物理量検出器および物理量検出器の製造方法
【課題】優れた検出精度を有する物理量検出器および物理量検出器の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の圧力センサー１（物理量検出器）は、受圧により変位する変位部３１を含むダイアフラム３と、ダイアフラム３の外周部３２を保持する周状のリング部２１が設けられている保持部材２と、を備え、リング部２１は、リング部２１に沿って保持部材２に周状の凹部を設けることにより変位部３１の変位方向に突出した凸条２４を含み、凸条２４にダイアフラム３の外周部３２が溶接により接合されている。また、ダイアフラム３の外周部３２は、変位部３１の変位方向に突出した凸部をなす。
【解決手段】本発明の圧力センサー１（物理量検出器）は、受圧により変位する変位部３１を含むダイアフラム３と、ダイアフラム３の外周部３２を保持する周状のリング部２１が設けられている保持部材２と、を備え、リング部２１は、リング部２１に沿って保持部材２に周状の凹部を設けることにより変位部３１の変位方向に突出した凸条２４を含み、凸条２４にダイアフラム３の外周部３２が溶接により接合されている。また、ダイアフラム３の外周部３２は、変位部３１の変位方向に突出した凸部をなす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出器および物理量検出器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水圧計、気圧計、差圧計等の物理量検出器（圧力センサー）としては、受ける圧力に応じて変形するダイアフラムと、ダイアフラムの変形に伴って応力を受ける圧電振動子とを備え、圧電振動子の共振周波数に基づいて圧力を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の圧力センサーにおいて、ダイアフラムは、中央領域と周縁領域との間に可撓性の可撓領域が設けられており、中央領域（変位部）が圧力に応じて厚さ方向に変位する。また、圧電振動子は、１対の基部と、この１対の基部間に設けられた振動部とを有する。そして、１対の基部は、ダイアフラムが撓む方向に並んで配置されるとともに、一方の基部がダイアフラムの中央領域に接続され、他方の基部がダイアフラムの外周領域に柱状の支持部材を介して接続されている。
また、特許文献１に記載の圧力センサーにおいて、ダイアフラムは、その外周部がリング状のリング部に保持されている。
【０００３】
このような圧力センサーにおいて、一般に、ダイアフラムは、リング部に対して溶接により接合される。
しかし、特許文献１に記載の圧力センサーでは、この溶接に要する時間が長くなってしまい、その結果、溶接後のダイアフラムに残留応力が生じ、圧力センサーの検出精度が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４８７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、優れた検出精度を有する物理量検出器および物理量検出器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の物理量検出器は、受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材と、
を備え、
前記固定部は、
前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部が溶接により接合されていることを特徴とする。
このように構成された物理量検出器によれば、比較的少ない熱量で固定部とダイアフラムとを溶接により接合することができる。
そのため、ダイアフラムに生じる残留応力を低減することができる。その結果、物理量検出器の検出精度を優れたものとすることができる。
【０００７】
［適用例２］
本発明の物理量検出器では、前記ダイアフラムの前記外周部は、前記変位部の変位方向に突出した第２の凸部を含むことが好ましい。
これにより、ダイアフラムの剛性を高め、ダイアフラムの不本意な変形を抑えるとともに、ダイアフラムの保持部材との接合部（溶接しろ）の面積を大きくすることができる。
【０００８】
［適用例３］
本発明の物理量検出器では、前記第１の凸部と前記第２の凸部が溶接により接合されていることを特徴とすることが好ましい。
これにより、保持部材の固定部とダイアフラムの外周部との溶接を容易に行うことができる。
【０００９】
［適用例４］
本発明の物理量検出器では、前記第１の凸部の先端面と前記第２の凸部の先端面とは、互いに同一面上に配置されていることが好ましい。
これにより、より確実に、比較的少ない熱量で固定部とダイアフラムとを溶接により接合することができる。
【００１０】
［適用例５］
本発明の物理量検出器では、１対の基部と、前記１対の基部間に設けられ、振動が励振される振動部とを有し、前記振動部の共振周波数が前記変位部の変位に応じて変化する感圧素子をさらに備えることが好ましい。
これにより、高精度に圧力を検出することができる。
【００１１】
［適用例６］
本発明の物理量検出器では、前記保持部材に固定された支持体を備え、
前記１対の基部のうちの一方の基部が前記変位部に固定され、他方の基部が前記支持体に固定されていることが好ましい。
これにより、より高精度に圧力を検出することができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明の物理量検出器の製造方法は、受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材とを備える圧力センサーの製造方法であって、
前記ダイアフラムの外周部と前記固定部とを接合する工程を有し、
前記固定部は、前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記工程では、前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部を溶接により接合することを特徴とする。
このような物理量検出器の製造方法によれば、比較的少ない熱量で固定部とダイアフラムとを溶接により接合することができる。
そのため、ダイアフラムに生じる残留応力を低減することができる。その結果、物理量検出器の検出精度を優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す圧力センサーに備えられた感圧ユニットの斜視図である。
【図３】図２に示す感圧ユニットの側面図である。
【図４】図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）におけるダイアフラムの設置工程を説明するための図である。
【図５】図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）における圧電振動子および柱部材の設置工程を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図７】（ａ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図６中のＡ−Ａ線断面図）、（ｂ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第１変形例の横断面図、（ｃ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第２変形例の横断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図９】（ａ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図８中のＢ−Ｂ線断面図）、（ｂ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の変形例の横断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る物理量検出器（流速センサー）を示す図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図である。
【図１４】図１３に示す圧力センサーの分解斜視図である。
【図１５】本発明の第８実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す圧力センサーの保持部材およびダイアフラムを説明するための図である。
【図１７】図１６に示す保持部材およびダイアフラムの接合部を説明するための拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の物理量検出器および物理量検出器の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）の全体構成を示す図、図２は、図１に示す圧力センサーに備えられた感圧ユニットの斜視図、図３は、図２に示す感圧ユニットの側面図である。
なお、図１〜３では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。また、図１〜３中の上側（＋Ｚ側）を「上」、下側（−Ｚ側）を「下」とも言う。
【００１５】
図１に示す圧力センサー１（物理量検出器）は、気体、液体等の流体の圧力を検出するものである。この圧力センサー１は、図１に示すように、ハウジング１１と、感圧ユニット１２と、回路ユニット１３と、キャップ１４と、ケーブル１５と、封止部材１６とを備える。
最初に、図１に基づいて、圧力センサー１を構成する各部の構成を簡単に説明する。
ハウジング１１は、有底筒状をなしている。
このハウジング１１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、樹脂材料、金属材料、セラミックス材料等が挙げられる。
このようなハウジング１１内には、感圧ユニット１２および回路ユニット１３が配置されている。
【００１６】
感圧ユニット１２は、保持部材２と、ダイアフラム３と、固定部材４と、圧電振動子５と、支持体６とを備える。
保持部材２およびダイアフラム３は、ハウジング１１の一端開口を封止している。
また、固定部材４、圧電振動子５および支持体６は、ハウジング１１の内側に配置されている。そして、圧電振動子５は、固定部材４を介してダイアフラム３に接続されるとともに、支持体６を介して保持部材２に接続されている。
この感圧ユニット１２は、ダイアフラム３が受けた圧力に応じて圧電振動子５の共振周波数が変化する。なお、感圧ユニット１２の構成については、後に詳述する。
【００１７】
また、ハウジング１１の一端部には、キャップ１４が取り付けられている。このキャップ１４には、流体が流通可能な流通口１４１が形成されている。これにより、流通口１４１を介してキャップ１４内へ流入する流体の圧力が感圧ユニット１２のダイアフラム３に印加される。
また、感圧ユニット１２の圧電振動子５には、図示しない配線を介して回路ユニット１３が電気的に接続されている。
【００１８】
この回路ユニット１３は、例えば回路基板および電子部品（ＩＣ）等で構成されている。そして、回路ユニット１３は、圧電振動子５を駆動する機能と、圧電振動子５の共振周波数に基づいて圧力を検出する機能とを有する。
このような回路ユニット１３には、ケーブル１５を介して、ハウジング１１の外部に設置された機器（図示せず）に電気的に接続されている。これにより、かかる機器にて圧力センサー１の検出結果を取得することができる。
【００１９】
このケーブル１５は、ハウジング１１の他端部に形成された貫通孔に挿通されている。 また、ケーブル１５とハウジング１１との間は、例えばゴム材料で構成された封止部材１６により封止されている。
このような圧力センサー１では、ハウジング１１の内部空間が例えば減圧状態または不活性封入状態で封止されている。
【００２０】
ここで、図２および図３に基づいて、感圧ユニット１２の構成について詳述する。
感圧ユニット１２は、前述したように、保持部材２と、ダイアフラム３と、固定部材４と、圧電振動子５と、支持体６とを備える。
以下、感圧ユニット１２を構成する各部を順次詳細に説明する。
（保持部材）
保持部材２は、ダイアフラム３を保持するものである。
この保持部材２は、ダイアフラム３の外周部を保持するリング状（周状）のリング部（固定部）２１と、ダイアフラム３の一方の面側（図２にて上側）にてリング部２１から内側に突出する突出部２２とを有する。
【００２１】
リング部２１は、前述したハウジング１１の一端開口部に接合されている。このリング部２１とハウジング１１との接合は、例えば、溶接、ろう材、接着剤等により行われるが、液密的または気密的な接合であることが好ましい。
また、リング部２１の内周部には、その全周にわたって下方に突出する凸条２４（第１の凸部）が形成されている。この凸条２４は、リング部２１に沿って保持部材２に周状の凹部を設けることにより後述するダイアフラム３の変位部３１の変位方向（Ｚ軸方向）に突出している。
【００２２】
この凸条２４は、後述するダイアフラム３の外周部３２と溶接により接合される部分である。特に、凸条２４は、薄肉（幅狭）に形成されている。これにより、比較的少ない熱量で凸条２４とダイアフラム３とを溶接により接合することができる。そのため、ダイアフラム３に生じる残留応力を低減することができる。その結果、圧力センサー１の検出精度を優れたものとすることができる。
【００２３】
また、凸条２４（薄肉部）は、リング部２１の周方向に沿って形成されるとともに軸方向に突出している。これにより、保持部材２のリング部２１とダイアフラム３の外周部３２との溶接を容易に行うことができる。
また、凸条２４の幅（肉厚）は、ダイアフラム３の外周縁部（溶接部）の厚さに応じて決定されるものであり、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる幅が薄すぎると、保持部材２とダイアフラム３との接合部の機械的強度が低下する場合がある。一方、かかる幅が厚すぎると、保持部材２とダイアフラム３との溶接による熱量が大きくなり、溶接後のダイアフラム３に生じる残留応力が大きくなる傾向を示す。
【００２４】
また、凸条２４の高さ（−Ｚ方向への突出量）は、ダイアフラム３の寸法、溶接しろ等に応じて決定されるものであり、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる高さが低すぎると、保持部材２とダイアフラム３との溶接による熱量が大きくなり、溶接後のダイアフラム３に生じる残留応力が大きくなる傾向を示す。一方、かかる高さが高すぎると、凸条２４の幅や構成材料等によっては、保持部材２とダイアフラム３との接合部の機械的強度が低下する場合がある。
【００２５】
このようなリング部２１の上側（ダイアフラム３とは反対側）には、内側（中心側）に向けて突出する突出部２２が設けられている。
この突出部２２は、後述する支持体６の柱部材６１、６２が固定される。これにより、圧力センサー１の検出精度を優れたものとすることができる。
さらに、保持部材２が突出部２２を有することにより、保持部材２の剛性を高めることができる。そのため、保持部材２の変形によるダイアフラム３および支持体６の不本意な変形を防止することもできる。
【００２６】
また、突出部２２は、リング部２１の全周にわたって形成され、環状をなしている。これにより、突出部２２の内側の開口部２３を通じて圧電振動子５の基部５１とダイアフラム３との接続を許容しつつ、保持部材２の剛性を効果的に高めることができる。
また、突出部２２は、後述する支持体６の柱部材６１、６２を接合するための面（接合面）２２１、２２２を有する。この面２２１、２２２は、それぞれ、ＸＺ平面に平行となるように形成されている。
【００２７】
このような保持部材２の構成材料としては、特に限定されないが、耐腐食性に優れたものを用いるのが好ましく、例えば、ステンレスのような金属材料、セラミックス材料等を用いるのが好ましい。
また、保持部材２の構成材料としては、後述するダイアフラム３の構成材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いるのが好ましい。これにより、ダイアフラムの熱歪みを防止または抑制することができる。また、後述する支持体６の梁部材６３の構成材料を保持部材２またはダイアフラム３の構成材料と同一または近似した材料とすることにより、圧電振動子５の熱歪みを低減することができる。
なお、保持部材２は、本実施形態ではハウジング１１と別体で構成されているが、ハウジング１１と一体形成されていてもよい。すなわち、リング部２１および突出部２２がハウジング１１の一部であってもよい。
【００２８】
（ダイアフラム）
ダイアフラム３は、外部からの圧力（受圧）により変位する変位部３１と、変位部３１の外周に設けられた外周部３２とを有する。
変位部３１は、その中央部がＺ軸方向（変位部３１の厚さ方向）に変位し得るように、外周部が撓み変形可能に構成されている。
また、変位部３１は、前述した保持部材２の突出部２２に対してＺ軸方向に離間している。これにより、変位部３１のＺ軸方向での変位が許容される。
【００２９】
