JP2764993B2 - 半導体圧力検出装置 - Google Patents
半導体圧力検出装置Info
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- JP2764993B2 JP2764993B2 JP1026567A JP2656789A JP2764993B2 JP 2764993 B2 JP2764993 B2 JP 2764993B2 JP 1026567 A JP1026567 A JP 1026567A JP 2656789 A JP2656789 A JP 2656789A JP 2764993 B2 JP2764993 B2 JP 2764993B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばエンジンの気筒内の圧力を測定す
るように、高温の圧力媒体の圧力を測定する半導体圧力
検出装置に関する。
るように、高温の圧力媒体の圧力を測定する半導体圧力
検出装置に関する。
［従来の技術］ コンピュータ等を使用した各種制御装置において、セ
ンサ機構の１つとして圧力検出機構が使用される。この
圧力検出機構としては、検出圧力に対応した電気信号が
容易且つ高精度に発生されるものとして半導体を利用し
た圧力検出装置が多く使用されている。
ンサ機構の１つとして圧力検出機構が使用される。この
圧力検出機構としては、検出圧力に対応した電気信号が
容易且つ高精度に発生されるものとして半導体を利用し
た圧力検出装置が多く使用されている。
半導体を利用した圧力検出機構は、充分に小型化して
構成し、精度の高い計測結果が得られるものであるた
め、各種自動制御システムに多用される。例えば、自動
車用エンジンの電子制御等のために、エンジンの気筒内
の圧力を測定するために、この半導体圧力検出機構を用
いることが望まれる。
構成し、精度の高い計測結果が得られるものであるた
め、各種自動制御システムに多用される。例えば、自動
車用エンジンの電子制御等のために、エンジンの気筒内
の圧力を測定するために、この半導体圧力検出機構を用
いることが望まれる。
この半導体圧力検出機構は、１つの面を受圧用ダイヤ
フラムで封じた圧力検出室内に半導体センサを設置し、
上記圧力検出室内をシリコーンオイル等により充満させ
るように構成される。そして、ダイヤフラムに受けた圧
力をシリコーンオイルを介して半導体センサに伝達し、
この半導体センサから圧力に対応した電気信号を発生さ
せている。
フラムで封じた圧力検出室内に半導体センサを設置し、
上記圧力検出室内をシリコーンオイル等により充満させ
るように構成される。そして、ダイヤフラムに受けた圧
力をシリコーンオイルを介して半導体センサに伝達し、
この半導体センサから圧力に対応した電気信号を発生さ
せている。
しかし、このような半導体圧力検出機構は、圧力検出
室の封入液がシリコーンオイルによって構成され、また
半導体センサがダイヤフラムによる受圧部に近い距離に
設定されることから、半導体素子の動作温度を越えてし
まい、圧力検出の精度が劣化する。このため、自動車用
エンジンの気筒内の圧力を測定する場合のように、高温
の圧力媒体の圧力を測定するには適さない状態にあっ
た。
室の封入液がシリコーンオイルによって構成され、また
半導体センサがダイヤフラムによる受圧部に近い距離に
設定されることから、半導体素子の動作温度を越えてし
まい、圧力検出の精度が劣化する。このため、自動車用
エンジンの気筒内の圧力を測定する場合のように、高温
の圧力媒体の圧力を測定するには適さない状態にあっ
た。
［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例
えば自動車用エンジンの気筒内の圧力が測定できるよう
に、例えば500℃にも達する高温の圧力媒体の圧力測定
が可能とされるようにして、エンジン制御システムのセ
ンサ機構として効果的に使用されるようにする半導体圧
力検出装置を提供しようとするものである。
えば自動車用エンジンの気筒内の圧力が測定できるよう
に、例えば500℃にも達する高温の圧力媒体の圧力測定
が可能とされるようにして、エンジン制御システムのセ
ンサ機構として効果的に使用されるようにする半導体圧
力検出装置を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る半導体圧力検出装置にあっては、オイ
ルシール用のダイヤフラムによって少なくとも１つの面
を封止した、絶縁オイルで充満した圧力検出室内に半導
体センサを設定すると共に、上記シール用ダイヤフラム
で一方の面が封止され、その対向する他方の面を受圧用
ダイヤフラムで封止するようにした圧力伝達室を形成
し、この圧力伝達室内に断熱用の圧力伝達媒体を充填設
定するようにしている。
ルシール用のダイヤフラムによって少なくとも１つの面
を封止した、絶縁オイルで充満した圧力検出室内に半導
体センサを設定すると共に、上記シール用ダイヤフラム
で一方の面が封止され、その対向する他方の面を受圧用
ダイヤフラムで封止するようにした圧力伝達室を形成
し、この圧力伝達室内に断熱用の圧力伝達媒体を充填設
定するようにしている。
［作用］ すなわち、上記のように構成される半導体圧力検出装
