JP2021060240A - Pressure sensor - Google Patents

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Abstract

To provide a pressure sensor with which it is possible to simplify assembly work while suppressing the influence of static electricity.SOLUTION: Provided is a pressure sensor comprising: a diaphragm for receiving the pressure of a fluid; a base for forming a pressure-receiving space filled with an insulating medium between the diaphragm and itself; a pressure detector arranged on the base in the pressure-receiving space, for detecting the pressure transmitted to the insulating medium and converting it into an electrical pressure signal; a plurality of terminal pins electrically connected to an external electric circuit and electrically connected to the pressure detector side; and a receive member coupled to the base, for forming a fluid introduction chamber between the diaphragm and itself, into which the fluid is introduced from the fluid piping. An insulating member for prevention of noise propagation is provided closer to the piping side than the diaphragm, and the base is electrically connected to a terminal pin among the plurality of terminal pins that is connected to ground.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧力センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor.

ダイアフラムで区画されてオイルが封入された受圧室内に半導体型圧力検出装置を収容した液封入式の圧力センサは、冷凍冷蔵装置や空調装置に装備されて冷媒圧力を検知し、また産業用機器に装備されて各種の流体圧力を検知するために使用されている。 A liquid-filled pressure sensor, which houses a semiconductor-type pressure detector in a pressure receiving chamber partitioned by a diaphragm and filled with oil, is installed in refrigerating and cooling equipment and air-conditioning equipment to detect refrigerant pressure, and is also used in industrial equipment. It is equipped and used to detect various fluid pressures.

半導体型圧力検出装置は、上記受圧室内に配置され、受圧空間内の圧力変化を圧力検出素子により電気信号に変換して外部に出力する機能を有している。 The semiconductor type pressure detection device is arranged in the pressure receiving chamber and has a function of converting a pressure change in the pressure receiving space into an electric signal by a pressure detecting element and outputting it to the outside.

受圧空間内に配置されるダイアフラムは、可撓性の金属板である。このため、半導体型圧力検出装置の圧力検出素子とダイアフラムとの間で電位差が発生して、封入されたオイルが静電気を帯びると、圧力検出素子あるいはその出力信号に不具合が生ずる場合がある。圧力検出素子とダイアフラムとの間の電位差は、例えば圧力センサが取り付けられる配管系から伝達される高周波ノイズなどに起因して生じうる。 The diaphragm arranged in the pressure receiving space is a flexible metal plate. Therefore, when a potential difference is generated between the pressure detection element of the semiconductor type pressure detection device and the diaphragm and the enclosed oil is charged with static electricity, a problem may occur in the pressure detection element or its output signal. The potential difference between the pressure sensing element and the diaphragm can be caused, for example, by high frequency noise transmitted from the piping system to which the pressure sensor is attached.

そこで、上記圧力検出素子が収容されている受圧空間内に導電性部材(除電板)をさらに配置し、この導電性部材を、ボンディングワイヤを用いてアース端子ピンに接続することにより、上記不具合の解消を図る圧力センサが下記の特許文献1に開示されている。 Therefore, by further arranging a conductive member (static elimination plate) in the pressure receiving space in which the pressure detecting element is housed and connecting the conductive member to the ground terminal pin using a bonding wire, the above-mentioned problem can be solved. A pressure sensor for eliminating the problem is disclosed in Patent Document 1 below.

特開2014−178125号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-178125

ここで、特許文献1に開示されている圧力センサによれば、導電性部材を設けることにより製造コストが増大する。更に、除電効果を十分に発揮するためには、圧力検出素子と導電性部材とをベースに対してそれぞれ精度よく位置決めする必要があり、これにより取り付け作業が煩雑となり、組立効率が低下する虞がある。 Here, according to the pressure sensor disclosed in Patent Document 1, the manufacturing cost increases by providing the conductive member. Further, in order to fully exert the static elimination effect, it is necessary to accurately position the pressure detection element and the conductive member with respect to the base, which complicates the mounting work and may reduce the assembly efficiency. is there.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、静電気の影響を抑えつつ、組立作業を簡素化できる圧力センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor capable of simplifying an assembly operation while suppressing the influence of static electricity.

上記目的を達成するために、本発明の圧力センサは、
流体の圧力を受けるダイアフラムと、
前記ダイアフラムとの間に絶縁性媒質が封入された受圧空間を形成するベースと、
前記受圧空間内において前記ベースに配置され、前記絶縁性媒質に伝達された圧力を検出して電気的圧力信号に変換する圧力検出装置と、
外部の電気回路に電気的に接続され、前記圧力検出装置側と電気的に接続された複数の端子ピンと、
前記ベースに連結され、前記ダイアフラムとの間に、前記流体の配管から前記流体が導入される流体導入室を形成する受け部材と、を具備した圧力センサであって、
前記ダイアフラムよりも前記配管側に、ノイズ伝達防止用の絶縁性部材が設けられており、
前記ベースは、前記複数の端子ピンのうちグラウンドに接続された端子ピンと電気的に接続されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the pressure sensor of the present invention
The diaphragm that receives the pressure of the fluid and
A base that forms a pressure receiving space in which an insulating medium is sealed between the diaphragm and the diaphragm.
A pressure detection device arranged on the base in the pressure receiving space, detecting the pressure transmitted to the insulating medium, and converting the pressure into an electrical pressure signal.
A plurality of terminal pins electrically connected to an external electric circuit and electrically connected to the pressure detector side,
A pressure sensor including a receiving member connected to the base and forming a fluid introduction chamber into which the fluid is introduced from a pipe of the fluid between the diaphragm and the diaphragm.
An insulating member for preventing noise transmission is provided on the piping side of the diaphragm.
The base is electrically connected to a terminal pin connected to the ground among the plurality of terminal pins.

