KR102316262B1

KR102316262B1 - 압력 센서

Info

Publication number: KR102316262B1
Application number: KR1020200056575A
Authority: KR
Inventors: 아유미 츠시마
Original assignee: 아즈빌주식회사
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-10-25
Also published as: CN111947828A; JP7252055B2; KR20200132717A; JP2020187046A; US20200363279A1; US11287341B2

Abstract

[과제] 도압로의 확보와 고강도 접착 구조를 양립시키는 것이 가능한 압력 센서를 제공한다.
[해결수단] 센서 다이어프램(13)과, 센서 다이어프램(13)에 접합되는 압력실 형성 부재(12)에 마련되고, 센서 다이어프램(13)에 의해 개구부가 폐색되는 오목부(15) 및 오목부(15)로 개구되는 관통 구멍(16)(구멍)을 구비한다. 일단부가 오목부(15)로 노출되도록 관통 구멍(16)에 삽입되어 접착제(22)에 의해 접착되는 도압 파이프(21)와, 오목부(15) 내와 도압 파이프(21) 내에 충전되는 압력 전달 매체를 구비한다. 도압 파이프(21)의 일단부의 주위에 공간(S)이 마련되고, 도압 파이프(21)의 일단부에는 접착제(22)가 존재하지 않는다.

Description

압력 센서{PRESSURE SENSOR}

본 발명은 압력 센서에 관한 것이다.

도압 구멍에 세관이 삽입 고정되는 압력 센서에 관한 기술이 개발되어 있다. 상기 기술로서는, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 기술을 들 수 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2017-116456호 공보

예컨대 특허문헌 1에 기재된 기술을 이용함으로써, 내압 성능의 향상과 열 응력 완화를 동시에 실현 가능하게 할 수 있다. 여기서, 특허문헌 1에 기재된 기술을 이용하는 경우, 세관이 접착제에 의해 도압 구멍의 내벽면에 접합된다. 또한, 예컨대 세관이 특허문헌 1에서 예시되어 있는 것 같은 초소직경 파이프인 경우에는, 모세관 현상이 생김으로써, 접착제가 도압 구멍을 타고 오를 가능성이 있다. 그리고, 모세관 현상이 생긴 결과, 접착제에 의해 세관이 막히는 일이 생기면, 도압로가 막혀 버려, 압력 센서는 정확하게 압력을 측정할 수 없게 된다.

상기한 바와 같이 접착제에 의해 도압로가 막히는 것을 방지하기 위해서는, 모세관 현상이 생기는 일이 없도록 구멍 벽면(특허문헌 1에 기재된 도압 구멍의 내벽면에 해당함)과, 도압 파이프(특허문헌 1에 기재된 세관에 해당함)의 간극을 넓히는 것이 생각된다. 그러나, 이 구성을 채용하는 경우는, 접착층이 두꺼워져, 전단 강도, 인장 강도 등이 낮아질 가능성이 있다.

본 발명의 목적은 도압로의 확보와 고강도 접착 구조를 양립시키는 것이 가능한, 압력 센서를 제공하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 압력 센서는, 판형으로 형성되고, 압력을 받음으로써 변위되는 센서 다이어프램과, 상기 센서 다이어프램에 접합되는 압력실 형성 부재에 마련되고, 상기 센서 다이어프램에 의해 개구부가 폐색되는 오목부 및 상기 오목부에 개구하는 구멍과, 일단부가 상기 오목부에 노출되도록 상기 구멍에 삽입되어 접착제에 의해 접착되고, 상기 센서 다이어프램에 압력을 전달하는 도압로로서 기능하는 도압 파이프와, 상기 오목부 내와 상기 도압 파이프 내에 충전되어, 압력을 전달하는 압력 전달 매체를 구비하고, 상기 도압 파이프의 상기 일단부의 주위에 공간이 마련되고, 상기 도압 파이프의 상기 일단부에는 상기 접착제가 존재하지 않는 것이다.

