JP2000105162A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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JP2000105162A
JP2000105162A JP10275738A JP27573898A JP2000105162A JP 2000105162 A JP2000105162 A JP 2000105162A JP 10275738 A JP10275738 A JP 10275738A JP 27573898 A JP27573898 A JP 27573898A JP 2000105162 A JP2000105162 A JP 2000105162A
Authority
JP
Japan
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pressure
housing
sensor
medium
pressure introducing
Prior art date
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Pending
Application number
JP10275738A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Koide
茂樹 小出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Seiki Co Ltd filed Critical Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable pressure sensor at low cost by forming parts constituting the pressure sensor of resin as much as possible. SOLUTION: A metallic pressure introduction cylinder 2 is set which has a pressure introduction hole 12 for introducing a pressure of a medium to be measured. The pressure sensor detects the pressure of the medium by a sensor element 5 arranged in a state to receive the pressure of the medium introduced from the pressure introduction hole 12. The pressure sensor has a housing 3 of synthetic resin to which the pressure introduction cylinder 2 is inserted and in which the sensor element 5 is stored.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定媒体の圧力
を検出する圧力センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor for detecting the pressure of a medium to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体や気体等からなる被測定媒体の圧力
を検出する圧力センサとしては、例えば特開平3−27
3332号公報に開示されるものがある。この圧力セン
サは、被測定媒体の圧力を導入する圧力導入孔を有する
金属製のステムと、このステムの内部に圧力導入孔と対
向するよう配設したセンサ素子と、このセンサ素子の周
囲に設けられ、前記センサ素子とワイヤボンディングに
よって電気的に接続されてなるプリント基板とを設けて
いる。このプリント基板にはセンサ素子によって検出さ
れた信号を増幅するための増幅回路が形成されており、
このプリント基板の上部には、前記センサ素子や回路基
板への外来ノイズを除去するための貫通コンデンサが設
けられていて、回路基板により増幅された検出信号がタ
ーミナルを介して外部に出力されるようになっている。
2. Description of the Related Art As a pressure sensor for detecting the pressure of a medium to be measured comprising a liquid, a gas or the like, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-27
There is one disclosed in Japanese Patent No. 3332. The pressure sensor has a metal stem having a pressure introduction hole for introducing the pressure of the medium to be measured, a sensor element disposed inside the stem so as to face the pressure introduction hole, and a pressure sensor provided around the sensor element. And a printed circuit board electrically connected to the sensor element by wire bonding. An amplification circuit for amplifying the signal detected by the sensor element is formed on this printed circuit board,
On the upper part of the printed circuit board, a feedthrough capacitor for removing external noise to the sensor element and the circuit board is provided, and a detection signal amplified by the circuit board is output to the outside via a terminal. It has become.

【0003】そして、センサ素子やプリント基板は前記
ステムの上部に取付けられる筒状をなす金属製のハウジ
ングにより収納され、前記ハウジングの上部には前記タ
ーミナルを案内支持する樹脂製のターミナルハウジング
が設けられ、前記ハウジングとターミナルハウジングと
は前記ハウジングの上端部全周を折り曲げて加締めるこ
とで閉塞されるようになっている。また、ステムの下部
にはネジ部が形成されており、測定部である例えば車両
用エンジンの一部に対しこのネジ部を直接ねじ込むこと
により圧力センサが固定されることになる。
The sensor element and the printed circuit board are housed in a cylindrical metal housing attached to the upper portion of the stem, and a resin terminal housing for guiding and supporting the terminal is provided on the upper portion of the housing. The housing and the terminal housing are closed by bending and crimping the entire upper end of the housing. In addition, a screw portion is formed at a lower portion of the stem, and the pressure sensor is fixed by directly screwing the screw portion into a part of a measuring unit, for example, a vehicle engine.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来構造
における圧力センサの収納構造にあっては、前記ターミ
ナルハウジング以外の箇所、すなわち、ステム及びハウ
ジングは金属製である。これらの部品が金属製であるた
めに例えば旋盤による切削作業を余儀なくされ、その製
造過程に作業工数が掛かり、部品コストの増加は免れな
いものとされていた。
In the above-described conventional pressure sensor housing structure, portions other than the terminal housing, that is, the stem and the housing are made of metal. Since these parts are made of metal, cutting work using a lathe, for example, has been inevitable, and the manufacturing process has required a lot of man-hours, and an increase in parts costs has been unavoidable.

【0005】また、この場合、ステムとハウジングは別
部材にて構成されており、この両部材の接合は例えば溶
接により行われており、金属部材を多く用いるとそれだ
け接合箇所が多くなるのが一般的であり、この場合、接
合のための作業工数を増すだけでなく気密状態を維持す
ることが困難になり圧力センサとしての信頼性を低下さ
せるおそれがある。また圧力センサを構成するこれらの
部品が金属製であるために絞り加工や折曲加工や打ち抜
き加工等の煩わしい工程を伴うことになる。
[0005] In this case, the stem and the housing are formed of separate members, and the two members are joined by, for example, welding. Generally, when many metal members are used, the number of joints increases. In this case, it is difficult not only to increase the number of working steps for joining but also to maintain an airtight state, and there is a possibility that the reliability as a pressure sensor may be reduced. In addition, since these components constituting the pressure sensor are made of metal, complicated processes such as drawing, bending, and punching are required.

【0006】また、従来一般に知られている圧力センサ
を構成する部品のほとんどが金属製で比較的重量がある
ために、例えば車両のエンジンに取付けられて所定の被
測定媒体の圧力を検出するために使用される場合にあっ
ては、エンジンや車両の振動が圧力センサに伝わるため
この振動に対する対策、例えば圧力センサの取付強度を
大きくしたり、振動の起きにくい構造若しくは形状を設
定する等の対策をする必要性もある。
Further, since most of the components constituting the conventional pressure sensor are made of metal and relatively heavy, the pressure sensor is mounted on, for example, an engine of a vehicle to detect the pressure of a predetermined medium to be measured. In the case where the pressure sensor is used, measures against the vibration are transmitted to the pressure sensor because the vibration of the engine or the vehicle is transmitted to the pressure sensor. There is also a need to do.

