JP6527193B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、圧力センサに関し、特に、液封室に配置された圧力検出素子により圧力を検出する圧力センサに関する。

圧力センサは、冷凍、冷蔵、空調機器用の冷媒圧力センサ、給水、産業用ポンプ等の水圧センサ、蒸気ボイラの蒸気圧センサ、空／油圧産業機器の空／油圧センサ、自動車の圧力センサ等、各種の用途に使用されている。

このような圧力センサのうち流体圧検出用の圧力センサとして、例えば、特許文献１に開示されるように、半導体圧力センサチップ等の圧力検出素子が、封入オイルで充填された液封室に配置された液封型の圧力センサが、従来から知られている。

液封型の圧力センサでは、圧力室と液封室を区画するダイヤフラムに作用する圧力室の流体の流体圧が、液封室内の封入オイルを介して、圧力検出素子に伝達され、流体の流体圧が検出される。圧力検出素子には、ボンディングワイヤを介して複数のリードピンが接続され、複数のリードピンを介して、電源供給、及び、検出された圧力信号の送出、各種調整などが行われる。また、液封室を空気中の湿気や埃、熱などの環境条件から保護するため、液封室の周囲には、絶縁性のハーメチックガラスが封着され、複数のリードピンもハーメチックガラスにより固定される。また、ハーメチックガラスの周囲には、強度を保つために、金属製等のハウジングが配置される。

国際公開２０１５／１９４１０５号 特許第３９８７３８６号

しかしながら、上述のような液封型の圧力センサでは、静電気放電（ＥＳＤ：Electro-Static Discharge）により、半導体センサチップの内部回路が破損するという問題がある。このような問題の対策として、半導体センサチップ内にＥＳＤ保護回路を組み込むことも考えられる。しかしながら、昨今の半導体センサチップのダウンサイジングにより、ＥＳＤ保護回路の面積を確保するのが難しく、また、このような回路の組み込みは、半導体センサチップの単価の高騰にも繋がる。

また、特許文献１に記載の圧力センサのように、このような問題を改善するために、リードピンとハウジングの間に空気より絶縁耐圧の高い接着剤を充填させることにより静電気耐圧を向上させる発明も知られているが、特許文献１に記載の発明では、半導体センサチップの周囲の放電の防止には不十分である。

また、特許文献２には、液封室内に配置された圧力検出素子を覆うように導電性部材を電位調整部材として配置し、圧力検出素子のゼロ電位の端子に接続し、装置フレームアースと２次電源との間に電位が生じた場合であっても、それによる悪影響の発生を防止する発明も知られている。

しかしながら、特許文献２に記載の発明では、静電気印加時、及び、耐電圧印加時に、電位調整部材とハウジングとの距離、及び、電位調整部材とダイヤフラムとの距離が近い場合には、これらの間で放電が発生し、この放電により液封室の内部に配置された圧力検出素子が破損する可能性がある。

従って、本発明の目的は、液封室の内部に配置された圧力検出素子を覆う電位調整部材の形状を変更することにより、電位調整部材の機能を確保したまま、静電気印加時、及び、耐電圧印加時に、放電による圧力検出素子の破損の防止できる、圧力センサを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の圧力センサは、圧力検出される流体が導入される圧力室と、封入オイルが充填された液封室を区画する金属製のダイヤフラムと、上記液封室の周囲に配置される金属製のハウジングと、上記液封室に液封され、上記ダイヤフラム、及び、上記封入オイルを介して、上記流体の圧力を検出する圧力検出素子と、上記液封室において、上記圧力検出素子と、上記ダイヤフラム、及び、上記ハウジングとの間に配置され、導電性を有し上記圧力検出素子のゼロ電位の端子に接続される電位調整部材とを備え、上記電位調整部材と、上記ダイヤフラム、及び、上記ハウジングとの間の距離が、所定の絶縁距離より離れて構成され、上記電位調整部材は、上記圧力検出素子のゼロ電位に接続された金属製のフレームと、上記ダイヤフラムと、上記圧力検出素子との間に配置される金属製のシールド板とから構成され、上記シールド板の外周は、半抜き−抜き落とし加工により形成されることを特徴とする。

