JP2003130747A

JP2003130747A - 圧力センサ

Info

Publication number: JP2003130747A
Application number: JP2001324966A
Authority: JP
Inventors: Junichi Wakabayashi; 純一若林
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: JP3838070B2

Abstract

(57)【要約】【課題】誤差の少ない温度補正を行って出力精度の向
上を図る圧力センサを提供する。【解決手段】感熱機構と発熱素子を別々に異なる基板
（ＨＩＣ１３、プリント基板１９）に設置し、さらに、
これら２つの基板が放熱基板１７を介して接続されるこ
とで、通電によって発熱した発熱素子の熱は、トランジ
スタ２０，導通パターン等の発熱素子を配置したプリン
ト基板１９から熱伝導しても、途中の放熱基板１７で放
熱され、感熱機構を内蔵するＡＳＩＣ１４を配置したＨ
ＩＣ１３へ伝播しないので、発熱素子の熱を感熱機構に
熱伝導することが防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化によって
変化するセンサチップ（圧力検知素子）の出力値を温度
補正して圧力測定する圧力センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧力センサは、例えば建
設機械や産業機械等に利用される油圧回路の油圧等の各
種流体圧力を測定するために使用されるものである。従
来技術の圧力センサは、図４の概略断面図に示されるも
のである。

【０００３】圧力センサ１０１は、下側方のボルト状の
金属製ケース１３０と、ケース１３０上側に接続された
金属製の円筒状のカバー１４０と、樹脂製のコネクタ部
１５０と、が嵌合した外装となっている。

【０００４】ケース１３０は、油圧回路の油圧測定部の
取付孔に螺合するために外周面にネジ部１３１ａを有す
る油圧導入部１３１と、油圧導入部１３１の上側に接続
された有底筒形状で１周の外周形状が例えば６角ナット
のように多角形状のケース本体１３２と、を備えてい
る。

【０００５】ケース本体１３２には、ケース本体１３２
の内部に固定されるボディ１３３が挿入されている。

【０００６】ボディ１３３は、下端部で下向きに開口す
る凹部１３４と、凹部１３４から上方のカバー１４０の
内部へ貫通する貫通孔１３５と、を備えている。

【０００７】ボディ１３３の下端には、凹部１３４の開
口に臨んでダイアフラム１０２が設けられている。ま
た、ボディ１３３の下端には、さらにダイアフラム１０
２よりも下方にダイアフラム１０２を押えるリング１０
３が取り付けられている。

【０００８】リング１０３は、環状部材であり、リング
１０３の孔を介して流体がダイアフラム１０２に直接作
用して、ダイアフラム１０２の下面を感圧部としてい
る。

【０００９】ダイアフラム１０２の外周端部は、凹部１
３４下端とリング１０３とに挟まれて全周的に電子ビー
ム等によるビーム溶接やＴＩＧ溶接により固定されてい
る。

【００１０】また、ダイアフラム１０２で開口側を塞が
れた凹部１３４内には、中心に導入孔１０４ａを有する
ガイド１０４と、ガイド１０４の導入孔１０４ａの真上
に歪ゲージが配設されたセンサチップ（圧力検知素子）
１０５と、センサチップ１０５が固定されるセラミック
製のスペーサ１０６と、を備えている。

【００１１】なお、このダイアフラム１０２で開口側を
塞がれた凹部１３４内は密封された空間となっており、
この空間にシリコンオイルが充填されている。

【００１２】凹部１３４内でスペーサ１０６は、凹部１
３４上底面に固定されている。このスペーサ１０６に
は、中心に穴部が設けられており、この穴部にセンサチ
ップ１０５が配置されている。また、スペーサ１０６下
面の穴部周りには、導通パターンが形成されている。そ
して、この導通パターンとセンサチップ１０５との間
が、ボンディングワイヤ１０７で接続されている。

【００１３】また、凹部１３４内でガイド１０４の外周
に設けられた環部でガイド１０４とスペーサ１０６との
隙間を隔てて、ガイド１０４がスペーサ１０６の下側に
固定されている。このように、スペーサ１０６とガイド
１０４との間に隙間が形成されるためスペーサ１０６下
面の導通パターンとセンサチップ１０５との間を接続す
るボンディングワイヤ１０７がガイド１０４と接触する
ことも防止されている。

