JPH04130049U - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出精度の向上および製作を容易にするこ
と。 【構成】 金属ダイアフラム４と、回路基板とを距離を
置いて配設し、金属ダイアフラム４と回路基板との間を
接続し、金属ダイアフラム４に配設された圧力センサ素
子の歪量を回路基板を介して取り出すようにした圧力セ
ンサ１であって、前記金属ダイアフラム４を表面精度の
高い金属板で平板状に形成し、圧力に応じて変位する金
属ダイアフラム４の変位量を前記圧力センサ素子によっ
て検出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は圧力センサに関し、特に、検出精度が向上し、製作が容易である圧 力センサに関するものである。

【０００２】

【従来技術および解決しようとする課題】

一般に流体の圧力を検出するようになっている圧力センサにあっては、図３に 示すように構成されている。

【０００３】 すなわち、図３において、圧力検出部に螺合取付けされる本体ケース２２の内 部空所に段部２９が設けられ、この段部２９に外部と連通する圧力導入口２３を 閉塞する状態で金属ダイアフラム２４が配設され、本体ケース２２と金属ダイア フラム２４との間に両者間をシールするＯリング２５が配設され、また、上部に 固定リング２６が位置して前記金属ダイアフラム２４が固定されている。

【０００４】 そして、前記金属ダイアフラム２４の上面には圧力センサ素子が配設され、こ の圧力センサ素子の上部には検出した圧力を回路基板（図示しない）に導くため のフレキシブルサーキット２７の一端が取付けられ、また、このフレキシブルサ ーキット２７の他端は上方に延びて前記回路基板に取付けられている。

【０００５】 また、前記金属ダイアフラム２４は、図４に示すように、上部が薄膜部２８で 閉塞された円筒形状で、その薄膜部２８の上面に絶縁膜を介して圧力センサ素子 が配設されている。

【０００６】 上記のように構成されている圧力センサ２１は、本体ケース２２の圧力導入口 ２３からの圧力に応じて前記金属ダイアフラム２４が変位し、この変位に応じた 圧力センサ素子の信号を前記フレキシブルサーキット２７を介して回路基板に伝 達し、回路基板で処理した後に外部に取り出すようになっている。

【０００７】 また、前記金属ダイアフラム２４と圧力センサ素子との間は薄膜の絶縁膜で絶 縁する必要があり、一般にはプラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等によって金 属ダイアフラム２４の上面に薄膜の絶縁膜を形成する。

【０００８】 しかしながら、前記金属ダイアフラム２４の表面精度が悪いと、絶縁膜が規定 通り形成されず、絶縁不良が多発し、歩留りが低下するという問題点を有し、そ のため、金属ダイアフラム２４の表面を鏡面研磨しなければならないため、作業 性が悪いという問題点を有していた。

【０００９】 また、金属ダイアフラム２４の薄膜部２８の厚さにばらつきがあると、厚さに より歪量が変化するため、出力値に差が出て、検出精度が低下するため、寸法管 理を厳しくして金属ダイアフラム２４の薄膜部２８の厚さを一定にする必要があ るという問題点を有していた。

【００１０】 この考案は、上記のような従来の問題点を解決したものであって、金属ダイア フラムを表面精度の高い金属板で平板状に形成することにより、表面を鏡面研磨 する必要がなく、かつ、金属ダイアフラムの厚さを一定にする研磨を必要としな いで検出精度が向上した圧力センサを提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、この考案は金属ダイアフラムと、回路基板とを 距離を置いて配設し、金属ダイアフラムと回路基板との間を接続し、金属ダイア フラムに配設された圧力センサ素子の歪量を回路基板を介して取り出すようにし た圧力センサであって、前記金属ダイアフラムを表面精度の高い金属板で平板状 に形成し、圧力に応じて変位する金属ダイアフラムの変位量を前記圧力センサ素 子によって検出し、また、前記金属ダイアフラムが円板状であるという手段を採 用したものである。

【００１２】

【作用】

この考案は上記の手段を採用したことにより、金属ダイアフラムに表面精度の 高い平板状の金属板を使用することによって、素材のまま直接に絶縁膜を形成し たとしても絶縁不良を起こしたりすることがなく、また、表面精度が高いので厚 さが一定し、厚さの違いにより検出精度が低下することがない。 そして、金属ダイアフラムの表面を鏡面研磨したり、また、金属ダイアフラム の厚さを一定に研磨する必要がない。

【００１３】

【実施例】

以下、図面に示すこの考案の実施例について説明する。 図１にはこの考案による圧力センサの一の実施例が示されていて、この圧力セ ンサ１は、圧力導入口３を有するとともに、この圧力導入口３が内部空所に連通 している本体ケース２と、この本体ケース２の内部空所に前記圧力導入口３を閉 塞する状態で本体ケース２の内部に設けられた段部９に配設される金属ダイアフ ラム４と、この金属ダイアフラム４の上面に絶縁膜を介して配設される圧力セン サ素子と、前記金属ダイアフラム４の上方に配設される回路基板（図示しない） とを具えている。

【００１４】 また、前記本体ケース２と金属ダイアフラム４との間に両者間をシールするＯ リング５が配設されている。 そして、前記金属ダイアフラム４の上面に固定リング６を位置させ、空所内に 位置する起立部８を屈曲して、前記Ｏリング５、金属ダイアフラム４、および固 定リング６を一体に固定する。

【００１５】 前記金属ダイアフラム４は、表面精度の高い円板状の金属板で、厚さが一定し 、ステンレス、チタン合金等で形成されている。

【００１６】 また、前記金属ダイアフラム４の上方には、回路基板が設けられ、前記圧力セ ンサ素子と回路基板との間はフレキシブルサーキット７によって接続され、前記 圧力センサ素子で発生する信号をフレキシブルサーキット７および回路基板を介 して取り出すようになっている。

