JP2013011595A

JP2013011595A - Pressure sensor

Info

Publication number: JP2013011595A
Application number: JP2012121836A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Suzuki; 佳孝鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-01-17

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor capable of improving reliability.SOLUTION: A spacer 20 whose volume or Young's modulus reduces as the temperature becomes higher is fixed in a pressure detection chamber 19. With this configuration, when the external temperature becomes higher, the volume of the spacer 20 reduces even though the oil thermally expands. Or, as the Young's modulus of the spacer 20 reduces, the spacer 20 can absorb the volumetric change of the oil. Therefore, the whole volumetric increase in the pressure detection chamber 19 can be made small and generation of an inner pressure fluctuation in the pressure detection chamber 19 can be suppressed. Also, as the spacer 20 is fixed in the pressure detection chamber 19, the spacer 20 does not collide against a sensor part 4, which avoid abnormal actuation of the sensor part 4.

Description

本発明は、圧力伝達媒体がメタルダイヤフラムによって封入されて成る圧力検出室を有し、圧力検出室内に圧力を検出するセンサ部を備えた圧力センサに関するものである。 The present invention relates to a pressure sensor having a pressure detection chamber in which a pressure transmission medium is enclosed by a metal diaphragm, and having a sensor unit for detecting pressure in the pressure detection chamber.

従来より、例えば、ハウジングとセンサ部を搭載したケースプラグとがかしめ固定によって一体に組みつけられて構成される圧力センサが知られている。具体的には、ケースプラグには一面に凹部が形成されており、センサ部は当該凹部に搭載されている。また、ハウジングには収容凹部が備えられている。そして、ケースプラグとハウジングとは、ハウジングの収容凹部にケースプラグの一面側が挿入されて一体に組みつけられている。また、ケースプラグの一面とハウジングとの間にはメタルダイヤフラムが備えられており、当該メタルダイヤフラムとケースプラグに形成された凹部とによって囲まれる空間で圧力検出室が構成されている。そして、この圧力検出室内には、センサ部を覆うように圧力伝達媒体としてのオイルが充填されている。 Conventionally, for example, a pressure sensor is known in which a housing and a case plug on which a sensor unit is mounted are assembled together by caulking and fixing. Specifically, the case plug has a recess formed on one surface, and the sensor unit is mounted in the recess. Further, the housing is provided with a housing recess. The case plug and the housing are assembled together by inserting one side of the case plug into the housing recess of the housing. In addition, a metal diaphragm is provided between one surface of the case plug and the housing, and a pressure detection chamber is configured by a space surrounded by the metal diaphragm and a recess formed in the case plug. The pressure detection chamber is filled with oil as a pressure transmission medium so as to cover the sensor portion.

上記圧力センサは、外部温度が高温に変化した際に、オイルの体積が変化することによって圧力検出室内の体積が変化するが、圧力検出室内の体積変化に伴ってメタルダイヤフラムが変位することで圧力検出室内の内圧変動を抑制している。しかしながら、メタルダイヤフラムの変位には限界があり、圧力検出室内の体積の増加に伴ってメタルダイヤフラムが変位しきれない場合には圧力検出室内の内圧が変動してしまい、圧力の検出精度が低下してしまうという問題がある。 When the external temperature changes to a high temperature, the pressure sensor changes the volume in the pressure detection chamber due to the change in the oil volume, but the pressure is reduced by the displacement of the metal diaphragm along with the volume change in the pressure detection chamber. The internal pressure fluctuation in the detection chamber is suppressed. However, there is a limit to the displacement of the metal diaphragm. If the metal diaphragm cannot be displaced as the volume in the pressure detection chamber increases, the internal pressure in the pressure detection chamber will fluctuate, reducing the pressure detection accuracy. There is a problem that it ends up.

この問題を解決するため、特許文献１には、オイルに当該オイルより熱膨張率の低いビーズを混入することが提案されている。これによれば、圧力検出室内に充填されるオイルの量が減少し、ビーズの熱膨張係数がオイルの熱膨張係数より小さいため、外部温度が高温に変化しても圧力検出室内の体積の増加を小さくすることができる。したがって、圧力検出室に内圧変動が発生することを抑制することができ、圧力検出精度が低下することを抑制することができる。 In order to solve this problem, Patent Document 1 proposes mixing beads with lower thermal expansion coefficient than the oil. According to this, since the amount of oil filled in the pressure detection chamber decreases and the thermal expansion coefficient of the beads is smaller than the thermal expansion coefficient of the oil, the volume in the pressure detection chamber increases even when the external temperature changes to a high temperature. Can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of fluctuations in the internal pressure in the pressure detection chamber, and it is possible to suppress a decrease in pressure detection accuracy.

特開２００９−１０３５７４号公報JP 2009-103574 A

しかしながら、上記圧力センサでは、圧力検出室内がオイルとビーズとによって充填されており、ビーズがオイル内を移動可能となっている。このため、メタルダイヤフラムに圧力が印加されたときや、外部温度が高温に変化したとき等にビーズがオイル内を移動してセンサ部に衝突する可能性がある。そして、センサ部にビーズが衝突した場合には、センサ部が正常に作動しなくなる可能性があり、信頼性が低下するという問題がある。 However, in the pressure sensor, the pressure detection chamber is filled with oil and beads, and the beads can move within the oil. For this reason, when pressure is applied to the metal diaphragm or when the external temperature changes to a high temperature, the beads may move in the oil and collide with the sensor unit. And when a bead collides with a sensor part, there is a possibility that a sensor part may not operate normally, and there is a problem that reliability falls.

また、上記圧力センサでは、外部温度が低温に変化した際に、オイルの体積が変化することやメタルダイヤフラムが収縮することによっても圧力検出室内の体積が変化する。しかしながら、オイルに当該オイルより熱膨張率の低いビーズを混入してなる圧力センサでは、外部温度が低温に変化した際には、圧力検出室内の体積変化に対応することができず、圧力検出精度が低下してしまうという問題がある。 In the pressure sensor, when the external temperature changes to a low temperature, the volume in the pressure detection chamber also changes due to the oil volume changing or the metal diaphragm contracting. However, the pressure sensor in which beads with a lower thermal expansion coefficient than the oil are mixed in the oil cannot cope with the volume change in the pressure detection chamber when the external temperature changes to a low temperature. There is a problem that will decrease.

本発明は上記点に鑑みて、信頼性を向上させることのできる圧力センサを提供することを第１の目的とし、外部温度が低温に変化した際にも圧力検出精度が低下することを抑制することができる圧力センサを提供することを第２の目的とする。 In view of the above points, the present invention has as its first object to provide a pressure sensor capable of improving the reliability, and suppresses a decrease in pressure detection accuracy even when the external temperature changes to a low temperature. It is a second object to provide a pressure sensor that can be used.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力検出室（１９）には、温度が高くなるにつれて体積が減少する、または、温度が高くなるにつれてヤング率が減少するスペーサ（２０）が固定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 pressure detection chamber (19) includes a spacer (20) whose volume decreases as the temperature increases or whose Young's modulus decreases as the temperature increases. ) Is fixed.

このような圧力センサでは、外部温度が高温に変化した際に、圧力伝達媒体（２１）としてのオイルが熱膨張してもスペーサ（２０）の体積が減少する、またはスペーサ（２０）のヤング率が減少するため、オイルの体積変化をスペーサ（２０）にて吸収することができる。したがって、圧力検出室（１９）内の全体の体積増加を小さくすることができ、圧力検出室（１９）に内圧変動が発生することを抑制することができる。 In such a pressure sensor, when the external temperature changes to a high temperature, the volume of the spacer (20) decreases even if the oil as the pressure transmission medium (21) is thermally expanded, or the Young's modulus of the spacer (20). Therefore, the oil volume change can be absorbed by the spacer (20). Therefore, the increase in the entire volume in the pressure detection chamber (19) can be reduced, and the occurrence of fluctuations in the internal pressure in the pressure detection chamber (19) can be suppressed.

