特許 6948491 圧力検出装置、回路内蔵部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6948491

(24)【登録日】2021年9月22日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】圧力検出装置、回路内蔵部材

(51)【国際特許分類】

   G01L 23/10 20060101AFI20210930BHJP

   G01L 23/22 20060101ALI20210930BHJP

   G01L 23/26 20060101ALI20210930BHJP

   G01L 19/14 20060101ALI20210930BHJP

【ＦＩ】

   G01L23/10

   G01L23/22

   G01L23/26

   G01L19/14

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2021-544529(P2021-544529)

(86)(22)【出願日】2020年11月20日

(86)【国際出願番号】JP2020043360

【審査請求日】2021年7月30日

(31)【優先権主張番号】特願2020-39941(P2020-39941)

(32)【優先日】2020年3月9日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000166948

【氏名又は名称】シチズンファインデバイス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100125346

【弁理士】

【氏名又は名称】尾形 文雄

(72)【発明者】

【氏名】中川 宏史

(72)【発明者】

【氏名】四方山 正徳

(72)【発明者】

【氏名】高橋 郁生

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６４９９６０１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第６９２３０６８（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特許第６６２４９８９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５８２０７５９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第６４８３６３４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０２０−８５６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ１９／１４

Ｇ０１Ｌ２３／１０

Ｇ０１Ｌ２３／２２

Ｇ０１Ｌ２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、
前記圧電素子から入力される前記電気信号に処理を施す処理回路と、当該圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ当該処理回路を封止する封止部と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出する接地電極と、を有する回路内蔵部材と、
前記軸方向に沿って延び、導電性を有し且つ前記圧電素子の他端が接続されるとともに前記回路内蔵部材を収容する収容部材と
を含み、
前記回路内蔵部材に設けられる前記接地電極は、ばね性を有し且つ前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面に設けられており、
前記収容部材は、前記封止部の前記背面に設けられた前記接地電極に接触し且つ前記一端側に向かう押し付け力を付与すること
を特徴とする圧力検出装置。

【請求項2】

前記回路内蔵部材は、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、前記電気信号が入力される入力信号電極をさらに含み、
前記入力信号電極は、前記封止部の前記一端側から当該封止部の外部に突出すること
を特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。

【請求項3】

前記回路内蔵部材は、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路を動作させるための電源を受電する受電電極と、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路からの出力信号を出力する出力信号電極と、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する他の接地電極と
をさらに含み、
前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極は、前記封止部の前記背面から外部に突出し、
前記接地電極は、前記背面において前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極を囲うように配置されること
を特徴とする請求項１または２記載の圧力検出装置。

【請求項4】

前記接地電極は、前記封止部の側面から当該封止部の外部に突出するとともに、当該接地電極が折り曲げられることによって当該封止部の前記背面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の圧力検出装置。

【請求項5】

外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、
前記圧電素子から入力される前記電気信号に処理を施す処理回路と、当該圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ当該処理回路を封止する封止部と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出する接地電極と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出し、当該処理回路を動作させるための電源を受電する受電電極と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出し、当該処理回路からの出力信号を出力する出力信号電極と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出する他の接地電極と、を有する回路内蔵部材と、
を含み、
前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極は、前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面から外部に突出するように設けられており、
前記接地電極は、前記封止部の前記背面に設けられるとともに、前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極を囲うように配置されること
を特徴とする圧力検出装置。

【請求項6】

前記接地電極は、前記封止部の側面から当該封止部の外部に突出するとともに、当該接地電極が折り曲げられることによって当該封止部の背面に設けられており、当該背面においてＣ字状を呈していることを特徴とする請求項５記載の圧力検出装置。

【請求項7】

導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、前記電気信号が入力される入力信号電極をさらに有し、
前記入力信号電極は、前記封止部の前記一端側から当該封止部の外部に突出しており、前記接地電極によって囲われていないこと
を特徴とする請求項５または６記載の圧力検出装置。

【請求項8】

外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子から入力される当該電気信号に処理を施す処理回路と、
前記圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ前記処理回路を封止する封止部と、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する接地電極と
を有し、
前記接地電極は、ばね性を有し且つ前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面に設けられること
を特徴とする回路内蔵部材。

【請求項9】

外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子から入力される当該電気信号に処理を施す処理回路と、
前記圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ前記処理回路を封止する封止部と、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する接地電極と、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路を動作させるための電源を受電する受電電極と、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路からの出力信号を出力する出力信号電極と、
導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する他の接地電極と
を有し、
前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極は、前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面から外部に突出するように設けられており、
前記接地電極は、前記封止部の前記背面に設けられるとともに、前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極を囲うように配置されること
を特徴とする回路内蔵部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力検出装置、回路内蔵部材に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関を有する自動車等の装置では、装置内に、圧力や温度等を検出する複数の検出装置が搭載されている。そして、これらの検出装置による検出結果に基づき、ＥＣＵ（Engine Control Unit）と呼ばれる制御装置が、内燃機関の動作等に関する制御を行っている。

