JP2009109461A - 圧力センサおよび圧力センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ステム１０をメタルケース９に圧入する際に高い荷重で行うことのできる圧力センサを提供する。
【解決手段】金属ステム１０をメタルケース９に圧入する際に、金属ステム１０を治具の一部を挿入することにより保持するために、金属ステム１０に外周壁が凹まされた保持部２１ａ〜２１ｃを形成する。このような圧力センサによれば、金属ステム１０の外周壁に保持部２１ａ〜２１ｃが形成されているので、治具の一部を保持部２１ａ〜２１ｃに挿入して金属ステム１０を保持することができる。このため、金属ステム１０をメタルケース９に圧入する際に、治具のうち保持部２１ａ〜２１ｃ内に挿入した部分により金属ステム１０の保持部２１ａ〜２１ｃのうちのメタルケース９への圧入方向前方側の面に荷重をかけることができるので、金属ステム１０に高い荷重をかけてメタルケース９に圧入することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一端側に受圧用のダイヤフラムを有し、中空部に圧力伝達部材を収容し、他端側に受圧用のダイヤフラムに印加された圧力が圧力伝達部材を介して伝達されるセンシング部を備えた筒部材をハウジングに対して挿入することで構成される圧力センサに関する。

従来より、例えば、特許文献１において、一端側に受圧用のダイヤフラムが備えられており、中空部に圧力伝達部材が収容され、他端側に受圧用ダイヤフラムに印加された圧力が圧力伝達部材を介して伝達されるセンシング部が備えられた筒部材がハウジングに対して挿入されることで構成される圧力センサが開示されている。

具体的には、この圧力センサの筒部材は、センシング部が備えられた金属ステムが受圧用のダイヤフラムが備えられたメタルケースに挿入された後に、金属ステムとメタルケースとが溶接接合されることで構成されている。そして、金属ステムのうちセンシング部が備えられる一端側がハウジングの内部に配置されると共に、メタルケースがハウジングから突出するように筒部材がハウジングに挿入され、金属ステムとハウジングとが溶接接合されている。
特開２００６−２０８０４３号公報

しかしながら、上記圧力センサでは、筒部材がハウジングに挿入された後に、筒部材のうち金属ステムとハウジングとが溶接接合されており、ハウジングから金属ステムおよびメタルケースが突出した構成とされている。このため、ハウジング、金属ステムおよびメタルケースにて、中心軸が一致しない軸ずれが発生するという問題があり、この軸ずれが大きいと圧力センサを被取付部材に取り付けることができなくなるという問題がある。

さらに、金属ステムとメタルケースおよび筒部材とハウジングとは一方を他方に挿入した後に溶接接合されているため、挿入のための隙間により溶接の際に傾き易いし、軸ずれも発生し易いという問題もある。

そこで、本出願人はこの軸ずれを防止する方法を検討し、特願２００６−２４１１９３を出願している。この出願では、金属ケースとメタルケースおよび筒部材とハウジングとを圧入することで、挿入のための隙間を無くし、溶接の際に発生する軸ずれを防止している。

また、この出願では、筒部材のうち金属ステムがハウジング内に配置されるまで筒部材をハウジングに圧入し、メタルケースとハウジングとを溶接接合している。このような圧力センサによれば、特許文献１に記載の圧力センサでは圧力センサを被取付部材に取り付ける際に影響する接合箇所が金属ステムとメタルケースおよび金属ステムとハウジングとの２箇所であったものをメタルケースとハウジングとの１箇所に減少することができ軸ずれを抑制することができる。

しかしながら、特願２００６−２４１１９３に記載の圧力センサでは、金属ステムをメタルケースに圧入する際に金属ステムを保持する部位がないため、高い荷重を掛けて圧入できないという問題がある。これに対し、金属ステムを保持する機能として金属ステムの側面に突出部を備えた構成が考えられるが、ハウジングに金属ステムを挿入する際に、突出部が備えられた部分の金属ステムの径は、ハウジングの内壁の径より小さくなければならないため、金属ステムに突出部を備えることに伴い金属ステムのセンシング部を小さくしなければならないという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、金属ステムに備えられるセンシング部を小さくすることなく、金属ステムをメタルケースに圧入する際に高い荷重で行うことのできる圧力センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、中空部を有する筒形状で一端部にダイヤフラム（１２）を備えると共に他端部側の中空部を固定部（１３）とするメタルケース（９）と、底部および側壁を有すると共に底部の反対側を開口端（１６）とした中空部を有する有底円筒部材で底部にセンシング部（１７）を備え、有底円筒部材の中空部とメタルケース（９）の中空部とが連結するように、開口端（１６）をメタルケース（９）の固定部（１３）に圧入した金属ステム（１０）と、ダイヤフラム（１２）とセンシング部（１７）との間に配置される圧力伝達部材（１１）と、一端側に開口部（７）を備え、この開口部（７）にダイヤフラム（１２）とメタルケース（９）と金属ステム（１０）および圧力伝達部材（１１）を有して構成される筒状ユニット（６）のうちダイヤフラム（１２）側の一端部が開口部（７）から突出するように筒状ユニット（６）が挿入されたハウジング（４）と、を有する圧力センサであって、金属ステム（１０）には金属ステム（１０）の外周壁が凹まされた保持部（２１ａ〜２１ｃ）が備えられていることを特徴とする。

