JP2009244066A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で圧力を正確に検出できる圧力センサを提供する。
【解決手段】圧力センサ２０は、ハウジング３０と、第１センサチップ４０と、第２センサチップ５０とを備えている。第１センサチップ４０および第２センサチップ５０は、ハウジング３０の取付部３２を介して伝達される外力に応じた第１圧力基準室４４に対する第１ダイアフラム４３の変位方向と第２圧力基準室５４に対する第２ダイアフラム５３の変位方向とが互いに逆方向になるように、取付部３２に取り付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、被取付部材を介して外力の影響を受ける圧力センサに関するものである。

近年の車両においては、車両の進行方向（前後方向）に対する衝突安全性だけでなく、車両の側方（左右方向）からの衝突（側面衝突）に対する安全性も求められている。このような側面衝突に対して乗員を保護するためのエアバック装置として、サイドエアバック装置がある。このサイドエアバック装置を作動させるためのセンサには、車両のドアの内圧変化を検出する圧力センサが広く用いられている。このようなサイドエアバック装置は、例えば、下記特許文献１に開示されている。

また、上記圧力センサは、車両のドア内に配置されるため、衝突（外力）により生じる車両の振動の影響を受けてしまう。具体的には、衝突により発生する衝撃は車体を伝播して圧力センサに振動として伝達される。そして、圧力センサは伝達される振動が車両のドア内圧変化に加算された検出信号を出力することになり、この加算された振動成分が誤差の要因となっている。

図７は、従来技術における圧力センサおよび振動センサから出力される出力信号を示すグラフであり、図７（Ａ）は、圧力センサから出力される出力信号Ｓｏ_１を示すグラフであり、図７（Ｂ）は、振動センサから出力される出力信号Ｓｏ_２を示すグラフであり、図７（Ｃ）は、出力信号Ｓｏ_１から出力信号Ｓｏ_２を取り除いた圧力信号Ｓｏ_Ｐを示すグラフである。

上述のような誤差を解消するため、下記特許文献２に開示される衝突検出システムの内圧センサのように、ドア内の圧力を検出する圧力センサと、ドアへの衝撃に起因する振動を検出する振動センサとが採用されている。図７（Ａ）に示すように、圧力センサから出力される出力信号Ｓｏ_１は、被検出圧力に起因する圧力信号Ｓｏ_Ｐと、外力（衝突）に起因する出力信号Ｓｏ_２との出力和に相当する。そこで、圧力センサから出力される出力信号Ｓｏ_１から、振動センサから出力される出力信号Ｓｏ_２（図７（Ｂ）参照）を取り除いた圧力信号Ｓｏ_Ｐ（図７（Ｃ）参照）に基づきドア内の圧力を検出することにより、衝突による影響を排除して、被検出圧力の検出精度を高めている。
特開平０２−２４９７４０号公報 特開２００７−０７１５９６号公報

ところで、振動センサは密閉状態にする必要があるうえ、振動センサから出力される信号を処理するための回路が圧力センサ用の回路に対して別途必要となるため、センサの構造が複雑になり小型化の阻害要因となる。このような問題は、車両のドアの内圧変化を検出する圧力センサに限らず、振動の影響を受ける圧力センサであれば同様に発生してしまう。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で圧力を正確に検出できる圧力センサを提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の圧力センサでは、第１のダイアフラム（４３，７４）とこの第１のダイアフラムを周壁の一部とする第１の圧力基準室（４４，７５）とを有し前記第１のダイアフラムの変位に応じた第１の信号（Ｓ_１）を出力する第１のセンサチップ（４０，７１，７３）と、第２のダイアフラム（５３，７６）とこの第２のダイアフラムを周壁の一部とする第２の圧力基準室（５４，７７）とを有し前記第２のダイアフラムの変位に応じた第２の信号（Ｓ_２）を出力する第２のセンサチップ（５０，７２，７３）と、前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップを取り付けるためのハウジング（３０，３０ａ，６０）と、を備える圧力センサ（２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）であって、前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップは、前記ハウジングを介して伝達される外力に応じた前記第１の圧力基準室に対する前記第１のダイアフラムの変位方向と前記第２の圧力基準室に対する前記第２のダイアフラムの変位方向とが互いに逆方向になるように、前記ハウジングに取り付けられることを技術的特徴とする。

