JP2002013994A - Pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力検出用の検出
部を有する金属ステムと金属製ハウジングとをメタルタ
ッチシールにて気密接合するとともに、該気密接合部以
外の部位にて金属ステムを保持するようにした圧力セン
サに関し、特に気密接合部の気密性検査における検査ミ
スの防止に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal stem having a detecting portion for detecting pressure and a metal housing which are hermetically joined by a metal touch seal, and holding the metal stem at a portion other than the hermetically joined portion. In particular, the present invention relates to prevention of an inspection error in an airtightness inspection of an airtight joint.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の圧力センサの一般的な断
面構成を図3に示す。30は金属製のハウジングであ
り、このハウジング30には、外部から圧力を導入する
ための圧力導入通路32が形成されている。10は金属
ステムであり、一端側に圧力検出用のダイヤフラム(検
出部)11を有し、他端側に圧力導入通路32に導入さ
れた圧力をダイヤフラム11へ導入するための開口部1
2を有する中空の段付き筒状をなしている。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a general sectional structure of a conventional pressure sensor of this type. Reference numeral 30 denotes a metal housing, in which a pressure introducing passage 32 for introducing pressure from outside is formed. Reference numeral 10 denotes a metal stem, which has a diaphragm (detection unit) 11 for detecting pressure at one end and an opening 1 for introducing pressure introduced into the pressure introducing passage 32 to the diaphragm 11 at the other end.
2 has a hollow stepped cylindrical shape.
【0003】これら金属ステム10とハウジング30と
の間には、金属ステム10をハウジング30に保持する
ための段付き筒状のネジ部材(保持部材)20が介在し
ている。このネジ部材20は、ハウジング30とネジ結
合されてハウジング30に支持されるとともに、その内
周面を、金属ステム10の外周面における軸方向の途中
部に形成された段部13に当接させた状態で金属ステム
10をハウジング30に押圧している。A stepped cylindrical screw member (holding member) 20 for holding the metal stem 10 in the housing 30 is interposed between the metal stem 10 and the housing 30. The screw member 20 is screw-coupled to the housing 30 and supported by the housing 30, and has an inner peripheral surface thereof abutting against a step 13 formed at an intermediate portion in the axial direction on the outer peripheral surface of the metal stem 10. In this state, the metal stem 10 is pressed against the housing 30.
【0004】これによって、金属ステム10の開口部1
2側とハウジング30の圧力導入通路32側とが当接し
て境界部K1がシールされ、また、金属ステム10の外
周の空間が、ネジ部材20を介して金属ステム10の一
端側(ダイヤフラム11側)に位置する空間(第1の空
間)101と金属ステム10の他端側(開口部12側)
に位置する空間(第2の空間)102とに区画されてい
る。Thus, the opening 1 of the metal stem 10 is
The second side and the pressure introducing passage 32 side of the housing 30 are in contact with each other to seal the boundary K1. Further, the outer peripheral space of the metal stem 10 is connected to one end side of the metal stem 10 via the screw member 20 (the diaphragm 11 side). ) And the other end of the metal stem 10 (the opening 12 side).
And a space (second space) 102 located at
【0005】このように、金属ステム10とハウジング
30とは、金属同士を接触させ、ネジ結合等によって軸
力を与えることにより、接触面にシールに必要な面圧以
上の面圧を発生させシールを形成する技術、即ち、メタ
ルタッチシールにより気密接合されている。[0005] As described above, the metal stem 10 and the housing 30 are brought into contact with each other by metal, and by applying an axial force by means of screw connection or the like, a surface pressure higher than the surface pressure required for sealing is generated on the contact surface. , That is, hermetically bonded by a metal touch seal.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したメ
タルタッチシール型の圧力センサにおいては、上記境界
部K1のシール性(気密性)を確実に保証するために、
境界部K1の気密性検査(リーク検査)を行う必要があ
る。この検査は、例えば、Heリークディテクタ等の検
査装置を用い、ハウジング30にネジ部材20を介して
金属ステム10を組み付けた状態のワークに対して、圧
力導入通路32から圧力を導入する。By the way, in the above-mentioned metal touch seal type pressure sensor, in order to reliably guarantee the sealing property (airtightness) of the boundary portion K1,
It is necessary to perform an airtightness inspection (leakage inspection) of the boundary portion K1. In this inspection, for example, an inspection device such as a He leak detector is used, and pressure is introduced from the pressure introduction passage 32 to the work in a state where the metal stem 10 is assembled to the housing 30 via the screw member 20.
