JP2004279331A

JP2004279331A - Dynamic quantity sensor element and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP2004279331A
Application number: JP2003073954A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Asai; 満浅井; Hiroaki Makino; 浩明牧野; Takahiko Honma; 隆彦本間
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dynamic quantity sensor element which is simple and small, and which is capable of measuring moment. <P>SOLUTION: A base part 10 is composed of insulating ceramics having electric insulation properties. A plurality of independent sensing parts 2 are erected from the base part 10. Each sensing part 2 comprises a pressure-sensitive body 3, composed of a plurality of ceramics where the sensor material having a pressure-resistive effect or magnetoresistive effect is dispersed in the matrix of ceramics having electric insulation property, while the pressure-sensitive body 3 is integrally sintered with the base part 10. Each sensing part 2 comprises a pressure-receiving body 4, which is arranged on a pressure receiving surface 35 of the pressure-sensitive body 3 and is composed of an insulating ceramics having electric insulation property. The pressure receiving body 4 is preferably integrally sintered with the pressure-sensitive body 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，シンプルで小型の構造を有し，荷重もしくはモーメント測定可能な力学量センサ素子に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来，荷重あるいはモーメントを測定するセンサとしては，金属歪みゲージを用いるのが一般的である。また，荷重測定とモーメント測定の両方を行うことができるセンサを構成する場合も，複数の金属歪みゲージを組み合わせることが行われている（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１２６６４号公報
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の金属歪みゲージを組み合わせたセンサは，金属歪みゲージを配設する起歪部を設けることが必要であり，構造が非常に複雑となる。また，センサ全体の大きさも大きくなってしまい，適用用途が限定されてしまうという不具合もある。
【０００５】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，シンプルで小型の構造を有し，荷重もしくはモーメント測定可能な力学量センサ素子を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
第１の発明は，電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる基体部と，該基体部から立設した複数の独立したセンシング部を有してなり，
上記各センシング部は，電気絶縁性を有するセラミックスよりなる母材中に圧力抵抗効果もしくは磁気抵抗効果を有するセンサ材料が分散してなる複合セラミックスよりなる感圧体を有してなり，かつ，該感圧体は上記基体部と一体的に焼結されていることを特徴とする力学量センサ素子にある（請求項１）。
【０００７】
本発明の力学量センサ素子は，上記のごとく，上記基体部から立設した複数の独立したセンシング部を有している。そのため，この複数のセンシング部から独立した測定信号を得ることにより，単なる荷重測定はもとより，モーメントの測定も容易に行うことができる。
【０００８】
また，上記力学量センサ素子では，上記センシング部を構成する上記感圧体が上記基体部と一体焼結されている。そのため，上記力学量センサ素子は，従来の歪みゲージを用いた場合のような複数の起歪部を有する部材と複数の歪みゲージを組み合わせるというような複雑な構造をとる必要がなく，非常にシンプルで小型の構造となる。また，上記一体化を焼結により行っており，接着剤等を一切使っていないので，寸法の安定性を非常に高めることができる。
また，上記感圧体そのものが，上記のごとく複合セラミックスよりなり，剛性が高く，構造体の役割をも果たす。そのため，より一層寸法安定性に優れ，測定精度の優れたものとすることができる。
【０００９】
第２の発明は，電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる基体部となる第１層と，電気絶縁性を有するセラミックスよりなる母材中に圧力抵抗効果もしくは磁気抵抗効果を有するセンサ材料が分散してなる複合セラミックスよりなる感圧体となる第２層とを積層して積層体を形成する積層工程と，
上記積層体を加熱することにより，上記基体部と上記感圧体とが一体的に焼結された焼結積層体を得る焼結工程と，
上記焼結積層体における上記感圧体を設けた面の少なくとも一部を，少なくとも上記感圧体の厚み以上に切削又は研削することにより，上記感圧体を複数の孤立した領域に分断して複数の独立したセンシング部を形成すると共に，該センシング部の高さを他の部分よりも高くするセンシング部形成工程とを有することを特徴とする力学量センサ素子の製造方法にある（請求項９）。
【００１０】
本発明の製造方法では，上記のごとく，まず，積層工程及び焼結工程を実施して，上記基体部と上記感圧体とが一体的に焼結された焼結積層体を作製する。そしてその後に，上記焼結積層体に切削又は研削を施す上記センシング部形成工程を行う。これによって，上記基体部と感圧体との一体的な強固な結合関係を維持したまま，上記複数の独立したセンシング部を形成することができる。
【００１１】
また，上記センシング部形成工程は，切削又は研削によって行い，他の部材を組み付ける必要は全くない。そのため，複数の部品を組み付ける場合のような組み付け精度を考慮する必要がなく，一体化された一個の部品を加工する加工精度を向上するだけで，寸法精度を制御することができる。それ故，比較的容易に寸法精度の向上を図ることができる。
【００１２】
また，得られた力学量センサ素子は，上記基体部から立設した複数の独立したセンシング部を有する構造となるので，単なる荷重測定はもとより，モーメントの測定も容易に行うことができる。さらに，従来の歪みゲージを用いた場合よりも，シンプルで小型の構造となり，かつ，上記の寸法精度の向上によって測定精度にも優れたものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記第１の発明においては，上記各センシング部は，上記感圧体の受圧面に配設された電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる受圧体を有してなり，該受圧体は上記感圧体と一体的に焼結されていることが好ましい（請求項２）。この場合には，上記感圧体を上記基体部と上記受圧体との間において保護することができ，感圧体の健全性を長期間維持することができる。また，複数のセンシング部における感圧体の厚みを変更することなく，上記受圧体又は上記基体部の厚みを調整することによって上記センシング部の高さ寸法等を調整することができるので，容易に寸法精度の調整を行うことができる。
【００１４】
