JP7401249B2 - センサ素子 - Google Patents
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Description
また、本発明のセンサ素子の1構成例において、前記調整構造は、前記第1の圧力伝達媒体の量と前記第2の圧力伝達媒体の量とが実質的に同じになるように、前記第3の圧力導入路の途中に設けられた液量調整室である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例に係るセンサ素子の平面図、図2は図1のA-A線断面図、図3は図1のB-B線断面図である。
流路部材3には、基台2と流路部材3とが接合されたときに貫通孔20,21と連通する位置に、裏面から表面まで流路部材3を貫く圧力導入路となる貫通孔30,31が形成されている。また、流路部材3の感圧部材4と向かい合う表面には、一端が貫通孔30と連通し、流路部材3と感圧部材4とが接合されたときに他端が後述する凹陥部40と連通する圧力導入路となる溝32が形成されている。
流路部材3と感圧部材4とは、流路部材3の貫通孔30,31と感圧部材4の貫通孔46,47とが連通し、流路部材3の溝32と感圧部材4の凹陥部40とが連通するように、直接接合によって接合される。
なお、ホイートストンブリッジ回路の構成については周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
ダイアフラムベース7は、計測対象の流体の圧力をセンサチップ10に導くための金属材料からなる。金属材料としては、ステンレス鋼(SUS)を例示することができる。図6に示すように、ダイアフラムベース7は、主面7aとその反対側の主面7bとを有する。ダイアフラムベース7には、主面7aと主面7bとを貫通する貫通孔70と貫通孔71とが形成されている。貫通孔70,71の主面7a側の開口部には、2つの凹陥部72,73が形成されている。凹陥部72は、第2の圧力を有する計測対象の流体を直接受けるバリアダイアフラム74(第4のダイアフラム)によって覆われている。同様に、凹陥部73は、第1の圧力を有する計測対象の流体を直接受けるバリアダイアフラム75(第3のダイアフラム)によって覆われている。バリアダイアフラム74,75は、例えばステンレス鋼(SUS)から構成されている。
ダイアフラムベース7の凹陥部73と貫通孔71とは、前記第1の圧力導入路と連通してダイアフラム75が受けた第1の圧力を前記第1の圧力導入路およびダイアフラム42へと伝達する第3の圧力導入路を構成している。ダイアフラムベース7の凹陥部72と貫通孔70とは、前記第2の圧力導入路と連通してダイアフラム74が受けた第2の圧力を前記第2の圧力導入路およびダイアフラム43へと伝達する第4の圧力導入路を構成している。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。図7は本発明の第2の実施例に係るセンサ素子の平面図、図8は図7のA-A線断面図、図9は図7のB-B線断面図である。本実施例のセンサ素子1aは、ダイアフラムベースと、ダイアフラムベース上に搭載された平板状のセンサチップ10aとから構成される。ダイアフラムベースについては、図6で説明したとおりであるので、記載を省略する。本実施例は、第1の実施例とは異なる調整構造でオイル量の調整を実現するものである。
流路部材3と感圧部材4とは、流路部材3の貫通孔30,31と感圧部材4の貫通孔46,47とが連通し、流路部材3の溝32と感圧部材4の凹陥部40とが連通するように、直接接合によって接合される。
こうして、本実施例では、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第3の実施例について説明する。図10は本発明の第3の実施例に係るセンサ素子の平面図、図11は図10のA-A線断面図、図12は図10のB-B線断面図である。本実施例のセンサ素子1bは、ダイアフラムベースと、ダイアフラムベース上に搭載された平板状のセンサチップ10bとから構成される。ダイアフラムベースについては、図6で説明したとおりであるので、記載を省略する。本実施例は、第1、第2の実施例とは異なる調整構造でオイル量の調整を実現するものである。
蓋部材5bには、第1の実施例と同様に、凹陥部50,51と溝54とが形成されている。さらに、蓋部材5aの感圧部材4と向かい合う裏面には、感圧部材4と蓋部材5bとが接合されたときに一端が貫通孔47と連通し、他端が凹陥部50と連通する圧力導入路となる溝53bが形成されている。
流路部材3と感圧部材4とは、流路部材3の貫通孔30,31と感圧部材4の貫通孔46,47とが連通し、流路部材3の溝32と感圧部材4の凹陥部40とが連通するように、直接接合によって接合される。
