JPS6381238A

JPS6381238A - 圧力検出器

Info

Publication number: JPS6381238A
Application number: JP22558586A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Nakagawa; 勝己中川; Takeshi Nakane; 中根　武司
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1988-04-12

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、被検出圧力を圧力に応じて変形可能な感圧部
に加え、その感圧部の表面に形成された歪ゲージで電気
信号に変換する圧力検出器に関するものである。この種
の圧力検出器は、液体圧、気体圧機器用の圧カセンサ或
いは圧力計として使用されるものである。

［従来の技術］この種の、圧力検出器に使用される圧力−電気信号変換
手段（以下、単に歪ゲージと言う）として、主として、
感圧部を構成するダイアフラムに取付けた抵抗線の歪寸
法変化を電気的信号に変換する抵抗歪ゲージ等が使用さ
れている。

第４図は歪ゲージをダイアフラムに取付けた圧力検出器
の従来例を示す断面図である。

図において、ハウジング１は圧力導入部６を有するボー
ト２と常圧室４との間に、ハウジング１の切削加工によ
り肉厚を薄くした感圧部、即ち、ダイアフラム５を形成
したものである。前記ダイアフラム５の常圧室４側には
歪ゲージ３が接着剤で貼付されている。

このように構成された従来の圧力検出器は、圧力導入部
６に加えられた被検出圧力によって感圧部のダイアフラ
ム５が変形し、そのダイアフラム５の表面に貼着された
歪ゲージ３で、ダイアフラム５が変形度合を電気信号に
変換し、圧力の検出出力とするものである。

［発明が解決しようとする問題点］この種の、従来の圧力検出器は、ダイアフラム５に歪ゲ
ージ３を貼着する場合には、歪ゲージ３がハーフブリッ
ジを構成する場合には歪ゲージ３を２個、フルブリッジ
を構成する場合には歪ゲージ３を４個ダイアフラム５に
貼着する必要がおり、狭いダイアフラム５の限られた範
囲に歪ゲージ３の接合侵に応力バランスがとれる状態に
貼着する必要があることから、その貼着には熟練を要し
ていた。それでも、各々の歪ゲージ３の接合が均一にな
らず、各々の歪ゲージ３の均一性が問題でめった。

また、その歪ゲージ３から電極を引き出す場合には、歪
ゲージ３と同数またはそれ以上のリードワイヤー３ａの
数を必要としていることから、狭いダイアフラム５の範
囲内で各歪ゲージ３にボンディングまたは溶着てリード
ワイヤー３ａの接続作業をする必要があり、その作業性
が良くなかった。また、作業性が良くないことから、電
気的な接続の信頼性が良くなかった。

更に、歪ゲージ３から引き出したリードワイヤー３ａは
、その近傍で歪ゲージ３で検出した信号を処理する必要
があったため、その設計自由度が乏しく量産化及び小形
化できなかった。

このように従来の圧力検出器は、ダイアフラム表面の歪
ゲージ３の接着及びリードワイヤー３ａの接続処理等が
非常に難作業となり、−極めて性能的に不安定となり、
生産性に欠け、延いては、高価にならざるを得なかった
。また、量産化及び小形化できないという問題点があっ
た。

そこで、本発明は上記問題点を解決すべくなされたもの
で、歪ゲージを極めて容易に安定した貼着を行うことが
でき、しかも、量産化及び小形化できる圧力検出器の提
供を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明にかかる圧力検出器は、被検出圧力を受圧する感
圧部に貼着する歪ゲージ部と、歪ゲージの出力を処理す
る回路の電子回路構成部品を装着する回路パターン部と
、前記歪ゲージ部と回路パターン部との間を接続するリ
ードワイヤー部とを一枚のフレキシブル薄板に形成した
ものである。

［作用］本発明においては、歪ゲージ部及び回路パターン部及び
前記歪ゲージ部と回路パターン部との間を接続するリー
ドワイヤー部とを一枚のフレキシブル薄板に形成したも
のであるから、歪ゲージとリードワイヤーとの接続が不
要となり、また、リードワイヤーと回路パターンとの接
続も不要となり、接続信頼性が高く、しかも、接続作業
工程を必要としない。また、歪ゲージとリードワイヤー
とが一枚のフレキシブル薄板に形成されているため、リ
ードワイヤーの処理スペースが不要となり小形化が容易
となる。そして、歪ゲージ部がハーフブリッジまたはフ
ルブリッジを構成していても、同時にそれらを感圧部に
貼着するから、歪ゲージ貼着後の特性が安定している。

［実施例コ第１図は本発明の実施例の圧力検出器で用いるフレキシ
ブル薄板の平面図、第２図は本発明の実施例の圧力検出
器の断面図、第３図は本発明の実施例の圧力検出器で用
いるポート部材の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である
。

