(57)【要約】【課題】圧力センサの感度を向上させることができる圧力センサ及びその製造方法を提供する。【解決手段】連結部材１６０は、軸線ＡＸを含む位置で連結部材１６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態でハウジング１００に接合された第１接合部１６１と、軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で変位部材１８０に接合された第２接合部１６２と、第１接合部１６１から径方向内側ＤＲ２に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部１６３と、第２接合部１６２から径方向外側ＤＲ１に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部１６４と、第１屈曲部１６３と第２屈曲部１６４との間を直線状に延びる形態の中間接続部１６５とを有する。第１屈曲部１６３のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部１６５のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部１６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす。【選択図】図３
2017227605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿う方向である軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
少なくとも一部が前記ハウジング内に配置され、前記軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位する変位部材と、
前記軸線方向に延びる筒状で、前記変位部材を前記ハウジングに弾性的に連結する連結部材と、を備え、
前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて圧力を検知する
圧力センサであって、
前記連結部材は、前記軸線を含む位置で当該連結部材を前記軸線方向に切断した切断面において、
前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記ハウジングに接合された第１接合部と、
前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記変位部材に接合された第２接合部と、
前記第１接合部に連接し、前記第１接合部から前記連結部材の径方向内側に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部と、
前記第２接合部に連接し、前記第２接合部から前記連結部材の径方向外側に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部と、
前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部とを接続する中間接続部と、を有する形態をなし、
前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす
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、
前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂの関係を満たす
圧力センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧力センサであって、
前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＝Ｃの関係を満たす
圧力センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧力センサであって、
前記変位部材は、自身の先端部が前記ハウジングの先端から突出して配置されたヒータ部材を含む
圧力センサ。
【請求項５】
軸線に沿う方向である軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
少なくとも一部が前記ハウジング内に配置され、前記軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位する変位部材と、
前記軸線方向に延びる筒状で、前記変位部材を前記ハウジングに弾性的に連結する連結部材と、を備え、
前記連結部材は、
絞り加工により成形されており、
前記軸線を含む位置で当該連結部材を前記軸線方向に切断した切断面において、
前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記ハウジングに接合された第１接合部と、
前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記変位部材に接合された第２接合部と、
前記第１接合部に連接し、前記第１接合部から前記連結部材の径方向内側に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部と、
前記第２接合部に連接し、前記第２接合部から前記連結部材の径方向外側に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部と、
前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部とを接続する中間接続部と、を有する形態をなし、
前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて圧力を検知する
圧力センサの製造方法であって、
前記絞り加工により成形された前記連結部材について、容体化処理及び時効硬化処理を行うことで、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす前記連結部材を作製する連結部材処理工程と、
前記連結部材の前記第１接合部を前記ハウジングの一部に接合する工程と、
前記連結部材の前記第２接合部を前記変位部材の一部に接合する工程と、を備える
圧力センサの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記連結部材処理工程の後、前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部に対し、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行うことで、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂの関係を満たす前記連結部材を作製する工程を備える
圧力センサの製造方法。
【請求項７】
軸線に沿う方向である軸線方向に延びる筒状のハウジングと、
少なくとも一部が前記ハウジング内に配置され、前記軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位する変位部材と、
前記軸線方向に延びる筒状で、前記変位部材を前記ハウジングに弾性的に連結する連結部材と、を備え、
前記連結部材は、
絞り加工により成形されており、
前記軸線を含む位置で当該連結部材を前記軸線方向に切断した切断面において、
前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記ハウジングに接合された第１接合部と、
前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記変位部材に接合された第２接合部と、
前記第１接合部に連接し、前記第１接合部から前記連結部材の径方向内側に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部と、
前記第２接合部に連接し、前記第２接合部から前記連結部材の径方向外側に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部と、
前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部とを接続する中間接続部と、を有する形態をなし、
前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて圧力を検知する
圧力センサの製造方法であって、
前記絞り加工により成形された前記連結部材について、前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部に対し、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行うことで、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす前記連結部材を作製する工程と、
前記連結部材の前記第１接合部を前記ハウジングの一部に接合する工程と、
前記連結部材の前記第２接合部を前記変位部材の一部に接合する工程と、を備える
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、圧力センサ及び圧力センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧力センサとして、ディーゼルエンジン等の内燃機関の燃焼圧を検知する圧力センサ（ヒータ付きの圧力センサ）が開示されている。特許文献１の圧力センサは、軸線に沿う方向である軸線方向に延びる筒状のハウジング（主体金具、内筒、及び、先端キャップ）と、少なくとも一部がハウジング内に配置されて軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて軸線方向に変位する変位部材（ヒータ及び伝達スリーブ）と、軸線方向に延びる筒状で、変位部材をハウジングに弾性的に連結する連結部材（メンブレン）とを備えている。この圧力センサでは、変位部材の軸線方向の変位に基づいて圧力（燃焼圧）を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０６３５４号公報
