JP2011013010A - Method of manufacturing force detector and force detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a sensitive force detector with measurement accuracy enhanced in pressure detection by simplifying the structure of a force transfer member without using oil as a pressure receiving medium for its interior, and a force detector.SOLUTION: This method of manufacturing the force detector manufactures the force detector including: first and second fixed seats 70 and 80 comprising support faces that support bases 42 at both ends of a pressure-sensitive element 28; and a force transfer means extending in a direction in which the fixed seats 70 and 80 stand in line; with the transfer means erected on a pressure receiving means supported on a case and put through a through-hole in the fixed seat 70. This method has: a process for mounting a flat plat 90 on the support faces of the fixed seat and tentatively fixing the flat plate 90 so that respective normal lines with respect to the support faces of the fixed seats become parallel with each other; a process for bonding/fixing the fixed seat 70 to the transfer means; a process for fixing the fixed seat 80 to the case; and a process for removing the flat plate 90 tentatively fixed to the support faces and fixing the bases 42 at both ends of the sensitive element 28 to the support faces of the fixed seats, respectively.

Description

本発明は、特に圧力センサーなどのハウジング構造において、感圧素子を固定する両端の支持台座の固定部平面が互いに平行となるように改善した力検出器の製造方法及び力検出器に関するものである。   The present invention relates to a force detector manufacturing method and a force detector improved so that fixing planes of support pedestals at both ends for fixing a pressure sensitive element are parallel to each other particularly in a housing structure such as a pressure sensor. .

従来から、水圧計、気圧計、差圧計などとして圧電振動子を感圧素子として使用した圧力センサーが知られている。前記圧電振動子は、例えば、板状の圧電基板上に電極パターンが形成され、力の検出方向を検出軸と設定しており、当該検出軸の方向に圧力が作用すると、前記圧電振動子は共振周波数が変化し、当該共振周波数の変化から圧力を検出する。特許文献1〜3には、感圧素子として圧電振動子を用いた圧力センサーが開示されている。圧力導入口よりベローズに圧力が加わると当該ベローズの有効面積に応じた力がピボット(撓みヒンジ)を支点とした力伝達手段を介して圧電振動素子に圧縮力或いは引張り力として力Fが加わる。前記圧電振動子には、当該力Fに応じた応力が生じることとなり、当該応力により共振周波数が変化する。当該圧力センサーは圧電振動子に生じる共振周波数の変化を検出することにより圧力を測定するものである。   Conventionally, a pressure sensor using a piezoelectric vibrator as a pressure sensitive element is known as a water pressure gauge, a barometer, a differential pressure gauge, and the like. In the piezoelectric vibrator, for example, an electrode pattern is formed on a plate-like piezoelectric substrate, and the detection direction of force is set as a detection axis. When pressure acts in the direction of the detection axis, the piezoelectric vibrator The resonance frequency changes, and the pressure is detected from the change in the resonance frequency. Patent Documents 1 to 3 disclose a pressure sensor using a piezoelectric vibrator as a pressure sensitive element. When pressure is applied to the bellows from the pressure inlet, a force F corresponding to the effective area of the bellows is applied as a compressive force or a tensile force to the piezoelectric vibrating element via force transmitting means with a pivot (flexible hinge) as a fulcrum. Stress corresponding to the force F is generated in the piezoelectric vibrator, and the resonance frequency changes due to the stress. The pressure sensor measures pressure by detecting a change in resonance frequency generated in the piezoelectric vibrator.

以下に、従来の圧力センサーを特許文献1などに開示されている例を用いて説明する。図14は従来の圧力センサーの構造を示した模式図である。
図14に示す従来の圧力センサー101は、対向して配置された第1及び第2の圧力入力口102,103を有する筐体104と、筐体104の内部に力伝達部材105とを備え、力伝達部材105の一端を挟むように第1のベローズ106の他端を第1の圧力入力口102に接続し、第2のベローズ107の他端を第2の圧力入力口103に接続している。さらに、力伝達部材105の他端と基板108のピボット(支点)ではない方の端部との間に、感圧素子として双音叉型振動子109を配置している。
Hereinafter, a conventional pressure sensor will be described using an example disclosed in Patent Document 1 and the like. FIG. 14 is a schematic diagram showing the structure of a conventional pressure sensor.
A conventional pressure sensor 101 shown in FIG. 14 includes a casing 104 having first and second pressure input ports 102 and 103 arranged to face each other, and a force transmission member 105 inside the casing 104. The other end of the first bellows 106 is connected to the first pressure input port 102 and the other end of the second bellows 107 is connected to the second pressure input port 103 so as to sandwich one end of the force transmission member 105. Yes. Further, a double tuning fork vibrator 109 is disposed as a pressure sensitive element between the other end of the force transmission member 105 and the end of the substrate 108 which is not a pivot (fulcrum).

ここで、圧力センサーにおいて、高精度に圧力を検出する場合に、ベローズの内部には、液体が充填されている。当該液体としては、ベローズの内部や内部の蛇腹部分に気泡が入り込んだり、溜まらないようにするために、一般的に粘性の高いシリコンオイルなどのオイルが用いられている。   Here, in the pressure sensor, when the pressure is detected with high accuracy, the inside of the bellows is filled with liquid. As the liquid, oil such as silicon oil having high viscosity is generally used in order to prevent bubbles from entering or collecting in the bellows or the bellows portion.

このように、第1のベローズ106の内部には、粘性のあるオイル110が充填されており、圧力測定の対象が液体の場合は、第1の圧力入力口102に開けられた開口部111により液体とオイル110とが接触して相対する構造となっている。なお、開口部111はオイル110が外部に漏れないような開口径が設定されている。   As described above, the first bellows 106 is filled with the viscous oil 110, and when the target of pressure measurement is a liquid, the opening 111 formed in the first pressure input port 102 is used. The liquid and the oil 110 are in contact and face each other. The opening 111 has an opening diameter that prevents the oil 110 from leaking to the outside.

このような構成の圧力センサー101においては、圧力測定の対象となる液体より圧力Fが第1のベローズ106の内部に充填されているオイル110に加わると、第1のベローズ106を経て圧力Fが、力伝達部材105(ピボット支持された揺動レバー)の一端に加わる。一方、第2のベローズ107には、大気圧が加わっており、大気圧に相当する力が力伝達部材105の一端に加わっている。   In the pressure sensor 101 having such a configuration, when the pressure F is applied to the oil 110 filled in the first bellows 106 from the liquid whose pressure is to be measured, the pressure F is passed through the first bellows 106. , Applied to one end of the force transmission member 105 (pivot-supported swing lever). On the other hand, atmospheric pressure is applied to the second bellows 107, and a force corresponding to atmospheric pressure is applied to one end of the force transmission member 105.

この結果、力伝達部材105の他端を介して、圧力測定の対象となる液体より加わった圧力Fと大気圧による圧力の差圧に相当する力が基板108のピボットを支点にして、双音叉型振動子109に圧縮力、あるいは引張り力として加わると、双音叉型振動子109には応力が生じ、当該応力の大きさに応じて共振周波数が変化するので、その共振周波数を測定することにより、圧力Fの大きさを検出することができる。   As a result, the force corresponding to the differential pressure between the pressure F applied from the liquid whose pressure is to be measured via the other end of the force transmission member 105 and the pressure due to the atmospheric pressure is used as a fulcrum for the double tuning fork. When a compressive force or tensile force is applied to the mold vibrator 109, a stress is generated in the double tuning fork vibrator 109, and the resonance frequency changes according to the magnitude of the stress. By measuring the resonance frequency, The magnitude of the pressure F can be detected.

一方、特許文献4には、前述の圧力センサーで用いるような高価なピボット(撓みヒンジ)を支点とした力伝達手段(カンチレバー)を用いずに、図15(A)に示すように第1のベローズ210の一端210aと第2のベローズ211の一端211aとの間に振動子接着用台座215を挟み、当該台座215と第2のベローズ211の他端側のハウジング壁面とに感圧素子220の両端の各々を固定すると共に、第2のベローズ211の間を挟むように、当該感圧素子220に対向する位置に、補強板221を配置し、当該補強板221の両端の各々を前記台座215と前記ハウジング壁面とに固定してなる圧力センサー201が開示されている。   On the other hand, in Patent Document 4, the first force as shown in FIG. 15A is used without using a force transmission means (cantilever) having an expensive pivot (flexible hinge) as a fulcrum as used in the above-described pressure sensor. A vibrator bonding base 215 is sandwiched between one end 210 a of the bellows 210 and one end 211 a of the second bellows 211, and the pressure sensitive element 220 is sandwiched between the base 215 and the housing wall on the other end side of the second bellows 211. A reinforcing plate 221 is disposed at a position facing the pressure-sensitive element 220 so as to fix each of both ends and sandwich the second bellows 211, and each of the both ends of the reinforcing plate 221 is connected to the pedestal 215. And a pressure sensor 201 fixed to the housing wall surface is disclosed.

更に図15(B)に示す特許文献5においては、特許文献4に開示された前記圧力センサーに関し、ベローズの圧力検出軸方向と直交する方向に前記台座215とハウジングとを補強用弾性部材250a、250bを用いて連結してなる圧力センサーが提案されている。   Further, in Patent Document 5 shown in FIG. 15 (B), regarding the pressure sensor disclosed in Patent Document 4, an elastic member 250a for reinforcing the base 215 and the housing in a direction orthogonal to the pressure detection axis direction of the bellows, A pressure sensor connected by using 250b has been proposed.

次に図16に示す特許文献6,7には、エンジン内部の油圧を検出するためにエンジンブロックに固定して使用する圧力センサー300が開示されている。この圧力センサー300は印加された圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部350、圧力を受圧する受圧用ダイアフラム部、ダイアフラムからセンシング部へ圧力を伝達するための圧力伝達部材360とからなり、具体的には、中空金属ステム330の一方の端面に受圧用の第1ダイアフラム310を設け、他方の端面に検出用の第2ダイアフラム322を設け、ステム内で第1、第2ダイアフラム310,322間に力伝達部材360を介在させている。力伝達部材360は金属あるいはセラミックからなるシャフトであり、これを一体のダイアフラム間にプレストレスを与えた状態で介在させるようにしている。そして、第2ダイアフラム322の外端面に圧力検出素子としての歪ゲージ機能をもつチップ351を貼り付け、第1ダイアフラム310で受けた圧力を力伝達部材360で第2ダイアフラム322に伝達し、第2ダイアフラム322の変形を歪ゲージチップにより電気信号を変換することでエンジン油圧を検出するようにしている。   Next, Patent Documents 6 and 7 shown in FIG. 16 disclose a pressure sensor 300 that is used by being fixed to an engine block in order to detect the hydraulic pressure inside the engine. The pressure sensor 300 includes a sensing unit 350 that outputs an electrical signal corresponding to an applied pressure, a pressure receiving diaphragm unit that receives pressure, and a pressure transmission member 360 that transmits pressure from the diaphragm to the sensing unit. Specifically, the first diaphragm 310 for pressure reception is provided on one end face of the hollow metal stem 330, the second diaphragm 322 for detection is provided on the other end face, and the first and second diaphragms 310 and 322 are provided in the stem. A force transmission member 360 is interposed between the two. The force transmission member 360 is a shaft made of metal or ceramic, and is interposed between the integral diaphragms with a prestress applied. Then, a chip 351 having a strain gauge function as a pressure detecting element is attached to the outer end surface of the second diaphragm 322, and the pressure received by the first diaphragm 310 is transmitted to the second diaphragm 322 by the force transmission member 360. The engine hydraulic pressure is detected by converting the electrical signal of the deformation of the diaphragm 322 by a strain gauge chip.