請求項１の圧力センサでは、第１のセンサチップおよび第２のセンサチップは、ハウジングを介して伝達される外力に応じた第１の圧力基準室に対する第１のダイアフラムの変位方向と第２の圧力基準室に対する第２のダイアフラムの変位方向とが互いに逆方向になるように、ハウジングに取り付けられる。

第１のダイアフラムおよび第２のダイアフラムは、被検出圧力に加えて、ハウジングを介して伝達される外力、例えば、車体への衝突に起因する衝撃等に応じて変位する。上述のように、第１のセンサチップと第２のセンサチップとをハウジングに取り付けることにより、第１の信号に含まれる外力に起因する信号成分と、第２の信号に含まれる外力に起因する信号成分とは大きさが等しくその正負が反転した関係になる。

そこで、第１の信号と第２の信号との出力和に応じて被検出圧力を検出することにより、外力に起因する信号成分を取り除くことができる。
したがって、簡易な構成で圧力を正確に検出することができる。

請求項２の発明では、第１のセンサチップおよび第２のセンサチップは、第１のダイアフラムおよび第２のダイアフラム間の距離が第１の圧力基準室および第２の圧力基準室間の距離よりも大きくなるとともに第１のダイアフラムの反圧力基準室側の面である第１の受圧面と第２のダイアフラムの反圧力基準室側の面である第２の受圧面とが平行になるように、ハウジングに取り付けられる。

このように簡易な構造により、ハウジングを介して伝達される外力に応じた第１の圧力基準室に対する第１のダイアフラムの変位方向と第２の圧力基準室に対する第２のダイアフラムの変位方向とを互いに逆方向にすることができる。その結果、第１の信号と第２の信号との出力和に応じて被検出圧力を検出することにより、外力に起因する信号成分を取り除くことができる。

請求項３の発明では、ハウジングは、表裏面が平行に形成された取付部を備えている。この取付部の表面に、第１のセンサチップがその反受圧面側の部位にて取り付けられるとともに、上記取付部の裏面に、第２のセンサチップがその反受圧面側の部位にて取り付けられる。

このように、第１の受圧面と第２の受圧面とを平行にすることにより、ハウジングを介して伝達される外力に応じた第１のダイアフラムの変位方向と第２のダイアフラムの変位方向とを互いに逆方向にしてもよい。

請求項４の発明では、第１のセンサチップおよび第２のセンサチップは、第１の受圧面と第２の受圧面とが平行になるように両反受圧面側の部位同士を貼り合わせて積層されるとともに第２の受圧面にてハウジングに取り付けられている。そして、この積層された第１のセンサチップおよび第２のセンサチップには、両センサチップを貫通して第２の受圧面に露出する貫通電極が設けられ、この貫通電極を介して第１の信号が出力される。

これにより、第２の受圧面側から第１の信号および第２の信号が出力されることとなるので、２つのセンサチップをハウジングに別々に配置するよりも、配線等の組み付け作業が容易になり圧力センサの製造コストを低減することができる。

請求項５の発明では、第１のセンサチップおよび第２のセンサチップを一組とする複数組のセンサチップがハウジングに取り付けられる。これにより、複数のセンサチップからの出力信号を考慮して被検出圧力を検出することができるので、被検出圧力の検出精度を向上させることができる。

請求項６の発明では、第１の信号および第２の信号は、共通の電極を介して出力される。これにより、共通の電極には、第１の信号および第２の信号の外力に起因する信号成分同士が相殺されて取り除かれ圧力信号のみが流れることとなるので、特別な回路を設けることなく外力に起因する信号成分を取り除くことができる。

請求項７の発明では、第１の信号および第２の信号を信号処理する処理回路がハウジングに備え付けられている。このようにセンサチップと処理回路とを１つの圧力センサに設けることにより、圧力センサとは別個に処理回路を設ける場合と比較して、本圧力センサを採用する装置の小型化を図ることができる。

以下、本発明に係る圧力センサの各実施形態について図を参照して説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る圧力センサ２０を取り付けた車両用ドア１０の内部を示す断面図である。図２は、図１の圧力センサ２０の概略断面図である。