また，上記基体部は，平板上の本体部と，該本体部から突出した複数の土台部とを有し，該土台部上にそれぞれ上記センシング部を設けてなることが好ましい（請求項３）。この場合には，後述する製造方法を用いて一体的に焼結した焼結積層体を切削又は研削して複数のセンシング部を形成する場合に，各センシング部の独立化を容易に行うことができる。
【００１５】
また，上記センシング部を設けていない上記基体部の表面から上記センシング部の先端部までの高さをＨ（ｍｍ），上記センシング部の先端面の面積をＳ（ｍｍ^２）とした場合，Ｓ／Ｈが０．４〜４０の範囲内にあることが好ましい（請求項４）。上記Ｓ／Ｈを上記範囲に制限することによって，センサ特性のヒステリシスを小さくすることができる。一方，Ｓ／Ｈが０．４未満の場合及び４０を超える場合には，ヒステリシス，非直線性が大きくなり，センシング精度が低下するという問題がある。
【００１６】
また，上記基体部は略多角形状を呈しており，該多角形の頂角部近傍にそれぞれ上記センシング部を設けてあることが好ましい（請求項５）。この場合には，複数のセンシング部の位置決めを容易に行うことができる。また，製造も容易となる。
【００１７】
上記多角形としては，四角形が好ましく，特に正方形が最も好ましい。四角形の場合には，４つの角にそれぞれセンシング部を設けることができ，モーメント測定が容易となる。さらに，正方形の場合には，その角部の配置が左右前後において同一寸法であるので，方向性をあまり考慮することなく用いることができ，その適用範囲を拡大することができる。
【００１８】
また，上記感圧体に含有される上記センサ材料は，（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３よりなることが好ましい（請求項６）。この（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３は，圧力抵抗変化率が大きく，略平坦な温度抵抗変化率を有する感圧体を構成することができる。ここで，上記（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３の具体的な組成としては，例えば，Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＭｎＯ_３，（ここに０＜ｘ≦０．５）であることが好ましい。上記ｘの値が０の場合あるいは０．５を超えた場合には，圧力抵抗効果を発現しない，もしくは発現したとしても十分な値でないか，あるいは補正し難い大きな温度抵抗変化率を有するものとなるおそれがある。
【００１９】
また，上記基体部を構成する絶縁セラミックス及び上記感圧体の上記母材を構成する絶縁セラミックスは，いずれもジルコニアよりなることが好ましい（請求項７）。ジルコニアは，強度特性に優れ，上記力学量センサ素子全体を高強度のものとすることができる。なお，上記ジルコニアは，単なるＺｒＯ_２に限らず，３Ｙ−ＺｒＯ_２，あるいは１２Ｃｅ−ＺｒＯ_２等の組成のものも含む概念である。また，上記受圧体を構成する絶縁セラミックスも，上記と同様にはジルコニアよりなることが好ましい（請求項８）。
【００２０】
なお，上記基体部及び上記受圧体においては，十分な電気絶縁性を維持できる範囲において，上記ジルコニアに，上記感圧体に含有されるセラミック材料を含有させることが好ましい。この場合には，上記基体部及び受圧体と，上記感圧体との間における焼結時の熱収縮差を低減することができ，両者の接合性を向上させることができる。
【００２１】
次に，上記第２の発明においては，上記積層工程では，上記第１層と上記第２層と，上記感圧体の受圧面に配設される電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる受圧体となる第３層とを積層して積層体を形成し，上記焼結工程では，上記基体部と上記感圧体と上記受圧体とが一体的に焼結された焼結積層体を得，上記センシング部形成工程では，上記焼結積層体における上記受圧体及び上記感圧体を設けた面の少なくとも一部を，少なくとも上記受圧体及び上記感圧体の合計厚み以上に切削又は研削することにより，上記受圧体及び上記感圧体を複数の孤立した領域に分断して複数の独立したセンシング部を形成することが好ましい（請求項１０）。
【００２２】
この場合には，上記積層工程において，上記第１層と第２層だけでなく第３層をも積層し，上記焼結工程を施すことによって，上記基体部と感圧体と受圧体という３層が積層された焼結積層体を得る。そして，上記センシング部形成工程では，上記受圧体と上記感圧体とを切削又は研削することにより，上記基体部上に，感圧体と受圧体とが一体的に積層されてなる上記センシング部を独立して複数形成する。これにより，上記センシング部の先端に上記受圧体を備えた力学量センサ素子を容易に作製することができる。
【００２３】
なお，上記積層工程における第１層，第２層および第３層を形成するには，セラミックスのグリーンシートを形成する様々な方法を適用することができ，例えば，金型プレス成形法，ドクターブレード法，押出成形法，印刷法（スクリーン印刷，転写）等を適用することができる。
【００２４】
【実施例】
実施例１
本発明の実施例に係る力学量センサ素子及びその製造方法につき，図１〜図４を用いて説明する。
本例の力学量センサ素子１は，図３（ａ）（ｂ）に示すごとく，電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる基体部１０と，該基体部１０から立設した複数の独立したセンシング部２を有してなる。
【００２５】
上記各センシング部２は，図４に示すごとく，電気絶縁性を有するセラミックスよりなる母材３０中に圧力抵抗効果もしくは磁気抵抗効果を有するセンサ材料３１が分散してなる複合セラミックスよりなる感圧体３を有してなり，かつ，図３（ｂ）に示すごとく，感圧体３は基体部１０と一体的に焼結されている。
さらに，各センシング部２は，上記感圧体３の受圧面３５に配設された電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる受圧体４を有してなる。受圧体４は上記感圧体３と一体的に焼結されている。
以下，これを詳説する。
【００２６】
本例の力学量センサ素子１における上記基体部１０は，図３に示すごとく，平板上の本体部１１と，本体部１１から突出した４つの土台部１２とを有し，該土台部１２上にそれぞれセンシング部２を設けてある。より具体的には，上記基体部１０は，一辺ａが１５ｍｍの正方形状の外形を有する平板状の本体部１１と，その一方の面の四隅の角部においてその面から突出するように設けた四角形の４つの土台部１２を設けてある。
【００２７】
各土台部１２には，上記のごとくそれぞれセンシング部２を配設してある。各センシング部２は，上記土台部１２上に配設された四角柱状の感圧体３と，感圧体３の受圧面３５上に配設された四角柱状の受圧体４とを有している。このセンシング部２の高さＨ，即ち，センシング部２を設けていない基体部１０の本体部１１の表面からセンシング部２の先端部（受圧体４の受圧面４５）までの高さＨは１ｍｍとした。
【００２８】
また，本例では，センシング部２の先端面（受圧面４５）の面積Ｓが１ｍｍ^２となるようにした。なお，本例では，センシング部２の起立方向と直交する方向の断面積はいずれの位置でも一定となるようにしたので，先端面に限らず，どの位置の断面積も上記Ｓと同じである。
このような寸法関係にしたので，本例では，Ｓ／Ｈが１である。
また，本例では，上記各感圧体３の厚みｔは全て０．３ｍｍとし，その側面に一対の取り出し電極としての銀ペーストを焼き付けして配設してある（図示略）。
【００２９】
また，上記基体部１０及び上記受圧体４を構成する絶縁セラミックスとしては，いずれもジルコニアを用いた。ただし，本例では，後述する製造方法でも示すごとく，基体部１０及び受圧体４は，ジルコニア中に，センサ材料であるＬａ_０．７５Ｓｒ_０．２５ＭｎＯ_３を，全体の１５重量％分だけ分散させたものを用いた。これは，焼結時における感圧体３と熱収縮の差を縮めて接合性を高めるためである。
【００３０】
また，感圧体３としては，そのセラミック母材としてジルコニアを用い，これに分散させるセンサ材料としては，（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３，具体的には，Ｌａ_０．７５Ｓｒ_０．２５ＭｎＯ_３を用いた。また，Ｌａ_０．７５Ｓｒ_０．２５ＭｎＯ_３の含有量は，全体の２６重量％となるようにしてある。
【００３１】
次に，上記構成の力学量センサ素子１の製造方法につき説明する。
まず，図１に示すごとく，基体部１０となる第１層１０１と，感圧体３となる第２層１０２と，受圧体４となる第３層１０３とを積層して積層体１００を形成する積層工程を行う。具体的な手法としては，本例では金型プレス成形法を採用した。