【００１７】 上記のように構成されている圧力センサ１において、本体ケース２の圧力導入 口３からの圧力に応じて前記金属ダイアフラム４が変位し、この変位に応じた圧 力センサ素子の信号を前記フレキシブルサーキット７および回路基板を介して取 り出すことができる。

【００１８】 そして、前記金属ダイアフラム４は表面精度の高い平板状の金属板であるため 、素材のまま直接に絶縁膜を形成したとしても絶縁不良を起こしたりすることが ない。 また、表面精度が高いので厚さが一定し、厚さの違いにより検出精度が低下す ることがない。

【００１９】 また、金属ダイアフラム４が表面精度の高い平板状の金属板で形成されること により、従来の金属ダイアフラム４と比較して材料の強度が向上してフルスケー ル出力が大きくなり検出精度が向上する。

【００２０】 図２には、この考案による圧力センサの他の実施例が示されていて、この圧力 センサ１１は、圧力導入口１３を有するとともに、この圧力導入口１３が内部空 所に連通している本体ケース１２と、この本体ケース１２の内部空所に前記圧力 導入口１３を閉塞する状態で本体ケース１２の内部に設けられた段部２０に配設 される金属ダイアフラム１４と、この金属ダイアフラム１４の上面に絶縁膜を介 して配設される圧力センサ素子と、前記金属ダイアフラム１４の上方に配設され る回路基板（図示しない）とを具えている。

【００２１】 また、前記本体ケース１２と金属ダイアフラム１４との間に両者間をシールす るＯリング１５およびこのＯリング１５の外周側にバックアップリング１８が配 設されている。 そして、前記金属ダイアフラム１４の上面に固定リング１６を位置させ、空所 内に位置する起立部１９を屈曲して、前記Ｏリング１５、バックアップリング１ ８、金属ダイアフラム１４、および固定リング１６を一体に固定している。

【００２２】 前記金属ダイアフラム１４は、表面精度の高い円板状の金属板で、厚さが一定 し、ステンレス、チタン合金等で形成されている。

【００２３】 そして、前記金属ダイアフラム１４の上方には、回路基板が設けられ、前記圧 力センサ素子と回路基板との間はフレキシブルサーキット１７によって接続され 、前記圧力センサ素子で発生する信号をフレキシブルサーキット１７および回路 基板を介して取り出すようになっている。

【００２４】 上記のように構成されている圧力センサ１１において、本体ケース１２の圧力 導入口１３からの圧力に応じて前記金属ダイアフラム１４が変位し、この変位に 応じた圧力センサ素子の信号を前記フレキシブルサーキット１７および回路基板 を介して取り出すことができる。

【００２５】 そして、前記金属ダイアフラム１４は表面精度の高い平板状の金属板であるた め、素材のまま直接に絶縁膜を形成したとしても絶縁不良を起こしたりすること がない。 また、表面精度が高いので厚さが一定し、厚さの違いにより検出精度が低下す ることがない。

【００２６】 また、金属ダイアフラム１４が表面精度の高い平板状の金属板で形成されるこ とにより、従来の金属ダイアフラムと比較して材料の強度が向上してフルスケー ル出力が大きくなり検出精度が向上する。

【００２７】 さらに、前記金属ダイアフラム１４と本体ケース１２との間には、Ｏリング１ ５およびバックアップリング１８が配設され、一の実施例と比較して二重にシー ルされているため、高圧力用に使用しても油もれ等を生じることがないため、検 出精度が向上する。 なお、前記圧力センサ素子としては、半導体、歪ゲージ等が考えられる。

【００２８】

【考案の効果】

この考案は前記のように構成したことにより、金属ダイアフラムに表面精度の 高い平板状の金属板を用いたことにより、素材のまま直接に絶縁膜を形成したと しても絶縁不良を起こしたりすることがない。 また、表面精度が高いので厚さが一定し、厚さの違いにより検出精度が低下す ることがない。 そして、金属ダイアフラムが表面精度の高い平板状の金属板で形成されている ため、従来の金属ダイアフラムと比較して材料の強度が向上してフルスケール出 力が大きくなり検出精度が向上する。 さらに、金属ダイアフラムの表面を鏡面研磨したり、厚さを一定に研磨する必 要がなく、製作が容易となるというすぐれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による圧力センサの一の実施例を示す
概略断面図である。

【図２】この考案による圧力センサの他の実施例を示す
概略断面図である。

【図３】従来の圧力センサを示す概略断面図である。

【図４】従来の圧力センサに用いられる金属ダイアフラ
ムを示す概略断面図である。

【符号の説明】

１、１１、２１……圧力センサ ２、１２、２２……本体ケース ３、１３、２３……圧力導入口 ４、１４、２４……金属ダイアフラム ５、１５、２５……Ｏリング ６、１６、２６……固定リング ７、１７、２７……フレキシブルサーキット ８、１９……起立部 ９、２０、２９……段部 １８……バックアップリング ２８……薄膜部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ダイアフラム（４）（１４）と、回
   路基板とを距離を置いて配設し、金属ダイアフラム
   （４）（１４）と回路基板との間を接続し、金属ダイア
   フラム（４）（１４）に配設された圧力センサ素子の歪
   量を回路基板を介して取り出すようにした圧力センサ
   （１）（１１）であって、前記金属ダイアフラム（４）
   （１４）を表面精度の高い金属板で平板状に形成し、圧
   力に応じて変位する金属ダイアフラム（４）（１４）の
   変位量を前記圧力センサ素子によって検出することを特
   徴とする圧力センサ。
2. 【請求項２】 前記金属ダイアフラム（４）（１４）が
   円板状である請求項１記載の圧力センサ。