【0003】

特許文献１には、圧力の変化を検出する圧電素子と、圧電素子の正極側に接続されるとともに圧電素子の出力信号に処理を施す処理回路が設けられた回路基板と、導電性を有し且つ回路基板を覆うように配置され、圧電素子の負極側に接続されるとともに回路基板側に設けられた接地板を介して処理回路のグランドに接続される収容部材と、圧電素子、回路基板および収容部材を内部に収容し、検出素子、回路基板および収容部材と電気的に絶縁される筐体とを備えた圧力検出装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−１７３１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、収容部材と回路基板側に設けられた接地板とを、単に接触させる構成を採用した場合には、接地板と収容部材との接触状態が不安定となることがあり、回路基板から出力される信号の高周波特性にばらつきが生じるおそれがあった。
本発明は、圧電素子からの電気信号を処理する処理回路の出力における高周波電気特性のばらつきを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の圧力検出装置は、外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、前記圧電素子から入力される前記電気信号に処理を施す処理回路と、当該圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ当該処理回路を封止する封止部と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出する接地電極と、を有する回路内蔵部材と、前記軸方向に沿って延び、導電性を有し且つ前記圧電素子の他端が接続されるとともに前記回路内蔵部材を収容する収容部材とを含み、前記回路内蔵部材に設けられる前記接地電極は、ばね性を有し且つ前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面に設けられており、前記収容部材は、前記封止部の前記背面に設けられた前記接地電極に接触し且つ前記一端側に向かう押し付け力を付与することを特徴としている。
このような圧力検出装置において、前記回路内蔵部材は、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、前記電気信号が入力される入力信号電極をさらに含み、前記入力信号電極は、前記封止部の前記一端側から当該封止部の外部に突出してもよい。
また、前記回路内蔵部材は、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路を動作させるための電源を受電する受電電極と、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路からの出力信号を出力する出力信号電極と、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する他の接地電極とをさらに含み、前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極は、前記封止部の前記背面から外部に突出し、前記接地電極は、前記背面において前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極を囲うように配置されてもよい。
また、前記接地電極は、前記封止部の側面から当該封止部の外部に突出するとともに、当該接地電極が折り曲げられることによって当該封止部の前記背面に設けられていてもよい。
また、他の観点から捉えると、本発明の圧力検出装置は、外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子と、前記圧電素子から入力される前記電気信号に処理を施す処理回路と、当該圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ当該処理回路を封止する封止部と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出する接地電極と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出し、当該処理回路を動作させるための電源を受電する受電電極と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出し、当該処理回路からの出力信号を出力する出力信号電極と、導電性を有し且つ一方が当該処理回路に接続されるとともに他方が当該封止部の外部に露出する他の接地電極と、を有する回路内蔵部材と、を含み、前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極は、前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面から外部に突出するように設けられており、前記接地電極は、前記封止部の前記背面に設けられるとともに、前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極を囲うように配置されることを特徴としている。
このような圧力検出装置において、前記接地電極は、前記封止部の側面から当該封止部の外部に突出するとともに、当該接地電極が折り曲げられることによって当該封止部の背面に設けられており、当該背面においてＣ字状を呈していてもよい。
また、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、前記電気信号が入力される入力信号電極をさらに有し、前記入力信号電極は、前記封止部の前記一端側から当該封止部の外部に突出しており、前記接地電極によって囲われていなくてもよい。
また、他の観点から捉えると、本発明の回路内蔵部材は、外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子から入力される当該電気信号に処理を施す処理回路と、前記圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ前記処理回路を封止する封止部と、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する接地電極とを有し、前記接地電極は、ばね性を有し且つ前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面に設けられることを特徴としている。
また、他の観点から捉えると、本発明の回路内蔵部材は、外部から受けた圧力に応じた電気信号を出力する圧電素子から入力される当該電気信号に処理を施す処理回路と、前記圧電素子に近い一端側から当該圧電素子から遠い他端側に向かう軸方向に沿って延び、絶縁性を有し且つ前記処理回路を封止する封止部と、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する接地電極と、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路を動作させるための電源を受電する受電電極と、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出し、当該処理回路からの出力信号を出力する出力信号電極と、導電性を有し且つ一方が前記処理回路に接続されるとともに他方が前記封止部の外部に露出する他の接地電極とを有し、前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極は、前記封止部の前記他端側に位置する当該封止部の背面から外部に突出するように設けられており、前記接地電極は、前記封止部の前記背面に設けられるとともに、前記受電電極、前記出力信号電極および前記他の接地電極を囲うように配置されることを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、圧電素子からの電気信号を処理する処理回路の出力における高周波電気特性のばらつきを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係る圧力検出システムの概略構成図である。

【図2】圧力検出装置の側面図である。

【図3】圧力検出装置の断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である。

【図4】圧力検出装置の先端側（図３のＩＶ領域）の拡大断面図である。

【図5】（ａ）は、圧力検出装置に設けられた回路内蔵部材の斜視図であり、（ｂ）は、回路内蔵部材の側面図である。

【図6】回路内蔵部材に設けられた回路基板の概略構成図である。

【図7】（ａ）は、金属板に折り曲げ加工が施される前の回路内蔵部材の側面図であり、（ｂ）は、回路内蔵部材の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［圧力検出システムの構成］
図１は、実施の形態に係る圧力検出システム１の概略構成図である。
この圧力検出システム１は、内燃機関１０における燃焼室Ｃ内の圧力（燃焼圧）を検出する圧力検出装置２０と、圧力検出装置２０に対する給電を行うとともに圧力検出装置２０が検出した圧力に基づいて内燃機関１０の動作を制御する制御装置１００と、圧力検出装置２０と制御装置１００とを電気的に接続する接続ケーブル８０とを備えている。

【0010】

ここで、圧力の検出対象となる内燃機関１０は、内部にシリンダが形成されたシリンダブロック１１と、シリンダ内を往復運動するピストン１２と、シリンダブロック１１に締結されてピストン１２等とともに燃焼室Ｃを構成するシリンダヘッド１３とを有している。また、シリンダヘッド１３には、燃焼室Ｃと外部とを連通する連通孔１３ａが設けられている。この連通孔１３ａの内側には、図示しない雌ねじが設けられている。そして、この連通孔１３ａに圧力検出装置２０の先端側を挿入するとともに、圧力検出装置２０をシリンダヘッド１３に固定することで、内燃機関１０に対して圧力検出装置２０を取り付けている。より具体的に説明すると、連通孔１３ａに設けられた雌ねじに、圧力検出装置２０の先端側に設けられた雄ねじをねじ込むことで、圧力検出装置２０の取り付けを行っている。ここで、内燃機関１０を構成するシリンダブロック１１、ピストン１２およびシリンダヘッド１３は、鋳鉄やアルミニウム等、導電性を有する金属材料で構成されている。

【0011】

［圧力検出装置の構成］
図２は、圧力検出装置の側面図である。また、図３は、圧力検出装置２０の断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である。さらに、図４は、圧力検出装置２０の先端側（図３のＩＶ領域）の拡大断面図である。

【0012】

圧力検出装置２０は、全体として筒状を呈するとともに外部に露出するように設けられる筐体部３０と、圧力を検出するための各種機構を含み、ほぼ全体が筐体部３０の内部に収容されるとともに一部が外部に露出するように設けられ、接続ケーブル８０が接続される検出機構部４０とを有している。そして、圧力検出装置２０は、図１に示す内燃機関１０に対し、図２における左側が燃焼室Ｃ（図１では下側）を向くとともに、図２における右側が外部（図１では上側）を向くように取り付けられる。なお、以下の説明では、図２において、図中左に向かう側を圧力検出装置２０の「先端側」と称し、図中右に向かう側を圧力検出装置２０の「後端側」と称する。また、以下の説明では、図２等に一点鎖線で示す圧力検出装置２０の中心線方向を、単に「中心線方向」と称する。ここで、本実施の形態では、「中心線方向」が軸方向の一例であり、「先端側」が一端側の一例であり、「後端側」が他端側の一例である。

【0013】

（筐体部の構成）
筐体部３０は、先端外部筐体３１と、先端外部筐体３１の先端側に取り付けられたダイアフラムヘッド３２とを備えている。また、筐体部３０は、先端外部筐体３１の内側であってダイアフラムヘッド３２の後端側に取り付けられた第１内部筐体３３と、先端外部筐体３１および第１内部筐体３３の内側であってダイアフラムヘッド３２の後端側に取り付けられた第２内部筐体３４とを備えている。さらに、筐体部３０は、先端外部筐体３１の後端側に取り付けられた後端外部筐体３５を備えている。筐体部３０において、先端外部筐体３１、ダイアフラムヘッド３２および後端外部筐体３５は外部に露出する。これに対し、第１内部筐体３３および第２内部筐体３４は外部に露出せず、先端外部筐体３１の内側に収容されるようになっている。

【0014】

〔先端外部筐体〕
先端外部筐体３１は、中空構造を有し且つ全体として筒状を呈する部材である。先端外部筐体３１は、導電性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いステンレス鋼等の金属材料によって構成されている。また、先端外部筐体３１は、先端側から後端側に向かって、外径が最も小さい小径部３１ａと、外径が最も大きい大径部３１ｂと、外径がこれらの中間となる中径部３１ｃとを有している。そして、先端外部筐体３１における小径部３１ａの先端側の外周面には、雄ねじ３１ｄが設けられている。