また、スペーサ（２０）は、圧力検出室（１９）内に固定されているため、メタルダイヤフラム（１６）に圧力が印加されたり、外部温度が高温に変化したりしても変位（移動）しない。このため、スペーサ（２０）がセンサ部（４）と衝突することもなく、センサ部（４）が正常に作動しなくなることもないため、信頼性を向上させることができる。 Further, since the spacer (20) is fixed in the pressure detection chamber (19), it does not move (move) even if pressure is applied to the metal diaphragm (16) or the external temperature changes to a high temperature. . For this reason, since a spacer (20) does not collide with a sensor part (4) and a sensor part (4) does not stop operating normally, reliability can be improved.

この場合、請求項２および３に記載の発明のように、圧力検出室（１９）には、温度が低くなるにつれて体積が増加する、または、温度が低くなるにつれてヤング率が減少するスペーサ（２０）が固定されているものとすることができる。 In this case, as in the invention described in claims 2 and 3, the pressure detection chamber (19) has a spacer (20) whose volume increases as the temperature decreases or whose Young's modulus decreases as the temperature decreases. ) May be fixed.

これによれば、外部温度が低温に変化した際に、圧力伝達媒体（２１）としてのオイルが熱収縮してもスペーサ（２０）の体積が増加する、またはスペーサ（２０）のヤング率が増加するため、オイルの体積変化をスペーサ（２０）にて吸収することができる。したがって、圧力検出室（１９）内の全体の体積減少を小さくすることができ、圧力検出室（１９）に内圧変動が発生することを抑制することができる。 According to this, when the external temperature changes to a low temperature, the volume of the spacer (20) increases or the Young's modulus of the spacer (20) increases even if the oil as the pressure transmission medium (21) is thermally contracted. Therefore, the oil volume change can be absorbed by the spacer (20). Therefore, the overall volume reduction in the pressure detection chamber (19) can be reduced, and the occurrence of internal pressure fluctuations in the pressure detection chamber (19) can be suppressed.

また、請求項４に記載の発明のように、ケースプラグ（１）の一面に凹部（２）を囲む環状の溝（２２）を備え、溝（２２）に圧力検出室（１９）を封止するＯリング（２３）を備えることができる。 Further, as in the invention described in claim 4, an annular groove (22) surrounding the recess (2) is provided on one surface of the case plug (1), and the pressure detection chamber (19) is sealed in the groove (22). An O-ring (23) can be provided.

このように、本発明は、圧力検出室（１９）を封止するＯリング（２３）を備えた圧力センサに適用することも可能である。そして、このような圧力センサにおいても、スペーサ（２０）が圧力検出室（１９）内に固定されているため、スペーサ（２０）がＯリング（２３）と衝突することもなく、スペーサ（２０）によって圧力検出室（１９）が外部と連通することもない。 Thus, the present invention can also be applied to a pressure sensor including an O-ring (23) that seals the pressure detection chamber (19). Also in such a pressure sensor, since the spacer (20) is fixed in the pressure detection chamber (19), the spacer (20) does not collide with the O-ring (23), and the spacer (20) Therefore, the pressure detection chamber (19) does not communicate with the outside.

また、請求項５に記載の発明のように、圧力検出室（１９）は窪み部（２２ａ）が形成されているものとすることができる。そして、スペーサ（２０）は、板状部材で構成され、外縁部に当該板状部材の面方向と垂直方向に突出し、突出方向の先端に内側に突出する突起部（２０ｅ）を備えた突出部（２０ｄ）を有し、突起部（２０ｅ）が窪み部（２２ａ）に嵌合されることによって圧力検出室（１９）に固定されるものとすることができる。 Further, as in the invention described in claim 5, the pressure detection chamber (19) may be formed with a recess (22a). The spacer (20) is composed of a plate-like member, and has a protruding portion (20e) that protrudes in the outer edge in a direction perpendicular to the surface direction of the plate-like member and protrudes inward at the tip in the protruding direction. (20d), and the protrusion (20e) can be fixed to the pressure detection chamber (19) by fitting into the recess (22a).

これによれば、外部温度が高温に変化した際、スペーサ（２０）は内側（中心）に向かって収縮するため、突出部（２０ｄ）から内側に突出している突起部（２０ｅ）と窪み部（２２ａ）との嵌合がより強くなる。すなわち、外部温度が高温に変化した際、スペーサ（２０）が圧力検出室（１９）から剥離することを抑制することができる。 According to this, when the external temperature changes to a high temperature, the spacer (20) contracts toward the inside (center), so that the protrusion (20e) and the depression (20 The fitting with 22a) becomes stronger. That is, when the external temperature changes to a high temperature, the spacer (20) can be prevented from peeling from the pressure detection chamber (19).

さらに、請求項６の記載の発明のように、請求項４に記載の発明において、溝（２２）は、内周側の壁面に窪み部（２２ａ）が形成されているものとすることができる。そして、スペーサ（２０）は、板状部材で構成され、外縁部に当該板状部材の面方向と垂直方向に突出し、突出方向の先端に内側に突出する突起部（２０ｅ）を備えた突出部（２０ｄ）を有し、突起部（２０ｅ）が窪み部（２２ａ）に嵌合されることによって圧力検出室（１９）に固定されるものとすることができる。 Further, as in the invention described in claim 6, in the invention described in claim 4, the groove (22) may have a recess (22a) formed in the inner peripheral wall surface. . The spacer (20) is composed of a plate-like member, and has a protruding portion (20e) that protrudes in the outer edge in a direction perpendicular to the surface direction of the plate-like member and protrudes inward at the tip in the protruding direction. (20d), and the protrusion (20e) can be fixed to the pressure detection chamber (19) by fitting into the recess (22a).

また、請求項７に記載の発明のように、ターミナル（８）は、棒状部材とされ、一端部が凹部（２）の底面から露出した状態でケースプラグ（１）に保持されているものとすることができる。そして、スペーサ（２０）は、凹部（２）の底面に固定され、センサ部（４）と対向する部分およびターミナル（８）における一端部の一部と対向する部分に開口部（２０ａ、２０ｂ）が形成され、センサ部（４）およびターミナル（８）の一部はスペーサ（２０）から露出しているものとすることができる。 Further, as in the invention described in claim 7, the terminal (8) is a rod-shaped member and is held by the case plug (1) with one end portion exposed from the bottom surface of the recess (2). can do. The spacer (20) is fixed to the bottom surface of the recess (2), and has openings (20a, 20b) in a portion facing the sensor portion (4) and a portion facing one end of the terminal (8). The sensor part (4) and a part of the terminal (8) may be exposed from the spacer (20).

この場合、請求項８に記載の発明のように、センサ部（４）とターミナル（８）とは、開口部（２０ａ、２０ｂ）を介してボンディングワイヤ（９）にて電気的に接続されているものとすることができる。 In this case, as in the invention described in claim 8, the sensor part (4) and the terminal (8) are electrically connected by the bonding wire (9) through the openings (20a, 20b). Can be.

また、請求項９に記載の発明のように、センサ部（４）は、表裏を貫通する貫通孔（２４）が形成されていると共に当該貫通孔（２４）に電極（２５）が配置され、電極（２５）のうちセンサ部（４）の裏面から露出している部分にバンプ（２６）が備えられているものとすることができる。また、ターミナル（８）は、棒状部材とされ、一端部が凹部（２）の底面にて露出した状態でケースプラグ（１）に固定されているものとすることができる。そして、センサ部（４）とターミナル（８）とをセンサ部（４）の裏面側にて電極（２５）およびバンプ（２６）を介して電気的に接続することができる。 Further, as in the invention according to claim 9, in the sensor part (4), the through hole (24) penetrating the front and back is formed, and the electrode (25) is arranged in the through hole (24), Bump (26) shall be provided in the part exposed from the back surface of sensor part (4) among electrodes (25). The terminal (8) may be a rod-like member, and may be fixed to the case plug (1) with one end portion exposed at the bottom surface of the recess (2). And a sensor part (4) and a terminal (8) can be electrically connected via an electrode (25) and a bump (26) in the back surface side of a sensor part (4).

