KR20100010489A - 압력 센서 - Google Patents

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KR20100010489A
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엡슨 토요콤 가부시키 가이샤
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Abstract

온도 변화에 따른 압력 측정치의 오차를 감소시킨 압력 센서를 제공하는 것으로서, 하우징(12)과, 상기 하우징의 개구부(22)를 실링하고, 외부의 압력을 상기 하우징(12) 내부에 전달하는 수압 수단(다이어프램(24))과, 감압부(진동 아암)(40c)와 상기 감압부의 양단에 접속되는 한쌍의 기부(基部)(제1의 기부(40a), 제2의 기부(40b))를 가지는 감압 소자(40)를 가지는 압력 센서(10)로서, 힘의 검출 방향을 검출축으로 하여, 상기 한쌍의 기부를 연결하는 직선과 상기 수압 수단의 변위 방향이 평행하게 배치됨과 더불어, 상기 기부의 한쪽(제1의 기부(40a))은, 상기 압력에 의해 변위하는 상기 수압 수단의 중앙 영역(24a)에 접속되고, 상기 기부의 다른쪽(제2의 기부(40b))은, 접속 부재(42)를 통해 상기 수압 수단의 고정측의 둘레 가장자리 영역(24c)에 접속되어 이루어진다.

Description

압력 센서{PRESSURE SENSOR}
본 발명은, 감압 소자, 및 다이어프램을 이용한 압력 센서에 관한 것으로, 특히 이종(異種) 재료를 조합함에 의한 압력 센서의 압력 측정치의 온도 변화에 의한 오차, 및 다이어프램의 중력에 의한 휘어짐에 의해 생기는 압력 측정치의 오차를 감소시키는 기술에 관한 것이다.
종래부터, 수압계, 기압계, 차압계 등으로 하여 압전 진동 소자를 감압 소자로서 사용한 압력 센서가 알려져 있다. 상기 압전 진동 소자는, 예를 들면, 판형상의 압전 기판 상에 전극 패턴이 형성되고, 힘의 검출 방향으로 검출축을 설정하고 있고, 상기 검출축의 방향으로 압력이 가해지면, 상기 압전 진동자의 공진 주파수가 변화하여, 상기 공진 주파수의 변화로부터 압력을 검출한다. 특허 문헌 1에 있어서 제1의 종래 기술에 관한 압력 센서가 개시되어 있다. 도 21에 제1의 종래 기술에 관한 압력 센서를 나타낸다. 제1의 종래 기술에 관한 압력 센서(201)는, 내부에 진공, 또는 불활성 분위기를 갖춘 기밀 케이스(202)와, 기밀 케이스(202)의 대향하는 제1 및 제2의 벽면(203, 204)에 각각 관통 형성된 제1의 압력 입력구(203a) 및 제2의 압력 입력구(204a)와, 제1의 벽면(203)에 일단 개구가 고정됨과 더불어 제1의 압력 입력구(203a)와 연통하는 축 구멍을 구비한 원통형의 제1의 벨로스(bellows)(210)와, 제2의 벽면(204)에 일단 개구가 고정됨과 더불어 제2의 압력 입력구(204a)와 연통하는 축 구멍을 구비하고, 또한 제1의 벨로스(210)와 직렬상태로 배치된 원통형의 제2의 벨로스(211)와, 제1 및 제2의 벨로스(210, 211)의 각 타단(210a, 211a) 끼리의 사이에 고정 배치되는 진동 소자 접착 대좌(215)와, 진동 소자 접착 대좌(215)에 의해 지지된 박판상의 압전 진동 소자(220)와, 제2 벨로스(211)를 사이에 끼고 압전 진동자(220)와 대향하는 위치에 배치된 압전 보강판(221)과, 압전 진동 소자 상의 전극 패턴과 도통한 발진 회로(230)를 구비한다. 압전 진동 소자(220)는, 제2의 벽면(204)에 일단이 고정됨과 더불어 타단이 진동 소자 접착 대좌(215)에 고정되어 있다. 압전 보강판(221)은, 제2의 벽면(204)과 진동 소자 접착 대좌(215)에 의해 양단부가 고정되어 있다. 또한 진동 소자 접착 대좌(215)와 기밀 케이스(202)의 내벽은 보강판용 용수철로 고정되어 X축 방향의 충격에 대한 내구성을 높이고 있다.
압전 진동 소자(220)는, 예를 들면 수정 기판에 전극을 형성한 구성을 구비한다. 진동 소자 접착 대좌(215)는, 양 벨로스(210, 211)의 타단부(210a, 211a)에 의해 끼워진 상태로 고정되는 기부(215a)와, 기부(215a)의 외주로부터 제2의 벽면을 향하여 돌출된 지지편(215b)을 구비하고, 압전 진동 소자(220)와 압전 보강판(221)의 타단부가 어느것이나 모두 지지편(215b)에 접속되어 있다.
각 압력 입력구(203a, 204a)는 각 벨로스(210, 211) 내부의 축 구멍과 연통하는 한편, 각 벨로스 내의 축 구멍끼리는 진동 소자 접착 대좌(215)의 기부(215a) 에 의해 비연통 상태로 유지되어 있다. 따라서, 양 압력 입력구(203a, 204a)로부터 입력되는 압력(P1, P2)의 압력차에 의한 벨로스의 신축에 의해 진동 소자 접착 대좌(215)의 위치는 벨로스의 축 방향으로 진퇴한다. 진동 소자 접착 대좌(215)에 일단이 고정되고 타단이 제2의 벽면(204)에 고정된 압전 진동 소자(220)는 진동 소자 접착 대좌(215)로부터 전달되는 압력에 의해 축 방향으로의 기계적 응력을 받아 변형하고, 고유의 공진 주파수가 변동한다. 즉, 기밀 케이스(202)의 적소에 기밀 상태로 배치한 발진 회로(230)와 압전 진동 소자(220)를 구성하는 압전 기판 상의 여진 전극을 접속한 상태로, 여진 전극에 통전함으로써 압전 기판을 여진시키고, 이 때의 출력 주파수에 의거하여 압력 P1, 혹은 P2를 산출한다.
제1의 종래 기술에 관한 압력 센서(201)에 의하면, 압력(P1)이 제1의 압력 입력구(203a)에 입력되었을 때에, 당해 압력에 따른 힘이 압전 진동 소자(220)와 압전 보강판(221)에 가해진다. 압전 보강판(221)의 존재에 의해, 압전 진동 소자(220)에는 장변 방향(수정 진동 소자의 경우는 도면 중의 Y축 방향)으로부터의 힘만이 가해지게 되고, 압전 진동 소자 본래의 압력-주파수 특성이 2차 곡선을 나타내게 된다. 따라서, 압력(P1)에 따라 압전 진동 소자(220)의 공진 주파수는 직선적으로 변화하여, 고정밀의 압력 센서(201)를 얻을 수 있다.
또한 특허 문헌 2에서는, 제2의 종래 기술에 관한 압력 센서(300)가 개시되어 있다. 도 22에 제2의 종래 기술에 관한 압력 센서(300)를 도시한다. 제2의 종래 기술에 관한 압력 센서(300)는 금속 박막으로 이루어지는 전극(307)과 이를 덮도록 형성된 유전체막(308)을 설치한 기체(306) 상에, 압력에 따라 변형 가능한, 도전성을 가지는 다이어프램(309)을 설치한 실리콘 구조체(305)를, 다이어프램(309)과 전극(307)이 대향하고 또한 다이어프램(309)과 유전체막(308) 사이에 간극(310)을 갖게한 상태로 접합하여 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 다이어프램(309)이 압력을 받아 유전체막(308)과 접촉하는 접촉 면적의 변화에 의한 정전 용량의 변화를 검출함으로써 그 압력을 검출할 수 있다.
<선행 기술 문헌>
<특허 문헌>
<특허 문헌 1> 일본국 특허공개 2007-57395호 공보
<특허 문헌 2> 일본국 특허공개 2002-214058호 공보
그러나, 특허 문헌 1의 발명에 있어서, 압전 진동 소자(220)와 기밀 케이스(202)는 선팽창 계수를 일치시키는 것이 어렵다. 따라서 온도가 변화하면 압전 진동자에 걸리는 응력이 변화하게 되고, 이 온도 변화에 의한 응력 변화는 압력 측정치의 오차가 된다. 다만 특허 문헌 1에 있어서는, 압력 측정치의 선팽창 계수의 영향을 잘 받지 않게 하기 위해서 벨로스를 이용하는데, 벨로스로는 선팽창 계수의 영향을 완전하게 제로로 할 수는 없다.
또한 특허 문헌 2의 발명에 있어서, 다이어프램(309)은, 지구의 중력에 의해 기체(306)에 근접하는 방향으로 힘을 받는다. 또한 압력 센서(300)의 상하를 바꾸어 설치하면, 다이어프램(309)은 지구의 중력에 의해, 기체(306)로부터 분리되는 방향으로 힘이 작용한다. 따라서, 본래는 기체나 액체의 압력만을 목적으로 하는 압력 센서(300)이지만, 설치 자세에 따라 압력 측정치에 오차가 발생하게 된다.
여기서, 본 발명은 상기 문제점에 주목하여, 다른 선팽창 계수의 재료를 이용함으로써 발생하는 압력 측정치의 오차, 또는 중력 가속도가 걸리는 형태의 변화에 의해 발생하는 압력 측정치의 오차를 저감시킨 고정밀 압력 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상술의 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이하의 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.
