KR20050018590A

KR20050018590A - 압력 센서

Info

Publication number: KR20050018590A
Application number: KR1020040055175A
Authority: KR
Inventors: 사사키케이지; 오쿠라이사오
Original assignee: 가부시기가이샤 후지고오키
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2005-02-23
Also published as: JP2005106796A; US7143651B2; EP1505380A2; EP1505380A3; US20050061080A1

Abstract

(과제)

압력 센서 본체와 연결기를 접속하는 부분의 기밀성의 향상을 한층 더 꾀한다.

(해결 수단)

압력 도입공(12)을 가지는 하우징(10)과 피에조 저항 효과를 가지는 반도체소자로 되는 압력 검출 소자(22)와 압력 검출 소자(22)를 고착하는 홀더(30)와 연결기 케이스(70)를 가지며, 압력 검출 소자(22)로 홀더(30)를 기밀에 접합하여 내부 공간(72)을 형성한 압력 센서 본체로부터 이루어진다. 홀더(30)상에 전극 패드를 가지는 회로 기판(40)을 마련해 연결기 케이스(70)에 설치한 연결기(80)로 전극 패드를 탄력성·상기 도전성을 가지는 용수철상체(50)에 의해 접속한다. 홀더(30)는 가이드 에지(90)및 O링 95를 개입시켜 하우징(10)에 지지시킨다.

Description

압력 센서 {Pressure Sensor}

본 발명은 압력 센서에 관한 것이다. 특히, 압력 검출 소자를 수용한 하우징과 연결기 케이스를 구비한 압력 센서에 있어서 기밀성을 향상시킨 압력 센서의 구조에 관한 것이다.

종래의 압력 센서로서 여러 가지가 제안되고 있으며, 예를 들면 특개 2002-333377호 공보(이하, 특허 문헌 1)에 기재된 것과 같은 압력 센서가 있다. 이 압력 센서를 도 9에 나타내는 단면도를 이용하여 설명하면, 그 압력 센서(101)는 하우징(110)과 센서 엘리먼트(120)와 홀더(130)와 회로 기판(140)과 용수철상체(150)와 연결기 케이스(170)와 연결기(180)로 구성되어 있으며, 압력 센서(101)는 상기 하우징(110)과 연결기 케이스(170)로 이루어지는 용기내에서, 센서 엘리먼트(120) 및 홀더(130)로 이루어지는 압력 센서 본체가 수납된다.

상기 하우징(110)은 하부에 유체를 도입하는 유체 도입공(112)을 가지고 있으며, 그 유체 도입공(112)의 상부에 원형의 하우징 저부(113)가 형성되어 환상의 홈(114)과, 그 홈(114)의 외주로부터 일어서는 주벽(116)과, 주벽(116)의 상단부에 육박에 설치한 제한 표지부(117)와, 본체의 내측에 하우징 저부(113)와 주벽(116)에 의해 형성된 하우징 내부 공간(118)을 가지고 구성되어, 하우징(110)의 유체 도입공(112)과 하우징 내부 공간(118)과는 연통한다.

또, 상기 센서 엘리먼트(120)는 압력을 검출하는 기능을 가지고 있고, 헤더(121)와 반도체 기판의 표면에 복수의 피에조 저항 효과를 가지는 저항을 브릿지를 형성하도록 설치한 반도체소자로부터 이루어지는 압력 검출 소자(122)와 헤더(121)의 표면에 기밀하게 고정된 받침대(123)로 구성되고, 헤더(121)와 받침대(123)의 중앙부에는 압력 검출 소자(122)의 저부에 이르는 센서 엘리먼트 통로(124)가 설치된다.

압력 검출 소자(122)는, 반도체 기판의 평면 형상이 구형으로 형성되는 것과 동시에, 중앙부가 육박상(肉薄狀)으로 구성되어 압력에 의해 변형하는 다이어프램부가 형성되고 있어, 상기 다이어프램부의 표면에는 복수의 피에조 저항 소자를 브릿지상으로 형성함으로써, 왜(歪)게이지인 압력 검지부가 형성되는 것과 동시에 주변부의 육후부상(肉厚部上)에 집적회로 제조 기술을 이용하여 제조한 증폭 회로나 연산 처리 회로등의 전기 회로를 설치한다. 홀더(130)는 중심부에 홀더 통로(132)가 설치되어, 홀더(130)의 표면(134)에는 회로 기판(140)이 접착제등을 이용하여 고정된다. 또, 회로 기판(140)에는 원반 형상으로 구성되어 중앙에 센서 엘리먼트(120)의 압력 검출 소자(122)가 위치하는 회로 기판 통로(141)가 설치된다.

또, 용수철상체(150)는 그 일단(151)이 연결기(180)의 하단(181)에 고정되어 타단측이 하부로 접어서 구부러지고 만곡부(153)가 형성된다. 연결기 케이스(170)는 연결기(180)를 씨워서 고정하는 수지제 케이스이며, 상부에 소켓부(171)가 형성된다. 그리고, O링(195)은 O링 접수용 홈이 되는 홈(114)에 삽입되어 외부로부터의 물이나 습기 등이 연결기 케이스(170)의 내부 공간(172)으로 침입하는 것을 막는다. O링(196)은, 하우징의 나사부(119)의 상부에 낄 수 있어 배관과의 사이의 기밀을 보관 유지한다.

