JP2021131296A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐圧性能を有し、かつ圧力に対するヒステリシスを抑制することで測定誤差が小さく、さらには高感度で生産性にも優れる圧力センサ提供する。【課題手段】被測定流体の圧力を受ける第１主面（第３下面１３ｂ）およびこの第１主面の反対側に位置する第２主面（第１上面１１ａ）を有するダイアフラム部１０Ａと、ハウジング２０と、前記ダイアフラムの変形を電気信号として出力するセンシング部３０と、を備え、前記ダイアフラム部は、少なくとも一部が複数の薄板部材１１Ａ、１２Ａ、１３Ａが積層することで形成される多層構造からなり、これら複数の薄板部材は、前記被測定流体の圧力が前記第１主面に印加された受圧状態において、少なくとも一部が互いに圧接しながらそれぞれが独立して変形するように構成された圧力センサ１Ａとする。【選択図】図２

Description

本発明は、流体等の圧力を検出する圧力センサ、特にサニタリー用圧力センサに関するものである。

流体の圧力を検出する圧力センサのうち、食品や医薬品等の分野の製造現場等で用いられるサニタリー用圧力センサに対しては、衛生的な配慮が必要とされることから、耐食性、清浄性、信頼性および汎用性等に関して厳しい要件が課せられている。これら要請は、衛生管理に関する法規制の厳格化が図られている近年において、さらに厳しいものとなっている。

このようなサニタリー用圧力センサを取り巻く状況のもとでは、例えば、耐食性の要件から、圧力の測定対象の流体（例えば液体）が接触する接液部分にステンレス鋼（ＳＵＳ）、セラミックスおよびチタン等の耐食性の高い材料が用いられている。また、清浄性の要件から、洗浄しやすいフラッシュダイアフラム構造が採用され、さらに、蒸気洗浄に対応できるように耐熱衝撃性能の高い設計となっている。また、信頼性の要件から、封入剤（例えば非圧縮性流体としてのオイル）を使用しない構造（いわゆるオイルフリー構造）およびダイアフラムが破れ難い構造（バリア高剛性）が採用されている。

このように、サニタリー用圧力センサにおいては、使用する材料や構造が他の圧力センサに比べて制限されている。このため、圧力センサに求められる全ての性能を高い次元で達成することは容易でない。例えば、高い耐圧強度を有しかつ圧力に対するヒステリシスを低減して測定誤差を小さく抑えるためには、膜厚を大きくした（厚みに対する径のアスペクト比を小さくした）高強度・高剛性のダイアフラムが求められる一方で、センサ感度を高めるためには、小さな圧力変動に対して大きく変形する低剛性のダイアフラムが求められる。このように、ダイアフラムの剛性に対する要請は、各性能で異なり、かつこれら異なる要請は相反している（特に、ヒステリシスを低減して測定誤差を小さく抑えることとセンサ感度を高めることとの間で相反している）。当該ダイアフラムの機械的性質に対する相反する要請と上述したような設計上の制限が課せられた条件のもとでは、例えば高強度・高剛性のダイアフラムを採用した上で、犠牲となっているセンサ感度を高めるためるための技術的措置が講じられている。

例えば、特許文献１には、ダイアフラム（３）の支持面（３Ｂ）に略垂直に起立する３つの支持部材（２ａ、２ｂ，２ｃ）を所定の位置に立設し、これら支持部材の上に半導体チップを載置した圧力センサ（１００）が記載されている。この圧力センサ（１００）においては、ダイアフラム（３）の微小なたわみが、３つの支持部材（２ａ、２ｂ，２ｃ）、具体的には、支持面（３Ｂ）の中心（３０）に配設された１つの支持部材（２ａ）と、中心（３０）に対して点対称となる位置に配設された２つの支持部材（２ｂ，２ｃ）とを通じて効率的にセンシング部（半導体チップ１）に伝えられる（具体的には、半導体チップ１が、支持面３Ｂに直接設けられている場合に比べて大きく歪むように構成される）ことで、センサ感度が高められている。

特開２０１７−１２０２１４号公報

従来技術においては、上述したように、ダイアフラムの剛性等の機械的性質に対する相反関係を容認した上で、上記技術的措置（特許文献１に記載の技術的措置等）を講じることにより各性能が満たされるように構成されている。このため、更なる改善、例えば、ダイアフラム自体の構造を見直すことで上記相反関係を改善（できれば解消）し、これにより、上記技術的措置と相まってさらなる高性能化を推し進めることが技術的に求められている。

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、その目的は、高い耐圧性能を有し、かつ圧力に対するヒステリシスを抑制することで測定誤差が小さい圧力センサにあって、測定対象の流体（以下、「被測定流体」と称する。）の圧力変動に対する感度を、ダイアフラム自体の構造を見直すことで改善した圧力センサを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る圧力センサ（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）は、被測定流体の圧力を受ける第１主面およびこの第１主面の反対側に位置する第２主面を有するダイアフラム部と、前記ダイアフラム部を支持するハウジングと、前記ダイアフラムの前記第２主面上に配設され前記ダイアフラムの変形を電気信号として出力するセンシング部と、
を備え、前記ダイアフラム部は、少なくとも一部が複数の薄板部材が積層することで形成される多層構造からなり、これら複数の薄板部材は、前記被測定流体の圧力が前記第１主面に印加された受圧状態において、少なくとも一部が互いに圧接しながらそれぞれが独立して変形するように構成されていることを特徴とする。

前記圧力センサにおいて、前記複数の薄板部材が、前記受圧状態にあるときそれぞれの外周縁部を通じて前記圧力に起因した力の反力を受けるように、前記複数の薄板部材の各外周縁部が前記ハウジングまたは隣り合う前記薄板部材によって支持されているように構成してもよい。

また、前記圧力センサにおいて、前記複数の薄板部材の少なくとも一部が、互いが外周縁部で接合され、この接合された外周縁部（１４）の少なくとも一部が前記ハウジングに固定されるように構成してもよい。