【０００４】
前記圧力センサのうち、連結部材は、軸線を含む位置で当該連結部材を前記軸線方向に切断した切断面において、「軸線方向に直線状に延びる形態で、ハウジングに接合された第１接合部」と、「軸線方向に直線状に延びる形態で、変位部材に接合された第２接合部」と、「第１接合部に連接して、第１接合部から連結部材の径方向内側に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部」と、「第２接合部に連接して、第２接合部から前記連結部材の径方向外側に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部」と、「第１屈曲部と第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する中間接続部」とを有する。
【０００５】
この連結部材は、変位部材をハウジングに弾性的に連結することで、変位部材が軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて、変位部材が軸線方向に変位することを可能とする部材である。この連結部材は、主に、第１屈曲部及び第２屈曲部が軸線方向に弾性変形することで、変位部材が軸線方向に変位することを可能としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、連結部材は、平板の深絞り加工により作製される。このため、連結部材では、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度（例えば、ビッカース硬さ）が、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する中間接続部の硬度よりも高くなっていた。このような連結部材では、第１屈曲部及び第２屈曲部のバネ定数が高くなり、軸線方向に弾性変形し難くなっていた。このため、上述の圧力センサでは、圧力変化に応じた変位部材の変位量が小さくなる（従って、圧力センサの感度が低くなる）傾向にあり、圧力センサの感度を向上させることが課題となっていた。
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、圧力センサの感度を向上させることができる圧力センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、軸線に沿う方向である軸線方向に延びる筒状のハウジングと、少なくとも一部が前記ハウジング内に配置され、前記軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位する変位部材と、前記軸線方向に延びる筒状で、前記変位部材を前記ハウジングに弾性的に連結する連結部材と、を備え、前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて圧力を検知する圧力センサであって、前記連結部材は、前記軸線を含む位置で当該連結部材を前記軸線方向に切断した切断面において、前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記ハウジングに接合された第１接合部と、前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記変位部材に接合された第２接合部と、前記第１接合部に連接し、前記第１接合部から前記連結部材の径方向内側に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部と、前記第２接合部に連接し、前記第２接合部から前記連結部材の径方向外側に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部と、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部とを接続する中間接続部と、を有する形態をなし、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす圧力センサである。
【０００９】
上述の圧力センサでは、連結部材が、軸線を含む位置で当該連結部材を軸線方向に切断した切断面において、「軸線方向に直線状に延びる形態で、ハウジングに接合された第１接合部」と、「軸線方向に直線状に延びる形態で、変位部材に接合された第２接合部」と、「第１接合部に連接し、第１接合部から連結部材の径方向内側に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第１屈曲部」と、「第２接合部に連接し、第２接合部から連結部材の径方向外側に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第２屈曲部」と、「第１屈曲部と第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する中間接続部」とを有する形態をなしている。
【００１０】
換言すれば、連結部材が、「軸線方向に延びる筒状で、ハウジングに接合された第１接合部」と、「軸線方向に延びる筒状で、変位部材に接合された第２接合部」と、「第１接合部に連接し、第１接合部から連結部材の径方向内側に曲げられた形態（曲がった形態）であるリング状（断面が弧状をなすリング状）の第１屈曲部」と、「第２接合部に連接し、第２接合部から連結部材の径方向外側に曲げられた形態（曲がった形態）であるリング状（断面が弧状をなすリング状）の第２屈曲部」と、「線形テーパ筒状または平板リング状をなし、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する中間接続部」とを有する。
【００１１】
そして、この圧力センサでは、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たしている。このように、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度を中間接続部の硬度以下にすることで、従来の連結部材（第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度が中間接続部の硬度よりも高い連結部材）に比べて、第１屈曲部及び第２屈曲部のバネ定数が小さくなり、軸線方向に弾性変形し易くなる。これにより、上述の圧力センサでは、圧力変化に応じた変位部材の変位量を大きくすることができ、圧力センサの感度を向上させることができる。
【００１２】
なお、連結部材としては、軸線を含む位置で当該連結部材を軸線方向に切断した切断面が、略Ｓ字状（連結部材の径方向を上下方向として見たときに略Ｓ字状）、略Ｕ字状（軸線方向を上下方向として見たときに略Ｕ字状）、または、略Ｊ字状（軸線方向を上下方向として見たときに略Ｊ字状）のものが挙げられる。
【００１３】
さらに、前記の圧力センサであって、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂの関係を満たす圧力センサとすると良い。
【００１４】
上述の圧力センサでは、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂの関係を満たしている。このように、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度を、中間接続部の硬度よりも小さくすることで、より一層、連結部材が軸線方向に弾性変形し易くなる。これにより、上述の圧力センサでは、圧力変化に応じた変位部材の変位量をより一層大きくすることができ、圧力センサの感度を向上させることができる。
【００１５】
さらに、前記いずれかの圧力センサであって、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＝Ｃの関係を満たす圧力センサとすると良い。
【００１６】
上述の圧力センサでは、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＝Ｃの関係を満たしている。従って、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＝Ｃ≦ＢまたはＡ＝Ｃ＜Ｂの関係を満たしている。このように、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度を中間接続部の硬度以下とし、且つ、第１屈曲部の硬度と第２屈曲部の硬度とを等しくすることで、連結部材が軸線方向に弾性変形し易くなり、且つ、安定して、連結部材を軸線方向に弾性変形させることができる。これにより、上述の圧力センサでは、良好なセンサ感度を安定して得ることができる。
【００１７】
さらに、前記いずれかの圧力センサであって、前記変位部材は、自身の先端部が前記ハウジングの先端から突出して配置されたヒータ部材を含む圧力センサとすると良い。
【００１８】
上述の圧力センサとしては、例えば、ディーゼルエンジン等の内燃機関本体に取り付けられ、燃焼室内の圧力（燃焼圧）を検知し、さらには、当該圧力センサに設けられているヒータによって燃焼室内を加熱（予熱）するものが挙げられる。このようなヒータ付きの圧力センサにおいても、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たしているので、圧力変化に応じた変位部材の変位量を大きくすることができ、圧力センサの感度を向上させることができる。
【００１９】