【0007】しかしながら、従来の構造では、上記境界
部K1以外にも、ネジ部材20と金属ステム10の外周
面(段部13)との当接部K2、及び、ネジ部材20と
ハウジング30とのネジ結合部K3にも荷重が印加され
ているため、上記第2の空間102は、上記第1の空間
101とは、ある程度気密性を持って区画された形とな
る。そのため、境界部K1にリークがあったとしても、
第2の空間102から第1の空間101へのリークが抑
えられ、あたかも、境界部K1のシール性に異常がない
と判断される恐れがある。However, in the conventional structure, in addition to the boundary portion K1, the contact portion K2 between the screw member 20 and the outer peripheral surface (the step portion 13) of the metal stem 10 and the screw member 20 and the housing 30 are connected. Since a load is also applied to the screw coupling portion K3, the second space 102 is partitioned from the first space 101 with a certain degree of airtightness. Therefore, even if there is a leak at the boundary K1,
Leakage from the second space 102 to the first space 101 is suppressed, and there is a possibility that it is determined that there is no abnormality in the sealing performance of the boundary portion K1.
【0008】そこで、本発明は上記問題に鑑み、メタル
タッチシール型の圧力センサにおいて、金属ステムの開
口部側とハウジングの圧力導入通路側とのシール部の気
密性検査を正確に行うことができるようにすることを目
的とする。In view of the above-mentioned problems, the present invention can accurately inspect the airtightness of the seal between the opening side of the metal stem and the pressure introducing passage side of the housing in the metal touch seal type pressure sensor. The purpose is to be.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、外部から圧力を導入するため
の圧力導入通路(32)を有するハウジング(30)
と、一端側に圧力検出用の検出部(11)を有し、他端
側に圧力導入通路に導入された圧力を検出部へ導くため
の開口部(12)を有する中空筒状の金属ステム(1
0)と、金属ステムとハウジングとの間に介在し、金属
ステムをハウジングに保持する保持部材(20)とを備
え、保持部材が、金属ステムの外周面における軸方向の
途中部(13)に当接した状態で金属ステムをハウジン
グに押圧することによって、金属ステムの開口部側とハ
ウジングの圧力導入通路側との境界部(K1)がシール
されており、金属ステムの外周の空間が、保持部材を介
して金属ステムの一端側に位置する第1の空間(10
1)と金属ステムの他端側に位置する第2の空間(10
2)とに区画されている圧力センサにおいて、金属ステ
ムの外周面における保持部材と当接する面、及び、保持
部材の少なくとも一方に、第1の空間と第2の空間とを
連通する連通路(14)を形成したことを特徴としてい
る。To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a housing (30) having a pressure introducing passage (32) for introducing pressure from outside.
And a hollow cylindrical metal stem having a detection section (11) for detecting pressure on one end side and an opening (12) for guiding pressure introduced into the pressure introduction passage to the detection section on the other end side. (1
0) and a holding member (20) interposed between the metal stem and the housing and holding the metal stem in the housing, wherein the holding member is provided at an intermediate portion (13) in the axial direction on the outer peripheral surface of the metal stem. By pressing the metal stem against the housing in the abutting state, the boundary (K1) between the opening side of the metal stem and the pressure introduction passage side of the housing is sealed, and the space around the metal stem is held. The first space (10) located on one end side of the metal stem via the member
1) and a second space (10) located on the other end side of the metal stem.
2) In the pressure sensor sectioned into (1) and (2), a communication path that connects the first space and the second space to at least one of the surface of the outer peripheral surface of the metal stem that contacts the holding member and at least one of the holding members. 14) is formed.
【0010】本発明によれば、金属ステムの外周面にお
ける保持部材と当接する面、及び、保持部材の少なくと
も一方に、第1の空間と第2の空間とを連通する連通路
が形成されるため、従来構造における検査ミスの原因と
なっていた第1の空間と第2の空間の気密性が無くな
る。よって、金属ステムの開口部側とハウジングの圧力
導入通路側とのシール部の気密性検査を正確に行うこと
ができる。[0010] According to the present invention, a communication path for communicating the first space and the second space is formed on a surface of the outer peripheral surface of the metal stem that contacts the holding member and at least one of the holding members. Therefore, the airtightness between the first space and the second space, which has caused an inspection error in the conventional structure, is eliminated. Therefore, the airtightness inspection of the seal portion between the opening side of the metal stem and the pressure introduction passage side of the housing can be accurately performed.
【0011】ここで、請求項2の発明のように、上記連
通路としては、金属ステム(10)の外周面における保
持部材(20)と当接する面、及び、保持部材における
金属ステムと当接する面のうち少なくとも一方に形成さ
れた溝(14)により構成されたものとすることができ
る。Here, as in the second aspect of the present invention, the communication passage has a surface in contact with the holding member (20) on the outer peripheral surface of the metal stem (10) and a metal stem in the holding member. It may be constituted by a groove (14) formed on at least one of the surfaces.