外周部３２は、前述した保持部材２のリング部２１と溶接により接合される部分である。
外周部３２は、変位部３１の外周部から下側（＋Ｚ軸方向）に突出している。すなわち、外周部３２は、薄肉の円筒状（第２の凸部）をなしている。このような外周部３２を設けることにより、ダイアフラム３の剛性を高め、ダイアフラム３の不本意な変形を抑えるとともに、ダイアフラム３の保持部材２との接合部（溶接しろ）の面積を大きくすることができる。
特に、外周部３２は、薄肉（幅狭）に形成されている。これにより、比較的少ない熱量で外周部３２と保持部材２とを溶接により接合することができる。
【００３０】
また、ダイアフラム３の外周部３２の端面（図３にて下側の端面）は、前述した保持部材２の凸条２４の先端面と同一面上に位置している。これにより、より確実に、比較的少ない熱量でリング部２１とダイアフラム３とを溶接により接合することができる。
また、外周部３２の幅（肉厚）は、特に限定されないが、ダイアフラム３の製造が容易であるという観点から、変位部３１の厚さと等しいのが好ましく、具体的には、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる幅が薄すぎると、保持部材２とダイアフラム３との接合部の接合強度やダイアフラム３の機械的強度が低下する場合がある。一方、かかる幅が厚すぎると、保持部材２とダイアフラム３との溶接による熱量が大きくなり、溶接後のダイアフラム３に生じる残留応力が大きくなる傾向を示す。
【００３１】
また、外周部３２の高さ（−Ｚ方向への突出量）は、ダイアフラム３の寸法、溶接しろ等に応じて決定されるものであり、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる高さが低すぎると、保持部材２に溶接したダイアフラム３の不本意な変形により圧力センサー１の検出精度の低下を招いたり、ダイアフラム３と保持部材２との接合部の接合強度が低下したりする場合がある。一方、かかる高さが高すぎると、保持部材２の大型化を招いたり、ダイアフラム３の製造が難しくなったりする場合がある。
【００３２】
このようなダイアフラム３の構成材料としては、特に限定されないが、耐腐食性に優れたものを用いるのが好ましく、例えば、ステンレスのような金属材料、セラミックス材料等を用いるのが好ましい。ダイアフラム３を金属材料で構成する場合、金属板をプレス加工することによりダイアフラム３を形成することができる。また、ダイアフラム３を水晶やシリコン等の単結晶体で構成することもできる。この場合、単結晶体をエッチングすることによりダイアフラム３を形成することができる。
【００３３】
（固定部材）
固定部材４は、前述したダイアフラム３の上面の中央部に接合（固着）されている。また、固定部材４は、前述した保持部材２の開口部２３内に挿通されている。
固定部材４には、後述する圧電振動子５の基部５１が接合されている。
この固定部材４は、後述する圧電振動子５の基部５１をダイアフラム３に対して固定するための面（接合面）４１を有する。この面４１は、ＸＺ平面に平行となるように形成されている。
【００３４】
このような固定部材４を介して圧電振動子５をダイアフラム３に対して固定することにより、比較的簡単な構成で、ダイアフラム３の変位部３１が変位する方向（Ｚ軸方向）における後述する支持体６の柱部材６１、６２および圧電振動子５の長さを揃えることができる。
より具体的に説明すると、Ｚ軸方向における圧電振動子５の下端の位置と柱部材６１、６２の下端の位置とを揃えることができる。そのため、Ｚ軸方向における圧電振動子５の長さと柱部材６１、６２の長さを等しくするとともに、Ｚ軸方向における圧電振動子５の上端の位置と柱部材６１、６２の上端の位置とを揃えることができる。
その結果、圧電振動子５の圧電体および柱部材６１、６２を互いに同じ材料（同じ線膨張係数の材料）で構成することにより、Ｚ軸方向における圧電振動子５および柱部材６１、６２の熱膨張量または熱収縮量を等しくすることができる。
【００３５】
また、固定部材４の面４１に圧電振動子５を接合することにより、圧電振動子５の主面がＸＺ平面に平行となるように、圧電振動子５を設置することができる。
このような固定部材４の構成材料としては、特に限定されないが、ダイアフラム３と固定部材４との熱膨張係数差を小さくするという観点から、ダイアフラム３の構成材料と同じ材料を用いるのが好ましい。
【００３６】
（圧電振動子）
圧電振動子５（感圧素子）は、前述した固定部材４の面４１に接合されている。すなわち、圧電振動子５が固定部材４を介してダイアフラム３の中央部（変位部３１）に接続されている。これにより、圧電振動子５は、ダイアフラム３の撓み変形によりＺ軸方向の圧縮応力または引っ張り応力を受ける。
【００３７】
この圧電振動子５は、互いに離間して設けられた１対の基部５１、５２と、この１対の基部５１、５２間に設けられ、振動が励振される振動部５３（振動ビーム）とを有する。
基部（第１の基部）５１は、前述した固定部材４の面４１に接合（固定）されている。これにより、基部５１は、ダイアフラム３の変位部３１に固定されている。
一方、基部（第２の基部）５２は、後述する支持体６の梁部材６３に接合（固定）されている。これにより、基部５２は、後述する支持体６に固定されている。
【００３８】
このような基部５１と基部５２は、振動部５３を介して連結されている。
振動部５３は、長尺状をなし、Ｚ軸方向に沿って延在している。
なお、図示の例では、振動部５３が１本の振動ビームで構成されている場合を示しているが、振動部５３は、２本の振動ビームで構成されていてもよい。すなわち、圧電振動子５として、いわゆる双音叉型の振動子を用いることができる。また、振動部５３は、３本以上の振動ビームで構成されていてもよい。
【００３９】
このような振動部５３には、図示しない１対の励振電極が設けられており、この１対の励振電極は、図示しない配線を介して、前述した回路ユニット１３に電気的に接続されている。これにより、回路ユニット１３が１対の励振電極間に電圧を印加することにより、振動部５３に振動を励振させることができる。
このような圧電振動子５は、振動部５３の固有の共振周波数で振動する。
【００４０】
そして、１対の基部５１、５２がダイアフラム３の変位部３１が変位する方向、すなわちＺ軸方向に並んで設けられているので、変位部３１が圧電振動子５側に変位したとき、圧電振動子５の振動部５３がＺ軸方向での圧縮応力（基部５１および基部５２が接近する方向の応力）を受け、振動部５３の共振周波数が小さくなる。一方、変位部３１が圧電振動子５とは反対側に変位したとき、圧電振動子５の振動部５３がＺ軸方向での引張応力（基部５１および基部５２が離間する方向の応力）を受け、振動部５３の共振周波数が大きくなる。そのため、このような振動部の共振周波数に基づいて、圧力を高精度に検出することができる。
【００４１】
（支持体）
支持体６は、前述した保持部材２の突出部２２の面２２１、２２２に固定されている。また、支持体６には、前述した圧電振動子５の基部５２が固定されている。これにより、圧電振動子５の基部５２が支持体６を介して保持部材２に接続されている。
このように支持体６が保持部材２に固定されていることにより、仮に支持体６をダイアフラム３に固定した場合に比し、支持体６の不本意な変形または変位を防止または抑制することができる。その結果、より高精度に圧力を検出することができる。
【００４２】
特に、支持体６が保持部材２のリング部２１よりも内側に設けられた突出部２２に固定されているので、支持体６と圧電振動子５との間の空間を小さくすることができる。その結果、支持体６の剛性を高めることができ、支持体６の不本意な変形または変位を効果的に防止または抑制することができる。
また、支持体６の保持部材２とは反対側の端部（具体的には、後述する梁部材６３）の小型化を図ることができることから、支持体６の加速度による変形も防止または抑制することができる。
【００４３】
この支持体６は、突出部２２に立設された柱部材６１、６２と、柱部材６１、６２の先端部と圧電振動子５の基部５２とを接続する梁部材６３とを有する。これにより、比較的簡単な構成で、圧電振動子５の１対の基部５１、５２を、ダイアフラム３の変位部３１が変位する方向（Ｚ軸方向）に並べて設けることができる。
柱部材６１は、保持部材２の面２２１に接合され、柱部材６２は、保持部材２の面２２２に接合されている。
そして、柱部材６１、６２は、それぞれ、変位部３１が変位する方向からみたとき、変位部３１の内側に位置する。これにより、変位部３１の面積を大きく確保するとともに、支持体６と圧電振動子５との間の空間を抑えることができる。
【００４４】
柱部材６１、６２は、それぞれ、長尺状をなし、Ｚ軸方向に延在している。そして、柱部材６１、６２は、それぞれ、長手方向（Ｚ軸方向）での下端部が保持部材２の突出部２２に接合されている。
このような柱部材６１、６２は、互いに平行となるように設けられている。また、柱部材６１、６２は、Ｘ軸方向に互いに離間して設けられている。
また、柱部材６１、６２は、それぞれ、板状をなし、その板面がＸＺ平面に平行となるように設けられている。
【００４５】
また、柱部材６１、６２は、Ｚ軸方向での長さが互いに等しくなるように形成されている。これにより、柱部材６１、６２の構成材料を同じにすることにより、柱部材６１、６２のＺ軸方向での熱膨張または熱収縮したときの長さを互いに等しくすることができる。
また、柱部材６１、６２は、Ｚ軸方向での長さが前述した圧電振動子５と等しくなるように形成されている。
【００４６】
この柱部材６１、６２の構成材料としては、特に限定されないが、前述した圧電振動子５の圧電体を構成する圧電体材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いることが好ましい。これにより、圧電振動子５の熱歪みを防止または抑制することができる。
このような観点から、具体的には、柱部材６１、６２の構成材料としては、圧電振動子５に用いる圧電体材料と同じ圧電体材料を用いるのが好ましい。
なお、柱部材６１、６２のＺ軸方向での長さが圧電振動子５のＺ軸方向での長さと異なっていてもよい。この場合、柱部材６１、６２のＺ軸方向での熱膨張量が圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張量と等しくなるように、柱部材６１、６２の構成材料を選定すればよい。
【００４７】
このような柱部材６１、６２には、これらを連結するように梁部材６３が接合されている。
この梁部材６３は、Ｘ軸方向に延在している。そして、梁部材６３は、その長手方向（Ｘ軸方向）での一端部（図３にて左側）が柱部材６１の上端部に接合され、他端部（図３にて右側）が柱部材６２の上端部に接合されている。
【００４８】
また、梁部材６３の長手方向での途中には、圧電振動子５の基部５２が接合されている。
また、梁部材６３は、板状をなし、その板面がＸＺ平面に平行となるように設けられている。
この梁部材６３は、前述した柱部材６１、６２と異なる材料で構成することにより、柱部材６１、６２および梁部材６３をそれぞれ所望の熱膨張係数の材料で構成することができる。
【００４９】
この梁部材６３の構成材料としては、特に限定されないが、前述した保持部材２またはダイアフラム３と同等または近似した熱膨張係数を有する材料を用いることが好ましい。これにより、圧電振動子５の熱歪みを防止または抑制することができる。
このような観点から、具体的には、梁部材６３の構成材料としては、保持部材２またはダイアフラム３の構成材料と同じ材料を用いるのが好ましい。
【００５０】
以上説明したように構成された圧力センサー１にあっては、ダイアフラム３の変位部３１が外部から受ける圧力がハウジング１１内の圧力よりも高い場合、変位部３１がハウジング１１の内側へ変位する。一方、ダイアフラム３の変位部３１が外部から受ける圧力がハウジング１１内の圧力よりも低い場合、変位部３１がハウジング１１の外側へ変位する。
【００５１】
変位部３１がハウジング１１の内側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での圧縮応力を受ける。一方、変位部３１がハウジング１１の外側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での引張応力を受ける。
このように圧電振動子５がＺ軸方向での圧縮応力または引張応力を受けることにより、圧電振動子５の共振周波数が変化する。
そして、回路ユニット１３は、圧電振動子５の共振周波数に基づいて、ダイアフラム３が受けた圧力を検出する。
【００５２】
ここで、圧力センサー１によれば、支持体６が保持部材２に固定されているので、仮に支持体６がダイアフラム３に固定された場合に比し、支持体６の不本意な変形または変位を防止または抑制することができる。
特に、支持体６が保持部材２のリング部２１よりも内側に設けられた突出部２２に固定されているので、支持体６と圧電振動子５との間の空間を小さくすることができる。その結果、支持体６の剛性を高めることができ、支持体６の不本意な変形または変位を効果的に防止または抑制することができる。
【００５３】
また、支持体６の保持部材２とは反対側の端部の小型化を図ることができることから、支持体６の加速度による変形も防止または抑制することができる。
さらに、保持部材２が突出部２２を有することにより、保持部材２の剛性を高めることができる。そのため、保持部材２の変形によるダイアフラム３および支持体６の不本意な変形を防止することもできる。
これらのようなことから、圧力センサー１は、優れた検知精度を発揮することができる。
【００５４】
（物理量検出器（圧力センサー）の製造）
次に、前述した圧力センサー１の感圧ユニット１２の製造方法について説明する。
図４は、図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）におけるダイアフラムの設置工程を説明するための図、図５は、図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）における圧電振動子および柱部材の設置工程を説明するための図である。
感圧ユニット１２の製造方法は、［Ａ］保持部材２にダイアフラム３を接合する工程と、［Ｂ］ダイアフラム３に固定部材４を接合する工程と、［Ｃ］固定部材４に圧電振動子５を接合するとともに、保持部材２に柱部材６１、６２を接合する工程とを有する。
【００５５】
以下、各工程を順次説明する。
［Ａ］
まず、図４（ａ）に示すように、保持部材２を用意する。
そして、図４（ｂ）に示すように、保持部材２にダイアフラム３を溶接により接合する。
このとき、治具１００を用いて、ダイアフラム３の外周部３２の端面（下端面）と、保持部材２の凸条２４の先端面とが同一面（同一ＸＹ平面）上となるように、ダイアフラム３を保持する。
【００５６】
治具１００は、基台１０１と、押え部材１０２とを備える。
基台１０１は、例えばＳＵＳのような磁性体材料で構成されている。そして、基台１０１上に保持部材２が載置される。このとき、基台１０１は、凸条２４とは反対側（図４（ｂ）にて下側）から、保持部材２に当接するとともに、保持部材２の開口部２３を介してダイアフラム３に当接する。これにより、ダイアフラム３が保持部材２の突出部２２側（図４（ｂ）にて下側）へ移動するのを規制することができる。
【００５７】
また、押え部材１０２は、例えばネオジム磁石のような磁石である。そして、押え部材１０２は、ダイアフラム３上に載置される。このとき、押え部材１０２は、ダイアフラム３を介して基台１０１に磁力により吸着する。これにより、ダイアフラム３が保持部材２の突出部２２とは反対側（図４（ｂ）にて上側）へ移動するのを規制することができる。
このような基台１０１および押え部材１０２によりダイアフラム３が挟持されることにより、ダイアフラム３の外周部３２の端面と、保持部材２の凸条２４の先端面とが同一面上となるように保持される。
【００５８】
なお、本実施形態では、押え部材１０２が磁石である場合を例に説明したが、押え部材１０２は、人手またはアクチュエーター等により基台１０１側へ向けて押圧するように構成されていてもよい。この場合、押え部材１０２は、磁石でなくてもよく、例えば、金属材料、樹脂材料またはセラミック材料等で構成されていてもよい。また、この場合、基台１０１は、磁性体材料で構成されていなくてもよく、例えば、磁性体材料以外の金属材料、樹脂材料またはセラミック材料等で構成されていてもよい。
【００５９】
そして、この状態で、ダイアフラム３の外周部３２と、保持部材２の凸条２４とを溶接により接合する。
このとき、凸条２４が薄肉に形成されているので、比較的少ない熱量でダイアフラム３と保持部材２とを溶接することができる。そのため、ダイアフラム３の溶接時の熱による変形や残留応力の発生を防止または抑制することができる。その結果、圧力センサー１の検出感度や検出精度を優れたものとすることができる。
【００６０】
この接合方法としては、レーザー溶接を用いるのが好ましく、特に、ファイバーレーザーによる溶接を用いるのが好ましい。なお、この接合方法としては、レーザー溶接に限定されず、例えば、アーク溶接などの他の溶接方法、接着剤による接着、ろう付け等を用いることもできる。