なお、ヒータ部材としては、例えば、金属チューブの内部にコイル状の発熱体が配置されたメタルヒータや、絶縁性セラミック体の内部に導電性セラミック体からなる発熱体が配置されたセラミックヒータに金属製の外筒が外嵌されたものが挙げられる。
【００２０】
本発明の他の態様は、軸線に沿う方向である軸線方向に延びる筒状のハウジングと、少なくとも一部が前記ハウジング内に配置され、前記軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位する変位部材と、前記軸線方向に延びる筒状で、前記変位部材を前記ハウジングに弾性的に連結する連結部材と、を備え、前記連結部材は、絞り加工により成形されており、前記軸線を含む位置で当該連結部材を前記軸線方向に切断した切断面において、前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記ハウジングに接合された第１接合部と、前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記変位部材に接合された第２接合部と、前記第１接合部に連接し、前記第１接合部から前記連結部材の径方向内側に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部と、前記第２接合部に連接し、前記第２接合部から前記連結部材の径方向外側に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部と、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部とを接続する中間接続部と、を有する形態をなし、前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて圧力を検知する圧力センサの製造方法であって、前記絞り加工により成形された前記連結部材について、容体化処理及び時効硬化処理を行うことで、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす前記連結部材を作製する連結部材処理工程と、前記連結部材の前記第１接合部を前記ハウジングの一部に接合する工程と、前記連結部材の前記第２接合部を前記変位部材の一部に接合する工程と、を備える圧力センサの製造方法である。
【００２１】
上述の製造方法では、絞り加工により成形された連結部材について、容体化処理及び時効硬化処理を行うことで、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす連結部材を作製する連結部材処理工程を行う。このような連結部材処理工程を行った連結部材は、連結部材処理工程を行う前の絞り加工により成形された連結部材（Ａ＞Ｂ且つＣ＞Ｂの関係を満たす連結部材）に比べて、第１屈曲部及び第２屈曲部のバネ定数が低くなり、軸線方向に弾性変形し易くなる。従って、上述の製造方法により製造された圧力センサでは、従来の圧力センサ（連結部材処理工程を行うことなく絞り加工により成形された連結部材を用いて製造した圧力センサ）に比べて、圧力変化に応じた変位部材の変位量が大きくなり、圧力センサの感度が向上する。
【００２２】
なお、連結部材としては、例えば、Inconel 718（商標名）からなる連結部材を用いることができる。この連結部材の場合、容体化処理の条件は、例えば、以下の条件で行うことができる。具体的には、まず、絞り加工により成形された連結部材を、真空中（真空下）で、９５０〜９６０℃の範囲内の温度で１時間加熱する。その後６０分以内に、窒素雰囲気中（窒素雰囲気下）で、この連結部材を常温（２５℃）になるまで冷却（急冷）する。その後の、時効硬化処理は、例えば、以下の条件で行うことができる。具体的には、まず、容体化処理を終えた連結部材を、真空中で、７１０〜７２０℃の範囲内の温度で８時間加熱する。引き続き、この連結部材を、真空中で、６２０〜６３０℃の範囲内の温度で６時間加熱する。その後６０分以内に、窒素雰囲気下で、この連結部材を常温（２５℃）になるまで冷却（急冷）する。
【００２３】
さらに、上記の圧力センサの製造方法であって、前記連結部材処理工程の後、前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部に対し、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行うことで、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂの関係を満たす前記連結部材を作製する工程を備える圧力センサの製造方法とすると良い。
【００２４】
上述の製造方法では、連結部材処理工程（容体化処理及び時効硬化処理）を行った連結部材について、第１屈曲部及び第２屈曲部に対し、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行うことで、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂの関係を満たす連結部材を作製する。このように、第１屈曲部及び第２屈曲部に対し、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行って、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度を、中間接続部の硬度よりも小さくすることで、より一層、連結部材が軸線方向に弾性変形し易くなる。従って、上述の製造方法により製造された圧力センサでは、圧力変化に応じた変位部材の変位量をより一層大きくすることができ、圧力センサの感度を向上させることができる。
【００２５】
なお、レーザー加熱処理または高周波加熱処理による第１屈曲部及び第２屈曲部の加熱温度は、第１屈曲部及び第２屈曲部を構成する材料に応じて設定するのが好ましい。具体的には、第１屈曲部及び第２屈曲部を構成する材料の硬度が鈍る（軟化する）温度であって、当該材料の融点以下の温度範囲に設定するのが好ましい。例えば、連結部材として、Inconel 718（商標名）からなる連結部材を用いる場合、レーザー加熱処理または高周波加熱処理による第１屈曲部及び第２屈曲部の加熱温度は、５００℃〜１３７０℃の範囲内の温度とするのが好ましい。
【００２６】
また、本発明の他の態様は、軸線に沿う方向である軸線方向に延びる筒状のハウジングと、少なくとも一部が前記ハウジング内に配置され、前記軸線方向の先端側から受けた圧力の変化に応じて前記軸線方向に変位する変位部材と、前記軸線方向に延びる筒状で、前記変位部材を前記ハウジングに弾性的に連結する連結部材と、を備え、前記連結部材は、絞り加工により成形されており、前記軸線を含む位置で当該連結部材を前記軸線方向に切断した切断面において、前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記ハウジングに接合された第１接合部と、前記軸線方向に直線状に延びる形態で、前記変位部材に接合された第２接合部と、前記第１接合部に連接し、前記第１接合部から前記連結部材の径方向内側に曲げられた形態である曲線状の第１屈曲部と、前記第２接合部に連接し、前記第２接合部から前記連結部材の径方向外側に曲げられた形態である曲線状の第２屈曲部と、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間を直線状に延びる形態で、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部とを接続する中間接続部と、を有する形態をなし、前記変位部材の前記軸線方向の変位に基づいて圧力を検知する圧力センサの製造方法であって、前記絞り加工により成形された前記連結部材について、前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部に対し、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行うことで、前記第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、前記中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、前記第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす前記連結部材を作製する工程と、前記連結部材の前記第１接合部を前記ハウジングの一部に接合する工程と、前記連結部材の前記第２接合部を前記変位部材の一部に接合する工程と、を備える圧力センサの製造方法である。
【００２７】
上述の製造方法では、絞り加工により成形された連結部材について、第１屈曲部及び第２屈曲部に対し、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行うことで、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす連結部材を作製する。この連結部材は、レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行う前の絞り加工により成形された連結部材（Ａ＞Ｂ且つＣ＞Ｂの関係を満たす連結部材）に比べて、第１屈曲部及び第２屈曲部のバネ定数が低くなり、軸線方向に弾性変形し易くなる。従って、上述の製造方法により製造された圧力センサでは、従来の圧力センサ（レーザー加熱処理または高周波加熱処理を行うことなく絞り加工により成形された連結部材を用いて製造した圧力センサ）に比べて、圧力変化に応じた変位部材の変位量が大きくなり、圧力センサの感度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１，２にかかる圧力センサの部分破断図である。
【図２】図１のＣ部拡大図である。
【図３】図２のＢ部拡大図である。
【図４】連結部材のビッカース硬さの比較図である。