また、上記所定の絶縁距離は、０．６ｍｍ以上であるものとしてもよい。

また、上記所定の絶縁距離は、１．０ｍｍ以上であるものとしてもよい。

また、上記フレームは、上記圧力室側に凹部を有する形状に形成され、上記シールド板は、平板形状に形成されるものとしてもよい。

また、上記フレームは、上記圧力室側に凹部を有する形状に形成され、上記シールド板は、上記圧力室に対向する側に凹部を有する形状に形成されるものとしてもよい。

また、上記フレームは、平板形状に形成され、上記シールド板は、上記圧力室に対向する側に凹部を有する形状に形成されるものとしてもよい。

また、上記シールド板の外周は、上記フレームの外周より、同じか外側になるように形成されるものとしてもよい。

また、上記フレームは、上記液封室の周囲に配置されたハーメチックガラスに固定されており、上記フレームと上記シールド板は、上記液封室の内部に配置された上記圧力検出素子を覆うように、溶接により接続されるものとしてもよい。

本発明の圧力センサによれば、液封室の内部に配置された圧力検出素子を覆う電位調整部材の形状を変更することにより、電位調整部材の機能を確保したまま、静電気印加時、及び、耐電圧印加時に、放電による圧力検出素子の破損の防止できる。

従来の圧力センサの一例である液封形の圧力センサの全体を示す縦断面図である。 図２（ａ）は、図１に示す圧力センサの放電箇所を拡大して示す縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すシールド板の平面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示すＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った断面図である。 図３（ａ）は、本発明の圧力センサの第１の実施形態である液封形の圧力センサの電位調整部材の近傍を拡大して示す縦断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すシールド板の平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示すＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線に沿った断面図である。 図４（ａ）は、本発明の圧力センサの第２の実施形態である液封形の圧力センサの電位調整部材の近傍を拡大して示す縦断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すシールド板の平面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すＩＶＣ−ＩＶＣ線に沿った断面図である。 図５（ａ）は、本発明の圧力センサの第３の実施形態である液封形の圧力センサの電位調整部材の近傍を拡大して示す縦断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すシールド板の平面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示すＶＣ−ＶＣ線に沿った断面図である。 図６（ａ）は、シールド板の外周部分の加工方法の変更を説明する図であって、従来の抜き加工の断面図であり、図６（ｂ）は、半抜き加工の断面図であり、図６（ｃ）は、半抜き−抜き落とし加工の断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

まず、従来の液封型の圧力センサの構造を説明する。

図１は、従来の圧力センサの一例である液封形の圧力センサ１００の全体を示す縦断面図である。

図１において、液封型の圧力センサ１００は、圧力検出される流体を後述する圧力室１１２Ａに導入する流体導入部１１０と、圧力室１１２Ａの流体の圧力を検出する圧力検出部１２０と、圧力検出部１２０で検出された圧力信号を外部に送出する信号送出部１３０と、流体導入部１１０、圧力検出部１２０、及び、信号送出部１３０を覆うカバー部材１４０とを備える。

流体導入部１１０は、圧力検出される流体が導かれる配管に接続される金属製の継手部材１１１と、継手部材１１１の配管に接続される端部と別の端部に溶接等により接続されるお椀形状を有する金属製のベースプレート１１２とを備える。

継手部材１１１には、配管の接続部の雄ねじ部にねじ込まれる雌ねじ部１１１ａと、配管から導入された流体を圧力室１１２Ａに導くポート１１１ｂとが形成される。ポート１１１ｂの開口端は、ベースプレート１１２の中央に設けられた開口部に溶接等により接続される。なお、ここでは、継手部材１１１に雌ねじ部１１１ａが設けられるものとしたが、雄ねじが設けられるものとしてもよく、または、継手部材１１１の代わりに、銅製の接続パイプが接続されるものとしてもよい。ベースプレート１１２は、継手部材１１１と対向する側に向かい広がるお椀形状を有し、後述するダイヤフラム１２２との間に圧力室１１２Ａを形成する。