【0015】

〔ダイアフラムヘッド〕
ダイアフラムヘッド３２は、全体として円板状を呈する部材である。ダイアフラムヘッド３２は、導電性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いステンレス鋼等の金属材料によって構成されている。ダイアフラムヘッド３２は、先端外部筐体３１における先端側の開口部を塞ぐように設けられている。そして、ダイアフラムヘッド３２と先端外部筐体３１との境界部には、全周にわたってレーザ溶接が施されている。

【0016】

〔第１内部筐体〕
第１内部筐体３３は、中空構造を有し且つ全体として筒状を呈する部材である。第１内部筐体３３は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス鋼等の金属材料によって構成されている。第１内部筐体３３は、その全体が先端外部筐体３１の内部に収容されるとともに、その先端側の一部がダイアフラムヘッド３２の後端側の一部に突き当たるように設けられている。そして、第１内部筐体３３とダイアフラムヘッド３２との境界部には、全周にわたってレーザ溶接が施されている。

【0017】

〔第２内部筐体〕
第２内部筐体３４は、中空構造を有し且つ全体として筒状を呈する部材である。第２内部筐体３４は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス鋼等の金属材料によって構成されている。第２内部筐体３４は、その全体が先端外部筐体３１の内部に収容されるとともに、後端側を除くほぼ全域が第１内部筐体３３の内部に収容されるように設けられている。そして、第２内部筐体３４と第１内部筐体３３との境界部には、全周にわたってレーザ溶接が施されている。

【0018】

〔後端外部筐体〕
収容部材の一例としての後端外部筐体３５は、中空構造を有し且つ全体として筒状を呈する部材である。後端外部筐体３５は、導電性を有するとともに耐熱性および耐酸性が高いステンレス鋼等の金属材料で構成されている。また、後端外部筐体３５は、先端側から後端側に向かって、第１筒状部３５ａと、第２筒状部３５ｂと、第３筒状部３５ｃと、第４筒状部３５ｄと、第５筒状部３５ｅとを有している。ここで、第１筒状部３５ａ、第２筒状部３５ｂ、第３筒状部３５ｃおよび第４筒状部３５ｄは、この順で外径が小さくなっている。これに対し、第５筒状部３５ｅは、隣接する第４筒状部３５ｄよりも外径が大きくなっており、第３筒状部３５ｃとほぼ同じになっている。また、後端外部筐体３５では、先端側の内部が第１内径部３５ｆとなっており、後端側の内部が第２内径部３５ｇとなっている。ここで、第２内径部３５ｇは、第１内径部３５ｆよりも内径が小さくなっており、第１内径部３５ｆと第２内径部３５ｇとの境界には、内側段差部３５ｈが設けられている。後端外部筐体３５における第１筒状部３５ａの先端側は、先端外部筐体３１における大径部３１ｂの後端側に突き当たるように設けられている。そして、後端外部筐体３５と先端外部筐体３１との境界部には、全周にわたってレーザ溶接が施されている。

【0019】

なお、上述した各溶接部位については、必ずしもそれぞれの全周にわたって形成する必要はなく、複数個のレーザスポットを形成するスポット溶接により形成してもよい。

【0020】

（検出機構部の構成）
検出機構部４０は、圧電素子４１と、先端電極部材４２と、後端電極部材４３と、絶縁部材４４と、コイルばね４５と、回路内蔵部材４６と、接続部材４７と、閉塞部材４８とを備えている。

【0021】

〔圧電素子〕
圧電素子４１は、全体として円柱状を呈する部材である。圧電素子４１は、圧電縦効果の圧電作用を示す圧電体を備えている。圧電素子４１は、先端外部筐体３１（および第１内部筐体３３）の内側に配置されている。

【0022】

ここで、圧電縦効果とは、圧電体の電荷発生軸と同一方向の応力印加軸に外力を加えると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生することをいう。したがって、この例では、中心線方向に沿う圧力の変化に応じて、圧電素子４１の先端側の面と後端側の面とに、発生した電荷による信号（電荷信号：電気信号の一例）が出力されることになる。

【0023】

次に、圧電素子４１に圧電横効果を利用した場合を例示する。圧電横効果とは、圧電体の電荷発生軸に対して直交する位置にある応力印加軸に外力を加えると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷が発生することをいう。薄板状に薄く形成した圧電体を複数枚積層して構成しても良く、このように積層することで、圧電体に発生する電荷を効率的に集めてセンサの感度を上げることができる。圧電素子４１で使用可能な圧電体としては、圧電縦効果及び圧電横効果を有するランガサイト系結晶（ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、ＬＴＧＡ）や水晶、ガリウムリン酸塩などを使用することを例示することができる。また、圧電素子４１で用いる圧電体としては、上述した無機材料で構成された単結晶（無機単結晶）を用いるとよく、特にランガサイト系単結晶を用いることが望ましい。

【0024】

〔先端電極部材〕
先端電極部材４２は、全体として円柱状を呈する部材である。先端電極部材４２は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス鋼等の金属材料によって構成されている。先端電極部材４２は、先端外部筐体３１（第１内部筐体３３）の内側且つ圧電素子４１の先端側に配置されており、先端電極部材４２の後端側の面が、圧電素子４１の先端側の面と接触するようになっている。また、先端電極部材４２の先端側の面は、ダイアフラムヘッド３２の中央部から後端側に向かって突出する凸部の面と接触するようになっている。そして、先端電極部材４２の外径は、圧電素子４１の外径よりも大きくなっている。

【0025】

〔後端電極部材〕
後端電極部材４３は、全体として独楽状を呈する部材である。より具体的に説明すると、後端電極部材４３は、Ｔ字状の断面を有しており、先端側の外径よりも後端側の外径が小さくなっている。後端電極部材４３は、導電性を有するとともに耐熱性が高いステンレス鋼等の金属材料によって構成されている。後端電極部材４３は、先端外部筐体３１（第１内部筐体３３）の内側に配置されており、後端電極部材４３の先端側の面が、圧電素子４１の後端側の面と接触するようになっている。また、後端電極部材４３の先端側の外径は、圧電素子４１の外径よりもわずかに大きくなっており、後端電極部材４３の後端側の外径は、圧電素子４１の外径よりも小さくなっている。

【0026】

〔絶縁部材〕
絶縁部材４４は、中空構造を有し且つ全体として環状（円筒状）を呈する部材である。絶縁部材４４は、絶縁性を有するとともに耐熱性が高いアルミナ等のセラミックス材料によって構成されている。絶縁部材４４は、先端外部筐体３１（第１内部筐体３３）の内側且つ後端電極部材４３の後端側に配置されており、絶縁部材４４の先端側の面が、後端電極部材４３の先端側における後端側の面と接触するようになっている。また、絶縁部材４４に設けられた貫通孔の先端側には、後端電極部材４３の後端側に設けられた凸部が挿入されるようになっている。さらに、絶縁部材４４の後端側の面は、第２内部筐体３４の先端側の面と接触するようになっている。これにより、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４３および絶縁部材４４は、第１内部筐体３３を介して、ダイアフラムヘッド３２と第２内部筐体３４とによって挟み込まれ、固定されるようになっている。このとき、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４３および絶縁部材４４と、第１内部筐体３３の内周面との間には、ギャップが存在していることが望ましい。

