JP2008082823A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】受圧用ダイアフラムが受けた熱がセンサチップへ伝導するのを抑制する。
【解決手段】金属ステム３０の外周面とハウジング４０の内周面との間に、これらと接触する放熱部材７０を配置する。これにより、メタルパイプ２０からハウジング４０に直接伝わった熱がエンジン２００と接触するシート面４０ｄを通じて伝えられる放熱経路に加え、メタルパイプ２０から金属ステム３０に伝わった熱が放熱部材７０を介してハウジング４０に伝えられる放熱経路が形成される。そして、放熱部材７０を介してハウジング４０に伝えられた熱がさらにシート面４０ｄやネジ部４１を通じてエンジン２００に伝えられる。したがって、本発明者らが先に提案している圧力センサと比べて、よりセンサチップ５０から近い位置において放熱経路が形成されるため、金属ステム３０に伝わった熱がセンサチップ５０に伝わるのを抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一面が被測定圧力を受ける受圧面となっている圧力センサに関するものであり、エンジンに取りつけエンジンの燃焼室内の圧力を測定するために用いられる圧力センサ（燃焼圧センサ）に適用すると好適である。

従来より、この種の圧力センサとして、ケースの一端部に、一面が被測定圧力を受ける受圧面となっている受圧用ダイアフラムが設けられ、受圧用ダイアフラムがその受圧面に被測定圧力を受けて歪むと、その歪が圧力伝達部材を介して感歪素子が形成されたセンサチップに伝えられ、それにより生じる感歪素子の出力変化に基づいて被測定圧力を検出するようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このような圧力センサは、例えば、自動車のエンジンに設けられた燃焼室に通じる取付穴に対して、ケースの一端部側すなわち受圧用ダイアフラム側から挿入して取りつけられる。このため、感歪素子が形成されたセンサチップが高温下に曝されないように、受圧用ダイアフラムを燃焼室側に露出させ、上述した圧力伝達部材を介して感歪素子に被測定圧力に応じた力が加えられるような構造とされている。
特開平７−１９９８１号公報

上記のような圧力センサにおいて、本発明者らは先に、例えば薄肉からなる歪み部が備えられた金属ステムにおける歪み部にセンサチップを貼り付け、歪み部が圧力伝達部材から伝えられる力によって歪むことにより、歪み部に貼り付けられたセンサチップも歪むようにし、センサチップに形成された感歪素子の出力変化に基づいて被測定圧力を検出する構造を提案している（例えば、特願２００５−３０７０３０参照）。

図４は、上記のような圧力センサをエンジンに取り付けたときの断面図であり、図中破線矢印は圧力センサにおける熱伝達経路を示したものである。

図４に示すように、燃焼室Ｊ１の熱が受圧用ダイアフラムＪ２に伝えられ、その熱が金属ケースＪ３を通じてセンサチップＪ４に伝えられる。このとき、金属ケースＪ３がエンジンＪ５と接触させられているため、この接触箇所を通じ受圧用ダイアフラムＪ２からエンジンＪ５に放熱するという放熱経路が形成される。

しかしながら、金属ケースＪ３の内部に配置された金属ステムＪ６や圧力伝達部材Ｊ７を介してセンサチップＪ４に熱が伝達される経路も存在し、この経路で伝達された熱をエンジンＪ５側へ放熱する経路がない。このため、測定時などにおいて、受圧用ダイアフラムＪ２からの熱によりセンサチップＪ４が高温となり、センサチップＪ４の動作許容温度を超え、センサとして機能しなくなる恐れがある。