［적용예 1］ 하우징과, 상기 하우징의 개구부를 실링하고, 가요부(可撓部)와 상기 가요부의 바깥쪽의 둘레 가장자리 영역을 가짐과 더불어, 상기 가요부의 한쪽의 주면이 수압면인 수압 수단과, 감압부와 상기 감압부의 양단의 각각에 접속되는 제1의 기부와 제2의 기부를 가짐과 더불어, 상기 제1의 기부와 상기 제2의 기부가 배열되는 방향이 상기 수압 수단의 변위 방향과 평행한 감압 소자를 가지는 압력 센서로서, 상기 제1의 기부를 상기 수압면의 이면측이 되는 상기 수압 수단의 중앙 영역에 접속하고, 상기 제2의 기부를 접속 수단을 통해 상기 이면측의 상기 둘레 가장자리 영역에, 혹은 상기 제1의 기부에 대향하는 상기 하우징의 내벽에 접속하는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
상기 구성에 의해, 감압 소자의 검출축 방향의 일단에 있는 제1의 기부는, 외부로부터의 압력에 의해 변위하는 다이어프램의 중앙 영역에 접속되고, 상기 일단의 반대측의 타단에 있는 제2의 기부는, 접속 수단을 통해, 하우징에 고정되어 외부로부터의 압력에 의해서도 변위하지 않는 다이어프램의 둘레 가장자리 영역에 접속된다. 따라서, 외부로부터의 압력에 의해 감압 소자가 압축 응력을 받는 절대압을 측정하는 압력 센서로 된다. 또한 감압 소자의 양단이 다이어프램에 접속되므로, 감압 소자의 재료와, 하우징의 재료의 차이에 의한 선팽창 계수의 불일치에 기인하는 온도 변화에 따른 압량 측정치의 오차를 회피할 수 있다.
또한 상기 구성에 의해, 감압 소자의 제1의 기부는, 외부로부터의 압력에 의해 변위하는 다이어프램의 중앙 영역에 접속되고, 제2의 기부는 접속 수단을 통해, 제1의 기부에 대향하는 하우징의 내벽, 즉 외부로부터의 압력에 의해서도 변위하지 않는 하우징의 내벽으로서 그 다이어프램측에 접속된다. 따라서, 감압 소자의 제2의 기부는 하우징의 다이어프램측에 접속되므로, 상술의 선 팽창 계수의 불일치에 의한 문제는 거의 없거나, 혹은 전혀 없고, 또한 감압 소자는 강성이 높은 하우징에 고정되어, 감압 소자와 하우징의 사이에서 강성을 획득하므로, 다이어프램으로부터 감압 소자로의 힘의 전달이 확실하게 얻어져 감도가 안정된 압력 센서로 된다.
［적용예 2] 상기 접속 수단은, 상기 제2의 기부로부터 상기 감압부를 사이에 끼우도록 연장된 한쌍의 지지판을 가지는 것을 특징으로 하는 적용예 1에 기재된 압력 센서.
이에 따라, 감압 소자가 접속 수단측으로 구부러지지 않으므로, 감압 소자가 검출축 방향 이외의 방향으로 움직이는 것을 저지할 수 있어, 감압 소자의 검출축 방향의 감도를 향상시킬 수 있고, 고정밀의 압력 센서로 된다.
［적용예 3］상기 제1의 기부는, 상기 가요부의 중앙에 설치된 고정부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 적용예 1 또는 2에 기재된 압력 센서.
이에 따라, 감압 소자를 가요부에 용이하게 고정할 수 있음과 더불어, 감압 소자의 제2의 기부측이, 감압 소자 및 접속 수단이 형성하는 주면의 법선 방향으로 구부러지지 않으므로, 감압 소자가 검출축 방향 이외의 방향으로 움직이는 것을 저지할 수 있고, 감압 소자의 검출축 방향의 감도를 향상시킬 수 있어, 고정밀의 압력 센서로 된다.
［적용예 4］상기 제1의 기부는, 보강부를 통해 상기 접속 부재와 접속되는 것을 특징으로 하는 적용예 1 내지 3중 어느 1예에 기재된 압력 센서.
이에 따라, 감압 소자 및 접속 부재를 일체로 형성하는 경우, 감압 소자가 실장 시 등에 꺽이는 것을 회피할 수 있으므로, 수율을 향상시키고, 압력 센서의 비용 다운을 도모할 수 있다.
［적용예 5］상기 수압 수단에 접속되고, 웨이트를 이용하여, 지레의 원리에 의해 상기 수압 수단이 받는 중력과 반대 방향의 힘을 상기 수압 수단에 거는 반력 생성부를 가지는 것을 특징으로 하는 적용예 1 내지 4중 어느 1예에 기재된 압력 센서.
이에 따라, 수압 수단이 받는 중력에 의한 변위에 따른 응력이 웨이트에 의해 상쇄된다. 따라서 감압 소자는 상술의 수압 수단으로부터 응력을 받지 않으므로, 중력 가속도가 걸리는 형태의 변화에 의해 발생하는 압력 측정치의 오차를 저감시킨 고정밀 압력 센서로 된다.
［적용예 6］상기 반력 생성부는, 상기 감압 소자를 사이에 끼고 한쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적용예 5에 기재된 압력 센서. 이에 따라 감압 소자의 중력 밸런스가 유지되고, 압력 센서의 측정 오차의 경사각 의존성이 개선된다. 또한 한쌍의 반력 생성부가 감압 소자에 걸리는 검출축 방향 이외의 응력이 상쇄되므로, 보다 고정밀의 압력 센서로 된다.
［적용예 7］상기 웨이트 표면에는, 금속막이 설치된 것을 특징으로 하는 적용례 5 또는 6에 기재된 압력 센서. 이에 따라 웨이트의 구축 후, 금속막을 설치하게 되므로, 웨이트측의 중량을 조절할 기회가 증가함과 더불어, 적절한 양의 금 속막을 설치함으로써 웨이트측의 중량의 미(微)조정을 행하고, 웨이트와 수압 수단의 밸런스 조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한 금속막의 설치 후, 금속막을 벗겨내는 것이 가능하므로, 웨이트측의 중량을 조정할 기회가 더욱 증가함과 더불어, 금속막은 레이저 등으로 벗겨내는 것이 가능하므로, 하우징 혹은 다이어프램이 레이저를 투과하는 재료이면, 압력 센서의 구축 후에도 웨이트측의 중량의 조정이 가능해지므로, 압력 센서의 수율이 향상된다.
〔적용예 8］상기 하우징은, 금속 압착 가공에 의해 일체 성형된 것을 특징으로 하는 적용예 1 내지 4중 어느 1예에 기재된 압력 센서.
적용예 1 내지 4에 있어서의 하우징은, 수압 수단의 둘레 가장자리 영역 및 하우징의 수압 수단측의 측면 이외에 상술의 구성 요소와의 접점을 가지지 않으므로, 하우징을 일체로 형성할 수 있고, 구성 및 제조 공정이 간략화되므로, 비용 다운을 도모할 수 있다.
［적용예 9］상기 하우징은, 상기 개구부에 대향하여 형성된 제2 개구부를 가지고, 상기 제2 개구부는 제2 수압 수단으로 실링됨과 더불어, 상기 수압 수단 및 상기 제2 수압 수단은, 힘 전달 샤프트를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 적용예 1 내지 7의 어느 1예에 기재된 압력 센서.
이에 따라 제1 수압 수단측의 압력이 높은 경우는, 감압 소자는 압축 응력을 받고, 제2 수압 수단측의 압력이 높은 경우는, 감압 소자는 신장 응력을 받게 된다. 따라서, 적용예 1 내지 7의 절대압을 측정하는 압력 센서를, 상대압을 측정 가능한 압력 센서로 할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 압력 센서를 도면에 도시한 실시 형태를 이용하여 상세하게 설명한다. 단, 이 실시 형태에 기재되는 구성 요소, 종류, 조합, 형상, 그 상대 배치 등은 특정적인 기재가 없는 한, 이 발명의 범위를 그것에만 한정하는 주지는 아니고 단순한 설명예에 지나지 않는다.
제1 실시 형태에 관한 압력 센서의 사시도를 도 1(XZ면을 단면으로 한다)에, 단면도를 도 2(도 2(a)는 XZ면을 단면으로 하고, 도 2(b)는 YZ면을 단면으로 한다)에 도시한다. 또한, 도 1, 2에 도시되는 XYZ는 직교 좌표계를 형성하고 있고, 이후 이용되는 도면에 대해서도 동일하게 한다. 제1 실시 형태에 관한 압력 센서(10)는, 하우징(12), 수압 수단이 되는 다이어프램(24), 감압 소자(40), 접속 수단이 되는 접속 부재(42), 보강부(46)(도 1에서는 기재를 생략)를 가지고, 하우징(12) 내부가 진공 실링되고, 진공을 기준으로 한 절대압을 측정하는 압력 센서이다.
하우징(12)은, 내부를 진공으로 실링하여 후술하는 각 구성 요소를 수용하는 것이다. 이에 따라 압력 센서(10)는, 감압 소자의 Q치를 높여, 안정된 공진 주파수를 확보할 수 있으므로, 압력 센서(10)의 장기 안정성을 확보할 수 있다.
