JP2010101778A - Pressure sensor and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一面が被測定圧力を受ける受圧面となっている圧力センサに関するものであり、エンジンヘッドに取りつけエンジンの燃焼室内の圧力を測定するために用いられる圧力センサ(燃焼圧センサ)に適用すると好適である。 The present invention relates to a pressure sensor having a pressure-receiving surface that receives a pressure to be measured, and is applied to a pressure sensor (combustion pressure sensor) that is attached to an engine head and used to measure the pressure in the combustion chamber of the engine. It is preferable.
従来より、例えばエンジンヘッドに搭載され、エンジンの燃焼室内の圧力(気筒の圧力)を検出する圧力センサとして、例えば特許文献1に示されるものがある。この特許文献1に開示された圧力センサでは、ケースの一端部に、一面が被測定圧力を受ける受圧面となっている受圧用ダイアフラムが設けられ、受圧用ダイアフラムがその受圧面に被測定圧力を受けて歪むと、その歪が圧力伝達部材を介して感歪素子を備えたセンサチップに伝えられるように構成されている。このため、被測定圧力の大きさに応じた応力がセンサチップに伝わり、それにより生じる感歪素子の出力変化に基づいて被測定圧力を検出するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example,
このように構成される圧力センサでは、ケースのうち受圧用ダイアフラムが備えられる先端部とは反対側となる後端部にターミナルが備えられたコネクタ部の一部を嵌め込んだのち、ケースの後端部をかしめることによりケースに対してコネクタ部を固定している。そして、ケースの外周部には、ネジ部や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴に設けられた座面と接するシール面が備えられ、ネジ部にて締め付けることで、シール面と座面とのメタニカルシールが行われるように構成されている。
しかしながら、この種の圧力センサは小型であるが強固な締め付けが要求される。すなわち、ケースの外周部に備えられたシール面と圧力センサが取り付けられる取付け穴に設けられた座面とによるメタニカルシールが強固に行えるように、ケースのうちシール面を押さえ付けるための部分(例えばネジ部からシール面に至るまでの部分)を高強度材料で構成しなければならない。 However, this type of pressure sensor is small but requires strong tightening. That is, the portion of the case for pressing the sealing surface (so that the sealing surface provided on the outer periphery of the case and the seating surface provided in the mounting hole to which the pressure sensor is attached can be firmly sealed) For example, the portion from the screw portion to the seal surface) must be made of a high-strength material.
ところが、これを実現するためにケース材料に高強度材料を使用すると、ケースの後端部をかしめる際にかしめが行えなくなるという問題が発生する。したがって、ケースとコネクタ部との組付け構造をかしめとは別手段にて行うようにするか、もしくは、かしめ部とネジ部からシール面に至る部分とを別部品にすることで、それぞれが別材料で構成されるようにすることが必要になり、部品点数の増加およびコスト高になるという問題が起こる。 However, if a high-strength material is used for the case material to realize this, there arises a problem that caulking cannot be performed when the rear end portion of the case is caulked. Therefore, the assembly structure of the case and the connector part is made by means other than caulking, or the caulking part and the part from the screw part to the seal surface are made as separate parts. It becomes necessary to be made of a material, resulting in an increase in the number of parts and a cost increase.
一方、ケース材料に高強度材料を使用せずに低強度材料を使用する場合、ケースの後端部をかしめることが可能になるが、ケースのうちネジ部からシール面に至る部分も低強度材料で構成されることになり、強固な締め付けが行えないという問題が発生する。このため、締め付け力による強度が足りず、圧力センサの破損などの原因になり兼ねない。 On the other hand, when using a low-strength material without using a high-strength material for the case material, it is possible to caulk the rear end of the case, but the portion of the case from the screw to the sealing surface also has low strength. It will be comprised with material, and the problem that firm clamping cannot be performed will generate | occur | produce. For this reason, the strength due to the tightening force is insufficient, and the pressure sensor may be damaged.
また、コネクタ部のケースへの固定を圧入によって行うことも可能であるが、この場合でもケースの後端部が高強度であると高い圧入力が必要になるという問題がある。 Although it is possible to fix the connector part to the case by press-fitting, even in this case, there is a problem that a high pressure input is required if the rear end part of the case has high strength.
本発明は上記点に鑑みて、コネクタ部との固定をかしめによって行うかしめ部や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面が備えられるケースを一部材で構成できる圧力センサおよびその製造方法を提供することを第1の目的とする。 In view of the above, the present invention is provided with a sealing surface that performs metal touch sealing with a caulking portion that is fixed to the connector portion by caulking or a seating surface of a mounting hole of a wall surface that accommodates a medium to be measured pressure. It is a first object of the present invention to provide a pressure sensor that can be formed of a single member and a manufacturing method thereof.
また、コネクタ部を圧入固定する部位や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面が備えられるケースを一部材できる圧力センサおよびその製造方法を提供することを第2の目的とする。 Further, a pressure sensor capable of forming a case with a seal surface for performing a metal touch seal with a portion for press-fitting a connector portion and a seating surface of a mounting hole of a wall surface in which a medium to be measured is accommodated, and a manufacturing method thereof The second object is to provide the above.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ケース(1)には、該ケース(1)の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面(14)が全周に形成されていると共に、被測定圧力となる媒体が収納された壁面(200)の取付け穴(201)に対して固定するための固定手段(13)が備えられ、固定手段(13)にて該ケース(1)を取付け穴(201)に固定することにより座面(202)に対してシール面(14)を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成されており、ケース(1)が一部材で構成されている共に、後端部(12)の少なくともかしめ部(12a)は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも固定手段(13)からシール面(14)に至るまでの部分が低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the case (1) has a taper-shaped sealing surface (14) projecting in a direction perpendicular to the circumferential surface of the case (1) on the entire circumference. And a fixing means (13) for fixing the fixing means (13) to the mounting hole (201) of the wall surface (200) in which the medium to be measured is stored. The case (1) is fixed to the mounting hole (201), and the seal surface (14) is pressed against the seat surface (202) to perform the metal touch seal. In addition to the members, at least the caulking portion (12a) of the rear end portion (12) is made of a low-strength material, and at least the portion from the fixing means (13) to the sealing surface (14) is low. Higher strength than strength materials It is characterized by being composed of a high strength material with.