본 발명은 상기 압력 센서에 있어서, 상기 공간은 상기 구멍의 개구부에 형성되는 카운터 보어부에 의해 구성되어도 좋다.

본 발명은 상기 압력 센서에 있어서, 상기 카운터 보어부는, 상기 도압 파이프의 길이 방향과 평행하게 연장되도록 형성되어도 좋다.

본 발명은 상기 압력 센서에 있어서, 상기 압력실 형성 부재는, 상기 오목부와 상기 카운터 보어부가 형성되는 제1 부재와, 상기 구멍의 상기 카운터 보어부보다 구멍 직경이 작은 구멍부가 형성되어 상기 제1 부재에 접합되는 제2 부재를 구비해도 좋다.

본 발명은 상기 압력 센서에 있어서, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 서로 상이한 재료에 의해 형성되어도 좋다.

본 발명은 상기 압력 센서에 있어서, 상기 구멍의 개구부는 상기 오목부를 향함에 따라 내직경이 점차로 커지는 테이퍼형으로 형성되고, 상기 공간은 상기 구멍의 개구부와 상기 도압 파이프 사이에 형성되어도 좋다.

본 발명은 상기 압력 센서에 있어서, 상기 도압 파이프의 상기 일단부는 타단측의 부분보다 상대적으로 가늘게 형성되어도 좋다.

본 발명에 따르면, 도압로의 확보와 고강도 접착 구조를 양립시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 압력 센서의 단면도이다.
도 2는 중요부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 차압 발신기의 단면도이다.
도 4는 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.

(제1 실시형태)

이하, 본 발명에 따른 압력 센서의 일실시형태를 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1의 중앙부에 도시되는 압력 센서(1)는, 절대압 발신기(2)의 보디(3) 속에 마련된다. 보디(3)는, 도 1에 있어서 가장 아래에 위치하는 베이스 보디(4)와, 베이스 보디(4)에 접합되는 커버 보디(5)로 구성된다. 베이스 보디(4)와 커버 보디(5)는, 각각 스테인레스강에 의해 형성된다.

베이스 보디(4)의 커버 보디(5)와는 반대측의 주면(4a)은, 수압실(6)의 벽의 일부가 된다. 수압실(6)은, 도시하지 않는 압력 전달 매체로 채워진다. 압력 전달 매체는, 압력을 전달하는 액체이다. 압력 전달 매체로서는 실리콘 오일이 있다. 수압실(6)에는, 배리어 다이어프램(7)을 통해 피계측 유체의 압력이 가해진다. 커버 보디(5)는, 베이스 보디(4)를 향하여 개구되는 상자형으로 형성되고, 베이스 보디(4)와 협동하여 내부에 센서실(8)을 형성한다. 센서실(8)은, 커버 보디(5)에 형성되는 통기 구멍(9)을 통해 대기 중으로 개방된다. 센서실(8) 내에는 압력 센서(1)와, 중계 기판(10)이 마련된다.

압력 센서(1)는, 베이스 보디(4)에 접착제(11)에 의해 접착되는 압력실 형성 부재(12)와, 압력실 형성 부재(12)에 접합되는 센서 다이어프램(13)과, 센서 다이어프램(13)에 접합되는 통로 형성 부재(14)에 의해 구성된다. 이들 압력실 형성 부재(12)와, 센서 다이어프램(13)과, 통로 형성 부재(14)는, 각각 실리콘에 의해 형성된다. 센서 다이어프램(13)은, 통로 형성 부재(14)보다 두께가 얇은 판형으로 형성되고, 압력을 받음으로써 두께 방향으로 변위되는 것이다.

압력실 형성 부재(12)는, 센서 다이어프램(13)이 접합되는 일단의 주면(12a)으로 개구되는 오목부(15)와, 오목부(15)의 바닥으로 개구되는 관통 구멍(16)을 갖는다. 오목부(15)의 개구부는 센서 다이어프램(13)에 의해 폐색된다. 오목부(15)는, 센서 다이어프램(13)과 협동하여 압력실(17)(도 2 참조)을 형성한다. 또한, 오목부(15)의 형상은, 센서 다이어프램(13)의 변위에 따른 곡면(비구면)이 되도록 형성된다.

