(57)【要約】【課題】溶接歪みばらつきにより発生する予荷重ばらつきを低減する。【解決手段】受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に荷重を与えた状態で、ステム２０とメタルケース３０とを溶接した後、受圧用ダイヤフラム４０に圧力が印加されない状態で、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に与えられる予荷重が基準値を満たすように、ステム２０およびメタルケース３０のいずれかを歪ませる。この場合、ステム２０に追加溶接を行って追加溶接部９１を形成することで、意図的に溶接ひずみを生じさせて予荷重の調節を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部（６０）を含む第１の部材（２０、２１）と、
圧力を受圧する受圧用ダイヤフラム（４０）が設けられた第２の部材（３０）と、
前記受圧用ダイヤフラム（４０）が受けた圧力を前記センシング部（６０）へ伝達するものであり、前記センシング部（６０）と前記受圧用ダイヤフラム（４０）との間に配置される圧力伝達部材（５０）とを備えた圧力検出装置の製造方法であって、
前記受圧用ダイヤフラム（４０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センシング部（６０）に荷重を与えた状態で、前記第１の部材（２０、２１）と前記第２の部材（３０）とを溶接した後、前記受圧用ダイヤフラム（４０）に圧力が印加されない状態で、前記受圧用ダイヤフラム（４０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センシング部（６０）に与えられる予荷重が基準値を満たすように、前記第１の部材（２０、２１）および前記第２の部材（３０）のいずれかを歪ませる工程を含んでいることを特徴とする圧力検出装置の製造方法。
【請求項２】
前記歪ませる工程では、前記第１の部材（２０、２１）および前記第２の部材（３０）のいずれかに追加溶接を行うことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置の製造方法。
【請求項３】
前記追加溶接を行う場合、前記第１の部材（２０、２１）の側面に追加溶接を行うことを特徴とする請求項２に記載の圧力検出装置の製造方法。
【請求項４】
前記追加溶接を行う場合、前記第２の部材（３０）に設けられた受圧用ダイヤフラム（４０）に追加溶接を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の圧力検出装置の製造方法。
【請求項５】
前記追加溶接を行う場合、前記第２の部材（３０）の外壁面に追加溶接を行うことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の圧力検出装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２の部材（３０）として、一部が薄肉化された薄肉部（３１）が設けられたものを用いる場合であって前記追加溶接を行う場合、前記薄肉部（３１）の外壁面に追加溶接を行うことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の圧力検出装置の製造方法。
【請求項７】
前記歪ませる工程では、前記第１の部材（２０、２１）および前記第２の部材（３０）のいずれかを引っ張り、捻り、絞りのいずれかによって歪ませることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力検出装置の製造方法。
【請求項８】
圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部（６０）を含む第１の部材（２０、２１）と、
圧力を受圧する受圧用ダイヤフラム（４０）が設けられた第２の部材（３０）と、
前記受圧用ダイヤフラム（４０）が受けた圧力を前記センシング部（６０）へ伝達するものであり、前記センシング部（６０）と前記受圧用ダイヤフラム（４０）との間に配置される圧力伝達部材（５０）とを備えた圧力検出装置であって、
前記受圧用ダイヤフラム（４０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センシング部（６０）に荷重が与えられた状態で、前記第１の部材（２０、２１）と前記第２の部材（３０）とが溶接された予荷重溶接部（９０）と、
前記受圧用ダイヤフラム（４０）に圧力が印加されない状態で、前記受圧用ダイヤフラム（４０）から前記圧力伝達部材（５０）を介して前記センシング部（６０）に与えられる予荷重が基準値を満たすように、前記第１の部材（２０、２１）および前記第２の部材（３０）のいずれかに設けられた歪み部（９１）とが設けられていることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項９】
前記歪み部（９１）は、追加溶接によって形成された追加溶接部（９１）であることを特徴とする請求項８に記載の圧力検出装置。
【請求項１０】
前記追加溶接部（９１）は、前記第１の部材（２０、２１）の側面に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の圧力検出装置。
【請求項１１】