상기 공지 기술에 의하면, 압력 센서 본체와 연결기를 접속하는 부분의 구성이 간단하여 조립공수가 적게 되어 제조 비용이 인하되지만, 압력 센서의 내구성과 감도의 유지를 위해 기밀성의 향상이 한층 더 요구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 압력 센서 본체와 연결기를 접속하는 부분의 기밀성의 향상을 한층 더 꾀하는 데에 있다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 아래와 같은 수단을 강구한다.

제 1항에 기재된 압력 센서는 압력 도입공(12)을 가지는 하우징(10)과, 피에조 저항 효과를 가지는 반도체소자에 의한 압력 검출 소자(22)와, 상기 압력 검출 소자(22)를 고착하는 홀더(30)와, 연결기 케이스(70)를 가지며, 상기 압력 검출 소자(22)와 상기 홀더(30)를 기밀히 접합하여 내부 공간을 형성한 압력 센서 본체로 이루어지는 압력 센서이며, 그 압력 센서 본체의 상기 홀더(30) 상에 전극 패드를 가지는 회로 기판(40)을 설치하고, 상기 연결기 케이스(70)에 설치한 연결기(80)와 상기 전극 패드를 탄력성을 가지는 전기 도전성을 가지는 용수철상체(50)에 의해 접속한 압력 센서에 있어서, 상기 홀더(30)는 가이드 에지(90) 및 O링(95)을 개입시켜 상기 하우징(10)에 지지시키는 것을 특징으로 한다.

제 2항에 기재된 압력 센서는 제 1항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 홀더(30)는 그 측면에 있어 O링(97)을 개입시켜 상기 연결기 케이스(70) 내에 배치시키는 것을 특징으로 한다.

제 3항에 기재된 압력 센서는 제 1항 또는 제 2항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 가이드 에지(90)는 단면 형상이 입상부(90a) 및 수평부(90b)로부터 이루어지는 L형으로 형성되고, 상기 입상부(90a)는 압력 센서 본체와 연결기 케이스와의 사이에 개재되고 상기 수평부(90b)는 홀더에 당접하여 지지시키는 것을 특징으로 한다.

제 4항에 기재된 압력 센서는 제 1항 또는제 2항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 가이드 에지(90)는 단면 형상이 방형상으로 형성되어, 그 상면에 있어서 상기 홀더(30)에 당접하여 지지시키는 것을 특징으로 한다.

제 5항에 기재된 압력 센서는 제 4항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 홀더(30)의 가이드 에지(90)으로의 당접부에는 외주 측에 연장설치하여 하지지부(35a)를 형성시킨 것을 특징으로 한다.

제 6항에 기재된 압력 센서는 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 연결기 케이스(70)로부터 상기 연결기(80)를 돌출시키는 데 있어 그 돌출부에 방수 충전재(91)를 배치시킨 것을 특징으로 한다.

제 7항에 기재된 압력 센서는 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 연결기 케이스(70)의 내면의 틈새를 통하여 상기 내부 공간(72)에 이르는 것보다, 상기 연결기 케이스(70)의 외측에 유체가 침출하는 구성인 것을 특징으로 한다.

제 8항에 기재된 압력 센서는 제 7항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 가이드 에지(90")는 그 저면의 일부에 소정 깊이의 해제홈(90"c)이 내외에 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 9항에 기재된 압력 센서는 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 연결기 케이스는 그 내부에 형성된 외기 도입공을 가짐과 동시에, 상기 외기 도입공은 그 단부에 두께 방향이 연속 다공질 구조의 공공을 가지는 시트 부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.

제 10항에 기재된 압력 센서는 제 9항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 시트 부재는 원형으로 시트상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 11항에 기재된 압력 센서는 제 9항 또는 제 10항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 시트 부재는 상기 외기 도입공의 입구 측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

제 12항에 기재된 압력 센서는 제 9항 또는 제 10항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 시트 부재는 상기 외기 도입공의 출구 측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

제 13항에 기재된 압력 센서는 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서에 있어서, 상기 시트 부재는 포리테트라후로로에치렌 수지를 소재로 하는 것을 특징으로 한다.

<발명의 실시예>

(제1 실시예)　

이하, 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 대하여 도면에 근거하여 설명하지만, 그 설명이 있어서 상·하·좌·우라고 하는 표현을 이용하는 일이 있으나, 실제 실시예에 대해서는, 반드시 이 위치관계에 있다고는 할 수 없음을 부언한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 종단면도이며, 이 도면에 근거하여 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 관한 압력 센서(1)는, 하우징(10)과 센서 엘리먼트(20)와 홀더(30)와 회로 기판(40)과 용수철상체(50)와 연결기 케이스(70)와 연결기(80)에 의해 구성되고, 이 압력 센서(1)는 하우징(10)과 연결기 케이스(70)로부터 이루어지는 용기내에서, 센서 엘리먼트(20)와 홀더(30)로 이루어지는 압력 센서 본체가 수납된다.

