WO1991015743A1 - Differential pressure sensor and method of manufacturing the same - Google Patents

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WO1991015743A1
WO1991015743A1 PCT/JP1991/000439 JP9100439W WO9115743A1 WO 1991015743 A1 WO1991015743 A1 WO 1991015743A1 JP 9100439 W JP9100439 W JP 9100439W WO 9115743 A1 WO9115743 A1 WO 9115743A1
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pressure sensor
diaphragm
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PCT/JP1991/000439
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Japanese (ja)
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Yukio Sakamoto
Morio Tamura
Ken Ichiryu
Hisayoshi Hashimoto
Fujio Sato
Kazuyoshi Hatano
Harumasa Onozato
Tetsuo Kumazawa
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
    • G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
    • G01L13/025—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using diaphragms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance

Definitions

  • a third object of the present invention is to make the supporting structure of the diaphragm having a pressure receiving portion that receives pressure on the front and back surfaces robust, so that the diaphragm can receive a high pressure from either of two opposite pressure application directions.
  • An object of the present invention is to provide a differential pressure sensor having a structure that can withstand the pressure difference.
  • a fourth object of the present invention is to eliminate the need for a high-temperature treatment step in the manufacturing process by not employing protection by a coating film, and to achieve high detection accuracy without generating residual stress in a finished product.
  • a differential pressure sensor can be provided.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example of the structure of a conventional differential pressure sensor. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the differential pressure sensor 2A 1) of the pressure receiving portion formed in the hole 5 and introduced into the hole 5 is formed in the differential pressure sensor 2A. It is guided to the other pressure receiving surface (the lower surface in FIG. 1) of the pressure receiving portion. The left end of each of the holes 4 and 5 in FIG. 1 is opened to a different oil passage, for example. Since the purpose of the differential pressure sensor 2A is to detect the differential pressure between the two hydraulic pressures, the hydraulic oil introduced through the holes 4 and 5 usually has different pressures. Therefore, the pressurized oil introduced into each of the holes 4 and 5 usually flows through different points. However, the pressure oil to be detected may flow through the same oil passage.
  • the pressure receiving portion near the center of the diaphragm 9 has a coaxial relationship.
  • the respective surfaces on both sides of the pressure receiving portion located near the center of the diaphragm 9 become first and second pressure receiving surfaces, respectively, and the respective pressure receiving surfaces have holes 4, 10a (the first introduction passage). )
  • holes 5, 11a (second introduction passages) are applied with different pressure oils.
  • the diaphragm 9 is arranged at the center of the concave portion 11c by contacting the surface on which the distortion detecting section 12 is not formed.
  • the surface of the diaphragm 9 is disposed so as to cover the hole 11a.
  • the above-mentioned terminal portions 14 are formed at predetermined two places in the concave portion 11 c, and each of the above-mentioned bonding pads 26 is connected to the corresponding terminal by the above-mentioned signal lead-out line 15. It is connected to the electrode of the min.
  • FIG. 5 is a vertical sectional view showing the peripheral structure of the upper surface of the diaphragm 9 and the portion where the bonding pad is formed
  • FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI- 1 VI in FIG. 5 and 6, 10 is an upper support member, 10d is a protrusion, 11 is a lower support member, 9 is a diaphragm, 10a and 11a are holes, 1 4 is a terminal part, and 16 is a signal extraction part.
  • An insulating film 30 is formed on the entire upper surface of the diaphragm 9.
  • the configuration of the differential pressure sensor according to the present invention can be changed as follows.
  • a metal sheet similar to the metal sheet 22 can be attached so as to cover the hole 11 a of the support member 11. According to this, the liquid tightness of the lower side of the diaphragm 9 can be improved.
  • the strain detector and the electrical wiring film formed on the surface of the diaphragm by a protective film such as a metal sheet prepared separately are completely prevented from being in contact with the pressure medium and damaged. Fewer, improved durability against sudden pressure fluctuations, and higher operation reliability.

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Abstract

An industrial machine such as a civil engineering machine and a construction machine, comprising a hydraulic system in a driving system thereof, wherein conditions of pressure in respective portions of the hydraulic system are detected as differential pressure information. A diaphragm whose front and rear surfaces serve as pressure receiving surfaces and a distortion detecting portion formed on one of the pressure receiving surfaces comprise a detecting portion. Pressure medium is introduced onto the two pressure receiving surfaces. Particularly, a sheet member is provided between the pressure receiving surface having the distortion detecting portion and the pressure medium, and, this simplified construction achieves a satisfactory protection. As a sheet member fitting structure, two supporting members for clamping the diaphragm from opposite sides to fix are prepared, and, these supporting members are worked into desired forms, to thereby form a space for housing a signal lead-out-connection portion which is separated from the pressure medium. An electrical wiring portion is also protected in non-contact with the pressure medium.

Description

明 細 書 差圧セ ンサ及びその製造方法 技術分野  Description Differential pressure sensor and manufacturing method
本発明は、 差圧セ ンサ及びその製造方法に関し、 特 に、 例えば土木用機械や建設用機械に適用された油圧 機器の各部の圧力状態の検出に利用される ものであ り、 油圧等の圧力が加わっ た時に、 この圧力に対抗して発 生する歪みを検知し、 当該圧力を検出するよ う に構成 された差圧セ ンサ及びその製造方法に関する。 背景技術  The present invention relates to a differential pressure sensor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a differential pressure sensor used for detecting the pressure state of each part of a hydraulic device applied to a civil engineering machine or a construction machine. The present invention relates to a differential pressure sensor configured to detect distortion generated against pressure when pressure is applied, and to detect the pressure, and a method of manufacturing the same. Background art
図面を参照して、 従来の差圧セ ンサの典型的構造を 説明する。 第 9 図は従来の差圧セ ンサの内部構造の要 部を示す断面図である。 第 9図において、 1 0 1 は油 圧等の圧力に応じて変形する受圧部を備えたダイヤフ ラ ム基体であ り、 1 0 2 はダイヤフ ラ ム基体 1 0 1 を 支持する支持部材である。 支持部材 1 0 2 は、 剛体で 作製され、 ケ一 シ ングと しての機能も有する。 ダイ ヤ フ ラ ム基体 1 0 1 の受圧部の表面には例えばポ リ シ リ コ ン等からなる歪みゲージ 1 0 3が成膜され、 当該受 圧部は、 受圧部の表裏の面のそれぞれに圧力が加わり、 表裏の面が共に受圧面となるよ う に構成される。 この 2つの受圧面に加わる圧力の差が歪みゲージ 1 0 3で 検出され、 歪みゲー ジ 1 0 3から差圧に関する圧力信 号と して出力される。 このダイヤフ ラ ム基体 1 0 1 は、 例えば金属材で形成される。 支持部材 1 0 2 は、 第 9 図中の左右の箇所に、 それぞれ異なる圧力を受ける面 を有する。 これらの面は、 それぞれシールダイヤフラ ム 1 0 4 Aと 1 0 4 Bで形成されている。 支持部材 1 0 2において、 各シールダイヤフ ラム 1 0 4 A， 1 0 4 Bの裏側に対応する箇所には、 凹部 1 0 5 Aと凹部 1 0 5 Bが形成され、 それぞれの凹部 1 0 5 A， 1 0 5 Bには液体状のシ リ コ ン 1 0 6が充填されている。 各シ リ コ ン 1 0 6 は、 シールダイヤフラム 1 0 4 A, 1 0 4 Bで封止されている。 各凹部 1 0 5 A, 1 0 5 Bによ っ て形成された空間はダイヤフ ラ ム基体 1 0 1 で分離されており、 その結果、 各凹部 1 0 5 A， 1 0 5 Bの液体状シ リ コ ン 1 0 6による液圧は、 それぞれ ダイ ヤフ ラ ム基体 1 0 1の表裏の面に加わる。 かかる 構造によ り、 シールダイヤフラム 1 0 4 A, 1 0 4 B のそれぞれに加わる外部からの圧力 P , ， P 2 は、 液 . 体状シ リ コ ン 1 0 6を圧力伝達手段と してダイ ヤフ ラ ム基体 1 0 1の表裏の面に印加され、 その結果ダイ ヤ フラム基体 1 0 1の受圧部の両面側に加わる圧力の差 圧が、 ダイヤフラム基体 1 0 1 の受圧部の一方の表面 に設けられた歪みゲージ 1 0 3で検出される。 なお、 歪みゲー ジ 1 0 3 に液体状シ リ コ ン 1 0 6が直接的に 接触するのは好ま し く ないので、 ダイ ヤフラム基体 1 0 1 における歪みゲージ 1 0 3 が設け られた側の面は、 保護膜がコーティ ングされ、 この保護膜で保護されて いる。 A typical structure of a conventional differential pressure sensor will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a sectional view showing a main part of the internal structure of a conventional differential pressure sensor. In FIG. 9, reference numeral 101 denotes a diaphragm base provided with a pressure-receiving portion that is deformed in response to a pressure such as an oil pressure, and reference numeral 102 denotes a support member that supports the diaphragm base 101. . The support member 102 is made of a rigid body, and also has a function as a casing. A strain gauge 103 made of, for example, polysilicon is formed on the surface of the pressure receiving portion of the diaphragm substrate 101, and the pressure receiving portion is formed on each of the front and back surfaces of the pressure receiving portion. Pressure is applied to both sides, so that both the front and back surfaces are pressure receiving surfaces. this The difference between the pressures applied to the two pressure receiving surfaces is detected by the strain gauge 103, and is output from the strain gauge 103 as a pressure signal relating to the differential pressure. The diaphragm substrate 101 is formed of, for example, a metal material. The support member 102 has surfaces receiving different pressures at left and right portions in FIG. These surfaces are formed by seal diaphragms 104 A and 104 B, respectively. In the support member 102, a recess 105 A and a recess 105 B are formed at locations corresponding to the back sides of the seal diaphragms 104 A and 104 B, respectively. 5A and 105B are filled with liquid silicone 106. Each silicon 106 is sealed with a seal diaphragm 104A, 104B. The space formed by the recesses 105A and 105B is separated by the diaphragm base 101, and as a result, the liquid state of each recess 105A and 105B is formed. The hydraulic pressure from the silicone 106 is applied to the front and back surfaces of the diaphragm substrate 101, respectively. With this structure, the external pressures P 1, P 2 applied to each of the seal diaphragms 104 A, 104 B can be increased by using the liquid silicone 106 as a pressure transmitting means. The differential pressure of the pressure applied to the front and back surfaces of the diaphragm base 101 and applied to both sides of the pressure receiving section of the diaphragm base 101 results in one of the pressure receiving sections of the diaphragm base 101. It is detected by the strain gauge 103 provided on the surface. In addition, Since it is not preferable that the liquid silicone 106 comes into direct contact with the strain gauge 103, the surface of the diaphragm base 101 on which the strain gauge 103 is provided is not The protective film is coated, and is protected by the protective film.