図１に示すように圧力センサ２０は、車両のドア１０の内部に設けられてドア１０の内部空間１４の圧力を検出するセンサである。この圧力センサ２０からの出力信号に基づいて他の車両等によるドア１０への衝突が検出されると、この衝突から乗員を保護するためのサイドエアバック装置（図略）が作動する。

車両のドア１０は、車両の外周面の一部を形成するアウターパネル１１と、車両のドア１０の車室内側の表面を形成するインナーパネル１２と、ウィンドガラス１３とを備えている。そして、アウターパネル１１とインナーパネル１２との間には、略密閉された空間（以下、内部空間１４ともいう）が形成されている。この内部空間１４は、ドア１０の内部と外部とがわずかに連通して形成され、ドア１０の外部の圧力が変化したときにはドア１０の内部空間１４の圧力も変化するとともに、この内部空間１４の内容積が急激に変化したときにはその内圧が上昇するように形成されている。

図２に示すように、圧力センサ２０は、ハウジング３０と、第１センサチップ４０と、第２センサチップ５０とを備えている。ハウジング３０は、円筒状のハウジング本体３１と、このハウジング本体３１の内周壁の長手方向中央に外縁が連結されて当該ハウジング本体３１の内周壁に囲まれる空間を上下に仕切る平板状の取付部３２とを備えている。そして、ハウジング本体３１の上側内壁と取付部３２の上面３２ａとにより上側開口部３３が形成され、ハウジング本体３１の下側内壁と取付部３２の下面３２ｂとにより下側開口部３４が形成される。なお、ハウジング本体３１は、円筒状であることに限らず、例えば、楕円筒状や角筒状であってもよい。

ハウジング３０は、そのハウジング本体３１の下端部を介してインナーパネル１２の内部空間１４側に取り付けられている。その際、取付部３２はその上面３２ａおよび下面３２ｂがインナーパネル１２に平行であり、ドア１０への衝撃等に起因する外力が、ハウジング本体３１を介して上面３２ａおよび下面３２ｂに垂直方向に作用するように取付部３２に伝達される。なお、ハウジング本体３１の下端部には、下側開口部３４と内部空間１４とを連通するための連通口（図略）が形成されている。

取付部３２の上面３２ａには、第１センサチップ４０からの信号を出力するための電極３５の一部が設けられており、この電極３５の他部は、ハウジング本体３１を貫通して図略の信号処理回路に電気的に接続されている。また、取付部３２の下面３２ｂには、第２センサチップ５０からの信号を出力するための電極３６の一部が設けられており、この電極３６の他部は、ハウジング本体３１を貫通して上記信号処理回路に電気的に接続されている。

第１センサチップ４０は、受圧面４１ａを有するシリコン基板４１とガラス等よりなる台座４２とを備えている。シリコン基板４１には、受圧面４１ａとなる面とは反対側の面の一部をエッチング等により除去した凹部が形成されており、この凹部の薄肉状の底壁が第１ダイアフラム４３として機能する。また、この凹部を台座４２に貼り合わせることにより、密閉された空間である第１圧力基準室４４が形成される。

第１ダイアフラム４３は、第１圧力基準室４４の周壁の一部を構成し、この第１圧力基準室４４の圧力と被測定圧力との圧力差に応じて変位する。受圧面４１ａには第１ダイアフラム４３の変位に応じた信号（以下、出力信号Ｓ_１ともいう）を出力する歪ゲージ等の圧力検出部（図略）が設けられている。なお、第１圧力基準室４４内および後述する第２圧力基準室５４内は、真空であることが望ましい。

第１センサチップ４０は、その受圧面４１ａがハウジング３０の取付部３２の上面３２ａに平行になるように、その反受圧面側の部位である台座４２の下面４２ａにて取付部３２の上面３２ａに接着剤３７により取り付けられている。受圧面４１ａの圧力検出部にはボンディングワイヤ４５の一端がワイヤボンディングされており、このボンディングワイヤ４５の他端が取付部３２の上面３２ａに設けられた電極３５にワイヤボンディングされている。

このようにして第１センサチップ４０を上側開口部３３内に取り付けた後、この上側開口部３３内に電気絶縁性および耐薬品性に優れたフッ素ゲルやフッ素ゴムなどからなる保護部材３８を充填することにより、圧力検出部やボンディングワイヤ４５等を保護している。このとき、第１ダイアフラム４３および上面３２ａ間の距離は、第１圧力基準室４４および上面３２ａ間の距離よりも大きくなっている。