このような圧力センサによれば、金属ステム（１０）の外周壁を凹ませた保持部（２１ａ〜２１ｃ）を備えているので、治具の一部を保持部（２１ａ〜２１ｃ）に挿入して金属ステム（１０）を保持することができる。このため、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入する際に、治具のうち保持部（２１ａ〜２１ｃ）内に挿入した部分により金属ステム（１０）の保持部（２１ａ〜２１ｃ）のうちの固定部（１３）への圧入方向前方側の面に荷重をかけることができるので、金属ステム（１０）に高い荷重をかけてメタルケース（９）に圧入することができる。また、この保持部（２１ａ〜２１ｃ）は金属ステム（１０）のうち外周壁が凹まされて形成されているので、金属ステム（１０）に備えられるセンシング部（１７）を小さくすることなく圧力センサを構成することができる。

例えば、保持部を金属ステム（１０）の側壁に備え、金属ステム（１０）の中心軸から径方向に向かって金属ステム（１０）の側壁を貫通する複数の貫通孔（２１ａ）とすることができ、この貫通孔（２１ａ）を金属ステム（１０）における外周壁のうち金属ステムの中心軸と平行な方向の長さの中心部分に形成することができる。

このような圧力センサによれば、金属ステム（１０）に貫通孔（２１ａ）が形成されているので、治具の一部を貫通孔（２１ａ）に挿入して金属ステム（１０）を保持することができ、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入する際に高い荷重で行うことができる。

この場合、貫通孔（２１ａ）を金属ステム（１０）の中心軸に対して周方向に等間隔で配置することができる。このような圧力センサによれば、金属ステム（１０）の側壁に貫通孔（２１ａ）が等間隔に備えられているので、治具の一部を貫通孔（２１ａ）に挿入して金属ステム（１０）を保持した際に金属ステム（１０）の位置安定を図ることができる。

また、保持部を、金属ステム（１０）の外周壁に備え、金属ステム（１０）の中心軸に対して周方向に一周する溝（２１ｂ）とすることができ、この溝（２１ｃ）を金属ステム（１０）における外周壁のうち金属ステムの中心軸と平行な方向の長さの中心部分に形成することができる。

このような圧力センサによれば、金属ステム（１０）に溝（２１ｂ）が形成されているので、治具の一部を溝（２１ｂ）に挿入して金属ステム（１０）を保持することができ、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入する際に高い荷重で行うことができる。

この場合、金属ステム（１０）のうち溝（２１ｃ）内に、もしくは金属ステム（１０）のうち筒状ユニット（６）の外周壁を構成する部分に、金属ステム（１０）の中心軸から径方向に向かって側壁を貫通する穴（３０）を形成することができる。このような圧力センサによれば、穴（３０）が形成されているので、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入する際に圧力伝達部材（１１）の位置ずれを確認することができる。

また、保持部を、金属ステム（１０）の外周壁を金属ステム（１０）の中心軸に向かって窪ませた複数の凹み部（２１ｃ）とすることができ、この凹み部（２１ｃ）を金属ステム（１０）における外周壁のうち金属ステムの中心軸と平行な方向の長さの中心部分に形成することができる。

このような圧力センサによれば、金属ステム（１０）に凹み部（２１ｃ）が形成されているので、治具の一部を凹み部（２１ｃ）に挿入して金属ステム（１０）を保持することができ、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入する際に高い荷重で行うことができる。

この場合、凹み部（２１ｃ）を金属ステム（１０）の中心軸に対して周方向に等間隔で配置することができる。このような圧力センサによれば、金属ステム（１０）の外周壁に凹み部（２１ｃ）が等間隔に形成されているので、治具の一部を溝（２１ｃ）に挿入して金属ステム（１０）を保持した際に金属ステム（１０）の位置安定を図ることができる。

また、金属ステム（１０）のうち凹み部（２１ｃ）内に、もしくは金属ステム（１０）のうち筒状ユニット（６）の外周壁を構成する部分に、金属ステム（１０）の中心軸から径方向に向かって側壁を貫通する穴（３０）を形成することができる。このような圧力センサによれば、穴（３０）が形成されているので、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入する際に圧力伝達部材（１１）の位置ずれを確認することができる。