ダイヤフ ラ ム基体 1 0 1 の受圧部の一方の面に設け られた歪みゲー ジ 1 0 3 は、 発生した圧力差に応じて 受圧部に歪みが生じたと き、 この歪みに比例 して抵抗 値が変化する電気回路要素と しての機能を有する。 抵 抗値が変化する と、 抵抗値に比例した電圧が歪みゲ一 ジ 1 0 3 に発生する。 こ う して歪みゲー ジ 1 0 3 によ つて検出される電圧に基づいて、 印加された圧力値の 差を検出する こ とができる。 歪みゲージ 1 0 3で検出 された圧力に関する信号は、 ダイヤフ ラ ム基体 1 0 1 における歪みゲージ 1 0 3 が形成された面にボンディ ングされた リ ー ド線 1 0 7 を介して、 端子基板 1 0 8 及び支持部材 1 0 2 に形成された孔 1 0 9 を経由 して 外部に引き出される。 支持部材 1 0 2 に形成された、 リ ー ド線 1 0 7 を引き出すための孔 1 0 9 は、 絶縁性 及び液密性を有するハ ーメ チ ッ ク シール 1 1 0 で封止 されている。  The strain gauge 103 provided on one surface of the pressure receiving portion of the diaphragm base 101 has a resistance value proportional to the distortion when the pressure receiving portion is distorted in accordance with the generated pressure difference. Has a function as an electric circuit element that changes. When the resistance value changes, a voltage proportional to the resistance value is generated in the strain gauge 103. Thus, the difference between the applied pressure values can be detected based on the voltage detected by the strain gauge 103. The signal related to the pressure detected by the strain gauge 103 is transmitted to the terminal board via the lead wire 107 bonded to the surface of the diaphragm base 101 where the strain gauge 103 is formed. It is drawn out through the hole 109 formed in the support member 108 and the support member 102. A hole 109 formed in the support member 102 for leading out the lead wire 107 is sealed with an insulating and liquid-tight hermetic seal 110. I have.
以上の構造を有する従来の差圧セ ンサでは、 次のよ うな各種問題が提起される。  The conventional differential pressure sensor having the above structure raises the following problems.
( 1 ) ダイ ヤフ ラ ム基体 1 0 1 は支持部材 1 0 2 の 取付け面に接着剤等によ り固定されているので、 シ一 ルダイヤフ ラム 1 0 4 B の側から高圧の圧力 P 2 が加 わり、 且つシールダイヤフラム 1 0 4 Aの側からの圧 力 との差が大きい場合には、 ダイヤフ ラ ム基体 1 0 1 が、 支持部材 1 0 2から外れるおそれがある。 (1) The diaphragm base 101 is the support member 102 Since it is fixed to the mounting surface with an adhesive or the like, high pressure P 2 is applied from the side of the seal diaphragm 104 B, and the pressure from the side of the seal diaphragm 104 A is reduced. If the difference is large, the diaphragm base 101 may come off the support member 102.
( 2 ) また、 ダイ ヤフ ラ ム基体 1 0 1 における歪み ゲージ 1 0 3が設けられた面から引き出された リ ー ド 線 1 0 7 は、 圧力を伝達する媒体である液体状シ リ コ ン 1 0 6 の中を通すよ う に配線されているので、 液体 状シ リ コ ン 1 0 6 によ り直接に圧力を受ける こ とにな る。 このよ うな構造によれば、 リ一'ド線 1 0 7が断線 する可能性が高く 、 信頼性の点で問題である。 更に リ 一 ド線 1 0 7 は、 歪みゲージ 1 0 3が形成されたダイ ャフラム基体 1 0 1 の面から保護膜を揷通させて引き 出すため、 保護膜による歪み検出部の保護が完全に行 われない という不具合を有する。  (2) The lead wire 107 drawn from the surface of the diaphragm substrate 101 on which the strain gauge 103 is provided is a liquid silicon which is a medium for transmitting pressure. Since the wiring is made so as to pass through the inside of 106, the pressure is directly received by the liquid silicone 106. According to such a structure, there is a high possibility that the lead wire 107 is disconnected, which is a problem in reliability. Furthermore, since the lead wire 107 is drawn through the protective film from the surface of the diaphragm base 101 on which the strain gauge 103 is formed, the protection film completely protects the strain detecting section. There is a problem of not being performed.
( 3 ) 保護膜など、 一般的にコ一ティ ング膜で差圧 セ ンサの歪み検出部の保護を行う ためには、 差圧セ ン ザの製造工程で高温処理工程が必須とな り、 その結果、 高温処理によって、 完成品である差圧セ ンサの歪み検 出部に残留応力が発生して しまい、 検出精度が低減す る という不具合を生じる。  (3) In general, in order to protect the strain detector of the differential pressure sensor with a coating film such as a protective film, a high-temperature processing step is essential in the process of manufacturing the differential pressure sensor. As a result, the high-temperature treatment causes residual stress to be generated in the strain detection part of the completed differential pressure sensor, resulting in a reduction in detection accuracy.
( 4 ) 更に、 中間の圧力伝達手段と してシールダイ ャフ ラ ム 1 0 4 A， 1 0 4 B及び液体状シ リ コ ン 1 0 6 を使用する構造を採用 しているため、 ハーメ チ ッ ク シール 1 1 0 による封止を行う構造が必須となる。 そ の結果、 全体的に構造が複雑とな り、 製造工程も多段 階とな り、 製造が面倒である とい う不具合が生じる。 (4) Further, seal diaphragms 104 A, 104 B and liquid silicone 10 are used as intermediate pressure transmitting means. Since the structure using No. 6 is adopted, a structure that seals with hermetic seal 110 is indispensable. As a result, the overall structure becomes complicated, the manufacturing process becomes multi-stage, and there is a problem that manufacturing is troublesome.
( 5 ) 加えてハーメ チ ッ ク シール 1 1 0の部分に直 接に液体状シ リ コ ン 1 0 6 を介して圧力が加わる構造 となっているため、 圧力伝達媒体である液体状シ リ コ ン 1 0 6 に非常に高い圧力が発生する と きには、 ハー メ チ ッ ク シール 1 1 0の耐久性が限界に至り、 破壊さ れる とい うおそれも生じる。  (5) In addition, since the structure is such that the pressure is applied directly to the hermetic seal 110 through the liquid silicone 106, the liquid When a very high pressure is generated in the condenser 106, the durability of the hermetic seal 110 reaches its limit, and there is a risk that the hermetic seal 110 may be broken.
本発明は、 以上の各種問題を解決すべく 、 次の目的 を逹成 る。  The present invention achieves the following objects to solve the above various problems.
本発明の第 1 の目的は、 受圧手段と して機能するダ ィャフラムの一方の面に形成される歪みゲー ジや引出 し配線等の如き電気的構成部分が圧力媒体に直接に接 触しないよ う に、 これらを当該圧力媒体から完全に分 離し、 これによ つて圧力に対して脆弱な電気的構成部 分の破損を防止し、 電気的構成部分を有効に保護する こ とを企図した差圧セ ンサを提供する こ とにある。 本発明の第 2 の目的は、 歪み検出部や引出 し線等の 電気的構成部分の如き差圧セ ンサのデリ ケー トな構成 部分に関し、 直接的な接液による圧力印加状態を避け る構造を採用 し、 簡素な構造にて耐久性を高める こ と ができ る差圧セ ンサを提供する こ とにある。 本発明の第 3 の目的は、 表裏の面で圧力を受ける受 圧部を有したダイヤフラムの支持構造を堅牢なものと し、 反対方向を向いた 2つの圧力印加方向のいずれか らの高圧に対しても耐える こ とができる構造を有した 差圧センサを提供する こ とにある。 A first object of the present invention is to prevent an electrical component such as a strain gauge or a lead wire formed on one surface of a diaphragm functioning as a pressure receiving means from directly contacting a pressure medium. Thus, they are completely separated from the pressure medium, thereby preventing damage to the pressure-sensitive electrical components and effectively protecting the electrical components. To provide pressure sensors. A second object of the present invention relates to a delicate component of a differential pressure sensor such as an electrical component such as a strain detection unit or a lead wire, and a structure for avoiding a pressure application state due to direct liquid contact. An object of the present invention is to provide a differential pressure sensor capable of enhancing durability with a simple structure. A third object of the present invention is to make the supporting structure of the diaphragm having a pressure receiving portion that receives pressure on the front and back surfaces robust, so that the diaphragm can receive a high pressure from either of two opposite pressure application directions. An object of the present invention is to provide a differential pressure sensor having a structure that can withstand the pressure difference.
本発明の第 4の目的は、 コーティ ング膜による保護 を採用 しないこ と によ り、 製造工程における高温処理 工程を不要と し、 完成品において残留応力が発生しな い高い検出精度を有した差圧セ ンサを提供する こ とが できる。  A fourth object of the present invention is to eliminate the need for a high-temperature treatment step in the manufacturing process by not employing protection by a coating film, and to achieve high detection accuracy without generating residual stress in a finished product. A differential pressure sensor can be provided.
本発明の第 5 の目的は、 構造の簡素化を図る こ とに より製造工程を簡素化する こ とができ、 これによ り容 易に且つ安価に製造する こ とができ、 特に圧力検出部 に対して高温処理工程を施すこ とを省略でき るので、 完成された差圧セ ンサの歪み検出部に残留応力が生じ る こ とがな く 、 高い検出精度を持たせる こ とができる 差圧セ ンサの製造方法を提供する こ とにある。 発明の開示  A fifth object of the present invention is to simplify the manufacturing process by simplifying the structure, thereby enabling easy and inexpensive manufacturing. Since the high-temperature treatment step can be omitted for the part, no residual stress is generated in the strain detection part of the completed differential pressure sensor, and high detection accuracy can be provided. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a differential pressure sensor. Disclosure of the invention
本発明に係る差圧セ ンサは、 歪み検出部が形成され た第 1 の受圧面と第 1 の受圧面の裏側に位置する第 2 の受圧面を有するダイヤフ ラム と、 第 1 の圧力媒体を 第 1 の受圧面に導入する第 1 の導入通路と、 第 2 の圧 力媒体を第 2の受圧面に導入する第 2 の導入通路を備 え、 第 1 の受圧面の側に位置する第 1 の導入通路の出 口開口部に、 この出口開口部を塞ぎ且つ歪み検出部を 覆う シ一 ト部材を配設するよ う に構成される。 A differential pressure sensor according to the present invention includes a diaphragm having a first pressure receiving surface on which a strain detection unit is formed, a second pressure receiving surface located on the back side of the first pressure receiving surface, and a first pressure medium. A first introduction passage for introducing the first pressure receiving surface and a second introduction passage for introducing the second pressure medium to the second pressure receiving surface are provided. In addition, a sheet member that closes the outlet opening and covers the strain detection unit is provided at the outlet opening of the first introduction passage located on the side of the first pressure receiving surface. .
上記構成において、 更に、 第 1 の導入通路は第 1 の 支持部材に形成され、 第 2 の導入通路は第 2 の支持部 材に形成され、 第 1 の支持部材と第 2 の支持部材が、 それぞれの突き合わせ面による突き合わせ構造を有し、 その突き合わせ構造でダイヤフ ラ ムの周縁部を両側か ら挟んで支持し、 ダイヤフラムを固定するよ う に構成 される。  In the above configuration, the first introduction passage is formed in the first support member, the second introduction passage is formed in the second support member, and the first support member and the second support member are It has a butt structure with each butt surface, and the butt structure sandwiches and supports the peripheral edge of the diaphragm from both sides to fix the diaphragm.