【００１４】そして、センサチップ１０５は、ダイアフ
ラム１０２下面の感圧部が測定対象の流体の圧力を受
け、この圧力によってダイアフラム１０２が変形し、ダ
イアフラム１０２とスペーサ１０６間に充填されたシリ
コンオイルが導入孔１０４ａを介して圧力をセンサチッ
プ１０５に伝達し、センサチップ１０５の歪ゲージが変
形することによって、変形による歪ゲージの抵抗値の変
化で変化する入力電圧に対する出力電圧を出力値として
取り出す。このセンサチップ１０５の出力値の信号は、
ボンディングワイヤ１０７を介してスペーサ１０６下面
の導通パターンへ伝達される。

【００１５】ボディ１３３の貫通孔１３５には、導電性
を有するピン１０８が挿通されている。貫通孔１３５の
ピン１０８周りは、ガラス１０９で封止されており、絶
縁性を確保してピン１０８がボディ１３３と導通するこ
とを防止し、かつ凹部１３４内に充填されたシリコンオ
イルが貫通孔１３５内へ漏洩することを防止している。

【００１６】また、ピン１０８の下端はスペーサ１０６
下面に突出しており、ピン１０８下端とスペーサ１０６
下面の導通パターンが導通されている。一方、ピン１０
８上端はカバー１４０の内部へ突出している。よって、
センサチップ１０５の出力値の信号は、スペーサ１０６
下面の導通パターンからさらにピン１０８へ伝達され
る。

【００１７】カバー１４０は、内部にＨＩＣ（ハイブリ
ッドＩＣ）１１３やプリント基板１１７を収納してい
る。カバー１４０内部に露呈するボディ１３３の上面
は、絶縁体である樹脂製のインシュレータ１１０で覆わ
れている。

【００１８】インシュレータ１１０は、ボディ１３３の
貫通孔１３５から突き出たピン１０８を位置決め固定す
る。このインシュレータ１１０によって位置決め固定さ
れたピン１０８の上端は、インシュレータ１１０の上部
に張り付けられた変換基板１１１にはんだ付けされて接
続されている。

【００１９】変換基板１１１では、ピン１０８から到達
した電気信号の電気変換を行う。また、変換基板１１１
から第２ピン１１２が上方へ延びている。よって、ピン
１０８へ伝達されたセンサチップ１０５の出力値の信号
は、変換基板１１１で電気変換されて第２ピン１１２へ
伝達される。

【００２０】ＨＩＣ１１３は、インシュレータ１１０及
び変換基板１１１の上側に設けられている。ＨＩＣ１１
３には、デジタルトリミングによりセンサチップ１０５
の出力値の信号の増幅・補正を行うＡＳＩＣ（カスタム
ＩＣ）１１４がＨＩＣ１１３下面側に設けられている。

【００２１】ＡＳＩＣ１１４は、デジタルトリミングに
よりセンサチップ１０５の出力値の信号の増幅・補正を
行うものである。圧力センサ１０１は、センサチップ１
０５の出力値が温度条件によって変化してしまうことか
ら、センサチップ１０５の出力値の信号についてＡＳＩ
Ｃ１１４で温度補正を行い、温度条件によらない信号を
出力できるようにしている。このため、ＡＳＩＣ１１４
には、温度検知する感熱機構が内蔵されており、温度補
正はこの感熱機構の検知温度を用いてセンサチップ１０
５の出力値を温度補正している。

【００２２】また、変換基板１１１から上方へ伸びる第
２ピン１１２の上端はＨＩＣ１１３に至っており、ＨＩ
Ｃ１１３の回路と第２ピン１１２の上端とがはんだ付け
されている。さらに、ＨＩＣ１１３には、上方へ延びる
コムリード１１５が中央近傍に複数配置されており、コ
ムリード１１５はＨＩＣ１１３の回路と接続されてい
る。即ち、第２ピン１１２に伝達された変換基板１１１
を経たセンサチップ１０５の出力値の信号はＨＩＣ１１
３に設けられたＡＳＩＣ１１４で増幅・補正が行われ、
その後に、増幅・補正が行われた信号がコムリード１１
５へ伝達される。

