JP2008151738A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の圧力感度が持たされる構造とすることにより、ステムやステムの周辺の部品を標準化し易くできるようにする。
【解決手段】ステム１０の軸に対して開口部１２の軸をずらす。これにより、ステム１０の側面１０ｂを構成する側壁部の厚みを様々な厚みとすることが可能となる。このため、側壁部の厚みに応じてその変位量を変えることが可能となり、どの側壁部をダイアフラム１１として用いるかにより、圧力センサＳ１の感度を調整することが可能となる。したがって、測定対象となる圧力の大きさに応じてセンサチップ２０を取り付ける側面１０ｂを変更することにより、ダイアフラム１１として用いる側壁部を変えることが可能となり、共通の部品を用いて複数の感度の圧力センサＳ１を製造することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ダイアフラムを構成する中空筒状のステムに対してセンシング部を貼り付けた圧力センサに関するものである。

従来より、有底円筒状のステムの底部にセンシング部を貼り付けると共に、ステムの底部や側面にセンサ信号を処理するための処理回路基板を貼り付けた圧力センサが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

この圧力センサは、ステムにおける底面が圧力によって変形可能なダイアフラムを構成するようにすると共に、ステムの開口部からステムの中空部へ圧力を導入し、この導入された圧力によってダイアフラムが変形するようになっている。
特公平７−１１４６１号公報 特開２００５−１４７７９５号公報

しかしながら、上記特許文献１、２等に記載された圧力センサでは、ステムの材質やダイアフラムの厚さなどによって圧力感度が決定されるため、それらを測定したい圧力範囲等に応じて選定し、ステムを作成しなければならなかった。このため、ステムの加工精度が要求され、ステムやステムの周辺の部品の標準化が困難となっていた。また、これによりステムやステムの周辺の部品の設計などにコストが掛かり、コストダウンの必要性もあった。

本発明は上記点に鑑みて、複数の圧力感度が持たされる構造とすることにより、ステムやステムの周辺の部品を標準化し易くできるように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、測定対象となる媒体の圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部（２０）と、媒体が導入される開口部（１２）が形成されていると共に該開口部（１２）を囲む側壁部を有する筒状のステム（１０）と、を有し、ステム（１０）の軸に対して開口部（１２）の軸がずらしてあり、かつ、ステム（１０）における側壁部の表面となる側面（１０ｂ）にセンシング部（２０）が配置され、側壁部の一部によりダイアフラム（１１）を構成していることを特徴としている。

このように、開口部（１２）を有するステム（１０）の側面（１０ｂ）を構成する側壁部にてダイアフラム（１１）を構成し、側面（１０ｂ）にセンシング部（２０）を設置するようにしている。この場合、ダイアフラム（１１）の厚みをステム（１０）のサイズと中空部に繋がる開口部（１２）のサイズ、および、ステム（１０）の軸に対して開口部（１２）の軸がずらされた量によって決定することができるため、開口部（１２）を形成するときの精度のみにより、ステム（１０）の精度を出すことが可能となる。これにより、ステム（１０）やステム（１０）の周辺の部品の標準化が容易になる。

そして、ステム１０の軸に対して開口部（１２）の軸をずらしてあるため、ステム（１０）の側面（１０ｂ）を構成する側壁部の厚みを様々な厚みとすることが可能となる。このため、側壁部の厚みに応じてその変位量を変えることが可能となり、どの側壁部をダイアフラム（１１）として用いるかにより、圧力センサの感度を調整することが可能となる。したがって、測定対象となる圧力の大きさに応じてセンシング部（２０）を配置する側面（１０ｂ）を変更することにより、ダイアフラム（１１）として用いる側壁部を変えることが可能となり、共通の部品を用いて複数の感度の圧力センサを製造することが可能となる。これにより、ステム（１０）やステム（１０）の周辺の部品の標準化が容易になり、より一層、圧力センサの製造コストなどを削減することが可能となる。