特開昭56−119519号公報Japanese Patent Laid-Open No. 56-119519 特開昭64−9331号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-9331 特開平2−228534号公報JP-A-2-228534 特開2005−121628号公報JP 2005-121628 A 特開2007−57395号公報JP 2007-57395 A 特開2006−194736号公報JP 2006-194736 A 特開2007−132697号公報JP 2007-132597 A

しかしながら、特許文献1〜3の発明においては、図14に示す如き圧力センサーのように、第1のベローズ106に充填されているオイル110は、圧力センサー101を構成する他の要素、例えば、力伝達部材105や双音叉型振動子109などに比べて熱膨張係数が大きいので、圧力センサー101を構成する各部材に温度変化による熱歪みが生じることとなる。このような熱歪みが不要な応力として双音叉型振動子109に作用するので、測定した圧力値に誤差を生じることとなり圧力センサー101の特性を悪化させるという問題があった。   However, in the inventions of Patent Documents 1 to 3, the oil 110 filled in the first bellows 106, as in a pressure sensor as shown in FIG. Since the coefficient of thermal expansion is larger than that of the transmission member 105, the double tuning fork vibrator 109, etc., thermal deformation due to temperature change occurs in each member constituting the pressure sensor 101. Since such a thermal strain acts on the double tuning fork type vibrator 109 as an unnecessary stress, an error occurs in the measured pressure value, and the characteristic of the pressure sensor 101 is deteriorated.

また第1のベローズ106に充填されているオイル110は、圧力測定の対象となる液体と接触して相対しているが、圧力センサー101の設置方法によりオイル110が圧力測定の対象となる液体側に流出したり、液体が第1のベローズ106側に流入することもあるので、第1のベローズ106に充填されているオイル110内に気泡が発生する場合がある。オイル110内に気泡が発生すると、圧力の伝達媒体とし機能しているオイル110は、力を力伝達部材105を経由して双音叉型振動子109に安定して伝達することができないので、圧力測定に誤差を生じる可能性がある。   In addition, the oil 110 filled in the first bellows 106 is in contact with the liquid to be pressure-measured, and is opposed to the liquid. Or the liquid may flow into the first bellows 106 side, so that bubbles may be generated in the oil 110 filled in the first bellows 106. When bubbles are generated in the oil 110, the oil 110 functioning as a pressure transmission medium cannot stably transmit the force to the double tuning fork vibrator 109 via the force transmission member 105. An error may occur in the measurement.

さらに、上述したように、オイル110は、圧力測定の対象となる液体と接触して相対しているため、圧力センサー101の設置方法によりオイル110が圧力測定の対象となる液体側に流出する可能性があり、異物の混入を嫌う清浄な液体の圧力測定を行う場合の用途には、オイル110を使用した従来の如き圧力センサー101を使用することができないという問題があった。   Further, as described above, since the oil 110 is in contact with and opposed to the liquid to be pressure-measured, the oil 110 can flow out to the liquid-side to be pressure-measured by the installation method of the pressure sensor 101. Therefore, there is a problem that the conventional pressure sensor 101 using the oil 110 cannot be used for measuring the pressure of a clean liquid that does not want to contain foreign substances.

さらにまた、従来の如き圧力センサー101は、力伝達部材105が、複雑な構造をしており、圧力センサー101を小型化する際に、障害となっている。また、力伝達部材105はくびれ部の細い撓みヒンジを必要とする構造をしているので高コストな部品となるため圧力センサー101の製造コストを上昇させるという問題があった。   Furthermore, in the conventional pressure sensor 101, the force transmission member 105 has a complicated structure, which is an obstacle when the pressure sensor 101 is downsized. In addition, since the force transmission member 105 has a structure that requires a flexible hinge with a narrow constriction, the force transmission member 105 becomes a high-cost component, and thus there is a problem that the manufacturing cost of the pressure sensor 101 increases.

特許文献4,5が提案している圧力センサーは、姿勢が傾くと、ベローズに垂れが生じてしまうので、感圧素子(双音叉型振動子)に加わる力に変化が生じてしまい、それによって共振周波数も変動してしまうという問題があった。   The pressure sensors proposed in Patent Documents 4 and 5 cause the bellows to sag when the posture is tilted, which causes a change in the force applied to the pressure sensitive element (double tuning fork vibrator). There was a problem that the resonance frequency also fluctuated.

更に、図17のように圧力センサー400の圧力導入口に内部にオイルが充填されたパイプ402を接続し、当該パイプ402の他端を被測定液体に接触させる構造のため、特許文献1〜3で掲げたようにベローズやパイプに充填されているオイルが、圧力測定の対象となる液体と接触して相対しているので、圧力センサー400の設置方法によりオイルが圧力測定の対象となる液体側に流出したり、液体がベローズ側に流入することもあるので、ベローズに充填されているオイル内に気泡が発生する場合があり、オイル内に気泡が発生すると、圧力の伝達媒体として機能しているオイルが、台座215を経由して双音叉型振動子に安定して伝達することができないので、圧力測定に誤差を生じる問題があった。   Further, as shown in FIG. 17, a pipe 402 filled with oil is connected to the pressure inlet of the pressure sensor 400, and the other end of the pipe 402 is brought into contact with the liquid to be measured. Since the oil filled in the bellows or the pipe is in contact with the liquid to be pressure-measured as described in the above, the oil is measured by the pressure sensor 400 installation method. Or the liquid may flow into the bellows side, bubbles may be generated in the oil filled in the bellows. When bubbles are generated in the oil, it functions as a pressure transmission medium. Since the oil that is present cannot be stably transmitted to the double tuning fork vibrator via the pedestal 215, there is a problem that an error occurs in pressure measurement.

特許文献5については、設置された補強用弾性部材250の硬さを硬くしてしまうと、ベローズの動きを抑止してしまうことになり、圧力検出感度を劣化させてしまうという問題があった。   Regarding Patent Document 5, if the hardness of the installed elastic member for reinforcement 250 is increased, the movement of the bellows is suppressed, and there is a problem that the pressure detection sensitivity is deteriorated.

更に、特許文献4,5では補強板221が感圧素子220に対向配置されているので、ベローズの動きを抑止してしまうことになり、圧力検出感度を劣化させてしまうという問題があった。   Further, in Patent Documents 4 and 5, since the reinforcing plate 221 is disposed opposite to the pressure-sensitive element 220, there is a problem that the movement of the bellows is suppressed and the pressure detection sensitivity is deteriorated.

特許文献6,7において、ダイアフラム310,322と圧力伝達部材360とは荷重を与えた状態で接触しているが、圧力センサー300が高温高圧化で使用されるので、リジッドに固定してしまうと各部材の熱膨張の違いにより、機構が破棄されてしまう虞があるため、当該熱膨張を考慮して、ダイアフラム310,322と力伝達部材360とは点で接触しているに過ぎず、接着剤等の接着手段を用いて接着はされていない。従って圧力変動によりダイアフラム310,322と力伝達部材360が稼働する際、点接触部がずれてしまう可能性が非常に高く、接触点がずれる過程で、ダイアフラム310,322と力伝達部材360の双方に作用している力が漏洩してしまうため、精度の高い圧力検出を行うことができないという問題があった。   In Patent Documents 6 and 7, the diaphragms 310 and 322 and the pressure transmission member 360 are in contact with each other with a load applied. However, since the pressure sensor 300 is used at a high temperature and high pressure, it is fixed to the rigid. Since the mechanism may be destroyed due to the difference in thermal expansion of each member, the diaphragms 310 and 322 and the force transmission member 360 are merely in contact with each other in consideration of the thermal expansion, and are bonded. It is not bonded using bonding means such as an agent. Accordingly, when the diaphragms 310 and 322 and the force transmission member 360 are operated due to pressure fluctuation, there is a high possibility that the point contact portion will be displaced, and both the diaphragms 310 and 322 and the force transmission member 360 are in the process of shifting the contact point. Since the force acting on the air leaks, there is a problem that the pressure cannot be detected with high accuracy.

そこで本発明は、前述の如き様々な問題点に鑑みてなされたものであって、即ち、内部に受圧媒体としてのオイルを使用せず、力伝達部材の構造を簡素化することにより小型化し、高精度で温度衝撃に強い力検出器の製造方法及び力検出器を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made in view of various problems as described above, i.e., without using oil as a pressure receiving medium inside, and by miniaturizing the structure of the force transmission member, It is an object of the present invention to provide a force detector manufacturing method and a force detector that are highly accurate and resistant to temperature shock.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]感圧素子の両端の基部を支持する支持面を有する第1及び第2の固定台座と、前記第1の固定台座と前記第2の固定台座との並ぶ方向に延びた力伝達手段とを備え、前記第1の固定台座の貫通孔に、ケースに支持された受圧手段に立設する前記力伝達手段を挿通した力検出器の製造方法であって、前記第1及び第2の固定台座の支持面に平板を載置して前記第1及び第2の固定台座の前記支持面に対する各々の法線が互いに平行となるように前記平板を仮固定する工程と、前記第1の固定台座を前記力伝達手段に接着固定する工程と、前記第2の固定台座を前記ケースに固定する工程と、前記支持面に仮固定した前記平板を取り除いて前記感圧素子の前記両端の基部を夫々前記第1及び第2の固定台座の支持面に固定する工程と、を備えたことを特徴とする力検出器の製造方法。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Application Example 1] A force extending in the direction in which the first and second fixed bases having support surfaces for supporting the bases at both ends of the pressure-sensitive element, and the first fixed base and the second fixed base are aligned. A force detector, wherein the force transmission means is inserted into the through hole of the first fixed base and is erected on the pressure receiving means supported by the case. Placing the flat plate on the support surface of the two fixed pedestals and temporarily fixing the flat plate so that the normals to the support surfaces of the first and second fixed pedestals are parallel to each other; A step of adhering and fixing one fixed base to the force transmitting means; a step of fixing the second fixed base to the case; and removing the flat plate temporarily fixed to the support surface to remove the both ends of the pressure-sensitive element. Fixing the base portions of the base plate to the support surfaces of the first and second fixing bases, respectively. Method for producing a force detector, characterized in that it comprises a.