【００２３】また、カバー１４０の内部は、インシュレ
ータ１１０からＨＩＣ１１３の上側まで、各部材を保護
する等のためにシリコンゲル等のポッティング剤１１６
が充填されている。このポッティング剤１１６は、介在
することでＨＩＣ１１３に設けられたＡＳＩＣ１１４と
ボディ１３３との熱結合性を高めており、ＡＳＩＣ１１
４に内蔵された感熱機構とボディ１３３の下方のセンサ
チップ１０５との温度差が低減するようにしている。さ
らに、ＡＳＩＣ１１４をＨＩＣ１１３下面側に配置して
ＡＳＩＣ１１４をボディ１３３に近づけることでも熱結
合性を高めている。

【００２４】ＨＩＣ１１３の上側には、表面に導通パタ
ーンがプリントされたセラミック製のプリント基板１１
７が設けられている。プリント基板１１７には、センサ
チップ１０５への供給電力量を制御するトランジスタ１
１８やフレキシブルサーキット又はリード線１２０を接
続するためのピンヘッダ１１９等が備えられている。ト
ランジスタ１１８は、プリント基板１１７上でコムリー
ド１１５上端がはんだ付けされた中央近傍から最も離れ
たプリント基板１１７の外周側かつ上面側に配置されて
いる。

【００２５】プリント基板１１７上では、トランジスタ
１１８，ピンヘッダ１１９等は導通パターンに接続され
ている。また、プリント基板１１７は、中央近傍でコム
リード１１５上端部に支持固定されており、プリント基
板１１７上の導通パターンとコムリード１１５上端とが
はんだ付けされている。

【００２６】プリント基板１１７は、熱伝導率の高いセ
ラミック製であるため、プリント基板１１７に設けられ
たトランジスタ１１８，導通パターン等の発熱素子が通
電で発熱すると、熱はプリント基板１１７全体に熱伝導
し、プリント基板１１７からカバー１４０内部の空気中
に拡散して放熱される。

【００２７】そして、ＡＳＩＣ１１４で増幅・補正が行
われた信号はコムリード１１５に伝達された後、プリン
ト基板１１７を介してピンヘッダ１１９からフレキシブ
ルサーキット又はリード線１２０へ伝達される。

【００２８】プリント基板１１７の上側には、蓋状の金
属製のプレート１２１が設けられている。プレート１２
１は、外周端をカバー１４０の上端内周に係止させてい
る。このプレート１２１には、中央近傍に貫通コンデン
サ１２２が設けられており、貫通コンデンサ１２２はコ
ネクタ１５２のコネクタピン１５３とはんだ付けされて
接続されている。また、フレキシブルサーキット又はリ
ード線１２０もコネクタピン１５３とはんだ付けされて
接続されている。フレキシブルサーキット又はリード線
１２０とコネクタピン１５３の接続部には、耐久性を向
上する補強用の基板１２３を介在させている。

【００２９】プレート１２１の上側では、蓋状のコネク
タ部１５０がカバー１４０に装着される。コネクタ部１
５０の下端がプレート１２１を支持し、コネクタ部１５
０の下端外周の外径に突出する環状凸部１５１がカバー
１４０の上端とカシメ固定されている。コネクタ部１５
０下端と環状凸部１５１とプレート１２１外縁とカバー
１４０の内周とで囲まれた部分には、カバー１４０の内
部を密封するＯリング１２４が装着されている。

【００３０】また、コネクタ部１５０は、頂部に略直方
体のコネクタ１５２が設けられており、コネクタ１５２
内部に設けられたコネクタピン１５３がカバー１４０の
内部に達して貫通コンデンサ１２２とはんだ付けされて
いる。

【００３１】そして、ＡＳＩＣ１１４で増幅・補正が行
われプリント基板１１７を経た信号が、フレキシブルサ
ーキット又はリード線１２０から貫通コンデンサ１２２
を介してコネクタピン１５３に伝達されて圧力センサ１
０１から取り出される。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
の圧力センサ１０１の場合には、センサチップ１０５は
同一の圧力であっても温度条件によってその出力値を変
化させてしまうものである。このため、従来技術の圧力
センサ１０１では、センサチップ１０５の出力値の信号
についてＡＳＩＣ１１４で温度補正を行い、温度条件に
よらない信号を出力するようにしている。