本発明によれば、静電気の影響を抑えつつ、組立作業を簡素化できる圧力センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pressure sensor that can simplify the assembly work while suppressing the influence of static electricity.

図1は、第1実施形態にかかる圧力センサの縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the pressure sensor according to the first embodiment. 図2は、図1のA−A線における断面を底面視した図である。FIG. 2 is a bottom view of the cross section taken along the line AA of FIG. 図3は、第1実施形態の変形例を示す図2と同様な図である。FIG. 3 is a diagram similar to FIG. 2 showing a modified example of the first embodiment. 図4は、第2実施形態にかかる圧力検出ユニットの上面図である。FIG. 4 is a top view of the pressure detection unit according to the second embodiment. 図5は、第2実施形態にかかる圧力検出ユニットの縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the pressure detection unit according to the second embodiment. 図6は、第3実施形態にかかる圧力センサを示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the pressure sensor according to the third embodiment. 図7は、図6のB−B線における断面を底面視した図である。FIG. 7 is a bottom view of the cross section taken along the line BB of FIG.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明にかかる第1実施形態を説明する。図1は、第1実施形態にかかる圧力センサ1を示す縦断面図である。図2は、図1のA−A線における断面を底面視した図である。図1に示すように、圧力センサ1は、横断面が例えば円管状である大筒部10aと、横断面が円環状、長円状、楕円状等である小筒部10bとが同軸に配列され、それぞれの端部同士を、段部10cを介して接合した形状の樹脂製のカバー10を有する。カバー10の大筒部10aの内側には、圧力検出ユニット2が取り付けられている。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the pressure sensor 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a bottom view of the cross section taken along the line AA of FIG. As shown in FIG. 1, in the pressure sensor 1, for example, a large cylinder portion 10a having a circular tubular cross section and a small tubular portion 10b having a cross section having an annular shape, an oval shape, an elliptical shape, or the like are arranged coaxially. A resin cover 10 having a shape in which the respective ends are joined to each other via a step portion 10c is provided. A pressure detection unit 2 is attached to the inside of the large cylinder portion 10a of the cover 10.

圧力検出ユニット2は、図示されない流体流入管(配管)が螺合接続される接続ナット20を支持する皿状の取付部材(受け部材)30と、取付部材30に対向配置される皿状のベース40と、取付部材30とベース40とにより外周が挟持される金属製のダイアフラム50とを備えている。これら取付部材30、ベース40及びダイアフラム50は、例えばステンレス合金等より形成されており、それらの外周部は溶接(接合部W)により一体化されている。 The pressure detection unit 2 includes a dish-shaped mounting member (receiving member) 30 that supports a connection nut 20 to which a fluid inflow pipe (piping) (not shown) is screwed and connected, and a dish-shaped base that is arranged to face the mounting member 30. 40, and a metal diaphragm 50 whose outer circumference is sandwiched between the mounting member 30 and the base 40 are provided. The mounting member 30, the base 40, and the diaphragm 50 are formed of, for example, a stainless alloy, and their outer peripheral portions are integrated by welding (joint portion W).

また、接続ナット20の上端に円筒部20aが突出して形成されている。一方、取付部材30の中央には、円孔30aが形成されている。接続ナット20と取付部材30との間には、絶縁性部材100が配置されている。絶縁性部材100は、セラミックス、ガラス等の無機材料、又はポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、PPS等の耐熱性に富んだ絶縁性素材から形成される。 Further, a cylindrical portion 20a is formed so as to project from the upper end of the connecting nut 20. On the other hand, a circular hole 30a is formed in the center of the mounting member 30. An insulating member 100 is arranged between the connecting nut 20 and the mounting member 30. The insulating member 100 is formed of an inorganic material such as ceramics or glass, or an insulating material having high heat resistance such as polyamide, polyimide, polyethylene terephthalate (PET) or PPS.

絶縁性部材100は、中空円筒部101と、中空円筒部101の下端に接続された円形フランジ部102とを有する。中空円筒部101は、接続ナット20の円筒部20aと取付部材30の円孔30aとの間に介在し、また円形フランジ部102は、接続ナット20の肩部20cの上面と、取付部材30の下面との間に介在する。これにより絶縁性部材100は、接続ナット20と取付部材30との間の電気的導通を遮断して絶縁を維持する。 The insulating member 100 has a hollow cylindrical portion 101 and a circular flange portion 102 connected to the lower end of the hollow cylindrical portion 101. The hollow cylindrical portion 101 is interposed between the cylindrical portion 20a of the connecting nut 20 and the circular hole 30a of the mounting member 30, and the circular flange portion 102 is formed on the upper surface of the shoulder portion 20c of the connecting nut 20 and the mounting member 30. It intervenes between the lower surface and the lower surface. As a result, the insulating member 100 maintains insulation by blocking electrical conduction between the connecting nut 20 and the mounting member 30.