このように、固定手段(13)からシール面(14)に至る部分については高強度材料を用いつつ、かしめ部(12a)については低強度材料にしている。したがって、かしめ部(12a)を容易にかしめることができ、かつ、固定手段(13)からシール面(14)に至る部分については高強度材料となっているため、強固な締め付けを行うことが可能となる。これにより、コネクタ部(2)との固定をかしめによって行うかしめ部(12a)や被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面(14)が備えられるケース(1)を一部材で構成することが可能となる。 In this way, a high strength material is used for the portion from the fixing means (13) to the seal surface (14), while the caulking portion (12a) is made of a low strength material. Therefore, the caulking portion (12a) can be easily caulked, and the portion from the fixing means (13) to the seal surface (14) is made of a high strength material, so that it can be firmly tightened. It becomes possible. As a result, the sealing surface (14) for performing the metal touch seal with the caulking portion (12a) that is fixed to the connector portion (2) by caulking and the seating surface of the mounting hole of the wall surface that accommodates the medium to be measured pressure. It is possible to form the case (1) provided with a single member.
また、請求項2に記載の発明では、コネクタ部(2)をケース(1)の後端部(12)に対して圧入することにより固定するものに対して、請求項1と同様の構造、具体的には、後端部(12)のうち少なくともコネクタ部(2)が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも固定手段(13)からシール面(14)に至るまでの部分が低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにしたことを特徴としている。このような構造とすることにより、コネクタ(2)を後端部(12)に圧入する際の圧入力を低減することが可能になる。
Moreover, in invention of
例えば、請求項2に記載したように、ケース(1)のうち後端部(12)の少なくともかしめ部(12a)において焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより低強度化することができる。この場合、該低強度化されていない部分は高強度材料にて構成されることになる。
For example, as described in
また、請求項4に記載したように、ケース(1)のうち少なくとも固定手段(13)からシール面(14)に至るまでの部分において焼き入れ処理もしくは浸炭処理を行うことにより高強度化することもできる。この場合、該高強度化されていない部分が低強度材料にて構成されることになる。 Further, as described in claim 4, at least a portion of the case (1) from the fixing means (13) to the seal surface (14) is subjected to quenching or carburizing to increase the strength. You can also. In this case, the non-strengthened part is composed of a low-strength material.
なお、請求項5に記載したように、高強度材料とは降伏応力600MPa以上の金属材料を意味しており、低強度材料とは降伏応力600MPa未満の金属材料を意味している。 In addition, as described in claim 5, the high-strength material means a metal material having a yield stress of 600 MPa or more, and the low-strength material means a metal material having a yield stress of less than 600 MPa.
請求項6ないし11に記載の発明は、請求項1ないし5に記載の圧力センサの製造方法の一例に相当する。
The inventions according to claims 6 to 11 correspond to an example of a manufacturing method of the pressure sensor according to
すなわち、請求項6に記載したように、ケース(1)を高強度材料にて一部材で形成しておき、後端部(12)の少なくともかしめ部(12a)に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、請求項1に記載の圧力センサを製造することができる。また、請求項7に記載したように、ケース(1)を高強度材料にて一部材で形成したのち、後端部(12)の少なくともコネクタ部(2)が圧入される部分に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、請求項2に記載の圧力センサを製造することができる。例えば、請求項8に記載したように、強度調整工程では、焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより、後端部(12)を低強度化することができる。
That is, as described in claim 6, the case (1) is formed of a high-strength material as one member, and heat treatment is performed on at least the caulking portion (12a) of the rear end portion (12). The pressure sensor according to
また、請求項9に記載したように、ケース(1)を低強度材料にて一部材で形成しておき、少なくとも固定手段(13)からシール面(14)に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、請求項1に記載の圧力センサを製造することができる。また、請求項10に記載したように、ケース(1)を低強度材料にて一部材で形成したのち、少なくとも固定手段(13)からシール面(14)に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、請求項2に記載の圧力センサを製造することができる。例えば、請求項11に記載したように、強度調整工程では、焼き入れ処理もしくは浸炭処理を行うことにより、少なくとも固定手段(13)からシール面(14)に至るまでの部分を高強度化することができる。
In addition, as described in claim 9, the case (1) is made of a low-strength material as a single member, and at least a portion from the fixing means (13) to the seal surface (14) is heat-treated. The pressure sensor according to
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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本実施形態では、圧力センサをエンジンヘッドに搭載し、燃焼室内における燃焼圧を検出する燃焼圧センサとして適用した場合について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る圧力センサ100のエンジン200への取付構造を示す概略断面図である。以下、図1に基づいて本実施形態にかかる圧力センサ100について説明する。
(First embodiment)
In the present embodiment, a case will be described in which a pressure sensor is mounted on an engine head and applied as a combustion pressure sensor for detecting a combustion pressure in a combustion chamber. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structure for mounting the
図1に示すように、圧力センサ100は、大きくは、ケース1と、このケース1に接続されたコネクタ部2とを有するものである。エンジン200には、燃焼室に通じる取付穴201が設けられており、圧力センサ100は、ケース1の先端部11(図1中の下端部)から取付穴201に挿入されて、エンジン200の燃焼室に臨んだ状態で搭載されている。
As shown in FIG. 1, the
ケース1は、降伏応力600MPa以上の高強度材料、例えばステンレス材料(例えばSUS630、SUS304)や炭素が含有された炭素鋼等の金属にて構成されており、その先端部11に受圧部としての受圧用ダイアフラム10およびハウジング30を備えている。本実施形態では、ケース1は円筒状とされ、ケース1の先端部11は他の部位に比べて薄肉化されており、この薄肉化された先端部11において、ハウジング30と共に受圧用ダイアフラム10が接合されることで一体化された構造とされている。具体的には、ケース1の先端部11がハウジング30の外周壁の一部と接合されていると共に、ハウジング30の外周壁の一部と受圧用ダイアフラム10の外周壁の一部が溶接等により接合されている。