【００３３】このＡＳＩＣ１１４は、デジタルトリミン
グにより増幅や温度補正を簡単に行うことができる。Ａ
ＳＩＣ１１４は、感熱機構を内蔵しており、感熱機構で
温度検知し感熱機構の検知温度に基づいて温度補正を行
う。このため、ＡＳＩＣ１１４の感熱機構の温度がセン
サチップ１０５の温度と大きく異なると、温度補正をか
けるべき温度とは異なる温度について温度補正を行って
しまい、誤差が大きく生じてしまう。

【００３４】この誤差が大きくなることを防止するため
に、従来では、図４に示すように、感熱機構を内蔵する
ＡＳＩＣ１１４をＨＩＣ１１３に設置し、また、トラン
ジスタ１１８，導通パターン等の発熱素子をプリント基
板１１７に設置し、感熱機構と発熱素子を別々に異なる
２つの基板に設置して、ＡＩＳＣ１１４への熱の伝播を
極力防ぐようにしていた。

【００３５】しかしながら、主に、電源回路部であるト
ランジスタ１１８の発熱は約１００ｍＷ以上と大きく、
トランジスタ１１８をプリント基板１１７に設置してい
ても、コムリード１１５を通して熱をＨＩＣ１１３に伝
播してしまう。

【００３６】その結果、やはりＡＳＩＣ１１４に内蔵さ
れた感熱機構の検知温度は実際のセンサチップ１０５の
温度よりも高温となり温度差が大きくなってしまうの
で、感熱機構の検知温度を用いて温度補正を行った信号
は実際の圧力に対して大きな誤差が生じてしまい、出力
精度が落ちるという問題があった。

【００３７】また、発熱素子が通電で発熱すると、発熱
素子の熱が時間の経過と共に熱伝導して行くので、感熱
機構の温度は時間の経過と共に実際のセンサチップ１０
５の温度よりも上昇して行く。このため、温度補正を行
った信号は、時間の経過と共に実際の圧力に対して誤差
が増大して行く。したがって、電源投入後に時間が経過
して行く程、出力精度が悪化して不安定となるという問
題があった。

【００３８】これらの現象は、図４に示すような低圧用
の半導体圧力センサで顕著に表れるようになった。これ
は、圧力センサの定格圧力が低くなればなるほど、シリ
コンオイルを封入している部分の温度による影響（シリ
コンオイルの膨張収縮による内部圧力の変化）を受けや
すくなり、温度補正が大きくなるためである。すなわ
ち、ＡＳＩＣ１１４の温度補正係数が大きくなるからで
ある。

【００３９】すると、プリント基板１１７に配置された
発熱素子からコムリード１１５を通しての熱伝導がある
と、ＡＳＩＣ１１４の温度補正係数が大きい分だけ、同
じ熱量に対して出力変動量（＝誤差）が大きくなってし
まう。低圧用では特に、電源投入してからのオフセット
ドリフトが大きく、安定性が悪化するという現象が生じ
ていた。

【００４０】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、誤差
の少ない温度補正を行って出力精度の向上を図る圧力セ
ンサを提供することにある。

【００４１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、感熱機構と発熱素子とを別々に異
なる２つの基板に設置した圧力センサであって、前記２
つの基板が放熱基板を介して接続されたことを特徴とす
る。

【００４２】したがって、通電によって発熱した発熱素
子の熱は、感熱機構が設置された基板から熱伝導して
も、途中の放熱基板で放熱され、感熱機構が配置された
基板へ伝播しないので、発熱素子の熱を感熱機構に熱伝
導することが防止でき、感熱機構の検知温度が実際の圧
力検知素子の温度よりも高温とならず温度差が大きくな
らないので、感熱機構の検知温度を用いて温度補正を行
った信号は実際の圧力に対して誤差が低減し、出力精度
の向上を図ることができる。

【００４３】また、時間が経過しても発熱素子の熱が感
熱機構へ熱伝導しないので、感熱機構の温度は時間の経
過と共に上昇して行くことはない。このため、温度補正
を行った信号は、時間の経過と共に実際の圧力に対して
誤差が増大することはない。よって、電源投入後に時間
が経過しても、安定した出力精度を維持することができ
る。

【００４４】前記放熱基板の配線パターンは、細く、か
つ長く配線されていることが好適である。

【００４５】これにより、放熱基板を伝わる熱は途中で
良好に放熱されるので、感熱機構が設置された基板まで
熱が伝播することを防止できる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００４７】以下に、図１〜図３を用いて実施の形態を
説明する。図１は実施の形態に係る圧力センサを示す断
面図である。