하우징(10)은, 예를 들면, 알루미늄을 이용하여 약 원통 형상으로 구성되어 있다. 그 하우징(10)은 하부에 유체를 도입하는 유체 도입공(12)을 가지고 있고, 그 유체 도입공의 상부에 원형의 하우징 저부(13)가 형성되고, 그 하우징 저부(13)의 주변부에 의해 형성되는 환상 철부로부터의 홈(14)과 그 홈(14)의 외주로부터 일어서는 주벽(16)과 그 주벽(16)의 상단부에 육박에 형성된 제한 표지부(17)와 하우징(10)의 안쪽에 하우징 저부(13)와 주벽(16)에 의해 형성된 하우징 내부 공간(18)을 구비하여 구성된다.

또한, 상기 환상의 홈(14)은 후술하는 O링(95) 및 가이드 에지(90)의 수용부(삽입부)로서 기능한다. 덧붙여, 하우징(10)의 유체 도입공구(12)와 하우징 내부 공간(18)과는 연통한다. 또, 하우징(10)의 유체 도입공(12)의 외주에는 나사부(19)가 형성되어, 그 나사부(19)에 측정 압력측의 배관(도시하지 않음)을 비비 꼬고 하우징(10)을 기밀히 배관에 고정한다.

센서 엘리먼트(20)는 압력을 검출하는 기능을 가지고 있고, 금속제의 헤더(21)와 반도체 기판의 표면에 복수의 피에조 저항 효과를 가지는 저항을 브릿지를 형성하도록 설치한 반도체소자로부터의 압력 검출 소자(22)와 헤더(21)의 표면에 기밀히 고정된 실리콘제의 받침대(23)로 구성되고, 헤더(21)와 받침대(23)의 중앙부에는 압력 검출 소자(22)의 저부에 이르는 센서 엘리먼트 통로(24)가 설치된다. 상기 헤더(21)의 칼라부(21a)에, 상기 받침대(23)가 기밀히 재치·고정되어 저항이 배치된 면이 표면이 되도록 압력 검출 소자(22)가 받침대(23)의 표면에 재치·고정된다. 상기 헤더(21)의 하부 주위에는, 칼라부(21b)가 설치된다.

상기 압력 검출 소자(22)는 평면시구형(平面視矩形)으로 형성되는 반도체 기판상에서, 그 중앙부가 육박상(肉薄狀)으로 구성되어 압력에 의해 변형하는 다이어프램부가 형성되고 있어, 상기 다이어프램부의 표면에는 복수의 피에조 저항 소자를 브릿지상에 형성함으로써 왜게이지인 압력 검지부가 형성되는 것과 동시에, 주변부의 육후부상에 집적회로 제조 기술을 이용하여 제조한 증폭 회로나 연산 처리 회로등의 상기 회로를 설치한다. 또, 압력 검출 소자(22)의 표면에 설치한 랜드부(부호 없음)와 회로 기판(40)의 표면에 설치한 랜드부가 본딩와이어(25)에 의해 접속된다. 예를 들면, 받침대(23)는 그 평면 형상이 구형이며, 중심에 센서 엘리먼트 통로(24)를 설치한 형상으로 형성된다. 그리고, 실리콘제 받침대(23)의 헤더(21)와의 접합면에는 금 스패터링등에 의해 금 도금층(부호 없음)이 설치된다.

상기 헤더(21)는, 예를 들면, 42 알로이 등의 철-니켈계 합금을 이용하여 구성되고 그 평면 형상이 원형이며, 중심에 센서 엘리먼트 통로(24)를 설치한 형상으로 형성된다. 헤더(21)의 받침대(23)와의 접합면에는 금 도금층이 설치된다. 받침대(23) 및 헤더(21)의 센서 엘리먼트 통로(24)는 각각 같은 축상에 배치되어 하우징(10)의 유체 도입공(12)에 연통하여, 내부 공간(72)에 압력 유체를 이끌도록 구성된다. 또, 압력 검출 소자(22)의 하면은 받침대(23)의 표면에 기밀히 용착고정되어 받침대(23)의 하면과 헤더(21)의 표면은 금-실리콘의 로재를 개재시켜 가열 압착(스크러브)함으로써, 금-실리콘 합금이 형성되어 기밀에 용착고정된다.

홀더(30)는, 연결기 케이스(70)와 함께 내부 공간(72)을 형성한다. 홀더(30)는, 예를 들면 스테인레스 스틸을 이용하여 형성되어, 중심부에 홀더 통로(32)가 설치되어 주변의 일부에 연결기 케이스의 위치를 결정하는 위치 결정용 노치 부분(33)이 설치된다. 또, 홀더(30)의 홀더 통로(32) 하부에는 경대개구부(32a)가 형성되어 그 경대개구부(32a)의 표면에는 하부에 돌출한 돌조부(36)가 링상태로 형성된다. 또, 홀더(30)의 외주측의 하면(31)에는 노치부(30a)가 형성됨과 동시에, 그 노치부(30a)에는 O링(97)이 감합·배치된다. 또한, 상기 노치부(30a)와 위치 결정용 노치부(33)와의 사이에는 소정 각도에 뻗은 피압압부(35)가 형성된다.