The
そして、ケース1は、先端部11と反対側となる後端部12において内径および外径が拡大され、その後端部12においてコネクタ部2が接続されている。具体的には、ケース1の後端部12にコネクタ部2の先端のフランジ部2aを収容させたのち、ケース1の後端部12のかしめ部12aをかしめることにより、ケース1に対してコネクタ部2が固定されている。本実施形態では、ケース1のうちかしめが行われる後端部12の少なくともかしめ部12aを焼きなまし処理もしくは脱炭処理することにより、材料強度を低下させ、降伏強度600MPa未満の低強度材料に変化させている。このため、ケース1の後端部12のかしめ部12aをかしめることが可能となっている。
The
また、ケース1における先端部11と後端部12の間に位置する部位において、ケース1の外周面には、エンジン200の取付穴201に対して圧力センサ100を固定するための取付部となるネジ部13が形成されている。取付部はネジ部13以外の構成であっても構わないが、本実施形態では、取付穴201とネジ結合可能なネジ部13を用い、ネジ部13とネジ穴としての取付穴201とのネジ結合により、圧力センサ100をエンジン200に取り付けている。
Further, in a portion located between the
また、ケース1のうちネジ部13よりも先端部11側において、ケース1の外径が縮小されている。そして、この外径が縮小させられた位置において、ケース1の外周面には、周面と直交する方向へ張り出したテーパ状のシール面14が全周に形成された構造とされている。そして、このシール面14に対向するように、取付穴201の内面には、シール面14に対応したテーパ状の座面202が構成されている。このため、圧力センサ100をエンジン200へネジ結合することで、その軸力により、ケース1のシール面14とエンジン200の取付穴201の座面202とが密着してメタルタッチシールされるようになっている。そして、本実施形態では、ケース1を高強度材料で構成していることから、ネジ部13からシール面14に至る部分も高強度材料で構成され、締め付け力を所望強さ確保することができる。
Further, the outer diameter of the
なお、ケース1のうちネジ部13からシール面14に至る部分の外径はφ6.5mm、内径はφ5.5mmとされ、ネジ部13を締結した時の締め付け力は10〜15N/m程度必要になる。このため、ネジ部13からシール面14に至る部分が低強度材料で構成されているとケース1の厚みに応じた剛性上、必要な締め付け力を得ることができないが、高強度材料で構成されるようにすることで必要な締め付け力を得ることが可能となる。
In addition, the outer diameter of the part from the
受圧用ダイアフラム10は、ステンレス材料(例えばSUS630)等の金属にて構成され、円形状とされている。受圧用ダイアフラム10における中央部を円形状の圧力伝達部10aとして、その周囲を囲むように圧力伝達部10aよりも薄肉化された歪み部10bが形成されている。また、受圧用ダイアフラム10における受圧面と反対側には凹部10cが形成されていると共に、この凹部10cを囲むように歪み部10bよりも外周側に外周壁10dが備えられている。そして、受圧用ダイアフラム10の凹部10c内にハウジング30の先端部が嵌め込まれ、この状態で外周壁10dとハウジング30の先端部が全周溶接等により接合されることで、受圧用ダイアフラム10とハウジング30とが接合されている。ハウジング30のうち受圧用ダイアフラム10と接合される部位では、ハウジング30の外周面の径が受圧用ダイアフラム10の外周壁10dの外径と等しくされており、溶接等による受圧用ダイアフラム10とハウジング30との接合が容易に行えるようになっている。
The
このような構成の受圧用ダイアフラム10は、受圧用ダイアフラム10における燃焼室側の面を受圧面として、被測定圧力、つまり本実施形態の場合には燃焼圧がこの受圧面に印加されることで歪み部10bが歪み、それに伴って圧力伝達部10aが歪むように構成されている。
The
また、ケース1の先端部11において、受圧用ダイアフラム10が接合されたハウジング30と、ハウジング30に接続された金属ステム40、センサチップ50、および、圧力伝達部材60が備えられている。
In addition, a
ハウジング30は、中空部を有する円筒形状をなしており、中空部に圧力伝達部材60を配置した状態で、一端側が受圧用ダイアフラム10に接合され、他端側が金属ステム40に接合されている。ハウジング30には、両端部の中間位置において外周壁が径方向に突出させられた突起部30aが備えられている。この突起部30aは、ハウジング30の中心軸に対して周方向に一周するように形成され、外径がケース1の先端部11の外径と一致させられている。そして、この突起部30aとケース1の先端部11とが溶接等により全周接合されることにより、ハウジング30および受圧用ダイアフラム10にてケース1の先端部が密閉された状態となっている。
The
金属ステム40は、有底円筒状に加工されたステンレス(例えばSUS630)などの金属製の部材であり、ハウジング30側の端部が開口部41とされ、底部42の少なくとも一部が薄肉状の歪み部となっている。この金属ステム40は、ハウジング30の他端に固定されている。具体的には、ハウジング30の他端には、内径が拡大された収容部31が形成されており、金属ステム40のうちハウジング30側の先端の外径が収容部31の内径と一致させられている。そして、ハウジング30の収容部31内に金属ステム40を挿入した状態で、ハウジング30における収容部31と対応する位置の外周部から溶接を行うことにより、ハウジング30と金属ステム40の外周面とが接合されている。
The metal stem 40 is a metal member such as stainless steel (for example, SUS630) processed into a bottomed cylindrical shape, the end on the
センサチップ50は、金属ステム40における底面のうち開口部41と反対側の面に例えば低融点ガラスなどの接着剤51を介して貼り付けられている。センサチップ50には、歪ゲージのような感歪素子が形成されている。例えば、半導体基板にて構成されたセンサチップ50に対して拡散抵抗などからなる歪ゲージを形成し、このゲージによりホイートストンブリッジ回路を形成することにより感歪素子が構成される。
The
圧力伝達部材60は、例えばステンレスなどの金属やセラミックなどからなるものであり、円柱状の棒部材にて構成されている。本実施形態では、圧力伝達部材60は、受圧用ダイアフラム10の圧力伝達部10aと金属ステム40の底部42との間に挟まれて配置されている。圧力伝達部材60は、受圧用ダイアフラム10の圧力伝達部10aおよび底部42とそれぞれ荷重を与えた状態で接触している。このため、被測定圧力の大きさに応じて受圧用ダイアフラム10の歪み部10bが歪むと、その歪による応力が圧力伝達部10aを介して圧力伝達部材60に伝わり、それが更に金属ステム40の底部42に伝えられる。これにより、底部42が歪んでその歪による応力がセンサチップ50に伝えられるため、センサチップ50に備えられた感歪素子の抵抗値が変化させられる。
The
なお、ハウジング30の内部には、ハウジング30の内壁面や金属ステム40の外壁面および圧力伝達部材60の外周面と接触する放熱部材32が備えられ、ハウジング30の外周部には、ハウジング30の外周面とケース1の内周面とに接触する放熱部材33が備えられている。放熱部材32により、圧力伝達部材60の位置決めに加え、圧力伝達部材60からハウジング30や金属ステム40への伝熱効率を高められており、放熱部材33により、ハウジング30や金属ステム40からケース1への伝熱効率が高められるようになっている。
The
また、金属ステム40におけるセンサチップ50が貼り付けられた側には、ホルダ70が備えられている。ホルダ70も有底円筒状を為しており、その開口側が金属ステム40の外周に嵌め込まれ、接着剤71を介して金属ステム40に接合されている。ホルダ70の底部にはリード線やフレキシブルプリント基板(FPC)などからなる配線部材72の一部が貼り付けられている。そして、ホルダ70の底部に形成された図示しない窓穴を通じて、センサチップ50と配線部材72の所望位置がボンディングワイヤ73等により電気的に接続されている。
A
さらに、図1に示されるように、ケース1における後端部12側において、ケース1内におけるコネクタ部2よりも内側(先端部側)に、セラミック基板などからなる配線基板80が備えられている。この配線基板80には、ICチップ81が搭載され、ボンディングワイヤ82にて配線基板80とICチップ81とが電気的に接続されている。ICチップ81には、センサチップ50からの出力を増幅したり調整したりするための回路が形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, a
また、コネクタ部2におけるケース1側の端部にも、セラミック基板などからなる配線基板83が備えられている。この配線基板83は、上記配線基板80とリード線やフレキシブルプリント基板などからなる配線部材84を介して電気的に接続されている。
A
一方、上記コネクタ部2は、ケース1の後端部12に対して、Oリング21を介して接続されている。このコネクタ部2は樹脂などからなるもので、コネクタ部2には、金属製のターミナル22がインサート成形などにより一体化されている。そして、ケース1内にてコネクタ部2のターミナル22が配線基板83と電気的に接続されることで、配線基板83、配線部材84、配線基板80、配線部材72およびボンディングワイヤ73等を通じてターミナル22とセンサチップ50に形成された感歪素子などとの電気的な接続が行われている。このため、圧力センサ100は、ターミナル22を通じて自動車のECUなど、外部との信号のやりとりなどが可能になっている。
On the other hand, the
このように構成された圧力センサ100は、ターミナル22を介して電力供給を受けて作動する。そして、受圧用ダイアフラム10が受けた被測定圧力となる燃焼圧に応じてセンサチップ50から信号が出力されると、その信号がボンディングワイヤ73や配線部材72等を介してICチップ81に伝えられる。そして、ICチップ81に備えられた処理回路等によって信号処理が行われた後、その信号がボンディングワイヤ82や配線基板80、配線部材84、配線基板83およびターミナル22を通じて出力される。これにより、外部に対して燃焼圧に応じた信号を伝えることが可能となる。