圧力検出部１２０は、貫通孔を有するハウジング１２１と、上述の圧力室１１２Ａと後述する液封室１２４Ａとを区画するダイヤフラム１２２と、ダイヤフラム１２２の圧力室１１２Ａ側に配置されるダイヤフラム保護カバー１２３と、ハウジング１２１の貫通孔内部にはめ込まれるハーメチックガラス１２４と、ハーメチックガラス１２４の圧力室１１２Ａ側の凹部とダイヤフラム１２２との間にシリコーンオイル、または、フッ素系不活性液体等の圧力伝達媒体が充填される液封室１２４Ａと、ハーメチックガラス１２４の中央の貫通孔に配置される支柱１２５と、支柱１２５に支持され液封室１２４Ａ内部に配置される圧力検出素子１２６と、圧力検出素子１２６の周囲に配置される電位調整部材１２７と、ハーメチックガラス１２４に固定される複数のリードピン１２８と、ハーメチックガラス１２４に固定されるオイル充填用パイプ１２９とを備える。

ハウジング１２１は、ハーメチックガラス１２４の周囲の強度を保つために、例えばＦｅ・Ｎｉ系合金やステンレス等の金属材料により形成される。ダイヤフラム１２２と、ダイヤフラム保護カバー１２３は、共に金属材料で形成され、共にハウジング１２１の圧力室１１２Ａ側の貫通孔の外周縁部において溶接される。ダイヤフラム保護カバー１２３は、ダイヤフラム１２２をウォータハンマーから保護するために圧力室１１２Ａ内部に設けられ、流体導入部１１０から導入された流体が通過するための複数の連通孔１２３ａが設けられる。ハウジング１２１は、圧力検出部１２０が組み立てられた後、流体導入部１１０のベースプレート１１２の外周縁部において、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等により外側から溶接される。

ハーメチックガラス１２４は、圧力検出素子１２６が液封された液封室１２４Ａを空気中の湿気や埃、熱などの周囲の環境条件から保護し、複数のリードピン１２８を保持し、複数のリードピン１２８とハウジング１２１とを絶縁するために設けられる。ハーメチックガラス１２４の中央に配置された支柱１２５の液封室１２４Ａ側には、圧力検出素子１２６が接着剤層１２５Ａなどにより支持される。なお、本実施形態では、支柱１２５は、Ｆｅ・Ｎｉ系合金で形成されるものとしたが、これには限定されず、ステンレス等その他の金属材料で形成されるものとしてもよい。また、支柱１２５を設けずに、ハーメチックガラス１２４の凹部を形成する平坦面に直接的に支持されるように構成されてもよい。

半導体センサチップ等の圧力検出素子１２６の内部には、ピエゾ抵抗効果を有する、例えば単結晶シリコン等の材料からなるダイヤフラムと、ダイヤフラム上に複数の半導体歪みゲージを形成し、これらの半導体歪みゲージをブリッジ接続したブリッジ回路及びブリッジ回路からの出力を処理する増幅回路、演算処理回路等の集積回路が含まれる。また、圧力検出素子１２６は、例えば、金またはアルミニウム製のボンディングワイヤ１２６ａにより複数のリードピン１２８に接続され、複数のリードピン１２８は、圧力検出素子１２６の外部入出力端子を構成している。

配管から導入される流体は、継手部材１１１から圧力室１１２Ａに導入され、ダイヤフラム１２２を押圧する。このダイヤフラム１２２に加えられた圧力は、液封室１２４Ａ内の封入オイルを介して圧力検出素子１２６に伝達される。この圧力により圧力検出素子１２６のシリコンダイヤフラムが変形し、ピエゾ抵抗素子によるブリッジ回路で圧力を電気信号に変換して、圧力検出素子１２６の集積回路からボンディングワイヤ１２６ａを介して複数のリードピン１２８に出力される。