特に、図４に示す構造においては、金属ケースＪ３を円筒状のメタルパイプＪ８とハウジングＪ９の２部品に分割している。そして、メタルパイプＪ８の開口端に金属ステムＪ６を嵌め込んだのちこれらを溶接にて一体化し、さらに金属ステムＪ６と共にメタルパイプＪ８をハウジングＪ９の開口端に嵌め込んだのちハウジングＪ９の開口端およびメタルパイプＪ８を溶接することで、これらを一体化している。このため、金属ステムＪ６のうち最もセンサチップＪ４側における金属ケースＪ３との接触場所がメタルパイプＪ８の開口端（溶接箇所）となり、その場所よりもセンサチップＪ４側に伝わってしまった熱はほとんど放熱されることなくセンサチップＪ４に伝わることになる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、受圧用ダイアフラムが受けた圧力を圧力伝達部材を介してセンサチップに伝達することにより圧力検出を行う圧力センサにおいて、受圧用ダイアフラムが受けた熱がセンサチップへ伝導するのを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、ケース（１）を、ステム（２０）と、一端部に受圧用ダイアフラム（１０）が固定されると共に他端部においてステム（３０）における歪み部（３２）の反対側となる開口端が接合されるメタルパイプ（２０）と、中空部を有した円筒形状を為し、中空部に繋がる開口端にステム（３０）が接合されたメタルパイプ（２０）の他端部およびステム（３０）が挿入され、メタルパイプ（２０）と接合されるハウジング（４０）と、を有した構成とし、ステム（３０）の外周面とハウジング（４０）の内周面との間に、ステム（３０）およびハウジング（４０）の双方に接する放熱部材（７０）を備えることを第１の特徴としている。

このような構成の圧力センサによれば、メタルパイプ（２０）からハウジング（４０）に直接伝わった熱がハウジング（４０）からエンジン等に伝わる放熱経路に加え、メタルパイプ（２０）からステム（３０）に伝わった熱が放熱部材（７０）を介してハウジング（４０）に伝えられる放熱経路が形成される。したがって、本発明者らが先に提案している圧力センサと比べて、よりセンサチップ（５０）から近い位置において放熱経路が形成されるため、ステム（３０）に伝わった熱がセンサチップ（５０）に伝わるのを抑制できる。

具体的には、放熱部材（７０）は、ステム（３０）とメタルパイプ（２０）との接合場所から歪み部（３０）の間に配置される。このような放熱部材（７０）は、円筒状部材やシート状部材にて構成される。例えば、放熱部材（７０）が円筒状部材からなる場合、円筒状部材からなる放熱部材（７０）にステム（３０）を挿入すれば良い。また、放熱部材（７０）がシート状部材からなる場合、シート状部材からなる放熱部材（７０）をステム（３０）の外周面に巻きつければ良い。なお、金属粉やカーボンもしくはセラミック材料が混入された放熱ゴム、金属、金属粉やカーボンもしくはセラミック材料が混入された放熱ゲルのいずれか１つにより放熱部材（７０）を構成することができる。

また、本発明では、メタルパイプ（２０）の外周面には、ハウジング（４０）との接合場所よりもステム（３０）側において外径が徐々に拡大された第１シート面（２０ａ）が形成され、ハウジング（４０）の内周面には、第１シート面（２０ａ）と対応する場所において内径が徐々に狭められた第２シート面（４０ｅ）が形成され、メタルパイプ（２０）とハウジング（４０）とが固定された状態において、第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）が互いに接触していることを第２の特徴としている。

このような構造の圧力センサによれば、メタルパイプ（２０）からハウジング（４０）に直接伝わった熱がエンジン等に伝えられる放熱経路に加え、メタルパイプ（２０）からステム（３０）側に伝わった熱が第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）を通じてハウジング（４０）に伝えられる放熱経路が形成される。したがって、本発明者らが先に提案している圧力センサと比べて、よりセンサチップ（５０）から近い位置において放熱経路が形成されるため、金属ステム（３０）に伝わった熱がセンサチップ（５０）に伝わるのを抑制できる。

この場合、第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）をテーパ状とすると好ましい。例えば、第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）をテーパ状ではなく、単なる階段状とすれば、第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）の接触面積が小さくなるが、テーパ状とすることで接触面積を大きくすることができる。これにより、より多く放熱することが可能となる。

具体的には、ハウジング（４０）に、受圧用ダイアフラム（１０）に遠い側から近い側にかけて外径が徐々に小さくされたテーパ状の第３シート面（４０ｄ）が形成されている場合には、この第３シート面（４０ｄ）が形成された位置よりも第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）が形成された位置の方が歪み部（３２）に近くなるようにされる。

さらに、メタルパイプ（２０）の外周面およびハウジング（４０）の内周面の間のうち第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）よりも受圧用ダイアフラム（１０）側に、放熱部材（８０）を配置することもできる。このようにすることで、よりメタルパイプ（２０）からハウジング（４０）に対して多く放熱させられるようにできる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１００のエンジン２００への取付構造を示す概略断面図であり、本圧力センサ１００は、エンジン２００の燃焼室２０２内の圧力を検出する燃焼圧センサとして適用されるものである。