관통 구멍(16)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 도압 파이프(21)가 통과된다. 도압 파이프(21)는, 센서 다이어프램(13)에 압력을 전달하는 도압로로서 기능하는 금속제의 파이프이다. 이 실시형태에 있어서는, 관통 구멍(16)이 본 발명에서 말하는 「구멍」에 상당한다. 관통 구멍(16)의 구성은 후술한다. 도압 파이프(21)는, 베이스 보디(4)를 관통하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 일단부(21a)가 압력실 형성 부재(12) 속에 삽입되는 상태로 압력실 형성 부재(12)의 관통 구멍(16)에 접착제(22)에 의해 접착된다.

도압 파이프(21)의 길이 방향에서 본 단면 형상은 원형이다. 접착제(22)는, 예컨대 에폭시 접착제나, 땜납 등을 이용할 수 있다. 도압 파이프(21)의 일단부(21a)는, 오목부(15)로 노출되도록 관통 구멍(16)에 삽입된다. 도압 파이프(21)의 일단부(21a)의 주위에 공간(S)이 마련되고, 도압 파이프(21)의 일단부(21a)에는, 접착제(22)가 존재하지 않는다. 수압실(6) 내부와, 도압 파이프(21) 내부와, 관통 구멍(16)을 포함하여 압력실(17)[오목부(15)] 내부는, 도시하지 않는 압력 전달 매체로 채워진다. 수압실(6)의 압력은, 도압 파이프(21) 속에 형성된 도압로(23)(도 2 참조)를 지나 압력실(17)에 전달된다.

센서 다이어프램(13)에 있어서의, 오목부(15)와 대향하는 부분에는, 센서 다이어프램(13)의 변위를 전기 신호로 변환하는 브릿지 회로(도시하지 않음)가 마련된다. 브릿지 회로는, 본딩 와이어(24)를 통해 중계 기판(10)의 외부 출력핀(25)에 접속된다.

통로 형성 부재(14)의, 센서 다이어프램(13)을 사이에 두고 압력실 형성 부재(12)의 오목부(15)와 대향하는 부분에는, 원형 오목부(26)가 형성된다. 원형 오목부(26)의 중앙부에는 통로 형성 부재(14)를 관통하는 통기 구멍(27)이 개구된다. 이 때문에, 원형 오목부(26) 내부는 대기압이다.

압력실 형성 부재(12)의 관통 구멍(16)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 오목부(15)로 개구되는 카운터 보어부(31)와, 도압 파이프(21)가 접착되는 구멍부(32)에 의해 구성된다. 카운터 보어부(31)의 개구 형상은 원형이다. 카운터 보어부(31)의 내직경은 구멍부(32)의 내직경보다 크다. 이러한 카운터 보어부(31)는, 에칭이나 블라스트 처리 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 카운터 보어부(31)는, 도압 파이프(21)의 길이 방향과 평행하게 연장되도록 형성된다. 구멍부(32)의 내직경은, 구멍 벽면과 도압 파이프(21) 사이에 접착제층이 형성되는 직경이다.

도압 파이프(21)의 일단부(21a)는, 카운터 보어부(31) 속으로 돌출된다. 이 실시형태에 따른 카운터 보어부(31)의 내직경은, 도압 파이프(21)의 일단부(21a)의 주위에, 접착제(22)가 모세관 현상으로 도압 파이프(21)의 일단부(21a)를 타고 오르는 간극보다 넓은 공간(S)이 형성되는 것 같은 직경이다. 도압 파이프(21)를 압력실 형성 부재(12)에 접착하기 위해서는, 먼저, 관통 구멍(16)의 구멍부(32)에 도압 파이프(21)를 삽입하고, 그 후, 카운터 보어부(31)와는 반대측에 위치하는 구멍부(32)의 개구로부터 구멍부(32) 내로 접착제(22)를 주입하여 행한다. 이 접착제(22)는, 모세관 현상에 의해 구멍부(32)의 구멍 벽면과 도압 파이프(21) 사이의 미소한 간극을 카운터 보어부(31)의 바닥까지 타고 오른다.

