JPH0534550U - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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JPH0534550U
JPH0534550U JP8349791U JP8349791U JPH0534550U JP H0534550 U JPH0534550 U JP H0534550U JP 8349791 U JP8349791 U JP 8349791U JP 8349791 U JP8349791 U JP 8349791U JP H0534550 U JPH0534550 U JP H0534550U
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JP
Japan
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metal diaphragm
pressure
case
stand
circuit board
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Application number
JP8349791U
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Japanese (ja)
Inventor
山崎力
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Nok Corp
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Nok Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数を削減し、製作を容易にした圧力セ
ンサを提供する。 【構成】 圧力導入口18を有するケース11内に金属
ダイアフラム16、回路基板17を配設する。金属ダイ
アフラム16は、スタンド12を介してケース1に固定
する。このとき、それぞれの接合部分は電子ビームで溶
接する。スタンド12は、一方の取付部と他方の取付部
とが薄肉な筒状の連結部で連結されていて、内部に連通
孔が貫通している。圧力導入口18は、スタンド12の
連通孔を介して金属ダイアフラム16と導通する。回路
基板17は金属ダイアフラム16とほぼ同一平面上に位
置させて、両者を直接結線する。以上の構成により、従
来必要としていたOリング、バックアップリング、スト
ップリング、フレキシブルサーキット等の部品を不要と
することができる。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a pressure sensor with reduced number of parts and easy to manufacture. [Structure] A metal diaphragm 16 and a circuit board 17 are arranged in a case 11 having a pressure introducing port 18. The metal diaphragm 16 is fixed to the case 1 via the stand 12. At this time, the respective joints are welded with an electron beam. In the stand 12, one mounting portion and the other mounting portion are connected by a thin tubular connecting portion, and a communication hole penetrates inside. The pressure introducing port 18 is electrically connected to the metal diaphragm 16 via the communication hole of the stand 12. The circuit board 17 is positioned substantially on the same plane as the metal diaphragm 16, and the two are directly connected. With the above configuration, it is possible to eliminate the components such as the O-ring, the backup ring, the stop ring, and the flexible circuit which are conventionally required.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は圧力センサに関し、例えば液体、気体等の圧力計測に用いられる圧 力センサに関するものである。 The present invention relates to a pressure sensor, for example, a pressure sensor used for measuring the pressure of liquid, gas and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその問題点】[Prior art and its problems]

従来、作用する圧力を検知し、その圧力に応じた電気信号を出力するようにな っている圧力センサとして図4に示すようなものが知られている。 Conventionally, a pressure sensor as shown in FIG. 4 has been known as a pressure sensor which detects an acting pressure and outputs an electric signal corresponding to the pressure.

【0003】 すなわち、図4に示す圧力センサは、圧力導入口28を有するケース21内に 金属ダイアフラム26および回路基板27が配設されていて、圧力導入口28よ り圧力が導入されると、金属ダイアフラム26上に形成されているセンサによっ て圧力が電気信号に変換され、さらにセンサに生じた電気信号が回路基板27で 増幅されたのち、電気信号が外方に出力されるようになっている。That is, in the pressure sensor shown in FIG. 4, the metal diaphragm 26 and the circuit board 27 are arranged in the case 21 having the pressure introducing port 28, and when the pressure is introduced from the pressure introducing port 28, The pressure is converted into an electric signal by the sensor formed on the metal diaphragm 26, the electric signal generated in the sensor is amplified by the circuit board 27, and then the electric signal is output to the outside. ing.

【0004】 図3において、ケース21は、内部に空所を有するとともに、この内部空所と 外部とを導通させる圧力導入口28が形成されているもので、このケース21の 内部空所に金属ダイアフラム26および回路基板27が配設されるようになって いる。In FIG. 3, the case 21 has a void therein and a pressure introducing port 28 for connecting the inside void and the outside is formed, and the inside void of the case 21 is made of metal. The diaphragm 26 and the circuit board 27 are arranged.

【0005】 この金属ダイアフラム26は、ケース1の内部空所において圧力導入口28に 対向させて配設するもので、中央部を薄肉に形成して受圧部とし、この受圧部が 、圧力導入口28より導入される圧力に応じて軸線方向に変位が可能となってい る。The metal diaphragm 26 is disposed in the inner space of the case 1 so as to face the pressure introducing port 28, and has a central portion formed thin to form a pressure receiving portion. Displacement is possible in the axial direction according to the pressure introduced from 28.

【0006】 この金属ダイアフラム26の受圧部には、図示しないがセンサである歪ゲージ が膜状に形成されていて、金属ダイアフラム26の受圧部が変位すると、歪ゲー ジの内部の抵抗値が変化するようになっており、これによって、金属ダイアフラ ム26の受圧部の変位量が歪ゲージの抵抗値の変化量として変換されるようにな っている。A strain gauge (not shown), which is a sensor, is formed in a film shape on the pressure receiving portion of the metal diaphragm 26. When the pressure receiving portion of the metal diaphragm 26 is displaced, the resistance value inside the strain gauge changes. By doing so, the displacement amount of the pressure receiving portion of the metal diaphragm 26 is converted as the variation amount of the resistance value of the strain gauge.