置においては、圧力伝達室内に充填設定される圧力伝達
媒体として、セラミックあるいは金属等の多数のボール
のような粒状部材が使用されるもので、受圧面のダイヤ
フラムに作用した圧力変化によって、この受圧用ダイヤ
フラムが変形し、この変形が圧力伝達媒体を介してシー
ル用ダイヤフラムに伝達される。そして、このシール用
ダイヤフラムの変形に対応して、半導体センサにおいて
圧力が計測される。この場合、受圧面と半導体センサに
圧力変化を伝達するシール用ダイヤフラムとの間に圧力
伝達媒体が介在されるものであるため、受圧面に作用し
た高温が半導体センサ部まで伝達されることがなく、例
えばエンジン気筒内の圧力検出等も可能とされる。この
場合、圧力伝達媒体は、圧力伝達室に簡単に封入可能な
ものであり、その構造および組立て工程が非常に簡易化
される。
置においては、圧力伝達室内に充填設定される圧力伝達
媒体として、セラミックあるいは金属等の多数のボール
のような粒状部材が使用されるもので、受圧面のダイヤ
フラムに作用した圧力変化によって、この受圧用ダイヤ
フラムが変形し、この変形が圧力伝達媒体を介してシー
ル用ダイヤフラムに伝達される。そして、このシール用
ダイヤフラムの変形に対応して、半導体センサにおいて
圧力が計測される。この場合、受圧面と半導体センサに
圧力変化を伝達するシール用ダイヤフラムとの間に圧力
伝達媒体が介在されるものであるため、受圧面に作用し
た高温が半導体センサ部まで伝達されることがなく、例
えばエンジン気筒内の圧力検出等も可能とされる。この
場合、圧力伝達媒体は、圧力伝達室に簡単に封入可能な
ものであり、その構造および組立て工程が非常に簡易化
される。
［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。第１図はその断面構造を示すもので、金属製のハウ
ジング11を備える。このハウジング11の外周にはねじ12
が形成され、圧力測定部位に適宜ねじ込みにより取り付
け設定されるようになっている。
る。第１図はその断面構造を示すもので、金属製のハウ
ジング11を備える。このハウジング11の外周にはねじ12
が形成され、圧力測定部位に適宜ねじ込みにより取り付
け設定されるようになっている。
このハウジング11の一方の面には回路室13が開口形成
され、この回路室13の開口部は蓋体14をかしめ等により
固定することによって封止されている。この回路室13の
内部には、ハイブリットIC等の回路基板15が設定され、
この基板15はシリコーンゲル16の内部に設定されるよう
にしている。
され、この回路室13の開口部は蓋体14をかしめ等により
固定することによって封止されている。この回路室13の
内部には、ハイブリットIC等の回路基板15が設定され、
この基板15はシリコーンゲル16の内部に設定されるよう
にしている。
またハウジング11の他方の面には、圧力検出室17が開
口形成される。この圧力検出室17の開口面は、金属のオ
イルシール用ダイヤフラム18によって封止されるもの
で、その内部はシリコーンオイル19により充満されてい
る。
口形成される。この圧力検出室17の開口面は、金属のオ
イルシール用ダイヤフラム18によって封止されるもの
で、その内部はシリコーンオイル19により充満されてい
る。
そして、この圧力検出室17の内部の、上記ダイヤフラ
ム18に対向する位置に台座20を設定し、この台座20上に
半導体センサ21を載置設定する。すなわち、この半導体
センサ21の受圧面が上記シール用ダイヤフラム18の面に
対向設定される。
ム18に対向する位置に台座20を設定し、この台座20上に
半導体センサ21を載置設定する。すなわち、この半導体
センサ21の受圧面が上記シール用ダイヤフラム18の面に
対向設定される。
ここで、上記圧力検出室17と回路室13との間は、通路
22により連通され、この通路22はねじ23により固定設定
されるボール弁24によって閉じられるようにしている。
また、圧力検出室17と回路室13との間には、ガラスシー
ル25により気密封止されるようにして端子線26が貫通設
定されるもので、この端子線26の一端はボンディングワ
イヤ27を介して半導体センサ21に接続され、他端は回路
基板15に半田付け等により接続される。
22により連通され、この通路22はねじ23により固定設定
されるボール弁24によって閉じられるようにしている。
また、圧力検出室17と回路室13との間には、ガラスシー
ル25により気密封止されるようにして端子線26が貫通設
定されるもので、この端子線26の一端はボンディングワ
イヤ27を介して半導体センサ21に接続され、他端は回路
基板15に半田付け等により接続される。
上記ハウジング11の圧力検出室17のダイヤフラム18が
取り付けられる面には、圧力検出室17と同軸的な状態と
なるように筒体28が連結され、この筒体28の開口面に
は、上記シール用ダイヤフラム18に対向する状態で受圧
用ダイヤフラム29が取り付けられる。そして、筒体28の
内部に封止状態の圧力伝達室30を形成するもので、この
圧力検出室30内には、断熱用としてセラミックあるいは
金属等の剛体により構成される多数のボール31を、隙間
なく充填設定する。
取り付けられる面には、圧力検出室17と同軸的な状態と
なるように筒体28が連結され、この筒体28の開口面に