例えば、ステム（１０）は、複数の平坦面とされた側面（１０ｂ）にて多角形が構成される多角筒状とされ、複数の平坦面とされた側面（１０ｂ）のいずれかにセンシング部（２０）を配置することができる。

この場合、例えば、多角形を構成している複数の平坦面とされた側面（１０ｂ）のうち、開口部（１２）が最も近づけられている側面（１０ｂ）に対して、センシング部（２０）を配置することができる。

また、ステム（１０）は、側面（１０ｂ）にて円形が構成される円筒状もしくは楕円形が構成される楕円筒状であっても良い。

さらに、センシング部（２０）の電気信号を処理する処理回路基板（３０）を備えることができる。例えば、ステム（１０）の一端側から開口部（１２）を延設し、ステム（１０）の他端側が閉塞された底面（１０ａ）となるようにしておき、この底面（１０ａ）に処理回路基板（３０）を配置することができる。

この場合、複数の平坦面とされた側面（１０ｂ）のうちセンシング部（２０）が配置された側面（１０ｂ）に３次元配線部品（４０）を配置すると共に、センシング部（２０）が配置されていない側面（１０ｂ）に配線部（６０）を配置し、センシング部（２０）および処理回路基板（３０）が３次元配線部品（４０）にボンディングワイヤ（５０）を通じて電気的に接続されるようにし、３次元配線部品（４０）を通じて配線部（６０）にボンディングワイヤ（５１）を通じて電気的に接続される構成とすることができる。

また、底面（１０ａ）に、処理回路基板（３０）およびセンシング部（２０）と電気的に接続されるパッド（９１）を備えた処理回路ユニット（９０）を配置しておき、センシング部（２０）を処理回路ユニット（９０）のパッド（９１）にボンディングワイヤ（５０）を通じて電気的に接続することもできる。

一方、処理回路基板（３０）を複数の平坦面とされた側面（１０ｂ）のうちセンシング部（２０）とは異なる側面（１０ｂ）に配置することもできる。

なお、開口部（２０）は、該開口部（２０）の軸に対して垂直方向に切断したときの断面形状が円形であっても、ステム（１０）の外形により構成される形状と同じ形状とされていても良い。また、センシング部は、センサチップ（２０）に形成されたものであっても、ステム（１０）に直接形成された歪みゲージであっても構わない。

また、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）
本発明の第１実施形態が適用された圧力センサについて説明する。本実施形態に係る圧力センサは、例えば自動車のブレーキシステムにおけるブレーキオイルの圧力検出や、自動車の燃料噴射系における燃料パイプ内の圧力検出に用いられる。

図１〜図３は、本発明の実施形態に係る圧力センサＳ１の全体構成を示す図である。また、図４は、圧力センサＳ１に備えられるステム１０を示す図である。

具体的には、図１は、圧力センサＳ１を被測定物Ｋ１に取り付けた状態で示す概略断面図、図２は、図１中の矢印Ａ方向から見たときの概略平面図である。なお、図１は図２中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。図３は、図２中の矢印Ｃ方向からパイプ８０を切断した状態にてパイプ８０の内部を見たときの外観構成を示す図である。図４（ａ）はステム１０を軸に対して垂直な方向に切断したときの断面図、（ｂ）はステム１０を軸と平行な方向に切断したときの断面図である。

図１〜図４に示されるように、ステム１０は、内部に中空部を有すると共に一方の端面を底面１０ａとする有底筒状のもの、すなわち中空筒状をなすものである。このステム１０は、基本的には両端面が角の丸められた正方形を為す四角筒体を加工することにより形成されている。ステム１０は、４つの側面１０ｂ、つまりステム１０の中空部を囲む側壁部の表面が４つの平坦面とされており、この側面１０ｂを構成する側壁部の厚みが中空部へ圧力を導入するための開口部１２にて薄肉化されることによりダイアフラム１１が構成され、開口部１２内に導入される測定対象の圧力によってダイアフラム１１が変形可能となっている。