카운터 보어부(31)는, 도압 파이프(21)의 일단부(21a)와의 사이에 모세관 현상이 생기는 일이 없는 공간(S)을 가지고 있기 때문에, 모세관 현상으로 카운터 보어부(31)까지 타고 오른 접착제(22)가 카운터 보어부(31) 내에서 도압 파이프(21)를 따라 타고 오르는 것 같은 일은 없다. 이 때문에, 접착제(22)가 도압 파이프(21)의 선단에 달하는 일은 없기 때문에, 도압 파이프(21)가 접착제(22)로 막히는 일은 없다. 따라서, 이 실시형태에 따르면, 도압로의 확보와 고강도 접착 구조를 양립시키는 것이 가능한 압력 센서를 제공할 수 있다.

이 실시형태에 있어서, 도압 파이프(21)의 일단부(21a)의 주위의 공간, 즉 모세관 현상이 생기는 일이 없는 넓이가 되도록 형성된 공간(S)은, 관통 구멍(16)의 개구부에 형성된 카운터 보어부(31)에 의해 구성된다. 이 때문에, 도압 파이프(21)를 관통 구멍(16) 속에 수용한 상태에서 모세관 현상에 의한 접착제(22)의 타고 오름을 막을 수 있다. 이것은, 센서 다이어프램(13)이 오목부(15)를 따르도록 변위되었을 때에 도압 파이프(21)와 닿는 일이 없는 것을 의미한다.

이 실시형태에 따른 카운터 보어부(31)는, 도압 파이프(21)의 길이 방향과 평행하게 연장되도록 형성된다. 이 때문에, 압력실 형성 부재(12)에 관통 구멍(16)을 형성하는 공정에서 카운터 보어부(31)를 형성할 수 있기 때문에, 카운터 보어부(31)를 용이하게 형성할 수 있다.

(제2 실시형태)

본 발명에 따른 압력 센서는 도 3에 나타내는 바와 같이 차압 발신기에 탑재할 수 있다. 도 3에 있어서 가장 위에 위치하는 압력 센서(41)는, 차압 센서로, 접착제(42)를 통해 차압 발신기(43)의 다이어프램 베이스(44)에 탑재되어 있다. 이 실시형태에 따른 압력 센서(41)의 통로 형성 부재(45)는, 센서 다이어프램(46)에 의해 폐색되는 제1 오목부(47) 및 제2 오목부(48)와, 이들 제1 오목부(47)와 제2 오목부(48)를 연통하는 연통 구멍(49)을 갖는다. 이들 제1 오목부(47) 및 제2 오목부(48)와, 연통 구멍(49) 내부는, 압력 전달 매체(50)로 채워진다. 압력 전달 매체(50)는, 연통 구멍(49)에 접속되는 봉입 구멍(51)으로부터 주입된다. 봉입 구멍(51)은, 통로 형성 부재(45)의 일단면(45a)으로 개구되고, 밀봉재(52)에 의해 폐색된다.

센서 다이어프램(46)은, 통로 형성 부재(45)와 지지 부재(53)에 끼워져 유지된다. 통로 형성 부재(45)와, 센서 다이어프램(46)과, 지지 부재(53)는, 각각 실리콘에 의해 형성된다. 지지 부재(53)는, 통로 형성 부재(45)의 제1 및 제2 오목부(47, 48)에 센서 다이어프램(46)을 사이에 두고 대향하는 위치에 제1 관통 구멍(54)과 제2 관통 구멍(55)을 갖는다. 이들 제1 관통 구멍(54)의 내부와 제2 관통 구멍(55)의 내부는, 지지 부재(53)에 센서 다이어프램(46)과 절연 부재(56)가 접합된 상태에서 제1 압력실(57)과 제2 압력실(58)이 된다.

