JP2006145316A - 圧力センサおよびその組み付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 一面側にセンシング部が設けられてなるセンサチップとこれを収納するケースとが、接着剤を介して固定されてなる圧力センサにおいて、簡素な構成にて耐腐食性の確保と高圧力印加時におけるセンサチップとケースとの固定の確保とを両立する。
【解決手段】 一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０と、センサチップ２０を収納するケース１０とを備え、センサチップ２０とケース１０とが接着剤５０を介して固定されてなる圧力センサ１００において、センサチップ２０は、センシング部２１が設けられている一面とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能になっており、センサチップ２０には中間部材４０が接合されており、中間部材４０とケース１０とは接着剤５０を介して接着固定されるとともに、当該接着方向が圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一面側にセンシング部が設けられてなるセンサチップとこれを収納するケースとが、接着剤を介して固定されてなる圧力センサ、および、そのような圧力センサを圧力媒体が流れる相手側配管に組み付けてなる組み付け構造に関する。

従来より、耐腐食性、高耐圧性を確保した圧力センサとしては、液封式の２重ダイアフラム構造を有するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このものは、ケースにセンサチップを収納し、このセンサチップにおける歪みゲージや配線などのセンシング部が形成されている一面をオイルで覆い、このオイルをメタルダイアフラムにて封止したものである。そして、メタルダイアフラムの表面に圧力媒体からの圧力が受圧されるようになっている。

また、このものでは、センサチップは、薄肉のダイアフラムが形成されそのダイアフラム上に歪みゲージなどが形成された半導体ダイアフラム式の圧力検出素子を用いており、センサチップのダイアフラムとメタルダイアフラムとの２重ダイアフラム構造となっている。

このように構成することにより、センサチップの一面のセンシング部がメタルダイアフラムおよびオイルによって保護されて耐腐食性が確保されるとともに、上記メタルダイアフラムおよびオイルを介してセンサチップのセンシング部形成面に圧力が加わるため、圧力検出が可能になっている。

一方、従来より、一面側にセンシング部が設けられてなるセンサチップとこれを収納するケースとを、接着剤を介して固定するとともに、センシング部が形成されている一面側とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受け、圧力検出を行うようにした圧力センサが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

このものでは、センシング部が形成されている一面側とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受けるため、センシング部が圧力媒体にさらされない裏面受圧式とすることができる。
特開平７−２４３９２６号公報 特開平９−４３０７６号公報

しかしながら、上記の２重ダイアフラム構造のものでは、センサチップと圧力媒体との間にメタルダイアフラムおよび封入オイルを介在させることによって耐腐食性を確保していたが、オイルの熱膨張による特性精度の悪化、メタルダイアフラムの採用によるコストアップが問題となっていた。

そのためには、オイルおよびメタルダイアフラムが無い簡素な構成であっても、耐腐食性を確保することのできる上記裏面受圧方式の圧力センサを採用することがよいと考えられる。

しかしながら、この裏面受圧式の圧力センサでは、センサチップとケースとの固定手段として接着剤を用いているため、接着強度が低くく、高圧力を受圧した場合、センサチップがケースから剥離してしまう恐れがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、一面側にセンシング部が設けられてなるセンサチップとこれを収納するケースとが、接着剤を介して固定されてなる圧力センサにおいて、簡素な構成にて耐腐食性を確保するとともに、高圧力が印加されてもセンサチップとケースとの固定を確保できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面側にセンシング部（２１）が設けられてなるセンサチップ（２０）と、センサチップ（２０）を収納するケース（１０）とを備え、センサチップ（２０）とケース（１０）とが接着剤（５０）を介して固定されてなる圧力センサにおいて、センサチップ（２０）は、センシング部（２１）が設けられている前記一面とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能になっており、センサチップ（２０）には中間部材（４０）が接合されており、中間部材（４０）とケース（１０）とは接着剤（５０）を介して接着固定されるとともに、当該接着方向が圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向であることを特徴としている。

それによれば、センサチップ（２０）は、センシング部（２１）が形成されている一面側でなく、その反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受け、圧力検出を行うことになる。つまり、本圧力センサは、センシング部（２１）が圧力媒体にさらされない裏面受圧式とすることができる。

そのため、本発明によれば、センサチップを覆うとともに圧力伝達を行うオイルやメタルダイアフラムが無い簡素な構成であっても、センシング部（２１）が圧力媒体にさらされないため、耐腐食性を確保することができる。

また、中間部材（４０）とセンサチップ（２０）とは接合されているので、これら両者の接続は、接着剤（５０）による接続に比べて強固なものになる。そして、センサチップ（２０）は、ケース（１０）に対して、この中間部材（４０）を介して接着剤（５０）により接着固定される。