また、貫通孔（２１ａ）もしくは穴（３０）を有する圧力センサを備えた複合センサにおいて、圧力伝達部材（１１）に中空部を備え、圧力伝達部材（１１）における中空部のうちダイヤフラム（１２）側の一端部に温度検出器（３１）を配置して測定媒体の温度検出部を備えてもよい。このような複合センサによれば、温度検出器（３１）を受圧用のダイヤフラム（１２）近傍に配置することができるので、温度検出器（３１）により温度の検出を高精度に行うことができる。

さらに、これらのような圧力センサの製造方法において、外周壁を凹ませた保持部（２１ａ〜２１ｃ）を有する金属ステム（１０）を用意する工程と、金属ステム（１０）に形成された保持部（２１ａ〜２１ｃ）に金属ステム（１０）を保持する治具の一部を挿入することで金属ステム（１０）を保持する工程と、ダイヤフラム（１２）を溶接接合したメタルケース（９）を用意し、ダイヤフラム（１２）と接触するように圧力伝達部材（１１）をメタルケース（９）の中空部に配置したのち、治具により金属ステム（１０）を開口端（１６）側からメタルケース（９）の固定部（１３）に圧入し、開口端（１６）と固定部（１３）とを溶接接合して筒状ユニット（６）を構成する工程と、筒状ユニット（６）をハウジング（４）の一端に備えられた開口部（７）に挿入する工程と、筒状ユニット（６）のうちメタルケース（９）とハウジング（４）のうち開口部（７）側の先端部とを溶接接合することにより筒状ユニット（６）をハウジング（４）に固定する工程と、を有することを特徴とする
このような圧力センサの製造方法によれば、金属ステム（１０）の外周壁を凹ませた保持部（２１ａ〜２１ｃ）を備えているので、治具の一部を保持部（２１ａ〜２１ｃ）に挿入して金属ステム（１０）を保持することができる。このため、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入する際に、治具のうち保持部（２１ａ〜２１ｃ）内に挿入した部分により金属ステム（１０）の保持部（２１ａ〜２１ｃ）のうちの固定部（１３）への圧入方向前方側の面に荷重をかけることができるので、金属ステム（１０）に高い荷重をかけてメタルケース（９）に圧入することができる。

また、筒状ユニット（６）を構成する工程において、センシング部（１７）から出力されるセンサ信号をモニタしながら圧力伝達部材（１１）によりダイヤフラム（１２）およびセンシング部（１７）に印加される予荷重を決定することができる。

このような圧力センサの製造方法によれば、センシング部（１７）から出力されるセンサ信号をモニタしながらダイヤフラム（１２）およびセンシング部（１７）に印加される予荷重を決定しているので、予荷重の調整を高精度に行うことができると共に、予荷重の調整範囲を広くすることができ、さらに従来よりも筒状ユニット（６）の製造時間を短縮することができる。また、センサ信号をモニタしながら金属ステム（１０）を開口端（１６）側からメタルケース（９）の固定部（１３）に圧入しているので、金属ステム（１０）をメタルケース（９）に圧入しすぎた場合においても、治具の一部を保持部（２１ａ〜２１ｃ）に挿入することで金属ステム（１０）を保持することができるため、金属ステム（１０）の引き抜きを容易に行うことができる。

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。

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。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態が適用された圧力センサについて説明する。図１は、本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図、図２は、図１に示す二点鎖線部分の拡大図である。図１および図２に基づいて本実施形態の圧力センサの構成について説明する。なお、本実施形態の圧力センサは、例えば、燃焼圧センサとして使用することができる。

図１に示されるように、圧力センサにはコネクタ部１が備えられており、このコネクタ部１は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより作られ、本実施形態では円柱状をなしている。

このコネクタ部１の一端部は開口部２が形成されており、他端部はＯリング３を介して、ハウジング４と一体化されている。具体的には、ハウジング４は、ステンレス等の金属製の部材から構成された筒状とされており、一端部は径が拡大された収容部５とされ、他端部は後述する筒状ユニット６が挿入される開口部７とされている。そして、コネクタ部１は収容部５に挿入され、ハウジング４のうち収容部５側の一端がかしめられることでハウジング４と一体化されている。また、ハウジング４の外壁面、具体的には収容部５よりも開口部７側に、圧力センサを測定媒体が収容される燃焼室を構成する壁面に固定するためのねじ部８が備えられている。そして、ハウジング４の開口部７に筒状ユニット６が備えられている。