상기 홀더(30)의 표면(34)에는 회로 기판(40)이 접착제 등을 이용하여 고정된다. 그 회로 기판(40)은, 예를 들어 알루미나 기판으로부터 구성되는 절연성의 프린트 배선 기판으로부터 되어, 약 원반 형상으로 구성되고 중앙에 센서 엘리먼트(20)의 압력 검출 소자(22)가 위치하는 회로 기판 통로(41)가 설치됨과 동시에, 그 표면에는 신호를 외부에 꺼내는 금 패드로부터 이루어지는 전극 패드(부호 없음), 압력 검출 소자(22)로부터의 본딩와이어(25)가 접속되는 금 패드로부터 이루어지는 랜드부(부호 없음), 압력 검출 소자(22)로부터의 전기신호를 증폭·연산 처리하여 출력하는 회로를 구성하는 프린트 배선 및 회로 소자가 설치된다.

회로 기판(40)에 설치된 입출력 단자로서 일하는 전극 패드는, 용수철상체(50)가 접하여 연결기(80)와 접속되어 신호선이나 전원 공급선이나 접지선에 대응하여 설치된다. 상기 용수철상체(50)는, 예를 들면 인청동 등의 전기 전도성 탄성체로부터 구성되어 일단(51)이 연결기(80)의 하부(81)에 스포트 용접 등에 의해 고정되어 타단측이 하부에 접어 구부러져, 밴딩부(52)가 형성됨과 동시에, 그 첨단부에는 만곡부(53)가 형성된다. 만곡부(53)의 전극 패드와 접하는 면에는 부분적으로 금 도금이 칠해진다. 나사상체(50)는, 단부(51)로부터 밴딩부(52)까지가 연결기 케이스(70)의 하면(74)에 지지 받고 있어, 연결기 케이스(70)를 하우징(10)에 코킹 붙였을 때에 만곡부(53)를 전극 패드상에 누르듯이 일한다.

연결기 케이스(70)는 연결기(80)를 삽입하여 고정하는 수지제 케이스이며, 상부에 설치한 소켓부(71)과, 그 소켓부(71)의 하부에 설치한 참조용 공간으로서 일하는 연결기 케이스의 내부 공간(72)과, 하부에 처진 상부 주벽(73)과, 해상부 주벽(73)의 하면(74)과, 상부 주벽(73)의 하부에 처진 하부 주벽(75)과, 하부 주벽(75)의 외측 상방에 설치한 코킹 수용부(76)와, 하부 주벽(75)의 내면에 설치한 위치 결정부(77)와, 하부 주벽(75)의 하부의 박육 부분로부터의 가이드 에지 당접부(78)와, 연결기(80)를 삽통 보관 유지하기 위한 연결기 삽입공(79)을 가지고, 그 연결기 삽입공(79)에는 연결기(80)가 하부로부터 삽입되어 고정된다.

또한, 상기 연결기 케이스(70)는 그 형상을 변경함으로써, 여러 가지 다른 형상의 연결기에 대응할 수가 있다. 또 연결기(80)는 전원선과 접지선이 상기 회로로의 전력 공급에 사용되고, 접지선과 신호선은 센서 엘리먼트(20)의 출력 신호를 외부로 꺼내기 위해서 사용된다.

또, 하부 주벽(75)의 하부에는 가이드 에지 당접부(78)가 형성되어, 그 외주는 외주 소경부(70a)로서 형성되고, 그 외주 소경부(70a)에는 후술의 가이드 에지(90)의 입상부(90a)가 끼워 만들어진다. 그리고, 가이드 에지 당접부(78)의 하부는 상기 가이드 에지(90)의 수평부(90b)의 표면에 당접된다. 또, 연결기 삽입공(79)의 상부 외주를 구성하는 연결기 케이스(70)에는, 소정 깊이의 충전용 철부(79a)가 형성되어 연결기(80)의 배치 후에 있어서, 접착제로부터의 방수용 방수 충전재(예를 들면, 실리콘)(91)가 충전되어 빗물 등의 침입을 막는 효과가 있다.

상기 환상홈(14) 내에는, 상기 주벽(16)의 내벽에 내접 하도록 링상태로 단면 L형의 가이드 에지(90)가 끼워 만들어져서 그 가이드 에지(90)의 입상부(90a)가 상기 외주 소경부(70a)의 외면에 배치되고, 또 상기 가이드 에지(90)의 수평부(90b)의 표면에서 절결부(30a) 내에는, O링(97)이 배치되고, 또 수평부(90b)의 내주부에서 환상홈(14) 내에는 O링(95)이 배치된다. 그 O링(95)은 외부로부터의 물이나 습기 등이 연결기 케이스(70)의 내부 공간(72)에 침수하는 것을 막는다. 또, O링(96)은 하우징(10)의 나사부(19)의 상부에 낄 수 있어 배관과의 사이의 기밀을 보관 유지한다.

