JPH11142267A - 圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センシングボディとハウジングの密着固定後
の気密性の検査を正確に行えるようにする。 【解決手段】 センサチップ４を固定したセンシングボ
ディ２をハウジング１内に組付けて圧力検出装置が構成
される。この組付けにおいては、センシングボディ２を
ハウジング１内に圧入し、ハウジング１の端部１ｂとセ
ンシングボディ２の段差部２ｃとを突き合わせ、その突
き合わせ部を電気溶接等で密着固定する。この後、気密
性の検査を行う。この場合、センシングボディ２の圧入
部２ｄにはスリット２ｅが形成されているため、そのス
リット２ｅによって圧入部２での気密性をなくすことが
できる。従って、圧入部２ｄによる気密性に影響され
ず、密着固定された部分について気密性の検査を正確に
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力を検出する圧
力検出装置に関し、例えば車両における燃料噴射装置の
燃料圧やブレーキ装置のブレーキオイル圧等の高圧を検
出するのに用いて好適なるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧力検出装置としては、
特開昭６２−７３１３１号公報に示されるものがある。
このものは、金属製センシングボディの圧力導入孔の終
端にダイヤフラムとして薄肉部を形成し、この薄肉部の
圧力導入側と反対側にセンサチップを密着固定して、高
圧測定に適した構造になっている。また、センシングボ
ディはハウジング内に組付けられており、その場合、セ
ンシングボディをハウジング内に接触固定した後、その
接触部を電気溶接等によって気密接合している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この圧力検出検出装置
のように高圧を測定する場合、気密性が非常に重要とな
る。このため、センシングボディをハウジング内に組付
けた後、気密性を保証するための検査を行うことが考え
られる。しかしながら、センシングボディをハウジング
内に圧入によって接触固定した場合、その圧入によって
もある程度気密性を有しているため、気密接合後にその
気密性が十分保たれているかどうかの検査を正確に行え
ないという問題がある。例えば、センシングボディとハ
ウジングを気密接合した後、その気密接合した部分の外
側を負圧とし、ハウジング内のセンサチップが固定され
ている側にＨｅを導入して、気密接合した部分の外側に
Ｈｅが漏れているかどうかにより気密性の検査を行うＨ
ｅリーク検査を用いた場合、その検査における圧力と実
際に使用する圧力には大きな差があり、気密接合した部
分の気密性が不十分でも、Ｈｅリーク検査の圧力では、
圧入による気密性によって検査結果が良好になる場合が
ある。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みたもので、センシ
ングボディとハウジングの気密接合後の気密性の検査を
正確に行うのに適した圧力検出装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至３に記載の発明においては、センシン
グボディ（２）とハウジング（１）の少なくとも一方
に、センシングボディ（２）をハウジング（１）内に圧
入するための圧入部（２ｄ）を形成し、さらにセンシン
グボディ（２）をハウジング（１）内に圧入したときに
圧入部（２ｄ）による気密性をなくす隙間が形成される
ようにしたことを特徴としている。

【０００６】従って、上記した隙間によって圧入部（２
ｄ）による気密性をなくしているため、圧入部（２ｄ）
による気密性に影響されずにセンシングボディ（２）と
ハウジング（１）を気密接合した部分について気密性の
検査を正確に行うことができる。なお、上記した括弧内
の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応
関係を示すものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１に、本発明の一実施形態を示す
圧力検出装置の断面構造を示す。この圧力検出装置は、
車両における燃料噴射装置の燃料圧やブレーキ装置のブ
レーキオイル圧等の高圧（例えば２０ＭＰａ）の流体の
圧力を測定するものである。