電位調整部材１２７は、特許第３９８７３８６号公報に記載されているように、圧力検出素子１２６を無電界（ゼロ電位）内に置き、フレームアースと２次電源との間に生じる電位の影響でチップ内の回路などが悪影響を受けないようにするために設けられる。電位調整部材１２７は、金属材料で形成され、液封室１２４Ａの周囲を覆い、ハーメチックガラス１２４に固定されるフレーム１２７Ａと、金属材料で形成され、液封室１２４Ａ内の圧力検出素子１２６とダイヤフラム１２２との間に配置されるシールド板１２７Ｂとから構成される。フレーム１２７Ａとシールド板１２７Ｂは、液封室１２４Ａ内に配置された圧力検出素子１２６を覆うように溶接部１２７ａで固定される。電位調整部材１２７は、圧力検出素子１２６のゼロ電位の端子に接続される。

ハーメチックガラス１２４には、複数のリードピン１２８と、オイル充填用パイプ１２９が貫通状態でハーメチック処理により固定される。本実施形態では、リードピン１２８として、全部で８本のリードピン１２８が設けられている。すなわち、外部入出力用（Ｖｏｕｔ）、駆動電圧供給用（Ｖｃｃ）、接地用（ＧＮＤ）の３本のリードピン１２８と、圧力検出素子１２６の調整用の端子として５本のリードピン１２８が設けられている。なお、図１においては、８本のリードピン１２８のうち４本が示されている。

オイル充填用パイプ１２９は、液封室１２４Ａの内部に圧力伝達媒体として、例えば、シリコーンオイル、または、フッ素系不活性液体等を充填するために設けられる。なお、オイル充填用パイプ１２９の一方の端部は、オイル充填後、図１の点線で示されるように、押し潰されて閉塞される。

信号送出部１３０は、圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａに対向する側に設けられ、複数のリードピン１２８を配列する端子台１３１と、端子台１３１に接着剤１３２ａにより固定され、複数のリードピン１２８に接続される複数の接続端子１３２と、複数の接続端子１３２の外端部に半田付け等により電気的に接続される複数の電線１３３と、ハウジング１２１の上端部と端子台１３１の間にシリコーン系接着剤で形成される静電気保護層１３４とを備える。なお、静電気保護層１３４は、エポキシ樹脂などの接着剤でも良い。

端子台１３１は、略円柱形状であって、当該円柱の中段付近に、上述の複数のリードピン１２８をガイドするためのガイド壁を有する形状に形成され、樹脂材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）により形成される。端子台１３１は、例えば、静電気保護層１３４に使用されている接着剤により、圧力検出部１２０のハウジング１２１の上部に固定される。

接続端子１３２は、金属材料で形成され、端子台１３１の上述のガイド壁より上段の円柱側壁に垂直に接着剤１３２ａにより固定される。なお、本実施形態では、外部入出力用（Ｖｏｕｔ）、駆動電圧供給用（Ｖｃｃ）、接地用（ＧＮＤ）の３本の接続端子１３２が設けられる。３本の接続端子１３２の内端部は、それぞれ対応するリードピン１２８に溶接等により電気的に接続されるが、この接続方法には限定されず、その他の方法で接続してもよい。

また、本実施形態では、３本の接続端子１３２に接続するために３本の電線１３３が設けられる。電線１３３は、電線１３３のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等で形成された被覆をはがした芯線１３３ａに予め予備半田を行い、その撚り線を束ねたものを、上述の接続端子１３２に半田付けや溶接等により接続端子１３２に電気的に接続されるが、この接続方法には限定されず、その他の方法で接続してもよい。また、３本の電線１３３は、圧力センサ１００の周囲を覆うカバー部材１４０から引き出された後、３本束ねた状態にしてポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等で形成された保護チューブ（図示を省略する）で覆われる。