本発明に係る差圧セ ンサは、 よ り具体的には、 第 1 及び第 2 の受圧面を有し、 第 1 の受圧面に歪み検出部 が形成される薄板状のダイ ヤフ ラムと、 第 1 の圧力媒 体を第 1 の受圧面に導入する第 1 の導入通路を有した 第 1 の支持部材と、 第 2 の圧力媒体 （これは第 1 の圧 力媒体と同じであってもよい） を第 2 の受圧面に導入 する第 2 の導入通路を有した第 2 の支持部材とを備え る ものであ り、 第 1 の支持部材と第 2 の支持部材はそ れぞれ突き合わせ面を有しており、 突き合わせ面を突 き合わせた構造にて、 第 1 と第 2 の支持部材がダイ ヤ フ ラ ムの周縁部を両側から挟んで支持し、 固定する と 共に、 ダイ ヤフ ラムにおける第 1 の受圧面の側に位置 する第 1 の支持部材とダイヤフ ラ ム との間に当該支持 部材の第 1 導入通路の出口開口部を塞ぎ且つ少な く と も歪み検出部が形成された部分を覆う シー ト部材を配 設するよ う に構成される。 More specifically, the differential pressure sensor according to the present invention has a thin plate-shaped diaphragm having first and second pressure receiving surfaces, and a strain detection section formed on the first pressure receiving surface. A first support member having a first introduction passage for introducing the first pressure medium to the first pressure receiving surface; and a second pressure medium (which may be the same as the first pressure medium). And a second support member having a second introduction passage for introducing the second support member into the second pressure receiving surface, and the first support member and the second support member abut each other. The first and second support members support and fix the peripheral edge of the diaphragm from both sides and fix the diaphragm. Between the first support member located on the side of the first pressure receiving surface of the ram and the diaphragm, the first introduction passage of the support member And least for the closing of the outlet opening Also, a sheet member that covers a portion where the distortion detection unit is formed is provided.
前記シ一 ト部材は、 金属シー ト又は樹脂シー トが用 い られる。 またシー トの固定の仕方と しては、 最も望 ま しい構成は、 第 1 の導入通路の出口開口部の周辺部 に拡散接合等によ り に固定して、 当該出口開口部を完 全に塞ぐよ う にする。 樹脂シー ト の場合には接着剤が 接合手段と して使用される。 単にシー トを支持部材と ダイヤフ ラ ム との間に配置し、 これを支持部材で押え 付ける こ とによ り、 固定する こ と もでき る。  As the sheet member, a metal sheet or a resin sheet is used. The most desirable configuration for fixing the sheet is that it is fixed to the periphery of the outlet opening of the first introduction passage by diffusion bonding, etc., and the outlet opening is completely completed. So that it is closed. In the case of a resin sheet, an adhesive is used as a joining means. The sheet can be fixed simply by arranging the sheet between the support member and the diaphragm and pressing the sheet with the support member.
実際上、 歪み検出部が形成された第 1 の受圧面の側 にてダイ ヤフ ラ ムを支持する支持部材には、 歪み検出 部が形成されたダイヤフ ラ ムの受圧部の周辺を押さえ 付けるための リ ング形状の突起部が形成される。 この 突起部は、 ダイヤフラム押え付け手段と して、 また前 記のシー ト部材を取り付けるための部分と して、 用い られる。 またこの突起部は、 圧油等の圧力媒体を導入 させる導入通路と、 信号引出し線及び接続部が設け ら れる空間とを形成するための隔壁と して作用する。  In practice, the support member that supports the diaphragm on the side of the first pressure-receiving surface on which the strain detection section is formed presses the periphery of the pressure-receiving section of the diaphragm on which the strain detection section is formed. A ring-shaped protrusion is formed. This projection is used as a diaphragm pressing means and as a part for attaching the above-mentioned sheet member. In addition, the projection acts as a partition for forming an introduction passage for introducing a pressure medium such as pressure oil and a space in which a signal lead wire and a connection portion are provided.
特に、 前記のシー ト部材は或る程度のたわみを有す る状態で配設されるので、 ダイヤフ ラ ムの受圧部周辺 を覆う と き、 不要な力が加わらず、 検出精度の低減を 引き起こ さない。  In particular, since the sheet member is disposed with a certain degree of deflection, when covering the periphery of the pressure receiving portion of the diaphragm, unnecessary force is not applied and the detection accuracy is reduced. Do not wake up.
また、 本発明に係る差圧セ ンサの製造方法は、 第 1 及び第 2 の受圧面を有するダイ ヤフ ラ ムの第 1 の受圧 面に歪み検出部を形成し、 それぞれ圧力媒体を導入す る導入通路を有し且つそれぞれ突き合わせ面を備える こ とによ り突き合わせ構造によ って結合一体化される 第 1 及び第 2 の支持部材を形成し、 ダイ ヤフ ラ ムを、 第 2 の受圧面が導入通路を覆う よ う に接触させて第 2 の支持部材の突き合わせ面の所定箇所に配設し、 第 1 の支持部材の突き合わせ面に第 1 の支持部材の導入通 路の出口開口部を覆う シー ト部材を取付け、 第 1 の支 持部材を、 前記シー ト部材がダイ ヤフ ラ ムの第 1 の受 圧面に形成された歪み検出部を少な と も覆う よ う に して、 第 2 の支持部材に対し突き合せ、 第 1 及び第 2 の支持部材を結合するよ う に して、 差圧セ ンサを製造 する ものである。 Further, the method of manufacturing the differential pressure sensor according to the present invention is the first method. A first pressure receiving surface of a diaphragm having a second pressure receiving surface and a second pressure receiving surface, forming a strain detecting section, each having an introduction passage for introducing a pressure medium, and each having a butting surface, butted against each other. First and second support members that are combined and integrated by the structure are formed, and the diaphragm is brought into contact with the second pressure receiving surface so that the second pressure receiving surface covers the introduction passage. The first support member is provided at a predetermined position on the butting surface, and a sheet member covering the outlet opening of the introduction passage of the first support member is attached to the butting surface of the first support member. The first and second support members are brought into contact with the second support member so that the first support member covers at least the strain detecting portion formed on the first pressure receiving surface of the diaphragm. A differential pressure sensor is manufactured by joining .
前記シー ト部材が金属シー ト であれば、 拡散接合に よ り金属製の第 1 の支持部材に取り付ける こ とができ る。 シー ト部材が樹脂シー ト である場合には、 接着剤 によ り結合される。  If the sheet member is a metal sheet, it can be attached to the first metal support member by diffusion bonding. When the sheet member is a resin sheet, it is joined by an adhesive.
シー ト部材は、 支持部材に必ず固設する必要はな く 、 単に支持部材とダイ ヤフラムとの間に配設されるだけ でもよい。 ただし、 この場合でも、 シー ト部材がダイ ャフ ラ ムの歪み検出部が形成された部分を しつかり と 覆い、 これを保護でき るよ う に、 固定される必要があ る。 この場合にはシール リ ングを利用する と好都合で ある o 図面の簡単な説明 The sheet member does not need to be fixed to the support member, but may be simply disposed between the support member and the diaphragm. However, even in this case, it is necessary that the sheet member be fixed so as to cover the portion of the diaphragm where the strain detecting portion is formed and to protect the portion. In this case, it is convenient to use a seal ring. O Brief description of the drawing
第 1 図は油圧機器を備えた任意の機械において本発 明に係る差圧セ ンサが組み付け られた装置構成を示す 部分縦断面図、  FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view showing an apparatus configuration in which a differential pressure sensor according to the present invention is installed in an arbitrary machine having a hydraulic device,
第 2図は本発明に係る差圧セ ンサのダイヤフ ラ ム周 辺部分を拡大して示した縦断面図、  FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing the periphery of the diaphragm of the differential pressure sensor according to the present invention,
第 3図は第 2図中の要部を更に拡大して示した縦断 面図、  FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a further enlarged main part in FIG. 2,
第 4図は歪み検出部の構成を示す要部平面図、 第 5図はダイ ヤフ ラ ムの周縁部及び電気接続部を示 す部分縦断面図、  FIG. 4 is a plan view of a main part showing a configuration of a distortion detecting unit, FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view showing a peripheral portion of a diaphragm and an electric connection portion,
第 6図は第 5図中の VI— VI線断面図、  Fig. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in Fig. 5,
第 7図は本発明に係る差圧セ ンサの製造工程の特徴 的工程を示す図、  FIG. 7 is a view showing characteristic steps of a manufacturing process of the differential pressure sensor according to the present invention,
第 8図は本発明に係る差圧セ ンサの他の実施例を示 す第 2図と同様な図、  FIG. 8 is a view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the differential pressure sensor according to the present invention,
第 9図は、 従来の差圧セ ンサの構造例を示した縦断 面図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example of the structure of a conventional differential pressure sensor. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下に、 本発明の実施例を添付図面に基づいて説明 する。 第 1 図は例えば油圧機器に組み付けた本発明に係る 差圧セ ンサの一実施例を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a differential pressure sensor according to the present invention assembled in a hydraulic device, for example.
1 は油圧機器の壁部の一部であ り、 こ の壁部 1 は、 本発明に係る差圧セ ンサを含むセ ンサュニッ ト 2 を取 付け且つ支持する支持部と しての機能を有している。 第 1 図で図示された例では、 本発明に係る差圧セ ンサ は、 本来の差圧セ ンサと して機能する部分 2 A と、 差 圧セ ンサの部分 2 Aから取り 出される検出信号を処理 する電気回路部分と、 差圧セ ンサの部分 2 Aを所定の 位置に配置せしめ且つ電気回路部分を収容する取付け 構造部分などによ っ て、 セ ンサュニ ッ ト 2 と して構成 されている。  Reference numeral 1 denotes a part of a wall of the hydraulic device, and the wall 1 has a function as a support for mounting and supporting the sensor unit 2 including the differential pressure sensor according to the present invention. are doing. In the example shown in FIG. 1, the differential pressure sensor according to the present invention includes a portion 2A functioning as an original differential pressure sensor and a detection signal taken out from the portion 2A of the differential pressure sensor. The sensor unit 2 is constituted by an electric circuit part for processing the pressure difference and a mounting structure part for arranging the differential pressure sensor part 2 A at a predetermined position and accommodating the electric circuit part. I have.
壁部 1 には、 差圧セ ンサ 2 A等を含むセ ンサュニ ッ ト 2 を取付けるための円形の孔 3 と、 この孔 3 に通じ 且つそれぞれ圧油を導き入れる 2 つの孔 4， 5 とが形 成される。 孔 3 は第 1 図中下部に開口部 3 a を有し、 比較的に大径に形成され、 この開口部 3 a を介して、 差圧セ ンサ 2 A等を含むセ ンサュニッ ト 2が、 開口部 3 a との螺合関係によ り、 孔 3 内に装着される。 また 孔 4， 5 は相対的に小径の孔であ り、 セ ンサュニッ ト 2 を孔 3 に装着した状態において、 後述する よ う に、 孔 4 に導入された圧油は差圧セ ンサ 2 Aに形成された 受圧部の一方の受圧面 （第 1 図中、 上面） に導かれ、 孔 5 に導入された圧油は差圧セ ンサ 2 Aに形成された ' 前記受圧部の他方の受圧面 （第 1 図中、 下面） に導か れる。 孔 4 と孔 5 のそれぞれにおける第 1 図中の左端 は、 例えば、 異なる油通路に開口されている。 差圧セ ンサ 2 Aでは 2つの油圧の差圧を検出する こ とを目的 とするのであるから、 通常、 孔 4 と孔 5 によって導入 される圧油は異なる圧力を有している。 従って孔 4， 5 のそれぞれで導入される圧油は、 通常、 異なる箇所 を流れる ものである。 しかし、 検出対象となる圧油は 同じ油通路を流れる ものであっても構わない。 The wall 1 has a circular hole 3 for mounting a sensor unit 2 including a differential pressure sensor 2A and the like, and two holes 4 and 5 which communicate with the hole 3 and guide the pressurized oil, respectively. It is formed. The hole 3 has an opening 3a at a lower portion in FIG. 1 and is formed to have a relatively large diameter. Through this opening 3a, a sensor unit 2 including a differential pressure sensor 2A and the like is formed. It is mounted in the hole 3 due to the screwing relationship with the opening 3a. The holes 4 and 5 have relatively small diameters. When the sensor unit 2 is attached to the hole 3, the pressure oil introduced into the hole 4 is applied to the differential pressure sensor 2A as described later. The pressure oil guided to one pressure receiving surface (upper surface in FIG. 1) of the pressure receiving portion formed in the hole 5 and introduced into the hole 5 is formed in the differential pressure sensor 2A. It is guided to the other pressure receiving surface (the lower surface in FIG. 1) of the pressure receiving portion. The left end of each of the holes 4 and 5 in FIG. 1 is opened to a different oil passage, for example. Since the purpose of the differential pressure sensor 2A is to detect the differential pressure between the two hydraulic pressures, the hydraulic oil introduced through the holes 4 and 5 usually has different pressures. Therefore, the pressurized oil introduced into each of the holes 4 and 5 usually flows through different points. However, the pressure oil to be detected may flow through the same oil passage.