前記追加溶接部（９１）は、前記第２の部材（３０）に設けられた受圧用ダイヤフラム（４０）に設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の圧力検出装置。
【請求項１２】
前記追加溶接部（９１）は、前記第２の部材（３０）の外壁面に設けられていることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１つに記載の圧力検出装置。
【請求項１３】
前記第２の部材（３０）は、一部が薄肉化された薄肉部（３１）を有しており、前記追加溶接部（９１）は、前記薄肉部（３１）の外壁面に設けられていることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の圧力検出装置。
【請求項１４】
前記歪み部（９１）は、前記第１の部材（２０、２１）および前記第２の部材（３０）のいずれかが引っ張り、捻り、絞りのいずれかによって歪んだことにより形成されたものであることを特徴とする請求項８ないし１３のいずれか１つに記載の圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムから圧力伝達部材を介してセンシング部に圧力を伝達する圧力検出装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃焼圧センサとしての圧力検出装置の製造方法が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、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としての検出素子を有する第１の部材と、受圧用ダイヤフラムを有する第２の部材との間に、圧力伝達部材を介在させ、第１の部材と第２の部材とを接合してなる圧力検出装置の製造方法において、ダイヤフラムからセンシング部へ与えられる予荷重を、センシング部からの電気信号としてモニタし、このモニタされた電気信号に基づいて予荷重を決め、第１の部材と第２の部材とを溶接して接合する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２０８０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、センシング部からの電気信号のモニタにより予荷重の狙い値に合わせても、第１の部材と第２の部材とを溶接する際に生じる溶接歪みにより高精度な予荷重の調節ができないという問題が生じている。
【０００４】
溶接歪みとは、第１の部材と第２部材との溶接部の体積が増加または減少することによって、第１の部材または第２の部材が第１の部材または第２の部材の長手方向に膨張または収縮することである。また、予荷重とは、外部から圧力伝達部材に圧力が掛かっていない状態で第１の部材および第２の部材によって圧力伝達部材に掛かる荷重のことである。
【０００５】
具体的には、レーザを用いて溶接を行う場合に一定のエネルギーのレーザが溶接部に当たらないこと、第１の部材や第２の部材の部品寸法の誤差、センシング部からの電気信号をモニタする機器に生じるノイズなどにより、各圧力検出装置にそれぞれ異なる溶接歪みが生じ、各圧力検出装置で溶接歪みばらつきが生じる。これにより、各圧力検出装置の予荷重に差が生じ、各圧力検出装置で予荷重ばらつきが発生してしまう。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、溶接歪みばらつきにより発生する予荷重ばらつきを低減することができる圧力検出装置の製造方法、および当該製造方法によって得られる圧力検出装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部（６０）を含む第１の部材（２０、２１）と、圧力を受圧する受圧用ダイヤフラム（４０）が設けられた第２の部材（３０）と、受圧用ダイヤフラム（４０）が受けた圧力をセンシング部（６０）へ伝達するものであり、センシング部（６０）と受圧用ダイヤフラム（４０）との間に配置される圧力伝達部材（５０）とを備えた圧力検出装置の製造方法であって、受圧用ダイヤフラム（４０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンシング部（６０）に荷重を与えた状態で、第１の部材（２０、２１）と第２の部材（３０）とを溶接した後、受圧用ダイヤフラム（４０）に圧力が印加されない状態で、受圧用ダイヤフラム（４０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンシング部（６０）に与えられる予荷重が基準値を満たすように、第１の部材（２０、２１）および第２の部材（３０）のいずれかを歪ませる工程を含んでいることを特徴とする。
【０００８】
これにより、第１の部材（２０、２１）と第２の部材（３０）とを溶接することによって生じた溶接歪みが基準範囲内に含まれるようにすることができる。すなわち、各圧力検出装置に溶接歪みばらつきが発生したとしても、当該溶接歪みばらつきが小さくなるように、各圧力検出装置の予荷重を高精度に調節することができる。したがって、各圧力検出装置において受圧用ダイヤフラム（４０）からセンシング部（６０）に与えられる予荷重の差を小さくすることができ、各圧力検出装置における予荷重のばらつきを低減することができる。
【０００９】
そして、歪ませる工程では、第１の部材（２０、２１）および第２の部材（３０）のいずれかに追加溶接を行うことができる。この追加溶接によって、第１の部材（２０、２１）および第２の部材（３０）のいずれかに溶接歪みを生じさせることができ、当該予荷重の調節を行うことができる。