【0007】これらの原因から金属材料と比較して加工
性が高くかつ軽量化を図ることが出来る合成樹脂材料か
らなる圧力センサが望まれてきている。
[0007] For these reasons, there is a demand for a pressure sensor made of a synthetic resin material which has higher workability and can be reduced in weight as compared with a metal material.

【0008】本発明は、圧力センサの構成部品を出来る
だけ樹脂化し低コストで信頼性の高い圧力センサを提供
することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a low-cost and highly reliable pressure sensor by making the components of the pressure sensor as resin as possible.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】被測定媒体の圧力を導入
する圧力導入孔を有する金属製の圧力導入筒を設け、前
記圧力導入孔から導入される前記被測定媒体の圧力を受
ける状態で配設されるセンサ素子により前記被測定媒体
の圧力を検出する圧力センサであって、前記圧力導入筒
が挿入されてなるとともに前記センサ素子を収納する合
成樹脂製のハウジングを設けたものである。
A metal pressure introducing cylinder having a pressure introducing hole for introducing the pressure of the medium to be measured is provided, and the metal pressure introducing cylinder is arranged under the pressure of the medium to be measured introduced from the pressure introducing hole. A pressure sensor for detecting the pressure of the medium to be measured by a sensor element provided, the pressure sensor having a pressure-introducing cylinder inserted therein and a housing made of a synthetic resin for housing the sensor element provided.

【0010】また、被測定媒体の圧力を導入する圧力導
入孔を有する金属製の圧力導入筒を設け、前記圧力導入
孔から導入される前記被測定媒体の圧力を受ける状態で
配設されるセンサ素子により前記被測定媒体の圧力を検
出する圧力センサであって、前記圧力導入筒を一体にイ
ンサート成型するとともに前記センサ素子を収納する合
成樹脂製のハウジングを設けたことを特徴とするもので
ある。
In addition, a metal pressure introducing cylinder having a pressure introducing hole for introducing the pressure of the medium to be measured is provided, and the sensor is disposed in a state of receiving the pressure of the medium to be measured introduced from the pressure introducing hole. A pressure sensor for detecting the pressure of the medium to be measured by an element, wherein the pressure introducing cylinder is integrally insert-molded, and a synthetic resin housing for accommodating the sensor element is provided. .

【0011】また、前記ハウジングと一体に取付用のネ
ジ部を設けたものである。
Further, a screw portion for attachment is provided integrally with the housing.

【0012】また、前記ハウジングと前記圧力導入筒と
の境界部にシール部材を介在させたものである。
Further, a seal member is interposed at a boundary between the housing and the pressure introducing cylinder.

【0013】また、前記圧力導入筒の前記ハウジングと
の接触部に凹凸部を設けたものである。
Further, the pressure introducing cylinder is provided with an uneven portion at a contact portion with the housing.

【0014】また、前記圧力導入筒と前記ハウジングと
の境界部の端部を覆うように前記圧力導入筒の入口側
に、前記圧力導入筒または前記ハウジングから半径方向
に突出する突出部を設けたものである。
A projection is provided on the inlet side of the pressure-introducing cylinder so as to cover an end of a boundary between the pressure-introducing cylinder and the housing. Things.

【0015】また、前記ハウジングと組み合わされてな
る上部ハウジングを合成樹脂により形成するものであ
る。
Further, the upper housing combined with the housing is formed of a synthetic resin.

【0016】また、前記上部ハウジングには、前記セン
サ素子からの検出信号を外部に供給するコード若しくは
コネクタを支持する引出部を設けたものである。
The upper housing is provided with a drawer for supporting a cord or a connector for supplying a detection signal from the sensor element to the outside.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の圧力センサは、被測定媒
体の圧力を導入する圧力導入孔を有する金属製の圧力導
入筒を設け、前記圧力導入孔から導入される前記被測定
媒体の圧力を受ける状態でセンサ素子が配設され、この
被測定媒体の圧力を受けることにより圧力を電気信号と
して検出するものであって、前記圧力導入筒を挿入する
とともに前記センサ素子を収納する合成樹脂製のハウジ
ングを設けたものである。この場合圧力導入筒をハウジ
ング内に圧入したり接着剤を塗布して挿入することも可
能であるが、好ましくは前記圧力導入筒をハウジングに
インサート成型して形成することが加工性及び気密性の
面から望ましいものとなる。こうすることにより、前述
した従来例で言うところのステム部分とハウジング部分
とが樹脂によりハウジングとして一体に形成されるとと
もに、金属製の圧力導入筒を内部に備えたハウジングと
して一体に構成でき、構成を単純化でき製造が簡単なも
のとなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pressure sensor according to the present invention is provided with a metal pressure introducing cylinder having a pressure introducing hole for introducing a pressure of a medium to be measured, and a pressure of the medium to be measured introduced from the pressure introducing hole. A sensor element is disposed in a state of receiving the pressure, and the pressure is detected as an electric signal by receiving the pressure of the medium to be measured. Is provided. In this case, it is possible to press-fit the pressure introducing cylinder into the housing or insert the pressure-introducing cylinder by applying an adhesive, but it is preferable to form the pressure introducing cylinder by insert molding in the housing. This is desirable from the aspect. By doing so, the stem portion and the housing portion as referred to in the above-described conventional example can be integrally formed as a housing with a resin, and can be integrally formed as a housing having a metal pressure introducing cylinder therein. Can be simplified and the production is simplified.

