JP2012093196A - Pressure sensor - Google Patents

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Kenta Sato
健太 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor which can highly accurately detect pressure and which has high resistance to the impact in a direction orthogonal to the surface direction of a piezoelectric vibration element.SOLUTION: The pressure sensor includes: a diaphragm 28 having a center part 30 being displaced in a pressure-receiving direction, and a peripheral part 34 positioned on the outer periphery of the center part 30 and prevented from being displaced; a pressure sensitive element 38 which has a vibration arm 40 as a pressure sensitive part defining a detection axis in the displacing direction of the center part and a pair of base parts (a first base part 42 and a second base part 44) holding the vibration arm 40, and in which the first base part 42 is fixed to one face of the center part 30; a ring part 22 arranged on the outer peripheral side of the diaphragm 28 and having a level difference part 27 on a principal surface positioned on the side where the pressure sensitive element 38 is arranged; a support plate body 50 connecting the second base part 44 of the pressure sensitive element 38 to the peripheral part 34 of the diaphragm 28 or to the level difference part 27; and stoppers 60 and 64 arranged parallel to the support plate body 50 and preventing the pressure sensitive element 38 from tilting.

Description

本発明は、感圧素子、及びダイアフラムを用いた圧力センサーに係り、特に、感圧素子配置面に対して垂直な方向からの衝撃に対する耐性を向上させることのできる圧力センサーに関する。   The present invention relates to a pressure sensor using a pressure sensitive element and a diaphragm, and more particularly to a pressure sensor capable of improving resistance to impact from a direction perpendicular to the pressure sensitive element arrangement surface.

従来から、水圧計、気圧計、差圧計などとして圧電振動素子を感圧素子として使用した圧力センサーは知られている。このような構成の圧力センサーでは、板状の水晶基板上に、振動を励起可能な電極パターンを形成した感圧素子を備える。そして、力の検出方向に感圧素子の検出軸を合わせるように構成する。このような構成とすることで、検出軸の配置方向に力(圧力)が加えられることで感圧素子の励起する振動の共振周波数が変化することとなる。このため、共振周波数の変化を力に変換することで、加えられた圧力の検出が可能となる。   Conventionally, a pressure sensor using a piezoelectric vibration element as a pressure-sensitive element is known as a water pressure gauge, a barometer, a differential pressure gauge, or the like. The pressure sensor having such a configuration includes a pressure-sensitive element in which an electrode pattern capable of exciting vibration is formed on a plate-shaped quartz substrate. And it comprises so that the detection axis | shaft of a pressure sensitive element may be matched with the detection direction of force. With such a configuration, a resonance frequency of vibration excited by the pressure-sensitive element is changed by applying force (pressure) in the arrangement direction of the detection shaft. For this reason, the applied pressure can be detected by converting the change in the resonance frequency into a force.

このような構成を基本とする圧力センサーとしては従来、特許文献1に開示されているようなものが知られている。特許文献1に開示されている圧力センサーは図13に示すように、気密ケース2と、第1、第2のベローズ3a,3b、圧電振動素子4、および発振回路5を基本として構成されている。気密ケース2は、円筒形の外殻を有すると共に、内部を真空または不活性な雰囲気とされている。第1、第2のベローズ3a,3bはそれぞれ、気密ケース2の外殻を構成する一対の端板6a,6bに形成された貫通孔(圧力入力口)8を覆うように、気密ケース2内部に配置される。第1、第2のベローズ3a,3b間には、振動子接着台座7が設けられる。圧力入力口8から付与される圧力に応じて伸縮する第1、第2のベローズ3a,3b間に配置された振動子接着台座7は、第1、第2のベローズ3a,3bの伸縮に応じて端板間を移動することとなる。圧電振動素子4は、気密ケース2を構成するいずれか一方の端板6a(6b)と、振動子接着台座7との間に配置され、振動子接着台座7の移動に伴う応力により、共振周波数が変化する構成とされている。発振回路5は、圧電振動素子4を構成する励振電極と電気的に接続されており、圧電振動素子4を励振させると共に、励起される振動の検出を行う。そして、検出された振動の共振周波数の変化により、第1、第2のベローズ3a,3b間に付与された圧力の差圧の検出が可能となる。   As a pressure sensor based on such a configuration, one disclosed in Patent Document 1 is conventionally known. As shown in FIG. 13, the pressure sensor disclosed in Patent Document 1 is configured based on an airtight case 2, first and second bellows 3 a and 3 b, a piezoelectric vibration element 4, and an oscillation circuit 5. . The airtight case 2 has a cylindrical outer shell, and the inside thereof is a vacuum or an inert atmosphere. The first and second bellows 3a and 3b are arranged inside the airtight case 2 so as to cover the through holes (pressure input ports) 8 formed in the pair of end plates 6a and 6b constituting the outer shell of the airtight case 2, respectively. Placed in. A vibrator bonding base 7 is provided between the first and second bellows 3a and 3b. The vibrator bonding base 7 disposed between the first and second bellows 3a and 3b that expands and contracts according to the pressure applied from the pressure input port 8 corresponds to the expansion and contraction of the first and second bellows 3a and 3b. Move between the end plates. The piezoelectric vibration element 4 is disposed between any one of the end plates 6a (6b) constituting the airtight case 2 and the vibrator bonding pedestal 7, and has a resonance frequency due to stress accompanying the movement of the vibrator bonding pedestal 7. It is set as the structure which changes. The oscillation circuit 5 is electrically connected to an excitation electrode constituting the piezoelectric vibration element 4, and excites the piezoelectric vibration element 4 and detects excited vibration. And the differential pressure | voltage of the pressure provided between the 1st, 2nd bellows 3a and 3b can be detected by the change of the resonance frequency of the detected vibration.

しかし、特許文献1に開示されている圧力センサー1では構成上、気密ケース2と圧電振動素子4との熱膨張係数の違いによって生ずる検出圧力の誤差が大きいという問題がある。   However, the pressure sensor 1 disclosed in Patent Document 1 has a problem in that a detection pressure error caused by a difference in thermal expansion coefficient between the airtight case 2 and the piezoelectric vibration element 4 is large.

このような問題に対し本願発明者達は、熱膨張係数の違いによって生ずる誤差を抑制し、高精度な圧力検出を可能とする圧力センサーとして、特許文献2に示す圧力センサーを提案している。特許文献2に開示した圧力センサーは、図14に示すように、圧電振動素子4aと、この圧電振動素子4aを収容するハウジング2a、およびハウジング2aの一端に設けたダイアフラム3cを基本として構成される。ハウジング2aは、ダイアフラム3cと対向する他端を封止され、内部を真空または不活性な雰囲気とされる。ダイアフラム3cは、中央部と可撓部、および周縁部を備え、可撓部の内周側に位置する中央部が受圧部として機能する構成とされる。圧電振動素子4aは、振動部4a1と振動部4a1の両端に一対の基部4a2,4a3を備えることを基本として構成されている。圧電振動素子4aは、いずれか一方の基部4a2をダイアフラム3cにおける中央部に接続すると共に、他方の基部4a3から延設された支持板7aが、ダイアフラム3cにおける周縁部に設けられたハーメチック端子9に接続され、外部との電気的導通がとられる構成とされている。このような構成の圧力センサー1aによれば、圧電振動素子4aの両端がダイアフラム3cに接続されることとなるため、熱膨張係数の違いにより生ずる検出圧力の誤差を抑制することができる。   The inventors of the present application have proposed a pressure sensor disclosed in Patent Document 2 as a pressure sensor that suppresses errors caused by differences in thermal expansion coefficients and enables highly accurate pressure detection. As shown in FIG. 14, the pressure sensor disclosed in Patent Document 2 is basically configured of a piezoelectric vibration element 4a, a housing 2a that accommodates the piezoelectric vibration element 4a, and a diaphragm 3c provided at one end of the housing 2a. . The other end of the housing 2a facing the diaphragm 3c is sealed, and the inside of the housing 2a is set to a vacuum or an inert atmosphere. The diaphragm 3c includes a central part, a flexible part, and a peripheral part, and the central part located on the inner peripheral side of the flexible part functions as a pressure receiving part. The piezoelectric vibration element 4a is basically configured to include a vibration part 4a1 and a pair of base parts 4a2 and 4a3 at both ends of the vibration part 4a1. In the piezoelectric vibration element 4a, one of the base portions 4a2 is connected to the center portion of the diaphragm 3c, and the support plate 7a extending from the other base portion 4a3 is connected to the hermetic terminal 9 provided at the peripheral portion of the diaphragm 3c. It is configured to be connected and to be electrically connected to the outside. According to the pressure sensor 1a having such a configuration, since both ends of the piezoelectric vibration element 4a are connected to the diaphragm 3c, it is possible to suppress an error in detection pressure caused by a difference in thermal expansion coefficient.

特開2007−57395号公報JP 2007-57395 A 特開2010−48798号公報JP 2010-48798 A

特許文献2に開示したような構成の圧力センサーであれば確かに、熱膨張係数の違いによる検出圧力の誤差を抑制し、高精度な圧力検出を可能とすることができる。しかし、特許文献2に開示されている圧力センサーは、圧電振動素子をダイアフラムに対して、いわゆる片持ち状態で固定する構成を採っている。このため、圧電振動素子の面方向、すなわち振動部4a1と基部4a2,4a3とを含む同一平面に垂直な方向の衝撃に対する耐性が低くなってしまう傾向にある。   If it is a pressure sensor of composition as indicated in patent documents 2, certainly the error of the detection pressure by the difference in a thermal expansion coefficient can be controlled, and highly accurate pressure detection can be performed. However, the pressure sensor disclosed in Patent Document 2 employs a configuration in which the piezoelectric vibration element is fixed to the diaphragm in a so-called cantilever state. For this reason, there exists a tendency for the tolerance to the impact of the surface direction of a piezoelectric vibration element, ie, the direction perpendicular | vertical to the same plane containing the vibration part 4a1 and base 4a2, 4a3, to become low.