このような力検出器の製造方法によれば、感圧素子の両端を支持する固定台座の支持面を容易に力伝達手段の軸心と感圧素子の検出軸が平行になるように位置合わせすることができ、固定の不具合によって感圧素子に作用する歪み応力を回避することができる。またオイルを用いずに、検出精度の高い簡易構造の力検出器を製造することができる。   According to such a manufacturing method of the force detector, the support surface of the fixed base that supports both ends of the pressure sensitive element is easily aligned so that the axis of the force transmitting means and the detection axis of the pressure sensitive element are parallel. It is possible to avoid the strain stress acting on the pressure sensitive element due to the fixing failure. Further, a force detector having a simple structure with high detection accuracy can be manufactured without using oil.

[適用例2]前記第2の固定台座の前記力伝達手段と対向する面と、前記力伝達手段との間に所定の間隔を設けるように、前記第2の固定台座を前記ケースに仮固定し、前記平板を仮固定するときに、前記第2の固定台座の支持面と、前記第1の固定台座の支持面とが連続する平面を形成するように、前記第2の固定台座を前記ケースに仮固定する工程を備えることを特徴とする適用例1に記載の力検出器の製造方法。   Application Example 2 Temporarily fixing the second fixed base to the case so as to provide a predetermined distance between the surface of the second fixed base facing the force transmitting means and the force transmitting means. When the flat plate is temporarily fixed, the second fixed base is formed so that the support surface of the second fixed base and the support surface of the first fixed base form a continuous plane. The method for manufacturing a force detector according to application example 1, further comprising a step of temporarily fixing the case.

これにより第2の固定台座を第1の固定台座の支持面と同一平面上に位置合わせする際に、位置ズレしている第2の固定台座を同一平面となる位置に容易に移動させることができる。また高精度に支持面を同一平面上に位置合わせすることができるため、固定の不具合によって感圧素子に作用する歪み応力をより効果的に回避することができる。   Accordingly, when the second fixed base is aligned on the same plane as the support surface of the first fixed base, the displaced second fixed base can be easily moved to the same plane. it can. In addition, since the support surface can be aligned on the same plane with high accuracy, it is possible to more effectively avoid the strain stress acting on the pressure sensitive element due to the fixing failure.

[適用例3]前記感圧素子の両端の基部を夫々支持する前記第1及び第2の固定台座の支持面に前記感圧素子の外周に沿って形成された凹部に、前記支持面に連続する前記感圧素子の前記両端の基部の外形と略同一形状の端部を有する前記平板を載置して、前記支持面同士が同一平面上に位置するように前記平板を仮固定することを特徴とする適用例1又は2に記載の力検出器の製造方法。   Application Example 3 Continuing on the support surface is a recess formed along the outer periphery of the pressure-sensitive element on the support surfaces of the first and second fixed bases that respectively support the bases at both ends of the pressure-sensitive element. Placing the flat plate having end portions of substantially the same shape as the outer shape of the bases at both ends of the pressure sensitive element, and temporarily fixing the flat plate so that the support surfaces are located on the same plane. A manufacturing method of a force detector according to application example 1 or 2, which is characterized.

これにより第1及び第2の固定台座の支持面を力伝達手段の軸心と感圧素子の検出軸が平行になるように位置決めした後、感圧素子の検出軸をセンターシャフトの軸心と平行となるように取り付けることができる。従って、固定の不具合によって感圧素子に作用する歪み応力をより効果的に回避することができる。   Thus, after positioning the support surfaces of the first and second fixed bases so that the axis of the force transmission means and the detection axis of the pressure sensitive element are parallel, the detection axis of the pressure sensitive element is aligned with the axis of the center shaft. It can be attached to be parallel. Therefore, it is possible to more effectively avoid the strain stress acting on the pressure-sensitive element due to the fixing failure.

[適用例4]前記平板の側面は、前記凹部の対向する側面のうちいずれか一方の前記凹部の側面に接することを特徴とする適用例3に記載の力検出器の製造方法。
これにより感圧素子の略同一形状の平板を用いることなく感圧素子の両端を支持する固定台座を容易に同一平面上に位置合わせすることができ、位置決めした後、感圧素子の検出軸をセンターシャフトの軸心と平行となるように取り付けることができる。
Application Example 4 The method of manufacturing the force detector according to Application Example 3, wherein the side surface of the flat plate is in contact with the side surface of any one of the concavities facing the concave portion.
As a result, it is possible to easily align the fixed pedestal supporting both ends of the pressure sensitive element on the same plane without using the flat plate having substantially the same shape of the pressure sensitive element. It can be mounted so as to be parallel to the axis of the center shaft.

[適用例5]受圧手段を支持するケースと、前記受圧手段に立設する力伝達手段と、感圧部と、前記感圧部の両端に接続された一対の基部とを有すると共に、加わる外力を検出する方向を検出軸とする感圧素子と、前記力伝達手段の軸心と前記検出軸との方向が平行になるように前記感圧素子の前記一対の基部を夫々支持する支持面を有する第1及び第2の固定台座と、を備え、前記第1の固定台座が、前記力伝達手段を挿通する貫通孔を有し、前記第2の固定台座の前記力伝達手段と対向する面と、前記力伝達手段との間に所定の間隔を設けるように、前記第2の固定台座が前記ケースに組み立てられたことを特徴とする力検出器。   Application Example 5 External force applied to the case, including a case for supporting the pressure receiving means, a force transmission means standing on the pressure receiving means, a pressure sensing portion, and a pair of bases connected to both ends of the pressure sensing portion. And a support surface for supporting the pair of base portions of the pressure-sensitive element so that the directions of the axis of the force transmitting means and the detection axis are parallel to each other. First and second fixed pedestals, and the first fixed pedestal has a through-hole through which the force transmitting means is inserted and faces the force transmitting means of the second fixed pedestal And the force transmission means, the second fixed base is assembled to the case so as to provide a predetermined interval.

このような力検出器によれば、感圧素子の両端を支持する固定台座を容易に力伝達手段の軸心と感圧素子の検出軸が平行になるように位置合わせすることができ、固定の不具合によって感圧素子に作用する歪み応力を回避することができる。またオイルを用いずに、検出精度の高い簡易構造の力検出器を製造することができる。   According to such a force detector, the fixed pedestal that supports both ends of the pressure sensitive element can be easily aligned so that the axis of the force transmitting means and the detection axis of the pressure sensitive element are parallel to each other. It is possible to avoid the strain stress acting on the pressure-sensitive element due to the above-mentioned problem. Further, a force detector having a simple structure with high detection accuracy can be manufactured without using oil.

[適用例6]前記第1及び第2の固定台座の支持面には、前記感圧素子の外周に沿って、前記力伝達手段の中心軸と平行な広がり方向を有する前記支持面を底面とした凹部が形成されていることを特徴とする適用例5に記載の力検出器。   [Application Example 6] The support surfaces of the first and second fixed bases include the support surface having a spreading direction parallel to the central axis of the force transmission means along the outer periphery of the pressure-sensitive element. The force detector according to Application Example 5, wherein the depressed portion is formed.

これにより第1及び第2の固定台座を力伝達手段の軸心と感圧素子の検出軸が平行になるように位置決めした後、感圧素子を第1及び第2の固定台座の指示面に載置する際に感圧素子の検出軸をセンターシャフトの軸心と平行となるように取り付けることができる。従って、固定の不具合によって感圧素子に作用する歪み応力をより効果的に回避することができる。またオイルを用いずに、検出精度の高い簡易構造の力検出器を製造することができる。   As a result, the first and second fixed bases are positioned so that the axis of the force transmission means and the detection axis of the pressure sensitive element are parallel, and then the pressure sensitive elements are placed on the indicating surfaces of the first and second fixed bases. When mounting, the detection axis of the pressure-sensitive element can be mounted so as to be parallel to the axis of the center shaft. Therefore, it is possible to more effectively avoid the strain stress acting on the pressure-sensitive element due to the fixing failure. Further, a force detector having a simple structure with high detection accuracy can be manufactured without using oil.

[適用例7]前記第2の固定台座の凹部の隅部に連続した第2の凹部が形成されていることを特徴とする適用例6に記載の力検出器。
これにより平板又は感圧素子を第2の固定台座に載置する際に狭持手段が第2の凹部に入り込み位置合わせを容易に行なうことができる。
Application Example 7 The force detector according to Application Example 6, wherein a second recess is formed at a corner of the recess of the second fixed base.
Accordingly, when the flat plate or the pressure sensitive element is placed on the second fixed base, the holding means can enter the second recess and can be easily aligned.

本発明の基本構成となる力検出器の模式断面図である。It is a schematic cross section of the force detector which becomes a basic composition of the present invention. 力検出器の基本構成となる主要部分の斜視図である。It is a perspective view of the principal part used as the basic composition of a force detector. 力検出器の基本構成となる部分破断斜視図である。It is a partially broken perspective view used as the basic composition of a force detector. 本発明の力検出器の模式断面図である。It is a schematic cross section of the force detector of the present invention. 本発明の力検出器の主要部分の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the force detector of this invention. 本発明の力検出器の部分破断斜視図である。It is a partially broken perspective view of the force detector of the present invention. 力検出器の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a force detector. 第1及び第2の固定台座の位置合わせの説明図である。It is explanatory drawing of position alignment of the 1st and 2nd fixed base. 本発明の変形例1の力検出器の主要部分の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the force detector of the modification 1 of this invention. 凹部に変形例の平板を仮固定した力検出器の主要部分の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the force detector which temporarily fixed the flat plate of the modification to the recessed part. 本発明の変形例2の力検出器の主要部分の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the force detector of the modification 2 of this invention. 本発明の変形例3の力検出器の主要部分の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the force detector of the modification 3 of this invention. 第1及び第2の固定台座の支持面の説明図である。It is explanatory drawing of the support surface of a 1st and 2nd fixed base. 従来の圧力センサーの構造を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the conventional pressure sensor. 従来の台座を用いた圧力センサーの説明図である。It is explanatory drawing of the pressure sensor using the conventional base. エンジンブロックに使用する圧力センサーの説明図である。It is explanatory drawing of the pressure sensor used for an engine block. パイプを接続させた圧力センサーの説明図である。It is explanatory drawing of the pressure sensor which connected the pipe.

本発明の力検出器の製造方法及び力検出器の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図1は本発明の基本構成となる力検出器の構成概略図である。図2、図3に本発明の基本構成となる力検出器の主要部分の斜視図、部分破断斜視図を示している。本発明の基本構成となる力検出器は一例として圧力センサーを用いて以下説明する。
A method for manufacturing a force detector and an embodiment of the force detector according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a force detector as a basic configuration of the present invention. 2 and 3 are a perspective view and a partially broken perspective view of a main part of a force detector as a basic configuration of the present invention. The force detector which is the basic configuration of the present invention will be described below using a pressure sensor as an example.