具体的には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の圧力センサＳ１では、開口部１２の中心軸がステム１０の軸に対して偏心させられ、ずらされている。すなわち、開口部１２がステム１０における複数の側面１０ｂのうちの１つに近づけられた構造とされている。これにより、ステム１０の各側面１０ｂを構成する側壁部の厚み、すなわち各側面１０ｂの表面から開口部１２までの距離がそれぞれ異なったものとされている。そして、ステム１０の側面１０ｂを構成する側壁部のうち測定対象となる圧力と対応する厚みとされた部分の側面１０ｂにセンサチップ２０が配置してある。例えば、本実施形態の場合、ステム１０の側面１０ｂのうち最も開口部１２が近づけられた側面１０ｂ、つまり最もステム１０の側壁部が薄くされた部分の側面１０ｂにセンサチップ２０が配置されている。

すなわち、ステム１０の側面１０ｂを構成する側壁部の厚みがステム１０のうち平坦面に対する法線方向の幅Ｗ１と中空部の内径Ｗ２（開口部１２の径）の差、および、ステム１０の軸と開口部１２の中心軸とのずれ量によって決まるため、これらを選定することにより薄肉なダイアフラム１１が構成されるようにしている。なお、開口部１２は、ステム１０の軸一端側が底面１０ａにて閉塞されるように、ステム１０の軸他端側から底面１０ａ側に向けて延設された構造としてある。

また、図１に示されるように、ステム１０は、開口部１２側の部位にて被測定物Ｋ１にシールされた形で取り付けられている。そして、ステム１０における被測定物Ｋ１とのシール部は、円筒形状となっている。被測定物Ｋ１は、上述したように、たとえば自動車のブレーキシステムにおけるブレーキオイルの配管や、自動車の燃料噴射系における燃料パイプなどである。ステム１０は、被測定物Ｋ１に対して、例えばネジ結合や溶接やかしめなどにより固定される。

このようにして、ステム１０が被測定物Ｋ１に取り付けられた状態において、被測定物Ｋ１からの圧力すなわち被測定圧力は、ステム１０の開口部１２からステム１０の中空部に導入される。これにより、導入された被測定圧力の大きさに応じて、ダイアフラム１１が歪むようになっている。

また、図１〜図４に示されるように、ステム１０のうちダイアフラム１１とされる側壁部を構成する側面１０ｂの表面上には、センシング部としてのセンサチップ２０が設けられている。センサチップ２０は、上記したダイアフラム１１の変形に応じた電気信号を出力するものである。例えば、センサチップ２０は、単結晶Ｓｉ（シリコン）等の半導体チップからなるものであり、低融点ガラス２５によってステム１０のダイアフラム１１（側面１０ｂ）に接合され固定されている。

センサチップ２０としては、例えば、ブリッジ回路を有し、ステム１０の開口部１２から導入された圧力によってダイアフラム１１が変形したとき、この変形に応じた抵抗値変化を電気信号に変換して出力する歪みゲージとして機能するものにできる。そして、これらダイアフラム１１の厚みや材質およびセンサチップ２０の配置などにより、圧力センサＳ１の感度などの基本性能が決まる。

なお、ステム１０は、例えば金属材料にて構成されるが、圧力センサＳ１が超高圧を検出する場所に適用される場合には高強度であるとことが要求され、センサチップ２０がＳｉから構成される場合には、センサチップ２０をガラス２５により接合するため低熱膨張係数であることが要求される。例えば、ステム１０は、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｏまたはＦｅ、Ｎｉを主体とし、析出強化材料としてＴｉ、Ｎｂ、Ａｌまたは、Ｔｉ、Ｎｂが加えられた材料を選定し、プレス、切削や冷間鍛造、ドリル加工等により形成することができる。