이러한 구성부품을 이용하여 압력 센서(1)를 조립하는 순서를 설명한다.

(스텝 1)

먼저, 압력 검출 소자(22)와 받침대(23)와의 적층체를 헤더(21) 상에 고착하여 조립한 센서 엘리먼트(20)를 홀더(30)의 홀더 통로(32)로 아래로부터 삽입하여, 헤더(21)의 칼라부(21a)의 표면을 홀더 하면(31)의 돌조부(36)에 당접한 후, 환상의 프로젝션 전극을 눌러 홀더 하면(31)의 돌조부(36)에 헤더(21)을 기밀에 용접하여 고착한다. 또, 홀더(30)의 외주 부하부의 노치 부분(30a)에 O링(97)을 감합·장착한다.

(스텝 2)

그 다음에, 홀더(30)의 표면(34)에 회로 기판(40)을 접착제를 이용하여 고정한 후, 압력 검출 소자(22)의 랜드부와 회로 기판(40)의 랜드부를 금선으로부터의 본딩와이어(25)를 이용하여 접속한다. 하우징(10)의 하우징 내부 공간(18)의 환상홈(14) 내에 가이드 에지(90) 및 O링(95)을 재치하고, 센서 엘리먼트(20)와 홀더(30)와 회로 기판(40)으로부터 이루어지는 압력 센서 조립체를 재치한다.

(스텝 3)

다음에, 연결기 케이스(70)의 연결기 삽입공(79)에 하단부(81)에 용수철상체(50)를 고정한 연결기(80)를 삽입하고, 그 후, 연결기 케이스(70)의 상부에 설치된 충전용 철부(79a)에 실리콘 등의 방수 충전재(91)를 충전하여 밀봉한 후, 연결기 케이스(70)를 조립한다.

(스텝 4)

그 다음에, 연결기 케이스(70)에 고정된 터미널에, 연결기(80)에 고정된 용수철상체(50)의 만곡부(53)를, 회로 기판(40)의 전극 패드 위에 위치하도록 위치 결정 한 후, 상기 연결기 케이스(70)를 하우징(10)의 내부 공간(18)에 삽입한다. 이 때, 가이드 에지 당접부(78)는, 안쪽의 피압압부(35)의 단테두리 및 O링(97)과 외측의 입상부(90a)와의 사이에 삽감 되어 가이드 에지 당접부(78)가 수평부(90b)에 당접할 때까지 삽입되어, 삽입이 종료한 단계에서 연결기 케이스(70)의 코킹 수용부(76) 상에 하우징(10)의 입상부(주벽)(16)의 상단의 코킹부(17)를 코킹하고, 하우징(10)에 연결기 케이스(70)를 고정한다.

이상의 공정에 의해, 연결기(80)와 전극 패드가 전기적으로 접속된 압력 센서(1)를 조립한다.

이 발명에 의하면, 압력 센서 조립체를 하우징(10) 내에 위치시킨 후, 연결기 케이스(70)를 상부로부터 씌워 하우징의 코킹부(17)를 코킹함으로써, 유체 도입 공간이 기밀히 구성된 게이지압의 압력 센서를 용이하게 제조할 수가 있다. 특히, 홀더(30)는 하부로부터는 수평부(90b) 및 O링(95)에 의해 안정적으로 지지·시일되어 윗쪽으로부터는 피압압부(35)가 하부 주벽(75)의 단부에 의해 밀기압되어 지지를 받고, 더욱이 양사이드로부터는 위치 결정부(77) 및 가이드 에지 당접부(78)의 내주면으로부터 지지를 받기 때문에, 홀더(30)의 플로어링을 억제할 수가 있을 뿐만 아니라, O링(95), 가이드 에지(90), O링(97) 등에 의해 상승적으로 시일됨으로써, 안정적인 한편, 고기밀 상태가 보관 유지되어 내부 공간(72) 내의 고기밀이 영속적으로 유지할 수 있다.

(제2 실시예)

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 제2 실시예의 종단면도이다. 이하, 본 발명의 제2 실시예의 설명에 대하여 제1 실시예와 동일한 구성 부분에는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략 한다.

제2 실시예에 있어서는, 가이드 에지(90')는 단면 방형상으로 형성된다(따라서, 제1 실시예처럼 입상부(90a)는 없다). 그리고, 상기 가이드 에지(90')의 외주부는 연결기 케이스(70)의 하부 주벽(75)의 내벽에 당접·지지를 받는다. 또, 가이드 에지(90')의 표면은 홀더(30)의 하면(31)에 당접하여 지지를 받는다.

제2 실시예는 상기 구성에 의해, 제1 실시예의 효과에 가세하여, 가이드 에지(90')의 구성이 간단하게 되는 효과가 있다.

(제3 실시예)

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 설명한다.