【0012】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。Incidentally, the reference numerals in parentheses of the above means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図1に本発明の実施形態に係る圧力
センサ100の全体断面構成を示す。この圧力センサ1
00は、自動車の燃料噴射系(例えばコモンレ−ル)に
おける燃料パイプ(図示せず)に取り付けられ、この燃
料パイプ内の圧力媒体としての燃料の圧力を検出するも
のである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an overall sectional configuration of a pressure sensor 100 according to an embodiment of the present invention. This pressure sensor 1
Reference numeral 00 denotes a fuel pipe (not shown) in a fuel injection system (for example, a common rail) of an automobile, which detects the pressure of fuel as a pressure medium in the fuel pipe.
【0014】なお、本実施形態の圧力センサ100は、
上記図3に示したものにおいて金属ステム10やネジ部
材20を一部変形したものであり、上記図3と同一部分
には、図1中、同一符号を付してある。また、図2は、
図1中の金属ステム10を拡大して示す斜視図である。The pressure sensor 100 of the present embodiment is
The metal stem 10 and the screw member 20 shown in FIG. 3 are partially modified, and the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals in FIG. Also, FIG.
It is a perspective view which expands and shows the metal stem 10 in FIG.
【0015】金属ステム10は、ネジ部材(本発明でい
う保持部材)20によりハウジング30に固定されてお
り、軸の一端側に閉塞部としての薄肉状のダイヤフラム
11を有し、軸の他端側に開口部12を有する段付き中
空円筒形状を成す。また、金属ステム10の外周面にお
ける軸方向の途中部には段部13が形成されており、こ
の段部13を介して、金属ステム10の他端側(開口部
12側)は、一端側(ダイヤフラム11側)に比べて外
周径が大きくなっている。The metal stem 10 is fixed to the housing 30 by a screw member (holding member according to the present invention) 20, has a thin diaphragm 11 as a closing part at one end of the shaft, and the other end of the shaft. It has a stepped hollow cylindrical shape with an opening 12 on the side. Further, a step 13 is formed at an intermediate portion of the outer peripheral surface of the metal stem 10 in the axial direction, and the other end (opening 12 side) of the metal stem 10 is connected to one end through the step 13. The outer diameter is larger than (diaphragm 11 side).
【0016】金属ステム10のダイヤフラム11は圧力
検出用の検出部として構成されているものであり、この
ダイヤフラム11の外面には、図2に示す様に、単結晶
Si(シリコン)からなるセンサチップ40が、低融点
ガラス等により接合されている。このセンサチップ40
は、開口部12から金属ステム10内部に導入された圧
力によってダイヤフラム11が変形したときに発生する
歪みを検出する歪みゲージとして機能するものである。The diaphragm 11 of the metal stem 10 is configured as a detecting unit for detecting pressure, and a sensor chip made of single crystal Si (silicon) is provided on the outer surface of the diaphragm 11 as shown in FIG. 40 are joined by low melting point glass or the like. This sensor chip 40
Functions as a strain gauge for detecting a strain generated when the diaphragm 11 is deformed by the pressure introduced into the metal stem 10 from the opening 12.
【0017】金属ステム10の材料には、超高圧を受け
ることから高強度であること、及び、Siからなるセン
サチップ40をガラス等により接合するため低熱膨張係
数であることが求められ、具体的には、Fe、Ni、C
oまたはFe、Niを主体とし、析出強化材料としてT
i、Nb、Alまたは、Ti、Nbが加えられた材料を
選定し、プレス、切削や冷間鍛造等により形成すること
ができる。The material of the metal stem 10 is required to have a high strength because it is subjected to an ultra-high pressure, and to have a low thermal expansion coefficient in order to join the sensor chip 40 made of Si with glass or the like. Include Fe, Ni, C
o or Fe or Ni as the main component, and T
A material to which i, Nb, Al or Ti, Nb is added is selected, and can be formed by pressing, cutting, cold forging, or the like.
【0018】ハウジング30は、被取付体としての上記
燃料パイプに直接取り付けられるもので、外周面に該取
付用のネジ31が形成されている。また、ハウジング3
0の内部には、金属ステム10の開口部12と連通する
圧力導入通路32が形成されている。The housing 30 is directly mounted on the fuel pipe as an object to be mounted, and has a mounting screw 31 formed on an outer peripheral surface thereof. Also, housing 3
A pressure introducing passage 32 communicating with the opening 12 of the metal stem 10 is formed in the inside of the metal stem 10.
