に増加する（図７（Ａ））。したがって、プレス量ＳＴのわずかな誤差ΔＳＴで、圧電素子５１の予荷重は、大きく変動することが解る。以上の説明から解るように、本実施形態によれば、比較形態と比較して、圧電素子５１に対する予荷重のばらつきを低減して、適切な予荷重を圧電素子５１に付与することができる。この結果、圧電素子５１から出力される電荷のばらつきを低減することができる。
【００７１】
さらに、筒状バネ８０は、軸線に沿って延びる筒状の部材であり、内部に軸孔８１を有している。そして、筒状バネ８０の内部に棒状（本実施形態では、中空の棒状（＝筒状））の支持ロッド７０が挿入されている。これによって、コンパクトに筒状バネ８０を筐体３０内に配置できる。また、圧電ユニット５０の押さえ板５４の全体に、バランスよく圧力を付与できるので、より圧電素子５１に対する予荷重のばらつきを適切に低減することができる。
【００７２】
さらに、上述したように、筒状バネ８０の内径をＲ１１とし、支持ロッド７０の外径をＲ１２とするとき、（Ｒ１２／Ｒ１１）≧０．５を満たす。これによって、支持ロッド７０に対する筒状バネ８０の径方向の位置のばらつき、すなわち、軸線ＣＬに対する筒状バネ８０の径方向の位置のばらつきを低減できる。この結果、圧電素子５１に対する予荷重のばらつきをさらに低減することができる。
【００７３】
さらに、上述したように、軸線ＣＬを含む断面において、筐体３０の底部３２の表面と、筒状バネ８０の端部と、がなす角度の最小値θ１１、θ１４や、圧電ユニット５０の表面と、筒状バネ８０の端部と、がなす角度の最小値θ２２、θ２３は、３０度以下である。この最小値θ１１、θ１４、θ２２、θ２３が、過度に大きい場合には、具体的には、３０度を超える場合には、プレスによって、筒状バネ８０が圧縮されるときに、径方向の力が接触部にかかりやすく、筒状バネ８０が径方向にずれやすくなる。本実施形態では、最小値θ１１、θ１４、θ２２、θ２３が３０度以下であるので、筒状バネ８０の端部と、該端部と接触する表面と、の接触が安定し、このような位置ずれの発生を抑制できる。この結果、圧電素子に対する予荷重のばらつきをさらに低減することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、筒状バネ８０は、上述したように、圧電ユニット５０と筐体３０の底部３２との間に位置している。すなわち、後述する第２実施形態のように、圧電ユニット５０とダイアフラム４０との間に位置していない。したがって、筒状バネ８０がダイアフラム４０に影響を与えることがない。
【００７５】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ−１．圧力センサの構成
図８は、第２実施形態の圧力センサの先端ユニット１００Ｂ近傍の拡大図である。第２実施形態の筒状バネ８０Ｂは、圧電ユニット５０とダイアフラム４０との間であり、かつ、伝達ロッド９０の径方向の外側に配置されている。具体的には、筒状バネ８０Ｂの先端は、ダイアフラム４０の後端側の面に当接し、筒状バネ８０Ｂの後端は、押さえ板５４の先端側の面に当接している。筒状バネ８０Ｂは、ダイアフラム４０と絶縁板５５とによって、軸線方向に少量だけ圧縮されている。筒状バネ８０Ｂの軸孔８１Ｂには、伝達ロッド９０が挿入・配置されている。
【００７６】
筒状バネ８０Ｂの概略形状は、第１実施形態の筒状バネ８０と同じであり、側壁が蛇腹形状を有する略円筒状を有している。
【００７７】
また、筒状バネ８０Ｂの内径をＲ２１とし、伝達ロッド９０の外径をＲ２２とすると、（Ｒ２２／Ｒ２１）≧０．５を満たす。すなわち、伝達ロッド９０の外径Ｒ２２は、筒状バネ８０Ｂの内径Ｒ２１の半分以上である。
【００７８】
さらに、図示は省略するが、軸線ＣＬを含む断面において、ダイアフラム４０の後端側の表面Ｓ１と、筒状バネ８０Ｂの先端と、の接触部において、ダイアフラム４０の表面と、筒状バネ８０Ｂの先端と、がなす角度のうちの最小の角度は、第１実施形態の図４（Ｂ）同様に、３０度以下である。また、軸線ＣＬを含む断面において、圧電ユニット５０の先端側の表面（すなわち、押さえ板５４の先端側の表面）と、筒状バネ８０Ｂの後端と、の接触部において、押さえ板５４の表面と、筒状バネ８０Ｂの後端と、がなす角度のうちの最小の角度は、３０度以下である。