第２センサチップ５０は、受圧面５１ａを有するシリコン基板５１とガラス等よりなる台座５２とを備えている。シリコン基板５１には、受圧面５１ａとなる面とは反対側の面の一部をエッチング等により除去した凹部が形成されており、この凹部の薄肉状の底壁が第２ダイアフラム５３として機能する。また、この凹部を台座５２に貼り合わせることにより、密閉された空間である第２圧力基準室５４が形成される。

第２ダイアフラム５３は、第２圧力基準室５４の周壁の一部を構成し、この第２圧力基準室５４の圧力と被測定圧力との圧力差に応じて変位する。受圧面５１ａには第２ダイアフラム５３の変位に応じた信号（以下、出力信号Ｓ_２ともいう）を出力する歪ゲージ等の圧力検出部（図略）が設けられている。

第２センサチップ５０は、その受圧面５１ａがハウジング３０の取付部３２の下面３２ｂに平行になるように、その反受圧面側の部位である台座５２の上面５２ａにて取付部３２の下面３２ｂに接着剤３７により取り付けられている。受圧面５１ａの圧力検出部にはボンディングワイヤ５５の一端がワイヤボンディングされており、このボンディングワイヤ５５の他端が取付部３２の下面３２ｂに設けられた電極３６にワイヤボンディングされている。

このようにして第２センサチップ５０を下側開口部３４内に取り付けた後、この下側開口部３４内に上記保護部材３８を充填することにより、圧力検出部やボンディングワイヤ５５等を保護している。このとき、第２ダイアフラム５３および下面３２ｂ間の距離は、第２圧力基準室５４および下面３２ｂ間の距離よりも大きくなっている。

上述のように構成されることにより、第１センサチップ４０および第２センサチップ５０は、第１ダイアフラム４３および第２ダイアフラム５３間の距離が第１圧力基準室４４および第２圧力基準室５４間の距離よりも大きくなるとともに第１ダイアフラム４３の受圧面４１ａと第２ダイアフラム５３の受圧面５１ａとが平行になるように、ハウジング３０の取付部３２に取り付けられることとなる。

図３（Ａ）は、第１センサチップ４０から出力される出力信号Ｓ_１（波線で示す）を示すグラフであり、図３（Ｂ）は、第２センサチップ５０から出力される出力信号Ｓ_２（波線で示す）を示すグラフであり、図３（Ｃ）は、両出力信号Ｓ_１，Ｓ_２の出力和である圧力信号Ｓ_Ｐを示すグラフである。
上述のように構成される本第１実施形態に係る圧力センサ２０の作用について、以下に説明する。

ドア１０のアウターパネル１１に他の車両の衝突等により衝撃（外力）が加わることにより、内部空間１４の内圧が変化する。この内圧変化に応じて、第１ダイアフラム４３が第１圧力基準室４４側へ変位するとともに、第２ダイアフラム５３が第２圧力基準室５４側へ変位する。すなわち、第１圧力基準室４４に対する第１ダイアフラム４３の変位方向と第２圧力基準室５４に対する第２ダイアフラム５３の変位方向とが等しくなる。上述のように内圧変化に起因する第１ダイアフラム４３の変位に応じた出力信号Ｓ_１ｐと、第２ダイアフラム５３の変位に応じた出力信号Ｓ_２ｐとを、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に実線にて示す。

一方、アウターパネル１１に加わる衝撃（外力）によりハウジング３０の取付部３２がその上面３２ａおよび下面３２ｂに対して垂直方向に振動する。この取付部３２の振動に応じて、第１ダイアフラム４３および第２ダイアフラム５３は、アウターパネル１１に対して同一方向に同じ変位量で振動する。すなわち、第１圧力基準室４４に対する第１ダイアフラム４３の変位方向と第２圧力基準室５４に対する第２ダイアフラム５３の変位方向とが互いに逆方向になる。上述のように取付部３２の振動に起因する第１ダイアフラム４３の変位に応じた出力信号Ｓ_１Ｖと、第２ダイアフラム５３の変位に応じた出力信号Ｓ_２Ｖとを、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に一点鎖線にて示す。