ここにおいて、中間部材（４０）とケース（１０）との接着方向が、圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向であるから、高圧力が印加されたとしても、その高圧力により中間部材（４０）とケース（１０）とは押しつけ合う形になる。つまり、これら両者（１０、４０）の接着が保持される方向へ圧力が加わるので、当該接着部の接続は十分に確保される。

このように、本発明によれば、一面側にセンシング部（２１）が設けられてなるセンサチップ（２０）とこれを収納するケース（１０）とが、接着剤（５０）を介して固定されてなる圧力センサ（１００）において、簡素な構成にて耐腐食性を確保するとともに、高圧力が印加されてもセンサチップ（２０）とケース（１０）との固定を確保することができる。

ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の圧力センサにおいては、中間部材（４０）は、センサチップ（２０）の前記他面側に接合されており、中間部材（４０）には、圧力媒体からの圧力をセンサチップ（２０）の前記他面へ導入するための導入孔（４１）が設けられているものにできる。

このように、中間部材（４０）がセンサチップ（２０）の他面側に接合されている場合、中間部材（４０）に、圧力媒体からの圧力をセンサチップ（２０）の他面へ導入するための導入孔（４１）を設ければ、センサチップ（２０）による受圧が適切に行われるため、好ましい。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいては、中間部材（４０）は、ガラスからなるものにできる。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項１〜請求項３に記載の圧力センサにおいては、センサチップ（２０）と中間部材（４０）との接合は、陽極接合であるものにできる。

また、請求項５に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載されている圧力センサにおいては、ケース（１０）には、センサチップ（２０）が収納可能な開口部（１１）が設けられており、中間部材（４０）は、ケース（１０）の外側にて開口部（１１）に面して配置されるとともに、中間部材（４０）の一部が開口部（１１）の縁部に接着剤（５０）を介して固定されており、センサチップ（２０）は、開口部（１１）に収納されるとともに中間部材（４０）のうち開口部（１１）に面する部位に接合されているものにできる。

また、請求項６に記載の発明のように、請求項１〜請求項５に記載の圧力センサにおいては、センサチップ（２０）は、センサチップ（２０）の前記他面側にて圧力導入用の孔（２３）を有する台座（２２）に接合されており、台座（２２）を介して中間部材（４０）に接合されているものにできる。

また、請求項７に記載の発明のように、請求項１〜請求項６に記載の圧力センサにおいては、センサチップ（２０）としては、前記他面側にて圧力媒体からの圧力を受圧することで歪み、この歪みに基づく電気信号がセンシング部（２１）から出力されるものを採用することができる。

また、請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７に記載の圧力センサにおいて、センサチップ（２０）は、前記他面側にて圧力媒体からの圧力を受圧するとともに、前記一面側にて大気圧を受圧するものであり、圧力媒体からの圧力と大気圧との差圧に基づいて圧力検出を行うようになっていることを特徴としている。

このように、本発明の圧力センサは、２つの圧力の差圧に基づいて圧力検出を行う相対圧検出型の圧力センサとして使用することができる。

また、請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の圧力センサ（１００）と、圧力センサ（１００）によって測定されるべき圧力媒体が流れる相手側配管（２００）とを備え、相手側配管（２００）には、圧力センサ（１００）が挿入可能な開口部（２０１）が設けられており、圧力センサ（１００）を相手側配管（２００）の開口部（２０１）に挿入した状態で、ケース（１０）と相手側配管（２００）とが、互いに固定されており、相手側配管（２００）の開口部（２０１）から圧力媒体の圧力が圧力センサ（１００）へ導入されるようになっていることを特徴とする圧力センサの組み付け構造が提供される。

まず、本発明によれば、上記した請求項１〜請求項８に記載の圧力センサ（１００）を有しているため、上記した各手段と同様に、一面側にセンシング部（２１）が設けられてなるセンサチップ（２０）とこれを収納するケース（１０）とが、接着剤（５０）を介して固定されてなる圧力センサにおいて、簡素な構成にて耐腐食性を確保するとともに、高圧力が印加されてもセンサチップ（２０）とケース（１０）との固定を確保することができる。

また、そのほか上記請求項１〜請求項８に記載の圧力センサ（１００）において発揮される作用効果が、本発明においても発揮される。

また、本発明の組み付け構造によれば、ケース（１０）と相手側配管（２００）とがかしめ固定され、相手側配管（２００）から直接圧力センサ（１００）へ圧力が導入できるので、従来必要であった圧力導入孔を持つハウジングが、本発明の圧力センサ（１００）では不要になる。そのため、いっそうの構成の簡素化が図れる。

ここで、請求項１０に記載の発明のように、請求項９に記載の圧力センサの組み付け構造においては、圧力センサ（１００）のケース（１０）と相手側配管（２００）とは、かしめにより互いに固定されているものにできる。