【００７９】
Ｂ−２．圧力センサの製造方法
図９は、第２実施形態の圧力センサの製造方法のフローチャートである。第２実施形態の図１０は、第２実施形態の圧力センサの製造方法の説明図である。
【００８０】
図９のＳ２００では、上述した圧力センサ１０を構成する部材２０〜９０が準備される。
【００８１】
Ｓ２１０では、筐体３０に、圧電ユニット５０と、筒状バネ８０Ｂと、ダイアフラム４０と、が配置される。具体的には、図１０（Ａ）に示すように、筐体３０は、先端側を鉛直方向上向きに、後端側を鉛直方向下向きにした状態で、筐体保持部材２３０に保持される。この状態で、筐体３０の軸孔３１内に、筐体３０の先端側の開口から、先ず、圧電ユニット５０が配置され、次に、圧電ユニット５０の押さえ板５４の上に、筒状バネ８０Ｂが配置される。ダイアフラム４０が、筐体３０の軸孔３１の先端側の開口を覆うように、ダイアフラム４０が配置される（図１０（Ａ））。
【００８２】
Ｓ２２０では、ダイアフラム４０が、筐体３０に溶接される。具体的には、図１０（Ａ）に矢印Ｌｚで示すように、レーザ溶接によって溶融部ＭＴ２（図８）が形成され、ダイアフラム４０の外縁部分が、筐体３０の先端部に、接合・固定される。この結果、筐体３０内に、圧電ユニット５０が配置されるとともに、筐体３０内の圧電ユニット５０と、筐体３０に固定されたダイアフラム４０との間に、筒状バネ８０Ｂが配置される。
【００８３】
Ｓ２３０では、筐体３０が反転される。具体的には、図１０（Ｂ）に示すように、筐体３０および筐体３０に配置された部材８０Ｂ、５０、４０は、先端側を鉛直方向下向きに、後端側を鉛直方向上向きにした状態で、筐体保持部材２４０に保持される。
【００８４】
Ｓ２４０では、圧電ユニット５０の後端側に、支持ロッド７０が配置される。具体的には、図１０（Ｂ）に示すように、筐体３０の底部３２の貫通穴３２１に、後端側から先端側に向かって、支持ロッド７０が挿入される。支持ロッド７０の先端は、筐体３０の軸孔３１内において、圧電ユニット５０の絶縁板５５の後端側の面に当接する。
【００８５】
Ｓ２５０では、図１０（Ｂ）に示すように、圧電ユニット５０の後端側に当接された支持ロッド７０に対して、図示しないプレス機を用いて、後端側から先端側に向かって加圧することによって、プレス量ＳＴ分だけ支持ロッド７０をプレスする。プレス量ＳＴは、例えば、圧電素子５１からの電荷の出力が狙い値となるように、予め決められた値、あるいは、圧電素子５１からの電荷の出力をモニタリングしながら決められる値である。これによって、圧電ユニット５０は、プレス量ＳＴ分だけ先端方向Ｄｆに移動する。したがって、圧電ユニット５０とダイアフラム４０との間の筒状バネ８０Ｂは、軸線方向に、プレス量ＳＴだけ圧縮される。この結果、筒状バネ８０Ｂと、ダイアフラム４０と、に挟まれた圧電ユニット５０の圧電素子５１には、所定の予荷重が付与される。
【００８６】
Ｓ２６０では、支持ロッド７０がプレス量ＳＴだけプレスされた状態で、筐体３０と支持ロッド７０とが溶接される。すなわち、図１０（Ｂ）に矢印Ｌｚで示すように、レーザ溶接によって溶融部ＭＴ４（図８）が形成され、支持ロッド７０の外周面が、底部３２の固定部３２２に対して、接合・固定される。
【００８７】
Ｓ２７０では、筐体３０が、再度、反転される。具体的には、図１０（Ｃ）に示すように、筐体３０および筐体３０に配置された部材８０Ｂ、７０、５０、４０は、先端側を鉛直方向上向きに、後端側を鉛直方向下向きにした状態で、筐体保持部材２３０に保持される。
【００８８】
Ｓ２８０では、圧電ユニット５０の先端側に、伝達ロッド９０が配置される。具体的には、図１０（Ｃ）に示すように、ダイアフラム４０の貫通穴４１に、伝達ロッド９０が先端側から後端側に向かって挿入される。重力によって、伝達ロッド９０の後端は、圧電ユニット５０の押さえ板５４の先端側の面に当接する。伝達ロッド９０は、筒状バネ８０Ｂの軸孔８１Ｂ内に、配置される。
