特許 6449726 圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6449726

(24)【登録日】2018年12月14日

(45)【発行日】2019年1月9日

(54)【発明の名称】圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/06 20060101AFI20181220BHJP

   G01L 23/22 20060101ALI20181220BHJP

【ＦＩ】

   G01L19/06 A

   G01L23/22

【請求項の数】6

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2015-121693(P2015-121693)

(22)【出願日】2015年6月17日

(65)【公開番号】特開2017-9300(P2017-9300A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2017年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩渕 盾紀

(72)【発明者】

【氏名】山田 達範

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１７９２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４７１１１２９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平１０−８２７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−２６０６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００−２３／３２

Ｇ０１Ｌ２７／００−２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の筐体と、溶融部を介して前記筐体の一方の端部側に接合されるダイアフラムと、前記筐体内に配置され、前記ダイアフラムが受けた圧力が伝達されるセンサ部と、を備え、
前記溶融部は、前記ダイアフラムの外表面である第１の面から前記筐体の他方の端部側に向かって延びるように形成されており、
前記ダイアフラムは、
前記筐体内で露出する側の面である第２の面において、該露出する面の外周に沿って連続して設けられた凹部であるスリットと、
前記溶融部の表面上または前記溶融部よりも前記筐体の中心軸側であって前記中心軸からの距離が最も遠い前記スリット上の点に囲まれると共に、前記第１の面上の圧力に応じて変位する領域である変位領域と、を備え、
前記筐体と前記ダイアフラムとに囲まれた空間において、前記ダイアフラムの前記第２の面上における前記スリットの開口部の内周を通過して前記中心軸に垂直な面よりも前記一方の端部側には、スリット空間が形成されており、
前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、前記筐体の前記一方の端部の端面と前記ダイアフラムとが接する界面に相当する第１の直線上において、前記溶融部が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も近い点を第１の最内点Ｅとすると共に、前記第１の直線上において、前記スリット空間および前記スリット空間と連通する空間の外壁が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も遠い点を第１の最外点Ａとして、前記中心軸から前記第１の最内点Ｅまでの距離である距離Ｅ_Ｄと、前記中心軸から前記第１の最外点Ａまでの距離である距離Ａ_Ｄと、を比較すると、Ａ_Ｄ≦Ｅ_Ｄが成立する圧力センサにおいて、
前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、
前記第１の直線上において、前記筐体の前記一方の端部の端面の内周に対応する点が存在する場合には、前記筐体の前記一方の端部の端面の内周に対応する点を第１の内周点Ｋとすると共に、前記第１の直線上において、前記スリットの前記開口部の前記内周に対応する点である境界点Ｆよりも前記中心軸から離間する点であって、前記スリットの表面との境界に対応する点が存在する場合には、前記スリットの表面との境界に対応する点を第２の内周点Ｌとして、
前記中心軸から前記第１の内周点Ｋまでの距離である距離Ｋ_Ｄと、前記中心軸から前記第２の内周点Ｌまでの距離である距離Ｌ_Ｄとを比較すると、
Ｋ_Ｄ≦Ｌ_Ｄが成立し、
前記第１の直線上において、前記境界点Ｆよりも前記中心軸から離間する点であって、前記スリット空間および前記スリット空間と連通する空間の外壁が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も近い点を第２の最内点Ｄとして、
前記中心軸から前記境界点Ｆまでの距離である距離Ｆ_Ｄと、前記中心軸から前記第２の最内点Ｄまでの距離である距離Ｄ_Ｄと、前記距離Ａ_Ｄとを比較すると、
Ｆ_Ｄ＜Ｄ_Ｄ≦Ａ_Ｄが成立し、
前記中心軸から前記第１の最内点Ｅまでの距離である前記距離Ｅ_Ｄと、前記中心軸から前記境界点Ｆまでの距離である前記距離Ｆ_Ｄとを比較すると、Ｆ_Ｄ≧０．６Ｅ_Ｄが成立す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、
前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、
前記第１の最外点Ａと前記境界点Ｆとのうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が前記他方の端部側となる点を第１の基準点とし、
前記スリット空間の外周に相当する外周線上の点のうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が最も前記一方の端部側となる点を、最高点Ｉとし、
前記最高点Ｉを通過して前記中心軸に平行な第２の直線と、前記ダイアフラムの前記第１の面との交点を、外表点Ｊとし、
前記第１の基準点および前記最高点Ｉを前記中心軸に対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離をスリット深さｈとし、
前記第１の基準点および前記外表点Ｊを前記中心軸に対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離を膜厚Ｈとしたときに、
（１／３）Ｈ≦ｈが成立することを特徴とする
圧力センサ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の圧力センサであって、
前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、前記第１の直線上において、前記ダイアフラムの外周が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も遠い点を第２の最外点Ｃとすると共に、前記筐体の前記一方の端部の端面が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も遠い点を第３の最外点Ｂとして、前記中心軸から前記第２の最外点Ｃまでの距離である距離Ｃ_Ｄと、前記中心軸から前記第３の最外点Ｂまでの距離である距離Ｂ_Ｄとを比較すると、Ｃ_Ｄ≦Ｂ_Ｄが成立することを特徴とする
圧力センサ。

【請求項4】

請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の圧力センサであって、
前記ダイアフラムの前記第１の面における表面粗さである算術平均粗さＲａは、Ｒａ≦１．６μｍ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のうちのいずれか１項に記載の圧力センサであって、
前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、
前記スリット空間の外周に相当する外周線上の点のうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が最も前記一方の端部側となる点を、最高点Ｉとし、
前記第１の最外点Ａと前記境界点Ｆとのうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が前記一方の端部側となる点を第１の点とし、
前記第１の点を通過して前記中心軸に垂直な第３の直線と、前記スリット空間の外周との交点を第２の点Ｍとし、
前記第１の点および前記第２の点Ｍのうち、前記中心軸からの距離がより遠い点と前記最高点Ｉとを結ぶ線分の長さをαとし、
前記第１の点および前記第２の点Ｍのうち、前記中心軸からの距離がより近い点と前記最高点Ｉとを結ぶ線分の長さをβとしたときに、
α＜βが成立す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のうちのいずれか１項に記載の圧力センサであって、
前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、
前記第１の最外点Ａと前記境界点Ｆとのうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が前記一方の端部側となる点を第２の基準点とし、
前記第２の基準点を通過して前記中心軸に垂直な第４の直線と、前記スリット空間の外周とによって囲まれる範囲における重心Ｎの、前記中心軸からの距離を距離Ｎ_Ｄとして、前記距離Ｎ_Ｄと、前記中心軸から前記第１の最内点Ｅまでの距離である前記距離Ｅ_Ｄとを比較すると、
Ｎ_Ｄ≧０．７Ｅ_Ｄが成立することを特徴とする
圧力センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力センサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、圧力センサとして、筒状の筐体を備え、圧力を受けて変形するダイアフラムを上記筐体の一方の端部に固定すると共に、ダイアフラムの変形量が伝達されるセンサ部を筐体内に配置するセンサが知られている。このような圧力センサは、例えば、上記一方の端部に設けられたダイアフラムを、内燃機関のシリンダ内に露出することによって、シリンダ内圧力を検出するために用いられる。このような圧力センサとして、ダイアフラム（センサ膜）の厚みを局所的に薄くしたスリット（弾性領域）を形成して、センサ膜における圧力に対する変形量を増大させ、センサ感度を高めたセンサが知られていた（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１２−５０５３７８号公報

【特許文献2】国際公開第２０１３／００３９６５号パンフレット

【特許文献3】特開平６−０３３４７５号公報

【特許文献4】実開昭５９−０３１０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ダイアフラムを金属膜により形成する圧力センサでは、一般に、ダイアフラムと筐体とは溶接により接合される。このようにダイアフラムと筐体とを溶接する場合には、ダイアフラムの厚みを局所的に薄くした弾性領域を設けても、溶接により形成される溶接部と弾性領域との位置関係によっては、ダイアフラムの弾性を十分に高めることができない場合がある。そのため、ダイアフラムに上記弾性領域を設ける場合には、上記溶接部と弾性領域との位置関係が十分に規定されていないことにより、圧力センサの感度がばらつくという問題が生じていた。また、センサ感度を高めるための、上記溶接部と弾性領域との位置関係については、従来十分に検討されていなかった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

（１）本発明の一形態によれば、圧力センサが提供される。この圧力センサは、筒状の筐体と、溶融部を介して前記筐体の一方の端部側に接合されるダイアフラムと、前記筐体内に配置され、前記ダイアフラムが受けた圧力が伝達されるセンサ部と、を備え；前記溶融部は、前記ダイアフラムの外表面である第１の面から前記筐体の他方の端部側に向かって延びるように形成されており；前記ダイアフラムは、前記筐体内で露出する側の面である第２の面において、該露出する面の外周に沿って連続して設けられた凹部であるスリットと、前記溶融部の表面上または前記溶融部よりも前記筐体の中心軸側であって前記中心軸からの距離が最も遠い前記スリット上の点に囲まれると共に、前記第１の面上の圧力に応じて変位する領域である変位領域と、を備え；前記筐体と前記ダイアフラムとに囲まれた空間において、前記ダイアフラムの前記第２の面上における前記スリットの開口部の内周を通過して前記筐中心軸に垂直な面よりも前記一方の端部側には、スリット空間が形成されており；前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、前記筐体の前記一方の端部の端面と前記ダイアフラムとが接する界面に相当する第１の直線上において、前記溶融部が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も近い点を第１の最内点Ｅとすると共に、前記第１の直線上において、前記スリット空間および前記スリット空間と連通する空間の外壁が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も遠い点を第１の最外点Ａとして、前記中心軸から前記第１の最内点Ｅまでの距離である距離Ｅ_Ｄと、前記中心軸から前記第１の最外点Ａまでの距離である距離Ａ_Ｄと、を比較すると、Ａ_Ｄ≦Ｅ_Ｄが成立する。
前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では；前記第１の直線上において、前記筐体の前記一方の端部の端面の内周に対応する点が存在する場合には、前記筐体の前記一方の端部の端面の内周に対応する点を第１の内周点Ｋとすると共に、前記第１の直線上において、前記スリットの前記開口部の前記内周に対応する点である境界点Ｆよりも前記中心軸から離間する点であって、前記スリットの表面との境界に対応する点が存在する場合には、前記スリットの表面との境界に対応する点を第２の内周点Ｌとして；前記中心軸から前記第１の内周点Ｋまでの距離である距離Ｋ_Ｄと、前記中心軸から前記第２の内周点Ｌまでの距離である距離Ｌ_Ｄとを比較すると；Ｋ_Ｄ≦Ｌ_Ｄが成立する。
また、前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では；前記第１の直線上において、前記境界点Ｆよりも前記中心軸から離間する点であって、前記スリット空間および前記スリット空間と連通する空間の外壁が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も近い点を第２の最内点Ｄとして；前記中心軸から前記境界点Ｆまでの距離である距離Ｆ_Ｄと、前記中心軸から前記第２の最内点Ｄまでの距離である距離Ｄ_Ｄと、前記距離Ａ_Ｄとを比較すると；Ｆ_Ｄ＜Ｄ_Ｄ≦Ａ_Ｄが成立する。
この形態の圧力センサによれば、圧力センサにおけるセンサ感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑えることができる。

【0007】

（２）上記形態の圧力センサにおいて、前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では；前記第１の最外点Ａと前記境界点Ｆとのうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が前記他方の端部側となる点を第１の基準点とし；前記スリット空間の外周に相当する外周線上の点のうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が最も前記一方の端部側となる点を、最高点Ｉとし；前記最高点Ｉを通過して前記中心軸に平行な第２の直線と、前記ダイアフラムの前記第１の面との交点を、外表点Ｊとし；前記第１の基準点および前記最高点Ｉを前記中心軸に対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離をスリット深さｈとし；前記第１の基準点および前記外表点Ｊを前記中心軸に対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離を膜厚Ｈとしたときに、（１／３）Ｈ≦ｈが成立することとしてもよい。
この形態の圧力センサによれば、圧力センサの感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0008】

（３）上記形態の圧力センサにおいて、前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、前記第１の直線上において、前記ダイアフラムの外周が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も遠い点を第２の最外点Ｃとすると共に、前記筐体の前記一方の端部の端面が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も遠い点を第３の最外点Ｂとして、前記中心軸から前記第２の最外点Ｃまでの距離である距離Ｃ_Ｄと、前記中心軸から前記第３の最外点Ｂまでの距離である距離Ｂ_Ｄとを比較すると、Ｃ_Ｄ≦Ｂ_Ｄが成立することとしてもよい。
この形態の圧力センサによれば、ダイアフラムと筐体との間に堆積する煤に起因するセンサ感度の低下を抑制することができる。

【0009】

（４）上記形態の圧力センサにおいて、前記ダイアフラムの前記第１の面における表面粗さである算術平均粗さＲａは、Ｒａ≦１．６μｍを満たすこととしてもよい。
この形態の圧力センサによれば、ダイアフラムの第１の面における煤の堆積を抑制し、煤に起因するセンサ感度の低下を抑制することができる。

【0010】

（５）上記形態の圧力センサにおいて、前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では；前記スリット空間の外周に相当する外周線上の点のうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が最も前記一方の端部側となる点を、最高点Ｉとし；前記第１の最外点Ａと前記境界点Ｆとのうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が前記一方の端部側となる点を第１の点とし；前記第１の点を通過して前記中心軸に垂直な第３の直線と、前記スリット空間の外周との交点を第２の点Ｍとし；前記第１の点および前記第２の点Ｍのうち、前記中心軸からの距離がより遠い点と前記最高点Ｉとを結ぶ線分の長さをαとし；前記第１の点および前記第２の点Ｍのうち、前記中心軸からの距離がより近い点と前記最高点Ｉとを結ぶ線分の長さをβとしたときに；α＜βが成立することとしてもよい。
この形態の圧力センサによれば、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0011】

（６）上記形態の圧力センサにおいて、前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では；前記第１の最外点Ａと前記境界点Ｆとのうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が前記一方の端部側となる点を第２の基準点とし；前記第２の基準点を通過して前記中心軸に垂直な第４の直線と、前記スリット空間の外周とによって囲まれる範囲における重心Ｎの、前記中心軸からの距離を距離Ｎ_Ｄとして；前記距離Ｎ_Ｄと、前記中心軸から前記第１の最内点Ｅまでの距離である前記距離Ｅ_Ｄとを比較すると；Ｎ_Ｄ≧０．７Ｅ_Ｄが成立することとしてもよい。
この形態の圧力センサによれば、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0012】

（７）上記形態の圧力センサにおいて、前記中心軸を含む断面における前記中心軸を間に挟んだ各々の側では、前記中心軸から前記第１の最内点Ｅまでの距離である前記距離Ｅ_Ｄと、前記中心軸から前記境界点Ｆまでの距離である前記距離Ｆ_Ｄとを比較すると、Ｆ_Ｄ≧０．６Ｅ_Ｄが成立することとしてもよい。
この形態の圧力センサによれば、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0013】

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、圧力センサの製造方法、あるいは、圧力センサのダイアフラムの溶接方法などの形態で実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】圧力センサの概略構成を示す説明図である。

【図2】圧力センサの先端部の構造を拡大して示す断面図である。

【図3】素子部を構成する各部材の外観を表わす斜視図である。

【図4】電極板の端子部に接続するケーブルの構成を示す説明図である。

【図5】組み付け前の第２金具と受圧部材と押さえネジとを表わす説明図である。

【図6】圧力センサの先端部の様子を拡大して示す断面図である。

【図7】スリット深さの比率（ｈ／Ｈ）とセンサ感度との関係を示す図である。

【図8】スリット深さの比率（ｈ／Ｈ）とセンサ感度のばらつきとの関係を示す図である。

【図9】溶融部の位置を異ならせた様子を表わす説明図である。

【図10】スリットの形状に関する変形例を示した説明図である。

【図11】α：βの値とセンサ感度の差との関係を示す説明図である。

【図12】Ｆ_Ｄ＝ｘＥ_Ｄと表わしたときの変数ｘとセンサ感度の差との関係を示す説明図である。

【図13】第２の実施形態の圧力センサの構成の概略を表わす断面模式図である。

【図14】スリット深さｈの比率（ｈ／Ｈ）とセンサ感度との関係を示す図である。

【図15】スリット深さの比率（ｈ／Ｈ）とセンサ感度のばらつきとの関係を示す図である。

【図16】α：βの値とセンサ感度の差との関係を示す説明図である。

【図17】Ｆ_Ｄ＝ｘＥ_Ｄと表わしたときの変数ｘとセンサ感度の差との関係を示す説明図である。

【図18】第１の変形例の圧力センサの先端部の構成を示す説明図である。

【図19】第２の変形例の圧力センサの先端部の構成を示す説明図である。

【図20】第３の変形例の圧力センサの先端部の構成を示す説明図である。

【図21】第４の変形例の圧力センサの先端部の構成を示す説明図である。

【図22】第５の変形例の圧力センサの先端部の構成を示す説明図である。

【図23】第６の変形例の圧力センサの先端部の構成を示す説明図である。

【図24】ダイアフラムの変形例を示す説明図である。

【図25】ダイアフラムの変形例を示す説明図である。

【図26】実施形態の規定を満たさない圧力センサの一例を示す説明図である。

【図27】中心軸Ｏに垂直な方向にレーザ照射して溶融部を設けた構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

Ａ．第１の実施形態の圧力センサの全体構成：
図１は、本発明の第１の実施形態としての圧力センサ１０を示す説明図である。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、筒状の第１金具２０および第２金具３０と、受圧部４０と、素子部５０と、ケーブル６０と、を備える。なお、本明細書では、圧力センサ１０において中心軸Ｏに沿って第２金具３０側を「先端側」と呼び、第１金具２０側を「後端側」と呼ぶ。図１、および、後述する図２、６、７では、先端側に向かう方向を、矢印Ｘによって示している。

【0016】

図１では、圧力センサ１０の後端側、および、先端側における中心軸Ｏから紙面右側に、外観構成を図示している。また、先端側における中心軸Ｏから紙面左側に、断面構成を図示している。本実施形態では、圧力センサ１０の中心軸Ｏは、第１金具２０、第２金具３０、受圧部４０、および素子部５０の各部材における中心軸でもある。

【0017】

第１金具２０および第２金具３０は、中心軸Ｏに垂直な断面(以下、横断面とも呼ぶ）が円環状であって中心軸Ｏ方向に延びる筒形状を有している。本実施形態では、第１金具２０および第２金具３０はステンレス鋼により形成しているが、低炭素鋼など他種の鋼を用いてもよい。

【0018】

第１金具２０には、中心軸Ｏを中心とする貫通孔である軸孔２１が形成されている。また、第１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（図示しない）に係り合う外周形状（例えば、横断面が六角形）を有する部位である。

【0019】

図２は、圧力センサ１０の先端部、具体的には図１に領域Ｙとして示す部位を拡大して示す断面図である。第２金具３０は、第１金具２０の先端側に配置されており、第１金具２０の先端との間で溶融部２６を介して接合されている。第２金具３０の先端部には、先端側から後端側に向かって拡径する拡径部３４が形成されている。圧力センサを内燃機関に取り付ける際には、上記拡径部３４において、圧力センサ１０が内燃機関のシリンダヘッドに気密に接する。また、第２金具３０には、中心軸Ｏを中心とする貫通孔である軸孔３１が形成されている。軸孔３１内には、先端側から後端側に向かって順に、受圧部４０、素子部５０、および押さえねじ３２が配置されている。

【0020】

受圧部４０は、ダイアフラム４２およびロッド４４を備える。ダイアフラム４２は略円形の膜状の部材であり、第２金具３０の先端において、溶融部４５を介して、軸孔３１を塞ぐように第２金具３０に溶接されている。