하우징(12)은, 원형의 플랜지부(14), 원형의 밀봉 단자부(16), 지지 샤프트(18), 원통형의 측면부(20)를 가진다. 플랜지부(14) 및 밀봉 단자부(16)의 서로 대향하는 면의 소정 위치에는 지지 샤프트(18)를 끼워넣는 다보구멍(14a, 16a)이 형성되어 있다. 또한 다보구멍(14a) 및 다보구멍(16a)은 서로 대향하는 위치에 형성되어 있다. 따라서 다보구멍(14a, 16a)에 지지 샤프트(18)를 끼워넣음으로써 플랜지부(14)와 밀봉 단자부(16)는 지지 샤프트(18)를 통해 접속된다. 지지 샤프트(18)는, 일정한 강성을 가지고, ±Z 방향으로 길이 방향을 가지는 봉 형상의 부재로서, 하우징(12)의 내부에 배치되고, 지지 샤프트(18)의 일단이 플랜지부(14)의 다보구멍(14a)에, 타단이 밀봉 단자부(16)의 다보구멍(16a)에 각각 끼워넣어짐으로써, 플랜지부(14), 지지 샤프트(18) 및 밀봉 단자부(16)의 사이에서 일정한 강성을 획득한다. 또한 지지 샤프트(18)는 복수개 이용되는데, 각 다보구멍의 위치의 설계에 따라 임의로 배치된다.
측면부(20)는, 하우징(12)의 측면을 실링하는 것이며, 플랜지부(14)의 안쪽의 외주(14b) 및 밀봉 단자부(16)의 외주(16b)(외주(14b)와 동일한 직경)에 접속한다. 플랜지부(14), 밀봉 단자부(16), 측면부(20)는 스테인리스 등의 금속으로 형성하는 것이 바람직하고, 지지 샤프트(18)는 일정한 강성을 가지고 열팽창 계수가 작은 세라믹 등을 이용하는 것이 바람직하다.
밀봉 단자부(16)는, 중심에 원형의 개구부(22)를 가지고, 개구부(22)에는, 개구부(22)를 실링하도록 다이어프램(24)이 접속되어 있다.
다이어프램(24)은 하우징(12)의 외부에 면한 한쪽의 주면이 수압면으로 되어 있고, 상기 수압면이 피측정 압력 환경의 압력을 받아 휘어짐 변형하는 가요부를 가지고, 당해 가요부가 하우징(12) 내부측에 휘어짐 변형함으로써 감압 소자(40)에 압축력 혹은 인장력을 전달하는 것이다. 또한 다이어프램(24)은, 외부로부터의 압 력에 따라 변위하는 중앙 영역(24a)과, 상기 중앙 영역(24a)의 외주에 있고, 외부로부터의 압력에 의해 휘어짐 변형하는 가요 영역(24b)으로 구성되는 상기 가요부와, 상기 가요부의 바깥쪽, 즉 상기 가요 영역(24b)의 외주에 있고, 밀봉 단자부(14)에 형성된 개구부(22)의 내벽에 접합하여 고정되는 둘레 가장자리 영역(24c)을 가지고 있다. 다이어프램(24)의 중앙 영역(24a)으로서, 수압면의 반대측의 면에는 후술하는 감압 소자의 길이 방향(검출축 방향)의 일단과 접속된다. 또한 중앙 영역(24a)으로서, 수압면의 반대면에는 고정부(26)가 접착제 등으로 접착되고, 고정부(26)에 후술의 감압 소자(40)의 일단(제1의 기부(40a)) 접착제 등을 통해 고정한다. 또한, 다이어프램(24)의 둘레 가장자리 영역(24c)으로서, 수압면의 반대면에는 한쌍의 고정부(28)가 접착제 등으로 접속되고, 고정부(28)는 후술의 접속 부재(42)의 상단부(42c)에 대응하는 간격으로 형성되고, 상단부(42c)를 접착제 등을 통해 고정한다. 또한, 고정부(26), 고정부(28)는 다이어프램(24)과 동일 재료인 것이 바람직하다.
다이어프램(24)의 재질은, 스테인리스와 같은 금속이나 세라믹 등의 내 부식성이 뛰어난 것이 좋고, 또한, 수정과 같은 단결정체나 그 외의 비결정체여도 된다. 금속으로 형성하는 경우는, 금속 모재를 프레스 가공하여 형성해도 된다.
다이어프램(24)을 금속으로 형성하는 경우는, 다이어프램(24)의 가요 영역(24b)에 대응하는 파형의 동심원 형상에 대응하는 오목부(도시하지 않음)를 가지는 한쌍의 프레스판(도시하지 않음)에 의해 금속 모재(도시하지 않음)의 양면으로부터 프레스하면 좋다.
도 3(a)∼(e)에 다이어프램을 금속으로 형성하는 경우의 모식도를 도시한다. 또한, 도 3(e)는 도 3(d)의 저면도이다. 감압 소자(40)의 진동에 의해 다이어프램(24)이 진동하는 것을 억제하므로, 다이어프램(24)의 중앙 영역(24a)을 다른 영역에 비해 두껍게 형성하면 좋다. 이 경우는, 금속 모재(30)를 준비하고(도 3(a)), 중앙 영역(24a)을 남겨 하프 에칭을 행하고(도 3(b)), 중앙 영역(24a), 가요 영역(24b), 둘레 가장자리 영역(24c)의 형상에 대응한 한쌍의 프레스판(도시하지 않음)에 의해 에칭된 금속 모재(30)를 프레스함으로써 다이어프램(24)이 형성된다(도 3(c)). 그 후 고정부(26, 28)를 각각 다이어프램(24)의 소정 위치에 접착제 등에 의해 접착한다(도 3(d), 도 3(e)).
도 4에 다이어프램을 수정으로 형성하는 경우의 모식도를 도시한다. 다이어프램(24)을 수정으로 형성하는 경우는, 마찬가지로 포트리소 에칭 가공에 의해 형성하는 것이 적합하다. 이 경우는, 재료가 되는 모 기판(32)을 준비하고, 모 기판(32)의 표면에 포지티브형의 포토레지스트(34)를 도포하고(도 4(a)), 중앙 영역(24a), 가요 영역(24b), 둘레 가장자리 영역(도시하지 않음)의 배치 및 형상에 대응한 포토마스크(36)를 이용하여 노광하고, 상기 포토레지스트(34)를 감광시키고(도 4(b)), 현상을 행하여 감광한 포토레지스트(34a)를 제거하고(도 4(c)), 모 기판(32)이 노출한 영역을 하프 에칭함으로써 중앙 영역(24a), 가요 영역(24b), 둘레 가장자리 영역(도시하지 않음)을 일체로 형성하고(도 4(d)), 포토레지스트(34)를 박리함으로써(도 4(e)) 다이어프램(24)이 형성된다.
또한, 다이어프램(24)의 포트리소 에칭 가공의 변형예로서 도 5(a)에 도시하 는 바와같이 가요 영역(24b)을 한쪽면만의 에칭 가공에 의해 행하는 것도 적합하고, 또한 도 5(b)에 도시하는 바와같이 가요 영역(24b)의 표리에서 서로 대향하는 위치에서 에칭 가공을 행하는 것도 적합하다.
또한, 다이어프램(24)은, 액체나 가스 등에 의해 부식하지 않도록, 외부에 노출하는 표면을 코팅해도 된다. 예를 들면, 금속 제의 다이어프램이면, 니켈의 화합물을 코팅해도 되고, 다이어프램이 수정과 같은 압전 결정체이면 규소를 코팅하면 된다.
도 1, 도 2에 도시하는 바와같이, 하우징(12)의 외측에 면한 다이어프램(24)의 둘레 가장자리 영역(24c)에는 밀봉 단자(38)가 부착되어 있다. 밀봉 단자(38)는, 밀봉 단자(38)의 선단부(38a)와 고정부(28)의 간격이 후술하는 접속 부재(감압 소자)의 두께와 동일한 정도로 되어, 접속 부재를 고정부(28)와 선단부(38a)로 끼워넣는 것이 가능한 위치에 부착된다. 이 밀봉 단자(38)는, 후술하는 감압 소자의 전극부와 하우징 외부에 있는 감압 소자의 발진 회로(도시하지 않음)를 전기적으로 접속할 수 있다.
감압 소자(40)는 수정, 니오브산리튬, 탄탈산리튬 등의 압전 재료에 의해 형성할 수 있다. 감압 소자(40)는 감압부와 감압부의 양단에 접속된 한쌍의 기부를 가지고, 힘의 검출 방향을 검출축으로 하여 설정하고, 감압 소자(40)의 상기 한쌍의 기부의 배열 방향은 상기 검출축과 평행 관계에 있다. 쌍 음차형 압전 진동자의 경우는, 진동 아암으로서 기능하는 대들보(빔)가 연장되는 방향과 검출축이 평행 관계로 되어 있다.
쌍 음차형 진동자는, 감압부로 되는 진동 아암(40c)의 양단부에 고정단이 되는 한쌍의 기부(제1의 기부(40a), 제2의 기부(40b))를 가지고, 이 2개의 기부의 사이에 2개의 진동 빔(진동 아암(40c))이 형성되어 있다. 쌍 음차형 진동자는, 그 감압부(진동 아암(40c))인 상기 2개의 진동 빔에 인장 응력(신장 응력) 혹은 압축 응력이 인가되면, 그 공진 주파수가 인가되는 응력에 거의 비례하여 변화한다는 특성이 있다.