こうして、本実施例では、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
第1~第3の実施例では、センサチップ10,10a,10bにオイル量の調整構造を設けるようにしたが、センサチップを搭載するダイアフラムベースにオイル量の調整構造を設けるようにしてもよい。
センサチップ10cは、第1の実施例のセンサチップ10から液量調整部材6と蓋部材5の貫通孔52とを除いた構成(図4、図5に示した構成)なので、詳細な説明は省略する。
センサチップ10cとダイアフラムベース7cとは、センサチップ10cの貫通孔20,21とダイアフラムベース7cの貫通孔70,71とが連通するように、接着剤によって接合される。
ダイアフラムベース7cの凹陥部73と貫通孔71とは、前記第1の圧力導入路と連通してダイアフラム75が受けた第1の圧力を前記第1の圧力導入路およびダイアフラム42へと伝達する第3の圧力導入路を構成している。ダイアフラムベース7cの凹陥部72と貫通孔70とは、前記第2の圧力導入路と連通してダイアフラム74が受けた第2の圧力を前記第2の圧力導入路およびダイアフラム43へと伝達する第4の圧力導入路を構成している。
こうして、本実施例では、センサチップ10cの代わりに、ダイアフラムベース7cにオイル量の調整構造(貫通孔71)を設けることにより、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
また、図14に示すように、貫通孔71と連通する液量調整室76(調整構造)をダイアフラムベース7d内に設けて、第1のオイルの量と第2のオイルの量とを同じにしてもよい。
第1~第4の実施例では、第2の圧力のゲージ圧を計測することも可能である。図15は本発明の第4の実施例に係るセンサ素子の平面図、図16は図15のA-A線断面図、図17は図15のB-B線断面図である。本実施例のセンサ素子1dは、平板状のセンサチップ10dから構成される。センサチップ10dは、ガラスからなる平板状の基台2と、基台2と接合されたシリコンからなる平板状の流路部材3と、流路部材3と接合されたシリコンからなる平板状の感圧部材4dと、感圧部材4dと接合されたシリコンからなる平板状の蓋部材5と、蓋部材5と接合されたシリコンからなる平板状の液量調整部材6とから構成される。基台2と流路部材3と蓋部材5と液量調整部材6については第1の実施例で説明したとおりである。
Claims (3)
- センサチップとこのセンサチップの一面に接合されるダイアフラムベースから構成されるセンサ素子であって、
前記センサチップは、
第1の圧力と第2の圧力の差圧計測用の第1のダイアフラムと、
前記第2の圧力の絶対圧計測用またはゲージ圧計測用の第2のダイアフラムと、
前記第1のダイアフラムの一面に前記第1の圧力を伝達する第1の圧力導入路と、
前記第1のダイアフラムの他面と前記第2のダイアフラムの基準室と反対側の前記第2のダイアフラムの一面に前記第2の圧力を伝達する第2の圧力導入路とを備え、
前記ダイアフラムベースは、
前記第1の圧力を有する計測対象の流体を直接受ける第3のダイアフラムと、
前記第2の圧力を有する計測対象の流体を直接受ける第4のダイアフラムと、
前記第1の圧力導入路と連通して前記第3のダイアフラムが受けた前記第1の圧力を前記第1の圧力導入路および前記第1のダイアフラムの一面へと伝達する第3の圧力導入路と、
前記第2の圧力導入路と連通して前記第4のダイアフラムが受けた前記第2の圧力を前記第2の圧力導入路、前記第1のダイアフラムの他面および前記第2のダイアフラムの一面へと伝達する第4の圧力導入路とを備え、
前記第1の圧力導入路から前記第3の圧力導入路には、前記第1のダイアフラムに前記第1の圧力を伝達することが可能な第1の圧力伝達媒体が封入され、前記第2の圧力導入路から前記第4の圧力導入路には、前記第1のダイアフラムと前記第2のダイアフラムに前記第2の圧力を伝達することが可能な第2の圧力伝達媒体が封入されるとともに、前記第1の圧力導入路から前記第3の圧力導入路の何れかの途中に前記第1の圧力伝達媒体の量と前記第2の圧力伝達媒体の量とを実質的に同じにする調整構造を備えるセンサ素子。 - 前記調整構造は、前記第1の圧力伝達媒体の量と前記第2の圧力伝達媒体の量とが実質的に同じになるように、前記第1の圧力導入路の途中に設けられた液量調整室である、請求項1記載のセンサ素子。
- 前記調整構造は、前記第1の圧力伝達媒体の量と前記第2の圧力伝達媒体の量とが実質的に同じになるように、前記第3の圧力導入路の途中に設けられた液量調整室である、請求項1記載のセンサ素子。
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