静電気保護層１３４は、ＥＳＤ保護回路の有無に影響されることなく、圧力検出部１２０の静電気耐力を向上させるために設けられるものである。静電気保護層１３４は、主に、ハーメチックガラス１２４の上端面を覆うようにハウジング１２１の上端面に塗布され、シリコーン系接着剤により形成される所定の厚さを有する環状の接着層１３４ａと、複数のリードピン１２８が突出するハーメチックガラス１２４の上端面全体に塗布され、シリコーン系接着剤からなる被覆層１３４ｂとから構成される。端子台１３１の空洞部を形成する内周面であって、ハーメチックガラス１２４の上端面に向き合う内周面には、ハーメチックガラス１２４に向けて突出する環状突起部１３１ａが形成されている。環状突起部１３１ａの突出長さは、被覆層１３４ｂの粘性等に応じて設定される。このように環状突起部１３１ａが形成されることにより、塗布された被覆層１３４ｂの一部が、表面張力により環状突起部１３１ａと、端子台１３１の空洞部を形成する内周面のうちハーメチックガラス１２４の上端面に略直交する部分との間の狭い空間内に引っ張られて保持されるので、被覆層１３４ｂが端子台１３１の空洞部内における一方側に偏ることなく塗布されることとなる。また、被覆層１３４ｂは、ハーメチックガラス１２４の上端面に所定の厚さで形成されるが、図１の部分１３４ｃに示すように、ハーメチックガラス１２４の上端面から突出する複数のリードピン１２８の一部分をさらに覆うように形成されてもよい。

カバー部材１４０は、略円筒形状で圧力検出部１２０及び信号送出部１３０の周囲を覆う防水ケース１４１と、端子台１３１の上部に被される端子台キャップ１４２と、防水ケース１４１の内周面とハウジング１２１の外周面及び端子台１３１の外周面との間を充填する封止剤１４３とを備える。

端子台キャップ１４２は、例えば樹脂材料により形成される。端子台キャップ１４２は、本実施形態では、上述の円柱形状の端子台１３１の上部を塞ぐ形状に形成され、ウレタン系樹脂等の封止剤１４３が充填される前に端子台１３１の上部に被される。しかしながら、端子台キャップ１４２はこの形状には限定されず、端子台１３１の上部及び防水ケース１４１の上部を一体として塞ぐ形状に形成され、封止剤１４３が充填された後に被されるものとしても、または、端子台キャップ１４２とは別に新たな蓋部材が設けられ、端子台キャップ１４２及び封止剤１４３が配置された後に、防水ケース１４１の上部に新たな蓋部材が被されるものとしてもよい。

防水ケース１４１は、樹脂材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）により略円筒形状に形成され、円筒形状の下端部には、内側に向かうフランジ部が設けられている。このフランジ部には、防水ケース１４１の上部の開口部から挿入された信号送出部１３０及び圧力検出部１２０が接続された流体導入部１１０のベースプレート１１２の外周部が当接する。この状態で封止剤１４３を充填することにより圧力検出部１２０等の内部の部品が固定される。

図２（ａ）は、図１に示す圧力センサ１００の放電箇所を拡大して示す縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すシールド板１２７Ｂの平面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示すＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った断面図である。

図１及び図２（ａ）乃至図２（ｃ）において、電位調整部材１２７は、図２（ａ）に示すように、圧力室１１２Ａ側に凹部１２７Ａａを有する形状に形成されたフレーム１２７Ａと、図２（ｃ）に示すように、略平板形状に形成されたシールド板１２７Ｂとから構成される。シールド板１２７Ｂの外周は、フレーム１２７Ａの外周より内側になるように形成される。なお、図２（ｂ）に示すように、シールド板１２７Ｂには、液封室１２４Ａ内の圧力伝達媒体が通過するための連通孔１２７Ｂａが２箇所設けられているが、連通孔１２７Ｂａの数はこれには限定されず、１箇所でも、２箇所より多い複数個所であってもよい。

図１及び図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示すように、フレーム１２７Ａとシールド板１２７Ｂの外周の溶接部１２７ａと、ハウジング１２１との間の距離、及び、フレーム１２７Ａとシールド板１２７Ｂの外周の溶接部１２７ａと、ダイヤフラム１２２との間の距離が近い場合には、静電気印加時、及び、耐電圧印加時に、これらの間で放電が発生し、この放電により液封室１２４Ａ内部に配置された圧力検出素子１２６が破損する可能性がある。