図２に示されるように、筒状ユニット６は、メタルケース９、金属ステム１０、ロッド１１およびダイヤフラム１２を有して構成されている。

メタルケース９は、ステンレス等の金属製の部材で構成された中空部を備えた筒形状とされており、メタルケース９のうち一端部には受圧用のダイヤフラム１２が備えられ、他端部には中空部の内径が拡大された固定部１３が形成されている。このダイヤフラム１２は、ステンレス等の金属製の部材で構成されており、底部および側壁を有した有底円筒部材とされている。そして、ダイヤフラム１２のうち側壁はメタルケース９のうち固定部１３と反対側の端部と溶接接合されており、底部は測定媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム部とされている。また、メタルケース９の外周壁のうちハウジング４の開口部７側における内周壁と接触する一部分には、例えば金属粉、カーボンおよびセラミック等が混入されたシリコーンゴム等からなる放熱部材１４が配置されている。そして、メタルケース９の外周壁とハウジング４の開口部７側の先端部分が、例えば、レーザ溶接等で溶接された溶接部１５により接合されている。

金属ステム１０は、底部および側壁が備えられ、底部と反対側が開口端１６とされていると共に中空部を備えた有底円筒部材であり、金属ステム１０のうち底部にはセンシング部１７が備えられている。この金属ステム１０は、ステンレス等の金属製の部材により構成することができる。また、センシング部１７は、金属ステム１０に形成されたダイヤフラム１８とダイヤフラム１８に備えられたセンサチップ１９とを有して構成されており、センサチップ１７は低融点ガラス２０を介して金属ステム１０のダイヤフラム１８に貼り付けられている。このセンサチップ１７には、例えば、図示しないブリッジ回路を構成するように形成された拡散抵抗が備えられている。

また、金属ステム１０の側壁には、治具の一部が挿入されることで金属ステム１０が保持されるための保持部として、金属ステム１０の中心軸から径方向に向かって金属ステム１０の側壁を貫通する貫通孔２１ａが形成されている。図３は、図１に示す金属ステム１０の側面図である。図２および図３に示されるように、この貫通孔２１ａは金属ステム１０の外周壁のうち、金属ステム１０の中心軸と平行な方向の長さの中心部分に備えられ、中心軸に対して周方向に等間隔で二つ配置されている。この貫通孔２１ａは、例えば、ドリル等で形成することができ、例えば、金属ステム１０の直径が５ｍｍのときに、穴の直径が１ｍｍの大きさとされる。また、金属ステム１０にはメタルケース９が、例えば、レーザ溶接等で溶接された溶接部２２により接合されている。

このように構成されたメタルケース９および金属ステム１０において、金属ステム１０は開口端１６側からメタルケース９の固定部１３にメタルケース９と金属ステム１０との中空部が連結されるように圧入されている。そして、メタルケース９と金属ステム１０との中空部において、ダイヤフラム１２とセンシング部１７との間に、ステンレス等の金属製の部材で構成される棒状のロッド１１が備えられている。このロッド１１は、一端部が受圧用のダイヤフラム１２に接触するように配置され、他端部がセンシング部１７に接触するように配置されている。なお、金属ステム１０には、ロッド１１の両端を結ぶ軸と垂直な方向にロッド１１がずれることを防止する凹部２３が形成されている。

このロッド１１は、受圧用のダイヤフラム１２に測定媒体の圧力が印加された際にセンシング部１５に圧力を伝達する圧力伝達部材として機能するものであると共に、受圧用のダイヤフラム１２およびセンシング部１７に予荷重を印加するものである。また、メタルケース９および金属ステム１０の中空部に、メタルケース９、金属ステム１０およびロッド１１に接触するように放熱部材２４が備えられている。

また、ハウジング４の開口部７には、筒状ユニット６のうちダイヤフラム１２側の一端部がハウジング４の開口部７から突出するように筒状ユニット６が圧入されている。そして、筒状ユニット６のうちメタルケース９とハウジング４のうち開口部７側の先端部とが溶接接合されている。

また、図１に示されるように、ハウジング４の内部には、セラミック基板等からなる配線基板２５が備えられている。そして、配線基板２５にはＩＣチップ２６が搭載されており、ＩＣチップ２６と配線基板２５とはボンディングワイヤ２７により電気的に接続されている。このＩＣチップ２６は、センサチップ１９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、センサチップ１９とＩＣチップ２６とがリード線やフレキシブルプリント基板等からなる配線部材２８により電気的に接続されている。

また、複数個の金属製棒状のターミナル２９がインサートモールドによりコネクタ部１と一体に成形されることでコネクタ部１内に保持されている。このターミナル２９のうち、一端部はハウジング４に備えられた配線基板２５と電気的に接続されており、他端部はコネクタ部１に備えられた開口部２から突出して図示しないＥＣＵ等に接続されている。