図３（Ａ）から判るように、第１センサチップ４０から出力される出力信号Ｓ_１は、出力信号Ｓ_１ｐと出力信号Ｓ_１Ｖとの出力和である。また、図３（Ｂ）から判るように、第２センサチップ５０から出力される出力信号Ｓ_２は、出力信号Ｓ_２ｐと出力信号Ｓ_２Ｖとの出力和である。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）から判るように、出力信号Ｓ_１ｐと出力信号Ｓ_２ｐとは大きさおよびその正負が等しい信号であり、出力信号Ｓ_１Ｖと出力信号Ｓ_２Ｖとは大きさが等しくその正負が反転した信号である。そこで、図３（Ｃ）に示すように、出力信号Ｓ_１ｐと出力信号Ｓ_１Ｖとの出力和に相当する第１センサチップ４０から出力される出力信号Ｓ_１と、出力信号Ｓ_２ｐと出力信号Ｓ_２Ｖとの出力和に相当する第２センサチップ５０から出力される出力信号Ｓ_２との出力和をとる。この出力和の信号である出力信号Ｓ_Ｐは、出力信号Ｓ_１Ｖおよび出力信号Ｓ_２Ｖが相殺されて、出力信号Ｓ_１ｐと出力信号Ｓ_２ｐとが加算された信号、すなわち、被検出圧力である内部空間１４の内圧の２倍に相当する出力信号となる。

そこで、圧力センサ２０から、第１センサチップ４０から出力される出力信号Ｓ_１と第２センサチップ５０から出力される出力信号Ｓ_２との出力和である出力信号Ｓ_Ｐを出力することにより、ハウジング３０を介して伝達される衝撃（外力）に起因する信号成分を取り除いた圧力信号のみを出力することができる。

以上説明したように、本第１実施形態に係る圧力センサ２０では、第１センサチップ４０および第２センサチップ５０は、ハウジング３０の取付部３２を介して伝達される外力に応じた第１圧力基準室４４に対する第１ダイアフラム４３の変位方向と第２圧力基準室５４に対する第２ダイアフラム５３の変位方向とが互いに逆方向になるように、取付部３２に取り付けられている。

これにより、第１センサチップ４０から出力される出力信号Ｓ_１に含まれる外力に起因する出力信号Ｓ_１Ｖと、第２センサチップ５０から出力される出力信号Ｓ_２に含まれる外力に起因する出力信号Ｓ_２Ｖとは大きさが等しくその正負が反転した関係になる。その結果、出力信号Ｓ_１と出力信号Ｓ_２との出力和である出力信号Ｓ_Ｐに応じて被検出圧力である内部空間１４の内圧を検出することにより、外力に起因する信号成分を取り除くことができる。
したがって、簡易な構成で被検出圧力を正確に検出することができる。

また、本第１実施形態に係る圧力センサ２０では、第１センサチップ４０および第２センサチップ５０は、第１ダイアフラム４３および第２ダイアフラム５３間の距離が第１圧力基準室４４および第２圧力基準室５４間の距離よりも大きくなるとともに第１ダイアフラム４３の受圧面４１ａと第２ダイアフラム５３の受圧面５１ａとが平行になるように、ハウジング３０の取付部３２に取り付けられている。

このように簡易な構造により、ハウジング３０の取付部３２を介して伝達される外力に応じた第１圧力基準室４４に対する第１ダイアフラム４３の変位方向と第２圧力基準室５４に対する第２ダイアフラム５３の変位方向とを互いに逆方向にすることができる。その結果、出力信号Ｓ_１と出力信号Ｓ_２との出力和である出力信号Ｓ_Ｐに応じて被検出圧力である内部空間１４の内圧を検出することにより、外力に起因する信号成分を取り除くことができる。

さらに、本第１実施形態に係る圧力センサ２０では、ハウジング３０は、表裏面である上面３２ａおよび下面３２ｂが平行に形成された取付部３２を備えている。この取付部３２の上面３２ａに、第１センサチップ４０がその反受圧面側の部位である台座４２の下面４２ａにて接着剤３７を介して取り付けられるとともに、取付部３２の下面３２ｂに、第２センサチップ５０がその反受圧面側の部位である台座５２の上面５２ａにて接着剤３７を介して取り付けられている。