差圧セ ンサ 2 A等を含むセ ンサュニッ ト 2 は、 その 外観を形成するハウ ジング部分が例えば金属で作られ、 且つ外観形状は概略的に円柱形の形状である。 孔 3 に おけるセ ンサュニッ ト 2の装着状態において、 孔 3の 奥の部分に位置するセ ンサュニッ ト 2の先端部には本 発明に係る差圧セ ンサ 2 Aが設け られ、 セ ンサュニッ ト 2 の中間部の外面には雄ねじ部 2 Bが形成され、 支 持部 1 の外側に露出 したセ ンサュニッ ト 2の基部には 外径拡大部 2 Cが形成されている。 セ ンサュニッ ト 2 における外径拡大部 2 C及び中間部の各内部には、 底 部までの距離が比較的に長い穴 2 Dが形成されている。 この穴 2 D によ って形成されるスペースは、 増幅器等 を含む電気回路部 6 を取付ける と共に、 信号を取出す 電気配線 7 を電気回路部 6 から外部に引き出すための スペース と して使用される。 電気回路部 6 は、 回路部 分が例えばモノ リ シ ッ ク I Cで形成され、 こ の I C を 樹脂材等でモール ド して保護するよ う に している。 信 号を取出すための複数本の電気配線端子 7 は、 その一 端を電気回路部 6 の所定の面に形成された夕一 ミ ナル 部に接続され、 取付け支持部材 8 を揷通させて外部に 引き出される。 なお、 センサュニッ ト 2 の中間部の外 面に形成された雄ね じ部 2 B に係合する雌ね じ部 3 b が、 開口部 3 a の内面部に形成される。 前述の如く 、 これらのね じ部 2 B， 3 b の螺合関係に基づきセ ンサ ュニッ ト 2 は支持部 1 に装着される。 In the sensor unit 2 including the differential pressure sensor 2A and the like, the housing part forming the external appearance is made of, for example, metal, and the external appearance is substantially cylindrical. When the sensor 2 is mounted in the hole 3, the differential pressure sensor 2 A according to the present invention is provided at the tip of the sensor 2 located at the back of the hole 3, and the sensor 2 is mounted on the sensor 3. An external thread portion 2B is formed on the outer surface of the intermediate portion, and an outer diameter enlarged portion 2C is formed on the base of the sensor unit 2 exposed outside the support portion 1. A hole 2D having a relatively long distance to the bottom is formed in each of the outer diameter enlarged portion 2C and the intermediate portion of the sensor unit 2. The space formed by the hole 2D is used as a space for mounting the electric circuit section 6 including the amplifier and the like, and drawing out the electric wiring 7 for extracting a signal from the electric circuit section 6 to the outside. . Electric circuit part 6 is the circuit part The component is formed of, for example, a monolithic IC, and this IC is protected by molding with a resin material or the like. One end of each of the plurality of electric wiring terminals 7 for extracting a signal is connected to a terminal formed on a predetermined surface of the electric circuit section 6, and is passed through the mounting support member 8 to be externally connected. It is drawn to. A female screw portion 3b that engages with a male screw portion 2B formed on the outer surface of the middle portion of the sensor unit 2 is formed on the inner surface of the opening 3a. As described above, the sensor unit 2 is mounted on the support unit 1 based on the threaded relationship between the thread portions 2B and 3b.
差圧セ ンサ 2 Aの部分は、 ほぼ中央部周辺に受圧部 を有し且つ一方の面に歪み検出部 1 2が設け られた薄 板状の金属製ダイヤフ ラ ム 9 と、 このダイヤフ ラ ム 9 を挟み込み且つ堅牢に支持する 2つの例えば金属製の 支持部材 1 0， 1 1 とから構成される。 支持部材 1 0， 1 1 は、 それぞれ、 互いに対向する突き合わせ面を有 し、 この突き合わせ面による突き合わせ構造によ っ て ダイヤフ ラ ム 9 の周縁部を挟持し、 ダイヤフ ラ ム 9 を 固定する。 第 1 図で、 支持部材 1 0 は上側に配置され る支持部材であ り、 支持部材 1 1 は下側に配置される 支持部材である。 支持部材 1 0 は、 その軸線部分に孔 1 0 aが形成され、 全体がほぼ円柱形態に形成されて いる。 支持部材 1 1 には、 径方向の孔部と軸方向の孔 部からなる孔 1 1 a が形成されている。 第 1 図に示さ れた状態では、 支持部材 1 0， 1 1 は溶接等で結合さ れ、 一体化されている。 また支持部材 1 1 については、 図示される如く 、 ダイ ヤフ ラム 9 を挟持する部分から、 更に前記の中間部及び穴 2 Dを形成する前記ハウ ジ ン グ部分の方向に延設され、 一体的に形成されている。 支持部材 1 0の孔 1 0 a は孔 4 に通じており、 支持部 材 1 1 の孔 1 1 a は孔 5 に通じている。 The portion of the differential pressure sensor 2 A has a thin plate-shaped metal diaphragm 9 having a pressure receiving portion near the center and a strain detecting portion 12 provided on one surface, and this diaphragm. 9, and two, for example, metal support members 10 and 11 that firmly support the body. The support members 10 and 11 each have an abutting surface facing each other, and sandwich the peripheral edge of the diaphragm 9 by the abutting structure by the abutting surface, and fix the diaphragm 9. In FIG. 1, a support member 10 is a support member arranged on the upper side, and a support member 11 is a support member arranged on the lower side. The support member 10 is formed with a hole 10a at an axial portion thereof, and is formed in a substantially columnar shape as a whole. The support member 11 is formed with a hole 11a composed of a radial hole and an axial hole. Shown in Figure 1 In this state, the support members 10 and 11 are joined by welding or the like to be integrated. Further, as shown in the figure, the support member 11 extends from the portion sandwiching the diaphragm 9 toward the housing portion forming the intermediate portion and the hole 2D, and is integrally formed. Is formed. The hole 10 a of the support member 10 communicates with the hole 4, and the hole 11 a of the support member 11 communicates with the hole 5.
支持部材 1 0 と支持部材 1 1が一体化され、 ダイヤ フ ラ ム 9 を挟み込むよ う に組み付けられた状態におい て、 ダイ ヤフ ラ ム 9 の中央部付近の受圧部は、 同軸関 係の位置にある孔 1 0 a と孔 1 1 a'の軸線上にて、 当 該軸線に直角となるよ う に配置される。 ダイヤフ ラム 9のほぼ中央部付近に存在する受圧部の両側の各面が、 それぞれ第 1及び第 2 の受圧面となり、 それぞれの受 圧面には、 孔 4 , 1 0 a (第 1 の導入通路） と孔 5 , 1 1 a (第 2の導入通路） のそれぞれによ っ て導入さ れた圧力の異なる圧油が印加される。  When the support member 10 and the support member 11 are integrated and assembled so as to sandwich the diaphragm 9, the pressure receiving portion near the center of the diaphragm 9 has a coaxial relationship. Are arranged on the axis of the hole 10a and the hole 11a 'at a right angle to the axis. The respective surfaces on both sides of the pressure receiving portion located near the center of the diaphragm 9 become first and second pressure receiving surfaces, respectively, and the respective pressure receiving surfaces have holes 4, 10a (the first introduction passage). ) And holes 5, 11a (second introduction passages) are applied with different pressure oils.
ダイヤフ ラム 9の周縁部の周囲には、 支持部材 1 0 , 1 1 の突き合わせ面の形状に基づいて形成される空間 1 3が存在する。 この空間 1 3 は、 例えばリ ング状の 形状を有し、 ダイヤフラム 9 の周縁部を囲むよ う に形 成され、 且つ支持部材 1 0 , 1 1 の組み付け状態にお いて、 軸部に形成された圧油導入孔 1 0 a， 1 1 a に 対し完全に隔離された状態で区画 · 分離されている。 従っ て、 空間 1 3 は密閉状態にある。 空間 1 3 におい て、 支持部材 1 1 にタ ー ミ ナル部 1 4 が形成され、 こ のター ミ ナル部 1 4 の電極部には前記歪み検出部 1 2 から引き出された信号引出 し線 1 5が接続される。 更 に、 このタ ー ミ ナル部 1 4から前述の電気回路部 6 ま で、 支持部材 1 1 に形成された孔を通して信号引出 し 部 1 6が形成され、 信号引出 し部 1 6 によっ てタ一 ミ ナル部 1 4 と電気回路部 6 の所定のター ミ ナル部は電 気的に接続されている。 なお、 第 1 図において 1 7 , 1 8， 1 9 はシール用 0 リ ングである。 Around the periphery of the diaphragm 9, there is a space 13 formed based on the shape of the abutting surfaces of the support members 10 and 11. This space 13 has, for example, a ring shape, is formed so as to surround the peripheral edge of the diaphragm 9, and is formed in the shaft portion when the support members 10 and 11 are assembled. The pressure oil introduction holes 10a and 11a are completely separated and separated from each other. Therefore, the space 13 is closed. In the space 13, a terminal portion 14 is formed on the support member 11, and an electrode portion of the terminal portion 14 has a signal lead wire 1 drawn from the strain detection portion 12. 5 is connected. Further, from the terminal section 14 to the electric circuit section 6 described above, a signal extraction section 16 is formed through a hole formed in the support member 11, and the signal extraction section 16 forms a signal extraction section. The terminal portions 14 and predetermined terminal portions of the electric circuit portion 6 are electrically connected. In Fig. 1, 17, 18 and 19 are 0 rings for sealing.