これによれば、センサ部（４）とターミナル（８）とをセンサ部（４）の裏面にて電気的に接続しているため、ボンディングワイヤ（９）を介してセンサ部（４）とターミナル（８）とを電気的に接続した場合よりも圧力検出室（１９）内の体積を減少させることができる。このため、圧力検出室（１９）内に含まれる圧力伝達媒体（２１）の体積を減少させることができ、外部温度が高温（低温）に変化した際に、圧力検出室（１９）内の全体の体積の増加（減少）を抑制することができるので、さらに圧力検出室（１９）に内圧変動が発生することを抑制することができる。 According to this, since the sensor part (4) and the terminal (8) are electrically connected on the back surface of the sensor part (4), the sensor part (4) and the terminal are connected via the bonding wire (9). The volume in the pressure detection chamber (19) can be reduced as compared with the case where (8) is electrically connected. For this reason, the volume of the pressure transmission medium (21) contained in the pressure detection chamber (19) can be reduced, and when the external temperature changes to a high temperature (low temperature), the entire inside of the pressure detection chamber (19). Since the increase (decrease) in volume can be suppressed, it is possible to further suppress the occurrence of internal pressure fluctuations in the pressure detection chamber (19).

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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 means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態における圧力センサの断面構成を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the pressure sensor in 1st Embodiment of this invention. （ａ）および（ｂ）は図１に示す圧力センサの部分拡大図である。(A) And (b) is the elements on larger scale of the pressure sensor shown in FIG. 図１に示すケースプラグをハウジング側から視た図である。It is the figure which looked at the case plug shown in FIG. 1 from the housing side. 外部温度を−４０〜１５０℃にしたときの圧力検出室内の体積変化量と、センサ出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the volume variation | change_quantity in a pressure detection chamber when external temperature is -40-150 degreeC, and a sensor output. 本発明の第２実施形態における圧力センサの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the pressure sensor in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態における圧力センサの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the pressure sensor in 3rd Embodiment of this invention. 外部温度を−４０〜１５０℃にしたときの圧力検出室内の体積変化量と、センサ出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the volume variation | change_quantity in a pressure detection chamber when external temperature is -40-150 degreeC, and a sensor output.

（第１実施形態）
本発明の一実施形態が適用された圧力センサについて図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態における圧力センサの断面構成を示す図、図２（ａ）および図２（ｂ）は図１に示す二点鎖線部分の拡大図、図３はケースプラグをハウジング側から視た図である。なお、図２（ａ）中のケースプラグは図３のＡ−Ａ断面に相当しており、図２（ｂ）中のケースプラグは図３のＢ−Ｂ断面に相当している。 (First embodiment)
A pressure sensor to which an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings. 1 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a pressure sensor according to the present embodiment, FIGS. 2A and 2B are enlarged views of a two-dot chain line portion shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a case plug viewed from the housing side. It is a figure. 2A corresponds to the AA cross section in FIG. 3, and the case plug in FIG. 2B corresponds to the BB cross section in FIG.

図１に示されるように、圧力センサにはケースプラグ１が備えられており、このケースプラグ１は、例えば、断熱樹脂材料であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂を型成形することにより作られ、本実施形態では円柱状をなしている。このケースプラグ１のうち一端部の一面には凹部２が形成されており、他端部には開口部３が形成されている。 As shown in FIG. 1, the pressure sensor is provided with a case plug 1. The case plug 1 is made by molding a resin such as PPS (polyphenylene sulfide) which is a heat insulating resin material, for example. In this embodiment, it is cylindrical. A recess 2 is formed on one surface of one end of the case plug 1, and an opening 3 is formed on the other end.

凹部２は、図２および図３に示されるように、第１〜第３凹部２ａ〜２ｃによって構成されている。具体的には、ケースプラグ１の一面の略中央部に平面形状が円形状とされた第１凹部２ａが形成され、第１凹部２ａの底面の略中央部に平面形状が矩形状とされた第２凹部２ｂが形成されている。また、第１凹部２ａの底面のうち第２凹部２ｂにおける周囲には、平面形状が円形状とされた第３凹部２ｃが４箇所形成されている。なお、図２および図３中では、第１凹部２ａの底面のうち第２凹部２ｂと第３凹部２ｃとの間に構成される部分を２ｄとして示している。 The recessed part 2 is comprised by the 1st-3rd recessed parts 2a-2c, as FIG. 2 and FIG. 3 shows. Specifically, a first concave portion 2a having a circular planar shape is formed at a substantially central portion of one surface of the case plug 1, and a planar shape is rectangular at a substantially central portion of the bottom surface of the first concave portion 2a. A second recess 2b is formed. In addition, four third recesses 2c having a circular planar shape are formed around the second recess 2b in the bottom surface of the first recess 2a. In FIGS. 2 and 3, a portion of the bottom surface of the first recess 2a that is configured between the second recess 2b and the third recess 2c is indicated as 2d.

そして、第２凹部２ｂには、センサ部４が図示しないシリコーン系接着剤等を介して搭載されている。このセンサ部４はセンサチップ５と台座６とを有して構成され、これらセンサチップ５と台座６とは陽極接合されている。センサチップ５にはダイヤフラム７が形成されており、ダイヤフラム７には図示しないブリッジ回路を構成するように形成されたゲージ抵抗が備えられている。すなわち、このセンサチップ５は、ダイヤフラム７に圧力が印加されるとゲージ抵抗の抵抗値が変化してブリッジ回路の電圧が変化し、この電圧の変化に応じてセンサ出力信号を出力する半導体ダイヤフラム式のものである。 And the sensor part 4 is mounted in the 2nd recessed part 2b via the silicone type adhesive agent etc. which are not shown in figure. The sensor unit 4 includes a sensor chip 5 and a base 6, and the sensor chip 5 and the base 6 are anodically bonded. A diaphragm 7 is formed on the sensor chip 5, and the diaphragm 7 is provided with a gauge resistor formed so as to constitute a bridge circuit (not shown). That is, in the sensor chip 5, when pressure is applied to the diaphragm 7, the resistance value of the gauge resistance changes to change the voltage of the bridge circuit, and a sensor output signal is output in accordance with the change of the voltage. belongs to.

また、図１〜図３に示されるように、ケースプラグ１には、センサチップ５と外部の回路等とを電気的に接続するための４個の金属製棒状のターミナル８が備えられており、各ターミナル８はインサートモールドによりケースプラグ１と一体に成形されることによってケースプラグ１内に保持されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the case plug 1 is provided with four metal rod-shaped terminals 8 for electrically connecting the sensor chip 5 to an external circuit or the like. Each terminal 8 is held in the case plug 1 by being integrally formed with the case plug 1 by insert molding.

具体的には、各ターミナル８はケースプラグ１を貫通しており、各ターミナル８のうち一端部はケースプラグ１から第３凹部２ｃ内に突出しており、他端部はケースプラグ１から開口部３内に突出している。第３凹部２ｃ内に突出している各ターミナル８の一端部は、湾曲しており、この端部における中間部（湾曲している部分）がボンディングワイヤ９を介してセンサチップ５と電気的に接続されている。また、開口部３内に突出している各ターミナル８の他端部は、図示しないワイヤハーネス等の外部配線部材を介して外部回路と電気的に接続される。 Specifically, each terminal 8 passes through the case plug 1, one end of each terminal 8 protrudes from the case plug 1 into the third recess 2 c, and the other end opens from the case plug 1. 3 protrudes. One end portion of each terminal 8 protruding into the third recess 2c is curved, and an intermediate portion (curved portion) at this end portion is electrically connected to the sensor chip 5 via the bonding wire 9. Has been. The other end of each terminal 8 protruding into the opening 3 is electrically connected to an external circuit via an external wiring member such as a wire harness (not shown).