このように、受圧面４１ａと受圧面５１ａとを平行にすることにより、ハウジング３０を介して伝達される外力に応じた第１ダイアフラム４３の変位方向と第２ダイアフラム５３の変位方向とを互いに逆方向にすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る圧力センサについて図４を参照して説明する。図４は、第２実施形態に係る圧力センサ２０ａの概略構成を示す断面図である。

図４に示すように、本第２実施形態に係る圧力センサ２０ａは、ハウジング６０と、積層センサチップ７０とを備えている。ハウジング６０は、円筒状のハウジング本体６１と、このハウジング本体６１の下端部近傍に外縁が連結されて底壁を構成する平板状の取付部６２とを備えている。そして、ハウジング本体６１の内壁と取付部６２の上面６２ａとにより開口部６３が形成される。なお、ハウジング本体６１は、円筒状であることに限らず、例えば、楕円筒状や角筒状であってもよい。

ハウジング６０は、そのハウジング本体６１の下端部を介してインナーパネル１２の内部空間１４側に取り付けられている。その際、取付部６２はその上面６２ａがインナーパネル１２に平行であり、ドア１０への衝撃等に起因する外力が、ハウジング本体６１を介して上面６２ａに垂直方向に作用するように取付部６２に伝達される。

取付部６２の中央部には圧力導入孔６２ｂが形成されており、この圧力導入孔６２ｂは、ハウジング本体６１の下端部に形成される連通口（図略）を介して内部空間１４に連通されている。

取付部６２の上面６２ａには、後述する第１ダイアフラム７４の変位に応じた信号を出力するための電極６４の一部と、後述する第２ダイアフラム７６の変位に応じた信号を出力するための電極６５の一部が設けられており、両電極６４，６５の他部は、ハウジング本体６１を貫通して図略の信号処理回路に電気的に接続されている。

積層センサチップ７０は、受圧面７１ａを有する上側シリコン基板７１と、受圧面７２ａを有する下側シリコン基板７２と、ガラス等よりなる台座７３とを備えている。

上側シリコン基板７１には、受圧面７１ａとなる面とは反対側の面の一部をエッチング等により除去した凹部が形成されており、この凹部の薄肉状の底壁が第１ダイアフラム７４として機能する。また、この凹部を台座７３の上面に貼り合わせることにより、密閉された空間である第１圧力基準室７５が形成される。

第１ダイアフラム７４は、第１圧力基準室７５の周壁の一部を構成し、この第１圧力基準室７５の圧力と被測定圧力との圧力差に応じて変位する。受圧面７１ａには第１ダイアフラム７４の変位に応じた信号（出力信号Ｓ_１）を出力する歪ゲージ等の圧力検出部（図略）が設けられている。ここで、上側シリコン基板７１および台座７３によってセンサチップとして機能する部位を第１センサチップ７０ａという。なお、第１圧力基準室７５内および後述する第２圧力基準室７７内は、真空であることが望ましい。

下側シリコン基板７２には、受圧面７２ａとなる面とは反対側の面の一部をエッチング等により除去した凹部が形成されており、この凹部の薄肉状の底壁が第２ダイアフラム７６として機能する。また、この凹部を台座７３の下面に貼り合わせることにより、密閉された空間である第２圧力基準室７７が形成される。

第２ダイアフラム７６は、第２圧力基準室７７の周壁の一部を構成し、この第２圧力基準室７７の圧力と被測定圧力との圧力差に応じて変位する。受圧面７２ａには第２ダイアフラム７６の変位に応じた信号（出力信号Ｓ_２）を出力する歪ゲージ等の圧力検出部（図略）が設けられている。ここで、下側シリコン基板７２および台座７３によってセンサチップとして機能する部位を第２センサチップ７０ｂという。

第１センサチップ７０ａおよび第２センサチップ７０ｂは、両反受圧面側の部位同士を貼り合わせて積層されるように構成されて、受圧面７１ａと受圧面７２ａとが平行となっている。

積層センサチップ７０は、上側シリコン基板７１、台座７３および下側シリコン基板７２を貫通して受圧面７２ａに露出する複数の貫通電極７８が設けられている。この貫通電極７８の一端は、受圧面７１ａの圧力検出部に導電部等を介して電気的に接続されており、貫通電極７８の他端は、バンプ６６を介して電極６４に電気的に接続されている。また、受圧面７２ａの圧力検出部は、バンプ６７等を介して電極６５に電気的に接続されている。