【0021】

ダイアフラム４２は、圧力センサ１０の最先端で内燃機関の燃焼室内に露出して受圧面を構成し、燃焼室内の圧力に応じて変形する。ロッド４４は、中心軸Ｏ方向に延びる円柱状部材であって、先端側の面がダイアフラム４２に接続しており、ダイアフラム４２の変形と共に変位して、ダイアフラム４２が受けた圧力を荷重に変換して後端側の素子部５０に伝達する。ダイアフラム４２を薄くするほど、ダイアフラム４２が変形し易くなるため、圧力センサ１０の感度を高めることができる。また、ロッド４４を太くするほど、ダイアフラム４２が受けた圧力を後端側に伝達し易くなるため、圧力センサ１０の感度を高めることができる。本実施形態では、ダイアフラム４２およびロッド４４をステンレス鋼により形成しているが、異なる金属により形成してもよい。ダイアフラム４２およびロッド４４は、削り出しあるいは鍛造により一体形成してもよく、また、両者を別々に形成した後に溶接等により一体化してもよい。

【0022】

また、本実施形態では、ダイアフラム４２において、ダイアフラム４２の厚みを局所的に薄くしたスリット４３を形成することにより、ダイアフラム４２における圧力に対する変形量を増大させ、センサ感度を高めている。本実施形態の圧力センサ１０は、ダイアフラム４２および第２金具３０に対するスリット４３および溶融部４５の配置に係る態様に特徴があるが、これらについては後に詳しく説明する。

【0023】

素子部５０は、圧電素子５１、電極板５３、および絶縁板５５が各１個ずつと、第１パッキン５２および第２パッキン５４が各２個ずつとによって構成されている。図２に示すように、素子部５０では、先端側から後端側に向かって、第２パッキン５４、第１パッキン５２、圧電素子５１、第１パッキン５２、電極板５３、第２パッキン５４、および絶縁板５５の順で各部材が積層されている。

【0024】

図３は、素子部５０を構成する各部材の外観を表わす斜視図である。図３（Ａ）に示すように、圧電素子５１および第１パッキン５２は、円盤状の板状部材である。また、図３（Ｂ）に示すように、第２パッキン５４および絶縁板５５は、円環状の板状部材である。圧電素子５１は、本実施形態では水晶等により形成されているが、他種の材料から成る素子を用いてもよい。圧電素子５１は、受圧部４０から伝達された荷重を電荷に変換して、ダイアフラム４２の変形量に応じた信号（電圧信号）を出力する。第１パッキン５２および第２パッキン５４は、本実施形態ではステンレス鋼により形成しているが、他種の金属により形成してもよい。第１パッキン５２は、圧電素子５１で生じた電荷を伝達するための部材である。絶縁板５５は、電極板５３と押さえねじ３２との間を絶縁するための部材である。本実施形態では絶縁板５５はアルミナにより形成しているが、他種の絶縁性材料により形成してもよい。

【0025】

図３（Ｃ）に示すように、電極板５３は略円盤状の板状部材である円盤部５７と、円盤部５７の略円形の面から垂直方向に延びる端子部５６と、を備える。電極板５３は、本実施形態ではステンレス鋼により形成しているが、他種の金属により形成してもよい。電極板５３は、円盤部５７と端子部５６とを合わせた形状をステンレス鋼の平板から打ち抜いた後に、端子部５６となる部分を折り曲げることにより作製することができる。

【0026】

図２に戻り、押さえねじ３２は、素子部５０に対して予荷重を印加するための部材である。押さえねじ３２は、本実施形態ではステンレス鋼により形成しているが、他種の金属により形成してもよい。押さえねじ３２の外表面には雄ねじ部３７が形成されており、第２金具３０の軸孔３１の内壁面における後端近傍には、雄ねじ部３７に対応する雌ねじ部３８が形成されている。また、押さえねじ３２には、中心軸Ｏを中心とする貫通孔である軸孔３６が形成されている。

【0027】

第２金具３０の軸孔３１内において、電極板５３は、円盤部５７が第１パッキン５２と面接触すると共に、端子部５６が後端側に延びるように配置される。このとき、端子部５６は、電極板５３よりも後端側に配置された第２パッキン５４と接触しないように、第２パッキン５４および絶縁板５５の中央部の穴を貫通する。また、端子部５６は、押さえねじ３２の軸孔３６の内壁面から離間した状態で、軸孔３６内を貫通する。さらに、第２金具３０の軸孔３１内において、素子部５０を構成する各部材は、第２金具３０の内壁面から離間するように配置される。これにより、圧電素子５１の後端側の面の電荷は、短絡することなく電極板５３の端子部５６によって後端側へと伝えられる。素子部５０においては、圧電素子５１に掛かる荷重を均等にするために、圧電素子５１の後端側だけでなく先端側にも第２パッキン５４が配置されている。

【0028】

なお、本実施形態において、第２金具３０が、課題を解決する手段における「筐体」に相当する。また、圧電素子５１が、課題を解決する手段における「センサ部」に相当する。また、中心軸Ｏに沿って先端側が、課題を解決する手段における「一方の端部側」に相当し、後端側が、課題を解決する手段における「他方の端部側」に相当する。

【0029】

図２に示すように、第１金具２０の軸孔２１内には、ケーブル６０が配置されており、ケーブル６０は、後述するように、細径導線７４および平板導線７５を介して電極板５３の端子部５６に接続されている。このケーブル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集積回路に対して、圧電素子５１の電荷を伝えるための部材である。なお、図２では、ケーブル６０については、断面ではなく外観の様子が示されている。

【0030】

図４は、ケーブル６０の構成を示す説明図である。本実施形態では、ケーブル６０として、多層構造を有するいわゆるシールド線を用いてノイズを低減している。図４（Ａ）では、ケーブル６０の中心軸Ａｘから紙面右側に外観構成を図示し、中心軸Ａｘから紙面左側に断面構成を図示している。また、図４（Ｂ）では、図４（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面の様子を示している。ケーブル６０は、中央部に複数の導線を備える内部導体６５が配置されると共に、内部導体６５の径方向外側を絶縁体６４が囲み、絶縁体６４の外周面に導電コーティング６３が設けられ、さらに径方向外側には網シールドである外部導体６２が設けられ、外表面はジャケット６１によって被覆されている。

【0031】

図４(Ａ)に示すように、ケーブル６０の先端部では、ジャケット６１に覆われた部分から先端側に向かって、ジャケット６１に覆われない外部導体６２が露出している。また、外部導体６２が露出する部分から先端側に向かって、外部導体６２に覆われない絶縁体６４が露出している。さらに、絶縁体６４が露出する部分から先端側に向かって、絶縁体６４に覆われない内部導体６５が露出している。

【0032】

図２に示すように、ケーブル６０の先端部で露出する内部導体６５は、細径導線７４および平板導線７５を介して端子部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７５が溶接されており、平板導線７５の先端には、コイル状に巻回された細径導線７４の後端が溶接されており、細径導線７４の先端は、端子部５６の後端部に溶接されている。ここで平板導線７５は、内部導体６５よりも狭く、細径導線７４よりも広い幅を有している。そして、平板導線７５は、内部導体６５よりも小さく、細径導線７４よりも大きい体積を有している。これにより、圧電素子５１の電荷を、端子部５６を介して内部導体６５に伝達可能になっている。

【0033】

なお、端子部５６の先端から、端子部５６と細径導線７４とを接続する溶接部よりも後端側の位置まで、端子部５６の全体、および、細径導線７４の先端部を含む範囲が、熱収縮チューブ７２によって覆われている。これにより、端子部５６と押さえねじ３２との間の電気的な絶縁の信頼性が高められている。圧力センサ１０を製造する際には、上記した端子部５６を有する電極板５３と細径導線７４との溶接による一体化と、熱収縮チューブ７２による被覆とを、全体の組み立てに先立って行なえばよい。

【0034】

また、ケーブル６０では、図２に示すように、外部導体６２の先端からさらに先端側に延びるように、外部導体６２から連続して形成された撚り線から成る接地導線７６が設けられている。接地導線７６の先端部は、押さえねじ３２の後端部に溶接されている。これにより、外部導体６２は、接地導線７６、押さえねじ３２、第２金具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。

【0035】

図５は、組み付け前の第２金具３０と、受圧部４０と、押さえねじ３２とを表わす説明図である。圧力センサ１０を製造する際には、第２金具３０の先端側から軸孔３１内にロッド４４を挿入し、ダイアフラム４２と第２金具３０とを溶接して、溶融部４５を形成する（図２参照）。その後、第２金具３０の後端側から軸孔３１内に、素子部５０を配置する。その際、素子部５０を構成する電極板５３は、既述したように細径導線７４および熱収縮チューブ７２と一体化しておけばよい。その後、押さえねじ３２の軸孔３６の先端側から細径導線７４を挿入し、後端側から細径導線７４を引き出した状態で、押さえねじ３２の雄ねじ部３７を、第２金具３０の軸孔３１の内壁面に形成された雌ねじ部３８にねじ止めして、素子部５０に予荷重を印加する（図２参照）。

【0036】

そして、押さえねじ３２の後端側から引き出された細径導線７４の後端、および、内部導体６５の先端を、平板導線７５と溶接する。また、接地導線７６の先端部と押さえねじ３２の後端部とを溶接する。さらに、ケーブル６０を第１金具２０の軸孔２１内に通して（図示せず）、第１金具２０の先端と第２金具３０の後端とを溶接し、溶融部２６を形成する（図１および図２参照）。その後、第１金具２０の軸孔２１内に溶融ゴムを注入して軸孔２１内をゴム層で満たし（図示せず）、圧力センサ１０を完成する。上記ゴム層を形成することにより、圧力センサ１０内の防水性を向上させ、かつ、防振性も高めている。なお、軸孔２１内に注入するために、溶融ゴムに代えて溶融樹脂を用いてもよい。

【0037】

Ｂ．スリットおよび溶融部の位置関係：
図６は、圧力センサ１０の先端部の様子を拡大して示す断面図であり、中心軸Ｏを含む断面の様子を表わしている。図６では、図１および図２とは異なり、先端側に向かう方向が紙面上方側となるように表わしている。また、図６では、中心軸Ｏを含み、紙面左側の様子のみを表わしているが、本実施形態の圧力センサ１０の断面は、中心軸Ｏを対称軸として、左右対称の形状を有している。