そして、第３凹部２ｃには、ターミナル８の一端部のうち中間部を露出させるように、例えば、シリコーン系樹脂から成るシール材１０が配置されている。このシール材１０は第３凹部２ｃとターミナル８との隙間を封止するためのものである。 And the sealing material 10 which consists of silicone resin, for example is arrange | positioned so that the intermediate part may be exposed among the one end parts of the terminal 8 in the 3rd recessed part 2c. This sealing material 10 is for sealing a gap between the third recess 2 c and the terminal 8.

また、図１に示されるように、ケースプラグ１にはハウジング１１が組みつけられている。具体的には、ハウジング１１には収容凹部１２が備えられており、この収容凹部１２内にケースプラグ１のうち凹部２が備えられる一面側が挿入され、ハウジング１１の端部１３がケースプラグ１にかしめられることでケースプラグ１とハウジング１１とが組みつけられている。このハウジング１１は、例えば、ＳＵＳ等の金属材料よりなるものであり、測定媒体を導入するための測定媒体導入孔１４と測定媒体導入孔１４の外周壁面に圧力センサを固定するためのねじ部１５が備えられている。 As shown in FIG. 1, a housing 11 is assembled to the case plug 1. Specifically, the housing 11 is provided with an accommodation recess 12. One side of the case plug 1 where the recess 2 is provided is inserted into the accommodation recess 12, and the end 13 of the housing 11 is connected to the case plug 1. The case plug 1 and the housing 11 are assembled by caulking. The housing 11 is made of, for example, a metal material such as SUS, and includes a measurement medium introduction hole 14 for introducing the measurement medium and a screw portion 15 for fixing the pressure sensor to the outer peripheral wall surface of the measurement medium introduction hole 14. Is provided.

また、ハウジング１１のうち凹部２が形成されているケースプラグ１の一面と対抗している一面には、例えば、ＳＵＳ等からなる円形のメタルダイヤフラム１６とメタルダイヤフラム１６の外縁部分に配置されている環状のリングウェルド１７とが備えられている。 Further, on one surface of the housing 11 facing the one surface of the case plug 1 in which the recess 2 is formed, a circular metal diaphragm 16 made of SUS or the like and an outer edge portion of the metal diaphragm 16 are disposed, for example. An annular ring weld 17 is provided.

そして、ハウジング１１には、レーザ溶接等によりメタルダイヤフラム１６の外縁部分およびリングウェルド１７をハウジング１１に対して溶接することで、ハウジング１１、メタルダイヤフラム１６およびリングウェルド１７が溶け合った溶接部１８が形成されている。なお、メタルダイヤフラム１６のうち外縁部分はリングウェルド１７と共にハウジング１１に対して固定される部分であり、メタルダイヤフラム１６のうち凹部２を閉塞する部分は測定媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム部として機能する部分である。 The housing 11 is welded with the outer edge portion of the metal diaphragm 16 and the ring weld 17 to the housing 11 by laser welding or the like, thereby forming a welded portion 18 in which the housing 11, the metal diaphragm 16 and the ring weld 17 are melted. Has been. An outer edge portion of the metal diaphragm 16 is a portion fixed to the housing 11 together with the ring weld 17, and a portion of the metal diaphragm 16 that closes the recess 2 is a diaphragm portion that is displaced according to the pressure of the measurement medium. It is a functional part.

このように構成されたケースプラグ１とハウジング１１において、凹部２、メタルダイヤフラム１６、およびリングウェルド１７にて囲まれる空間にて圧力検出室１９が構成されている。そして、この圧力検出室１９には、図１〜図３に示されるように、温度が高くなるにつれて体積が減少するシリコン酸化物等で構成されるスペーサ２０が固定されている。 In the case plug 1 and the housing 11 thus configured, a pressure detection chamber 19 is configured in a space surrounded by the recess 2, the metal diaphragm 16, and the ring weld 17. As shown in FIGS. 1 to 3, a spacer 20 made of silicon oxide or the like whose volume decreases as the temperature increases is fixed to the pressure detection chamber 19.

具体的には、スペーサ２０は、円板状とされ、第１凹部２ａの深さより膜厚が薄くされていると共に第１凹部２ａの直径と略等しくされている。そして、第１凹部２ａの底面に図示しないシリコーン系接着剤等を介して固定されている。また、スペーサ２０は、センサ部４と対向する部分に開口部２０ａが形成されていると共に各ターミナル８のうちシール材１０から露出す部分と対向する部分に開口部２０ｂが形成されている。 Specifically, the spacer 20 has a disk shape, has a film thickness thinner than the depth of the first recess 2a, and is substantially equal to the diameter of the first recess 2a. And it fixes to the bottom face of the 1st recessed part 2a via the silicone type adhesive agent etc. which are not shown in figure. In addition, the spacer 20 has an opening 20 a at a portion facing the sensor portion 4 and an opening 20 b at a portion of each terminal 8 facing the portion exposed from the sealing material 10.

本実施形態では、開口部２０ａは、第２凹部２ｂと対向する矩形状の各角部が除去された領域とされており、第２凹部２ｂの各角部上にスペーサ２０が僅かに突出した状態とされている。また、開口部２０ｂは、各ターミナル８のうちシール材１０から露出する部分と対向する部分より僅かに大きくされている。 In the present embodiment, the opening 20a is a region where each rectangular corner facing the second recess 2b is removed, and the spacer 20 slightly protrudes on each corner of the second recess 2b. It is in a state. The opening 20b is slightly larger than the portion of each terminal 8 that faces the portion exposed from the sealing material 10.

そして、これら開口部２０ａ、２０ｂを連通すると共にボンディングワイヤ９と対向する部分に連通部２０ｃが形成されている。すなわち、センサ部４、各ターミナル８のうちシール材１０から露出している部分、ボンディングワイヤ９は、それぞれ開口部２０ａ、２０ｂ、連通部２０ｃから露出するようになっている。 A communication portion 20 c is formed in a portion that communicates with the openings 20 a and 20 b and faces the bonding wire 9. That is, the part exposed from the sealing material 10 among the sensor part 4 and each terminal 8 and the bonding wire 9 are exposed from the openings 20a and 20b and the communication part 20c, respectively.

また、図１および図２に示されるように、圧力検出室１９内は、メタルダイヤフラム１６に印加された圧力をセンサチップ５に伝達する圧力伝達媒体２１が充填されている。この圧力伝達媒体２１は、例えば、フッ素オイルやシリコーンオイル等のオイルで構成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure detection chamber 19 is filled with a pressure transmission medium 21 that transmits the pressure applied to the metal diaphragm 16 to the sensor chip 5. The pressure transmission medium 21 is made of oil such as fluorine oil or silicone oil, for example.

そして、ケースプラグ１のうち凹部２が備えられる一面には、凹部２を囲むように環状の溝２２が形成されており、この環状の溝２２には、例えば、シリコーンゴム等から成るＯリング２３が備えられている。このＯリング２３は、ケースプラグ１とハウジング１１とのかしめによるかしめ圧で押し潰されることで圧力検出室１９を封止するものである。 An annular groove 22 is formed on one surface of the case plug 1 where the concave portion 2 is provided so as to surround the concave portion 2, and an O-ring 23 made of, for example, silicone rubber is formed in the annular groove 22. Is provided. The O-ring 23 seals the pressure detection chamber 19 by being crushed by caulking pressure caused by caulking between the case plug 1 and the housing 11.