【００３２】
上記第１層１０１の原料としては，ジルコニアを８５重量％とＬａ_０．７５Ｓｒ_０．２５ＭｎＯ_３を１５重量％含むスラリーを調整し，これをスプレードライ法によって乾燥して粒径５０〜１００μｍ程度の造粒粉を予め得ておく。この造粒粉を四角柱状のキャビティを有する金型に充填すると共に，加圧用のポンチを上記キャビティに挿入して所定のプレス圧の２５％の圧力でプレスすることにより，まず上記第１層１０１を圧粉成形する。
【００３３】
次に，上記第２層１０２の原料としては，ジルコニアを７４重量％とＬａ_０．７５Ｓｒ_０．２５ＭｎＯ_３を２６重量％含むスラリーを調整し，これをスプレードライ法によって乾燥して粒径５０〜１００μｍ程度の造粒粉を予め得ておく。この造粒粉を，上記金型のキャビティ内に残っている第１層１０１の上に充填して，再び所定のプレス圧の２５％の圧力でプレスすることにより，第２層１０２を圧粉成形する。
【００３４】
次に，上記第３層１０３の原料としては上記第１層１０１の原料と同じ造粒粉を用い，これを上記金型のキャビティ内に残っている第２層１０２の上に充填して，今度は所定のプレス圧，つまり前回までのプレスの４倍の圧力でプレスすることにより，第３層１０３を圧粉成形する。これにより，図２に示すごとく，第１層１０１，第２層１０２，第３層１０３が積層された積層体１００が形成される（積層体形成工程）。次に，上記積層体１００にはＣＩＰ（静水圧プレス）成形を施し，さらに緻密な積層体とする。
【００３５】
次に，上記積層体１００を酸素雰囲気炉内において加熱して焼成する（焼成工程）。これにより，図２に示すごとく，上記第１層１０１よりなる基体部１０と，上記第２層１０２よりなる感圧体３と，上記第３層よりなる受圧体４とが一体的に焼結された焼結積層体１５０を得る。
【００３６】
次に，図３に示すごとく，焼結積層体１５０における受圧体４を設けた面の少なくとも一部を，少なくとも受圧体４及び感圧体３の厚み以上に研削する（センシング部形成工程）。これにより，受圧体４及び感圧体３を４つの孤立した領域に分断して４つの独立したセンシング部２を形成すると共に，該センシング部２の高さを他の部分（基体部１０の本体部１１）よりも高くする。
最後に，各センシング部２の一対の対向する側面に，取り出し電極としての銀ペーストを焼き付ける（図示略）。これにより，上記構造の力学量センサ素子１が得られる。
なお，本例では，力学量センサ素子１を固定するためのボルト等を貫通させる貫通穴１９を基体部１０の中央部に設けた。
【００３７】
本例の力学量センサ素子１は，上記のごとく，基体部１０から立設した４つの独立したセンシング部２を有している。そのため，この４つのセンシング部２から独立した測定信号を得ることにより，単なる荷重測定はもとより，モーメントの測定も容易に行うことができる。
【００３８】
また，力学量センサ素子１においては，センシング部２を構成する感圧体３が基体部１０及び受圧体４と焼結され一体化されている。そのため，力学量センサ素子１は，従来の歪みゲージを用いた場合のような複雑な構造をとる必要がなく，非常にシンプルで小型の構造となる。
【００３９】
また，上記一体化を焼結により行っており，接着剤等を一切使っていないので，寸法の安定性を非常に高めることができる。
また，上記感圧体そのものが，上記のごとく複合セラミックスよりなり，剛性が高く，構造体の役割をも果たす。そのため，より一層寸法安定性に優れ，測定精度の優れたものとすることができる。
【００４０】
また，本例の製造方法においては，上記のごとく焼結積層体１５０を研削することによって，上記センシング部２の形成を行う。そのため，基体部１０と感圧体３と受圧体４との一体的な強固な結合関係を維持したまま，上記４つの独立したセンシング部２を形成することができる。そして，他の部材を組み付ける必要が全くないので，複数の部品を組み付ける場合のような組み付け精度を考慮する必要がなく，一体化された一個の部品を加工する加工精度を向上するだけで，寸法精度を制御することができる。それ故，比較的容易に寸法精度の向上を図ることができる。
【００４１】
なお，本例では，上記基体部１０及び受圧体４には１５重量％のＬａ_０．７５Ｓｒ_０．２５ＭｎＯ_３を混合させたが，この量は１０〜１５重量％の範囲で変更することができる。また，上記感圧体３におけるＬａ_０．７５Ｓｒ_０．２５ＭｎＯ_３の含有量は２６重量％としたが，この量は２１〜３０重量％の範囲で変更することができる。
【００４２】
実施例２
本例は，実施例１における積層体形成工程の具体的方法を変更した例である。即ち，本例では，上記第１層１０１，第２層１０２，第３層１０３の原料としては，実施例１と同様の造形粉を用いた。これらの造形粉にそれぞれ有機バインダを混合し，シート成形装置によって数百μｍ厚みのセラミックグリーンシートを成形し，これらを第１層１０１，第２層１０２，第３層１０３とした。
【００４３】
そして，第１層１０１，第２層１０２，第３層１０３を積層し，ホットプレスで圧着することによって，積層体１００を得た。
その後の焼成工程及びセンシング部形成工程は実施例１と同様である。
本例の場合にも，実施例１と同様の優れた力学量センサ素子を得ることができる。
【００４４】
実施例３
本例も，実施例１における積層体形成工程の具体的方法を変更した例である。
即ち，本例では，上記第１層１０１，第２層１０２，第３層１０３の原料としては，実施例１と同様の造形粉を用いた。そして，上記第１層１０１及び第３層１０３としては，圧粉成形したものを焼結させて焼結板を作製してこれを用いた。また，上記第２層１０２としては，実施例１と同様の造形粉に有機バインダを混合してスクリーン印刷できるようなペーストを作製し，これを上記第１層１０１条にスクリーン印刷することにより形成した。
【００４５】
次に，第２層１０２の上面に上記焼結板として作製しておいた第３層１０３を積層し，３層構造の積層体１００を得る。
次に，電気炉で積層体１００全体を加熱して焼成することにより，焼結積層体１５０を得た。
その後の焼成工程及びセンシング部形成工程は実施例１と同様である。
本例の場合にも，実施例１と同様の優れた力学量センサ素子を得ることができる。
【００４６】
実施例４
本例は，図５〜図７に示すごとく，実施例１の力学量センサ素子１を使用する際の具体的態様の一例を示す例である。
図５〜図７に示すごとく，本例では，固定部５２と可動部５１という２枚のプレートにより，力学量センサ素子１を挟持したユニットを構成した。力学量センサ素子１は，その中央の貫通穴１９にボルト等の固定具（図示略）を通して固定部５２に強固に固定する。一方，可動部５１には，図６，図７に示すごとく，力学量センサ素子１の全てのセンシング部２の先端面（受圧体４の受圧面４５）を密着させる。
【００４７】
このようなユニット構成を取ることにより，上記固定部５２及び可動部５１を，所望の測定位置に挟み込むように配置することが容易にできる。そして，これにより，可動部５１に伝達される荷重及びモーメントを力学量センサ素子１の４つのセンシング部２によって正確に測定することができる。
【００４８】
なお，上記固定部５２及び可動部５１を用いる例は一つの例であり，平坦な挟持面を有する被測定物であれば，上記力学量センサ素子１を直接的に配設することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，積層体を構成する各層（第１層，第２層，第３層）を展開した説明図。
【図２】実施例１における，積層体（焼結積層体）を側面から見た説明図。
【図３】実施例１における力学量センサ素子の，（ａ）平面図，（ｂ）側面図。
【図４】実施例１における，感圧体の構成を示す説明図。
【図５】実施例４における，力学量センサ素子を固定部及び可動部の間に挟持したユニットの可動部を外した展開説明図。
【図６】実施例４における，力学量センサ素子を固定部及び可動部の間に挟持したユニットを可動部の上面から見た説明図。
【図７】実施例４における，力学量センサ素子を固定部及び可動部の間に挟持したユニットを側面から見た説明図。
【符号の説明】
１．．．力学量センサ素子，
１０．．．基体部，
１００．．．積層体，
１０１．．．第１層，
１０２．．．第２層，
１０３．．．第３層，
１５０．．．焼結積層体，
２．．．センシング部，
３．．．感圧体，