圧力センサー10は、中空円筒体からなるハウジング12を有している。このハウジング12は第1のケース(下端板)を構成する端板をフランジ端板14とするとともに、第2のケース(上端板)をハーメ端子台16とし、第3のケースである円筒側壁18によって離隔配置した端板の周囲を取り囲んで中空密閉容器として構成したものである。フランジ端板14とハーメ端子台16には、内部空間と連通する第1圧力入力口17、第2圧力入力口19がハウジング12の軸芯と同芯に貫通されて、外部に開口されている。この開口部はそれぞれ受圧手段となる第1ダイアフラム20、第2ダイアフラム22によって内外を遮蔽するようにされ、かつこれらをフランジ端板14とハーメ端子台16に一体的に結合している。フランジ端板14側の第1ダイアフラム20は受圧用であり、ハーメ端子台16側の第2ダイアフラム22は大気圧設定用としている。ハウジング12は内外が遮断された状態となっているとともに、図示しない空気抜き手段により内部を真空状態に保持できるようにしている。   The pressure sensor 10 has a housing 12 made of a hollow cylindrical body. The housing 12 has a flange end plate 14 as an end plate constituting a first case (lower end plate), a hermetic terminal block 16 as a second case (upper end plate), and a cylindrical side wall 18 as a third case. Is configured as a hollow hermetic container surrounding the periphery of the end plates arranged separately. A first pressure input port 17 and a second pressure input port 19 communicating with the internal space are passed through the flange end plate 14 and the hermetic terminal block 16 so as to be concentric with the shaft core of the housing 12 and open to the outside. . The opening is shielded from the inside and outside by a first diaphragm 20 and a second diaphragm 22 which are pressure receiving means, respectively, and these are integrally coupled to the flange end plate 14 and the hermetic terminal block 16. The first diaphragm 20 on the flange end plate 14 side is for pressure reception, and the second diaphragm 22 on the hermetic terminal block 16 side is for atmospheric pressure setting. The housing 12 is in a state where the inside and the outside are shut off, and the inside can be maintained in a vacuum state by an air vent means (not shown).

前記ハウジング12の内部には、前記第1、第2のダイアフラム20,22の内面の中央領域を相互に接続するセンターシャフト(力伝達手段)24がハウジング12の軸芯に沿って配置され、両者を接着連結している。そして、このセンターシャフト24の途中には感圧素子受け台としての可動部26が設けられており、この可動部26に後述する検出軸を前記ダイアフラム20,22の受圧面と垂直な軸と平行に設定した双音叉振動子からなる感圧素子28の一端部を取り付けるようにしている。感圧素子28の他端部は前記ハウジング12のハーメ端子台16に設けられている内側に突出した感圧素子受け台としてのボス部30に接続するようにしている。これにより、受圧用第1ダイアフラム20と大気圧用第2ダイアフラム22の差圧によりセンターシャフト24が軸方向移動すると、これに追随して可動部26が位置を変動し、この力が感圧素子28の検出軸方向への作用力を発生させるようにしている。   Inside the housing 12, a center shaft (force transmission means) 24 that connects the central regions of the inner surfaces of the first and second diaphragms 20 and 22 to each other is disposed along the axis of the housing 12. Are bonded together. A movable portion 26 as a pressure-sensitive element cradle is provided in the middle of the center shaft 24. A detection axis, which will be described later, is parallel to an axis perpendicular to the pressure-receiving surfaces of the diaphragms 20 and 22. One end of a pressure sensitive element 28 composed of a double tuning fork vibrator set to be attached. The other end of the pressure-sensitive element 28 is connected to a boss 30 serving as a pressure-sensitive element receiving base projecting inwardly provided on the hermetic terminal block 16 of the housing 12. As a result, when the center shaft 24 moves in the axial direction due to the differential pressure between the first pressure receiving diaphragm 20 and the second atmospheric pressure diaphragm 22, the movable portion 26 changes its position following this, and this force is a pressure sensitive element. The acting force in the direction of the detection axis 28 is generated.

感圧素子28は、感圧部40と感圧部の両端に接続された一対の基部42とを有し、感圧素子28の前記一対の基部42の並ぶ方向を力の検出方向とし、該力の検出方向を検出軸として設定している。感圧素子28を双音叉型圧電振動子とした場合は、感圧部40が2本の柱状ビーム(梁)により構成され、前記一対の基部42の並ぶ方向と前記柱状ビームの延びる方向と前記検出軸とが平行関係になっている。   The pressure-sensitive element 28 has a pressure-sensitive part 40 and a pair of base parts 42 connected to both ends of the pressure-sensitive part. The direction in which the pair of base parts 42 of the pressure-sensitive element 28 are arranged is a force detection direction. The force detection direction is set as the detection axis. When the pressure sensitive element 28 is a double tuning fork type piezoelectric vibrator, the pressure sensitive part 40 is constituted by two columnar beams (beams), and the direction in which the pair of base portions 42 are arranged, the direction in which the columnar beams extend, The detection axis is in parallel.

双音叉型振動素子は、感圧部40の両端部に接続される固定端となる一対の基部42(第1基部42a、第2基部42b)を有し、この2つの基部42の間に2つの振動ビーム(振動部)が形成されている。双音叉型振動素子は、その感圧部40(振動部)である前記2つの振動ビームに引張り応力(伸長応力)あるいは圧縮応力が印加されると、その共振周波数が前記印加される応力にほぼ比例して変化するという特性を有している。感圧素子28は、前記一対の基部42の並ぶ方向をダイアフラムが撓み変位する変位方向と平行となるように配置され、その変位方向は前記検出軸と平行となるように構成されている。感圧素子28の第1基部42aは可動部26に固定され、第2基部42bはボス部30に固定されている。   The double tuning fork type vibration element has a pair of base portions 42 (first base portion 42 a and second base portion 42 b) that are fixed ends connected to both ends of the pressure-sensitive portion 40, and 2 between the two base portions 42. Two vibrating beams (vibrating parts) are formed. When a tensile stress (extension stress) or a compressive stress is applied to the two vibration beams that are the pressure-sensitive portion 40 (vibration portion) of the double tuning fork type vibration element, the resonance frequency is substantially equal to the applied stress. It has the characteristic of changing in proportion. The pressure sensitive element 28 is arranged so that the direction in which the pair of base portions 42 are arranged is parallel to the displacement direction in which the diaphragm is deflected and displaced, and the displacement direction is parallel to the detection axis. The first base portion 42 a of the pressure sensitive element 28 is fixed to the movable portion 26, and the second base portion 42 b is fixed to the boss portion 30.

感圧素子28は発振回路(不図示)を電気的に接続され、発振回路(不図示)から供給される交流電流により、固有の共振周波数で振動するものである。そして感圧素子28は、前記検出軸の方向から伸長応力または圧縮応力を受けることにより共振周波数が変動する。特に、双音叉型振動片は、厚みすべり振動子などに比べて、伸長・圧縮応力に対する共振周波数の変化が極めて大きく共振周波数の可変幅が大きいので、わずかな圧力差を検出するような分解能力に優れる圧力センサーにおいては好適である。双音叉型圧電振動子は、伸長応力を受けると振動腕(振動部)の振動幅が小さくなるので共振周波数が高くなり、圧縮応力を受けると振動腕(振動部)の振動幅が大きくなるので共振周波数は低くなる。   The pressure sensitive element 28 is electrically connected to an oscillation circuit (not shown), and vibrates at an inherent resonance frequency by an alternating current supplied from the oscillation circuit (not shown). The pressure frequency of the pressure-sensitive element 28 fluctuates by receiving an extension stress or a compressive stress from the direction of the detection axis. In particular, the double tuning fork type resonator element has an extremely large change in resonance frequency with respect to elongation / compression stress and a large variable range of resonance frequency compared to a thickness shear vibrator, etc. It is suitable for a pressure sensor that excels in resistance. When the double tuning fork type piezoelectric vibrator is subjected to elongation stress, the vibration width of the vibrating arm (vibrating part) is reduced, so that the resonance frequency is increased, and when receiving compressive stress, the vibration width of the vibrating arm (vibrating part) is increased. The resonance frequency is lowered.

ところで、双音叉型の圧電振動子は、振動腕を2本有するが、シングルビーム型の圧電振動子は振動腕が1本である。よって、シングルビーム型の圧電振動子は、検出軸の方向から双音叉型の圧電振動子の場合と同等の応力を受けたとき、その変位が2倍になるため、双音叉の場合よりさらに高感度な圧力センサーとすることができる。なお双音叉型またはシングルビーム型の圧電振動子の圧電基板としては温度特性の優れた水晶が望ましい。   By the way, the double tuning fork type piezoelectric vibrator has two vibrating arms, while the single beam type piezoelectric vibrator has one vibrating arm. Therefore, when the single beam type piezoelectric vibrator is subjected to the same stress as that of the double tuning fork type piezoelectric vibrator from the direction of the detection axis, its displacement is doubled. It can be a sensitive pressure sensor. As the piezoelectric substrate of the double tuning fork type or single beam type piezoelectric vibrator, quartz having excellent temperature characteristics is desirable.

上記ハウジング12の内部には、前記センターシャフト24と平行であって、その周囲に複数のガイドシャフトである支持棒32a、32bが配置されている。これらは第1ケースであるフランジ端板14と第2ケースであるハーメ端子台16との間隔を一定に保持し、外力によるハウジング12の変形や任意の姿勢によって検出精度が低下しないようにしている。   Inside the housing 12, support rods 32a and 32b, which are parallel to the center shaft 24 and are a plurality of guide shafts, are disposed. These hold the gap between the flange end plate 14 as the first case and the hermetic terminal block 16 as the second case constant so that the detection accuracy does not deteriorate due to deformation of the housing 12 due to external force or an arbitrary posture. .

本実施形態では、特に、上部端板をハーメ端子台16とし、これにはハーメ端子34を端子台16に貫通させ、感圧素子28の信号を外部に取り出すようにしている。   In the present embodiment, in particular, the upper end plate is the Herme terminal block 16, and the Herme terminal 34 is penetrated through the terminal block 16 to take out the signal of the pressure sensitive element 28 to the outside.