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一例である。

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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１００の全体概略断面構成を示す図であり、本圧力センサ１００が相手側配管２００に組み付けられた組み付け構造の状態にて示されている。

この圧力センサ１００は、センサチップ２０の一面と他面との差圧に基づいて圧力検出を行う相対圧型の圧力センサである。そして、この圧力センサ１００は、たとえば自動車に搭載され、エアコンの冷媒圧や自動車のエンジンや駆動系の潤滑用オイル圧を検出する圧力センサ等に適用できる。

［構成等］
本圧力センサ１００は、大きくは、一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０と、センサチップ２０を収納するケース１０とを備え、センサチップ２０とケース１０とが接着剤３０を介して固定されてなる。

ここで、本実施形態では、ケース１０はコネクタケース１０であり、このコネクタケース１０は、本例では、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ており、おおよそ段付きの円柱状をなしている。

このコネクタケース１０の一端側の表面（図１中、下方側の端面）には、センサチップ２０が収納可能な開口部１１が形成されている。そして、この開口部１１には、圧力検出素子としてのセンサチップ２０が配設されている。

本例のセンサチップ２０は、その一面（図１中の上面）が受圧面としてのダイアフラムとなっており、当該一面側にセンシング部２１が設けられている。具体的には、センサチップ２０は、シリコン半導体などを半導体製造技術を用いて加工することにより形成されたものである。

そして、センサチップ２０におけるダイアフラムは、センサチップ２０の他面（図１中の下面）の一部をエッチングなどにより除去することで凹部を形成し、この凹部の底部として形成されるものである。

また、センサチップ２０の一面には、センシング部２１として図示しない歪みゲージや配線などが形成されている。そして、センサチップ２０は、ダイアフラムが圧力によって歪み、この歪みに基づく電気信号が、上記センシング部２１からセンサ信号として出力される半導体ダイアフラム式の圧力検出素子である。

本例では、センサチップ２０は、センサチップ２０の他面側にてガラスやセラミックなどからなる台座２２に陽極接合などにより接合されている。この台座２２は、圧力導入用の孔２３を有しており、この圧力導入用の孔２３を介して、圧力がセンサチップ２０の他面に印加されるようになっている。

そして、台座２２と一体化されたセンサチップ２０は、台座２２を介して中間部材４０に接合されている。この中間部材４０は、ガラスやセラミックなどからなるものであり、中間部材４０と台座２２とは、接合されている。

つまり、センサチップ２０は、台座２２に接合され、この台座２２を介して中間部材４０に接合されている。本例では、台座２２および中間部材４０はともにガラスからなるものであり、中間部材４０と台座２２とセンサチップ２０とは、互いに陽極接合により接合されたものとしている。

このように、本例では、中間部材４０は、センサチップ２０の他面側に接合されており、センサチップ２０と中間部材４０との接合は、台座２２を介してはいるものの、陽極接合である。

この陽極接合は、一般的に知られているものであるが、陽極接合とは、センサチップ２０がシリコン半導体、台座２２および中間部材４０がガラスやセラミックなどからなる場合、これらを積層して電圧を印加することで、各部材の界面でたとえばＳｉとＯとの共有結合が生じることにより、各部材が接合されるものである。

また、中間部材４０は、コネクタケース１０の一端側の表面の外側において開口部１１に面して当該開口部１１を覆うように配置されている。

そして、中間部材４０の一部すなわち周辺部がコネクタケース１０における開口部１１の縁部に、接着剤５０を介して接着固定されている。ここにおいて、この接着剤５０は、従来の圧力センサにおいてもセンサチップとケースとの接着に用いられていたものを採用できる。具体的には、接着剤５０は、たとえばシリコン系樹脂などの樹脂などからなる接着剤である。

そして、コネクタケース１０の開口部１１に収納されたセンサチップ２０は、中間部材４０のうち開口部１１に面する部位に接合されている。つまり、センサチップ２０は、台座２２を介して中間部材４０に接合され、さらに中間部材４０を介してコネクタケース１０に接着剤５０を介して接着固定されている。

ここで、センサチップ２０と台座２２との接合および台座２２と中間部材４０との接合は、陽極接合などであるので、中間部材４０とコネクタケース１０との接着剤５０による接続に比べて、接続強度は大きい。

なお、センサチップ２０−台座２２−中間部材４０間の接合は、中間部材４０とコネクタケース１０との接着剤５０による接続に比べて接続強度が大きいものであれば、陽極接合以外でもよい。

たとえば、センサチップ２０−台座２２−中間部材４０間の接合においては、センサチップ２０、台座２２および中間部材４０の材質によっては、ロウ付け、はんだ付け、溶着などを採用してもよい。さらには、台座２２を省略して、センサチップ２０を直接、中間部材４０に接合してもよい。