【００１０】
追加溶接を行う場合、第１の部材（２０、２１）の側面に追加溶接を行うことができる。
【００１１】
また、追加溶接を行う場合、第２の部材（３０）に設けられた受圧用ダイヤフラム（４０）に追加溶接を行うことができる。例えば、受圧用ダイヤフラム（４０）の外縁部に輪状の追加溶接を行うことや、受圧用ダイヤフラム（４０）に部分的な追加溶接を行うことができる。
【００１２】
他方、追加溶接を行う場合、第２の部材（３０）の外壁面に追加溶接を行うことができる。この場合、圧力検出装置の軸を中心に第２の部材（３０）の側面を一周する追加溶接を行うことや、側面への部分的な追加溶接を行うことができる。
【００１３】
さらに、第２の部材（３０）として、一部が薄肉化された薄肉部（３１）が設けられたものを用いる場合であって追加溶接を行う場合、薄肉部（３１）の外壁面に追加溶接を行うことができる。薄いものに対する溶接は、大きな歪みを生じさせることができるため、薄肉部（３１）に追加溶接を行うことで大きな予荷重の調節を行うことができる。
【００１４】
歪ませる工程では、第１の部材（２０、２１）および第２の部材（３０）のいずれかを引っ張り、捻り、絞りのいずれかによって歪ませることができる。このように、追加溶接でなくても、歪みを生じさせて予荷重の調節を行うことができる。
【００１５】
上記では、圧力検出装置の製造方法について述べたが、当該製造方法によって得られる圧力検出装置についても同様のことが言える。すなわち、圧力検出装置としては、受圧用ダイヤフラム（４０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンシング部（６０）に荷重が与えられた状態で、第１の部材（２０、２１）と第２の部材（３０）とが溶接された予荷重溶接部（９０）と、受圧用ダイヤフラム（４０）に圧力が印加されない状態で、受圧用ダイヤフラム（４０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンシング部（６０）に与えられる予荷重が基準値を満たすように、第１の部材（２０、２１）および第２の部材（３０）のいずれかに設けられた歪み部（９１）とが設けられている構成とすることができる。
【００１６】
これによると、歪み部（９１）によって、受圧用ダイヤフラム（４０）から圧力伝達部材（５０）を介してセンシング部（６０）に与えられる予荷重が調節されるため、各圧力検出装置の溶接歪みばらつきを低減することができ、ひいては各圧力検出装置における予荷重ばらつきを低減することができる。
【００１７】
なお、上記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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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、図中、同一符号を付してある。
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される圧力検出装置は、例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、燃焼室内の圧力（いわゆる筒内圧）を検出圧力として検出する燃焼圧センサとして用いられるものである。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の全体断面図である。また、図２は、後述するステム２０近傍の拡大断面図である。以下、図１および図２を参照して、圧力検出装置の構成について説明する。
【００２１】
図１に示されるように、圧力検出装置１は、ハウジング１０と、ステム２０と、メタルケース３０と、受圧用ダイヤフラム４０と、ロッド５０と、センサチップ６０と、回路基板７０と、コネクタケース８０とを備えて構成されている。
【００２２】
ハウジング１０は、円筒状の本体部１１とこの本体部１１よりも細い細長筒形状のパイプ部１２とを有している。これら本体部１１およびパイプ部１２は、切削や冷間鍛造等により加工されたステンレスなどの金属製のものである。ハウジング１０は、本体部１１とパイプ部１２とが一体形成されたものであり、パイプ部１２として円筒パイプ形状のものが採用される。
【００２３】
なお、本体部１１とパイプ部１２とがそれぞれ別体に形成され、本体部１１とパイプ部１２とが溶接や接着あるいは圧入、ネジ結合、かしめなどにより接合されて一体化されたものであっても良い。また、パイプ部１２として角パイプ形状のものを採用しても良い。
【００２４】
ハウジング１０におけるパイプ部１２の外周面には、被検出体としてのエンジンブロックにネジ結合可能なネジ部１３が形成されている。ハウジング１０のパイプ部１２がエンジンブロックに形成されたネジ穴としての取付穴に挿入され、ネジ部１３を介して取り付けられることで、圧力検出装置１がエンジンブロックに取り付けられる。
【００２５】
ステム２０は、中空円筒形状に加工された金属製の部材である。ステム２０の軸の一端側に変形可能な薄肉状の感圧用ダイヤフラム２１が設けられ、ステム２０のうち感圧用ダイヤフラム２１とは反対側に開口部２２が設けられている。また、ステム２０は、当該ステム２０のうち感圧用ダイヤフラム２１側の外壁に当該外壁と直交する方向へ張り出したフランジ２３を有している。このフランジ２３は、ステム２０の開口部２２側から感圧用ダイヤフラム２１側に広がるテーパ面となっている。
