JPH04221729A - 圧力センサの圧力検出素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、厚膜歪ゲージを検出素
子として使用する圧力センサの圧力検出素子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の圧力検出素子の構造とし
ては図４乃至図６に示す如き構造のものがある。

【０００３】同図において１は円盤状に形成されたセラ
ミックベースであって、このセラミックベース１の下面
には、その周辺を除いてそのセラミックベース１の厚さ
が薄くなる凹部２に形成されている。３はそのセラミッ
クベース１の下面周辺に例えばガラスシール剤等の接着
剤を介して全周囲が接着されるセラミック製かつ同板状
のダイアフラムであって、このダイアフラム３のセラミ
ックベース１との対向面には複数個（本実施例では４個
）の厚膜歪ゲージ４が直径方向一列に取り付けられてい
るものである。５はその各厚膜歪ゲージに接続されると
共に、セラミックベース１に貫通保持されている端子を
示す。

【０００４】このように構成されている圧力検出素子を
圧力センサとして使用するには、図６に示す如くそのダ
イアフラム３に被測定圧力Ｐを付与せしめることにより
、セラミック製ダイアフラム３は破線で示すように歪み
、そのダイフラム３の歪みが厚膜歪ゲージ４に作用され
て被測定圧力Ｐの値が測定されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがかかる構造の
圧力検出素子にあっては、厚膜歪ゲージ４を設けてなる
ダイアフラム３が円形であり、しかもその円形部の全周
面がセラミックベース１の周面に接着固定される構造で
あることから、そのセラミック製ダイアフラム３の歪み
量を大きく確保する（感度を向上させる）には、おのず
とそのセラミック製ダイアフラム３の肉厚を薄くする必
要がある。しかしながら、セラミック製ダイアフラム３
の肉厚限界は０．５ｍｍ程度であることから、この約０
．５ｍｍ以上の厚さを保持しながら所望の歪み量を得る
には、該セラミック製ダイアフラム３の直径を大きくせ
ざるを得ない。そこでセラミック製ダイアフラム３の直
径を大きく確保すれば圧力検出素子の外径（形状）が大
となって、小型の圧力センサを構成することが困難とな
る問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる従来の問
題点に着目してなされたもので、小型でありながらも歪
み量を大きくすることができるセラミック製ダイアフラ
ムの開発である。

【０００７】すなわち平板状セラミック製ダイアフラム
の一部に歪み量の大なる両持梁部を形成して、該両持梁
部に複数の厚膜歪ゲージを配設し、さらに上記両持梁部
の中央部には、金属製受圧ダイアフラムを連結して、こ
の金属製受圧ダイアフラムによるシャープな変動力を基
としてセラミック製の両持梁部を変動（歪ませる）させ
る構造とすることにより、外形を大型化することなく従
来例によるセラミック製ダイアフラムの変動量よりも大
なる変動量を得ることができる圧力検出素子を得ること
にある。

【０００８】

【実施例】以下に本発明を図１乃至図３に示す実施例に
基いて詳細に説明する。

【０００９】１１は平面円形に形成されたセラミックベ
ースであって、このセラミックベース１１の周縁は肉厚
の枠部１２に形成され、さらにこの円型枠部１２の直径
方向には肉薄の両持梁部１３が一体形成されているもの
である。そしてその両持梁部１３上面の中央部及び両端
部に夫々の厚膜歪ゲージ１４が配設されている。１５は
周囲が前記円型枠部１２の下面に適宜接着剤を介して強
固に接着されている円形の金属受圧ダイアフラムであっ
て、この金属受圧ダイアフラム１５の中央部は、突起１
６を介して前記両持梁部１３の中央部に接続されている
。１７は各厚膜歪みゲージ１４に接続される端子を示す
。

【００１０】以上が本実施例の構造であるが、次にその
作用について述べると、図３において、金属受圧ダイア
フラム１５に、被測定圧力Ｐを直接に作用させることで
その金属受圧ダイアフラム１５は破線で示すように受圧
力に応じて歪む。この金属受圧ダイアフラム１５の受圧
力は突起１６を介してセラミック製の両持梁部１３を押
動し、この両持梁部１３を破線で示す如く撓ませるため
、この両持梁部１３に配設されている厚膜歪ゲージ１４
に歪みが生じ、その結果被測定圧力Ｐの値が測定される
ものである。

【００１１】このように本実施例における圧力検出素子
にあっては、厚膜歪ゲージ１４を配置したセラミック板
が、歪みを生じやすい両持梁部１３に形成していること
から、この両持梁部１３の歪み（撓み）が受圧力に応じ
て敏感に生じ従ってこの両持梁部１３上に配設されてい
る厚膜歪ゲージ１４への歪み負荷を効率よく付勢させる
ことができる。

【００１２】すなわち、図７に示すように従来の圧力検
出素子にあっては、被測定圧力Ｐに対してセラミックダ
イアフラム３がｗの変位量しか得られなかったが、本実
施例にあっては、金属受圧ダイアフラム１５の変位量が
同圧Ｐに対してＷ１であり、また両持梁部１３の変位量
が同圧Ｐに対してＷ２であることから、この双方の変位
量の合成変位量は同圧Ｐに対してＷ３となり、従って本
実施例によれば従来の圧力検出素子による変位量ｗより
も大なる変位量Ｗ３を得ることができるので、圧力測定
感度が高められ、例え被測定圧力Ｐが低圧力であっても
、測定精度及び測定信頼性の高い圧力検出素子が提供で
きるものである。

【００１３】

【発明の効果】以上のように本発明は、環状の保持部１
２並びに該保持部１２の直径方向対向位置に接続されか
つ中央部及び両端部に厚膜歪ゲージ１４が取り付けられ
た板状両持梁部１３を有するセラミックで形成された基
盤１１と、該基盤１１の保持部１２に重合され、中央部
に前記板状両持梁部１３に当接する突起１６を備えた金
属製受圧ダイアフラム１５とよりなる圧力検出素子であ
るから、これによれば、変位量が大である金属受圧ダイ
アフラムを用いて大なる変位量を確保し、さらにこの大
なる変位量の金属受圧ダイアフラムの動作で厚膜歪ゲー
ジを配置しかつ変位を比較的容易なる形状となした両持
梁部を変位させる構造となしたものであるから、被測定
圧力が低圧力であっても厚膜歪ゲージへの動作伝達作用
が確実であって測定精度及び測定信頼性の高い圧力検出
素子が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明よりなる圧力検出素子の実施例を示した
斜視図。

【図２】同上の平面説明図。

【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面図。

【図４】従来例の斜視図。

【図５】ダイアフラムと厚膜歪ゲージの配置を示した斜
視図。

【図６】図４におけるＢ−Ｂ線断面図。

【図７】受圧力と変位量との関係を示したグラム。

【符号の説明】

１１…セラミックベース　　　　　　　　１２…枠部１
３…両持梁部　　　　　　　　　　　　　　　　１４…
厚膜歪ゲージ１５…金属受圧ダイアフラム　　　　１６
…突起１７…端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　環状の保持部（１２）並びに該保持部
   （１２）の直径方向対向位置に接続されかつ中央部及び
   両端部に厚膜歪ゲージ（１４）が取り付けられた板状両
   持梁部（１３）を有するセラミックで形成された基盤（
   １１）と、該基盤（１１）の保持部（１２）に重合され
   、中央部に前記板状両持梁部（１３）に当接する突起（
   １６）を備えた金属製受圧ダイアフラム（１５）とより
   なることを特徴とする圧力センサの圧力検出素子。