そこで本発明では、高精度な圧力検出を可能としつつ、圧電振動素子の面方向に対して垂直な方向の衝撃に対する耐性が高い圧力センサーを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a pressure sensor that can detect pressure with high accuracy and has high resistance to impact in a direction perpendicular to the surface direction of the piezoelectric vibration element.

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]受圧方向へ変位する中央部と、前記中央部の外周に位置して変位することを抑えられた周縁部とを有するダイアフラムと、前記中央部の変位方向に沿って検出軸を定めた感圧部と前記感圧部を挟持する一対の基部とを有し、いずれか一方の基部を前記ダイアフラムにおける前記中央部における一方の面に固定される感圧素子と、前記ダイアフラムの外周側に配置され、前記感圧素子配置側に位置する主面に段差部を備えるリング部と、前記感圧素子におけるいずれか他方の基部を前記ダイアフラムにおける前記周縁部、または前記段差部に接続する支持板本体と、前記支持板本体と平行に配置され、前記感圧素子の傾倒を防止するストッパーとを備えたことを特徴とする圧力センサー。
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 diaphragm having a central portion that is displaced in the pressure receiving direction, a peripheral portion that is located on the outer periphery of the central portion and is prevented from being displaced, and a detection axis along the displacement direction of the central portion. A pressure-sensitive element having a defined pressure-sensitive part and a pair of base parts sandwiching the pressure-sensitive part, and fixing one of the base parts to one surface of the central part of the diaphragm; and an outer periphery of the diaphragm A ring portion that is disposed on the side and includes a step portion on a main surface located on the pressure-sensitive element placement side, and one of the other base portions of the pressure-sensitive element is connected to the peripheral portion of the diaphragm or the step portion. A pressure sensor comprising: a support plate main body; and a stopper that is disposed in parallel with the support plate main body and prevents the pressure sensitive element from tilting.

このような構成とすることにより、支持板本体と平行に配置されたストッパーが、感圧素子の傾倒を防止することとなる。これにより、検出軸と直交する方向、すなわち感圧素子の主面方向に対する衝撃への耐性を高めることが可能となる。   By setting it as such a structure, the stopper arrange | positioned in parallel with a support plate main body will prevent inclination of a pressure sensitive element. As a result, it is possible to increase resistance to impact in the direction orthogonal to the detection axis, that is, the principal surface direction of the pressure sensitive element.

[適用例2]適用例1に記載の圧力センサーであって、前記支持板本体および前記ストッパーは、前記感圧素子を基点として、前記感圧素子の主面と同一平面上に、線対称に設けられることを特徴とする圧力センサー。
このような構成とすることにより、主面方向に対する衝撃を受けた際、感圧素子に捻れが生ずることを防止することができる。
Application Example 2 In the pressure sensor according to Application Example 1, the support plate body and the stopper are line-symmetrically on the same plane as the main surface of the pressure-sensitive element with the pressure-sensitive element as a base point. A pressure sensor characterized by being provided.
By adopting such a configuration, it is possible to prevent the pressure-sensitive element from being twisted when subjected to an impact in the main surface direction.

[適用例3]適用例1または適用例2に記載の圧力センサーであって、前記他方の基部と前記支持板本体とを連結する梁部を備え、前記ストッパーは、前記梁部に基点を有する第1ストッパーと前記段差部に基点を有する第2ストッパーとから成り、前記第1ストッパーの自由端は前記段差部に対向すると共に前記段差部との間に間隙を有し、前記第2ストッパーの自由端は前記梁部に対向すると共に前記梁部との間に間隙を有し、前記間隙は互いに前記第1ストッパーおよび前記第2ストッパーにおいて前記梁部を有する主面と反対側の主面に設けられることを特徴とする圧力センサー。
このような構成とすることにより、第1ストッパーと第2ストッパーとで、それぞれ異なる方向への傾倒を防止することが可能となる。
Application Example 3 In the pressure sensor according to Application Example 1 or Application Example 2, the pressure sensor includes a beam portion that connects the other base portion and the support plate body, and the stopper has a base point at the beam portion. A first stopper and a second stopper having a base point at the stepped portion, wherein the free end of the first stopper faces the stepped portion and has a gap between the stepped portion and the second stopper. The free end faces the beam portion and has a gap between the beam portion, and the gap is formed on the main surface opposite to the main surface having the beam portion in the first stopper and the second stopper. A pressure sensor characterized by being provided.
With such a configuration, the first stopper and the second stopper can be prevented from tilting in different directions.

[適用例4]適用例3に記載の圧力センサーであって、前記支持板本体と前記第1ストッパー、および前記第2ストッパーのうちの少なくとも一方とを一体形成したことを特徴とする圧力センサー。
このような構成とすることで、圧力センサーを構成する部品の部品点数を減らすことができ、製造コストの低減と生産性の向上を図ることができる。
Application Example 4 The pressure sensor according to Application Example 3, wherein the support plate main body and at least one of the first stopper and the second stopper are integrally formed.
With such a configuration, the number of components constituting the pressure sensor can be reduced, and manufacturing costs can be reduced and productivity can be improved.

[適用例5]適用例1または適用例2に記載の圧力センサーであって、前記感圧素子と前記支持板本体、および前記ストッパーとを一体形成し、前記ストッパーの先端部と前記段差部との間に間隙を設けたことを特徴とする圧力センサー。
このような構成とすることによっても、圧力センサーを構成する部品の部品点数を減らすことができ、製造コストの低減と生産性の向上を図ることができる。
[Application Example 5] The pressure sensor according to Application Example 1 or Application Example 2, wherein the pressure-sensitive element, the support plate body, and the stopper are integrally formed, and the tip end portion of the stopper and the step portion A pressure sensor characterized by providing a gap between them.
Also with such a configuration, the number of components constituting the pressure sensor can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced and the productivity can be improved.

[適用例6]適用例5に記載の圧力センサーであって、前記ストッパーは、前記支持板本体から分岐されていることを特徴とする圧力センサー。
このような構成とすることによれば、ストッパーが機能するための衝撃の強さを調整することが可能となる。
[Application Example 6] The pressure sensor according to Application Example 5, wherein the stopper is branched from the support plate body.
According to such a configuration, it is possible to adjust the strength of impact for the stopper to function.

第1の実施形態に係る圧力センサーの部分断面透過斜視図である。It is a partial section permeation | transmission perspective view of the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る圧力センサーにおける段差部と支持板本体、および梁部の接続状態を示す拡大側面図である。It is an enlarged side view which shows the connection state of the level | step-difference part in the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment, a support plate main body, and a beam part. 感圧素子が傾倒した際のストッパーの働きを説明するための部分透過斜視図であり、(A)は静止状態、(B)は+Y軸方向へ傾倒した状態、(C)は−Y軸方向へ傾倒した状態を示す。It is a partial transmission perspective view for demonstrating the action | operation of a stopper when a pressure sensitive element tilts, (A) is a stationary state, (B) is the state inclined in the + Y-axis direction, (C) is -Y-axis direction Shown in the state of tilting. 第1の実施形態に係る圧力センサーにおける感圧素子と支持板ユニットの製造工程を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of the pressure sensitive element and support plate unit in the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る圧力センサーの変形形態を示す図である。It is a figure which shows the modification of the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る圧力センサーに採用する支持板ユニットの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the support plate unit employ | adopted as the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る圧力センサーの部分断面透過斜視図である。It is a partial section permeation | transmission perspective view of the pressure sensor which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る圧力センサーに採用する支持板ユニットの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the support plate unit employ | adopted as the pressure sensor which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る圧力センサーの部分断面透過斜視図である。It is a partial section permeation | transmission perspective view of the pressure sensor which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る圧力センサーに採用する支持板ユニットの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the support plate unit employ | adopted as the pressure sensor which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る圧力センサーに採用するリング部の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the ring part employ | adopted as the pressure sensor which concerns on 3rd Embodiment. 感圧素子にATカット水晶振動片を採用した圧力センサーの例を示す部分断面透過斜視図である。It is a partial section permeation | transmission perspective view which shows the example of the pressure sensor which employ | adopted the AT cut quartz-crystal vibrating piece as the pressure sensitive element. ベローズを用いた従来型の圧力センサーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional type pressure sensor using a bellows. 感圧素子に対する熱歪みの影響を抑制した従来型の圧力センサーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional type pressure sensor which suppressed the influence of the thermal distortion with respect to a pressure sensitive element.

以下、本発明の圧力センサーに係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1に第1実施形態に係る圧力センサーの部分断面透過斜視図を示す。なお、図1において、X軸は図中右側(−X)と左側(+X)に延びる軸を示し、Y軸は、図中手前側(+Y)と奥側(−Y)に延びる軸を示し、Z軸は図中上側(−Z)と下側(+Z)に延びる軸を示す。なお、図1に示されるXYZは直交座標系を形成しており、以後用いられる図についても同様に適応する。
Hereinafter, embodiments of the pressure sensor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially sectional transparent perspective view of the pressure sensor according to the first embodiment. In FIG. 1, the X axis indicates the axis extending to the right side (-X) and the left side (+ X) in the drawing, and the Y axis indicates the axis extending to the front side (+ Y) and the back side (-Y) in the drawing. , Z axis indicates an axis extending in the upper side (-Z) and the lower side (+ Z) in the figure. Note that XYZ shown in FIG. 1 forms an orthogonal coordinate system, and the same applies to figures used thereafter.