【０００８】図において、ハウジング１は、耐食性が良
好で溶接可能な金属（例えばＳＵＳ４３０）で構成され
ており、ねじ山１ａを有し、図示しない被検出体（例え
ば、燃料配管）にねじ締めで固定されるようになってい
る。センシングボディ２は、熱膨張率が小さい低熱膨張
率金属（例えばコバール等の線熱膨張係数がシリコンに
近い材質のもの）で構成され、内側に圧力導入孔２ａを
有し、その終端に受圧用ダイヤフラムをなす肉薄部２ｂ
が形成されている。図２に、センシングボディ２の外観
形状を示す。センシングボディ２は、円筒形状をしてお
り、その端部すなわち下端開口周縁部には段差部２ｃが
形成され、その上にハウジング１内に圧入するための圧
入部２ｄが形成されている。また、後述する気密性の検
査において、圧入部２ｄでの気密性をなくすために、圧
入部２ｄにはスリット２ｅが形成されている。

【０００９】センシングボディ２は、ハウジング１の内
側空洞部に圧入され、その段差部２ｃとハウジング１の
開口縁（端部）１ｂとが突き合わされ、その部分が電気
溶接等によって密着固定され気密接合される。このよう
にして、センシングボディ２がハウジング１内に組付け
固定される。また、圧入部２ｄがセンシングボディ２の
外周に部分的に設けられているため、センシングボディ
２がハウジング１内に組付け固定されたとき、ハウジン
グ１とセンシングボディ２の間に、環状の隙間３が形成
される。この隙間３により、ハウジング１を被検出体に
固定したときに生じる応力がセンサチップ４に伝達する
のを阻止することができる。

【００１０】センシングボディ２における薄肉部２ｂの
上面、すなわち圧力導入側と反対側の面には、センサチ
ップ４が、絶縁体である低融点ガラス５により接合され
ている。図３に、センシングボディ２の先端部分の断面
斜視図を示す。図に示すように、Ｎ型単結晶のシリコン
基板４１に４つのＰ型の拡散ゲージ（歪ゲージ）４２ａ
〜４２ｄが形成されてセンサチップ４が構成されてお
り、薄肉部２ｂの変位に応じた電気信号を出力する。

【００１１】センシングボディ２の先端部の周囲には、
図１に示すように、回路基板７が配置されている。この
回路基板７は、センサチップ４からの電気信号を増幅し
て出力する増幅回路（センサの感度調整を行う調整回路
を含む）などの回路部を有しており、積層セラミック基
板７ａ、回路チップ７ｂ、およびポスト７ｃから構成さ
れている。

【００１２】積層セラミック基板７ａは、表面及び内層
に導電性のペーストを印刷し焼成して形成されたもの
で、接着剤によりハウジング１に固定されている。回路
チップ７ｂは、積層セラミック基板７ａ上に実装され、
ワイヤにより積層セラミック基板７ａの導電性ペースト
を焼成してなる導電体（配線の一部領域）と電気的に接
続されている。ポスト７ｃは、外部との電気接続を行う
ための取り出し電極となるもので、例えば４２アロイに
て構成されており、ろう付け等によりセラミック積層基
板７ａ上に接合されている。

【００１３】セラミック基板７ａの表面の導電体とセン
サチップ４とは、隙間３を跨いでワイヤ８により電気的
に接続されている。また、センシングボディ２および積
層セラミック基板７の上面（センサチップ４およびワイ
ヤ８の上を含む）には、腐食防止のためにコーティング
材（例えばシリコーンゲル）９によりコーティングが施
されている。

【００１４】セラミック積層基板７ａに接合されたポス
ト７ｃは、ターミナルアッセンブリ１０のコネクタター
ミナル１０ａと電気溶接等で接続されている。このター
ミナルアッセンブリ１０は、コネクタターミナル１０ａ
をＰＰＳ等の樹脂でインサート成形したものである。そ
して、ターミナルアッセンブリ１０と、ＰＰＳ等の樹脂
で成形されたコネクタケース１１は、Ｏリング１２を介
しハウジング１のかしめ部１ｄでハウジング１にかしめ
固定されている。