【００４８】圧力センサ１は、従来技術と同様に、例え
ば建設機械や産業機械等に利用される油圧回路の油圧等
の各種流体圧力を測定するために使用されるものであ
り、低圧用の半導体圧力センサである。

【００４９】圧力センサ１は、下側方のボルト状の金属
製ケース３０と、ケース３０上側に接続された金属製の
円筒状のカバー４０と、樹脂製のコネクタ部５０と、が
嵌合した外装となっている。

【００５０】ケース３０は、油圧回路の油圧測定部の取
付孔に螺合するために外周面にネジ部３１ａを有する油
圧導入部３１と、油圧導入部３１の上側に接続された有
底筒形状で１周の外周形状が例えば６角ナットのように
多角形状のケース本体３２と、を備えている。

【００５１】ケース本体３２には、ケース本体３２の内
部に固定されるボディ３３が挿入されている。

【００５２】ボディ３３は、下端部で下向きに開口する
凹部３４と、凹部３４から上方のカバー４０の内部へ貫
通する貫通孔３５と、を備えている。

【００５３】ボディ３３の下端には、凹部３４の開口に
臨んでダイアフラム２が設けられている。また、ボディ
３３の下端には、さらにダイアフラム２よりも下方にダ
イアフラム２を押えるリング３が取り付けられている。

【００５４】リング３は、環状部材であり、リング３の
孔を介して流体がダイアフラム２に直接作用して、ダイ
アフラム２の下面を感圧部としている。

【００５５】ダイアフラム２の外周端部は、凹部３４下
端とリング３とに挟まれて全周的に電子ビーム等による
ビーム溶接やＴＩＧ溶接により固定されている。

【００５６】また、ダイアフラム２で開口側を塞がれた
凹部３４内には、中心に導入孔４ａを有するガイド４
と、ガイド４の導入孔４ａの真上に歪ゲージが配設され
たセンサチップ（圧力検知素子）５と、センサチップ５
が固定されるセラミック製のスペーサ６と、を備えてい
る。

【００５７】なお、このダイアフラム２で開口側を塞が
れた凹部３４内は密封された空間となっており、この空
間にシリコンオイルが充填されている。

【００５８】凹部３４内でスペーサ６は、凹部３４上底
面に固定されている。このスペーサ６には、中心に穴部
が設けられており、この穴部にセンサチップ５が配置さ
れている。また、スペーサ６下面の穴部周りには、導通
パターンが形成されている。そして、この導通パターン
とセンサチップ５との間が、ボンディングワイヤ７で接
続されている。

【００５９】また、凹部３４内でガイド４の外周に設け
られた環部でガイド４とスペーサ６との隙間を隔てて、
ガイド４がスペーサ６の下側に固定されている。このよ
うに、スペーサ６とガイド４との間に隙間が形成される
ためスペーサ６下面の導通パターンとセンサチップ５と
の間を接続するボンディングワイヤ７がガイド４と接触
することも防止されている。

【００６０】そして、センサチップ５は、ダイアフラム
２下面の感圧部が測定対象の流体の圧力を受け、この圧
力によってダイアフラム２が変形し、ダイアフラム２と
スペーサ６間に充填されたシリコンオイルが導入孔４ａ
を介して圧力をセンサチップ５に伝達し、センサチップ
５の歪ゲージが変形することによって、変形による歪ゲ
ージの抵抗値の変化で変化する入力電圧に対する出力電
圧を出力値として取り出す。このセンサチップ５の出力
値の信号は、ボンディングワイヤ７を介してスペーサ６
下面の導通パターンへ伝達される。

【００６１】ボディ３３の貫通孔３５には、導電性を有
するピン８が挿通されている。貫通孔３５のピン８周り
は、ガラス９で封止されており、絶縁性を確保してピン
８がボディ３３と導通することを防止し、かつ凹部３４
内に充填されたシリコンオイルが貫通孔３５内へ漏洩す
ることを防止している。

【００６２】また、ピン８の下端はスペーサ６下面に突
出しており、ピン８下端とスペーサ６下面の導通パター
ンが導通されている。一方、ピン８上端はカバー４０の
内部へ突出している。よって、センサチップ５の出力値
の信号は、スペーサ６下面の導通パターンからさらにピ
ン８へ伝達される。

