JP2001281086A - 圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイヤフラムが破損し難いようにする。 【解決手段】 圧力を受けて撓み得るダイヤフラム１ａ
を有したセンサチップ１と、ダイヤフラム１ａへ向かっ
て圧力を導入する圧力導入孔４ａと、を備えた圧力セン
サにおいて、気体を通過させるが液体を通過させない程
度の孔部を有したフィルタ９を圧力導入孔４を閉塞する
ようにして設けた構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血圧計等に使用さ
れる圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧力センサとして、図５
に示すものが存在する。このものは、例えば、血圧計等
に使用されるものであって、圧力を検出するよう撓み得
るダイヤフラムＡ１を有したセンサチップＡ、ダイヤフ
ラムＡ１へ向かって圧力を導入する圧力導入孔Ｂを備え
ている。このもののダイヤフラムＡ１の表面、すなわち
圧力を受ける裏面の反対側の面には、ピエゾ抵抗がブリ
ッジ接続されてなる検知回路（図示せず）が設けられて
いる。

【０００３】このものは、圧力導入孔Ｂの開口縁に、圧
力導入管Ｘが接続されて、この圧力導入管により導入さ
れた圧力により、センサチップのダイヤフラムが撓む
と、ピエゾ抵抗の抵抗値が変化して、ブリッジ回路から
の出力値が変化し、このブリッジ回路からの出力値の変
化でもって、圧力を検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の圧力セ
ンサにあっては、圧力を検出していない状態で、圧力導
入管Ｘを接続しているときに、例えば、気圧の変化や結
露等によって、図６（ａ）に示すように、圧力導入管Ｘ
の内壁に、空気中に含まれる水分が水滴Ｗとして付着す
ることがある。

【０００５】このように、圧力導入管Ｘの内壁に水滴Ｗ
が付着したまま、圧力を検出しようとして、ダイヤフラ
ムＡ１へ圧力を導入するようなことをすると、圧力導入
管Ｘの内壁に付着した水滴Ｗが、圧力によって加速され
た状態で、ダイヤフラムＡ１の裏面に衝突して、同図
（ｂ）に示すように、ダイヤフラムＡ１が破損する恐れ
がある。

【０００６】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、ダイヤフラムが破損し
難い圧力センサを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載の圧力センサは、圧力を受けて撓
み得るダイヤフラムを有したセンサチップと、ダイヤフ
ラムへ向かって圧力を導入する圧力導入孔と、を備えた
圧力センサにおいて、気体を通過させるが液体を通過さ
せない程度の孔部を有したフィルタを前記圧力導入孔を
閉塞するようにして設けた構成にしている。

【０００８】請求項２記載の圧力センサは、請求項１記
載の圧力センサにおいて、前記フィルタは、前記孔部を
有した多孔質材料よりなる構成にしている。

【０００９】請求項３記載の圧力センサは、請求項１又
は請求項２のいずれかに記載の圧力センサにおいて、前
記フィルタは、導入される圧力へ向かって突出する突出
部を設けた構成にしている。

【００１０】請求項４記載の圧力センサは、請求項３記
載の圧力センサにおいて、前記突出部は、段付ピラミッ
ド状である構成にしている。

【００１１】請求項５記載の圧力センサの製造方法は、
圧力を受けて撓み得るダイヤフラムを有したセンサチッ
プと、ダイヤフラムへ向かって圧力を導入する圧力導入
孔と、を備えた圧力センサにおいて、気体を通過させる
が液体を通過させない程度の孔部を有したフィルタを圧
力導入孔を閉塞するようにして設けた圧力センサを製造
する圧力センサの製造方法であって、圧力導入孔の開口
内縁部に開口断面積を小さくするよう設けた段部にフィ
ルタを配設し、圧力導入孔の開口縁をかしめてそのかし
め部分と段部との間にフィルタを挟持させるようにして
いる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態の圧力セン
サを図１及び図２に基づいて以下に説明する。この圧力
センサは、例えば、血圧計に使用される。なお、この用
途に限るものではない。

【００１３】１はセンサチップで、例えば、単結晶シリ
コン製であって、薄肉のダイヤフラム１ａを一体に有す
るとともに、そのダイヤフラム１ａの上面部に、例え
ば、４個の拡散ピエゾ抵抗体（図示せず）をブリッジ接
続した検知回路を形成してなるものである。このセンサ
チップ１は、後述する台座３の上に接合されて支持され
ている。