このように構成された圧力センサでは、受圧用のダイヤフラム１２に測定媒体から圧力が印加されると、ロッド１１を介して金属ステム１０に備えられたセンシング部１７に圧力が伝達される。そして、センシング部１７では、ダイヤフラム１８が歪むことでセンサチップ１９が歪み、センサチップ１９に備えられた拡散抵抗の抵抗値がピエゾ抵抗効果により変化する。このため、ブリッジ回路の出力電圧が変化し、センサチップ１９から印加された圧力に応じたセンサ信号が出力される。このセンサ信号は、センサチップ１９から配線部材２８、配線基板２５およびターミナル２９を介して外部に伝達され、これに基づいて測定媒体の圧力が検出される。

次にこのような圧力センサの製造方法について説明する。

まず、センシング部１７を有すると共に上記した形状の貫通孔２１ａが備えられた金属ステム１０、受圧用のダイヤフラム１２が備えられたメタルケース９およびロッド１１を用意する。そして、センシング部１７のうちセンサチップ１９と配線部材２８とをはんだ等を介して電気的に接続する。

次に、センサチップ１９と電気的に接続されている配線部材２８を電源に接続し、治具の一部を貫通孔２１ａに挿入して金属ステム１０を保持する。

そして、受圧用のダイヤフラム１２と接触するようにメタルケース９の中空部にロッド１１を配置し、金属ステム１０に備えられたセンシング部１７から出力されるセンサ信号をモニタしながら金属ステム１０を開口端１６側からメタルケース９の固定部１３に圧入していく。このとき、治具のうち貫通孔２１ａに挿入した部分により貫通孔２１ａのうち固定部１３への圧入方向前方側の面に荷重をかけることができるので、金属ステム１０に高い荷重をかけて金属ステム１０をメタルケース９に圧入することができる。

そして、センシング部１７に目標とする予荷重を印加し、センシング部１７から出力されるセンサ信号が目標とする予荷重に達したら圧入を停止して金属ステム１０とメタルケース９とを溶接接合する。また、センシング部１７から出力されるセンサ信号が目標とする予荷重を超えている場合には、センシング部１７から出力されるセンサ信号が目標とする予荷重と一致するように治具を用いて金属ステム１０を引き抜く。このとき、治具の一部を貫通孔２１ａに挿入して金属ステム１０を保持しているので、金属ステム１０の引き抜きを容易に行うことができる。このように金属ステム１０の圧入および引き抜きが行えるため、センシング部１７に印加される予荷重の調整を高精度に行うことができると共に、予荷重の調整範囲を広くすることができ、さらに従来よりも筒状ユニット６の製造時間を短縮することができる。さらに、金属ステム１０に備えられた貫通孔２１ａからロッド１１の位置確認を行うことができる。このようにして配線部材２８が備えられた筒状ユニット６を製造する。

その後、ハウジング４の開口部７に筒状ユニット６のうちダイヤフラム１２側の一端部が開口部７から突出するように筒状ユニット６を圧入し、筒状ユニット６のうちメタルケース９とハウジング４の開口部７側の先端部とを溶接接合する。続いて、配線部材２８のうちセンサチップ１９と接続される端部と反対の端部をＩＣチップ２６が備えられた配線基板２５にはんだ等を介して電気的に接続する。そして、配線基板２５をハウジング４に接合固定する。続いて、ターミナル２９がインサート成形されたコネクタ部１を用意し、コネクタ部１をハウジング４の収容部５に挿入すると共に、ハウジング４のうち収容部５側の一端をかしめることで本実施形態の圧力センサを構成することができる。

以上説明したように本実施形態の圧力センサによれば、金属ステム１０の側壁に貫通孔２１ａが備えられているので治具の一部を貫通孔２１ａに挿入して金属ステム１０を保持することができる。このため、金属ステム１０をメタルケース９に圧入する際に、治具のうち貫通孔２１ａに挿入した部分により貫通孔２１ａのうちの固定部１３への圧入方向前方側の面に荷重をかけることができるので、金属ステム１０に高い荷重をかけて金属ステム１０をメタルケース９に圧入をすることができる。

また、金属ステム１０をメタルケース９に圧入しすぎた場合においても、治具の一部を貫通孔２１ａに挿入して金属ステム１０を保持することができるため、金属ステム１０の引き抜きを容易に行うことができる。本実施形態の圧力センサでは、上記のように金属ステム１０の圧入および引き抜きが行えるため、センシング部１７に印加される予荷重の調整を高精度に行うことができると共に、予荷重の調整範囲を広くすることができ、さらに従来よりも筒状ユニット６の製造時間を短縮することができる。

さらに、本実施形態では、治具の一部が挿入されることで金属ステム１０が保持されるための保持部は金属ステム１０の外周壁が凹まされた貫通孔２１ａであるため、従来と比較してセンシング部１７を小さくすることなく圧力センサを構成することができる。また、金属ステム１０に貫通孔２１ａを備えたことで、金属ステム１０をメタルケース９に圧入する際にロッド１１の位置ずれを確認することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は第１実施形態に対して保持部の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。