【００１５】上記したセンサチップ４および回路基板７
における回路部の電気結線図を図４に示す。歪ゲージ４
２ａ〜４２ｄは、図に示すようにブリッジ回路を構成し
ている。回路基板７における回路部は、ブリッジ回路か
らの電気信号を増幅する増幅回路７１の他、ブリッジ回
路に電源供給を行う電源回路７２を有している。そし
て、歪ゲージ４２ａ〜４２ｄにより構成されるブリッジ
回路は、薄肉部２ｂに加わる圧力に応じた電気信号を増
幅回路７１に出力し、増幅回路７１は、その信号を増幅
して、圧力に応じた電気信号を外部に出力する。

【００１６】図５に、図１に示す主要部品の分解断面図
を示し、図６乃至図９にそれらを組付けて圧力検出装置
を製造する工程を示す。なお、図６乃至図９に示す各工
程図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図を示
す。 〔図６の工程〕まず、センシングボディ２にペースト状
のガラス５を印刷しセンサチップ４を焼成により接合す
る。次に、ハウジング１をセンシングボディ２にかぶ
せ、センシングボディ２をハウジング１内に圧入して仮
固定し、ハウジング１の端部１ｂとセンシングボディ２
の段差部２ｃとを突き合わせ、その突き合わせ部を電気
溶接（例えばレーザ溶接）等で気密接合する。

【００１７】この後、Ｈｅリーク検査を行う。この場
合、図の一点鎖線で示す部分より下側を負圧にし、ハウ
ジング１内のセンサチップ４が固定されている側にＨｅ
を導入して、気密接合した部分の外側にＨｅが漏れてい
るかどうかにより気密性の検査を行う。なお、センシン
グボディ２の圧入部２ｄには、スリット２ｅが形成され
ているため、センシングボディ２をハウジング１内に圧
入したとき、圧入部２ｄには上述した突き合わせ部に達
する隙間が形成されている。従って、その隙間により圧
入部２での気密性をなくすことができるため、Ｈｅリー
ク検査においては圧入部２ｄによる気密性に影響されず
電気溶接等により気密接合した部分についての気密性の
検査を行うことができる。なお、圧入部２ｄに形成する
スリット２ｅとしては、その幅が０．１ｍｍあれば圧入
部２ｄによる気密性を十分なくせることが確認されてい
る。なお、スリット２ｅは、１つに限らず複数形成され
ていてもよい。 〔図７の工程〕次に、センシングボディ２の回りのハウ
ジング１の上面に接着剤をスタンプ等により薄く均一に
塗布し、その上に、回路チップ７ｂが実装された積層セ
ラミック基板７ａをセットして接着を行う。そして、積
層セラミック基板７ａの導電体とセンサチップ４をワイ
ヤ８により超音波ボンディングして電気接続する。この
後、コーティング材９によりコーティングを施す。 〔図８の工程〕次に、ターミナルアッセンブリ１０のコ
ネクタターミナル１０ａと積層セラミック基板７のポス
ト７ａを合わせ、電気溶接等で接合する。 〔図９の工程〕この後、コネクタケース１１とＯリング
１２をハウジング１にセットし、ハウジング１のかしめ
部１ｄをかしめることにより、コネクタケース１１とハ
ウジング１の内部をシールし固定する。このようにして
図１に示す圧力検出装置が構成される。

【００１８】なお、上記実施形態では、圧入部２ｄにス
リット２ｅを形成するものを示したが、要はセンシング
ボディ２をハウジング１内に圧入したときに圧入部２ｄ
による気密性をなくすための隙間が形成されていればよ
いので、図１０に示すように圧入部２ｄの一部を縦方向
に切断したものであってもよく、あるいは圧入部２ｄを
外周の径が異なる形状、例えば楕円形状にして、隙間が
形成されるようにしてもよい。また、ハウジング１側に
スリット２ｅ相当を形成してもよい。