【0019】この圧力導入通路32は、ハウジング30
が上記燃料パイプに取り付けられた状態で上記燃料パイ
プ内と連通し、該燃料パイプ内の圧力が導入されるよう
になっている。そして、圧力導入通路32に導入された
圧力は、開口部12から金属ステム10内へ導入され、
ダイヤフラム11の内面側へ導かれるようになってい
る。The pressure introducing passage 32 is provided in the housing 30
Is connected to the inside of the fuel pipe while being attached to the fuel pipe, so that the pressure in the fuel pipe is introduced. Then, the pressure introduced into the pressure introduction passage 32 is introduced from the opening 12 into the metal stem 10,
It is guided to the inner side of the diaphragm 11.
【0020】ネジ部材(スクリュウ)20は、筒状の金
属ステム10の外周側面にて金属ステム10とハウジン
グ30との間に介在し、金属ステム10をハウジング3
0に保持する保持部材として機能する。ネジ部材20
は、金属ステム10の外周を覆う段付き円筒形状を有
し、その外周面に雄ネジ部21が形成されている。A screw member (screw) 20 is interposed between the metal stem 10 and the housing 30 on the outer peripheral side surface of the cylindrical metal stem 10, and connects the metal stem 10 to the housing 3.
It functions as a holding member for holding at zero. Screw member 20
Has a stepped cylindrical shape that covers the outer periphery of the metal stem 10, and a male screw portion 21 is formed on the outer peripheral surface thereof.
【0021】一方、ハウジング30における雄ネジ部2
1と対応する部位には、雄ネジ部21に対応した形状の
雌ネジ部33が形成されている。これら雄ネジ部21及
び雌ネジ部33のネジ結合によって、ネジ部材20はハ
ウジング30に固定され、また、ネジ部材20の内周面
が、金属ステム10の外周面に形成された段部13に当
接した状態となる。図2に、この当接領域をハッチング
にて示す。On the other hand, the male screw portion 2 in the housing 30
A female screw portion 33 having a shape corresponding to the male screw portion 21 is formed in a portion corresponding to 1. The screw member 20 is fixed to the housing 30 by the screw connection of the male screw portion 21 and the female screw portion 33, and the inner peripheral surface of the screw member 20 is connected to the step 13 formed on the outer peripheral surface of the metal stem 10. It will be in contact. FIG. 2 shows this contact area by hatching.
【0022】この状態にて、ネジ部材20からの押圧力
が段部13に印加されるため、金属ステム10はハウジ
ング30に押圧固定される。そして、この押圧力によっ
て、金属ステム10の開口部12側とハウジング30の
圧力導入通路32側とが当接して境界部(開口部12と
圧力導入通路32との連通部)K1を形成し、この境界
部K1がシールされている。In this state, since the pressing force from the screw member 20 is applied to the step portion 13, the metal stem 10 is pressed and fixed to the housing 30. Then, by this pressing force, the opening 12 side of the metal stem 10 and the pressure introduction passage 32 side of the housing 30 come into contact with each other to form a boundary portion (communication portion between the opening 12 and the pressure introduction passage 32) K1. This boundary portion K1 is sealed.
【0023】ここで、ハウジング30の要求品質として
は、圧力媒体及び実車環境からの耐食性、また上記境界
部K1にて高いシール面圧を発生させる軸力を維持する
ためのネジ強度等、が挙げられる。そのため、ハウジン
グ30の材質としては、高強度の炭素鋼に耐食性を上げ
るZnめっきを施したものや、耐食性を有するXM7、
SUS430、SUS304、SUS630等を採用す
ることができる。Here, the required quality of the housing 30 includes corrosion resistance from the pressure medium and the actual vehicle environment, and a screw strength for maintaining an axial force for generating a high sealing surface pressure at the boundary K1. Can be Therefore, the material of the housing 30 may be a high-strength carbon steel plated with Zn to increase the corrosion resistance, XM7 having corrosion resistance,
SUS430, SUS304, SUS630 and the like can be adopted.
【0024】また、ネジ部材20は、金属ステム10を
ハウジング30に固定し、高いシール面圧を発生させる
軸力を維持するために高強度が求められるが、ハウジン
グ30と後述するコネクタケース70により構成される
パッケージの内部に収納されることから、ハウジング3
0と違い耐食性は必要なく、炭素鋼等を採用できる。The screw member 20 is required to have high strength in order to fix the metal stem 10 to the housing 30 and maintain an axial force for generating a high sealing surface pressure. The housing 3 is stored in the package
Unlike 0, no corrosion resistance is required, and carbon steel or the like can be used.
【0025】このように、圧力センサ100において
は、金属ステム10とハウジング30とがメタルタッチ
シールにて気密接合されるとともに、気密接合された境
界部(気密接合部)K1以外の部位にてネジ部材20に
よって金属ステム10が保持された構造となっている。As described above, in the pressure sensor 100, the metal stem 10 and the housing 30 are hermetically joined by the metal touch seal, and the screw is formed at a portion other than the boundary portion (hermetically joined portion) K1 where the metal stem is joined. The metal stem 10 is held by the member 20.