また、中間部材４０には、相手側配管２００を流れる圧力媒体からの圧力（図１中の矢印Ｙ参照）をセンサチップ２０の他面へ導入するための導入孔４１が設けられている。具体的には、中間部材４０はドーナツ板状をなすものにできる。そして、この導入孔４１から導入される圧力は、台座２２の孔２３を介してセンサチップ２０の他面へ印加されるようになっている。

このように、本実施形態では、センサチップ２０には中間部材４０が接合されており、中間部材４０とコネクタケース１０とは接着剤５０を介して接着固定されているが、図１中の矢印Ｙに示されるように、当該接着方向が圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向となっている。

また、図１に示されるように、コネクタケース１０には、センサチップ２０と外部の回路等とを電気的に接続するための金属製棒状のターミナル（コネクタピン）１２が設けられている。

本例では、ターミナル１２は黄銅にＮｉメッキ等のメッキ処理を施した材料よりなり、インサートモールドによりコネクタケース１０と一体に成形されることによりコネクタケース１０内にて保持されている。

ターミナル１２の一端側（図１中、下方端側）の端部は、センサチップ２０の搭載領域の周囲において開口部１１の内に露出している。

そして、図１に示されるように、ターミナル１２の露出部とセンサチップ２０とは、ワイヤボンディングにより形成されたＡｕ（金）やＡｌ（アルミ）などからなるボンディングワイヤ１３を介して結線され電気的に接続されている。なお、センサチップ２０とターミナル１２との接続は、ボンディングワイヤ以外でもよい。

また、図１に示されるように、開口部１１内においては、センサチップ２０、台座２２、ターミナル１２の露出部およびボンディングワイヤ１３は、シリコーンゲルやフッ素ゲルなどの保護部材１４により被覆されている。

一方、コネクタケース１０の他端側（図１中、上方端側）は、ターミナル１２における上記露出部とは反対側の他端側を、たとえばワイヤハーネスなどの外部配線部材（図示せず）を介して、たとえば車両のＥＣＵなどの外部回路に電気的に接続するための接続部１５となっている。

このような接続部１５を備えていることにより、本圧力センサ１００においては、センサチップ２０と外部との間の信号の伝達は、ボンディングワイヤ１３およびターミナル１２を介して行われるようになっている。

また、コネクタケース１０の接続部１５は、コネクタケース１０の他端側に開口した開口部となっており、この接続部１５の開口部と上記センサチップ２０が収納されている開口部１１とは連通している。

それにより、センサチップ２０の一面すなわち受圧面には、接続部１５の開口部からセンサチップ２０が収納されている開口部１１を介して、大気圧が導入されるようになっている。

一方、上述したように、センサチップ２０の他面には、相手側配管２００を流れる圧力媒体からの圧力が印加されるようになっている。ここにおいて、大気圧と相手側配管２００内の圧力雰囲気とは、センサチップ２０によって区画されている。

そして、本実施形態の圧力センサ１００は、図１に示されるように、本圧力センサ１００によって測定されるべき圧力媒体が流れる相手側配管２００に対して組み付けられた状態で使用される。この圧力媒体は、たとえば上記したエアコンの冷媒や自動車の潤滑用オイル等である。

この相手側配管２００は、金属などからなるものであり、図１に示されるように、圧力センサ１００が挿入可能な開口部２０１が設けられている。そして、圧力センサ１００を配管２００の開口部２０１に挿入した状態で、コネクタケース１０と相手側配管２００とが、かしめられて固定されている。

ここでは、圧力センサ１００のコネクタケース１０は、相手側配管２００の開口部２０１への挿入部が段付きの大径部となっている。そして、配管２００の開口部２０１は、このコネクタケース１０の大径部が接する座面を有する段付き内孔となっている。

そして、圧力センサ１００は、配管２００の開口部２０１に挿入され、コネクタケース１０の段部に対して、これに対向する配管２００の開口部２０１の縁部２０２がかしめられている。

ここで、コネクタケース１０の外周面には、シール用のＯリング１６が設けられており、圧力センサ１００と配管２００の開口部２０１との間を気密に封止している。このＯリング１６は、たとえばシリコンゴム等の弾性材料よりなる。

そのため、この配管２００の開口部２０１から圧力媒体の圧力が、漏れなく圧力センサ１００へ導入されるようになっている。この圧力センサ１００の圧力検出動作は次の通りである。

圧力媒体の圧力は、中間部材４０の導入孔４１から台座２２の孔２３を介してセンサチップ２０の他面側へ印加される。一方、コネクタケース１０の開口部１１内に位置するセンサチップ２０の一面には、保護部材１４を介して大気圧が印加されている。