また、図１〜図３に示されるように、ステム１０の底面１０ａには、センサチップ２０の電気信号を処理する処理回路基板３０が設けられている。このため、処理回路基板３０の基板平面がセンサチップ２０の基板平面に対して垂直を為す配置となっている。処理回路基板３０は、例えば、半導体基板からなるＩＣチップや回路チップを搭載したセラミック基板あるいはプリント基板により構成されたもので、センサチップ２０からの電気信号（センサ信号）を、取り扱いやすい信号に増幅したり変換したりするなどの処理を行うものである。

なお、ステム１０のうち処理回路基板３０の設置面となる底面１０ａは平坦面でなくても構わないが、平坦面である方が処理回路基板３０の設置に関して都合が良い。

また、処理回路基板３０は、ステム１０の側面１０ｂに接着等の絶縁体を介して固定された３次元配線部品４０に対して電気的に接続されている。３次元配線部品４０は、樹脂本体の絶縁体に電極（パッド）４１（図２参照）を形成してなるもので、一般的に用いられているものである。そして、図１、図２に示すように、処理回路基板３０のパッド３１と３次元配線部品４０のパッド４１とは、ボンディングワイヤ５０を介して結線され電気的に接続されている。

さらに、図３に示されるように、３次元配線部品４０のパッド４１とセンサチップ２０のパッド２１とは、ボンディングワイヤ５０を介して結線され電気的に接続されている。

このように、本実施形態では、センシング部であるセンサチップ２０と処理回路基板３０とは、３次元配線部品４０を介しながらボンディングワイヤ５０によって電気的に接続されている。

また、図１、図２に示されるように、ステム１０の側面１０ｂのうちセンサチップ２０の設置面以外の３つの平坦面には、配線部としてのピンアッシー６０が設けられている。ここで、ピンアッシー６０は、当該３つの平坦面を取り囲むように、ステム１０の平坦面に接着などにより固定されている。

このピンアッシー６０は、３本のピン６１が樹脂にインサート成形されてなるものである。ここで、３本のピン６１は、それぞれが外部と接続されるセンサ出力用端子、接地用端子および電源用端子として構成されている。これら３本のピン６１は、自動車のＥＣＵ等へ配線部材を介して電気的に接続可能となっている。そして、これら３本のピン６１については、１本のピン６１がステム１０の平坦面の１つに位置するように、配置されている（図２参照）。つまり、ステム１０の側面における３個の異なる平坦面のそれぞれに、センサ出力用端子６１、接地用端子６１および電源用端子６１の３端子が振り分けられて配置されている。

また、ピンアッシー６０と３次元配線部品４０とは、電気的に接続されている。具体的には、図示しないが、ピンアッシー６０には、ピン６１と導通するパッドがピンアッシー６１のうち３次元配線部品４０と対抗する一面から露出させられており、このパッドを通じてピン６１と３次元配線部品４０のパッド４１とが、図２に示すようにボンディングワイヤ５１を介して結線され電気的に接続されている。

こうして、センサチップ２０、処理回路基板３０およびピンアッシー６０は、３次元配線部品４０およびボンディングワイヤ５０、５１を介して電気的に接続されている。そして、センサチップ２０からの電気信号は、処理回路基板３０にて処理され、ピンアッシー６０から外部へと出力されるようになっている。

また、図１等に示されるように、センシング部であるセンサチップ２０および処理回路基板３０は、ゲル部材７０により被覆されている。このゲル部材７０は、Ｓｉゲル等の電気絶縁材料からなるもので、被覆部の絶縁保護の役割を果たすものである。本実施形態では、ステム１０の外周に、このステム１０のダイアフラム１１側の部位を取り囲むような四角筒状のパイプ８０が取り付けられており、このパイプ８０内にゲル部材７０が充填されている。このパイプ８０は、例えば金属製のものであり、パイプ８０内にステム１０を挿入し、ステム１０の円筒部においてステム１０とパイプ８０とを溶接または軽い圧入によって固定することにより、パイプ８０とステム１０とが一体化する。