絶縁性部材100を介して接続ナット20及び取付部材30を組み付ける場合、絶縁性部材100の接合面のみにメタライズ層を形成した上で、接続ナット20及び取付部材30に対してろう付けなどの固着手段を介して固着すると好ましい。又は、絶縁性の接着剤を用いて、絶縁性部材100と、接続ナット20及び取付部材30とを接合することもできる。さらに、接続ナット20と、これに接続される配管との間に、絶縁性部材を取り付けてもよく、その場合には接続ナット20と取付部材30とを直接連結できる。すなわち、ノイズ伝達防止用の絶縁性部材は、取付部材30より配管側に設けられていれば足りる。 When the connecting nut 20 and the mounting member 30 are assembled via the insulating member 100, a metallized layer is formed only on the joint surface of the insulating member 100, and then the connection nut 20 and the mounting member 30 are fixed by brazing or the like. It is preferable to fix it via means. Alternatively, the insulating member 100 can be joined to the connecting nut 20 and the mounting member 30 by using an insulating adhesive. Further, an insulating member may be attached between the connection nut 20 and the pipe connected to the connection nut 20, and in that case, the connection nut 20 and the attachment member 30 can be directly connected. That is, it is sufficient that the insulating member for preventing noise transmission is provided on the piping side of the mounting member 30.

円筒部20aの内部には貫通路20bが形成されていて、貫通路20bを介して、取付部材30の内部と接続ナット20の内部、すなわち不図示の配管とが連通している。 A gangway 20b is formed inside the cylindrical portion 20a, and the inside of the mounting member 30 and the inside of the connecting nut 20, that is, a pipe (not shown) communicate with each other via the gangway 20b.

図1,2において、ベース40とダイアフラム50で区画される受圧空間52には、オイル等の絶縁性の液状媒質が充填される。この液状媒質を、ベース40の開口40aを介して受圧空間内に充填した後、これを密閉するため、図1に点線で示されるように、ボール40bがベース40に溶接等の手段で固着される。 In FIGS. 1 and 2, the pressure receiving space 52 partitioned by the base 40 and the diaphragm 50 is filled with an insulating liquid medium such as oil. After filling the pressure receiving space with the liquid medium through the opening 40a of the base 40, the balls 40b are fixed to the base 40 by means such as welding as shown by the dotted line in FIG. 1 in order to seal the liquid medium. To.

ベース40の受圧空間52側の中央部に、半導体形の圧力検出装置60が配置されている。圧力検出装置60は、ベース40に固定されるガラス製の台座62と、その表面に貼付された圧力検出素子(半導体チップ)64とからなる。 A semiconductor-type pressure detection device 60 is arranged at the center of the base 40 on the pressure receiving space 52 side. The pressure detection device 60 includes a glass pedestal 62 fixed to the base 40 and a pressure detection element (semiconductor chip) 64 attached to the surface thereof.

図2において、圧力検出素子64は、その外周近傍に8つのボンディングパッド(電極)を備えている。ボンディングパッドのうち3つは、センサ入力電源パッド64a、グラウンドパッド64b及びセンサ出力パッド64cであり、残る5つは信号調整用パッド64dである。ただし、ボンディングパッドの数は8つに限られない。本実施形態では、センサ入力電源パッド64aは5Vに維持され、グラウンドパッド64bは0Vに維持され、センサ出力パッド64cの電圧は、検出した圧力に応じて0V以上、5V以下(好ましくは0.5V以上、4.5V以下)の範囲で変化する。また、ボンディングパッドの配置は、以上に限られない。 In FIG. 2, the pressure detecting element 64 is provided with eight bonding pads (electrodes) in the vicinity of the outer periphery thereof. Three of the bonding pads are a sensor input power supply pad 64a, a ground pad 64b, and a sensor output pad 64c, and the remaining five are signal adjustment pads 64d. However, the number of bonding pads is not limited to eight. In the present embodiment, the sensor input power pad 64a is maintained at 5V, the ground pad 64b is maintained at 0V, and the voltage of the sensor output pad 64c is 0V or more and 5V or less (preferably 0.5V) depending on the detected pressure. Above, it changes in the range of 4.5V or less). Further, the arrangement of the bonding pad is not limited to the above.

半導体形の圧力検出装置60の周囲には、ベース40を貫通するようにして複数本(この例においては8本)の端子ピン70、72が配置されている。端子ピン70、72は、これらが挿通されたベース40の貫通孔に対してハーメチックシール74により絶縁封止されている。また、図2に点描で示すように、圧力検出装置60の周囲におけるベース40の表面にはメッキが施され、受圧空間側にメッキ表面40cを形成している。なお、本実施形態のメッキはニッケルメッキであるが、ステンレス製のダイアフラム50よりも電気抵抗が低い他の材質(例えば、金や銅等)でメッキを行ってもよい。 A plurality of (8 in this example) terminal pins 70 and 72 are arranged around the semiconductor-type pressure detecting device 60 so as to penetrate the base 40. The terminal pins 70 and 72 are insulated and sealed by a hermetic seal 74 with respect to the through holes of the base 40 through which they are inserted. Further, as shown by pointillism in FIG. 2, the surface of the base 40 around the pressure detecting device 60 is plated, and the plated surface 40c is formed on the pressure receiving space side. Although the plating of the present embodiment is nickel plating, plating may be performed with another material (for example, gold, copper, etc.) having a lower electric resistance than the stainless steel diaphragm 50.