The
続いて、本実施形態の圧力センサ100の製造方法について説明する。ただし、圧力センサ100の製造方法のうち、ケース1に対する強度調整工程以外は従来と変更がないため、従来と異なる強度調整工程を主に説明する。
Then, the manufacturing method of the
図2(a)は、本実施形態の圧力センサ100の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、図2(b)は、強度調整工程後の圧力センサ100の組付け工程を示した断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a strength adjustment process during the manufacturing process of the
まず、図2(a)に示す工程では、降伏応力600MPa以上の高強度材料、例えば焼ステンレス材料(例えばSUS630、SUS304)や炭素が含有された炭素鋼等の金属にて構成されるケース1を成形等により形成する。そして、ケース1における後端部12を高周波コイル300内に配置し、高周波コイル300による加熱を行う熱処理工程を実施する。これにより、後端部12の少なくともかしめ部12aが焼きなまし処理もしくは脱炭処理され、材料強度が低下させられることで、降伏強度600MPa未満の低強度材料に変化させることが可能となる。
First, in the process shown in FIG. 2A, a
次に、図2(b)に示す工程では、受圧用ダイアフラム10、ハウジング30、金属ステム40、センサチップ50、圧力伝達部材60およびホルダ70を組付けて一体化したユニットに対して、配線部材72を貼り付ける。そして、これらをケース1の先端部11側から挿入した後、先端部11とハウジング30とを溶接等により接合する。
Next, in the step shown in FIG. 2B, a wiring member is applied to a unit in which the
続いて、ボンディングワイヤ73等を介してセンサチップ50と配線部材72とを電気的に接続する。また、配線部材72をICチップ81が備えられた配線基板80に電気的に接続すると共に、配線基板80に対して配線部材84を電気的に接続する。さらに、ターミナル22に対して配線基板83を電気的に接続したコネクタ部2を用意し、配線基板83に対して配線部材84を電気的に接続する。
Subsequently, the
そして、ケース1の後端部12内に配線基板80をケース1の後端部12側から挿入してケース1の中空部内に貼り付けて固定したのち、ケース1の後端部12からコネクタ部2の先端において径方向に突き出したフランジ部2aを挿入し、後端部12のかしめ部12aをかしめることにより、コネクタ部2をケース1に固定する。このとき、後端部12が低強度材料に変化させられているため、後端部12のかしめ部12aを容易にかしめることができ、かつ、ネジ部13からシール面14に至る部分については高強度材料となっているため、強固な締め付けを行うことが可能となる。これにより、圧力センサ100が完成する。
The
以上の説明した本実施形態の圧力センサ100では、ケース1を高強度材料で構成しておき、ケース1の後端部12、つまりコネクタ部2を固定するためのかしめ部12aに対して、焼きなまし処理もしくは脱炭処理を行うことにより、材料強度を低下させて低強度材料に変化させている。このため、ネジ部13からシール面14に至る部分については高強度材料を用いつつ、かしめ部12aについては低強度材料にすることが可能となる。したがって、コネクタ部2との固定をかしめによって行うかしめ部12aや被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面14が備えられるケース1を一部材で構成することが可能となる。
In the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100は、第1実施形態に対してケース1の材質およびケース1における熱処理工程を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The
図3(a)は、本実施形態の圧力センサ100の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、図3(b)は、強度調整工程後の圧力センサ100の組付け工程を示した断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a strength adjustment process during the manufacturing process of the
まず、図3(a)に示す工程では、降伏応力600MPa未満の低強度材料、例えばステンレス材料(例えばSUS630、SUS304)や炭素が含有された炭素鋼等の金属にて構成されるケース1を成形等により形成する。そして、ケース1における先端部11側、具体的にはネジ部13からシール面14に至るまでの部分が含まれるように高周波コイル300内に配置し、高周波コイル300による加熱を行う熱処理工程を実施する。これにより、先端部11の少なくともネジ部13からシール面14に至るまでの部分が焼き入れ処理もしくは浸炭処理され、材料強度が向上させられることで、降伏強度600MPa以上の高強度材料に変化させることが可能となる。
First, in the step shown in FIG. 3A, a
この後、図3(b)に示す工程において、上記第1実施形態における図2(b)の工程と同様の工程を行うことで、圧力センサ100が完成する。
Thereafter, in the process shown in FIG. 3B, the
このように、本実施形態の圧力センサ100では、ケース1を低強度材料で構成しておき、ケース1の先端部11、具体的にはネジ部13からシール面14に至るまでの部分を含むように、焼き入れ処理もしくは浸炭処理を行うことにより、材料強度を向上させて高強度材料に変化させている。このため、ネジ部13からシール面14に至る部分については高強度材料にしつつ、かしめ部12aについては低強度材料を用いることが可能となる。したがって、コネクタ部2との固定をかしめによって行うかしめ部12aや被測定圧力となる媒体が収容された壁面の取付け穴の座面とのメタルタッチシールを行うシール面14が備えられるケース1を一部材で構成することが可能となる。
As described above, in the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100は、第1実施形態に対してケース1へのコネクタ部2の固定構造を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. The
図4(a)は、本実施形態の圧力センサ100の製造工程中の強度調整工程を示した断面図であり、図4(b)は、強度調整工程後の圧力センサ100の組付け工程を示した断面図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view showing the strength adjustment process during the manufacturing process of the
まず、図4(a)に示す工程では、上述した第1実施形態の図2(a)と同様の工程を行うことで、ケース1の後端部12を降伏強度600MPa未満の低強度材料に変化させる。この後、図4(b)に示す工程において、ケース1の後端部12内にコネクタ部2を圧入したのち、ケース1の後端部12の外周から溶接することにより、ケース1に対して後端部12を固定している。具体的には、コネクタ部2は、基本的には樹脂等の絶縁材料で構成されるため、Oリング21に代えて溶接用金属リング23を配置しておき、この溶接用金属リング23とケース1の後端部12の内周面とを接合する。これにより、コネクタ部2がケース1に対して固定される。
First, in the process shown in FIG. 4A, the
このような固定構造とされる場合においても、後端部12を低強度化しておくことで、コネクタ部2を後端部12に圧入する際の圧入力を低下させることが可能となる。
Even in the case of such a fixing structure, it is possible to reduce the pressure input when the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、圧力センサ100を燃焼圧センサとして適用した場合について説明したが、他の被測定圧力を測定するためのものに対しても適用することができる。また、上記各実施形態では、圧力センサ100を構成する各構成要素の一例を示したに過ぎず、適宜変更可能である。例えば、ハウジング30と金属ステム40とを別部材にて構成したが、これらを一部材で構成しても構わない。また、ハウジング30とケース1とを別部材にて構成したが、これらを一部材にて構成しても構わない。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the case where the
また、上記実施形態では、圧力センサ100を取付け穴201に固定することによりシール面14を座面202に押し付けるための固定手段としてネジ部13を例に挙げたが、ネジ部13とは異なる固定手段であっても構わない。例えば、取付け穴201の内径に対してケース1の外径を同等ないし若干大きく設定しておき、圧力センサ100が取付け穴201内に圧入固定されるような固定手段であっても構わない。この場合でも、固定手段となる圧入部位からシール面14までに至る部分が高強度材料となるようにすれば良い。
In the above embodiment, the
また、上記第3実施形態では、コネクタ部2をケース1の後端部12に対して圧入する構造の圧力センサ100に対して、第1実施形態と同様、ケース1の後端部12を低強度化するための熱処理工程を行う場合について説明した。これに対し、第2実施形態と同様、ケース1を低強度材料で構成しておき、ケース1のうちネジ部13からシート面14に至るまでの部分を熱処理することで高強度化するようにしても、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the third embodiment, the