【0018】また、前記ハウジングと一体に取付用のネ
ジ部を設けたものであり、このネジ部は樹脂成型により
同時に形成されるので例えば旋盤による切削加工が不要
となり加工費を低減することが出来る。
Further, a screw portion for mounting is provided integrally with the housing, and since this screw portion is formed at the same time by resin molding, cutting by a lathe, for example, becomes unnecessary, and the processing cost can be reduced. .

【0019】また、圧力導入筒とハウジングをインサー
ト成型した時にその接触部分である、前記ハウジングと
前記圧力導入筒との境界部にシール部材を介在させるこ
とにより気密性はさらに確実なものとなる。
Further, the airtightness is further ensured by interposing a seal member at the boundary between the housing and the pressure introducing cylinder, which is the contact portion between the pressure introducing cylinder and the housing when the housing is insert-molded.

【0020】また、圧力導入筒の前記ハウジングとの接
触部に凹凸部を設けることにより、この凹凸部によって
気密性及び強度が向上するが、更にこの凹凸部に加えて
境界部に前述したシール部材が設けられることにより更
なる気密性が確保できる。
Further, by providing an uneven portion at a contact portion of the pressure introducing cylinder with the housing, airtightness and strength are improved by the uneven portion. Is provided, further airtightness can be secured.

【0021】また、被測定媒体の流入する方向に対し、
圧力導入筒とハウジングとの境界部の端部を覆うように
圧力導入筒の入口側に前記圧力導入筒または前記ハウジ
ングから半径方向に突出する突出部を設けたことによ
り、被測定媒体が出来るだけこの圧力導入筒とハウジン
グとの境界部の端部に入り込まないようにこの突出部を
障壁として作用させるよう形成したものである。
Further, with respect to the flowing direction of the medium to be measured,
By providing a projection that projects radially from the pressure introducing cylinder or the housing at the inlet side of the pressure introducing cylinder so as to cover the end of the boundary between the pressure introducing cylinder and the housing, the medium to be measured is as small as possible. The protrusion is formed to act as a barrier so as not to enter the end of the boundary between the pressure introducing cylinder and the housing.

【0022】また、前記ハウジングと組み合わされてな
り、前記センサ素子からの検出信号を外部に供給するコ
ード若しくはコネクタを支持する引出部を設けた上部ハ
ウジングを合成樹脂により形成することにより、前記ハ
ウジングに加えてこの上部ハウジングも樹脂により形成
されることになり、圧力センサの更なる低コスト化及び
軽量化がはかれる。
Further, an upper housing provided with a drawer for supporting a cord or a connector for supplying a detection signal from the sensor element to the outside, which is combined with the housing, is formed of synthetic resin. In addition, this upper housing is also made of resin, so that the cost and weight of the pressure sensor can be further reduced.

【0023】[0023]

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。図1から図3は本発明の第1実施例を示すもの
である。本実施例における圧力センサは水やオイルやガ
ス等の被測定媒体の圧力を検出するものであり、下部に
取付用のネジ部1を有し金属製の圧力導入筒2をインサ
ート成型してなる樹脂製のハウジング3と、圧力導入筒
2の上端部に配設されるベース板4と、ベース板4上に
圧力を受ける状態で配設される半導体式のセンサ素子5
と、センサ素子5と電気的に接続されるプリント基板6
と、このプリント基板6に実装される増幅回路部7と、
プリント基板6の端部に設けられ外部に出力信号を供給
する端子8と、この端子8に接続されたコード9と、前
記コード9を支持する引出部10を設けた合成樹脂製の
上部ハウジング11とから構成されるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. The pressure sensor according to the present embodiment detects the pressure of a medium to be measured such as water, oil or gas, and is formed by insert-molding a metal pressure introducing cylinder 2 having a mounting screw portion 1 at a lower portion. A housing 3 made of resin, a base plate 4 disposed at an upper end of the pressure introducing cylinder 2, and a semiconductor sensor element 5 disposed on the base plate 4 under pressure.
And a printed circuit board 6 electrically connected to the sensor element 5
And an amplifier circuit section 7 mounted on the printed circuit board 6;
An upper housing 11 made of synthetic resin provided with a terminal 8 provided at an end of the printed circuit board 6 for supplying an output signal to the outside, a cord 9 connected to the terminal 8, and a drawer 10 supporting the cord 9. It is composed of

【0024】ハウジング3は、耐熱性及び耐クリープ性
の合成樹脂材料である例えばポリファニレンサルファイ
ド(PPS)からなり、金属製の圧力導入筒2を一体に
インサート成型するとともにセンサ素子5を収納する機
能をなすものである。ハウジング3内にインサート成型
された圧力導入筒2はその入口側を開口し、被測定媒体
の圧力を圧力導入孔12を介してセンサ素子5に伝達す
る役目をなす。ハウジング3の下部にはこのハウジング
3と一体に合成樹脂製のネジ部1が形成され、このネジ
部1により例えば車両のエンジンからなる測定部に直接
ねじ込まれて固定されるものである。
The housing 3 is made of, for example, polyphenylene sulfide (PPS), which is a heat-resistant and creep-resistant synthetic resin material. Function. The pressure introducing cylinder 2 insert-molded in the housing 3 is opened at the inlet side, and serves to transmit the pressure of the medium to be measured to the sensor element 5 through the pressure introducing hole 12. A screw portion 1 made of synthetic resin is formed integrally with the housing 3 at a lower portion of the housing 3, and the screw portion 1 is directly screwed and fixed to a measuring portion composed of, for example, an engine of a vehicle.