【0026】そして、金属ステム10の外周の空間は、
ネジ部材20を介してダイヤフラム11側に位置する空
間(第1の空間)101と開口部12側に位置する空間
(第2の空間)102とに区画されている。なお、図1
に示す様に、第1の空間101は、金属ステム10の小
径部外周面とネジ部材20の内周面との隙間であり、第
2の空間102は金属ステム10の大径部外周面とネジ
部材20の下端側とハウジング30とにより囲まれた空
間である。The space around the metal stem 10 is
It is divided into a space (first space) 101 located on the diaphragm 11 side and a space (second space) 102 located on the opening 12 side via the screw member 20. FIG.
As shown in FIG. 1, the first space 101 is a gap between the outer peripheral surface of the small diameter portion of the metal stem 10 and the inner peripheral surface of the screw member 20, and the second space 102 is formed between the outer peripheral surface of the large diameter portion of the metal stem 10. This is a space surrounded by the lower end of the screw member 20 and the housing 30.
【0027】ここで、本実施形態においては、これら第
1の空間101と第2の空間102は、気密性を持って
区画されているものではなく、金属ステム10の外周面
におけるネジ部材20と当接する面(つまり、段部1
3)、及び、ネジ部材20の少なくとも一方に、第1の
空間101と第2の空間102とを連通する連通路を形
成することによって、連通させた独自の構成としてい
る。Here, in the present embodiment, the first space 101 and the second space 102 are not partitioned in an air-tight manner, and the first space 101 and the second space 102 are separated from the screw member 20 on the outer peripheral surface of the metal stem 10. The contact surface (that is, step 1
3) In addition, at least one of the screw members 20 is provided with a communication path that connects the first space 101 and the second space 102, so that the screw member 20 has a unique configuration in which the communication is established.
【0028】本例では、図1及び図2に示す様に、金属
ステム10の段部13の表面に、連通路としての溝(ス
リット)14が、金属ステム10の軸方向に沿って伸び
るように形成されている。そのため、ネジ部材20の内
周面と段部13とが当接した状態となっても、この溝1
4を介して第1の空間101と第2の空間102との連
通状態が確保されている。In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a groove (slit) 14 as a communication passage extends in the axial direction of the metal stem 10 on the surface of the step portion 13 of the metal stem 10. Is formed. Therefore, even if the inner peripheral surface of the screw member 20 and the step portion 13 come into contact with each other, this groove 1
The communication state between the first space 101 and the second space 102 is ensured via the fourth space 101.
【0029】また、この溝14は、段部13とネジ部材
20との接触面積を一部減らすだけであるため、ネジ部
材20による金属ステム10への荷重は、問題なく印加
することができる。また、この溝14は、組付可能な範
囲であれば、複数箇所設けても良い。Further, since the groove 14 only partially reduces the contact area between the step portion 13 and the screw member 20, the load on the metal stem 10 by the screw member 20 can be applied without any problem. Also, the groove 14 may be provided at a plurality of locations as long as it can be assembled.
【0030】図1を参照して、圧力センサ100の全体
説明を続ける。50はセラミック基板であり、該基板5
0には、センサチップ40の出力を増幅するアンプIC
チップ52及び特性調整ICチップ52が接着剤にて固
定され、これらICチップ52は、ワイヤボンディング
により形成されたアルミニウムの細線54によって、セ
ラミック基板50の導体(配線部)と接続されている。
また、コネクタターミナル60へ電気的接続するための
ピン56が銀ろうにてセラミック基板50の上記導体と
接合されている。Referring to FIG. 1, the general description of pressure sensor 100 will be continued. Reference numeral 50 denotes a ceramic substrate.
0 is an amplifier IC that amplifies the output of the sensor chip 40
The chip 52 and the characteristic adjustment IC chip 52 are fixed with an adhesive, and the IC chip 52 is connected to a conductor (wiring portion) of the ceramic substrate 50 by a thin aluminum wire 54 formed by wire bonding.
Further, pins 56 for electrically connecting to the connector terminals 60 are joined to the conductors of the ceramic substrate 50 by silver solder.
【0031】コネクタターミナル60は、ターミナル6
2が樹脂64にインサート成形により構成されたアッシ
ーである。ターミナル62とセラミック基板50のピン
56とは、レーザ溶接により接合されている。また、コ
ネクタターミナル60は、接着剤66により、コネクタ
ケース70に固定保持され、ターミナル62は自動車の
ECU等へ配線部材を介して電気的に接続可能となって
いる。The connector terminal 60 is connected to the terminal 6
Reference numeral 2 denotes an assembly formed by insert molding the resin 64. The terminal 62 and the pin 56 of the ceramic substrate 50 are joined by laser welding. The connector terminal 60 is fixed and held to the connector case 70 by an adhesive 66, and the terminal 62 can be electrically connected to an ECU or the like of a vehicle via a wiring member.