４．．．受圧体，[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a dynamic quantity sensor element having a simple and small structure and capable of measuring a load or a moment.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a metal strain gauge is generally used as a sensor for measuring a load or a moment. Also, when a sensor capable of performing both load measurement and moment measurement is configured, a combination of a plurality of metal strain gauges is used (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-12664
[Problem to be solved]
However, a sensor combining the above-described conventional metal strain gauges requires the provision of a strain-generating portion in which the metal strain gauges are provided, and the structure becomes very complicated. In addition, there is a problem that the size of the entire sensor is increased, and the application is limited.
[0005]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to provide a mechanical quantity sensor element having a simple and small structure and capable of measuring a load or a moment.
[0006]
[Means for solving the problem]
A first aspect of the present invention includes a base portion made of insulating ceramics having electrical insulation, and a plurality of independent sensing portions standing upright from the base portion.
Each of the sensing sections has a pressure-sensitive body made of a composite ceramic in which a sensor material having a pressure resistance effect or a magnetoresistance effect is dispersed in a base material made of an electrically insulating ceramic, and A pressure-sensitive body is provided in the physical quantity sensor element, wherein the pressure-sensitive body is sintered integrally with the base portion.
[0007]
As described above, the physical quantity sensor element according to the present invention has a plurality of independent sensing units erected from the base unit. Therefore, by obtaining independent measurement signals from the plurality of sensing units, not only simple load measurement but also moment measurement can be easily performed.
[0008]
In the physical quantity sensor element, the pressure-sensitive body constituting the sensing section is integrally sintered with the base section. Therefore, the above-mentioned physical quantity sensor element does not need to take a complicated structure such as combining a member having a plurality of strain generating parts and a plurality of strain gauges as in the case of using a conventional strain gauge, and is very simple. And a compact structure. Further, since the above integration is performed by sintering and no adhesive or the like is used, dimensional stability can be greatly enhanced.
Further, the pressure-sensitive body itself is made of a composite ceramic as described above, has high rigidity, and also plays a role of a structure. Therefore, the dimensional stability can be further improved and the measurement accuracy can be improved.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, a first layer serving as a base portion made of an insulating ceramic having electrical insulation and a sensor material having a pressure resistance effect or a magnetoresistance effect are dispersed in a base material made of ceramic having electrical insulation. A laminating step of laminating a second layer serving as a pressure-sensitive body made of a composite ceramic to form a laminate;
A sintering step of obtaining a sintered laminate in which the base portion and the pressure-sensitive body are integrally sintered by heating the laminate;
By cutting or grinding at least a part of the surface of the sintered laminate on which the pressure-sensitive body is provided to at least the thickness of the pressure-sensitive body, the pressure-sensitive body is divided into a plurality of isolated regions. A method of manufacturing a physical quantity sensor element, comprising: forming a plurality of independent sensing units; and forming a sensing unit that makes the height of the sensing unit higher than other portions. ).