次に上記圧力センサの製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the pressure sensor will be described.

まず、ターミナル８がインサート成形されると共に上記構成のケースプラグ１を用意する。そして、センサチップ５が台座６と陽極接合されてなるセンサ部４を用意し、台座６側を第２凹部２ｂの底面に接着剤を介して接着する。 First, the terminal 8 is insert-molded and the case plug 1 having the above-described configuration is prepared. And the sensor part 4 by which the sensor chip 5 is anodically bonded with the base 6 is prepared, and the base 6 side is bonded to the bottom surface of the second recess 2b with an adhesive.

次に、ケースプラグ１のうち凹部２が形成された一面を上に向けた状態で第３凹部２ｃ内へシール材１０を注入し、シール材１０を第３凹部２ｃの底面まで行き渡らせた後、硬化する。このとき、各ターミナル８の一端部における中間部がシール材１０から露出すると共にシール材１０がセンサチップ５の表面に付着しないように注入量を調整する。 Next, after injecting the sealing material 10 into the third concave portion 2c with one surface of the case plug 1 on which the concave portion 2 is formed facing upward, spreading the sealing material 10 to the bottom surface of the third concave portion 2c , Cure. At this time, the injection amount is adjusted so that the intermediate portion at one end of each terminal 8 is exposed from the sealing material 10 and the sealing material 10 does not adhere to the surface of the sensor chip 5.

その後、ワイヤボンディングを行い、センサチップ５と各ターミナル８の一端部における中間部とをボンディングワイヤ９を介して電気的に接続する。そして、溝２２にＯリング２３を配置する。 Thereafter, wire bonding is performed, and the sensor chip 5 and the intermediate portion at one end of each terminal 8 are electrically connected via the bonding wire 9. Then, an O-ring 23 is disposed in the groove 22.

続いて、上記構成のスペーサ２０を第１凹部２ａの底面に接着剤を介して配置する。このとき、スペーサ２０には、上記開口部２０ａ、２０ｂおよび連通部２０ｃが形成されているため、センサ部４、各ターミナル８のうちシール材１０から露出する部分およびボンディングワイヤ９がスペーサ２０から露出する構成となる。 Subsequently, the spacer 20 having the above-described configuration is disposed on the bottom surface of the first recess 2a via an adhesive. At this time, since the openings 20 a and 20 b and the communication portion 20 c are formed in the spacer 20, portions of the sensor portion 4 and the terminals 8 exposed from the sealing material 10 and the bonding wires 9 are exposed from the spacer 20. It becomes the composition to do.

次に、圧力伝達媒体２１としてのオイルをディスペンサ等によって凹部２内へ注入する。そして、この状態のものを真空室にいれて、凹部２内の余分な空気を除去する。その後、一面にメタルダイヤフラム１６およびリングウェルド１７が溶接されているハウジング１１を用意し、真空室内でハウジング１１を上から水平に保ったままハウジング１１の収容凹部１２にケースプラグ１が嵌合するように降ろす。 Next, oil as the pressure transmission medium 21 is injected into the recess 2 by a dispenser or the like. And the thing of this state is put into a vacuum chamber, and the excess air in the recessed part 2 is removed. Thereafter, a housing 11 having a metal diaphragm 16 and a ring weld 17 welded to one surface is prepared, and the case plug 1 is fitted into the receiving recess 12 of the housing 11 while keeping the housing 11 horizontal from above in the vacuum chamber. Take it down.

続いて、ケースプラグ１とリングウェルド１７とが十分接するまで押さえる。これにより、凹部２、メタルダイヤフラム１６およびリングウェルド１７にて圧力検出室１９が構成される。そして、ハウジング１１の端部１３をケースプラグ１にかしめることにより、ハウジング１１とケースプラグ１とを一体化する。このような製造方法により本実施形態の圧力センサが製造される。 Subsequently, the case plug 1 and the ring weld 17 are pressed until they are in sufficient contact. Thus, the pressure detection chamber 19 is constituted by the recess 2, the metal diaphragm 16 and the ring weld 17. Then, the housing 11 and the case plug 1 are integrated by caulking the end portion 13 of the housing 11 to the case plug 1. The pressure sensor of this embodiment is manufactured by such a manufacturing method.

以上説明したように、本実施形態の圧力センサでは、圧力検出室１９内に温度が高くなるにつれて体積が減少するスペーサ２０を固定している。このため、外部温度が高温に変化した際に、圧力伝達媒体２１としてのオイルが熱膨張してもスペーサ２０の体積が減少するため、オイルの体積変化をスペーサ２０にて吸収することができる。したがって、圧力検出室１９内の全体の体積増加を小さくすることができ、圧力検出室１９に内圧変動が発生することを抑制することができる。 As described above, in the pressure sensor of this embodiment, the spacer 20 whose volume decreases as the temperature increases is fixed in the pressure detection chamber 19. For this reason, when the external temperature is changed to a high temperature, the volume of the spacer 20 is reduced even if the oil as the pressure transmission medium 21 is thermally expanded, so that the change in the volume of the oil can be absorbed by the spacer 20. Accordingly, the increase in the entire volume in the pressure detection chamber 19 can be reduced, and the occurrence of fluctuations in the internal pressure in the pressure detection chamber 19 can be suppressed.

図４は、外部温度を−４０〜１５０℃にしたときの圧力検出室１９内の体積変化量と、センサ出力との関係を示す図である。なお、図４では、外部温度が２５℃のときの圧力検出室１９内の体積を基準（０）とし、外部温度が２５℃であるときの圧力検出室１９の体積に対する体積変化量を横軸として示してある。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the volume change amount in the pressure detection chamber 19 and the sensor output when the external temperature is set to −40 to 150 ° C. In FIG. 4, the volume in the pressure detection chamber 19 when the external temperature is 25 ° C. is set as a reference (0), and the volume change with respect to the volume of the pressure detection chamber 19 when the external temperature is 25 ° C. It is shown as

図４に示されるように、圧力センサは、外部温度が２５℃より高くなるにつれて圧力検出室１９内の体積が大きくなり、外部温度が２５℃より低くなるにつれて圧力検出室１９内の体積が小さくなる。そして、スペーサ２０を備えない圧力センサでは、外部温度が−４０〜１５０℃の範囲において、圧力検出室１９内の体積変化量が−１４〜３２ｍｍ^３となる。これに対し、本実施形態の圧力センサでは、外部温度が−４０〜１５０℃の範囲において、圧力検出室１９内の体積変化量が−１０〜２２ｍｍ^３となる。 As shown in FIG. 4, in the pressure sensor, the volume in the pressure detection chamber 19 increases as the external temperature becomes higher than 25 ° C., and the volume in the pressure detection chamber 19 decreases as the external temperature becomes lower than 25 ° C. Become. Then, the pressure sensor having no spacer 20, in a range of external temperature -40 to 150 ° C., the volume change of the pressure detecting chamber 19 becomes -14~32mm ^3. On the other hand, in the pressure sensor of the present embodiment, the volume change amount in the pressure detection chamber 19 is −10 to 22 mm ^{3 in} the external temperature range of −40 to 150 ° C.

すなわち、本実施形態の圧力センサでは、本実施形態のスペーサ２０を備えない圧力センサと比較して、例えば、外部温度が１５０℃のような高温である場合、外部温度が２５℃であるときの圧力検出室１９の体積に対する変化量を約１０ｍｍ^３低減することができる。このため、圧力検出室１９に内圧変動が発生することを抑制することができ、出力誤差を低減することができる。 That is, in the pressure sensor of the present embodiment, compared with the pressure sensor not including the spacer 20 of the present embodiment, for example, when the external temperature is a high temperature such as 150 ° C., the external temperature is 25 ° C. The amount of change with respect to the volume of the pressure detection chamber 19 can be reduced by about 10 mm ³ . For this reason, it can suppress that internal pressure fluctuation | variation generate | occur | produces in the pressure detection chamber 19, and can reduce an output error.