この圧力センサ１００は、大きくは、ケース１と、このケース１に接続されたコネクタ部２とを有するものである。また、エンジン２００には、燃焼室２０２に通じる取付穴２０１が設けられており、圧力センサ１００のケース１は、その一端部（図１中の下端部）から取付穴２０１に挿入されて、エンジン２００の燃焼室２０２に臨んだ状態となっている。

ケース１は、その一端部に受圧部としての受圧用ダイアフラム１０を有する。本実施形態では、ケース１は筒状をなすもので、一端側に受圧用ダイアフラム１０が固定されるメタルパイプ２０、メタルパイプ２０の他端側に固定される金属ステム３０、金属ステム３０と共にメタルパイプ２０が固定されるハウジング４０により構成されている。そして、このケース１の他端部、すなわちハウジング４０に対して、コネクタ部２が接続されている。

まず、ハウジング４０は、たとえばステンレスなどの金属により構成されている。このハウジング４０の外面には、エンジン２００の取付穴２０１に対して圧力センサ１００を固定するための取付部としてのネジ部４１が形成されている。取付部はネジ部４１以外の構成であっても構わないが、本実施形態では、取付穴２０１とネジ結合可能なネジ部４１を用い、ネジ部４１とネジ穴としての取付穴２０１とのネジ結合により、圧力センサ１００をエンジン２００に取り付けている。

ハウジング４０は、受圧用ダイアフラム１０側に向かって徐々に径が縮小していく段付き形状とされており、ネジ部４１が形成された位置を最も径が大きくされた大径部４０ａとして、それよりも若干径が縮小された中径部４０ｂと径が最も小さくされた小径部４０ｃとを有した構造とされている。中径部４０ｂと小径部４０ｃとの境界となる段はテーパ状のシール面４０ｄにより構成されている。これと対応して、シール面４０ｄに対向する取付穴２０１の内面もテーパ状の座面となっている。このため、圧力センサ１００をエンジン２００へネジ結合したとき、その軸力により、このケース１のシール面４０ｄとエンジン２００の取付穴２０１の内面とが密着してシールがなされる。

金属ステム３０は、有底筒形状に加工されたステンレスなどの金属製の部材であり、メタルパイプ２０側の端部が開口部３１、ハウジング４０側の端部が閉塞された薄肉状の歪み部３２となっている。そして、金属ステム３０における開口部３１側がメタルパイプ２０内に挿入されている。この金属ステム３０の外径は、メタルパイプ２０における受圧用ダイアフラム１０の反対側の端部の内径とほぼ同じになっている。

金属ステム３０の歪み部３２は、受圧用ダイアフラム１０が受けた圧力Ｐが、後述する圧力伝達機構により印加されることで、歪むようになっている。そして、この歪み部３２には、当該歪み部３２の圧力による歪みに基づいて信号を発生する感歪素子を有するセンサチップ５０が設けられている。

センサチップ５０は、たとえば、半導体チップに感歪素子を構成する拡散抵抗などからなる歪みゲージを形成し、このゲージによりホイートストンブリッジ回路を形成することにより構成される。このセンサチップ５０は、低融点ガラス５１を介して歪み部３２に貼り付けられている。

メタルパイプ２０は、ステンレスなどの金属製のものであり、円筒状を為し、一端部に受圧用ダイアフラム１０が固定されている。また、メタルパイプ２０のうちの受圧用ダイアフラム１０が固定されるとは反対側となる他端部において内径が拡大されると共に外径が縮小されることで薄肉化されている。この薄肉化された他端側に金属ステム３０が挿入されたのち、これらが溶接やロウ付け、接着などにより固定され、一体化されている。

受圧用ダイアフラム１０は、例えばステンレスなどの金属製円形板状のものであり、その一面１１すなわち燃焼室２０２に面する一面１１が、被測定圧力としての燃焼室２０２内の圧力Ｐを受ける受圧面となっている。以下、この一面１１を受圧面という。

そして、この圧力センサ１００のエンジン２００への取付状態においては、被測定雰囲気である燃焼室２０２内の圧力Ｐは、図１中の白抜き矢印に示されるように、ケース１の一端部に位置する受圧用ダイアフラム１０の受圧面１１に印加され、この圧力Ｐの印加により、受圧用ダイアフラム１０は、歪み変形するようになっている。

