JP2005037311A - Pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力センサであり、特に圧力検出素子を収容した圧力検出室に液体を充填するとともに、ホルダ、コネクタケース、ダイヤフラム及び蓋部材を備えた圧力センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor, and more particularly to a pressure sensor that fills a pressure detection chamber containing a pressure detection element with a liquid and includes a holder, a connector case, a diaphragm, and a lid member.
従来から、半導体圧力センサ素子が収納された圧力検出室内に液体を封入し、この圧力検出室に外部から加えられた圧力を半導体圧力センサ素子に液体を介して伝えることで、この圧力センサ素子から圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力検出器が種々提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, a liquid is sealed in a pressure detection chamber in which a semiconductor pressure sensor element is accommodated, and pressure applied from the outside to the pressure detection chamber is transmitted to the semiconductor pressure sensor element via the liquid. Various semiconductor pressure detectors that output a voltage signal corresponding to pressure have been proposed (see Patent Document 1).
さらに、特許文献2には、歪ゲージと信号処理回路の回路素子を集積化したセンサを用い、このセンサをシールダイヤフラムと容器で囲まれ、シリコーン油などの絶縁油で満たされた空間に配置された半導体圧力センサが開示されている。 Further, Patent Document 2 uses a sensor in which a strain gauge and a circuit element of a signal processing circuit are integrated. The sensor is surrounded by a seal diaphragm and a container, and is disposed in a space filled with insulating oil such as silicone oil. A semiconductor pressure sensor is disclosed.
かかる従来の感圧素子および信号処理回路を封入液中に設ける半導体圧力検出器においては、気密性の向上と組立工数の低減について配慮がなされていなかった。
本発明は、従来技術の問題を解決するものであり、気密性が優れ、ホルダと蓋部材との接合を強固にした圧力センサを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a pressure sensor that is excellent in airtightness and has a strong joint between a holder and a lid member.
本発明は、ホルダと、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子及び該半導体圧力センサ素子に電気的に接続されるリード部材を取付け固定するコネクタケースと、絶縁油を充填する圧力検出室をホルダとで形成するダイヤフラムと、圧力導入管を取付けた金属製の蓋部材とを備える圧力センサにおいて、
前記ホルダは、金属製からなり、前記コネクタケースは、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されている圧力センサである。
The present invention fills a holder, a semiconductor pressure sensor element that outputs a voltage signal corresponding to the received pressure, a connector case for mounting and fixing a lead member electrically connected to the semiconductor pressure sensor element, and insulating oil. In a pressure sensor comprising a diaphragm that forms a pressure detection chamber with a holder, and a metal lid member attached with a pressure introduction pipe,
The holder is made of metal, the connector case connects the pressure detection chamber and the outside, and is provided with a through-holding hole for holding a sealing member, and the diaphragm includes the metal holder and the The pressure sensor is sandwiched and fixed by a metal lid member.
また、本発明は、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子を取付けたホルダと、半導体圧力センサ素子に接続されるリード部材を固定するコネクタケースと、絶縁油を充填する圧力検出室をホルダとで形成するダイヤフラムと、圧力導入管を取付けた金属製の蓋部材とを備える圧力センサにおいて、前記ホルダは、金属製からなるとともに、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記コネクタケースは、前記貫通保持孔と連通し封止部材を挿入する挿入孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されている圧力センサである。 The present invention also provides a holder having a semiconductor pressure sensor element that outputs a voltage signal corresponding to the received pressure, a connector case for fixing a lead member connected to the semiconductor pressure sensor element, and a pressure filled with insulating oil. In a pressure sensor comprising a diaphragm that forms a detection chamber with a holder and a metal lid member to which a pressure introduction tube is attached, the holder is made of metal, and connects the pressure detection chamber and the outside, and A through-holding hole for holding a sealing member; and the connector case is provided with an insertion hole for communicating with the through-holding hole to insert a sealing member; and the diaphragm includes the metal holder and the The pressure sensor is sandwiched and fixed by a metal lid member.
そして、本発明は、上記ホルダと蓋部材は、当接面の径が異なり、その当接部分が溶接により固着されている圧力センサである。 The present invention is a pressure sensor in which the holder and the lid member have different contact surface diameters, and the contact portions are fixed by welding.
