JP2005037311A - 圧力センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 気密性が優れ、ホルダと蓋部材との接合を強固にした圧力センサを提供する。
【解決手段】 ホルダ1と、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子21及び半導体圧力センサ素子に接続されるリード部材23を取付け固定するコネクタケース3と、液体を充填する圧力検出室6をホルダ1とで形成するダイヤフラム4と、圧力導入管51を取付けた金属製の蓋部材5とを備える圧力センサにおいて、ホルダ1は、金属製からなり、コネクタケース3は、圧力検出室6と外部とをむすび、かつ、封止部材26を保持する貫通保持孔31を設けており、ダイヤフラム4は、金属製のホルダ1と金属製の蓋部材4とで挟持されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 ホルダ1と、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子21及び半導体圧力センサ素子に接続されるリード部材23を取付け固定するコネクタケース3と、液体を充填する圧力検出室6をホルダ1とで形成するダイヤフラム4と、圧力導入管51を取付けた金属製の蓋部材5とを備える圧力センサにおいて、ホルダ1は、金属製からなり、コネクタケース3は、圧力検出室6と外部とをむすび、かつ、封止部材26を保持する貫通保持孔31を設けており、ダイヤフラム4は、金属製のホルダ1と金属製の蓋部材4とで挟持されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、圧力センサであり、特に圧力検出素子を収容した圧力検出室に液体を充填するとともに、ホルダ、コネクタケース、ダイヤフラム及び蓋部材を備えた圧力センサに関する。
従来から、半導体圧力センサ素子が収納された圧力検出室内に液体を封入し、この圧力検出室に外部から加えられた圧力を半導体圧力センサ素子に液体を介して伝えることで、この圧力センサ素子から圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力検出器が種々提案されている(特許文献1参照)。
さらに、特許文献2には、歪ゲージと信号処理回路の回路素子を集積化したセンサを用い、このセンサをシールダイヤフラムと容器で囲まれ、シリコーン油などの絶縁油で満たされた空間に配置された半導体圧力センサが開示されている。
かかる従来の感圧素子および信号処理回路を封入液中に設ける半導体圧力検出器においては、気密性の向上と組立工数の低減について配慮がなされていなかった。
特許第3198773号公報
特開平5‐149814号公報
本発明は、従来技術の問題を解決するものであり、気密性が優れ、ホルダと蓋部材との接合を強固にした圧力センサを提供することを目的とする。
本発明は、ホルダと、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子及び該半導体圧力センサ素子に電気的に接続されるリード部材を取付け固定するコネクタケースと、絶縁油を充填する圧力検出室をホルダとで形成するダイヤフラムと、圧力導入管を取付けた金属製の蓋部材とを備える圧力センサにおいて、
前記ホルダは、金属製からなり、前記コネクタケースは、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されている圧力センサである。
前記ホルダは、金属製からなり、前記コネクタケースは、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されている圧力センサである。
また、本発明は、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子を取付けたホルダと、半導体圧力センサ素子に接続されるリード部材を固定するコネクタケースと、絶縁油を充填する圧力検出室をホルダとで形成するダイヤフラムと、圧力導入管を取付けた金属製の蓋部材とを備える圧力センサにおいて、前記ホルダは、金属製からなるとともに、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記コネクタケースは、前記貫通保持孔と連通し封止部材を挿入する挿入孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されている圧力センサである。
そして、本発明は、上記ホルダと蓋部材は、当接面の径が異なり、その当接部分が溶接により固着されている圧力センサである。
