JPH0536334U - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力伝達媒体の封入作業を容易にすることに
よって、製造コストを低減させる。 【構成】 筒状をなすボディ２と、このボディ２内に配
設されるセンサチップ１０と、このセンサチップ１０の
受圧面側に封入される圧力伝達媒体１６と、ボディ２の
開口部を閉塞するダイアフラム１３とを具えた圧力セン
サであって、ダイアフラム１３を薄肉平板状のダイアフ
ラム部１４とこのダイアフラム部１４の周縁部に一体に
形成されるリング状のシール部１５とで構成し、シール
部１５をボディ２の開口部に穿設した環状の溝８内に嵌
合させることにより、ボディ２の開口部を閉塞し、ボデ
ィ２内への圧力伝達媒体１６の封入作業を容易にしたも
の。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は圧力センサに関し、特に、ダイアフラムに作用する圧力を圧力伝達 媒体を介してセンサチップに伝達させるようにした圧力センサに関するものであ る。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】

一般に、この種の圧力センサは図３に示すように構成されている。 すなわち、この圧力センサ２１は、筒状をなす金属製のボディ２２と、このボ ディ２２内に配設されるセンサチップ３０と、ボディ２２の開口部を閉塞して前 記センサチップ３０の受圧面側に密閉された空所を形成する薄肉円板状の金属製 のダイアフラム３３と、前記空所内に封入されるシリコンオイル等の圧力伝達媒 体３６とを具えている。

【０００３】 前記ボディ２２の外周面は、ナット状の締付部２３とこれに連続して形成され るねじ部２４とにより２段に形成されているとともに、締付部２３の内部には大 径空所２５が、ねじ部２４の内部には大径空所２５よりも小径の中径空所２６が それぞれ形成されていて、中径空所２６と大径空所２５との間は、連通孔２７を 介して互いに連通している。また、ねじ部２４の適宜の位置には、外面側から内 面側に貫通する圧力伝達媒体３６を注入するための注入孔３７が穿設されている 。

【０００４】 前記中径空所２６内には、円柱状のセラミック製のステム２９が嵌合され、こ のステム２９の上面には前記センサチップ３０が配設され、さらに、このセンサ チップ３０は、ステム２９の上下面を貫通している棒状の導電性を有するピン３ １の一端にリード線３２を介して接続され、ピン３１の他端は増幅回路等を具え た図示しない回路部材に接続するようになっている。

【０００５】 前記センサチップ３０は、例えば、シリコン単結晶の中央部にエッジング等に より超薄肉状の起歪部を形成した上で、起歪部の表面にストレインゲージを拡散 し、このストレインゲージをアルミニウムを蒸着して形成した線によりブリッジ に接続して構成したもの等である。

【０００６】 そして、上記のようにボディ２２の中径空所２６内にセンサチップ３０を配設 した後に、ボディ２２の開口部、すなわち、中径空所２６の開口部に前記ダイア フラム３３の周縁部を溶着させることで中径空所２６の開口部を閉塞して、セン サチップ３０の受圧面側に密閉された空所（中径空所２６）を形成し、この空所 （中径空所２６）内に、ねじ部２４の注入孔３７を介して圧力伝達媒体３６を注 入し、その後に、注入孔３７内に金属製のボール３８を圧入して中径空所２６内 に圧力伝達媒体３６を封入することで、圧力センサ２１が構成されるようになっ ている。

【０００７】 そして、上記のように構成した圧力センサ２１を用いて図示しない被測定体の 圧力を測定するには、まず、圧力センサ２１のねじ部２４を締付部２３を介して 被測定体に螺合させ、被測定体の圧力媒体に圧力センサ２１のダイアフラム３３ を接触させる。

【０００８】 そして、被測定体の圧力媒体の圧力がダイアフラム３３に作用すると、その圧 力は中径空所２６内の圧力伝達媒体３６を介してセンサチップ３０に伝達され、 このときの圧力の大きさに応じて、センサチップ３０の起歪部上のストレインゲ ージがその抵抗値を変化させるとともに、この抵抗値の変化を、リード線３２お よびピン３１を介してピン３１の他端に接続している図示しない増幅回路等を具 えた回路部材で増幅処理等して外部に取り出すことにより、被測定体の圧力を検 出できるようになっている。

【０００９】 なお、３９はねじ部２４を被測定体に取り付ける際に、被測定体との間をシー ルするＯリングである。

【００１０】 しかしながら、上記のように構成される従来の圧力センサ２１にあっては、ボ ディ２２内に圧力伝達媒体３６を封入する場合に、ボディ２２の開口部にダイア フラム３３の周縁部を溶着させて開口部を閉塞して、センサチップ３０の受圧面 側に密閉された空所（中径空所２６）を形成するダイアフラム３３の溶着工程、 ダイアフラム３３によって密閉された空所（中径空所２６）内にボディ２２の注 入孔３７を介して圧力伝達媒体３６を注入する注入工程、さらに、注入孔３７内 にボール３８を圧入して空所（中径空所２６）内に圧力伝達媒体３６を封入する ボール３８の圧入工程と、複数の作業工程が必要となり、そのため、圧力伝達媒 体３６の封入作業に非常に手間がかかり、製造コストが高くなってしまうという 問題点があった。