次に第 2 図〜第 4図を参照して差圧セ ンサ 2 Aの詳 細な構造について説明する。 第 2図は第 1 図中のダイ ャフ ラ ム 9 の周辺部分の構造を拡大して示した縦断面 図、 第 3 図は第 2図を更に拡大して示した縦断面図、 第 4図はダイ ヤフ ラ ム 9 の上面の歪み検出部 1 2 の構 造を示す平面図である。 各図において、 第 1 図で示し た要素と同一の ものには同一符号を付している。  Next, the detailed structure of the differential pressure sensor 2A will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing the structure of the periphery of the diaphragm 9 in FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an enlarged view of FIG. 2, and FIG. The figure is a plan view showing the structure of the distortion detection unit 12 on the upper surface of the diaphragm 9. In each figure, the same elements as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
第 2図において、 1 0 b は支持部材 1 0 の突き合わ せ面、 l i b は支持部材 1 1 の突き合わせ面である。 支持部材 1 0 の突き合わせ面 1 0 b には、 孔 1 0 a の 周囲に同軸的に リ ング形凹部 1 0 c が形成され、 また 孔 1 0 a の周囲にダイヤフ ラ ム 9 の上面周縁部を押え る押え部と して機能する内周側の リ ング形突起部 1 0 dが形成される。 支持部材 1 1 の突き合わせ面 1 1 b には円形凹部 1 1 cが形成されている。 凹部 1 1 じ の 底部の中心部位置には前記孔 1 1 aが形成される。 ダ ィャフ ラ ム 9 は、 歪み検出部 1 2が形成されない面を 接触させて、 その凹部 1 1 c の中央部に配置される。 ダイヤフ ラ ム 9 の前記面は、 孔 1 1 a を塞ぐ状態にて 配設される。 上記形状の突き合わせ面 1 0 b , l i b を有する支持部材 1 0， 1 1 を、 その中心部にダイ ヤ フ ラ ム 9 を配設し、 突き合わせて組み付ける と、 ダイ ャフ ラ ム 9 が支持部材 1 0 , 1 1 で挟持 ， 固定される と共に、 前記囬部 1 0 c， 1 1 c によ っ てダイヤフ ラ ム 9 の周囲に前記空間 1 3が形成される。 第 2図中、 ダイ ヤフ ラ ム 9 はその下面を支持部材 1 1 の凹部 1 1 c の底面に接着剤又は溶接等によって固着される。 ま たダイヤフ ラム 9 の上面は支持部材 1 0 の突起部 1 0 d によって所要の押付け力で圧着されるか、 又は押付 け力がほぼゼロの状態で突起部 1 0 d に当接される。 凹部 1 1 c の深さ とダイヤフ ラ ム 9 との厚さ はほぼ等 しいが、 圧着か又は単なる接触かによつてそれらの寸 法的な関係は適宜に設計される。 上記のような支持部 材 1 0， 1 1 の突き合わせ状態において、 支持部材 1 0， 1 1 の突き合わせ部の外周囲部には溶接 2 0が施 され、 支持部材 1 0 と支持部材 1 1 は結合され、 一体 化される。 In FIG. 2, 10 b is the mating surface of the support member 10, and lib is the mating surface of the support member 11. A ring-shaped recess 10c is formed coaxially around the hole 10a on the butting surface 10b of the support member 10 and a peripheral edge of the upper surface of the diaphragm 9 is formed around the hole 10a. A ring-shaped protruding portion 10d on the inner peripheral side that functions as a presser portion that presses is formed. Butt of support member 1 1 1 1 b Is formed with a circular recess 11c. The hole 11a is formed at the center of the bottom of the recess 11. The diaphragm 9 is arranged at the center of the concave portion 11c by contacting the surface on which the distortion detecting section 12 is not formed. The surface of the diaphragm 9 is disposed so as to cover the hole 11a. When the supporting members 10 and 11 having the butting surfaces 10b and lib having the above-mentioned shapes are provided with a diaphragm 9 at the center thereof and assembled in abutting manner, the diaphragm 9 becomes a supporting member. The space 13 is formed around the diaphragm 9 by the 囬 portions 10c and 11c, while being clamped and fixed by 10 and 11. In FIG. 2, the lower surface of the diaphragm 9 is fixed to the bottom surface of the concave portion 11c of the support member 11 by an adhesive or welding. Further, the upper surface of the diaphragm 9 is pressed with a required pressing force by the protrusion 10 d of the support member 10, or is brought into contact with the protrusion 10 d with the pressing force being almost zero. The depth of the concave portion 11c and the thickness of the diaphragm 9 are almost the same, but their dimensional relationship is appropriately designed depending on whether they are crimped or simply contacted. When the support members 10 and 11 are in a butted state as described above, the outer periphery of the butted portion of the support members 10 and 11 is welded 20 and the support member 10 and the support member 11 are separated. Combined and integrated.
ダイ ヤフ ラム 9 の上面には、 前述の通り、 歪み検出 部 1 2が形成されている。 こ の歪み検出部- 1 2 の形成 箇所は、 前記孔 1 0 a に対応して決ま るダイ ヤフ ラ ム の中央部付近の受圧部領域の上面である。 歪み検出部 1 2 の構成と しては種々の ものが考え られる。 この実 施例において、 歪み検出部 1 2 は、 ダイ ヤフラム 9 の 上面に絶縁膜を形成し、 その上に 4個の例えばポ リ シ リ コ ンを利用 した半導体歪みゲー ジ 2 1 が所定の配置 関係で形成され、 且つ 4個の歪みゲージ 2 1 がホイ一 ト ス ト ンブリ ッ ジ回路を構成するよう に電気配線膜に よ って接続される。 ホイ ー ト ス ト ンブリ ッ ジ回路に電 圧を加えるための電気配線及び当該プリ ッ ジ回路から 出力信号を取出すための電気配線は、 ダイヤフ ラ ム 9 の周縁部に設けられたボンディ ングパッ ドに接続され る電気配線膜を用いて形成されている。 このよ うな構 造を有する歪み検出部 1 2 は、 その全体が絶縁性を有 するパッ シベーシ ヨ ン膜で覆われている。 歪み検出部 1 2 を形成するための成膜技術と しては、 C V D法、 真空蒸着法、 スパッ タ法等が使用され、 電気配線膜と しては例えば C r A u薄膜が使用される。 かかる構 造を有した歪み検出部 1 2 を形成されたダイ ヤフ ラ ム 9 は、 前述の通り、 支持部材 1 1 の孔 1 1 a の開口部 を塞ぐよ う に凹部 1 1 c の底部に接着剤等によ って固 定される。 As described above, strain detection is performed on the upper surface of diaphragm 9. A part 12 is formed. The location where the distortion detecting section 12 is formed is the upper surface of the pressure receiving area near the center of the diaphragm determined in correspondence with the hole 10a. Various configurations are conceivable for the configuration of the distortion detection unit 12. In this embodiment, the strain detecting section 12 has an insulating film formed on the upper surface of the diaphragm 9, and four semiconductor strain gauges 21 using, for example, polysilicon are formed on the insulating film. Four strain gauges 21 are formed in an arrangement relationship, and are connected by an electric wiring film so as to constitute a Wheat-strain bridge circuit. The electrical wiring for applying voltage to the wheat-strain bridge circuit and the electrical wiring for taking out output signals from the relevant bridge circuit are provided on a bonding pad provided on the periphery of the diaphragm 9. It is formed using an electric wiring film to be connected. The entirety of the strain detector 12 having such a structure is covered with a passivation film having an insulating property. A CVD method, a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like is used as a film forming technique for forming the strain detection unit 12, and a CrAu thin film is used as an electric wiring film, for example. . As described above, the diaphragm 9 provided with the strain detecting section 12 having such a structure is provided at the bottom of the concave portion 11 c so as to cover the opening of the hole 11 a of the support member 11. It is fixed with an adhesive or the like.
更に、 前記パッ シベーシ ヨ ン膜の上は金属シー ト 2 2が配置され、 パ ッ シベー シ ヨ ン膜を覆っ ている。 こ の金属シー ト 2 2は、 例えば S U S 6 3 1系統の金属 で作られた、 厚みが例えば 1 0〜 1 0 0 mの シ一 ト 部材である。 支持部材 1 0が金属製である と き、 金属 シー ト 2 2 は、 圧油を導入するための孔 1 0 aの下側 開口部 （油圧の印加方向から見る と出口側の開口部に 相当する） を完全に塞ぐよ うな状態で、 例えばリ ング 形突起部 1 0 dの頂部に、 高温を利用 した拡散接合で 取り付けられている。 金属シー ト 2 2 は 5 0 0 K g f / c m2 以上の高圧に耐える強度を有する箔状の薄膜 であ り、 或る程度のたわみを有して突起部 1 0 dの頂 部に接合されている。 この金属シー ト 2 2の取付け構 造によれば、 支持部材 1 1 に取付けられたダイヤフ ラ ム 9 に対して金属シー ト 2 2を取付けた支持部材 1 0 の突起部 1 0 dを当接させるだけで、 金属シー ト 2 2 は歪み検出部 1 2及びその周辺部分を覆う こ とができ る。 また金属シー ト 2 2は或る程度たわみを有してい るので、 金属シー ト 2 2がダイヤフラム 9の受圧部の 感圧特性に影響を与える こ とはない。 Further, a metal sheet 2 is provided on the passivation film. 2 is arranged and covers the passivation membrane. The metal sheet 22 is, for example, a sheet member having a thickness of, for example, 10 to 100 m, made of SUS631 series metal. When the support member 10 is made of metal, the metal sheet 22 has a lower opening portion for the pressure oil introduction hole 10a (corresponding to the opening portion on the outlet side when viewed from the hydraulic pressure application direction) For example, it is attached to the top of the ring-shaped protrusion 10d by diffusion bonding using high temperature. The metal sheet 22 is a foil-like thin film having a strength to withstand a high pressure of 500 kgf / cm 2 or more, and has a certain degree of flexure and is joined to the top of the protrusion 10d. ing. According to the mounting structure of the metal sheet 22, the projection 10 d of the support member 10 to which the metal sheet 22 is attached abuts against the diaphragm 9 attached to the support member 11. The metal sheet 22 can cover the strain detecting section 12 and its peripheral portion only by performing the above operation. Further, since the metal sheet 22 has a certain degree of bending, the metal sheet 22 does not affect the pressure-sensitive characteristics of the pressure receiving portion of the diaphragm 9.
第 4図は、 ダイヤフ ラ ム 9の上面に設けられた歪み 検出部 1 2及び支持部材 1 1の平面構造を示す。 第 4 図において、 1 1 は支持部材であ り、 1 1 c は凹部で ある。 凹部 1 1 cの中央部にダイヤフ ラ ム 9が配設さ れる。 破線で示された 1 1 aは、 支持部材 1 1の軸部 に形成された前述の孔である。 ダイヤフ ラ ム 9 の上面 には、 4個の歪みゲー ジ 2 1 と これらの歪みゲー ジ 2 1 を接続しホイ 一 ト ス ト ンプリ ッ ジ回路 2 3 を作る電 気配線膜 2 4 と信号を取出すための電気配線膜 2 5 と が形成されている。 各電気配線膜 2 5 は、 それぞれ対 応するボンディ ングパッ ド 2 6 に接続される。 凹部 1 1 c には所定の 2つの箇所に前述のター ミ ナル部 1 4 が形成されており、 前記の各ボンディ ングパッ ド 2 6 は、 前記信号引出 し線 1 5 によ っ て対応する ター ミ ナ ル部 1 4 の電極部に接続されている。 FIG. 4 shows a planar structure of the distortion detecting section 12 and the supporting member 11 provided on the upper surface of the diaphragm 9. In FIG. 4, 11 is a support member, and 11 c is a concave portion. Diaphragm 9 is provided at the center of recess 11c. 11a indicated by the broken line is the shaft of the support member 11. This is the above-described hole formed in the hole. On the upper surface of the diaphragm 9, four strain gauges 21 are connected to the electrical wiring film 24 that connects the strain gauges 21 and forms a short-strip circuit 23. An electric wiring film 25 for taking out is formed. Each electric wiring film 25 is connected to a corresponding bonding pad 26. The above-mentioned terminal portions 14 are formed at predetermined two places in the concave portion 11 c, and each of the above-mentioned bonding pads 26 is connected to the corresponding terminal by the above-mentioned signal lead-out line 15. It is connected to the electrode of the min.