積層センサチップ７０は、その受圧面７１ａおよび受圧面７２ａがハウジング６０の取付部６２の上面６２ａに平行になるように、受圧面７２ａにてバンプ６６，６７等を介して取付部６２の上面６２ａに取り付けられている。このとき、受圧面７２ａは、取付部６２の圧力導入孔６２ｂに対向しており、圧力導入孔６２ｂから導入される被検出圧力に応じて変位する。

このようにして積層センサチップ７０を開口部６３内に取り付けた後、この開口部６３内に上記第１実施形態にて述べた保護部材３８を充填することにより、圧力検出部やバンプ６６，６７等を保護している。

上述のように構成される本第２実施形態に係る圧力センサ２０ａでは、上記第１実施形態における圧力センサ２０と同様に、内部空間１４の内圧が変化に応じて、第１ダイアフラム７４が第１圧力基準室７５側へ変位するとともに、第２ダイアフラム７６が第２圧力基準室７７側へ変位する。そして、衝撃（外力）による取付部６２の振動に応じて、第１ダイアフラム７４および第２ダイアフラム７６は、アウターパネル１１に対して同一方向に同じ変位量で振動する。

そこで、圧力センサ２０ａから、第１センサチップ７０ａから出力される出力信号Ｓ_１と第２センサチップ７０ｂから出力される出力信号Ｓ_２との出力和である出力信号Ｓ_Ｐを出力することにより、ハウジング６０を介して伝達される衝撃（外力）に起因する信号成分を取り除いた圧力信号のみを出力することができる。

以上説明したように、本第２実施形態に係る圧力センサ２０ａでは、第１センサチップ７０ａおよび第２センサチップ７０ｂは、受圧面７１ａと受圧面７２ａとが平行になるように両反受圧面側の部位同士を貼り合わせて積層されて積層センサチップ７０として構成されるとともに受圧面７２ａにてハウジング６０の取付部６２の上面６２ａに取り付けられている。そして、この積層センサチップ７０には、両センサチップ７０ａ，７０ｂを貫通して受圧面７２ａに露出する貫通電極７８が設けられ、この貫通電極７８を介して第１センサチップ７０ａからの出力信号Ｓ_１が出力される。

これにより、受圧面７２ａ側から出力信号Ｓ_１および出力信号Ｓ_２が出力されることとなるので、２つのセンサチップをハウジングに別々に配置するよりも、配線等の組み付け作業が容易になり圧力センサの製造コストを低減することができる。

なお、積層センサチップ７０は、ハウジング６０の取付部６２の上面６２ａでなく、下面に取り付けられてもよい。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）図５は、上記第１実施形態の第１変形例に係る圧力センサ２０ｂの概略構成を示す断面図である。
図５に示すように、圧力センサ２０ｂは、上記第１実施形態の第１センサチップ４０および第２センサチップ５０を一組とする複数組のセンサチップをハウジング３０に取り付けて構成されている。これにより、複数のセンサチップからの出力信号を考慮して被検出圧力を検出することができるので、被検出圧力の検出精度を向上させることができる。なお、上記第２実施形態においても同様の効果がある。

（２）上記第１実施形態において、出力信号Ｓ_１が出力される電極３５と出力信号Ｓ_２が出力される電極３６とを共通の電極を介して出力してもよい。共通の電極には、出力信号Ｓ_１および出力信号Ｓ_２の外力に起因する信号成分同士が相殺されて取り除かれ圧力信号のみが流れることとなるので、特別な回路を設けることなく外力に起因する信号成分を取り除くことができる。なお、上記第２実施形態においても同様の効果がある。

（３）図６は、上記第１実施形態の第２変形例に係る圧力センサ２０ｃの概略構成を示す断面図である。
図６に示すように、圧力センサ２０ｃは、第１センサチップ４０から出力される出力信号Ｓ_１と第２センサチップ５０から出力される出力信号Ｓ_２とを信号処理する処理回路８０を備えており、この処理回路８０は、ハウジング３０ａに備え付けられている。このように両センサチップ４０，５０と処理回路８０とを１つの圧力センサ２０ｃに設けることにより、圧力センサとは別個に処理回路を設ける場合と比較して、本圧力センサ２０ｃを採用する装置の小型化を図ることができる。なお、上記第２実施形態においても同様の効果がある。