도 3은 제3 실시예의 종단면도이다. 이하, 본 발명의 제3 실시예의 설명에 대하여 제1 실시예 또는 제2 실시예와 동일한 구성 부분에는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

제3 실시예에 대해서는, 가이드 에지(90')는 제2 실시예의 형상과 같이 단면 방형상으로 형성되고, 상기 가이드 에지(90')의 외주부는 제2 실시예와 동일하게 연결기 케이스(70)의 하부 주벽(75)의 내벽에 당접·지지를 받는다. 또, 가이드 에지(90')의 표면은, 홀더(30')의 하면(31)에 넓게 당접하여 홀더(30)를 지지한다.

따라서, 제3 실시예에서는, 상기 구성에 의해 제2 실시예의 효과에 가세하여 홀더(30)의 지지가 한층 안정화한다.

(제4 실시예)

다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 대하여 설명한다.

도 4는 제4 실시예의 종단면도, 도 5는 동 제4 실시예의 주요부 저면도(A) 및 부분 측면도(B)이다. 이하, 본 발명의 제4 실시예의 설명에 대하여 도 4에 대하여 도 1에 나타내는 제1 실시예 또는 도 2에 나타내는 제2 실시예와 같은 구성 부분에는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

제4 실시예에 대해서는 가이드 에지(90")의 링상태의 저면의 일부에, 도 5(A) 및 도 5(B)에 나타내듯이, 소정 깊이의 해제홈(90"c)이 방선방향으로 내외에 관통하도록 형성되는 것이 특징이다. 이 구성에 의해, 만일 유체 도입공(압력 도입공)(12)측의 고압의 유체가 가이드 에지(90")의 주부를 통과하여 연결기 케이스(70)의 하부 주벽(75)에 이르는 것과 같은 일이 있다고 해도, 유체는 하부 주벽(75)의 내면의 틈새를 통하여 내부 공간(72)에 이르는 것보다, 상기 유동 저항이 적은 해제홈(90"c)을 개입시켜 연결기 케이스(70)의 외측에 침출하기 때문에, 내부 공간(72)에 유체가 도달할 가능성이 없어진다.

제4 실시예에서는, 해제홈(90"c)으로서 한 개의 홈을 형성했지만, 중요한 것은, 유체가 하부 주벽(75)의 내면의 틈새를 통하여 내부 공간(72)에 이르는 것보다, 연결기 케이스(70)의 외측에 침출하는 수단이 있으면 좋고, 따라서 홈에 대신하여 다른 구성을 적용하여도 좋다.

또, 제4 실시예는 제1 실시예의 가이드 에지(90)에 적용했을 경우에 대해 설명했지만, 제2 실시예 또는 제3 실시예의 경우의 가이드 에지(90')에 적용하여도 좋다.

(제5 실시예)

더욱이, 본 발명에 관한 압력 센서에 대해서는, 상기 각 실시예에 대하여 그 내부 공간(72)에 대기를 도입하는 구성으로 할 수가 있다. 도 6은 그 대기를 도입하는 구성의 실시예와 관련되는 압력 센서(1의) 종단면도이며, 도 1에 나타내는 제1 실시예에 대기를 도입하는 대기 도입공(200)을 가지는 구성을 나타낸다. 도 6에 있어서, 도 1과는 대기 도입공(200)을 연결기 케이스(70)에 형성한 구성이 다르다. 또, 제5 실시예의 구성에 대하여, 도 1에 나타내는 구성과 동일 또는 균등 부분에는 도 6에 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

도 6에 있어서, 대기 도입공(200)은 연결기 케이스(70)에 외부에서 내부 공간(72)에 향하여 형성되고, 그 일단(도 6에 있어서 상단)은 입구측(201)이 되어, 외부에 연통하여 타단의 출구측(202)은 내부 공간(72)에 연통한다. 그리고, 입구측(201)의 단부에는 두께 방향으로 연속 다공질 구조를 가지는 원형으로 형성된 시트상의 시트 부재(203)가 대기측, 즉 외측에 장착된다.

이 시트 부재(203)는, 예를 들면 재팬 고아텍스 주식회사의 등록상표명 GORE－TEXR의 재료를 이용하여 형성되고 있어, 그 재질은 포리테트라후로로에치렌(PTFE)을 이용하고 있다.

도 7은 그 장착 상태를 나타내는 부분 확대도이며, 연결기 케이스(70)의 표면에 오목부(204)를 형성하여, 오목부(204)에 시트 부재(203)를 장착한다. 걸리는 장착에 의해 시트 부재(203)의 외기 도입공(200)에 대응하는 부분(지름φ1)이 외기 도입부(203)A가 되어, 이 부분을 거쳐 외기가 내부 공간(72)에 도입되어 상기 외기 도입부(203A)의 주변 부분(203B)(지름의 길이φ2)이 연결기 케이스(70)에 열용착 되어 연결기 케이스(70)에 고정된다. 또한 시트 부재(203)의 장착은 외측에 한정하지 않고 연결기 케이스(70)내, 즉 안쪽에 오목한 곳을 형성하여도 좋다. 더욱이, 상기 시트 부재(203)는 순조롭게 환기함과 동시에, 물을 튕기는 성질(발수성)이 강한 한편, 방수성을 가지고 있어 대기중보다 그 표면에 수분이 부착하여도 센서의 내부 공간(72)에는 수분은 침입하지 않는다.