【0007】 そして、この金属ダイアフラム26は、その上端周縁部が環状をなすストップ リング31で押圧された状態で、ケース1の一部でかしめられて固定される。こ のとき、かしめの力によって金属ダイアフラム26に内部応力が残存することを 防止するために、金属ダイアフラム26の底面とケース21との間に環状のバッ クアップリング30とOリング33とを配設して、設計値以上のかしめ力が金属 ダイアフラム26に加わると、その余分なかしめ力をこのバックアップリング3 0およびOリング33で吸収するようにしている。The metal diaphragm 26 is fixed by being caulked by a part of the case 1 in a state where the upper end peripheral portion of the metal diaphragm 26 is pressed by the annular stop ring 31. At this time, in order to prevent internal stress from remaining in the metal diaphragm 26 due to the caulking force, an annular backup ring 30 and an O-ring 33 are provided between the bottom surface of the metal diaphragm 26 and the case 21. Then, when a caulking force exceeding the design value is applied to the metal diaphragm 26, the extra caulking force is absorbed by the backup ring 30 and the O ring 33.

【0008】 この金属ダイアフラム26上に形成される歪ゲージは、フレキシブルサーキッ ト32を介して、金属ダイアフラム26の上方に配置される回路基板27に接続 されて電気的に導通している。この回路基板27上には増幅回路が組まれていて 、フレキシブルサーキット32を介して送られてくる電気信号、すなわち金属ダ イアフラム26上の歪ゲージの抵抗値が変化することにより生ずる信号が、この 回路基板27によって増幅されるようになっている。The strain gauge formed on the metal diaphragm 26 is electrically connected to the circuit board 27 arranged above the metal diaphragm 26 via the flexible circuit 32. An amplifier circuit is built on this circuit board 27, and an electric signal sent through the flexible circuit 32, that is, a signal generated by a change in the resistance value of the strain gauge on the metal diaphragm 26 is It is adapted to be amplified by the circuit board 27.

【0009】 また、この回路基板27は端子40が接続されていて、回路基板27によって 増幅された電気信号は、端子40を介してケース21の外方に出力されるように なっている。A terminal 40 is connected to the circuit board 27, and the electric signal amplified by the circuit board 27 is output to the outside of the case 21 via the terminal 40.

【0010】 なお、33はOリングであり、このOリング33によって金属ダイアフラム2 6とケース21との間がシールされるようになっている。また、29はポッティ ング剤であって、回路基板27と金属ダイアフラム26との間の空所に充填され ているものである。Reference numeral 33 is an O-ring, and the O-ring 33 seals between the metal diaphragm 26 and the case 21. A potting agent 29 is filled in the space between the circuit board 27 and the metal diaphragm 26.

【0011】 以上のような構成により、この圧力センサは、圧力導入口28より圧力が導入 されると、まずその圧力の作用によって金属ダイアフラム26が変位して、金属 ダイアフラム26上のセンサの抵抗値が変化するようになる。With this configuration, when pressure is introduced from the pressure inlet port 28, the pressure sensor causes the metal diaphragm 26 to be displaced by the action of the pressure, and the resistance value of the sensor on the metal diaphragm 26. Will change.

【0012】 そして、このセンサの抵抗値の変化によって、導入された圧力は電気信号とし て変換されるようになり、この電気信号がフレキシブルサーキット32を介して 回路基板27に導かれる。そしてさらに、このフレキシブルサーキット32より 送られてきた電気信号は、回路基板27で増幅されたのち、端子40を介して外 方へ出力されることとなる。Then, due to the change in the resistance value of the sensor, the introduced pressure is converted into an electric signal, and this electric signal is guided to the circuit board 27 via the flexible circuit 32. Further, the electric signal sent from the flexible circuit 32 is amplified by the circuit board 27 and then output to the outside via the terminal 40.

【0013】 しかしながら、このような従来の圧力センサにあってはケース内の部品点数が 多いために煩雑であり、ケース内への部品の組付けが煩わしく、問題であった。However, such a conventional pressure sensor is complicated because the number of parts in the case is large, and assembly of parts in the case is troublesome, which is a problem.

【0014】 この考案は上記のような問題点を解消するもので、ケース内の部品点数を削減 するとともに、製作を容易にすることができる圧力センサを提供することを目的 とする。The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor that can reduce the number of parts in a case and can be easily manufactured.