감압 소자(40)는, 그 길이 방향, 즉 제1의 기부(40a)와 제2의 기부(40b)가 배열 방향을 다이어프램(24)의 변위 방향과 동축 또는 평행하게 되도록 배치하고, 그 변위 방향을 검출축으로 하고 있다. 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)는 고정부(26)에 고정됨과 더불어 다이어프램(24)의 중앙 영역(24a)에 맞닿고, 진동 아암(40c)을 사이에 끼고 제1의 기부(40a)의 반대측에 있는 제2의 기부(40b)는 후술하는 접속 부재(42)와 일체로 형성되어 있다. 또한 제1의 기부(40a)를 고정부(26)에 고정함으로써, 감압 소자(40)를 가요부의 중앙 영역(24a)에 용이하게 고정할 수 있음과 더불어, 감압 소자(40) 및 후술의 접속 부재(42)의 제2의 기부(40b)측이, 감압 소자(40) 및 접속 부재(42)가 형성하는 주면의 법선 방향(±Y 방향)으로 구부러지지 않으므로, 감압 소자(40)가 검출축 방향 이외의 방향으로 움직이는 것을 저지할 수 있고, 감압 소자(40)의 검출축 방향의 감도를 향상시킬 수 있어, 고정밀의 압력 센서(10)로 된다.
감압 소자(40)는 상술의 발진 회로(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되고, 발진 회로(도시하지 않음)로부터 공급되는 교류 전압에 의해, 고유의 공진 주파수 로 진동하는 것이다. 그리고 감압 소자(40)는, 그 길이 방향으로부터 신장 응력 또는 압축 응력을 받음으로써 공진 주파수가 변동한다. 특히 쌍 음차형 압전 진동편은, 두께 슬라이드 진동자 등에 비해, 신장·압축 응력에 대한 공진 주파수의 변화가 매우 커 공진 주파수의 가변폭이 크기 때문에, 적은 압력차를 검출하는 분해 능력이 뛰어난 압력 센서에 있어서 적합하다. 쌍 음차형 압전 진동자는, 신장 응력을 받으면 진동 아암(진동부)의 진폭 폭이 작아지므로 공진 주파수가 높아지고, 압축 응력을 받으면 진동 아암(진동부)의 진폭폭이 커지므로 공진 주파수는 낮아진다. 본 실시 형태에서는 절대압을 측정하기 위한 압축 응력만을 받게 된다.
또한 본 실시 형태(이하의 실시 형태에 있어서도 동일)에 있어서는 2개의 진동 빔을 가지는 감압부뿐만 아니라, 한개의 진동 빔(싱글 빔)으로 이루어지는 감압부를 적용할 수 있다. 감압부(진동 아암(40c))를 싱글 빔에 의해 구성하면, 길이 방향(검출축 방향)으로부터 동일한 응력을 받은 경우, 그 변위가 2배로 되므로, 쌍음차의 경우보다 더욱 고감도의 압력 센서로 할 수 있다. 또한, 쌍 음차형 또는 싱글 빔형의 압전 진동자의 압전 기판으로는 온도 특성이 뛰어난 수정이 바람직하다.
접속 부재(42)는, 감압 소자(40)의 길이 방향(검출축 방향)의 일단에 있는 제1의 기부(40a)와 반대측의 타단에 있는 제2의 기부(40b)(다이어프램(24)과 직접 접속하지 않은 기부)와, 다이어프램(24)의 둘레 가장자리 영역(24c)에 배치된 고정부(28)를 접속하는 부재이다. 접속 부재(42)는 감압 소자(40)를 사이에 끼고 대칭으로 한쌍으로 형성되어 있다. 즉 접속 부재(42)는 전체적으로 U자형으로 형성되 고, U자의 바닥부(42a)에 있어서 감압 소자(40)의 제2의 기부(40b)가 일체로 되고, U자를 구성하는 한쌍의 지지판(42b)의 상단부(42c)를 고정부(28)에 접속함과 더불어, 상단부(42c)가 둘레 가장자리 영역(24c)에 맞닿은 형태로 된다. 또한 접속 부재(42)에는 감압 소자(40)의 진동 아암(40c)에 형성된 여진 전극(도시하지 않음)으로부터 연장된 인출 배선(42d)이 설치되고, 인출 배선(42d)은 상기 상단부(42c)까지 연장되고, 또한 밀봉 단자의 선단부(38a)에 맞닿거나 혹은 근접하는 위치까지 연장되어 형성된다. 그리고 인출 배선(42d)과 선단부(38a)는 도전성 접착제(44)에 의해 접착되고, 상호 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 하우징(12) 외부에 있는 감압 소자(40)의 발진 회로(도시하지 않음)로부터의 배선(도시하지 않음)과, 인출 배선(42d)을 전기적으로 접속할 수 있고, 감압 소자(40)와 발진 회로(도시하지 않음)는 전기적으로 접속되고, 발진 회로(도시하지 않음)로부터 교류 전압이 진동 아암(40c)의 여진 전극(도시하지 않음)에 인가되고, 진동 아암(40c)은 소정의 공진 주파수로 진동할 수 있다.
또한 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a) 근방과 접속 부재(42)의 상단부(42c) 근방은 보강부(46)에 의해 연결되어 있다. 보강부(46)는 감압 소자(40)가 제조 시 및 실장 시에 꺽이는 것을 방지하기 위한 것이며, 감압 소자(40)의 응력에 대한 변위를 방해하지 않도록 감압 소자(40) 및 접속 부재(42)보다도 가늘게 설계되고, 또한 갈고리형으로 설계함으로써 탄성을 가지게 한다. 이 보강부(46)는 실장 시 등에 있어서의 감압 소자(40)의 파손의 방지를 목적으로 한 것이므로, 도 1에 도시하는 바와같이 실장 후는 꺾어도 된다.
감압 소자(40), 접속 부재(42), 및 보강부(46)가 각각 수정으로 형성되어 있는 경우, 이들을 포트리소·에칭 가공에 의해 일체로 제조하는 것이 적합하다.
도 6에 제1 실시 형태에 있어서의 감압 소자 등의 포트리소·에칭 가공의 공정도를 도시한다. 감압 소자(40), 접속 부재(42), 및 보강부(46)를 포트리소·에칭 가공에 의해 일체로 형성하는 경우, 우선 도 6에 도시하는 바와같이, ［1］재료가 되는 모 기판(48)을 준비하고, 모 기판(48)의 표면에 포지티브형의 포토레지스트(50)를 도포하며(도 6(a)),［2］감압 소자(40), 접속 부재(42) 및 보강부(46)의 배치 및 형상에 대응한 포토마스크(52)를 이용하여 노광하고(도 6(b)),［3］포토레지스트(50)를 감광시키며(도 6(c)),［4] 현상을 행하여 감광한 포트레지스트(50a)를 제거하고(도 6(d)),［5] 모 기판(48)이 노출한 영역에 대해서 모 기판(48)을 관통시키기까지 에칭함으로써 감압 소자(40), 접속 부재(42), 및 보강부(46)를 일체로 형성하고(도 6(e)),［6］포토레지스트를 박리한다(도 6(f))와 같이 공정［1］∼［6］으로 이루어지는 프로세스를 거치게 된다.
또한 감압 소자(40), 접속 부재(42), 및 보강부(46)를 대량으로 제조하는 경우에는, 도 7에 도시하는 바와같이 모 기판(54) 상에, 병렬로 배열된 프레임(56)과, 프레임(56)에 형성된 복수의 꺾음부(58)와, 감압 소자(40), 접속 부재(42), 및 보강부(46)를 소정의 배치로 배열하여 형성되고, 꺾음부(58)에 접속된 복수의 개별 조각(60)에 대응한 패터닝을 실시하고, 상기 패터닝을 남겨 모 기판(54)을 에칭하고, 꺾음부(58)를 파단시킴으로써 프레임(56)으로부터 개별 조각(60)을 꺾는 작업을 행하면 된다.
압력 센서(10)의 조립은, 우선 밀봉 단자부(16)에 부착된 다이어프램(24)의 소정 위치에 밀봉 단자(38)를 부착하고, 다이어프램(24)의 수압면의 반대측의 면의 중앙 영역(24a)의 소정 위치에 고정부(26)를 접속하고, 둘레 가장자리 영역(24c)의 소정 위치에 고정부(28)를 접속한다. 그리고, 플랜지부(14)와 밀봉 단자부(38)를 지지 샤프트(18)를 통해 접속한다. 또한 감압 소자(40), 접속 부재(42), 및 보강부(46)가 일체로 된 상태의 개별 조각(60)을 이용하여, 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)를 다이어프램(24)의 하우징(12) 안쪽의 중앙 영역(24a)에 고정된 고정부(26)에 접속하고, 접속 부재(42)의 2개의 상단부(42c)를 다이어프램(24)의 하우징(12) 안쪽의 둘레 가장자리 영역(24c)에 고정된 고정부(28)에 접속하고, 밀봉 단자(38)의 선단부(38a)와 접속 부재(42)의 인출 배선을 도전성 접착제로 접착한다. 접착 후, 보강부(46)를 꺾어도 된다. 마지막에 진공 챔버 내에서 측면부(20)를 플렌지부의 외주(14b) 및 밀봉 단자부(16)의 외주(16a)에 접착하거나, 혹은 측면부(20)를 외주(14b), 외주(16b)에 접착한 후, 플랜지부(14)에 형성한 진공 실링 구멍(14d), 또는 측면부(20)에 형성한 진공 실링 구멍(도시하지 않음)으로부터 공기를 흡인하여 실링함으로써 제1 실시 형태에 관한 압력 센서(10)가 구축된다.