複数の端子ピンのうちの1つは、グラウンド用の端子ピン70である。グラウンド用以外の7本の端子ピン72は、図1に示す中継基板90の配線層の端子に接続され、1本のグラウンド用の端子ピン70は、図1に示す中継基板90の配線層のグラウンドに接続される。 One of the plurality of terminal pins is a ground terminal pin 70. The seven terminal pins 72 other than those for the ground are connected to the terminals of the wiring layer of the relay board 90 shown in FIG. 1, and one terminal pin 70 for the ground is the wiring layer of the relay board 90 shown in FIG. Connected to the ground.

図1において、中継基板90にコネクタ92を介して接続されるリード線94は、圧力センサ1が設置された冷凍冷蔵装置や空調装置等の制御盤内に設けられた、図示されない電気回路に接続される。かかる電気回路から、リード線94、端子ピン70、72を介して圧力検出素子64に電源電圧を印加することができ、また圧力検出用の信号を出力できる。 In FIG. 1, a lead wire 94 connected to a relay board 90 via a connector 92 is connected to an electric circuit (not shown) provided in a control panel of a refrigerating / cooling device, an air conditioner, or the like in which a pressure sensor 1 is installed. Will be done. From such an electric circuit, a power supply voltage can be applied to the pressure detection element 64 via the lead wire 94, the terminal pins 70, and 72, and a signal for pressure detection can be output.

図2において、半導体形の圧力検出装置60における、グラウンドパッド64b以外の、センサ入力電源パッド64a、センサ出力パッド64c、信号調整用パッド64dと、端子ピン72とは、ボンディングワイヤ80で接続(結線)される。また本実施形態では、グラウンドパッド64bが、グラウンド用の端子ピン70にボンディングワイヤ82を介して接続(結線)されるとともに、メッキ表面40cとグラウンド用の端子ピン70とが、ボンディングワイヤ81を介して接続(結線)される。 In FIG. 2, in the semiconductor type pressure detection device 60, the sensor input power supply pad 64a, the sensor output pad 64c, the signal adjustment pad 64d, and the terminal pin 72 other than the ground pad 64b are connected (connected) by a bonding wire 80. ). Further, in the present embodiment, the ground pad 64b is connected (connected) to the ground terminal pin 70 via the bonding wire 82, and the plated surface 40c and the ground terminal pin 70 are connected via the bonding wire 81. Is connected (connected).

圧力センサ1の組み付け時には、図1において、圧力検出ユニット2をカバー10の大筒部10aの内側に形成された段部10dに突き当てるようにして配置する。その後、大筒部10aの下端側及び小筒部10bの上端側(リード線94が導出される側)からカバー10の内部に樹脂Pを充填し、これを固化させる。これによりカバー10内に、圧力検出ユニット2の電気的構造部が密封されるようにして固定される。 When assembling the pressure sensor 1, in FIG. 1, the pressure detection unit 2 is arranged so as to abut against the step portion 10d formed inside the large cylinder portion 10a of the cover 10. After that, the resin P is filled inside the cover 10 from the lower end side of the large cylinder portion 10a and the upper end side of the small cylinder portion 10b (the side from which the lead wire 94 is led out) and solidified. As a result, the electrical structure of the pressure detection unit 2 is sealed and fixed in the cover 10.

圧力検出装置60は、外部の電気回路から入力電源用の端子ピン72を介して給電されることで動作する。流体が接続ナット20内に導入されて、取付部材30の内側の流体導入室32内に進入すると、その圧力でダイアフラム50が弾性変形し、受圧空間52内の絶縁性媒質を加圧する。圧力検出素子64は、この圧力変動を検知して電気信号に変換し、端子ピン72を介して電気信号、すなわち圧力検出用の信号を外部に出力する。かかる圧力検出用の信号を入力した外部の電気回路は、それに基づき、接続ナット20に導入された流体の圧力を精度よく検出することができる。 The pressure detection device 60 operates by supplying power from an external electric circuit via a terminal pin 72 for an input power source. When the fluid is introduced into the connecting nut 20 and enters the fluid introduction chamber 32 inside the mounting member 30, the diaphragm 50 is elastically deformed by the pressure and pressurizes the insulating medium in the pressure receiving space 52. The pressure detecting element 64 detects this pressure fluctuation, converts it into an electric signal, and outputs an electric signal, that is, a signal for pressure detection to the outside via the terminal pin 72. The external electric circuit that has input the signal for pressure detection can accurately detect the pressure of the fluid introduced into the connecting nut 20 based on the signal.