第1実施形態に係る圧力センサー10は、ハウジング12とダイアフラム28、および感圧素子38を基本として構成される。このような基本構成を有する圧力センサー10では、例えばハウジングの内部を大気開放した場合には、大気圧を基準としてダイアフラムの外側から液圧を受ける液圧センサーとして利用できる。またハウジング内を真空封止した場合には、真空を基準とした絶対圧センサーとして利用できる。   The pressure sensor 10 according to the first embodiment is configured based on a housing 12, a diaphragm 28, and a pressure sensitive element 38. In the pressure sensor 10 having such a basic configuration, for example, when the inside of the housing is opened to the atmosphere, it can be used as a hydraulic pressure sensor that receives hydraulic pressure from the outside of the diaphragm with reference to atmospheric pressure. When the inside of the housing is vacuum-sealed, it can be used as an absolute pressure sensor based on vacuum.

ハウジング12は、円形の封止板14、円形のリング部22、円筒形の側壁部20、および図示しない支持シャフトを有する。封止板14は、フランジ部16とボス部18とを有する。フランジ部16は、円筒形の側壁部20の端部と接する構成とされるため、側壁部20の内径よりも大きな外形を有する。一方ボス部18は、円筒形の側壁部20に嵌め込まれる構成とされるため、側壁部20の内径に対し、マイナスの公差をもった外形を有する。   The housing 12 includes a circular sealing plate 14, a circular ring portion 22, a cylindrical side wall portion 20, and a support shaft (not shown). The sealing plate 14 has a flange portion 16 and a boss portion 18. Since the flange portion 16 is configured to be in contact with the end portion of the cylindrical side wall portion 20, the flange portion 16 has an outer shape larger than the inner diameter of the side wall portion 20. On the other hand, since the boss portion 18 is configured to be fitted into the cylindrical side wall portion 20, the boss portion 18 has an outer shape having a minus tolerance with respect to the inner diameter of the side wall portion 20.

リング部22は、側壁部20における封止板14配置端と反対側の端部に設けられるリング状部材である。側壁部20の内周側に配置されるため、その外径は側壁部20の内周に対してマイナスの公差を有し、内側に設けられた開口部23には、詳細を後述するダイアフラム28が設けられる。本実施形態におけるリング部22は、半円毎に、その厚みを異ならせた肉厚部24と肉薄部26とを有する構成としている。このため、中心を基点として180°の相対位置に、対を成す段差部27を有することとなる。   The ring portion 22 is a ring-shaped member provided at the end of the side wall portion 20 opposite to the end where the sealing plate 14 is disposed. Since it is disposed on the inner peripheral side of the side wall portion 20, its outer diameter has a minus tolerance with respect to the inner periphery of the side wall portion 20, and an opening 23 provided on the inner side has a diaphragm 28, which will be described in detail later. Is provided. The ring portion 22 in the present embodiment is configured to have a thick portion 24 and a thin portion 26 having different thicknesses for each semicircle. For this reason, it will have the level | step-difference part 27 which makes a pair in the relative position of 180 degrees centering on a center.

封止板14のボス部18とリング部22の対向面には、対向位置に、図示しない支持シャフトを嵌め込む穴(不図示)が形成されている。よって当該穴に支持シャフトを嵌め込むことにより、封止板14とリング部22とは支持シャフトを介して接続されると共に、位置決めされる。支持シャフトは、一定の剛性を有し、±Z方向に長手方向を合わせて配置される棒状部材である。なお支持シャフトの本数や配置は、各圧力センサーの仕様等に応じて任意に定められる。   A hole (not shown) into which a support shaft (not shown) is fitted is formed on the opposing surface of the boss part 18 and the ring part 22 of the sealing plate 14 at the opposing position. Therefore, by inserting the support shaft into the hole, the sealing plate 14 and the ring portion 22 are connected and positioned through the support shaft. The support shaft is a rod-like member that has a certain rigidity and is arranged with the longitudinal direction aligned with the ± Z direction. The number and arrangement of the support shafts are arbitrarily determined according to the specifications of each pressure sensor.

また封止板14には、ハーメチック端子70が取り付けられている。このハーメチック端子70は、後述の感圧素子38の電極部(不図示)とワイヤー72を介して電気的に接続される。このような構成とすることで、ハウジング12内に封止された感圧素子38であっても、ハーメチック端子70を介して電極部に電圧を印加することが可能となる。よって、ハウジング12の外部面、またはハウジング12の外部であってハウジング12から離間して配置されたIC(集積回路(不図示))と感圧素子38の電極部とを電気的に接続することも可能となる。   A hermetic terminal 70 is attached to the sealing plate 14. The hermetic terminal 70 is electrically connected to an electrode portion (not shown) of a pressure sensitive element 38 described later via a wire 72. With such a configuration, even the pressure-sensitive element 38 sealed in the housing 12 can apply a voltage to the electrode portion via the hermetic terminal 70. Therefore, the external surface of the housing 12 or the IC (integrated circuit (not shown)) arranged outside the housing 12 and spaced from the housing 12 is electrically connected to the electrode portion of the pressure-sensitive element 38. Is also possible.

なお図1においてハーメチック端子70は2つ描かれているが、感圧素子38の電極部(不図示)の総数に応じてその増減を図ることができる。また上述の液圧センサーとして用いる場合は、封止板14には、大気導入口(不図示)を設けるようにし、ハウジング内部を大気開放させることができる。   Although two hermetic terminals 70 are illustrated in FIG. 1, the number of the hermetic terminals 70 can be increased or decreased according to the total number of electrode portions (not shown) of the pressure sensitive element 38. When used as the above-described hydraulic pressure sensor, the sealing plate 14 can be provided with an air inlet (not shown) so that the inside of the housing can be opened to the atmosphere.

このように配置構成される封止板14、リング部22、および側壁部20は、ステンレス等の金属で形成することが好ましく、図示しない支持シャフトは一定の剛性を有し熱膨張係数の小さいセラミック等を用いることが好ましい。   The sealing plate 14, the ring part 22, and the side wall part 20 configured as described above are preferably formed of a metal such as stainless steel, and a support shaft (not shown) has a certain rigidity and has a small thermal expansion coefficient. Etc. are preferably used.

ダイアフラム28は、ハウジング12の外部に面した一方の主面が受圧面となっており、前記受圧面が被測定圧力環境(例えば液体)の圧力を受けて撓み変形する可撓部32を有する。可撓部32がハウジング12の内部側または外部側(Z軸方向)に変位するように撓み変形することにより感圧素子38にZ軸に沿った圧縮応力或いは引張応力を伝達することとなる。またダイアフラム28は少なくとも、中央部30と、可撓部32、および周縁部34とを有する。中央部30は、外部からの圧力によって変位することとなる受圧部であり、可撓部32は、中央部の外周にあり、ダイアフラム28が外部からの圧力を受けた際、撓み変形することで中央部30が変位できるようした部位である。また、周縁部34は、可撓部32の外側、即ち可撓部32の外周に設けられ、リング部22に形成された開口部23の内壁に接合して固定される部位である。なお理想的には、周縁部34は圧力を受けても変位せず、中央部30は圧力を受けても変形しないものであると良い。   The diaphragm 28 has one main surface facing the outside of the housing 12 as a pressure receiving surface, and the pressure receiving surface has a flexible portion 32 that bends and deforms under the pressure of a measured pressure environment (for example, liquid). When the flexible portion 32 is bent and deformed so as to be displaced to the inside or outside (Z-axis direction) of the housing 12, a compressive stress or a tensile stress along the Z-axis is transmitted to the pressure-sensitive element 38. The diaphragm 28 has at least a central portion 30, a flexible portion 32, and a peripheral edge portion 34. The central portion 30 is a pressure receiving portion that is displaced by external pressure, and the flexible portion 32 is on the outer periphery of the central portion. When the diaphragm 28 receives external pressure, it is bent and deformed. This is a portion where the central portion 30 can be displaced. The peripheral portion 34 is a portion that is provided outside the flexible portion 32, that is, on the outer periphery of the flexible portion 32, and is bonded and fixed to the inner wall of the opening 23 formed in the ring portion 22. Ideally, the peripheral portion 34 is not displaced even when subjected to pressure, and the central portion 30 is not deformed even when subjected to pressure.

ダイアフラム28の材質は、ステンレスのような金属やセラミックなどの耐腐食性に優れたものがよく、また、水晶のような単結晶体やその他の非結晶体でもよい。例えば金属で形成する場合は、金属母材をプレス加工して形成すればよく、水晶で形成する場合は可撓部が他の部分より薄くなるようにフォトリソ・エッチング加工を行なえばよい。   The material of the diaphragm 28 is preferably a material having excellent corrosion resistance such as a metal such as stainless steel or ceramic, and may be a single crystal such as quartz or another non-crystalline material. For example, in the case of forming with metal, the metal base material may be formed by pressing, and in the case of forming with crystal, photolithography / etching may be performed so that the flexible portion becomes thinner than other portions.

なお、ダイアフラム28は、液体やガス等により腐食しないように、外部に露出する表面を耐食性の膜にてコーティングしてもよい。例えば、ダイアフラム28を金属により構成する場合であれば、ニッケルの化合物等をコーティングすると良い。また、ダイアフラム28の構成部材を水晶のような圧電結晶体とする場合には、珪素等をコーティングすればよい。   The diaphragm 28 may be coated with a corrosion-resistant film on the surface exposed to the outside so as not to be corroded by liquid or gas. For example, if the diaphragm 28 is made of metal, a nickel compound or the like may be coated. Further, when the constituent member of the diaphragm 28 is a piezoelectric crystal such as quartz, silicon or the like may be coated.