次に、本発明の第１の実施形態について説明する。

図３（ａ）は、本発明の圧力センサの第１の実施形態である液封形の圧力センサ３００の電位調整部材３２７の近傍を拡大して示す縦断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すシールド板３２７Ｂの平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示すＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線に沿った断面図である。

図３（ａ）乃至図３（ｃ）において、液封型の圧力センサ３００の電位調整部材３２７は、図１及び図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示す従来の液封型の圧力センサ１００の電位調整部材１２７と比較して、電位調整部材３２７を構成するフレーム３２７Ａ及びシールド板３２７Ｂの双方の外径が縮小されていることが異なり、それ以外の構成は同じである。同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。

図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示すように、電位調整部材３２７を構成するフレーム３２７Ａ及びシールド板３２７Ｂの外径を縮小することにより、電位調整部材３２７の外周の溶接部３２７ａと、ダイヤフラム１２２、及び、ハウジング１２１との距離が離れることとなり、放電が発生しにくくなる。なお、この距離は、静電気印加時、及び、耐電圧印加時の印加電圧より算出された絶縁距離により決定することができ、本実施形態では、絶縁距離が０．６ｍｍより大きければよく、更に好ましくは、１．０ｍｍより大きければ、所定の絶縁耐圧を確保できる。なお、本実施形態では、シールド板３２７Ｂの外周は、フレーム３２７Ａの外周より、同じか外側になるように形成されているが、これは、シールド板３２７Ｂの外周がフレーム３２７Ａの外周より内側にある場合には、シールド板３２７Ｂをフレーム３２７Ａに当接させた時に、シールド板３２７Ｂの外周に形成されるバリが折れて液封室１２４Ａ内に浮遊したり、バリが折れ曲がってハウジング１２１との絶縁距離が縮まってしまうために発生する絶縁不良を発生させないことに繋がる。 また、後述する図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示す半抜き−抜き落とし加工により、シールド板３２７Ｂの外周を形成した場合には、バリの発生を抑制することができ、更なる効果を得ることができるためである。

以上のように、本発明の第１の実施形態の圧力センサ３００によれば、液封室１２４Ａの内部に配置された圧力検出素子１２６を覆う電位調整部材３２７の機能を確保したまま、その形状を変更することにより、静電気印加時、及び、耐電圧印加時に、放電による圧力検出素子１２６の破損の防止できる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図４（ａ）は、本発明の圧力センサの第２の実施形態である液封形の圧力センサ４００の電位調整部材４２７の近傍を拡大して示す縦断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すシールド板４２７Ｂの平面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すＩＶＣ−ＩＶＣ線に沿った断面図である。

図４（ａ）乃至図４（ｃ）において、液封型の圧力センサ４００の電位調整部材４２７は、図１及び図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示す従来の液封型の圧力センサ１００の電位調整部材１２７と比較して、電位調整部材４２７を構成するフレーム４２７Ａは、図４（ａ）に示すように、圧力室１１２Ａ側に凹部４２７Ａａを有する形状に形成され、シールド板４２７Ｂは、図４（ｃ）に示すように、圧力室１１２Ａに対向する側に凹部４２７Ｂｂを有する形状に形成されることが異なり、それ以外の構成は同じである。同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。

図１及び図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示すように、フレーム１２７Ａとシールド板１２７Ｂの溶接部１２７ａが圧力室１１２Ａに近い位置にあると、放電が発生しやすくなるが、これに対して、図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示す電位調整部材４２７のフレーム４２７Ａとシールド板４２７Ｂでは、溶接部４２７ａが圧力室１１２Ａから垂直方向に高い位置になるように形状が変更され、放電が発生しにくくなっている。なお、フレーム４２７Ａの凹部４２７Ａａを浅くし、シールド板１２７Ｂの形状を変更しないと、シールド板１２７Ｂがボンディングワイヤ１２６ａに接触するため、図４（ｃ）に示すように、ここではシールド板４２７Ｂの形状を変更し、圧力室１１２Ａに対向する側に凹部４２７Ｂｂを有する形状に形成されている。