【００１１】 この考案は前記のような従来のもののもつ問題点を解決したものであって、ボ ディ内に圧力伝達媒体を封入する作業を簡素化することによって、製造コストを 著しく低減させ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ものであ る。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】

上記のような問題点を解決するためにこの考案は、ボディと、このボディ内に 配設されるセンサチップと、ボディの開口部を閉塞して前記センサチップの受圧 面側に密閉された空所を形成するダイアフラムと、前記空所内に封入される圧力 伝達媒体とを具え、前記ダイアフラムに作用する圧力を前記圧力伝達媒体を介し て前記センサチップに伝達させるようになっている圧力センサであって、前記ダ イアフラムを、薄肉平板状のダイアフラム部とこのダイアフラム部の周縁部に一 体に形成されるリング状のシール部とで構成し、かつ、このシール部を前記ボデ ィの開口部に穿設した環状の溝内に嵌合させることにより、ボディの開口部を閉 塞するようにしたという手段を採用したものである。

【００１３】

【作用】 この考案は前記のような手段を採用したことにより、ボディの開口部に形成し た溝内にダイアフラムのシール部を嵌合させるだけで、ボディの開口部を閉塞す ることができることになり、したがって、ボディ内にセンサチップを配設した後 に、センサチップの受圧面側に圧力伝達媒体を充填し、この後、ボディの溝内に ダイアフラムのシール部を嵌合させることでボディ内に圧力伝達媒体を封入する ことができることになり、圧力伝達媒体の封入作業が容易になることになる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面に示すこの考案の実施例について説明する。 図１および図２にはこの考案による圧力センサの一実施例が示されていて、図 １は全体を示す概略図、図２は図１に示すもののＡ部の拡大図である。

【００１５】 すなわち、この圧力センサ１は、筒状をなす金属製のボディ２と、このボディ ２内に配設されるセンサチップ１０と、ボディ２の開口部を閉塞して前記センサ チップ１０の受圧面側に密閉された空所を形成するゴム状弾性体製のダイアフラ ム１３と、前記空所内に封入されるシリコンオイル等の圧力伝達媒体１６とを具 えている。

【００１６】 前記ボディ２の外周面には、ナット状の締付部３およびこれに連続してねじ部 ４が形成されるとともに、締付部３の内部には大径空所５が、ねじ部４の内部に は大径空所５よりも小径の中径空所６がそれぞれ形成され、さらに、中径空所６ と大径空所５との間は連通孔７を介して互いに連通している。また、前記ねじ部 ４の開口部周縁部には、全周に渡って断面が台形状の溝８が環状に形成されてい る。

【００１７】 前記中径空所６内には、円柱状のセラミック製のステム９が嵌合され、このス テム９の上面には前記センサチップ１０が配設され、さらに、このセンサチップ １０は、ステム９の上下面を貫通している棒状の導電性を有するピン１１の一端 にリード線１２を介して接続され、ピン１１の他端は図示しない増幅回路等を具 えた回路部材に接続するようになっている。

【００１８】 前記センサチップ１０は、例えば、シリコン単結晶の中央部にエッジング等に より超薄肉状の起歪部を形成した上で、起歪部の表面にストレインゲージを拡散 し、このストレインゲージをアルミニウムを蒸着して形成した線によりブリッジ に接続して構成したもの等である。

【００１９】 前記ダイアフラム１３は、薄肉円板状のダイアフラム部１４とこのダイアフラ ム部１４の周縁部に一体に成形される断面が略円形状のリング状のシール部１５ とから構成され、シール部１５を前記ねじ部４の溝部８内に嵌合させることによ り、ねじ部４の開口部、すなわちボディ２の開口部を閉塞することができて、前 記センサチップ１０の受圧面側に密閉された空所（中径空所６）を形成すること ができるようになっている。

【００２０】 したがって、前記ダイアフラム１３でボディ２の開口部を閉塞する前に、ボデ ィ２内に圧力伝達媒体１６を充填しておき、その後にダイアフラム１３のシール 部１５をボディ２の開口部の溝８内に嵌合させることで、ボディ２内に圧力伝達 媒体１６を容易に封入することができることになる。