【００１４】２は保護層で、センサチップ１上に液状の
シリコンゲルが滴下された後に、熱硬化されたものであ
り、外部異物からセンサチップ１の表面を保護する。３
は台座で、ガラス等からなり、後述するボディ４に、シ
リコン接着剤層からなるダイボンド部５を介して接着固
定されている。

【００１５】４はボディで、ダイヤフラム１ａに対し圧
力を導入するよう貫通した圧力導入孔４ａを有し、例え
ば、同時成形等により、端子６を固定している。端子６
は、ワイヤー７により、センサチップ１にワイヤーボン
ディングされている。８は蓋体で、ボディ４に装着さ
れ、センサチップ１を塵等から保護する。

【００１６】９はフィルタで、例えば、ゴアテックスフ
ィルム（ゴアテックスはジャパンゴアテックス社の登録
商標）等の、気体を通過させるが液体を通過させない程
度の孔部を有した多孔質材料からなり、ボディ４の圧力
導入孔４ａをその開口部近くで閉塞するように設けられ
ている。このフィルタ９の孔部の内径は、液体を通さな
い程度に限りなく大きいことが望ましく、このように、
孔部の内径を大きくすることにより、圧力損失を少なく
することができる。

【００１７】このフィルタ９は、以下の手順で設けられ
る。すなわち、圧力導入孔４ａの開口部寄りの内縁部に
開口断面積を小さくするよう設けた段部４ｂに、図２
（ａ）に示すように、フィルタ９を挿入するようにして
配設し、圧力導入孔４ａの薄肉の開口縁に、同図（ｂ）
に示すように、熱かしめを施して、そのかしめ部分と段
部４ｂとの間にフィルタ９を挟持させるのである。

【００１８】かかる圧力センサにあっては、ダイヤフラ
ム１ａへ向かって圧力を導入する圧力導入孔４ａを閉塞
するようにしてフィルタ９が設けられているから、空気
中に含まれる水分が水滴となってダイヤフラム１ａへ向
かって圧力により加速されたとしても、そのフィルタ９
の有する孔部を通過できずにフィルタ９にろ過されるの
で、水滴が圧力によって加速された状態で、ダイヤフラ
ム１ａに衝突することはなく、その衝突によりダイヤフ
ラム１ａが破損するようなことがなくなる。

【００１９】よって、ユーザーが、いわゆるエアードラ
イヤーを配置する等の特別な配慮をしなくても、本圧力
センサに空圧を印加することができるようになる。

【００２０】また、水滴のみならず、塵等の固形ゴミや
ミスト等の液体も、フィルタ９でろ過することにより、
ダイヤフラム１ａを保護することができるので、圧力検
出の信頼性を向上させることができる。

【００２１】また、フィルタは、気体を通過させるが液
体を通過させない程度の孔部を有した多孔質材料よりな
るから、孔部を設ける工程が不要になり、製作が容易に
なる。

【００２２】また、フィルタ９を設ける作業は、上述し
たように、圧力導入孔４ａの開口内縁部に開口断面積を
小さくするよう設けた段部４ｂにフィルタ９を配設し、
圧力導入孔４ａの開口縁をかしめてそのかしめ部分と段
部４ｂとの間にフィルタ９を挟持させるという単純な作
業であるから、本圧力センサを容易に製作することがで
きる。

【００２３】次に、本発明の第２実施形態の圧力センサ
を図３及び図４に基づいて以下に説明する。なお、第１
実施形態と実質的に同一の機能を有する部分には同一の
符号を付し、第１実施形態と異なるところのみ記す。本
実施形態は、基本的には、第１実施形態と同様である
が、フィルタ９が、導入される圧力へ向かって突出する
段付ピラミッド状の突出部９ａを設けたことが異なって
いる。

【００２４】なお、Ｘは圧力導入管で、その中空部Ｘ１
がボディ４の圧力導入孔４ａに連通するように、ボディ
４に接続される。

【００２５】かかる圧力センサにあっては、第１実施形
態の効果に加えて、圧力により加速された水滴Ｗが、図
４（ａ）に示すように、フィルタ９の突出部９ａに衝突
すると、その突出部９ａへの衝突により、衝突した水滴
Ｗが、同図（ｂ）に示すように、複数の小さい水滴Ｗに
分割されて、いわゆる水切りがなされるから、フィルタ
９表面に水滴がべったりついて目詰まりするようなこと
がなくなる。

【００２６】また、段付きピラミッド状である突出部９
ａは、この突出部９ａが円錐状である場合に比較して、
表面積を大きくすることができるから、目詰まりするよ
うなことがなくなるという効果をさらに奏することがで
きる。