再び第 2 図に戻って説明を継続する。 第 2 図では、 便宜上 1 箇所のタ一 ミ ナル部 1 4 の構造のみを示して いる。 このこ と は第 1 図及び第 3 図でも同様である。 ダイヤフ ラム 9 の上面縁部に形成されたボンディ ング ノ、 °ッ ド 2 6 とター ミ ナル部 1 4 とは、 信号引出 し線 1 5 で接続される。 この場合に、 前述した通り、 ボンデ ィ ングパッ ド 2 6 と ター ミ ナル部 1 4 と信号引出 し線 1 5 は空間 1 3 内に位置する。 これは第 3図でも明ら かである。 拡大した第 3図に示されるよ う に、 タ ー ミ ナル部 1 4 の下側の支持部材 1 1 の箇所には孔 1 1 d が形成され、 この孔 1 1 dを揷通させてター ミ ナル部 1 4 に接続された信号配線 2 7が配線される。 孔 1 1 dには樹脂又はガラスによるハーメ チ ッ ク シール 2 8 が施される。 こ う して、 支持部材 1 1 に前記の信号引 出し部 1 6 が形成される。 Returning to FIG. 2, the description will be continued. FIG. 2 shows only the structure of one terminal section 14 for convenience. This is the same in FIGS. 1 and 3. A bonding pad 26 formed on the upper edge of the diaphragm 9 and the terminal part 14 are connected to a terminal part 14 by a signal lead wire 15. In this case, as described above, the bonding pad 26, the terminal section 14, and the signal lead 15 are located in the space 13. This is evident in Figure 3. As shown in the enlarged FIG. 3, a hole 11 d is formed at a position of the lower support member 11 of the terminal portion 14, and the hole 11 d is passed through the hole 11 d. The signal wiring 27 connected to the terminal part 14 is wired. The hole 11d is provided with a hermetic seal 28 made of resin or glass. In this way, the above-described signal An extension 16 is formed.
第 5図はダイヤフラム 9 の上面で且つボンディ ング パッ ドが形成される部分の周辺構造を示す縦断面図、 第 6図は第 5図中の VI— 1 VI線断面図である。 第 5図及 び第 6図において、 1 0 は上側支持部材、 1 0 d は突 起部、 1 1 は下側支持部材、 9 はダイヤフ ラ ム、 1 0 a及び 1 1 a は孔、 1 4 はター ミ ナル部、 1 6 は信号 引出 し部である。 ダイヤフラム 9 の上表面には全面に わたり絶縁膜 3 0が形成されている。 ダイヤフ ラ ム 9 のボンディ ングパッ ド 2 6 の近傍の電気配線膜 2 5力 形成される箇所であって、 前記支持部材 1 0 の突起部 1 0 dが当接する箇所には凹部 3 1 に形成されている。 この凹部 3 1 は電気配線膜 2 5が形成される箇所であ るが、 この凹部 3 1 の中にも絶縁膜 3 0が形成される。 2 1 は絶縁膜 3 0の上面に形成された 4個の歪みゲー ジの中の 1 つの歪みゲージである。 歪みゲージ 2 1 と ボンディ ングパッ ド 2 6 との間には前記凹部 3 1 を利 用 して電気配線膜 2 5が配線される。 そ して、 その上 にパッ シベーシ ヨ ン膜 3 2が成膜されている。 支持部 材 1 0の突起部 1 0 dの頂部には前述の如く 金属シー ト 2 2が拡散接合によ り設けられ、 かかる状態の突起 部 1 0 dをパッ シベ一シ ヨ ン膜 3 2 に押付けカゼ口又 はそれ以上の所要の押付け力値で当接させている。 夕 一ミ ナル部 1 4 は、 絶縁性を有するセラ ミ ッ ク板 1 4 a と導電性を有する電極部 1 4 bから構成される。 ボ ンディ ングパッ ド 2 6 とター ミ ナル部 1 4の電極部 1 4 b との間には前記の信号引出 し線 1 5が配線される。 信号引出 し線 1 5 は、 径が 3 0 / m程度の A u (金） で形成された線である。 FIG. 5 is a vertical sectional view showing the peripheral structure of the upper surface of the diaphragm 9 and the portion where the bonding pad is formed, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI- 1 VI in FIG. 5 and 6, 10 is an upper support member, 10d is a protrusion, 11 is a lower support member, 9 is a diaphragm, 10a and 11a are holes, 1 4 is a terminal part, and 16 is a signal extraction part. An insulating film 30 is formed on the entire upper surface of the diaphragm 9. A portion where the electric wiring film 25 is formed near the bonding pad 26 of the diaphragm 9 and in which the protrusion 10 d of the support member 10 abuts is formed in the recess 31. ing. The concave portion 31 is where the electric wiring film 25 is formed, and the insulating film 30 is also formed in the concave portion 31. Reference numeral 21 denotes one of the four strain gauges formed on the upper surface of the insulating film 30. An electric wiring film 25 is wired between the strain gauge 21 and the bonding pad 26 by using the recess 31. Then, a passivation film 32 is formed thereon. As described above, the metal sheet 22 is provided on the top of the protrusion 10 d of the support member 10 by diffusion bonding, and the protrusion 10 d in such a state is formed by the passivation film 3 2. It is brought into contact with the pressing case or the required pressing force value higher than that. The evening terminal section 14 is a ceramic board 14 with insulating properties. a and a conductive electrode portion 14b. The above-mentioned signal lead-out line 15 is provided between the bonding pad 26 and the electrode portion 14 b of the terminal portion 14. The signal extraction line 15 is a line made of Au (gold) with a diameter of about 30 / m.
以上の構成を有する差圧セ ンサ 2 Aによれば、 歪み 検出部 1 2 が設けられたダイヤフ ラ ム 9 の領域を受圧 部と して使用 し、 且つ受圧部の上下両面を受圧面と し て用いる こ とができ る。 例えば第 1 図において、 上側 の受圧面には孔 4， 1 0 a を通して導入された圧油が 印加され、 下側の受圧面には孔 5， 1 1 a を通して導 入された圧油が印加される。 差圧セ ンサ 2 Aでは、 ダ ィャフ ラム 9 の歪み検出部 1 2が、 2つの受圧面にか かる圧力の差を電圧信号と して出力する。 この信号は、 電気配線膜 2 5、 信号引出 し線 1 5、 ター ミ ナル部 1 4、 信号引出 し線 2 7 を経由 して電気回路部 6 に入力 され、 こ こで、 増幅等の信号処理が行われる。  According to the differential pressure sensor 2A having the above configuration, the area of the diaphragm 9 provided with the strain detecting section 12 is used as a pressure receiving section, and both upper and lower surfaces of the pressure receiving section are used as pressure receiving surfaces. Can be used. For example, in Fig. 1, the pressure oil introduced through holes 4, 10a is applied to the upper pressure receiving surface, and the pressure oil introduced through holes 5, 11a is applied to the lower pressure receiving surface. Is done. In the differential pressure sensor 2A, the strain detection unit 12 of the diaphragm 9 outputs a difference between the pressures applied to the two pressure receiving surfaces as a voltage signal. This signal is input to the electric circuit section 6 via the electric wiring film 25, the signal lead-out line 15, the terminal section 14, and the signal lead-out line 27, where the signal for amplification or the like is input. Processing is performed.
上記構成を有する差圧セ ンサ 2 Aによれば、 歪み検 出部 1 2 を圧油から保護する手段と して、 強度の高い 金属シー ト 2 2 を用いる こ とができ、 保護の効果を高 める こ とができ る。 特に、 金属シー ト 2 2 は圧油を導 入する孔 1 0 a の開口部を完全に覆っているため、 歪 み検出部 1 2 の歪みゲージ 2 1等への圧油の侵入を完 全に防止し、 歪み検出部 1 2や電気配線膜等が直接に · 油に接触する接液状態を防ぎ、 長期にわたり歪み検出 部 1 2の検出動作の信頼性を高いものに維持する。 特 に金属シー ト 2 2 は高温の拡散接合によ って支持部材 1 0 の突起部 1 0 dの頂部に固着されるため、 高い圧 力の圧油に対しても シール性を発揮する。 また金属シ ― ト 2 2 は薄膜状であ り、 且つたわみを有して歪み検 出部 1 2 を覆う よ う に取り付けたので、 金属シー ト 2 2がダイ ヤフ ラ ム 9 の受圧部の感圧特性を低減させる こ とはない。 また、 4個の歪みゲージ 2 1 が形成する ホイ一 ト ス ト ンプリ ッ ジ回路から信号を取出す場合に おいて、 信号の引出し箇所を、 圧力の媒体と接触しな い空間 1 3 の内部に形成するよ う にしたため、 信号引 出し線の断線も発生しないという利点を有する。 更に、 ダイヤフ ラ ム 9 を金属製の支持部材 1 0， 1 1 で挟み 込んで堅牢に固定するため、 互いに反対の 2つの方向 からの圧力に対して高い耐久力を有している。 According to the differential pressure sensor 2A having the above configuration, a high-strength metal sheet 22 can be used as a means for protecting the strain detection section 12 from pressurized oil, and the effect of protection can be improved. Can be raised. In particular, since the metal sheet 22 completely covers the opening of the hole 10a for introducing the pressure oil, it is possible to completely infiltrate the pressure oil into the strain gauges 21 etc. of the strain detection unit 12 And the strain detectors 12 and electrical wiring film etc. Prevents the liquid contact state that comes into contact with oil, and maintains the reliability of the detection operation of the strain detector 12 for a long time. In particular, since the metal sheet 22 is fixed to the top of the projection 10d of the support member 10 by high-temperature diffusion bonding, the metal sheet 22 exhibits sealing properties even with high pressure oil. Further, since the metal sheet 22 is a thin film and is attached so as to cover the strain detection section 12 with a deflection, the metal sheet 22 is formed in the pressure receiving section of the diaphragm 9. It does not reduce the pressure-sensitive characteristics. Also, when extracting a signal from the Wheat-strap circuit formed by the four strain gauges 21, the signal extraction point is located inside the space 13 that does not come into contact with the pressure medium. Since it is formed, there is an advantage that disconnection of the signal lead line does not occur. Furthermore, since the diaphragm 9 is firmly fixed by being sandwiched between the metal supporting members 10 and 11, the diaphragm 9 has a high durability against pressures from two opposite directions.
次に、 第 7図に基づき本発明による差圧セ ンサの製 造方法について説明する。 先ず最初に、 ダイヤフ ラ ム 9 の一方の面に成膜技術を利用 して、 前述した歪み検 出部 1 2 を形成する。 図示例では 2個の歪みゲー ジ 2 1 のみを示している。 次に各支持部材 1 0， 1 1 を機 械加工によ り製作する。 支持部材 1 1 の所定の箇所に ダイヤフ ラ ム 9 を固定する。 ダイヤフ ラ ム 9 の周縁部 に形成されたボンディ ングパッ ド 2 6 と ター ミ ナル部 1 4 を信号引出 し線 1 5 で接続する。 タ ー ミ ナル部 1 4 には既に信号引出 し線 2 7が接続されており、 支持 部材 1 1 には信号引出 し部 1 6が形成されている。 一 方、 支持部材 1 0 には、 前述した方法によ り、 高温ェ 程にて リ ング形の突起部 1 0 dの頂部に孔 1 0 a を塞 ぐよ う に金属シー ト 2 2 を取付ける。 こ のよ う に形成 された支持部材 1 0 を、 ダイヤフ ラ ム 9 を備えた支持 部材 1 1 に対して、 各々の突き合わせ面 1 0 b， 1 1 bがー致するよ う に矢印 L のよ う に突き合わせ、 結合 一体化する。 こ う して差圧セ ンサ 2 Aの周辺部分の構 造が作製される。 Next, a method for manufacturing a differential pressure sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. First, the above-described strain detecting section 12 is formed on one surface of the diaphragm 9 by using a film forming technique. In the illustrated example, only two distortion gauges 21 are shown. Next, the support members 10 and 11 are manufactured by machining. The diaphragm 9 is fixed to a predetermined portion of the support member 11. Bonding pad 26 formed on the periphery of diaphragm 9 and terminal Connect 1 4 with signal extraction line 15. The signal lead-out line 27 is already connected to the terminal part 14, and the signal lead-out part 16 is formed in the support member 11. On the other hand, the supporting member 10 is provided with the metal sheet 22 so as to close the hole 10a on the top of the ring-shaped protrusion 10d at the high temperature by the method described above. Attach. The support member 10 formed in this way is positioned on the support member 11 provided with the diaphragm 9 by the arrow L such that the respective butting surfaces 10b and 11b are aligned. Butt and join together. In this way, the structure around the differential pressure sensor 2A is manufactured.