さらに、隣り合う２つの前記薄板部材における対向する一対の面を、互いが接するように形成してもよい。

また、前記圧力センサにおいて、隣り合う前記薄板部材の少なくとも一部の間に隙間が形成されるように構成してもよい。

さらに、前記圧力センサにおいて、前記複数の薄板部材の少なくとも一部が、表裏２つの面のうちの少なくとも一方の面に形成された凸状部（１１ｃ、１２ｃ）を備えるように構成してもよい。

また、前記圧力センサにおいて、前記複数の薄板部材の中央部が接合されるように形成していてもよい。

さらに、前記圧力センサにおいて、隣り合う２つの前記薄板部材の間に潤滑部材（４０、５０）が配設されていてもよい。

また、前記圧力センサにおいて、隣り合う前記薄板部材は異なる材料からなるように構成してもよい。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

本発明によれば、高い耐圧性能を有し、また、圧力に対するヒステリシスを抑制することで測定誤差が抑制され、さらには、被測定流体の圧力変動に対して高感度な圧力センサを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る圧力センサおよびこれと接続する配管の断面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の断面のうちの図１中のＸ部分を拡大した図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の受圧時の変形態様を示す断面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の受圧時の変形態様を表わす概念図である。 図５は、図３中のＹ部分を拡大した断面図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の断面のうちの図１中のＸ部分を拡大した図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の受圧時の変形態様を示す断面であって、図６中のＹ部分に相当する部分を拡大した図である。 図８は、本発明の第３の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の断面図であって、図１におけるＸ部分を拡大した図である。 図９は、本発明の第４の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の断面図であって、図１におけるＸ部分を拡大した図である。 図１０は、本発明の第5月の実施の形態に係る圧力センサが備えるダイアフラム部の断面図であって、図１におけるＸ部分を拡大した図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態である第１の実施の形態ないし第５の実施の形態を、図１ないし図１０に基づいて説明する。各実施の形態において共通する構成要素については、同一の符号を付するとともに繰り返しの説明を割愛する。なお、説明文中の左右方向、前後方向および上下方向は、各図に示された圧力センサ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅおよび／またはダイアフラム部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅの紙面に対する奥行き方向、上下方向および左右方向としてそれぞれ定義する。また、各図は概念図であって、それぞれに示された内容は、実際の圧力センサと必ずしも一致するものではない。

≪第１の実施の形態≫
はじめに、本発明の第１の実施の形態に係るダイアフラム部１０Ａを備える圧力センサ１Ａを、図１および図２に基づいて説明する。

〔圧力センサの構成〕
まず、圧力センサ１Ａの構成を、図１および図２に基づいて説明する。この圧力センサ１Ａは、図１に示すように、被測定流体Ｆの圧力Ｐを受けて変形する（たわむ）ダイアフラム部１０Ａと、このダイアフラム部１０Ａの外周縁と結合してこれを支持するハウジング２０と、ダイアフラム部１０Ａの変形を所定の電気信号（例えば、電圧信号）として検出するセンシング部３０とから主に構成されている。また、ハウジング２０の下方に、被測定流体Ｆが流出入する配管Ｈが、例えばクランプＣを介して取り付けられている。

<ダイアフラム部１０Ａ>
ダイアフラム部１０Ａは、被測定流体Ｆの圧力Ｐの大きさに応じてその変形量が変化する薄膜部材から構成された要素である。ダイアフラム部１０Ａは、図２に示すように、３つの薄板部材、すなわち、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａから構成され、これら薄膜部材が積層された多層構造を有している。

第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａは、例えばそれぞれの外周縁が溶接等によって接合し、これによって、円筒状の固定部１４がダイアフラム部１０Ａの外周縁部に形成されている。当該固定部１４は、ハウジング２０（より具体的には、後述する開口部２１の内周側壁面２１ａ）と、例えば溶接により接合し、これにより、ダイアフラム部１０Ａがハウジング２０を通じて支持・固定されている。また、固定部１４の内側は、変形領域（センシング部３０が配設された変形領域を、特に、「変形検出領域Ｒ」と称することがある。）を形成している。

第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａは、例えば、それぞれの厚み（第１薄板部材１１Ａの板厚ｔ１１、第２薄板部材１２Ａの板厚ｔ１２および第３薄板部材１３Ａの板厚ｔ１３）が等しい平面視略円形の薄板からなる。これら薄板部材は、いずれも平坦な面として形成され、上下（表裏）２つの面を有している。具体的には、第１薄板部材１１Ａは第１上面１１Ａａおよび第１下面１１Ａｂを有し、第２薄板部材１２Ａは第２上面１２Ａａおよび第２下面１２Ａｂを有し、第３薄板部材１３Ａは第３上面１３Ａａおよび第３下面１３Ａｂを有している。最上面を形成する第１上面１１Ａａは、特許請求の範囲に記載の「第２主面」に相当する部位であって、センシング部３０が載置されこれを保持する支持面として機能する。また、最下面を形成する第３下面１３Ａｂは、特許請求の範囲に記載の「第１主面」に相当する部位であって、被測定流体Ｆと接して圧力Ｐを受ける受圧面をとして機能する。

本実施の形態では、隣り合う２つの薄板部材、すなわち、第１薄板部材１１Ａと第２薄板部材１２Ａおよび第２薄板部材１２Ａと第３薄板部材１３Ａが、互いに接するように構成されている。具体的には、被測定流体Ｆの圧力Ｐがダイアフラム部１０Ａに印加されていない非受圧状態にあるときでも、互いに対向する一対の面、すなわち、第１下面１１Ａｂと第２上面１２Ａａおよび第２下面１２Ａｂと第３上面１３Ａａとが接すように構成されている。これにより、不感帯の発生を防止することができる。