ここで、不図示の配管を介して、接続ナット20にノイズが伝達される場合がある。本実施形態によれば、接続ナット20と取付部材30とが絶縁性部材100を介して絶縁されているため、取付部材30側へのノイズの伝達を抑制することができる。加えて、圧力検出素子64のグラウンドパッド64bが、ボンディングワイヤ81,82を介してベース40のメッキ表面40cと同電位とされ、且つ端子ピン70を介して中継基板90の配線層のグラウンドと同電位とされている。 Here, noise may be transmitted to the connecting nut 20 via a pipe (not shown). According to the present embodiment, since the connection nut 20 and the mounting member 30 are insulated via the insulating member 100, it is possible to suppress the transmission of noise to the mounting member 30 side. In addition, the ground pad 64b of the pressure detection element 64 has the same potential as the plating surface 40c of the base 40 via the bonding wires 81 and 82, and has the same potential as the ground of the wiring layer of the relay board 90 via the terminal pin 70. It is considered to be an electric potential.

中継基板90の配線層のグラウンドは、リード線94(図1)を介して当該圧力センサ1が設置された冷凍冷蔵装置や空調装置等の制御盤内に設けられた電気回路のゼロ電位に接続される。つまり、ベース40のメッキ表面40cは、圧力検出素子64のグラウンドパッド64bと同じく、ゼロ電位に維持されるため、安定した圧力検出素子64の動作を実現することができる。なお、本実施形態の圧力センサに、特開2014−178125号公報などに記載の除電板を追加することで、より高いノイズ抑制効果が発揮される。 The ground of the wiring layer of the relay board 90 is connected to the zero potential of the electric circuit provided in the control panel of the refrigerating / cooling device, the air conditioner, etc. in which the pressure sensor 1 is installed via the lead wire 94 (FIG. 1). Will be done. That is, since the plated surface 40c of the base 40 is maintained at a zero potential like the ground pad 64b of the pressure detecting element 64, stable operation of the pressure detecting element 64 can be realized. By adding the static elimination plate described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-178125 to the pressure sensor of the present embodiment, a higher noise suppression effect can be exhibited.

ここで、絶縁性部材100は誘電材料であるため、接続ナット20側からのノイズの一部が取付部材30側に伝達されることがある。ダイアフラム50にノイズが伝達されると瞬間的に受圧空間内の液状媒質との間に電位差が生じ、液状媒質の分極が誘発されて圧力検出装置60の出力値が乱れるおそれがある。しかし、メッキ表面40cを有する構成では、ダイアフラム50よりもベース40側の電気抵抗の方が低いため、絶縁性部材100を介して接続ナット20側から取付部材30側に伝達されるノイズの大部分は、ベース40を介してグラウンドに伝わることになり、ダイアフラム50に伝達されるノイズは大幅に減少する。特に、ダイアフラム50よりも電気抵抗の低いメッキ層40cをダイアフラム50の接合部W近くまで配置することで、ダイアフラム50に伝達されるノイズの多くがメッキ層40cを介してベース40側に伝わるため、ダイアフラム50に伝達されるノイズをより効果的に低減できる。 Here, since the insulating member 100 is a dielectric material, a part of noise from the connecting nut 20 side may be transmitted to the mounting member 30 side. When noise is transmitted to the diaphragm 50, a potential difference is instantaneously generated between the noise and the liquid medium in the pressure receiving space, and the polarization of the liquid medium is induced, which may disturb the output value of the pressure detection device 60. However, in the configuration having the plated surface 40c, since the electric resistance on the base 40 side is lower than that on the diaphragm 50, most of the noise transmitted from the connecting nut 20 side to the mounting member 30 side via the insulating member 100 Will be transmitted to the ground via the base 40, and the noise transmitted to the diaphragm 50 will be significantly reduced. In particular, by arranging the plating layer 40c having a lower electrical resistance than the diaphragm 50 near the joint portion W of the diaphragm 50, most of the noise transmitted to the diaphragm 50 is transmitted to the base 40 side via the plating layer 40c. The noise transmitted to the diaphragm 50 can be reduced more effectively.

また、上述の実施形態では、メッキ表面40cがベース40の外周部まで形成されていないが、ダイアフラム50の外周部に接する範囲までメッキを施してもよい。このようにしてメッキ表面をダイアフラム50に電気的に接続することで、接続ナット20側からのノイズのダイアフラム50への伝達をさらに低減できる。また、ベース40の表面全体にメッキを施した後に端子ピン70、72とハーメチックシール74を取り付け、更にダイアフラム50を溶接すると、接合部Wにメッキ層を電気的に接続でき、ノイズ低減効果が高まる。 Further, in the above-described embodiment, the plating surface 40c is not formed up to the outer peripheral portion of the base 40, but plating may be applied to a range in contact with the outer peripheral portion of the diaphragm 50. By electrically connecting the plated surface to the diaphragm 50 in this way, it is possible to further reduce the transmission of noise from the connection nut 20 side to the diaphragm 50. Further, when the terminal pins 70 and 72 and the hermetic seal 74 are attached after plating the entire surface of the base 40 and the diaphragm 50 is further welded, the plating layer can be electrically connected to the joint portion W, and the noise reduction effect is enhanced. ..

(変形例)
図3は、第1実施形態の変形例を示す図2と同様な図である。本変形例では、信号調整用の端子ピンを省略し、圧力検出素子64’のグラウンドパッド64b、センサ入力電源パッド64a、センサ出力パッド64cに接続された3本の端子ピン70,72のみをベース40’に取り付けている。それ以外の構成は上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。
(Modification example)
FIG. 3 is a diagram similar to FIG. 2 showing a modified example of the first embodiment. In this modification, the terminal pins for signal adjustment are omitted, and only the three terminal pins 70 and 72 connected to the ground pad 64b, the sensor input power pad 64a, and the sensor output pad 64c of the pressure detection element 64'are used as the base. It is attached to 40'. Since the other configurations are the same as those in the above-described embodiment, the same reference numerals are given and duplicate description will be omitted.