【0027】

〔コイルばね〕
コイルばね４５は、全体として螺旋状を呈する部材であって、中心線方向に伸縮するようになっている。コイルばね４５は、導電性を有するリン青銅等の金属材料によって構成されている。コイルばね４５は、先端外部筐体３１（第１内部筐体３３）の内側であって、絶縁部材４４の内部と第２内部筐体３４の内部とに跨がって配置されている。このため、コイルばね４５の外径は、絶縁部材４４に設けられた貫通孔の内径よりも小さくなっている。そして、コイルばね４５の先端側は、絶縁部材４４の内部において後端電極部材４３の後端側の面と接触している。

【0028】

〔回路内蔵部材〕
回路内蔵部材４６は、圧電素子４１が出力する微弱な電荷による電気信号に処理を施す回路基板５０と、回路基板５０を内部に収容することで回路基板５０を封止する封止部６０とを備えている。また、回路内蔵部材４６は、回路基板５０と電気的に接続される、入力信号電極７１、入力接地電極７２、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５をさらに備えている。ここで、入力信号電極７１は、回路基板５０よりも先端側に設けられており、入力接地電極７２、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５は、回路基板５０よりも後端側に設けられている。そして、これら入力信号電極７１〜出力接地電極７５は、それぞれの一端側が封止部６０に封止されて回路基板５０に接続される一方、それぞれの他端側は封止部６０によって覆われることなく外部に露出している。なお、入力信号電極７１〜出力接地電極７５は、それぞれ、導電性を有する板状の金属材料によって構成されている。

【0029】

入力信号電極７１は、中心線方向に沿って延びるとともに回路基板５０に接続される基部７１１と、基部７１１の先端側に突出する突出部７１２とを有している。ここで、突出部７１２の幅（中心線方向と交差する方向の長さ）は、基部７１１の幅よりも狭くなっており、コイルばね４５の内径よりも小さくなっている。入力信号電極７１は、突出部７１２の全体と基部７１１の先端側とが、封止部６０によって覆われることなく露出している。そして、この部位が、第２内部筐体３４の内側に挿入されるとともに、突出部７１２にはコイルばね４５の後端側が巻き付くようになっている。

【0030】

入力接地電極７２は、詳細は後述するが、その一部が皿ばね形状を呈しており、この皿ばね形状を呈する部位が、後端外部筐体３５の内側に設けられた内側段差部３５ｈに突き当たるようになっている。なお、回路内蔵部材４６の詳細については後述する。

【0031】

〔接続部材〕
接続部材４７は、全体として柱状を呈する部材である。接続部材４７は、絶縁性を有するＰＰＳあるいはＰＰＴ等の合成樹脂材料によって構成された基材と、導電性を有する銅等の金属材料で構成された配線および端子等を含んでいる。接続部材４７は、後端外部筐体３５の内側に配置されている。接続部材４７の先端側には、回路内蔵部材４６の後端側が対峙しており、回路内蔵部材４６に設けられた受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５の、それぞれの後端側が挿入されている。

【0032】

〔閉塞部材〕
閉塞部材４８は、全体として柱状を呈する部材である。ただし、閉塞部材４８には、中心線方向に沿って３つの貫通孔が形成されている。閉塞部材４８は、絶縁性を有するゴム材料で構成されている。閉塞部材４８は、その先端側が後端外部筐体３５の内側に配置され、その後端側が後端外部筐体３５の後端よりも外側に飛び出している。閉塞部材４８の先端側は、接続部材４７の後端側に対峙している。また、閉塞部材４８に設けられた３つの貫通孔には、接続ケーブル８０を構成する各電線（詳細は後述する）が挿入されている。閉塞部材４８の外径は、後端外部筐体３５の後端側（第２内径部３５ｇ）の内径よりもわずかに大きくなっており、後端外部筐体３５と閉塞部材４８とは、圧入（しまりばめ）により一体化している。

【0033】

［接続ケーブルの構成］
接続ケーブル８０は、撚り合わせられた電源線８１、信号線８２および接地線８３と、これら電源線８１、信号線８２および接地線８３の外周を覆う被覆部材８４と、電源線８１、信号線８２および接地線８３と、被覆部材８４との隙間を埋める介在物８５とを備えている。そして、電源線８１は受電電極７３に、信号線８２は出力信号電極７４に、接地線８３は出力接地電極７５に、接続部材４７を介してそれぞれ接続される。ここで、電源線８１、信号線８２および接地線８３は、それぞれ、錫メッキ軟銅撚り線で構成された導体部と、電子線等を用いて架橋構造を強化してなるポリエチレン（架橋ポリエチレン）等で構成されるとともに導体部の外周を被覆して絶縁する絶縁部とを有している。また、被覆部材は、絶縁性を有するゴム材料または樹脂材料で構成されている。なお、接続ケーブル８０には、必要に応じて、電源線８１、信号線８２および接地線８３を遮へいする遮へい体を設けてもかまわない。

【0034】

［回路内蔵部材の構成］
次に、上述した回路内蔵部材４６の詳細について説明を行う。
図５は、圧力検出装置２０に設けられた回路内蔵部材４６の構成を説明するための図である。より具体的に説明すると、図５（ａ）は回路内蔵部材４６の斜視図であり、図５（ｂ）は回路内蔵部材の側面図である。ここで、図５（ａ）においては、図中左上側が先端側であり、図中右下側が後端側である。また、図５（ｂ）においては、図中左側が先端側であり、図中右側が後端側である。

【0035】

回路内蔵部材４６は、上述したように、回路基板５０と封止部６０とを備えている（図３参照）。また、回路内蔵部材４６は、入力信号電極７１と、入力接地電極７２と、受電電極７３と、出力信号電極７４と、出力接地電極７５とをさらに備えている。

【0036】

（回路基板）
図６は、回路内蔵部材４６に設けられた回路基板５０の概略構成図である。ただし、図６は、回路基板５０と、入力信号電極７１〜出力接地電極７５との接続関係も、併せて示している。以下では、図５および図６を参照しながら、回路基板５０の説明を行う。

【0037】

回路基板５０は、全体として矩形の板状を呈する部材である。回路基板５０は、各種電子部品（回路素子）を実装するための配線パターンが形成されたプリント配線基板５１と、プリント配線基板５１に実装された処理回路５２とを有している。

【0038】

本実施の形態では、プリント配線基板５１として、ガラス布基材エポキシ樹脂をベースとした所謂ガラエポ基板を用いている。そして、プリント配線基板５１には、入出力用の端子として、入力信号端子５１ａ、入力接地端子５１ｂ、受電端子５１ｃ、出力信号端子５１ｄおよび出力接地端子５１ｅが設けられている。