図４は本実施形態にかかる圧力センサの部分拡大図、図５は図４に示す金属ステム１０の側面図である。なお、図４は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力センサのうちの他の部分は図１と同様である。図４および図５に示されるように、本実施形態の圧力センサには、保持部として、金属ステム１０の外周壁のうち金属ステム１０の中心軸と平行な方向の長さの中心部分に、金属ステム１０の中心軸に対して周方向に一周する溝２１ｂが備えられている。この溝２１ｂは、例えば、幅が０．５ｍｍとされる。

このような溝２１ｂを備えた圧力センサによれば、治具の一部を溝２１ｂに挿入して金属ステム１０を保持することができる。このため、金属ステム１０をメタルケース９に圧入する際に、治具のうち溝２１ｂに挿入した部分により溝２１ｂのうちの固定部１３への圧入方向前方側の面に荷重をかけることができる。また、金属ステム１０をメタルケース９に圧入しすぎた場合においても、治具の一部を溝２１ｂに挿入して金属ステム１０を保持することができるため、金属ステム１０の引き抜きを容易に行うことができる。したがって、上記第１実施形態と同様の効果を得る事ができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は第１実施形態に対して保持部の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。

図６は本実施形態にかかる圧力センサの部分拡大図、図７は図６に示す金属ステム１０の側面図である。なお、図６は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力センサのうちの他の部分は図１と同様である。図６および図７に示されるように、本実施形態の圧力センサには、保持部として、金属ステム１０の外周壁のうち金属ステム１０の中心軸と平行な方向の長さの中心部分に、金属ステム１０の外周壁が金属ステム１０の中心軸に向かって窪まされた凹み部２１ｃが金属ステム１０の中心軸に対して周方向に等間隔で二つ配置されている。この凹み部２１ｃは、例えば、幅が０．５ｍｍ、最深部が０．５ｍｍとされる。

このような凹み部２１ｃを備えた圧力センサによれば、治具の一部を凹み部２１ｃに挿入して金属ステム１０を保持することができる。このため、金属ステム１０をメタルケース９に圧入する際に、治具のうち凹み部２１ｃに挿入した部分により凹み部２１ｃのうちの固定部１３への圧入方向前方側の面に荷重をかけることができる。また、金属ステム１０をメタルケース９に圧入しすぎた場合においても、治具の一部を凹み部２１ｃに挿入して金属ステム１０を保持することができるため、金属ステム１０の引き抜きを容易に行うことができる。したがって、上記第１実施形態と同様の効果を得る事ができる
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は第２実施形態に対して穴を追加したものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。

図８は本実施形態にかかる圧力センサの部分拡大図、図９は図８に示す金属ステム１０の側面図である。なお、図８は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力センサのうちの他の部分は図１と同様である。図８および図９に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、溝２１ｂに、金属ステム１０の中心軸から径方向に向かって金属ステム１０の側壁を貫通する穴３０が形成されている。このような圧力センサによれば、上記第２実施形態の効果に加えてロッド１１の位置ずれを確認することができる。

なお、この穴３０はロッド１１の位置ずれを確認するためのものであるので側壁の中心、つまり溝２１ｂ内に形成されていなくてもよい。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。上記各実施形態では圧力センサについて説明したが、上記圧力センサと同様の構造を用いつつ、さらに温度検出部として温度検出器を加えることにより、本発明を圧力検出と温度検出の双方を行える複合センサとして適用することができる。本実施形態では、本発明を複合センサに適用した場合について説明する。この複合センサの基本構造は上記第１実施形態で説明した圧力センサとほぼ同様であるためここでは異なる部分についてのみ説明する。

図１０に、本実施形態にかかる複合センサの部分拡大図を示す。なお、図１０は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の複合センサのうちの他の部分は図１と同様である。図１０に示されるように、本実施形態の複合センサでは、ロッド１１は中空部を有する筒状とされており、この中空部のうち受圧用のダイヤフラム側の一端に温度検出器３１が配置されることで測定媒体の温度検出部が備えられている。また、ロッド１１には温度検出器３１に接続された、例えば、リード線やフレキシブルプリント基板等から成る配線３２を取り出すための穴３３が備えられている。そして、温度検出器３１に備えられている配線３２はロッド１１に備えられた穴３３および金属ステム１０に備えられた貫通孔２１ａを通って配線基板２５と電気的に接続されている。なお、温度検出器としては、例えば、サーミスタなどを用いることができる。

このような複合センサによれば、温度検出器３１を受圧用のダイヤフラム１２近傍に配置することが容易であるため測定媒体の温度検出を温度検出器３１により高精度に行うことができる。