【００２６】
そして、ステム２０の開口部２２が燃焼室側に向けられ、感圧用ダイヤフラム２１側がハウジング１０のパイプ部１２の先端部分に挿入されて溶接または接着などにより接合され固定されている。
【００２７】
なお、ステム２０および感圧用ダイヤフラム２１は本発明の第１の部材に相当する。また、ステム２０として、角筒状のものを採用しても良い。
【００２８】
メタルケース３０は、ステンレスなどの金属製の中空筒形状の部材である。このメタルケース３０のうち一方の開口部がステム２０の開口部２２に差し込まれ、メタルケース３０とステム２０とが溶接されている。これにより、メタルケース３０とステム２０とが重なった部分にメタルケース３０とステム２０とを接合する予荷重溶接部９０が形成されている。
【００２９】
予荷重溶接部９０は、メタルケース３０とステム２０とが全周溶接されることで形成されることが好ましい。溶接方法として、レーザ溶接、抵抗溶接、プラズマ溶接などが採用される。なお、メタルケース３０は本発明の第２の部材に相当する。また、「全周」とは、例えばメタルケース３０の軸を中心に一周することを指す。
【００３０】
受圧用ダイヤフラム４０は、燃焼室に面して燃焼圧（筒内圧）Ｐを受け、歪み変形するものであり、ステンレスなどの金属製円形板状の部材である。受圧用ダイヤフラム４０は、メタルケース３０のうちステム２０側とは反対側の開口部にロウ付けや溶接などによって接合固定されている。これにより、メタルケース３０と受圧用ダイヤフラム４０とが一体化されている。また、ステム２０の開口部２２は、メタルケース３０を介して受圧用ダイヤフラム４０によって閉塞される。
【００３１】
なお、メタルケース３０と受圧用ダイヤフラム４０とが一体化されたものが本発明の第２の部材に相当する。したがって、本発明の第２の部材は、メタルケース３０と、メタルケース３０のうち一方の開口端に一体化される受圧用ダイヤフラム４０とを備えて構成されると言える。
【００３２】
ロッド５０は、受圧用ダイヤフラム４０が受けた圧力をセンサチップ６０へ伝達するものであり、ステム２０の中空部およびメタルケース３０の中空部により形成される空間内部に配置される棒状の部材である。すなわち、ロッド５０は、受圧用ダイヤフラム４０とステム２０の感圧用ダイヤフラム２１との間に介在している。
【００３３】
ロッド５０のうちステム２０側の端部は、ステム２０の感圧用ダイヤフラム２１に対して荷重を与えた状態で感圧用ダイヤフラム２１に接触しており、ロッド５０のうちメタルケース３０側の端部は、受圧用ダイヤフラム４０に対して荷重を与えた状態で受圧用ダイヤフラム４０に接触している。つまり、受圧用ダイヤフラム４０に検出圧力Ｐが印加されない状態で、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介して感圧用ダイヤフラム２１（センサチップ６０）に荷重が与えられた状態でメタルケース３０とステム２０とが溶接されている。そして、検出圧力Ｐは、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介して感圧用ダイヤフラム２１、ひいてはセンサチップ６０に印加されるようになっている。
【００３４】
このようなロッド５０の材質として、例えばステンレスなどの金属やセラミックなどが採用される。なお、ロッド５０は棒状の部材であるが、ロッド５０の形状はこれに限定されるものではなく、例えば球状、偏球状、鼓状などであってもよい。また、ロッド５０は本発明の圧力伝達部材に相当する。
【００３５】
本実施形態では、図２に示されるように、受圧用ダイヤフラム４０に圧力が印加されない状態で、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に与えられる予荷重が基準値を満たすように、ステム２０の側面に追加溶接部９１が設けられている。
【００３６】
上述のように、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に荷重が与えられた状態でメタルケース３０とステム２０とが溶接されて予荷重溶接部９０が形成されるが、予荷重溶接部９０の形成だけでは当該予荷重が製品としての基準値を満たさない場合がある。このため、ステム２０の側面に予荷重溶接部９０とは別個の追加溶接部９１が設けられている。この追加溶接部９１により、ステム２０に溶接歪みが生じ、当該予荷重が基準値を満たすようにされている。すなわち、図２中の矢印に示されるように、溶接歪みは、ステム２０の軸方向において追加溶接部９１側に収縮するように生じる。こうして、追加溶接部９１によって、予荷重が狙い値となるように補正されている。
【００３７】
追加溶接部９１は、ステム２０の側面が全周溶接されることや、部分的にパルス溶接されることにより形成される。溶接方法として、レーザ溶接、抵抗溶接、プラズマ溶接などが採用される。なお、追加溶接部９１は、本発明の歪み部に相当する。
【００３８】
センサチップ６０は、印加された圧力に応じた電気信号を出力するものである。このセンサチップ６０は、ステム２０の感圧用ダイヤフラム２１においてロッド５０が接触する面とは反対側の面にガラス溶着などによって取り付けられている。センサチップ６０として、印加された圧力によって自身が歪み、その歪みに基づいて検出圧力に応じた信号を出力する歪みゲージ機能を有するものが採用される。
【００３９】