本発明によれば、気密性が優れ、ホルダと蓋部材との接合を強固にした組立性を向上した圧力センサを実現することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明の圧力センサの実施例について、図1、図2を用いて説明する。図1は実施例1の圧力センサの構成を示す縦断面図である。図2は実施例2の圧力センサの構成を示す縦断面図である。
本発明の圧力センサの第1の実施例について、説明する。本実施例の圧力センサは、図1に示すように、ホルダ1と、コネクタケース3と、ダイヤフラム4と、蓋部材5とから構成される。
ホルダ1は、金属製例えばステンレススチール製の略円筒状部材であり、上壁部1aと下壁部1b及びそれら壁部と一体に形成された円筒状壁部1cとからなり、これら壁部1a〜1cによって形成される内部空間1d内に例えば樹脂製のコネクタケース3がインサート成形により略円柱上に構成され、ホルダ1と結合し、上壁部1aとコネクタケース3の肩部3aとが当接するので、隙間は生じない。
ホルダ1の内部空間1d内に挿入されたコネクタケース3の平坦端部32には台座22を介して圧力検出室6内に半導体圧力センサ素子21が固定される。半導体圧力センサ素子21は、ブリッジ回路を構成するようにピエゾ抵抗が形成されるとともにその周囲に電気信号を処理する回路とが形成されており、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する。半導体圧力センサ素子21は、圧力検出室6に伝達される圧力に曝される。半導体圧力センサ素子21は、リード部材23により圧力センサの外部に設けた回路(図示せず)に接続される。
コネクタケース3には、その上下方向、即ちダイヤフラム4に垂直な方向に貫通保持孔31と複数のリード部材23を挿入して固定する挿入固定孔34が形成されている。なお、リード部材23は、コネクタケース3内で折曲部分23aを設けており、コネクタケース3から抜け難くされている。
コネクタケース3の挿入保持孔31は大径部31aと小径部31bとからなり、封止部材となるネジ部材26は、大径部31aの内面と螺合し、ネジ部材26の先端は小径部31bと当接し、圧力検出室6を封止する。また、ネジ部材26には、Oリング27が設けられ、しかも、封止部材はコネクタケース3の縦方向に配置されるので、外部から封止部材を見え難くすることができる。圧力検出室6には、シール用として例えば接着剤又は樹脂シール25が半導体圧力センサ素子21、リード部材23、ホルダ1の挿入固定孔11及びコネクタケースの挿入保持孔31の小径部31bの周囲に設けられて気密に固定している。
コネクタケース3の挿入固定孔34により固定されるリード部材23の上記平坦端部32より突出する先端部分は、ボンデングワイヤ24により半導体圧力センサ素子21と電気的に接続される。
ダイヤフラム4、ホルダ1の下壁部1bの内面、コネクタケース3の平坦端部32及びこれに連続する傾斜部33とで圧力検出室6が形成され、この圧力検出室6にフッ素系オイル又はシリコーンオイル等の圧力伝達媒体としての絶縁油がコネクタケース3に設けられた貫通保持孔31を通して注入され、半導体圧力センサ素子21の周囲を充填する。貫通保持孔31は、ネジ部材26等の封止部材により封止され、圧力伝達媒体は圧力検出室6内に密封され、蓋部材5の立下り部5bに形成された圧力導入孔5cに接続された圧力導入管51から圧力伝達空間5eに導入される圧力を検出するべく、圧力検出室6は気密に保持される。なお、圧力導入管51は、立下り部5bに溶接部52により取付けられ、圧力伝達空間5eは円盤部5a及び立上り部5dの内面とダイヤフラム4とにより形成される。
蓋部材5は、金属製例えばステンレス製であり、円盤部5aと、円盤部5aと一体に形成された立上り部5d及び立下り部5bとからなり、立上り部5dの上面当接部分5d´とホルダ1の下部壁1bの下面当接部分1b´との間に挟持された金属製例えばステンレス製の円板状のダイヤフラム4の三者は互いに溶接、例えばレーザー溶接により接合され固着される。この結果、ホルダ1の下壁部1bの内面、コネクタケース3の平坦端部32及びダイヤフラム4により圧力検出室6が形成される。
ここに、ホルダ1と蓋部材5とによるダイヤフラム4の挟持について、説明する。ホルダ1とダイヤフラム4で形成する圧力検出室6の密封をより向上させるため、ホルダ1と蓋部材5とによりダイヤフラム4の周辺部を挟持するとともに、ホルダ1、蓋部材5及びダイヤフラム4を溶接する。その際、ホルダ1と蓋部材5の当接面の径の大きさが異なる形状、すなわちホルダ1と蓋部材5の側面の当接部分が面一とはならない形状に構成されるので、その当接部分を溶接部7とすると、溶接部分を確定して溶接することができる。したがって、ホルダ1と蓋部材5及びホルダ1とダイヤフラム4の固着は強固になり、圧力検出室6の密封度を高めることができる。すなわち、ホルダ1と蓋部材5はともに金属製であるため、溶接による封止を強固にできる。