제5 실시예에 의하면, 환기성을 확보하여 내부 공간(72)에 대기를 도입하는 것이 가능해지는 한편, 방수성을 가지는 압력 센서를 실현할 수 있다.

(제6 실시예)　

다음으로, 도 8에 나타내는 제6 실시예에 대하여 설명한다.

도 8은 상기 시트 부재(203)를 대기 도입공(200)의 타단이 되는 출구측(202), 즉 내부 공간(72) 내에 장착한 구성의 제6 실시예를 나타내는 종단면도이다. 제6 실시예에 대하여 도 1에 나타내는 구성과 동일 또는 균등 부분에는 도 8에 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

이 실시예에서는, 연결기 케이스(70)의 내부 공간(72)측의 표면에 오목부(205)를 형성하여, 그 오목부(205) 내에 원형의 시트 부재(203)를 장착한다. 걸리는 장착은 도 6, 7에 나타내는 실시예와 같이, 외기 도입부(203A)의 주변 부분(203B)이 열압착되어 고정된다.

도 6, 7에 나타내는 실시예와 같이, 시트 부재(203)에 대하여 환기성을 확보하여 내부 공간(72)에 순조롭게 대기를 도입하는 것이 가능해지는 한편, 방수를 실시한 압력 센서를 실현할 수 있다. 또한, 제 5,6 실시예에 있어서의 상기 시트 부재(203)의 열압착은, 줄열에 의해 발열시켜,용압착하여 접합시킨다.

본 발명은 상기 구성에 의해 아래와 같은 효과를 얻는다.

제 1항에 기재된 발명에 의하면, 홀더는 가이드 에지 및 O링을 개입시켜 하우징에 지지시킴으로써, 압력 센서에 있어서의 압력 센서 본체내의 기밀성이 향상할 뿐만 아니라 압력 센서 전체의 구성은 안정적으로 된다.

또, 제 2항에 기재된 발명에 의하면, 홀더는 그 측면에 있어 O링을 개입시켜 상기 연결기 케이스 내에 배치됨으로써 한층 더 기밀 효과를 기대할 수 있다.

또, 제 3항에 기재된 발명에 의하면, 가이드 에지는 단면 형상이 입상부 및 수평부로부터 이루어지는 L형으로 형성되어, 입상부는 압력 센서 본체와 연결기 케이스와의 사이에 개재되고, 상기 수평부는 홀더에 당접하여 지지시킴으로써 한층 더 기밀 효과와 하우징·연결기 케이스간의 접합 상태의 안정화를 기대할 수 있다.

또, 제 4항에 기재된 발명에 의하면, 제 1항 또는 제 2 항에 기재된 압력 센서의 효과에 더하여, 가이드 에지는 단면 형상이 방형상으로 형성되어, 그 상면에 있어서 상기 홀더에 당접하여 지지시킴으로써 가이드 에지 형상의 간략화를 꾀하여 전체 형상을 심플화 할 수가 있다.

또, 제 5항에 기재된 발명에 의하면, 제 4항에 기재된 압력 센서의 효과에 더하여, 홀더의 가이드 에지에의 당접부에는, 외주 측에 연장설치하여 하지지부를 형성시킴으로써 가이드 에지에 의한 홀더 지지의 자세의 안정화를 꾀할 수 있다.

또, 제 6항에 기재된 압력 센서는 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서의 효과에 더하여, 연결기 케이스로부터 연결기를 돌출시키는 데 있어, 그 돌출부에 방수 충전재를 배치시킴으로써 이 부분의 지수성(방수성)이 향상한다.

더욱이, 제 7항 및 제 8항에 기재된 발명에 의하면, 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서의 효과에 더하여, 내부 공간에 유체가 도달할 가능성이 극히 낮아져 내부 공간이 한층 안정화되는 한편, 고기밀 상태가 영속적으로 유지할 수 있다.

더욱이, 제 9항 및 제 13항에 기재된 발명에 의하면, 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서의 효과에 더하여, 내부 공간에 대기를 도입하는 것이 가능함과 동시에, 방수성이 뛰어난 압력 센서를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 압력 센서의 종단면도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 관한 압력 센서의 종단면도.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 관한 압력 센서의 종단면도.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 관한 압력 센서의 종단면도.

도 5는 동 제4 실시예의 주요부 저면도(A) 및 부분 측면도(B).

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 관한 압력 센서의 종단면도.

도 7은 도 6의 부분 확대도.

도 8은 본 발명의 제6 실시예에 관한 압력 센서의 종단면도.