【図５】圧力センサの感度の比較図である。
【図６】圧力センサの感度測定試験の説明図である。
【図７】変形例１にかかる圧力センサの拡大断面図である。
【図８】変形例２にかかる圧力センサの拡大断面図である。
【図９】変形例３にかかる圧力センサの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（実施例１）
次に、実施例１にかかる圧力センサ１について、図面を参照して説明する。図１は、実施例１にかかる圧力センサ１の部分破断図である。図２は、図１のＣ部拡大図であり、圧力センサ１の軸線ＡＸを含む位置で圧力センサ１の一部を軸線方向ＤＸ（軸線ＡＸに沿う方向）に切断した切断面である。なお、図２には、軸線ＡＸを含む位置で連結部材１６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面が含まれている。また、図３は、図２のＢ部拡大図であり、軸線ＡＸを含む位置で連結部材１６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面を拡大した図である。なお、図１〜図３では、圧力センサ１の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＤＸのうち、ヒータ部材１３０が配置された側（図中下側）を先端側ＸＳ、これと反対側（図中上側）を後端側ＸＫとする。
【００３０】
本実施例１の圧力センサ１は、後述するように、変位部材として、ヒータ部材１３０を含む変位部材１８０を備えるヒータ付きの圧力センサである。この圧力センサ１（ヒータ付きの圧力センサ）は、ディーゼルエンジンの内燃機関本体（図示なし）に取り付けられ、燃焼室内の圧力（燃焼圧）を検知、さらには、燃焼室内を加熱（予熱）する。
【００３１】
具体的には、圧力センサ１は、軸線方向ＤＸに延びる筒状のハウジング１００と、軸線方向ＤＸに延びる棒状の変位部材１８０と、変位部材１８０をハウジング１００に弾性的に連結する連結部材１６０とを備える。さらに、圧力センサ１は、軸線方向ＤＸに延びる棒状の中軸１２０と、端子アセンブリ２５０と、検知部２００とを備える。なお、中軸１２０は、圧力センサ１の軸線ＡＸ上に位置し、後述するヒータ部材１３０に接続（導通）している。
【００３２】
検知部２００は、図２に示すように、金属材からなる環状のダイアフラム体２１４と、このダイアフラム体２１４上に配置されたピエゾ抵抗型素子からなる圧力検知素子２１５とを有する。このうち、ダイアフラム体２１４は、それぞれ略円筒状をなす内周部２１１及び外周部２１２と、これらの間に架け渡され薄肉とされた環状のダイアフラム部２１３とからなる。この検知部２００は、内周部２１１の径方向ＤＲ内側を中軸１２０が挿通した形態をなしている。また、ダイアフラム部２１３の軸線方向ＤＸの後端側ＸＫの主面上には、圧力検知素子２１５が配置されている。なお、圧力検知素子２１５として、上述したピエゾ抵抗型素子のほか、圧電素子等を用いても良い。
【００３３】
変位部材１８０は、軸線方向ＤＸに延びる棒状のヒータ部材１３０と、ヒータ部材１３０に外嵌された伝達スリーブ１７０とを有し、軸線方向ＤＸの先端側ＸＳから受けた圧力の変化に応じて軸線方向ＤＸに変位する。この変位部材１８０は、当該変位部材１８０の後端側ＸＫの部位（伝達スリーブ１７０及びヒータ部材１３０の後端側ＸＫの部位）がハウジング１００内に配置され、先端部１８０ｓ（後述するヒータ部材１３０のヒータ先端部１３０ｓ）がハウジング１００の先端から突出している。本実施例１の圧力センサ１では、変位部材１８０の先端部１８０ｓをなすヒータ先端部１３０ｓが燃焼室内に配置され、燃焼室内の圧力（燃焼圧）の変化に応じて、変位部材１８０（ヒータ部材１３０及び伝達スリーブ１７０）が軸線方向ＤＸに変位する。
【００３４】
変位部材１８０のうち、ヒータ部材１３０は、筒状のシースチューブ１３１の内側に発熱コイル１３２及び制御コイル１３３を配置したシースヒータである（図１参照）。シースチューブ１３１は、ステンレス鋼材からなり、軸線方向ＤＸの先端側ＸＳに位置するチューブ先端部１３１ｓが半球状に閉塞した筒状チューブである。このシースチューブ１３１内に、チューブ先端部１３１ｓに内側から接合された発熱コイル１３２と、この発熱コイル１３２の後端に直列接続された制御コイル１３３とがそれぞれ配置されている。
【００３５】
なお、シースチューブ１３１の内側の空間のうち、発熱コイル１３２及び制御コイル１３３が配置されている空間には、酸化マグネシウム粉末等の絶縁粉末（図示しない）が充填されている。また、シースチューブ１３１の内側には、中軸１２０が軸線ＡＸに沿って挿入されている。
【００３６】
また、伝達スリーブ１７０は、金属材によって形成された略円筒状をなしている。なお、この伝達スリーブ１７０は、先端側ＸＳに位置するスリーブ先端部１７０ｓが、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１の外周面に溶接され、ヒータ部材１３０と一体にされている。また、伝達スリーブ１７０の後端側ＸＫに位置するスリーブ後端部１７０ｋが、上述した検知部２００の内周部２１１に接合されている。従って、燃焼室内の圧力（燃焼圧）の変化に応じたヒータ部材１３０の軸線方向ＤＸの変位が、この伝達スリーブ１７０を通じて、検知部２００の内周部２１１に伝達され、ダイアフラム体２１４のダイアフラム部２１３が撓むことになる。このダイアフラム部２１３の撓み（変形）を、圧力検知素子２１５を用いて検出することで、圧力（燃焼圧）の検知が行われる。
【００３７】
端子アセンブリ２５０は、筒状をなす金属製の端子カバー２６０と、この端子カバー２６０の内側に配置された外部端子部材（図示なし）とを有する。外部端子部材は、自身を通じて圧力センサ１の内部に位置する中軸１２０と外部の電源（図示なし）とを導通させる。
【００３８】
中軸１２０は、炭素鋼からなる円柱棒状の部材である。この中軸１２０は、圧力センサ１において、軸線ＡＸに沿って配置されている。この中軸１２０のうち軸線方向ＤＸの先端側ＸＳの略半分が、後述するヒータ部材１３０のシースチューブ１３１の内側に挿入されている（図１参照）。そして、中軸１２０は、シースチューブ１３１内において、ヒータ部材１３０の制御コイル１３３と接続（導通）している。なお、中軸１２０として、例えば、ステンレス鋼からなるものを用いても良い。
【００３９】
また、この中軸１２０とシースチューブ１３１との径方向ＤＲの間隙には、図示しない絶縁粉末が充填されており、この絶縁粉末によって、中軸１２０とシースチューブ１３１とが一体にされている。また、中軸１２０とシースチューブ１３１のチューブ後端部１３１ｋとの間には、環状のゴム１４０により間隙が保たれ絶縁されると共に、この間隙が気密に封止されている（図２参照）。
【００４０】
ハウジング１００は、主体金具１１０と内筒１９０と先端キャップ１５０とを有する。このうち、主体金具１１０は、金属材からなり、自身の金具先端部１１０ｓから金具後端部１１０ｋまで、軸線方向ＤＸに延びる円筒形状をなす。この主体金具１１０には、軸線方向ＤＸに延びる軸孔１１０ｈが形成されている。また、主体金具１１０の軸線方向ＤＸの後端側ＸＫの外周面には、取り付け用の雄ネジ部１１１が形成されている。圧力センサ１を、その先端側ＸＳから内燃機関本体の取付孔内に挿入し、主体金具１１０の雄ネジ部１１１を、内燃機関本体の取付孔に形成されている雌ネジ（図示なし）に螺合させることで、変位部材１８０の先端部１８０ｓをなすヒータ先端部１３０ｓを燃焼室内に配置した状態で、圧力センサ１を内燃機関本体に装着することができる。
【００４１】
また、内筒１９０は、ステンレス鋼からなり、略円筒状をなす内筒本体１９２と、この内筒本体１９２の軸線方向ＤＸの先端側ＸＳに位置する顎状のフランジ部１９１と、このフランジ部１９１よりも先端側ＸＳに位置する先端部１９０ｓとを有する（図２参照）。このうち、内筒本体１９２は、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内のうち、軸線方向ＤＸの先端側ＸＳに、同心状に配置されている。フランジ部１９１は、径方向ＤＲ外側に突出しており、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓと同外径で、この金具先端部１１０ｓに溶接されている。なお、内筒本体１９２の軸線方向ＤＸの後端側ＸＫに位置する内筒１９０の後端部１９０ｋには、検知部２００の外周部２１２が溶接されている。
【００４２】
また、先端キャップ１５０は、金属材からなり、その後端側ＸＫには、円筒状の円筒部１５１が設けられている。この円筒部１５１は、内筒１９０の先端部１９０ｓに外嵌され、内筒１９０のフランジ部１９１に溶接されている。
なお、円筒部１５１の内側には、変位部材１８０のヒータ部材１３０とハウジング１００の内筒１９０とを連結する連結部材１６０が収容されている。従って、先端キャップ１５０は、連結部材１６０を内筒１９０の先端部１９０ｓ及びヒータ部材１３０のシースチューブ１３１に溶接によりそれぞれ接合した後に、内筒１９０の先端部１９０ｓに外嵌され、フランジ部１９１に溶接されている。
【００４３】
また、先端キャップ１５０の先端側ＸＳには、先端１５０ｓに向かって縮径する形状のテーパ部１５２が形成されている。圧力センサ１を内燃機関本体に取り付けた際には、テーパ部１５２が、内燃機関本体の取付孔のテーパ面（図示なし）に密接し、燃焼室内からの気密が確保される。
【００４４】