상술과 같이 구축된 압력 센서(10)에 있어서, 감압 소자(40)의 검출축 방향의 일단에 있는 제1의 기부(40a)는, 외부로부터의 압력에 의해 변위하는 고정부(26)(중앙 영역(24a))에 접속되고, 상기 제1의 기부(40a)의 반대측의 타단에 있는 제2의 기부(40b)는 접속 부재(42)를 통해, 외부로부터의 압력에 의해도 변위하지 않는 고정부(28)(둘레 가장자리 영역(24c))에 접속된다. 따라서, 외부로부터의 압력에 의해 감압 소자(40)가 압축 응력을 받는 절대압을 측정하는 압력 센서(10)로 된다. 또한 감압 소자(40)의 양단이 다이어프램(24)측에 접속되므로, 감압 소자(40)의 재료와, 하우징(12)의 재료의 차이에 의한 선 팽창 계수의 불일치에 기인하는 온도 변화에 따른 압량 측정치의 오차를 회피할 수 있다.
또한 접속 수단인 접속 부재(42)는, 제2의 기부(40b)로부터 감압부인 진동 아암(40c)을 사이에 끼우도록 연장된 한쌍의 지지판(42b)을 가지고 있다. 이에 따라, 감압 소자(40)가 다이어프램(24)으로부터 응력을 받아도 접속 부재(42)측(±X 방향)으로 구부러지지 않으므로, 감압 소자(40)가 검출축 방향 이외의 방향으로 움직이는 것을 저지할 수 있고, 감압 소자(40)의 검출축 방향의 감도를 향상시킬 수 있어, 고정밀도의 압력 센서(10)로 된다.
또한, 감압 소자(40)의 일단인 제1의 기부(40a)는 보강부(46)를 통해 접속 부재(42)와 접속된다. 이에 따라, 감압 소자(40) 및 접속 부재(42)를 일체로 형성하는 경우, 감압 소자(40)가 실장 시 등에 꺽이는 것을 회피할 수 있으므로, 수율을 향상시켜, 압력 센서(10)의 비용 다운을 도모할 수 있다.
제2 실시 형태에 관한 압력 센서를 도 8, 도 9에 도시한다. 도 8은 사시도, 도 9는 단면도이다. 제2 실시 형태에 관한 압력 센서(70)는, 감압 소자에 제1 실시 형태와 같은 접속 부재가 접속되는 점에서는 공통되지만, 제1의 기부(40a)에 대향하는 하우징(12)의 내벽(측면부(20))에 접속하는, 즉 U자의 접속 부재(42)의 상단부(42c)가 하우징(12)의 다이어프램측에 접속되어 있는 구성이다. 또한 제2 실시 형태에서는 효과가 유사한 이하의 3개의 양태를 들 수 있다.
우선은, 도 8, 도 9(a)에 도시하는 바와같이, 하우징(12)의 내벽, 즉 측면부(20)의 내벽의 다이어프램측의 소정 위치에 고정부(72)를 한쌍 부착하고, 고정부(72)에 접속 부재(42)의 상단부(42c)가 접속되고, 그리고 다이어프램(24)의 수압면의 반대면의 중앙 영역(24a)에는 제1 실시 형태에서 이용된 고정부(26)를 대신하여 제2 접속 부재(74)가 접속되고, 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)는 제2 접속 부재(74)에 접착제 등에 의해 접착됨으로써, 제1의 기부(40a)가 제2 접속 부재(74)를 통해 중앙 영역(24a)에 접속된 구성을 들 수 있다. 다음에 도 9(b)에 도시하는 바와같이, 감압 소자(76)의 제1의 기부(76a)를 길이 방향(±Z 방향, 검출축 방향으로)으로 연장시키거나, 또는 접속 부재(78)의 지지판(78b)을 감압 소자(76)의 길이 방향의 치수보다 짧게 함으로써, 상단부(78c)를 측면부(20)의 내벽에 부착된 고정부(72)에 접속하고, 또한 제1의 기부(76a)를 제1 실시 형태와 마찬가지로 고정부(26)를 통해 중앙 영역(24a)에 접속하는 구성을 들 수 있다. 또한 도 9(c)에 도시하는 바와같이, 다이어프램(80)의 중앙 영역(80a)을 하우징(12)의 안쪽으로 오목한 형상으로 하고, 그 바닥부의 하면과 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)를 제1 실시 형태와 마찬가지로 고정부(26)를 통해 접속한 구성을 들 수 있다.
어떠한 양태에 있어서나, 밀봉 단자(82)는 측면부(20)의 외벽으로부터 선단부(82a)를 삽입하는 양태로 부착되고, 선단부(82a)가 상단부까지 연장된 인출 배선(78d)과 맞닿도록 부착된다. 그리고 선단부(82a)와 인출 배선(78d)은 도전성 접착제(44)에 의해 접착되고, 서로 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 감압 소자(40, 76)는, 각각 인출 배선(42d, 78d) 및 밀봉 단자(82)를 통해 하우징(12) 외부에 있 는 발진 회로(도시하지 않음)와 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 도 8에 도시하는 바와같이, 지지 샤프트(18)가 밀봉 단자(82)와 간섭하지 않도록, 플랜지부(14)의 다보구멍(14a), 밀봉 단자부(16)의 다보구멍(16a)의 위치 결정, 즉 지지 샤프트(18)의 위치 결정을 행한다.
제2 실시 형태에 관한 압력 센서(70)의 조립은, 우선 측면부(20)의 안쪽의 소정 위치에 고정부(72)를 접착제 등에 의해 접속하고, 플랜지부(14)의 다보구멍(14a)에 지지 샤프트를 접속하고, 플랜지부의 두꺼운 영역의 외주(14b)와 측면부(20)를 접착제 등에 의해 접속한다. 그리고, 접속 부재(42, 78)의 상단부(42c, 78c)를 고정부(72)에 접착제 등으로 접속한다. 도 9(a)의 경우는, 다이어프램(24)의 중앙 영역(24a)에 제2 접속 부재(74)를 접착제 등에 의해 접속하고, 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)의 소정 위치에 제2 접속 부재(74)와 접촉하는 면에 접착제를 도포하고, 그리고 밀봉 단자부(14)를 지지 샤프트(18)에 끼워넣어 접속함으로써 제1의 기부(40a)와 제2 접속 부재(74)가 접속된다. 도 9(b)의 경우는, 다이어프램(24)의 중앙 영역(24a)의 소정 위치에 고정부(26)를 접착제 등에 의해 접속하고, 감압 소자(76)의 제1의 기부(76a)의 고정부(26)와 접촉하는 면에 접착제를 도포하고, 밀봉 단자부(14)를 지지 샤프트(18)에 끼워넣어 접속함으로써 제1의 기부(76a)와 고정부(26)가 접속된다. 도 9(c)의 경우는, 다이어프램(80)의 중앙 영역(80a)의 소정 위치에 고정부(26)를 접착제 등에 의해 접속하고, 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)의 고정부(26)와 접촉하는 면에 접착제를 도포하고, 밀봉 단자부(14)를 지지 샤프트(18)에 끼워넣어 접속함으로써 제1의 기부(40a)와 고정부(26) 가 접속된다. 또한, 진공 실링의 순서는 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 9(a)에 있어서의 제2 접속 부재(74)의 재료를 감압 소자(40)와 동일 재료로 하면 도 9(a)의 구성은 도 9(b)의 구성과 거의 동일하게 된다. 도 9(a)에 있어서, 제2 접속 부재(74)와 지지 샤프트(18) 및 밀봉 단자부(16)의 재료가 다른 경우는, 양자의 선 팽창 계수의 상이에 의해, 제2 접속 부재(74)의 중앙 영역(24a)과 제1의 기부(40a)의 ±Z방향의 간극에 상당하는 부분과, 지지 샤프트(18) 및 밀봉 단자부(16)로 형성되고 상기 간극과 동일한 치수의 두께로 ±Z방향으로 동일한 위치에 있는 영역(75)의 사이에서 온도 변화에 따른 팽창·수축량에 차이가 생겨, 압력 측정치에 오차가 생기는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 제2 접속 부재(74)의 두께는 설계 변경에 의해 작게 할 수 있다. 따라서 선 팽창 계수의 서로 다른 이종 재료에 기인하는 온도 변화에 따른 감압 소자에 걸리는 검출축 방향의 응력의 변화는 거의 생기지 않는다. 또한 제2 접속 부재(74)가 지지 샤프트(18)및 밀봉 단자부(16)와 동일 재료인 경우에는 상기 팽창·수축량의 차이는 생기지 않는다. 도 9(c)의 구성에서는, 다이어프램(80)의 중앙 영역(80a)에 형성된 오목부(81)의 깊이에 비례하여 오목부(81)와 영역(75)의 사이에서 온도 변화에 따른 팽창·수축량에 차이가 생겨, 압력 측정치의 오차가 커지는 것을 생각할 수 있는데, 상술과 같이, 오목부(81)의 깊이를 작게함으로써 선 팽창 계수가 서로 다른 이종 재료에 기인하는 온도 변화에 따른 감압 소자에 걸리는 검출축 방향의 응력의 변화는 거의 생기지 않는다. 그리고 상단부(42c, 78c)는, 각각 일정한 강성을 가지고, 측면 부(20)에 부착된 고정부(28)에 고정되어 있으므로, 감압 소자(40, 76) 및, 접속 부재(42, 78)는 하우징(12)과의 사이에서 일정한 강성을 획득하게 되어, 검출축 방향의 변위를 확실하게 파악할 수 있다.