【００２１】 すなわち、例えば、図示しない圧力伝達媒体１６を充填した槽内に、ダイアフ ラム１３を装着していない状態の圧力センサ１を位置させ、センサチップ１０が 配設されている中径空所６内に圧力伝達媒体１６を浸入させ、この状態でボディ ２のねじ部４の溝８内にダイアフラム１３のシール部１５を嵌合させ、ねじ部４ の開口部を閉塞することにより、中径空所６内に圧力伝達媒体１６を封入するこ とができることになる。

【００２２】 したがって、前記従来のように、ダイアフラムをボディの開口部に溶着して、 密閉された空所（中径空所）を形成するダイアフラムの溶着工程、ボディの注入 孔から密閉された空所内に圧力伝達媒体を注入する注入工程、さらに、注入孔内 にボールを圧入して、空所内に圧力伝達媒体を封入するボールの圧入工程等、複 数の作業工程を必要としなくなり、圧力伝達媒体１６を充填した槽内に圧力セン サ１を位置させた状態で、ボディ２の開口部の溝８内にダイアフラム１３のシー ル部１５を嵌合させれば足りるので、圧力伝達媒体１６の封入作業を容易にする ことができることになる。

【００２３】 そして、上記のように構成した圧力センサ１を用いて図示しない被測定体の圧 力を測定するにも、前記従来のものと同様に、まず、圧力センサ１のねじ部４を 締付部３を介して被測定体に螺合させ、被測定体の圧力媒体に圧力センサ１のダ イアフラム１３を接触させる。

【００２４】 そして、被測定体の圧力媒体の圧力がダイアフラム１３に作用すると、その圧 力は中径空所６内の圧力伝達媒体１６を介してセンサチップ１０に伝達され、こ のときの圧力の大きさに応じて、センサチップ１０の起歪部上のストレインゲー ジがその抵抗値を変化させるとともに、この抵抗値の変化を、リード線１２およ びピン１１を介してピン１１の他端に接続している図示しない増幅回路等を具え た回路部材で増幅処理等して外部に取り出すことにより、被測定体の圧力を検出 できることになる。

【００２５】 なお、１９はねじ部４を被測定体に取り付ける際に、被測定体との間をシール するＯリングである。

【００２６】 上記のようにこの実施例に示す圧力センサ１にあっては、ボディ２内に圧力伝 達媒体１６を封入する場合に、ダアイフラムの溶着作業、注入孔から圧力伝達媒 体を注入する注入作業、注入孔内にボールを圧入する圧入作業等、複数の作業を 必要とすることがなく、圧力伝達媒体を充填した後にボディ２の溝８内にダイア アフラム１３のシール部１５を嵌合させれば足りるので、封入作業を著しく簡素 化することができることになり、したがって、製造コストを著しく低減させるこ とができることになる。

【００２７】

【考案の効果】

この考案は前記のように構成して、ダイアフラムを薄肉平板状のダイアフラム 部とこのダイアフラム部の周縁部に一体に形成されるリング状のシール部とで構 成して、このリング状のシール部をボディの開口部に形成した環状の溝内に嵌合 させることで、ボディの開口部を閉塞するようにしたことにより、センサチップ の受圧面側に圧力伝達媒体を封入するには、センサチップの受圧面側に圧力伝達 媒体を充填した後に、ボディの開口部の溝内にダイアフラムのシール部を嵌合さ せるだけで足りることになり、したがって、圧力伝達媒体のボディ内への封入作 業を著しく容易にすることができ、これにより、製造コストを著しく低減させる ことができることになる等の優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による圧力センサの全体を示した概略
図である。

【図２】図１に示すもののＡ部の拡大図である。

【図３】従来の圧力センサの全体を示した概略図であ
る。

【符号の説明】 １、２１……圧力センサ ２、２２……ボディ ３、２３……締付部 ４、２４……ねじ部 ５、２５……大径空所 ６、２６……中径空所 ７、２７……連通孔 ８……溝部 ９、２９……ステム １０、３０……センサチップ １１、３１……ピン １２、３２……リード線 １３、３３……ダイアフラム １４……ダイアフラム部 １５……シール部 １６、３６……圧力伝達媒体 １９、３９……Ｏリング ３７……注入孔 ３８……ボール

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボディと、該ボディ内に配設されるセン
   サチップと、ボディの開口部を閉塞して前記センサチッ
   プの受圧面側に密閉された空所を形成するダイアフラム
   と、前記空所内に封入される圧力伝達媒体とを具え、前
   記ダイアフラムに作用する圧力を前記圧力伝達媒体を介
   して前記センサチップに伝達させるようになっている圧
   力センサであって、前記ダイアフラムを、薄肉平板状の
   ダイアフラム部とこのダイアフラム部の周縁部に一体に
   形成されるリング状のシール部とで構成し、かつ、該シ
   ール部を前記ボディの開口部に穿設した環状の溝内に嵌
   合させることにより、ボディの開口部を閉塞するように
   したことを特徴とする圧力センサ。