【0025】このようにハウジング3から一体にネジ部
1を形成して測定部に取付けられる場合にはインサート
成型された圧力導入筒2とハウジング3との接合部の気
密が心配されるが、本実施例あっては、図2に示すよう
にこのハウジング3と圧力導入筒2との境界部Bにシー
ル部材13を介在させている。このシール部材13は、
インサート成型後に真空注入でハウジング3と圧力導入
筒2との界面に液状の樹脂を注入し、その後洗浄するこ
とにより余分な部分に付着した樹脂を洗い流し、その後
界面に残った前記樹脂を熱硬化させるプラテクトシール
(商品名:日本ロックタイト社)技術により形成される
ものである。
When the screw portion 1 is formed integrally with the housing 3 and attached to the measuring portion in this way, there is a concern that the joint between the pressure-introduced cylinder 2 and the housing 3 formed by insert molding is airtight. In the embodiment, as shown in FIG. 2, a seal member 13 is interposed at a boundary portion B between the housing 3 and the pressure introducing cylinder 2. This seal member 13
After insert molding, a liquid resin is injected into the interface between the housing 3 and the pressure introducing cylinder 2 by vacuum injection, and then the resin adhered to an excess portion is washed out by washing, and then the resin remaining at the interface is thermally cured. It is formed by a protect seal (trade name: Loctite Japan).

【0026】こうすることにより、圧力導入筒2とハウ
ジング3との接合部の隙間に入り込むようにシール部材
13が形成され、気密が確実なものとなり測定圧力の信
頼性が向上する。
By doing so, the seal member 13 is formed so as to enter the gap between the joint between the pressure introducing cylinder 2 and the housing 3, and the airtightness is ensured, and the reliability of the measured pressure is improved.

【0027】また、本実施例ではこの圧力導入筒2のハ
ウジング3との接触部に凹凸部14を設けることによ
り、この凹凸部14にハウジング3となる樹脂が入り込
み気密性及び強度が向上することになる。また、更にこ
の凹凸部14に加えて境界部Bに前述したシール部材1
3が設けられることにより更なる気密性を確保できる。
Further, in this embodiment, by providing the uneven portion 14 at the contact portion of the pressure introducing cylinder 2 with the housing 3, the resin forming the housing 3 enters the uneven portion 14 to improve the airtightness and strength. become. Further, in addition to the concave and convex portions 14, the sealing member 1 described above at the boundary portion B
Further airtightness can be ensured by providing 3.

【0028】また、被測定媒体の流入する方向に対し、
圧力導入筒2とハウジング3との境界部Bの端部を覆う
ように、圧力導入筒2の入口側に圧力導入筒2から半径
方向に突出する突出部2Aを設けたことにより、被測定
媒体が出来るだけこの圧力導入筒2とハウジング3との
境界部Bの端部に入り込まないように突出部2Aを障壁
として作用させるよう形成したものである。
In the direction in which the medium to be measured flows,
The medium to be measured is provided by providing a protruding portion 2A that protrudes radially from the pressure introducing cylinder 2 on the inlet side of the pressure introducing cylinder 2 so as to cover an end of a boundary portion B between the pressure introducing cylinder 2 and the housing 3. The protrusion 2A is formed so as to act as a barrier so as not to enter the end of the boundary B between the pressure introducing cylinder 2 and the housing 3 as much as possible.

【0029】圧力導入筒2は、例えばステンレス鋼から
なる金属材料によって筒状に形成されるものであり、圧
力導入孔12の一端部を開放し圧力を導入する入口と
し、他端部にはベース板4を配設するための載置部15
を設けている。
The pressure introducing cylinder 2 is formed in a tubular shape by a metal material made of, for example, stainless steel. One end of the pressure introducing hole 12 is opened to serve as an inlet for introducing pressure, and the other end is provided with a base. Placement part 15 for disposing plate 4
Is provided.

【0030】ベース板4は、略円形部材からなり、セン
サ素子5の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有するコ
バール等の金属材料からなり、このベース板4には、圧
力導入筒2の載置部15に配設するためのフランジ部1
6と、圧力導入筒2の圧力導入孔12に嵌合し、圧力導
入筒2に対しベース板4の配設位置を決定するための突
出部17と、圧力導入孔12と連通してセンサ素子5に
圧力を伝えるための孔部18とが形成されている。
The base plate 4 is made of a substantially circular member and made of a metal material such as Kovar having a coefficient of thermal expansion close to the coefficient of thermal expansion of the sensor element 5. Flange 1 for disposing on mounting portion 15
6, a projection 17 which fits into the pressure introducing hole 12 of the pressure introducing cylinder 2 to determine the disposition position of the base plate 4 with respect to the pressure introducing cylinder 2, and a sensor element which communicates with the pressure introducing hole 12. 5 are formed with holes 18 for transmitting pressure.

【0031】ベース板4は、ベース板4のフランジ部1
6と圧力導入筒2の載置部15とを溶接することによっ
て、圧力導入筒2上に気密的に配設される。このベース
板4はセンサ素子5と圧力導入筒2との間に介在して両
者の熱膨張係数の違いによる変形量の違いを吸収する中
間部材としての役割をなしている。
The base plate 4 has a flange portion 1 of the base plate 4.
6 is welded to the mounting portion 15 of the pressure introducing cylinder 2 so as to be airtightly disposed on the pressure introducing cylinder 2. The base plate 4 is interposed between the sensor element 5 and the pressure introducing cylinder 2 and serves as an intermediate member for absorbing a difference in deformation due to a difference in thermal expansion coefficient between the two.