なお、図４に示されるように、外部温度が２５℃より高くなっても体積変化量が８ｍｍ^３以下のような小さい場合に出力誤差がほとんどないのは、メタルダイヤフラム１６の変位によって圧力検出室１９内の内圧変動が抑制されるためである。また、外部温度が２５℃より低い場合においても体積変化量が小さくなるのは、スペーサ２０が備えられていることによって圧力検出室１９内に充填されるオイル自体の体積が低減されるためである。 As shown in FIG. 4, there is almost no output error when the volume change is as small as 8 mm ³ or less even when the external temperature is higher than 25 ° C. The pressure detection chamber is due to the displacement of the metal diaphragm 16. This is because fluctuations in the internal pressure within 19 are suppressed. The reason why the volume change amount is small even when the external temperature is lower than 25 ° C. is that the volume of the oil itself filled in the pressure detection chamber 19 is reduced by the provision of the spacer 20. .

さらに、本実施形態のスペーサ２０は、圧力検出室１９内に固定されているため、メタルダイヤフラム１６に圧力が印加されたり、外部温度が高温に変化したりしても変位（移動）しない。このため、スペーサ２０がセンサ部４と衝突することもなく、センサ部４が正常に作動しなくなることもないため、信頼性を向上させることができる。 Furthermore, since the spacer 20 of the present embodiment is fixed in the pressure detection chamber 19, even if a pressure is applied to the metal diaphragm 16 or the external temperature changes to a high temperature, the spacer 20 does not move (move). For this reason, since the spacer 20 does not collide with the sensor unit 4 and the sensor unit 4 does not normally operate, the reliability can be improved.

さらに、従来の圧力センサでは、メタルダイヤフラム１６に圧力が印加されたり、外部温度が高温に変化したりしたときにビーズが圧力検出室１９内を移動する。このため、ビーズがＯリング２３とリングウェルド１７との間に挟まったり、ビーズがＯリング２３を侵食したりして、圧力検出室１９が外部と連通される可能性があるという問題があった。しかしながら、本実施形態では、ビーズの代わりにスペーサ２０を用い、当該スペーサ２０を圧力検出室１９に固定しているため、圧力検出室１９と外部とが連通されることも抑制することができる。 Further, in the conventional pressure sensor, the beads move in the pressure detection chamber 19 when pressure is applied to the metal diaphragm 16 or when the external temperature changes to a high temperature. For this reason, there is a problem that the pressure detection chamber 19 may be communicated with the outside because the beads are sandwiched between the O-ring 23 and the ring weld 17 or the beads erode the O-ring 23. . However, in this embodiment, since the spacer 20 is used instead of the bead and the spacer 20 is fixed to the pressure detection chamber 19, it is possible to suppress the communication between the pressure detection chamber 19 and the outside.

（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は、第１実施形態に対してスペーサ２０の固定方法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、ここでは説明を省略する。図５は、本実施形態の圧力センサの部分拡大図である。なお、図５は、図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力センサのうちの他の部分に関しては図１と同様である。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The pressure sensor of the present embodiment is obtained by changing the fixing method of the spacer 20 with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted here. FIG. 5 is a partially enlarged view of the pressure sensor of the present embodiment. 5 corresponds to the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, and the other portions of the pressure sensor of the present embodiment are the same as those in FIG.

図５に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、溝２２のうち内周側の壁面に環状の窪み部２２ａが形成されている。スペーサ２０は、外縁部に面方向と垂直方向に突出している環状の突出部２０ｄと、当該突出部２０ｄの先端に内側に突出する突起部２０ｅとを備えている。そして、スペーサ２０は、突起部２０ｅが窪み部２２ａに嵌合されて固定されている。 As shown in FIG. 5, in the pressure sensor of this embodiment, an annular recess 22 a is formed on the inner peripheral wall surface of the groove 22. The spacer 20 includes an annular projecting portion 20d projecting in the direction perpendicular to the surface direction at the outer edge portion, and a projecting portion 20e projecting inward at the tip of the projecting portion 20d. The spacer 20 is fixed by fitting the protrusion 20e into the recess 22a.

このような圧力センサでは、上記第１実施形態と比較して、スペーサ２０が圧力検出室１９から剥離することを抑制することができる。すなわち、上記第１実施形態のようにスペーサ２０を第１凹部２ａの底面に接着剤を介して接合した場合には、ケースプラグ１とスペーサ２０との熱膨張係数の違いによって熱応力が発生し、スペーサ２０が剥離してしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態のように、スペーサ２０に上記突出部２０ｄおよび突起部２０ｅを備えて窪み部２２ａに嵌合することにより、外部温度が高温に変化してスペーサ２０の体積が収縮するとき、スペーサ２０は内側（中心）に向かって収縮するため、突起部２０ｅと窪み部２２ａとの嵌合がより強くなる。このため、スペーサ２０が圧力検出室１９から剥離することを抑制することができる。すなわち、外部温度が高温に変化してもスペーサ２０を圧力検出室１９に固定し続けることができる。 In such a pressure sensor, it is possible to prevent the spacer 20 from being separated from the pressure detection chamber 19 as compared with the first embodiment. That is, when the spacer 20 is joined to the bottom surface of the first recess 2a via an adhesive as in the first embodiment, thermal stress is generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the case plug 1 and the spacer 20. The spacer 20 may be peeled off. However, as in this embodiment, when the spacer 20 includes the protrusion 20d and the protrusion 20e and is fitted into the recess 22a, the external temperature changes to a high temperature and the volume of the spacer 20 contracts. Since the spacer 20 contracts toward the inside (center), the fitting between the protrusion 20e and the recess 22a becomes stronger. For this reason, it can suppress that the spacer 20 peels from the pressure detection chamber 19. FIG. That is, the spacer 20 can continue to be fixed to the pressure detection chamber 19 even when the external temperature changes to a high temperature.

なお、本実施形態においては、スペーサ２０を第１凹部２ａの底面に接着剤を介して固定しつつ、突起部２０ｅを窪み部２２ａに嵌合して固定してももちろんよい。 In the present embodiment, the spacer 20 may be fixed to the bottom surface of the first recess 2a with an adhesive, and the protrusion 20e may be fitted and fixed to the recess 22a.

（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は、第１実施形態に対して、センサ部４とターミナル８との接続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ここでは説明を省略する。図６は本実施形態の圧力センサの部分拡大図である。なお、図６は、図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力センサのうちの他の部分に関しては図１と同様である。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. The pressure sensor of the present embodiment is obtained by changing the connection between the sensor unit 4 and the terminal 8 with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those of the first embodiment, so that the description thereof is omitted here. . FIG. 6 is a partially enlarged view of the pressure sensor of the present embodiment. 6 corresponds to the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, and the other portions of the pressure sensor of the present embodiment are the same as those in FIG.

図６に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、センサチップ５および台座６に貫通孔２４が形成されており、貫通孔２４には電極２５が埋め込まれている。また、電極２５のうち台座６から露出している部分にはバンプ２６が備えられている。そして、ケースプラグ１はターミナル８のうち一端部が第２凹部２ｂの底面にて露出するようにインサート成形されており、電極２５とターミナル８とはバンプ２６を介して接続されている。これによりセンサチップ５とターミナル８とが電気的に接続されている。また、バンプ２６の周囲には絶縁性部材２７が配置されている。 As shown in FIG. 6, in the pressure sensor of this embodiment, a through hole 24 is formed in the sensor chip 5 and the base 6, and an electrode 25 is embedded in the through hole 24. Further, a bump 26 is provided on a portion of the electrode 25 exposed from the base 6. The case plug 1 is insert-molded so that one end of the terminal 8 is exposed at the bottom surface of the second recess 2 b, and the electrode 25 and the terminal 8 are connected via a bump 26. Thereby, the sensor chip 5 and the terminal 8 are electrically connected. An insulating member 27 is disposed around the bump 26.