歪みゲージ機能を有するセンサチップ６０として、例えば、半導体プロセスによってシリコン半導体チップに対して、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などを採用することができる。
【００４０】
このような歪みゲージ機能を有する半導体チップは、圧力によってステム２０の感圧用ダイヤフラム２１が変形したとき、この変形に応じて半導体チップ自身も歪むことにより、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機能を有するものである。つまり、センサチップ６０および感圧用ダイヤフラム２１が、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る。なお、このセンサチップ６０は、本発明のセンシング部に相当する。
【００４１】
回路基板７０は、センサチップ６０から出力される電気信号を処理する回路等を備えたものである。回路基板７０は、セラミック基板などで構成されており、ハウジング１０の本体部１１の内部に配置されている。具体的には、回路基板７０は、本体部１１との境界におけるパイプ部１２の開口部を覆うように設けられており、回路基板７０の周辺部は、例えば接着などによりハウジング１０に固定されている。
【００４２】
また、回路基板７０のうちパイプ部１２の開口部側の面には、ＩＣチップ７１が接着などにより搭載されている。このＩＣチップ７１は、センサチップ６０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。そして、ＩＣチップ７１と回路基板７０とがアルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）などからなるボンディングワイヤ７２により結線されている。
【００４３】
さらに、図１および図２に示されるように、回路基板７０とセンサチップ６０とがフレキシブルプリント基板７３により電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板７３としては、ポリイミド樹脂などのベースに銅などの導体をパターニング形成した一般的なものが採用される。このフレキシブルプリント基板７３は、図１に示されるように、ハウジング１０のパイプ部１２内にてパイプ部１２の長手方向に延びるように配置されている。なお、フレキシブルプリント基板７３の他に、例えばリード線などを採用しても良い。
【００４４】
フレキシブルプリント基板７３の一端部７４は、はんだなどを用いてセンサチップ６０の表面に形成された図示しないパッドに電気的および機械的に接合されている。そして、フレキシブルプリント基板７３のセンサチップ６０への接合部である一端部７４から、フレキシブルプリント基板７３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７５側の部位が、パイプ部１２内において回路基板７０の方向に延びている。
【００４５】
フレキシブルプリント基板７３の他端部７５側の部位は、ハウジング１０の本体部１１に位置している。また、フレキシブルプリント基板７３の他端部７５は、回路基板７０に設けられた貫通穴７６を介して、回路基板７０におけるＩＣチップ７１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７３の他端部７５は、回路基板７０におけるＩＣチップ７１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７０と電気的に接続されている。
【００４６】
コネクタケース８０は、ＩＣチップ７１によって信号処理された電気信号を外部に出力するためのコネクタ部として構成された部材である。このコネクタケース８０は、ハウジング１０において回路基板７０におけるフレキシブルプリント基板７３との接続面と対向する位置に設けられている。
【００４７】
コネクタケース８０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８１がコネクタケース８０にインサート成形などにより一体化されている。ターミナル８１は、電源用や信号取り出し用など、コネクタケース８０に複数設けられている。
【００４８】
また、コネクタケース８０のターミナル８１と回路基板７０とはバネ部材７７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、センサチップ６０とコネクタケース８０とは、フレキシブルプリント基板７３および回路基板７０を介して電気的に接続されている。
【００４９】
そして、図１に示されるように、ハウジング１０の本体部１１のかしめ部１４がコネクタケース８０にかしめられることにより、コネクタケース８０とハウジング１０とが一体化されている。これにより、ターミナル８１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り、圧力検出装置１と外部との信号のやりとりが可能となる。以上が、本実施形態に係る圧力検出装置１の全体構成である。
【００５０】
次に、図１および図２に示される圧力検出装置１の製造方法について説明する。まず、センサチップ６０と、受圧用ダイヤフラム４０を有するステム２０と、ロッド５０とを用意する。そして、ステム２０の感圧用ダイヤフラム２１の表面にガラス接合などによりセンサチップ６０を接合し、このステム２０に一体化されたセンサチップ６０に対して、フレキシブルプリント基板７３の一端部７４をはんだなどを介して接続する。