ダイアフラム28の中央部30には支持部36が設けられている。支持部36には、感圧素子38の第1の基部42が接続されている。感圧素子38の第2の基部44には梁部46が接続され、梁部46は、一対の支持板ユニット48により支持される構成が採られている。梁部46は、中央部30の変位方向と直交する方向(±X軸方向)に長手方向を有する板部材であり、長手方向の中心に感圧素子38における第2の基部44を接続する構成とされている。   A support portion 36 is provided at the central portion 30 of the diaphragm 28. A first base 42 of the pressure sensitive element 38 is connected to the support portion 36. A beam portion 46 is connected to the second base portion 44 of the pressure sensitive element 38, and the beam portion 46 is supported by a pair of support plate units 48. The beam portion 46 is a plate member having a longitudinal direction in a direction (± X axis direction) orthogonal to the displacement direction of the central portion 30, and is configured to connect the second base portion 44 in the pressure sensitive element 38 to the center in the longitudinal direction. It is said that.

梁部46は、受圧手段であるダイアフラム28と同一の熱膨張係数を有する材料、もしくはダイアフラム28と同一材料(ステンレス)により形成することが望ましい。このような構成とすることにより、感圧素子38の検出軸(Z軸方向)と垂直な方向(X軸方向)においてダイアフラム28と梁部46との膨張・収縮の割合が一致することとなる。このため、梁部46とダイアフラム28との熱膨張係数の違いによって、支持板ユニット48がX軸方向の熱歪みを受けることを低減されることとなり、結果的に、感圧素子38に付与される熱歪みも低減することができる。   The beam portion 46 is desirably formed of a material having the same thermal expansion coefficient as that of the diaphragm 28 serving as the pressure receiving means, or the same material (stainless steel) as the diaphragm 28. With such a configuration, the expansion / contraction ratios of the diaphragm 28 and the beam portion 46 coincide with each other in the direction (X-axis direction) perpendicular to the detection axis (Z-axis direction) of the pressure-sensitive element 38. . For this reason, the difference in the thermal expansion coefficient between the beam portion 46 and the diaphragm 28 reduces the support plate unit 48 from receiving thermal strain in the X-axis direction. It is also possible to reduce thermal distortion.

支持板ユニット48は、梁部46の両端の対称位置に設けられ、梁部46のZ軸方向高さを保持するための板部材である。支持板ユニット48を設けることにより、ダイアフラム28における中央部30が変位した際、感圧素子38は梁部46を基点として伸張応力、あるいは圧縮応力を受けることとなり、共振周波数が変化することとなる。本実施形態に係る支持板ユニット48は、支持板本体50と一対のストッパー60,64を有し、支持板本体50における一方の端部52をリング部22における段差部27に、他方の端部54を梁部46の端部に、それぞれ接続している。ストッパー60,64は、支持板本体50における一方の端部52(または一方の端部52の近傍)と他方の端部54(または他方の端部54の近傍)から、支持板本体50の中心を基点として点対称となるように延設された接続部56,58を基点として、支持板本体50に沿って延設された切片である。すなわち、一方の端部52側に設けられた接続部56を基点として延設されたストッパー60は、他方の端部54側へ向けて延設される。一方、他方の端部54側に設けられた接続部58を基点として延設されたストッパー64は、一方の端部52側へ向けて延設される。よって、支持板ユニット48は、全体構成として、ほぼS字状の形態を成すこととなる。このような構成の支持板ユニット48におけるストッパー60,64のうち、一方の端部52側に基点を持つストッパー60は、自由端62を梁部46に重複させる程度の長さを有する。また、他方の端部54側に基点を持つストッパー64は、自由端66を段差部27に重複させる程度の長さを有する。支持板ユニット48は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等、感圧素子38と同一材料、あるいは熱膨張係数が等しい材料により構成することが望ましい。このような構成とすることにより、支持板ユニット48から感圧素子38に負荷される熱歪みを抑制することができるからである。   The support plate unit 48 is a plate member that is provided at symmetrical positions on both ends of the beam portion 46 and holds the height of the beam portion 46 in the Z-axis direction. By providing the support plate unit 48, when the central portion 30 of the diaphragm 28 is displaced, the pressure sensitive element 38 receives an extension stress or a compressive stress with the beam portion 46 as a base point, and the resonance frequency changes. . The support plate unit 48 according to the present embodiment includes a support plate main body 50 and a pair of stoppers 60 and 64, and one end 52 in the support plate main body 50 is used as the stepped portion 27 in the ring portion 22 and the other end. 54 are connected to the ends of the beam portions 46, respectively. The stoppers 60 and 64 are arranged at the center of the support plate main body 50 from one end 52 (or near one end 52) and the other end 54 (or near the other end 54) of the support plate main body 50. This is a section extending along the support plate main body 50 with the connecting portions 56 and 58 extending so as to be symmetrical about the base point as the base point. That is, the stopper 60 extended from the connecting portion 56 provided on the one end portion 52 side is extended toward the other end portion 54 side. On the other hand, the stopper 64 extended from the connecting portion 58 provided on the other end 54 side is extended toward the one end 52 side. Therefore, the support plate unit 48 has a substantially S-shaped configuration as a whole. Of the stoppers 60 and 64 in the support plate unit 48 having such a configuration, the stopper 60 having a base point on one end 52 side has a length that allows the free end 62 to overlap the beam portion 46. Further, the stopper 64 having a base point on the other end 54 side has a length that allows the free end 66 to overlap the stepped portion 27. The support plate unit 48 is preferably made of the same material as the pressure-sensitive element 38 or a material having the same thermal expansion coefficient, such as quartz, lithium niobate, and lithium tantalate. This is because by adopting such a configuration, it is possible to suppress thermal strain applied to the pressure sensitive element 38 from the support plate unit 48.

支持部36と支持板ユニット48、梁部46と支持板ユニット48との接続はそれぞれ、接着剤68により成されている。接着剤68については特に限定するものでは無く、例えばエポキシ系の接着剤を挙げることができる。また、支持部36、支持板ユニット48、梁部46はそれぞれ、図2に示すように、側面視した構造が積層構造となるように接続される。接続に用いられる接着剤68は厚みを有するため、梁部46とストッパー60の自由端62との間、および段差部27とストッパー64の自由端66との間には、それぞれ間隙が設けられる。   The connection between the support portion 36 and the support plate unit 48, and the beam portion 46 and the support plate unit 48 are each made of an adhesive 68. The adhesive 68 is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy adhesive. Further, as shown in FIG. 2, the support portion 36, the support plate unit 48, and the beam portion 46 are connected so that the structure viewed from the side is a laminated structure. Since the adhesive 68 used for the connection has a thickness, a gap is provided between the beam portion 46 and the free end 62 of the stopper 60 and between the step portion 27 and the free end 66 of the stopper 64.

このような構成とすることで、感圧素子38が傾倒した場合には、図3に示すように、ストッパー60,64が機能することとなる。すなわち、図3(B)に示すように、感圧素子38が+Y軸方向へ傾倒した場合には、ストッパー64の自由端66が段差部27に接触し、それ以上の傾倒を抑制することとなる。一方、図3(C)に示すように、感圧素子38が−Y軸方向へ傾倒した場合には、ストッパー60の自由端62が梁部46に接触し、それ以上の傾倒を抑制することとなる。このため、検出軸(Z軸方向)に直交する方向(Y軸方向)の衝撃に対する耐性を向上させることができる。なお、図3において、図3(A)は、感圧素子38が傾倒していない状態を示す斜視図である。   With such a configuration, when the pressure sensitive element 38 is tilted, the stoppers 60 and 64 function as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3B, when the pressure sensitive element 38 is tilted in the + Y-axis direction, the free end 66 of the stopper 64 comes into contact with the stepped portion 27, and further tilting is suppressed. Become. On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the pressure-sensitive element 38 is tilted in the −Y-axis direction, the free end 62 of the stopper 60 comes into contact with the beam portion 46 to suppress further tilting. It becomes. For this reason, the tolerance with respect to the impact of the direction (Y-axis direction) orthogonal to a detection axis (Z-axis direction) can be improved. In FIG. 3, FIG. 3A is a perspective view showing a state where the pressure sensitive element 38 is not tilted.

本実施形態で用いた感圧素子38は、感圧部である振動腕40と、この振動腕40を挟持するように配置された第1の基部42と第2の基部44を有する。第1の基部42は上述したように、ダイアフラム28の中央部30に設けられた支持部36に対し、接着剤68を介して接続されている。一方、第2の基部44は、上述した梁部46の長手方向中央部に、接着剤68を介して接続されている。そして感圧素子38の振動腕40には励振電極(不図示)が形成され、第2の基部44には、励振電極(不図示)と電気的に接続する電極部(不図示)が設けられる。   The pressure-sensitive element 38 used in the present embodiment includes a vibrating arm 40 that is a pressure-sensitive portion, and a first base portion 42 and a second base portion 44 that are disposed so as to sandwich the vibrating arm 40. As described above, the first base portion 42 is connected to the support portion 36 provided in the central portion 30 of the diaphragm 28 via the adhesive 68. On the other hand, the second base portion 44 is connected to the central portion in the longitudinal direction of the beam portion 46 described above via an adhesive 68. An excitation electrode (not shown) is formed on the vibrating arm 40 of the pressure-sensitive element 38, and an electrode portion (not shown) electrically connected to the excitation electrode (not shown) is provided on the second base 44. .