도 9는 종래 기술에 관한 압력 센서의 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 압력 센서　 10 : 하우징　

12 : 유체 도입공(압력 도입공) 13 : 하우징 저부　

14 : 환상홈　 16 : 주벽

17 : 코킹부　 18 : 하우징 내부 공간　

19 : 나사부 20 : 센서 엘리먼트　

21 : 헤더　　 21a : 칼라부

21b : 헤더 표면　　　 22 : 압력 검출 소자　　

23 : 받침대 24 : 센서 엘리먼트 통로　

25 : 본딩와이어 30 : 홀더　　

30' : 홀더(제3 실시예)　 30a : 절결부

31 : 홀더 하면　　 32 : 홀더 통로　　

32a : 경대개구부 33 : 위치 결정용 노치 부분　

34 : 홀더 표면 35 : 피압압부　

35a : 하 지지부(제3 실시에)　 36 : 돌조부

40 : 회로 기판　 41 : 회로 기판 통로

50 : 용수철상체　 51 : 단부　

52 : 밴딩부 　 53 : 만곡부

70 : 연결기 케이스　　 70a : 외주 소경부

71 : 소켓부　　 72 : 내부 공간　　

73 : 상부 주벽 74 : (상부 주벽의) 하면　　　

75 : 하부 주벽 75' : 하부 주벽(제2,3 실시예)　　　

76 : 코킹 수용부 77 : 위치 결정부　　　

78 : 가이드 에지 당접부 79 : 연결기 삽입공　

79a : 충전용 철부 80 : 연결기　　　　

81 : 연결기 하단부 90 : 가이드 에지　　　　

90' : 가이드 에지(제2,3 실시예) 90" : 가이드 에지(제4 실시예)

90a : 입상부　　　 90b : 수평부

90"c : 해제홈　　　 90"d : 돌출 핀　

91 : 방수 충전재 95 : O링　　　　

96 : O링　　　 97 : O링　

101 : 압력 센서(공지예) 110 : 하우징　

112 : 유체 도입공 113 : 하우징 저부　　　

114 : 환상의 홈　　 116 : 주벽

117 : 코킹부　　 118 : 하우징 내부 공간　

119 : 나사부 120 : 센서 엘리먼트　

121 : 헤더　 122 : 압력 검출 소자

123 : 받침대　　 124 : 센서 엘리먼트 통로　　

130 : 홀더 132 : 홀더 통로　　

134 : 표면　　　 140 : 회로 기판

141 : 회로 기판 통로　 150 : 용수철상체　

151 : 일단 153 : 만곡부　　

170 : 연결기 케이스　 171 : 소켓부

172 : 내부 공간　 180 : 연결기　

181 : 하단 195 : O링　

196 : O링 200 : 대기 도입공　

201 : 입구측　 202 : 출구측

203 : 시트 부재　 203A : 외기 도입부

203B : 주변 부분　 204 : 오목부

205 : 오목부

Claims

압력 도입공을 구비하는 하우징과, 피에조 저항 효과를 가지는 반도체소자에 의한 압력 검출 소자와, 상기 압력 검출 소자를 고착하는 홀더와, 연결기 케이스를 구비하여, 상기 압력 검출 소자와 상기 홀더를 기밀히 접합하여 내부 공간을 형성한 압력 센서 본체로부터 이루어지는 압력 센서이며, 상기 압력 센서 본체의 상기 홀더 상에 전극 패드를 갖는 회로 기판을 설치하여, 상기 연결기 케이스에 설치한 연결기와, 상기 전극 패드를 탄력성을 가지는 전기 도전성을 가지는 용수철상체에 의해 접속한 압력 센서에 있어서, 상기 홀더는 가이드 에지 및 O링을 개입시켜 상기 하우징에 지지시키는 것을 특징으로 하는 압력 센서.　
제 1항에 있어서,

상기 홀더는, 그 측면에 있어 O링을 개입시켜 상기 연결기 케이스 내에 배치시키는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 가이드 에지는 단면 형상이 입상부 및 수평부로부터 이루어지는 L형으로 형성되고, 상기 입상부는 압력 센서 본체와 연결기 케이스와의 사이에 개장되고, 상기 수평부는 홀더에 당접하여 지지시키는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 가이드 에지는 단면 형상이 방형상으로 형성되고, 그 상면에 있어 상기 홀더에 당접하여 지지시키는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 4항에 있어서,

상기 홀더의 가이드 에지로의 당접부에는 외주 측에 연장설치하여 하지지부를 형성시킨 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결기 케이스로부터 상기 연결기를 돌출시키는 것에 해당하여, 그 돌출부에 방수 충전재를 배치시킨 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결기 케이스의 내면의 틈새를 통하여 상기 내부 공간에 이르는 것보다, 상기 연결기 케이스의 외측에 유체가 침출하는 구성인 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 7항에 있어서,

상기 가이드 에지는 그 저면의 일부에 소정 깊이의 해제홈이 내외에 관통하도록 형성되는 압력 센서.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결기 케이스는, 그 내부에 형성된 외기 도입공을 구비함과 동시에, 상기 외기 도입공은 그 단부에 두께 방향이 연속 다공질 구조의 공공을 가지는 시트 부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 9항에 있어서,

상기 시트 부재는 원형으로 시트상에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.　
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 시트 부재는 상기 외기 도입공의 입구 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 시트 부재는 상기 외기 도입공의 출구 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.　
제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시트 부재는 포리테트라프르오로에치렌 수지를 소재로 하는 것을 특징으로 하는 압력 센서.