上述した実施形態と同様に、圧力検出素子64’のグラウンドパッド64bが、ボンディングワイヤ81,82を介してベース40’のメッキ表面40c’と同電位とされ、且つ端子ピン70を介して中継基板90(図1)の配線層のグラウンドと同電位とされている。 Similar to the above-described embodiment, the ground pad 64b of the pressure detection element 64'is made to have the same potential as the plating surface 40c' of the base 40' via the bonding wires 81 and 82, and is connected to the relay board via the terminal pin 70. It has the same potential as the ground of the wiring layer of 90 (FIG. 1).

(第2実施形態)
図4は、第2実施形態にかかる圧力検出ユニット2Aの上面図である。図5は、第2実施形態にかかる圧力検出ユニット2Aの縦断面図である。本実施形態では、SUS製のベース40Aの受圧空間側にメッキ表面が形成されておらず、またグランド用の端子ピン70とベース40Aとの間にワイヤによる結線が行われていない。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a top view of the pressure detection unit 2A according to the second embodiment. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the pressure detection unit 2A according to the second embodiment. In the present embodiment, the plated surface is not formed on the pressure receiving space side of the base 40A made of SUS, and the terminal pin 70 for ground and the base 40A are not connected by a wire.

代わりに、端子ピン70には、ベース40Aの上面側において環状部材110(架橋部材)が取り付けられている。金属製の板材をプレス成形することによって形成できる環状部材110は、円板111と、円板111の外周に接合されたテーパ筒112とを有する。円板111の中央には孔113が形成されている。 Instead, an annular member 110 (crosslinked member) is attached to the terminal pin 70 on the upper surface side of the base 40A. The annular member 110 that can be formed by press-molding a metal plate has a disk 111 and a tapered cylinder 112 joined to the outer periphery of the disk 111. A hole 113 is formed in the center of the disk 111.

孔113に端子ピン70を挿通するようにして、環状部材110を嵌合取り付けすることができ、円板111は端子ピン70に対してハンダ付けなどによって接合固定される。このとき環状部材110を上方から加圧してテーパ筒112を拡径するよう弾性変形させることにより、その下端が、ハーメチックシール74の径方向外方にてベース40の表面に対して当接して押圧される。これにより環状部材110を通じて電気的接続が確保され、ベース40は、端子ピン70を介して中継基板90(図1)の配線層のグラウンドに対して同電位に維持される。圧力検出ユニット2Aは、図1に示すカバー10に組み付けることで、圧力センサを形成することができる。それ以外の構成は上述した実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。 The annular member 110 can be fitted and attached by inserting the terminal pin 70 into the hole 113, and the disk 111 is joined and fixed to the terminal pin 70 by soldering or the like. At this time, the annular member 110 is pressurized from above to elastically deform the tapered cylinder 112 so as to expand the diameter, so that the lower end thereof abuts and presses against the surface of the base 40 on the radial outer side of the hermetic seal 74. Will be done. As a result, an electrical connection is secured through the annular member 110, and the base 40 is maintained at the same potential with respect to the ground of the wiring layer of the relay board 90 (FIG. 1) via the terminal pin 70. The pressure sensor can be formed by assembling the pressure detection unit 2A to the cover 10 shown in FIG. Since the other configurations are the same as those in the above-described embodiment, the same reference numerals are given and duplicate description will be omitted.

本実施形態では、ベース40Aにメッキ表面を形成する必要がなく、また端子ピン70とベース40Aとの間にワイヤによる結線を行う必要がないため、圧力センサの製造工数をより低減できる。 In the present embodiment, it is not necessary to form a plated surface on the base 40A, and it is not necessary to connect the terminal pin 70 and the base 40A with a wire, so that the man-hours for manufacturing the pressure sensor can be further reduced.

なお、SUS製のベース40Aは、ダイアフラム50よりも低い電気抵抗を有するように、その厚さや材質を選択すると、前述の第1実施形態のように、接続ナット20側からのノイズによる悪影響を抑制することができる。また、図5に記載していないが、ベース40Aの外周面にメッキを施すことで、接続ナット20側からのノイズのダイアフラム50への流れを低減できる。この場合、外周面のメッキ表面が環状部材110および接合部Wに接するようにするとよい。なお、本実施形態のベース40Aにメッキ表面を形成してもよく、さらに、メッキ表面をダイアフラム50に電気的に接続するように形成してもよいことはもちろんである。 If the thickness and material of the SUS base 40A are selected so that the base 40A has a lower electric resistance than the diaphragm 50, the adverse effect of noise from the connection nut 20 side is suppressed as in the first embodiment described above. can do. Further, although not shown in FIG. 5, by plating the outer peripheral surface of the base 40A, the flow of noise from the connection nut 20 side to the diaphragm 50 can be reduced. In this case, it is preferable that the plated surface of the outer peripheral surface is in contact with the annular member 110 and the joint portion W. Of course, the plated surface may be formed on the base 40A of the present embodiment, and the plated surface may be formed so as to be electrically connected to the diaphragm 50.