このような溶接の終了後、治具１００を取り外し、図４（ｃ）に示すように、保持部材２とダイアフラム３とが接合された接合体を得る。
【００６１】
［Ｂ］
次に、図５（ａ）に示すように、ダイアフラム３に固定部材４を接合する。
この接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤による接着、レーザー溶接、アーク溶接などの溶接、ろう付け等を用いることができるが、接着剤による接着、特に、接着剤として低融点ガラスを用いた接着を用いるのが好ましい。低融点ガラスは、粘弾性が低い。そのため、ダイアフラム３に生じる圧力ヒステリシスを抑制または防止することができる。また、低融点ガラスが比較的低温で硬化可能であるため、保持部材２およびダイアフラム３等に余計な応力が生じるのを防止または抑制することができる。
【００６２】
［Ｃ］
次に、図５（ｂ）に示すように、固定部材４に圧電振動子５を接合するとともに、保持部材２に柱部材６１、６２を接合する。
これらの接合方法としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、接着剤による接着、レーザー溶接、アーク溶接などの溶接、ろう付け等を用いることができるが、ダイアフラム３と固定部材４との接合（接着）に悪影響を与えない接合方法を用いるのが好ましく、接着剤による接着、特に、樹脂系接着剤による接着を用いるのが好ましい。樹脂系接着剤は、ヒビや破断等の破壊現象が生じ難い。そのため、圧力センサー１の耐久性を高めることができる。また、樹脂系接着剤は比較的低温で硬化可能であるため、圧電振動子５、保持部材２およびダイアフラム３等に余計な応力が生じるのを防止または抑制することができる。
【００６３】
そして、これらの接合後に、梁部材６３を圧電振動子５および柱部材６１、６１に接合する。
この接合方法としては、前述した固定部材４と圧電振動子５との接合および保持部材２と柱部材６１、６２とのを接合と同様の方法を用いることができる。
なお、前述した固定部材４と圧電振動子５との接合および保持部材２と柱部材６１、６２とのを接合の前に、梁部材６３を圧電振動子５および柱部材６１、６１に接合してもよい。
【００６４】
以上説明したような圧力センサー１の製造方法によれば、保持部材２のダイアフラム３との接合部に薄肉な凸条２４が設けられているので、保持部材２とダイアフラム３とを比較的少ない熱量で短時間に溶接により接合することができる。そのため、保持部材２に接合した後のダイアフラム３に生じる残留応力を低減することができる。その結果、圧力センサー１の検出精度および検出感度を優れたものとすることができる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図、図７（ａ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図６中のＡ−Ａ線断面図）、図７（ｂ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第１変形例の横断面図、図７（ｃ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第２変形例の横断面図である。
【００６６】
以下、第２実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図６および図７では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００６７】
本実施形態の物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ａは、図６に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ａを備える。
この支持体６Ａは、保持部材２の面２２１に接合された柱部材６１Ａと、保持部材２の面２２２に接合された柱部材６２Ａと、柱部材６１Ａ、６２Ａと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３とを有する。
【００６８】
柱部材６１Ａは、長尺状の本体部６１１と、この本体部６１１の外周面に接合された緩衝部６１２とを有する。
同様に、柱部材６２Ａは、長尺状の本体部６２１と、この本体部６２１の外周面に接合された緩衝部６２２とを有する。
ここで、緩衝部６１２、６２２は、圧電振動子５のＱ値よりも低いＱ値を有する。そのため、圧電振動子５の振動と支持体６Ａの振動との共振を抑制することができる。
【００６９】
以下、図７に基づいて、柱部材６１について説明する。なお、柱部材６２は、柱部材６１と同様であるので、その説明を省略する。
図７（ａ）に示すように、柱部材６１Ａの横断面において、本体部６１１の外周面の全周にわたって緩衝部６１２が接合されている。
また、かかる横断面において、本体部６１１は、両板面に凹部が形成されている。これにより、本体部６１１と緩衝部６１２との接触面積を大きくすることができる。その結果、本体部６１１と緩衝部６１２との接合強度を高めることができる。また、かかる凹部内に入り込むようにして緩衝部６１２を形成することができる、そのため、緩衝部６１２の体積を大きくして、緩衝部６１２を設けることによる効果を大きくすることができる。
【００７０】
緩衝部６１２は、本体部６１１の振動を減衰させるダンピング効果を生じさせるものである。
このような緩衝部６１２を設けることにより、圧電振動子５の振動に伴う柱部材６１Ａの振動を抑えることができる。そのため、支持体６Ａの振動を抑制し、支持体６Ａの振動が圧電振動子５の振動へ悪影響を与えるのを防止することができる。その結果、物理量検出器（圧力センサー）の検出精度の低下を防止することができる。
このような緩衝部６１２の構成材料としては、緩衝部６１２のＱ値が圧電振動子５のＱ値よりも低くなるものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコーン樹脂のようなポッティングゲルを用いることができる。
【００７１】
以下、柱部材６１Ａの変形例を説明する。
（変形例１）
図７（ｂ）に示す変形例１に係る柱部材６１Ａ１は、長尺状の本体部６１３と、この本体部６１３の外周面に接合された緩衝部６１４とを有する。
この柱部材６１Ａ１では、横断面において、本体部６１３は、厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。言い換えると、本体部６１３は、長手方向での途中が分岐した２本の棒状部材で構成されている。
これにより、かかる貫通孔内に入り込むようにして緩衝部６１４を形成することができる。そのため、緩衝部６１４の体積を大きくして、緩衝部６１４を設けることによる効果を大きくすることができる。
【００７２】
（変形例２）
図７（ｃ）に示す変形例２に係る柱部材６１Ａ２は、長尺状の本体部６１５と、この本体部６１５の外周面に接合された緩衝部６１６とを有する。
この柱部材６１Ａ２は、横断面において、本体部６１５は、平板状をなしている。そして、緩衝部６１６は、本体部６１５の一方の面上に積層されている。このような積層構造を有する柱部材６１Ａ２は、本体部６１５の一方の面上に各種成膜を用いて緩衝部６１６を簡単かつ高精度に形成することができる。
以上説明したような第２実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００７３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図、図９（ａ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図８中のＢ−Ｂ線断面図）、図９（ｂ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の変形例の横断面図である。
【００７４】
以下、第３実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図８および図９では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００７５】
本実施形態の物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ｂは、図８に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ｂを備える。
この支持体６Ｂは、保持部材２の面２２２に接合された柱部材６２Ｂと、柱部材６２Ｂと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３Ｂとを有する。
柱部材６２Ｂは、第１の部分６２３と、この第１の部分６２３に接合された第２の部分６２４とを有する。
【００７６】
ここで、第１の部分６２３および第２の部分６２４は、互いに異なる材料、特に互いに熱膨張係数の異なる材料で構成されている。これにより、第１の部分６２３および第２の部分６２４の構成材料の組み合わせを適宜選定することにより、柱部材６２Ｂ全体のＺ軸方向での熱膨張係数を調整することができる。そのため、柱部材６２Ｂの形状および大きさによらず、比較的簡単に、柱部材６２Ｂおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数を互いに等しくすることができる。
【００７７】
より具体的に説明すると、図９に示すように、第１の部分６２３は、横断面において、厚さ方向に貫通する貫通孔を有する。
また、本実施形態では、第１の部分６２３は、梁部材６３Ｂと一体形成されている。
そして、第２の部分６２４は、この第１の部分６２３の貫通孔内に嵌合または充填されて形成されている。
【００７８】
このような柱部材６２Ｂでは、第１の部分６２３の構成材料としては、ダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じまたは近似した材料を用いるのが好ましい。これにより、梁部材６３Ｂの構成材料をダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じ材料とすることができる。
そして、第２の部分６２４の構成材料としては、第１の部分６２３の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも大きい場合には、圧電振動子５よりも小さい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましく、一方、第１の部分６２３の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも小さい場合には、圧電振動子５よりも大きい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましい。これにより、柱部材６２Ｂおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数差を低減することができる。
【００７９】
以下、柱部材６２Ｂの変形例を説明する。
（変形例）
図９（ｂ）に示す変形例に係る柱部材６２Ｂ１は、第１の部分６２５と、この第１の部分６２５に接合された第２の部分６２６とを有する。
この柱部材６２Ｂ１では、横断面において、第１の部分６２５は、両板面に凹部が形成されている。
そして、かかる貫通孔内に第２の部分６２６が嵌合または充填されて形成されている。
以上説明したような第３実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００８０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
以下、第４実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第４実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図１０では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００８１】
本実施形態の物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ｃは、図１０に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ｃを備える。
この支持体６Ｃは、保持部材２の面２２２に接合された柱部材６２Ｃと、柱部材６２Ｃと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３Ｃとを有する。
【００８２】
柱部材６２Ｃは、第１の部分６２７と、この第１の部分６２７に接合された第２の部分６２８とを有する。
ここで、第１の部分６２７は、柱部材６２Ｃの上側の部分であり、第２の部分６２８は、柱部材６２Ｃの下側の部分である。そして、第１の部分６２７および第２の部分６２８は、互いに異なる材料、特に互いに熱膨張係数の異なる材料で構成されている。これにより、第１の部分６２７および第２の部分６２８の構成材料の組み合わせを適宜選定することにより、柱部材６２Ｃ全体のＺ軸方向での熱膨張係数を調整することができる。そのため、柱部材６２Ｃの形状および大きさによらず、比較的簡単に、柱部材６２Ｃおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数を互いに等しくすることができる。
【００８３】
また、本実施形態では、第１の部分６２７は、梁部材６３Ｃと一体形成されている。
このような柱部材６２Ｃでは、第１の部分６２７の構成材料としては、ダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じまたは近似した材料を用いるのが好ましい。これにより、梁部材６３Ｃの構成材料をダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じ材料とすることができる。
【００８４】
そして、第２の部分６２８の構成材料としては、第１の部分６２７の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも大きい場合には、圧電振動子５よりも小さい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましく、一方、第１の部分６２７の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも小さい場合には、圧電振動子５よりも大きい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましい。これにより、柱部材６２Ｃおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数差を低減することができる。
以上説明したような第４実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００８５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第５実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
以下、第５実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第５実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成および数並びに圧電振動子の数および配置が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図１１では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００８６】
本実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ｄは、図１１に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ｄを備える。
また、感圧ユニット１２Ｄは、圧電振動子５および支持体６Ｄの他に、圧電振動子７および支持体８を備える。
なお、図１１において、圧電振動子５、７は、それぞれ、主面がＸ軸方向に直交するように設けられている。
【００８７】
支持体６Ｄは、保持部材２の突出部２２に接合された柱部材６２Ｄと、柱部材６２Ｄと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３Ｄとを有する。
本実施形態では、柱部材６２Ｄおよび梁部材６３Ｄは、一体形成されている。
圧電振動子７は、圧電振動子５と同様に構成されている。具体的には、圧電振動子７は、互いに離間して設けられた１対の基部７１、７２と、この１対の基部７１、７２間に設けられ、振動が励振される振動部７３（振動ビーム）とを有する。
【００８８】
１対の基部７１、７２は、Ｚ軸方向に並んで設けられている。
基部７１は、保持部材２の突出部２２に接合（固定）されている。一方、基部７２は、後述する支持体８の梁部材８３に接合（固定）されている。