【００６３】カバー４０は、内部にＨＩＣ（ハイブリッ
ドＩＣ）１３やプリント基板１９を収納している。カバ
ー４０内部に露呈するボディ３３の上面は、絶縁体であ
る樹脂製のインシュレータ１０で覆われている。

【００６４】インシュレータ１０は、ボディ３３の貫通
孔３５から突き出たピン８を位置決め固定する。このイ
ンシュレータ１０によって位置決め固定されたピン８の
上端は、インシュレータ１０の上部に張り付けられた変
換基板１１にはんだ付けされて接続されている。

【００６５】変換基板１１では、ピン８から到達した電
気信号の電気変換を行う。また、変換基板１１から第２
ピン１２が上方へ延びている。よって、ピン８へ伝達さ
れたセンサチップ５の出力値の信号は、変換基板１１で
電気変換されて第２ピン１２へ伝達される。

【００６６】ＨＩＣ１３は、インシュレータ１０及び変
換基板１１の上側に設けられている。ＨＩＣ１３には、
デジタルトリミングによりセンサチップ５の出力値の信
号の増幅・補正を行うＡＳＩＣ（カスタムＩＣ）１４が
ＨＩＣ１３下面側に設けられている。

【００６７】ＡＳＩＣ１４は、デジタルトリミングによ
りセンサチップ５の出力値の信号の増幅・補正を行うも
のである。圧力センサ１は、センサチップ５の出力値が
温度条件によって変化してしまうことから、センサチッ
プ５の出力値の信号についてＡＳＩＣ１４で温度補正を
行い、温度条件によらない信号を出力できるようにして
いる。このため、ＡＳＩＣ１４には、温度検知する感熱
機構が内蔵されており、温度補正はこの感熱機構の検知
温度を用いてセンサチップ５の出力値を温度補正してい
る。

【００６８】また、変換基板１１から上方へ伸びる第２
ピン１２の上端はＨＩＣ１３に至っており、ＨＩＣ１３
の回路と第２ピン１２の上端とがはんだ付けされてい
る。さらに、ＨＩＣ１３には、上方へ延びるコムリード
１５が中央近傍に複数配置されており、コムリード１５
はＨＩＣ１３の回路と接続されている。即ち、第２ピン
１２に伝達された変換基板１１を経たセンサチップ５の
出力値の信号はＨＩＣ１３に設けられたＡＳＩＣ１４で
増幅・補正が行われ、その後に、増幅・補正が行われた
信号がコムリード１５へ伝達される。

【００６９】また、カバー４０の内部は、インシュレー
タ１０からＨＩＣ１３の上側まで、各部材を保護する等
のためにシリコンゲル等のポッティング剤１６が充填さ
れている。このポッティング剤１６は、介在することで
ＨＩＣ１３に設けられたＡＳＩＣ１４とボディ３３との
熱結合性を高めており、ＡＳＩＣ１４に内蔵された感熱
機構とボディ３３の下側にあるセンサチップ５との温度
差が低減するようにしている。さらに、ＡＳＩＣ１４を
ＨＩＣ１３下面側に配置してＡＳＩＣ１４をボディ３３
に近づけることでも熱結合性を高めている。

【００７０】ＨＩＣ１３の上側には、放熱基板１７が設
けられている。放熱基板１７には、図２に示すように、
表裏面に細くかつ長い配線パターン１７ａが配置面積を
なるべく稼ぎつつ距離を長く配線されるように波線形状
に設けられている。放熱基板１７の配線パターン１７ａ
の一端はコムリード１５の上端に接続され、他端は上方
へ延びる第２コムリード１８に接続されている。第２コ
ムリード１８は中央近傍に複数配置されている。

【００７１】このため、本実施の形態では、コムリード
１５から熱伝導してきた熱が放熱基板１７で放熱される
と共に、コムリード１５へ伝達された増幅・補正が行わ
れた信号が放熱基板１７を経て第２コムリード１８に伝
達される。

【００７２】放熱基板１７の上側には、表面に導通パタ
ーンがプリントされたセラミック製のプリント基板１９
が設けられている。プリント基板１９には、センサチッ
プ５への供給電力量を制御するトランジスタ２０やフレ
キシブルサーキット又はリード線２２を接続するための
ピンヘッダ２１等が備えられている。トランジスタ２０
は、プリント基板１９上で第２コムリード１８上端がは
んだ付けされた中央近傍から最も離れたプリント基板１
９の外周側かつ上面側に配置されている。