【0032】コネクタケース70は、コネクタターミナ
ル60の外形を成すもので、Oリング80を介して組付
けられたハウジング30と一体化してパッケージを構成
し、該パッケージ内部のセンサチップ40、各種IC、
電気的接続部を湿気・機械的外力より保護するものであ
る。コネクタケース70の材質は、加水分解性の高いP
PS(ポリフェニレンサルファイド)等を採用できる。The connector case 70 forms the outer shape of the connector terminal 60 and forms a package integrally with the housing 30 assembled via an O-ring 80. The sensor chip 40, various ICs,
It protects the electrical connection from moisture and mechanical external force. The material of the connector case 70 is P, which is highly hydrolyzable.
PS (polyphenylene sulfide) or the like can be employed.
【0033】かかる構成を有する圧力センサ100の組
付方法は、次のようにして行う。まず、ネジ部材20と
金属ステム10(センサチップ40が接合されている)
とを組み付けた一体品を下側に位置させ、該一体品の上
方からハウジング30を近づけ、ネジ部材20とハウジ
ング30とを相対的に回転させ、雄ネジ部21と雌ネジ
部33とをネジ結合し、金属ステム10をハウジング3
0に固定する。The assembling method of the pressure sensor 100 having such a configuration is performed as follows. First, the screw member 20 and the metal stem 10 (the sensor chip 40 is joined)
The housing 30 is approached from above the integrated product, the screw member 20 and the housing 30 are relatively rotated, and the male screw portion 21 and the female screw portion 33 are screwed. Connect the metal stem 10 to the housing 3
Fix to 0.
【0034】次に、チップ52及びピン56が搭載され
たセラミック基板50を、接着剤にてネジ部材20に接
着する。このとき、詳細は図示しないがセンサチップ4
0とセラミック基板50の導体(配線部)とをワイヤボ
ンディングにより電気的に接続する。Next, the ceramic substrate 50 on which the chips 52 and the pins 56 are mounted is bonded to the screw member 20 with an adhesive. At this time, although not shown in detail, the sensor chip 4
0 and a conductor (wiring portion) of the ceramic substrate 50 are electrically connected by wire bonding.
【0035】次に、コネクタターミナル60とピン56
とをレーザ溶接(YAGレーザ溶接等)にて接合する。
そして、Oリング80を介して、コネクタケース70を
ハウジング30の溝部に組み付け、該溝部をかしめるこ
とにより、コネクタケース70とハウジング30とを固
定する。こうして、図1に示す圧力センサ100が完成
する。Next, the connector terminal 60 and the pin 56
Are joined by laser welding (YAG laser welding or the like).
Then, the connector case 70 is attached to the groove of the housing 30 via the O-ring 80, and the connector case 70 and the housing 30 are fixed by caulking the groove. Thus, the pressure sensor 100 shown in FIG. 1 is completed.
【0036】かかる圧力センサ100は、ハウジング3
0のネジ31を上記図示しない燃料パイプに形成された
ネジ部に直接結合し取り付けることによって、該燃料パ
イプに接続固定される。The pressure sensor 100 includes the housing 3
By directly connecting and attaching the No. 0 screw 31 to the screw portion formed on the fuel pipe (not shown), the fuel pipe is connected and fixed.
【0037】そして、燃料パイプ内の燃料圧(圧力媒
体)が、圧力導入通路32を通じて、金属ステム10の
開口部12から金属ステム10の内部(中空部)へ導入
されたときに、その圧力によってダイヤフラム11が変
形し、この変形をセンサチップ40により電気信号に変
換し、この信号をセンサの処理回路部を構成するセラミ
ック基板50等にて処理し、圧力検出を行う。そして、
検出された圧力(燃料圧)に基づいて、上記ECU等に
より燃料噴射制御がなされるのである。When the fuel pressure (pressure medium) in the fuel pipe is introduced from the opening 12 of the metal stem 10 into the interior (hollow portion) of the metal stem 10 through the pressure introduction passage 32, the pressure causes The diaphragm 11 is deformed, the deformation is converted into an electric signal by the sensor chip 40, and this signal is processed by the ceramic substrate 50 or the like constituting a processing circuit portion of the sensor to detect pressure. And
The fuel injection control is performed by the ECU or the like based on the detected pressure (fuel pressure).
【0038】ところで、本実施形態においては、上記組
付工程において、境界部K1のシール性(気密性)を確
実に保証するために、境界部K1の気密性検査(リーク
検査)を行う。この検査は、例えば、Heリークディテ
クタ等の検査装置を用い、ハウジング30にネジ部材2
0を介して金属ステム10を組み付けた状態のワークに
対して、圧力導入通路32から検査用ガス(例えばHe
ガス等)を圧力媒体として圧力を導入する。In the present embodiment, an airtightness inspection (leakage inspection) of the boundary portion K1 is performed in the assembling step in order to ensure the sealing performance (airtightness) of the boundary portion K1. For this inspection, for example, using an inspection device such as a He leak detector, the screw member 2 is attached to the housing 30.
For a work in which the metal stem 10 is assembled through the pressure inlet passage 32, an inspection gas (for example, He)
Gas, etc.) as pressure medium to introduce pressure.
【0039】このとき、圧力センサ100においては、
上記した溝(連通路)14によって第1の空間101と
第2の空間102とを連通させているため、従来構造に
おける検査ミスの原因となっていた第1の空間101と
第2の空間102の間の気密性が無くなる。At this time, in the pressure sensor 100,
Since the first space 101 and the second space 102 are communicated with each other by the groove (communication passage) 14, the first space 101 and the second space 102 which have caused an inspection error in the conventional structure. The airtightness between them is lost.
【0040】そのため、境界部K1にてリークが無けれ
ば、シール性が正常であると判断することができ、境界
部K1にリークがあった場合には、境界部K1側の第2
の空間102から溝14を通って第1の空間101へ
(つまり、外気中へ)検査用ガスがリークするため、境
界部K1のシール性の異常を確実に検出することができ
る。Therefore, if there is no leak at the boundary portion K1, it can be determined that the sealing property is normal. If there is a leak at the boundary portion K1, the second portion on the boundary portion K1 side can be determined.
Since the test gas leaks from the space 102 through the groove 14 to the first space 101 (that is, into the outside air), it is possible to reliably detect an abnormality in the sealing property of the boundary portion K1.
【0041】よって、本実施形態によれば、圧力検出用
のダイヤフラム11を有する金属ステム10の開口部1
2側と金属製ハウジング30の圧力導入通路32側との
シール部、即ち境界部K1をメタルタッチシールにて気
密接合するようにした圧力センサ100において、当該
境界部K1の気密性検査を正確に行うことができる。Therefore, according to the present embodiment, the opening 1 of the metal stem 10 having the diaphragm 11 for detecting pressure is provided.
In the pressure sensor 100 in which the seal portion between the second side and the pressure introducing passage 32 side of the metal housing 30, that is, the boundary portion K1 is hermetically joined by a metal touch seal, the airtightness inspection of the boundary portion K1 is accurately performed. It can be carried out.
【0042】なお、溝14は、段部13の表面ではな
く、ネジ部材(保持部材)20のうち段部13と当接す
る内周面に形成しても良いし、段部13とネジ部材20
との当接部において、両部13、20の面に形成しても
良い。更に、第1の空間101側から第2の空間102
側へネジ部材20内部を貫通する孔を形成し、この貫通
孔を本発明の連通路としても良い。また、連通路として
は、上記溝14以外にも、例えば、溝幅を広げていき平
面的な凹部形状としたものでも良い。The groove 14 may be formed not on the surface of the step portion 13 but on the inner peripheral surface of the screw member (holding member) 20 which is in contact with the step portion 13, or the step portion 13 and the screw member 20 may be formed.
May be formed on the surfaces of both parts 13 and 20. Further, from the first space 101 side to the second space 102
A hole that penetrates through the inside of the screw member 20 may be formed on the side, and this through-hole may be used as the communication passage of the present invention. In addition, other than the groove 14, for example, the communication path may be a groove having a planar concave shape with an increased groove width.
【0043】また、金属ステムに設けられる検出部とし
ては、ダイヤフラム以外にも、半導体よりなるダイヤフ
ラム式のチップや、圧電素子、歪みゲージ等、圧力に基
づく信号を出力できるものならば、何でも良い。また、
保持部材としては、金属ステムの軸方向の途中部に接触
して金属ステムを押圧することにより、シールされた気
密接合部を形成できるものであれば、ネジ結合以外のも
のでも良い。Further, as the detecting portion provided on the metal stem, other than the diaphragm, any type can be used as long as it can output a signal based on pressure, such as a diaphragm type chip made of a semiconductor, a piezoelectric element, a strain gauge, and the like. Also,
The holding member may be anything other than screw connection as long as it can form a sealed hermetic joint by pressing the metal stem by contacting the middle part of the metal stem in the axial direction.
【0044】また、本発明は、自動車の燃料噴射系の燃
料の圧力を検出するもの以外にも、種々の圧力センサに
適用可能であることは勿論である。The present invention is, of course, applicable to various pressure sensors other than those for detecting the fuel pressure of the fuel injection system of an automobile.