【0039】

ここで、入力信号端子５１ａには、入力信号電極７１を介して、圧力検出装置２０における正の経路（詳細は後述する）が接続され、入力接地端子５１ｂには、入力接地電極７２を介して、圧力検出装置２０における負の経路（詳細は後述する）が接続される。これに対し、受電端子５１ｃには、受電電極７３を介して電源線８１が接続され、出力信号端子５１ｄには、出力信号電極７４を介して信号線８２が接続され、出力接地端子５１ｅには、出力接地電極７５を介して接地線８３が接続される。なお、プリント配線基板５１では、入力接地端子５１ｂと出力接地端子５１ｅとが、内部で接続されている。

【0040】

また、処理回路５２は、圧電素子４１から入力信号端子５１ａを介して入力されてくる電荷信号を積分して電圧信号に変換する積分回路５２ａと、変換後の電圧信号を増幅して出力信号端子５１ｄに出力する増幅回路５２ｂとを有している。ここで、積分回路５２ａおよび増幅回路５２ｂには、それぞれ演算増幅器（図示せず）が設けられており、受電端子５１ｃを介して、これらを動作させるための電源電圧が供給される。また、積分回路５２ａおよび増幅回路５２ｂのグランドは、入力接地端子５１ｂおよび出力接地端子５１ｅに接続される。なお、この例において、処理回路５２は、所謂集積回路（ＩＣ）で構成されている。

【0041】

（封止部）
今度は、主として図５を参照しつつ、封止部６０の説明を行う。
封止部６０は、全体として柱状を呈する部材である。封止部６０は、絶縁性を有するエポキシ等の合成樹脂材料によって構成されている。封止部６０は、相対的に先端側に位置する先端側封止部６１と、先端側封止部６１の後端側に位置する後端側封止部６２とを備えている。そして、後端側封止部６２は、先端側封止部６１と比べて外径が大きく（太く）なっている。

【0042】

先端側封止部６１は、先端側から順に、先端側第１封止部６１１と、先端側第２封止部６１２と、先端側第３封止部６１３とを有している。本実施の形態において、先端側第１封止部６１１〜先端側第３封止部６１３は、それぞれ多角形状の外観を有している。また、先端側第１封止部６１１および先端側第３封止部６１３は、先端側第２封止部６１２よりも外径が大きくなっている。さらに、先端側第１封止部６１１および先端側第３封止部６１３の外径は、ほぼ等しくなっている。なお、以下では、先端側第１封止部６１１の外周面を先端側第１側面６１ａと呼び、先端側第２封止部６１２の外周面を先端側第２側面６１ｂと呼び、先端側第３封止部６１３の外周面を先端側第３側面６１ｃと呼ぶ。また、先端側第１封止部６１１における先端側の面を先端側前面６１ｄと呼ぶ。

【0043】

後端側封止部６２は、先端側から順に、後端側第１封止部６２１と、後端側第２封止部６２２と、後端側第３封止部６２３とを有している。ここで、後端側第１封止部６２１は、上述した先端側第３封止部６１３の後端側に位置している。本実施の形態において、後端側第１封止部６２１〜後端側第３封止部６２３は、それぞれ多角形状の外観を有している。また、後端側第１封止部６２１および後端側第３封止部６２３は、後端側第２封止部６２２よりも外径が大きくなっている。さらに、後端側第１封止部６２１および後端側第３封止部６２３の外径は、ほぼ等しくなっている。なお、以下では、後端側第１封止部６２１の外周面を後端側第１側面６２ａと呼び、後端側第２封止部６２２の外周面を後端側第２側面６２ｂと呼び、後端側第３封止部６２３の外周面を後端側第３側面６２ｃと呼ぶ。また、後端側第１封止部６２１における先端側の面を後端側前面６２ｄと呼び、後端側第３封止部６２３における後端側の面を後端側背面６２ｅと呼ぶ。本実施の形態では、後端側背面６２ｅが背面の一例となっている。

【0044】

（入力信号電極）
入力信号電極７１は、全体として板状（短冊状）を呈する部材である。入力信号電極７１は、導電性および弾性を有するリードフレーム用の金属材料によって構成されている。入力信号電極７１は、一端が回路基板５０の先端側に接続されるとともに他端が先端側に延びており、先端側封止部６１を貫通して設けられる（図３も参照）。入力信号電極７１は、上述したように、回路基板５０に接続される基部７１１と、基部７１１の先端側に設けられる突出部７１２とを有している。そして、基部７１１の先端側と突出部７１２とは、先端側封止部６１の先端側前面６１ｄから外部に突出して露出している。入力信号電極７１は、コイルばね４５を介して後端電極部材４３と接続される（図４参照）。なお、本実施の形態の入力信号電極７１は、細長い板状を呈しているが、突出部７１２側を除く基部７１１のほぼ全域が封止部６０（先端側封止部６１）によって覆われているため、たわみ等が生じにくくなっている。

【0045】

（入力接地電極）
接地電極の一例としての入力接地電極７２は、全体としてＬ字状とＣ字状とを組み合わせた板状を呈する部材である（後述する図７（ａ）も参照）。入力接地電極７２は、導電性および弾性を有するリードフレーム用の金属材料によって構成されている。入力接地電極７２は、一端が回路基板５０の側端側に接続されるとともに他端が側端側に延びており、後端側封止部６２を貫通して設けられている（図３も参照）。そして、入力接地電極７２の後端側は、後端側封止部６２の側端から後端に向かって複数の箇所で折曲げられており、最も後端となる部位（Ｃ字状を呈する部位）は、後端側封止部６２の後端側背面６２ｅに位置している。

【0046】

ここで、入力接地電極７２の具体的な構成について説明を行う。
入力接地電極７２は、後端側封止部６２における後端側第２封止部６２２（後端側第２側面６２ｂ）から、それぞれ側方に突出して設けられる第１突出部７２１および第２突出部７２２と、Ｌ字状を呈し且つ一端が第１突出部７２１および第２突出部７２２と連結される本体部７２３と、Ｃ字状を呈し且つ本体部７２３の他端に連結される皿ばね部７２４とを有している。ここで、第１突出部７２１および第２突出部７２２には、後端側第２側面６２ｂに沿った折り曲げ加工が施されている。また、本体部７２３には、後端側第２側面６２ｂおよび後端側第３側面６２ｃに沿った折り曲げ加工が施されている。さらに、本体部７２３と皿ばね部７２４との境界部には、後端側第３側面６２ｃと後端側背面６２ｅとが成す角に沿った折り曲げ加工が施されている。

【0047】

また、皿ばね部７２４は、Ｃ字状を呈し且つ本体部７２３と連結される湾曲部７２４１と、湾曲部７２４１と一体化するとともに湾曲部７２４１から後端側に向かって折り曲げられてなる２つの突当部７２４２とを有している。これらのうち、湾曲部７２４１は、後端側封止部６２の後端側背面６２ｅと接触する位置に設けられる。これに対し、突当部７２４２は、後端側背面６２ｅとは接触しない位置に設けられる。これにより、後端側から皿ばね部７２４を押したときに、湾曲部７２４１が後端側背面６２ｅと接触した状態で、突当部７２４２が先端側に向かって潰れる側に弾性変形することで、皿ばね部７２４がばね（皿ばね）として機能するようになっている。皿ばね部７２４（突当部７２４２）は、後端外部筐体３５の内側段差部３５ｈに接触するようになっている。