は、上記シール用ダイヤフラム18に対向する状態で受圧
用ダイヤフラム29が取り付けられる。そして、筒体28の
内部に封止状態の圧力伝達室30を形成するもので、この
圧力検出室30内には、断熱用としてセラミックあるいは
金属等の剛体により構成される多数のボール31を、隙間
なく充填設定する。
ここで、ハウジング11、シール用ダイヤフラム18、お
よび筒体28は溶接等により密封状態で結合するものであ
り、さらに筒体28と受圧用ダイヤフラム29も同様に溶接
等により封止結合されている。32は回路基板15からの圧
力測定信号を出力する導出線であり、さらに40はこの圧
力検出装置を、例えばエンジン気筒部に取付ける際に、
その取付け部に使用されるパッキンである。
よび筒体28は溶接等により密封状態で結合するものであ
り、さらに筒体28と受圧用ダイヤフラム29も同様に溶接
等により封止結合されている。32は回路基板15からの圧
力測定信号を出力する導出線であり、さらに40はこの圧
力検出装置を、例えばエンジン気筒部に取付ける際に、
その取付け部に使用されるパッキンである。
このように構成される圧力検出装置において、検出し
ようとする圧力が受圧用の金属ダイヤフラム29に加わる
ようになるもので、このダイヤフラム29に圧力が作用す
ると、このダイヤフラム29が変形し、多数のボール31か
らなるボール群を押す。このボール群に作用した押圧力
はシール用ダイヤフラム18に伝達され、圧力検出室17内
のシリコーンオイル19の圧力が高められて、半導体セン
サ21の受圧面でその圧力が検知される。そして、半導体
センサ21で、上記伝達された圧力に対応した電気信号が
発生され、回路基板15部に伝送されて出力処理されるよ
うになる。
ようとする圧力が受圧用の金属ダイヤフラム29に加わる
ようになるもので、このダイヤフラム29に圧力が作用す
ると、このダイヤフラム29が変形し、多数のボール31か
らなるボール群を押す。このボール群に作用した押圧力
はシール用ダイヤフラム18に伝達され、圧力検出室17内
のシリコーンオイル19の圧力が高められて、半導体セン
サ21の受圧面でその圧力が検知される。そして、半導体
センサ21で、上記伝達された圧力に対応した電気信号が
発生され、回路基板15部に伝送されて出力処理されるよ
うになる。
この圧力検出装置にあっては、シール用ダイヤフラム
18と受圧用ダイヤフラム29との２枚のダイヤフラムが使
用されている。そして、この２枚のダイヤフラム18およ
び29の間に、断熱用の圧力伝達媒体として多数のボール
31が充填されている。この充填された多数のボール31
は、相互に点接触の状態で密集されているものであり、
したがって受圧用ダイヤフラム29に作用した圧力を、高
精度にシール用ダイヤフラム18に伝達するものであり、
受圧用ダイヤフラム29に作用した圧力が、半導体センサ
21において高精度に検出される。また、上記のようにボ
ール31の相互が点接触の状態にあるため、ダイヤフラム
18と29との間の熱伝導度は非常に小さなものとなり、断
熱材としての効果が確実に発揮される。
18と受圧用ダイヤフラム29との２枚のダイヤフラムが使
用されている。そして、この２枚のダイヤフラム18およ
び29の間に、断熱用の圧力伝達媒体として多数のボール
31が充填されている。この充填された多数のボール31
は、相互に点接触の状態で密集されているものであり、
したがって受圧用ダイヤフラム29に作用した圧力を、高
精度にシール用ダイヤフラム18に伝達するものであり、
受圧用ダイヤフラム29に作用した圧力が、半導体センサ
21において高精度に検出される。また、上記のようにボ
ール31の相互が点接触の状態にあるため、ダイヤフラム
18と29との間の熱伝導度は非常に小さなものとなり、断
熱材としての効果が確実に発揮される。
すなわち、多数のボール31よりなるボール群は受圧用
ダイヤフラム29の面に作用する熱を遮断してシール用ダ
イヤフラム18に伝達しない。したがって、受圧用ダイヤ
フラム29の面に接触している圧力媒体の熱は、上記ボー
ル31群により遮断され、受圧用ダイヤフラム29に作用し
た圧力成分のみがシール用ダイヤフラム18に伝達され、
半導体センサ21の感圧部に伝えられる。
ダイヤフラム29の面に作用する熱を遮断してシール用ダ
イヤフラム18に伝達しない。したがって、受圧用ダイヤ
フラム29の面に接触している圧力媒体の熱は、上記ボー
ル31群により遮断され、受圧用ダイヤフラム29に作用し
た圧力成分のみがシール用ダイヤフラム18に伝達され、
半導体センサ21の感圧部に伝えられる。
このため、この圧力検出装置を、例えば高温状態とな
るエンジンの気筒内に設置し、燃焼圧等の測定に使用可
能となる。
るエンジンの気筒内に設置し、燃焼圧等の測定に使用可
能となる。
これまでに考えられた断熱の方法としては、セラミッ
クロッドを使用することが知られている。すなわち、こ
れを圧力検出装置に適用する場合は、受圧部にセラミッ
クロッドの一端を結合し、このロッドの他端にセンサの
受圧部を連結するようになるもので、精度の良い測定結
果を得るためには、セラミックロッドの取付け精度が厳
しく要求される。したがって、組立て構造に工夫が必要
となり、製造工程が繁雑化する。
クロッドを使用することが知られている。すなわち、こ