以上のように、本発明の第２の実施形態の圧力センサ４００によっても、第１の実施形態の圧力センサ３００と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

図５（ａ）は、本発明の圧力センサの第３の実施形態である液封形の圧力センサ５００の電位調整部材５２７の近傍を拡大して示す縦断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すシールド板５２７Ｂの平面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示すＶＣ−ＶＣ線に沿った断面図である。

図５（ａ）乃至図５（ｃ）において、液封型の圧力センサ５００の電位調整部材５２７は、図１及び図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示す従来の液封型の圧力センサ１００の電位調整部材１２７と比較して、電位調整部材５２７を構成するフレーム５２７Ａは、図５（ａ）に示すように、平板形状に形成され、シールド板５２７Ｂは、図５（ｃ）に示すように、圧力室１１２Ａに対向する側に凹部５２７Ｂｂを有する形状に形成されることが異なり、それ以外の構成は同じである。同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。

図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すように、電位調整部材５２７のフレーム５２７Ａとシールド板５２７Ｂの外周の溶接部５２７ａは、図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示す電位調整部材４２７のフレーム４２７Ａとシールド板４２７Ｂの外周の溶接部４２７ａより、更に圧力室１１２Ａから垂直方向に高い位置となっている。このため、図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示す電位調整部材４２７より更に放電が発生しにくくなっている。なお、シールド板５２７Ｂの凹部５２７Ｂｂが浅い場合には、シールド板５２７Ｂがボンディングワイヤ１２６ａに接触するため、図５（ｃ）に示すシールド板５２７Ｂの凹部５２７Ｂｂは、図４（ｃ）に示すシールド板４２７Ｂの凹部４２７Ｂｂより深く形成されている。なお、フレーム４２７Ａは導電性を有する部材であれば特に金属製のフレームでなくても良く、例えばリードピンや基板等から構成されても良い。

以上のように、本発明の第３の実施形態の圧力センサ５００によっても、第１の実施形態の圧力センサ３００と同様の効果を得ることができる。

次に、シールド板３２７Ｂ、４２７Ｂ、５２７Ｂの外周部分の加工方法の変更を説明する。

図６（ａ）は、シールド板３２７Ｂ、４２７Ｂ、５２７Ｂの外周部分の加工方法の変更を説明する図であって、従来の抜き加工の断面図であり、図６（ｂ）は、半抜き加工の断面図であり、図６（ｃ）は、半抜き−抜き落とし加工の断面図である。

図６（ａ）に示すように、従来のシールド板１２７Ｂでは、金属の平板を金型による抜き加工を行った後、プレス加工により形状を形成していた。従来の金型による抜き加工では、一方向に金型を抜くため、シールド板１２７Ｂの外周の抜き方向に「ばり」が発生することがあり、この場合には、シールド板１２７Ｂと、ハウジング１２１、及び、ダイヤフラム１２２との間の距離が短くなり、放電が発生しやすくなる。

これに対して、本発明のシールド板３２７Ｂ、４２７Ｂ、５２７Ｂでは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す半抜き−抜き落とし加工を行う。半抜き−抜き落とし加工では、まず、図６（ｂ）に示す下側の面から半抜き加工が行われる。これにより、シールド板３２７Ｂ、４２７Ｂ、５２７Ｂの外周の半抜きされた面には、「だれ」（Ｒのついた部分）が形成される。次に、図６（ｃ）に示すように、図６（ｂ）に示す半抜き方向と逆方向の上側の面から抜き落とし加工が行われる。これにより、シールド板３２７Ｂ、４２７Ｂ、５２７Ｂの外周の抜き落としされた面にも「だれ」が形成される。このように、シールド板３２７Ｂ、４２７Ｂ、５２７Ｂの両側の面に「だれ」が形成されることにより、「ばり」が発生せず、上述のようなシールド板１２７Ｂと、ハウジング１２１、及び、ダイヤフラム１２２との間の距離が短くなり、放電が発生しやすくなるという問題が解消される。