【００７３】プリント基板１９上では、トランジスタ２
０，ピンヘッダ２１等は導通パターンに接続されてい
る。また、プリント基板１９は、中央近傍で第２コムリ
ード１８上端部に支持固定されており、プリント基板１
９上の導通パターンと第２コムリード１８上端とがはん
だ付けされている。

【００７４】プリント基板１９は、熱伝導率の高いセラ
ミック製であるため、プリント基板１９に設けられたト
ランジスタ２０，導通パターン等の発熱素子が通電で発
熱すると、熱はプリント基板１９全体に熱伝導し、プリ
ント基板１９からカバー４０内部の空気中に拡散して放
熱される。

【００７５】そして、ＡＳＩＣ１４で増幅・補正が行わ
れた信号は第２コムリード１８に伝達された後、プリン
ト基板１９を介してピンヘッダ２１からフレキシブルサ
ーキット又はリード線２２へ伝達される。

【００７６】プリント基板１９の上側には、蓋状の金属
製のプレート２３が設けられている。プレート２３は、
外周端をカバー４０の上端内周に係止させている。この
プレート２３には、中央近傍に貫通コンデンサ２４が設
けられており、貫通コンデンサ２４はコネクタ５２のコ
ネクタピン５３とはんだ付けされて接続されている。ま
た、フレキシブルサーキット又はリード線２２もコネク
タピン５３とはんだ付けされて接続されている。フレキ
シブルサーキット又はリード線２２とコネクタピン５３
の接続部には、耐久性を向上する補強用の基板２５を介
在させている。

【００７７】プレート２３の上側では、蓋状のコネクタ
部５０がカバー４０に装着される。コネクタ部５０の下
端がプレート２３を支持し、コネクタ部５０の下端外周
の外径に突出する環状凸部５１がカバー４０の上端とカ
シメ固定されている。コネクタ部５０下端と環状凸部５
１とプレート２３外縁とカバー４０の内周とで囲まれた
部分には、カバー４０の内部を密封するＯリング２６が
装着されている。

【００７８】また、コネクタ部５０は、頂部に略直方体
のコネクタ５２が設けられており、コネクタ５２内部に
設けられたコネクタピン５３がカバー４０の内部に達し
て貫通コンデンサ２４とはんだ付けされている。

【００７９】そして、ＡＳＩＣ１４で増幅・補正が行わ
れプリント基板１９を経た信号が、フレキシブルサーキ
ット又はリード線２２から貫通コンデンサ２４を介して
コネクタピン５３に伝達されて圧力センサ１から取り出
される。

【００８０】以上の構成を備えた本実施の形態の圧力セ
ンサ１では、感熱機構を内蔵するＡＳＩＣ１４をＨＩＣ
１３に設置し、また、トランジスタ２０，導通パターン
等の発熱素子をプリント基板１９に設置し、感熱機構と
発熱素子を別々に異なる基板（ＨＩＣ１３、プリント基
板１９）に設置し、さらに、これら２つの基板が放熱基
板１７を介して接続されることで、通電によって発熱し
た発熱素子の熱は、トランジスタ２０，導通パターン等
の発熱素子を配置したプリント基板１９から熱伝導して
も、途中の放熱基板１７で放熱され、感熱機構を内蔵す
るＡＳＩＣ１４を配置したＨＩＣ１３へ伝播しないの
で、発熱素子の熱を感熱機構に熱伝導することが防止で
き、感熱機構の検知温度が実際のセンサチップ５の温度
よりも高温とならず温度差が大きくならないので、感熱
機構の検知温度を用いて温度補正を行った信号は実際の
圧力に対して誤差が低減し、出力精度の向上を図ること
ができる。

【００８１】また、時間が経過しても発熱素子の熱が感
熱機構へ熱伝導しないので、感熱機構の温度は時間の経
過と共に上昇して行くことはない。このため、温度補正
を行った信号は、時間の経過と共に実際の圧力に対して
誤差が増大することはない。よって、電源投入後に時間
が経過しても、安定した出力精度を維持することができ
る。