따라서 제2 실시 형태에 의하면, 감압 소자(40, 76)의 검출축 방향의 일단인 제1의 기부(40a, 76a)는, 외부로부터의 압력에 의해 변위하는 다이어프램(24, 80)의 중앙 영역(24a, 80a)에 접속되고, 상기 일단의 반대측의 타단에 있는 제2의 기부(40b, 82b)는 접속 부재(42, 78)를 통해, 외부로부터의 압력에 의해서도 변위하지 않는 하우징(12)의 다이어프램측(측면부(20))에 접속된다. 따라서, 외부로부터의 압력에 의해 감압 소자(40, 76)가 압축 응력을 받는 절대압을 측정하는 압력 센서(70)로 된다. 또한 감압 소자(40, 76)는 하우징(12)의 다이어프램측에 접속되므로, 상술하는 선 팽창 계수의 불일치에 의한 문제는 거의 없거나, 혹은 전혀 없고, 또한 감압 소자(40, 76)는 강성이 높은 하우징(12)(측면부(20))에 고정되고, 감압 소자(40, 76)와 하우징(12)의 사이에서 강성을 획득하므로, 다이어프램(24, 80)으로부터 감압 소자(40, 86)로의 힘의 전달이 확실하게 얻어져 감도가 안정된 압력 센서(70)로 된다.
제3 실시 형태에 관한 압력 센서를 도 10에 도시한다. 제3 실시 형태에 관한 압력 센서(90)는 기본적인 구조는 제1 실시 형태(제2 실시 형태)와 동일하지만, 다이어프램(92)에 접속되고, 웨이트(96)를 이용하여, 지레의 원리에 의해 다이어프램(92)이 받는 중력과 반대 방향의 힘을 다이어프램(92)에 거는 반력 생성부(94)를 가지고 있다. 도 10에 있어서는 제1 실시 형태에 적용한 것을 도시한다. 반력 생 성부(94)는, 도 10에 도시하는 바와같이, 역점(94b)에 웨이트(96)를 배치하고, 작용점(94c)을 감압 소자(98)의 제1 단부(98a)(혹은 다이어프램(92)의 중앙 영역(92a))에 접속하고, 지점(94a)을 접속 부재(100)에 형성된 돌기(100a)로 하여 돌기(100a)에 유지된 시소 구조이다. 이 때, 제1 실시 형태에 있어서의 보강부(46)의 일부가 반력 생성부(94) 및 웨이트(96)로 바뀌고, 나머지 보강부(46a)가 웨이트(96)와 접속 부재(100)를 접속하고 있다고 볼 수 있다.
제1 실시 형태와 마찬가지로, 반력 생성부(94) 및 웨이트(96)는, 감압 소자(98), 접속 부재(100) 및 보강부(46a)와 함께 일체로 형성할 수 있다.
도 11에 제3 실시 형태에 있어서의 포트리소·에칭 가공의 공정도를 도시한다. 감압 소자(98), 접속 부재(100), 보강부(46a), 반력 생성부(94), 및 웨이트(96)를 포트리소·에칭 가공에 의해 일체로 형성하는 경우, 우선 도 11(a)에 도시하는 바와같이, ［1] 재료가 되는 모 기판(102)을 준비하고, 모 기판(102)의 표면에 포지티브형의 포토레지스트(104)를 도포하고(도 11(a)),［2] 감압 소자(98), 접속 부재(100), 보강부(46a), 반력 생성부(94) 및 웨이트(96)의 배치 및 형상에 대응한 포토마스크(106)를 이용하여 노광하고(도 11(b)),［3］상기 포토레지스트(104)를 감광시키며(도 11(c)),［4］현상을 행하여 감광한 포토레지스트(104a)를 제거하고(도 11(d)),［5］모 기판(102)이 노출된 영역에 있어서 모 기판(102)을 관통시키기까지 에칭함으로써 감압 소자(98), 접속 부재(100), 보강부(46a), 반력 생성부(94) 및 웨이트(98)를 일체로 형성하고(도 11(e)),［6］포토레지스트(104)를 박리한다(도 11(f))와 같이 공정［1］∼［6］이 되는 프로세스를 거치게 된다. 또 한 이들을 대량으로 제조하는 경우에는, 감압 소자(98), 접속 부재(100), 보강부(46a), 반력 생성부(94), 및 웨이트(96)가 소정의 배치로 일체로 된 개별 조각(도시하지 않음)에 대응한 포토레지스트를 모 기판(도시하지 않음) 상에 패터닝하고, 제1 실시 형태와 동일한 방법(도 7 참조)에 의해, 상기 개별 조각을 개별 조각화하면 된다.
다이어프램(92)의 외면(수압면)이 상향인 경우는, 다이어프램(92)이 받는 중력에 의해 다이어프램(92)의 가요 영역(92b)이 휘어짐 변형하고, 중앙 영역(92a)이 하우징(12) 내부측으로 변위하여 감압 소자(98)에 압축 응력을 부여하고, 반대로 다이어프램(92)의 외면이 하향인 경우는, 중앙 영역(92a)이 하우징(12)의 외부측으로 변위하여 감압 소자(98)에 신장 응력을 부여하게 된다.
한편, 반력 생성부(94)는, 웨이트(96)가 받는 중력에 의한 힘을 지점(94a)을 통해 반전시켜, 다이어프램(92)에 전달할 수 있다. 이 때 웨이트(96)는, 웨이트(96)가 지점(94a)에 부여하는 관성 모멘트와, 다이어프램(92)이 지점(94a)에 부여하는 관성 모멘트가 일치하여 시소 구조의 반력 생성부(94)가 지점(94a)에서 균형잡힌 상태로 되도록 그 크기(중량)가 설계되어 있다. 이에 따라, 다이어프램(92)이 받는 중력에 의한 휘어짐 변형의 응력이 웨이트(96)에 의해 상쇄된다. 따라서 감압 소자(98)는 다이어프램(92)이 받는 중력에 의한 휘어짐 변형의 응력을 받지 않으므로, 중력 가속도가 걸리는 형태의 변화에 따라 발생하는 압력 측정치의 오차를 저감시킨 고정밀 압력 센서(90)로 된다.
또한, 웨이트(96) 표면에는, Au 등의 금속막(108)을 설치할 수 있다. 이에 따라 웨이트(96)의 구축 후, 금속막(108)을 설치하게 되므로, 웨이트(96)측의 중량을 조절할 기회가 증가함과 더불어, 적절한 양의 금속막(108)을 설치함으로써 웨이트(96)측의 중량의 미조정을 행하여, 웨이트(96)와 다이어프램(92)의 밸런스 조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한 금속막(108)의 설치 후, 금속막(108)을 벗겨내는 것이 가능하므로, 웨이트(96)측의 중량을 조정할 기회가 더욱 증가함과 더불어, 금속막(108)은 레이저 등으로 벗겨내는 것이 가능하므로, 하우징(12) 혹은 다이어프램(92)이 레이저를 투과하는 재료이면, 압력 센서(90)의 구축 후에 있어서도 웨이트(96)측의 중량의 조정이 가능해지므로, 압력 센서(90)의 수율이 향상된다. 또한, 제3 실시 형태는, 제1 실시 형태, 및 제2 실시 형태와 구조상 간섭하지 않으므로, 제3 실시 형태는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 적용할 수 있다.
제4 실시 형태에 관한 압력 센서(110)를 도 12에 도시한다. 제4 실시 형태에 관한 압력 센서(110)는, 하우징(112) 내부의 구성 요소는 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태와 동일하지만, 하우징(112)이 금속 압착 가공에 의해 일체 성형되어 있다.
하우징(112)의 재료로는, 도 12(a)에 도시하는 바와같이, 파이프(114)가 선단 영역(114a)에 있어서, 그 내경, 및 외형이 확장된 구조인 것이 이용된다. 상기 선단 영역(114a)의 개구부(114b)를, 상기 구성 요소를 부착한 다이어프램(116)으로 실링하고, 파이프(114)의 선단 영역(114a)의 반대측으로부터 진공으로 만든다(vacuuming). 그리고 도 12(b)에 도시하는 바와같이, 판금(板金) 가공에 의해 파이프(114)를 찌부러트려 파이프(114)의 경로를 실링함으로써, 상기 선단 영 역(114a)이 하우징(112)으로 된다. 제4 실시 형태는, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 적용할 수 있다. 이 때 제2 실시 형태에 있어서의 고정부(72)는 선단 영역(114a)의 내벽의 개구부측에 부착되게 된다. 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 있어서, 하우징(12)은, 다이어프램(24(80))의 둘레 가장자리 영역(24c) 및 하우징(12)의 다이어프램(24(80))측의 측면(측면부(20)) 이외에 상술한 구성 요소와의 접점을 가지지 않으므로, 제4 실시 형태에 나타내는 바와같이 하우징(112)을 일체로 형성할 수 있어, 구성 및 제조 공정이 간략화되므로, 비용다운을 도모할 수 있다.