（４）本発明に係る圧力センサ２０、２０ａ〜２０ｃは、ドア１０の内部空間１４の圧力を検出するセンサとして採用されることに限らず、例えば、インテークマニホールド搭載の吸気圧センサやブレーキブースト搭載の負圧センサ、ガソリンタンク搭載のタンク内圧センサ等、振動が印加される場所に搭載される圧力検出装置に採用することができる。

第１実施形態に係る圧力センサを取り付けた車両用ドアの内部を示す断面図である。 図１の圧力センサの概略断面図である。 図３（Ａ）は、第１センサチップから出力される出力信号を示すグラフであり、図３（Ｂ）は、第２センサチップから出力される出力信号を示すグラフであり、図３（Ｃ）は、両出力信号の出力和である圧力信号を示すグラフである。 第２実施形態に係る圧力センサの概略構成を示す断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係る圧力センサの概略構成を示す断面図である。 第１実施形態の第２変形例に係る圧力センサの概略構成を示す断面図である。 従来技術における圧力センサおよび振動センサから出力される出力信号を示すグラフである。

符号の説明

２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…圧力センサ
３０，３０ａ，６０…ハウジング
３２，６２…取付部
３２ａ，６２ａ…上面
３２ｂ…下面
４０…第１センサチップ
４１ａ，７１ａ…受圧面（第１の受圧面）
４３，７４…第１ダイアフラム
４４，７５…第１圧力基準室
５０…第２センサチップ
５１ａ，７２ａ…受圧面（第２の受圧面）
５３，７６…第２ダイアフラム
５４，７７…第２圧力基準室
７０…積層センサチップ
Ｓ_１…出力信号（第１の信号）
Ｓ_２…出力信号（第２の信号）
Ｓ_Ｐ…出力信号

Claims (7)

1. 第１のダイアフラムとこの第１のダイアフラムを周壁の一部とする第１の圧力基準室とを有し前記第１のダイアフラムの変位に応じた第１の信号を出力する第１のセンサチップと、
   第２のダイアフラムとこの第２のダイアフラムを周壁の一部とする第２の圧力基準室とを有し前記第２のダイアフラムの変位に応じた第２の信号を出力する第２のセンサチップと、
   前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップを取り付けるためのハウジングと、
   を備える圧力センサであって、
   前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップは、前記ハウジングを介して伝達される外力に応じた前記第１の圧力基準室に対する前記第１のダイアフラムの変位方向と前記第２の圧力基準室に対する前記第２のダイアフラムの変位方向とが互いに逆方向になるように、前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップは、前記第１のダイアフラムおよび前記第２のダイアフラム間の距離が前記第１の圧力基準室および前記第２の圧力基準室間の距離よりも大きくなるとともに前記第１のダイアフラムの反圧力基準室側の面である第１の受圧面と前記第２のダイアフラムの反圧力基準室側の面である第２の受圧面とが平行になるように、前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記ハウジングは、表裏面が平行に形成された取付部を備え、
   前記第１のセンサチップがその反受圧面側の部位にて前記取付部の表面に取り付けられるとともに前記第２のセンサチップがその反受圧面側の部位にて前記取付部の裏面に取り付けられることにより、前記第１の受圧面と前記第２の受圧面とが平行になることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
4. 前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップは、前記第１の受圧面と前記第２の受圧面とが平行になるように両反受圧面側の部位同士を貼り合わせて積層されるとともに前記第２の受圧面にて前記ハウジングに取り付けられ、
   この積層された前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップには、両センサチップを貫通して前記第２の受圧面に露出する貫通電極が設けられ、
   前記第１の信号は、前記貫通電極を介して出力されることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
5. 前記第１のセンサチップおよび前記第２のセンサチップを一組とする複数組のセンサチップが前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力センサ。
6. 前記第１の信号および前記第２の信号は、共通の電極を介して出力されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力センサ。
7. 前記第１の信号および前記第２の信号を信号処理する処理回路を前記ハウジングに備え付けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力センサ。

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