上記の差圧セ ンサの製造方法によれば、 支持部材 1 0， 1 1 のそれぞれを組み付ける と同時にダイヤフ ラ ム 9 の上面が金属シー ト 2 2 で覆われるので、 歪み検 出部 1 2 を保護する手段の作製を容易に行う こ とがで きる。 ま た、 従来では高温工程でダイ ヤフ ラ ム 9及び 歪み検出部 1 2等に保護膜をコーティ ングしたのに対 して、 本発明による製造方法では、 かかる高温工程を 必要と しないので、 完成した差圧セ ンサにおいて残留 応力が生ぜず、 これによ り差圧セ ンサの検出精度が向 上する。 ま た信号引出 し線 1 5 やター ミ ナル部 1 4力く 形成される空間 1 3 も、 突き合わせによる組み合わせ と同時に自動的に形成される とい う利点があ り、 非常 に製作が容易となる。 第 8図は本発明に係る差圧セ ンサの他の実施例を示 す第 2図と同様な図である。 第 8図中において第 2図 に示した要素と同一のものには同一の符号を付してい る。 この実施例による差圧セ ンサでは、 支持部材 1 0 の孔 1 0 a の周囲の突起部 1 0 dの頂部に円形の凹部 を形成し、 シール用 0 リ ング 4 0 を配設する と共に、 支持部材 1 1 の孔 1 1 aの周囲に円形の凹部を形成し、 シール用 0 リ ング 4 1 を配設するよ う に構成した。 こ れによ り、 シール性を更に高める こ とができ る。 According to the above differential pressure sensor manufacturing method, the upper surface of the diaphragm 9 is covered with the metal sheet 22 at the same time that the support members 10 and 11 are assembled. The protection means can be easily manufactured. In addition, while the protective film is coated on the diaphragm 9 and the strain detecting unit 12 in the high-temperature process in the past, the manufacturing method according to the present invention does not require such a high-temperature process. Residual stress does not occur in the differential pressure sensor, which improves the detection accuracy of the differential pressure sensor. In addition, the signal lead-out line 15 and the terminal part 14 have the advantage that the space 13 formed by force is also formed automatically at the same time as the combination by butting, which makes it extremely easy to manufacture. . FIG. 8 is a view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the differential pressure sensor according to the present invention. In FIG. 8, the same elements as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In the differential pressure sensor according to this embodiment, a circular recess is formed at the top of the protrusion 10 d around the hole 10 a of the support member 10, and a sealing ring 40 is provided. A circular recess was formed around the hole 11 a of the support member 11, and the 0 ring 41 for sealing was provided. Thereby, the sealing performance can be further improved.
本発明の差圧セ ンサに関しては、 構成を次のよ う に 変更する こ と もでき る。 金属シー ト 2 2 と同様な金属 シー トを、 支持部材 1 1 の孔 1 1 aを塞ぐよ う に取り 付ける こ とができ る。 これによれば、 ダイヤフラム 9 の下側の液密性を高める こ とができる。  The configuration of the differential pressure sensor according to the present invention can be changed as follows. A metal sheet similar to the metal sheet 22 can be attached so as to cover the hole 11 a of the support member 11. According to this, the liquid tightness of the lower side of the diaphragm 9 can be improved.
また金属シー ト 2 2 の代わり に P T F E (テフ ロ ン） 等の材料を使用 した所要の高い強度を有する樹脂シー トを用いる こ と もでき る。 樹脂シー トを使用する場合 には、 支持部材 1 0 に樹脂シー トを取り付ける と きに は接着剤などを使用する。  Instead of the metal sheet 22, a resin sheet having a required high strength using a material such as PTFE (teflon) can be used. When a resin sheet is used, an adhesive or the like is used when attaching the resin sheet to the support member 10.
更に、 本発明に係る差圧セ ンサの構造を更に発展さ せ、 単に、 金属シー ト 2 2又はこれに類似したシー ト を、 ダイ ヤフ ラ ム 9 の歪み検出部 1 2 を覆う如く 、 ダ ィャフ ラ ム 9 と支持部材 1 0 との間に配置した構成と する こ と もでき る。 この構成の場合には支持部材 1 0 , 1 1 を突き合わせて組み付ける と き、 支持部材 1 0 の 突起部 1 0 dが、 ダイ ヤフ ラ ム 9 の一方の面を前記シ 一 トを被せた状態で強く 押圧する構造とする必要があ る。 このよ うな構造では、 特に前述のシール用 0 リ ン グ 4 0 を併用する こ とがシール性を高める意味で、 好 ま しい。 Further, by further developing the structure of the differential pressure sensor according to the present invention, a metal sheet 22 or a sheet similar to the metal sheet 22 is simply covered with the damper 12 so as to cover the strain detecting section 12 of the diaphragm 9. It is also possible to adopt a configuration arranged between the diaphragm 9 and the support member 10. In this configuration, the support members 10, It is necessary to have a structure in which the projection 10 d of the support member 10 strongly presses one surface of the diaphragm 9 while the sheet is placed on the support member 10 when assembling the parts 11 in abutment. . In such a structure, it is particularly preferable to use the above-mentioned 0 ring 40 for sealing together in order to enhance the sealing property.
上記実施例では、 検出対象と して圧油を例にあげて 説明 したが、 その他の液体、 或いは気体であっても本 発明による差圧センサを適用する こ とができ るのは勿 m ある。  In the above embodiment, pressure oil was described as an example of a detection target. However, it is needless to say that the differential pressure sensor according to the present invention can be applied to other liquids or gases. .
本発明によれば、 次のよ うな技術的効果を奏する。 別体で用意された金属シ一 ト等の保護膜によ ってダ ィャフ ラ ムの表面に形成された歪み検出部や電気配線 膜が圧力媒体との接液状態から完全に免れ、 破損が少 な く な り、 急激な圧力変動に対する耐久性が向上し、 動作信頼性が高く なる。  According to the present invention, the following technical effects can be obtained. The strain detector and the electrical wiring film formed on the surface of the diaphragm by a protective film such as a metal sheet prepared separately are completely prevented from being in contact with the pressure medium and damaged. Fewer, improved durability against sudden pressure fluctuations, and higher operation reliability.
両面が受圧面となる受圧部を有するダイヤフ ラ ムを 両側から 2つの支持部材で支持する構造によ り、 両側 からの高圧に対して耐久性を有している。  Due to the structure in which the diaphragm having the pressure receiving part whose both sides are the pressure receiving surface is supported by two supporting members from both sides, it has durability against high pressure from both sides.
また、 歪み検出部で検出された圧力信号を増幅器等 の電気回路部に供給する電気配線部や電気接続部を、 圧力媒体の存在する空間と は隔離された他の空間に配 設するよ う に したため、 電気配線部や電気接続部の保 護を高める こ とができ る。 また本発明にる差圧セ ンサの製造方法では、 構造の 簡素化に伴い、 歪み検出部の保護する膜の取付け工程 が簡単とな り、 全体と して製造工程数が少な く なる と いう利点がある。 更に製造工程にて、 ダイヤフ ラ ムや 歪み検出部が高温工程にさ らされないので、 その完成 品において残留応力が発生しない。 産業上の利用可能性 In addition, the electric wiring unit and the electric connection unit that supply the pressure signal detected by the strain detection unit to the electric circuit unit such as the amplifier should be arranged in another space separated from the space where the pressure medium exists. As a result, the protection of electrical wiring and electrical connections can be improved. Further, according to the method for manufacturing a differential pressure sensor according to the present invention, it is said that, with the simplification of the structure, the mounting process of the film for protecting the strain detecting portion is simplified, and the number of manufacturing processes is reduced as a whole. There are advantages. Further, in the manufacturing process, since the diaphragm and the strain detecting portion are not exposed to the high temperature process, no residual stress is generated in the finished product. Industrial applicability
土木機械や建設機械等の如き産業機械であって、 動 作を行う各部分の駆動源と して油圧システム等が適用 される ものにおいて、 油圧システムの各部油通路の圧 力状態を差圧情報と して検出する検出装置と して利用 される。  In the case of industrial machines such as civil engineering machines and construction machines, in which a hydraulic system is applied as a drive source for each part that operates, the pressure state of each oil passage in the hydraulic system is represented by differential pressure information. It is used as a detection device for detecting

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1. 歪み検出部 （12)が形成された第 1 の受圧面と第 1 の受圧面の裏側の第 2 の受圧面を有するダイヤフ ラ ム （9) と、 第 1 の圧力媒体を前記第 1 の受圧面に導入 する第 1 の導入通路 （1(h) と、 第 2の圧力媒体を前記 第 2 の受圧面に導入する第 2の導入通路 （ 11a)を備え、 前記第 1 の受圧面の側に位置する前記第 1 の導入通路 (10a) の出口開口部に、 この出口開口部を塞ぎ且つ前 記歪み検出部 （12)を覆う シー ト部材 （22)を配設したこ とを特徴とする差圧セ ンサ。 ' 1. A diaphragm (9) having a first pressure receiving surface on which a distortion detecting section (12) is formed, and a second pressure receiving surface on the back side of the first pressure receiving surface, A first introduction passage (1 (h)) for introducing a second pressure medium to the second pressure receiving surface, and a first introduction passage (11a) for introducing a second pressure medium to the second pressure receiving surface. A sheet member (22) for closing the outlet opening and covering the distortion detecting section (12) is provided in the outlet opening of the first introduction passage (10a) located on the side of the first introduction passage (10a). Features a differential pressure sensor.
2. 請求の範囲第 1項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記第 1 の導入通路 （1(h) は第 1 の支持部材 （10)に形 成され、 前記第 2の導入通路 （11a)は第 2 の支持部材 2. The differential pressure sensor according to claim 1, wherein the first introduction passage (1 (h) is formed in a first support member (10), and the second introduction passage (11a ) Is the second support member
(11)に形成され、 前記第 1 の支持部材 （10) と前記第 2 の支持部材 （11)が、 それぞれの突き合わせ面 （1 Ob) ，(11), the first support member (10) and the second support member (11) are provided with respective butting surfaces (1 Ob),
(lib) による突き合わせ構造でダイヤフラム （9) の周 縁部を両側から挟んで支持し、 ダイヤフ ラ ム （9) を固 定した こ とを特徵とする差圧セ ンサ。 A differential pressure sensor that uses the butting structure of (lib) to support the periphery of the diaphragm (9) from both sides and to fix the diaphragm (9).
3. 請求の範囲第 2項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記ダイ ヤフ ラ ム （9) と前記第 1 の受圧面の側に位置 する前記第 1 の支持部材 （10) との間に前記シー ト部材 (22)を配設したこ とを特徴とする差圧セ ンサ。  3. The differential pressure sensor according to claim 2, wherein the diaphragm (9) and the first support member (10) positioned on the side of the first pressure receiving surface. A differential pressure sensor comprising the sheet member (22).
4. 請求の範囲第 3項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記シー ト部材 （Π)は、 拡散接合によ り前記第 1 の支 持部材 （10)に取り付けられた金属シー トである こ とを 特徴とする差圧セ ンサ。 4. In the differential pressure sensor according to claim 3, A differential pressure sensor, wherein the sheet member (シ ー) is a metal sheet attached to the first support member (10) by diffusion bonding.