[0010]
In the manufacturing method of the present invention, as described above, first, the laminating step and the sintering step are performed to produce a sintered laminate in which the base portion and the pressure-sensitive body are integrally sintered. After that, the sensing part forming step of cutting or grinding the sintered laminate is performed. Thus, the plurality of independent sensing units can be formed while maintaining the integral strong connection between the base unit and the pressure-sensitive body.
[0011]
Further, the sensing part forming step is performed by cutting or grinding, and there is no need to assemble other members at all. For this reason, there is no need to consider the assembly accuracy as in the case of assembling a plurality of components, and it is possible to control the dimensional accuracy only by improving the processing accuracy for processing one integrated component. Therefore, the dimensional accuracy can be relatively easily improved.
[0012]
Further, since the obtained mechanical quantity sensor element has a structure having a plurality of independent sensing portions erected from the base portion, it is possible to easily measure not only load but also moment. Furthermore, the structure becomes simpler and smaller than the case where a conventional strain gauge is used, and the measurement accuracy is improved due to the improvement of the dimensional accuracy described above.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the first aspect, each of the sensing units includes a pressure receiving member made of an insulating ceramic having electrical insulation provided on a pressure receiving surface of the pressure sensing member. Preferably, it is sintered integrally with the body (claim 2). In this case, the pressure-sensitive body can be protected between the base portion and the pressure-receiving body, and the soundness of the pressure-sensitive body can be maintained for a long time. In addition, since the thickness of the pressure receiving body or the base body can be adjusted without changing the thickness of the pressure sensitive body in the plurality of sensing units, the height dimension and the like of the sensing unit can be easily adjusted. The dimensional accuracy can be adjusted.
[0014]
Further, it is preferable that the base has a main body on a flat plate and a plurality of bases protruding from the main body, and the sensing part is provided on each of the bases. . In this case, when a plurality of sensing units are formed by cutting or grinding a sintered laminate integrally sintered by using a manufacturing method described later, it is easy to make each sensing unit independent. it can.
[0015]
When the height from the surface of the base portion where the sensing portion is not provided to the tip of the sensing portion is H (mm), and the area of the tip surface of the sensing portion is S (mm ² ), / H is preferably in the range of 0.4 to 40 (claim 4). By limiting the S / H to the above range, the hysteresis of the sensor characteristics can be reduced. On the other hand, when the S / H is less than 0.4 or more than 40, there is a problem that the hysteresis and the non-linearity increase, and the sensing accuracy decreases.
[0016]
Preferably, the base portion has a substantially polygonal shape, and the sensing portions are provided in the vicinity of the apex of the polygon (claim 5). In this case, the plurality of sensing units can be easily positioned. In addition, the production becomes easy.
[0017]
The polygon is preferably a quadrangle, and most preferably a square. In the case of a quadrangle, a sensing section can be provided at each of the four corners, which facilitates moment measurement. Further, in the case of a square, since the arrangement of the corners is the same in the left, right, front and rear directions, it can be used without much consideration of the directionality, and the applicable range can be expanded.
[0018]
Further, it is preferable that the sensor material contained in the pressure-sensitive body is made of (La, Sr) MnO ₃ (claim 6). This (La, Sr) MnO ₃ has a large rate of change in pressure resistance and can constitute a pressure sensitive body having a substantially flat rate of change in temperature resistance. Here, the specific composition of (La, Sr) MnO ₃ is preferably, for example, La _1−x Sr _x MnO ₃ (where 0 <x ≦ 0.5). If the value of x is 0 or exceeds 0.5, the pressure resistance effect does not appear, or if it does, it is not a sufficient value or has a large temperature resistance change rate that is difficult to correct. Could be.
[0019]
It is preferable that both the insulating ceramics forming the base portion and the insulating ceramics forming the base material of the pressure-sensitive body are made of zirconia. Zirconia has excellent strength characteristics, and can make the entire physical quantity sensor element high in strength. Note that the zirconia is not limited to mere ZrO ₂ , but is a concept including a composition such as 3Y-ZrO ₂ or 12Ce-ZrO ₂ . Further, it is preferable that the insulating ceramics constituting the pressure receiving member is also made of zirconia in the same manner as described above.
[0020]
In addition, it is preferable that the zirconia contains the ceramic material contained in the pressure-sensitive body as long as sufficient electrical insulation can be maintained in the base portion and the pressure-receiving body. In this case, the difference in thermal shrinkage during sintering between the base member and the pressure-receiving body and the pressure-sensitive body can be reduced, and the bondability between the two can be improved.
[0021]
Next, in the second aspect of the present invention, in the laminating step, the first layer, the second layer, and the pressure-receiving body made of an electrically insulating insulating ceramic disposed on the pressure-receiving surface of the pressure-sensitive body. And forming a laminate by laminating the third layer, and in the sintering step, a sintered laminate in which the base, the pressure-sensitive body, and the pressure-receiving body are integrally sintered is obtained. In the sensing part forming step, at least a part of the surface of the sintered laminate on which the pressure receiving body and the pressure sensitive body are provided is cut or ground to at least the total thickness of the pressure receiving body and the pressure sensitive body. Accordingly, it is preferable that the pressure receiving body and the pressure sensitive body be divided into a plurality of isolated regions to form a plurality of independent sensing units.
[0022]
In this case, in the laminating step, not only the first layer and the second layer but also the third layer are laminated, and the sintering step is performed. A sintered laminate in which the layers are laminated is obtained. In the sensing part forming step, the pressure sensing element and the pressure sensing element are integrally laminated on the base by cutting or grinding the pressure sensing element and the pressure sensing element. Are independently formed. Thereby, a physical quantity sensor element having the pressure receiving body at the tip of the sensing unit can be easily manufactured.
[0023]
In order to form the first layer, the second layer and the third layer in the laminating step, various methods for forming a ceramic green sheet can be applied. For example, a die press forming method, a doctor blade Method, extrusion molding method, printing method (screen printing, transfer) and the like can be applied.