また、金属ステム３０の中空部およびメタルパイプ２０の中空部により形成される空間内部には、圧力伝達部材６０が設けられている。この圧力伝達部材６０は、例えばステンレスなどの金属やセラミックなどからなるものであり、本実施形態では棒状を為している。

圧力伝達部材６０の各端部は、それぞれ金属ステム３０の歪み部３２、受圧用ダイアフラム１０における一面１１とは反対側の他面に対して荷重を与えた状態で接触しており、圧力Ｐは、受圧用ダイアフラム１０から圧力伝達部材６０を介して金属ステム３０の歪み部３２に印加されるようになっている。

本実施形態の場合、このような圧力検出機構により、受圧用ダイアフラム１０の受圧面１１にて受けた圧力Ｐが金属ステム３０の歪み部３２に伝達され、この歪み部３２の歪みに基づいて上記センサチップ５０から信号が出力されるようになっている。

また、図１に示されるように、ハウジング４０の内部には、セラミック基板などからなる配線基板４２が設けられている。そして、配線基板４２にはＩＣチップ４３が搭載され、図示しないボンディングワイヤなどにより配線基板４２と電気的に接続されている。このＩＣチップ４３は、センサチップ５０からの出力を増幅したり調整したりするための回路が形成されたものである。

さらに、図１に示されるように、ハウジング４０内において、このＩＣチップ４３とセンサチップ５０とは、リード線やフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などからなる配線部材４４により電気的に接続されている。

そして、上記コネクタ部２は、ハウジング４０に対して、Ｏリング４５を介して接続されている。このコネクタ部２は樹脂などからなるもので、コネクタ部２には、金属製のターミナル２ａがインサート成形などにより一体化されている。このコネクタ部２は、一端側がハウジング４０の開口部に挿入された状態でハウジング４０に、かしめなどにより、組み付けられ、ハウジング４０と一体に固定されている。

また、ハウジング４０内にてコネクタ部２のターミナル２ａは、配線基板４２と電気的に接続されている。そして、ターミナル２ａは自動車のＥＣＵなどに対して、電気的に接続可能となっており、それにより、圧力センサ１００は外部との信号のやりとりなどが可能になっている。

さらに、本実施形態の圧力センサ１００には、金属ステム３０の外周面とハウジング４０の内周面との間、具体的には、金属ステム３０とメタルパイプ２０との接合場所やシート面４０ｄよりも歪み部３２側に、放熱部材７０が備えられている。放熱部材７０は、円筒状部材もしくはシート状部材にて構成され、円筒状部材の中空部内に金属ステム３０を挿入するか、シート状部材を金属ステム３０に巻きつけることにより、金属ステム３０に装着される。この放熱部材７０は、金属ステム３０の外周面とハウジング４０の内周面それぞれに接する程度の厚み、例えば０．５ｍｍ程度とされている。例えば、放熱部材７０が円筒状部材で構成される場合には、金属ステム３０の外径がφ４ｍｍであれば、放熱部材７０は内径がφ４ｍｍ、外径がφ５ｍｍとされ、シート状部材で構成される場合には、厚さ０．５ｍｍとされる。

また、放熱部材７０の幅（圧力伝達部材６０の軸方向と平行な方向の長さ）は、特に限定はないが、できるだけ金属ステム３０とハウジング４０との接触面積を大きくするために、金属ステム３０の外周面のうちメタルパイプ２０との接合場所から歪み部３２の近傍までとされている。

このような放熱部材７０としては、空気より高い熱伝達率が要求され、例えば、金属粉やカーボンもしくはセラミック材料が混入されたシリコンゴム等の放熱ゴム、アルミニウムや銅もしくははんだなどの金属、金属粉やカーボンもしくはセラミック材料が混入された放熱ゲルなどを用いることができる。

このように構成された圧力センサ１００は、ターミナル２ａを介して電力供給を受けて作動する。そして、受圧用ダイアフラム１０が受けた圧力Ｐに応じてセンサチップ５０から信号が出力されると、その信号が配線部材４４を介してＩＣチップ４３に伝えられる。これにより、ＩＣチップ４３に備えられた処理回路等によって信号処理が行われた後、その信号が配線基板４２およびターミナル２ａを通じて出力される。