【００５１】
続いて、フレキシブルプリント基板７３の他端部７５側の部位を、ハウジング１０のパイプ部１２の先端部から挿入し、フレキシブルプリント基板７３の他端部７５をハウジング１０の本体部１１の内部まで引き出す。また、ステム２０とハウジング１０のパイプ部１２とを接合する。
【００５２】
この後、フレキシブルプリント基板７３の他端部７５を、ＩＣチップ７１がワイヤボンド実装された回路基板７０の貫通穴７６に通し、フレキシブルプリント基板７３の他端部７５と回路基板７０とをはんだなどを介して接続する。
【００５３】
次に、回路基板７０をハウジング１０の本体部１１に接合固定する。そして、コネクタケース８０をハウジング１０の本体部１１に組み付け、コネクタケース８０にハウジング１０のかしめ部１４をかしめることにより、コネクタケース８０とハウジング１０とを固定する。この場合、ターミナル８１と回路基板７０とをバネ部材７７を介してバネ接触させ、電気的に接続する。こうして、センサチップ６０、ステム２０、およびハウジング１０を一体化する。
【００５４】
また、メタルケース３０と受圧用ダイヤフラム４０とを、ロウ付けや溶接などによって接合固定する。こうして、メタルケース３０と受圧用ダイヤフラム４０とを一体化する。
【００５５】
続いて、センサチップ６０と受圧用ダイヤフラム４０との間に、図２に示されるようにロッド５０を介在させ、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してステム２０の感圧用ダイヤフラム２１およびセンサチップ６０に予荷重を与えた状態で、ステム２０とメタルケース３０とを溶接し、予荷重溶接部９０を形成する。
【００５６】
このような予荷重溶接部９０の形成は、以下のようにして行う。まず、図示しない電源から圧力検出装置１の電源用のターミナル８１に電源電圧を供給し、この電源電圧をセンサチップ６０に供給する。そして、電源電圧が供給されたセンサチップ６０は、圧力検出が可能な状態となる。
【００５７】
また、センサチップ６０から出力される電気信号をモニタする図示しない出力測定器と圧力検出装置１の信号取り出し用のターミナル８１とを電気的に接続する。出力測定器は、電気信号としての出力電圧を測定するマルチメータである。この出力測定器により、センサチップ６０から出力される電気信号をモニタする。
【００５８】
他方、図示しない荷重印加装置の冶具によって受圧用ダイヤフラム４０に荷重を印加する。このように、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に荷重を与えると、荷重印加状態におけるセンサチップ６０からの電気信号を出力測定器にて測定することが可能となる。
【００５９】
そして、出力測定器に入力される電気信号に基づいて、受圧用ダイヤフラム４０に印加される予荷重が基準値を満たすように、荷重印加装置によって、受圧用ダイヤフラム４０に荷重を印加する。これによると、センサチップ６０に与える予荷重が狙い値となった状態をセンサチップ６０からの電気信号によって知ることができ、荷重印加装置によって受圧用ダイヤフラム４０に狙い値の荷重を与えることができる。
【００６０】
したがって、受圧用ダイヤフラム４０に荷重を与えた状態で、センサチップ６０の出力が狙い値になったところで、ステム２０とメタルケース３０とが重なり合った部分を溶接して予荷重溶接部９０を形成する。当該溶接は、上述したように、レーザ溶接や抵抗溶接、プラズマ溶接などを採用し、好ましくは、全周溶接とする。
【００６１】
この場合、ステム２０とメタルケース３０との重なり部の周囲から、複数点の仮溶接を行う。この後、ステム２０とメタルケース３０との重なり部の全周を溶接することで、予荷重溶接部９０を形成し、ステム２０とメタルケース３０との接合を完了させる。
【００６２】
以上のようにして、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に荷重を与えた状態で、ステム２０とメタルケース３０とを溶接することで、圧力検出装置１は圧力Ｐを検出できる形態となる。しかし、部品寸法ばらつきや電気計測によるノイズの影響等によって、同じように製造した各圧力検出装置１の予荷重にばらつきが生じる。
【００６３】
そこで、各圧力検出装置１において、受圧用ダイヤフラム４０に検出圧力Ｐが印加されていない状態で、センサチップ６０の出力を出力測定器によってそれぞれ計測する。これにより、圧力検出装置１の予荷重が基準値を満たしているか否かを判定する。そして、圧力検出装置１の予荷重が基準値を満たしている場合、当該圧力検出装置１は完成となる。
【００６４】
他方、センサチップ６０の出力の測定によって、圧力検出装置１の予荷重が基準値を満たしていないと判定された場合、当該予荷重が基準値を満たすようにする。
【００６５】
具体的には、ステム２０およびメタルケース３０のいずれかに追加溶接を行うことによってステム２０およびメタルケース３０のいずれかに意図的に溶接歪みを加え、予荷重が狙い値となるようにする。
【００６６】
本実施形態では、ステム２０およびメタルケース３０のうち、ステムの側面に追加溶接を行い、追加溶接部９１を形成する。溶接方法は、予荷重溶接部９０と同じである。また、ステム２０の側面を全周溶接または部分溶接する。これにより、図２中の矢印に示されるように、ステム２０の軸方向において、追加溶接部９１側に収縮する溶接歪みを意図的に生じさせることができる。
【００６７】