そして、センサチップ２０の一面と他面とで（つまり、センサチップ２０のダイアフラムの表面と裏面とで）受圧されたそれぞれの圧力の差圧に基づいて、センサチップ２０のダイアフラムが歪み、この歪みに応じたレベルの電気信号が、センサチップ２０から出力される。

この出力信号は、ボンディングワイヤ１３からターミナルピン１２を介して、上記外部回路に送られる。こうして、本実施形態の圧力センサ１００による圧力検出が行われるようになっている。

以上が、本実施形態の圧力センサ１００における圧力検出動作である。このように、本圧力センサ１００は相対圧検出型の圧力センサとなっており、センサチップ２０は、センシング部２１が設けられている一面とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能になっている。

［製造方法等］
次に、上記圧力センサ１００の製造方法について述べる。ターミナル１２がインサート成形されたコネクタケース１０を用意する。また、接合により一体化されたセンサチップ２０、台座２２および中間部材４０を用意する。

そして、コネクタケース１０の開口部１１内へ、センサチップ２０および台座２２を挿入するとともに、シリコン系樹脂等よりなる接着剤５０を介して中間部材４０とコネクタケース１０とを接着し固定する。

また、センサチップ２０とターミナル１２の露出部とをボンディングワイヤ１３を介して結線し、その後、コネクタケース１０の開口部１１内へ上記保護部材１４を配置し、これを硬化させる。こうして圧力センサ１００ができあがる。

この圧力センサ１００は、相手側配管２００の開口部２０１に挿入され、配管２００の開口部２０１の縁部２０２をコネクタケース１０に対してかしめる。それにより、圧力センサ１００と相手側配管２００とが固定され、両者１００、２００の組み付け構造ができあがる。

［効果等］
ところで、本実施形態によれば、一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０と、センサチップ２０を収納するケース１０とを備え、センサチップ２０とケース１０とが接着剤５０を介して固定されてなる圧力センサにおいて、センサチップ２０は、センシング部２１が設けられている一面とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能になっており、センサチップ２０には中間部材４０が接合されており、中間部材４０とケース１０とは接着剤５０を介して接着固定されるとともに、当該接着方向が圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向であることを特徴とする圧力センサ１００が提供される。

それによれば、センサチップ２０は、センシング部２１が形成されている一面側でなく、その反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受け、圧力検出を行うことになる。つまり、本圧力センサ１００は、センシング部２１が圧力媒体にさらされない裏面受圧式とすることができる。

そのため、本実施形態の圧力センサ１００によれば、センサチップを覆うとともに圧力伝達を行うオイルやメタルダイアフラムが無い簡素な構成であっても、センシング部２１が圧力媒体にさらされないため、耐腐食性を確保することができる。

また、中間部材４０とセンサチップ２０とは接合されているので、これら両者２０、４０の接続は、接着剤５０による接続に比べて強固なものになる。そして、センサチップ２０は、コネクタケース１０に対して、この中間部材４０を介して接着剤５０により接着固定される。

ここにおいて、中間部材４０とケース１０との接着方向が、圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向であるから、高圧力が印加されても、その高圧力により中間部材４０とケース１０とは押しつけ合う形になる。つまり、これら両者１０、４０の接着が保持される方向へ圧力が加わるので、当該接着部の接続は十分に確保される。

ちなみに、従来の裏面受圧式の圧力センサにおいては、上記特許文献２にも記載されているように、センサチップの裏面側（つまり他面側）に、圧力導入用の孔を有するガラス台座を接合し、このガラス台座をケースの内壁に接着したものである。そのため、高圧力が加わると、その圧力によって接着部には剥離方向の力が作用し、剥離に至るおそれが大きかった。

その点、本実施形態によれば、センサチップ２０と接合された台座２２を中間部材４０に接合するとともに、中間部材４０をケース１０の外壁に接着しているため、圧力の印加方向と接着しようとする方向とが同じ方向となり、圧力印加によって接着部には、接着方向の力が作用する、
このように、本実施形態によれば、一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０とこれを収納するケース１０とが、接着剤５０を介して固定されてなる圧力センサ１００において、簡素な構成にて耐腐食性を確保するとともに、高圧力が印加されてもセンサチップ２０とケース１０との固定を確保することができる。

ここで、本実施形態の圧力センサ１００においては、中間部材４０は、センサチップ２０の他面側に接合されており、中間部材４０には、圧力媒体からの圧力をセンサチップ２０の他面へ導入するための導入孔４１が設けられていることも特徴のひとつである。

このように、中間部材４０がセンサチップ２０の他面側に接合されている場合、中間部材４０に、圧力媒体からの圧力をセンサチップ２０の他面へ導入するための導入孔４１を設ければ、センサチップ２０による受圧が適切に行われ、好ましい。