【図1】本発明の実施形態に係る圧力センサの断面構成
図である。FIG. 1 is a sectional configuration diagram of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1中の金属ステムの拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a metal stem in FIG.
【図3】従来の一般的な圧力センサの断面構成図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional general pressure sensor.
10…金属ステム、11…ダイヤフラム、12…金属ス
テムの開口部、13…段部、14…溝、20…ネジ部
材、30…ハウジング、32…圧力導入通路、101…
第1の空間、102…第2の空間、K1…金属ステムの
開口部側とハウジングの圧力導入通路側との境界部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Metal stem, 11 ... Diaphragm, 12 ... Opening of metal stem, 13 ... Step, 14 ... Groove, 20 ... Screw member, 30 ... Housing, 32 ... Pressure introduction passage, 101 ...
First space, 102: Second space, K1: Boundary portion between the opening side of the metal stem and the pressure introduction passage side of the housing.
Claims (2)
通路(32)を有するハウジング(30)と、 一端側に圧力検出用の検出部(11)を有し、他端側に
前記圧力導入通路に導入された圧力を前記検出部へ導く
ための開口部(12)を有する中空筒状の金属ステム
(10)と、 前記金属ステムと前記ハウジングとの間に介在し、前記
金属ステムを前記ハウジングに保持する保持部材(2
0)とを備え、 前記保持部材が、前記金属ステムの外周面における軸方
向の途中部(13)に当接した状態で前記金属ステムを
前記ハウジングに押圧することによって、前記金属ステ
ムの前記開口部側と前記ハウジングの前記圧力導入通路
側との境界部(K1)がシールされており、 前記金属ステムの外周の空間が、前記保持部材を介して
前記金属ステムの一端側に位置する第1の空間と前記金
属ステムの他端側に位置する第2の空間とに区画されて
いる圧力センサにおいて、 前記金属ステムの外周面における前記保持部材と当接す
る面、及び、前記保持部材の少なくとも一方には、前記
第1の空間と前記第2の空間とを連通する連通路(1
4)が形成されていることを特徴とする圧力センサ。1. A housing (30) having a pressure introducing passage (32) for introducing pressure from the outside, a detecting section (11) for detecting pressure on one end side, and the pressure introducing section on the other end side. A hollow cylindrical metal stem (10) having an opening (12) for guiding the pressure introduced into the passage to the detection unit; and a metal stem (10) interposed between the metal stem and the housing. Holding member (2
0), and the opening of the metal stem is pressed by pressing the metal stem against the housing in a state where the holding member is in contact with the axial middle part (13) on the outer peripheral surface of the metal stem. A boundary portion (K1) between the portion side and the pressure introduction passage side of the housing is sealed, and a space around the metal stem is located at one end side of the metal stem via the holding member. And a second space located at the other end of the metal stem, at least one of a surface of the outer peripheral surface of the metal stem that comes into contact with the holding member, and the holding member. Has a communication passage (1) communicating the first space and the second space.
4) A pressure sensor, wherein the pressure sensor is formed.
の外周面における前記保持部材(20)と当接する面、
及び、前記保持部材における前記金属ステムと当接する
面のうち少なくとも一方に形成された溝(14)により
構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載
の圧力センサ。2. The communication passage according to claim 1, wherein the communication passage includes the metal stem.
A surface in contact with the holding member (20) on the outer peripheral surface of
2. The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor is constituted by a groove formed on at least one of the surfaces of the holding member that contacts the metal stem. 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193152A JP2002013994A (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193152A JP2002013994A (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002013994A true JP2002013994A (en) | 2002-01-18 |
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ID=18692191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000193152A Withdrawn JP2002013994A (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Pressure sensor |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002013994A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1308666C (en) * | 2003-11-25 | 2007-04-04 | 株式会社电装 | Pressure sensor |
| US7963155B2 (en) | 2008-03-28 | 2011-06-21 | Denso Corporation | Fuel pressure sensor/sensor mount assembly, fuel injection apparatus, and pressure sensing apparatus |
| US8100344B2 (en) | 2008-04-15 | 2012-01-24 | Denso Corporation | Fuel injector with fuel pressure sensor |
| US8297259B2 (en) | 2007-11-02 | 2012-10-30 | Denso Corporation | Fuel injection valve and fuel injection device |
| US8590513B2 (en) | 2007-11-02 | 2013-11-26 | Denso Corporation | Fuel injection valve and fuel injection device |
| US8919186B2 (en) | 2007-11-02 | 2014-12-30 | Denso Corporation | Fuel pressure measuring device, fuel pressure measuring system, and fuel injection device |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000193152A patent/JP2002013994A/en not_active Withdrawn
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| CN1308666C (en) * | 2003-11-25 | 2007-04-04 | 株式会社电装 | Pressure sensor |
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