5. 請求の範囲第 3項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記シー ト部材 （Π)は、 樹脂シー トであ り、 接着剤で 前記第 1 の支持部材 （10)に取り付けられたこ とを特徴 とする差圧セ ンサ。  5. The differential pressure sensor according to claim 3, wherein the sheet member (Π) is a resin sheet, and is attached to the first support member (10) with an adhesive. A differential pressure sensor characterized by the following.
6. 請求の範囲第 3項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記第 1 の支持部材 （10)は、 前記第 1 の導入通路 （ 6. The differential pressure sensor according to claim 3, wherein the first support member (10) is connected to the first introduction passage (10).
10 a)の出口開口部周辺に リ ング形状の突起部 （1 ) が 形成され、 この突起部 （10d ) で前記ダイヤフ ラ ム A ring-shaped protrusion (1) is formed around the outlet opening of 10a), and the diaphragm (10d) is used to form the diaphragm.
(9)を押えるよ う に したこ とを特徴とする差圧セ ンサ。 A differential pressure sensor characterized in that it can hold down (9).
7. 請求の範囲第 6項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記シー ト部材 （22)は、 拡散接合によ り前記突起部7. The differential pressure sensor according to claim 6, wherein the sheet member (22) is formed by diffusion bonding.
(10d) の先端面に取り付け られた金属シー トである こ とを特徴とする差圧セ ンサ。 (10d) A differential pressure sensor characterized by being a metal sheet attached to the end face of (d).
8. 請求の範囲第 6項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記シー ト部材 （22)は、 樹脂シー トであ り、 接着剤で、 前記突起部 （10d) の先端面に取り付け られたこ とを特 徵とする差圧セ ンサ。  8. The differential pressure sensor according to claim 6, wherein the sheet member (22) is a resin sheet, and is attached to a distal end surface of the protrusion (10d) with an adhesive. And a differential pressure sensor.
9. 請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれか 1項に記 載の差圧セ ンサにおいて、 前記シー ト部材 （22)は、 た わみを有する こ とを特徵とする差圧セ ンサ。  9. The differential pressure sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the sheet member (22) is characterized by having a deflection. Sensor.
1 0. 請求の範囲第 3項又は第 6項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記シー ト部材 （22)は、 前記第 1の支 持部材 （10)と前記ダイヤフ ラ ム （9) との間に配置され、 前記第 1の支持部材 （10)で押え付けられる こ と によ り 固定される こ とを特徴とする差圧セ ンサ。 10 0. The differential pressure sensor described in claim 3 or 6 In the sensor, the sheet member (22) is disposed between the first support member (10) and the diaphragm (9), and is pressed by the first support member (10). A differential pressure sensor characterized by being fixed by this.
1 1. 請求の範囲第 1 0項に記載の差圧セ ンサにお いて、 前記シー ト部材 （22)は、 たわみを有する こ とを 特徴とする差圧セ ンサ。  1 1. The differential pressure sensor according to claim 10, wherein the sheet member (22) has a bend.
1 2. 請求の範囲第 4項又は第 7項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記第 1の受圧面は、 絶縁性を有する 膜で被覆される こ とを特徴とする差圧セ ンサ。  12. The differential pressure sensor according to claim 4, wherein the first pressure receiving surface is covered with a film having an insulating property.
1 3. 請求の範囲第 2項に記載の差圧セ ンサにおい て、 前記第 2の支持部材 （11)に、 電気配線引出 し部  1 3. The differential pressure sensor according to claim 2, wherein the second support member (11) includes an electric wiring lead-out portion.
(16)を設けたこ とを特徴とする差圧セ ンサ。  A differential pressure sensor characterized by having (16).
1 4. 請求の範囲第 1 3項に記載の差圧セ ンサにお いて、 前記第 2の支持部材 （11)に信号処理回路部 （ 1 4. The differential pressure sensor according to claim 13, wherein the second support member (11) includes a signal processing circuit unit (11).
6)を設けたこ とを特徴とする差圧セ ンサ。 6) A differential pressure sensor characterized by the provision of:
1 5. 請求の範囲第 6項〜第 8項のいずれか 1項に 記載の差圧セ ンサにおいて、 第 1 と第 2の支持部材  1 5. The differential pressure sensor according to any one of claims 6 to 8, wherein the first and second support members are provided.
(10, 11) の突き合わせ構造にて、 前記突起部 （1(H) を 介して、 第 1及び第 2の導入通路 （ 10 a, 11a)と隔離さ れた空間 （13)を形成し、 この空間 （13)に前記歪み検出 部 （12)から出力される差圧信号を外部に取出すための 信号引出 し · 接続部 （14, 15, )を配設したこ とを特徴 とする差圧セ ンサ。 In the butt structure of (10, 11), a space (13) isolated from the first and second introduction passages (10a, 11a) is formed via the protrusion (1 (H)). A signal extracting / connecting section (14, 15,) for extracting a differential pressure signal output from the distortion detecting section (12) to the outside is provided in the space (13). Sensor.
1 6. 請求の範囲第 1 5項に記載の差圧セ ンサにお いて、 前記ダイヤフラム （9) における前記歪み検出部 (12)が形成された箇所と前記信号引出 し · 接続部 (14, 15， 26)が形成された箇所との間のダイヤフ ラ ム表 面には凹部 （31)が形成され、 この凹部 （Π)は前記突起 部 （1 )によって押圧される箇所に相当し、 前記歪み 検出部 （12) と前記信号引出 し · 接続部 （H, , 26) とを 接続する電気配線膜 （25)が前記凹部（31) に形成される こ とを特徴とする差圧セ ンサ。 1 6. The differential pressure sensor according to claim 15, wherein a portion of the diaphragm (9) where the strain detection section (12) is formed and the signal extraction / connection section (14, A concave portion (31) is formed on the surface of the diaphragm between the portions where the portions (15, 26) are formed, and the concave portion (Π) corresponds to a portion pressed by the protrusion (1). A differential pressure sensor characterized in that an electric wiring film (25) for connecting a distortion detecting section (12) and the signal extracting / connecting section (H,, 26) is formed in the concave section (31). .
1 7. 請求の範囲第 1 6項に記載の差圧セ ンサにお いて、 前記凹部 （31)における前記電気配線膜 （25)の上 には厚肉の絶縁保護膜 （Π)が設け られ、 前記突起部 (10d) の先部は前記絶縁保護膜（Π)に当接する こ とを 特徴とする差圧セ ンサ。  17. The differential pressure sensor according to claim 16, wherein a thick insulating protective film (Π) is provided on the electric wiring film (25) in the concave portion (31). A differential pressure sensor, wherein a tip of the projection (10d) is in contact with the insulating protective film (Π).
1 8 . 請求の範囲第 2項、 第 3項、 第 6項、 第 1 0項 のいずれか 1項に記載の差圧セ ンサにおいて、 前記ダ ィャフ ラ ム （9) と第 1及び第 2 の支持部材（10, 11) と の間の当接部分に、 シール用 0 リ ング （40 ， 41) を介 設したこ とを特徴とする差圧セ ンサ。  18. The differential pressure sensor according to any one of claims 2, 3, 6, and 10, wherein the diaphragm (9) is connected to the first and second diaphragms. A differential pressure sensor characterized in that a sealing ring (40, 41) is interposed at a contact portion between the supporting member (10, 11).
1 9 . ダイヤフ ラ ム （9) の第 1 の受圧面に歪み検出 部 （12)を形成し、 それぞれ、 圧力媒体を導入する第 1 又は第 2 の導入通路 （10a, 11a) のいずれかを有し且つ それぞれ突き合わせ面 （10b, lib) を備える こ とによ り 突き合わせ構造によって結合一体化される第 1及び第 2の支持部材 （10， 11) を形成し、 前記ダイ ヤフ ラ ム (9) を、 その第 2の受圧面が第 2の導入通路 （11a) を 覆う よ う に接触させて前記第 2の支持部材 （11)に取付 け、 前記第 1の支持部材の突き合わせ面 （Ida) に前記 第 1の導入通路 （1(h) の出口開口部を覆う シー ト部材 (22)を取付け、 第 1 の支持部材 （10)を、 前記シー ト部 材 （Π)が前記歪み検出部 （12)を覆う よ う に、 前記第 2 の支持部材 （11)に突き合せ、 第 1及び第 2の支持部材 (10, 11) を結合するよ う に したこ とを特徵とする差圧 セ ンサの製造方法。 1 9. A strain detecting section (12) is formed on the first pressure receiving surface of the diaphragm (9), and each of the first and second introducing passages (10a, 11a) for introducing a pressure medium is connected to the first or second introducing passage (10a, 11a). The first and the second are connected and integrated by the butting structure by having the butting surfaces (10b, lib) respectively. The second support member (10, 11) is formed, and the diaphragm (9) is brought into contact with the second pressure receiving surface so that the second pressure receiving surface covers the second introduction passage (11a). A seat member (22) that covers the outlet opening of the first introduction passage (1 (h)) is attached to the butting surface (Ida) of the first support member. The supporting member (10) against the second supporting member (11) so that the sheet member (Π) covers the distortion detecting section (12), and the first and second supporting members A method for manufacturing a differential pressure sensor, characterized in that members (10, 11) are joined.
2 0. ダイヤフ ラ ム （9) の第 1の受圧面に歪み検出 部（12)を形成し、 それぞれ、 圧力媒体を導入する第 1 又は第 2の導入通路 （10 a, Ua) のいずれかを有し且つ それぞれ突き合わせ面 （10b, lib) を備える こ と によ り 突き合わせ構造によって結合一体化される第 1及び第 2の支持部材 （10, 11) を形成し、 前記ダイヤフ ラ ム (9) を、 その第 2の受圧面が第 2の導入通路 （11a) を 覆う よ う に接触させて前記第 2の支持部材 （11)に配置 し、 前記導入通路 （10 b) の出口開口部を覆う シー ト部 材 （22)を、 前記第 1 の支持部材 （10)と前記ダイヤフ ラ ム （9) の間に配置し、 前記第 1の支持部材 （10)を、 前 記シー ト部材 （22)が前記歪み検出部 （12)を覆う よ う に し且つ前記シー ト部材 （22)を固定した状態で、 前記第 2の支持部材 （11)に突き合せ、 前記第 1及び第 2の支 持部材（10, 11) を結合するよ う に したこ とを特徴とす る差圧セ ンサの製造方法。 20. A strain detecting section (12) is formed on the first pressure receiving surface of the diaphragm (9), and each of the first and second introducing passages (10a, Ua) for introducing a pressure medium is provided. And first and second support members (10, 11) joined and integrated by a butt structure by having butt surfaces (10b, lib), respectively. ) Is arranged on the second support member (11) such that the second pressure receiving surface covers the second introduction passage (11a), and the outlet opening of the introduction passage (10b) is provided. A sheet member (22) covering the first support member (10) and the diaphragm (9), and the first support member (10) is attached to the sheet member. (22) abuts on the second support member (11) in a state where the distortion detection section (12) is covered and the sheet member (22) is fixed. The first and second supporting A method for manufacturing a differential pressure sensor, characterized in that holding members (10, 11) are connected.
2 1 . 請求の範囲第 2 0項に記載の差圧セ ンサの製造 方法において、 前記ダイヤフ ラ ム （9) と第 1及び第 2 の支持部材 （10, 11) との間の当接部分にシール用 0 リ ング （40， 41)を介設したこ とを特徴とする差圧セ ンサ の製造方法。  21. The method for manufacturing a differential pressure sensor according to claim 20, wherein a contact portion between said diaphragm (9) and first and second support members (10, 11) is provided. A method for manufacturing a differential pressure sensor, characterized in that a zero ring (40, 41) for sealing is interposed between the two.
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