本発明によれば、気密性が優れ、ホルダと蓋部材との接合を強固にした組立性を向上した圧力センサを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a pressure sensor that has excellent airtightness and improved assemblability with a strong bond between the holder and the lid member.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明の圧力センサの実施例について、図1、図2を用いて説明する。図1は実施例1の圧力センサの構成を示す縦断面図である。図2は実施例2の圧力センサの構成を示す縦断面図である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. An embodiment of the pressure sensor of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the pressure sensor of the first embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the pressure sensor according to the second embodiment.
本発明の圧力センサの第1の実施例について、説明する。本実施例の圧力センサは、図1に示すように、ホルダ1と、コネクタケース3と、ダイヤフラム4と、蓋部材5とから構成される。
A first embodiment of the pressure sensor of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the pressure sensor of this embodiment includes a
ホルダ1は、金属製例えばステンレススチール製の略円筒状部材であり、上壁部1aと下壁部1b及びそれら壁部と一体に形成された円筒状壁部1cとからなり、これら壁部1a〜1cによって形成される内部空間1d内に例えば樹脂製のコネクタケース3がインサート成形により略円柱上に構成され、ホルダ1と結合し、上壁部1aとコネクタケース3の肩部3aとが当接するので、隙間は生じない。
The
ホルダ1の内部空間1d内に挿入されたコネクタケース3の平坦端部32には台座22を介して圧力検出室6内に半導体圧力センサ素子21が固定される。半導体圧力センサ素子21は、ブリッジ回路を構成するようにピエゾ抵抗が形成されるとともにその周囲に電気信号を処理する回路とが形成されており、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する。半導体圧力センサ素子21は、圧力検出室6に伝達される圧力に曝される。半導体圧力センサ素子21は、リード部材23により圧力センサの外部に設けた回路(図示せず)に接続される。
The semiconductor
コネクタケース3には、その上下方向、即ちダイヤフラム4に垂直な方向に貫通保持孔31と複数のリード部材23を挿入して固定する挿入固定孔34が形成されている。なお、リード部材23は、コネクタケース3内で折曲部分23aを設けており、コネクタケース3から抜け難くされている。
The
コネクタケース3の挿入保持孔31は大径部31aと小径部31bとからなり、封止部材となるネジ部材26は、大径部31aの内面と螺合し、ネジ部材26の先端は小径部31bと当接し、圧力検出室6を封止する。また、ネジ部材26には、Oリング27が設けられ、しかも、封止部材はコネクタケース3の縦方向に配置されるので、外部から封止部材を見え難くすることができる。圧力検出室6には、シール用として例えば接着剤又は樹脂シール25が半導体圧力センサ素子21、リード部材23、ホルダ1の挿入固定孔11及びコネクタケースの挿入保持孔31の小径部31bの周囲に設けられて気密に固定している。
The
コネクタケース3の挿入固定孔34により固定されるリード部材23の上記平坦端部32より突出する先端部分は、ボンデングワイヤ24により半導体圧力センサ素子21と電気的に接続される。
The leading end portion of the
ダイヤフラム4、ホルダ1の下壁部1bの内面、コネクタケース3の平坦端部32及びこれに連続する傾斜部33とで圧力検出室6が形成され、この圧力検出室6にフッ素系オイル又はシリコーンオイル等の圧力伝達媒体としての絶縁油がコネクタケース3に設けられた貫通保持孔31を通して注入され、半導体圧力センサ素子21の周囲を充填する。貫通保持孔31は、ネジ部材26等の封止部材により封止され、圧力伝達媒体は圧力検出室6内に密封され、蓋部材5の立下り部5bに形成された圧力導入孔5cに接続された圧力導入管51から圧力伝達空間5eに導入される圧力を検出するべく、圧力検出室6は気密に保持される。なお、圧力導入管51は、立下り部5bに溶接部52により取付けられ、圧力伝達空間5eは円盤部5a及び立上り部5dの内面とダイヤフラム4とにより形成される。
The
蓋部材5は、金属製例えばステンレス製であり、円盤部5aと、円盤部5aと一体に形成された立上り部5d及び立下り部5bとからなり、立上り部5dの上面当接部分5d´とホルダ1の下部壁1bの下面当接部分1b´との間に挟持された金属製例えばステンレス製の円板状のダイヤフラム4の三者は互いに溶接、例えばレーザー溶接により接合され固着される。この結果、ホルダ1の下壁部1bの内面、コネクタケース3の平坦端部32及びダイヤフラム4により圧力検出室6が形成される。
The lid member 5 is made of metal, for example, stainless steel, and includes a
ここに、ホルダ1と蓋部材5とによるダイヤフラム4の挟持について、説明する。ホルダ1とダイヤフラム4で形成する圧力検出室6の密封をより向上させるため、ホルダ1と蓋部材5とによりダイヤフラム4の周辺部を挟持するとともに、ホルダ1、蓋部材5及びダイヤフラム4を溶接する。その際、ホルダ1と蓋部材5の当接面の径の大きさが異なる形状、すなわちホルダ1と蓋部材5の側面の当接部分が面一とはならない形状に構成されるので、その当接部分を溶接部7とすると、溶接部分を確定して溶接することができる。したがって、ホルダ1と蓋部材5及びホルダ1とダイヤフラム4の固着は強固になり、圧力検出室6の密封度を高めることができる。すなわち、ホルダ1と蓋部材5はともに金属製であるため、溶接による封止を強固にできる。