【００８２】放熱基板１７の配線パターン１７ａは、細
く、かつ長いことで、放熱基板１７を伝わる熱は途中で
好適に放熱されるので、感熱機構を内蔵するＡＳＩＣ１
４を配置したＨＩＣ１３まで熱が伝播することを防止で
きる。

【００８３】なお、プリント基板１９は、セラミック製
であることで、プリント基板１９上は熱伝導し易く、通
電によって発熱した発熱素子の熱はプリント基板１９全
体に熱伝導し、プリント基板１９から空気中に拡散して
放熱されるが、その他の熱伝導率のよい部材であっても
よい。

【００８４】（効果の比較）上記の本実施の形態の圧力
センサ１と比較例としての従来技術の圧力センサとの熱
伝導により生じるオフセット過渡特性を比較した。比較
したオフセット過渡特性は、オフセット変化量につい
て、電源投入後の時間経過を見たものである。図３
（ａ）は本実施の形態を示し、図３（ｂ）は比較例とし
ての従来技術を示す。

【００８５】図３に示すように、比較例ではオフセット
変化量が最大±０．５％前後まで変動するのに対し、本
実施の形態ではオフセット変化量が最大でも±０．２％
以内と変化量を著しく低減することができた。すなわ
ち、本実施の形態では、放熱基板１７を介することで、
感熱機構を内蔵するＡＳＩＣ１４を配置したＨＩＣ１３
まで発熱素子から発生する熱が伝播することを防止で
き、これによってオフセット変動量が低減することとな
っている。また本実施の形態では、電源投入後に時間が
経過しても、安定した出力精度を維持している。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にあって
は、感熱機構と発熱素子とを別々に異なる２つの基板に
設置し、２つの基板が放熱基板を介して接続されたこと
で、通電によって発熱した発熱素子の熱は、感熱機構が
設置された基板から熱伝導しても、途中の放熱基板で放
熱され、感熱機構が配置された基板へ伝播しないので、
発熱素子の熱を感熱機構に熱伝導することが防止でき、
感熱機構の検知温度が実際の圧力検知素子の温度よりも
高温とならず温度差が大きくならないので、感熱機構の
検知温度を用いて温度補正を行った信号は実際の圧力に
対して誤差が低減し、出力精度の向上を図ることができ
る。

【００８７】また、時間が経過しても発熱素子の熱が感
熱機構へ熱伝導しないので、感熱機構の温度は時間の経
過と共に上昇して行くことはない。このため、温度補正
を行った信号は、時間の経過と共に実際の圧力に対して
誤差が増大することはない。よって、電源投入後に時間
が経過しても、安定した出力精度を維持することができ
る。

【００８８】放熱基板の配線パターンは、細く、かつ長
く配線されていることで、放熱基板を伝わる熱は途中で
良好に放熱されるので、感熱機構が設置された基板まで
熱が伝播することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る圧力センサを示す断面図であ
る。

【図２】実施の形態に係る圧力センサの放熱基板を示す
図である。

【図３】実施の形態に係る圧力センサと比較例としての
従来技術の圧力センサのオフセット過渡特性を示すグラ
フである。

【図４】従来技術の圧力センサを示す断面図である。

【符号の説明】

１圧力センサ２ダイアフラム３リング４ガイド４ａ導入孔５センサチップ６スペーサ７ボンディングワイヤ８ピン９ガラス１０インシュレータ１１変換基板１２第２ピン１３ＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）１４ＡＳＩＣ（カスタムＩＣ）１５コムリード１６ポッティング剤１７放熱基板１７ａ配線パターン１８第２コムリード１９プリント基板２０トランジスタ２１ピンヘッダ２２フレキシブルサーキット又はリード線２３プレート２４貫通コンデンサ２５基板２６Ｏリング３０ケース３１油圧導入部３１ａネジ部３２ケース本体３３ボディ３４凹部３５貫通孔４０カバー５０コネクタ部５１環状凸部５２コネクタ５３コネクタピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力検知素子と、該圧力検知素子の出力値の温度補正に用いるために温度
検知する感熱機構と、動作時の通電により発熱する発熱素子と、を備え、前記感熱機構と前記発熱素子とを別々に異なる２つの基
板に設置した圧力センサであって、前記２つの基板が放熱基板を介して接続されたことを特
徴とする圧力センサ。
【請求項２】前記放熱基板の配線パターンは、細く、か
つ長く配線さ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。