【0015】[0015]

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

この考案は、上記のような問題点を解決するために、圧力導入口を有するケー ス内に、金属ダイアフラムおよび回路基板を配設して、前記圧力導入口より導入 される圧力を検知し、さらに電気信号として外方に出力するようになっている圧 力センサにおいて、前記金属ダイアフラムを、その受圧部が前記ケースの圧力導 入口を臨んだ状態で前記ケースに溶接したという手段を採用したものである。 また、圧力導入口を有するケース内に、金属ダイアフラムおよび回路基板を配 設して、前記圧力導入口より導入される圧力を検知し、さらに電気信号として外 方に出力するようになっている圧力センサにおいて、前記金属ダイアフラムがス タンドを介して前記ケースに固定したという手段を採用したものである。 また、前記スタンドは、前記金属ダイアフラムを取付けるための一方の取付部 と、前記ケースへ取付けるための他方の取付部との間が筒状をなす薄肉な連結部 で連結されるとともに、内部に前記連結部と軸線を一致させる連通孔が貫通して いて、この連通孔の一方の取付部側の開口部を前記金属ダイアフラム側に、また 連通孔の他方の取付部側の開口部を前記圧力導入口側にそれぞれ開口させた状態 で前記ケースに固定し、これによって圧力導入口がスタンドの連通孔を介して金 属ダイアフラム側に導通するようになっているという手段を採用したものである 。 また、前記金属ダイアフラムとスタンドとの間、および前記スタンドとケース との間は、電子ビームを照射して溶接してあり、前記金属ダイアフラムと回路基 板とは、ワイヤボンディングにより結線されているという手段を採用したもので ある。 In order to solve the above-mentioned problems, this invention arranges a metal diaphragm and a circuit board in a case having a pressure introducing port, detects the pressure introduced from the pressure introducing port, Further, in the pressure sensor which is adapted to output to the outside as an electric signal, a means is adopted in which the metal diaphragm is welded to the case with its pressure receiving portion facing the pressure inlet of the case. Is. In addition, a metal diaphragm and a circuit board are arranged in a case having a pressure introducing port to detect the pressure introduced from the pressure introducing port, and further to output it as an electric signal to the outside. The sensor employs a means in which the metal diaphragm is fixed to the case via a stand. Further, the stand is connected by a thin-walled connecting portion having a tubular shape between one mounting portion for mounting the metal diaphragm and the other mounting portion for mounting the metal diaphragm, and the inside of the stand is A communication hole for aligning the axis with the connecting portion is penetrated, one opening of the communication hole on the side of the mounting portion is on the metal diaphragm side, and the other opening of the communication hole on the side of the mounting portion is on the pressure introducing side. It is fixed to the case in a state where it is opened to the mouth side, whereby the pressure introducing port is adapted to be electrically connected to the metal diaphragm side through the communication hole of the stand. Further, the metal diaphragm and the stand and the stand and the case are welded by irradiating them with an electron beam, and the metal diaphragm and the circuit board are connected by wire bonding. It is a method adopted.

【0016】[0016]

【作用】[Action]

この考案は上記の手段を採用したことにより、金属ダイアフラムをかしめの手 段を用いることなくケースに固定することができる。これによって、従来におい て金属ダイアフラムをケースに固定する際に必要であった部品、すなわちOリン グ、バックアップリング、ストップリング等を不要とすることができるようにな っている。 By adopting the above means, this invention can fix the metal diaphragm to the case without using a caulking means. This makes it possible to eliminate the parts that were conventionally required to fix the metal diaphragm to the case, such as the O-ring, backup ring, and stop ring.

【0017】 さらに、スタンドは、金属ダイアフラムを取付けるための取付部と、ケースへ 取付けるための取付部との間を、薄肉な連結部で連結しているため、金属ダイア フラムとスタンド、あるいはスタンドとケースとにそれぞれ異なる金属が用いら れて接合されても、それぞれの材質に特有の線膨張係数の差に起因して生ずる熱 応力をスタンドの連結部が吸収するようになっている。これによって、特に金属 ダイアフラムの表面に発生する熱応力を抑制し、圧力計測に対して影響を及ぼさ ないようにしている。Further, in the stand, since the attaching portion for attaching the metal diaphragm and the attaching portion for attaching to the case are connected by the thin connecting portion, the metal diaphragm and the stand, or the stand and Even when different metals are used for the case and the case is joined, the stand connection part absorbs the thermal stress caused by the difference in the linear expansion coefficient peculiar to each material. This suppresses the thermal stress generated on the surface of the metal diaphragm in particular, and does not affect the pressure measurement.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

以下、図面に示すこの考案の実施例を説明する。 図1は、この考案の第1実施例を示す図である。 すなわち、図1に示す圧力センサは、圧力導入口8を有するケース1内に金属 ダイアフラム6および回路基板7が配設され、圧力導入口8より圧力が導入され ると圧力を電気信号として検知し、さらにこの電気信号は、回路基板7で増幅さ れたのち外方へ出力されるようになっているものであって、金属ダイアフラム6 は直接ケース1に溶接されて固定されている。 Embodiments of the present invention shown in the drawings will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. That is, in the pressure sensor shown in FIG. 1, the metal diaphragm 6 and the circuit board 7 are arranged in the case 1 having the pressure introducing port 8, and when the pressure is introduced from the pressure introducing port 8, the pressure is detected as an electric signal. Further, this electric signal is amplified by the circuit board 7 and then outputted to the outside. The metal diaphragm 6 is welded and fixed directly to the case 1.