Here, sandwiching of the
以下、実施例1の圧力センサの組立工程の一例を説明する。先ず、台座22を介した半導体圧力センサ21及びリード部材23を固定したコネクタケース3をホルダ1に嵌合する。ホルダ1、半導体圧力センサ21、リード部材23及び挿入固定孔31をそれぞれ接着剤又は樹脂シール25によってシールする。半導体圧力センサ素子21とリード部材23とをボンディングワイヤ24によって電気的に接続する。
Hereinafter, an example of the assembly process of the pressure sensor of Example 1 will be described. First, the
一方、蓋部材5の立下り部5bに圧力導入管51をロー付けする。そして、ホルダ1と蓋部材5とでダイヤフラム4を挟持し、溶接によって気密に接合してホルダ1、蓋部材5及びダイヤフラム4を一体化する。
On the other hand, the
その後、挿入保持孔31からフッ素オイルまたはシリコーンオイルなどの絶縁油を、ダイヤフラム4とホルダ1によって形成された圧力検出室6内に充填した後、封止部材26を挿入保持孔12内に挿入して保持する。これにより、実施例1の圧力センサが構成される。なお、絶縁油の充填をした後に、ホルダ1と蓋部材5とを溶接することも可能である。
After that, after filling the
このようにして、少ない部品点数と、少ない製造工程によって、気密性の良い圧力センサを製造することができる。 In this way, a pressure sensor with good airtightness can be manufactured with a small number of parts and a small manufacturing process.
本発明の第2の実施例の圧力センサについて、図2を用いて説明する。本実施例の圧力センサは、ホルダ1´と、コネクタケース3´と、ダイヤフラム4と、蓋部材5とから構成される。図1に示す実施例1と同一の構成要素には同一の符号を付している。
A pressure sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The pressure sensor according to this embodiment includes a
ホルダ1´は、例えばステンレススチール等の金属製であり、上壁部1a´と下壁部1b´及びそれら壁部と一体に形成された略円筒状の基部1c´とからなる。上壁部1a´は、樹脂製のコネクタケース3´とインサート成形により嵌合している。下壁部1b´は内部に形成される圧力検出室6として働く空間を有する。基部1c´には、複数のリード部材23が挿入されるリード部材引出孔12´と大径部13a´及び小径部13b´からなる貫通保持孔13´とが上面1d´から下面1e´に形成され、大径部13a´には、封止部材であるネジ部材26´が螺合し、小径部13b´に当接し気密を保持する。
The
コネクタケース3´は、ホルダ1´と嵌合し、挿入孔31´が形成され、貫通保持孔13´に連通し、ホルダ1´の底面1e´に固定される半導体圧力センサ素子21に電気的に接続されるリード部材23はコネクタケース3´に固定される。なお、リード部材23は、コネクタケース3´内で曲線部分を設けておくと、コネクタケース3´から抜け難くなる。
The
ダイヤフラム4の周辺部は下壁1b´と立上り部5aとの間に挟持される。ダイヤフラム4及び蓋部材5は、図1の実施例1と同様であり、図1と同一又は均等部分には同一符号を付してその説明を省略する。さらに、図2の実施例においては、接着剤又は樹脂シール25はパイプ部材28を介して貫通保持孔13´の小径部13b´をシールしている。
The peripheral portion of the
以下、実施例2の圧力センサの組立工程の一例について、実施例1との相違点を主に説明する。先ず、リード部材23を固定したコネクタケース3´をホルダ1´にインサート成形により嵌合する。リード部材23をリード部材引出孔12´に、そして、パイプ部材28を介して接着剤又は樹脂シール25によってシールする。ホルダ1´の底部下面1e´に、半導体圧力センサ素子21を台座22を介して接着により固着し、半導体圧力センサ素子21とリード部材23とをボンディングワイヤ24によって接続する。
Hereinafter, with respect to an example of the assembly process of the pressure sensor of the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described. First, the
貫通保持孔13´からフッ素オイルまたはシリコーンオイルなどの絶縁油を、ダイヤフラム4とホルダ1´によって形成された圧力検出室6内に充填した後、封止部材26´を貫通保持孔13´内に螺合して保持し貫通保持孔13´を封止する。これにより、実施例2の圧力センサが構成される。
After the insulating oil such as fluorine oil or silicone oil is filled into the
さらに、前述の第1及び第2の実施例において、封止部材26、26´と貫通保持孔の小径部との間にさらに金属製のボールを挿入し封止部材26、26´で固定してもよい。あるいは金属製のボールのみを封止部材として挿入し固定してもよい。
Further, in the first and second embodiments described above, a metal ball is further inserted between the sealing
1、1´ ホルダ
1a 上壁部
1b、1b´ 下壁部
1c 円筒状壁部
1c´ 基部
1d 内部空間
1e 下面当接部分
11 挿入固定孔
12´ リード部材引出孔
13´ 貫通保持孔
13a´ 大径部
13b´ 小径部
21 半導体圧力センサ素子
22 台座
23 リード部材
23a 折曲部分
24 ボンディングワイヤ
25 接着剤又は樹脂シール
26 封止部材
27 Oリングシール
3、3´ コネクタケース
31 挿入保持孔
31a 大径部
31b 小径部
31´ 挿入孔
32 平坦端部
33 傾斜部
4 ダイヤフラム
5 蓋部材
5a 円盤立上り部
5a´ 上面当接部分
5b 立下り部
5c 圧力導入孔
5d 立上り部
5d´ 上面当接部分
5e 圧力伝達空間
51 圧力導入管
52 溶接部
6 圧力検出室