追加溶接後、センサチップ６０の出力をモニタし、予荷重が基準値を満たしているか否かを判定する。そして、予荷重が基準値を満たしている場合、圧力検出装置１は完成する。他方、予荷重が基準値を満たしていない場合、再び追加溶接を行う。こうして、図１および図２に示される圧力検出装置１が完成する。
【００６８】
次に、上記圧力検出装置１の作動について説明する。まず、圧力検出装置１は、ハウジング１０のネジ部１３を介して、被検出体としての上記エンジンヘッドに形成されたネジ穴（取付穴）に取り付けられる。この場合、ステム２０のフランジ２３のテーパ面とエンジンヘッドの取付穴の内面とが密着してシールされるようになっている。こうして、圧力検出装置１がエンジンヘッドに接続固定される。
【００６９】
そして、燃焼室内の圧力（筒内圧）Ｐが、図１中の矢印に示されるように、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介して、ステム２０の感圧用ダイヤフラム２１に印加される。これにより、ステム２０の感圧用ダイヤフラム２１が変形し、この変形がセンサチップ６０により電気信号に変換され、圧力検出が行われる。また、センサチップ６０から出力された電気信号は、フレキシブルプリント基板７３を介して回路基板７０へ伝達され、ＩＣチップ７１にて処理され、処理された電気信号がターミナル８１から外部に出力される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態では、圧力検出装置１に予荷重溶接部９０を形成した後、受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に印加される予荷重が基準値を満たすように、ステム２０に追加溶接を行って追加溶接部９１を形成することが特徴となっている。
【００７１】
これにより、意図的にステム２０に溶接歪みを生じさせることができるため、センサチップ６０に印加される予荷重が基準値を満たすようにすることができる。これにより、各圧力検出装置の予荷重にばらつきが発生したとしても、各圧力検出装置１において溶接歪みばらつきが小さくなるように、各圧力検出装置１の溶接歪みをそれぞれ高精度に調節することができる。したがって、各圧力検出装置１において受圧用ダイヤフラム４０からロッド５０を介してセンサチップ６０に与えられる予荷重の差を小さくすることができ、各圧力検出装置１における予荷重のばらつきを低減することができる。
【００７２】
また、センサチップ６０に印加される予荷重のばらつきを低減することができるため、各圧力検出装置１のセンサチップ６０の非直線性やオフセット温度特性を各圧力検出装置１において一定にすることができ、工程ばらつきを安定化させて歩留まりを向上させることができる。
【００７３】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第１実施形態では、ステム２０の側面に追加溶接を行ったが、本実施形態では、受圧用ダイヤフラム４０に追加溶接を行うことが特徴となっている。
【００７４】
図３は、本実施形態に係るステム２０近傍の拡大断面図である。この図に示されるように、受圧用ダイヤフラム４０の圧力受圧面の外縁部に追加溶接を行うことで、当該圧力受圧面に追加溶接部９１を形成する。この追加溶接部９１は、例えば輪状や部分的に形成される。
【００７５】
このように、受圧用ダイヤフラム４０に追加溶接部９１を形成することで、図３中の矢印に示されるように、メタルケース３０の軸方向において受圧用ダイヤフラム４０の方向と、受圧用ダイヤフラム４０の圧力受圧面の面方向においてメタルケース３０の外径方向とに溶接歪みを生じさせることができる。これにより、センサチップ６０に印加される予荷重が基準値を満たすようにすることができ、各圧力検出装置１の予荷重のばらつきを低減できる。
【００７６】
（第３実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、メタルケース３０に追加溶接を行うことが特徴となっている。
【００７７】
図４は、本実施形態に係るステム２０近傍の拡大断面図である。この図に示されるように、メタルケース３０の外壁面に追加溶接を行うことで、当該外壁面に追加溶接部９１を形成する。この追加溶接部９１は、全周溶接や部分溶接により形成されている。
【００７８】
このように、受圧用ダイヤフラム４０に追加溶接部９１を形成することで、図４中の矢印に示されるように、メタルケース３０の軸方向において、追加溶接部９１側に収縮するように溶接歪みを生じさせることができる。以上のように、メタルケース３０に追加溶接部９１を設けることができる。
【００７９】
（第４実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態に係るメタルケース３０は、上記各実施形態に係るメタルケース３０と側部の厚さが異なっている。
【００８０】
図５は、本実施形態に係るステム２０近傍の拡大断面図である。この図に示されるように、図２〜図４に示されるメタルケース３０よりも、側部が薄肉になっている。すなわち、本実施形態に係るメタルケース３０は、図２〜図４に示されたメタルケース３０よりも内径が大きくなっている。そして、メタルケース３０の外壁面に追加溶接が行われ、当該外壁面に追加溶接部９１が形成されている。
【００８１】