また、高周波コイル300を用いて強度調整工程を行ったが、他の加熱装置を用いて行っても構わない。
Moreover, although the intensity adjustment process was performed using the
なお、上記各実施形態では、ケース1の構成材料として用いられる高強度材料と低強度材料の例を区別していないが、これはケース1を製造するときの焼きいれ処理や浸炭処理の温度や時間等に応じて適宜決まるものであり、処理前の材料自体は同じであっても構わないためである。このため、ケース1の製造条件に応じて高強度材料と低強度材料のいずれとするかを決めておき、その後、ケース1を高強度材料で構成したのであれば第1実施形態のようにかしめ部12aを低強度化するための熱処理工程を行い、ケース1を低強度材料で構成したのであれば第2実施形態のようにネジ部13からシール面14に至るまでの部分を高強度化するための熱処理工程を行えば良い。
In addition, in each said embodiment, although the example of the high strength material used as a constituent material of
1 ケース
2 コネクタ部
2a フランジ部
10 受圧用ダイアフラム
10d 外周壁
11 先端部
12 後端部
12a かしめ部
13 ネジ部
14 シール面
22 ターミナル
22 溶接用金属リング
30 ハウジング
40 金属ステム
50 センサチップ
60 圧力伝達部材
72、84 配線部材
80、83 配線基板
100 圧力センサ
200 エンジン
201 取付穴
202 座面
300 高周波コイル
DESCRIPTION OF
Claims (11)
一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材(60)と、
前記圧力伝達部材(60)の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム(10)が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材(60)を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ(50)と、
前記圧力伝達部材(60)を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング(30)と、
前記圧力伝達部材(60)における前記他端部と接触し、前記センサチップ(50)が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材(60)から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ(50)に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム(40)と、
先端部(11)が前記ハウジング(30)に接合され、前記金属ステム(40)および前記圧力伝達部材(60)を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース(1)と、
前記ケース(1)の先端部(11)とは反対側となる後端部(12)をかしめ部(12a)をかしめることにより固定され、前記センサチップ(50)からの信号を取り出すターミナル(22)が備えられたコネクタ部(2)と、を有し、
前記ケース(1)には、該ケース(1)の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面(14)が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面(200)の取付け穴(201)に対して固定するための固定手段(13)が備えられ、前記固定手段(13)にて該ケース(1)を前記取付け穴(201)に固定することにより前記座面(202)に対して前記シール面(14)を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成されており、
前記ケース(1)が一部材で構成されている共に、前記後端部(12)の少なくともかしめ部(12a)は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されていることを特徴とする圧力センサ。 One surface is a pressure receiving surface that receives the pressure to be measured, and a circular pressure receiving diaphragm (10) that is distorted by receiving the pressure to be measured on the pressure receiving surface;
A pressure transmission member (60) whose one end is in contact with the other surface opposite to the pressure receiving surface of the pressure receiving diaphragm (10);
The pressure transmission member (60) is provided on the other end side opposite to the one end portion, and a force corresponding to the pressure to be measured received by the pressure receiving diaphragm (10) is transmitted through the pressure transmission member (60). A sensor chip (50) formed with a strain sensitive element that generates a signal in response thereto,
A housing (30) composed of a cylindrical member surrounding the pressure transmission member (60), and having one end joined to the other surface of the pressure receiving diaphragm (10) opposite to the pressure receiving surface;
The sensor chip (50) is affixed to contact with the other end of the pressure transmission member (60), and is displaced based on the force corresponding to the measured pressure applied from the pressure transmission member (60). A metal stem (40) for transmitting a force corresponding to the pressure to be measured to the sensor chip (50),
A case (1) constituted by a cylindrical member having a hollow portion for receiving the metal stem (40) and the pressure transmission member (60), the distal end portion (11) being joined to the housing (30);
The terminal (12) for fixing the rear end (12) opposite to the front end (11) of the case (1) by caulking the caulking (12a) and taking out a signal from the sensor chip (50) 22) a connector part (2) provided with,
In the case (1), a taper-shaped sealing surface (14) projecting in a direction perpendicular to the peripheral surface of the case (1) is formed on the entire periphery, and a medium serving as the pressure to be measured is accommodated. Fixing means (13) for fixing to the mounting hole (201) of the wall surface (200) is provided, and the case (1) is fixed to the mounting hole (201) by the fixing means (13). It is configured to perform a metal touch seal by pressing the seal surface (14) against the seat surface (202)
The case (1) is composed of one member, and at least the caulking part (12a) of the rear end part (12) is composed of a low-strength material, and at least from the fixing means (13) to the sealing surface. (14) The pressure sensor characterized in that the portion up to (14) is made of a high-strength material having higher strength than the low-strength material.