【0048】

（受電電極）
受電電極７３は、全体として板状（短冊状）を呈する部材である。受電電極７３も、導電性および弾性を有するリードフレーム用の金属材料によって構成されている。受電電極７３は、一端が回路基板５０の後端側に接続されるとともに他端が後端側に延びており、後端側封止部６２を貫通して設けられている（図３も参照）。そして、受電電極７３の後端側は、後端側封止部６２の後端側背面６２ｅから外部に突出して露出している。そして、受電電極７３の後端側は、図に示すように折り曲げられている。受電電極７３は、接続部材４７を介して電源線８１と接続される。

【0049】

（出力信号電極）
出力信号電極７４は、全体として板状（短冊状）を呈する部材である。出力信号電極７４も、導電性および弾性を有するリードフレーム用の金属材料によって構成されている。出力信号電極７４は、一端が回路基板５０の後端側に接続されるとともに他端が後端側に延びており、後端側封止部６２を貫通して設けられている（図３も参照）。そして、受電電極７３の後端側は、後端側封止部６２の後端側背面６２ｅから外部に突出して露出している。出力信号電極７４は、後端側背面６２ｅにおいて受電電極７３に隣接している。そして、出力信号電極７４の後端側は、図に示すように受電電極７３とは逆向きに折り曲げられている。出力信号電極７４は、接続部材４７を介して信号線８２と接続されている。

【0050】

（出力接地電極）
他の接地電極の一例としての出力接地電極７５は、全体として板状（短冊状）を呈する部材である。出力接地電極７５も、導電性および弾性を有するリードフレーム用の金属材料によって構成されている。出力接地電極７５は、一端が回路基板５０の後端側に接続されるとともに他端が後端側に延びており、後端側封止部６２を貫通して設けられている（図３も参照）。そして、出力接地電極７５の後端側は、後端側封止部６２の後端側背面６２ｅから外部に突出して露出している。出力接地電極７５は、後端側背面６２ｅにおいて出力信号電極７４に隣接している。そして、出力接地電極７５の後端側は、図に示すように出力信号電極７４とは逆向き（受電電極７３と同じ向き）に折り曲げられている。出力接地電極７５は、接続部材４７を介して接地線８３と接続されている。

【0051】

（入力接地電極、受電電極、出力信号電極および出力接地電極の位置関係）
本実施の形態の回路内蔵部材４６では、封止部６０における後端側封止部６２の後端側背面６２ｅに、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５がこの順に並べて配置されている。そして、これら受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５の周囲を取り囲むように、入力接地電極７２の皿ばね部７２４が配置されている。また、後端側背面６２ｅから突出する受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５の中心線方向の長さは、後端側背面６２ｅに配置される皿ばね部７２４の中心線方向の長さ（高さ）よりも大きくなっている。

【0052】

［圧力検出装置における電気的な接続構造］
ここで、圧力検出装置２０における電気的な接続構造について説明を行う。
（正の経路）
圧力検出装置２０において、圧電素子４１の後端側の端面（正極）は、後端電極部材４３およびコイルばね４５と電気的に接続される。また、コイルばね４５は、回路内蔵部材４６に設けられた入力信号電極７１と電気的に接続される。そして、入力信号電極７１は、同じ回路内蔵部材４６に設けられた回路基板５０の入力信号端子５１ａと電気的に接続される。以下では、圧電素子４１の後端側の面から、後端電極部材４３、コイルばね４５および入力信号電極７１を介して、回路基板５０の入力信号端子５１ａに至る電気的な経路を『正の経路』と称する。

【0053】

（負の経路）
一方、圧力検出装置２０において、圧電素子４１の先端側の端面（負極）は、先端電極部材４２、ダイアフラムヘッド３２（第１内部筐体３３および第２内部筐体３４）、先端外部筐体３１および後端外部筐体３５と電気的に接続される。また、後端外部筐体３５は、自身に設けられた内側段差部３５ｈを介して、回路内蔵部材４６に設けられた入力接地電極７２と電気的に接続される。そして、入力接地電極７２は、同じ回路内蔵部材４６に設けられた回路基板５０の入力接地端子５１ｂと電気的に接続される。以下では、圧電素子４１の先端側の面から、先端電極部材４２、ダイアフラムヘッド３２、先端外部筐体３１、後端外部筐体３５および入力接地電極７２を介して、回路基板５０の入力接地端子５１ｂに至る電気的な経路を『負の経路』と称する。なお、圧力検出装置２０を、図１に示す内燃機関１０のシリンダヘッド１３に取り付けた場合、例えば先端外部筐体３１（雄ねじ３１ｄ）が、連通孔１３ａの内周面に接触する。このとき、シリンダヘッド１３（およびシリンダブロック１１）と負の経路とは、略同電位となる。

【0054】

（正の経路と負の経路との関係）
ここで、本実施の形態の圧力検出装置２０では、正の経路の外側に負の経路が存在している。換言すれば、負の経路の内部に正の経路が収容されている。そして、正の経路と負の経路とは、絶縁部材４４、封止部６０および両経路の間に形成されるエアギャップによって、電気的に絶縁されている。

【0055】

［圧力検出装置による圧力検出動作］
では、圧力検出装置２０による圧力検出動作について説明を行う。
内燃機関１０が動作しているとき、ダイアフラムヘッド３２の先端側の面（表面）には、燃焼室Ｃ内で発生した圧力（燃焼圧）が付与される。ダイアフラムヘッド３２では、自身の表面で受けた圧力が裏面へと伝達され、さらに裏面から先端電極部材４２へと伝達される。そして、先端電極部材４２に伝達された圧力は、先端電極部材４２と後端電極部材４３とに挟まれた圧電素子４１に作用し、圧電素子４１では、受けた圧力に応じた電荷が生じる。圧電素子４１に生じた電荷は、正の経路および負の経路を介して、回路基板５０の入力信号端子５１ａおよび入力接地端子５１ｂに電荷信号として供給される。回路基板５０に供給された電荷信号は、回路基板５０に実装された処理回路５２において各種処理が施されることで出力信号とされる。そして、回路基板５０の出力信号端子５１ｄおよび出力接地端子５１ｅから出力された出力信号は、接続部材４７および接続ケーブル８０を介して、制御装置１００に送信され、内燃機関１０の制御に用いられる。なお、この間、回路基板５０に実装された処理回路５２には、受電端子５１ｃおよび出力接地端子５１ｅを介して、制御装置１００から電源電圧が供給されている。

【0056】

［圧力検出装置の製造手順］
続いて、本実施の形態の圧力検出装置２０の製造手順について説明を行う。
（第１構造体の製造）
最初に、ダイアフラムヘッド３２の裏面すなわち後端側と、第１内部筐体３３の先端側とを対峙させて突き当てる。このとき、ダイアフラムヘッド３２の中央部の後端側から突出する凸部は、第１内部筐体３３の内部に配置される。そして、この状態で、ダイアフラムヘッド３２と第１内部筐体３３との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第１構造体が得られる。