このような構成の圧力センサー10によれば、一対のダイアフラム20,22同士はセンターシャフト24に連結され、センターシャフト24の途中に設けた可動部26がダイアフラム20,22の挙動に応じて一体的にシャフト軸方向に移動し(これが一対のダイアフラム20,22が受ける圧力差に起因する動きとなる。)、双音叉振動子である感圧素子28の検出軸方向に作用する力に応じた動きとなる。したがって、オイルを用いることなく、検出精度の高い圧力センサーを構成でき、かつ小型で組み立てが容易な構造となる。また、フランジ端板14、ハーメ端子台16、並びに円筒側壁18が真空容器としてのハウジング12を形成し、フランジ端板14と第1ダイアフラム20とが一体とされ、かつハーメ端子台16と第2ダイアフラム22が一体とされ、組み立てが簡便に行えるようにしている。この圧力センサー10を測定対象液体へ沈める(浸す)容器に取り付けるには、フランジ端板14を測定対象液体容器に第1ダイアフラム20の周囲を囲むように配置されたOリングを介して接合してボルト締めにより取り付ける。なお、センターシャフト24と感圧素子固定用受け台としての可動部26は、一つの部材から切削加工された一体のものであっても良い。そうすることにより可動部26がシャフトの固定部でブレたり、ずれることがなくなる。   According to the pressure sensor 10 having such a configuration, the pair of diaphragms 20 and 22 are connected to the center shaft 24, and the movable portion 26 provided in the middle of the center shaft 24 is integrated according to the behavior of the diaphragms 20 and 22. (This is the movement caused by the pressure difference received by the pair of diaphragms 20 and 22), and the movement according to the force acting in the detection axis direction of the pressure sensitive element 28 which is a double tuning fork vibrator. It becomes. Therefore, a pressure sensor with high detection accuracy can be configured without using oil, and the structure is small and easy to assemble. Further, the flange end plate 14, the hermetic terminal block 16, and the cylindrical side wall 18 form a housing 12 as a vacuum container, the flange end plate 14 and the first diaphragm 20 are integrated, and the hermetic terminal block 16 and the second end plate 16 are integrated. The diaphragm 22 is integrated so that assembly can be performed easily. In order to attach the pressure sensor 10 to a container to be submerged (immersed) in the liquid to be measured, the flange end plate 14 is joined to the liquid container to be measured through an O-ring arranged so as to surround the first diaphragm 20. Install by bolting. Note that the center shaft 24 and the movable portion 26 as a pressure-sensitive element fixing pedestal may be an integral part cut from one member. By doing so, the movable portion 26 is prevented from being shaken or displaced at the fixed portion of the shaft.

しかしながら、感圧素子28の両端部を固定する両端の固定用台座はそれぞれ、一方の第1の固定台座となる可動部26は前記シャフト24に固定され、他方の第2の固定台座となるボス部30はハウジングとなるハーメ端子台16に設けられているので、第1の固定台座の感圧素子固定部平面と、第2の固定台座の感圧素子固定部平面とが平行とならず傾きが生じ易く、感圧素子28の両端部を固定する台座の固定部平面同士を傾きや位置ずれが生じないように固定する手段が確立できていなかったという問題がある。   However, the fixing bases at both ends for fixing the both ends of the pressure sensitive element 28 are respectively fixed to the shaft 24 and the bosses serving as the other second fixing base. Since the portion 30 is provided on the hermetic terminal block 16 as a housing, the pressure-sensitive element fixing portion plane of the first fixed base and the pressure-sensitive element fixing portion plane of the second fixed base are not parallel to each other and are inclined. There is a problem that a means for fixing the fixing portion planes of the pedestal for fixing the both ends of the pressure sensitive element 28 so as not to be inclined or misaligned has not been established.

特に第2の固定台座は、力伝達手段となるセンターシャフト24と接触すると、検出精度が低下するため、接触しないように所定の間隔を開けて形成している。このため、第2の固定台座を第1の固定台座と同一平面となるように調整しながら形成しつつ、センターシャフト24をボス部30の貫通孔の中心となるように調整しながら配置するという2つの調整が必要であり、位置あわせの調整が困難であった。   In particular, the second fixed pedestal is formed at a predetermined interval so as not to come into contact with the center shaft 24, which serves as a force transmission means, because the detection accuracy decreases. For this reason, the center shaft 24 is arranged while being adjusted so as to be the center of the through-hole of the boss portion 30 while the second fixed pedestal is formed while being adjusted to be flush with the first fixed pedestal. Two adjustments were necessary, and it was difficult to adjust the alignment.

図4は本発明の力検出器の模式断面図である。同図(1)は感圧素子を側面から見た力検出器の断面図であり、(2)は感圧素子を平面から見た力検出器の断面図である。図5、図6に本発明の基本構成となる力検出器の主要部品斜視図、部分破断斜視図を示している。なお、本発明の力検出器は一例として圧力センサーを用いて以下説明する。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the force detector of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view of the force detector when the pressure-sensitive element is viewed from the side, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the force detector when the pressure-sensitive element is viewed from the plane. FIG. 5 and FIG. 6 show a perspective view of main parts and a partially broken perspective view of a force detector as a basic configuration of the present invention. The force detector of the present invention will be described below using a pressure sensor as an example.

図1に示す圧力センサー10との相違は、可動部26とボス部30の構成である。その他の構成は、図1と同一の構成であり同一の符号を付している。
本実施形態の力検出器となる圧力センサー100は感圧素子28を第1及び第2の固定台座70,80により両端部を固定している。
The difference from the pressure sensor 10 shown in FIG. 1 is the configuration of the movable portion 26 and the boss portion 30. Other configurations are the same as those in FIG. 1 and are denoted by the same reference numerals.
In the pressure sensor 100 serving as the force detector of the present embodiment, both ends of the pressure sensitive element 28 are fixed by the first and second fixing bases 70 and 80.

第1の固定台座70は、その中心にセンターシャフト24を挿通させる第1貫通孔72を穿孔してある。第1貫通孔72はセンターシャフト24のシャフト径と略同一の孔径に設定し、センターシャフト24を通すことにより、センターシャフト24と第1の固定台座70の第1貫通孔中心を同一軸心上に位置決めすることができる。また感圧素子28の固定面に仮固定用のネジ穴74を穿孔してあり、さらにネジ穴74と交差する方向の一対の側面70aに接着剤導入用の第2貫通孔76を穿孔している。   The first fixed base 70 has a first through hole 72 through which the center shaft 24 is inserted at the center thereof. The first through hole 72 is set to have a diameter substantially the same as the shaft diameter of the center shaft 24, and the center shaft 24 and the first through hole center of the first fixed base 70 are on the same axis center by passing the center shaft 24. Can be positioned. Further, a screw hole 74 for temporary fixing is drilled in the fixing surface of the pressure sensitive element 28, and a second through hole 76 for introducing an adhesive is drilled in a pair of side surfaces 70a in a direction intersecting the screw hole 74. Yes.

第2の固定台座80は、ハーメ端子台16と分離した台座であり、感圧素子28を固定する固定部82とハーメ端子台16に固定する取り付け部84から構成されている。固定部82は前記第1の固定台座70と略同一形状に形成してあり、その中心にセンターシャフト24を挿通させる第1の貫通孔83を穿孔してある。第1の貫通孔83の孔径は、シャフト径よりも径大とし、シャフトと接触しないように形成している。取り付け部84はハーメ端子台16に取り付け位置を調整可能に形成している。本実施形態ではハーメ端子台16と第2の固定台座80の固定手段に一例としてボルト85を用い、取り付け部84の第2貫通孔86とハーメ端子台16のネジ穴16aに螺合させて取り付けている。このとき第2貫通孔86の孔径はボルト85のシャフト径よりも大きく穿孔しているため、第2の固定台座80をハーメ端子台16に取り付ける位置を第2貫通孔の孔径の範囲内で微調整することができる。また第2の固定台座80の感圧素子28の取り付け面にはネジ穴87を穿孔してある。   The second fixed pedestal 80 is a pedestal separated from the hermetic terminal block 16 and includes a fixing portion 82 for fixing the pressure sensitive element 28 and an attachment portion 84 for fixing to the hermetic terminal block 16. The fixing portion 82 is formed in substantially the same shape as the first fixing base 70, and a first through hole 83 through which the center shaft 24 is inserted is drilled in the center thereof. The hole diameter of the first through hole 83 is larger than the shaft diameter and is formed so as not to contact the shaft. The attachment portion 84 is formed on the hermetic terminal block 16 so that the attachment position can be adjusted. In this embodiment, a bolt 85 is used as an example of a fixing means for the hermetic terminal block 16 and the second fixing base 80, and is screwed into the second through hole 86 of the mounting portion 84 and the screw hole 16 a of the hermetic terminal block 16. ing. At this time, since the hole diameter of the second through hole 86 is larger than the shaft diameter of the bolt 85, the position where the second fixed base 80 is attached to the hermetic terminal block 16 is slightly smaller than the hole diameter of the second through hole. Can be adjusted. A screw hole 87 is drilled in the mounting surface of the pressure-sensitive element 28 of the second fixed base 80.

次に、上記構成による本発明の力検出器の製造方法について以下説明する。図7は本発明の力検出器の製造方法の説明図を示している。
まず、ハーメ端子台16の圧力入力口19に第2ダイアフラム22を溶接により接合する。またハーメ端子台16の圧力入力口19と反対の面に第2の固定台座80をボルト85で仮止めする。このときセンターシャフトを貫通させるハーメ端子台16及び第2の固定台座80の貫通孔が略一致するようにしている(図7(1))。
Next, the manufacturing method of the force detector of the present invention having the above configuration will be described below. FIG. 7 shows an explanatory view of the method of manufacturing the force detector of the present invention.
First, the second diaphragm 22 is joined to the pressure input port 19 of the hermetic terminal block 16 by welding. The second fixing base 80 is temporarily fixed with a bolt 85 on the surface of the hermetic terminal block 16 opposite to the pressure input port 19. At this time, the through holes of the hermetic terminal block 16 through which the center shaft penetrates and the second fixed base 80 are made to substantially coincide (FIG. 7 (1)).

一方、フランジ端子板14は治具Aを用いて保持し、その圧力入力口17に第1ダイアフラム20を溶接する(図7(2))。
またフランジ端子板14に対しては、当該フランジ端子板14を治具Bとともにセンターシャフト24及びガイドシャフトである支持棒32(32a、32b)の挿入貫通孔を有する治具Cとにより挟んで保持する。挿入貫通孔は第1ダイアフラム20に取り付けるセンターシャフト24の取り付け位置と、フランジ端子板14に取り付ける支持棒32a,32bの取り付け位置となる箇所に予め形成してある。この状態で、センターシャフト24及び支持棒32a,32bを差し込む。このときセンターシャフト24は、先端に接着剤を塗布してあり、先端部が第1ダイアフラム20の中央部に垂直に立設するように建て付けている。また支持棒32a,32bはフランジ端子板14に先端を埋設した状態で取り付けている(図7(3))。
On the other hand, the flange terminal plate 14 is held using the jig A, and the first diaphragm 20 is welded to the pressure input port 17 (FIG. 7B).
Further, the flange terminal plate 14 is sandwiched and held by the jig C having a center shaft 24 and a support rod 32 (32a, 32b) which is a guide shaft with the jig B together with the jig B. To do. The insertion through-holes are formed in advance at locations where the center shaft 24 attached to the first diaphragm 20 is attached and the support rods 32a and 32b attached to the flange terminal plate 14 are attached. In this state, the center shaft 24 and the support rods 32a and 32b are inserted. At this time, the center shaft 24 is applied such that an adhesive is applied to the tip, and the tip is erected vertically to the center of the first diaphragm 20. Further, the support rods 32a and 32b are attached in a state where the tips are embedded in the flange terminal plate 14 (FIG. 7 (3)).