連結部材１６０は、Inconel 718（商標名）からなり、軸線方向ＤＸに弾性を有する二段円筒状の部材である。この連結部材１６０は、図２及び図３に示すように、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材１６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面が、略Ｓ字状（連結部材の径方向ＤＲを上下方向として見たときに略Ｓ字状）をなす形態を有している。より具体的には、連結部材１６０は、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材１６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合された第１接合部１６１」と、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合された第２接合部１６２」と、「第１接合部１６１（先端側ＸＳ）に連接し、第１接合部１６１から連結部材１６０の径方向内側ＤＲ２（軸線ＡＸに近づく方向、図３において右側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第１屈曲部１６３」と、「第２接合部１６２（後端側ＸＫ）に連接し、第２接合部１６２から連結部材１６０の径方向外側ＤＲ１（軸線ＡＸから遠ざかる方向、図３において左側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第２屈曲部１６４」と、「第１屈曲部１６３と第２屈曲部１６４との間を直線状に延びる形態で、第１屈曲部１６３と第２屈曲部１６４とを接続する中間接続部１６５」とを有する形態をなしている。
【００４５】
換言すれば、連結部材１６０は、「軸線方向ＤＸに延びる円筒状で、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合された第１接合部１６１」と、「軸線方向ＤＸに延びる円筒状（第１接合部１６１よりも小径）で、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合された第２接合部１６２」と、「第１接合部１６１（先端側ＸＳ）に連接し、第１接合部１６１から連結部材１６０の径方向内側ＤＲ２に曲げられた形態（曲がった形態）であるリング状（断面が弧状をなすリング状）の第１屈曲部１６３」と、「第２接合部１６２（後端側ＸＫ）に連接し、第２接合部１６２から連結部材１６０の径方向外側ＤＲ１に曲げられた形態（曲がった形態）であるリング状（断面が弧状をなすリング状）の第２屈曲部１６４」と、「先端側ＸＳに向かうにしたがって一定の割合で拡径する線形テーパ筒状をなし、第１屈曲部１６３と第２屈曲部１６４とを接続する中間接続部１６５」とを有する。
【００４６】
この連結部材１６０は、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０）をハウジング１００（詳細には、内筒１９０）に弾性的に連結することで、燃焼室内において変位部材１８０（ヒータ部材１３０）が軸線方向ＤＸの先端側ＸＳから受けた圧力（燃焼圧）の変化に応じて、変位部材１８０が軸線方向ＤＸに変位することを可能としている。この連結部材１６０は、主に、第１屈曲部１６３及び第２屈曲部１６４が軸線方向ＤＸに弾性変形することで、変位部材１８０が軸線方向ＤＸに変位することを可能としている。より具体的には、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０）に接合された第１接合部１６１に対し、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０）に接合された第２接合部１６２が軸線方向ＤＸに変位することで、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０）に対し、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０）が軸線方向ＤＸに変位する。
【００４７】
ところで、連結部材は、平板の深絞り加工により作製される。このため、従来の連結部材では、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度（例えば、ビッカース硬さ）が、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する中間接続部の硬度よりも高くなっていた。このような連結部材では、第１屈曲部及び第２屈曲部のバネ定数が高くなり、軸線方向に弾性変形し難くなっていた。このため、従来の圧力センサでは、圧力変化に応じた変位部材の変位量が小さくなる（従って、圧力センサの感度が低くなる）傾向にあり、圧力センサの感度を向上させることが課題となっていた。
【００４８】
これに対し、本実施例１の圧力センサ１では、第１屈曲部１６３のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部１６５のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部１６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂ（詳細には、Ａ＝Ｂ＝Ｃ）の関係を満たしている。このように、第１屈曲部１６３及び第２屈曲部１６４の硬度を、中間接続部１６５の硬度以下（詳細には同等）にすることで、従来の連結部材（第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度が中間接続部の硬度よりも高い連結部材）に比べて、第１屈曲部１６３及び第２屈曲部１６４のバネ定数が小さくなり、軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなる。これにより、本実施例１の圧力センサ１では、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量を大きくすることができ、圧力センサ１の感度を向上させることができる。
【００４９】
さらに、本実施例１の圧力センサで１は、第１屈曲部１６３のビッカース硬さの値Ａと第２屈曲部１６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＝Ｃの関係を満たしている。このように、第１屈曲部１６３と第２屈曲部１６４の硬度とを等しくすることで、安定して、連結部材１６０を軸線方向ＤＸに弾性変形させることができる。これにより、本実施例１の圧力センサ１では、良好なセンサ感度を安定して得ることができる。
【００５０】
次に、本実施例１の圧力センサ１の製造方法について説明する。
まず、検知部２００を、ヒータ部材１３０とハウジング１００とに接続する。具体的には、シースチューブ１３１と発熱コイル１３２と制御コイル１３３が一体とされたヒータ部材１３０を用意する。さらに、検知部２００と、この検知部２００の内周部２１１に接合された伝達スリーブ１７０と、検知部２００の外周部２１２に接合された内筒１９０とからなる組立体を用意する。そして、検知部２００の内周部２１１の径方向ＤＲ内側に中軸１２０を挿通させると共に、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１の径方向ＤＲ外側に伝達スリーブ１７０を外嵌する。
【００５１】
その後、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓと内筒１９０のフランジ部１９１とを、レーザー溶接する。これにより、内筒１９０の内筒本体１９２を通じて、ハウジング１００と検知部２００とが連結される。次いで、伝達スリーブ１７０のスリーブ先端部１７０ｓを、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１の外周面にレーザー溶接する。これにより、伝達スリーブ１７０とヒータ部材１３０とが一体となって、変位部材１８０が形成される。
【００５２】
また、Inconel 718（商標名）からなる平板を絞り加工することによって、前述した形態（図２及び図３）に成形された連結部材１６０を用意する。そして、この連結部材１６０について、容体化処理及び時効硬化処理を含む連結部材処理工程を行う。具体的には、連結部材処理工程では、絞り加工により成形された連結部材１６０について、容体化処理及び時効硬化処理を行うことで、第１屈曲部１６３のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部１６５のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部１６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂ（詳細には、Ａ＝Ｂ＝Ｃ）の関係を満たす連結部材１６０を作製する。
【００５３】
なお、本実施例１では、連結部材１６０の容体化処理は、以下の条件で行っている。具体的には、まず、絞り加工により成形された連結部材１６０を、真空下に配置し、９５０〜９６０℃の範囲内の温度で１時間加熱する。その後６０分以内に、加熱した連結部材１６０を、窒素雰囲気下において常温（２５℃）になるまで冷却（急冷）する。
また、その後の時効硬化処理は、以下の条件で行っている。具体的には、まず、容体化処理を終えた連結部材１６０を、真空下に配置し、７１０〜７２０℃の範囲内の温度で８時間加熱する。引き続き、真空下で、この連結部材１６０を、６２０〜６３０℃の範囲内の温度で６時間加熱する。その後６０分以内に、加熱した連結部材１６０を、窒素雰囲気下において常温（２５℃）になるまで冷却（急冷）する。
【００５４】
このような連結部材処理工程（容体化処理及び時効硬化処理）を行った連結部材１６０は、連結部材処理工程を行う前の絞り加工により成形された連結部材（Ａ＞Ｂ且つＣ＞Ｂの関係を満たす連結部材）に比べて、第１屈曲部１６３及び第２屈曲部１６４のバネ定数が低くなり、軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなる。従って、本実施例１の製造方法により製造された圧力センサ１では、従来の圧力センサ（連結部材処理工程を行うことなく絞り加工により成形された連結部材を用いて製造した圧力センサ）に比べて、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量が大きくなり、圧力センサの感度が向上する。