ここで、上記対向する一対の面を、摩擦係数が小さくかつ表面自由エネルギの小さな材料、例えばフッ素樹脂等の高分子材料を用いてコーティングしてもよい。このようなコーティングを施した仕様においては、被測定流体Ｆの圧力Ｐが、例えば等価分布荷重として印加された状態にあるとき（以下、「受圧時」または「受圧状態」と称することがある。）でも、上記対向する一対の面が圧着することを物理化学的に防止することができる。これにより、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａが、受圧時に互いが圧接しながらそれぞれが独立して変形するように構成することが容易になる（受圧時に隣り合う２つの薄板部材間で異なるひずみが生じる場合には、互いが摺動するように構成することが容易になる）。

一例では、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａが、同一の材料、例えば、耐食性に優れたステンレス鋼（ＳＵＳ）またはチタンのいずれか１つからなるように構成されている。

他の例では、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａが、異なる材料、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）およびチタンのいずれかからなるように構成されている。この場合、隣り合う２つの薄板部材間で材料が異なるように構成するとよい。例えば、第１薄板部材１１Ａおよび第３薄板部材１３Ａはステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、第２薄板部材１２Ａはチタンからなる。このように構成することで、受圧時に第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａが互いに圧接しても、対向する一対の面が表面自由エネルギによって圧着することを物理化学的に抑制することができる。また、異なる材料として、各薄板部材の変形態様が略同じとなるように、例えば縦弾性係数や熱膨張率といった物性値が略同じ材料を用いてもよい。

なお、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａの板厚ｔ１１、ｔ１２およびｔ１３が異なるように構成してもよい。例えば、受圧時に各薄板部材の表面のひずみ（当該表面に生じる応力）が等しくなるように板厚を異ならせてもよい。

固定部１４は、上述したように、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａの外周縁部が溶接等によって互いに結合することで形成された円筒状の部位である。固定部１４の外径Ｄ１４は、ダイアフラム部１０の外周縁径を画成し、同内径ｄ１４は、ダイアフラム部１０の変形領域の外周縁径を画成する。ここで、センサ感度を高めるためには、固定部１４の内径ｄ１４を、変形検出領域Ｒの外径Ｄ３０よりも大きく設定するとよい。これにより、変形検出領域Ｒのもとでは、ダイアフラム部１０が第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａから形成された多層構造によって構成されることとなる。このように構成することで、ダイアフラム部１０Ａの変形検出領域Ｒは、受圧時に各薄膜部材が独立して変形することとなる。具体的には、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａがそれぞれ中立面Ｓ１１Ａ、Ｓ１２Ａ、Ｓ１３Ａを有し、これら中立面Ｓ１１Ａ、Ｓ１２Ａ、Ｓ１３Ａを境に、図３および図５における下側（受圧面として機能する第３下面１３Ａｂの側）が圧縮応力を伴って変形し、同上側（センシング部３０の支持面として機能する第１上面１１Ａａの側）が引張応力を伴って変形することとなる。

固定部１４の外周縁を形成する外周側壁面１４ａは、後述するハウジング２０の開口部２１に嵌入されたのち、例えば、溶接によって少なくともその一部（溶接部Ｗ）が開口部２１の内周側壁面２１ａに結合される。これにより、ダイアフラム部１０Ａは、固定部１４（より具体的には溶接部Ｗ）を介してハウジング２０に支持・固定される。当該固定態様においては、受圧面として機能する第３下面１３Ａｂを通じて被測定流体Ｆの圧力Ｐが印加されると、その反力が固定部１４（より具体的には溶接部Ｗ）を介してハウジング２０に作用することとなる。

なお、ダイアフラム部１０Ａの上記固定態様は一例にすぎず、受圧時にダイアフラム部１０Ａに作用する力をハウジング２０が受け、かつ当該力の反力がダイアフラム部１０Ａの固定部１４を通じて各薄板部材の外周縁部に作用するように構成された固定態様であれば特定のものに限定されない。例えば、ハウジング２０の開口部２１に固定部１４の上端面と当接する座面を形成し、当該座面と固定部１４の下端面に取付けたスナップリングとで固定部１４を挟持するようにして、ダイアフラム部１０Ａをハウジング２０へ固定する態様としてもよい。

<ハウジング２０>
ハウジング２０は、内側に開口部２１が開口する略円筒状のダイアフラム支持要素であって、耐食性の高い金属材料、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から形成されている。ハウジング２０は、図１に示すように、その下部に、配管Ｈのフェルールフランジ部Ｈｆと接合するフェルールフランジ部２０ｆが、半径方向外側に向かって突出するように設けられている。圧力センサ１Ａと配管Ｈとは、重なり合うフェルールフランジ部２０ｆとフェルールフランジ部ＨｆとがクランプＣによって上下方向に挟持されることで互いが連結している。開口部２１の内周側壁面２１ａは、その下部でダイアフラム部１０Ａの外周縁と結合し、ダイアフラム部１０Ａ、より具体的には、ダイアフラム部１０Ａの第１上面１１Ａａと共に、被測定流体Ｆが流出入する配管Ｈの内部と隔絶された円柱状の空間Ｖを形成している。この空間Ｖは、例えば大気と連通し、次に述べるセンシング部３０が内側に配設されている。

<センシング部３０>
センシング部３０は、上述したように、ダイアフラム部１０Ａの変形を検出し、この変形量に応じた電気信号、例えば、電圧信号を出力する機能部である。センシング部３０は、例えば、ダイアフラム部１０Ａの第１上面１１Ａａの上に立設された複数の構造体３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、これら構造体３１ａ、３１ｂ、３１ｃによって支持された半導体チップ３２とから構成されている。この半導体チップ３２は、例えば、Ｓｉ等の半導体材料からなる基板と、この基板の上に形成されたホイートストンブリッジ回路からなるひずみゲージとから構成されている。ホイートストンブリッジ回路が備える４つの抵抗素子（例えば拡散抵抗）は、ダイアフラム部１０Ａの変形に応じてその長さが変位（伸縮）することで抵抗値が増減するように構成されている。これにより、ダイアフラム部１０Ａの変形が、ホイートストンブリッジ回路の中間点の電圧値の変化として検出される。
なお、本実施の形態では、従来技術との相乗効果により、低ヒステリシスと高感度化をより高い次元で実現するために、上記構成のセンシング部３０としているが、必ずしも当該構成を必須とするわけではなく、例えば第１薄板部材１１Ａの第１上面１１Ａａに直接センシング部３０を貼設してもよい。