【0038】

図６に示すように、ダイアフラム４２は、溶融部４５を介して第２金具３０に接合されている。すなわち、ダイアフラム４２は、溶接によって第２金具３０に接合されており、その結果、ダイアフラム４２と第２金具３０とが溶け合った溶融部４５が形成されている。本実施形態では、上記溶接は、レーザ溶接としている。レーザ溶接に用いるレーザとしては、例えば、ＹＡＧレーザあるいは炭酸ガスレーザを用いることができる。

【0039】

ダイアフラム４２を第２金具３０に溶接する動作は、圧力センサ１０の先端側から後端側に向かって、ダイアフラム４２の外周の全周に沿ってレーザを照射することにより行なっている。その結果、溶融部４５は円環状に形成される。本実施形態では、照射軸が中心軸Ｏに平行になるようにレーザ照射を行なっているが、異なる角度で行なってもよい。レーザ溶接を行なう際の発振方式は、断続的にレーザ光を照射するパルスレーザと、連続的にレーザ光を照射するＣＷレーザとのいずれであってもよく、溶融部４５が円環状に連続して形成されて、第２金具３０内の気密性が確保されていればよい。

【0040】

図６に示すように、ダイアフラム４２には、圧力センサ１０内で露出する面９２において、圧力センサ１０内で露出する面９２の外周に沿って連続して設けられた凹部であるスリット４３が形成されている。すなわち、スリット４３は、ダイアフラム４２における圧力センサ１０内で露出する面９２において、円環状に開口する凹部として形成されている。そして、ダイアフラム４２における圧力センサ１０内で露出する面９２において、スリット４３の内周と外周は、中心軸Ｏを中心とする同心円形状となっている。

【0041】

このようなスリット４３を設けた箇所では、ダイアフラム４２の厚みが薄くなる。そのため、ダイアフラム４２において、圧力センサ１０内で露出する面９２の外周に沿ってスリット４３を設けることで、ダイアフラム４２における圧力に応じた変形量を増大させ、センサ感度を高めることができる。

【0042】

なお、ダイアフラム４２において、圧力センサ１０の外部に露出する外表面９１（受圧面）が、課題を解決する手段における「第１の面」に相当する。また、ダイアフラム４２において、圧力センサ１０内で露出する面９２が、課題を解決する手段における「第２の面」に相当する。また、ダイアフラム４２において、溶融部４５よりも第２金具３０の中心軸Ｏ側であって中心軸からの距離が最も遠いスリット４３上の点に囲まれた領域であって、第１の面９１上の圧力に応じて変位する領域を、変位領域４６と呼ぶ。図６の断面では、変位領域４６の外周の基準となる点、すなわち、ダイアフラム４２において、溶融部４５よりも第２金具３０の中心軸Ｏ側であって中心軸からの距離が最も遠いスリット４３上の点を、第２の境界点Ｇと呼ぶ。また、図６に示す断面において、ダイアフラム４２の面９２におけるスリット４３の開口部の内周に対応する点ｎを、第１の境界点Ｆと呼ぶ。第１の境界点Ｆが、課題を解決する手段における「境界点Ｆ」に相当する。

【0043】

圧力センサ１０の内部では、受圧部４０と第２金具３０に囲まれる空間が形成されている。この空間の一部であって、既述した第１の境界点Ｆを通過して中心軸Ｏに垂直な面よりも先端側の部分を、スリット空間４７と呼ぶ。図６に示す断面では、第１の境界点Ｆを通過して中心軸Ｏに垂直な面を、境界面８０として示している。また、上記空間の他の部分であって、スリット空間４７と連通する空間を、内部空間４８と呼ぶ。本実施形態では、内部空間４８は、ロッド４４の表面と、第２金具３０の内表面とによって囲まれる空間である。

【0044】

ダイアフラム４２の第２の面９２では、スリット４３よりも外周側の領域と、第２金具３０の先端側端部の端面とが接している。図６に示す断面では、第２金具３０の先端側端部の端面とダイアフラム４２とが接する界面に相当する直線を、第１の直線８２として示している。また、図６に示す断面では、第１の直線８２上において、溶融部４５が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も近い点を第１の最内点Ｅとしており、スリット空間４７および内部空間４８の外壁が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も遠い点を第１の最外点Ａとしている。本実施形態では、中心軸Ｏから第１の最内点Ｅまでの距離である距離Ｅ_Ｄと、中心軸Ｏから第１の最外点Ａまでの距離である距離Ａ_Ｄと、を比較すると、以下の（１）式が成立する。
Ａ_Ｄ≦Ｅ_Ｄ … （１）
この規定は、ダイアフラム４２の第２の面９２側に設けた凹部であるスリット４３の開口部が、第２金具３０の先端側端部の端面、および、溶融部４５によって、完全に塞がれてはいないことを規定している。

【0045】

また、本実施形態では、図６に示すように、第１の直線８２上において、第２金具３０の先端側端面の内周に対応する点を第１の内周点Ｋとすると共に、第１の直線８２上において、第１の境界点Ｆよりも中心軸Ｏから離間する点であって、スリット４３の表面との境界に対応する点を第２の内周点Ｌとしている。そして、中心軸Ｏから第１の内周点Ｋまでの距離である距離Ｋ_Ｄと、中心軸Ｏから第２の内周点Ｌまでの距離である距離Ｌ_Ｄとを比較すると、以下の（２）式が成立する。
Ｋ_Ｄ≦Ｌ_Ｄ … （２）

【0046】

さらに、本実施形態では、図６に示すように、第１の直線８２上において、第１の境界点Ｆよりも中心軸Ｏから離間する点であって、スリット空間４７および内部空間４８の外壁が占める範囲における前記中心軸からの距離が最も近い点を第２の最内点Ｄとしている。そして、中心軸Ｏから第１の境界点Ｆまでの距離である距離Ｆ_Ｄと、中心軸Ｏから第２の最内点Ｄまでの距離である距離Ｄ_Ｄと、中心軸Ｏから第１の最外点Ａまでの距離である距離Ａ_Ｄと、を比較すると、以下の（３）式が成立する。
Ｆ_Ｄ＜Ｄ_Ｄ≦Ａ_Ｄ … （３）

【0047】

このように規定することにより圧力センサ１０におけるセンサ感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑えることができる。

【0048】

図２６は、本実施形態における既述した規定を満たさない圧力センサの一例を、図６と同様の断面において示した説明図である。上記した（２）式の関係（Ｋ_Ｄ≦Ｌ_Ｄ）が成立することにより、図２６に示すような構成、具体的には、スリット４３が、ダイアフラム４２の第２の面９２において圧力センサ１０内で露出する領域の外周から中心軸Ｏ側に離間して設けられる構成が除外される。

【0049】

上記した（２）式（Ｋ_Ｄ≦Ｌ_Ｄ）および（３）式（Ｆ_Ｄ＜Ｄ_Ｄ≦Ａ_Ｄ）が成立することにより、変位領域４６をより大きく確保することができるため、圧力センサ１０の感度を高めることができる。特に、図６に示すように、ダイアフラム４２の第２の面９２におけるスリット４３の開口の一部が、第２金具３０の先端側端面によって覆われており、以下の（２）’式および（３）’式が成立することが望ましい。
Ｋ_Ｄ＜Ｌ_Ｄ … （２）’
Ｆ_Ｄ＜Ｄ_Ｄ＜Ａ_Ｄ … （３）’
これにより、圧力センサ１０の感度をより高めることができる。

【0050】

また、上記した（２）式および（３）式が成立することにより、例えば溶融部４５の位置が多少ばらついても、圧力センサ１０の感度のばらつきを抑えることができる。（２）式および（３）式を成立させるためには、ダイアフラム４２および第２金具３０の加工の精度を確保すればよい。このような加工の精度を高めることに比べて、溶融部４５を設ける位置の精度（レーザ照射の位置等の条件の精度）を高めることは、比較的困難である。特に、圧力センサ１０を大量生産する場合には、溶融部４５を設ける位置の精度を高めることが、困難になり易い。本実施形態によれば、溶融部の位置がある程度ばらついても、圧力センサ１０の感度のばらつきを抑えることが可能になる。

【0051】

図２７は、本実施形態の圧力センサ１０における溶融部４５に代えて、中心軸Ｏに垂直な方向にレーザ照射して溶融部１４５を設けた構成を、図６と同様の断面において示す説明図である。図２７に示すように、第２金具３０の先端側端面とダイアフラム４２とが接する界面に沿って溶融部１４５を設けることも可能である。しかしながら、このような構成にすると、溶融部１４５の界面の一部、例えばダイアフラム４２と接する側の界面、あるいは、第２金具３０と接する側の界面にクラックが生じると、ダイアフラム４２を含む部材が先端側に脱落する可能性が生じる。特に、図２７の構成では、荷重のかかる方向に対して略水平な方向に溶融部１４５の界面が存在するため、上記界面に沿ってクラックが広がり易いと考えられる。これに対して本実施形態のように、先端側から後端側に延びる形状の溶融部４５を設ける場合には、溶融部４５の界面の一部にクラックが生じても、他の部分によってダイアフラム４２を含む部材を支えることが可能であり、ダイアフラム４２を含む部材の脱落を抑制することができる。これにより、圧力センサ１０の耐久性を高めることができる。

【0052】

なお、図６では、ダイアフラム４２においてロッド４４が接続される箇所は、スリット４３から離間しているが、ロッド４４は、第１の境界点Ｆを含む領域においてダイアフラム４２に接続していてもよい。すなわち、ダイアフラム４２は、変位領域４６におけるスリット４３よりも中心軸側の領域全体において、ロッド４４と接続していてもよい。

