JPH02263131A - 圧電素子ダイアフラムの保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は上下面に作用する圧力差によって変位する圧電
素子ダイアフラムの保持構造に関する。

〈従来の技術〉 圧電素子ダイアフラムは弾性を有して薄い膜状をなし、
上下面に作用する圧力差によって変位する。従って、こ
の変位差を計測する乙とでこのダイアプラムによって仕
切られた部屋の状態などを検査することができる。

第４図は従来の圧電素子ダイアフラムの保持構造を示す
断面図である。第４図に示すように為圧電素子ダイアフ
ラム１０は貫通孔１１が形成された基板１２上に位置し
、その外周下面がこの基板１２に接着されて保持されて
いる。そして、この圧電素子ダイアフラム１゜にはリー
ド綿１３を介して検出器１４が接続されている。

而して、ダイアフラム１ｏはこのダイアフラム１０によ
って仕切られたそれぞれの部屋の圧力差に応じて変位し
、検出器１４にその電圧信号を送信する。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来の圧電素子ダイアフラムの保持構造にあ
っては、ダイアフラム１ｏが基板１１に直接固定されて
いるため、熱膨張などによって基板１１が変形すると、
そのときに発生する力が直接ダイアフラム１ｏに作用し
てダイアフラム１ｏがより以上に変位してしまって検出
誤差を生じ、ダイアフラム１０による正確な変位の検出
ができなくなってしまうという問題点があった。

そのため、ダイアフラム１０の圧力差による変位をより
明確にするためにその変位量を大きくすることが考えら
れる。ところが、ダイアフラム１０は上下面に作用する
圧力差によってダイアフラム１０自体が変位し、その変
位量を検出しているため、その変位量は入力（圧力）値
で決定され、検出限界差圧はダイアフラム１０自体の大
きさによって決定される。従って、この変位量を大きく
するにはダイアフラム１０自体の大きさを大きくしなけ
ればならず、これによって装置が大型化しダイアフラム
１０の取付位置が拘束されてしまう。

本発明は乙のような問題点を解決するものであって、基
板の変形による検出誤差をなくすと共にダイアフラムの
感度の向上を図った圧電素子ダイアプラムの保持構造を
提供する乙とを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上述の目的を達成するための本発明の圧電素子ダイアフ
ラムの保持構造は、上下面に作用する圧力差によって変
位する圧電素子ダイアフラムを該圧電素子ダイアフラム
に圧縮を作用された状態で外力吸収材を介して基板に固
定したことを特徴とするものである。

く作　　　用〉 基板の変形によってダイアフラムに作用する力は外力吸
収材によって吸収される一方、圧力差によって変位する
ダイアフラムの変位量は圧縮力により増幅されその絶対
値が大きくなる。

く実　施　例〉 以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係る圧電素子ダイアフラム
の保持構造を示す断面図、第２図及び第３図はダイアフ
ラムの変位量を表すグラフである。なお、従来と同一部
材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施例においては、本発明の圧電素子ダイアフラムの
保持構造を自動車用エンジンのエアフローセンサに用い
た場合について説明する。

エアフローセンサはエンジンの吸気管の大気開口端部に
取付けられ、エンジンに吸入される空気流量を検出する
ものである。

第１図に示すように、エンジンの吸気通路２１の途中に
はバイパス通路２２が設けられており、乙のバイパス通
路２２にはこれを閉塞するように貫通孔１１が形成され
た基板１２が取付けられている。そして、この基板１２
上には圧電素子ダイアフラム１０が同じく貫通孔２３が
形成された外力吸収部材２４は熱膨張などによる基板１
２の変形が原因で作用する力を吸収してダイアフラム１
０に伝わらないようにするためのものであって、シリコ
ン材料などによって製造される。

また、外力吸収部材２４は加熱などにより膨張した状態
で基板１２に接着されると共にこの外力吸収部材２４に
ダイアフラム１０を接着し、その後、乾燥させて外力吸
収部材２４を収縮状態とし、ダイアフラム１０に常時圧
縮応力が作用するようにしである。

このように保持された圧電素子ダイアフラム１０におい
て、基板１２の熱変形による力が発生した場合、その力
は外力吸収部材２４によって吸収、遮断されてダイアフ
ラム１０に悪影響を与えることはない。

また、ダイアフラム１０には、常時、圧縮応力が作用し
ているので、その感度が向上し圧力信号を電圧信号に変
換する能力が向上する。即ち、第２図に示すように、同
図に点線で示す従来の圧電素子ダイアプラムの保持構造
によるダイアフラム１０の変位量に対して、同図に実線
で示す本発明の圧電素子ダイアフラムの保持構造による
ダイアフラム１０の変位量の方が大きくその絶対値はａ
　（ｂとなり、ダイアフラム１０の感度が向上する。更
に、第３図に示すように、検出限界差圧の最小値も同図
に点線で示す従来のものに比べて同図に実線で示す本発
明の圧電素子ダイアフラムの保持構造によるもののほう
が小さくなっている。

なお、上述の実施例においては本発明の圧電素子ダイア
フラムの保持構造を自動車用エンジンのエアフローセン
サに用いた場合について説明したが、本発明の圧電素子
ダイアフラムの保持構造の用途はこれに限定されるもの
ではない。

〈発明の効果〉 以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明の圧
電素子ダイアフラムの保持構造によれば、圧電素子ダイ
アフラムをそのダイアフラムに圧縮力を作用させた状態
で外力吸収材を介して基板に固定したので、基板の変形
による検出誤差をなくすことができると共にダイアフラ
ムの感度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る圧電素子ダイアフラム
の保持構造を示す断面図、第２図及び第３図はダイアフ
ラムの変位量を表すグラフ、第４図は従来の圧電素子ダ
イアプラムの保持構造を示す断面図である。 図　　面　　中、 １０は圧電素子ダイアフラム、 １２は基板、 ２４は外力吸収部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上下面に作用する圧力差によって変位する圧電素子ダイ
   アフラムを該圧電素子ダイアフラムに圧縮力を作用させ
   た状態で外力吸収材を介して基板に固定したことを特徴
   とする圧電素子ダイアフラムの保持構造。