〔圧力センサ１Ａの動作原理〕
上記構成の圧力センサ１Ａを用いて被測定流体Ｆの圧力Ｐを測定する原理（動作原理）を、ダイアフラム部１０Ａの変形態様を交えながら図３および図４に基づいて説明する。

ダイアフラム部１０Ａが受圧状態にあるとき、受圧面を形成する第３薄板部材１３Ａの第３下面１３Ａｂには、図３および図４に示すように、等価分布荷重Ｐに起因した所定の力Ｆ０（図４には、便宜的に力Ｆ０を集中荷重として表示している）が上向きに印加される。このとき、第３薄板部材１３Ａは、固定部１４を介してハウジング２０に支持・固定されている外周縁に下向きの反力Ｆｒ１３が作用するとともに、曲げモーメントを伴いながら中央部が突出するように変形する。この変形は、第３上面１３Ａａと接する第２下面１２Ａｂを通じて第２薄板部材１２Ａへと伝えられ、同時に第３薄板部材１３Ａから第２薄板部材１２Ａへ上向きの力Ｆ１が伝達される。このとき、第３薄板部材１３Ａの第３上面１３Ａａには、力Ｆ１の反力Ｆｒ１が下向きに作用する。これにより、第３薄板部材１３Ａは、上向きの力Ｆ０と、下向きの反力Ｆｒ１および反力Ｆｒ１３とが釣り合った状態で静止する。なお、図４には、便宜的に力Ｆ１およびその反力Ｆｒ１を集中荷重として表示しているが、実際には面接触によってこれら力が伝達される。

第３薄板部材１３Ａの第３上面１３Ａａと接する第２下面１２Ａｂを通じて、上向きの力Ｆ１が印加された第２薄板部材１２Ａは、固定部１４を介してハウジング２０に固定されている外周縁に下向きの反力Ｆｒ１２が作用するとともに、曲げモーメントを伴いながら中央部が突出するように変形する。この変形は、第２上面１２Ａａと接する第１下面１１Ａｂを通じて第１薄板部材１１Ａへと伝えられ、同時に第２薄板部材１２Ａから第１薄板部材１１Ａへ上向きの力Ｆ２が伝達される。このとき、第２薄板部材１２Ａの第２上面１２Ａａには、力Ｆ２の反力Ｆｒ２が下向きに作用する。これにより、第２薄板部材１２Ａは、上向きの力Ｆ１と、下向きの反力Ｆｒ２および反力Ｆｒ１２とが釣り合った状態で静止する。なお、図４には、便宜的に力Ｆ２およびその反力Ｆｒ２を集中荷重として表示しているが、実際には面接触によってこれら力が伝達される。

第２薄板部材１２Ａの第２上面１２Ａａと接する第１下面１１Ａｂを通じて、上向きの力Ｆ２が印加された第１薄板部材１１Ａは、固定部１４を介してハウジング２０に固定されている外周縁に、当該力Ｆ２と釣り合った下向きの反力Ｆｒ１１が作用することで静止するとともに、曲げモーメントを伴いながら中央部が突出するように変形する。

第１薄板部材１１Ａの上記変形は、第１上面１１Ａａに貼設されたセンシング部３０へと伝えられ、センシング部３０を構成する半導体チップ３２を変形させる。これにより、この半導体チップ３２内のホイートストンブリッジ回路からなるひずみゲージが備える抵抗素子が変位（伸縮）し、当該変形（量）に応じた電圧値がセンシング部３０から出力される。

〔効果〕
上記構成からなる本実施の形態に係る圧力センサ１Ａの効果、具体的には、ダイアフラムを用いた圧力センサに求められる耐圧性能、測定誤差および圧力感度に対する効果を、単層のダイアフラムを用いた従来の圧力センサと比較しながら図３ないし図５に基づいて説明する。

耐圧性能は、受圧状態にあるダイアフラムに作用する曲げモーメントに起因した応力σ（曲げ応力度σ）の最大値σｍａｘによって評価される。この最大応力値σｍａｘは、外周縁が溶接等によってハウジングに固定された円板状のダイアフラムに等分布荷重が印加される態様において、固定端である外周縁に生じる。最大応力値σｍａｘは、等分布荷重をＰ、ダイアフラムの半径をａ、ダイアフラムの板厚をｔとすると、関係式σｍａｘ＝３Ｐ・ａ²／４ｔ²から算出することができる。所望の耐圧性能を得るためには、最大応力値σｍａｘが規定値以下となることが求められ、そのためには、外周縁部分の板厚ｔを大きくする（または厚みに対する径、すなわちアスペクト比を小さくする）ことが有用である。したがって、所定の大きさ（径）を有するダイアフラムの耐圧性能を向上させるためには、ダイアフラムの板厚ｔを大きくすることが求められる。

測定誤差は、例えば、圧力に対するヒステリシスを抑えることで小さくすることができる。圧力に対するヒステリシスを抑えるためには、受圧状態と非受圧状態とを繰り返すダイアフラムにおいて、センシング部が配設された変形検出領域Ｒにおける応力σ（曲げ応力度σ）およびひずみεの振幅を小さくすること、すなわち、最大応力値σｍａｘおよび最大ひずみεｍａｘを小さくすることが有効である。このように、最大応力値σｍａｘおよび最大ひずみεｍａｘは、測定誤差（圧力に対するヒステリシス）の程度を表す指標の１つとなる。最大応力値σｍａｘおよび最大ひずみεｍａｘを小さくするためには、ダイアフラムにおける変形領域の剛性を高めること、すなわち、ダイアフラムの板厚ｔを大きくすることが有用である。このため、測定誤差（圧力に対するヒステリシス）を抑制するためには、ダイアフラムの板厚ｔを大きくすることが求められる。