【0019】 図1において、ケース1は金属製であって、内部に空所を有するとともに、こ の内部空所と外部とを導通させる圧力導入口8が形成されているもので、このケ ース1の内部空所に金属ダイアフラム6および回路基板7が配設されるようにな っている。In FIG. 1, the case 1 is made of metal, has a void inside, and is formed with a pressure introducing port 8 for connecting the inside void to the outside. The metal diaphragm 6 and the circuit board 7 are arranged in the inner space of the space 1.

【0020】 金属ダイアフラム6は、その中央部が薄肉に形成されて受圧部となっている もので、ケース1の内部空所において、受圧部が圧力導入口8を臨むように対向 させた状態で配設されることによって、受圧部が圧力導入口8より導入される圧 力に応じて軸線方向に変位するようになっている。The central portion of the metal diaphragm 6 is formed thin so as to form a pressure receiving portion. In the inner space of the case 1, the pressure receiving portion faces the pressure introducing port 8 and faces the pressure introducing port 8. By being arranged, the pressure receiving portion is displaced in the axial direction according to the pressure force introduced from the pressure introducing port 8.

【0021】 このとき、金属ダイアフラム6は、その底面がケース1の内部空所の底部と接 合されていて、例えば電子ビームを照射することによって、その両者の接合部位 が溶接されて固着されるようにする。At this time, the bottom surface of the metal diaphragm 6 is joined to the bottom portion of the inner space of the case 1, and the joint portion between the two is welded and fixed by, for example, irradiating an electron beam. To do so.

【0022】 また、金属ダイアフラム6の受圧部には、図示しないが、センサである歪ゲー ジが膜状に形成されていて、金属ダイアフラム6の受圧部が変位すると、歪ゲー ジが金属ダイアフラム6とともに変位してその内部抵抗値が変化するようになっ ており、これによって、金属ダイアフラム6の受圧部の変位量が歪ゲージの抵抗 値の変化量として変換されるようになっている。Although not shown, a strain gauge, which is a sensor, is formed in a film shape on the pressure receiving portion of the metal diaphragm 6, and when the pressure receiving portion of the metal diaphragm 6 is displaced, the strain gauge is changed to the metal diaphragm 6. With this, the internal resistance value changes due to the displacement, and the displacement amount of the pressure receiving portion of the metal diaphragm 6 is converted as the change amount of the resistance value of the strain gauge.

【0023】 ケース1と金属ダイアフラム6との間には、環状をなす回路基板7が、金属ダ イアフラム6の上端面とほぼ面一な高さの位置に配設されている。そして、例え ばワイヤボンディング等の手段によって、回路基板7上の回路と、金属ダイアフ ラム6上の歪ゲージとが直接結線される。An annular circuit board 7 is disposed between the case 1 and the metal diaphragm 6 at a position substantially flush with the upper end surface of the metal diaphragm 6. Then, the circuit on the circuit board 7 and the strain gauge on the metal diaphragm 6 are directly connected by means such as wire bonding.

【0024】 この回路基板7上には増幅回路が組まれていて、金属ダイアフラム6上の歪ゲ ージの抵抗値が変化することによって得られる電気信号が、この回路基板7上の 回路によって増幅されるようになっている。An amplifier circuit is built on the circuit board 7, and an electric signal obtained by changing the resistance value of the strain gauge on the metal diaphragm 6 is amplified by the circuit on the circuit board 7. It is supposed to be done.

【0025】 この回路基板7には、さらに端子10が接続されていて、回路基板7で増幅さ れた電気信号が端子10を介してケース1の外方に出力されるようになっている 。 なお、9はポッティング剤である。A terminal 10 is further connected to the circuit board 7, and the electric signal amplified by the circuit board 7 is output to the outside of the case 1 via the terminal 10. In addition, 9 is a potting agent.

【0026】 次に、上記のものの作用を説明する。 この圧力センサは、上記のように構成することにより、圧力導入口8より圧力 が導入されると、圧力が金属ダイアフラム6の受圧部に作用して、この受圧部が 、導入された圧力の大きさに応じて変位するようになる。このように金属ダイア フラム6が変位すると、金属ダイアフラム6上の歪ゲージの抵抗値が変化し、圧 力が導入されたことを電気信号として検知される。そして、この電気信号は、回 路基板7に導かれて信号が増幅されたのち、端子10を介して外方へ出力される ようになっている。Next, the operation of the above will be described. With this pressure sensor configured as described above, when pressure is introduced from the pressure introducing port 8, the pressure acts on the pressure receiving portion of the metal diaphragm 6, and this pressure receiving portion causes a large amount of the introduced pressure. It will be displaced accordingly. When the metal diaphragm 6 is displaced in this way, the resistance value of the strain gauge on the metal diaphragm 6 changes, and the introduction of pressure is detected as an electric signal. Then, this electric signal is guided to the circuit board 7, amplified, and then output to the outside through the terminal 10.