【００５５】
また、本実施例１では、上述の連結部材処理工程を行った連結部材１６０について、第１屈曲部１６３、第２屈曲部１６４、及び、中間接続部１６５のビッカース硬さを測定した。具体的には、連結部材１６０から、第１屈曲部１６３の一部、第２屈曲部１６４の一部、及び、中間接続部１６５の一部を切り出して、各々の部位の測定サンプルを用意する。次いで、Mitutoyo社製のビッカース硬度計（型式 HM-200)を用いて、試験力を０．５Ｎ、測定倍率を２０倍に設定して、各々の測定サンプルについてビッカース硬さを測定した。その結果を、図４において四角形の点で示す。図４に示すように、実施例１の連結部材１６０では、第１屈曲部１６３、第２屈曲部１６４、及び、中間接続部１６５のビッカース硬さの値が、いずれも、４６５ＨＶで等しくなっていた。
【００５６】
次いで、上述のようにして作製した連結部材１６０を、変位部材１８０（ヒータ部材１３０）の先端側ＸＳから嵌入して、連結部材１６０の第１接合部１６１を、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に外嵌すると共に、連結部材１６０の第１接合部１６１を、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０の先端部１９０ｓ）に外嵌する。なお、このとき、検知部２００は、前述のように、変位部材１８０とハウジング１００とに連結されている。
【００５７】
その後、連結部材１６０の第１接合部１６１を、ハウジング１００の一部（詳細には、ハウジング１００を構成する内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合する。具体的には、レーザー溶接により、連結部材１６０の第１接合部１６１と内筒１９０の先端部１９０ｓとを、全周溶接する。
さらに、連結部材１６０の第１接合部１６１を、変位部材１８０の一部（詳細には、変位部材１８０を構成するヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合する。具体的には、レーザー溶接により、連結部材１６０の第１接合部１６１とヒータ部材１３０のシースチューブ１３１とを、全周溶接する。
【００５８】
次に、内筒１９０の先端部１９０ｓに先端キャップ１５０を外嵌し、内筒１９０のフランジ部１９１と先端キャップ１５０の円筒部１５１とを溶接する。これにより、ハウジング１００をなす主体金具１１０、内筒１９０、及び、先端キャップ１５０が一体となる。
その後、既知の方法で、ハウジング１００の後端側ＸＫに、端子アセンブリ２５０を取り付けて、圧力センサ１が完成する（図１参照）。
【００５９】
（実施例２）
次に、実施例２にかかる圧力センサ３０１について説明する。実施例２の圧力センサ３０１は、実施例１の圧力センサ１と比較して、連結部材のみが異なり、その他は同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
【００６０】
実施例２の連結部材３６０は、実施例１の連結部材１６０と同様に、Inconel 718（商標名）からなり、実施例１の連結部材１６０と同等の形状をなしている。但し、実施例２の連結部材３６０は、実施例１の連結部材１６０と比較して、製造方法（具体的には、絞り加工後の処理）が異なり、連結部材１６０の硬度（主に、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度）が異なっている。
【００６１】
具体的には、実施例２の連結部材３６０は、図２及び図３に示すように、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材３６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合された第１接合部３６１」と、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合された第２接合部３６２」と、「第１接合部３６１（先端側ＸＳ）に連接し、第１接合部３６１から連結部材３６０の径方向内側ＤＲ２に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第１屈曲部３６３」と、「第２接合部３６２（後端側ＸＫ）に連接し、第２接合部３６２から連結部材３６０の径方向外側ＤＲ１に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第２屈曲部３６４」と、「第１屈曲部３６３と第２屈曲部３６４との間を直線状に延びる形態で、第１屈曲部３６３と第２屈曲部３６４とを接続する中間接続部３６５」とを有する形態をなしている。
【００６２】
但し、実施例２の連結部材３６０は、実施例１の連結部材１６０と異なり、第１屈曲部３６３のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部３６５のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部３６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂ（詳細には、Ａ＝Ｃ＜Ｂ）の関係を満たしている。このように、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４の硬度を、中間接続部３６５の硬度よりも低くすることで、より一層、連結部材３６０が軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなる。これにより、本実施例２の圧力センサ３０１では、圧力変化（燃焼圧の変化）に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量をより一層大きくすることができ、圧力センサの感度を向上させることができる。
【００６３】
さらに、本実施例２の連結部材３６０でも、実施例１の連結部材１６０と同様に、第１屈曲部３６３のビッカース硬さの値Ａと第２屈曲部３６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＝Ｃの関係を満たしている。このように、第１屈曲部３６３と第２屈曲部３６４の硬度とを等しくすることで、安定して、連結部材３６０を軸線方向ＤＸに弾性変形させることができる。これにより、本実施例２の圧力センサ３０１でも、良好なセンサ感度を安定して得ることができる。
【００６４】
次に、本実施例２の圧力センサ３０１の製造方法について説明する。なお、本実施例２の製造方法は、実施例１の製造方法と比較して、連結部材の製造方法のみが異なり、その他は同様である。従って、ここでは、連結部材の製造方法を中心に説明し、その他については説明を省略または簡略化する。
【００６５】
Inconel 718（商標名）からなる平板を絞り加工することによって、前述した形態（図２及び図３）に成形された連結部材３６０を用意する。そして、この連結部材３６０について、実施例１と同様に、容体化処理及び時効硬化処理を含む連結部材処理工程を行う。なお、容体化処理及び時効硬化処理の条件は、実施例１と同様である。
【００６６】
その後、上述の連結部材処理工程（容体化処理及び時効硬化処理）を行った連結部材３６０について、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４に対し、レーザー加熱処理を行うことで、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂ（詳細には、Ａ＝Ｃ＜Ｂ）の関係を満たす連結部材３６０を作製する。なお、本実施例２では、レーザー加熱処理（レーザー照射）による第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４の加熱温度を、５００℃〜１３７０℃の範囲内の温度としている。
【００６７】
このように、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４に対し、上述のレーザー加熱処理を行うことで、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４の硬度（ビッカース硬さ）を、中間接続部３６５の硬度（ビッカース硬さ）よりも低くすることができる。これにより、本実施例２の連結部材３６０は、実施例１の連結部材１６０に比べて、より一層、軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなる。従って、本実施例２の製造方法により製造された圧力センサ３０１では、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量をより一層大きくすることができ、圧力センサの感度を向上させることができる。
【００６８】
次いで、実施例１と同様にして、連結部材３６０の第１接合部３６１を、ハウジング１００の一部（詳細には、ハウジング１００を構成する内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合する。具体的には、レーザー溶接により、連結部材３６０の第１接合部３６１と内筒１９０の先端部１９０ｓとを、全周溶接する。さらに、連結部材３６０の第１接合部３６１を、変位部材１８０の一部（詳細には、変位部材１８０を構成するヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合する。具体的には、レーザー溶接により、連結部材３６０の第１接合部３６１とヒータ部材１３０のシースチューブ１３１とを、全周溶接する。なお、このとき、実施例１と同様に、検知部２００は、既に、変位部材１８０とハウジング１００とに接続されている。