なお、ロッド１１は両端部が開口している開口管でもよいし、両端部が閉口している閉口管でもよい。閉口管の場合には温度検出器３１の温度応答性を良くするために熱伝導性の高い、例えばシリコーン系樹脂等から成る接着材を温度検出器３１の周辺部に配置してもよい。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、金属ステム１０に備えられる保持部は円形の貫通孔２１ａであるが、例えば、貫通孔２１ａは楕円の穴でもよいし、四角形の穴でもよい。

また、上記第１実施形態および第３実施形態では、金属ステム１０に備えられる貫通孔２１ａまたは凹み部２１ｃは二つであるがそれ以上であってもよい。この場合、金属ステム１０の外周壁のうち、金属ステム１０の中心軸と平行な方向の長さの中心部分に備えられると共に、中心軸に対し周方向に等間隔に配置される構成とすることができる。例えば、保持部として、金属ステム１０の側壁に貫通孔２１ａを複数備える構成とすれば、治具の一部を貫通孔２１ａに挿入することで金属ステム１０を保持した際に金属ステム１０の位置安定を図ることができる。

また、上記第３実施形態に、上記第４実施形態に記載の穴３０を追加する構成としてもよい。つまり、ロッド１１の位置確認を行うことができるように金属ステム１０に穴３０を追加する構成としてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる圧力センサの全体断面図を示す図である。 図１に示す二点鎖線部分の拡大図を示す図である。 図１に示す金属ステムの側面図を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる圧力センサの部分拡大図を示す図である。 図４に示す金属ステムの側面図を示す図である。 本発明の第３実施形態にかかる圧力センサの部分拡大図を示す図である。 図６に示す金属ステムの側面図を示す図である。 本発明の第４実施形態にかかる圧力センサの部分拡大図を示す図である。 図８に示す金属ステムの側面図を示す図である。 本発明の第５実施形態にかかる複合センサの部分拡大図を示す図である。

符号の説明

１…コネクタ部、４…ハウジング、５…収容凹部、６…筒状ユニット、７…開口部、９…メタルケース、１０…金属ステム、１１…ロッド、１２…ダイヤフラム、１３…固定端、１６…開口端、１７…センシング部、２１ａ…貫通孔、２１ｂ…溝、２１ｃ…凹み部、３０…穴、３１…温度検出器

Claims (11)