[0024]
【Example】
Example 1
A physical quantity sensor element and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 3A and 3B, a physical quantity sensor element 1 of the present embodiment includes a base portion 10 made of an insulating ceramic having electrical insulation and a plurality of independent sensing portions standing upright from the base portion 10. Two.
[0025]
As shown in FIG. 4, each of the sensing parts 2 is a pressure-sensitive body made of a composite ceramic in which a sensor material 31 having a pressure resistance effect or a magnetoresistance effect is dispersed in a base material 30 made of a ceramic having electrical insulation. 3, and as shown in FIG. 3B, the pressure-sensitive body 3 is sintered integrally with the base portion 10.
Further, each sensing unit 2 has a pressure receiving member 4 made of insulating ceramics having electrical insulation and arranged on a pressure receiving surface 35 of the pressure sensitive member 3. The pressure-receiving body 4 is sintered integrally with the pressure-sensitive body 3.
The details are described below.
[0026]
As shown in FIG. 3, the base portion 10 of the physical quantity sensor element 1 of the present embodiment has a main body portion 11 on a flat plate and four base portions 12 protruding from the main body portion 11. Are provided with sensing units 2 respectively. More specifically, the base portion 10 is provided so as to protrude from a flat main body portion 11 having a square outer shape with a side a of 15 mm and a four-sided corner of one surface thereof. Four rectangular bases 12 are provided.
[0027]
As described above, the sensing units 2 are provided on the respective base units 12. Each sensing unit 2 includes a square pillar-shaped pressure-sensitive body 3 provided on the base 12 and a square pillar-shaped pressure-receiving body 4 provided on a pressure-receiving surface 35 of the pressure-sensitive body 3. I have. The height H of the sensing unit 2, that is, the height H from the surface of the main body 11 of the base unit 10 where the sensing unit 2 is not provided to the tip of the sensing unit 2 (the pressure receiving surface 45 of the pressure receiving body 4) is 1 mm. And
[0028]
Further, in this example, the area S of the tip end surface (pressure receiving surface 45) of the sensing unit 2 is set to 1 mm ² . In this example, since the cross-sectional area of the sensing unit 2 in the direction orthogonal to the rising direction is made constant at any position, the cross-sectional area at any position is the same as S above, not limited to the tip surface. .
Because of this dimensional relationship, S / H is 1 in this example.
Further, in this example, the thickness t of each of the pressure-sensitive members 3 is 0.3 mm, and silver paste as a pair of extraction electrodes is baked on the side surfaces thereof (not shown).
[0029]
Further, zirconia was used as the insulating ceramics constituting the base portion 10 and the pressure receiving member 4. However, in this example, as shown in a manufacturing method to be described later, the base portion 10 and the pressure receiving member 4 contain La _0.75 Sr _0.25 MnO ₃ as a sensor material in zirconia by 15% by weight of the whole. What was dispersed was used. This is to reduce the difference between the pressure-sensitive body 3 and the heat shrinkage during sintering to enhance the bonding property.
[0030]
The pressure-sensitive body 3 uses zirconia as a ceramic base material, and (La, Sr) MnO ₃ , specifically, La _0.75 Sr _0.25 MnO ₃ as a sensor material dispersed therein. Was used. The content of La _0.75 Sr _0.25 MnO ₃ is set to be 26% by weight of the whole.
[0031]
Next, a method of manufacturing the physical quantity sensor element 1 having the above configuration will be described.
First, as shown in FIG. 1, a first layer 101 serving as the base portion 10, a second layer 102 serving as the pressure sensitive member 3, and a third layer 103 serving as the pressure receiving member 4 are laminated to form a laminate 100. Is performed. As a specific method, a die press molding method was employed in this example.
[0032]
Examples of the material of the first layer 101, the zirconia to adjust the 85 wt% and _La 0.75 _Sr 0.25 MnO ₃ 15 wt% including slurry which was dried by a spray drying method particle size 50~100μm Granulated powder of a degree is obtained in advance. The granulated powder is filled into a mold having a square pillar-shaped cavity, and a pressing punch is inserted into the cavity and pressed at a predetermined pressure of 25%, whereby the first layer 101 is first pressed. Is compacted.
[0033]
Then, as the material of the second layer 102, zirconia to adjust the 74% and _La 0.75 _Sr 0.25 slurry containing MnO ₃ 26 wt%, which was dried by a spray drying method particle size Granulated powder of about 50 to 100 μm is obtained in advance. The granulated powder is filled on the first layer 101 remaining in the cavity of the mold, and pressed again at a predetermined pressure of 25% to compress the second layer 102. Mold.
[0034]
Next, as the raw material of the third layer 103, the same granulated powder as the raw material of the first layer 101 is used, and this is filled on the second layer 102 remaining in the cavity of the mold. This time, the third layer 103 is compacted by pressing at a predetermined press pressure, that is, four times the pressure of the previous press. Thus, as shown in FIG. 2, a stacked body 100 in which the first layer 101, the second layer 102, and the third layer 103 are stacked is formed (a stacked body forming step). Next, the laminated body 100 is subjected to CIP (isostatic pressing) molding to obtain a more dense laminated body.
[0035]
Next, the laminate 100 is heated and fired in an oxygen atmosphere furnace (firing step). As a result, as shown in FIG. 2, the base portion 10 composed of the first layer 101, the pressure sensitive body 3 composed of the second layer 102, and the pressure receiving body 4 composed of the third layer are integrally sintered. Obtained sintered laminate 150 is obtained.
[0036]
Next, as shown in FIG. 3, at least a part of the surface of the sintered laminate 150 on which the pressure receiving body 4 is provided is ground to at least the thickness of the pressure receiving body 4 and the pressure sensitive body 3 (sensing part forming step). Thereby, the pressure receiving body 4 and the pressure sensing body 3 are divided into four isolated regions to form four independent sensing units 2 and the height of the sensing units 2 is changed to another part (the main body of the base unit 10). Section 11).
Finally, a silver paste as an extraction electrode is printed on a pair of opposed side surfaces of each sensing unit 2 (not shown). Thereby, the physical quantity sensor element 1 having the above structure is obtained.