溶接歪みは、溶接対象が薄いものほど大きくなる。したがって、本実施形態に係るメタルケース３０に追加溶接部９１を形成することで、図４に示されるメタルケース３０に追加溶接部９１を形成する場合よりも大きな溶接歪みを生じさせることができる。このように、メタルケース３０の側部を薄くすることで、溶接歪みの大きさをコントロールすることができ、溶接歪みのばらつきをより高精度に調節することができる。
【００８２】
（第５実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、厚さが異なる側部を有するメタルケース３０において、薄肉部に追加溶接部９１を設けることが特徴となっている。
【００８３】
図６は、本実施形態に係るステム２０近傍の拡大断面図である。この図に示されるように、メタルケース３０は、一部が薄肉化された薄肉部３１を有している。メタルケース３０において、薄肉部３１を除いた場所は厚肉部３２になっている。本実施形態では、メタルケース３０のうちステム２０と重ねられる部分が薄肉部３１とされている。なお、薄肉部３１はメタルケース３０のいずれかの場所に設けられていれば良い。
【００８４】
そして、当該薄肉部３１の外壁面に追加溶接が行われて追加溶接部９１が形成されている。上述のように、薄いものに対する溶接によって大きな歪みを生じさせることができるため、予荷重の値によっては、メタルケース３０のうち薄肉部３１と厚肉部３２とを選択して追加溶接を行うことができる。もちろん、薄肉部３１に追加溶接を行うことで、大きな溶接歪みを生じさせて予荷重の調節を行うことができる。
【００８５】
（第６実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第１〜第５実施形態では、圧力検出装置１において、ステム２０、メタルケース３０、受圧用ダイヤフラム４０のいずれかに追加溶接を行うことで予荷重の調節を行っていた。追加溶接を行う部位によっては、溶接歪みの大きさが異なる。すなわち薄いものに溶接を行うと大きく歪み、厚いものに溶接を行うと小さく歪むため、この溶接歪みの大きさの違いをあらかじめマップ化しておくことで、予荷重の大きさに応じて追加溶接を行う場所の選定を容易に行うことができる。このマップを図７に示す。
【００８６】
図７において、全周レーザとは、圧力検出装置１の軸方向に一周する溶接を指し、全周溶接である。また、パルスレーザとは、一点溶接または多点溶接を指す。図７に示されるように、全周レーザ、パルスレーザ、受圧用ダイヤフラム４０、メタルケース３０の厚肉部３２、薄肉部３１、ステム２０のいずれかを適宜選択して予荷重を調整することができる。
【００８７】
以上のように、追加溶接によって各部位を歪ませたときの歪み量を把握しておき、工程内で狙う歪み量に合わせてどの方式を選定するかを簡単に判断することができる管理表を用いることができる。
【００８８】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、一つの部材の一個所に追加溶接を行う場合について説明したが、一つの部材に二個所以上の追加溶接を行っても良い。また、異なる部材、例えばステム２０およびメタルケース３０の両方に追加溶接を行うこともできる。もちろん、異なる部材に複数の追加溶接を行っても良い。
【００８９】
上記各実施形態では、追加溶接を行うことで溶接歪みを生じさせて予荷重を調節していたが、引っ張り、捻り、絞りを行うことでステム２０、メタルケース３０、受圧用ダイヤフラム４０を意図的に歪ませて予荷重の調節を行い、各圧力検出装置１の予荷重のばらつきを低減することもできる。もちろん、引っ張り、捻り、絞りによって歪ませることと追加溶接を行うこととを組み合わせても良い。なお、ステム２０、メタルケース３０、受圧用ダイヤフラム４０のいずれかが引っ張り、捻り、絞りのいずれかによって歪んだことにより形成されたものは、本発明の歪み部に相当する。
【００９０】
上記各実施形態では、追加溶接後にセンサチップ６０の出力をモニタして予荷重が基準値を満たしているか判定しているが、センサチップ６０の出力をモニタしつつ追加溶接を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の全体断面図である。
【図２】図１に示されるステム近傍の拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るステム近傍の拡大断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るステム近傍の拡大断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るステム近傍の拡大断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係るステム近傍の拡大断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態において、溶接方法や溶接場所による追加歪み量の管理表を示した図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…圧力検出装置、２０…ステム、２１…感圧用ダイヤフラム、３０…メタルケース、３１…薄肉部、４０…受圧用ダイヤフラム、５０…ロッド、６０…センサチップ、９０…予荷重溶接部、９１…追加溶接部。
【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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