【0057】

（第２構造体の製造）
次に、第１構造体の第１内部筐体３３に対し、後端側から、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４３、絶縁部材４４および第２内部筐体３４を、この順で挿入する。このとき、先端電極部材４２の先端側の面が、ダイアフラムヘッド３２の後端側の面に突き当たる。また、このとき、第２内部筐体３４の先端側は、第１内部筐体３３の内部に収容されるが、その後端側は、第１内部筐体３３の後端側からはみ出す。それから、固定される第１構造体に対し、第２内部筐体３４に加える中心線方向の力を調整し、圧電素子４１にかかる予荷重を目標値に設定する。そして、この状態で、第１内部筐体３３と第２内部筐体３４との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第２構造体が得られる。

【0058】

（第３構造体の製造）
次に、第２構造体に対し、後端側から、小径部３１ａを先端側として先端外部筐体３１を装着する。このとき、先端外部筐体３１（小径部３１ａ）の先端側の面が、ダイアフラムヘッド３２の後端側の面に突き当たる。また、第１内部筐体３３、第２内部筐体３４、先端電極部材４２、圧電素子４１、後端電極部材４３および絶縁部材４４は、先端外部筐体３１の内部に収容される。そして、この状態で、ダイアフラムヘッド３２と先端外部筐体３１との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第３構造体が得られる。

【0059】

（第４構造体の製造）
また、上述した第１構造体〜第３構造体とは別工程にて、回路内蔵部材４６（第４構造体）を製造する。なお、回路内蔵部材４６の製造手順の詳細については後述する。

【0060】

（第５構造体の製造）
次に、第４構造体（回路内蔵部材４６）の先端側に位置し且つ外部に露出する、入力信号電極７１の突出部７１２の先端側に、コイルばね４５をはめ込むことで、第５構造体が得られる。なお、必要に応じて、入力信号電極７１とコイルばね４５とを、レーザ溶接等により一体化してもかまわない。

【0061】

（第６構造体の製造）
次に、上述した第３構造体に対し、後端側から、コイルばね４５を先端側として第５構造体を挿入する。これに伴い、回路内蔵部材４６を構成する封止部６０のうち、先端側封止部６１は先端外部筐体３１の内側に配置される。ただし、後端側封止部６２は外部に露出したままである。このとき、先端側封止部６１のうちの先端側第１封止部６１１および先端側第３封止部６１３は、先端外部筐体３１の内周面に突き当たる。これに対し、先端側第２封止部６１２は、先端外部筐体３１の内周面と空隙を介して対峙する。そして、回路内蔵部材４６の封止部６０に設けられた後端側前面６２ｄが、挿入に伴って先端外部筐体３１（中径部３１ｃ）の後端側の面に突き当たることにより、先端外部筐体３１に対する回路内蔵部材４６の位置決めがなされ、第６構造体が得られる。

【0062】

また、第３構造体に第５構造体を挿入することに伴い、回路内蔵部材４６の先端側に取り付けられたコイルばね４５は、第２内部筐体３４および絶縁部材４４の内側に配置される。このとき、コイルばね４５の先端側は、後端電極部材４３の後端側の面に突き当たり、コイルばね４５は元よりも収縮した状態となる。ただし、この状態においても、後端電極部材４３の後端側と入力信号電極７１（突出部７１２）の先端側との間には空間が存在しており、両者が直接には接触しないようになっている。

【0063】

（第７構造体の製造）
次に、第６構造体に対し、後端側から、第１筒状部３５ａを先端側として後端外部筐体３５を装着する。このとき、後端外部筐体３５（第１筒状部３５ａ）の先端側の面が、先端外部筐体３１（大径部３１ｂ）の後端側の面に突き当たる。また、このとき、後端外部筐体３５（内側段差部３５ｈ）が、回路内蔵部材４６に設けられた入力接地電極７２の後端側の面に突き当たり、皿ばね部７２４の突当部７２４２に対し、先端側に向かう押し付け力を付与する。これに伴い、入力接地電極７２では、皿ばね部７２４における突当部７２４２が潰れる側に変形し、突当部７２４２のほぼ全周が、後端外部筐体３５の内側段差部３５ｈに接触する。そして、この状態で、先端外部筐体３１と後端外部筐体３５との境界部に、一周にわたってレーザ溶接を行うことで、第７構造体が得られる。

【0064】

（第８構造体の製造）
また、上述した第１構造体〜第７構造体とは別工程にて、接続部材４７、閉塞部材４８および接続ケーブル８０をこの順に並べ、閉塞部材４８を介して接続部材４７と接続ケーブル８０とを接続することにより、第８構造体が得られる。

【0065】

（第９構造体の製造）
そして、上述した第７構造体に対し、後端側から、接続部材４７を先端側として第８構造体を挿入する。そして、回路内蔵部材４６に設けられた受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５と、接続部材４７とを接続することで、圧力検出装置２０と接続ケーブル８０とを有する第９構造体（圧力検出装置２０と接続ケーブル８０との接続体）が得られる。

【0066】

［回路内蔵部材の製造手順］
では、回路内蔵部材４６の製造手順について、説明を行う。
図７は、回路内蔵部材４６を構成する金属板に対する折り曲げ加工を説明するための図である。具体的に説明すると、図７（ａ）は、金属板に折り曲げ加工が施される前の回路内蔵部材４６の側面図であり、図７（ｂ）は、回路内蔵部材４６の側面図である。なお、図７（ｂ）は、図５（ｂ）に示したものと同じである。

【0067】

最初に、回路基板５０に対し、公知のリードフレーム材料を、入力信号端子５１ａ、入力接地端子５１ｂ、受電端子５１ｃ、出力信号端子５１ｄおよび出力接地端子５１ｅのそれぞれに接続する。そして、リードフレーム材料に切断加工を施すことにより、回路基板５０と、入力信号電極７１、入力接地電極７２、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５とを有する接続体を得る。ただし、この時点において、入力接地電極７２、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５には、折り曲げ加工は施されていない。

【0068】

次に、上記接続体をモールド装置にセットし、絶縁性を有する合成樹脂材料（ここではエポキシ樹脂）にてモールドを行うことで、封止部６０を形成し、その後モールド装置から取り出す。このときの状態を、図７（ａ）に示している。この時点においても、入力接地電極７２、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５には、折り曲げ加工は施されていない。より具体的に説明すると、入力接地電極７２は、第１突出部７２１、第２突出部７２２、Ｌ字状を呈する本体部７２３およびＣ字状を呈する皿ばね部７２４が、一体化し且つ平坦な状態となっている。また、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５のそれぞれについても、平坦な状態となっている。

【0069】

次に、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５のそれぞれに対し、折り曲げ加工を施す。これに伴い、これら受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５は、図７（ａ）に示す平坦な状態から、図７（ｂ）に示す状態（図５（ａ）も参照）へと移行する。

【0070】

次に、入力接地電極７２を構成する皿ばね部７２４において、第１の折り線Ｌ１に沿って折り曲げ加工を施す。このとき、図７（ａ）において、第１の折り線Ｌ１が山となるように折り曲げを行う。これに伴い、皿ばね部７２４は、平坦な状態から、湾曲部７２４１と２つの突当部７２４２とを有する状態へと移行する。このとき、湾曲部７２４１と突当部７２４２との境界部は、平坦な状態から、鈍角を成す状態へと移行する。