このような構成とされる感圧素子38は、その長手方向(Z軸方向)、すなわち第1の基部42と第2の基部44とが並ぶ方向をダイアフラム28の変位方向(Z軸方向)と同軸または平行になるように配置され、その変位方向が検出軸となっている。   The pressure-sensitive element 38 having such a configuration has a longitudinal direction (Z-axis direction), that is, a direction in which the first base portion 42 and the second base portion 44 are arranged as a displacement direction (Z-axis direction) of the diaphragm 28. It arrange | positions so that it may be coaxial or parallel, The displacement direction serves as a detection axis.

感圧素子38は、ハーメチック端子70及びワイヤー72を介してIC(不図示)と電気的に接続され、IC(不図示)から供給される交流電圧により、固有の共振周波数で振動する。そして感圧素子38は、その長手方向(Z軸方向)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。本実施形態においては感圧部となる振動腕40として双音叉型振動子を適用することができる。双音叉型振動子は、振動腕40である前記2つの振動ビームに引張り応力(伸長応力)或いは圧縮応力が印加されると、その共振周波数が印加される応力にほぼ比例して変化するという特性がある。そして双音叉型圧電振動片は、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。なお、双音叉型圧電振動子は、伸長応力を受けると振動腕40の共振周波数が高くなり、圧縮応力を受けると振動腕40の共振周波数は低くなるといった性質を有する。   The pressure sensitive element 38 is electrically connected to an IC (not shown) via a hermetic terminal 70 and a wire 72, and vibrates at an inherent resonance frequency by an AC voltage supplied from the IC (not shown). And the pressure frequency of the pressure-sensitive element 38 fluctuates by receiving an elongation stress or a compressive stress from the longitudinal direction (Z-axis direction). In the present embodiment, a double tuning fork vibrator can be applied as the vibrating arm 40 serving as a pressure-sensitive portion. The characteristic of the double tuning fork vibrator is that when a tensile stress (elongation stress) or a compressive stress is applied to the two vibrating beams that are the vibrating arms 40, the resonance frequency thereof changes approximately in proportion to the applied stress. There is. The double tuning fork type piezoelectric resonator element has a very large resonance frequency change with respect to elongation / compression stress and a large variable range of the resonance frequency compared to a thickness shear vibrator, etc. It is suitable for a pressure sensor that excels in resistance. Note that the double tuning fork type piezoelectric vibrator has a property that the resonance frequency of the vibrating arm 40 is increased when subjected to an extension stress, and the resonance frequency of the vibrating arm 40 is decreased when subjected to a compressive stress.

ここで、図1に示す例では2つの柱状の振動ビームを有する、いわゆる双音叉型の圧電振動片を感圧素子38として採用する例を示した。しかしながら、本実施形態に採用することのできる感圧素子は、これに限定されるものでは無い。たとえば、感圧素子として、一本の振動ビーム(シングルビーム)からなる感圧部を有する素子を適用することもできる。感圧部(振動腕)をシングルビーム型の振動子として構成すると、長手方向(検出軸方向)から同一の応力を受けた場合、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、上述の圧電材料のうち、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用としては温度特性に優れた水晶が望ましい。また当然に、屈曲振動型の感圧素子のみならず、厚み滑り型の振動を励起する振動子や、弾性表面波を励起する振動子を感圧素子として採用することもできる。   Here, in the example shown in FIG. 1, an example in which a so-called double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having two columnar vibrating beams is used as the pressure-sensitive element 38 is shown. However, the pressure sensitive element that can be employed in the present embodiment is not limited to this. For example, as the pressure sensitive element, an element having a pressure sensitive part composed of a single vibration beam (single beam) can be applied. If the pressure-sensitive part (vibrating arm) is configured as a single beam type vibrator, the displacement is doubled when subjected to the same stress from the longitudinal direction (detection axis direction), which is higher than in the case of a double tuning fork. It can be a sensitive pressure sensor. Of the above-described piezoelectric materials, quartz having excellent temperature characteristics is desirable for a piezoelectric substrate of a double tuning fork type or single beam type piezoelectric vibrator. Naturally, not only a bending vibration type pressure-sensitive element but also a vibrator that excites a thickness-shear type vibration or a vibrator that excites a surface acoustic wave can be adopted as the pressure-sensitive element.

図4に、感圧素子38と支持板ユニット48を水晶により構成する際の製造工程の模式図を示す。水晶で形成する場合、上述のようにフォトリソ・エッチング加工により形成することが好適である。まず、材料となる母基板100を用意し、母基板100の表面にポジ型のフォトレジスト102を塗布する(図4(A))。次に、感圧素子38と、支持板ユニット48の形状に対応したフォトマスク(不図示)を用いて露光し、フォトレジスト102を感光させ、感光部104を形成する(図4(B))。その後、現像を行い感光部104に該当するフォトレジストを除去する(図4(C))。次に、母基板100が露出した領域をエッチングすることにより感圧素子38と支持板ユニット48の形状形成を行い(図4(D))、フォトレジスト102を剥離する(図4(E))。   FIG. 4 shows a schematic diagram of a manufacturing process when the pressure-sensitive element 38 and the support plate unit 48 are made of quartz. In the case of forming with quartz, it is preferable to form by photolithography and etching as described above. First, a mother substrate 100 as a material is prepared, and a positive photoresist 102 is applied to the surface of the mother substrate 100 (FIG. 4A). Next, exposure is performed using a pressure sensitive element 38 and a photomask (not shown) corresponding to the shape of the support plate unit 48, and the photoresist 102 is exposed to form a photosensitive portion 104 (FIG. 4B). . Thereafter, development is performed to remove the photoresist corresponding to the photosensitive portion 104 (FIG. 4C). Next, the pressure sensitive element 38 and the support plate unit 48 are formed by etching the region where the mother substrate 100 is exposed (FIG. 4D), and the photoresist 102 is peeled off (FIG. 4E). .

第1実施形態の圧力センサー10の組み立ては、まずリング部22にダイアフラム28を接続するとともに、ダイアフラム28の中央部30に支持部36を配置する。その後、冶具(不図示)を用いてダイアフラム28およびリング部22を保持し、支持部36に感圧素子38における第1の基部42を接続し、段差部27に支持板本体50における一方の端部52を接続する。その後、感圧素子38の第2の基部44、および支持板本体50における他方の端部54に、梁部46を掛け渡すようにして接続する。
このような構成の圧力センサー10によれば、上述したように、検出軸(Z軸方向)と直交する方向(Y軸方向)に対する衝撃への耐性を向上させることができる。
In assembling the pressure sensor 10 according to the first embodiment, the diaphragm 28 is first connected to the ring portion 22, and the support portion 36 is disposed at the central portion 30 of the diaphragm 28. Thereafter, the diaphragm 28 and the ring portion 22 are held using a jig (not shown), the first base portion 42 of the pressure sensitive element 38 is connected to the support portion 36, and one end of the support plate main body 50 is connected to the step portion 27. The unit 52 is connected. Thereafter, the beam portion 46 is connected to the second base portion 44 of the pressure-sensitive element 38 and the other end portion 54 of the support plate main body 50.
According to the pressure sensor 10 having such a configuration, as described above, it is possible to improve resistance to impact in a direction (Y-axis direction) orthogonal to the detection axis (Z-axis direction).

次に封止板14に、リング部22の位置決めを成す図示しない支持シャフトを配置すると共に、ハーメチック端子70のハウジング内部側と感圧素子38の電極部(不図示)とをワイヤー72により電気的に接続する。このときハーメチック端子70のハウジング外部側はIC(不図示)に接続する。最後に側壁部20をリング部22側から差し込んで、側壁部20の端部を封止板14のフランジ部16と、リング部22の外周にそれぞれ接合することによりハウジング12が形成され、圧力センサー10が組み立てられる。なお圧力センサー10を、真空を基準とした絶対圧を測定する圧力センサーとする場合は、大気導入口を形成せず、真空中で圧力センサーを組み立てればよい。   Next, a support shaft (not shown) for positioning the ring portion 22 is disposed on the sealing plate 14, and the inner side of the housing of the hermetic terminal 70 and the electrode portion (not shown) of the pressure sensitive element 38 are electrically connected by a wire 72. Connect to. At this time, the outside of the housing of the hermetic terminal 70 is connected to an IC (not shown). Finally, the side wall part 20 is inserted from the ring part 22 side, and the housing 12 is formed by joining the end part of the side wall part 20 to the flange part 16 of the sealing plate 14 and the outer periphery of the ring part 22, respectively. 10 is assembled. When the pressure sensor 10 is a pressure sensor that measures an absolute pressure with reference to a vacuum, the pressure sensor may be assembled in a vacuum without forming the air inlet.

第1実施形態の圧力センサー10の動作について説明する。第1実施形態において、大気圧を基準として液圧を測定する場合、液圧が大気圧より低いとダイアフラム28の中央部30がハウジング12の内側に変位し、逆に液圧が大気圧より高いと中央部30がハウジング12の外側に変位する。   Operation | movement of the pressure sensor 10 of 1st Embodiment is demonstrated. In the first embodiment, when the hydraulic pressure is measured based on the atmospheric pressure, if the hydraulic pressure is lower than the atmospheric pressure, the central portion 30 of the diaphragm 28 is displaced to the inside of the housing 12, and conversely the hydraulic pressure is higher than the atmospheric pressure. The central portion 30 is displaced to the outside of the housing 12.