【0027】 そして、金属ダイアフラム6はケース1に直接溶接するようにしたので、従来 は金属ダイアフラムを固定するために必要であったOリング、バックアップリン グ、ストップリングといった部品を不要とすることができるようになる。Since the metal diaphragm 6 is directly welded to the case 1, parts such as an O-ring, a backup ring, and a stop ring, which are conventionally required to fix the metal diaphragm, can be eliminated. become able to.

【0028】 また、金属ダイアフラム6と回路基板7とを直接結線するようにしたため、従 来のようにフレキシブルサーキットを用いて両者を接続する必要がなくなり、ケ ース内の部品点数を削減することができるようになっている。Further, since the metal diaphragm 6 and the circuit board 7 are directly connected, there is no need to connect them using a flexible circuit as in the conventional case, and the number of parts in the case can be reduced. You can do it.

【0029】 図2に、この考案の第2実施例を示す。 図2に示す圧力センサは、すなわち、圧力導入口18を有するケース11内に 金属ダイアフラム16および回路基板17が配設され、圧力導入口18より圧力 が導入されると、金属ダイアフラム16上に形成されているセンサで導入される 圧力を電気信号として検知し、さらにこの電気信号が回路基板17で増幅された のち外方へ出力されるようになっているものであって、金属ダイアフラム16は スタンド12を介してケース11に固定されるとともに、金属ダイアフラム16 のセンサと回路基板17とが直接結線されるようになっている。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the pressure sensor shown in FIG. 2, the metal diaphragm 16 and the circuit board 17 are arranged in the case 11 having the pressure introducing port 18. When pressure is introduced from the pressure introducing port 18, the pressure sensor is formed on the metal diaphragm 16. The pressure introduced by the sensor is detected as an electric signal, and the electric signal is amplified by the circuit board 17 and then output to the outside. The metal diaphragm 16 is a stand. It is fixed to the case 11 via 12 and the sensor of the metal diaphragm 16 and the circuit board 17 are directly connected.

【0030】 図2において、ケース11は金属製であって、内部に空所を有するとともに、 この内部空所と外部とを導通させる圧力導入口18が形成されているもので、こ のケース11の内部空所に金属ダイアフラム16および回路基板17が配設され るようになっている。In FIG. 2, the case 11 is made of metal, has a void inside, and is formed with a pressure introducing port 18 for connecting the inside void to the outside. The metal diaphragm 16 and the circuit board 17 are arranged in the inner space of the.

【0031】 金属ダイアフラム16は、ケース11の内部空所において圧力導入口18に対 向する状態に配設されるもので、その中央部が薄肉に形成されることによって受 圧部が形成され、この受圧部が圧力導入口18より導入される圧力に応じて軸線 方向に変位するようになっている。The metal diaphragm 16 is arranged in the inner space of the case 11 so as to face the pressure introducing port 18, and the pressure receiving portion is formed by forming the central portion thin. The pressure receiving portion is configured to be displaced in the axial direction according to the pressure introduced from the pressure introducing port 18.

【0032】 この金属ダイアフラム16の受圧部には、図示しないがセンサである歪ゲージ が膜状に形成されていて、金属ダイアフラム16の受圧部が変位すると、歪ゲー ジが金属ダイアフラム16とともに変位してその内部の抵抗値が変化するように なっており、これによって、金属ダイアフラム16の受圧部の変位量が歪ゲージ の抵抗値の変化量として変換されるようになっている。A strain gauge (not shown), which is a sensor, is formed in a film shape on the pressure receiving portion of the metal diaphragm 16. When the pressure receiving portion of the metal diaphragm 16 is displaced, the strain gauge is displaced together with the metal diaphragm 16. The internal resistance value of the strain gauge changes so that the displacement amount of the pressure receiving portion of the metal diaphragm 16 is converted into the change amount of the resistance value of the strain gauge.

【0033】 この金属ダイアフラム16は、図3にも示すように、スタンド12を介して、 ケース11に一体に固定される。スタンド12は、金属ダイアフラム16を取付 けるための一方の取付部15と、ケース11に取付けるための他方の取付部13 との間が、薄肉な筒状をなす連結部14で連結されているもので、このスタンド 12の上下両端面には、スタンド12の内部を連結部の軸線と一致させて貫通す る連通孔12aがそれぞれ開口している。As shown in FIG. 3, the metal diaphragm 16 is integrally fixed to the case 11 via the stand 12. In the stand 12, one mounting portion 15 for mounting the metal diaphragm 16 and the other mounting portion 13 for mounting on the case 11 are connected by a thin cylindrical connecting portion 14. A communication hole 12a is formed in each of the upper and lower end surfaces of the stand 12 so as to pass through the inside of the stand 12 in alignment with the axis of the connecting portion.