【００２７】また、圧力により加速された水滴がフィル
タ９の突出部９ａに衝突して、複数の小さい水滴に分割
されることにより、フィルタ９に加わる衝撃力が小さく
なり、フィルタ９そのものが破壊され難くなる。

【００２８】なお、第１実施形態及び第２実施形態で
は、フィルタ９をゴアテックスフィルム（ゴアテックス
はジャパンゴアテックス社の登録商標）により構成して
いるが、ゴアテックスフィルムに限るわけではなく、例
えば、多孔質セラミックより構成してもよく、また、Ｐ
ＥＴ、ナイロン、ＰＰＳ等の樹脂又は金属よりなるメッ
シュ、フェルトなどの布メッシュにより構成してもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の圧力センサは、ダイヤフ
ラムへ向かって圧力を導入する圧力導入孔を閉塞するよ
うにしてフィルタが設けられているから、空気中に含ま
れる水分が水滴となってダイヤフラムへ向かって圧力に
より加速されたとしても、そのフィルタの有する孔部を
通過できずにフィルタにろ過されるので、水滴が圧力に
よって加速された状態で、ダイヤフラムに衝突すること
はなく、その衝突によりダイヤフラムが破損するような
ことがなくなる。

【００３０】請求項２記載の圧力センサは、請求項１記
載の圧力センサにおいて、フィルタには、気体を通過さ
せるが液体を通過させない程度の孔部を有した多孔質材
料よりなるから、孔部を設ける工程が不要になり、製作
が容易になる。

【００３１】請求項３記載の圧力センサは、請求項１又
は請求項２のいずれかに記載の圧力センサの効果に加え
て、圧力により加速された水滴がフィルタの突出部に衝
突すると、その突出部への衝突により、衝突した水滴が
複数の小さい水滴に分割されて、いわゆる水切りがなさ
れるから、フィルタ表面に水滴がべったりついて目詰ま
りするようなことがなくなる。

【００３２】請求項４記載の圧力センサは、段付きピラ
ミッド状である突出部は、突出部が円錐状である場合に
比較して、表面積を大きくすることができるから、目詰
まりするようなことがなくなるという請求項３記載の圧
力センサの効果をさらに奏することができる。

【００３３】請求項５記載の圧力センサの製造方法によ
れば、圧力導入孔の開口内縁部に開口断面積を小さくす
るよう設けた段部にフィルタを配設し、圧力導入孔の開
口縁をかしめてそのかしめ部分と段部との間にフィルタ
を挟持させるという単純作業により製造することができ
るので、容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の断面図である。

【図２】同上の製造工程を示す斜視図である。

【図３】本発明の第２実施形態の断面図である。

【図４】同上のフィルタの突出部に水滴が衝突したとき
の状態を示す断面図である。

【図５】従来例の断面図である。

【図６】同上のダイヤフラムに水滴が衝突する状態を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ センサチップ １ａ ダイヤフラム ４ａ 圧力導入孔 ４ｂ 段部 ９ フィルタ ９ａ 突出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力を受けて撓み得るダイヤフラムを有
   したセンサチップと、ダイヤフラムへ向かって圧力を導
   入する圧力導入孔と、を備えた圧力センサにおいて、 気体を通過させるが液体を通過させない程度の孔部を有
   したフィルタを前記圧力導入孔を閉塞するようにして設
   けたことを特徴とする圧力センサ。
2. 【請求項２】 前記フィルタは、前記孔部を有した多孔
   質材料よりなることを特徴とする請求項１記載の圧力セ
   ンサ。
3. 【請求項３】 前記フィルタは、導入される圧力へ向か
   って突出する突出部を設けたことを特徴とする請求項１
   又は請求項２のいずれかに記載の圧力センサ。
4. 【請求項４】 前記突出部は、段付ピラミッド状である
   ことを特徴とする請求項３記載の圧力センサ。
5. 【請求項５】 圧力を受けて撓み得るダイヤフラムを有
   したセンサチップと、ダイヤフラムへ向かって圧力を導
   入する圧力導入孔と、を備えた圧力センサにおいて、気
   体を通過させるが液体を通過させない程度の孔部を有し
   たフィルタを圧力導入孔を閉塞するようにして設けた圧
   力センサを製造する圧力センサの製造方法であって、圧
   力導入孔の開口内縁部に開口断面積を小さくするよう設
   けた段部にフィルタを配設し、圧力導入孔の開口縁をか
   しめてそのかしめ部分と段部との間にフィルタを挟持さ
   せることを特徴とする圧力センサの製造方法。