このような基部７１と基部７２は、振動部７３を介して連結されている。
振動部７３は、長尺状をなし、Ｚ軸方向に沿って延在している。
支持体８は、固定部材４の面４１に接合（固定）された柱部材８２と、柱部材８２と圧電振動子７の基部７２とを連結する梁部材８３とを有する。
本実施形態では、柱部材６２Ｄおよび梁部材６３Ｄは、前述した柱部材６２Ｄおよび梁部材６３Ｄと同様、一体形成されている。
【００８９】
このように構成された物理量検出器（圧力センサー）では、変位部３１がハウジング１１の内側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での圧縮応力を受け、圧電振動子７は、Ｚ軸方向での引張応力を受ける。一方、変位部３１がハウジング１１の外側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での引張応力を受け、圧電振動子７は、Ｚ軸方向での圧縮応力を受ける。
【００９０】
したがって、圧電振動子５の共振周波数と圧電振動子７の共振周波数との差分に基づいて、ダイアフラム３が受けた圧力を検出することができる。このような差分において、圧電振動子５、７の温度特性や経年変化特性等の特性がキャンセルされる。そのため、高精度な圧力測定を行うことができる。
以上説明したような第５実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００９１】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第６実施形態に係る物理量検出器（流速センサー）を示す図である。
以下、第６実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第６実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、前述した第１実施形態の物理量検出器（圧力センサー）の感圧ユニットを用いて構成した流速センサーである。なお、図１２では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００９２】
図１２に示す流速センサー１０（圧力センサー）は、流速を検出するものである。この流速センサー１０は、図１２に示すように、ハウジング１８と、２つの感圧ユニット１２と、キャップ１９、２０とを備える。なお、図１２では、図示を省略するが、流速センサー１０は、前述した第１実施形態の圧力センサー１と同様、回路ユニット、ケーブル等を有している。
【００９３】
ハウジング１８は、筒状をなしている。
このハウジング１８内には、２つの感圧ユニット１２が配置されている。
そして、一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２の保持部材２およびダイアフラム３は、ハウジング１８の一端（図１２にて左側の端）の開口を封止している。一方、他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２の保持部材２およびダイアフラム３は、ハウジング１８の他端（図１２にて右側の端）の開口を封止している。
【００９４】
また、ハウジング１８の一端部には、キャップ１９が取り付けられ、ハウジング１８の他端部には、キャップ２０が取り付けられている。
キャップ１９には、ハウジング１８の軸線（中心軸）に平行な方向に流体が流通可能な流通口１９１が形成されている。これにより、流通口１９１を介してキャップ１９内へ流入する流体の圧力が一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に印加される。
キャップ２０には、ハウジング１８の軸線（中心軸）に垂直な方向に流体が流通可能な流通口２０１が形成されている。これにより、流通口２０１を介してキャップ２０内へ流入する流体の圧力が他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に印加される。
【００９５】
このような流速センサー１０は、流通口１９１が流体の流れる方向ｖに向くとともに、流通口２０１が流体の流れる方向ｖに対して垂直な方向に向くように設置される。
このように設置された流速センサー１０では、一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３には大気圧、動圧および静圧が作用する。一方、他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３には、大気圧および静圧が作用する。
【００９６】
したがって、一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に作用する圧力と、他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に作用する圧力との差分により動圧を求めることができる。また、ベルヌーイの定理により、流速を求めることができる。
以上説明したような第６実施形態に係る流速センサー１０によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００９７】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第７実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図、図１４は、図１３に示す圧力センサーの分解斜視図である。
以下、第７実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９８】
図１３および図１４に示す圧力センサー１Ｅは、中空円筒体からなるハウジング１１Ｅを有している。
このハウジング１１Ｅの一端には、第１の端板を構成する保持部材２Ｅ１が接合されている。また、ハウジング１１Ｅの他端には、第２の端板を構成する保持部材２Ｅ２が接合されている。
【００９９】
保持部材２Ｅ１、２Ｅ２には、それぞれ、ハウジング１１Ｅの内部空間と外部とを連通させる開口部が形成されている。
そして、保持部材２Ｅ１の開口部は、受圧用の第１のダイアフラムであるダイアフラム３Ｅ１により封止されている。また、保持部材２Ｅ２の開口部は、大気圧設定用の第２のダイアフラムであるダイアフラム３Ｅ２により封止されている。
【０１００】
ここで、保持部材２Ｅ１は、ダイアフラム３Ｅ１の外周部３２Ｅ１が溶接により接合された凸条２４Ｅ１（薄肉部（第１の凸部））を有する。これにより、比較的少ない熱量で保持部材２Ｅ１とダイアフラム３Ｅ１とを溶接により接合することができる。
同様に、保持部材２Ｅ２は、ダイアフラム３Ｅ２の外周部３２Ｅ２が溶接により接合された凸条２４Ｅ２（薄肉部（第１の凸部））を有する。これにより、比較的少ない熱量で保持部材２Ｅ２とダイアフラム３Ｅ２とを溶接により接合することができる。
【０１０１】
また、ハウジング１１Ｅの内部空間は、外部と遮断された状態となっており、例えば、減圧状態に保持されている。
また、ハウジング１１Ｅの内部には、ダイアフラム３Ｅ１、３Ｅ２の内側面の中央領域同士を互いに連結するセンターシャフト（力伝達手段）６１Ｅがハウジング１１Ｅの中心軸に沿って配置されている。
【０１０２】
また、ハウジング１１Ｅの内部には、センターシャフト６１Ｅの周囲にセンターシャフト６１Ｅと平行にとなるように複数の支持棒２６が配置されている。この複数の支持棒２６は、保持部材２Ｅ１と保持部材２Ｅ２とを連結し、これらの間の間隔を一定に保つようになっている。
センターシャフト６１Ｅの途中には、受け台６２Ｅが一体的に設けられている。この受け台６２Ｅには、圧電振動子５Ｅが取り付けられている。
【０１０３】
圧電振動子５Ｅは、１対の基部５１Ｅ、５２Ｅと、この１対の基部５１Ｅ、５２Ｅ間に設けられた振動部５３Ｅとを有する双音叉型振動子である。そして、基部５１Ｅは、保持部材２Ｅ２の突出部２２Ｅ２に固定され、基部５２Ｅは、受け台６２Ｅに固定されている。また、１対の基部５１Ｅ、５２Ｅは、センターシャフト６１Ｅに沿った方向に並んで配置されている。
【０１０４】
このように構成された圧力センサー１Ｅでは、ダイアフラム３Ｅ１が受ける圧力と、ダイアフラム３Ｅ２が受ける圧力との差圧に応じて、センターシャフト６１Ｅが軸方向に移動する。すると、これに追随して受け台６２Ｅが変位し、圧電振動子５Ｅに圧縮応力または引張応力が作用する。
そして、圧電振動子５Ｅの振動部５３Ｅの共振周波数に基づいて、圧力を検出する。
以上説明したような第７実施形態に係る圧力センサー１Ｅによっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【０１０５】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態について説明する。
図１５は、本発明の第８実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図、図１６は、図１５に示す圧力センサーの保持部材およびダイアフラムを説明するための図、図１７は、図１６に示す保持部材およびダイアフラムの接合部を説明するための拡大図である。
以下、第８実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態の圧力センサー１Ｆは、図１５に示すように、ダイアフラム５０Ｆがレーザ溶接により接合されたセンサーハウジング４０Ｆ（保持部材）に、ターミナルピン１０Ｆおよび圧電振動子（感圧素子）２０を有するコネクタハウジング３０Ｆが挿入されてなる。
また、この圧力センサー１Ｆは、コネクタハウジング３０Ｆとダイアフラム５０Ｆとの間に形成され、密閉された圧力室５２Ｆを有する。この圧力室５２Ｆ内には、感圧素子２０Ｆが配置されるとともに、圧力伝達媒体が充填されている。これにより、ダイアフラム５０Ｆから圧力伝達媒体を介して感圧素子２０Ｆに外部圧力が伝達される。そのため、感圧素子２０Ｆを用いて外部圧力を測定することができる。
【０１０７】
ここで、感圧素子２０Ｆは、図示しないが、シリコン基板をエッチングすることにより形成されたセンサーダイアフラムと、このセンサーダイアフラムに形成された歪みゲージとを備える素子である。このような感圧素子２０Ｆは、センサーダイアフラムに生じた歪みを歪みゲージで計測することにより、センサーダイアフラムに作用する圧力を計測することができる。
また、ダイアフラム５０Ｆは、薄肉の外周部５１Ｆを有する（図１７参照）。この外周部５１Ｆは、一方向に突出している。
【０１０８】
センサーハウジング４０Ｆは、図１６に示すように、リング状のリング部（固定部）４０１Ｆを有する。また、センサーハウジング４０Ｆは、コネクタハウジング３０Ｆを挿入する側に、その挿入部３５Ｆが挿入される凹部４５Ｆと、挿入部３５Ｆを固定するカシメ部４１Ｆとを有する。また、センサーハウジング４０Ｆは、コネクタハウジング３０Ｆを挿入する側とは反対側に、雌ねじ部４４２Ｆが形成された圧力導入孔４４１Ｆを有する。また、センサーハウジング４０Ｆは、圧力導入孔４４１Ｆと凹部４５Ｆとを相互に連通する連通孔４４０Ｆを有する。
【０１０９】
リング部４０１Ｆの内周面４５７Ｆは、凹部４５Ｆの内周面よりも小径に形成されている。
また、センサーハウジング４０Ｆは、ダイアフラム５０Ｆの外周部５１Ｆが溶接により接合された凸条４２Ｆ（薄肉部（第１の凸部））を有する（図１７参照）。これにより、比較的少ない熱量でセンサーハウジング４０Ｆとダイアフラム５０Ｆとを溶接により接合することができる。
このようなセンサーハウジング４０Ｆに挿入されるコネクタハウジング３０Ｆは、図１５に示すように、センサーハウジング４０Ｆに挿入される挿入部３５Ｆと、図示しない外部機器のコネクタと電気的に接続するためのソケット部３００Ｆとを有し、例えば、樹脂材料で構成され、インサート成形により形成される。
【０１１０】
挿入部３５Ｆの外周面上には、圧力室５２ＦをシールするＯリング８０Ｆが配設されている。このＯリング８０Ｆにより、コネクタハウジング３０Ｆとセンサーハウジング４０Ｆとの間がシールされる。
また、ソケット部３００Ｆは、コネクタ（図示せず）が挿入される凹部が形成され、その凹部内には、各ターミナルピン１０Ｆの一方の端部が突出している。
そして、各ターミナルピン１０Ｆの他方の端部には、感圧素子２０Ｆに電気的に接続されている。
【０１１１】
このようなコネクタハウジング３０Ｆは、センサーハウジング４０Ｆに挿入された状態で、カシメ部４１Ｆをカシメることにより、センサーハウジング４０Ｆに対して固定される。
このようにして組み立てられた圧力センサー１Ｆでは、コネクタハウジング３０Ｆと、ダイアフラム５０Ｆとの間に圧力室５２Ｆが形成されている。この圧力室５２Ｆには、シリコーンオイル、フッ素オイル等の圧力伝達媒体が充填されている。
以上説明したような第８実施形態に係る圧力センサー１Ｆによっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【０１１２】
以上、本発明の物理量検出器（圧力センサー）および流速センサーを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、本発明は、前述した複数の実施形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１‥‥圧力センサー（物理量検出器） ２‥‥保持部材 ３‥‥ダイアフラム ４‥‥固定部材 ５‥‥圧電振動子 ６‥‥支持体 ６Ａ‥‥支持体 ６Ｂ‥‥支持体 ６Ｂ１‥‥支持体 ６Ｃ‥‥支持体 ６Ｄ‥‥支持体 ７‥‥圧電振動子 ８‥‥支持体 １０‥‥流速センサー １１‥‥ハウジング １２‥‥感圧ユニット １２Ａ‥‥感圧ユニット １２Ｂ‥‥感圧ユニット １２Ｃ‥‥感圧ユニット １２Ｄ‥‥感圧ユニット １３‥‥回路ユニット １４‥‥キャップ １５‥‥ケーブル １６‥‥封止部材 １８‥‥ハウジング １９‥‥キャップ ２０‥‥キャップ ２１‥‥リング部 ２２‥‥突出部 ２３‥‥開口部 ２４‥‥凸条 ２６‥‥支持棒 ３１‥‥変位部 ３２‥‥外周部 ４１‥‥面 ５１‥‥基部 ５２‥‥基部 ５３‥‥振動部 ６１‥‥柱部材 ６１Ａ‥‥柱部材 ６１Ａ１‥‥柱部材 ６１Ａ２‥‥柱部材 ６２‥‥柱部材 ６２Ａ‥‥柱部材 ６２Ｂ‥‥柱部材 ６２Ｂ１‥‥柱部材 ６２Ｃ‥‥柱部材 ６２Ｄ‥‥柱部材 ６３‥‥梁部材 ６３Ｂ‥‥梁部材 ６３Ｃ‥‥梁部材 ６３Ｄ‥‥梁部材 ７１‥‥基部 ７２‥‥基部 ７３‥‥振動部 ８２‥‥柱部材 ８３‥‥梁部材 １００‥‥治具 １０１‥‥基台 １０２‥‥押え部材 １４１‥‥流通口 １９１‥‥流通口 ２０１‥‥流通口 ２２１‥‥面 ２２２‥‥面 ６１１‥‥本体部 ６１２‥‥緩衝部 ６１３‥‥本体部 ６１４‥‥緩衝部 ６１５‥‥本体部 ６１６‥‥緩衝部 ６２１‥‥本体部 ６２２‥‥緩衝部 ６２３‥‥第１の部分 ６２４‥‥第２の部分 ６２５‥‥第１の部分 ６２６‥‥第２の部分 ６２７‥‥第１の部分 ６２８‥‥第２の部分 １Ｅ‥‥圧力センサー １Ｆ‥‥圧力センサー ２Ｅ１‥‥保持部材 ２Ｅ２‥‥保持部材 ３Ｅ１‥‥ダイアフラム ３Ｅ２‥‥ダイアフラム ５Ｅ‥‥圧電振動子 １０Ｆ‥‥ターミナルピン １１Ｅ‥‥ハウジング ２０Ｆ‥‥感圧素子 ２２Ｅ２‥‥突出部 ２４Ｅ１‥‥凸条 ２４Ｅ２‥‥凸条 ３０Ｆ‥‥コネクタハウジング ３２Ｅ１‥‥外周部 ３２Ｅ２‥‥外周部 ３５Ｆ‥‥挿入部 ４０Ｆ‥‥センサーハウジング ４１Ｆ‥‥カシメ部 ４２Ｆ‥‥凸条 ４５Ｆ‥‥凹部 ５０Ｆ‥‥ダイアフラム ５１Ｅ‥‥基部 ５１Ｆ‥‥外周部 ５２Ｅ‥‥基部 ５２Ｆ‥‥圧力室 ５３Ｅ‥‥振動部 ６１Ｅ‥‥センターシャフト ６２Ｅ‥‥受け台 ８０Ｆ‥‥Ｏリング ３００Ｆ‥‥ソケット部 ４０１Ｆ‥‥リング部 ４４０Ｆ‥‥連通孔 ４４１Ｆ‥‥圧力導入孔 ４４２Ｆ‥‥雌ねじ部 ４５７Ｆ‥‥内周面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出器および物理量検出器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水圧計、気圧計、差圧計等の物理量検出器（圧力センサー）としては、受ける圧力に応じて変形するダイアフラムと、ダイアフラムの変形に伴って応力を受ける圧電振動子とを備え、圧電振動子の共振周波数に基づいて圧力を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の圧力センサーにおいて、ダイアフラムは、中央領域と周縁領域との間に可撓性の可撓領域が設けられており、中央領域（変位部）が圧力に応じて厚さ方向に変位する。また、圧電振動子は、１対の基部と、この１対の基部間に設けられた振動部とを有する。そして、１対の基部は、ダイアフラムが撓む方向に並んで配置されるとともに、一方の基部がダイアフラムの中央領域に接続され、他方の基部がダイアフラムの外周領域に柱状の支持部材を介して接続されている。
また、特許文献１に記載の圧力センサーにおいて、ダイアフラムは、その外周部がリング状のリング部に保持されている。
【０００３】
このような圧力センサーにおいて、一般に、ダイアフラムは、リング部に対して溶接により接合される。