【0032】センサ素子5は、被測定媒体の圧力を電気
信号に変換するものであり、このセンサ素子5は、ガラ
ス台座上に、半導体歪みゲージが形成された薄肉のダイ
アフラムを陽極結合によって気密的に接合してなるもの
であり、前記ガラス台座には、前記圧力を前記ダイアフ
ラムに伝えるための孔部19が形成されている。また、
このセンサ素子5は、前記ガラス台座とベース板4との
対向面にメタライズ層が形成され、ベース板4の孔部1
8とセンサ素子5の孔部19とが連通するよう組み合わ
されてベース板4上に半田付けすることにより気密的に
載置される。
The sensor element 5 converts the pressure of the medium to be measured into an electric signal. The sensor element 5 is formed by sealing a thin diaphragm on which a semiconductor strain gauge is formed on a glass base by anodic bonding. The glass pedestal is formed with a hole 19 for transmitting the pressure to the diaphragm. Also,
The sensor element 5 has a metallized layer formed on a surface facing the glass pedestal and the base plate 4.
8 and the hole 19 of the sensor element 5 are combined so as to communicate with each other, and are mounted in an airtight manner by soldering on the base plate 4.

【0033】こうすることによって、圧力導入筒2は、
ベース板4と気密状態で取付けられるが、このベース板
4は、センサ素子5の熱膨張率と圧力導入筒2の熱膨張
率との中間の熱膨張率を持つ部材からなるので、例えば
圧力センサが使用環境によって大きな温度変化を受けた
場合においても、温度特性や出力特性が著しく変化する
ことを防止しつつ良好な圧力測定が可能となる。
By doing so, the pressure introducing cylinder 2 is
The base plate 4 is mounted in an airtight state. The base plate 4 is made of a member having a coefficient of thermal expansion intermediate between the coefficient of thermal expansion of the sensor element 5 and the coefficient of thermal expansion of the pressure introducing cylinder 2. However, even if the temperature is greatly changed depending on the use environment, it is possible to perform a good pressure measurement while preventing the temperature characteristics and the output characteristics from significantly changing.

【0034】この場合、ベース板4と圧力導入筒2とを
センサ素子5の熱膨張率と近い熱膨張率を持つ一体の金
属材料により形成することも考えられるが、センサ素子
5をベース板4に半田付けする際にベース板4がハウジ
ング3に形成された状態ではハウジング3を構成する合
成樹脂及びシール部材13が高温に耐えられず、また、
部品サイズが大きく大量生産に向かない理由から、本実
施例においては、圧力導入筒2をベース板4とは別体に
構成し、センサ素子5をベース板4に半田付けした後
に、ハウジング3にインサート成型されてなる圧力導入
筒2に対してこのベース板4を溶接して固定するように
している。そして少なくとも圧力導入筒2は、合成樹脂
材料ではなく金属製材料から構成される。
In this case, it is conceivable that the base plate 4 and the pressure introducing cylinder 2 are formed of an integral metal material having a coefficient of thermal expansion close to the coefficient of thermal expansion of the sensor element 5. When the base plate 4 is formed in the housing 3 at the time of soldering, the synthetic resin and the seal member 13 constituting the housing 3 cannot withstand high temperatures, and
In the present embodiment, the pressure introducing cylinder 2 is formed separately from the base plate 4, and the sensor element 5 is soldered to the base plate 4 before the housing 3 is mounted. The base plate 4 is fixed by welding to the pressure introducing cylinder 2 formed by insert molding. At least the pressure introducing cylinder 2 is made of a metal material, not a synthetic resin material.

【0035】プリント基板6は、図3に示すように、セ
ンサ素子4とワイヤボンディングにより電気的に接続さ
れるものであって、この実施例にあってはFPCにより
形成されている。このFPCからなるプリント基板6に
は、センサ素子5とワイヤボンディングされるセンサ接
続部20と、センサ素子5からの電気信号を増幅し所定
のノイズ除去処理を行なう増幅回路部7と、増幅回路部
7により増幅された電気信号を外部に供給するためのコ
ード9と接続するための端子8とを全て一枚のプリント
基板6上に備えている。このプリント基板6は、FPC
からなるので、センサ素子5及び増幅回路部7及び端子
8とを限られたスペース内で配線を自由に引き廻すこと
が出来るため圧力センサを構成するにあたって好適であ
る。
As shown in FIG. 3, the printed circuit board 6 is electrically connected to the sensor element 4 by wire bonding, and is formed by FPC in this embodiment. A printed circuit board 6 made of the FPC includes a sensor connection unit 20 that is wire-bonded to the sensor element 5, an amplifier circuit unit 7 that amplifies an electric signal from the sensor element 5 and performs predetermined noise removal processing, and an amplifier circuit unit. All the terminals 8 for connecting to a cord 9 for supplying the electric signal amplified by 7 to the outside are provided on one printed circuit board 6. This printed circuit board 6 is an FPC
Since the sensor element 5, the amplifier circuit section 7, and the terminal 8 can be freely routed in a limited space, it is suitable for forming a pressure sensor.

【0036】センサ接続部20にはプリント基板6の裏
面に受板21を貼りつけることによりFPCからなるプ
リント基板6を補強し、プリント基板6と受板21とを
連通する孔部22を設けることにより、この受板21と
ともにプリント基板6をベース板4上に載置した状態で
孔部22を介してセンサ素子5とのワイヤボンディング
が可能となるようにしている。
The sensor connecting portion 20 has a hole 22 for reinforcing the printed circuit board 6 made of FPC by attaching a receiving plate 21 to the back surface of the printed circuit board 6 and communicating the printed circuit board 6 with the receiving plate 21. Accordingly, wire bonding with the sensor element 5 via the hole 22 can be performed in a state where the printed board 6 is placed on the base plate 4 together with the receiving plate 21.

【0037】増幅回路部7は、センサ接続部20と端子
8との間に設けられ、FPCからなるプリント基板6の
一方側の面に補強板23を貼りつけるとともに他方側の
面にこの増幅回路部7を表面実装しプリント基板6と半
田付けされることにより電気的接続がなされている。こ
の増幅回路部7は補強板23をホルダ24により支持す
ることでハウジング3内に固定されるようになってい
る。
The amplifying circuit section 7 is provided between the sensor connection section 20 and the terminal 8 and has a reinforcing plate 23 attached to one surface of the printed circuit board 6 made of FPC and the amplifying circuit portion provided on the other surface. The part 7 is surface-mounted and soldered to the printed circuit board 6 for electrical connection. The amplification circuit section 7 is fixed in the housing 3 by supporting the reinforcing plate 23 with the holder 24.