圧力感度は、センシング部が配設されたダイアフラム内の変形領域における変形量に依存し、被測定流体Ｆの圧力変化に対する当該変形量の割合が大きいほど、すなわち、ダイアフラムの剛性が低くて大きくたわむほど向上する。ダイアフラムの剛性を低くするためにはダイアフラムの板厚ｔを小さくすることが有用である。このため、圧力感度を向上させるためには、ダイアフラムの板厚ｔを小さくすることが求められる。

以上述べたように、ダイアフラムの板厚ｔへの要求事項は、耐圧性能および測定誤差と圧力感度との間で相反し、また、ダイアフラムの剛性への要求事項は、測定誤差と圧力感度との間で相反する。従来の圧力センサにおいては、耐圧性能を保証する観点から、ダイアフラムの厚みｔが十分な大きさの値として設定される。この結果、背景技術のところでも述べたように、ダイアフラムの剛性が高まることで圧力に対するヒステリシスが抑制されて測定誤差も小さくなる一方、変形量が微小となるため圧力感度が低下する。このため、従来の圧力センサにおいては、所望の圧力感度を得るために、特許文献１に記載の支持部材を別途設けるなどの技術的措置が必須となる。

これに対し、本実施の形態に係るダイアフラム部１０Ａを備えた圧力センサ１Ａによれば、ダイアフラムの剛性等の機械的性質を見直したことで、上記特許文献１に記載の発明が備える技術的措置と相まって、上記相反関係をより高い次元で改善（解消）することができる。すなわち、圧力センサ１Ａが備えるダイアフラム部１０Ａは、上述したように、変形領域（変形検出領域Ｒ）が第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａから形成された多層構造からなり、これら第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａが、上記受圧状態においてそれぞれが独立して変形するように構成されている。具体的には、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａは、それぞれが異なる曲率半径（曲率半径ρ１１Ａ、ρ１２Ａおよびρ１３Ａ）をもつ中立面Ｓ１１Ａ、Ｓ１２Ａ、Ｓ１３Ａを有し、それぞれが、当該中立面Ｓ１１Ａ、Ｓ１２Ａ、Ｓ１３Ａを境に、図３および５における下側（受圧面として機能する第３下面１３Ａｂの側）が圧縮応力を伴って変形し、同上側（センシング部３０の支持面として機能する第１上面１１Ａａの側）が引張応力を伴って変形するように構成されている（図３および図５を参照）。

ここで、上記受圧状態にあるときの第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａに作用する曲げモーメントに起因した応力σ１１Ａ、σ１２Ａ、σ１３Ａ（曲げ応力度σ１１Ａ、σ１２Ａ、σ１３Ａ）は、例えば、各薄板部材が同一材料から場合、その縦弾性係数をＥ、各中立面の曲率半径をρ１１Ａ、ρ１２Ａおよびρ１３Ａ、ならびに各中立面からの距離をｚ１１Ａ、ｚ１２Ａおよびｚ１３Ａとすると、関係式σｋ＝Ｅ×ｚｋ／ρｋ（ｋ＝１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ）によって近似的に算出することができる。中立面からの距離ｚｋは、各板厚ｔｋによってその範囲が画定され、縦断面形状が上下対称であって単一材料からなる円板状の第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａにおいては、距離ｚｋの最大値は板厚ｔｋの１／２となる。すなわち、応力σｋは、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａの表面で最大となり、その値（近似値）は、σｋｍａｘ＝Ｅ×ｔｋ／（２×ρｋ）（以下、「関係式α」と称する。）となる。

上記関係式α中のσｋｍａｘは、上述したように、測定誤差（圧力に対するヒステリシス）の程度を表す指標となるものであって、その値は小さいほど好ましい。また、上記関係式α中の曲率半径ρｋは、変形の程度を表す指標、すなわち、圧力感度の指標となるものであって、その値が小さいほど変形の程度が大きく、圧力感度を高めるのに好適となる。

ここで、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａのそれぞれの板厚ｔ１１、ｔ１２およびｔ１３が単層のダイアフラムの板厚ｔの１／３であるとした場合、以下に述べるように、ダイアフラム部１０Ａを備える圧力センサ１Ａの測定誤差（圧力に対するヒステリシス）および圧力感度は、単層のダイアフラムを用いた従来の圧力センサのそれらに優位することとなる。

すなわち、測定誤差（圧力に対するヒステリシス）の指標である最大応力値σｍａｘが２つのダイアフラムで同一であるとすれば、圧力感度の指標となるダイアフラム部１０Ａの曲率半径（より具体的には、センシング部３０が配設された第１薄板部材１１Ａの曲率半径ρ１１Ａ）は、関係式αから単層のダイアフラムの略１／３倍となる。したがって、圧力感度が曲率半径に反比例すると仮定すれば、ダイアフラム部１０Ａを備える圧力センサ１Ａは、単層のダイアフラムを用いた従来の圧力センサと比較して、測定誤差（圧力に対するヒステリシス）は同等、かつ圧力感度は略３倍となる。

また、ダイアフラム部１０Ａの最大応力値σｍａｘが単層のダイアフラムのそれの１／２である場合、ダイアフラム部１０Ａの曲率半径（より具体的には、センシング部３０が配設された第１薄板部材１１Ａの曲率半径ρ１１Ａ）は、関係式αから単層のダイアフラムのそれの略２／３倍となる。したがって、測定誤差（圧力に対するヒステリシス）が応力σ（曲げ応力度σ）の最大値に比例し、かつ圧力感度が曲率半径に反比例すると仮定すれば、ダイアフラム部１０Ａを備える圧力センサ１Ａは、単層のダイアフラムを用いた従来の圧力センサに比べて、測定誤差が１／２でありかつ圧力感度が略１．５倍となる。