以上のように構成された圧力センサ１００によれば、金属ステム３０の外周面とハウジング４０の内周面との間に、これらと接触する放熱部材７０を配置している。

このため、図１中の破線矢印で示したように、メタルパイプ２０からハウジング４０に直接伝わった熱がエンジン２００と接触するシート面４０ｄを通じて伝えられる放熱経路に加え、メタルパイプ２０から金属ステム３０に伝わった熱が放熱部材７０を介してハウジング４０に伝えられる放熱経路が形成される。そして、放熱部材７０を介してハウジング４０に伝えられた熱がさらにシート面４０ｄやネジ部４１を通じてエンジン２００に伝えられる。したがって、本発明者らが先に提案している圧力センサと比べて、よりセンサチップ５０から近い位置において放熱経路が形成されるため、金属ステム３０に伝わった熱がセンサチップ５０に伝わるのを抑制でき、センサチップ５０が高温化して動作許容温度を超えてしまい、圧力センサ１００が機能しなくなることを防止することが可能となる。

なお、実測結果では、例えば本実施形態で示した放熱部材７０の無い構造ではセンサチップ１００が２００℃近くまで高温化していたのが、放熱部材７０を配置することにより１００℃程度まで高温化を抑制できることを確認している。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る圧力センサ１００のエンジン２００への取付構造を示す概略断面図である。本実施形態の圧力センサ１００は、第１実施形態に対してケース１を構成する各部の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図２に示すように、ハウジング４０の内径が受圧用ダイアフラム１０側において縮小されることで、ハウジング４０の中空部内においてテーパ状のシート面４０ｅが構成されている。このシート面４０ｅは、ハウジング４０の外周面側に形成されたシート面４０ｄよりも金属ステム３０側、つまり受圧用ダイアフラム１０から離れた位置に形成されている。一方、メタルパイプ２０も金属ステム３０側において外径が拡大されることで、シート面４０ｅと対応したテーパ状のシート面２０ａが構成されている。これらハウジング４０の内周面に対するシート面４０ｅが傾斜角度やメタルパイプ２０の外周面に対するシート面２０ａの傾斜角度は、ハウジング４０の外周面に対するシート面４０ｄの傾斜角度よりも緩やかに設定されており、シート面４０ｅとシート面２０ａとの接触面積ができる限り広くなるようにされている。これにより、より多く放熱することが可能となる。

さらに、メタルパイプ２０とハウジング４０との接合場所よりも金属ステム３０側において、ハウジング４０に対してメタルパイプ２０が圧入されるように、ハウジング４０の内径やメタルパイプ２０の外径が設定されるようにしている。これにより、シート面２０ａ、４０ｅだけでなく、それよりも受圧用ダイアフラム１０側でもメタルパイプ２０とハウジング４０とが接触できるようにしている。

そして、メタルパイプ２０の外径はシート面２０ａよりも先端位置（受圧用ダイアフラム１０が配置される一端部とは反対側の他端部）側において、再び縮小されることでメタルパイプ２０の厚みが薄くされている。この厚みが薄くされた部分において、金属ステム３０が挿入されされたのち、これらが溶接やロウ付け、接着などにより固定され、一体化されている。なお、金属ステム３０の基本構造は第１実施形態と変わらないが、メタルパイプ２０にシート面２０ａを形成する等により、ハウジング４０のシート面４０ｄよりも燃焼室２０２から離れた位置まで形成されているため、金属ステム３０の長さを縮小している。

以上のように構成された圧力センサ１００によれば、メタルパイプ２０の外周にシート面２０ａを設けると共に、ハウジング４０の内周にシート面４０ｅを設け、これらシート面２０ａ、４０ｅがハウジング４０とエンジン２００との接触面となるシート面４０ｄよりも金属ステム側に配置されるようにしている。

このため、図２中の破線矢印で示したように、メタルパイプ２０からハウジング４０に直接伝わった熱がエンジン２００と接触するシート面４０ｄを通じて伝えられる放熱経路に加え、メタルパイプ２０から金属ステム３０側に伝わった熱がシート面２０ａ、４０ｅを通じてハウジング４０に伝えられる放熱経路が形成される。そして、シート面２０ａ、４０ｅを通じてハウジング４０に伝えられた熱がさらにシート面４０ｄやネジ部４１を通じてエンジン２００に伝えられる。したがって、本発明者らが先に提案している圧力センサと比べて、よりセンサチップ５０から近い位置において放熱経路が形成されるため、金属ステム３０に伝わった熱がセンサチップ５０に伝わるのを抑制でき、センサチップ５０が高温化して動作許容温度を超えてしまい、圧力センサ１００が機能しなくなることを防止することが可能となる。