このような構造により、本実施形態の圧力センサＳ１が構成されている。続いて、本実施形態の圧力センサＳ１の製造方法について説明する。

まず、ステム１０を用意する。このステム１０は、プレス加工などにより形成された角が丸められた四角筒状の金属ブロックに対して、一端側からドリル加工による穴空けを行い、開口部１２を形成することで構成される。このとき、開口部１２の径、つまりステム１０の内径は、ドリル加工で用いるドリルの径にて決まるため、ダイアフラム１１の厚みは、金属ブロックのサイズやドリルの回転中心軸の位置に基づいて決まることになる。これによりステム１０を用意することが可能となるが、ドリル加工の精度のみによってダイアフラム１１の厚みを調整できるため、ステム１０の精度を出すことが容易となり、ステム１０やステム１０の周辺の部品の標準化を容易に行うことが可能となる。

すなわち、従来のように、ステムの底面によりダイアフラムを構成する場合には、ステムをドリル加工したのちステムの底面を切削することによりダイアフラムの厚み調整を行わなければならない。このため、ドリル加工の精度に加えて、ダイアフラムの厚み調整を行うための切削の精度も要求される。このため、本実施形態のような構造の圧力センサＳ１によれば、ドリル加工の精度のみによりステム１０の精度を出せるため、ステム１０やステム１０の周辺の部品の標準化が容易になると言える。

続いて、ステム１０におけるダイアフラム１１となる側面１０ｂに低融点ガラス２５を印刷し（ステムへのガラス印刷工程）、その上にセンサチップ２０を搭載する（センサチップの組付工程）。そして、低融点ガラス２５を溶融・固化させることにより、センサチップ２０をステム１０に固定する。

一方、処理回路基板３０を用意し、処理回路基板３０をステム１０の底面１０ａに接着剤等により接合する。（処理回路基板の組付工程）。同様に、３次元配線部品４０やピンアッシー６０を、ステム１０の底面１０ａや側面１０ｂに接着し固定する（接着固定工程）。

そして、センサチップ２０のパッド２１や処理回路基板３０のパッド３１と３次元配線部品４０のパッド４１とを、金やＡｌなどを用いたワイヤボンディングを行うことにより、結線する（ワイヤボンディング工程）。それにより、パッド２１、３１とパッド４１の間がボンディングワイヤ５０により電気的に接続される。さらに、３次元配線部品４０のパッド４１とピンアッシー６０のパッド（図示せず）との間をボンディングワイヤ５１にて結線することで、これらの間を電気的に接続する。

続いて、パイプ８０を用意し、このパイプ８０をステム１０に装着したのち（パイプ組付工程）、パイプ８０内にゲル部材７０を充填し、これを硬化させる（ゲル塗布硬化工程）。具体的には、パイプ８０に対してステム１０を開口部１２側から挿入し、ステム１０の側面１０ｂに溶接するか、ステム１０をパイプ８０に軽圧入することにより、ステム１０とパイプ８０とを固定および密着させ、その後に、Ｓｉゲル等からなるゲル部材７０をセンサチップ２０側から注入し、パイプ８０内に充填させる。このとき、ゲル部材７０の内部に気泡が存在すると、冷熱に対する耐量が低下するので、真空中でゲル部材７０の注入を行うことが望ましい。

この後、必要に応じてピンアッシー６０のピン６１を介してセンサ特性を測定するなどの検査工程を経て、本実施形態の圧力センサＳ１が完成する。

このように製造された圧力センサＳ１は、上述したように、被測定物Ｋ１に対して、例えばネジ結合や溶接やかしめなどにより固定され取り付けられる。そして、被測定物Ｋ１からの圧力が、ステム１０の開口部１２からステム１０の中空部へ導入されたときに、その圧力によってダイアフラム１１が変形する。この変形をセンサチップ２０により電気信号に変換し、この電気信号は処理回路基板３０にて信号処理され、ピンアッシー６０から外部へ出力される。こうして圧力検出が行割れるようになっている。この検出された圧力に基づいて、例えば、ブレーキシステムの制御や燃料噴射制御がなされる。