In this example, a through hole 19 through which a bolt or the like for fixing the physical quantity sensor element 1 is provided is provided in the center of the base portion 10.
[0037]
As described above, the physical quantity sensor element 1 of the present embodiment has four independent sensing units 2 erected from the base unit 10. Therefore, by obtaining independent measurement signals from the four sensing units 2, not only load measurement but also moment measurement can be easily performed.
[0038]
In the physical quantity sensor element 1, the pressure-sensitive body 3 constituting the sensing unit 2 is sintered and integrated with the base unit 10 and the pressure-receiving body 4. Therefore, the physical quantity sensor element 1 does not need to have a complicated structure as in the case of using a conventional strain gauge, and has a very simple and small structure.
[0039]
Further, since the above integration is performed by sintering and no adhesive or the like is used, dimensional stability can be greatly enhanced.
Further, the pressure-sensitive body itself is made of a composite ceramic as described above, has high rigidity, and also plays a role of a structure. Therefore, the dimensional stability can be further improved and the measurement accuracy can be improved.
[0040]
Further, in the manufacturing method of the present embodiment, the sensing section 2 is formed by grinding the sintered laminate 150 as described above. Therefore, the above four independent sensing units 2 can be formed while maintaining the integral strong connection between the base unit 10, the pressure sensitive body 3, and the pressure receiving body 4. And since there is no need to assemble other members at all, there is no need to consider the assembly accuracy as in the case of assembling multiple parts. Accuracy can be controlled. Therefore, the dimensional accuracy can be relatively easily improved.
[0041]
In this example, 15% by weight of La _0.75 Sr _0.25 MnO ₃ was mixed in the base portion 10 and the pressure receiving member 4, but this amount may be changed in the range of 10 to 15% by weight. Can be. The content of _La 0.75 _Sr 0.25 MnO ₃ in the pressure sensitive substance 3 has been set to 26 wt%, this amount can be changed in the range of 21 to 30 wt%.
[0042]
Example 2
This example is an example in which the specific method of the laminate forming step in the first embodiment is changed. That is, in this example, the same molding powder as that of Example 1 was used as a raw material of the first layer 101, the second layer 102, and the third layer 103. An organic binder was mixed with each of these molding powders, and a ceramic green sheet having a thickness of several hundreds μm was formed by a sheet forming apparatus. These ceramic green sheets were used as a first layer 101, a second layer 102, and a third layer 103.
[0043]
Then, the first layer 101, the second layer 102, and the third layer 103 were stacked and pressed by hot pressing to obtain a stacked body 100.
The subsequent firing step and sensing part forming step are the same as in the first embodiment.
Also in the case of this example, an excellent mechanical quantity sensor element similar to that of the first embodiment can be obtained.
[0044]
Example 3
This example is also an example in which the specific method of the laminate forming step in the first embodiment is changed.
That is, in this example, the same molding powder as that of Example 1 was used as a raw material of the first layer 101, the second layer 102, and the third layer 103. As the first layer 101 and the third layer 103, those obtained by sintering compacted compacts were prepared and used. The second layer 102 is formed by mixing the same molding powder as in Example 1 with an organic binder to prepare a paste that can be screen-printed, and screen-printing the paste on the first layer 101. did.
[0045]
Next, the third layer 103 prepared as the sintered plate is laminated on the upper surface of the second layer 102 to obtain a laminate 100 having a three-layer structure.
Next, the entire laminated body 100 was heated and fired in an electric furnace to obtain a sintered laminated body 150.
The subsequent firing step and sensing part forming step are the same as in the first embodiment.
Also in the case of this example, an excellent mechanical quantity sensor element similar to that of the first embodiment can be obtained.
[0046]
Example 4
As shown in FIGS. 5 to 7, the present example is an example showing an example of a specific mode when using the physical quantity sensor element 1 of Example 1.
As shown in FIGS. 5 to 7, in the present example, a unit in which the physical quantity sensor element 1 is sandwiched between two plates, the fixed part 52 and the movable part 51, was configured. The physical quantity sensor element 1 is firmly fixed to the fixing part 52 through a fixing tool (not shown) such as a bolt in the central through hole 19. On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, the tip surfaces (the pressure receiving surfaces 45 of the pressure receiving members 4) of all the sensing portions 2 of the physical quantity sensor element 1 are brought into close contact with the movable portion 51.
[0047]
By adopting such a unit configuration, the fixed portion 52 and the movable portion 51 can be easily arranged so as to be sandwiched between desired measurement positions. Thus, the load and moment transmitted to the movable unit 51 can be accurately measured by the four sensing units 2 of the physical quantity sensor element 1.
[0048]
The example of using the fixed part 52 and the movable part 51 is one example, and it is of course possible to directly dispose the physical quantity sensor element 1 as long as the object to be measured has a flat holding surface. It is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram in which respective layers (a first layer, a second layer, and a third layer) constituting a laminated body in Example 1 are developed.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a laminated body (sintered laminated body) in Example 1 as viewed from a side.
3A is a plan view and FIG. 3B is a side view of the physical quantity sensor element according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a pressure-sensitive body according to the first embodiment.
FIG. 5 is an exploded explanatory view of a unit in which a dynamic quantity sensor element is sandwiched between a fixed part and a movable part, with the movable part removed in the fourth embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a unit in which a physical quantity sensor element is sandwiched between a fixed unit and a movable unit according to a fourth embodiment, as viewed from above the movable unit.
FIG. 7 is an explanatory view of a side view of a unit according to a fourth embodiment, in which a physical quantity sensor element is sandwiched between a fixed part and a movable part.
[Explanation of symbols]
1. . . Physical quantity sensor element,
10. . . Base part,
100. . . Laminate,
101. . . The first layer,
102. . . The second layer,
103. . . Third tier,
150. . . Sintered laminate,
2. . . Sensing part,
3. . . Pressure sensitive body,
4. . . Pressure receiver,

Claims

電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる基体部と，該基体部から立設した複数の独立したセンシング部を有してなり，
上記各センシング部は，電気絶縁性を有するセラミックスよりなる母材中に圧力抵抗効果もしくは磁気抵抗効果を有するセンサ材料が分散してなる複合セラミックスよりなる感圧体を有してなり，かつ，該感圧体は上記基体部と一体的に焼結されていることを特徴とする力学量センサ素子。It has a base part made of insulating ceramics having electrical insulation and a plurality of independent sensing parts standing upright from the base part,
Each of the sensing sections has a pressure-sensitive body made of a composite ceramic in which a sensor material having a pressure resistance effect or a magnetoresistance effect is dispersed in a base material made of an electrically insulating ceramic, and A physical quantity sensor element, wherein the pressure-sensitive body is sintered integrally with the base portion.