【0038】端子8は、プリント基板6の端部に設けら
れており、センサ素子5により検出され増幅回路部7に
よって増幅された信号を外部に供給するコード9と半田
付けされるものである。
The terminal 8 is provided at an end of the printed circuit board 6, and is soldered to a cord 9 for supplying a signal detected by the sensor element 5 and amplified by the amplifier circuit section 7 to the outside.

【0039】このコード9は、ハウジング3と組み合わ
されてセンサ素子5やプリント基板6や増幅回路部7を
収納する上部ハウジング11の引出部10により、グロ
メット25を介して案内支持され、上部ハウジング11
の外部に導き出される。
The cord 9 is guided and supported through a grommet 25 by a drawer 10 of an upper housing 11 which accommodates the sensor element 5, the printed circuit board 6 and the amplifier circuit section 7 in combination with the housing 3.
It is led outside.

【0040】上部ハウジング11は、例えばポリブチレ
ンテレフタレート(PBT)からなる樹脂材料により形
成され、上部には凹部26が形成され、上部ハウジング
11の内部からこの凹部26に向けてコード9が引き出
されるようになっており、この凹部26に配設されるグ
ロメット25の上部からエポキシ樹脂を流入して硬化さ
せることでコード9を固定支持するとともにコード9の
付け根からゴミや水分が侵入することを防ぐようにして
いる。
The upper housing 11 is formed of, for example, a resin material made of polybutylene terephthalate (PBT). A concave portion 26 is formed in the upper portion, and the cord 9 is drawn out of the upper housing 11 toward the concave portion 26. The epoxy resin flows in from the upper part of the grommet 25 provided in the concave portion 26 and is hardened to fix and support the cord 9 and to prevent dust and moisture from entering from the base of the cord 9. I have to.

【0041】また、上部ハウジング11は、ハウジング
3と組み合わされた後、上部ハウジング11の下側端部
全周を内側に折り曲げるように熱加締めすることにより
ハウジング3と固定される。
After the upper housing 11 is combined with the housing 3, the upper housing 11 is fixed to the housing 3 by heat caulking so as to bend the entire periphery of the lower end of the upper housing 11 inward.

【0042】図4は、本発明の第2実施例を示すもので
あり、金属製の圧力導入筒2の入口を内方に位置させる
ようハウジング3にインサート成型したものである。こ
の場合ハウジング3の下部に圧力導入孔27を設け、こ
の圧力導入孔27を圧力導入筒2の圧力導入孔12に連
通させるように配置している。そして、圧力導入筒2と
ハウジング3の境界部Bにはシール部材13が設けられ
る。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, which is insert-molded in a housing 3 so that an inlet of a metal pressure introducing cylinder 2 is located inside. In this case, a pressure introducing hole 27 is provided at a lower portion of the housing 3, and the pressure introducing hole 27 is arranged so as to communicate with the pressure introducing hole 12 of the pressure introducing cylinder 2. A seal member 13 is provided at a boundary portion B between the pressure introducing cylinder 2 and the housing 3.

【0043】また、この第2実施例では、圧力導入孔2
7は圧力導入筒2の外径よりも半径方向(内方)に突出
させた突出部28としての機能を果たしており、被測定
媒体の流入する方向に対し、ハウジング3と圧力導入筒
2との境界部Bの端部を覆うよう構成している。
In the second embodiment, the pressure introducing holes 2
Reference numeral 7 functions as a protrusion 28 that protrudes in the radial direction (inward) from the outer diameter of the pressure introducing cylinder 2, and the housing 7 and the pressure introducing cylinder 2 move in the direction in which the medium to be measured flows. It is configured to cover the end of the boundary portion B.

【0044】図5は、本発明の第3実施例を示すもので
あり、金属製の圧力導入筒2から一体にネジ部29を形
成し、このネジ部29の上方にハウジング3を形成する
よう圧力導入筒2をインサート成型したものである。こ
の場合、圧力を受ける箇所に圧力導入筒2とハウジング
3の境界部が存在しないので、シール部材は不要とな
る。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which a screw portion 29 is integrally formed from a metal pressure introducing cylinder 2, and a housing 3 is formed above the screw portion 29. The pressure introducing cylinder 2 is formed by insert molding. In this case, since there is no boundary between the pressure introducing cylinder 2 and the housing 3 at a location where the pressure is received, the sealing member becomes unnecessary.

【0045】以上に示したように、本発明装置によれ
ば、一体化できるところは一体化して接合部を出来るだ
け少なくするとともに、圧力センサを構成する部品の材
料として積極的に合成樹脂を適用することにより、加工
費を低減できるとともに軽量化を図ることが出来る。
As described above, according to the apparatus of the present invention, the parts that can be integrated are integrated to reduce the number of joints as much as possible, and a synthetic resin is positively applied as a material of the components constituting the pressure sensor. By doing so, the processing cost can be reduced and the weight can be reduced.