以上説明したように、本実施形態の圧力センサＳ１では、開口部１２を有するステム１０の側面１０ｂを構成する側壁部にてダイアフラム１１を構成し、側面１０ｂにセンサチップ２０を設置するようにしている。この場合、ダイアフラム１１の厚みをステム１０のサイズと中空部に繋がる開口部１２のサイズ（径）、および、ステム１０の軸に対する開口部１２の軸のずれ量によって決定することができるため、開口部１２を形成するときのドリル加工の精度のみにより、ステム１０の精度を出すことが可能となる。これにより、ステム１０やステム１０の周辺の部品の標準化が容易になり、圧力センサＳ１の製造コストなどを削減することも可能となる。

そして、本実施形態の圧力センサＳ１においては、ステム１０の軸に対して開口部１２の軸をずらしてあるため、ステム１０の側面１０ｂを構成する側壁部の厚みを様々な厚みとすることが可能となる。このため、側壁部の厚みに応じてその変位量を変えることが可能となり、どの側壁部をダイアフラム１１として用いるかにより、圧力センサＳ１の感度を調整することが可能となる。したがって、測定対象となる圧力の大きさに応じてセンサチップ２０を取り付ける側面１０ｂを変更することにより、ダイアフラム１１として用いる側壁部を変えることが可能となり、共通の部品を用いて複数の感度の圧力センサＳ１を製造することが可能となる。これにより、ステム１０やステム１０の周辺の部品の標準化が容易になり、より一層、圧力センサＳ１の製造コストなどを削減することが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１実施形態で示した処理回路基板３０、３次元配線部品４０およびピンアッシー６０を１部品化した処理回路ユニット９０にしたものである。なお、圧力センサＳ１のうち処理回路ユニット以外の部分に関しては第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図５（ａ）は処理回路ユニット９０が備えられたステム１０の正面図であり、（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｄ方向からステム１０を見たときの平面図である。

この図に示すように、ステム１０における底面１０ａに例えば接着剤等を用いて処理回路ユニット９０が接合されている。処理回路ユニット９０は、上述したように、第１実施形態で示した処理回路基板３０、３次元配線部品４０およびピンアッシー６０を１部品化したものである。

処理回路ユニット９０は、例えばＭＩＤ（Molded Interconnect Device）もしくは処理回路基板３０をインサート部品として構成され、ステム１０の底面と同等ないし若干大きい角が丸められた四角筒状とされている。処理回路ユニット９０の厚みは薄いが、処理回路ユニット９０のうちセンサチップ２０と対向する一辺において、処理回路ユニット９０の表面９０ａから側面９０ｂにわたってパッド９１が延設されている。このパッド９０に対してセンサチップ２０のパッド２１がボンディングワイヤ５０を介して電気的に接続された構造とされている。

また、処理回路ユニット９０の表面９０ａには、さらにパッド９２が形成されていると共に配線部９３が形成されており、パッド９１が表面９０ａの中央位置に形成されたパッド９２と配線部９３を介して電気的に接続されている。

このように、第１実施形態における処理回路基板３０、３次元配線部品４０およびピンアッシー６０を１部品化した処理回路ユニット９０を用いても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に示した処理回路ユニット９０を介してネジ部を備えたものである。なお、圧力センサＳ１のうちネジ部以外の部分に関しては第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図６（ａ）はネジ部１００が備えられたステム１０の正面図であり、（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｅ方向からステム１０を見たときの平面図である。

この図に示すように、ステム１０における底面１０ａに接続された処理回路ユニット９０の表面９０ａにネジ部１００が備えられている。このネジ部１００は、処理回路ユニット９０と一体的に形成されたものであっても良いし、処理回路ユニット９０の表面９０ａに対して接着剤等を用いて接合されたものであっても良い。また、ネジ部１００はステム１０と一体的に形成されており、このネジ部１００を貫通するように処理回路ユニット９０をステム１０に接続してもよい。