そして、ダイアフラム28の中央部30がハウジング12の外側に変位すると、感圧素子38は、中央部30と、リング部22に接続された支持板本体50により支持された梁部46との間で引張応力を受ける。逆に中央部30がハウジング12の内側に変位すると、感圧素子38は、中央部30と梁部46との間で圧縮応力を受けることになる。   When the central portion 30 of the diaphragm 28 is displaced to the outside of the housing 12, the pressure sensitive element 38 is interposed between the central portion 30 and the beam portion 46 supported by the support plate body 50 connected to the ring portion 22. Subject to tensile stress. Conversely, when the central portion 30 is displaced to the inside of the housing 12, the pressure sensitive element 38 receives a compressive stress between the central portion 30 and the beam portion 46.

さらに、圧力センサー10において、温度変化があった場合、圧力センサー10を構成するハウジング12、ダイアフラム28、支持板ユニット48、梁部46、および感圧素子38等はそれぞれの熱膨張係数に従って膨張・収縮することになる。   Further, in the pressure sensor 10, when the temperature changes, the housing 12, the diaphragm 28, the support plate unit 48, the beam portion 46, the pressure-sensitive element 38, and the like constituting the pressure sensor 10 are expanded and expanded according to their respective thermal expansion coefficients. Will contract.

しかし、上述のように感圧素子10は、第1の基部42がダイアフラム28の中央部30に固定され、第2の基部44は、梁部46、および支持板ユニット48を介してリング部22に固定されている。そして、リング部22、ならびに梁部46は、ダイアフラム28を構成する部材と同じ部材、あるいは熱膨張係数が近似している部材により構成されており、支持板ユニット48は感圧素子38と同じ部材により構成されている。このため、温度変化により感圧素子38に負荷される熱歪みは、検出軸(Z軸方向)と垂直な方向(X軸、Y軸方向)、検出軸と平行な方向(Z軸方向)共に、低減されることとなる。   However, as described above, in the pressure-sensitive element 10, the first base portion 42 is fixed to the central portion 30 of the diaphragm 28, and the second base portion 44 is connected to the ring portion 22 via the beam portion 46 and the support plate unit 48. It is fixed to. The ring portion 22 and the beam portion 46 are made of the same member as the member constituting the diaphragm 28 or a member having a similar thermal expansion coefficient, and the support plate unit 48 is the same member as the pressure sensitive element 38. It is comprised by. For this reason, the thermal strain applied to the pressure sensitive element 38 due to the temperature change is in both the direction perpendicular to the detection axis (Z-axis direction) (X-axis and Y-axis directions) and the direction parallel to the detection axis (Z-axis direction). Will be reduced.

上記実施形態に係る圧力センサー10は、梁部46の両端に、線対称な関係となるように支持板ユニット48を配置する旨例示した。しかしながら、本実施形態に係る圧力センサー10は、図5に示すような形態としても良い。すなわち、梁部46におけるいずれか一方の端部に支持板ユニット48を配置し、他方の端部には支持板本体50のみを配置するといった形態である。
このような構成とした場合であっても、支持板ユニット48が、感圧素子38のY軸方向への傾倒を防止することができる。よって、上記実施形態と同様に、Y軸方向からの衝撃への耐性を向上させることができる。
In the pressure sensor 10 according to the above-described embodiment, the support plate unit 48 is disposed at both ends of the beam portion 46 so as to have a line-symmetric relationship. However, the pressure sensor 10 according to the present embodiment may be configured as shown in FIG. That is, the support plate unit 48 is arranged at one end of the beam portion 46 and only the support plate main body 50 is arranged at the other end.
Even in such a configuration, the support plate unit 48 can prevent the pressure-sensitive element 38 from tilting in the Y-axis direction. Therefore, similarly to the above-described embodiment, resistance to impact from the Y-axis direction can be improved.

図6に、本実施形態に係る圧力センサー10における支持板ユニットの変形形態を示す。上記実施形態における支持板ユニット48における支持板本体50は、一方の端部52側、あるいは他方の端部54側に、点対称となるように接続部56,58を設け、この接続部56,58を基点としてストッパー60,64を延設する構成としていた。これに対し図6に示す形態では、支持板本体50の中央寄りに、接続部56,58を設け、それぞれ接続部56,58を基点として一方の端部52側、または他方の端部54側へ自由端62,66を配置するようにストッパー60,64を延設している。   FIG. 6 shows a modified form of the support plate unit in the pressure sensor 10 according to the present embodiment. The support plate main body 50 in the support plate unit 48 in the above embodiment is provided with connection portions 56 and 58 on one end portion 52 side or the other end portion 54 side so as to be point-symmetric. The stoppers 60 and 64 are extended from 58 as a base point. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 6, connection portions 56 and 58 are provided near the center of the support plate main body 50, and one end portion 52 side or the other end portion 54 side with the connection portions 56 and 58 as base points, respectively. The stoppers 60 and 64 are extended so that the free ends 62 and 66 are arranged.

このような構成とした場合、接続部56,58の位置を調整することで、ストッパー60,64を効かすための衝撃強度を調整することができる。すなわち、接続部56,58が、自由端62,66の位置する端部側(一方の端部52または他方の端部54)に近接するほど、強い衝撃時にストッパーが機能する構成となる。   In such a configuration, the impact strength for applying the stoppers 60 and 64 can be adjusted by adjusting the positions of the connecting portions 56 and 58. That is, the closer the connecting portions 56 and 58 are to the end portion side where the free ends 62 and 66 are located (one end portion 52 or the other end portion 54), the stopper functions in a stronger impact.

上記実施形態に係る圧力センサー10では、生産性を向上させるため、ストッパー60,64を支持板本体50と一体形成し、支持板ユニットを構成していた。しかしながら当然に、本実施形態に係る圧力センサー10では、ストッパー60,64と、支持板本体50とを個別部材としても良い。ただし、このような構成とした場合には、ストッパー60,64や支持板本体50を、段差部27や梁部46に固定する際には、個別に接着剤68を塗布する必要がある。   In the pressure sensor 10 according to the above-described embodiment, the stoppers 60 and 64 are formed integrally with the support plate main body 50 in order to improve productivity, thereby constituting a support plate unit. However, of course, in the pressure sensor 10 according to the present embodiment, the stoppers 60 and 64 and the support plate main body 50 may be individual members. However, in the case of such a configuration, when the stoppers 60 and 64 and the support plate main body 50 are fixed to the stepped portion 27 and the beam portion 46, it is necessary to individually apply the adhesive 68.

次に、図7を参照して、本発明の圧力センサーに係る第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る圧力センサーも、そのほとんどの構成は、第1の実施形態に係る圧力センサー10と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に同一符号を付して、詳細な説明は省略することとする。   Next, a second embodiment according to the pressure sensor of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the pressure sensor according to this embodiment is almost the same as that of the pressure sensor 10 according to the first embodiment. Therefore, portions having the same configuration are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係る圧力センサーと、第1の実施形態に係る圧力センサー10との相違点は、支持板ユニットの構成にある。具体的には、第1の実施形態に係る圧力センサー10における支持板ユニット48は、平面形態をS字状としていたのに対し、本実施形態に係る圧力センサーの支持板ユニット48bは、平面形態をU字状としている。   The difference between the pressure sensor according to the present embodiment and the pressure sensor 10 according to the first embodiment is the configuration of the support plate unit. Specifically, the support plate unit 48 in the pressure sensor 10 according to the first embodiment has an S-shaped planar form, whereas the support plate unit 48b of the pressure sensor according to the present embodiment has a planar form. Is U-shaped.

第1の実施形態に係る圧力センサー10の支持板ユニット48は、支持板本体50における一方の端部52と他方の端部54のそれぞれに、点対称な配置形態となるように接続部56,58を配置し、双方からストッパー60,64を延設する構成としていたため、その平面形態がS字状を成すこととなっていた。これに対し本実施形態に係る支持板ユニット48bは、支持板本体50における一方の端部52、または他方の端部54のいずれか一方(図7に示す例では他方の端部54)に接続部56aを設け、いずれか他方(図7に示す例では一方の端部52)へ、ストッパー60を延設する構成としているため、その平面形状がU字状を成すこととなる。   The support plate unit 48 of the pressure sensor 10 according to the first embodiment includes the connection portions 56 and 56 so as to be arranged symmetrically with respect to the one end portion 52 and the other end portion 54 of the support plate main body 50. 58 is disposed, and the stoppers 60 and 64 are extended from both sides, so that the planar form is S-shaped. On the other hand, the support plate unit 48b according to the present embodiment is connected to one end 52 of the support plate main body 50 or the other end 54 (the other end 54 in the example shown in FIG. 7). Since the portion 56a is provided and the stopper 60 is extended to one of the other (one end portion 52 in the example shown in FIG. 7), the planar shape is U-shaped.

このような平面形状を有する支持板ユニット48bは、感圧素子38を基点として、点対称な配置形態が採られることとなる。すなわち、一方の支持板ユニット48bが、一方の端部を段差部27に接続する場合、他方の支持板ユニット48bは、他方の端部54を段差部27に接続する配置形態を採る。このような配置形態を採ることで、感圧素子38が図中手前側(+Y軸側)へ傾倒した場合には、一方の端部52を段差部27に接続した支持板ユニット48bにおけるストッパー60の自由端62が段差部27に接触して傾倒を抑制することとなる。一方、感圧素子38が図中奥側(−Y軸側)へ傾倒した場合には、他方の端部54を段差部27に接続した支持板ユニット48bにおけるストッパー60の自由端62が梁部46に接触して傾倒を抑制することとなる。よって、このような構成の支持板ユニット48bでは、2個一対で、検出軸に直交する方向の衝撃に対する耐性を高めることとなる。
なお、その他の構成、作用、効果については、上述した第1の実施形態に係る圧力センサー10と同様である。
The support plate unit 48b having such a planar shape takes a point-symmetric arrangement form with the pressure sensitive element 38 as a base point. That is, when one support plate unit 48 b connects one end to the stepped portion 27, the other support plate unit 48 b takes an arrangement form in which the other end 54 is connected to the stepped portion 27. By adopting such an arrangement, when the pressure sensitive element 38 is tilted toward the front side (+ Y axis side) in the figure, the stopper 60 in the support plate unit 48b in which one end portion 52 is connected to the stepped portion 27. The free end 62 comes into contact with the stepped portion 27 to suppress tilting. On the other hand, when the pressure sensitive element 38 is tilted to the back side (−Y axis side) in the drawing, the free end 62 of the stopper 60 in the support plate unit 48b in which the other end portion 54 is connected to the stepped portion 27 is the beam portion. 46 is brought into contact with and the tilting is suppressed. Therefore, in the support plate unit 48b having such a configuration, a pair of the support plate units 48b increases resistance to an impact in a direction orthogonal to the detection axis.
In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of the pressure sensor 10 which concerns on 1st Embodiment mentioned above.