以下、実施例1の圧力センサの組立工程の一例を説明する。先ず、台座22を介した半導体圧力センサ21及びリード部材23を固定したコネクタケース3をホルダ1に嵌合する。ホルダ1、半導体圧力センサ21、リード部材23及び挿入固定孔31をそれぞれ接着剤又は樹脂シール25によってシールする。半導体圧力センサ素子21とリード部材23とをボンディングワイヤ24によって電気的に接続する。
一方、蓋部材5の立下り部5bに圧力導入管51をロー付けする。そして、ホルダ1と蓋部材5とでダイヤフラム4を挟持し、溶接によって気密に接合してホルダ1、蓋部材5及びダイヤフラム4を一体化する。
その後、挿入保持孔31からフッ素オイルまたはシリコーンオイルなどの絶縁油を、ダイヤフラム4とホルダ1によって形成された圧力検出室6内に充填した後、封止部材26を挿入保持孔12内に挿入して保持する。これにより、実施例1の圧力センサが構成される。なお、絶縁油の充填をした後に、ホルダ1と蓋部材5とを溶接することも可能である。
このようにして、少ない部品点数と、少ない製造工程によって、気密性の良い圧力センサを製造することができる。
本発明の第2の実施例の圧力センサについて、図2を用いて説明する。本実施例の圧力センサは、ホルダ1´と、コネクタケース3´と、ダイヤフラム4と、蓋部材5とから構成される。図1に示す実施例1と同一の構成要素には同一の符号を付している。
ホルダ1´は、例えばステンレススチール等の金属製であり、上壁部1a´と下壁部1b´及びそれら壁部と一体に形成された略円筒状の基部1c´とからなる。上壁部1a´は、樹脂製のコネクタケース3´とインサート成形により嵌合している。下壁部1b´は内部に形成される圧力検出室6として働く空間を有する。基部1c´には、複数のリード部材23が挿入されるリード部材引出孔12´と大径部13a´及び小径部13b´からなる貫通保持孔13´とが上面1d´から下面1e´に形成され、大径部13a´には、封止部材であるネジ部材26´が螺合し、小径部13b´に当接し気密を保持する。
コネクタケース3´は、ホルダ1´と嵌合し、挿入孔31´が形成され、貫通保持孔13´に連通し、ホルダ1´の底面1e´に固定される半導体圧力センサ素子21に電気的に接続されるリード部材23はコネクタケース3´に固定される。なお、リード部材23は、コネクタケース3´内で曲線部分を設けておくと、コネクタケース3´から抜け難くなる。
ダイヤフラム4の周辺部は下壁1b´と立上り部5aとの間に挟持される。ダイヤフラム4及び蓋部材5は、図1の実施例1と同様であり、図1と同一又は均等部分には同一符号を付してその説明を省略する。さらに、図2の実施例においては、接着剤又は樹脂シール25はパイプ部材28を介して貫通保持孔13´の小径部13b´をシールしている。
以下、実施例2の圧力センサの組立工程の一例について、実施例1との相違点を主に説明する。先ず、リード部材23を固定したコネクタケース3´をホルダ1´にインサート成形により嵌合する。リード部材23をリード部材引出孔12´に、そして、パイプ部材28を介して接着剤又は樹脂シール25によってシールする。ホルダ1´の底部下面1e´に、半導体圧力センサ素子21を台座22を介して接着により固着し、半導体圧力センサ素子21とリード部材23とをボンディングワイヤ24によって接続する。
貫通保持孔13´からフッ素オイルまたはシリコーンオイルなどの絶縁油を、ダイヤフラム4とホルダ1´によって形成された圧力検出室6内に充填した後、封止部材26´を貫通保持孔13´内に螺合して保持し貫通保持孔13´を封止する。これにより、実施例2の圧力センサが構成される。
さらに、前述の第1及び第2の実施例において、封止部材26、26´と貫通保持孔の小径部との間にさらに金属製のボールを挿入し封止部材26、26´で固定してもよい。あるいは金属製のボールのみを封止部材として挿入し固定してもよい。
1、1´ ホルダ
1a 上壁部
1b、1b´ 下壁部
1c 円筒状壁部
1c´ 基部
1d 内部空間
1e 下面当接部分
11 挿入固定孔
12´ リード部材引出孔
13´ 貫通保持孔
13a´ 大径部
13b´ 小径部
21 半導体圧力センサ素子
22 台座
23 リード部材
23a 折曲部分
24 ボンディングワイヤ
25 接着剤又は樹脂シール
26 封止部材
27 Oリングシール
3、3´ コネクタケース
31 挿入保持孔
31a 大径部
31b 小径部
31´ 挿入孔
32 平坦端部
33 傾斜部