【００８９】
Ｓ２９０では、ダイアフラム４０と伝達ロッド９０とが溶接される。具体的には、重力によって伝達ロッド９０の後端が圧電ユニット５０の押さえ板５４に当接した状態で、図１０（Ｃ）に矢印Ｌｚで示すように、レーザ溶接によって溶融部ＭＴ３（図８）が形成され、伝達ロッド９０の外周面が、ダイアフラム４０の固定部４２に対して、接合・固定される。これによって、先端ユニット１００Ｂが完成する。
【００９０】
Ｓ３００では、図５のＳ１９０と同様に、他の部材と、先端ユニット１００Ｂと、が組み立てられて、圧力センサが完成される。
【００９１】
以上説明した第２実施形態の圧力センサ１０は、筒状バネ８０Ｂが、圧電ユニット５０と、ダイアフラム４０と、の間であり、かつ、伝達ロッド９０の径方向の外側の位置に、配置されている。この圧力センサによれば、製造時において、伝達ロッド９０をダイアフラム４０に対して固定する（図９のＳ２９０）前に、支持ロッド７０に対して後端側から先端側に向かって加圧（プレス）した状態で、伝達部材をダイアフラムに対して固定する（図９のＳ２５０、Ｓ２６０、図１０（Ｂ））。この結果、第１実施形態と同様に、筒状バネ８０Ｂによって、圧電素子５１に対する予荷重のばらつきを低減して、圧電素子５１から出力される電荷のばらつきを低減することができる。
【００９２】
また、上述した圧力センサ１０の製造方法（図９）によれば、筐体３０内に、圧電ユニット５０と、筒状バネ８０Ｂと、が配置された状態で、支持ロッド７０を圧電ユニット５０の後端側に当接させ、支持ロッド７０に対して後端側から先端側に向かって加圧（プレス）しながら、支持ロッド７０が筐体３０に対して固定される（図９のＳ２５０、Ｓ２６０、図１０（Ｂ））。そして、その後に、圧電ユニット５０の先端側に、伝達ロッド９０が当接され、伝達ロッド９０がダイアフラム４０に固定される（図９のＳ２９０）。この結果、第１実施形態と同様に、圧電素子５１に対する予荷重のばらつきを低減して、圧電素子５１から出力される電荷のばらつきを低減することができる。
【００９３】
さらに、第１実施形態と同様に、筒状バネ８０Ｂは、軸線に沿って延びる筒状の部材であり、内部に軸孔８１Ｂを有している。そして、筒状バネ８０Ｂの内部に棒状（本実施形態では、円柱状）の伝達ロッド９０が挿入されている。こうすれば、コンパクトに筒状バネ８０Ｂを筐体３０内に配置できる。また、圧電ユニット５０の押さえ板５４の全体に、バランスよく圧力を付与できるので、より圧電素子５１に対する予荷重のばらつきを適切に低減することができる。
【００９４】
さらに、上述したように、筒状バネ８０Ｂの内径をＲ２１とし、伝達ロッド９０の外径をＲ２２とするとき、（Ｒ２２／Ｒ２１）≧０．５を満たす。こうすれば、伝達ロッド９０に対する筒状バネ８０Ｂの径方向の位置のばらつき、すなわち、軸線ＣＬに対する筒状バネ８０Ｂの径方向の位置のばらつきを低減できる。この結果、圧電素子５１に対する予荷重のばらつきをさらに低減することができる。
【００９５】
さらに、上述したように、軸線ＣＬを含む断面において、ダイアフラム４０の表面と、筒状バネ８０Ｂの端部と、がなす角度の最小値や、圧電ユニット５０の表面と、筒状バネ８０Ｂの端部と、がなす角度の最小値は、３０度以下である。この結果、第１実施形態と同様に、圧電素子に対する予荷重のばらつきをさらに低減することができる。
【００９６】
Ｃ．変形例：
（１）上記各実施形態では、弾性部材として筒状バネ８０、８０Ｂが用いられているが、一例であり、これに限られない。筒状バネ８０、８０Ｂに代えて、別のタイプの弾性部材が用いられても良い。図１１、図１２は、弾性部材の変形例を示す図である。例えば、図１１（Ａ）に示すように、弾性部材として、つるまきバネ８０Ｃが用いられても良い。また、図１１（Ｂ）に示すように、軸線ＣＬを含む断面において、側壁の断面形状が、Ｓ字状に湾曲している筒状体８０Ｄが用いられても良い。また、図１２に示すように、複数個の弾性部材が用いられても良い。図１２の例では、筐体３０の底部３２と、圧電ユニット５０の絶縁板５５と、の間で、かつ、支持ロッド７０の径方向の外側に、複数個のつるまきバネ８０Ｅ１、８０Ｅ２が配置されている。