【0071】

次に、入力接地電極７２を構成する本体部７２３と皿ばね部７２４との境界部において、第２の折り線Ｌ２に沿って折り曲げ加工を施す。このとき、図７（ａ）において、第２の折り線Ｌ２が谷となるように折り曲げを行う。これに伴い、本体部７２３と皿ばね部７２４との境界部は、平坦な状態から、ほぼ直角を成す状態へと移行する。

【0072】

次に、入力接地電極７２を構成する本体部７２３において、第３の折り線Ｌ３に沿って折り曲げ加工を施す。このとき、図７（ａ）において、第３の折り線Ｌ３が谷となるように折り曲げを行う。これに伴い、本体部７２３は、平坦な状態から、折り曲げられた状態へと移行する。このとき、本体部７２３は、平坦な状態から、鈍角を成す状態へと移行する。

【0073】

次に、入力接地電極７２を構成する第１突出部７２１および第２突出部７２２において、封止部６０（後端側封止部６２の後端側第２封止部）との境界部となる第４の折り線Ｌ４に沿って折り曲げ加工を施す。このとき、図７（ａ）において、第４の折り線Ｌ４が谷となるように折り曲げを行う。これに伴い、第１突出部７２１および第２突出部７２２における封止部６０との境界部は、平坦な状態から、ほぼ直角を成す状態へと移行する。また、これに伴い、入力接地電極７２を構成する皿ばね部７２４は、後端側封止部６２の後端側背面６２ｅに移動する。その結果、入力接地電極７２は、図７（ａ）に示す平坦な状態から、図７（ｂ）に示す状態（図５（ａ）も参照）へと移行する。
以上により、図７（ｂ）に示す回路内蔵部材４６が得られる。

【0074】

ここで、本実施の形態では、入力接地電極７２を構成する皿ばね部７２４をＣ字状としている。このため、第４の折り線Ｌ４に沿った折り曲げに伴って、皿ばね部７２４が後端側背面６２ｅに移動してきたときに、後端側背面６２ｅから後端側に突出する受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５に対し、皿ばね部７２４が突き当たったり引っ掛かったりしにくくなっている。

【0075】

［まとめ］
以上説明したように、本実施の形態では、回路内蔵部材４６の封止部６０に設けられた後端側背面６２ｅに、回路基板５０と接続される入力接地電極７２の皿ばね部７２４を配置するようにした。この皿ばね部７２４は、金属で構成されるとともに湾曲部７２４１と突当部７２４２とを備えていることから、ばね性を有している。そして、この回路内蔵部材４６を含む圧力検出装置２０において、回路内蔵部材４６を、圧電素子４１の負の経路を構成する先端外部筐体３１と後端外部筐体３５とによって挟み込むようにした。これに伴い、入力接地電極７２の皿ばね部７２４を、後端外部筐体３５に設けられた内側段差部３５ｈによって先端側に押し付け、皿ばね部７２４の突当部７２４２を弾性変形させるようにした。その結果、突当部７２４２のほぼ全周を、内側段差部３５ｈに接触させることが可能になり、負の経路を構成する後端外部筐体３５と入力接地電極７２との接触状態（導通状態）を、安定且つ良好なものとすることができる。それゆえ、回路基板５０（処理回路５２）のグランド電位を安定化させることが可能となり、処理回路５２から出力信号電極７４を介して出力される出力信号における高周波特性のばらつきを抑制することができる。

【0076】

また、本実施の形態では、回路内蔵部材４６の封止部６０に設けられた後端側背面６２ｅに、回路基板５０と接続される入力接地電極７２、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５を配置するようにした。そして、後端側背面６２ｅにおいて、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５を、入力接地電極７２の皿ばね部７２４を用いて囲うようにした。これにより、接続ケーブル８０を介して制御装置１００と接続される受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５を、入力接地電極７２を用いて簡易的に遮へいすることができる。それゆえ、回路基板５０（処理回路５２）の出力すなわち処理回路５２から出力信号電極７４を介して出力される出力信号を安定化させることができ、出力信号における高周波特性のばらつきを抑制することができる。

【0077】

［その他］
なお、本実施の形態では、入力接地電極７２をＣ字状としていたが、これに限られるものではなく、例えばＵ字状やＶ字状としてもよく、また、端部を有しないＯ字状（リング状）としてもかまわない。

【0078】

また、本実施の形態では、入力接地電極７２を、回路内蔵部材４６の側面（後端側第２側面６２ｂ）から外部に突出させ、折り曲げ加工によって後端側背面６２ｅに位置させていたが、これに限られるものではない。入力接地電極７２を、例えば回路内蔵部材４６の後端側背面６２ｅから直接外部に露出させるようにしてもかまわない。

【0079】

また、本実施の形態では、回路内蔵部材４６の製造において、まず、受電電極７３、出力信号電極７４および出力接地電極７５に折り曲げ加工を施し、その後、入力接地電極７２に折り曲げ加工を施していたが、これに限られるものではない。例えば、入力接地電極７２に折り曲げ加工を施している間に、受電電極７３等に折り曲げ加工を施してもよく、入力接地電極７２に折り曲げ加工を施した後に、受電電極７３等に折り曲げ加工を施してもかまわない。

【0080】

また、本実施の形態では、入力信号電極７１を平坦な形状としていたが、これに限られるものではない。例えば中心線方向と交差する方向の断面がＶ字状となるように、入力信号電極７１に折り曲げ加工を施してもかまわない。このような構成を採用することにより、入力信号電極７１の強度が増加することになり、たわみがさらに生じにくくなる。

【符号の説明】

【0081】

１…圧力検出システム、１０…内燃機関、２０…圧力検出装置、３０…筐体部、３１…先端外部筐体、３２…ダイアフラムヘッド、３３…第１内部筐体、３４…第２内部筐体、３５…後端外部筐体、４０…検出機構部、４１…圧電素子、４２…先端電極部材、４３…後端電極部材、４４…絶縁部材、４５…コイルばね、４６…回路内蔵部材、４７…接続部材、４８…閉塞部材、５０…回路基板、５１…プリント配線基板、５２…処理回路、６０…封止部、６１…先端側封止部、６２…後端側封止部、６２ｅ…後端側背面、７１…入力信号電極、７２…入力接地電極、７３…受電電極、７４…出力信号電極、７５…出力接地電極、８０…接続ケーブル、８１…電源線、８２…信号線、８３…接地線、１００…制御装置

【要約】

内燃機関の燃焼圧等を検出する圧力検出装置に設けられた回路内蔵部材４６は、圧電素子が出力する電荷信号に処理を施す処理回路と、絶縁性を有し且つ処理回路を封止する封止部６０と、一方が処理回路に接続されるとともに、他方が封止部６０の側部に設けられた後端側第２封止部６２３から突出し且つ封止部６０における後端に設けられた後端側背面６２ｅに向けて折り曲げられた入力接地電極７２等とを有する。入力接地電極７２のうち、後端側背面６２ｅに配置される皿ばね部７２４は、Ｃ字状を呈する湾曲部７２４１と、湾曲部７２４１から後端側に折り曲げられてなる突当部７２４２とを有しており、突当部７２４２が後端外部筐体によって先端側に押し付けられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】