さらに、メタルパイプ２０とハウジング４０との接合場所よりも金属ステム３０側において、ハウジング４０に対してメタルパイプ２０が圧入されるようにし、シート面２０ａ、４０ｅよりも受圧用ダイアフラム１０側でもメタルパイプ２０とハウジング４０とが接触できるようにしている。このため、メタルパイプ２０からハウジング４０への熱伝達を多くすることが可能となり、よりセンサチップ５０に熱が伝わるのを抑制することが可能となる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態では放熱部材７０を備える場合について説明し、第２実施形態ではシート面２０ａ、４０ｅを形成する場合について説明したが、これらを組み合わせることも可能である。

また、上記第２実施形態では、メタルパイプ２０とハウジング４０との接合場所よりも金属ステム３０側において、ハウジング４０に対してメタルパイプ２０が圧入されるようにしているが、メタルパイプ２０の外周面とハウジング４０の内周面との間に隙間が設けられるような形態とされていても、シート面２０ａ、４０ｅを通じて熱が伝達されるため、上記効果を得ることができる。このような場合には、メタルパイプ２０からハウジング４０への熱伝達が上記第２実施形態と比べて少なくなるため、図３に示すように、メタルパイプ２０のうちシート面２０ａよりも受圧用ダイアフラム１０側において溝２０ｂを形成しておき、この溝２０ｂ内に放熱部材８０を備えることも可能である。この放熱部材８０としては、第１実施形態で示した放熱部材７０と同様の材質を用いることができる。勿論、シート面２０ａ、４０ｅの間に放熱部材８０を配置することも可能である。

なお、ここではメタルパイプ２０に溝２０ｂを形成する場合を説明したが、ハウジング４０の内周面に溝を形成しても良い。また、放熱部材８０を薄いもので構成し、メタルパイプ２０やハウジング４０に溝を形成しなくても、これらの間に放熱部材８０が挟めるようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサのエンジンへの取付構造を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサのエンジンへの取付構造を示す概略断面図である。 本発明の他の実施形態に係る圧力センサのエンジンへの取付構造を示す概略断面図である。 本発明者らが先に提案している圧力センサのエンジンへの取付構造を示す概略断面図である。

符号の説明

１…ケース、２…コネクタ部、１０…受圧用ダイアフラム、１１…受圧面、２０…メタルパイプ、２０ａ…シート面、３０…金属ステム、３１…開口部、３２…歪み部、４０…ハウジング、４０ａ…大径部、４０ｂ…中径部、４０ｃ…小径部、４０ｄ、４０ｅ…シート面、４２…配線基板、４３…チップ、４４…配線部材、５０…センサチップ、５１…低融点ガラス、６０…圧力伝達部材、１００…圧力センサ、２００…エンジン、２０１…取付穴、２０２…燃焼室。

Claims (10)