図8に、本実施形態に係る支持板ユニットの変形形態を示す。上記実施形態における支持板ユニット48bは、支持板本体50における一方の端部52側、あるいは他方の端部54側のいずれか一方に接続部56aを設け、この接続部56aを基点としてストッパー60を延設する構成としていた。これに対し図8に示す形態では、支持板ユニット48cにおける支持板本体50の中央寄りに、接続部56aを設け、この接続部56aを基点として一方の端部52側と他方の端部54側の双方に自由端62を配置するようにストッパー60を延設する構成としている。このような構成とした場合、接続部56aの位置を調整することで、ストッパー60を効かすための衝撃強度を調整することができる。   FIG. 8 shows a modified form of the support plate unit according to the present embodiment. In the support plate unit 48b in the above embodiment, a connection portion 56a is provided on either the one end portion 52 side or the other end portion 54 side of the support plate main body 50, and the stopper 60 is provided with the connection portion 56a as a base point. The configuration was extended. On the other hand, in the form shown in FIG. 8, a connection portion 56a is provided near the center of the support plate main body 50 in the support plate unit 48c, and one end portion 52 side and the other end portion 54 side are based on this connection portion 56a. The stopper 60 is extended so that the free ends 62 are arranged on both sides. In such a configuration, the impact strength for applying the stopper 60 can be adjusted by adjusting the position of the connecting portion 56a.

次に、図9を参照して、本発明の圧力センサーに係る第3の実施形態について説明する。本実施形態に係る圧力センサーも、そのほとんどの構成は、第1の実施形態に係る圧力センサー10と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に同一符号を付して、詳細な説明は省略することとする。   Next, a third embodiment according to the pressure sensor of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the pressure sensor according to this embodiment is almost the same as that of the pressure sensor 10 according to the first embodiment. Therefore, portions having the same configuration are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係る圧力センサーと、第1の実施形態に係る圧力センサー10との相違点は、感圧素子38と梁部46、支持板本体50a、およびストッパー60aの関係にある。具体的には、第1の実施形態に係る圧力センサー10では、感圧素子38と梁部46、および支持板本体50(支持板ユニット48)をそれぞれ別部材により構成し、これらを接着剤68を介して接続する構成としていた。これに対し、本実施形態に係る圧力センサーでは、感圧素子38と梁部46、支持板本体50a、およびストッパー60aを同一部材により一体形成したことを特徴としている。   The difference between the pressure sensor according to the present embodiment and the pressure sensor 10 according to the first embodiment is the relationship between the pressure-sensitive element 38, the beam portion 46, the support plate body 50a, and the stopper 60a. Specifically, in the pressure sensor 10 according to the first embodiment, the pressure-sensitive element 38, the beam portion 46, and the support plate main body 50 (support plate unit 48) are configured by separate members, and these are adhesives 68. It was set as the structure which connects via. In contrast, the pressure sensor according to the present embodiment is characterized in that the pressure-sensitive element 38, the beam portion 46, the support plate main body 50a, and the stopper 60a are integrally formed of the same member.

また、本実施形態に係る圧力センサーでは、支持板本体50aの一方の端部52をダイアフラム28の周縁部34に設けた支持板支持部80に、接着剤68を介して接続する構成としている。ダイアフラム28の周縁部34は撓みが抑制されており、支持板本体50aを安定して固定することが可能だからである。また、このような構成とする場合には、ダイアフラム28の周縁部34にハーメチック端子(不図示)を配置し、支持板本体50aの一方の端部52をハーメチック端子に接続して固定するようにしても良い。支持板本体50aに電極を形成しておけば、ハーメチック端子と、感圧素子38における電極部との電気的接続にワイヤーを使用する必要性が無くなり、接続性が向上するからである。なお、図9においては、支持板本体50aの平面形状をクランク状にしているが、支持板本体50aは、梁部46から周縁部34へ垂直に降ろす形態としても良い。   In the pressure sensor according to the present embodiment, one end 52 of the support plate main body 50 a is connected to the support plate support 80 provided on the peripheral edge 34 of the diaphragm 28 via an adhesive 68. This is because the bending of the peripheral edge portion 34 of the diaphragm 28 is suppressed, and the support plate body 50a can be stably fixed. In such a configuration, a hermetic terminal (not shown) is disposed on the peripheral edge 34 of the diaphragm 28, and one end 52 of the support plate body 50a is connected and fixed to the hermetic terminal. May be. If electrodes are formed on the support plate main body 50a, it is not necessary to use a wire for electrical connection between the hermetic terminal and the electrode portion of the pressure-sensitive element 38, and connectivity is improved. In FIG. 9, the planar shape of the support plate main body 50 a is a crank shape, but the support plate main body 50 a may be vertically lowered from the beam portion 46 to the peripheral edge portion 34.

本実施形態では、感圧素子38と梁部46、支持板本体50a、およびストッパー60aを一体形成する構成を採っているため、ストッパー60aの自由端の当接面は、リング部22aにおける段差部27のみとなる。このため、梁部46は、支持板本体50aの他方の端部54(基点)からさらに側壁部(不図示)側のリング部22a直上位置にまで延設されている。そしてストッパー60aは、梁部46の両端部からリング部22aへ向けて延設され、自由端62が段差部27と当接可能な位置に配されることとなる。   In this embodiment, since the pressure-sensitive element 38, the beam portion 46, the support plate main body 50a, and the stopper 60a are integrally formed, the contact surface of the free end of the stopper 60a is a stepped portion in the ring portion 22a. 27 only. Therefore, the beam portion 46 extends from the other end portion 54 (base point) of the support plate main body 50a to a position directly above the ring portion 22a on the side wall portion (not shown) side. The stopper 60 a is extended from both ends of the beam portion 46 toward the ring portion 22 a, and is arranged at a position where the free end 62 can come into contact with the stepped portion 27.

第1の実施形態に係る圧力センサー10では、リング部22に半円状に肉厚部24を形成し、感圧素子38を基点として線対称に段差部27を設ける構成としていた。これに対し本実施形態に係る圧力センサーでは、感圧素子38を基点として点対称な位置に肉厚部24を形成し、一方の段差部27が一方のストッパー60aの一方の主面側に配置された場合、他方の段差部27は他方のストッパー60aにおける他方の主面側に配置される構成とした。このような構成とする事により、感圧素子が+Y軸側に傾倒した場合であっても、−Y軸側に傾倒した場合であっても、いずれかのストッパー60aの自由端62が段差部27に接触し、傾倒を抑制することが可能となる。   In the pressure sensor 10 according to the first embodiment, the thick portion 24 is formed in a semicircular shape in the ring portion 22, and the stepped portion 27 is provided symmetrically with respect to the pressure sensitive element 38. On the other hand, in the pressure sensor according to the present embodiment, the thick portion 24 is formed at a point-symmetrical position with respect to the pressure sensitive element 38, and one stepped portion 27 is disposed on one main surface side of one stopper 60a. In this case, the other stepped portion 27 is arranged on the other main surface side of the other stopper 60a. By adopting such a configuration, the free end 62 of any one of the stoppers 60a becomes the step portion even when the pressure sensitive element is tilted to the + Y axis side or the −Y axis side. 27, it is possible to suppress tilting.

また、図9に示す実施形態では、支持板本体50aは、梁部46を基点として延設される旨記載した。しかしながら支持板本体は、図10に示すように、ストッパー60bを基点として延設される構成としても良い。このような構成とする場合、ストッパー60bは、リング部22a上に位置することとなるため、支持板本体50bは、ストッパー60bの中間部から感圧素子38側へ延設された後、第1の基部42側へ向けて延設される。このような構成とすることで、支持板本体50bの一方の端部52が、ダイアフラム28(図9参照)の周縁部34(図9参照)上に位置することとなる。   Further, in the embodiment shown in FIG. 9, it is described that the support plate main body 50a is extended from the beam portion 46 as a base point. However, as shown in FIG. 10, the support plate body may be configured to extend from the stopper 60b as a base point. In such a configuration, since the stopper 60b is positioned on the ring portion 22a, the support plate main body 50b is extended from the intermediate portion of the stopper 60b to the pressure-sensitive element 38 side, and then the first It extends toward the base 42 side. By setting it as such a structure, the one edge part 52 of the support plate main body 50b will be located on the peripheral part 34 (refer FIG. 9) of the diaphragm 28 (refer FIG. 9).

このように、支持板本体50bをストッパー60bを基点として延設することによれば、支持板本体50bの基点の位置によって、ストッパー60bが機能する衝撃強度を調整することが可能となる。   Thus, by extending the support plate main body 50b with the stopper 60b as a base point, it is possible to adjust the impact strength at which the stopper 60b functions depending on the position of the base point of the support plate main body 50b.