また、本実施形態の圧力センサ１００においては、台座２２および中間部材４０としてガラスからなるものを採用し、シリコン半導体からなるセンサチップ２０−台座２２−中間部材４０間の接合は、陽極接合とすることができる。このようにすれば、比較的容易勝安価なものにできる。

また、本実施形態の圧力センサ１００においては、ケース１０に、センサチップ２０が収納可能な開口部１１が設けられており、中間部材４０は、ケース１０の外側にて開口部１１に面して配置されるとともに、中間部材４０の一部が開口部１１の縁部に接着剤５０を介して固定されており、センサチップ２０は、開口部１１に収納されるとともに中間部材４０のうち開口部１１に面する部位に接合されていることも特徴のひとつである。

また、本実施形態の圧力センサ１００においては、センサチップ２０は、センサチップ２０の他面側にて圧力導入用の孔２３を有する台座２２に接合されており、台座２２を介して中間部材４０に接合されていることも特徴のひとつである。

また、本実施形態の圧力センサ１００においては、センサチップ２０として、他面側にて圧力媒体からの圧力を受圧することで歪み、この歪みに基づく電気信号がセンシング部２１から出力されるものを採用していることも特徴のひとつである。

さらに、本実施形態の圧力センサ１００においては、センサチップ２０は、他面側にて受圧した圧力媒体からの圧力と一面側にて受圧した大気圧との差圧に基づいて圧力検出を行う相対圧検出型の圧力センサとして機能することも特徴のひとつである。

また、本実施形態によれば、上記圧力センサ１００と、圧力センサ１００によって測定されるべき圧力媒体が流れる相手側配管２００とを備え、相手側配管２００には、圧力センサ１００が挿入可能な開口部２０１が設けられており、圧力センサ１００を相手側配管２００の開口部２０１に挿入した状態で、ケース１０と相手側配管２００とが、互いに固定されており、相手側配管２００の開口部２０１から圧力媒体の圧力が圧力センサ１００へ導入されるようになっていることを特徴とする圧力センサ１００の組み付け構造が提供される。

この組み付け構造によれば、まず、上記した特徴点を有する圧力センサ１００を有しているため、上記同様に、簡素な構成にて耐腐食性を確保するとともに、高圧力が印加されてもセンサチップ２０とケース１０との固定を確保することができる。また、その他の上記圧力センサ１００の作用効果も発揮される。

また、本実施形態の組み付け構造によれば、ケース１０と相手側配管２００とがかしめ固定され、相手側配管２００から直接圧力センサ１００へ圧力が導入できるので、従来必要であった圧力導入孔を持つハウジングが、本実施形態の圧力センサ１００では不要になる。そのため、いっそうの構成の簡素化が図れる。

また、本実施形態の組み付け構造では、圧力センサ１００のケース１０と相手側配管２００とは、かしめにより互いに固定されているものとしていることも特徴点のひとつである。

特に、図１に示される例では、圧力センサ１００のコネクタケース１０における相手側配管２００の開口部２０１の縁部２０２との対向部に段差部を設け、配管２００の開口部２０１の縁部をこのケース１０の段差部にかしめることにより、上記かしめの固定を行っている。このことも特徴的なことである。

（第２実施形態）
上記実施形態では、ケース１０と相手側配管２００とがかしめ固定されており、従来必要であった圧力導入孔を持つハウジングが不要であったが、このようなハウジングを有する圧力センサとしてもよい。

図２は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ２００の全体概略断面構成を示す図である。上記実施形態との相違点を中心に述べる。本圧力センサ２００においては、ケースとしてのコネクタケース１０と圧力導入部材としてのハウジング６０とが組み合わされている。

このハウジング６０は、たとえばステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料よりなる。このハウジング６０は、一端側（図２中の上方端側）に開口部６１を有するとともに、他端側（図２中の下方端側）に外部から圧力媒体が導入される圧力導入孔６２を有する。この圧力媒体は、たとえば上記したエアコンの冷媒や自動車の潤滑用オイル等である。

また、ハウジング６０の他端側の外面には、圧力センサ２００を自動車の適所、たとえば、エアコンの冷媒配管や自動車の燃料配管等の箇所に固定するためのネジ部６３が形成されている。

そして、ハウジング６０には、その開口部６１にコネクタケース１０の一端側（図２中の下端側）が挿入された状態で、開口部１１および中間部材４０を覆うようにコネクタケース１０に組み付けられている。ここで、ハウジング６０の一端側の端部６０ａがコネクタケース１０にかしめ固定されている。

ここで、コネクタケース１０の外周面に設けられている上記Ｏリング１６により、ハウジング６０とコネクタケース１０との間が気密に封止されている。

このような本実施形態の圧力センサ２００は、上記図１に示される圧力センサ１００を作製した後、ハウジング６０を用意し、Ｏリング１６を介してハウジング６０の開口部６１をコネクタケース１０の一端部に嵌合させる。

