JP6498021B2 - 圧力センサ - Google Patents
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Description
半導体型圧力検出装置は、上記受圧室内に配置され、受圧空間内の圧力変化を電気信号に変換して外部に出力する機能を有している。
受圧空間内に配置されるダイアフラムは、可撓性の金属板であって、半導体からなる圧力検出素子との間で電位差が発生し、封入されたオイルが静電気を帯びると、圧力検出素子あるいはその出力信号に不具合が生ずる場合がある。
したがって、これらの取り付けの際には、上記圧力検出素子又は導電性部材を上記上側部材に対してそれぞれ位置決めする必要があるため、取り付け作業が煩雑となり、組立効率が低下するとともに、複数回の位置決めに関わる製品精度が低下する懸念がある。
また、前記除電部材は、前記ベースと同一の材料で形成されても良い。
また、本発明による圧力センサは、上記導電性部材を形成する材料を適宜選択することができるため、圧力センサ全体の軽量化を図ることができる。
図1に示すように、圧力センサ1は、段付の円筒形状のカバー10を有し、カバー10の大径の開口部10aには、後述する半導体型圧力検出装置60が搭載されたベース40、図示されない流体流入管が接続される接続ナット20を支持する取付部材30、ベース40及び取付部材30によりその外周部が挟持されたダイアフラム50等より成る圧力検出ユニット2が挿入される。
皿状のベース40とダイアフラム50で区画される受圧空間52にはオイル等の絶縁性の液状媒質が充填される。ボール99は、除電部材40aに形成された貫通孔40bを介して受圧空間52内に液状媒質を充填した後に該貫通孔40bを封止する為のものであり、除電部材40aの外面側に溶接等の手段で固着される。
また、図2に示すように、複数の端子ピンのうちの1つはアース端子ピン72として機能する。そして、当該アース端子ピン72とそれ以外の7本の端子ピン70とは、中継基板90に接続される。
また、リード線94は、当該圧力センサ1が設置された冷凍冷蔵装置や空調装置等の制御盤内に設けられた図示されない電気回路に接続される。これにより、アース端子ピン72は、リード線94を介して外部アースに接続される。
このような構成により、中継基板90は、コネクタ92を挟んで両側の位置に端子ピン70,72との接続点を備える構造となっているため、リード線94に引張力等が加えられた場合であっても、端子ピン70,72に横方向の応力が加わることがなく、結果として端子ピン70,72とベース40とを固定するハーメチックシール74が破損するのを防止できる。
そして、除電部材40aは周囲をシール部材74に囲まれているため、ベース40において除電部材40aの部分のみをアースに接続してゼロ電位とすることにより、従来技術で開示されている追加的な除電板を設ける必要がない。
また、除電部材40aは、ベース40と同一又は同等の材料(例えば鋼やステンレス等)や一般的な導電性材料であっても良い。要するに、環状のガラス部材でリードピンがハーメチックシール出来れば良いものである。
また、上述のとおり、除電部材40aには、半導体型圧力検出装置60の取り付け部分以外の位置に、受圧空間52内に液状媒質を充填するための貫通孔40bが形成されており、当該貫通孔40bの外面側はボール99で封止されている。
このとき、除電部材40aとして非導電性の材料を用いる場合には、アースパッドは、除電部材40aの受圧空間52側の面に形成された導電層とボンディングワイヤ81で電気的に接続される。すなわち、アースパッドは、除電部材40a(又は導電層)を介してアース端子ピン72と電気的に接続される。
そして、圧力検出素子64はこの圧力変動を検知して電気信号に変換し、端子ピン70を介して電気信号を外部に出力する。
このような構成により、圧力検出ユニット2の内部に帯電する電荷を効率的に外部に逃がすことができるため、半導体型圧力検出装置60の周囲あるいは受圧空間52内に充填された液状媒質に電荷が帯電するのを抑制することができ、結果として、半導体型圧力検出装置60の帯電に起因する作動不良が防止される。
上記の構成により、従来型の圧力センサで用いられている除電板をベースと一体で形成できるため、圧力検出ユニット2の構造を簡素化し、その結果として全体の軽量化を実現できる。
また、従来型の圧力センサを製造する際にも実施されていた、ハーメチックシールによる端子ピンの植設工程を利用して、ベース40に除電部材40aを位置決め固定する工程を実施できるため、組立作業を削減して簡素化できるとともに製品精度を向上できる。
例えば、図2において、除電部材40aが円柱形状である場合を例示したが、除電部材40aの機能を損なわない範囲で、断面多角形(例えば五角形や六角形、あるいは八角形)の角柱形状を採用することも可能である。
このような形状を採用すれば、圧力検出ユニットの重量をさらに削減することが可能となる。
20 接続ナット 30 取付部材
32 流体導入室 40 ベース
40a 除電部材 50 ダイアフラム
52 受圧空間 60 半導体型圧力検出装置
62 支持基板 64 圧力検出素子
70 端子ピン 72 アース端子ピン
74 ハーメチックシール 80 ボンディングワイヤ
81 アース用ボンディングワイヤ 90 中継基板
92 コネクタ 94 リード線
Claims (3)
- 流体の圧力を受圧するダイアフラムと、
前記ダイアフラムとの間で絶縁性媒質が封入された受圧空間が形成されるベースと、
前記受圧空間内に設けられるとともにアースパッドを含む複数のボンディングパッドを備えた圧力検出素子と、
前記ベースを貫通するとともに前記圧力検出素子と電気的に接続される複数の端子ピン及び1つのアース端子ピンとを具備した圧力センサであって、
前記ベースは、前記複数の端子ピン及び前記アース端子ピンが貫通する環状のシール部材と、前記環状のシール部材の内側に配置されて前記圧力検出素子が取り付けられる除電部材と、を含み、
前記除電部材は、前記圧力検出素子のアースパッド及び前記アース端子ピンと電気的に接続されていることを特徴とする圧力センサ。 - 前記除電部材は、前記環状のシール部材を形成する材料とほぼ同一の線膨張係数を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 前記除電部材は、前記ベースと同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
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