7 溶接部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ホルダは、金属製からなり、前記コネクタケースは、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されていることを特徴とする圧力センサ。 A holder, a semiconductor pressure sensor element that outputs a voltage signal corresponding to the received pressure, a connector case for mounting and fixing a lead member electrically connected to the semiconductor pressure sensor element, and a pressure detection chamber filled with insulating oil In a pressure sensor comprising a diaphragm formed by a holder and a metal lid member to which a pressure introduction pipe is attached,
The holder is made of metal, the connector case connects the pressure detection chamber and the outside, and is provided with a through-holding hole for holding a sealing member, and the diaphragm includes the metal holder and the A pressure sensor characterized by being sandwiched and fixed by a metal lid member.
前記ホルダは、金属製からなるとともに、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記コネクタケースは、前記貫通保持孔と連通し封止部材を挿入する挿入孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されていることを特徴とする圧力センサ。 A holder having a semiconductor pressure sensor element that outputs a voltage signal corresponding to the received pressure, a connector case for fixing a lead member electrically connected to the semiconductor pressure sensor element, and a pressure detection chamber filled with insulating oil In a pressure sensor comprising a diaphragm formed by a holder and a metal lid member to which a pressure introduction pipe is attached,
The holder is made of metal and has a through-holding hole that connects the pressure detection chamber and the outside and holds a sealing member, and the connector case communicates with the through-holding hole and is a sealing member The pressure sensor is characterized in that an insertion hole is provided to insert the diaphragm, and the diaphragm is sandwiched and fixed between the metal holder and the metal lid member.
上記ホルダと蓋部材は、当接面の径が異なり、その当接部分が溶接により固着されていることを特徴とする圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 1 or 2,
The pressure sensor, wherein the holder and the lid member have different contact surface diameters, and the contact portions are fixed by welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003276478A JP2005037311A (en) | 2003-07-18 | 2003-07-18 | Pressure sensor |
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JP2005037311A true JP2005037311A (en) | 2005-02-10 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103968992A (en) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 美的集团股份有限公司 | Pressure sensing device and pressure cooker with device |
-
2003
- 2003-07-18 JP JP2003276478A patent/JP2005037311A/en active Pending
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CN103968992A (en) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 美的集团股份有限公司 | Pressure sensing device and pressure cooker with device |
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