次に、ハウジング６０の端部６０ａをコネクタケース１０にかしめることにより、ハウジング６０とコネクタケース１０とを一体化する。こうして、コネクタケース１０とハウジング６０との組合せ固定がなされ、図３に示される本実施形態の圧力センサ２００が完成する。

かかる圧力センサ２００は、たとえば、ハウジング６０のネジ部６３を介して、車両の適所に取り付けられる。そして、外部からの圧力媒体（たとえば上記したエアコンの冷媒や自動車の潤滑用オイル等）が、ハウジング６０の圧力導入孔６２を介して中間部材４０の導入孔４１に導入される。

すると、導入された圧力が、センサチップ２０の他面側に印加される。この後は、上記第１実施形態と同じようにして、印加された圧力に応じた電気信号がセンサ信号として、センサチップ２０から出力され、ボンディングワイヤ１３およびターミナル１２を介して、上記外部回路へ伝達される。以上が、本実施形態の圧力センサ２００における圧力検出動作である。

ところで、本実施形態によれば、一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０と、センサチップ２０を収納するケース１０とを備え、センサチップ２０とケース１０とが接着剤５０を介して固定されてなる圧力センサにおいて、センサチップ２０は、センシング部２１が設けられている一面とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能になっており、センサチップ２０には中間部材４０が接合されており、中間部材４０とケース１０とは接着剤５０を介して接着固定されるとともに、当該接着方向が圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向であることを特徴とする圧力センサ２００が提供される。

本実施形態の圧力センサ２００は、圧力センサ２００のうちハウジング６０を除いた部分は、上記実施形態の圧力センサ１００（図１参照）と実質的に同様の構成を持つものであり、その作用効果は、上記実施形態と同様である。

つまり、本実施形態においても、センサチップ２０は、センシング部２１とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受けるため、オイルやメタルダイアフラムが無い簡素な構成であっても、センシング部２１が圧力媒体にさらされず耐腐食性を確保可能な裏面受圧式とすることができる。

また、本実施形態においても、中間部材４０とセンサチップ２０とは接合によって接続強度が確保され、中間部材４０とケース１０との接着方向を圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向としていることによって高圧力が印加されても接着部の接続が十分に確保される。

よって、本実施形態においても、一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０とこれを収納するケース１０とが、接着剤５０を介して固定されてなる圧力センサ２００において、簡素な構成にて耐腐食性を確保するとともに、高圧力が印加されてもセンサチップ２０とケース１０との固定を確保することができる。

また、上記図１に示される圧力センサの組み付け構造によるハウジングが不要となる効果を除けば、本実施形態においても、上記実施形態に記載した圧力センサと同様の作用効果が発揮される。

（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサ３００の全体概略断面構成を示す図である。

本実施形態は、上記第２実施形態に示したようなハウジングを有する圧力センサを提供するものであり、上記第２実施形態を一部変形したものである。上記第２実施形態との相違点を中心に述べる。

図３に示されるように、本実施形態の圧力センサ３００では、ハウジング６０とコネクタケース１０との間を気密に封止するＯリング１６の位置を変更したものである。上記第２実施形態の圧力センサでは、上記図２に示されるように、コネクタケース１０のうちハウジング６０への挿入部である段付きの大径部の外周側面に溝を設け、この溝にＯリング１６を設けていた。

それに対して、本実施形態の圧力センサ３００においては、図３に示されるように、コネクタケース１０の上記大径部の外周端面に溝を設け、この溝にＯリング１６を設けている。

本実施形態の圧力センサ３００によれば、上記第２実施形態の圧力センサに比べて、金属製のハウジング６０のシール面精度が出しやすいという利点がある。

また、本実施形態によっても、一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０と、センサチップ２０を収納するケース１０とを備え、センサチップ２０とケース１０とが接着剤５０を介して固定されてなる圧力センサにおいて、センサチップ２０は、センシング部２１が設けられている一面とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能になっており、センサチップ２０には中間部材４０が接合されており、中間部材４０とケース１０とは接着剤５０を介して接着固定されるとともに、当該接着方向が圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向であることを特徴とする圧力センサ３００が提供される。

それによって、本実施形態においても、上記第２実施形態の圧力センサと同様の作用効果を奏するものである。

つまり、本実施形態においても、センサチップ２０は、センシング部２１とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受けるため、オイルやメタルダイアフラムが無い簡素な構成であっても、センシング部２１が圧力媒体にさらされず耐腐食性を確保可能な裏面受圧式とすることができる。

また、本実施形態においても、中間部材４０とセンサチップ２０とは接合によって接続強度が確保され、中間部材４０とケース１０との接着方向を圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向としていることによって高圧力が印加されても接着部の接続が十分に確保される。