このように、複数の薄膜部材から構成された多層構造のダイアフラム部１０Ａを備える圧力センサ１Ａにおいては、これまで相反するとされていた測定誤差と圧力感度とを高い次元で両立することができる（すなわち、ダイアフラムの剛性に対する上記相反関係を改善することができる）。この効果は、ダイアフラム部１０Ａを構成する薄板部材の枚数を増やしてその板厚を薄くすることで、より顕著なものとしてもたらされる。

また、多層構造のダイアフラム部１０Ａを備える圧力センサ１Ａにおいては、耐圧強度についても優れた効果を奏する。すなわち、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａから構成される多層構造のダイアフラム部１０Ａにおいては、図４に示すような力が作用する。ここで、力Ｆ１とその反力Ｆｒ１、および力Ｆ２とその反力Ｆｒ２は等しい。これら力の釣り合い式から、被測定流体Ｆの圧力Ｐに起因した力Ｆ０は、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａの外周縁に作用する反力Ｆｒ１１、Ｆｒ１２およびＦｒ１３の合算値と等しくなる。すなわち、ダイアフラムを多層構造とすることで、被測定流体Ｆの圧力Ｐに起因した力Ｆ０は、各層に分散されることとなる。これにより、各薄板部材をたわませる力は、単層のダイアフラムをたわませる力より小さくなる。例えば、第１薄板部材１１Ａにおいては、反力Ｆｒ１が作用する分だけ当該力が小さくなる。したがって、被測定流体Ｆの圧力Ｐに起因した力Ｆ０が同値である場合、ダイアフラム部１０の外周縁に発生する応力σ（曲げ応力度σ）の最大値σｍａｘ、より具体的には、第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａのそれぞれの外周縁に発生する応力σｉ（曲げ応力度σｉ）（ｉ＝１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ）の最大値σｉｍａｘは、単層のダイアフラムのそれよりも小さくなり、耐圧性能が向上する。この効果は、ダイアフラム部１０Ａを構成する薄板部材の枚数を増やすことで、より顕著なものとしてもたらされる。

≪第２の実施の形態≫
つぎに、本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサ１Ｂについて説明する。この圧力センサ１Ｂは、上記第１の実施の形態に係る圧力センサ１Ａが備えるダイアフラム部１０Ａを、図６に示すダイアフラム部１０Ｂに置き換えたものであって、その他の構成は、圧力センサ１Ａと同一である。以下、ダイアフラム部１０Ｂの構成について説明する。

<ダイアフラム部１０Ｂ>
ダイアフラム部１０Ｂは、図６に示すように、中央部に形成された剛性の高い非変形部１５と、この非変形部１５の周縁を囲うように形成された剛性の低い第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂから構成されている。第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂは、円筒状の薄板として形成され、その内周縁が非変形部１５の外周縁に接続し、かつその外周縁がハウジング２０（より具体的には、開口部２１の内周側壁面２１ａ）に接続している。

非変形部１５は、直径Ｄ１５および高さＨ１５の円柱領域として形成されている。非変形部１５は、例えば、ダイアフラム部１０Ａを構成する第１薄板部材１１Ａ、第２薄板部材１２Ａおよび第３薄板部材１３Ａの中央部が所定の範囲で接合（例えば溶接で接合）することで形成される。当該仕様においては、高さＨ１５は、第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂの板厚の合計値（すなわち、Ｈ１５＝ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３）となる。また、直径Ｄ１５は、センシング部３０を構成するひずみゲージが変形可能となるように、変形検出領域Ｒの外径Ｄ３０よりも小さな値に設定される。

上記形態のダイアフラム部１０Ｂにおいては、剛性の高い非変形部１５が、剛性の低い第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂを介してハウジング２０（より具体的には、開口部２１の内周側壁面２１ａ）に支持・固定されることとなる。このため、上記形態のダイアフラム部１０Ｂが受圧状態にあるときは、剛性の低い第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂが変形することとなる。具体的には、ダイアフラム部１０Ｂは、非変形部１５を含む中央部が突出するように第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂが変形する。

上記変形態様においては、非変形部１５は略変形しないため、曲げモーメントに起因した応力は殆ど生じない。他方、第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂは、図７に示すように、異なる曲率半径（曲率半径ρ１１Ｂ、ρ１２Ｂおよびρ１３Ｂ）を持つ３つの中立面Ｓ１１Ｂ、Ｓ１２ＢおよびＳ１３Ｂを境にして圧縮応力または引張応力を伴って変形する。これにより、第１薄板部材１１Ｂ、第２薄板部材１２Ｂおよび第３薄板部材１３Ｂの内部に曲げモーメントに起因した応力σ１１Ｂ、σ１２Ｂ、σ１３Ｂ（曲げ応力度σ１１Ｂ、σ１２Ｂ、σ１３Ｂ）が生じる。この結果、ダイアフラム部１０Ｂを備える圧力センサ１Ｂにおいても、ダイアフラム部１０Ａを備える圧力センサ１Ａと同様の効果がもたらされることとなる。

非変形部１５が形成されることで、ダイアフラム部１０Ｂの一体性が高められる。すなわち、被測定流体Ｆの圧力Ｐは、非変形部１５が作用点の一部を形成することで、各薄膜部材へ伝達される。これにより、圧力センサ１Ｂの安定した動作が保証される。非変形部１５が配設される位置および形状は、各薄板部材が独立して変形（たわむ）ことを妨げず、また、センシング部３０がダイアフラム部１０Ａの変形を検出できれば、特定のものに限定されない。例えば、変形検出領域Ｒの外側に非変形部１５を配設してもよい。このときの非変形部１５の形状は、円環状の部位として形成されてもよいし、同心円上に点在する複数の円柱状部位として形成されてもよい。