제5 실시 형태에 관한 압력 센서(120)를 도 13(사시도), 도 14(도 14(a), 도 14(b) 모두 단면도)에 도시한다. 제5 실시 형태에 관한 압력 센서(120)는, 하우징 내부의 구성 요소(감압 소자, 접속 부재)는 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태와 동일하지만, 절대압을 측정하는 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태와는 달리, 제5 실시 형태는 상대압을 측정 가능한 압력 센서로 된다. 여기서 제1 실시 형태에 본 실시 형태를 적용한 것으로 설명하는데, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태에 대해서도 적용할 수 있다.
하우징(12)을 구성하는 밀봉 단자부(16)의 개구부(22)에는 수압 수단이 되는 제1 다이어프램(126)이 부착되어 있다. 그리고 플랜지부(122)는, 밀봉 단자부(16)의 개구부(22)에 대향하여 형성된 제2 개구부(124)를 가지고, 제2 개구부(124)는 제2 수압 수단이 되는 제2 다이어프램(128)으로 실링됨과 더불어, 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)은, 힘 전달 샤프트(130)를 통해 접속된 구성을 가 진다. 제1 다이어프램(126)은, 외부로부터의 압력에 의해 변위하는 중앙 영역(126a)과, 상기 중앙 영역(126a)의 외주에 있어, 외부로부터의 압력에 의해 휘어짐 변형하는 가요 영역(126b)과, 상기 가요 영역(126b)의 외주에 있어, 밀봉 단자부(16)의 개구부(22)와 접합하는 둘레 가장자리 영역(126c)을 가지고 있다. 마찬가지로, 제2 다이어프램(128)은, 외부로부터의 압력에 의해 변위하는 중앙 영역(128a)과, 상기 중앙 영역(128a)의 외주에 있어, 외부로부터의 압력에 의해 휘어짐 변형하는 가요 영역(128b)과, 상기 가요 영역(128b)의 외주에 있어, 플랜지부(122)의 제2 개구부(124)와 접합하는 둘레 가장자리 영역(128c)을 가지고 있다.
힘 전달 샤프트(130)는 하우징(12)의 내부에 설치되고, 길이 방향의 일단(130a)이 제1 다이어프램(126)의 중앙 영역(126a)에 접속되고, 상기 일단(130a)의 반대측의 타단(130b)이 제2 다이어프램(128)의 중앙 영역(128a)에 접속된다. 힘 전달 샤프트(130)는 원주형의 형태를 하고 있는데, 힘 전달 샤프트(130)와 감압 소자(40) 및 접속 부재(42) 등이 간섭하지 않도록, 힘 전달 샤프트(130)와 접속 부재(42) 등이 맞닿는 부분에는 카운터싱크(130c)가 형성되어 있다. 따라서 힘 전달 샤프트(130)는 제2 다이어프램(128)측에서는 단면은 원주형이지만, 제1 다이어프램(126)측에서는 단면은 반원형이 된다. 이 때, 제1 실시 형태 등에서 이용되는 고정부(26)를 제1 다이어프램(126)에 접속할 필요는 없고, 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)를 카운터싱크(130c)에 접속함과 더불어, 제1의 기부(40a)를 중앙 영역(126a)에 맞닿게 한다. 이 때, 감압 소자(40)의 진동 아암(40c)이 카운터싱크(130c)와 간섭하지 않도록, 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)와 카운터싱 크(130c)를 스페이서(132)를 통해 접속한다.
또한, 도 15(도 15(a), 도 15(b) 모두 단면도)에 도시하는 바와같이, 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)에 접속되고, 힘 전달 샤프트(130)보다 가는 힘 전달 샤프트(134)와, 힘 전달 샤프트(134)가 관통하여 힘 전달 샤프트(134)에 접속되고, 감압 소자(40)의 제1의 기부(40a)를 고정하는 힘 전달부(136)를 가지는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 힘 전달 샤프트(134)의 일단(134a)이 제1 다이어프램(126)의 중앙 영역(126a)에 접속되고, 일단(134a)의 반대측의 타단(134b)이 제2 다이어프램(128)의 중앙 영역(128a)에 접속된다. 그리고 힘 전달 샤프트(134)에는 카운터싱크를 형성할 필요가 없으므로 제조가 용이해진다.
제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)을 금속으로 형성하는 경우는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 금속 모재(도시하지 않음)에 파형의 동심원 형상을 가지는 한쌍의 프레스판(도시하지 않음)에 의해 금속 모재의 양면으로부터 프레스 하면 된다. 도 16에 금속으로 형성한 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램의 모식도를 도시한다. 한쌍의 프레스판(도시하지 않음)의 한쪽의 중심에 볼록부(도시하지 않음)를 형성하고, 프레스판(도시하지 않음)의 다른쪽의 중심에 오목부(도시하지 않음)를 형성해 둠으로써, 각 다이어프램의 중심에는 볼록부(126d, 128d)가 형성된다. 이 볼록부(126d, 128d)는 힘 전달 샤프트(130, 134)의 양단에 형성된 오목부(130c, 134c)에 끼워넣어진다. 이 경우, 볼록부(126d, 128d)는 오목부(130c, 134c)에 저융점 유리나 무기계 접착제 등의 접착 수단을 이용하여 접착 고정하면, 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)과 힘 전달 샤프트(130, 134)가 연동 하여 가동할 때, 볼록부(126d, 128d)와 오목부(130c, 134c)의 접속부가 어긋남으로써, 전달되어야 할 힘이 누설되어 압력 검출 정밀도가 열화되는 문제를 방지할 수 있다.
또한 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)을 수정으로 형성하는 경우는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 포트리소 에칭 가공에 의해 형성한다. 도 17(a)에 수정으로 형성한 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램의 모식도를 도시한다. 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)의 제조 공정은 도 4에 도시하는 다이어프램(24)의 제조 공정과 동일하지만, 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)에는 중앙 영역(126a, 128a)에 있어서 힘 전달 샤프트(130, 134)를 끼워넣는 오목부(126d, 128d)를 가진다. 따라서 도 4(b)에 도시하는 공정［2］에서, 오목부에 대응하는 포토마스크(도시하지 않음)를 이용하여 포토레지스트(34)를 노광하고, 도 4(c)에 도시하는 공정［3］에서 감광한 포토레지스트(34a)를 제거함으로써, 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)을 형성할 수 있다. 또한 도 5(a), 도 5(b)에 도시된 다이어프램(24)의 형상에 대응하여, 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)을 각각 도 17(b), 도 17(c)의 형상으로 형성할 수도 있다.
힘 전달 샤프트(130(134))는 일단(130a(134a)) 및 타단(130b(134b))의 사이에서 힘을 확실하게 서로 전달할 필요가 있으므로, 일정한 강성을 가질 필요가 있다. 또한 힘 전달 샤프트(130(134))는 하우징(12)을 구성하는 지지 샤프트(18)와 동일한 재료인 것이 바람직하다. 이에 따라, 힘 전달 샤프트(130(134))와 지지 샤프트(18)의 선 팽창 계수의 차이에 기인한, 온도 변화에 따른 감압 소자(40)의 검 출축 방향의 양자의 팽창·수축량에 차이가 생기지 않아, 제1 다이어프램(126), 및 제2 다이어프램(128)에 걸리는 힘 전달 샤프트(130(134))로부터의 힘이 온도 변화에 상관없이 일정하게 유지되므로, 압력 센서(120)의 감도가 온도에 의해 변동하는 것을 방지할 수 있다.
상술의 구성으로 함으로써, 제1 다이어프램(126)측의 압력이 높은 경우는, 힘 전달 샤프트(130, 134)가 제2 다이어프램(128)의 중앙 영역(128a)을 하우징(12)의 바깥쪽으로 밀어내는 움직임을 함과 더불어, 감압 소자(40)는 압축 응력을 받는다. 한편, 제2 다이어프램(128)측의 압력이 높은 경우는, 힘 전달 샤프트(130, 134)가 제1 다이어프램(126)의 중앙 영역(126a)을 하우징(12)의 바깥쪽으로 밀어내는 움직임을 함과 더불어, 감압 소자(40)는 신장 응력을 받게 된다. 따라서, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 관한 압력 센서(10, 70, 80)를, 상대압이 측정 가능한 압력 센서(120)로 할 수 있다.