その後、実施例１と同様にして、その他の部品を組み付けて、圧力センサ３０１が完成する（図１参照）。
【００６９】
なお、本実施例２でも、上述の連結部材処理工程及びレーザー加熱処理を行った連結部材３６０について、第１屈曲部３６３、第２屈曲部３６４、及び、中間接続部３６５のビッカース硬さを測定した。測定方法及び測定条件は、実施例１と同様である。
この測定結果を、図４において三角形の点で示す。図４に示すように、実施例２の連結部材３６０では、中間接続部３６５のビッカース硬さの値が４５０ＨＶであった。一方、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４のビッカース硬さの値は、いずれも４１０ＨＶとなり、中間接続部３６５のビッカース硬さの値よりも小さくなっていた。
【００７０】
（比較例）
比較例の圧力センサ４０１は、実施例１の圧力センサ１と比較して、連結部材のみが異なり、その他は同様である。具体的には、比較例では、従来と同様に、連結部材処理工程を行うことなく絞り加工により成形された連結部材を用いて、圧力センサを製造している。
比較例の連結部材についても、実施例１と同様にして、第１屈曲部、第２屈曲部、及び、中間接続部のビッカース硬さを測定した。その結果を、図４において円形の点で示す。図４に示すように、比較例の連結部材では、中間接続部のビッカース硬さの値が４５５ＨＶであった。一方、第１屈曲部のビッカース硬さの値は４９２ＨＶ、第２屈曲部のビッカース硬さの値は４７８ＨＶとなり、いずれも、中間接続部のビッカース硬さの値よりも大きくなっていた。
【００７１】
（センサ感度の比較）
次に、実施例１の圧力センサ１、実施例２の圧力センサ３０１、及び比較例の圧力センサ４０１について、センサ感度の測定試験を行った。
具体的には、図６に示すように、内部空間１１及び内部空間１１に通じる取付孔１２を有する測定用治具１０を用意する。次いで、実施例１の圧力センサ１を、測定用治具１０に取り付ける。具体的には、圧力センサ１を、その先端側ＸＳから測定用治具１０の取付孔１２内に挿入し、主体金具１１０の雄ネジ部１１１を、取付孔１２に形成されている雌ネジ１３に螺合させる。これにより、変位部材１８０の先端部１８０ｓをなすヒータ先端部１３０ｓを内部空間１１内に配置した状態で、圧力センサ１を測定用治具１０に装着する。
【００７２】
その後、内部空間１１内に所定値（ＭＰａ）の圧力を印加し、このときの圧力センサ１の出力値（ｍＶ）を測定した。そして、測定されたセンサ出力値（ｍＶ）を印加した圧力値（ＭＰａ）で除して、センサ感度（ｍＶ／ＭＰａ）を算出した。なお、本試験では、内部空間１１内に印加する圧力の大きさは、２〜２１ＭＰａの範囲内から選択した値としている。
【００７３】
さらに、実施例２の圧力センサ３０１及び比較例の圧力センサ４０１についても、上述した実施例１の圧力センサ１と同様にして、センサ感度（ｍＶ／ＭＰａ）を求めた。これらの結果を図５に示す。なお、図５では、比較例の圧力センサ４０１のセンサ感度を基準（１００％）として、実施例１の圧力センサ１及び実施例２の圧力センサ３０１のセンサ感度を、比較例の圧力センサ４０１のセンサ感度に対する比率（％）で示している。
【００７４】
図５に示すように、実施例１の圧力センサ１及び実施例２の圧力センサ３０１は、いずれも、比較例の圧力センサ４０１よりも感度が高くなった。具体的には、実施例１の圧力センサ１では、比較例の圧力センサ４０１に比べて、センサ感度が１０％程度高くなった。また、実施例２の圧力センサ３０１では、比較例の圧力センサ４０１に比べて、センサ感度が１７％程度高くなった。
【００７５】
その理由は、比較例の圧力センサ４０１では、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ＞Ｂ且つＣ＞Ｂの関係を満たしているのに対し、実施例１の圧力センサ１及び実施例２の圧力センサ３０１では、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たしているからであると考えられる（図４参照）。実施例１の圧力センサ１及び実施例２の圧力センサ３０１では、第１屈曲部１６３，３６３及び第２屈曲部１６４，３６４の硬度を、中間接続部１６５，３６５の硬度以下にすることで、第１屈曲部１６３，３６３及び第２屈曲部１６４，３６４のバネ定数が小さくなり、比較例の圧力センサ４０１に比べて、連結部材が軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなったと考えられる。これにより、実施例１の圧力センサ１及び実施例２の圧力センサ３０１では、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量を大きくすることができ、センサ感度を向上させることができたと考えられる。
【００７６】
さらに、比較例の圧力センサ４０１では、第１屈曲部のビッカース硬さの値Ａと第２屈曲部のビッカース硬さの値Ｃとが異なっているのに対し、実施例１の圧力センサ１及び実施例２の圧力センサ３０１は、Ａ＝Ｃの関係を満たしている（図４参照）。第１屈曲部と第２屈曲部の硬度とを等しくした連結部材は、第１屈曲部と第２屈曲部の硬度が異なる連結部材に比べて、安定して、連結部材を軸線方向ＤＸに弾性変形させることができる。従って、実施例１の圧力センサ１及び実施例２の圧力センサ３０１では、良好なセンサ感度を安定して得ることができる。
【００７７】
また、実施例２の圧力センサ３０１は、実施例１の圧力センサ１よりも感度が高くなった（図５参照）。その理由は、実施例１の圧力センサ１では、第１屈曲部１６３のビッカース硬さＡ及び第２屈曲部１６４のビッカース硬さＣを、中間接続部１６５のビッカース硬さＢと等しくしている（Ａ＝Ｂ＝Ｃ）のに対し、実施例２の圧力センサ３０１では、第１屈曲部３６３のビッカース硬さＡ及び第２屈曲部３６４のビッカース硬さＣを、中間接続部３６５のビッカース硬さＢよりも小さくしている（Ａ＝Ｃ＜Ｂ）からであると考えられる。本実施例２の圧力センサ３０１では、第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度を、中間接続部の硬度よりも低くすることで、より一層、連結部材が軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなり、実施例１の圧力センサ１に比べて、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量を大きくすることができ、センサ感度を向上させることができたと考えられる。
【００７８】
以上において、本発明を実施例１，２に即して説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７９】
例えば、実施例１，２では、変位部材として、軸線方向ＤＸに延びる棒状のヒータ部材１３０を有する変位部材１８０を備える、圧力センサ１，３０１（ヒータ付きの圧力センサ）を示した。しかしながら、本発明は、変位部材として、ヒータ部材１３０の代わりに、軸線方向ＤＸに延びる棒状部材（例えば、先端側ＸＳが閉じた筒状の金属部材）有する変位部材、を備える圧力センサ（ヒータなしの圧力センサ）にも適用することができる。
【００８０】
さらに、実施例１，２では、ヒータ部材１３０として、筒状のシースチューブ１３１の内側に発熱コイル１３２及び制御コイル１３３を配置したシースヒータを有する圧力センサ１，３０１を示した。しかしながら、本発明は、ヒータ部材として、絶縁性セラミック体の内部に導電性セラミック体からなる発熱体が配置されたセラミックヒータに金属製の外筒が外嵌されたセラミックヒータ部材（例えば、特開２０１３−２４４８８を参照）を有する圧力センサにも適用することができる。
【００８１】
また、実施例１，２では、連結部材として、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材を軸線方向ＤＸに切断した切断面が、略Ｓ字状（連結部材の径方向ＤＲを上下方向として見たときに略Ｓ字状）をなす形態である連結部材１６０，３６０を備える圧力センサ１，３０１を示した（図２及び図３参照）。しかしながら、図７に示す変形例１の圧力センサ５０１のように、連結部材として、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材を軸線方向ＤＸに切断した切断面が、略Ｕ字状（軸線方向ＤＸを上下方向として見たときに略Ｕ字状）、または、略Ｊ字状（軸線方向ＤＸを上下方向として見たときに略Ｊ字状）をなす形態である連結部材５６０を設けるようにしても良い。なお、図７は、図３に相当する図面であり、変形例１の圧力センサ５０１について、図３と同等の位置における断面を示している。
【００８２】
変形例１の連結部材５６０は、図７に示すように、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材５６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合された第１接合部５６１」と、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合された第２接合部５６２」と、「第１接合部５６１（先端側ＸＳ）に連接し、第１接合部５６１から連結部材５６０の径方向内側ＤＲ２（軸線ＡＸに近づく方向、図７において右側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第１屈曲部５６３」と、「第２接合部５６２（先端側ＸＳ）に連接し、第２接合部５６２から連結部材５６０の径方向外側ＤＲ１（軸線ＡＸから遠ざかる方向、図７において左側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第２屈曲部５６４」と、「第１屈曲部５６３と第２屈曲部５６４との間を直線状に延びる形態で、第１屈曲部５６３と第２屈曲部５６４とを接続する中間接続部５６５」とを有する形態をなしている。