【0046】また、本実施例では圧力センサの出力をコ
ード9により上部ハウジング11の引出部10から外部
に引き出すもののみを示したが、例えばコネクタピンを
上部ハウジング11の内部から突出させて設け、外部と
の接続をコネクタにより行なうように構成してもよい。
また、上述した実施例に示されるような上部ハウジング
11を設けずに、ハウジング3側に引出部を設け、引出
部の無い単純なカバー部材を上部ハウジングとして設
け、この上部ハウジングをハウジングと組合せて加締め
固定し圧力センサを構成してもよい。
Further, in this embodiment, only the output of the pressure sensor from the drawer 10 of the upper housing 11 to the outside by the cord 9 is shown, but for example, a connector pin is provided so as to protrude from the inside of the upper housing 11. The connection with the outside may be made by a connector.
Also, instead of providing the upper housing 11 as shown in the above-described embodiment, a drawer is provided on the housing 3 side, a simple cover member without a drawer is provided as the upper housing, and this upper housing is combined with the housing. The pressure sensor may be configured by caulking and fixing.

【0047】また、圧力導入筒2をハウジング3にイン
サート成型せずに、圧力導入筒2をハウジング3に単純
に挿入するものや、力を加えて圧入するものや、接着剤
を圧力導入筒2若しくはハウジング3側に塗布して圧力
導入筒2をハウジング3に挿入して固定するものであっ
てもよい。
Further, the pressure introducing cylinder 2 may be simply inserted into the housing 3 without insert molding the pressure introducing cylinder 2 into the housing 3, the pressure introducing cylinder 2 may be press-fitted by applying force, or an adhesive may be applied to the pressure introducing cylinder 2. Alternatively, the pressure introducing cylinder 2 may be applied to the housing 3 side and inserted into the housing 3 and fixed.

【0048】また、ハウジング3はセンサ素子5を収容
するべくカップ状のものでなくともよく平板状のものと
し、結果的に上部ハウジングと組み合わされることによ
りセンサ素子を収納可能に設けたものであってもよい。
The housing 3 is not limited to a cup-shaped one for accommodating the sensor element 5, but may be a flat plate-shaped one. As a result, the housing 3 is provided so as to be capable of accommodating the sensor element 5 by being combined with the upper housing. You may.

【0049】また、本実施例ではセンサ素子5と圧力導
入筒2との間にベース板4を介在させて接合させるもの
であるが、測定圧力が低く、また、使用時の温度変化が
小さい場合には、センサ素子5と圧力導入筒2とを直接
接合する構造を採用してもよい。
Further, in this embodiment, the base plate 4 is interposed between the sensor element 5 and the pressure introducing cylinder 2 for joining. However, when the measurement pressure is low and the temperature change during use is small. Alternatively, a structure in which the sensor element 5 and the pressure introducing cylinder 2 are directly joined may be adopted.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上本発明によれば、圧力センサの構成
部品を出来るだけ樹脂化し低コストで信頼性の高い圧力
センサを提供することができる。
According to the present invention, the components of the pressure sensor are made as resinous as possible, and a low-cost and highly reliable pressure sensor can be provided.

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

【図1】本発明の第1実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の要部を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例に適用されるプリント基板
を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a printed circuit board applied to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例の要部を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施例の要部を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a main part of a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ネジ部 2 圧力導入筒 2A,28 突出部 3 ハウジング 5 センサ素子 9 コード 10 引出部 11 上部ハウジング 12 圧力導入孔 13 シール部材 14 凹凸部 B 境界部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw part 2 Pressure introduction cylinder 2A, 28 Projection part 3 Housing 5 Sensor element 9 Code 10 Leader part 11 Upper housing 12 Pressure introduction hole 13 Seal member 14 Uneven part B Boundary part

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年8月27日(1999.8.2
7)
[Submission date] August 27, 1999 (1999.8.2
7)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0002[Correction target item name] 0002

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0002】[0002]

【従来の技術】液体や気体等からなる被測定媒体の圧力
を検出する圧力センサとしては、例えば特開平3−23
7332号公報に開示されるものがある。この圧力セン
サは、被測定媒体の圧力を導入する圧力導入孔を有する
金属製のステムと、このステムの内部に圧力導入孔と対
向するよう配設したセンサ素子と、このセンサ素子の周
囲に設けられ、前記センサ素子とワイヤボンディングに
よって電気的に接続されてなるプリント基板とを設けて
いる。このプリント基板にはセンサ素子によって検出さ
れた信号を増幅するための増幅回路が形成されており、
このプリント基板の上部には、前記センサ素子や回路基
板への外来ノイズを除去するための貫通コンデンサが設
けられていて、回路基板により増幅された検出信号がタ
ーミナルを介して外部に出力されるようになっている。 ─────────────────────────────────────────────────────
2. Description of the Related Art As a pressure sensor for detecting the pressure of a medium to be measured composed of a liquid, a gas or the like, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
There is one disclosed in US Pat . The pressure sensor has a metal stem having a pressure introduction hole for introducing the pressure of the medium to be measured, a sensor element disposed inside the stem so as to face the pressure introduction hole, and a pressure sensor provided around the sensor element. And a printed circuit board electrically connected to the sensor element by wire bonding. An amplification circuit for amplifying the signal detected by the sensor element is formed on this printed circuit board,
On the upper part of the printed circuit board, a feedthrough capacitor for removing external noise to the sensor element and the circuit board is provided, and a detection signal amplified by the circuit board is output to the outside via a terminal. It has become. ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年1月13日(2000.1.1
3)
[Submission date] January 13, 2000 (2000.1.1)
3)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】被測定媒体の圧力を導入
する圧力導入孔を有する金属製の圧力導入筒を設け、前
記圧力導入孔から導入される前記被測定媒体の圧力を受
ける状態で配設されるセンサ素子により前記被測定媒体
の圧力を検出する圧力センサであって、前記圧力導入筒
一体にインサート成型されるともに前記センサ素子を
収納する合成樹脂製のハウジングを設け、前記ハウジン
グと前記圧力導入筒との境界部に液状の樹脂を真空注入
して熱硬化させることにより前記ハウジングと前記圧力
導入筒との界面にシール部材を介在させたものである。
A metal pressure introducing cylinder having a pressure introducing hole for introducing the pressure of the medium to be measured is provided, and the metal pressure introducing cylinder is arranged under the pressure of the medium to be measured introduced from the pressure introducing hole. A pressure sensor for detecting the pressure of the medium to be measured by a sensor element provided, wherein the pressure introducing cylinder is insert-molded integrally and the sensor element is
A housing made of synthetic resin to be housed is provided, and the housing
Liquid resin is vacuum injected into the boundary between the
The housing and the pressure
The seal member is interposed at the interface with the introduction cylinder .