しかし、特許文献１に記載の圧力センサーでは、この溶接に要する時間が長くなってしまい、その結果、溶接後のダイアフラムに残留応力が生じ、圧力センサーの検出精度が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４８７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、優れた検出精度を有する物理量検出器および物理量検出器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の物理量検出器は、受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材と、
を備え、
前記固定部は、
前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部が溶接により接合されていることを特徴とする。
このように構成された物理量検出器によれば、比較的少ない熱量で固定部とダイアフラムとを溶接により接合することができる。
そのため、ダイアフラムに生じる残留応力を低減することができる。その結果、物理量検出器の検出精度を優れたものとすることができる。
【０００７】
［適用例２］
本発明の物理量検出器では、前記ダイアフラムの前記外周部は、前記変位部の変位方向に突出した第２の凸部を含むことが好ましい。
これにより、ダイアフラムの剛性を高め、ダイアフラムの不本意な変形を抑えるとともに、ダイアフラムの保持部材との接合部（溶接しろ）の面積を大きくすることができる。
【０００８】
［適用例３］
本発明の物理量検出器では、前記第１の凸部と前記第２の凸部が溶接により接合されていることを特徴とすることが好ましい。
これにより、保持部材の固定部とダイアフラムの外周部との溶接を容易に行うことができる。
【０００９】
［適用例４］
本発明の物理量検出器では、前記第１の凸部の先端面と前記第２の凸部の先端面とは、互いに同一面上に配置されていることが好ましい。
これにより、より確実に、比較的少ない熱量で固定部とダイアフラムとを溶接により接合することができる。
【００１０】
［適用例５］
本発明の物理量検出器では、１対の基部と、前記１対の基部間に設けられ、振動が励振される振動部とを有し、前記振動部の共振周波数が前記変位部の変位に応じて変化する感圧素子をさらに備えることが好ましい。
これにより、高精度に圧力を検出することができる。
【００１１】
［適用例６］
本発明の物理量検出器では、前記保持部材に固定された支持体を備え、
前記１対の基部のうちの一方の基部が前記変位部に固定され、他方の基部が前記支持体に固定されていることが好ましい。
これにより、より高精度に圧力を検出することができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明の物理量検出器の製造方法は、受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材とを備える圧力センサーの製造方法であって、
前記ダイアフラムの外周部と前記固定部とを接合する工程を有し、
前記固定部は、前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記工程では、前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部を溶接により接合することを特徴とする。
このような物理量検出器の製造方法によれば、比較的少ない熱量で固定部とダイアフラムとを溶接により接合することができる。
そのため、ダイアフラムに生じる残留応力を低減することができる。その結果、物理量検出器の検出精度を優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す圧力センサーに備えられた感圧ユニットの斜視図である。
【図３】図２に示す感圧ユニットの側面図である。
【図４】図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）におけるダイアフラムの設置工程を説明するための図である。
【図５】図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）における圧電振動子および柱部材の設置工程を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図７】（ａ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図６中のＡ−Ａ線断面図）、（ｂ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第１変形例の横断面図、（ｃ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第２変形例の横断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図９】（ａ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図８中のＢ−Ｂ線断面図）、（ｂ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の変形例の横断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る物理量検出器（流速センサー）を示す図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図である。
【図１４】図１３に示す圧力センサーの分解斜視図である。
【図１５】本発明の第８実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す圧力センサーの保持部材およびダイアフラムを説明するための図である。
【図１７】図１６に示す保持部材およびダイアフラムの接合部を説明するための拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の物理量検出器および物理量検出器の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）の全体構成を示す図、図２は、図１に示す圧力センサーに備えられた感圧ユニットの斜視図、図３は、図２に示す感圧ユニットの側面図である。
なお、図１〜３では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。また、図１〜３中の上側（＋Ｚ側）を「上」、下側（−Ｚ側）を「下」とも言う。
【００１５】
図１に示す圧力センサー１（物理量検出器）は、気体、液体等の流体の圧力を検出するものである。この圧力センサー１は、図１に示すように、ハウジング１１と、感圧ユニット１２と、回路ユニット１３と、キャップ１４と、ケーブル１５と、封止部材１６とを備える。
最初に、図１に基づいて、圧力センサー１を構成する各部の構成を簡単に説明する。
ハウジング１１は、有底筒状をなしている。
このハウジング１１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、樹脂材料、金属材料、セラミックス材料等が挙げられる。
このようなハウジング１１内には、感圧ユニット１２および回路ユニット１３が配置されている。
【００１６】
感圧ユニット１２は、保持部材２と、ダイアフラム３と、固定部材４と、圧電振動子５と、支持体６とを備える。
保持部材２およびダイアフラム３は、ハウジング１１の一端開口を封止している。
また、固定部材４、圧電振動子５および支持体６は、ハウジング１１の内側に配置されている。そして、圧電振動子５は、固定部材４を介してダイアフラム３に接続されるとともに、支持体６を介して保持部材２に接続されている。
この感圧ユニット１２は、ダイアフラム３が受けた圧力に応じて圧電振動子５の共振周波数が変化する。なお、感圧ユニット１２の構成については、後に詳述する。
【００１７】
また、ハウジング１１の一端部には、キャップ１４が取り付けられている。このキャップ１４には、流体が流通可能な流通口１４１が形成されている。これにより、流通口１４１を介してキャップ１４内へ流入する流体の圧力が感圧ユニット１２のダイアフラム３に印加される。
また、感圧ユニット１２の圧電振動子５には、図示しない配線を介して回路ユニット１３が電気的に接続されている。
【００１８】
この回路ユニット１３は、例えば回路基板および電子部品（ＩＣ）等で構成されている。そして、回路ユニット１３は、圧電振動子５を駆動する機能と、圧電振動子５の共振周波数に基づいて圧力を検出する機能とを有する。
このような回路ユニット１３には、ケーブル１５を介して、ハウジング１１の外部に設置された機器（図示せず）に電気的に接続されている。これにより、かかる機器にて圧力センサー１の検出結果を取得することができる。
【００１９】
このケーブル１５は、ハウジング１１の他端部に形成された貫通孔に挿通されている。 また、ケーブル１５とハウジング１１との間は、例えばゴム材料で構成された封止部材１６により封止されている。
このような圧力センサー１では、ハウジング１１の内部空間が例えば減圧状態または不活性封入状態で封止されている。
【００２０】
ここで、図２および図３に基づいて、感圧ユニット１２の構成について詳述する。
感圧ユニット１２は、前述したように、保持部材２と、ダイアフラム３と、固定部材４と、圧電振動子５と、支持体６とを備える。
以下、感圧ユニット１２を構成する各部を順次詳細に説明する。
（保持部材）
保持部材２は、ダイアフラム３を保持するものである。
この保持部材２は、ダイアフラム３の外周部を保持するリング状（周状）のリング部（固定部）２１と、ダイアフラム３の一方の面側（図２にて上側）にてリング部２１から内側に突出する突出部２２とを有する。
【００２１】
リング部２１は、前述したハウジング１１の一端開口部に接合されている。このリング部２１とハウジング１１との接合は、例えば、溶接、ろう材、接着剤等により行われるが、液密的または気密的な接合であることが好ましい。
また、リング部２１の内周部には、その全周にわたって下方に突出する凸条２４（第１の凸部）が形成されている。この凸条２４は、リング部２１に沿って保持部材２に周状の凹部を設けることにより後述するダイアフラム３の変位部３１の変位方向（Ｚ軸方向）に突出している。
【００２２】
この凸条２４は、後述するダイアフラム３の外周部３２と溶接により接合される部分である。特に、凸条２４は、薄肉（幅狭）に形成されている。これにより、比較的少ない熱量で凸条２４とダイアフラム３とを溶接により接合することができる。そのため、ダイアフラム３に生じる残留応力を低減することができる。その結果、圧力センサー１の検出精度を優れたものとすることができる。
【００２３】
また、凸条２４（薄肉部）は、リング部２１の周方向に沿って形成されるとともに軸方向に突出している。これにより、保持部材２のリング部２１とダイアフラム３の外周部３２との溶接を容易に行うことができる。
また、凸条２４の幅（肉厚）は、ダイアフラム３の外周縁部（溶接部）の厚さに応じて決定されるものであり、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる幅が薄すぎると、保持部材２とダイアフラム３との接合部の機械的強度が低下する場合がある。一方、かかる幅が厚すぎると、保持部材２とダイアフラム３との溶接による熱量が大きくなり、溶接後のダイアフラム３に生じる残留応力が大きくなる傾向を示す。
【００２４】
また、凸条２４の高さ（−Ｚ方向への突出量）は、ダイアフラム３の寸法、溶接しろ等に応じて決定されるものであり、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる高さが低すぎると、保持部材２とダイアフラム３との溶接による熱量が大きくなり、溶接後のダイアフラム３に生じる残留応力が大きくなる傾向を示す。一方、かかる高さが高すぎると、凸条２４の幅や構成材料等によっては、保持部材２とダイアフラム３との接合部の機械的強度が低下する場合がある。
【００２５】
このようなリング部２１の上側（ダイアフラム３とは反対側）には、内側（中心側）に向けて突出する突出部２２が設けられている。
この突出部２２は、後述する支持体６の柱部材６１、６２が固定される。これにより、圧力センサー１の検出精度を優れたものとすることができる。
さらに、保持部材２が突出部２２を有することにより、保持部材２の剛性を高めることができる。そのため、保持部材２の変形によるダイアフラム３および支持体６の不本意な変形を防止することもできる。
【００２６】
また、突出部２２は、リング部２１の全周にわたって形成され、環状をなしている。これにより、突出部２２の内側の開口部２３を通じて圧電振動子５の基部５１とダイアフラム３との接続を許容しつつ、保持部材２の剛性を効果的に高めることができる。
また、突出部２２は、後述する支持体６の柱部材６１、６２を接合するための面（接合面）２２１、２２２を有する。この面２２１、２２２は、それぞれ、ＸＺ平面に平行となるように形成されている。
【００２７】
このような保持部材２の構成材料としては、特に限定されないが、耐腐食性に優れたものを用いるのが好ましく、例えば、ステンレスのような金属材料、セラミックス材料等を用いるのが好ましい。
また、保持部材２の構成材料としては、後述するダイアフラム３の構成材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いるのが好ましい。これにより、ダイアフラムの熱歪みを防止または抑制することができる。また、後述する支持体６の梁部材６３の構成材料を保持部材２またはダイアフラム３の構成材料と同一または近似した材料とすることにより、圧電振動子５の熱歪みを低減することができる。
なお、保持部材２は、本実施形態ではハウジング１１と別体で構成されているが、ハウジング１１と一体形成されていてもよい。すなわち、リング部２１および突出部２２がハウジング１１の一部であってもよい。
【００２８】
（ダイアフラム）
ダイアフラム３は、外部からの圧力（受圧）により変位する変位部３１と、変位部３１の外周に設けられた外周部３２とを有する。
変位部３１は、その中央部がＺ軸方向（変位部３１の厚さ方向）に変位し得るように、外周部が撓み変形可能に構成されている。
また、変位部３１は、前述した保持部材２の突出部２２に対してＺ軸方向に離間している。これにより、変位部３１のＺ軸方向での変位が許容される。
【００２９】
外周部３２は、前述した保持部材２のリング部２１と溶接により接合される部分である。
外周部３２は、変位部３１の外周部から下側（＋Ｚ軸方向）に突出している。すなわち、外周部３２は、薄肉の円筒状（第２の凸部）をなしている。このような外周部３２を設けることにより、ダイアフラム３の剛性を高め、ダイアフラム３の不本意な変形を抑えるとともに、ダイアフラム３の保持部材２との接合部（溶接しろ）の面積を大きくすることができる。
特に、外周部３２は、薄肉（幅狭）に形成されている。これにより、比較的少ない熱量で外周部３２と保持部材２とを溶接により接合することができる。
【００３０】
また、ダイアフラム３の外周部３２の端面（図３にて下側の端面）は、前述した保持部材２の凸条２４の先端面と同一面上に位置している。これにより、より確実に、比較的少ない熱量でリング部２１とダイアフラム３とを溶接により接合することができる。
また、外周部３２の幅（肉厚）は、特に限定されないが、ダイアフラム３の製造が容易であるという観点から、変位部３１の厚さと等しいのが好ましく、具体的には、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる幅が薄すぎると、保持部材２とダイアフラム３との接合部の接合強度やダイアフラム３の機械的強度が低下する場合がある。一方、かかる幅が厚すぎると、保持部材２とダイアフラム３との溶接による熱量が大きくなり、溶接後のダイアフラム３に生じる残留応力が大きくなる傾向を示す。
【００３１】
また、外周部３２の高さ（−Ｚ方向への突出量）は、ダイアフラム３の寸法、溶接しろ等に応じて決定されるものであり、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるのがより好ましい。これに対し、かかる高さが低すぎると、保持部材２に溶接したダイアフラム３の不本意な変形により圧力センサー１の検出精度の低下を招いたり、ダイアフラム３と保持部材２との接合部の接合強度が低下したりする場合がある。一方、かかる高さが高すぎると、保持部材２の大型化を招いたり、ダイアフラム３の製造が難しくなったりする場合がある。
【００３２】
このようなダイアフラム３の構成材料としては、特に限定されないが、耐腐食性に優れたものを用いるのが好ましく、例えば、ステンレスのような金属材料、セラミックス材料等を用いるのが好ましい。ダイアフラム３を金属材料で構成する場合、金属板をプレス加工することによりダイアフラム３を形成することができる。また、ダイアフラム３を水晶やシリコン等の単結晶体で構成することもできる。この場合、単結晶体をエッチングすることによりダイアフラム３を形成することができる。