請求項１において，上記各センシング部は，上記感圧体の受圧面に配設された電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる受圧体を有してなり，該受圧体は上記感圧体と一体的に焼結されていることを特徴とする力学量センサ素子。2. The pressure sensing device according to claim 1, wherein each of the sensing units has a pressure receiving member made of an insulating ceramic having an electrical insulating property and disposed on a pressure receiving surface of the pressure sensing member. A physical quantity sensor element characterized by being sintered.

請求項１又は２において，上記基体部は，平板上の本体部と，該本体部から突出した複数の土台部とを有し，該土台部上にそれぞれ上記センシング部を設けてなることを特徴とする力学量センサ素子。3. The device according to claim 1, wherein the base has a main body on a flat plate and a plurality of bases protruding from the main body, and the sensing parts are provided on the bases. The physical quantity sensor element.

請求項１〜３のいずれか１項において，上記センシング部を設けていない上記基体部の表面から上記センシング部の先端部までの高さをＨ（ｍｍ），上記センシング部の先端面の面積をＳ（ｍｍ^２）とした場合，Ｓ／Ｈが０．４〜４０の範囲内にあることを特徴とする力学量センサ素子。The height from the surface of the base portion where the sensing portion is not provided to the tip end of the sensing portion is H (mm), and the area of the tip end surface of the sensing portion is as defined in any one of claims 1 to 3. A dynamic quantity sensor element, wherein S / H is in the range of 0.4 to 40, where S (mm ² ).

請求項１〜４のいずれか１項において，上記基体部は略多角形状を呈しており，該多角形の頂角部近傍にそれぞれ上記センシング部を設けてあることを特徴とする力学量センサ素子。The physical quantity sensor element according to any one of claims 1 to 4, wherein the base portion has a substantially polygonal shape, and the sensing portion is provided near a vertex of the polygon. .

請求項１〜５のいずれか１項において，上記感圧体に含有される上記センサ材料は，（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３よりなることを特徴とする力学量センサ素子。In any one of claims 1 to 5, the sensor material contained in the pressure sensitive substance is, (La, Sr) mechanical quantity sensor element characterized by consisting of MnO _3.

請求項１〜６のいずれか１項において，上記基体部を構成する絶縁セラミックス及び上記感圧体の上記母材を構成する絶縁セラミックスは，いずれもジルコニアよりなることを特徴とする力学量センサ素子。The physical quantity sensor element according to any one of claims 1 to 6, wherein both the insulating ceramics forming the base portion and the insulating ceramics forming the base material of the pressure-sensitive body are made of zirconia. .

請求項２において，上記受圧体を構成する絶縁セラミックスはジルコニアよりなることを特徴とする力学量センサ素子。3. The physical quantity sensor element according to claim 2, wherein the insulating ceramic constituting the pressure receiving member is made of zirconia.

電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる基体部となる第１層と，電気絶縁性を有するセラミックスよりなる母材中に圧力抵抗効果もしくは磁気抵抗効果を有するセンサ材料が分散してなる複合セラミックスよりなる感圧体となる第２層とを積層して積層体を形成する積層工程と，
上記積層体を加熱することにより，上記基体部と上記感圧体とが一体的に焼結された焼結積層体を得る焼結工程と，
上記焼結積層体における上記感圧体を設けた面の少なくとも一部を，少なくとも上記感圧体の厚み以上に切削又は研削することにより，上記感圧体を複数の孤立した領域に分断して複数の独立したセンシング部を形成すると共に，該センシング部の高さを他の部分よりも高くするセンシング部形成工程とを有することを特徴とする力学量センサ素子の製造方法。It consists of a first layer, which is a base part made of insulating ceramics having electrical insulation, and a composite ceramic in which a sensor material having a pressure resistance effect or a magnetoresistance effect is dispersed in a base material made of ceramics having electrical insulation. A laminating step of laminating a second layer serving as a pressure-sensitive body to form a laminate,
A sintering step of obtaining a sintered laminate in which the base portion and the pressure-sensitive body are integrally sintered by heating the laminate;
By cutting or grinding at least a part of the surface of the sintered laminate on which the pressure-sensitive body is provided to at least the thickness of the pressure-sensitive body, the pressure-sensitive body is divided into a plurality of isolated regions. A method of forming a plurality of independent sensing units and a step of forming a sensing unit to make the height of the sensing unit higher than other portions.

請求項９において，上記積層工程では，上記第１層と上記第２層と，上記感圧体の受圧面に配設される電気絶縁性を有する絶縁セラミックスよりなる受圧体となる第３層とを積層して積層体を形成し，
上記焼結工程では，上記基体部と上記感圧体と上記受圧体とが一体的に焼結された焼結積層体を得，
上記センシング部形成工程では，上記焼結積層体における上記受圧体を設けた面の少なくとも一部を，少なくとも上記受圧体及び上記感圧体の合計厚み以上に切削又は研削することにより，上記受圧体及び上記感圧体を複数の孤立した領域に分断して複数の独立したセンシング部を形成することを特徴とする力学量センサ素子の製造方法。10. The laminating step according to claim 9, wherein in the laminating step, the first layer, the second layer, and a third layer which is provided on the pressure-receiving surface of the pressure-sensitive body and is a pressure-receiving body made of insulating ceramics having electrical insulation properties. Are laminated to form a laminate,
In the sintering step, a sintered laminate in which the base, the pressure-sensitive body, and the pressure-receiving body are integrally sintered is obtained.
In the sensing part forming step, the pressure receiving body is cut or ground by cutting or grinding at least a part of the surface of the sintered laminate on which the pressure receiving body is provided, to at least the total thickness of the pressure receiving body and the pressure sensitive body. And a method of manufacturing a physical quantity sensor element, wherein the pressure-sensitive body is divided into a plurality of isolated regions to form a plurality of independent sensing units.