센서 다이어프램(46)에 있어서의, 제1 오목부(47)와 대향하는 부분과, 제2 오목부(48)와 대향하는 부분에는, 각각 센서 다이어프램(46)의 변위를 전기 신호로 변환하는 브릿지 회로(도시하지 않음)가 마련된다. 이들 브릿지 회로는, 센서 다이어프램(46)의 측부에 마련되는 전극 패드(59)에 접속된다.

절연 부재(56)는, 유리에 의해 형성되고, 지지 부재(53)와 다이어프램 베이스(44)를 전기적으로 절연한다. 이 실시형태에 있어서는, 지지 부재(53)와 절연 부재(56)에 의해 본 발명에서 말하는 「압력실 형성 부재」가 구성된다. 또한, 이 실시형태에 있어서, 본 발명에서 말하는 「오목부」는, 제1 및 제2 관통 구멍(54, 55)과 절연 부재(56)의 일부에 의해 구성된다. 또한, 지지 부재(53)의 센서 다이어프램(46)이 접합되는 주면(53a)이 본 발명에서 말하는 「일단의 주면」에 상당한다.

절연 부재(56)에 있어서의 제1 압력실(57)의 벽이 되는 부분에는 제3 관통 구멍(61)이 형성된다. 또한, 절연 부재(56)에 있어서의 제2 압력실(58)의 벽이 되는 부분에는, 제4 관통 구멍(62)이 형성된다. 이 실시형태에 있어서는, 이들 제3 관통 구멍(61)과 제4 관통 구멍(62)이 본 발명에서 말하는 「오목부로 개구되는 구멍」에 상당한다. 제3 관통 구멍(61)에는 제1 도압 파이프(63)가 삽입되어 접착제(64)에 의해 접착된다. 제4 관통 구멍(62)에는, 제2 도압 파이프(65)가 삽입되어 접착제(64)에 의해 접착된다. 접착제(64)는, 에폭시 접착제나 땜납 등을 사용할 수 있다.

제3 관통 구멍(61)은, 제1 압력실(57)로 개구되는 제1 카운터 보어부(66)와, 제1 도압 파이프(63)가 접착되는 제1 구멍부(67)에 의해 구성된다. 제4 관통 구멍(62)은, 제2 압력실(58)로 개구되는 제2 카운터 보어부(68)와, 제2 도압 파이프(65)가 접착되는 제2 구멍부(69)에 의해 구성된다. 제1 카운터 보어부(66)와 제2 카운터 보어부(68)의 내직경은, 제1 및 제2 도압 파이프(63, 65)의 일단부(63a, 65a)의 주위에 모세관 현상으로 접착제(64)가 타고 오르는 일이 없는 넓이의 공간이 형성되는 내직경이다.

제1 도압 파이프(63)와 제2 도압 파이프(65)의 일단부(63a, 65a)는, 제1 및 제2 카운터 보어부(66, 68) 내부에 수용된다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이 제1 및 제2 압력실(57, 58)이 센서 다이어프램(46)의 변위 가능한 깊이보다 깊게 형성되는 경우는, 제1 및 제2 도압 파이프(63, 65)의 일단부(63a, 65a)를 제1 및 제2 압력실(57, 58)에 삽입할 수 있다. 이 경우는, 제3 및 제4 관통 구멍(61, 62)에 제1 카운터 보어부(66)와 제2 카운터 보어부(68)는 불필요하다.

제1 및 제2 도압 파이프(63, 65)는, 다이어프램 베이스(44)의 제5 및 제6 관통 구멍(71, 72)에 삽입되어 다이어프램 베이스(44)를 관통한다. 제1 및 제2 도압 파이프(63, 65)의 타단부는, 다이어프램 베이스(44)가 벽의 일부가 되는 제1 및 제2 수압실(73, 74)로 개구된다.