れを圧力検出装置に適用する場合は、受圧部にセラミッ
クロッドの一端を結合し、このロッドの他端にセンサの
受圧部を連結するようになるもので、精度の良い測定結
果を得るためには、セラミックロッドの取付け精度が厳
しく要求される。したがって、組立て構造に工夫が必要
となり、製造工程が繁雑化する。
これに対して、上記実施例に示した装置にあっては、
２枚のダイヤフラム18、29により区画された圧力伝達室
30内に、多数のボール31を封入するのみでよく、その構
造は充分に単純化され、製造コストも低くできる。
２枚のダイヤフラム18、29により区画された圧力伝達室
30内に、多数のボール31を封入するのみでよく、その構
造は充分に単純化され、製造コストも低くできる。
またこのような構造は、単純化されているものである
ため、耐圧を高くすることが容易となる。したがって、
例えば1000Kgf/cm2以上の高い圧力の測定も可能とする
ことが容易である。
ため、耐圧を高くすることが容易となる。したがって、
例えば1000Kgf/cm2以上の高い圧力の測定も可能とする
ことが容易である。
ここで、上記実施例にあっては、圧力伝達室30内に充
填される物質を多数のボール31として示したが、これは
特に球状のボールである必要はなく、例えば砂のような
粒状体の集積であってもよく、要するにほぼボール状と
される粒状部材で構成すればよい。
填される物質を多数のボール31として示したが、これは
特に球状のボールである必要はなく、例えば砂のような
粒状体の集積であってもよく、要するにほぼボール状と
される粒状部材で構成すればよい。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る圧力検出装置によれば、
半導体センサが設定される圧力検出室を区画するシール
ダイヤフラムと、圧力媒体の直接作用される受圧用ダイ
ヤフラムとの間に、多数のボールあるいは液体からなる
圧力伝達媒体が介在設定され、この圧力伝達媒体部で熱
の伝達が遮断されるようになる。例えば自動車用エンジ
ンの気筒内の燃焼室にこの検出装置を設定するようにし
ても、半導体センサ部を高温から効果的に保護すること
ができ、高温雰囲気における圧力検出動作が容易に実行
できる。したがって、この検出装置は例えばエンジン制
御用のコンピュータを使用した制御システムのセンサと
して、効果的に応用できるものである。また、その構造
が単純化されるものであり、高い圧力媒体の測定も容易
とされる。
半導体センサが設定される圧力検出室を区画するシール
ダイヤフラムと、圧力媒体の直接作用される受圧用ダイ
ヤフラムとの間に、多数のボールあるいは液体からなる
圧力伝達媒体が介在設定され、この圧力伝達媒体部で熱
の伝達が遮断されるようになる。例えば自動車用エンジ
ンの気筒内の燃焼室にこの検出装置を設定するようにし
ても、半導体センサ部を高温から効果的に保護すること
ができ、高温雰囲気における圧力検出動作が容易に実行
できる。したがって、この検出装置は例えばエンジン制
御用のコンピュータを使用した制御システムのセンサと
して、効果的に応用できるものである。また、その構造
が単純化されるものであり、高い圧力媒体の測定も容易
とされる。
第１図はこの発明の一実施例に係る圧力検出装置を説明
する断面構成図である。 11……ハウジング、13……回路室、15……回路基板、1
6、19……シリコーンオイル、17……圧力検出室、18…
…シール用ダイヤフラム、21……半導体センサ、28……
筒体、29……受圧用ダイヤフラム、30……圧力伝達室、
31……ボール、。
する断面構成図である。 11……ハウジング、13……回路室、15……回路基板、1
6、19……シリコーンオイル、17……圧力検出室、18…
…シール用ダイヤフラム、21……半導体センサ、28……
筒体、29……受圧用ダイヤフラム、30……圧力伝達室、
31……ボール、。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01L 19/04 101 G01L 23/22 G01L 19/06
Claims (1)
- 【請求項１】内部に絶縁オイルが密封状態で充填された
圧力検出室内に設定された半導体圧力センサと、 上記圧力検出室の一方の面を封ずるオイルシール用ダイ
ヤフラムと、 このダイヤフラムの上記圧力検出室とは反対側の面に対
応して形成された圧力伝達室と、 この圧力伝達室の上記シール用ダイヤフラムとは反対側
を区画する受圧用ダイヤフラムと、 上記シール用および受圧用ダイヤフラムで区画された上
記圧力伝達室内に圧力伝達媒体として密に充填設定され
た多数の粒状断熱部材とを具備し、 上記受圧用ダイヤフラムの圧力変化による変形が、上記
圧力伝達媒体を介して上記シール用ダイヤフラムに伝達
されるようにしたことを特徴とする半導体圧力検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026567A JP2764993B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 半導体圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026567A JP2764993B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 半導体圧力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206738A JPH02206738A (ja) | 1990-08-16 |