次に、フランジ端子板14から治具B、治具Cを取り外してセンターシャフト24を第1の固定台座70の第1貫通孔72に通す。センターシャフト24及び支持棒32a,32bの先端には接着剤を塗布しておく。そしてフランジ端子台14に円筒側壁18を嵌め合わせる。円筒側壁18の開口からハーメ端子台16をフランジ端子板14と対向するように嵌め合わせ、ガイドシャフト(支持棒)32の先端をハーメ端子台16の取り付け箇所に埋め込み接着させるとともに、センターシャフト24の他端部をハーメ端子台16の第2ダイアフラム22の中央部に接着させる(図7(4))。   Next, the jig B and jig C are removed from the flange terminal plate 14, and the center shaft 24 is passed through the first through hole 72 of the first fixed base 70. An adhesive is applied to the ends of the center shaft 24 and the support rods 32a and 32b. Then, the cylindrical side wall 18 is fitted to the flange terminal block 14. The hermetic terminal block 16 is fitted through the opening of the cylindrical side wall 18 so as to face the flange terminal plate 14, and the tip of the guide shaft (support bar) 32 is embedded and bonded to the attachment position of the hermetic terminal block 16. The other end is bonded to the center of the second diaphragm 22 of the hermetic terminal block 16 (FIG. 7 (4)).

一体化したフランジ端子台14とハーメ端子台16に対し、円筒側壁18を取り外して、第1及び第2の固定台座70,80の位置合わせを行なう。図8は第1及び第2の固定台座の位置合わせの説明図である。図8(1)に示すように第1の固定台座70は、第1貫通孔72にセンターシャフト24に挿通することにより同一軸心上に位置合わせすることができる。一方、第2の固定台座80は、第1貫通孔83がセンターシャフト24のシャフト径よりも大きく、取り付け部84の第2貫通孔86がボルト85径よりも大きいため、第2貫通孔83のクリアランスの相当する範囲、即ちセンターシャフト24の外周から所定間隔を開けた放射状の範囲で位置ずれしている場合がある。   The cylindrical side wall 18 is removed from the integrated flange terminal block 14 and hermetic terminal block 16, and the first and second fixed bases 70 and 80 are aligned. FIG. 8 is an explanatory diagram of the alignment of the first and second fixed bases. As shown in FIG. 8 (1), the first fixed base 70 can be aligned on the same axis by inserting the center shaft 24 through the first through hole 72. On the other hand, in the second fixed base 80, the first through hole 83 is larger than the shaft diameter of the center shaft 24, and the second through hole 86 of the attachment portion 84 is larger than the diameter of the bolt 85. There is a case where the position is displaced in a range corresponding to the clearance, that is, a radial range having a predetermined interval from the outer periphery of the center shaft 24.

そこで本発明では感圧素子28の外形に沿って略同一となるように形成、換言すれば感圧素子28の両端の基部42の外形と略同一形状の端部を有する平板90を用いて第1及び第2の固定台座70,80の支持面70A,80Aが同一平面上となるように位置調整を行っている。平板90は、感圧素子28の外形に沿って略同一となるように形成し、第1及び第2の固定台座70,80のネジ穴と対向する箇所にネジ穴を形成している。   Therefore, in the present invention, the flat plate 90 is formed so as to be substantially the same along the outer shape of the pressure-sensitive element 28, in other words, using a flat plate 90 having end portions that are substantially the same as the outer shape of the base 42 at both ends of the pressure-sensitive element 28. Position adjustment is performed so that the support surfaces 70A and 80A of the first and second fixed bases 70 and 80 are on the same plane. The flat plate 90 is formed so as to be substantially the same along the outer shape of the pressure-sensitive element 28, and screw holes are formed at locations facing the screw holes of the first and second fixed bases 70 and 80.

このような平板90を第1及び第2の固定台座70,80の支持面にネジ92で仮止めする(図8(2))。平板90を仮止めすることにより、第1及び第2の固定台座70,80の支持面は同一平面上(連続する平面を形成)に位置合わせすることができる。   Such a flat plate 90 is temporarily fixed to the support surfaces of the first and second fixed bases 70 and 80 with screws 92 (FIG. 8B). By temporarily fixing the flat plate 90, the support surfaces of the first and second fixed bases 70 and 80 can be aligned on the same plane (forming a continuous plane).

その後、第1の固定台座70の第2貫通孔76に接着剤を導入し、第1の固定台座70をセンターシャフト24に接着して固定させる。またハーメ端子台16に第2の固定台座80を仮止めしているボルト85を本締めして、ハーメ端子台16に第2の固定台座80を固定させる。(図8(3))。   Thereafter, an adhesive is introduced into the second through hole 76 of the first fixed base 70, and the first fixed base 70 is bonded and fixed to the center shaft 24. Further, the bolt 85 temporarily fixing the second fixing base 80 to the hermetic terminal base 16 is finally tightened to fix the second fixing base 80 to the hermetic terminal base 16. (FIG. 8 (3)).

固定後、平板90を取り外して感圧素子28の一対の基部42を夫々ハーメ端子台16の第2の固定台座80と、センターシャフト24の第1の固定台座70とに接着剤等の接着手段と用いて接着して固定することにより、前記検出軸がセンターシャフト24の軸芯と平行になるように感圧素子28を取り付けることができる。(図8(4)、図7(5))。   After fixing, the flat plate 90 is removed, and the pair of base portions 42 of the pressure-sensitive element 28 are bonded to the second fixed base 80 of the hermetic terminal block 16 and the first fixed base 70 of the center shaft 24 by an adhesive or the like. And the pressure sensitive element 28 can be attached so that the detection axis is parallel to the axis of the center shaft 24. (FIG. 8 (4), FIG. 7 (5)).

最後に、配線処理を行った後、円筒側壁18を取り付けて内部を密閉し、ハーメ端子台16に設けた貫通孔から前記内部を真空引きして前記内部を外部から遮断する。そしてハーメ端子台16の外端面部分にIC等から構成される感圧素子を駆動させるための発振回路が形成された回路基板を実装し、リッド98を取り付けて完成する(図7(6))。ここで、前記リッド98には、ダイアフラム22に圧力を導入するための圧力導入口が形成されると共に、前記ICからの電気信号を外部へ導出するための導出線を通す貫通孔が形成される。なお、前記圧力導入口を前記貫通孔と併用させても良い。   Finally, after performing the wiring process, the cylindrical side wall 18 is attached and the inside is sealed, and the inside is evacuated from the through hole provided in the hermetic terminal block 16, and the inside is shut off from the outside. Then, a circuit board on which an oscillation circuit for driving a pressure sensitive element composed of an IC or the like is mounted on the outer end surface portion of the hermetic terminal block 16 is mounted, and a lid 98 is attached to complete (FIG. 7 (6)). . Here, the lid 98 is formed with a pressure inlet for introducing pressure into the diaphragm 22 and a through hole through which a lead wire for leading an electric signal from the IC to the outside is formed. . The pressure inlet may be used in combination with the through hole.

このようにして感圧素子28の両端を支持する固定台座を容易に同一平面上に位置合わせすることができ、固定の不具合によって感圧素子28に作用する歪み応力を回避することができる。またオイルを用いずに、検出精度の高い簡易構造の力検出器を製造することができる。   In this way, the fixed pedestals that support both ends of the pressure-sensitive element 28 can be easily aligned on the same plane, and the strain stress acting on the pressure-sensitive element 28 due to a fixing failure can be avoided. Further, a force detector having a simple structure with high detection accuracy can be manufactured without using oil.

なお、第1及び第2の固定台座70,80は、必ずしも同一平面上に形成されている必要はない。図13は第1及び第2の固定台座の支持面の説明図である。第1及び第2の固定台座70,80は、支持面70A,80Aが同一平面上となる位置関係になくても、図13(A)に示すように第1及び第2の固定台座70,80の支持面70A,80Aに平板90を載置したとき、第1及び第2の固定台座70,80の支持面70A,80Aに対する各々の法線A,Bが互いに平行となるようにすれば良い。このとき両端の基部の厚みが同じ(42a=42b)平板90は、第2の固定台座80の支持面80Aと接触しているが、第1の固定台座70の支持面70Aとは所定間隔Cを開けて、仮固定されることになる。一方、感圧素子28の両端に接続される一対の基部の厚みは互いに異なっている場合(42a>42b)、第1の固定台座70に固定する前記基部42aの厚みをTA、第2の固定台座80に固定する前記基部42bの厚みをTBとしたとき、TA=TB+Cの関係を満足するようにすると、センターシャフトの軸心と検出軸が平行になるように感圧素子28を固定することができる。このとき平板90の両端の基部の厚みも感圧素子28の基部42a,42bの厚みに対応するように構成すればよい。   The first and second fixed bases 70 and 80 are not necessarily formed on the same plane. FIG. 13 is an explanatory diagram of the support surfaces of the first and second fixed bases. Even if the first and second fixed bases 70 and 80 are not in a positional relationship where the support surfaces 70A and 80A are on the same plane, the first and second fixed bases 70 and 80, as shown in FIG. When the flat plate 90 is placed on the support surfaces 70A and 80A of 80, the normal lines A and B with respect to the support surfaces 70A and 80A of the first and second fixed bases 70 and 80 are parallel to each other. good. At this time, the flat plate 90 having the same base thickness at both ends (42a = 42b) is in contact with the support surface 80A of the second fixed base 80, but has a predetermined distance C from the support surface 70A of the first fixed base 70. Will be temporarily fixed. On the other hand, when the thicknesses of the pair of base parts connected to both ends of the pressure sensitive element 28 are different from each other (42a> 42b), the thickness of the base part 42a fixed to the first fixing base 70 is set to TA and the second fixing part. When the thickness of the base portion 42b fixed to the pedestal 80 is TB, if the relationship of TA = TB + C is satisfied, the pressure sensitive element 28 is fixed so that the axis of the center shaft and the detection axis are parallel. Can do. At this time, the thickness of the base portions at both ends of the flat plate 90 may be configured to correspond to the thickness of the base portions 42a and 42b of the pressure sensitive element 28.

また第1及び第2の固定台座70,80の支持面70A,80Aが同一平面になく、法線A,Bが互いに平行となる場合であって、感圧素子の両端の厚みが同じ基部の何れか一方は支持面70A,80Aの何れか一方と接触しない関係となる。この場合、図13(B)に示すように、例えば接触しない支持面70Aと基部42aは所定間隔Cを開けてボルト92で仮止めして、図示しない第2の固定台座80のボルト85を本締めした後、所定間隔Cに相当する部分に接着手段93を充填することにより、センターシャフトの軸心と検出軸が平行になるように感圧素子を支持面70A,80Aに固定する構成としてもよい。   Further, the support surfaces 70A, 80A of the first and second fixed bases 70, 80 are not in the same plane, and the normal lines A, B are parallel to each other, and the thicknesses of both ends of the pressure sensitive element are the same. Either one of the supporting surfaces 70A and 80A is not in contact with either one. In this case, as shown in FIG. 13B, for example, the non-contact support surface 70A and the base portion 42a are temporarily fixed with a bolt 92 at a predetermined interval C, and the bolt 85 of the second fixed base 80 (not shown) is fully installed. After tightening, the pressure sensitive element may be fixed to the support surfaces 70A and 80A so that the center of the center shaft and the detection axis are parallel by filling the portion corresponding to the predetermined interval C with the adhesive means 93. Good.