図において、フレキシブル薄板１０は可撓性に富んだポ
リイミドまたはポリエステル等の絶縁性シート材からな
るものでおる。前記フレキシブル薄板１０には、歪ゲー
ジ及び導電箔を貼着または真空薄膜形成技術により密着
形成する。そして、エツチングにより、各々歪ゲージ１
３ａ、１３ｂ。

１３ｃ、１３ｄからなる歪ゲージ部Ａ及びリードワイヤ
ー２３からなるリードワイヤー部Ｂ及び回路パターン３
３からなる回路パターン部Ｃを形成する。この歪ゲージ
１３ａ、１３ｂ、１３Ｇ、１３ｄ及びリードワイヤー２
３及び回路パターン３３を形成する技術は、基本的に印
刷基板を製造する技術が使用できる。

このようにして得られたフレキシブル薄板１０は、その
回路パターン部Ｃの部品挿入穴３３ａに装着基板２０に
挿着した電子回路を構成する電子回路構成部品１９ａ、
１９ｂの足部を挿入し、電子回路構成部品１９ａ、１９
ｂの足部を回路パターン部Ｃの回路パターン３３にハン
ダ付けする。

電力供給及び出力線２１も装＠基板２０を介して、回路
パターン部Ｃの回路パターン３３にハンダ付けする。こ
のとき、装置ｔ基板２０と回路パターン部Ｃの回路パタ
ーン３３とを接着し、一体化するのが望ましい。この電
子回路構成部品１９ａ、１９ｂ及び電力供給及び出力線
２１を取付けた装着基板２０は、挿着リング１７に挿入
固定される。

これにより、電子回路構成部品１９ａ、１９ｂ。

電力供給及び出力線２１、装置ｔ基板２０、フレキシブ
ル薄板１０の回路パターン部Ｃ１挿着リング１７は一体
化される。前記挿着リング１７はハウジング１１に挿着
され、０リング２４で両者の相対移動を禁止している。

フレキシブル薄板１０の端部の歪ゲージ部Ａは、第３図
の圧力導入部１６を有するボート部材１２に形成したダ
イアフラム１５に貼着される。

前記歪ゲージ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを形成し
た歪ゲージ部Ａを、ボート部材１２に形成したダイアフ
ラム１５の歪ゲージ貼着部１５ｂに貼着する場合には、
ダイアフラム１５の周辺に　　。

切欠部１５ａを設け、そこからフレキシブル薄板１０の
リードワイヤー部Ｂを引き出すようにして、ダイアフラ
ム１５と歪ゲージ部Ａとを位置決めしている。なお、こ
の実施例ではダイアフラム１５の周辺に切欠部１５ａを
設けているが、位置決め手段としては、前記構造に限定
されるものではなく、ダイアフラム１５またはダイアフ
ラム１５の歪ゲージ貼着部１５ｂとフレキシブル薄板１
０の歪ゲージ部Ａとが、特定の位置で合致するように形
成すればよい。

このように、ダイアフラム１５にフレキシブル薄板１０
の端部の歪ゲージ部Ａを貼着したボート部材１２は、ハ
ウジング１１の端部に挿入され、カシメにより固着され
ると共に、０リング２５で封止される。このとき、フレ
キシブル薄板１０のリードワイヤー部Ｂは、曲折されて
挿着リング１７内に挿入される。したがって、特に、フ
レキシブル薄板１０のリードワイヤー部Ｂは、絶縁皮膜
でリードワイヤー２３の上面を保護するのが望ましい。

また、挿着リング１７においても絶縁物で形成するか、
或いは導電帯で形成した場合には、リードワイヤー部Ｂ
が挿入される箇所に絶縁板を装着または接着しておくと
よい。

ハウジング１１の他端部には、電力供給及び出力線２１
をゴムブツシュ２２を介して挿通させた封止部材１８を
嵌込み、０リング２６で封止し固着している。

このように構成された圧力検出器は、従来の圧力検出器
と同様に動作することができるが、その説明は従来の圧
力検出器と同様であるから省略する。

上記のように、本実施例の圧力検出器は、被検出圧力を
受圧する感圧部に貼着する歪ゲージ１３ａ、１３ｂ、１
３ｃ、１３ｄからなる歪ケージ部Ａと、歪ゲージ１３ａ
、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの出力を処理する回路の電子
回路構成部品１９ａ。

１９ｂを装着する回路パターン３３からなる回路パター
ン部Ｃと、前記歪ゲージ部Ａと回路パターン部Ｃとの間
を接続するリードワイヤー部Ｂとを形成した一枚のフレ
キシブル薄板１０を具備するものであるから、第４図の
従来例のように歪ゲージ３とリードワイヤー３ａとの接
続が不要となり、また、リードワイヤー３ａと電子回路
との接続も不要となり、歪ゲージ部Ａ１リードワイヤー
部Ｂ１、回路パターン部Ｃを一体にフレキシブル薄板に
形成したものであるから接続信頼性が高く、しかも、接
続作業工程を必要としない。