【0034】 このスタンド12の一方の取付部15は、金属ダイアフラム16の底部の形状 に合致するように円板状に形成されていて、この取付部15の上端面と金属ダイ アフラム16の底面とを接合したのち、この接合部位の外周側より軸線方向(図 3中のA方向)へ向かって電子ビームを照射することにより、両者間を溶接して 金属ダイアフラム16がスタンド12に固定されるようにしている。One mounting portion 15 of the stand 12 is formed in a disc shape so as to match the shape of the bottom portion of the metal diaphragm 16, and the upper end surface of the mounting portion 15 and the bottom surface of the metal die diaphragm 16 are connected to each other. After joining, the electron beam is irradiated from the outer peripheral side of this joining portion in the axial direction (direction A in FIG. 3) so that the two are welded and the metal diaphragm 16 is fixed to the stand 12. I have to.

【0035】 また、スタンド12の他方の取付部13は、ケース11の内部空所の底部の一 部に合致するように円板状に形成されていて、この取付部13をケース11の一 部に嵌合したのち、取付部13とケース11との接合部位に上方から(図3中の B方向に)電子ビームを照射することにより、両者間を溶接してスタンド12が ケース11に固定されるようにしている。The other mounting portion 13 of the stand 12 is formed in a disc shape so as to match a part of the bottom of the internal space of the case 11, and the mounting portion 13 is mounted on one part of the case 11. Then, the joint portion between the mounting portion 13 and the case 11 is irradiated with an electron beam from above (in the direction B in FIG. 3) to weld the two and fix the stand 12 to the case 11. I am trying to do it.

【0036】 このとき、スタンド12の連通孔12aの一方の取付部15側の開口部は、金 属ダイアフラム16の受圧部に対向するように位置させるとともに、連通孔12 aの他方の取付部13側の開口部は、ケース11の圧力導入口18に対向するよ うに位置させて、圧力導入口18がスタンド12の連通孔12aを介して金属ダ イアフラム16の受圧部と導通するようにしておく。At this time, the opening of the communication hole 12a of the stand 12 on the side of the one mounting portion 15 is positioned so as to face the pressure receiving portion of the metal diaphragm 16, and the other mounting portion 13 of the communication hole 12a is positioned. The opening on the side is located so as to face the pressure introducing port 18 of the case 11 so that the pressure introducing port 18 is electrically connected to the pressure receiving part of the metal diaphragm 16 via the communication hole 12a of the stand 12. ..

【0037】 ケース11と金属ダイアフラム16との間には、金属ダイアフラム16の上端 面とほぼ面一な高さとなるように、環状の回路基板17が配設されている。そし て、例えばワイヤボンディング等の手段によって、回路基板17上の回路と、金 属ダイアフラム16上の歪ゲージとが直接結線される。An annular circuit board 17 is provided between the case 11 and the metal diaphragm 16 so as to be substantially flush with the upper end surface of the metal diaphragm 16. Then, the circuit on the circuit board 17 and the strain gauge on the metal diaphragm 16 are directly connected by means such as wire bonding.

【0038】 この回路基板17上には増幅回路が組まれていて、金属ダイアフラム16上の 歪ゲージの抵抗値が変化する際に生ずる電気信号が、この回路基板17上の回路 によって増幅されるようになっている。An amplification circuit is built on the circuit board 17 so that an electric signal generated when the resistance value of the strain gauge on the metal diaphragm 16 changes is amplified by the circuit on the circuit board 17. It has become.

【0039】 この回路基板17には、さらに端子20が接続されていて、回路基板17で増 幅された電気信号が端子20を介してケース11の外方に出力されるようになっ ている。A terminal 20 is further connected to the circuit board 17, and the electric signal amplified by the circuit board 17 is output to the outside of the case 11 via the terminal 20.

【0040】 なお、19はポッティング剤であり、回路基板17、金属ダイアフラム16、 スタンド12、およびケース11で囲まれる空所に充填されるものである。A potting agent 19 is filled in a space surrounded by the circuit board 17, the metal diaphragm 16, the stand 12, and the case 11.

【0041】 次に上記のものの作用を説明する。 この圧力センサは、上記のように構成することにより、圧力導入口18より圧 力が導入されると、圧力はスタンド12の連通孔12aを通じて金属ダイアフラ ム16の受圧部に作用して、金属ダイアフラム16が、導入された圧力の大きさ に応じて変位するようになる。このように金属ダイアフラム16が変位すると、 金属ダイアフラム16上のセンサの抵抗値が変化し、圧力が導入されたことを電 気信号として検知される。そして、この電気信号は、回路基板17に導かれて信 号が増幅されたのち、端子20を介して外方へ出力されるようになる。Next, the operation of the above will be described. With this pressure sensor configured as described above, when pressure is introduced from the pressure introducing port 18, the pressure acts on the pressure receiving portion of the metal diaphragm 16 through the communication hole 12a of the stand 12 and the metal diaphragm. 16 becomes displaced according to the magnitude of the pressure introduced. When the metal diaphragm 16 is thus displaced, the resistance value of the sensor on the metal diaphragm 16 changes, and the introduction of pressure is detected as an electric signal. Then, this electric signal is guided to the circuit board 17, the signal is amplified, and then outputted to the outside through the terminal 20.