4 ダイヤフラム
5 蓋部材
5a 円盤立上り部
5a´ 上面当接部分
5b 立下り部
5c 圧力導入孔
5d 立上り部
5d´ 上面当接部分
5e 圧力伝達空間
51 圧力導入管
52 溶接部
6 圧力検出室
7 溶接部
1a 上壁部
1b、1b´ 下壁部
1c 円筒状壁部
1c´ 基部
1d 内部空間
1e 下面当接部分
11 挿入固定孔
12´ リード部材引出孔
13´ 貫通保持孔
13a´ 大径部
13b´ 小径部
21 半導体圧力センサ素子
22 台座
23 リード部材
23a 折曲部分
24 ボンディングワイヤ
25 接着剤又は樹脂シール
26 封止部材
27 Oリングシール
3、3´ コネクタケース
31 挿入保持孔
31a 大径部
31b 小径部
31´ 挿入孔
32 平坦端部
33 傾斜部
4 ダイヤフラム
5 蓋部材
5a 円盤立上り部
5a´ 上面当接部分
5b 立下り部
5c 圧力導入孔
5d 立上り部
5d´ 上面当接部分
5e 圧力伝達空間
51 圧力導入管
52 溶接部
6 圧力検出室
7 溶接部
Claims (3)
- ホルダと、受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子及び該半導体圧力センサ素子に電気的に接続されるリード部材を取付け固定するコネクタケースと、絶縁油を充填する圧力検出室をホルダとで形成するダイヤフラムと、圧力導入管を取付けた金属製の蓋部材とを備える圧力センサにおいて、
前記ホルダは、金属製からなり、前記コネクタケースは、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されていることを特徴とする圧力センサ。 - 受けた圧力に応じた電圧信号を出力する半導体圧力センサ素子を取付けたホルダと、半導体圧力センサ素子に電気的に接続されるリード部材を固定するコネクタケースと、絶縁油を充填する圧力検出室をホルダとで形成するダイヤフラムと、圧力導入管を取付けた金属製の蓋部材とを備える圧力センサにおいて、
前記ホルダは、金属製からなるとともに、圧力検出室と外部とをむすび、かつ、封止部材を保持する貫通保持孔を設けており、前記コネクタケースは、前記貫通保持孔と連通し封止部材を挿入する挿入孔を設けており、前記ダイヤフラムは、前記金属製のホルダと前記金属製の蓋部材とで挟持され固着されていることを特徴とする圧力センサ。 - 請求項1又は2に記載の圧力センサにおいて、
上記ホルダと蓋部材は、当接面の径が異なり、その当接部分が溶接により固着されていることを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003276478A JP2005037311A (ja) | 2003-07-18 | 2003-07-18 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003276478A JP2005037311A (ja) | 2003-07-18 | 2003-07-18 | 圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005037311A true JP2005037311A (ja) | 2005-02-10 |
Family
ID=34212785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003276478A Pending JP2005037311A (ja) | 2003-07-18 | 2003-07-18 | 圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005037311A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103968992A (zh) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 美的集团股份有限公司 | 压力传感装置及具有该装置的压力锅 |
-
2003
- 2003-07-18 JP JP2003276478A patent/JP2005037311A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103968992A (zh) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 美的集团股份有限公司 | 压力传感装置及具有该装置的压力锅 |
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