다이어프램 베이스(44)는, 예컨대 스테인레스강 등의 금속 재료에 의해 정해진 형상으로 형성된다. 다이어프램 베이스(44)의 절연 부재(56)측의 한쪽의(도 3에 있어서 상측의) 주면(44a)에는, 압력 센서(41)와 인접하도록 중계 기판(75)이 마련된다. 중계 기판(75)에는, 전극 패드(76)와, 도시하지 않는 복수의 외부 출력핀 등이 마련된다. 전극 패드(76)는, 도시하지 않는 배선에 의해 외부 출력핀에 접속된다. 또한, 전극 패드(76)는, 본딩 와이어(77)를 통해 센서 다이어프램(46)의 전극 패드(59)에 접속된다. 이에 의해, 센서 다이어프램(46)의 브릿지 회로는, 센서 다이어프램(46)측의 전극 패드(59)와, 본딩 와이어(77)와, 중계 기판(75)측의 전극 패드(76)와, 외부 출력핀 등을 통해 도시하지 않는 신호 처리 회로나 전원 회로 등의 그 외의 회로에 전기적으로 접속된다.

다이어프램 베이스(44)의 다른쪽의 주면(44b)에는, 절연 부재(56)와는 반대 방향을 향하여 개구되는 오목부를 포함하는 제1 수압실(73)과 제2 수압실(74)이 형성된다. 제1 수압실(73)의 개구부는 제1 배리어 다이어프램(81)에 의해 폐색된다. 제2 수압실(74)의 개구부는, 제2 배리어 다이어프램(82)에 의해 폐색된다. 제1 배리어 다이어프램(81)은, 도시하지 않지만, 피계측 유체가 흐르는 저압측 유체 통로의 벽의 일부가 되도록 구성되고, 다이어프램 베이스(44)에 접합된다. 제2 배리어 다이어프램(82)은, 피계측 유체가 흐르는 고압측 유체 통로의 벽의 일부가 되도록 구성되고, 다이어프램 베이스(44)에 접합된다.

제1 수압실(73)과, 제1 도압 파이프(63)의 내부와, 제3 관통 구멍(61)의 카운터 보어부(66)와, 제1 압력실(57)은, 제1 배리어 다이어프램(81)에 가해진 압력을 센서 다이어프램(46)에 전달하는 제1 도압로(83)를 구성하고, 압력 전달 매체로서의 오일(84)이 충전된다. 이 오일(84)은, 다이어프램 베이스(44)의 일측부에 마련되는 제1 오일 도입 구멍(85)으로부터 제1 수압실(73) 내로 주입된다. 제1 오일 도입 구멍(85)은, 오일 주입 후에 제1 마개 부재(86)에 의해 폐색된다.

또한, 제2 수압실(74)과, 제2 도압 파이프(65)의 내부와, 제4 관통 구멍(62)의 카운터 보어부(68)와, 제2 압력실(58)은, 제2 배리어 다이어프램(82)에 가해진 압력을 센서 다이어프램(46)에 전달하는 제2 도압로(87)를 구성하고, 제1 도압로(83) 내부와 동일하게 압력 전달 매체로서의 오일(84)이 충전된다. 제2 도압로(87) 내의 오일(84)은, 다이어프램 베이스(44)의 타측부에 마련되는 제2 오일 도입 구멍(88)으로부터 제2 수압실(74) 내로 주입된다. 제2 오일 도입 구멍(88)은, 오일 주입 후에 제2 마개 부재(89)에 의해 폐색된다.

이와 같이 구성된 차압 발신기(43)에 있어서는, 제1 배리어 다이어프램(81)에 가해진 피계측 유체의 압력이 오일(84)을 통해 제1 압력실(57)에 전달된다. 또한, 제2 배리어 다이어프램(82)에 가해진 피계측 유체의 압력이 오일(84)을 통해 제2 압력실(58)에 전달된다. 이와 같이 제1 압력실(57)과 제2 압력실(58)에 압력이 전달됨으로써 센서 다이어프램(46)이 변위되고, 압력 센서(41)에 의해 차압이 검출된다.