なお、以上の説明では、本発明の圧力センサの一例として、液封形の圧力センサ３００、４００、５００を例にとり説明したが、これには限定されず、本発明は、その他の形状を有する全ての液封型の圧力センサに適用可能である。

以上のように、本発明の圧力センサによれば、液封室の内部に配置された圧力検出素子を覆う電位調整部材の形状を変更することにより、電位調整部材の機能を確保したまま、静電気印加時、及び、耐電圧印加時に、放電による圧力検出素子の破損を防止できる。

１００ 圧力センサ
１１０ 流体導入部
１１１ 継手部材
１１１ａ 雌ねじ部
１１１ｂ ポート
１１２ ベースプレート
１１２Ａ 圧力室
１２０ 圧力検出部
１２１ ハウジング
１２２ ダイヤフラム
１２３ ダイヤフラム保護カバー
１２３ａ 連通孔
１２４ ハーメチックガラス
１２４Ａ 液封室
１２５ 支柱
１２５Ａ 接着剤層
１２６ 圧力検出素子
１２６ａ ボンディングワイヤ
１２７、３２７、４２７、５２７ 電位調整部材
１２７Ａ、３２７Ａ、４２７Ａ、５２７Ａ フレーム
１２７Ａａ、３２７Ａａ、４２７Ａａ 凹部
１２７Ｂ、３２７Ｂ、４２７Ｂ、５２７Ｂ シールド板
１２７Ｂａ、３２７Ｂａ、４２７Ｂａ、５２７Ｂａ 連通孔
１２８ リードピン
１２９ オイル充填用パイプ
１３０ 信号送出部
１３１ 端子台
１３２ 接続端子
１３２ａ 接着剤
１３３ 電線
１３３ａ 芯線
１３４ 静電気保護層
１３４ａ 接着層
１３４ｂ 被覆層
１３４ｃ 部分
１４０ カバー部材
１４１ 防水ケース
１４２ 端子台キャップ
１４３ 封止剤
４２７Ｂｂ、５２７Ｂｂ 凹部

Claims (8)

1. 圧力検出される流体が導入される圧力室と、封入オイルが充填された液封室を区画する金属製のダイヤフラムと、
   前記液封室の周囲に配置される金属製のハウジングと、
   前記液封室に液封され、前記ダイヤフラム、及び、前記封入オイルを介して、前記流体の圧力を検出する圧力検出素子と、
   前記液封室において、前記圧力検出素子と、前記ダイヤフラム、及び、前記ハウジングとの間に配置され、導電性を有し前記圧力検出素子のゼロ電位の端子に接続される電位調整部材とを備え、
   前記電位調整部材と、前記ダイヤフラム、及び、前記ハウジングとの間の距離が、所定の絶縁距離より離れて構成され、
   前記電位調整部材は、
   前記圧力検出素子のゼロ電位に接続された金属製のフレームと、
   前記ダイヤフラムと、前記圧力検出素子との間に配置される金属製のシールド板とから構成され、
   前記シールド板の外周は、半抜き−抜き落とし加工により形成されることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記所定の絶縁距離は、０．６ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記所定の絶縁距離は、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
4. 前記フレームは、前記圧力室側に凹部を有する形状に形成され、
   前記シールド板は、平板形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
5. 前記フレームは、前記圧力室側に凹部を有する形状に形成され、
   前記シールド板は、前記圧力室に対向する側に凹部を有する形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
6. 前記フレームは、平板形状に形成され、
   前記シールド板は、前記圧力室に対向する側に凹部を有する形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
7. 前記シールド板の外周は、前記フレームの外周より、同じか外側になるように形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧力センサ。
8. 前記フレームは、前記液封室の周囲に配置されたハーメチックガラスに固定されており、
   前記フレームと前記シールド板は、前記液封室の内部に配置された前記圧力検出素子を覆うように、溶接により接続されることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。

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