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0010】また、被測定媒体の圧力を導入する圧力導
入孔を有する金属製の圧力導入筒を設け、前記圧力導入
孔から導入される前記被測定媒体の圧力を受ける状態で
配設されるセンサ素子により前記被測定媒体の圧力を検
出する圧力センサであって、前記圧力導入筒が挿入また
一体にインサート成型されてなるとともに前記センサ
素子を収納する合成樹脂製のハウジングを設け、前記圧
力導入筒と前記ハウジングとの境界部の端部を覆うよう
に前記圧力導入筒の入口側に、前記圧力導入筒から半径
方向に突出する突出部を設けたことを特徴とするもので
ある。
In addition, a metal pressure introducing cylinder having a pressure introducing hole for introducing the pressure of the medium to be measured is provided, and the sensor is disposed in a state of receiving the pressure of the medium to be measured introduced from the pressure introducing hole. A pressure sensor for detecting the pressure of the medium to be measured by an element, wherein the pressure introducing cylinder is inserted or inserted.
Provided synthetic resin housing for housing the sensor element with formed by insert molding integrally, the pressure
To cover the end of the boundary between the force introduction cylinder and the housing
At the inlet side of the pressure introducing cylinder, a radius from the pressure introducing cylinder
A protruding portion that protrudes in the direction is provided .

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】削除[Correction method] Deleted

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】削除[Correction method] Deleted

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定媒体の圧力を導入する圧力導入孔
を有する金属製の圧力導入筒を設け、前記圧力導入孔か
ら導入される前記被測定媒体の圧力を受ける状態で配設
されるセンサ素子により前記被測定媒体の圧力を検出す
る圧力センサであって、前記圧力導入筒が挿入されてな
るとともに前記センサ素子を収納する合成樹脂製のハウ
ジングを設けたことを特徴とする圧力センサ。
1. A sensor provided with a metal pressure introducing cylinder having a pressure introducing hole for introducing the pressure of a medium to be measured, and disposed under a pressure of the medium to be measured introduced from the pressure introducing hole. A pressure sensor for detecting a pressure of the medium to be measured by an element, wherein a pressure sensor is provided, and a housing made of a synthetic resin for housing the sensor element is provided.
【請求項2】 被測定媒体の圧力を導入する圧力導入孔
を有する金属製の圧力導入筒を設け、前記圧力導入孔か
ら導入される前記被測定媒体の圧力を受ける状態で配設
されるセンサ素子により前記被測定媒体の圧力を検出す
る圧力センサであって、前記圧力導入筒を一体にインサ
ート成型するとともに前記センサ素子を収納する合成樹
脂製のハウジングを設けたことを特徴とする圧力セン
サ。
2. A sensor provided with a metal pressure introducing cylinder having a pressure introducing hole for introducing the pressure of a medium to be measured, and disposed in a state of receiving the pressure of the medium to be measured introduced from the pressure introducing hole. A pressure sensor for detecting the pressure of the medium to be measured by an element, wherein the pressure introduction cylinder is integrally insert-molded and a housing made of a synthetic resin for accommodating the sensor element is provided.
【請求項3】 前記ハウジングと一体に測定部への取付
用のネジ部を設けた請求項1または請求項2記載の圧力
センサ。
3. The pressure sensor according to claim 1, wherein a screw portion for attaching to the measuring portion is provided integrally with the housing.
【請求項4】 前記ハウジングと前記圧力導入筒との境
界部にシール部材を介在させた請求項1から請求項3の
いずれか1項に記載の圧力センサ。
4. The pressure sensor according to claim 1, wherein a seal member is interposed at a boundary between the housing and the pressure introducing cylinder.
【請求項5】 前記圧力導入筒の前記ハウジングとの接
触部に凹凸部を設けた請求項1から請求項4のいずれか
1項に記載の圧力センサ。
5. The pressure sensor according to claim 1, wherein an uneven portion is provided at a contact portion of the pressure introducing cylinder with the housing.
【請求項6】 前記圧力導入筒と前記ハウジングとの境
界部の端部を覆うように前記圧力導入筒の入口側に、前
記圧力導入筒または前記ハウジングから半径方向に突出
する突出部を設けた請求項1から請求項5記載の圧力セ
ンサ。
6. A projection protruding radially from the pressure introducing cylinder or the housing at an inlet side of the pressure introducing cylinder so as to cover an end of a boundary between the pressure introducing cylinder and the housing. The pressure sensor according to claim 1.
【請求項7】 前記ハウジングと組み合わされてなる上
部ハウジングを合成樹脂により形成した請求項1記載の
圧力センサ。
7. The pressure sensor according to claim 1, wherein an upper housing combined with the housing is formed of a synthetic resin.
【請求項8】 前記上部ハウジングには、前記センサ素
子からの検出信号を外部に供給するコード若しくはコネ
クタを支持する引出部を設けた請求項7記載の圧力セン
サ。
8. The pressure sensor according to claim 7, wherein the upper housing is provided with a drawer for supporting a cord or a connector for supplying a detection signal from the sensor element to the outside.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7312406B2 (en) 2002-09-09 2007-12-25 Denso Corporation Sensor having metallic housing and resin connector, and method of manufacturing the same
JP2009294207A (en) * 2008-06-02 2009-12-17 Sensata Technologies Inc Pressure sensor apparatus

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