一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材(60)と、
前記圧力伝達部材(60)の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム(10)が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材(60)を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ(50)と、
前記圧力伝達部材(60)を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング(30)と、
前記圧力伝達部材(60)における前記他端部と接触し、前記センサチップ(50)が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材(60)から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ(50)に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム(40)と、
先端部(11)が前記ハウジング(30)に接合され、前記金属ステム(40)および前記圧力伝達部材(60)を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース(1)と、
前記ケース(1)の先端部(11)とは反対側となる後端部(12)に圧入されることにより固定され、前記センサチップ(50)からの信号を取り出すターミナル(22)が備えられたコネクタ部(2)と、を有し、
前記ケース(1)には、該ケース(1)の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面(14)が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面(200)の取付け穴(201)に対して固定するための固定手段(13)が備えられ、前記固定手段(13)にて該ケース(1)を前記取付け穴(201)に固定することにより前記座面(202)に対して前記シール面(14)を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成されており、
前記ケース(1)が一部材で構成されている共に、前記後端部(12)のうち少なくとも前記コネクタ部(2)が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されていることを特徴とする圧力センサ。 One surface is a pressure receiving surface that receives the pressure to be measured, and a circular pressure receiving diaphragm (10) that is distorted by receiving the pressure to be measured on the pressure receiving surface;
A pressure transmission member (60) whose one end is in contact with the other surface opposite to the pressure receiving surface of the pressure receiving diaphragm (10);
The pressure transmission member (60) is provided on the other end side opposite to the one end portion, and a force corresponding to the pressure to be measured received by the pressure receiving diaphragm (10) is transmitted through the pressure transmission member (60). A sensor chip (50) formed with a strain sensitive element that generates a signal in response thereto,
A housing (30) composed of a cylindrical member surrounding the pressure transmission member (60), and having one end joined to the other surface of the pressure receiving diaphragm (10) opposite to the pressure receiving surface;
The sensor chip (50) is affixed to contact with the other end of the pressure transmission member (60), and is displaced based on the force corresponding to the measured pressure applied from the pressure transmission member (60). A metal stem (40) for transmitting a force corresponding to the pressure to be measured to the sensor chip (50),
A case (1) constituted by a cylindrical member having a hollow portion for receiving the metal stem (40) and the pressure transmission member (60), the distal end portion (11) being joined to the housing (30);
A terminal (22) that is fixed by being press-fitted into a rear end (12) opposite to the front end (11) of the case (1) and takes out a signal from the sensor chip (50) is provided. A connector part (2),
In the case (1), a taper-shaped sealing surface (14) projecting in a direction perpendicular to the peripheral surface of the case (1) is formed on the entire periphery, and a medium serving as the pressure to be measured is accommodated. Fixing means (13) for fixing to the mounting hole (201) of the wall surface (200) is provided, and the case (1) is fixed to the mounting hole (201) by the fixing means (13). It is configured to perform a metal touch seal by pressing the seal surface (14) against the seat surface (202)
The case (1) is composed of one member, and at least a portion of the rear end portion (12) into which the connector portion (2) is press-fitted is composed of a low strength material, and at least the fixing means. A pressure sensor characterized in that a portion from (13) to the seal surface (14) is made of a high-strength material having higher strength than the low-strength material.
一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材(60)と、
前記圧力伝達部材(60)の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム(10)が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材(60)を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ(50)と、
前記圧力伝達部材(60)を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング(30)と、
前記圧力伝達部材(60)における前記他端部と接触し、前記センサチップ(50)が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材(60)から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ(50)に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム(40)と、
先端部(11)が前記ハウジング(30)に接合され、前記金属ステム(40)および前記圧力伝達部材(60)を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース(1)と、
前記ケース(1)の先端部(11)とは反対側となる後端部(12)のかしめ部(12a)をかしめることにより固定され、前記センサチップ(50)からの信号を取り出すターミナル(22)が備えられたコネクタ部(2)と、を有し、
前記ケース(1)には、該ケース(1)の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面(14)が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面(200)の取付け穴(201)に対して固定するための固定手段(13)が備えられ、前記固定手段(13)にて該ケース(1)を前記取付け穴(201)に固定することにより前記座面(202)に対して前記シール面(14)を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース(1)を高強度材料にて一部材で形成したのち、前記後端部(12)の少なくともかしめ部(12a)に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部(12)の少なくともかしめ部(12a)は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。 One surface is a pressure receiving surface that receives the pressure to be measured, and a circular pressure receiving diaphragm (10) that is distorted by receiving the pressure to be measured on the pressure receiving surface;
A pressure transmission member (60) whose one end is in contact with the other surface opposite to the pressure receiving surface of the pressure receiving diaphragm (10);
The pressure transmission member (60) is provided on the other end side opposite to the one end portion, and a force corresponding to the pressure to be measured received by the pressure receiving diaphragm (10) is transmitted through the pressure transmission member (60). A sensor chip (50) formed with a strain sensitive element that generates a signal in response thereto,
A housing (30) composed of a cylindrical member surrounding the pressure transmission member (60), and having one end joined to the other surface of the pressure receiving diaphragm (10) opposite to the pressure receiving surface;
The sensor chip (50) is affixed to contact with the other end of the pressure transmission member (60), and is displaced based on the force corresponding to the measured pressure applied from the pressure transmission member (60). A metal stem (40) for transmitting a force corresponding to the pressure to be measured to the sensor chip (50),
A case (1) constituted by a cylindrical member having a hollow portion for receiving the metal stem (40) and the pressure transmission member (60), the distal end portion (11) being joined to the housing (30);
A terminal for taking out a signal from the sensor chip (50), which is fixed by caulking the caulking part (12a) of the rear end part (12) opposite to the front end part (11) of the case (1). 22) a connector part (2) provided with,
In the case (1), a taper-shaped sealing surface (14) projecting in a direction perpendicular to the peripheral surface of the case (1) is formed on the entire periphery, and a medium serving as the pressure to be measured is accommodated. Fixing means (13) for fixing to the mounting hole (201) of the wall surface (200) is provided, and the case (1) is fixed to the mounting hole (201) by the fixing means (13). A pressure sensor manufacturing method configured to perform a metal touch seal by pressing the seal surface (14) against the seat surface (202) by:
After the case (1) is made of a high-strength material as a single member, a strength adjustment step for reducing the strength by performing heat treatment on at least the caulking portion (12a) of the rear end portion (12) is performed. Then, at least the caulking portion (12a) of the rear end portion (12) is made of a low-strength material, and at least a portion from the fixing means (13) to the seal surface (14) is the low-strength material. A method of manufacturing a pressure sensor, comprising a step of making a high-strength material having higher strength.