【００８３】
本変形例１の圧力センサ５０１でも、第１屈曲部５６３のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部５６５のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部５６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たすことで、従来の連結部材（第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度が中間接続部の硬度よりも高い連結部材）に比べて、第１屈曲部５６３及び第２屈曲部５６４のバネ定数が小さくなり、軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなる。これにより、本変形例１の圧力センサ５０１でも、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量を大きくすることができ、センサ感度を向上させることができる。
【００８４】
また、実施例１，２では、連結部材として、軸線ＡＸを含む位置で連結部材を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、中間接続部の形態が、「第１屈曲部１６３，３６３と第２屈曲部１６４，３６４との間を、径方向ＤＲに交差する方向（図３において斜め方向）に直線状に延びる形態」である連結部材１６０，３６０を用いた。しかしながら、図８に示す変形例２の圧力センサ６０１のように、連結部材として、軸線ＡＸを含む位置で連結部材を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、中間接続部の形態が、「第１屈曲部６６３と第２屈曲部６６４との間を、径方向ＤＲ（図８において左右方向）に直線状に延びる形態」である連結部材６６０を用いるようにしても良い。なお、図８は、図３に相当する図面であり、変形例２の圧力センサ６０１について、図３と同等の位置における断面を示している。
【００８５】
換言すれば、実施例１，２では、連結部材として、中間接続部の形態が線形テーパ筒状である連結部材１６０，３６０を用いた。しかしながら、図８に示す変形例２の圧力センサ６０１のように、連結部材として、中間接続部の形態が平板リング状である連結部材６６０を用いるようにしても良い。
【００８６】
変形例２の連結部材６６０は、図８に示すように、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材６６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合された第１接合部６６１」と、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合された第２接合部６６２」と、「第１接合部６６１（先端側ＸＳ）に連接し、第１接合部６６１から連結部材６６０の径方向内側ＤＲ２（軸線ＡＸに近づく方向、図８において右側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第１屈曲部６６３」と、「第２接合部６６２（後端側ＸＫ）に連接し、第２接合部６６２から連結部材６６０の径方向外側ＤＲ１（軸線ＡＸから遠ざかる方向、図８において左側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第２屈曲部６６４」と、「第１屈曲部６６３と第２屈曲部６６４との間を直線状に延びる形態で、第１屈曲部６６３と第２屈曲部６６４とを接続する中間接続部６６５」とを有する形態をなしている。
【００８７】
本変形例２の圧力センサ６０１でも、第１屈曲部６６３のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部６６５のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部６６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たすことで、従来の連結部材（第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度が中間接続部の硬度よりも高い連結部材）に比べて、第１屈曲部６６３及び第２屈曲部６６４のバネ定数が小さくなり、軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなる。これにより、本変形例２の圧力センサ６０１でも、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量を大きくすることができ、センサ感度を向上させることができる。
【００８８】
また、実施例１，２では、連結部材として、中間接続部の形態が、先端側ＸＳに向かうにしたがって一定の割合で拡径するテーパ筒状である連結部材１６０，３６０を用いた。しかしながら、図９に示す変形例３の圧力センサ７０１のように、連結部材として、中間接続部の形態が、先端側ＸＳに向かうにしたがって一定の割合で縮径するテーパ筒状である連結部材７６０を用いるようにしても良い。なお、図９は、図３に相当する図面であり、変形例３の圧力センサ７０１について、図３と同等の位置における断面を示している。
【００８９】
変形例３の連結部材７６０は、図９に示すように、軸線ＡＸを含む位置で当該連結部材７６０を軸線方向ＤＸに切断した切断面において、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、ハウジング１００（詳細には、内筒１９０の先端部１９０ｓ）に接合された第１接合部７６１」と、「軸線方向ＤＸに直線状に延びる形態で、変位部材１８０（詳細には、ヒータ部材１３０のシースチューブ１３１）に接合された第２接合部７６２」と、「第１接合部７６１（先端側ＸＳ）に連接し、第１接合部７６１から連結部材６６０の径方向内側ＤＲ２（軸線ＡＸに近づく方向、図９において右側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第１屈曲部７６３」と、「第２接合部７６２（後端側ＸＫ）に連接し、第２接合部７６２から連結部材７６０の径方向外側ＤＲ１（軸線ＡＸから遠ざかる方向、図９において左側）に曲げられた形態（曲がった形態）である曲線状の第２屈曲部７６４」と、「第１屈曲部７６３と第２屈曲部７６４との間を直線状に延びる形態で、第１屈曲部７６３と第２屈曲部７６４とを接続する中間接続部７６５」とを有する形態をなしている。
【００９０】
本変形例３の圧力センサ７０１でも、第１屈曲部７６３のビッカース硬さの値Ａと、中間接続部７６５のビッカース硬さの値Ｂと、第２屈曲部７６４のビッカース硬さの値Ｃとが、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たすことで、従来の連結部材（第１屈曲部及び第２屈曲部の硬度が中間接続部の硬度よりも高い連結部材）に比べて、第１屈曲部７６３及び第２屈曲部７６４のバネ定数が小さくなり、軸線方向ＤＸに弾性変形し易くなる。これにより、本変形例３の圧力センサ７０１でも、圧力変化に応じた変位部材１８０の軸線方向ＤＸにかかる変位量を大きくすることができ、センサ感度を向上させることができる。
【００９１】
また、実施例２では、連結部材処理工程（容体化処理及び時効硬化処理）を行った連結部材３６０について、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４に対し、レーザー加熱処理を行うことで、Ａ＜Ｂ且つＣ＜Ｂ（詳細には、Ａ＝Ｃ＜Ｂ）の関係を満たす連結部材３６０を作製した。しかしながら、レーザー加熱処理に代えて、高周波加熱処理を行うようにしても良い。但し、高周波加熱処理による第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４の加熱温度は、実施例２と同様に、５００℃〜１３７０℃の範囲内の温度にするのが好ましい。
【００９２】
また、実施例２では、絞り加工により成形された連結部材３６０に対し、連結部材処理工程（容体化処理及び時効硬化処理）を行った後、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４に対し、レーザー加熱処理を行った。しかしながら、連結部材処理工程（容体化処理及び時効硬化処理）を行うことなく、絞り加工により成形された連結部材３６０について、第１屈曲部３６３及び第２屈曲部３６４に対しレーザー加熱処理（または、高周波加熱処理）を行って、Ａ≦Ｂ且つＣ≦Ｂの関係を満たす連結部材を作製するようにしても良い。
【符号の説明】
【００９３】
１，３０１，５０１，６０１，７０１  圧力センサ
１００  ハウジング
１１０  主体金具（ハウジング）
１３０  ヒータ部材（変位部材）
１３０ｓ  ヒータ先端部
１５０  先端キャップ（ハウジング）
１６０，３６０，５６０，６６０，７６０  連結部材
１６１，３６１，５６１，６６１，７６１  第１接合部
１６２，３６２，５６２，６６２，７６２  第２接合部
１６３，３６３，５６３，６６３，７６３  第１屈曲部
１６４，３６４，５６４，６６４，７６４  第２屈曲部
１６５，３６５，５６５，６６５，７６５  中間接続部
１７０  伝達スリーブ（変位部材）
１８０  変位部材
１９０  内筒（ハウジング）
ＡＸ  軸線
ＤＲ  径方向
ＤＲ１  径方向外側
ＤＲ２  径方向内側
ＤＸ  軸線方向
ＸＳ  軸線方向先端側
ＸＫ  軸線方向後端側
【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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