また、歪ゲージ１３ａ、１３ｂ、１３Ｇ、１３ｄとリー
ドワイヤー２３とが一枚のフレキシブル薄板１０に形成
されているため、リードワイヤー２３の処理スペースが
不要となり小形化が容易となる。そして、歪ゲージ部Ａ
がハーフブリッジまたはフルブリッジを構成していても
、同時にそれらを一体に歪ゲージ部Ａとして感圧部のダ
イアフラム１５に貼着するから、歪ゲージ１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄの貼着後の特性が安定している。

なお、上記実施例では歪ゲージ’１３ａ、１３ｂ。

１３ｃ、１３ｄをフルブリッジ構成としているが、本発
明を実施する場合にはミ上記実施例に限定されるもので
はなく、ハーフブリッジ構成としてもよい。

また、被検出圧力を受圧する感圧部は、ダイアフラムに
限定されるものではなく、被検出圧力を受圧することに
より、歪が生ずる箇所をその対象とすることができ、そ
の使途によっては、異常検出器として使用することもで
きる。したがって、上記実施例の圧力検出器とは、被検
出圧力を受圧する感圧部を有し、歪ゲージの出力を電気
的に処理する回路を有する圧力センサ、圧力計等に使用
する圧力検出部として使用されるものでおる。

そして、歪ゲージの出力を処理する回路の電子回路構成
部品は、増幅回路、スイッチング回路、Ａ／Ｄ変換回路
、定電圧電源回路、フィルタ回路等の単数または複数の
組合せにより構成した電子部品、またはハーフブリッジ
を構成する固定抵抗等を意味するものである。

更に、上記実施例では、フレキシブル薄板１０の端部の
歪ゲージ部Ａをボート部材１２に形成したダイアフラム
１５に貼着したものであったが、本発明を実施する場合
には、圧力導入部１６を有するボート部材１２に形成し
たダイアフラム１５にフレキシブル薄板１０の歪ゲージ
部Ａを貼着し、その後、前記印刷基板を製造する技術に
よって、歪ゲージ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを形
成してもよい。

また、上記実施例では、歪ゲージ部及び回路パターン部
及びリードワイヤー部とを形成したフレキシブル薄板は
絶縁材料で形成したものであったが、本発明を実施する
場合には、金属等の導電体に絶縁皮膜を形成し、そこに
歪ゲージ及び回路パターン及びリードワイヤーを形成す
ることもできる。

［発明の効果］以上のように、本発明の圧力検出器は、被検出圧力を受
圧する感圧部に貼着する歪ゲージからなる歪ゲージ部と
、歪ゲージの出力を処理する回路の電子回路構成部品を
＠着する回路パターンからなる回路パターン部と、前記
歪ゲージ部と回路パターン部との間を接続するリードワ
イヤー部とを一枚のフレキシブル薄板に形成したもので
あるから、歪ゲージとリードワイヤー、リードワイヤー
と回路パターンとの接続作業工程が不要となり、接続信
頼性が高く、量産化に好適となる。また、各歪ゲージが
歪ゲージ部として同時に感圧部に貼着できるから、極め
て容易に安定した貼着を行うことができ、歪ゲージ貼着
後の特性が安定化する。

そして、歪ゲージとリードワイヤーとが一枚のフレキシ
ブル薄板に形成されているため、リードワイヤーの処理
スペースが不要となり小形化が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の圧力検出器で用いるフレキシ
ブル薄板の平面図、第２図は本発明の実施例の圧力検出
器の断面図、第３図は本発明の実施例の圧力検出器で用
いるボート部材の平面図及び断面図、第４図は従来例の
歪ゲージをダイアフラムに取付けた圧力検出器の断面図
である。図において、Ａ：歪ゲージ部、Ｂ：リードワイヤー部、Ｃ：回路パターン部、１０：フレキシブル薄板、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ：歪ゲージ、２３：リ
ードワイヤー、３３：回路パターン、である。なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検出圧力を受圧する感圧部に貼着する歪ゲージ
からなる歪ゲージ部と、歪ゲージの出力を処理する回路の電子回路構成部品を装
着する回路パターンからなる回路パターン部と、前記歪ゲージ部と回路パターン部との間を接続するリー
ドワイヤー部と、を形成した一枚のフレキシブル薄板を具備することを特
徴とする圧力検出器。
（２）前記フレキシブル薄板は、ポリイミドシートまた
はポリエステルシートとしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の圧力検出器。
（３）前記フレキシブル薄板の歪ゲージ部を貼着する感
圧部は、歪ゲージ部と感圧部を合致させる位置合せ部を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
圧力検出器。