1. 中空部を有するケース（１）と、
   前記ケース（１）の一端部に配置され、一面が被測定圧力を受ける受圧面（１１）を為すと共に、この受圧面（１１）に前記被測定圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラム（１０）と、
   前記ケース（１）における中空部内に配置され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面（１１）の反対面に接触し、前記受圧面（１１）で受けた前記被測定圧力を伝達する圧力伝達部材（６０）と、
   前記ケース（１）の一部を構成すると共に、前記圧力伝達部材（６０）の他端部側において該圧力伝達部材（６０）に伝達される圧力を受けて変位する歪み部（３２）にて底部が構成される有底円筒状のステム（３０）と、
   前記ステム（３０）における前記歪み部（３２）のうち前記圧力伝達部材（６０）とは反対側に配置され、前記歪み部（３２）の変位に基づいて、前記被測定圧力に応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）とを備える圧力センサにおいて、
   前記ケース（１）は、前記ステム（２０）と、一端部に前記受圧用ダイアフラム（１０）が固定されると共に他端部において前記ステム（３０）における前記歪み部（３２）の反対側となる開口端が接合されるメタルパイプ（２０）と、中空部を有した円筒形状を為し、前記中空部に繋がる開口端に前記ステム（３０）が接合された前記メタルパイプ（２０）の前記他端部および前記ステム（３０）が挿入され、前記メタルパイプ（２０）と接合されるハウジング（４０）と、を有した構成とされ、
   さらに、前記ステム（３０）の外周面と前記ハウジング（４０）の内周面との間には、前記ステム（３０）および前記ハウジング（４０）の双方に接する放熱部材（７０）が備えられていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記放熱部材（７０）は、前記ステム（３０）と前記メタルパイプ（２０）との接合場所から前記歪み部（３０）の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記放熱部材（７０）は円筒状部材からなり、該円筒状部材からなる前記放熱部材（７０）に前記ステム（３０）が挿入されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 前記放熱部材（７０）はシート状部材からなり、該シート状部材からなる前記放熱部材（７０）が前記ステム（３０）の外周面に撒きつけられていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
5. 前記放熱部材（７０）は、金属粉やカーボンもしくはセラミック材料が混入された放熱ゴム、金属、金属粉やカーボンもしくはセラミック材料が混入された放熱ゲルのいずれか１つにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
6. 前記メタルパイプ（２０）の外周面には、前記ハウジング（４０）との接合場所よりも前記ステム（３０）側において外径が徐々に拡大された第１シート面（２０ａ）が形成され、
   前記ハウジング（４０）の内周面には、前記第１シート面（２０ａ）と対応する場所において内径が徐々に狭められた第２シート面（４０ｅ）が形成され、
   前記メタルパイプ（２０）と前記ハウジング（４０）とが固定された状態において、前記第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）が互いに接触していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
7. 中空部を有するケース（１）と、
   前記ケース（１）の一端部に配置され、一面が被測定圧力を受ける受圧面（１１）を為すと共に、この受圧面（１１）に前記被測定圧力を受けて歪む受圧用ダイアフラム（１０）と、
   前記ケース（１）における中空部内に配置され、一端部が前記受圧用ダイアフラム（１０）における前記受圧面（１１）の反対面に接触し、前記受圧面（１１）で受けた前記被測定圧力を伝達する圧力伝達部材（６０）と、
   前記ケース（１）の一部を構成すると共に、前記圧力伝達部材（６０）の他端部側において該圧力伝達部材（６０）に伝達される圧力を受けて変位する歪み部（３２）にて底部が構成される有底円筒状のステム（３０）と、
   前記ステム（３０）における前記歪み部（３２）のうち前記圧力伝達部材（６０）とは反対側に配置され、前記歪み部（３２）の変位に基づいて、前記被測定圧力に応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ（５０）とを備える圧力センサにおいて、
   前記ケース（１）は、前記ステム（２０）と、一端部に前記受圧用ダイアフラム（１０）が固定されると共に他端部において前記ステム（３０）における前記歪み部（３２）の反対側となる開口端が接合されるメタルパイプ（２０）と、中空部を有した円筒形状を為し、前記中空部に繋がる開口端に前記ステム（３０）が接合された前記メタルパイプ（２０）の前記他端部および前記ステム（３０）が挿入され、前記メタルパイプ（２０）と接合されるハウジング（４０）と、を有した構成とされ、
   前記メタルパイプ（２０）の外周面には、前記ハウジング（４０）との接合場所よりも前記ステム（３０）側において外径が徐々に拡大された第１シート面（２０ａ）が形成され、
   前記ハウジング（４０）の内周面には、前記第１シート面（２０ａ）と対応する場所において内径が徐々に狭められた第２シート面（４０ｅ）が形成され、
   前記メタルパイプ（２０）と前記ハウジング（４０）とが固定された状態において、前記第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）が互いに接触していることを特徴とする圧力センサ。
8. 前記第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）はテーパ状とされていることを特徴とする請求項６または７に記載の圧力センサ。
9. 前記ハウジング（４０）の外径は、前記受圧用ダイアフラム（１０）に遠い側から近い側にかけて徐々に小さくされたテーパ状の第３シート面（４０ｄ）が形成されており、該第３シート面（４０ｄ）が形成された位置よりも前記第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）が形成された位置の方が前記歪み部（３２）に近いことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
10. 前記メタルパイプ（２０）の外周面および前記ハウジング（４０）の内周面の間のうち前記第１、第２シート面（２０ａ、４０ｅ）よりも前記受圧用ダイアフラム（１０）側には、放熱部材（８０）が配置されていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。

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