【００３３】
（固定部材）
固定部材４は、前述したダイアフラム３の上面の中央部に接合（固着）されている。また、固定部材４は、前述した保持部材２の開口部２３内に挿通されている。
固定部材４には、後述する圧電振動子５の基部５１が接合されている。
この固定部材４は、後述する圧電振動子５の基部５１をダイアフラム３に対して固定するための面（接合面）４１を有する。この面４１は、ＸＺ平面に平行となるように形成されている。
【００３４】
このような固定部材４を介して圧電振動子５をダイアフラム３に対して固定することにより、比較的簡単な構成で、ダイアフラム３の変位部３１が変位する方向（Ｚ軸方向）における後述する支持体６の柱部材６１、６２および圧電振動子５の長さを揃えることができる。
より具体的に説明すると、Ｚ軸方向における圧電振動子５の下端の位置と柱部材６１、６２の下端の位置とを揃えることができる。そのため、Ｚ軸方向における圧電振動子５の長さと柱部材６１、６２の長さを等しくするとともに、Ｚ軸方向における圧電振動子５の上端の位置と柱部材６１、６２の上端の位置とを揃えることができる。
その結果、圧電振動子５の圧電体および柱部材６１、６２を互いに同じ材料（同じ線膨張係数の材料）で構成することにより、Ｚ軸方向における圧電振動子５および柱部材６１、６２の熱膨張量または熱収縮量を等しくすることができる。
【００３５】
また、固定部材４の面４１に圧電振動子５を接合することにより、圧電振動子５の主面がＸＺ平面に平行となるように、圧電振動子５を設置することができる。
このような固定部材４の構成材料としては、特に限定されないが、ダイアフラム３と固定部材４との熱膨張係数差を小さくするという観点から、ダイアフラム３の構成材料と同じ材料を用いるのが好ましい。
【００３６】
（圧電振動子）
圧電振動子５（感圧素子）は、前述した固定部材４の面４１に接合されている。すなわち、圧電振動子５が固定部材４を介してダイアフラム３の中央部（変位部３１）に接続されている。これにより、圧電振動子５は、ダイアフラム３の撓み変形によりＺ軸方向の圧縮応力または引っ張り応力を受ける。
【００３７】
この圧電振動子５は、互いに離間して設けられた１対の基部５１、５２と、この１対の基部５１、５２間に設けられ、振動が励振される振動部５３（振動ビーム）とを有する。
基部（第１の基部）５１は、前述した固定部材４の面４１に接合（固定）されている。これにより、基部５１は、ダイアフラム３の変位部３１に固定されている。
一方、基部（第２の基部）５２は、後述する支持体６の梁部材６３に接合（固定）されている。これにより、基部５２は、後述する支持体６に固定されている。
【００３８】
このような基部５１と基部５２は、振動部５３を介して連結されている。
振動部５３は、長尺状をなし、Ｚ軸方向に沿って延在している。
なお、図示の例では、振動部５３が１本の振動ビームで構成されている場合を示しているが、振動部５３は、２本の振動ビームで構成されていてもよい。すなわち、圧電振動子５として、いわゆる双音叉型の振動子を用いることができる。また、振動部５３は、３本以上の振動ビームで構成されていてもよい。
【００３９】
このような振動部５３には、図示しない１対の励振電極が設けられており、この１対の励振電極は、図示しない配線を介して、前述した回路ユニット１３に電気的に接続されている。これにより、回路ユニット１３が１対の励振電極間に電圧を印加することにより、振動部５３に振動を励振させることができる。
このような圧電振動子５は、振動部５３の固有の共振周波数で振動する。
【００４０】
そして、１対の基部５１、５２がダイアフラム３の変位部３１が変位する方向、すなわちＺ軸方向に並んで設けられているので、変位部３１が圧電振動子５側に変位したとき、圧電振動子５の振動部５３がＺ軸方向での圧縮応力（基部５１および基部５２が接近する方向の応力）を受け、振動部５３の共振周波数が小さくなる。一方、変位部３１が圧電振動子５とは反対側に変位したとき、圧電振動子５の振動部５３がＺ軸方向での引張応力（基部５１および基部５２が離間する方向の応力）を受け、振動部５３の共振周波数が大きくなる。そのため、このような振動部の共振周波数に基づいて、圧力を高精度に検出することができる。
【００４１】
（支持体）
支持体６は、前述した保持部材２の突出部２２の面２２１、２２２に固定されている。また、支持体６には、前述した圧電振動子５の基部５２が固定されている。これにより、圧電振動子５の基部５２が支持体６を介して保持部材２に接続されている。
このように支持体６が保持部材２に固定されていることにより、仮に支持体６をダイアフラム３に固定した場合に比し、支持体６の不本意な変形または変位を防止または抑制することができる。その結果、より高精度に圧力を検出することができる。
【００４２】
特に、支持体６が保持部材２のリング部２１よりも内側に設けられた突出部２２に固定されているので、支持体６と圧電振動子５との間の空間を小さくすることができる。その結果、支持体６の剛性を高めることができ、支持体６の不本意な変形または変位を効果的に防止または抑制することができる。
また、支持体６の保持部材２とは反対側の端部（具体的には、後述する梁部材６３）の小型化を図ることができることから、支持体６の加速度による変形も防止または抑制することができる。
【００４３】
この支持体６は、突出部２２に立設された柱部材６１、６２と、柱部材６１、６２の先端部と圧電振動子５の基部５２とを接続する梁部材６３とを有する。これにより、比較的簡単な構成で、圧電振動子５の１対の基部５１、５２を、ダイアフラム３の変位部３１が変位する方向（Ｚ軸方向）に並べて設けることができる。
柱部材６１は、保持部材２の面２２１に接合され、柱部材６２は、保持部材２の面２２２に接合されている。
そして、柱部材６１、６２は、それぞれ、変位部３１が変位する方向からみたとき、変位部３１の内側に位置する。これにより、変位部３１の面積を大きく確保するとともに、支持体６と圧電振動子５との間の空間を抑えることができる。
【００４４】
柱部材６１、６２は、それぞれ、長尺状をなし、Ｚ軸方向に延在している。そして、柱部材６１、６２は、それぞれ、長手方向（Ｚ軸方向）での下端部が保持部材２の突出部２２に接合されている。
このような柱部材６１、６２は、互いに平行となるように設けられている。また、柱部材６１、６２は、Ｘ軸方向に互いに離間して設けられている。
また、柱部材６１、６２は、それぞれ、板状をなし、その板面がＸＺ平面に平行となるように設けられている。
【００４５】
また、柱部材６１、６２は、Ｚ軸方向での長さが互いに等しくなるように形成されている。これにより、柱部材６１、６２の構成材料を同じにすることにより、柱部材６１、６２のＺ軸方向での熱膨張または熱収縮したときの長さを互いに等しくすることができる。
また、柱部材６１、６２は、Ｚ軸方向での長さが前述した圧電振動子５と等しくなるように形成されている。
【００４６】
この柱部材６１、６２の構成材料としては、特に限定されないが、前述した圧電振動子５の圧電体を構成する圧電体材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いることが好ましい。これにより、圧電振動子５の熱歪みを防止または抑制することができる。
このような観点から、具体的には、柱部材６１、６２の構成材料としては、圧電振動子５に用いる圧電体材料と同じ圧電体材料を用いるのが好ましい。
なお、柱部材６１、６２のＺ軸方向での長さが圧電振動子５のＺ軸方向での長さと異なっていてもよい。この場合、柱部材６１、６２のＺ軸方向での熱膨張量が圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張量と等しくなるように、柱部材６１、６２の構成材料を選定すればよい。
【００４７】
このような柱部材６１、６２には、これらを連結するように梁部材６３が接合されている。
この梁部材６３は、Ｘ軸方向に延在している。そして、梁部材６３は、その長手方向（Ｘ軸方向）での一端部（図３にて左側）が柱部材６１の上端部に接合され、他端部（図３にて右側）が柱部材６２の上端部に接合されている。
【００４８】
また、梁部材６３の長手方向での途中には、圧電振動子５の基部５２が接合されている。
また、梁部材６３は、板状をなし、その板面がＸＺ平面に平行となるように設けられている。
この梁部材６３は、前述した柱部材６１、６２と異なる材料で構成することにより、柱部材６１、６２および梁部材６３をそれぞれ所望の熱膨張係数の材料で構成することができる。
【００４９】
この梁部材６３の構成材料としては、特に限定されないが、前述した保持部材２またはダイアフラム３と同等または近似した熱膨張係数を有する材料を用いることが好ましい。これにより、圧電振動子５の熱歪みを防止または抑制することができる。
このような観点から、具体的には、梁部材６３の構成材料としては、保持部材２またはダイアフラム３の構成材料と同じ材料を用いるのが好ましい。
【００５０】
以上説明したように構成された圧力センサー１にあっては、ダイアフラム３の変位部３１が外部から受ける圧力がハウジング１１内の圧力よりも高い場合、変位部３１がハウジング１１の内側へ変位する。一方、ダイアフラム３の変位部３１が外部から受ける圧力がハウジング１１内の圧力よりも低い場合、変位部３１がハウジング１１の外側へ変位する。
【００５１】
変位部３１がハウジング１１の内側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での圧縮応力を受ける。一方、変位部３１がハウジング１１の外側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での引張応力を受ける。
このように圧電振動子５がＺ軸方向での圧縮応力または引張応力を受けることにより、圧電振動子５の共振周波数が変化する。
そして、回路ユニット１３は、圧電振動子５の共振周波数に基づいて、ダイアフラム３が受けた圧力を検出する。
【００５２】
ここで、圧力センサー１によれば、支持体６が保持部材２に固定されているので、仮に支持体６がダイアフラム３に固定された場合に比し、支持体６の不本意な変形または変位を防止または抑制することができる。
特に、支持体６が保持部材２のリング部２１よりも内側に設けられた突出部２２に固定されているので、支持体６と圧電振動子５との間の空間を小さくすることができる。その結果、支持体６の剛性を高めることができ、支持体６の不本意な変形または変位を効果的に防止または抑制することができる。
【００５３】
また、支持体６の保持部材２とは反対側の端部の小型化を図ることができることから、支持体６の加速度による変形も防止または抑制することができる。
さらに、保持部材２が突出部２２を有することにより、保持部材２の剛性を高めることができる。そのため、保持部材２の変形によるダイアフラム３および支持体６の不本意な変形を防止することもできる。
これらのようなことから、圧力センサー１は、優れた検知精度を発揮することができる。
【００５４】
（物理量検出器（圧力センサー）の製造）
次に、前述した圧力センサー１の感圧ユニット１２の製造方法について説明する。
図４は、図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）におけるダイアフラムの設置工程を説明するための図、図５は、図２に示す感圧ユニットの製造方法（圧力センサーの製造方法）における圧電振動子および柱部材の設置工程を説明するための図である。
感圧ユニット１２の製造方法は、［Ａ］保持部材２にダイアフラム３を接合する工程と、［Ｂ］ダイアフラム３に固定部材４を接合する工程と、［Ｃ］固定部材４に圧電振動子５を接合するとともに、保持部材２に柱部材６１、６２を接合する工程とを有する。
【００５５】
以下、各工程を順次説明する。
［Ａ］
まず、図４（ａ）に示すように、保持部材２を用意する。
そして、図４（ｂ）に示すように、保持部材２にダイアフラム３を溶接により接合する。
このとき、治具１００を用いて、ダイアフラム３の外周部３２の端面（下端面）と、保持部材２の凸条２４の先端面とが同一面（同一ＸＹ平面）上となるように、ダイアフラム３を保持する。
【００５６】
治具１００は、基台１０１と、押え部材１０２とを備える。
基台１０１は、例えばＳＵＳのような磁性体材料で構成されている。そして、基台１０１上に保持部材２が載置される。このとき、基台１０１は、凸条２４とは反対側（図４（ｂ）にて下側）から、保持部材２に当接するとともに、保持部材２の開口部２３を介してダイアフラム３に当接する。これにより、ダイアフラム３が保持部材２の突出部２２側（図４（ｂ）にて下側）へ移動するのを規制することができる。
【００５７】
また、押え部材１０２は、例えばネオジム磁石のような磁石である。そして、押え部材１０２は、ダイアフラム３上に載置される。このとき、押え部材１０２は、ダイアフラム３を介して基台１０１に磁力により吸着する。これにより、ダイアフラム３が保持部材２の突出部２２とは反対側（図４（ｂ）にて上側）へ移動するのを規制することができる。
このような基台１０１および押え部材１０２によりダイアフラム３が挟持されることにより、ダイアフラム３の外周部３２の端面と、保持部材２の凸条２４の先端面とが同一面上となるように保持される。
【００５８】
なお、本実施形態では、押え部材１０２が磁石である場合を例に説明したが、押え部材１０２は、人手またはアクチュエーター等により基台１０１側へ向けて押圧するように構成されていてもよい。この場合、押え部材１０２は、磁石でなくてもよく、例えば、金属材料、樹脂材料またはセラミック材料等で構成されていてもよい。また、この場合、基台１０１は、磁性体材料で構成されていなくてもよく、例えば、磁性体材料以外の金属材料、樹脂材料またはセラミック材料等で構成されていてもよい。
【００５９】
そして、この状態で、ダイアフラム３の外周部３２と、保持部材２の凸条２４とを溶接により接合する。
このとき、凸条２４が薄肉に形成されているので、比較的少ない熱量でダイアフラム３と保持部材２とを溶接することができる。そのため、ダイアフラム３の溶接時の熱による変形や残留応力の発生を防止または抑制することができる。その結果、圧力センサー１の検出感度や検出精度を優れたものとすることができる。
【００６０】
この接合方法としては、レーザー溶接を用いるのが好ましく、特に、ファイバーレーザーによる溶接を用いるのが好ましい。なお、この接合方法としては、レーザー溶接に限定されず、例えば、アーク溶接などの他の溶接方法、接着剤による接着、ろう付け等を用いることもできる。
このような溶接の終了後、治具１００を取り外し、図４（ｃ）に示すように、保持部材２とダイアフラム３とが接合された接合体を得る。
【００６１】
［Ｂ］
次に、図５（ａ）に示すように、ダイアフラム３に固定部材４を接合する。
この接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤による接着、レーザー溶接、アーク溶接などの溶接、ろう付け等を用いることができるが、接着剤による接着、特に、接着剤として低融点ガラスを用いた接着を用いるのが好ましい。低融点ガラスは、粘弾性が低い。そのため、ダイアフラム３に生じる圧力ヒステリシスを抑制または防止することができる。また、低融点ガラスが比較的低温で硬化可能であるため、保持部材２およびダイアフラム３等に余計な応力が生じるのを防止または抑制することができる。
【００６２】
［Ｃ］
次に、図５（ｂ）に示すように、固定部材４に圧電振動子５を接合するとともに、保持部材２に柱部材６１、６２を接合する。
これらの接合方法としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、接着剤による接着、レーザー溶接、アーク溶接などの溶接、ろう付け等を用いることができるが、ダイアフラム３と固定部材４との接合（接着）に悪影響を与えない接合方法を用いるのが好ましく、接着剤による接着、特に、樹脂系接着剤による接着を用いるのが好ましい。樹脂系接着剤は、ヒビや破断等の破壊現象が生じ難い。そのため、圧力センサー１の耐久性を高めることができる。また、樹脂系接着剤は比較的低温で硬化可能であるため、圧電振動子５、保持部材２およびダイアフラム３等に余計な応力が生じるのを防止または抑制することができる。
【００６３】
そして、これらの接合後に、梁部材６３を圧電振動子５および柱部材６１、６１に接合する。
この接合方法としては、前述した固定部材４と圧電振動子５との接合および保持部材２と柱部材６１、６２とのを接合と同様の方法を用いることができる。
なお、前述した固定部材４と圧電振動子５との接合および保持部材２と柱部材６１、６２とのを接合の前に、梁部材６３を圧電振動子５および柱部材６１、６１に接合してもよい。
【００６４】