| JP2764993B2 true JP2764993B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=12197120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1026567A Expired - Lifetime JP2764993B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 半導体圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764993B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004245781A (ja) * | 2003-02-17 | 2004-09-02 | Denso Corp | 圧力検出装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4396523T1 (de) * | 1992-12-11 | 1997-07-31 | Denso Corp | Halbleiter-Drucksensor |
| DE102005020569B4 (de) * | 2005-04-30 | 2010-08-05 | Aesculap Ag | Implantierbare Vorrichtung zur Erfassung von intrakorporalen Drücken |
| JP4848904B2 (ja) | 2006-09-13 | 2011-12-28 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
| JP4867559B2 (ja) | 2006-10-04 | 2012-02-01 | 株式会社デンソー | 圧力センサおよび圧力センサの取付構造 |
| JP2009264945A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP5373658B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2013-12-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 圧力センサ |
| JP5883691B2 (ja) * | 2012-03-16 | 2016-03-15 | シチズンファインデバイス株式会社 | 燃焼圧検出装置付き内燃機関 |
| US9222424B2 (en) | 2012-03-16 | 2015-12-29 | Citizen Finedevice Co., Ltd. | Internal combustion engine fitted with combustion pressure detection device |
| JP6580526B2 (ja) * | 2016-06-27 | 2019-09-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 圧力センサ |
| KR20210081729A (ko) * | 2019-12-24 | 2021-07-02 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 반도체 테스트 시스템 및 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54138460A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Toshiba Corp | Pressure trnasmitter |
| JPH0617842B2 (ja) * | 1985-03-06 | 1994-03-09 | 株式会社共和電業 | 超高温圧力変換器 |
| JPS63298129A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体式圧力変換器 |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP1026567A patent/JP2764993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004245781A (ja) * | 2003-02-17 | 2004-09-02 | Denso Corp | 圧力検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02206738A (ja) | 1990-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |