JP2001272295A

JP2001272295A - 圧力測定センサ

Info

Publication number: JP2001272295A
Application number: JP2000086742A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Kato; 忠裕加藤; Yoshito Takehana; 良人竹花
Original assignee: SED KK
Current assignee: SED KK
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】構造を簡素化し、部品点数を減少することが
できて、安価に生産か行える圧力測定センサを提供す
る。【解決手段】圧力を測定すべき流体がその内部に導か
れる容器１０と、容器の一部に装着され、容器内に存在
する流体の圧力を検出する圧力検出ユニット２０とを備
える。圧力検出ユニット２０は、ダイヤフラム２１と、
ダイヤフラム２１を一端側で支持する筒型の台座２２
と、ダイヤフラム２１の容器内に面しない面２１ｂに装
着された歪み検出素子２３とを有する。圧力検出ユニッ
ト２１は、ダイヤフラム２１が容器１０内の流体に接触
し得る状態で開口１４に装着される。圧力検出ユニット
２０と開口内壁１４ａとは固定材３０により固着され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の圧力を測定
する圧力測定センサ係り、特に、流体に接触してその圧
力を測定する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療の現場において、手術等の医療行為
を行う際に、カテーテルを用いて薬液を中心静脈に注入
する場合等がある。これらの場合において、カテーテル
ラインを通して、中心静脈圧を測ることが行われる。医
療用では、微少な圧力値、例えば、１〜３０ｍｍＨｇ等
の圧力をドリフトなく計測することが求められる。な
お、中心静脈圧は、健常人の場合、３〜５ｍｍＨｇであ
る。

【０００３】一般に、シリコン半導体圧力センサで１ｍ
ｍＨｇの圧力値を検出する場合、その出力は、２５μＶ
（ＪＩＳＴ１１１６）の電圧変化となる。

【０００４】従来、用いられていた圧力センサは、シリ
コン基板上に、歪みゲージを形成し、当該シリコン基板
の歪みゲージが設けられている面と反対側の面をエッチ
ングして凹部を形成すると共に、歪みゲージが設けられ
ている部分を薄板化してダイヤフラムとした構造のもの
がある。この従来のものは、歪みゲージとダイヤフラム
を設けた半導体基板を、前記凹部の部分を、圧力を測定
しようとする流体から密閉するようにして、シリコン基
板、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック樹脂等に搭載
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の圧力センサの場
合、半導体基板そのものでダイヤフラムを構成するた
め、センサの構造が複雑になると共に、加工に手間がか
かるという問題がある。また、圧力を検出すべき流体、
特に、液体が、半導体に直接触れないようにするための
封止処理が必要となり、そのためにも、加工上の手間が
増えるという問題がある。その結果、センサのコストが
上昇することとなる。

【０００６】ところで、前述した医療用に圧力センサを
用いる場合、感染防止の見地から、使い捨てを前提とし
ている。しかし、前述したような圧力センサを用いる
と、コストが高いため、医療費がかさむこととなり好ま
しくない。医療費低減のためには、できる限り、安価な
センサを開発する必要がある。

【０００７】本発明の目的は、構造を簡素化し、部品点
数を減少することができて、安価に生産が行える圧力測
定センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によれば、流体の圧力を測定するセンサにお
いて、圧力を測定すべき流体がその内部に導かれる容器
と、前記容器の一部に装着され、容器内に存在する流体
の圧力を検出する圧力検出ユニットとを備え、前記容器
は、その一部に圧力検出ユニットを装着するための開口
を有し、前記圧力検出ユニットは、ダイヤフラムと、該
ダイヤフラムを一端側で支持する筒型の台座と、前記ダ
イヤフラムの前記容器内に面しない面に装着された歪み
検出素子とを有し、かつ、該圧力検出ユニットは、前記
ダイヤフラムが容器内の流体に接触し得る状態で前記開
口に装着されていることを特徴とする圧力測定センサが
提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、それぞれ図面を参照して説明する。

【００１０】［第１の実施形態］図１に、本発明の第１
の実施形態に係る圧力測定センサの一例を示す。本発明
の第１の実施形態は、図１に示すように、圧力を測定す
べき流体がその内部に導かれる容器１０と、前記容器１
０の一部に装着され、容器１０内に存在する流体の圧力
を検出する圧力検出ユニット２０とを備える。

【００１１】容器１０は、その一部に圧力検出ユニット
２０を装着するための開口１４を有する。また、両端
に、圧力を検出すべき流体、例えば、輸液等の流入およ
び流出のための接続管１２、１３が取り付けられてい
る。

【００１２】開口１４は、圧力検出ユニット２０を装着
するために必要な形状および大きさを有する。大きさ
は、後述する固定材３０を充填して固定することを考慮
して、圧力検出ユニット２０の装着部分の外形寸法より
若干大きめに設定される。

【００１３】接続管１２、１３は、例えば、他の部材と
嵌合するコネクタ構造とすることができる。このように
することで、着脱が容易となる。従って、例えば、医療
用の機器として使用する場合、使い勝手がよくなる。

【００１４】この容器１０は、例えば、硬質プラスチッ
ク等の合成樹脂、パイレックスガラス、コバールガラ
ス、コーニング社製７０５９ガラス等のガラス、ステン
レススチール、チタン等の金属、などの材料で形成する
ことができる。実製品としては、これらの材料の中から
コストを考慮して選ばれた材料により形成する。例え
ば、硬質プラスチックで形成する。

【００１５】圧力検出ユニット２０は、図２（ａ）およ
び（ｂ）に示すように、流体の圧力に応じて歪を生じる
ダイヤフラム２１と、該ダイヤフラム２１を一端側で支
持する筒型の台座２２と、前記ダイヤフラム２１に固定
された歪み検出素子２３とを有する。圧力検出ユニット
２０は、図４に示すように、ダイヤフラム２１が容器本
体１１内が面するように、前記開口１４に装着され、固
定材３０を介して固定される。このとき、ダイヤフラム
２１の容器２０内に面する第１の面２１ａが圧力を検出
すべき流体に接触し得る状態で前記開口１４に装着され
る。

【００１６】圧力検出ユニット２０を開口１４に装着す
る際には、固定材３０を介して行い、圧力検出ユニット
２０を固定材３０により開口１４の内壁１４ａに固定す
る。固定材３０は、例えば、容器１０が、合成樹脂製、
金属製等である場合には、接着剤、例えば、熱硬化型ま
たは常温硬化型シリコン樹脂接着剤が用いられる。この
ように固定材３０として接着剤を用いる場合には、簡単
かつ安価に固定が行える。一方、容器１０がガラス製で
あり、圧力検出ユニット２０の装着部分が後述するよう
なガラス製である場合には、熱膨張係数の近いガラス系
の固着材を介在して行われる。すなわち、圧力検出ユニ
ット２０と固定材３０、および、固定材３０と容器本体
１１（内壁１４ａ）は、それぞれガラス系固着材を加熱
溶融して固着される。このように、固定材３０としてガ
ラス系固着材を用いる場合には、温度変化によって固着
部分に生じる歪み小さく抑えることができる。

【００１７】固定材３０として用いられるガラス系固着
材は、圧力検出ユニット２０と容器本体１１とを固定す
るため、両者の熱膨張係数に近いものが選ばれる。ガラ
ス系固着材は、加熱すると溶融して、圧力検出ユニット
２０の筒型台座２２を構成するガラスと、容器本体１１
を構成ガラスとに、一部がそれぞれ固溶されて固着す
る。この種の固定材３０としては、例えば、日本電気硝
子株式会社製エレクトロニクス用ガラスペースト“ＰＬ
Ｓ−３６０２／ＳＭ−３６Ａ”が挙げられる。

【００１８】このようなガラス系固着材を固定材３０と
して用いることで、圧力検出ユニット２０と容器本体１
１とが固定材３０を介して強固に固着し、温度変化があ
っても、熱膨張係数が近いことのため、固着部分に生じ
る歪みが小さくなり、固着状態が安定に維持される。ま
た、歪み検出素子２３およびダイヤフラム２１に対する
熱膨張係数の差が、樹脂系の接着剤を用いる場合と比べ
て小さいため、温度変化によって受ける歪みが小さくて
すむ。

【００１９】台座２２は、筒型、具体的には、円筒形状
に構成される。筒部分の肉厚は、台座外周側からかかる
応力によってダイヤフラムが歪まないように、ある程度
厚くすることが好ましい。本実施の形態では、ダイヤフ
ラム２１と台座２２とは一体に設けられる。一体化する
ことで、１部品とすることができ、構造の簡素化と、組
立の手間を省略することができる。台座２２は、例え
ば、外形１０〜５０ｍｍ、内径５〜４０ｍｍ、高さ５〜
５０ｍｍ程度の大きさとすることができる。もちろん、
これに限定されない。

【００２０】ダイヤフラム２１と台座２２とは、例え
ば、ガラスにより形成される。ガラスとしては、例え
ば、コバール、パイレックス、７０５９等が用いられ
る。コストおよび熱膨張係数を考慮して、適宜選択す
る。具体的には、歪み検出素子２３がシリコン半導体に
より構成される場合には、熱膨張係数が、シリコンの熱
膨張係数（２．３３×１０^-6）の、±５０％の範囲に入
る材料を選択する。

【００２１】歪み検出素子２３は、シリコンチップ上
に、複数の抵抗体を、拡散技術を用いて形成される。具
体的には、図１２に示すように、シリコン基板２３０に
４個の抵抗体２３１、２３２、２３３および２３４を所
定の配置で形成し、それらを、図１３に示すように、フ
ルブリッジ接続するよう金属電極で接続し、これにリー
ド線を接続するための入力端部と出力端部とがさらに形
成される。一般的には、このようなチップを、シリコン
ウエファ上に多数形成して、それらを切断してチップ型
の歪み検出素子２３を形成する。この歪み検出素子２３
は、圧力を受けて歪みを生じると、４個抵抗体の抵抗値
が変化し、ブリッジのバランスが崩れることで、圧力に
比例した信号電圧を出力する。チップの大きさの一例を
挙げると、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度とすることがで
きる。このような歪み検出素子２３は、ＩＣ生産技術に
より、容易に大量生産することができる。従って、極め
て安価に製作することができる。従来のダイヤフラムと
共に形成する構造の素子では、ダイヤフラムを形成する
ことから大きな面積とならざるを得ず、１素子当たりの
コストが増大する。この点、本発明で使用する歪み検出
素子２３は、１素子当たりのコストを大幅に低減するこ
とができる。

【００２２】この歪み検出素子２３は、ダイヤフラム２
１の容器１０内に面しない面（第２の面）２１ｂに固着
される。歪み検出素子２３は、ダイヤフラム２１の適宜
の位置に設置することができる。ただし、ダイヤフラム
の接線方向の歪みを検出する接線抵抗歪みゲージについ
ては、シリコン製のダイヤフラムについてではあるが、
それにおける歪みゲージの取付位置よって非直線誤差が
生じることが知られている。そして、この非直線誤差が
小さい位置として、ダイヤフラムの半径の中心から２５
％の位置が知られている。本実施の形態では、前述した
ように、ブリッジを構成するすべての抵抗素子が微少な
チップ上に配置されている。従って、素子自体をダイヤ
フラム２１の中心から半径の２５％の位置に配置するこ
とができる。

【００２３】歪み検出素子２３とダイヤフラム２１との
固着は、例えば、ダイヤフラム２１がガラス製である場
合、熱膨張係数が近いガラス系の固着材２４を介在して
行われる。すなわち、歪み検出素子２３と固着材２４、
および、固着材２４とダイヤフラム２１とが、それぞれ
固着材２４を加熱溶融して固着される。

【００２４】固着材２４は、前述したように、歪み検出
素子２３とダイヤフラム２１とを固定する。このため、
両者の熱膨張係数に近いものが選ばれる。本実施の形態
では、加熱すると溶融して、歪み検出素子２３を構成す
るシリコンと、ダイヤフラム２１を構成するガラスと
に、一部がそれぞれ固溶されて固着する。固着材２４と
しては、例えば、日本電気硝子株式会社製エレクトロニ
クス用ガラスペースト“ＰＬＳ−３６０２／ＳＭ−３６
Ａ”が挙げられる。

【００２５】このような固着材２４を用いることで、歪
み検出素子２３とダイヤフラム２１とが固着材２４を介
して強固に固着し、温度変化があっても、熱膨張係数が
近いことのため、固着部分に生じる歪みが小さくなり、
固着状態が安定に維持される。また、歪み検出素子２３
およびダイヤフラム２１に対する熱膨張係数の差が、樹
脂系の接着剤を用いる場合と比べて小さいため、温度変
化によって受ける歪みが小さくてすむ。そのため、測定
値に含まれる温度ドリフトを小さくすることができる。
医療用で使用する場合のように、数十マイクロボルト程
度の電圧を検出する必要がある場合には、温度ドリフト
の影響ができる限り小さく抑えられることが望ましい。
その点で、上述したような固定材を用いることは有効で
ある。

【００２６】歪み検出素子２３は、前述した入力端部お
よび出力端部にそれぞれ図示していないリード線が接続
される。このリード線を筒型台座２２の外に引き出し
て、電圧の印加および出力信号の取り出しを行う。電圧
の印加および出力信号の取り出しは、ブリッジ回路を駆
動する回路（図示せず）を用いて行う。

【００２７】このような構成とすることで、従来、複雑
な構造であった圧力検出ユニット２０を、ダイヤフラム
２１を一体形成した台座２２と、歪み検出素子２３と、
図示していないリード線により構成して、構造を簡単化
することができる。また、ダイヤフラム２１と台座２２
とが一体であるため、任意の形状に成形すること可能と
なる。さらに、本実施の形態では、歪み検出素子２３が
ダイヤフラム２１の第２の面２１ｂに固着されるため、
測定すべき流体と触れることがない。従って、測定が安
定に行える。しかも、歪み検出素子２３が流体に直接接
触しないようにするためのコーティング加工が不要とな
る。これは、簡素化に有効といえる。また、より安価に
製作することに寄与する。

【００２８】なお、用途によっては、図５に示すよう
に、ダイヤフラム２１の第１の面２１ａに、保護層２６
を形成してもよい。保護層２６としては、例えば、熱硬
化型シリコン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。

【００２９】（実験例）ここで、前述したガラス製のダ
イヤフラムにシリコン半導体チップ上に形成される歪み
検出素子とを組み合わせて構成した圧力測定センサの出
力特性およびドリフトについて説明する。

【００３０】図１４は、圧力測定センサの出力特性を示
すグラフである。同図では、圧力測定センサをＪＩＳ規
格に定める調整を行った後、測定を行った、０〜４００
ｍｍＨｇ（０〜０．６８ｋｇｆ／ｃｍ²）の圧力範囲に
おける各圧力値に対する出力電圧値を示す。これから明
らかなように、前述した実施の形態に係るセンサによれ
ば、±０．１％の範囲で良好な直線性を示す。しかも、
出力電圧が大きくとれるため、低圧力での測定について
も高精度で実現が可能となる。

【００３１】図１５は、一定圧力印加時のドリフト試験
結果を示すグラフである。ドリフト試験についてはＪＩ
Ｓ規格において定められていない。このため、発明者
は、手術時間が一般に１〜１０時間の範囲で行われるこ
とを考慮して、１０時間で±２ｍｍＨｇの範囲に収まる
かについて試験した。具体的には、１ｍｍＨｇで２５μ
Ｖ、および、６０ｍｍＨｇで１．５ｍｍＶとなるように
感度を調整した後、６０ｍｍＨｇの空気圧を印加して、
１時間後と、２時間後から１６時間後までの２時間置き
とで、それぞれ出力電圧を測定した。その結果が、図１
５に示されている。図１５の測定結果から明らかなよう
に、本実施の形態の圧力測定センサは、発明者が設定し
た１０時間経過時点はもちろん、１６時間経過した時点
でも、出力電圧はほとんど変化していない。すなわち、
出力電圧にドリフトが見られなかった。

【００３２】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態について、図６を参照して説明する。図６に示
す実施形態は、前述した図２に示すものと同じ構造の圧
力検出ユニット２０を、第１の実施形態で用いられた容
器とは異なる形状の容器４０の本体４１に装着した例で
ある。容器４０は、前述した容器１０と同様の材料で形
成することができる。従って、圧力検出ユニット２０を
容器本体４１の開口４４に装着する際には、第１の実施
形態の場合と同様に行うことができる。この容器４０
は、流体の流入および流出を一つの接続管４２により行
う。この実施形態は、気体の圧力測定に適している。

【００３３】［第３の実施形態］次に、本発明の第３の
実施形態について、図７を参照して説明する。図７に示
す実施形態は、前述した図２に示す圧力検出ユニット２
０の台座２２にフランジ２５を設けた構造の圧力検出ユ
ニット２０を用いるものである。圧力検出ユニット２０
は、第１の実施形態のものと同様に、台座２２に一体成
形したダイヤフラム２１を有し、その第２の面２１ｂに
歪み検出素子２３が固着されている。

【００３４】本実施の形態では、圧力検出ユニット２０
を、容器本体１１の開口１４に装着する際、フランジ２
５で、容器本体１１の外側に係止させる点に特徴があ
る。これにより、圧力検出ユニット２０を開口１４に装
着する際、開口１４への挿入深さを一定とすることがで
きる。また、装着時に、圧力検出ユニット２０のフラン
ジ２５が容器本体１１の外側に係止されるため、装着作
業が容易となる。なお、装着時に、固定材３０を用いる
ことについては、前述した第１の実施形態と同様であ
る。

【００３５】［第４の実施形態］次に、本発明の第４の
実施形態について図８を参照して説明する。本実施形態
は、第３の実施形態と同様の、フランジ２５を有する圧
力検出ユニット２０を、第１の実施形態とは異なる構造
の容器５０に装着する例である。圧力検出ユニット２０
の構造は、図７に示す第３の実施形態の圧力検出ユニッ
ト２０と同じである。

【００３６】本実施形態は、接続管５２を本体５１の一
端側に有し、他端側の開口５４に圧力検出ユニット２０
を装着したものである。圧力検出ユニット２０は、フラ
ンジ２５により、開口５４への挿入深さが規制される。
圧力検出ユニット２０は、固定材３０を介して開口５４
に装着される。固定材３０を用いて装着する点は、第１
の実施形態と同様である。この容器５０は、流体の流入
および流出を一つの接続管５２により行う。この実施形
態は、気体の圧力測定に適している。

【００３７】［第５の実施形態］次に、本発明の第５の
実施形態について図９を参照して説明する。本実施形態
は、第３の実施形態および第４の実施形態で用いられて
いるものと同様の、フランジ２５を有する圧力検出ユニ
ット２０を容器６０に装着したものである。本実施の形
態では、圧力検出ユニット２０の容器６０への装着の仕
方に特徴がある。

【００３８】容器６０は、容器本体６１の一端側に接続
管６２を有し、他端側に開口６４を有し、さらに、開口
廻りにフランジ６５と、圧力検出ユニット２０を固定す
るための固定板６６と、前記固定板６６を前記フランジ
６５に取り付けて加圧固定するためのねじ６７とを有す
る。そして、圧力検出ユニット２０は、そのフランジ２
５のダイヤフラム２１が設けられている側の面（上面）
と前記フランジ６５の容器外側の開口６４廻りの面（下
面）との間に、シール部材６８を介在させて、開口６４
に装着される。圧力検出ユニット２０のフランジ２５の
ダイヤフラム２１が設けられていない面（下面）と、固
定板６６の前記フランジ２１との対向面（上面）との間
には、クッション材として機能する保護材６９が配置さ
れる。この状態で、ねじ６７で固定板をフランジ６５に
固定することで、前記シール部材６８および保護材６９
が加圧された状態で圧力検出ユニット２０が固定され
る。このとき、シール部材６８は、フランジ６５の下面
とフランジ２５の上面とにそれぞれ密接する。従って、
容器本体６１内の流体が外部に流出することを防ぐこと
ができる。

【００３９】シール部材６８は、例えば、シリコンゴム
製の０−リング６８により構成される。保護材６９は、
例えば、シリコンゴム製の平板状リングにより構成され
る。

【００４０】［第６の実施形態］次に、本発明の第６の
実施形態について図１０を参照して説明する。本実施形
態は、第１の実施形態と同様の圧力検出ユニット２０
を、受圧力膜８０を介して容器本体７１の開口７４に圧
入したものである。

【００４１】容器７０は、基本的には、図１に示すもの
と同様の構造を有するが、開口７４廻りに、受圧力膜８
０の周縁部８１の位置決めをするための凸部７５が設け
られている。本実施形態では、まず、受圧力膜８０を開
口７４の外側に位置させ、次に、圧力検出ユニット２０
を開口７４の位置に置いて、受圧力膜８０を押圧しつつ
開口７４に挿入する。これにより、受圧力膜８０が開口
７４内に引き込まれる。その結果、受圧力膜８０は、圧
力検出ユニット２０の上面を覆うと共に、開口内壁１４
ａと圧力検出ユニット２０の外壁との間に挟まった状態
となる。これにより、圧力検出ユニット２０が開口７４
内で受圧力膜８０に圧接する状態で保持される。

【００４２】この実施の形態では、接着剤、固着材等を
使用せずに、圧力検出ユニット２０を容器本体７１の開
口７４に装着することができる。従って、生産がより簡
単に行える。

【００４３】［第７の実施形態］以上に述べた実施形態
はゲージ圧方式のセンサである。本発明は、これに限ら
れない。例えば、絶対圧方式のセンサにも適用すること
ができる。図１６および図１７にその一例を示す。

【００４４】本実施形態に係るセンサは、図１６に示す
ように、台座２２と、これと一体に設けられたダイヤフ
ラム２１と、ダイヤフラム２１に固着された歪み検出素
子２３と、台座２２の内部空間２２ａを封止する封止板
２９と、前記歪み検出素子２３と外部回路（図示せず）
との接続を行うための端子板２７とを有する。

【００４５】端子板２７は、例えば、セラミック板で構
成される。台座２２と熱膨張係数が近い材料、可能であ
れば、同等の材料で構成される。例えば、コバールガラ
ス、パイレックスガラス、コーニング社製７０５９ガラ
ス等のガラスで構成することもできる。端子板２７の一
方の面には、端子線２８を５本平行に配置している。こ
れらの端子線２８は、例えば、金属等の導体をメッキす
ることにより形成される。例えば、本実施の形態の場
合、金メッキ２より形成される。端子線２８の台座２２
内の端部には、歪み検出素子２３と接続するためのボン
ディングワイヤが接続される。例えば、０．１φの銅線
が熱圧着される。なお、図１７には、端子板２７の寸法
の例を示す。

【００４６】封止板２９は、台座２２と熱膨張係数が近
い材料、可能であれば、同等の材料で構成される。例え
ば、コバールガラス、パイレックスガラス、コーニング
社製７０５９ガラス等のガラスで構成される。封止板２
９と台座２２との固定は、例えば、前述した固定材３０
を用いて行う。それによる効果は前述したとおりであ
る。

【００４７】絶対圧方式のセンサを用いるメリットは、
このセンサを、例えば、手術時に用いる場合に、心臓中
心点との高さを合わせる必要が無いという点にある。ゲ
ージ圧方式の場合には、心臓中心点との高さを合わせる
必要がある。

【００４８】［応用例］次に、本発明の圧力測定センサ
を医療用に適用した例について、図１１を参照して説明
する。図１１に示す例は、第１の実施形態と同様の容器
１０および圧力検出ユニット２０を有するセンサの容器
１０の接続管１２および１３に、穿刺ユニット９０を装
着した例である。穿刺ユニット９０は、本体９１に、例
えば、シリコンゴム製の穿刺部９２を設け、これに、キ
ャップ９３を装着する構成となっている。穿刺部９２か
ら、注射器で各種の液体を注入することができる。ま
た、この穿刺ユニット９０に代えて、三方弁のユニット
を接続することもできる。

【００４９】以上のように、本発明の各実施形態によれ
ば、圧力検出ユニットを簡単な構造とすることができ、
生産を容易にして、低コスト化を図ることができる。ま
た、容器への圧力検出ユニットの装着も、簡単な構造
で、しかも、確実に行える。従って、上記各実施の形態
によれば、医療現場で使い捨てで使用する場合におい
て、低コストであるため、医療費を圧迫することが少な
いという利点がある。

【００５０】さらに、材料に応じた固定材を用いること
で、歪み検出に対する熱膨張の差による影響を小さく抑
えることができる。すなわち、温度ドリフトを抑えるこ
とができて、測定精度を向上することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、圧力測定センサを簡単
な構造とすることができる。その結果、安価に製作でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る圧力測定センサの第１の
実施形態の構成の概要を示す断面図。

【図２】図２（ａ）は第１の実施の形態において用い
る圧力検出ユニットの一例を示す平面図、図２（ｂ）は
第１の実施の形態において用いる圧力検出ユニットの一
例を示す断面図。

【図３】図３は圧力検出ユニットダイヤフラム部分を
示す拡大断面図。

【図４】図４は圧力検出ユニットを容器本体に装着し
た状態を示す部分拡大断面図。

【図５】図５は本発明において用いられる圧力測定ユ
ニットの他の形態を示す断面図。

【図６】図６は本発明に係る圧力測定センサの第２の
実施形態の構成の概要を示す説明図。

【図７】図７は本発明に係る圧力測定センサの第３の
実施形態の構成を示す部分断面図。

【図８】図８は本発明に係る圧力測定センサの第４の
実施形態における圧力検出ユニットの容器本体への取付
状態を示す部分大断面図。

【図９】図９は本発明に係る圧力測定センサの第５の
実施形態の構成を示す断面図。

【図１０】図１０は本発明に係る圧力測定センサの第
６の実施形態の構成を示す部分断面図。

【図１１】図１１は本発明に係る測定センサを医療用
機器に適用した例を示す一部破断側面図。

【図１２】図１２は本発明において用いられる歪み検
出素子の構成を模式的に示す説明図。

【図１３】図１３は本発明において用いられる歪み検
出素子の構成を示す回路図。

【図１４】図１４は圧力測定センサの出力特性を示す
グラフ。

【図１５】図１５は一定圧力印加時のドリフト試験結
果を示すグラフ。

【図１６】図１６は本発明に係る圧力測定センサの第
７の実施形態の構成の概要を示す断面図。

【図１７】図１７は本発明の第７の実施形態において
用いられる端子板の一例を示す平面図。

【符号の説明】

１０…容器、１１…容器本体、１２…接続管、１３…接
続管、１４…開口、１５…フランジ、２０…容器、２０
…圧力検出ユニット、２１…ダイヤフラム、２２…台
座、２３…歪み検出素子、２４…固着材、３０…固定
材、４０…容器、４１…容器本体、４２…接続管、４４
…開口、５０…容器、５１…容器本体、５２…接続管、
６０…容器、６１…容器本体、６２…接続管、６４…開
口、６５…フランジ、６８…シール部材、７０…容器、
７１…容器本体、７４…開口、８０…受圧力膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F055 AA39 BB01 BB03 CC02 DD07 EE14 FF01 FF43 GG12 HH05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の圧力を測定するセンサにおいて、圧力を測定すべき流体がその内部に導かれる容器と、前記容器の一部に装着され、容器内に存在する流体の圧
力を検出する圧力検出ユニットとを備え、前記容器は、その一部に圧力検出ユニットを装着するた
めの開口を有し、前記圧力検出ユニットは、ダイヤフラムと、該ダイヤフ
ラムを一端側で支持する筒型の台座と、前記ダイヤフラ
ムの前記容器内に面しない面に装着された歪み検出素子
とを有し、かつ、該圧力検出ユニットは、前記ダイヤフラムが容器内の流
体に接触し得る状態で前記開口に装着されていることを
特徴とする圧力測定センサ。
【請求項２】請求項１に記載の圧力測定センサにおい
て、前記圧力検出ユニットは、前記台座にフランジを有し、
容器本体の外側に前記フランジを係止させる状態で前記
開口に装着されることを特徴とする圧力測定センサ。
【請求項３】請求項１に記載の圧力測定センサにおい
て、前記圧力検出ユニットは、前記台座にフランジを有し、
前記容器本体の開口廻りの外側の面と、前記フランジ
の、台座のダイヤフラムが設けられている面との間に、
シール部材を介在させて、容器に固定されることを特徴
とする圧力センサ。
【請求項４】請求項１に記載の圧力測定センサにおい
て、容器内の流体の圧力を受ける受圧力膜をさらに有し前記
圧力検出ユニットは、そのダイヤフラム側を前記受圧力
膜により覆った状態で前記開口に装着されることを特徴
とする圧力測定センサ。
【請求項５】請求項１、２、３および４のいずれか一
項に記載の圧力測定センサにおいて、前記ダイヤフラムの前記台座の外側となる面が前記ダイ
ヤフラムの前記容器内に面する面となる状態で、前記圧
力検出ユニットが前記開口に装着されることを特徴とす
る圧力測定センサ。
【請求項６】請求項５に記載の圧力測定センサにおい
て、前記歪み検出素子は、シリコン半導体であり、前記
ダイヤフラムは、筒型台座と一体に形成されていること
を特徴とする圧力測定センサ。
【請求項７】請求項６に記載の圧力測定センサにおい
て、前記ダイヤフラムと筒型台座とは、ガラスで形成されて
いることを特徴とする圧力測定センサ。
【請求項８】請求項７に記載の圧力測定センサにおい
て、前記歪み検出素子とダイヤフラムとはガラス系の固
定材を介在して固定され、歪み検出素子と固定材、およ
び、固定材とダイヤフラムとは、それぞれ固定材を加熱
溶融して固着されていることを特徴とする圧力測定セン
サ。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧
力センサにおいて、前記歪み検出素子と外部回路との接続を行うための端子
板を有し、前記筒型台座は、その内部が減圧された状態で、ダイヤ
フラムが設けられている端部と反対側の端部が封止さ
れ、前記端子板は、その一端が筒型台座内に位置し、他端が
筒型台座外に位置する状態で前記筒型台座に取り付けら
れていることを特徴とする圧力測定センサ。