도 3에 나타내는 제1 도압 파이프(63)의 일단부(63a)의 주위와, 제2 도압 파이프(65)의 일단부(65a)의 주위에는, 각각 접착제(64)가 모세관 현상으로 타고 오르는 일이 없는 넓이의 공간(S)이 형성된다. 이 때문에, 접착제(64)가 제1 및 제2 도압 파이프(63, 65)의 일단부(63a, 65a)를 따라 타고 오르는 일이 없기 때문에, 제1 및 제2 도압 파이프(63, 65)가 접착제(64)로 막히는 일은 없다. 따라서, 이 실시형태에 따르면, 도압로의 확보와 고강도 접착 구조를 양립시키는 것이 가능한 압력 센서(차압 센서)를 제공할 수 있다.

(압력실 형성 부재와 도압 파이프의 변형예)

도압 파이프의 주위에 모세관 현상이 생기는 일이 없는 넓이의 공간을 형성하기 위해서는, 도 4∼도 9에 나타내는 바와 같이 구성할 수 있다. 도 4∼도 9에 있어서, 도 1 및 도 2에 따라 설명한 것과 동등한 부재에 대해서는, 동일 부호를 붙이고, 상세는 설명을 생략한다.

도 4에 나타내는 압력실 형성 부재(12)는, 유리에 의해 형성되고, 실리콘제의 센서 다이어프램(13)과 접합된다. 압력실 형성 부재(12)를 형성하는 재료는, 실리콘에 한정되는 일은 없고, 도 4에 나타내는 바와 같이 유리이거나, 스테인레스강이나 코바아(Kovar) 등의 센서 칩의 받침대로서 사용할 수 있는 재료이면, 어떠한 것이라도 이용할 수 있다.

도 5에 나타내는 압력실 형성 부재(12)는, 오목부(15)와 카운터 보어부(31)가 형성되는 제1 부재(101)와, 관통 구멍(16)의 카운터 보어부(31)보다 구멍 직경이 작은 구멍부(32)가 형성되는 제2 부재(102)를 구비한다. 제2 부재(102)는, 제1 부재(101)에 접합된다. 이 구성을 채용함으로써, 하나의 부재에 단차를 갖는 관통 구멍을 형성할 필요가 없어지기 때문에, 관통 구멍(16)을 간단하게 형성할 수 있다.

도 5에 나타내는 구성을 채용하는 경우는, 제1 부재(101)와 제2 부재(102)를 서로 상이한 재료에 의해 형성할 수 있다. 예컨대, 제1 부재(101)를 실리콘에 의해 형성하고, 제2 부재(102)를 유리에 의해 형성할 수 있다.

도 6와 도 7에 나타내는 관통 구멍(16)의 오목부(15)로 개구되는 일단부는, 오목부(15)를 향함에 따라 내직경이 점차로 커지는 테이퍼형으로 형성된다. 도 6에 나타내는 관통 구멍(16)은, 오목부(15)와는 반대측의 개구로부터 오목부(15)측의 개구까지 내직경이 점차로 커지는 테이퍼면(103)을 갖는다.

도 7에 나타내는 관통 구멍(16)은, 오목부(15)로 개구하는 일단을 향함에 따라 내직경이 점차로 커지는 제1 테이퍼부(104)와, 오목부(15)와는 반대측의 타단을 향함에 따라 내직경이 점차로 커지는 제2 테이퍼부(105)에 의해 형성된다. 도 7에 나타내는 구성을 채용함으로써, 관통 구멍(16) 내로 접착제(22)를 주입하는 작업을 제2 테이퍼부(105)로부터 간단하게 행할 수 있다.