(第3実施形態)
図6は、第3実施形態にかかる圧力センサ1Bを示す縦断面図である。図7は、図6のB−B線における断面を底面視した図である。
(Third Embodiment)
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the pressure sensor 1B according to the third embodiment. FIG. 7 is a bottom view of the cross section taken along the line BB of FIG.

本実施形態では、ベース40Bにグラウンド用の端子ピン、及びそれを挿通する貫通孔を設けていない。代わりに、SUS製のベース40Bの上面に円形凹部40dを形成している。円形凹部40dには、導電部材である金属製のコイルばね120の下端が嵌合しており、コイルばね120の上端は、中継基板90Bの、ベース40の外周部上面と対向配置されている配線層のグラウンド(不図示)に当接している。また、圧力検出素子64のグラウンドパッド64bが、ボンディングワイヤ83を介してメッキ表面40Bcに接続(結線)される。それ以外の構成は、図1,2の実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。 In the present embodiment, the base 40B is not provided with a ground terminal pin and a through hole through which the terminal pin is inserted. Instead, a circular recess 40d is formed on the upper surface of the SUS base 40B. The lower end of the metal coil spring 120, which is a conductive member, is fitted in the circular recess 40d, and the upper end of the coil spring 120 is a wiring arranged to face the upper surface of the outer peripheral portion of the base 40 of the relay board 90B. It is in contact with the ground (not shown) of the layer. Further, the ground pad 64b of the pressure detecting element 64 is connected (connected) to the plating surface 40Bc via the bonding wire 83. Since the other configurations are the same as those of the first and second embodiments, the same reference numerals are given and duplicate description will be omitted.

組み付け時に、コイルばね120を介在させつつ圧力センサユニット2Bを中継基板90Bに相対的に接近させて当接させると、当接した両端からコイルばね120に圧縮力が付与され、コイルばね120に生じた弾性力によりその両端がベース40Bと中継基板90Bに対して押圧され、電気的導通が実現する。その後、樹脂Pが充填され固化した後は、かかる導通状態が固定されることとなる。 At the time of assembly, when the pressure sensor unit 2B is brought into contact with the relay board 90B while interposing the coil spring 120, a compressive force is applied to the coil spring 120 from both ends of the contact, which is generated in the coil spring 120. Both ends are pressed against the base 40B and the relay substrate 90B by the elastic force, and electrical continuity is realized. After that, after the resin P is filled and solidified, the conductive state is fixed.

本実施形態では、金属製のコイルばね120を介して、中継基板90Bの配線層のグラウンドと、ベース40Bとが同電位に維持され、またベース40Bと圧力検出素子64のグラウンドパッドが同電位に維持されている。このためグラウンド用の端子ピンを設ける必要がなくなり、それにより製造コスト低減を図れる。なお、コイルばね120の代わりに、フレキシブルプリント基板やリード線を用いてもよい。また、本実施形態と図3の変形例を組み合わせることで、2本の端子ピンのみを持つ圧力センサを実現することができる。なお、本実施形態でもメッキ表面を、ダイアフラム50に電気的に接続する位置を含むように形成することで、第1実施形態のように、接続ナット20側から侵入するノイズの悪影響を抑制できることはもちろんである。 In the present embodiment, the ground of the wiring layer of the relay board 90B and the base 40B are maintained at the same potential via the metal coil spring 120, and the ground pad of the base 40B and the pressure detecting element 64 are kept at the same potential. It is maintained. Therefore, it is not necessary to provide a terminal pin for the ground, which can reduce the manufacturing cost. A flexible printed circuit board or a lead wire may be used instead of the coil spring 120. Further, by combining this embodiment with the modified example of FIG. 3, it is possible to realize a pressure sensor having only two terminal pins. In this embodiment as well, by forming the plated surface so as to include a position where it is electrically connected to the diaphragm 50, it is possible to suppress the adverse effect of noise entering from the connection nut 20 side as in the first embodiment. Of course.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。また、本発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. Further, within the scope of the present invention, it is possible to modify any component of the embodiment or omit any component in each embodiment.

1、1B 圧力センサ
2,2A,2B 圧力検出ユニット
10 カバー
20 接続ナット
30 取付部材
32 流体導入室
40、40’、40A、40B ベース
50 ダイアフラム
52 受圧空間
60 圧力検出装置
62 ガラス製の台座
64,64’ 圧力検出素子
70 グラウンド用の端子ピン
72 端子ピン
74 ハーメチックシール
80 ボンディングワイヤ
81、82、83 グラウンド用のボンディングワイヤ
90,90B 中継基板
92 コネクタ
94 リード線
100 絶縁性部材
110 環状部材
120 コイルばね

1,1B Pressure sensor 2,2A, 2B Pressure detection unit 10 Cover 20 Connection nut 30 Mounting member 32 Fluid introduction chamber 40, 40', 40A, 40B Base 50 Diaphragm 52 Pressure receiving space 60 Pressure detection device 62 Glass pedestal 64, 64'Pressure detection element 70 Terminal pin for ground 72 Terminal pin 74 Hermetic seal 80 Bonding wire 81, 82, 83 Bonding wire for ground 90, 90B Relay board 92 Connector 94 Lead wire 100 Insulation member 110 An annular member 120 Coil spring