このように、ステム１０における底面１０ａ側にネジ部１００を配置すると、ネジ部１００を介して他部品にステム１０を結合することも可能となる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、ステム１０を中空部が形成された四角筒状の部材にて構成したが、これは単なる一例であり、他の形状であっても構わない。図７、図８は、ステム１０の変形例を示したものであり、各図の（ａ）はステム１０を軸に対して垂直な方向に切断したときの断面図、（ｂ）はステム１０を軸と平行な方向に切断したときの断面図である。

ステム１０を四角筒状以外の多角筒状の部材で構成しても良く、例えば、図７や図８に示すように、開口部１２にて構成された中空部を有する六角筒状の部材や八角筒状の部材にてステム１０を構成しても良い。また、図示しないが、ステム１０を円筒状としても良いし、楕円筒状としても良い。なお、円筒状や楕円筒状とした場合、側壁面により構成される側面が平坦面にならないが、センサチップ２０のサイズと側面の曲率とからセンサチップ２０が接合できる程度にステム１０の外径を設定すれば良い。

また、ステム１０をドリル加工で円形状に穴空けすることで中空部を構成する開口部１２を形成したが、これも単なる一例であり、他の形状であっても構わない。図９は、ステム１０に形成した開口部１２の形状を変えた変形例を示したものであり、（ａ）はステム１０を軸に対して垂直な方向に切断したときの断面図、（ｂ）はステム１０を軸と平行な方向に切断したときの断面図である。

図９に示すように、ステム１０の外形を構成する多角形と同様の多角形状にて開口部１２を構成することもできる。

また、上記各実施形態において、ステム１０の底面１０ａに処理回路基板３０を接合したが、ステム１０の側面１０ｂのうちセンサチップ２０が配置される側面１０ｂとは異なる側面１０ｂに接合されるようにしても良い。

さらに、ステム１０を多角筒状とする場合には、センサチップ２０を複数個用意し、各センサチップ２０を多角形を構成する複数の側面１０ｂのうち異なる側面１０ｂに１つずつセンサチップ２０を配置するようにすることで、複数の感度を有する圧力センサＳ１を構成することが可能となる。

また、上記実施形態では、センサチップ２０と処理回路基板３０とを３次元配線部品４０を介してワイヤボンディングしていたが、本変形例のようにしてもよい。なお、処理回路基板３０に関しては３次元配線部品４０とボンディングワイヤ５０を通じて電気的に接続することで、ピンアッシー６０のピン６１を介して処理回路基板３０を外部と電気的に接続させることができる。

さらに、上記各実施形態では、センシング部はセンサチップ２０であった。ここで、上記圧力センサにおいて、ダイアフラム上に設けられ該ダイアフラムの変形に応じた電気信号を出力するセンシング部としては、上記センサチップ２０に限定されるものではない。例えば、歪みゲージをダイアフラムに直接蒸着し、この歪みゲージをセンシング部として用いても良い。

本発明の実施形態に係る圧力センサを被測定物に取り付けたときの概略断面図である。 図１中のＡ矢視概略平面図である。 図２中の矢印Ｃ方向からパイプを切断した状態にてパイプ内部を見たときの外観構成を示す図である。 （ａ）は、ステムを軸に対して垂直な方向に切断したときの断面図、（ｂ）は、ステムを軸と平行な方向に切断したときの断面図である。 （ａ）は、処理回路ユニットが備えられたステムの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｄ方向からステムを見たときの平面図である。 （ａ）は、ネジ部が備えられたステムの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｅ方向からステムを見たときの平面図である。 他の実施形態で説明するステムを示した図であり、（ａ）は、ステムを軸に対して垂直な方向に切断したときの断面図、（ｂ）は、ステムを軸と平行な方向に切断したときの断面図である。 他の実施形態で説明するステムを示した図であり、（ａ）は、ステムを軸に対して垂直な方向に切断したときの断面図、（ｂ）は、ステムを軸と平行な方向に切断したときの断面図である。 他の実施形態で説明するステムを示した図であり、（ａ）は、ステムを軸に対して垂直な方向に切断したときの断面図、（ｂ）は、ステムを軸と平行な方向に切断したときの断面図である。