【0042】 スタンド12と金属ダイアフラム16との接合部分、およびスタンド12とケ ース11との接合部分は、電子ビームを照射して溶接するようにしたため、溶接 時に金属ダイアフラム16上に形成される歪ゲージへの熱的な影響を比較的抑え ることができるようになっている。Since the joining portion between the stand 12 and the metal diaphragm 16 and the joining portion between the stand 12 and the case 11 are arranged to be welded by irradiating an electron beam, they are formed on the metal diaphragm 16 at the time of welding. The thermal effect on the strain gauge can be relatively suppressed.

【0043】 同時に、この電子ビームによる溶接によって、スタンド12、金属ダイアフラ ム16、ケース11がそれぞれ異なる種類の金属であっても、接合を可能とする ことができるとともに、シール性を充分維持できるようになっている。At the same time, the welding by the electron beam enables the joining even if the stand 12, the metal diaphragm 16, and the case 11 are made of different kinds of metal, and at the same time, can sufficiently maintain the sealing property. It has become.

【0044】 また、金属ダイアフラム16とスタンド12、あるいはスタンド12とケース 11とが異種金属よりなる材質である場合でも、それぞれを接合した後に熱によ る応力は抑制される。Further, even when the metal diaphragm 16 and the stand 12 or the stand 12 and the case 11 are made of different metals, the stress due to heat is suppressed after joining them.

【0045】 すなわち、金属ダイアフラム16とスタンド12、あるいはスタンド12とケ ース11とが異種の金属である場合には、通常その両者の線膨張係数の差によっ て、熱の作用を受けた際に応力が発生するようになるが、スタンド12の連結部 14は薄肉に形成されているために、この連結部14が熱による応力を吸収する ようになっている。That is, when the metal diaphragm 16 and the stand 12 or the stand 12 and the case 11 are made of different metals, heat is usually applied due to the difference in linear expansion coefficient between the two. Although stress is generated at this time, since the connecting portion 14 of the stand 12 is formed thin, the connecting portion 14 absorbs the stress due to heat.

【0046】 特に、金属ダイアフラム16に熱による応力が発生すると、圧力を正確に測定 することができなくなるために、応力をスタンド12の連結部14の変形によっ て吸収し、応力が圧力計測に影響することを阻止している。In particular, when a stress due to heat is generated in the metal diaphragm 16, the pressure cannot be measured accurately, so the stress is absorbed by the deformation of the connecting portion 14 of the stand 12, and the stress is measured by the pressure. It is blocking the influence.

【0047】 以上のように、金属ダイアフラム16は、溶接によってスタンド12を介して ケース11に固定するようにしたため、従来金属ダイアフラムをかしめることに よってケースに固定する際に必要であったストップリング、Oリング、バックア ップリングを不要とすることができるようになる。As described above, since the metal diaphragm 16 is fixed to the case 11 via the stand 12 by welding, the stop ring that is conventionally required when fixing the metal diaphragm to the case by caulking the metal diaphragm. , O-ring and back-up ring can be eliminated.

【0048】 さらに、金属ダイアフラム16と、回路基板17とは、ほぼ同一高さに位置す るように配設することによって、直接ワイヤボンディングで結線できるようにし たため、従来のような接続部品であるフレキシブルサーキットを不要とすること ができ、これによってケース内の配線作業が容易となる。Further, since the metal diaphragm 16 and the circuit board 17 are arranged so as to be located at substantially the same height, the wires can be directly connected by wire bonding, and thus they are conventional connecting parts. The flexible circuit can be eliminated, which facilitates wiring work inside the case.

【0049】[0049]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上のようにこの考案によれば、直接あるいはスタンドを介して、金属ダイア フラムをケースに固定するように構成したため、従来において金属ダイアフラム をケースに固定する際に必要であったOリング、バックアップリング、ストップ リング等の部品を不要とすることができ、部品点数を削減することができる。 As described above, according to the present invention, the metal diaphragm is fixed to the case directly or through the stand. Therefore, the O-ring and the backup ring that were conventionally required when fixing the metal diaphragm to the case were used. It is possible to eliminate the need for parts such as a stop ring and reduce the number of parts.

【0050】 また、金属ダイアフラムと回路基板とを直接結線するようにしたため、従来両 者を接続していたフレキシブルサーキットを不要とすることができるようになる 。Further, since the metal diaphragm and the circuit board are directly connected to each other, it becomes possible to dispense with the flexible circuit which has conventionally connected the two.

【0051】 そして、このような部品点数の削減に伴って、ケース内の構造が簡略化され、 これによって圧力センサの製作を容易にすることができるようになるという効果 がある。With such a reduction in the number of parts, the structure inside the case is simplified, which has the effect of facilitating the manufacture of the pressure sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この考案の第1実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この考案の第2実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】図3の要部を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a main part of FIG.