以上説明したような圧力センサー１の製造方法によれば、保持部材２のダイアフラム３との接合部に薄肉な凸条２４が設けられているので、保持部材２とダイアフラム３とを比較的少ない熱量で短時間に溶接により接合することができる。そのため、保持部材２に接合した後のダイアフラム３に生じる残留応力を低減することができる。その結果、圧力センサー１の検出精度および検出感度を優れたものとすることができる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図、図７（ａ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図６中のＡ−Ａ線断面図）、図７（ｂ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第１変形例の横断面図、図７（ｃ）は、図６に示す感圧ユニットの柱部材の第２変形例の横断面図である。
【００６６】
以下、第２実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図６および図７では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００６７】
本実施形態の物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ａは、図６に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ａを備える。
この支持体６Ａは、保持部材２の面２２１に接合された柱部材６１Ａと、保持部材２の面２２２に接合された柱部材６２Ａと、柱部材６１Ａ、６２Ａと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３とを有する。
【００６８】
柱部材６１Ａは、長尺状の本体部６１１と、この本体部６１１の外周面に接合された緩衝部６１２とを有する。
同様に、柱部材６２Ａは、長尺状の本体部６２１と、この本体部６２１の外周面に接合された緩衝部６２２とを有する。
ここで、緩衝部６１２、６２２は、圧電振動子５のＱ値よりも低いＱ値を有する。そのため、圧電振動子５の振動と支持体６Ａの振動との共振を抑制することができる。
【００６９】
以下、図７に基づいて、柱部材６１について説明する。なお、柱部材６２は、柱部材６１と同様であるので、その説明を省略する。
図７（ａ）に示すように、柱部材６１Ａの横断面において、本体部６１１の外周面の全周にわたって緩衝部６１２が接合されている。
また、かかる横断面において、本体部６１１は、両板面に凹部が形成されている。これにより、本体部６１１と緩衝部６１２との接触面積を大きくすることができる。その結果、本体部６１１と緩衝部６１２との接合強度を高めることができる。また、かかる凹部内に入り込むようにして緩衝部６１２を形成することができる、そのため、緩衝部６１２の体積を大きくして、緩衝部６１２を設けることによる効果を大きくすることができる。
【００７０】
緩衝部６１２は、本体部６１１の振動を減衰させるダンピング効果を生じさせるものである。
このような緩衝部６１２を設けることにより、圧電振動子５の振動に伴う柱部材６１Ａの振動を抑えることができる。そのため、支持体６Ａの振動を抑制し、支持体６Ａの振動が圧電振動子５の振動へ悪影響を与えるのを防止することができる。その結果、物理量検出器（圧力センサー）の検出精度の低下を防止することができる。
このような緩衝部６１２の構成材料としては、緩衝部６１２のＱ値が圧電振動子５のＱ値よりも低くなるものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコーン樹脂のようなポッティングゲルを用いることができる。
【００７１】
以下、柱部材６１Ａの変形例を説明する。
（変形例１）
図７（ｂ）に示す変形例１に係る柱部材６１Ａ１は、長尺状の本体部６１３と、この本体部６１３の外周面に接合された緩衝部６１４とを有する。
この柱部材６１Ａ１では、横断面において、本体部６１３は、厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。言い換えると、本体部６１３は、長手方向での途中が分岐した２本の棒状部材で構成されている。
これにより、かかる貫通孔内に入り込むようにして緩衝部６１４を形成することができる。そのため、緩衝部６１４の体積を大きくして、緩衝部６１４を設けることによる効果を大きくすることができる。
【００７２】
（変形例２）
図７（ｃ）に示す変形例２に係る柱部材６１Ａ２は、長尺状の本体部６１５と、この本体部６１５の外周面に接合された緩衝部６１６とを有する。
この柱部材６１Ａ２は、横断面において、本体部６１５は、平板状をなしている。そして、緩衝部６１６は、本体部６１５の一方の面上に積層されている。このような積層構造を有する柱部材６１Ａ２は、本体部６１５の一方の面上に各種成膜を用いて緩衝部６１６を簡単かつ高精度に形成することができる。
以上説明したような第２実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００７３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図、図９（ａ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の横断面図（図８中のＢ−Ｂ線断面図）、図９（ｂ）は、図８に示す感圧ユニットの柱部材の変形例の横断面図である。
【００７４】
以下、第３実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図８および図９では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００７５】
本実施形態の物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ｂは、図８に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ｂを備える。
この支持体６Ｂは、保持部材２の面２２２に接合された柱部材６２Ｂと、柱部材６２Ｂと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３Ｂとを有する。
柱部材６２Ｂは、第１の部分６２３と、この第１の部分６２３に接合された第２の部分６２４とを有する。
【００７６】
ここで、第１の部分６２３および第２の部分６２４は、互いに異なる材料、特に互いに熱膨張係数の異なる材料で構成されている。これにより、第１の部分６２３および第２の部分６２４の構成材料の組み合わせを適宜選定することにより、柱部材６２Ｂ全体のＺ軸方向での熱膨張係数を調整することができる。そのため、柱部材６２Ｂの形状および大きさによらず、比較的簡単に、柱部材６２Ｂおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数を互いに等しくすることができる。
【００７７】
より具体的に説明すると、図９に示すように、第１の部分６２３は、横断面において、厚さ方向に貫通する貫通孔を有する。
また、本実施形態では、第１の部分６２３は、梁部材６３Ｂと一体形成されている。
そして、第２の部分６２４は、この第１の部分６２３の貫通孔内に嵌合または充填されて形成されている。
【００７８】
このような柱部材６２Ｂでは、第１の部分６２３の構成材料としては、ダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じまたは近似した材料を用いるのが好ましい。これにより、梁部材６３Ｂの構成材料をダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じ材料とすることができる。
そして、第２の部分６２４の構成材料としては、第１の部分６２３の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも大きい場合には、圧電振動子５よりも小さい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましく、一方、第１の部分６２３の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも小さい場合には、圧電振動子５よりも大きい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましい。これにより、柱部材６２Ｂおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数差を低減することができる。
【００７９】
以下、柱部材６２Ｂの変形例を説明する。
（変形例）
図９（ｂ）に示す変形例に係る柱部材６２Ｂ１は、第１の部分６２５と、この第１の部分６２５に接合された第２の部分６２６とを有する。
この柱部材６２Ｂ１では、横断面において、第１の部分６２５は、両板面に凹部が形成されている。
そして、かかる貫通孔内に第２の部分６２６が嵌合または充填されて形成されている。
以上説明したような第３実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００８０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
以下、第４実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第４実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図１０では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００８１】
本実施形態の物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ｃは、図１０に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ｃを備える。
この支持体６Ｃは、保持部材２の面２２２に接合された柱部材６２Ｃと、柱部材６２Ｃと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３Ｃとを有する。
【００８２】
柱部材６２Ｃは、第１の部分６２７と、この第１の部分６２７に接合された第２の部分６２８とを有する。
ここで、第１の部分６２７は、柱部材６２Ｃの上側の部分であり、第２の部分６２８は、柱部材６２Ｃの下側の部分である。そして、第１の部分６２７および第２の部分６２８は、互いに異なる材料、特に互いに熱膨張係数の異なる材料で構成されている。これにより、第１の部分６２７および第２の部分６２８の構成材料の組み合わせを適宜選定することにより、柱部材６２Ｃ全体のＺ軸方向での熱膨張係数を調整することができる。そのため、柱部材６２Ｃの形状および大きさによらず、比較的簡単に、柱部材６２Ｃおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数を互いに等しくすることができる。
【００８３】
また、本実施形態では、第１の部分６２７は、梁部材６３Ｃと一体形成されている。
このような柱部材６２Ｃでは、第１の部分６２７の構成材料としては、ダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じまたは近似した材料を用いるのが好ましい。これにより、梁部材６３Ｃの構成材料をダイアフラム３または保持部材２の構成材料と同じ材料とすることができる。
【００８４】
そして、第２の部分６２８の構成材料としては、第１の部分６２７の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも大きい場合には、圧電振動子５よりも小さい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましく、一方、第１の部分６２７の熱膨張係数が圧電振動子５の熱膨張係数よりも小さい場合には、圧電振動子５よりも大きい熱膨張係数の材料を用いるのが好ましい。これにより、柱部材６２Ｃおよび圧電振動子５のＺ軸方向での熱膨張係数差を低減することができる。
以上説明したような第４実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００８５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第５実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）における感圧ユニットの側面図である。
以下、第５実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第５実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、感圧ユニットの支持体の構成および数並びに圧電振動子の数および配置が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図１１では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００８６】
本実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）に備えられた感圧ユニット１２Ｄは、図１１に示すように、圧電振動子５の基部５２と保持部材２とを接続する支持体６Ｄを備える。
また、感圧ユニット１２Ｄは、圧電振動子５および支持体６Ｄの他に、圧電振動子７および支持体８を備える。
なお、図１１において、圧電振動子５、７は、それぞれ、主面がＸ軸方向に直交するように設けられている。
【００８７】
支持体６Ｄは、保持部材２の突出部２２に接合された柱部材６２Ｄと、柱部材６２Ｄと圧電振動子５の基部５２とを連結する梁部材６３Ｄとを有する。
本実施形態では、柱部材６２Ｄおよび梁部材６３Ｄは、一体形成されている。
圧電振動子７は、圧電振動子５と同様に構成されている。具体的には、圧電振動子７は、互いに離間して設けられた１対の基部７１、７２と、この１対の基部７１、７２間に設けられ、振動が励振される振動部７３（振動ビーム）とを有する。
【００８８】
１対の基部７１、７２は、Ｚ軸方向に並んで設けられている。
基部７１は、保持部材２の突出部２２に接合（固定）されている。一方、基部７２は、後述する支持体８の梁部材８３に接合（固定）されている。
このような基部７１と基部７２は、振動部７３を介して連結されている。
振動部７３は、長尺状をなし、Ｚ軸方向に沿って延在している。
支持体８は、固定部材４の面４１に接合（固定）された柱部材８２と、柱部材８２と圧電振動子７の基部７２とを連結する梁部材８３とを有する。
本実施形態では、柱部材６２Ｄおよび梁部材６３Ｄは、前述した柱部材６２Ｄおよび梁部材６３Ｄと同様、一体形成されている。
【００８９】
このように構成された物理量検出器（圧力センサー）では、変位部３１がハウジング１１の内側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での圧縮応力を受け、圧電振動子７は、Ｚ軸方向での引張応力を受ける。一方、変位部３１がハウジング１１の外側へ変位すると、圧電振動子５は、Ｚ軸方向での引張応力を受け、圧電振動子７は、Ｚ軸方向での圧縮応力を受ける。
【００９０】
したがって、圧電振動子５の共振周波数と圧電振動子７の共振周波数との差分に基づいて、ダイアフラム３が受けた圧力を検出することができる。このような差分において、圧電振動子５、７の温度特性や経年変化特性等の特性がキャンセルされる。そのため、高精度な圧力測定を行うことができる。
以上説明したような第５実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００９１】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第６実施形態に係る物理量検出器（流速センサー）を示す図である。
以下、第６実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第６実施形態にかかる物理量検出器（圧力センサー）は、前述した第１実施形態の物理量検出器（圧力センサー）の感圧ユニットを用いて構成した流速センサーである。なお、図１２では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００９２】
図１２に示す流速センサー１０（圧力センサー）は、流速を検出するものである。この流速センサー１０は、図１２に示すように、ハウジング１８と、２つの感圧ユニット１２と、キャップ１９、２０とを備える。なお、図１２では、図示を省略するが、流速センサー１０は、前述した第１実施形態の圧力センサー１と同様、回路ユニット、ケーブル等を有している。
【００９３】
ハウジング１８は、筒状をなしている。
このハウジング１８内には、２つの感圧ユニット１２が配置されている。
そして、一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２の保持部材２およびダイアフラム３は、ハウジング１８の一端（図１２にて左側の端）の開口を封止している。一方、他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２の保持部材２およびダイアフラム３は、ハウジング１８の他端（図１２にて右側の端）の開口を封止している。