次に変形例1の力検出器について以下説明する。上記力検出器の製造方法によれば、第1及び第2の固定台座70,80の支持面を同一平面上に位置決めすることができる。従って感圧素子28の検出軸をセンターシャフト24の軸芯と平行となるように配置すれば、固定の不具合によって感圧素子28に作用する歪み応力を回避することができる。   Next, a force detector according to the first modification will be described below. According to the manufacturing method of the force detector, the support surfaces of the first and second fixed bases 70 and 80 can be positioned on the same plane. Therefore, if the detection axis of the pressure-sensitive element 28 is arranged so as to be parallel to the axis of the center shaft 24, the strain stress acting on the pressure-sensitive element 28 due to a fixing defect can be avoided.

しかし、感圧素子28の検出軸がセンターシャフト24の軸芯と平行になるように取り付けていない場合、感圧素子28に歪み応力が作用して、測定誤差を生じることになってしまう。従って第1及び第2の固定台座70,80を同一平面上に位置合わせしただけでは、感圧素子28の取り付け不具合に起因する歪み応力を完全に除去することができない。   However, if the detection axis of the pressure-sensitive element 28 is not attached so as to be parallel to the axis of the center shaft 24, strain stress acts on the pressure-sensitive element 28, resulting in a measurement error. Therefore, the strain stress resulting from the mounting failure of the pressure sensitive element 28 cannot be completely removed only by aligning the first and second fixed bases 70 and 80 on the same plane.

図9は変形例1の力検出器の主要部分の斜視図である。図9(A)に示すように変形例の力検出器は、第1及び第2の固定台座70,80に、感圧素子28を嵌め込む凹部94を形成している。凹部94は、感圧素子28の両端の基部42を夫々支持する第1及び第2の固定台座70,80の支持面70A,80Aに感圧素子28の外周に沿って、また感圧素子28の厚みに合わせて略同一となるように形成している。また凹部94は、センターシャフト24の中心軸と平行な広がり方向を有する支持面を底面としている。さらに凹部94の底面には平板を仮固定するためのネジ穴96を形成してある。   FIG. 9 is a perspective view of the main part of the force detector of the first modification. As shown in FIG. 9A, the force detector according to the modified example is formed with a concave portion 94 into which the pressure sensitive element 28 is fitted in the first and second fixed bases 70 and 80. The concave portion 94 is formed along the outer periphery of the pressure sensitive element 28 on the support surfaces 70A and 80A of the first and second fixed bases 70 and 80 that respectively support the base portions 42 at both ends of the pressure sensitive element 28, and the pressure sensitive element 28. It is formed so as to be substantially the same according to the thickness. The recess 94 has a support surface having a spreading direction parallel to the center axis of the center shaft 24 as a bottom surface. Further, a screw hole 96 for temporarily fixing the flat plate is formed on the bottom surface of the recess 94.

上記構成による変形例1の力検出器の製造方法は、図9(B)に示すように平板90を凹部94に嵌め込んでネジ92で仮固定して第1及び第2の固定台座70,80の支持面を同一平面上に位置決めすることができる。その後、第1の固定台座70の第2貫通孔76に接着剤を導入し、第1の固定台座70をセンターシャフト24に接着して固定させる。そして、ハーメ端子台16に第2の固定台座80を仮止めしているボルト85を本締めして、ハーメ端子台16に第2の固定台座80を固定させる。そして図9(C)に示すように、凹部94に感圧素子28を嵌め込むと感圧素子28の一対の基部42を夫々第1の固定台座70と第2の固定台座80とに接着剤等の接着手段を用いて固定することによって、感圧素子28の力検出方向、即ち検出軸方向とセンターシャフト24の軸心が平行となるように取り付けることができる。   As shown in FIG. 9B, the manufacturing method of the force detector according to the first modification having the above-described configuration is configured such that the flat plate 90 is fitted into the recess 94 and temporarily fixed with the screw 92, and the first and second fixed bases 70, The 80 support surfaces can be positioned on the same plane. Thereafter, an adhesive is introduced into the second through hole 76 of the first fixed base 70, and the first fixed base 70 is bonded and fixed to the center shaft 24. Then, the bolt 85 temporarily fixing the second fixed base 80 to the hermetic terminal base 16 is finally tightened to fix the second fixed base 80 to the hermetic terminal base 16. Then, as shown in FIG. 9C, when the pressure-sensitive element 28 is fitted into the recess 94, the pair of base portions 42 of the pressure-sensitive element 28 are bonded to the first fixed base 70 and the second fixed base 80, respectively. By fixing using an adhesive means such as the above, the force detection direction of the pressure-sensitive element 28, that is, the detection axis direction and the axis of the center shaft 24 can be attached in parallel.

このような変形例1の力検出器によれば、第1及び第2の固定台座70,80を同一平面上に位置決めした後、感圧素子28の検出軸をセンターシャフト24の軸心と平行となるように取り付けることができる。従って、固定の不具合によって感圧素子28に作用する歪み応力を回避することができる。またオイルを用いずに、検出精度の高い簡易構造の力検出器を製造することができる。   According to such a force detector of the first modification, after the first and second fixed bases 70 and 80 are positioned on the same plane, the detection axis of the pressure sensitive element 28 is parallel to the axis of the center shaft 24. It can be attached to become. Accordingly, it is possible to avoid the strain stress acting on the pressure sensitive element 28 due to the fixing failure. Further, a force detector having a simple structure with high detection accuracy can be manufactured without using oil.

なお、前記凹部94を形成した場合、第1及び第2の固定台座70,80の支持面に連続する平板90は、必ずしも感圧素子28の外形に沿って略同一となるように形成する必要はない。   When the concave portion 94 is formed, the flat plate 90 continuing to the support surfaces of the first and second fixed bases 70 and 80 is necessarily formed so as to be substantially the same along the outer shape of the pressure sensitive element 28. There is no.

図10は凹部94に変形例の平板91を仮固定した力検出器の主要部分の斜視図である。図示のように変形例の平板91は、センターシャフトの軸心と平行な側面91aが、凹部94の対向する側面(95aと95b、又は95cと95d)、のうちいずれか一方の凹部の側面(図10では95bと95d)に接するようにしていれば良い。   FIG. 10 is a perspective view of the main part of the force detector in which the modified flat plate 91 is temporarily fixed to the recess 94. As shown in the drawing, the flat plate 91 of the modified example has a side surface 91a parallel to the center axis of the center shaft, and a side surface (95a and 95b, or 95c and 95d) of one of the concave portions facing the concave portion 94 ( In FIG. 10, it is only necessary to be in contact with 95b and 95d).

このような平板を用いた場合であっても、感圧素子28の台座を容易に同一平面上、又は第1及び第2の固定台座の支持面に対する各々の法線が互いに平行となるように位置合わせすることができ、固定の不具合によって感圧素子28に作用する歪み応力を回避することができる。またオイルを用いずに、検出精度の高い簡易構造の力検出器を製造することができる。   Even when such a flat plate is used, the pedestal of the pressure-sensitive element 28 can be easily arranged on the same plane, or the normals to the support surfaces of the first and second fixed pedestals can be parallel to each other. Positioning can be performed, and distortion stress acting on the pressure-sensitive element 28 due to a fixing failure can be avoided. Further, a force detector having a simple structure with high detection accuracy can be manufactured without using oil.

次に変形例2の力検出器について以下説明する。図11は本発明の変形例2の力検出器の主要部分である第2の固定台座80の説明図である。図示のように変形例2の力検出器は、第2の固定台座の凹部94に第2の凹部となる狭持用凹部96が形成されている。狭持用凹部96は、凹部94に載置した感圧素子28の端部と接する箇所に形成されている。より具体的に狭持用凹部96は図11(A)に示すように感圧素子28の柱状ビームの延びる方向に平行な基部の第1の側面と接する隅部96a、(B)に示すように感圧素子28の柱状ビームの延びる方向に垂直な方向に平行な基部の第2の側面と接する隅部96b、(C)に示すように感圧素子28の前記第1の側面及び第2の側面と接する隅部96cに連続するように形成されている。なお狭持用凹部96の厚み(深さ)は、凹部94の厚みと同等又はそれ以下に形成している。   Next, the force detector of Modification 2 will be described below. FIG. 11 is an explanatory diagram of a second fixed base 80 which is a main part of the force detector according to the second modification of the present invention. As shown in the drawing, the force detector according to the second modified example has a holding recess 96 serving as a second recess formed in the recess 94 of the second fixed base. The holding recess 96 is formed at a location in contact with the end of the pressure-sensitive element 28 placed in the recess 94. More specifically, as shown in FIG. 11 (A), the sandwiching recess 96 is shown at a corner 96a (B) in contact with the first side surface of the base parallel to the extending direction of the columnar beam of the pressure sensitive element 28. The first side surface and the second side surface of the pressure sensitive element 28 as shown in the corner 96b in contact with the second side surface of the base parallel to the direction perpendicular to the extending direction of the columnar beam of the pressure sensitive element 28, as shown in FIG. It is formed so as to be continuous with a corner portion 96c in contact with the side surface of the. Note that the thickness (depth) of the holding recess 96 is equal to or less than the thickness of the recess 94.

このような狭持用凹部96は、平板90又は感圧素子28を第2の固定台座80に載置する際に感圧素子28の基部を挟持するなどしたピンセット等の狭持手段が狭持用凹部96に入り込み位置合わせ等を容易に行なうことができる。   Such a holding recess 96 is held by a holding means such as tweezers that holds the base of the pressure sensitive element 28 when the flat plate 90 or the pressure sensitive element 28 is placed on the second fixed base 80. It is possible to easily enter the concave portion 96 and align the position.

図12は本発明の変形例3の力検出器の主要部分の斜視図である。図示のように変形例の力検出器は、第2の固定台座180の形状が図5に示す力検出器の第2の固定台座と異なっている。(A)に示す第2の固定台座180には、図5に示す第2の固定台座80の第1貫通孔83の代わりに切り欠き部183を形成している。切り欠き部183は、第2の固定台座180のセンターシャフト24と対向する面に、センターシャフト24との間に所定の間隔を設けるようにシャフトの軸心に沿って溝形状に形成されている   FIG. 12 is a perspective view of the main part of the force detector according to the third modification of the present invention. As shown in the figure, the modified force detector is different in the shape of the second fixed base 180 from the second fixed base of the force detector shown in FIG. In the second fixed base 180 shown in FIG. 5A, a notch 183 is formed instead of the first through hole 83 of the second fixed base 80 shown in FIG. The notch 183 is formed in a groove shape along the axis of the shaft on the surface of the second fixed base 180 that faces the center shaft 24 so as to provide a predetermined space between the notch 183 and the center shaft 24.