【0053】

Ｃ．スリット深さについて：
図６に示す断面では、スリット空間４７の外周に相当する外周線上の点のうち、前記中心軸に対して垂直に投影したときの位置が最も先端側となる点を、最高点Ｉとし、最高点Ｉを通過して中心軸Ｏに平行な第２の直線８４と、ダイアフラム４２の第１の面９１との交点を、外表点Ｊとしている。本実施形態では、第１の境界点Ｆおよび最高点Ｉを中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離をスリット深さｈとし、第１の最外点Ａおよび外表点Ｊを中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離を膜厚Ｈとしたときに、ｈとＨの関係は任意に設定することが可能であるが、以下の（４）式が成立することが望ましく、以下の（４）’式が成立することがより望ましい。
（１／３）Ｈ≦ｈ …（４）
（１／２）Ｈ≦ｈ …（４）’
このような構成とすることで、圧力センサ１０の感度を高めると共に、センサ感度のばらつき、特に、溶融部４５の位置がばらついたときのセンサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0054】

図７は、ダイアフラム４２の膜厚Ｈに対するスリット深さｈの比率、すなわち、ｈ／Ｈの値と、センサ感度との関係を調べた結果を示す図である。ここでは、スリット深さｈおよび膜厚Ｈ以外は同じ条件で製造した複数の圧力センサを用意し、センサ感度を測定した。具体的には、ダイアフラム４２の膜厚Ｈは、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍの４種類を用意した。さらに、膜厚Ｈが異なる４種類のダイアフラム４２の各々について、スリット深さｈを６段階に異ならせて、圧力センサを作製した。すなわち、各々の膜厚Ｈ毎に、スリット深さｈの比率ｈ／Ｈが、０、０．１８、０．３３、０．５０、０．７０、０．８５となるように、スリット深さｈを異ならせた。ｈ／Ｈが０とは、スリット４３を設けていないセンサを表わす。

【0055】

なお、センサ感度の測定は、測定対象の圧力センサを加圧チャンバに取り付けて、圧力を印加し、圧力とセンサ出力との関係からセンサ感度を算出した。より具体的には、基準センサとなる圧力センサの測定値をＸ軸にとり（単位はＭＰａ）、測定対象センサの測定値をＹ軸にとって（単位はｐＣ）、リサージュ波形を作成し、その傾きをセンサ感度（ｐＣ／ＭＰａ）とした。図７に示した各々のセンサ感度の測定結果は、用いた各サンプルについて数回（３〜５回）ずつ測定を行なって得た値の平均値を示す。なお、圧力センサの感度は、スリット深さの他に、後述するように溶融部４５の位置の影響も受けるが、図７では、溶融部４５をスリット４３に近づけて作製したサンプル（後述する内側固定溶融部４５ｂを設けたサンプル）を用いた。図７に示すように、ダイアフラム４２の膜厚Ｈにかかわらず、スリット深さの比率ｈ／Ｈの値が大きいほど、センサ感度が高まることが確認された。

【0056】

図８は、スリット深さの比率（ｈ／Ｈ）と、センサ感度のばらつきとの関係を調べた結果を示す図である。ここでは、図７と同様に、ダイアフラム４２の膜厚Ｈを異ならせると共に、膜厚Ｈが異なる４種類のダイアフラム４２の各々について、スリット深さｈを６段階に異ならせて圧力センサを作製した。さらに、図８では、膜厚Ｈとスリット深さｈの組合せの各々について、溶融部４５の位置の異なる圧力センサを用意した。

【0057】

図９は、膜厚Ｈとスリット深さｈの組合せの各々について、溶融部４５の位置を異ならせた様子を表わす説明図である。外周を破線で表わした溶融部（以下、外側固定溶融部４５ａとも呼ぶ）は、ダイアフラム４２の外周に沿って形成されている。また、外周を二点鎖線で表わした溶融部（以下、内側固定溶融部４５ｂとも呼ぶ）は、外側固定溶融部４５ａよりも中心軸Ｏに近い位置であって、内側固定溶融部４５ｂの内周が既述した第２の内周点Ｌに接する位置に設けられている。

【0058】

図８の縦軸に示したセンサ感度の差（ｐＣ／ＭＰａ）は、膜厚Ｈとスリット深さｈの組合せの各々について、外側固定溶融部４５ａを設けた圧力センサの感度と、内側固定溶融部４５ｂを設けた圧力センサの感度との差を表わす。すなわち、センサ感度の差とは、溶融部４５が形成される位置が、第２金具３０の先端側端面とダイアフラム４２との界面に収まる範囲内で変動したときに、溶融部４５の位置の差が最も大きくなるセンサ間で、センサ感度の違いを求めたものである。このようにして求めたセンサ感度の差が小さいほど、溶融部４５の位置がばらついても、センサ感度のばらつきが小さくなると評価することができる。

【0059】

なお、実際に上記したセンサ感度の差を求める際には、膜厚Ｈとスリット深さｈの組合せの各々について、外側固定溶融部４５ａが形成されるようにダイアフラム４２の径方向外側寄りに溶融部４５を設けたセンサを複数用意すると共に、内側固定溶融部４５ｂが形成されるようにスリット４３寄りに溶融部４５を設けたセンサを複数用意した。そして、各々のセンサについてセンサ感度を測定した後に、測定後の各センサを、中心軸Ｏを含む断面が得られるように切断した。その後、得られた断面において溶融部４５の位置を確認して、外側固定溶融部４５ａが形成された圧力センサと、内側固定溶融部４５ｂが形成された圧力センサとを特定し、既述したセンサ感度の差を算出した。

【0060】

図８に示すように、ダイアフラム４２の膜厚Ｈにかかわらず、スリット深さの比率ｈ／Ｈの値を０．３３以上とすることで、センサ感度の差を顕著に小さくできることが確認された。そのため、図７および図８に示す結果より、ｈ／Ｈの値を０．３３以上（（１／３）Ｈ≦ｈ）とすることで、圧力センサの感度を高める効果と、圧力センサの感度のばらつきを抑制する効果とを顕著に得ることができるといえる。また、ｈ／Ｈの値を０．５０以上（（１／２）Ｈ≦ｈ）とすることで、上記効果をさらに高めることができるといえる。

【0061】

Ｄ．スリット外周の形状について：
図１０は、スリット４３の形状に関する変形例を、図６と同様の断面において示した説明図である。図１０では、第２金具３０の先端側端面とダイアフラム４２とが接する界面に相当する第１の直線８２上において、スリット空間４７および内部空間４８の外壁が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も遠い点である第１の最外点Ａと、スリット空間４７の外周上の最高点Ｉと、を結ぶ線分の長さをαとしている。また、図１０では、第１の直線８２上において、第２の境界点Ｇと最高点Ｉとを結ぶ線分の長さをβとしている。図１０（Ａ）はα＝βが成立する様子を表わし、図１０（Ｂ）はα＞βが成立する様子を表わし、図１０（Ｃ）は、α＜βが成立する様子を表わす。

【0062】

圧力センサ１０のスリット４３の形状において、αとβの関係は、任意に設定することが可能であるが、α＜βが成立する形状（図１０（Ｃ）の形状）とすることで、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。すなわち、圧力センサ１０では、第１の直線８２上において、第１の最内点Ｅと、第１の最外点Ａと、第１の境界点Ｆと、の位置関係が同じであれば、スリット４３の形状を、最高点Ｉがダイアフラム４２の径方向外側寄りに傾く形状とすることで、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。なお、圧力センサ１０の感度を安定させるためには、中心軸Ｏを含む任意の断面においてα＜βが成り立ち、かつ、中心軸Ｏを含むいずれの断面においてもαとβの値がそれぞれ一定であることが望ましい。

【0063】

図１１は、中心軸Ｏを含む断面におけるスリット４３の傾き（最高点Ｉの位置）を変更することによりα：βの値を異ならせた圧力センサを作製し、既述したセンサ感度の差を求めて、α：βの値とセンサ感度の差との関係を示す説明図である。用いた各サンプルは、α：βの値を異ならせると共に、同じα：βの値を示すセンサ同士では、センサ感度の差を求めるために溶融部４５の位置を異ならせた（外側固定溶融部４５ａおよび内側固定溶融部４５ｂ）。それ以外の条件（各部の形状や大きさ）は、一定とした。図１１に示すように、α：βの比の値（α／β）を１よりも小さくすること、すなわち、α＜βとすることで、溶融部４５の位置がばらついてもセンサ感度のばらつきを抑えられることが確認できた。

【0064】

なお、α＜βとする場合に、α：βの比の値（α／β）は、例えば加工の容易性等を考慮して、０．２５を超えることが望ましい。また、例えばセンサ感度のばらつきが許容範囲であればα≧βであってもよいが、その場合であっても、α：βの比の値（α／β）は例えば４未満であることが望ましい。

【0065】

Ｅ．スリット幅および位置について：
センサ感度のばらつきは、さらに、スリット幅およびスリットの位置の影響も受ける。圧力センサ１０において、既述したように（２）式および（３）式が成立するときには、スリット幅（中心軸Ｏを含む断面において、ダイアフラム４２の第２の面９２におけるスリット４３の開口部の、中心軸Ｏに垂直な方向の幅）およびスリットの位置は任意に設定することができるが、スリット４３の幅は、狭い方が望ましい。上記スリット４３の幅を、より狭くすることにより、例えば溶融部４５の位置がばらついた場合であっても、圧力センサ１０の感度のばらつきを抑えることができる。以下に、中心軸Ｏから第１の境界点Ｆまでの距離である距離Ｆ_Ｄと、中心軸Ｏから第１の最内点Ｅ（第１の直線８２上において、溶融部４５が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も近い点）までの距離である距離Ｅ_Ｄと、の関係について説明する。

【0066】

図１２は、Ｆ_Ｄ＝ｘＥ_Ｄと表わしたときの変数ｘと、圧力センサ１０における既述したセンサ感度の差と、の関係を示す説明図である。ここで用いた各圧力センサは、第１の最外点Ａ（第２の内周点Ｌ）および第２の最内点Ｄ（第１の内周点Ｋ）の位置、スリット深さｈ、および、ダイアフラム４２の膜厚Ｈは共通としており、各圧力センサに設けたスリット４３は、α＝β（図１０参照）となるように形成した。ここでは、変数ｘの値が大きいほど、点Ｆが中心軸Ｏから遠く、スリット４３の幅が狭いことを示す。