【００９４】
また、ハウジング１８の一端部には、キャップ１９が取り付けられ、ハウジング１８の他端部には、キャップ２０が取り付けられている。
キャップ１９には、ハウジング１８の軸線（中心軸）に平行な方向に流体が流通可能な流通口１９１が形成されている。これにより、流通口１９１を介してキャップ１９内へ流入する流体の圧力が一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に印加される。
キャップ２０には、ハウジング１８の軸線（中心軸）に垂直な方向に流体が流通可能な流通口２０１が形成されている。これにより、流通口２０１を介してキャップ２０内へ流入する流体の圧力が他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に印加される。
【００９５】
このような流速センサー１０は、流通口１９１が流体の流れる方向ｖに向くとともに、流通口２０１が流体の流れる方向ｖに対して垂直な方向に向くように設置される。
このように設置された流速センサー１０では、一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３には大気圧、動圧および静圧が作用する。一方、他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３には、大気圧および静圧が作用する。
【００９６】
したがって、一方（図１２にて左側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に作用する圧力と、他方（図１２にて右側）の感圧ユニット１２のダイアフラム３に作用する圧力との差分により動圧を求めることができる。また、ベルヌーイの定理により、流速を求めることができる。
以上説明したような第６実施形態に係る流速センサー１０によっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【００９７】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第７実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図、図１４は、図１３に示す圧力センサーの分解斜視図である。
以下、第７実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９８】
図１３および図１４に示す圧力センサー１Ｅは、中空円筒体からなるハウジング１１Ｅを有している。
このハウジング１１Ｅの一端には、第１の端板を構成する保持部材２Ｅ１が接合されている。また、ハウジング１１Ｅの他端には、第２の端板を構成する保持部材２Ｅ２が接合されている。
【００９９】
保持部材２Ｅ１、２Ｅ２には、それぞれ、ハウジング１１Ｅの内部空間と外部とを連通させる開口部が形成されている。
そして、保持部材２Ｅ１の開口部は、受圧用の第１のダイアフラムであるダイアフラム３Ｅ１により封止されている。また、保持部材２Ｅ２の開口部は、大気圧設定用の第２のダイアフラムであるダイアフラム３Ｅ２により封止されている。
【０１００】
ここで、保持部材２Ｅ１は、ダイアフラム３Ｅ１の外周部３２Ｅ１が溶接により接合された凸条２４Ｅ１（薄肉部（第１の凸部））を有する。これにより、比較的少ない熱量で保持部材２Ｅ１とダイアフラム３Ｅ１とを溶接により接合することができる。
同様に、保持部材２Ｅ２は、ダイアフラム３Ｅ２の外周部３２Ｅ２が溶接により接合された凸条２４Ｅ２（薄肉部（第１の凸部））を有する。これにより、比較的少ない熱量で保持部材２Ｅ２とダイアフラム３Ｅ２とを溶接により接合することができる。
【０１０１】
また、ハウジング１１Ｅの内部空間は、外部と遮断された状態となっており、例えば、減圧状態に保持されている。
また、ハウジング１１Ｅの内部には、ダイアフラム３Ｅ１、３Ｅ２の内側面の中央領域同士を互いに連結するセンターシャフト（力伝達手段）６１Ｅがハウジング１１Ｅの中心軸に沿って配置されている。
【０１０２】
また、ハウジング１１Ｅの内部には、センターシャフト６１Ｅの周囲にセンターシャフト６１Ｅと平行にとなるように複数の支持棒２６が配置されている。この複数の支持棒２６は、保持部材２Ｅ１と保持部材２Ｅ２とを連結し、これらの間の間隔を一定に保つようになっている。
センターシャフト６１Ｅの途中には、受け台６２Ｅが一体的に設けられている。この受け台６２Ｅには、圧電振動子５Ｅが取り付けられている。
【０１０３】
圧電振動子５Ｅは、１対の基部５１Ｅ、５２Ｅと、この１対の基部５１Ｅ、５２Ｅ間に設けられた振動部５３Ｅとを有する双音叉型振動子である。そして、基部５１Ｅは、保持部材２Ｅ２の突出部２２Ｅ２に固定され、基部５２Ｅは、受け台６２Ｅに固定されている。また、１対の基部５１Ｅ、５２Ｅは、センターシャフト６１Ｅに沿った方向に並んで配置されている。
【０１０４】
このように構成された圧力センサー１Ｅでは、ダイアフラム３Ｅ１が受ける圧力と、ダイアフラム３Ｅ２が受ける圧力との差圧に応じて、センターシャフト６１Ｅが軸方向に移動する。すると、これに追随して受け台６２Ｅが変位し、圧電振動子５Ｅに圧縮応力または引張応力が作用する。
そして、圧電振動子５Ｅの振動部５３Ｅの共振周波数に基づいて、圧力を検出する。
以上説明したような第７実施形態に係る圧力センサー１Ｅによっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【０１０５】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態について説明する。
図１５は、本発明の第８実施形態に係る物理量検出器（圧力センサー）を示す断面図、図１６は、図１５に示す圧力センサーの保持部材およびダイアフラムを説明するための図、図１７は、図１６に示す保持部材およびダイアフラムの接合部を説明するための拡大図である。
以下、第８実施形態の物理量検出器（圧力センサー）について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態の圧力センサー１Ｆは、図１５に示すように、ダイアフラム５０Ｆがレーザ溶接により接合されたセンサーハウジング４０Ｆ（保持部材）に、ターミナルピン１０Ｆおよび圧電振動子（感圧素子）２０を有するコネクタハウジング３０Ｆが挿入されてなる。
また、この圧力センサー１Ｆは、コネクタハウジング３０Ｆとダイアフラム５０Ｆとの間に形成され、密閉された圧力室５２Ｆを有する。この圧力室５２Ｆ内には、感圧素子２０Ｆが配置されるとともに、圧力伝達媒体が充填されている。これにより、ダイアフラム５０Ｆから圧力伝達媒体を介して感圧素子２０Ｆに外部圧力が伝達される。そのため、感圧素子２０Ｆを用いて外部圧力を測定することができる。
【０１０７】
ここで、感圧素子２０Ｆは、図示しないが、シリコン基板をエッチングすることにより形成されたセンサーダイアフラムと、このセンサーダイアフラムに形成された歪みゲージとを備える素子である。このような感圧素子２０Ｆは、センサーダイアフラムに生じた歪みを歪みゲージで計測することにより、センサーダイアフラムに作用する圧力を計測することができる。
また、ダイアフラム５０Ｆは、薄肉の外周部５１Ｆを有する（図１７参照）。この外周部５１Ｆは、一方向に突出している。
【０１０８】
センサーハウジング４０Ｆは、図１６に示すように、リング状のリング部（固定部）４０１Ｆを有する。また、センサーハウジング４０Ｆは、コネクタハウジング３０Ｆを挿入する側に、その挿入部３５Ｆが挿入される凹部４５Ｆと、挿入部３５Ｆを固定するカシメ部４１Ｆとを有する。また、センサーハウジング４０Ｆは、コネクタハウジング３０Ｆを挿入する側とは反対側に、雌ねじ部４４２Ｆが形成された圧力導入孔４４１Ｆを有する。また、センサーハウジング４０Ｆは、圧力導入孔４４１Ｆと凹部４５Ｆとを相互に連通する連通孔４４０Ｆを有する。
【０１０９】
リング部４０１Ｆの内周面４５７Ｆは、凹部４５Ｆの内周面よりも小径に形成されている。
また、センサーハウジング４０Ｆは、ダイアフラム５０Ｆの外周部５１Ｆが溶接により接合された凸条４２Ｆ（薄肉部（第１の凸部））を有する（図１７参照）。これにより、比較的少ない熱量でセンサーハウジング４０Ｆとダイアフラム５０Ｆとを溶接により接合することができる。
このようなセンサーハウジング４０Ｆに挿入されるコネクタハウジング３０Ｆは、図１５に示すように、センサーハウジング４０Ｆに挿入される挿入部３５Ｆと、図示しない外部機器のコネクタと電気的に接続するためのソケット部３００Ｆとを有し、例えば、樹脂材料で構成され、インサート成形により形成される。
【０１１０】
挿入部３５Ｆの外周面上には、圧力室５２ＦをシールするＯリング８０Ｆが配設されている。このＯリング８０Ｆにより、コネクタハウジング３０Ｆとセンサーハウジング４０Ｆとの間がシールされる。
また、ソケット部３００Ｆは、コネクタ（図示せず）が挿入される凹部が形成され、その凹部内には、各ターミナルピン１０Ｆの一方の端部が突出している。
そして、各ターミナルピン１０Ｆの他方の端部には、感圧素子２０Ｆに電気的に接続されている。
【０１１１】
このようなコネクタハウジング３０Ｆは、センサーハウジング４０Ｆに挿入された状態で、カシメ部４１Ｆをカシメることにより、センサーハウジング４０Ｆに対して固定される。
このようにして組み立てられた圧力センサー１Ｆでは、コネクタハウジング３０Ｆと、ダイアフラム５０Ｆとの間に圧力室５２Ｆが形成されている。この圧力室５２Ｆには、シリコーンオイル、フッ素オイル等の圧力伝達媒体が充填されている。
以上説明したような第８実施形態に係る圧力センサー１Ｆによっても、検出精度を優れたものとすることができる。
【０１１２】
以上、本発明の物理量検出器（圧力センサー）および流速センサーを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、本発明は、前述した複数の実施形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１‥‥圧力センサー（物理量検出器） ２‥‥保持部材 ３‥‥ダイアフラム ４‥‥固定部材 ５‥‥圧電振動子 ６‥‥支持体 ６Ａ‥‥支持体 ６Ｂ‥‥支持体 ６Ｂ１‥‥支持体 ６Ｃ‥‥支持体 ６Ｄ‥‥支持体 ７‥‥圧電振動子 ８‥‥支持体 １０‥‥流速センサー １１‥‥ハウジング １２‥‥感圧ユニット １２Ａ‥‥感圧ユニット １２Ｂ‥‥感圧ユニット １２Ｃ‥‥感圧ユニット １２Ｄ‥‥感圧ユニット １３‥‥回路ユニット １４‥‥キャップ １５‥‥ケーブル １６‥‥封止部材 １８‥‥ハウジング １９‥‥キャップ ２０‥‥キャップ ２１‥‥リング部 ２２‥‥突出部 ２３‥‥開口部 ２４‥‥凸条 ２６‥‥支持棒 ３１‥‥変位部 ３２‥‥外周部 ４１‥‥面 ５１‥‥基部 ５２‥‥基部 ５３‥‥振動部 ６１‥‥柱部材 ６１Ａ‥‥柱部材 ６１Ａ１‥‥柱部材 ６１Ａ２‥‥柱部材 ６２‥‥柱部材 ６２Ａ‥‥柱部材 ６２Ｂ‥‥柱部材 ６２Ｂ１‥‥柱部材 ６２Ｃ‥‥柱部材 ６２Ｄ‥‥柱部材 ６３‥‥梁部材 ６３Ｂ‥‥梁部材 ６３Ｃ‥‥梁部材 ６３Ｄ‥‥梁部材 ７１‥‥基部 ７２‥‥基部 ７３‥‥振動部 ８２‥‥柱部材 ８３‥‥梁部材 １００‥‥治具 １０１‥‥基台 １０２‥‥押え部材 １４１‥‥流通口 １９１‥‥流通口 ２０１‥‥流通口 ２２１‥‥面 ２２２‥‥面 ６１１‥‥本体部 ６１２‥‥緩衝部 ６１３‥‥本体部 ６１４‥‥緩衝部 ６１５‥‥本体部 ６１６‥‥緩衝部 ６２１‥‥本体部 ６２２‥‥緩衝部 ６２３‥‥第１の部分 ６２４‥‥第２の部分 ６２５‥‥第１の部分 ６２６‥‥第２の部分 ６２７‥‥第１の部分 ６２８‥‥第２の部分 １Ｅ‥‥圧力センサー １Ｆ‥‥圧力センサー ２Ｅ１‥‥保持部材 ２Ｅ２‥‥保持部材 ３Ｅ１‥‥ダイアフラム ３Ｅ２‥‥ダイアフラム ５Ｅ‥‥圧電振動子 １０Ｆ‥‥ターミナルピン １１Ｅ‥‥ハウジング ２０Ｆ‥‥感圧素子 ２２Ｅ２‥‥突出部 ２４Ｅ１‥‥凸条 ２４Ｅ２‥‥凸条 ３０Ｆ‥‥コネクタハウジング ３２Ｅ１‥‥外周部 ３２Ｅ２‥‥外周部 ３５Ｆ‥‥挿入部 ４０Ｆ‥‥センサーハウジング ４１Ｆ‥‥カシメ部 ４２Ｆ‥‥凸条 ４５Ｆ‥‥凹部 ５０Ｆ‥‥ダイアフラム ５１Ｅ‥‥基部 ５１Ｆ‥‥外周部 ５２Ｅ‥‥基部 ５２Ｆ‥‥圧力室 ５３Ｅ‥‥振動部 ６１Ｅ‥‥センターシャフト ６２Ｅ‥‥受け台 ８０Ｆ‥‥Ｏリング ３００Ｆ‥‥ソケット部 ４０１Ｆ‥‥リング部 ４４０Ｆ‥‥連通孔 ４４１Ｆ‥‥圧力導入孔 ４４２Ｆ‥‥雌ねじ部 ４５７Ｆ‥‥内周面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材と、
を備え、
前記固定部は、
前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部が溶接により接合されていることを特徴とする物理量検出器。
【請求項２】
前記ダイアフラムの前記外周部は、前記変位部の変位方向に突出した第２の凸部を含む請求項１に記載の物理量検出器。
【請求項３】
前記第１の凸部と前記第２の凸部が溶接により接合されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出器。
【請求項４】
前記第１の凸部の先端面と前記第２の凸部の先端面とは、互いに同一面上に配置されている請求項３に記載の物理量検出器。
【請求項５】
１対の基部と、前記１対の基部間に設けられ、振動が励振される振動部とを有し、前記振動部の共振周波数が前記変位部の変位に応じて変化する感圧素子をさらに備える請求項１ないし４のいずれかに記載の物理量検出器。
【請求項６】
前記保持部材に固定された支持体を備え、
前記１対の基部のうちの一方の基部が前記変位部に固定され、他方の基部が前記支持体に固定されている請求項５に記載の物理量検出器。
【請求項７】
受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材とを備える圧力センサーの製造方法であって、
前記ダイアフラムの外周部と前記固定部とを接合する工程を有し、
前記固定部は、前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記工程では、前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部を溶接により接合することを特徴とする物理量検出器の製造方法。
【請求項１】
受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材と、
を備え、
前記固定部は、
前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部が溶接により接合されていることを特徴とする物理量検出器。
【請求項２】
前記ダイアフラムの前記外周部は、前記変位部の変位方向に突出した第２の凸部を含む請求項１に記載の物理量検出器。
【請求項３】
前記第１の凸部と前記第２の凸部が溶接により接合されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出器。
【請求項４】
前記第１の凸部の先端面と前記第２の凸部の先端面とは、互いに同一面上に配置されている請求項３に記載の物理量検出器。
【請求項５】
１対の基部と、前記１対の基部間に設けられ、振動が励振される振動部とを有し、前記振動部の共振周波数が前記変位部の変位に応じて変化する感圧素子をさらに備える請求項１ないし４のいずれかに記載の物理量検出器。
【請求項６】
前記保持部材に固定された支持体を備え、
前記１対の基部のうちの一方の基部が前記変位部に固定され、他方の基部が前記支持体に固定されている請求項５に記載の物理量検出器。
【請求項７】
受圧により変位する変位部を含むダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周部を保持する周状の固定部が設けられている保持部材とを備える圧力センサーの製造方法であって、
前記ダイアフラムの外周部と前記固定部とを接合する工程を有し、
前記固定部は、前記固定部に沿って前記保持部材に周状の凹部を設けることにより前記変位部の変位方向に突出した第１の凸部を含み、
前記工程では、前記第１の凸部に前記ダイアフラムの外周部を溶接により接合することを特徴とする物理量検出器の製造方法。
【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２】
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【図５】
【図６】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−１０４７５４（Ｐ２０１３−１０４７５４Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８０２７（Ｐ２０１１−２４８０２７）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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