Claims (9)

流体の圧力を受けるダイアフラムと、
前記ダイアフラムとの間に絶縁性媒質が封入された受圧空間を形成するベースと、
前記受圧空間内において前記ベースに配置され、前記絶縁性媒質に伝達された圧力を検出して電気的圧力信号に変換する圧力検出装置と、
外部の電気回路に電気的に接続され、
前記圧力検出装置側と電気的に接続された複数の端子ピンと、
前記ベースに連結され、前記ダイアフラムとの間に、前記流体の配管から前記流体が導入される流体導入室を形成する受け部材と、を具備した圧力センサであって、
前記ダイアフラムよりも前記配管側に、ノイズ伝達防止用の絶縁性部材が設けられており、
前記ベースは、前記複数の端子ピンのうちグラウンドに接続された端子ピンと電気的に接続されることを特徴とする圧力センサ。
The diaphragm that receives the pressure of the fluid and
A base that forms a pressure receiving space in which an insulating medium is sealed between the diaphragm and the diaphragm.
A pressure detection device arranged on the base in the pressure receiving space, detecting the pressure transmitted to the insulating medium, and converting the pressure into an electrical pressure signal.
Electrically connected to an external electrical circuit,
A plurality of terminal pins electrically connected to the pressure detector side,
A pressure sensor including a receiving member connected to the base and forming a fluid introduction chamber into which the fluid is introduced from a pipe of the fluid between the diaphragm and the diaphragm.
An insulating member for preventing noise transmission is provided on the piping side of the diaphragm.
The base is a pressure sensor that is electrically connected to a terminal pin connected to the ground among the plurality of terminal pins.
前記配管に接続される接続ナットと前記受け部材との間に、前記絶縁性部材が配置されていることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 1, wherein the insulating member is arranged between a connecting nut connected to the pipe and the receiving member. 前記ベースは、メッキを施したメッキ表面を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the base includes a plated plated surface. 前記メッキ表面と前記グラウンドに接続された端子ピンとが、ボンディングワイヤにより接続されていることを特徴とする請求項3記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 3, wherein the plated surface and the terminal pin connected to the ground are connected by a bonding wire. 前記ベースは導電性素材から形成され、前記グラウンドに接続された端子ピンに導電性の架橋部材が設けられており、前記架橋部材は前記ベースに接することを特徴とする請求項1又は2記載の圧力センサ。 The first or second claim, wherein the base is formed of a conductive material, a conductive cross-linking member is provided on a terminal pin connected to the ground, and the cross-linking member is in contact with the base. Pressure sensor. 前記圧力検出装置は、配線層を備えた中継基板を介して外部の電気回路に電気的に接続され、
前記ベースは導電性素材から形成され、前記ベースと前記配線層のグラウンドとの間に、弾性変形可能な導電部材を配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の圧力センサ。
The pressure detector is electrically connected to an external electric circuit via a relay board provided with a wiring layer.
The pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the base is formed of a conductive material, and an elastically deformable conductive member is arranged between the base and the ground of the wiring layer.
前記配線層のグラウンドは、前記ベースの外周部上面と対向配置されており、
前記導電部材は、金属製のコイルばねであることを特徴とする請求項6記載の圧力センサ。
The ground of the wiring layer is arranged so as to face the upper surface of the outer peripheral portion of the base.
The pressure sensor according to claim 6, wherein the conductive member is a metal coil spring.
前記ベースに施されたメッキは、前記ダイアフラムに接していることを特徴とする請求項3記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 3, wherein the plating applied to the base is in contact with the diaphragm. 前記ベースに施されたメッキは、前記ベースと前記ダイアフラムとの接合部に接していることを特徴とする請求項8記載の圧力センサ。

The pressure sensor according to claim 8, wherein the plating applied to the base is in contact with a joint portion between the base and the diaphragm.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102678706B1 (en) * 2022-06-07 2024-06-26 대양전기공업 주식회사 Pressure sensor unit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120337A (en) * 1993-08-31 1995-05-12 Kansei Corp Semiconductor pressure sensor
US20020029639A1 (en) * 2000-01-19 2002-03-14 Measurement Specialities, Inc. Isolation technique for pressure sensing structure
JP2004037318A (en) * 2002-07-04 2004-02-05 Toyoda Mach Works Ltd Pressure sensor
JP2016205873A (en) * 2015-04-16 2016-12-08 株式会社不二工機 Pressure sensor
JP2017146138A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 株式会社不二工機 Pressure detection unit and pressure sensor using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120337A (en) * 1993-08-31 1995-05-12 Kansei Corp Semiconductor pressure sensor
US20020029639A1 (en) * 2000-01-19 2002-03-14 Measurement Specialities, Inc. Isolation technique for pressure sensing structure
JP2004037318A (en) * 2002-07-04 2004-02-05 Toyoda Mach Works Ltd Pressure sensor
JP2016205873A (en) * 2015-04-16 2016-12-08 株式会社不二工機 Pressure sensor
JP2017146138A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 株式会社不二工機 Pressure detection unit and pressure sensor using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102678706B1 (en) * 2022-06-07 2024-06-26 대양전기공업 주식회사 Pressure sensor unit

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