【0067】

なお、センサ感度の差を求める際には、まず、溶融部４５として内側固定溶融部４５ｂを有するときに変数ｘの値が図１２の横軸に示す各値となるように、スリット４３の幅を設定して、内側固定溶融部４５ｂを有する圧力センサを作製し、センサ感度を測定した。また、このような内側固定溶融部４５ｂを有する圧力センサの各々に対応して、スリット４３の形状は同じであって、溶融部４５として外側固定溶融部４５ａを有する圧力センサを作製して、センサ感度を測定した。そして、各々の変数ｘに対応して、内側固定溶融部４５ｂを有するセンサのセンサ感度と、外側固定溶融部４５ａを有するセンサのセンサ感度と、の差を求めた。

【0068】

図１２に示すように、ｘの値を大きくするほど、センサ感度の差、すなわち、圧力センサの感度のばらつきが小さくなった。特に、ｘの値を０．６以上とすることで、圧力センサの感度のばらつきを低減する効果を顕著に得られることが確認された。

【0069】

Ｆ．センサ感度に係るその他の条件：
（Ｆ−１）ダイアフラム外周の形状：
圧力センサ１０を用いて内燃機関の燃焼室内の圧力を検出する際には、圧力センサ１０の表面において、燃焼室内に露出する部分に煤が堆積する可能性がある。特に、ダイアフラム４２の表面に煤が堆積すると、圧力に応じたダイアフラム４２の変位が妨げられてセンサ感度が低下する可能性がある。例えば、ダイアフラム４２の第１の面９１上に煤が堆積した場合には、燃焼室内の圧力によって煤が吹き飛ばされ得るため、煤に起因するセンサ感度の低下が比較的問題になりにくい。そのため、燃焼室内の圧力による煤の吹き飛ばし等が起こりにくい箇所への煤の堆積が抑制される形状を採用することが望ましい。

【0070】

図６に示すように、中心軸Ｏを含む断面の第１の直線８２上において、ダイアフラム４２の外周が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も遠い点を第２の最外点Ｃとする。また、中心軸Ｏを含む断面の第１の直線８２上において、第２金具３０の先端側端面が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も遠い点を第３の最外点Ｂとする。そして、中心軸Ｏから第２の最外点Ｃまでの距離である距離Ｃ_Ｄと、中心軸Ｏから第３の最外点Ｂまでの距離である距離Ｂ_Ｄとを比較すると、Ｃ_Ｄ≦Ｂ_Ｄが成立することが望ましい。

【0071】

Ｃ_Ｄ＞Ｂ_Ｄとなる場合には、ダイアフラム４２の外周が、第２金具３０の先端側端部の外周から径方向外側にはみ出すことになる。そのため、このような場合には、ダイアフラム４２の第２の面９２（受圧面の裏側）の外周部分が、圧力センサ１０の外部に露出することになる。このような受圧面の裏側部分に煤が堆積すると、燃焼室内の圧力による吹き飛ばしが起こり難く、センサ感度の低下が引き起こされやすくなる。これに対して、Ｃ_Ｄ≦Ｂ_Ｄを成立させることで、堆積した煤の除去を容易にして、センサ感度の低下を抑えることができる。なお、煤の堆積が許容範囲であれば、Ｃ_Ｄ＞Ｂ_Ｄとしてもよい。

【0072】

（Ｆ−２）ダイアフラム外表面の形状：
ダイアフラム４２において、外部に露出する第１の面９１は、凹凸が少なく滑らかであることが望ましい。具体的には、ダイアフラム４２の第１の面９１における表面粗さである算術平均粗さＲａは、Ｒａ≦１．６μｍを満たすことが望ましい。ここで、算術平均粗さＲａとは、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ ０６５１：０１に準拠して、触針式表面粗さ測定器を用いて求めた値である。このようにすることで、ダイアフラム４２の第１の面９１に煤が堆積することを抑制し、煤の堆積に起因するセンサ感度の低下を抑えることができる。なお、第１の面９１に煤が堆積する影響が許容範囲であれば、ダイアフラム４２の第１の面９１に凹凸を設けるなど、より粗く形成してもよい。

【0073】

（Ｆ−３）断面におけるダイアフラムの重心位置：
既述したように、スリット４３の外周形状は、最高点Ｉがダイアフラム４２の径方向外側寄りに傾く形状とすることで、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。このように、スリット４３の外周形状がダイアフラム４２の径方向外側寄りに傾くことによる効果は、例えば、スリット４３の外周形状において最高点Ｉが１点に定まらない場合であっても得られる。スリット４３の外周形状がダイアフラム４２の径方向外側寄りに傾く状態は、中心軸Ｏを含む断面におけるスリット４３の重心位置によっても規定することができる。

【0074】

すなわち、中心軸Ｏを含む断面において、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのうち、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの位置が先端側となる点を第２の基準点とする。また、この第２の基準点を通過して中心軸Ｏに垂直な直線である第４の直線８６と、スリット空間４７の外周とによって囲まれる範囲（第４の直線８６とスリット空間４７の外周とによって囲まれる図形）における重心Ｎの、中心軸Ｏからの距離を距離Ｎ_Ｄとする。そして、距離Ｎ_Ｄと、中心軸Ｏから第１の最内点Ｅまでの距離である距離Ｅ_Ｄとを比較すると、Ｎ_Ｄ≧０．７Ｅ_Ｄが成立することが望ましい（図６参照）。これにより、最高点Ｉがダイアフラム４２の径方向外側寄りに傾く場合と同様に、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0075】

Ｇ．第２の実施形態：
（Ｇ−１）第２の実施形態の構成：
図１３は、第２の実施形態の圧力センサ１１０の構成の概略を表わす断面模式図である。第２の実施形態の圧力センサ１１０は、受圧部４０に代えて、ダイアフラム１４２を備える受圧部１４０を備えること以外は、第１の実施形態の圧力センサ１０と同様の構成を有するため、共通する部分についての詳しい説明は省略する。図１３は、図６と同様に、圧力センサの先端部分であって、中心軸Ｏを含む断面における紙面左側の様子のみを拡大して示す。

【0076】

第１の実施形態のダイアフラム４２では、第１の境界点Ｆと、第２金具３０の先端側端部の端面とダイアフラム１４２とが接する界面に相当する第１の直線８２とが、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの位置が一致していた。これに対して第２の実施形態のダイアフラム１４２では、第１の境界点Ｆが、第１の直線８２よりも、後端側に位置する点が異なっている。すなわち、第２の実施形態のダイアフラム１４２では、ダイアフラム１４２において、スリット４３よりも中心軸Ｏ側の部分における中心軸Ｏ方向の厚みが、スリット４３よりも径方向外側寄りの部分における中心軸Ｏ方向の厚みよりも、厚く形成されている。

【0077】

このような第２の実施形態においても、既述した（１）式、（２）式、および（３）式が成立することにより、第１の実施形態と同様に、センサ感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑える効果を得ることができる。

【0078】

（Ｇ−２）スリット深さについて：
第２の実施形態においても、中心軸Ｏを含む断面において、スリット深さｈとダイアフラム１４２の膜厚Ｈとの間に、既述した（４）式が成立することにより、第１の実施形態と同様に、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。なお、ここでいうスリット深さｈとは、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのうち、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの位置が後端側となる点を第１の基準点とし、第１の基準点および最高点Ｉを中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離をいう。また、ダイアフラム１４２の膜厚Ｈとは、第１の基準点および外表点Ｊを中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離をいう。

【0079】

第１の実施形態では、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのいずれも第１の基準点とすることができるが、第２の実施形態では、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとでは、第１の境界点Ｆの方が後端側に位置するため、第１の境界点Ｆが第１の基準点となる。そのため、スリット深さｈは、第１の境界点Ｆと最高点Ｉとの間の中心軸Ｏ方向の距離となる。また、膜厚Ｈは、第１の境界点Ｆと外表点Ｊとの間の中心軸Ｏ方向の距離となる（図１３参照）。なお、図１３では、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのうち、第１の基準点とは異なる点（第１の最外点Ａ）と、外表点Ｊとを、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離を、距離Ｙとして表わしている。さらに、上記第１の基準点とは異なる点（第１の最外点Ａ）と、第１の基準点（第１の境界点Ｆ）とを、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの、投影後の各々の点間の距離を、距離Ｚとして表わしている。

【0080】

図１４は、ダイアフラム１４２の膜厚Ｈに対するスリット深さｈの比率、すなわち、ｈ／Ｈの値と、センサ感度との関係を調べた結果を示す図である。ここでは、スリット深さｈおよび膜厚Ｈ以外は同じ条件で製造した複数の圧力センサを用意し、センサ感度を測定した。具体的には、図１３に示す距離Ｚは一定にしつつ、距離Ｙを、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍの４段階に変更することにより、膜厚Ｈの異なる４種類のダイアフラム１４２を有する種類の圧力センサを用意した。さらに、膜厚Ｈが異なる４種類のダイアフラム１４２の各々について、スリット深さｈを６段階に異ならせて、圧力センサを作製した。すなわち、各々の膜厚Ｈ毎に、スリット深さｈの比率ｈ／Ｈが、０、０．１８、０．３３、０．５０、０．７０、０．８５となるように、スリット深さｈを異ならせた。ｈ／Ｈが０とは、スリット４３を設けていないセンサを表わす。なお、図１４では、溶融部４５をスリット４３に近づけて作製したサンプル（内側固定溶融部４５ｂを設けたサンプル）を用いた。センサ感度の測定は、第１の実施形態と同様にして行なった。図１４に示すように、ダイアフラム１４２の膜厚Ｈにかかわらず、スリット深さの比率ｈ／Ｈの値が大きいほど、センサ感度が高まることが確認された。