또한, 제5 실시 형태에 있어서는, 도 18에 도시하는 것과 같은 압력 센서용의 케이스(138)에 실장하는 것이 적합하다. 원통형의 케이스(138)는, 일단이 플랜지부(122)의 얇은 영역의 외주(122c)와 동 정도의 치수를 가지고 하우징(12)의 플랜지부(122)측으로부터 도입하는 도입구(140a)를 가지고, 타단이 플랜지부(122)를 막음과 더불어 개구부(140d)를 형성하는 링형상의 스토퍼(140b)가 설치된 제1 부재(140)와, 스토퍼(140b)와 동심원상으로 배치되고, 스토퍼(140b)와 플랜지부(122)의 사이에 끼워넣어지는 0 링(142)(도 13 참조)과, 제1 부재(140)의 개구부(140a)에 형성된 암 나사부(140c)와 나사식 결합하는 수 나사부(144a)를 가지고, 수 나사 부(144a)를 암 나사부(140c)에 나사식 결합시키면서 플랜지부(14)를 0 링(142)에 가압하고, 케이스(138)에 있어서 도입구(140a)와 개구부(140d)를 O링(142)에 의해 공간적으로 분리시키는 제2 부재(144)를 가진다. 이에 따라 제2 부재(144)를 제1 부재(140)에 나사 조임하는 것만으로 압력 센서(120)의 부착을 행할 수 있고, 플랜지부(122)측의 피측정 환경측과 밀봉 단자부(16)측의 측정 환경측의 공간적 차단을 용이하게 또한 확실하게 행할 수 있다.
또한 도 19에 도시하는 바와같이 플랜지부(146)에 수 나사부(146a)를 설치하고, 제1 부재(140)에 암 나사부(140e)를 설치하고, 수 나사부(146a)와 암 나사부(140e)를 나사식 결합시킴으로써, 플랜지부(146)측의 피측정 환경측과 밀봉 단자부(148)측의 측정 환경측의 공간적 차단을 행하는 구성으로 해도 된다. 또한 나사식 결합 시에 있어서, 수 나사부(146a)에는 시일 테이프를 감고, 수 나사부(146a)와 암 나사부(140e)의 사이의 공기나 액체 등의 리크를 막으면 좋다. 마찬가지로 밀봉 단자부(148)에도 암 나사부(148a)를 설치하고, 암 나사부(148a)에 나사식 결합하는 수 나사를 가지는 코넥터(도시하지 않음)를 접속하는 구성으로 해도 된다.
또한, 제5 실시 형태를 제3 실시 형태에 적용하는 경우, 웨이트(96)가 지점(94a)에 주는 관성 모멘트가, 제1 다이어프램(126) 및 제2 다이어프램(128)이 받는 중력에 의한 휘어짐 변형에 관한 응력과 힘 전달 샤프트(130, 134)가 받는 중력에 의한 하중의 합력이 지점(94a)에 부여하는 관성 모멘트와 일치하도록, 웨이트(96)의 중량을 조정할 필요가 있다.
또한 어떠한 실시 형태에 있어서나, 수압 수단은 다이어프램을 전제로 하여 기술했는데 이에 한정되지 않고, 수압 수단으로서 벨로스(150)를 이용할 수 있다. 도 20에 제1 실시 형태의 수압 수단으로서 벨로스(150)를 적용한 변형예를 도시한다. 벨로스(150)는 외부의 압력에 의해 변위하는 중앙 영역(150a)과, 중앙 영역의 외주에 접속되고 외부의 압력에 의해 신축하는 가요 영역(150b)과, 가요 영역(150b)의 외주에 접속되고 개구부(22)에 접속하는 둘레 가장자리 영역(150c)을 가진다. 다이어프램(24)은 온도 변화에 의해 중앙 영역(24a)의 변위는 변화하지 않지만, 벨로스(150)는 온도 변화에 의해 그 신축 방향의 변위가 변화한다. 이 때문에, 온도 변화에 따른 압력 오차를 억제하는 효과는 다이어프램만큼 크지는 않지만, 용도에 따라 수압 수단의 형상을 변경할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 압력 센서의 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 압력 센서의 단면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 다이어프램을 프레스 가공하는 경우의 공정을 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 다이어프램을 포트리소 에칭 가공하는 경우의 공정을 나타내는 도면이다.
도 5는 다이어프램의 포트리소 에칭 가공의 변형예이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 감압 소자 등의 포트리소 에칭 가공의 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태에 관해 구성하는 개별 조각의 패터닝을 나타내는 도면이다.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 압력 센서의 사시도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 압력 센서의 단면도 및 변형예이다.
도 10은 제3 실시 형태에 관한 압력 센서의 단면도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 관한 감압 소자 등의 포트리소 에칭 가공의 공정을 나타내는 도면이다.
도 12는 제4 실시 형태에 관한 압력 센서의 단면도이다.
도 13은 제5 실시 형태에 관한 압력 센서의 사시도이다.
도 14는 제5 실시 형태에 관한 압력 센서의 단면도이다.
도 15는 제5 실시 형태에 관한 압력 센서의 변형예이다.
도 16은 제5 실시 형태에 관한 다이어프램을 프레스 가공하는 경우의 모식도이다.
도 17은 제5 실시 형태에 관한 다이어프램을 포트리소·에칭 가공하는 경우의 모식도이다.
도 18은 제5 실시 형태에 관한 압력 센서의 실장 시의 모식도이다.
도 19는 제5 실시 형태에 관한 압력 센서의 실장 변형예이다.
도 20은 수압 수단의 변형예이다.
도 21은 제1의 종래 기술에 관한 압력 센서의 모식도이다.
도 22는 제2의 종래 기술에 관한 압력 센서의 모식도이다.
10 : 압력 센서 12 : 하우징
14 : 플랜지부 16 : 밀봉(hermetic) 단자부
18 : 지지 샤프트 20 : 측면부
22 : 개구부 24 : 다이어프램
24a : 중앙 영역 24b : 가요(可撓) 영역
24c : 둘레 가장자리 영역 26 : 고정부
28 : 고정부 30 : 금속 모재
32 : 모(母) 기판 34 : 포토레지스트
36 : 포토마스크 38 : 밀봉 단자
40 : 감압 소자 42 : 접속 부재
44 : 도전성 접착제 46 : 보강부
48 : 모 기판 50 : 포토레지스트
52 : 포토마스크 54 : 모 기판
56 : 프레임 58 : 꺾음부
60 : 개별 조각 60 : 압력 센서
72 : 고정부 74 : 제2 접속 부재
76 : 감압 소자 78 : 접속 부재
80 : 다이어프램 82 : 밀봉 단자
90 : 압력 센서 92 : 다이어프램
94 : 반력 생성부 96 : 웨이트
98 : 감압 소자 100 : 접속 부재
102 : 모 기판 104 : 포토레지스트
106 : 포토마스크 108 : 금속막
110 : 압력 센서 112 : 하우징
114 : 파이프 116 : 다이어프램
120 : 압력 센서 122 : 플랜지부
124 : 제2 개구부 126 : 제1 다이어프램
128 : 제2 다이어프램 130 : 힘 전달 샤프트
132 : 스페이서 134 : 힘 전달 샤프트
136 : 힘 전달부 138 : 케이스
140 : 제1 부재 142 : 0 링
144 : 제2 부재 146 : 플랜지부
148 : 밀봉 단자부 150 : 벨로스
201 : 압력 센서 202 : 기밀 케이스
203 : 벽면 203a : 압력 입력구
204 : 벽면 204a : 압력 입력구
210 : 제1의 벨로스 211 : 제2의 벨로스
215 : 진동 소자 접착 대좌 220 : 압전 진동 소자
230 : 발진 회로 250 : 보강판용 용수철
300 : 압력 센서 305 : 실리콘 구조체
306 : 기체 307 : 전극
308 : 유전체막 309 : 다이어프램
310 : 간극

Claims (9)

  1. 하우징과,
    상기 하우징의 개구부를 실링하고, 가요부(可撓部)와 상기 가요부 바깥쪽의 둘레 가장자리 영역을 가짐과 더불어, 상기 가요부의 한쪽의 주면이 수압(受壓)면인 수압 수단과,
    감압부(感壓部)와 상기 감압부의 양단의 각각에 접속되는 제1의 기부(基部)와 제2의 기부를 가짐과 더불어, 상기 제1의 기부와 상기 제2의 기부의 배열 방향이 상기 수압 수단의 변위 방향과 평행한 감압 소자를 가지는 압력 센서로서,
    상기 제1의 기부를 상기 수압면의 안쪽이 되는 상기 수압 수단의 중앙 영역에 접속하고,
    상기 제2의 기부를 접속 수단을 통해 상기 안쪽의 상기 둘레 가장자리 영역에, 혹은 상기 제1의 기부에 대향하는 상기 하우징의 내벽에 접속하는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접속 수단은,
    상기 제2의 기부로부터 상기 감압부를 사이에 끼우도록 연장된 한쌍의 지지판을 가지는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1의 기부는,
    상기 가요부의 중앙에 설치된 고정부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  4. 청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 기부는,
    보강부를 통해 상기 접속 부재와 접속되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  5. 청구항 1 내지 4중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수압 수단에 접속되고, 웨이트를 이용하여, 지레의 원리에 의해 상기 수압 수단이 받는 중력과 반대 방향의 힘을 상기 수압 수단에 거는 반력 생성부를 가지는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 반력 생성부는, 상기 감압 소자를 사이에 끼고 한쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    상기 웨이트 표면에는, 금속막이 설치된 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  8. 청구항 1 내지 4중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은, 금속 압착 가공에 의해 일체 성형된 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  9. 청구항 1 내지 7중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 개구부에 대향하여 형성된 제2 개구부를 가지고, 상기 제2 개구부는 제2 수압 수단으로 실링됨과 더불어,
    상기 수압 수단 및 상기 제2 수압 수단은, 힘 전달 샤프트를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
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