【図4】従来例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21…………ケース 12…………スタンド 13、15…………取付部 14…………連結部 12a…………連通孔 6、16、26…………金属ダイアフラム 7、17、27…………回路基板 8、18、28…………圧力導入口 9、19、29…………ポッティング剤 10、20、40…………端子 30…………バックアップリング 31…………ストップリング 32…………フレキシブルサーキット 33…………Oリング 1,11,21 ………… Case 12 ………… Stand 13,15 ………… Mounting part 14 ………… Connecting part 12a ………… Communication hole 6,16,26 ………… Metal diaphragm 7, 17, 27 ...... Circuit board 8, 18, 28 ...... Pressure inlet 9, 19, 29 ...... Potting agent 10, 20, 40 ...... Terminal 30 ...... Backup Ring 31 ………… Stop ring 32 ………… Flexible circuit 33 ………… O ring

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 圧力導入口(8)(18)を有するケー
ス(1)(11)内に、金属ダイアフラム(6)(1
6)および回路基板(7)(17)を配設して、前記圧
力導入口(8)(18)より導入される圧力を検知し、
さらに電気信号として外方に出力するようになっている
圧力センサにおいて、前記金属ダイアフラム(6)(1
6)を、その受圧部が前記ケース(1)(11)の圧力
導入口(8)(18)を臨んだ状態で前記ケース(1)
(11)に溶接したことを特徴とする圧力センサ。
1. A metal diaphragm (6) (1) is provided in a case (1) (11) having pressure inlets (8) (18).
6) and the circuit boards (7) and (17) are arranged to detect the pressure introduced from the pressure inlets (8) and (18),
Further, in the pressure sensor which is designed to output to the outside as an electric signal, the metal diaphragm (6) (1
6) with the pressure receiving portion facing the pressure introducing ports (8) and (18) of the cases (1) and (11).
A pressure sensor characterized by being welded to (11).
【請求項2】 圧力導入口(18)を有するケース(1
1)内に、金属ダイアフラム(16)および回路基板
(17)を配設して、前記圧力導入口(18)より導入
される圧力を検知し、さらに電気信号として外方に出力
するようになっている圧力センサにおいて、前記金属ダ
イアフラム(16)がスタンド(12)を介して前記ケ
ース(11)に固定したことを特徴とする圧力センサ。
2. A case (1) having a pressure inlet (18)
A metal diaphragm (16) and a circuit board (17) are arranged in 1) to detect the pressure introduced from the pressure inlet (18) and further output it as an electric signal to the outside. The pressure sensor according to claim 1, wherein the metal diaphragm (16) is fixed to the case (11) via a stand (12).
【請求項3】 前記スタンド(12)は、前記金属ダイ
アフラム(16)を取付けるための一方の取付部(1
5)と、前記ケース(11)へ取付けるための他方の取
付部(13)との間が筒状をなす薄肉な連結部(14)
で連結されるとともに、内部に前記連結部(14)と軸
線を一致させる連通孔(12a)が貫通していて、この
連通孔(12a)の一方の取付部(15)側の開口部を
前記金属ダイアフラム(16)側に、また連通孔(12
a)の他方の取付部(13)側の開口部を前記圧力導入
口(18)側にそれぞれ開口させた状態で前記ケース
(11)に固定し、これによって圧力導入口(18)が
スタンド(12)の連通孔(12a)を介して金属ダイ
アフラム(16)側に導通するようになっている請求項
2記載の圧力センサ。
3. The stand (12) has one mounting portion (1) for mounting the metal diaphragm (16).
5) and a thin connecting portion (14) having a tubular shape between the other attaching portion (13) for attaching to the case (11).
And a communication hole (12a) for aligning the axis with the connection portion (14) penetrates through the inside of the connection hole (12a), and the opening on one side of the attachment portion (15) of the communication hole (12a) is connected to On the metal diaphragm (16) side, the communication hole (12
The opening on the side of the other mounting portion (13) of (a) is fixed to the case (11) with the opening on the side of the pressure introducing port (18), so that the pressure introducing port (18) can be fixed to the stand ( 3. The pressure sensor according to claim 2, wherein the pressure sensor is electrically connected to the metal diaphragm (16) side through the communication hole (12a) of 12).
【請求項4】 前記金属ダイアフラム(16)とスタン
ド(12)との間、および前記スタンド(12)とケー
ス(11)との間は、電子ビームを照射して溶接してあ
る請求項2記載の圧力センサ。
4. The electron beam is radiated and welded between the metal diaphragm (16) and the stand (12) and between the stand (12) and the case (11). Pressure sensor.
【請求項5】 前記金属ダイアフラム(6)(16)と
回路基板(7)(17)とは、ワイヤボンディングによ
り結線されている請求項1または請求項2記載の圧力セ
ンサ。
5. The pressure sensor according to claim 1, wherein the metal diaphragm (6) (16) and the circuit board (7) (17) are connected by wire bonding.
JP8349791U 1991-10-15 1991-10-15 Pressure sensor Pending JPH0534550U (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006349682A (en) * 2005-06-14 2006-12-28 Robert Bosch Gmbh High-pressure sensor device and method for manufacturing the same
JP4719727B2 (en) * 2007-09-05 2011-07-06 長野計器株式会社 Pressure sensor manufacturing method and pressure sensor
JP2020183944A (en) * 2019-04-26 2020-11-12 株式会社デンソー Pressure sensor

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