【0081】

図１５は、スリット深さの比率（ｈ／Ｈ）と、センサ感度のばらつきとの関係を調べた結果を示す図である。ここでは、図１４と同様に、距離Ｙを異ならせることによってダイアフラム１４２の膜厚Ｈを異ならせると共に、膜厚Ｈが異なる４種類のダイアフラム１４２の各々について、スリット深さｈを６段階に異ならせて圧力センサを作製した。さらに、図１５では、膜厚Ｈとスリット深さｈの組合せの各々について、溶融部４５の位置の異なる圧力センサ（外側固定溶融部４５ａを有するセンサと内側固定溶融部４５ｂを有するセンサ）を用意して、第１の実施形態と同様にセンサ感度の差を求めた。

【0082】

図１５に示すように、ダイアフラム１４２の膜厚Ｈにかかわらず、スリット深さの比率ｈ／Ｈの値を０．３３以上とすることで、センサ感度の差を顕著に小さくできることが確認された。そのため、図１４および図１５に示す結果より、ｈ／Ｈの値を０．３３以上（（１／３）Ｈ≦ｈ）とすることで、圧力センサの感度を高める効果と、圧力センサの感度のばらつきを抑制する効果とを顕著に得ることができるといえる。また、ｈ／Ｈの値を０．５０以上（（１／２）Ｈ≦ｈ）とすることで、上記効果をさらに高めることができるといえる。

【0083】

（Ｇ−３）スリット外周の形状について：
第２の実施形態においても、スリット４３の形状を、最高点Ｉがダイアフラム１４２の径方向外側寄りに傾く形状とすることで、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。すなわち、第１の実施形態と同様に、中心軸Ｏを含む断面において、α＜βが成立することで、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0084】

ここで、αとは、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのうち、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの位置が先端側となる点を第１の点とし、上記第１の点を通過して中心軸Ｏに垂直な第３の直線と、スリット空間４７の外周との交点を第２の点Ｍとしたときに、第１の点および第２の点Ｍのうち、中心軸Ｏからの距離がより遠い点と最高点Ｉとを結ぶ線分の長さを表わす。また、βとは、第１の点および第２の点Ｍのうち、中心軸Ｏからの距離がより近い点と最高点Ｉとを結ぶ線分の長さを表わす。

【0085】

本実施形態では、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのうち、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの位置が先端側となる第１の点は、第１の最外点Ａとなる。図１３では、第３の直線８８および第２の点Ｍを示している。本実施形態では、αは、第１の最外点Ａと最高点Ｉとを結ぶ線分の長さであり、βは、第２の点Ｍと最高点Ｉとを結ぶ線分の長さである。なお、第１の実施形態では、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとは、中心軸Ｏに対して垂直に投影すると一致する位置にあり、いずれを第１の点あるいは第２の点Ｍと考えてもよいため、αは第１の最外点Ａと最高点Ｉとを結ぶ線分の長さであり、βは第１の境界点Ｆと最高点Ｉとを結ぶ線分の長さである。

【0086】

図１６は、第２の実施形態の圧力センサ１１０として、中心軸Ｏを含む断面におけるスリット４３の傾き（最高点Ｉの位置）を変更することによりα：βの値を異ならせた圧力センサを作製し、既述したセンサ感度の差を求めて、α：βの値とセンサ感度の差との関係を示す説明図である。用いた各サンプルは、α：βの値を異ならせると共に、同じα：βの値を示すセンサ同士では、センサ感度の差を求めるために溶融部４５の位置を異ならせた（外側固定溶融部４５ａおよび内側固定溶融部４５ｂ）。それ以外の条件（各部の形状や大きさ）は、一定とした。図１６に示すように、α：βの比の値を１よりも小さくすること、すなわち、α＜βとすることで、溶融部４５の位置がばらついてもセンサ感度のばらつきを抑えられることが確認できた。

【0087】

（Ｇ−４）スリット幅および位置について：
第２の実施形態においても、スリット４３の幅（中心軸Ｏを含む断面において、ダイアフラム１４２の第２の面９２におけるスリット４３の開口部の、中心軸Ｏに垂直な方向の幅）を狭くすることで、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。すなわち、第１の実施形態と同様に、中心軸Ｏを含む断面において、中心軸Ｏから第１の最内点Ｅまでの距離である距離Ｅ_Ｄと、中心軸Ｏから第１の境界点Ｆまでの距離である前記距離Ｆ_Ｄとを比較すると、Ｆ_Ｄ≧０．６Ｅ_Ｄが成立することで、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0088】

図１７は、Ｆ_Ｄ＝ｘＥ_Ｄと表わしたときの変数ｘと、圧力センサ１１０における既述したセンサ感度の差と、の関係を示す説明図である。ここで用いた各圧力センサは、第１の最外点Ａ（第２の内周点Ｌ）および第２の最内点Ｄ（第１の内周点Ｋ）の位置、スリット深さｈ、および、ダイアフラム１４２の膜厚Ｈは共通としており、各圧力センサに設けたスリット４３は、α＝βとなるように形成した。ここでは、変数ｘの値が大きいほど、点Ｆが中心軸Ｏから遠く、スリット４３の幅が狭いことを示す。センサ感度の差は、図１２に結果を示した第１の実施形態と同様にして求めた。

【0089】

図１７に示すように、ｘの値を大きくするほど、センサ感度の差、すなわち、圧力センサの感度のばらつきが小さくなった。特に、ｘの値を０．６以上とすることで、圧力センサの感度のばらつきを低減する効果を顕著に得られることが確認された。

【0090】

（Ｇ−５）センサ感度に係るその他の条件：
（Ｇ−５−１）ダイアフラム外周の形状：
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、中心軸Ｏを含む断面において、中心軸Ｏから第２の最外点Ｃ（第１の直線８２上で、ダイアフラム１４２の外周が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も遠い点）までの距離である距離Ｃ_Ｄと、中心軸Ｏから第３の最外点Ｂ（第２金具３０の先端側端面が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も遠い点）までの距離である距離Ｂ_Ｄとを比較すると、Ｃ_Ｄ≦Ｂ_Ｄが成立することが望ましい。ダイアフラム１４２の表面に堆積する煤に起因するセンサ感度の低下を抑制できるためである。

【0091】

（Ｇ−５−２）ダイアフラム外表面の形状：
第１の実施形態と同様に、ダイアフラム１４２の第１の面９１の凹凸を削減すること、具体的には、ダイアフラム１４２の第１の面９１における表面粗さである算術平均粗さＲａが、Ｒａ≦１．６μｍを満たすことが望ましい。このようにすることで、ダイアフラム１４２の第１の面９１に煤が堆積することを抑制し、センサ感度の低下を抑えることができる。

【0092】

（Ｇ−５−３）断面におけるダイアフラムの重心位置：
スリット４３の外周形状をダイアフラム１４２の径方向外側寄りに傾かせることでセンサ感度のばらつきを抑える構成は、第１の実施形態と同様に、中心軸Ｏを含む断面におけるスリット４３の重心位置によっても規定することができる。すなわち、中心軸Ｏを含む断面において、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのうち、中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの位置が先端側となる点を第２の基準点とする。第１の実施形態では、第１の最外点Ａと第１の境界点Ｆとのいずれを第２の基準点としてもよいが、本実施形態では、第２の基準点は第１の最外点Ａとなる。また、この第２の基準点を通過して中心軸Ｏに垂直な直線である第４の直線８６と、スリット空間４７の外周とによって囲まれる範囲（第４の直線８６とスリット空間４７の外周とによって囲まれる図形）における重心Ｎの、中心軸Ｏからの距離を距離Ｎ_Ｄとする。そして、距離Ｎ_Ｄと、中心軸Ｏから第１の最内点Ｅまでの距離である距離Ｅ_Ｄとを比較すると、Ｎ_Ｄ≧０．７Ｅ_Ｄが成立することが望ましい（図１３参照）。これにより、最高点Ｉがダイアフラム４２の径方向外側寄りに傾く場合と同様に、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0093】

Ｈ．変形例：
・変形１（筐体とダイアフラムの接触面の変形）：
第１および第２の実施形態では、中心軸Ｏを含む断面において、第２金具３０の先端側端部の端面が中心軸Ｏに垂直であって、第２金具３０とダイアフラムとが接する界面に相当する第１の直線８２が、中心軸Ｏに垂直であったが、異なる構成としてもよい。なお、以下に示す各変形例では、圧力センサの先端部におけるスリット４３の周辺の形状以外は、第１の実施形態の圧力センサ１０と層用の構成を有するため、共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。

【0094】

図１８は、第１の変形例の圧力センサの先端部の構成を、図６と同様に中心軸Ｏを含む断面によって示す説明図である。第１の変形例では、第２金具３０の先端側端部の端面とダイアフラム４２とが接する界面に相当する第１の直線８２は、中心軸Ｏに垂直ではない。すなわち、第１の直線８２は、中心軸Ｏに垂直な方向に対して傾いて形成されている。

【0095】

図１９は、第２の変形例の圧力センサの先端部の構成を、図６と同様に中心軸Ｏを含む断面によって示す説明図である。第２の変形例では、第２金具３０の先端側端部において、第２金具３０の内周に沿って段差部９０が設けられており、ダイアフラム４２は、この段差部９０に嵌め込まれている。第２の変形例では、先端側から後端側へと延びるように形成された溶融部４５は、段差部９０の外周に沿って設けられている。

【0096】

上記のように構成された第１および第２の変形例においても、中心軸Ｏを含む断面において、既述した（１）式、（２）式、および（３）式が成立することにより、第１の実施形態と同様に、センサ感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑える効果を得ることができる。さらに、第１および第２の変形例において、スリット深さｈとダイアフラム１４２の膜厚Ｈとの間に既述した（４）式が成立することが望ましく、また、α＜βが成立することが望ましく、また、Ｎ_Ｄ≧０．７Ｅ_Ｄが成立することが望ましく、また、Ｆ_Ｄ≧０．６Ｅ_Ｄが成立することが望ましい。上記のうちの少なくとも一つの条件を満たすことにより、第１および第２の実施形態と同様に、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。上記した各条件に係る各部の定義は、第２の実施形態で説明した通りである。なお、第２の変形例において、第１の直線８２を規定するための、第２金具３０の先端側端部の端面とダイアフラム４２とが接する界面とは、図１９に示すように、溶融部４５が形成された部位ではなく、ダイアフラム４２の第２の面９２と第２金具３０の先端部とが接する面を指す。