≪第３の実施の形態≫
つづいて、本発明の第３の実施の形態に係る圧力センサ１Ｃについて説明する。この圧力センサ１Ｃは、上記第１の実施の形態に係る圧力センサ１Ａが備えるダイアフラム部１０Ａを、図８に示すダイアフラム部１０Ｃに置き換えたものであって、その他の構成は、圧力センサ１Ａと同一である。以下、ダイアフラム部１０Ｃの構成について説明する。

<ダイアフラム部１０Ｃ>
ダイアフラム部１０Ｃは、その基本形態がダイアフラム部１０Ａと同一であり、ただし、図８に示すように、これを構成する第１薄板部材１１Ｃおよび第２薄板部材１２Ｃの下面、すなわち、第１下面１１Ｃｂおよび第２下面１２Ｃｂに凹部が形成されている点がダイアフラム部１０Ａと異なる。当該凹部が形成されていることで、隣り合う２つの薄板部材の間、すなわち、第１薄板部材１１Ｃと第２薄板部材１２Ｃとの間および第２薄板部材１２Ｃと第３薄板部材１３Ｃとの間に、隙間Ｃ１、Ｃ２が形成されることとなる。

隙間Ｃ１、Ｃ２が形成されていることで、第１薄板部材１１Ｃ、第２薄板部材１２Ｃおよび第３薄板部材１３Ｃが互いに圧着することを物理的に防止する。具体的には、受圧時に、互いが圧接する領域が必要最小限の領域（例えば、センシング部３０が配設された変形検出領域Ｒ）に抑えられることで、複数の部材が一体的に変形することを防止する（これにより、各薄板部材が独立して変形する（たわむ）ことができる）。また、第１薄板部材１１Ｃ、第２薄板部材１２Ｃおよび第３薄板部材１３Ｃの材料が相違することで生じる各薄膜部材の変形態様の相違（例えば、縦弾性係数が異なることで生じる変形態様の相違、および熱膨張が異なることで生じる各薄膜部材の変形態様の相違）を、当該隙間Ｃ１、Ｃ２が吸収することで、各薄板部材間における変形の干渉等を抑えることができる。

なお、上記凹部を形成する部分や形成の態様は、適宜変更することができる。例えば、上記凹部を、第１薄板部材１１Ｃの第１下面１１Ｃｂおよび第２薄板部材１２Ｃの第２下面１２Ｃｂではなく第２薄板部材１２Ｃの第２上面１２Ｃａおよび第３薄板部材１３Ｃの第３上面１３Ｃａに形成してもよい。また、凹部が形成されていない薄板状の平板からなる第１薄板部材１１Ｃ、第２薄板部材１２Ｃおよび第３薄板部材１３Ｃの間に、リング状のスペーサを介在させて上記凹部（隙間Ｃ１、Ｃ２）を形成してもよい。

≪第４の実施の形態≫
つぎに、本発明の第４の実施の形態に係る圧力センサ１Ｄについて説明する。この圧力センサ１Ｄは、上記第１の実施の形態に係る圧力センサ１Ａが備えるダイアフラム部１０Ａを、図９に示すダイアフラム部１０Ｄに置き換えたものであって、その他の構成は、圧力センサ１Ａと同一である。以下、ダイアフラム部１０Ｄの構成について説明する。

<ダイアフラム部１０Ｄ>
ダイアフラム部１０Ｄは、第１薄板部材１１Ｄの第１下面１１Ｄｂに凸状部１１ｃが設けられ、第２薄板部材１２Ｄの第２下面１２Ｄｂに凸状部１２ｃが設けられている点でダイアフラム部１０Ａと相違し、その他の構成は、ダイアフラム部１０Ａと同一である。

凸状部１１ｃおよび凸状部１２ｃは、例えば、第１薄板部材１１Ｄおよび第２薄板部材１２Ｄと同一の材料からなり、フォトリソグラフィ等の微細加工や蒸着等の成膜加工によって各薄板部材の表面に形成される。ただし、凸状部１１ｃおよび凸状部１２ｃを形成する材料は、上記材料に限定されない。例えば、凸状部１１ｃおよび１２ｃは、潤滑性を有する高分子材料から形成されていてもよい。

凸状部１１ｃおよび凸状部１２ｃは、例えばドーム状を呈し、第１下面１１Ｄｂおよび第２下面１２Ｄｂの中央部と、同心円上にあって略９０°間隔を隔てた４つの位置に配設されている。また、凸状部１１ｃと凸状部１２ｃとは、互いが上下一列となるように配設されている。なお、凸状部１１ｃおよび凸状部１２ｃの形状は、特定のものに限定されない。例えば、凸状部１１ｃおよび１２ｃは、柱状（円柱状、角柱状）または錐台状（円錐台状、角錐台状）であってもよい。また、凸状部１１ｃおよび凸状部１２ｃが配設される数および位置も、特定のものに限定されない。例えば、凸状部１１ｃおよび１２ｃを、中心部のみに１つ配設してもよいし中心部と外周縁との間に複数個配設してもよい。複数個の凸状部１１ｃおよび１２ｃを配設する場合には、これらを規則正しく配置してもよいしランダムに配置してもよい。

また、凸状部１１ｃおよび１２ｃが、ダイアフラム部１０Ｄを構成する第２薄板部材１２Ｄおよび第３薄板部材１３Ｄの上面に突設されていてもよい。さらに、第１薄板部材１１Ｄおよび第２薄板部材１２Ｄの下面に突設された凸状部１１ｃおよび１２ｃと第２薄板部材１２Ｄおよび第３薄板部材１３Ｄの上面に突設された凸状部１１ｃおよび１２ｃとが混在するように構成してもよい。

凸状部１１ｃおよび凸状部１２ｃが設けられたダイアフラム部１０Ｄにおいては、隣り合う薄板部材（第１薄板部材１１Ｄと第２薄板部材１２Ｄおよび第２薄板部材１２Ｄと第３薄板部材１３Ｄ）との接触面積が小さくなる。これにより、受圧時に隣り合う薄板部材、具体的には、第１薄板部材１１Ｄと第２薄板部材１２Ｄおよび第２薄板部材１２Ｄと第３薄板部材１３Ｄとが圧着して一体的に変形することを好適に防止できる。すなわち、第１薄板部材１１Ｄ、第２薄板部材１２Ｄおよび第２薄板部材１２Ｄがそれぞれ独立して変形するように構成することが容易になる。