一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材(60)と、
前記圧力伝達部材(60)の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム(10)が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材(60)を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ(50)と、
前記圧力伝達部材(60)を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング(30)と、
前記圧力伝達部材(60)における前記他端部と接触し、前記センサチップ(50)が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材(60)から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ(50)に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム(40)と、
先端部(11)が前記ハウジング(30)に接合され、前記金属ステム(40)および前記圧力伝達部材(60)を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース(1)と、
前記ケース(1)の先端部(11)とは反対側となる後端部(12)に圧入されることにより固定され、前記センサチップ(50)からの信号を取り出すターミナル(22)が備えられたコネクタ部(2)と、を有し、
前記ケース(1)には、該ケース(1)の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面(14)が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面(200)の取付け穴(201)に対して固定するための固定手段(13)が備えられ、前記固定手段(13)にて該ケース(1)を前記取付け穴(201)に固定することにより前記座面(202)に対して前記シール面(14)を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース(1)を高強度材料にて一部材で形成したのち、前記後端部(12)の少なくとも前記コネクタ部(2)が圧入される部分に対して熱処理を行うことで低強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部(12)の少なくとも前記コネクタ部(2)が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。 One surface is a pressure receiving surface that receives the pressure to be measured, and a circular pressure receiving diaphragm (10) that is distorted by receiving the pressure to be measured on the pressure receiving surface;
A pressure transmission member (60) whose one end is in contact with the other surface opposite to the pressure receiving surface of the pressure receiving diaphragm (10);
The pressure transmission member (60) is provided on the other end side opposite to the one end portion, and a force corresponding to the pressure to be measured received by the pressure receiving diaphragm (10) is transmitted through the pressure transmission member (60). A sensor chip (50) formed with a strain sensitive element that generates a signal in response thereto,
A housing (30) composed of a cylindrical member surrounding the pressure transmission member (60), and having one end joined to the other surface of the pressure receiving diaphragm (10) opposite to the pressure receiving surface;
The sensor chip (50) is affixed to contact with the other end of the pressure transmission member (60), and is displaced based on the force corresponding to the measured pressure applied from the pressure transmission member (60). A metal stem (40) for transmitting a force corresponding to the pressure to be measured to the sensor chip (50),
A case (1) constituted by a cylindrical member having a hollow portion for receiving the metal stem (40) and the pressure transmission member (60), the distal end portion (11) being joined to the housing (30);
A terminal (22) that is fixed by being press-fitted into a rear end (12) opposite to the front end (11) of the case (1) and takes out a signal from the sensor chip (50) is provided. A connector part (2),
In the case (1), a taper-shaped sealing surface (14) projecting in a direction perpendicular to the peripheral surface of the case (1) is formed on the entire periphery, and a medium serving as the pressure to be measured is accommodated. Fixing means (13) for fixing to the mounting hole (201) of the wall surface (200) is provided, and the case (1) is fixed to the mounting hole (201) by the fixing means (13). A pressure sensor manufacturing method configured to perform a metal touch seal by pressing the seal surface (14) against the seat surface (202) by:
After the case (1) is formed of a high-strength material as a single member, the strength is reduced by performing heat treatment on at least the connector portion (2) of the rear end portion (12). By performing the strength adjusting step, at least a portion of the rear end portion (12) into which the connector portion (2) is press-fitted is made of a low-strength material, and at least the sealing means (13) from the fixing means (13). 14) A method for manufacturing a pressure sensor, comprising a step of forming a portion up to 14) with a high-strength material having higher strength than the low-strength material.
一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材(60)と、
前記圧力伝達部材(60)の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム(10)が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材(60)を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ(50)と、
前記圧力伝達部材(60)を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング(30)と、
前記圧力伝達部材(60)における前記他端部と接触し、前記センサチップ(50)が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材(60)から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ(50)に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム(40)と、
先端部(11)が前記ハウジング(30)に接合され、前記金属ステム(40)および前記圧力伝達部材(60)を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース(1)と、
前記ケース(1)の先端部(11)とは反対側となる後端部(12)のかしめ部(12a)をかしめることにより固定され、前記センサチップ(50)からの信号を取り出すターミナル(22)が備えられたコネクタ部(2)と、を有し、
前記ケース(1)には、該ケース(1)の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面(14)が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面(200)の取付け穴(201)に対して固定するための固定手段(13)が備えられ、前記固定手段(13)にて該ケース(1)を前記取付け穴(201)に固定することにより前記座面(202)に対して前記シール面(14)を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース(1)を低強度材料にて一部材で形成したのち、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部(12)の少なくともかしめ部(12a)は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。 One surface is a pressure receiving surface that receives the pressure to be measured, and a circular pressure receiving diaphragm (10) that is distorted by receiving the pressure to be measured on the pressure receiving surface;
A pressure transmission member (60) whose one end is in contact with the other surface opposite to the pressure receiving surface of the pressure receiving diaphragm (10);
The pressure transmission member (60) is provided on the other end side opposite to the one end portion, and a force corresponding to the pressure to be measured received by the pressure receiving diaphragm (10) is transmitted through the pressure transmission member (60). A sensor chip (50) formed with a strain sensitive element that generates a signal in response thereto,
A housing (30) composed of a cylindrical member surrounding the pressure transmission member (60), and having one end joined to the other surface of the pressure receiving diaphragm (10) opposite to the pressure receiving surface;
The sensor chip (50) is affixed to contact with the other end of the pressure transmission member (60), and is displaced based on the force corresponding to the measured pressure applied from the pressure transmission member (60). A metal stem (40) for transmitting a force corresponding to the pressure to be measured to the sensor chip (50),
A case (1) constituted by a cylindrical member having a hollow portion for receiving the metal stem (40) and the pressure transmission member (60), the distal end portion (11) being joined to the housing (30);
A terminal for taking out a signal from the sensor chip (50), which is fixed by caulking the caulking part (12a) of the rear end part (12) opposite to the front end part (11) of the case (1). 22) a connector part (2) provided with,
In the case (1), a taper-shaped sealing surface (14) projecting in a direction perpendicular to the peripheral surface of the case (1) is formed on the entire periphery, and a medium serving as the pressure to be measured is accommodated. Fixing means (13) for fixing to the mounting hole (201) of the wall surface (200) is provided, and the case (1) is fixed to the mounting hole (201) by the fixing means (13). A pressure sensor manufacturing method configured to perform a metal touch seal by pressing the seal surface (14) against the seat surface (202) by:
After the case (1) is formed of a low-strength material as a single member, the strength is increased by heat-treating at least the portion from the fixing means (13) to the sealing surface (14). By performing the adjustment process, at least the caulking portion (12a) of the rear end portion (12) is made of a low-strength material, and at least a portion from the fixing means (13) to the sealing surface (14). A method of manufacturing a pressure sensor, comprising: a step of making a high strength material having higher strength than the low strength material.
一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)の前記受圧面とは反対側の他面に接触している圧力伝達部材(60)と、
前記圧力伝達部材(60)の前記一端部とは反対の他端部側に設けられ、前記受圧用ダイアフラム(10)が受けた被測定圧力に応じた力が前記圧力伝達部材(60)を介して加えられることで、それに応じた信号を発生する感歪素子が形成されたセンサチップ(50)と、
前記圧力伝達部材(60)を囲む円筒状部材で構成され、一端部が前記受圧用ダイアフラム(10)における前記受圧面とは反対側の他面に接合されたハウジング(30)と、
前記圧力伝達部材(60)における前記他端部と接触し、前記センサチップ(50)が貼り付けられると共に、前記圧力伝達部材(60)から加えられる前記被測定圧力に応じた力に基づいて変位することで前記センサチップ(50)に対して前記被測定圧力に応じた力を伝える金属ステム(40)と、
先端部(11)が前記ハウジング(30)に接合され、前記金属ステム(40)および前記圧力伝達部材(60)を収容する中空部を有する円筒状部材にて構成されたケース(1)と、
前記ケース(1)の先端部(11)とは反対側となる後端部(12)に圧入されることにより固定され、前記センサチップ(50)からの信号を取り出すターミナル(22)が備えられたコネクタ部(2)と、を有し、
前記ケース(1)には、該ケース(1)の周面と直行する方向へ張り出したテーパ状のシール面(14)が全周に形成されていると共に、前記被測定圧力となる媒体が収納された壁面(200)の取付け穴(201)に対して固定するための固定手段(13)が備えられ、前記固定手段(13)にて該ケース(1)を前記取付け穴(201)に固定することにより前記座面(202)に対して前記シール面(14)を押し付けることでメタルタッチシールを行うように構成された圧力センサの製造方法であって、
前記ケース(1)を低強度材料にて一部材で形成したのち、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分に対して熱処理を行うことで高強度化する強度調整工程を行うことで、前記後端部(12)の少なくとも前記コネクタ部(2)が圧入される部分は低強度材料で構成され、かつ、少なくとも前記固定手段(13)から前記シール面(14)に至るまでの部分が前記低強度材料よりも高い強度を有する高強度材料で構成されるようにする工程を含んでいることを特徴とする圧力センサの製造方法。 One surface is a pressure receiving surface that receives the pressure to be measured, and a circular pressure receiving diaphragm (10) that is distorted by receiving the pressure to be measured on the pressure receiving surface;
A pressure transmission member (60) whose one end is in contact with the other surface opposite to the pressure receiving surface of the pressure receiving diaphragm (10);
The pressure transmission member (60) is provided on the other end side opposite to the one end portion, and a force corresponding to the pressure to be measured received by the pressure receiving diaphragm (10) is transmitted through the pressure transmission member (60). A sensor chip (50) formed with a strain sensitive element that generates a signal in response thereto,
A housing (30) composed of a cylindrical member surrounding the pressure transmission member (60), and having one end joined to the other surface of the pressure receiving diaphragm (10) opposite to the pressure receiving surface;
The sensor chip (50) is affixed to contact with the other end of the pressure transmission member (60), and is displaced based on the force corresponding to the measured pressure applied from the pressure transmission member (60). A metal stem (40) for transmitting a force corresponding to the pressure to be measured to the sensor chip (50),
A case (1) constituted by a cylindrical member having a hollow portion for receiving the metal stem (40) and the pressure transmission member (60), the distal end portion (11) being joined to the housing (30);
A terminal (22) that is fixed by being press-fitted into a rear end (12) opposite to the front end (11) of the case (1) and takes out a signal from the sensor chip (50) is provided. A connector part (2),
In the case (1), a taper-shaped sealing surface (14) projecting in a direction perpendicular to the peripheral surface of the case (1) is formed on the entire periphery, and a medium serving as the pressure to be measured is accommodated. Fixing means (13) for fixing to the mounting hole (201) of the wall surface (200) is provided, and the case (1) is fixed to the mounting hole (201) by the fixing means (13). A pressure sensor manufacturing method configured to perform a metal touch seal by pressing the seal surface (14) against the seat surface (202) by:
After the case (1) is formed of a low-strength material as a single member, the strength is increased by heat-treating at least the portion from the fixing means (13) to the sealing surface (14). By performing the adjusting step, at least a portion of the rear end portion (12) into which the connector portion (2) is press-fitted is made of a low-strength material, and at least from the fixing means (13) to the sealing surface (14 The method of manufacturing the pressure sensor characterized by including the process which the part until it reaches | attains) is comprised with the high intensity | strength material which has a higher strength than the said low intensity | strength material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008274063A JP2010101778A (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008274063A JP2010101778A (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
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|---|---|
| JP2010101778A true JP2010101778A (en) | 2010-05-06 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP2010101778A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015501930A (en) * | 2011-11-23 | 2015-01-19 | エス3シー インコーポレイテッドS3C Inc. | Mechanical packaging technology for mounting MEMS and flex circuits |
-
2008
- 2008-10-24 JP JP2008274063A patent/JP2010101778A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015501930A (en) * | 2011-11-23 | 2015-01-19 | エス3シー インコーポレイテッドS3C Inc. | Mechanical packaging technology for mounting MEMS and flex circuits |
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