도 8과 도 9에 나타내는 관통 구멍(16)은, 일단부터 타단까지 내직경이 일정해지도록 형성된다. 도 8와 도 9에 나타내는 도압 파이프(21)의 일단부(21a)는, 타단측의 부분보다 상대적으로 가늘게 형성된다. 상세하게 서술하면, 도 8에 나타내는 도압 파이프(21)의 일단부(21a)는, 다른 부분보다 상대적으로 가는 원통(106)에 의해 형성된다. 도 9에 나타내는 도압 파이프(21)의 일단부(21a)에는, 선단을 향함에 따라 외직경이 점차로 작아지는 테이퍼면(107)이 형성된다. 도 8과 도 9에 나타내는 구성을 채용함으로써, 접착제(22)가 모세관 현상으로 타고 오르는 일이 없는 넓이의 공간(S)을 형성하는 데 있어서, 실리콘에 비해서 가공이 용이한 도압 파이프(21)를 가공하여 행할 수 있기 때문에, 본 발명을 용이하게 실현할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 범위는 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 사람이면, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 여러 가지 변형예에 상도 할 수 있는 것은 분명하고, 이들 변형예에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속한다.

1, 41: 압력 센서, 12: 압력실 형성 부재, 12a, 53a: 일단의 주면, 15: 오목부, 16: 관통 구멍(구멍), 13, 46: 센서 다이어프램, 21: 도압 파이프, 22, 64: 접착제, 63: 제1 도압 파이프(도압 파이프), 65: 제2 도압 파이프(도압 파이프), 31: 카운터 보어부, 32: 구멍부, 53: 지지 부재(압력실 형성 부재), 54: 제1 관통 구멍(오목부), 55: 제2 관통 구멍(오목부), 56: 절연 부재(압력실 형성 부재), 66: 제1 카운터 보어부(카운터 보어부), 67: 제1 구멍부(구멍부), 68: 제2 카운터 보어부(카운터 보어부), 69: 제2 구멍부(구멍부), 84: 오일(압력 전달 매체), 101: 제1 부재, 102: 제2 부재, 103, 107: 테이퍼면, 104: 제1 테이퍼부, 105: 제2 테이퍼부, 106: 원통, 107: 테이퍼면, S: 공간.

Claims

판형으로 형성되고, 압력을 받음으로써 변위되는 센서 다이어프램과,
상기 센서 다이어프램에 접합되는 압력실 형성 부재에 마련되고, 상기 센서 다이어프램에 의해 개구부가 폐색되는 오목부 및 상기 오목부로 개구되는 구멍과,
일단부가 상기 오목부로 노출되도록 상기 구멍에 삽입되어 접착제에 의해 접착되고, 상기 센서 다이어프램에 압력을 전달하는 도압로로서 기능하는 도압 파이프와,
상기 오목부 내와 상기 도압 파이프 내에 충전되어, 압력을 전달하는 압력 전달 매체를 구비하고,
상기 도압 파이프의 상기 일단부의 주위에 공간이 마련되고, 상기 도압 파이프의 상기 일단부에는 상기 접착제가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제1항에 있어서,
상기 공간은 상기 구멍의 개구부에 형성되는 카운터 보어부(Counter bore)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제2항에 있어서,
상기 카운터 보어부는 상기 도압 파이프의 길이 방향과 평행하게 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제3항에 있어서,
상기 압력실 형성 부재는,
상기 오목부와 상기 카운터 보어부가 형성되는 제1 부재와,
상기 구멍의 상기 카운터 보어부보다 구멍 직경이 작은 구멍부가 형성되어 상기 제1 부재에 접합되는 제2 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제4항에 있어서,
상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 상이한 재료에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제1항에 있어서,
상기 구멍의 개구부는 상기 오목부를 향함에 따라 내직경이 점차로 커지는 테이퍼형으로 형성되고,
상기 공간은 상기 구멍의 개구부와 상기 도압 파이프 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제1항에 있어서,
상기 도압 파이프의 상기 일단부는 타단측의 부분보다 상대적으로 가늘게 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.