また(B)に示す第2の固定台座280は、感圧素子の支持面280Aとなる固定部82と取り付け部84をL字形状に形成している。第2の固定台座280は、センターシャフト24と対向する固定部82が、センターシャフト24との間に所定の間隔を設けるようにハーメ端子台16に位置調整可能に取り付けている。
なお変形例3に示す第1及び第2の固定台座70,180,280の感圧素子の支持面に図9に示すような凹部94を形成するように構成しても良い。
Moreover, the 2nd fixed base 280 shown to (B) forms the fixing | fixed part 82 and the attaching part 84 used as the support surface 280A of a pressure-sensitive element in L shape. The second fixing base 280 is attached to the hermetic terminal block 16 so that the position of the fixing portion 82 facing the center shaft 24 can be adjusted so that a predetermined distance is provided between the second fixing base 280 and the center shaft 24.
Note that a recess 94 as shown in FIG. 9 may be formed on the support surfaces of the pressure sensitive elements of the first and second fixed bases 70, 180, and 280 shown in the third modification.

このような変形例3の力検出器であっても、感圧素子28の台座を容易に同一平面上、又は第1及び第2の固定台座の支持面に対する各々の法線が互いに平行となるように位置合わせすることができ、固定の不具合によって感圧素子28に作用する歪み応力を回避することができる。またオイルを用いずに、検出精度の高い簡易構造の力検出器を製造することができる。   Even in the force detector according to the third modification, the pedestal of the pressure-sensitive element 28 can be easily arranged on the same plane, or the normals to the support surfaces of the first and second fixed pedestals can be parallel to each other. Thus, the strain stress acting on the pressure-sensitive element 28 due to a fixing failure can be avoided. Further, a force detector having a simple structure with high detection accuracy can be manufactured without using oil.

10,100………圧力センサー、12………ハウジング、14………フランジ端板(第1ケース)、16………ハーメ端子台、17………第1圧力入力口、18………円筒側壁、19………第2圧力入力口、20………第1ダイアフラム、22………第2ダイアフラム、24………センターシャフト、26………可動部、28………感圧素子、30………ボス部、32a、32b………支持棒(ガイドシャフト)、34………ハーメ端子、40………感圧部、42………基部、70………第1の固定台座、72………第1貫通孔、74………ネジ穴、76………第2貫通孔、80………第2の固定台座、82………固定部、83………第1貫通孔、84………取り付け部、85………ボルト、86………第2貫通孔、87………ネジ穴、90………平板、92………ネジ、93………接着手段、94………凹部、96………狭持用凹部、98………リッド、101………圧力センサー、102………第1の圧力入口、103………第2の圧力入口、104………筐体、105………力伝達部材、106………第1のベローズ、107………第2のベローズ、108………基板、109………双音叉型振動子、110………オイル、111………開口部、201………圧力センサー、210………第1のベローズ、211………第2のベローズ、215………振動子接着用台座、220………感圧素子、221………補強板、250………補強用弾性部材、300………圧力センサー、310………第1ダイアフラム、330………中空金属ステム、322………第2ダイアフラム、350………センシング部、351………チップ、360………力伝達部材、400………圧力センサー、402………パイプ。 10, 100 ... Pressure sensor, 12 ... Housing, 14 ... Flange end plate (first case), 16 ... Herme terminal block, 17 ... First pressure input port, 18 ... Cylindrical side wall, 19 ......... second pressure input port, 20 ......... first diaphragm, 22 ......... second diaphragm, 24 ......... center shaft, 26 ......... movable part, 28 ......... pressure sensitive element , 30 ......... Boss part, 32a, 32b ......... Support bar (guide shaft), 34 ......... Herme terminal, 40 ......... Pressure sensitive part, 42 ......... Base part, 70 ......... First fixing Pedestal 72 ......... First through hole 74 ......... Screw hole 76 ......... Second through hole 80 ......... Second fixed base 82 ......... Fixed portion 83 ......... First Through hole, 84 ......... Mounting part, 85 ......... Bolt, 86 ......... Second through hole, 87 ......... Screw hole, 90 ......... Plate, 92 ......... Screw, 93 ......... Adhesion means, 94 ......... Recess, 96 ......... Holding recess, 98 ......... Lid, 101 ......... Pressure sensor, 102 ......... First pressure inlet, 103 ......... Second pressure inlet, 104 ......... Housing, 105 ......... Force transmitting member, 106 ......... First bellows, 107 ......... Second bellows, 108 ……… Substrate, 109 ……… Two tuning fork vibrator, 110 ……… Oil, 111 ……… Opening portion, 201 …… Pressure sensor, 210 ……… First bellows, 211 ……… Second Bellows, 215... Vibrator adhering base, 220... Pressure sensitive element, 221... Reinforcing plate, 250 ... elastic member for reinforcement, 300 ... pressure sensor, 310 first Diaphragm, 330 ... hollow metal stem, 322 ... Second diaphragm, 50 ......... sensing unit, 351 ......... chip, 360 ......... force transmitting member, 400 ......... pressure sensor, 402 ......... pipe.

Claims (7)

感圧素子の両端の基部を支持する支持面を有する第1及び第2の固定台座と、
前記第1の固定台座と前記第2の固定台座との並ぶ方向に延びた力伝達手段とを備え、
前記第1の固定台座の貫通孔に、ケースに支持された受圧手段に立設する前記力伝達手段を挿通した力検出器の製造方法であって、
前記第1及び第2の固定台座の支持面に平板を載置して前記第1及び第2の固定台座の前記支持面に対する各々の法線が互いに平行となるように前記平板を仮固定する工程と、
前記第1の固定台座を前記力伝達手段に接着固定する工程と、
前記第2の固定台座を前記ケースに固定する工程と、
前記支持面に仮固定した前記平板を取り除いて前記感圧素子の前記両端の基部を夫々前記第1及び第2の固定台座の支持面に固定する工程と、
を備えたことを特徴とする力検出器の製造方法。
First and second fixed bases having support surfaces for supporting bases at both ends of the pressure sensitive element;
Force transmitting means extending in a direction in which the first fixed base and the second fixed base are arranged;
A method of manufacturing a force detector, wherein the force transmitting means is erected on a pressure receiving means supported by a case in a through hole of the first fixed base,
A flat plate is placed on the support surfaces of the first and second fixed bases, and the flat plates are temporarily fixed so that the normals to the support surfaces of the first and second fixed bases are parallel to each other. Process,
Bonding and fixing the first fixing base to the force transmission means;
Fixing the second fixed base to the case;
Removing the flat plate temporarily fixed to the support surface and fixing the bases at both ends of the pressure sensitive element to the support surfaces of the first and second fixing bases, respectively;
A method for manufacturing a force detector.
前記第2の固定台座の前記力伝達手段と対向する面と、前記力伝達手段との間に所定の間隔を設けるように、前記第2の固定台座を前記ケースに仮固定し、
前記平板を仮固定するときに、前記第2の固定台座の支持面と、前記第1の固定台座の支持面とが連続する平面を形成するように、前記第2の固定台座を前記ケースに仮固定する工程を備えることを特徴とする請求項1に記載の力検出器の製造方法。
Temporarily fixing the second fixed base to the case so as to provide a predetermined interval between the force transmitting means and a surface of the second fixed base facing the force transmitting means;
When temporarily fixing the flat plate, the second fixed base is attached to the case so that a support surface of the second fixed base and a support surface of the first fixed base form a continuous plane. The method for manufacturing a force detector according to claim 1, further comprising a step of temporarily fixing.
前記感圧素子の両端の基部を夫々支持する前記第1及び第2の固定台座の支持面に前記感圧素子の外周に沿って形成された凹部に、前記支持面に連続する前記感圧素子の前記両端の基部の外形と略同一形状の端部を有する前記平板を載置して、前記支持面同士が同一平面上に位置するように前記平板を仮固定することを特徴とする請求項1又は2に記載の力検出器の製造方法。   The pressure-sensitive element that is continuous with the support surface in a recess formed along the outer periphery of the pressure-sensitive element on the support surfaces of the first and second fixed bases that respectively support the bases at both ends of the pressure-sensitive element. The flat plate having the ends substantially the same shape as the outer shapes of the base portions at both ends is placed, and the flat plate is temporarily fixed so that the support surfaces are located on the same plane. A method for manufacturing the force detector according to 1 or 2. 前記平板の側面は、前記凹部の対向する側面のうちいずれか一方の前記凹部の側面に接することを特徴とする請求項3に記載の力検出器の製造方法。   4. The method of manufacturing a force detector according to claim 3, wherein a side surface of the flat plate is in contact with a side surface of any one of the concave portions facing the concave portion. 受圧手段を支持するケースと、
前記受圧手段に立設する力伝達手段と、
感圧部と、前記感圧部の両端に接続された一対の基部とを有すると共に、加わる外力を検出する方向を検出軸とする感圧素子と、
前記力伝達手段の軸心と前記検出軸との方向が平行になるように前記感圧素子の前記一対の基部を夫々支持する支持面を有する第1及び第2の固定台座と、
を備え、
前記第1の固定台座が、前記力伝達手段を挿通する貫通孔を有し、
前記第2の固定台座の前記力伝達手段と対向する面と、前記力伝達手段との間に所定の間隔を設けるように、前記第2の固定台座が前記ケースに組み立てられたことを特徴とする力検出器。
A case for supporting the pressure receiving means;
Force transmitting means standing on the pressure receiving means;
A pressure-sensitive element having a pressure-sensitive part and a pair of bases connected to both ends of the pressure-sensitive part, and having a detection axis as a direction for detecting an applied external force;
First and second fixed bases each having a support surface for supporting the pair of bases of the pressure-sensitive element so that directions of the axis of the force transmission means and the detection axis are parallel to each other;
With
The first fixed base has a through-hole through which the force transmitting means is inserted;
The second fixed base is assembled to the case so as to provide a predetermined interval between the surface of the second fixed base facing the force transmitting means and the force transmitting means. Force detector.
前記第1及び第2の固定台座の支持面には、前記感圧素子の外周に沿って、前記力伝達手段の中心軸と平行な広がり方向を有する前記支持面を底面とした凹部が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の力検出器。   On the support surfaces of the first and second fixed bases, recesses are formed along the outer periphery of the pressure sensitive element, with the support surface having a spreading direction parallel to the central axis of the force transmission means as a bottom surface. The force detector according to claim 5, wherein: 前記第2の固定台座の凹部の隅部に連続した第2の凹部が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の力検出器。   The force detector according to claim 6, wherein a second recess is formed at a corner of the recess of the second fixed base.
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