1. 測定媒体を受圧する受圧用のダイヤフラム（１２）と、
   中空部を有する筒形状とされており、一端部に前記ダイヤフラム（１２）が備えられ、他端部側の前記中空部を固定部（１３）とするメタルケース（９）と、
   底部および側壁を有し、前記底部と反対側が開口端（１６）とされた中空部を有する有底円筒部材とされ、前記底部には前記測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（１７）が備えられており、前記有底筒部材の前記中空部と前記メタルケース（９）の前記中空部とが連結されるように、前記開口端（１６）が前記メタルケース（９）のうち前記固定部（１３）に圧入され、前記開口端（１６）と前記メタルケース（９）のうち前記固定部（１３）とが溶接接合された金属ステム（１０）と、
   前記メタルケース（９）と前記金属ステム（１０）との中空部内において、前記ダイヤフラム（１２）と前記センシング部（１７）との間に配置され、前記ダイヤフラム（１２）に印加された圧力を前記センシング部（１７）に伝達する圧力伝達部材（１１）と、
   一端部に開口部（７）を備える筒形状とされており、前記ダイヤフラム（１２）と前記メタルケース（９）と前記金属ステム（１０）および前記圧力伝達部材（１１）を有して構成される筒状ユニット（６）のうち前記ダイヤフラム（１２）側の一端部が前記開口部（７）から突出するように前記筒状ユニット（６）が前記開口部（７）内に挿入され、前記ハウジング（４）の前記開口部（７）側の先端部と前記メタルケース（９）とが溶接接合されたハウジング（４）と、を有する圧力センサであって、
   前記金属ステム（１０）には前記金属ステム（１０）の外周壁が凹まされた保持部（２１ａ〜２１ｃ）が備えられていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記保持部は、前記金属ステム（１０）の側壁に備えられ、前記金属ステム（１０）の中心軸から径方向に向かって前記金属ステム（１０）の側壁を貫通する複数の貫通孔（２１ａ）であり、前記貫通孔（２１ａ）は前記金属ステム（１０）における外周壁のうち前記中心軸と平行な方向の長さの中心部分に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記貫通孔（２１ａ）は、前記金属ステム（１０）の前記中心軸に対して周方向に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
4. 前記保持部は、前記金属ステム（１０）の外周壁に備えられ、前記金属ステム（１０）の中心軸に対して周方向に一周する溝（２１ｂ）であり、前記溝（２１ｂ）は前記金属ステム（１０）における外周壁のうち前記中心軸と平行な方向の長さの中心部分に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
5. 前記金属ステム（１０）のうち前記溝（２１ｂ）内に、もしくは前記金属ステム（１０）のうち前記筒状ユニット（６）の外周壁を構成する部分に、前記金属ステム（１０）の中心軸から径方向に向かって側壁を貫通する穴（３０）が備えられていることを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。
6. 前記保持部は、前記金属ステム（１０）の外周壁が前記金属ステム（１０）の中心軸に向かって窪まされた複数の凹み部（２１ｃ）であり、前記凹み部（２１ｃ）は前記金属ステム（１０）における外周壁のうち前記中心軸と平行な方向の長さの中心部分に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
7. 前記凹み部（２１ａ）は、前記金属ステム（１０）の前記中心軸に対して周方向に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ。
8. 前記金属ステム（１０）のうち前記凹み部（２１ｃ）内に、もしくは前記金属ステム（１０）のうち前記筒状ユニット（６）の外周壁を構成する部分に、前記金属ステム（１０）の中心軸から径方向に向かって側壁を貫通する穴（３０）が備えられていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の圧力センサ。
9. 請求項２、請求項３、請求項５および請求項８のいずれか一つに記載の圧力センサを備えた複合センサであって、前記圧力伝達部材（１１）には中空部が備えられており、前記圧力伝達部材（１１）における前記中空部のうち前記ダイヤフラム（１２）側の一端部に温度検出器（３１）が配置されることで前記測定媒体の温度検出部が備えられることを特徴とする複合センサ。
10. 測定媒体を受圧する受圧用のダイヤフラム（１２）と、
    中空部を有する筒形状とされており、一端部に前記ダイヤフラム（１２）が備えられ、他端部側の前記中空部を固定部（１３）とするメタルケース（９）と、
    底部および側壁を有し、前記底部と反対側が開口端（１６）とされた中空部を有する有底円筒部材とされ、前記底部には前記測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（１７）が備えられており、前記有底筒部材の前記中空部と前記メタルケース（９）の前記中空部とが連結されるように、前記開口端（１６）が前記メタルケース（９）のうち前記固定部（１３）に圧入され、前記開口端（１６）と前記メタルケース（９）のうち前記固定部（１３）とが溶接接合された金属ステム（１０）と、
    前記メタルケース（９）と前記金属ステム（１０）との中空部内において、前記ダイヤフラム（１２）と前記センシング部（１７）の間に配置され、前記ダイヤフラム（１２）に印加された圧力を前記センシング部（１７）に伝達する圧力伝達部材（１１）と、
    一端部に開口部（７）を備える筒形状とされており、前記ダイヤフラム（１２）と前記メタルケース（９）と前記金属ステム（１０）および前記圧力伝達部材（１１）を有して構成される筒状ユニット（６）のうち前記ダイヤフラム（１２）側の一端部が前記開口部（７）から突出するように前記筒状ユニット（６）が前記開口部（７）内に挿入され、前記開口部（７）と前記メタルケース（９）とが溶接接合されたハウジング（４）と、を有する圧力センサの製造方法であって、
    外周壁が凹まされた保持部（２１ａ〜２１ｃ）を有する前記金属ステム（１０）を用意する工程と、
    前記金属ステム（１０）に形成された前記保持部（２１ａ〜２１ｃ）に前記金属ステム（１０）を保持する治具の一部を挿入することで前記金属ステム（１０）を保持する工程と、
    前記ダイヤフラム（１２）が溶接接合された前記メタルケース（９）を用意し、前記ダイヤフラム（１２）と接触するように前記圧力伝達部材（１１）を前記メタルケース（９）の前記中空部に配置したのち、前記治具のうち前記保持部（２１ａ〜２１ｃ）に挿入した部分により前記金属ステム（１０）を前記開口端（１６）側から前記メタルケース（９）の前記固定部（１３）に圧入し、前記開口端（１６）と前記固定部（１３）とを溶接接合して前記筒状ユニット（６）を構成する工程と、
    前記筒状ユニット（６）を前記ハウジング（４）の一端部に備えられた前記開口部（７）に挿入する工程と、
    前記筒状ユニット（６）のうち前記メタルケース（９）と前記ハウジング（４）のうち前記開口部（７）側の先端部とを溶接接合することにより前記筒状ユニット（６）を前記ハウジング（４）に固定する工程と、を有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
11. 前記筒状ユニット（６）を構成する工程は、前記金属ステム（１０）を前記開口端（１６）側から前記メタルケース（９）のうち前記固定部（１３）に圧入する際に、前記センシング部（１７）から出力されるセンサ信号をモニタしながら前記圧力伝達部材（１１）により前記ダイヤフラム（１２）および前記センシング部（１７）に印加される予荷重を決定する工程と、を有することを特徴とする請求項１０の記載の圧力センサの製造方法。

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