よって、本実施形態においても、一面側にセンシング部２１が設けられてなるセンサチップ２０とこれを収納するケース１０とが、接着剤５０を介して固定されてなる圧力センサ２００において、簡素な構成にて耐腐食性を確保するとともに、高圧力が印加されてもセンサチップ２０とケース１０との固定を確保することができる。

（他の実施形態）
なお、ケースとしては、上記したようにセンサチップを収納し、裏面受圧式を実現でき且つ中間部材による効果が得られるように接着が行えるものであれば、上記コネクタケース１０に限定されるものではない。

また、センサチップとしては、上記した半導体ダイアフラム式のものに限定されるものではなく、一面側にセンシング部が設けられ他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能なものであればよい。

要するに、本発明は、一面側にセンシング部が設けられてなるセンサチップと、センサチップを収納するケースとを備え、センサチップとケースとが接着剤を介して固定されてなる圧力センサにおいて、センサチップを、他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能なものとし、センサチップに中間部材を接合し、中間部材とケースとを接着剤を介して接着固定するとともに、当該接着方向を圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向としたことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。

符号の説明

１０…ケースとしてのコネクタケース、１１…コネクタケースの開口部、
２０…センサチップ、２１…センシング部、２２…台座、２３…圧力導入用の孔、
４０…中間部材、４１…中間部材の導入孔、
５０…接着剤、１００…圧力センサ、
２００…相手側配管、２０１…相手側配管の開口部。

Claims (10)

1. 一面側にセンシング部（２１）が設けられてなるセンサチップ（２０）と、
   前記センサチップ（２０）を収納するケース（１０）とを備え、
   前記センサチップ（２０）と前記ケース（１０）とが接着剤（５０）を介して固定されてなる圧力センサにおいて、
   前記センサチップ（２０）は、前記センシング部（２１）が設けられている前記一面とは反対側の他面にて圧力媒体からの圧力を受圧することで圧力検出が可能になっており、
   前記センサチップ（２０）には中間部材（４０）が接合されており、
   前記中間部材（４０）と前記ケース（１０）とは前記接着剤（５０）を介して接着固定されるとともに、当該接着方向が前記圧力媒体からの圧力が印加される方向に沿った方向であることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記中間部材（４０）は、前記センサチップ（２０）の前記他面側に接合されており、
   前記中間部材（４０）には、前記圧力媒体からの圧力を前記センサチップ（２０）の前記他面へ導入するための導入孔（４１）が設け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. 前記中間部材（４０）は、ガラスからなるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 前記センサチップ（２０）と前記中間部材（４０）との接合は、陽極接合であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
5. 前記ケース（１０）には、前記センサチップ（２０）が収納可能な開口部（１１）が設けられており、
   前記中間部材（４０）は、前記ケース（１０）の外側にて前記開口部（１１）に面して配置されるとともに、前記中間部材（４０）の一部が前記開口部（１１）の縁部に前記接着剤（５０）を介して固定されており、
   前記センサチップ（２０）は、前記開口部（１１）に収納されるとともに前記中間部材（４０）のうち前記開口部（１１）に面する部位に接合されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
6. 前記センサチップ（２０）は、前記センサチップ（２０）の前記他面側にて圧力導入用の孔（２３）を有する台座（２２）に接合されており、
   前記台座（２２）を介して前記中間部材（４０）に接合されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
7. 前記センサチップ（２０）は、前記他面側にて前記圧力媒体からの圧力を受圧することで歪み、この歪みに基づく電気信号が前記センシング部（２１）から出力されるものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
8. 前記センサチップ（２０）は、前記他面側にて前記圧力媒体からの圧力を受圧するとともに、前記一面側にて大気圧を受圧するものであり、
   前記圧力媒体からの圧力と前記大気圧との差圧に基づいて圧力検出を行うようになっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の圧力センサ（１００）と、
   前記圧力センサ（１００）によって測定されるべき圧力媒体が流れる相手側配管（２００）とを備え、
   前記相手側配管（２００）には、前記圧力センサ（１００）が挿入可能な開口部（２０１）が設けられており、
   前記圧力センサ（１００）を前記相手側配管（２００）の前記開口部（２０１）に挿入した状態で、前記ケース（１０）と前記相手側配管（２００）とが、互いに固定されており、
   前記相手側配管（２００）の前記開口部（２０１）から前記圧力媒体の圧力が前記圧力センサ（１００）へ導入されるようになっていることを特徴とする圧力センサの組み付け構造。
10. 前記圧力センサ（１００）の前記ケース（１０）と前記相手側配管（２００）とは、かしめにより互いに固定されていることを特徴とする請求項９に記載の圧力センサの組み付け構造。
    

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