【００１９】また、圧入部はセンシングボディ２側に形
成されるものに限らず、図１１に示すようにハウジング
１側に圧入部１ｃとして形成されていてもよく、センシ
ングボディ２とハウジング１の両方に圧入部が形成され
ていてもよい。さらに、上記実施形態では、ハウジング
１の端部１ｂとセンシングボディ２の段差部２ｃとを突
き合わせ、その突き合わせ部を電気溶接等で気密接合す
るものを示したが、図１２に示すように、センシングボ
ディ２に段差部を設けずに上下に圧入部２ｄを設け、こ
れによってセンシングボディ２をハウジング１内に圧入
し、この後、センシングボディの上部において電気溶接
等で気密接合するようにしてもよい。この場合、センシ
ングボディ２の下部に形成した圧入部２ｄにスリット等
を設けて圧入部２ｄの気密性をなくすようにすればよ
い。

【００２０】さらに、ハウジング１とセンシングボディ
２の気密接合は、電気溶接以外に、ろう付け、接着剤等
を用いて行ってもよい。さらに、上記実施形態では、半
導体基板４１に歪ゲージ４２ａ〜４２ｄを形成してセン
サチップ４を構成するものを示したが、絶縁膜上に金属
の歪ゲージを蒸着等で形成してセンサチップを構成する
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる圧力検出装置の断
面図である。

【図２】センシングボディ２の外観形状を示す図であ
る。

【図３】センシングボディ２とセンサチップ４の構成を
示す部分断面斜視図である。

【図４】センサチップ４および回路基板７における増幅
回路の電気結線図である。

【図５】図１に示す主要部品の分解断面図である。

【図６】図１に示す圧力検出装置を製造する工程を示す
図である。

【図７】図６に続く工程を示す図である。

【図８】図７に続く工程を示す図である。

【図９】図８に続く工程を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施形態にかかるセンシングボ
ディ２の外観形状を示す図である。

【図１１】本発明の他の実施形態にかかる圧力検出装置
の断面図である。

【図１２】本発明のさらに他の実施形態にかかる圧力検
出装置の断面図である。

【符号の説明】

１…ハウジング、２…センシングボディ、２ａ…圧力導
入孔、２ｂ…肉薄部、２ｃ…段差部、２ｄ…圧入部、２
ｅ…スリット、３…隙間、４…センサチップ、５…低融
点ガラス、７…回路基板、８…ワイヤ、９…コーティン
グ材、１０…ターミナルアッセンブリ、１０ａ…コネク
タターミナル、１１…コネクタケース、１２…Ｏリン
グ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体に取り付けられるハウジング
   （１）と、 内側に圧力導入孔（２ａ）を有しその終端が薄肉部（２
   ｂ）となっており、前記ハウジング（１）内に圧入され
   た後、前記ハウジング（１）と気密接合されるセンシン
   グボディ（２）と、 前記薄肉部（２ｂ）の圧力導入側と反対側に固定され前
   記薄肉部（２ｂ）の変位に応じた電気信号を出力するセ
   ンサチップ（４）とを備え、 前記センシングボディ（２）と前記ハウジング（１）の
   少なくとも一方に、前記センシングボディ（２）を前記
   ハウジング（１）内に圧入するための圧入部（２ｄ）が
   形成されており、 前記センシングボディ（２）が前記ハウジング（１）内
   に圧入されたときに前記圧入部（２ｄ）による気密性を
   なくす隙間が形成されていることを特徴とする圧力検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記センシングボディ（２）の端部に段
   差部（２ｃ）が形成され、前記圧入時に前記ハウジング
   （１）の端部（１ｂ）が前記段差部（２ｃ）に突き合わ
   されて、その部分が気密接合された構造になっており、
   前記隙間は前記突き合わされた部分に達するように形成
   されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出
   装置。
3. 【請求項３】 前記圧入部（２ｄ）にスリット（２ｅ）
   が形成されており、このスリット（２ｅ）によって前記
   隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の圧力検出装置。