すなわち、本実施形態では、凹部２は、第１、第２凹部２ａ、２ｂで構成されており、第３凹部２ｃは形成されていない。また、溝２２も形成されておらず、Ｏリング２３は第１凹部２ａのうちスペーサ２０の外側に配置されている。 That is, in this embodiment, the recessed part 2 is comprised by the 1st, 2nd recessed part 2a, 2b, and the 3rd recessed part 2c is not formed. Further, the groove 22 is not formed, and the O-ring 23 is disposed outside the spacer 20 in the first recess 2a.

上記圧力センサでは、センサチップ５とターミナル８との電気的な接続を電極２５およびバンプ２６を用いて行っている。このため、センサチップ５とターミナル８との電気的な接続を行うボンディングワイヤ９を無くすことができ、第３凹部２ｃが形成される領域を無くすことができる。また、ボンディングワイヤ９がメタルダイヤフラム１６と接触することを避けるための空間を無くすことができる。つまり、センサ部４とメタルダイヤフラム１６との距離を近づけることができる。 In the pressure sensor, electrical connection between the sensor chip 5 and the terminal 8 is performed using the electrodes 25 and the bumps 26. For this reason, the bonding wire 9 which electrically connects the sensor chip 5 and the terminal 8 can be eliminated, and the region where the third recess 2c is formed can be eliminated. Further, a space for avoiding the bonding wire 9 from contacting the metal diaphragm 16 can be eliminated. That is, the distance between the sensor unit 4 and the metal diaphragm 16 can be reduced.

したがって、上記第１実施形態と比較して、圧力検出室１９を小さくすることができ、充填される圧力伝達媒体２１としてのオイルの体積を減らすことができる。このため、外部温度が高温に変化した際に、さらに圧力検出室１９内の全体の体積の増加を小さくすることができ、圧力検出室１９に内圧変動が発生することを抑制することができる。 Therefore, compared with the first embodiment, the pressure detection chamber 19 can be made smaller, and the volume of oil as the pressure transmission medium 21 to be filled can be reduced. For this reason, when the external temperature changes to a high temperature, the increase in the entire volume in the pressure detection chamber 19 can be further reduced, and the occurrence of internal pressure fluctuations in the pressure detection chamber 19 can be suppressed.

なお、上記圧力センサは次のように製造される。まず、ターミナル８のうち一端部が第２凹部２ｂの底面にて露出するようにインサート成形されたケースプラグ１を用意する。また、センサ部４を用意し、台座６およびセンサチップ５を貫通する貫通孔２４を、例えば、レーザ等により形成する。そして、貫通孔２４を絶縁処理した後に、この貫通孔２４に電極２５を埋め込む。続いて、例えば、はんだ等によって電極２５のうち台座６から露出している部分にバンプ２６を形成し、バンプ２６とターミナル８とを、例えば、超音波接合を行うことで接続する。これによりセンサチップ５とターミナル８とを電気的に接続することができる。その後、バンプ２６の周囲に絶縁性部材２７を配置することで本実施形態の圧力センサが製造される。 The pressure sensor is manufactured as follows. First, the case plug 1 that is insert-molded so that one end of the terminal 8 is exposed at the bottom surface of the second recess 2b is prepared. Moreover, the sensor part 4 is prepared and the through-hole 24 which penetrates the base 6 and the sensor chip 5 is formed with a laser etc., for example. Then, after insulating the through hole 24, the electrode 25 is embedded in the through hole 24. Subsequently, for example, a bump 26 is formed on a portion of the electrode 25 exposed from the pedestal 6 with solder or the like, and the bump 26 and the terminal 8 are connected by, for example, ultrasonic bonding. Thereby, the sensor chip 5 and the terminal 8 can be electrically connected. Then, the pressure sensor of this embodiment is manufactured by disposing the insulating member 27 around the bump 26.

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは、第１実施形態に対して、スペーサ２０の構成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ここでは説明を省略する。なお、本実施形態における圧力センサの基本的な構成は、図１〜図３と同様である。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. The pressure sensor of the present embodiment is obtained by changing the configuration of the spacer 20 with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here. In addition, the basic structure of the pressure sensor in this embodiment is the same as that of FIGS.

本実施形態のスペーサ２０は、温度が低くなるにつれて体積が増加するザイロン繊維、高強度ポリエチレン繊維等で構成されている。これによれば、外部温度が低温に変化した際に、圧力伝達媒体２１としてのオイルが熱収縮してもスペーサ２０の体積が増加するため、オイルの体積変化をスペーサ２０にて吸収することができる。したがって、圧力検出室１９内の全体の体積減少を小さくすることができ、圧力検出室１９に内圧変動が発生することを抑制することができる。 The spacer 20 of the present embodiment is composed of xylon fiber, high-strength polyethylene fiber, or the like whose volume increases as the temperature decreases. According to this, when the external temperature changes to a low temperature, the volume of the spacer 20 increases even if the oil as the pressure transmission medium 21 is thermally contracted, so that the change in the oil volume can be absorbed by the spacer 20. it can. Therefore, the overall volume reduction in the pressure detection chamber 19 can be reduced, and the occurrence of internal pressure fluctuations in the pressure detection chamber 19 can be suppressed.

図７は、外部温度を−４０〜１５０℃にしたときの圧力検出室１９内の体積変化量と、センサ出力との関係を示す図である。なお、図７では、外部温度が２５℃のときの圧力検出室１９内の体積を基準（０）とし、外部温度が２５℃であるときの圧力検出室１９の体積に対する体積変化量を横軸として示してある。 FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between the volume change amount in the pressure detection chamber 19 and the sensor output when the external temperature is set to −40 to 150 ° C. In FIG. 7, the volume in the pressure detection chamber 19 when the external temperature is 25 ° C. is set as a reference (0), and the volume change with respect to the volume of the pressure detection chamber 19 when the external temperature is 25 ° C. is shown on the horizontal axis. It is shown as

図７に示されるように、スペーサ２０を備えない圧力センサでは、外部温度が−４０〜１５０℃の範囲において、圧力検出室１９内の体積変化量が−１４〜３２ｍｍ^３となる。これに対し、本実施形態の圧力センサでは、外部温度が−４０〜１５０℃の範囲において、圧力検出室１９内の体積変化量が−６〜２６ｍｍ^３となる。 As shown in FIG. 7, in the pressure sensor not including the spacer 20, the volume change amount in the pressure detection chamber 19 is −14 to 32 mm ³ when the external temperature is in the range of −40 to 150 ° C. On the other hand, in the pressure sensor of this embodiment, the volume change amount in the pressure detection chamber 19 is −6 to 26 mm ^{3 in} the external temperature range of −40 to 150 ° C.

すなわち、本実施形態の圧力センサでは、本実施形態のスペーサ２０を備えない圧力センサと比較して、例えば、外部温度が−４０℃のような低温である場合、外部温度が２５℃であるときの圧力検出室１９の体積に対する変化量を約８ｍｍ^３低減することができる。このため、圧力検出室１９に内圧変動が発生することを抑制することができ、出力誤差を低減することができる。 That is, in the pressure sensor of this embodiment, when the external temperature is a low temperature such as −40 ° C., for example, when the external temperature is 25 ° C., compared to the pressure sensor not including the spacer 20 of this embodiment. The amount of change with respect to the volume of the pressure detection chamber 19 can be reduced by about 8 mm ³ . For this reason, it can suppress that internal pressure fluctuation | variation generate | occur | produces in the pressure detection chamber 19, and can reduce an output error.