符号の説明

１０…ステム、１０ａ…底面、１０ｂ…側面（側壁部の表面）、１１…ダイアフラム、１２…開口部、２０…センサチップ、３０…処理回路基板、５０、５１…ボンディングワイヤ、６０…ピンアッシー、６１…ピン、７０…ゲル部材、８０…パイプ、９０…処理回路ユニット、１００…ネジ部、Ｋ１…被測定物。

Claims (11)

1. 測定対象となる媒体の圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部（２０）と、
   前記媒体が導入される開口部（１２）が形成されていると共に該開口部（１２）を囲む側壁部を有する筒状のステム（１０）と、を有し、
   前記ステム（１０）の軸に対して前記開口部（１２）の軸がずらしてあり、かつ、前記ステム（１０）における前記側壁部の表面となる側面（１０ｂ）に前記センシング部（２０）が配置され、前記側壁部の一部によりダイアフラム（１１）を構成していることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記ステム（１０）は、複数の平坦面とされた前記側面（１０ｂ）にて多角形が構成される多角筒状であり、前記複数の平坦面とされた前記側面（１０ｂ）のいずれかに前記センシング部（２０）が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. 前記多角形を構成している前記複数の平坦面とされた前記側面（１０ｂ）のうち、前記開口部（１２）が最も近づけられている前記側面（１０ｂ）に対して、前記センシング部（２０）が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
4. 前記ステム（１０）は、前記側面（１０ｂ）にて円形が構成される円筒状もしくは楕円形が構成される楕円筒状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
5. 前記センシング部（２０）の電気信号を処理する処理回路基板（３０）を備え、
   前記ステム（１０）の一端側から前記開口部（１２）が延設されていると共に、前記ステム（１０）の他端側が閉塞されて底面（１０ａ）が構成されており、
   前記底面（１０ａ）に前記処理回路基板（３０）が配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力センサ。
6. 前記複数の平坦面とされた前記側面（１０ｂ）のうち前記センシング部（２０）が配置された前記側面（１０ｂ）に３次元配線部品（４０）が配置されていると共に、前記センシング部（２０）が配置されていない前記側面（１０ｂ）に配線部（６０）が配置され、
   前記センシング部（２０）および前記処理回路基板（３０）は前記３次元配線部品（４０）にボンディングワイヤ（５０）を通じて電気的に接続されていると共に、前記３次元配線部品（４０）は、前記配線部（６０）にボンディングワイヤ（５１）を通じて電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
7. 前記底面（１０ａ）には、前記処理回路基板（３０）および前記センシング部（２０）と電気的に接続されるパッド（９１）を備えた処理回路ユニット（９０）が配置され、
   前記センシング部（２０）は、前記処理回路ユニット（９０）の前記パッド（９１）にボンディングワイヤ（５０）を通じて電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
8. 前記センシング部（２０）の電気信号を処理する処理回路基板（３０）を備え、
   前記処理回路基板（３０）は、前記複数の平坦面とされた前記側面（１０ｂ）のうち前記センシング部（２０）とは異なる前記側面（１０ｂ）に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力センサ。
9. 前記開口部（２０）は、該開口部（２０）の軸に対して垂直方向に切断したときの断面形状が円形もしくは前記ステム（１０）の外形により構成される形状と同じ形状とされていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
10. 前記センシング部は、センサチップ（２０）に形成されており、該センサチップ（２０）が前記側面（１０ｂ）に貼り付けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。
11. 前記センシング部（２０）は、前記ステム（１０）に直接形成された歪みゲージであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。

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