【0097】

・変形２（溶融部の形状および配置の変形）：
図２０は、第３の変形例の圧力センサの先端部の構成を、図６と同様に中心軸Ｏを含む断面によって示す説明図である。また、図２１は、第４の変形例の圧力センサの先端部の構成を、図６と同様に中心軸Ｏを含む断面によって示す説明図である。第３および第４の実施形態の圧力センサは、第１の実施形態の圧力センサと共通する部材により構成されているが、溶融部４５が、より中心軸Ｏに近い位置に形成されている。

【0098】

すなわち、第３の変形例では、ダイアフラム４２においてスリット４３を形成するために設けられた凹部に重なるように溶融部４５が形成されているため、第１の直線８２上において、第１の最内点Ｅ（溶融部４５が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も近い点）と第１の最外点Ａ（スリット空間４７と内部空間４８との外壁が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も遠い点）とが一致している。また、第４の変形例では、第２金具３０の内壁面に重なるように溶融部４５が設けられているため、第１の直線８２上において、第１の最内点Ｅと、第１の最外点Ａと、第２の最内点Ｄ（第１の境界点Ｆよりも中心軸Ｏから離間する点であって、スリット空間４７と内部空間４８との外壁が占める範囲における中心軸Ｏからの距離が最も近い点）とが一致している。なお、第３および第４の変形例では、スリット４３を形成するために設けられた凹部に重なるように溶融部４５が形成されているため、第１の直線８２上において、第２の内周点Ｌ（第１の直線８２上において、第１の境界点Ｆよりも中心軸Ｏから離間する点であって、スリット４３の表面との境界に対応する点）は、存在しない。

【0099】

図２２は、第５の変形例の圧力センサの先端部の構成を、図６と同様に中心軸Ｏを含む断面によって示す説明図である。第５の実施形態の圧力センサは、第１の変形例の圧力センサと共通する部材により構成されているが、溶融部４５が、より中心軸Ｏに近い位置に形成されている。そのため、第１の直線８２上において、第１の最内点Ｅと第１の最外点Ａとが一致している。

【0100】

図２３は、第６の変形例の圧力センサの先端部の構成を、図６と同様に中心軸Ｏを含む断面によって示す説明図である。第６の実施形態の圧力センサは、第１の実施形態の圧力センサと共通する部材により構成されると共に、第３および第４の変形例と同様に、溶融部４５が、より中心軸Ｏに近い位置に形成されている。そしてさらに、溶融部４５が、ダイアフラム４２の外表面から第２金具３０の後端側に向かって中心軸Ｏから離間する方向に傾いて延びるように形成されている。そのため、第６変形例では、第１の直線８２上において、第１の最内点Ｅと、第１の最外点Ａと、第２の最内点Ｄとが一致している。なお、第６の変形例では、第１の直線８２上において、第１の内周点Ｋ（第２金具３０の先端側端面の内周に対応する点）は、存在しない。

【0101】

なお、図２０〜図２３に示す第３ないし第６の変形例では、既述したように、ダイアフラム４２においてスリット４３を形成するために設けられた凹部に重なるように、溶融部４５が形成されている。そのため、上記各変形例では、変位領域４６の外周に相当する第２の境界点Ｇは、溶融部４５の表面上であって中心軸Ｏからの距離が最も遠いスリット４３上の点となる。

【0102】

上記のように構成された第３ないし第６のいずれの変形例においても、中心軸Ｏを含む断面において、既述した（１）式、（２）式、および（３）式が成立することにより、第１の実施形態と同様に、センサ感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑える効果を得ることができる。さらに、スリット深さｈとダイアフラム１４２の膜厚Ｈとの間に既述した（４）式が成立することが望ましく、また、α＜βが成立することが望ましく、また、Ｎ_Ｄ≧０．７Ｅ_Ｄが成立することが望ましく、また、Ｆ_Ｄ≧０．６Ｅ_Ｄが成立することが望ましい。上記のうちの少なくとも一つの条件を満たすことにより、第１および第２の実施形態と同様に、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。上記した各条件に係る各部の定義は、第２の実施形態で説明した通りである。

【0103】

なお、第６変形例では、溶融部４５を、先端側から後端側に向かって、中心軸Ｏから離間する方向に傾いて延びるように形成することで、溶融部４５の外周にクラックが生じる場合であっても、ダイアフラム４２を含む部材が先端側に脱落することを抑制する効果を高めることができる。溶融部４５を上記のように傾けて形成すると、溶融部４５の外周にクラックが生じても、第２金具３０がダイアフラム４２を含む部材を支えて、ダイアフラム４２を含む部材の脱落を妨げることができるためである。

【0104】

・変形３（ダイアフラム形状の変形）：
図２４および図２５は、ダイアフラム４２の変形例を、中心軸Ｏを含む断面によって示す説明図である。図２４（Ａ）は、第１の実施形態と同様のダイアフラムを表わす。図２４（Ｂ）は、センサ外部に露出するダイアフラムの外表面が、先端側に向かって凸となるように形成される例を示す。図２４（Ｃ）は、センサ外部に露出するダイアフラムの外表面が、凹面として形成されている例を示す。また、図２４（Ｄ）は、センサ外部に露出するダイアフラムの外表面に、凹凸が形成されている例を示す。図２４（Ｂ）から図２４（Ｄ）に示すように、変位領域４６において、スリット４３よりも中心軸Ｏ側の部分におけるダイアフラムの厚みは不均一であってもよい。

【0105】

図２５（Ａ）は、図１０（Ｃ）と同様に、第１の直線８２上において、スリット４３の外周形状を、最高点Ｉがダイアフラム４２の径方向外側寄りに傾く形状とした様子を表わす。図２５（Ｂ）は、第１の直線８２上におけるスリット４３の外周形状が、略Ｍ字状に形成される様子を表わす。図２５（Ｃ）は、ダイアフラム４２において複数のスリット（図２５（Ｃ）では２つのスリット）が設けられる様子を表わす。複数のスリットは、例えば、ダイアフラム４２の第２の面９２を平面視したときに、各スリットの開口部の内周および外周が、中心軸Ｏを中心とする同心円となるように設ければよい。図２５（Ｄ）は、ダイアフラム４２の外周が、径方向外側に張り出して、後端側に折れ曲がる様子を表わす。あるいは、図２５（Ｄ）の構成に代えて、ダイアフラム４２の外周が、径方向外側に張り出して、先端側に折れ曲がる構成とすることも可能である。

【0106】

上記のように、スリットの外周形状や、スリットの数、あるいはダイアフラムの外周形状などについては、種々の変形が可能である。いずれの場合であっても、中心軸Ｏを含む断面において、既述した（１）式、（２）式、および（３）式が成立することにより、第１の実施形態と同様に、センサ感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑える効果を得ることができる。なお、スリットが複数存在する場合には、いずれかのスリットに関して、既述した実施形態で規定した関係が成立していればよい。

【0107】

また、第１の実施形態のダイアフラム４２では、第１の境界点Ｆと第１の直線８２との各々を中心軸Ｏに対して垂直に投影したときの位置が一致しており、第２の実施形態のダイアフラム１４２では、第１の境界点Ｆが第１の直線８２よりも後端側に位置しているが、第１の境界点Ｆが第１の直線８２よりも先端側に位置することとしてもよい。すなわち、ダイアフラムにおいて、スリット４３よりも中心軸Ｏ側の部分における中心軸Ｏ方向の厚みが、スリット４３よりも径方向外側寄りの部分における中心軸Ｏ方向の厚みよりも、薄く形成されることとしてもよい。この場合であっても、中心軸Ｏを含む断面において、既述した（１）式、（２）式、および（３）式が成立することにより、第１の実施形態と同様に、センサ感度を高めると共に、センサ感度のばらつきを抑える効果を得ることができる。また、既述した（４）式、α＜β、あるいはＮ_Ｄ≧０．７Ｅ_Ｄの各々が成立することにより、センサ感度のばらつきを抑える効果を高めることができる。

【0108】

圧力センサでは、中心軸Ｏを含む任意の断面において、既述した（１）式、（２）式、および（３）式という条件が成立することが望ましく、さらに、スリット深さやスリット外周形状等に関して、既述した各実施例および変形例で挙げた望ましい条件を満たすことが望ましい。ただし、既述した条件を満たすことによる圧力センサ全体としての効果を損なう程度が許容範囲となるように、例えば限られた一部の断面においてのみ、既述した関係が成立しない構成を含むことも可能である。

【0109】

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0110】

１０，１１０…圧力センサ
２０…第１金具
２１…軸孔
２２…ねじ部
２４…工具係合部
２６…溶融部
３０…第２金具
３１…軸孔
３４…拡径部
３６…軸孔
３７…雄ねじ部
３８…雌ねじ部
４０，１４０…受圧部
４２，１４２…ダイアフラム
４３…スリット
４４…ロッド
４５，１４５…溶融部
４５ａ…外側固定溶融部
４５ｂ…内側固定溶融部
４６…変位領域
４７…スリット空間
４８…内部空間
５０…素子部
５１…圧電素子
５２…第１パッキン
５３…電極板
５４…第２パッキン
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
７２…熱収縮チューブ
７４…細径導線
７５…平板導線
７６…接地導線
８０…境界面
８２…第１の直線
８４…第２の直線
８６…第４の直線
８８…第３の直線
９０…段差部
９１…第１の面
９２…第２の面
Ａ…第１の最外点
Ａｘ…中心軸
Ｂ…第３の最外点
Ｃ…第２の最外点
Ｄ…第２の最内点
Ｅ…第１の最内点
Ｆ…第１の境界点
Ｇ…第２の境界点
Ｈ…膜厚
Ｉ…最高点
Ｊ…外表点
Ｋ…第１の内周点
Ｌ…第２の内周点
Ｍ…第２の点
Ｎ…重心
Ｏ…中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】