【００９７】
また、弾性部材として、金属製のバネに限らず、例えば、弾性係数が支持ロッド７０や伝達ロッド９０の弾性係数より小さな材料、例えば、耐熱性ゴムなどを用いて形成された円筒部材が用いられても良い。
【００９８】
このように、一般的に言えば、伝達ロッド９０および支持ロッド７０より軸線方向の力に対する変形量が大きな各種の部材が、弾性部材として用いられ得る。
【００９９】
（２）上記各実施形態の部材、例えば、部材５０〜７０、９０の形状等の具体的な構成は、一例であり、他の様々な構成が採用され得る。また、各部材について例示したステンレス鋼などの材料は、一例であり、他の様々な材料が採用され得る。例えば、伝達ロッド９０は、一部または全部が中空の筒状の部材であっても良いし、角柱形状や角筒形状を有していても良い。
【０１００】
また、圧電ユニット５０の構成としては、図２、図３の構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、先端側の押さえ板５４と後端側の押さえ板５４との少なくとも一方が省略されてもよい。また、端子部５６が、電極５２に直接的に接続されていてもよい。また、電極５２と圧電素子５１とは、軸線ＣＬ上に配置された円盤状の板状部材ではなく、軸線ＣＬを囲む円環状の板状部材であってもよい。一般的には、圧電ユニット５０は、圧電素子を含み、圧電素子からの信号を圧力センサの外部に出力できるように構成されていることが好ましい。
【０１０１】
（３）ダイアフラム４０と圧電素子５１とを接続する構成としては、図２で説明した構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、先端側の押さえ板５４が省略され、伝達ロッド９０が、圧電ユニット５０の要素のうちの先端側の電極５２のみに接触していてもよい。また、先端側の押さえ板５４と電極５２が省略されて、伝達ロッド９０に直接的に圧電素子５１が接続されてもよい。この場合、伝達ロッド９０が、電極として機能する。
【０１０２】
（４）圧電ユニット５０からの信号を圧力センサ１０の外部に導くための構成としては、ケーブル６０を用いる構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、圧力センサ１０の後端側に端子金具が配置され、端子金具と圧電ユニット５０の端子部５６とが中軸によって接続されてもよい。この場合、端子金具と筒状金具２０とを通じて、圧電ユニット５０からの信号を取得可能である。
【０１０３】
以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０...圧力センサ、２０...筒状金具、２１...軸孔、２２...ねじ部、２２...最小値θ、２４...工具係合部、３０...筐体、３０Ｘ...筐体、３１...軸孔、３２...底部、３４...拡径部、４０...ダイアフラム、４１...貫通穴、４２...固定部、５０...圧電ユニット、５１...圧電素子、５２...電極、５３...リード部、５４...押さえ板、５５...絶縁板、５６...端子部、５７...円盤部、６０...ケーブル、６１...ジャケット、６２...外部導体、６３...導電コーティング、６４...絶縁体、６５...内部導体、７０...支持ロッド、７１...軸孔、８０、８０Ｂ...筒状バネ、８０Ｃ...つるまきバネ、８０Ｄ...筒状体、８１、８１Ｂ...軸孔、９０...伝達ロッド、９２...突出部、１００、１００Ｂ...先端ユニット、１００Ｂ...先端ユニット、２１０〜２４０...筐体保持部材、３２１...貫通穴、３２２...固定部、８０Ｅ１、８０Ｅ２...つるまきバネ、ＭＴ１〜ＭＴ５...溶融部、ＣＷ１...平板導線、ＣＷ２...細径導線、ＣＷ３...接地導線
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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