なお、上記実施形態では、段差部27は対を成すストッパー60a(60b)の一方の主面側または他方の主面側のいずれか一方のみに配置される旨示した。しかしながら、リング部の構成を図11に示すようなものとすることで、段差部27は、各ストッパー60a(60b)の一方の主面側と他方の主面側の双方にそれぞれ配置されることとなる。すなわち、リング部22bの全周を肉厚部24とした上で、リング部22bの中心を基点として線対称位置に溝状の肉薄部26を形成するのである。このような構成とすることで、段差部27は、いわゆる溝の側壁を成すように設けられることとなる。そして、ストッパー60a(60b)の自由端62は、この溝に挿入する形態を採れば良い。   In the above-described embodiment, the stepped portion 27 is shown to be disposed only on one of the main surface side or the other main surface side of the pair of stoppers 60a (60b). However, by making the configuration of the ring portion as shown in FIG. 11, the stepped portions 27 are respectively arranged on one main surface side and the other main surface side of each stopper 60a (60b). It becomes. That is, after making the entire circumference of the ring portion 22b a thick portion 24, a groove-like thin portion 26 is formed at a line symmetrical position with the center of the ring portion 22b as a base point. By setting it as such a structure, the level | step-difference part 27 will be provided so that a so-called groove | channel side wall may be comprised. And the free end 62 of the stopper 60a (60b) should just take the form inserted in this groove | channel.

また、本発明に係る圧力センサーは、ハウジングにおける封止板取り付け位置にもダイアフラム(例えば第2のダイアフラム(不図示))を設け、差圧型の圧力センサーとしても良い。このような構成とする場合、例えば図1に示す支持部36を延長し、対向位置に設けられた第2のダイアフラムにおける中央部に接続すると良い。これにより、支持部36が、第1のダイアフラム(ダイアフラム28)と第2のダイアフラムとの間で、双方のダイアフラムに負荷された圧力を伝達する力伝達シャフトとして機能することとなる。   Further, the pressure sensor according to the present invention may be a differential pressure type pressure sensor by providing a diaphragm (for example, a second diaphragm (not shown)) at a sealing plate mounting position in the housing. In the case of such a configuration, for example, the support portion 36 shown in FIG. 1 may be extended and connected to the center portion of the second diaphragm provided at the opposed position. Thereby, the support part 36 functions as a force transmission shaft which transmits the pressure loaded on both diaphragms between the 1st diaphragm (diaphragm 28) and the 2nd diaphragm.

図12は、上述したように、厚み滑り型の振動を励起する感圧素子38aを採用した圧力センサーの例を示す部分断面斜視図である。ATカット水晶振動片(感圧素子38a)は、水晶基板をX軸に平行で、Z軸から35度15分付近の角度で切り出した水晶チップにより構成される。ATカット水晶振動片の両主面には、一対の励振電極39が設けられている。なお、その他の構成は、上述した実施形態に係る圧力センサーと同様である。ATカット水晶振動片は一般に、音叉型水晶振動片と比べて共振周波数が高い。よって、測定速度が高速化されることとなる。従って、速やかな圧力測定が求められるタイヤ圧用の圧力センサーなどに適用することができる。   FIG. 12 is a partial cross-sectional perspective view showing an example of a pressure sensor that employs the pressure-sensitive element 38a that excites thickness-slip vibration as described above. The AT-cut quartz crystal vibrating piece (pressure-sensitive element 38a) is constituted by a quartz chip obtained by cutting a quartz substrate parallel to the X axis and at an angle of about 35 degrees 15 minutes from the Z axis. A pair of excitation electrodes 39 are provided on both main surfaces of the AT-cut quartz crystal vibrating piece. Other configurations are the same as those of the pressure sensor according to the above-described embodiment. In general, an AT-cut quartz crystal vibrating piece has a higher resonance frequency than a tuning fork type quartz crystal vibrating piece. Therefore, the measurement speed is increased. Therefore, it can be applied to a pressure sensor for tire pressure and the like that require quick pressure measurement.

10………圧力センサー、12………ハウジング、14………封止板、16………フランジ部、18………ボス部、20………側壁部、22………リング部、23………開口部、24………肉厚部、26………肉薄部、27………段差部、28………ダイアフラム、30………中央部、32………可撓部、34………周縁部、36………支持部、38………感圧素子、40………振動腕、42………第1の基部、44………第2の基部、46………梁部、48………支持板ユニット、50………支持板本体、52………一方の端部、54………他方の端部、56………接続部、58………接続部、60………ストッパー、62………自由端、64………ストッパー、66………自由端、68………接着剤、70………ハーメチック端子、72………ワイヤー。
10 ......... Pressure sensor, 12 ......... Housing, 14 ......... Sealing plate, 16 ......... Flange, 18 ...... Boss, 20 ......... Side, 22 ...... Ring, 23 ......... Opening, 24 ......... Thick part, 26 ......... Thin part, 27 ......... Step part, 28 ......... Diaphragm, 30 ......... Center part, 32 ......... Flexible part, 34 ... peripheral edge, 36 ......... support, 38 ......... pressure sensitive element, 40 ...... vibrating arm, 42 ......... first base, 44 ......... second base, 46 ......... Beam part, 48 ......... Support plate unit, 50 ......... Support plate body, 52 ......... One end part, 54 ......... Other end part, 56 ......... Connection part, 58 ...... Connection part 60 ......... Stopper, 62 ......... Free end, 64 ......... Stopper, 66 ......... Free end, 68 ...... Adhesive, 70 ...... Hermetic terminal, 72 ...... wire.

Claims (6)

受圧方向へ変位する中央部と、前記中央部の外周に位置して変位することを抑えられた周縁部とを有するダイアフラムと、
前記中央部の変位方向に沿って検出軸を定めた感圧部と前記感圧部を挟持する一対の基部とを有し、いずれか一方の基部を前記ダイアフラムにおける前記中央部における一方の面に固定される感圧素子と、
前記ダイアフラムの外周側に配置され、前記感圧素子配置側に位置する主面に段差部を備えるリング部と、
前記感圧素子におけるいずれか他方の基部を前記ダイアフラムにおける前記周縁部、または前記段差部に接続する支持板本体と、
前記支持板本体と平行に配置され、前記感圧素子の傾倒を防止するストッパーとを備えたことを特徴とする圧力センサー。
A diaphragm having a central portion that is displaced in the pressure-receiving direction, and a peripheral portion that is located on the outer periphery of the central portion and is suppressed from being displaced;
A pressure-sensitive portion having a detection axis defined along a displacement direction of the central portion; and a pair of base portions sandwiching the pressure-sensitive portion; and one of the base portions on one surface of the central portion of the diaphragm A fixed pressure sensitive element;
A ring portion that is disposed on the outer peripheral side of the diaphragm and includes a step portion on a main surface located on the pressure-sensitive element arrangement side;
A support plate body that connects the other base of the pressure sensitive element to the peripheral edge of the diaphragm or the stepped portion;
A pressure sensor, comprising: a stopper that is disposed in parallel with the support plate body and prevents the pressure sensitive element from tilting.
請求項1に記載の圧力センサーであって、
前記支持板本体および前記ストッパーは、前記感圧素子を基点として、前記感圧素子の主面と同一平面上に、線対称に設けられることを特徴とする圧力センサー。
The pressure sensor according to claim 1,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the support plate body and the stopper are provided symmetrically on the same plane as the main surface of the pressure sensitive element with the pressure sensitive element as a base point.
請求項1または請求項2に記載の圧力センサーであって、
前記他方の基部と前記支持板本体とを連結する梁部を備え、
前記ストッパーは、前記梁部に基点を有する第1ストッパーと前記段差部に基点を有する第2ストッパーとから成り、前記第1ストッパーの自由端は前記段差部に対向すると共に前記段差部との間に間隙を有し、前記第2ストッパーの自由端は前記梁部に対向すると共に前記梁部との間に間隙を有し、前記間隙は互いに前記第1ストッパーおよび前記第2ストッパーにおいて前記梁部を有する主面と反対側の主面に設けられることを特徴とする圧力センサー。
The pressure sensor according to claim 1 or 2,
A beam portion connecting the other base and the support plate body;
The stopper includes a first stopper having a base point on the beam portion and a second stopper having a base point on the step portion, and a free end of the first stopper is opposed to the step portion and between the step portion. And the free end of the second stopper is opposed to the beam portion and has a gap between the beam portion and the gap between the beam portion in the first stopper and the second stopper. It is provided in the main surface on the opposite side to the main surface which has a pressure sensor.
請求項3に記載の圧力センサーであって、
前記支持板本体と前記第1ストッパー、および前記第2ストッパーのうちの少なくとも一方とを一体形成したことを特徴とする圧力センサー。
The pressure sensor according to claim 3,
The pressure sensor, wherein the support plate main body and at least one of the first stopper and the second stopper are integrally formed.
請求項1または請求項2に記載の圧力センサーであって、
前記感圧素子と前記支持板本体、および前記ストッパーとを一体形成し、前記ストッパーの先端部と前記段差部との間に間隙を設けたことを特徴とする圧力センサー。
The pressure sensor according to claim 1 or 2,
The pressure sensor, wherein the pressure sensitive element, the support plate main body, and the stopper are integrally formed, and a gap is provided between a tip portion of the stopper and the stepped portion.
請求項5に記載の圧力センサーであって、
前記ストッパーは、前記支持板本体から分岐されていることを特徴とする圧力センサー。


The pressure sensor according to claim 5,
The pressure sensor, wherein the stopper is branched from the support plate body.


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