≪第５の実施の形態≫
つぎに、本発明の第５の実施の形態に係る圧力センサ１Ｅについて説明する。この圧力センサ１Ｅは、上記第１の実施の形態に係る圧力センサ１Ａが備えるダイアフラム部１０Ａを、図１０に示すダイアフラム部１０Ｅに置き換えたものであって、その他の構成は、圧力センサ１Ａと同一である。以下、ダイアフラム部１０Ｅの構成について説明する。

<ダイアフラム部１０Ｅ>
ダイアフラム部１０Ｅは、第１薄板部材１１Ｃと第２薄板部材１２Ｃとの間、および第２薄板部材１２Ｃと第３薄板部材１３Ｃとの間に潤滑部材４０、５０が配設されている点でダイアフラム部１０Ｃと相違し、その他の構成は、ダイアフラム部１０Ｃと同一である。

潤滑部材４０、５０は、潤滑部材４０、５０は、表面自由エネルギの小さな高分子材料、例えばフッ素樹脂からなることが好ましい。また、潤滑部材４０、５０は、これらが配設されたことでダイアフラム部１０Ｃの剛性が高まることをできるだけ抑制するために、可撓性を備えた材料であることが望ましい。

潤滑部材４０、５０は、センシング部３０が配設された領域の下方にあって、受圧時に隣り合う薄板部材が圧接する部分（図７の中央部）に配設されればよい。換言すれば、隣り合う薄板部材における対向する一対の面の全てを覆うように配設される必要はない。

上記構成のダイアフラム部１０Ｅによれば、受圧状態または非受圧状態に関わらず、隣り合う薄板部材（第１薄板部材１１Ｃと第２薄板部材１２Ｃおよび第２薄板部材１２Ｃと第３薄板部材１３Ｃ）が付着または圧着することを好適に抑えることができる。これにより、受圧状態にある第１薄板部材１１Ｃ、第２薄板部材１２Ｃおよび第３薄板部材１３Ｃが一体となって変形する（たわむ）ことを好適に抑えることができる。すなわち、受圧状態にある第１薄板部材１１Ｃ、第２薄板部材１２Ｃおよび第２薄板部材１２Ｃがそれぞれ独立して変形するように構成することが容易となる。

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、明細書および図面に直接記載のない構成であっても、本発明の作用・効果を奏する以上、本発明の技術的思想の範囲内である。さらに、上記記載および各図で示した実施の形態は、その目的および構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることも可能である。

例えば、上記実施の形態においては、ダイアフラムの変形による圧力検出手法（センシング原理）として、ひずみゲージを含む半導体チップ３２を用いているが、これに限定されるわけではなく、例えば、静電容量式センサ、金属歪みゲージ、抵抗ゲージをスパッタ等により成膜したものを用いた圧力検知手法（センシング原理）であってもよい。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ…圧力センサ、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…ダイアフラム部、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ…第１薄板部材、１１Ａａ、１１Ｂａ、１１Ｃａ、１１Ｄａ…第１上面、１１Ａｂ、１１Ｂｂ、１１Ｃｂ、１１Ｄｂ…第１下面、１１ｃ…凸状部、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ…第２薄板部材、１２Ａａ、１２Ｂａ、１２Ｃａ、１２Ｄａ…第２上面、１２Ａｂ、１２Ｂｂ、１２Ｃｂ、１２Ｄｂ…第２下面、１２ｃ…凸状部、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ…第３薄板部材、１３Ａａ、１３Ｂａ、１３Ｃａ、１３Ｄａ…第３上面、１３Ａｂ、１３Ｂｂ、１３Ｃｂ、１３Ｄｂ…第３下面、１４…固定部、２０…ハウジング、２１…開口部、３０…センシング部、４０、５０…潤滑部材。

Claims (9)

1. 被測定流体の圧力を受ける第１主面およびこの第１主面の反対側に位置する第２主面を有するダイアフラム部と、
   前記ダイアフラム部を支持するハウジングと、
   前記ダイアフラムの前記第２主面上に配設され前記ダイアフラムの変形を電気信号として出力するセンシング部と、
   を備え、
   前記ダイアフラム部は、少なくとも一部が複数の薄板部材が積層することで形成される多層構造からなり、これら複数の薄板部材は、前記被測定流体の圧力が前記第１主面に印加された受圧状態において、少なくとも一部が互いに圧接しながらそれぞれが独立して変形するように構成されている圧力センサ。
2. 請求項１に記載の圧力センサにおいて、
   前記複数の薄板部材は、前記受圧状態にあるときそれぞれの外周縁部を通じて前記圧力に起因した力の反力を受けるように、前記複数の薄板部材の各外周縁部が前記ハウジングまたは隣り合う前記薄板部材によって支持されている圧力センサ。
3. 請求項２に記載の圧力センサにおいて、
   前記複数の薄板部材の少なくとも一部は、互いが外周縁部で接合され、この接合された外周縁部の少なくとも一部が前記ハウジングに固定されている圧力センサ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて、
   隣り合う２つの前記薄板部材における対向する一対の面は、互いが接するように形成されている圧力センサ。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて、
   隣り合う前記薄板部材の少なくとも一部の間に隙間が形成されている圧力センサ。
6. 請求項５に記載の圧力センサにおいて、
   前記複数の薄板部材の少なくとも一部は、表裏２つの面のうちの少なくとも一方の面に形成された凸状部を備える圧力センサ。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて、
   前記複数の薄板部材の中央部が接合されている圧力センサ。
8. 請求項５ないし７のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて、
   隣り合う２つの前記薄板部材の間に潤滑部材が配設されている圧力センサ。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて、
   隣り合う前記薄板部材は異なる材料からなる圧力センサ。

Images