なお、図７に示されるように、外部温度が２５℃より高い場合においても体積変化量が小さくなるのは、スペーサ２０が備えられていることによって圧力検出室１９内に充填されるオイル自体の体積が低減されるためである。 As shown in FIG. 7, even when the external temperature is higher than 25 ° C., the volume change amount becomes small because the oil itself filled in the pressure detection chamber 19 by the spacer 20 is provided. This is because the volume is reduced.

また、上記第１実施形態と同様に、スペーサ２０は、圧力検出室１９内に固定されているため、メタルダイヤフラム１６に圧力が印加されたり、外部温度が高温に変化したりしても変位（移動）しない。したがって、上記第１実施形態と同様に、信頼性を向上させることができる。 Similarly to the first embodiment, since the spacer 20 is fixed in the pressure detection chamber 19, the spacer 20 is displaced even when pressure is applied to the metal diaphragm 16 or the external temperature changes to a high temperature. Do not move). Therefore, the reliability can be improved as in the first embodiment.

（他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、スペーサ２０を温度が高くなるにつれて体積が減少する材料で構成されたものを例に挙げて説明したが、スペーサ２０を温度が高くなるにつれてヤング率が減少するもので構成してもよい。温度が高くなるにつれてヤング率が減少するものとしては、例えば、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。同様に、上記第４実施形態において、スペーサ２０を温度が低くなるにつれてヤング率が増加するもので構成してもよい。温度が低くなるにつれてヤング率が増加するものとしては、例えば、ゴム、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。すなわち、例えば、スペーサ２０をＡＢＳ樹脂で構成することにより、温度が高くなるにつれてヤング率が減少すると共に、温度が低くなるにつれてヤング率が増加するスペーサ２０とすることができる。 (Other embodiments)
In the first to third embodiments, the spacer 20 has been described by taking as an example a material that is made of a material whose volume decreases as the temperature increases. However, the Young's modulus of the spacer 20 decreases as the temperature increases. You may comprise. Examples of the material whose Young's modulus decreases as the temperature increases include ABS resin. Similarly, in the fourth embodiment, the spacer 20 may be configured such that the Young's modulus increases as the temperature decreases. Examples of the material whose Young's modulus increases as the temperature decreases include rubber and ABS resin. That is, for example, when the spacer 20 is made of ABS resin, the Young's modulus decreases as the temperature increases, and the spacer 20 increases as the temperature decreases.

また、上記各実施形態において、ケースプラグ１はＰＰＳで構成されており、ハウジング１１はＳＵＳ等の金属を用いて構成されているが、もちろんこれらに限られるものではなく、例えば、ケースプラグ１をＳＵＳや、炭素鋼等の金属を用いて構成することもできる。この場合は、各ターミナル８がケースプラグ１を介して導通しないように各ターミナル８に絶縁膜を配置すればよい。 In each of the above embodiments, the case plug 1 is made of PPS, and the housing 11 is made of a metal such as SUS. Of course, the case plug 1 is not limited to this. It can also comprise using metals, such as SUS and carbon steel. In this case, an insulating film may be disposed on each terminal 8 so that each terminal 8 does not conduct through the case plug 1.

さらに、上記各実施形態では、スペーサ２０は円板状の一部材で構成されたものについて説明したが、スペーサ２０は複数個に分割されていてもよく、各スペーサ２０が圧力検出室１９に固定されていればよい。また、スペーサ２０は、円板状のものに限らず、例えば、矩形状とされていてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the spacer 20 has been described as being constituted by a disk-shaped member. However, the spacer 20 may be divided into a plurality of pieces, and each spacer 20 is fixed to the pressure detection chamber 19. It only has to be done. In addition, the spacer 20 is not limited to a disk shape, and may be a rectangular shape, for example.

そして、上記第２実施形態では、溝２２のうち内周側の壁面に環状の窪み部２２ａが形成されているものを説明したが、例えば、第３凹部２ｃの内周側の壁面に環状の窪み部２２ａが形成されていてもよい。この場合は、スペーサ２０の直径を適宜変更して突起部２０ｅが窪み部２２ａに嵌合されるようにすればよい。 And in the said 2nd Embodiment, although the annular recessed part 22a was formed in the wall surface of the inner peripheral side among the grooves 22, for example, it is cyclic | annular to the wall surface of the inner peripheral side of the 3rd recessed part 2c. A recess 22a may be formed. In this case, the diameter of the spacer 20 may be changed as appropriate so that the protrusion 20e is fitted into the recess 22a.

また、上記第３実施形態を上記第２実施形態と組み合わせることもできる。例えば、第１凹部２ａの底面に第２凹部２ｂを囲む環状の凹み部を形成すると共に当該凹み部の内周側の壁面に環状の窪み部２２ａを形成し、突起部２０ｅが窪み部２２ａに嵌合されるようにすればよい。 Moreover, the said 3rd Embodiment can also be combined with the said 2nd Embodiment. For example, an annular recess portion surrounding the second recess 2b is formed on the bottom surface of the first recess 2a, an annular recess portion 22a is formed on the inner peripheral wall surface of the recess portion, and the protruding portion 20e is formed on the recess portion 22a. What is necessary is just to make it fit.

同様に、上記第４実施形態を上記第１〜第３実施形態と組み合わせることもできる。つまり、温度が高くなるにつれて体積が減少するスペーサ２０と、温度が低くなるにつれて体積が増加するスペーサ２０とを備える圧力センサとしてもよい。これによれば、外部温度が高温に変化した際、および外部温度が低温に変化した際の両方の場合に圧力検出精度が低下することを抑制することができる。 Similarly, the fourth embodiment can be combined with the first to third embodiments. That is, the pressure sensor may include a spacer 20 whose volume decreases as the temperature increases and a spacer 20 whose volume increases as the temperature decreases. According to this, it is possible to suppress a decrease in pressure detection accuracy both when the external temperature changes to a high temperature and when the external temperature changes to a low temperature.

例えば、上記第４実施形態を上記第１、第３実施形態に組み合わせる場合には、温度が高くなるにつれて体積が減少するスペーサ２０と、温度が低くなるにつれて体積が増加するスペーサ２０とをそれぞれ半円板状とし、それぞれのスペーサ２０を第１凹部２ａの底面にシリコーン系接着剤等を介して固定すればよい。 For example, when the fourth embodiment is combined with the first and third embodiments, the spacer 20 that decreases in volume as the temperature increases and the spacer 20 that increases in volume as the temperature decreases are divided by half. A disc shape may be used, and each spacer 20 may be fixed to the bottom surface of the first recess 2a via a silicone adhesive or the like.

また、上記第４実施形態を上記第２実施第２実施形態に組み合わせる場合には、温度が高くなるにつれて体積が減少する半円板状のスペーサ２０と、温度が低くなるにつれて体積が増加する半円板状のスペーサ２０とを接合して円板状のスペーサ２０を構成し、このスペーサ２０を窪み部２２ａに嵌合してもよい。また、温度が高くなるにつれて体積が減少するスペーサ２０に新たな窪み部２２ａを設け、このスペーサ２０の窪み部に温度が低くなるにつれて体積が増加するスペーサ２０を嵌合してもよい。 Further, when the fourth embodiment is combined with the second embodiment, the semicircular spacer 20 whose volume decreases as the temperature increases, and the half whose volume increases as the temperature decreases. The disk-shaped spacer 20 may be joined to the disk-shaped spacer 20, and the spacer 20 may be fitted into the recess 22a. Alternatively, a new recess 22a may be provided in the spacer 20 whose volume decreases as the temperature increases, and the spacer 20 whose volume increases as the temperature decreases may be fitted into the recess 20 of the spacer 20.

さらに、温度が高くなるにつれて体積が減少すると共に温度が低くなるにつれて体積が増加する複合材料を用いてスペーサ２０を構成してもよい。このような複合材料は、例えば、樹脂にザイロン繊維や高強度ポリエチレン繊維等を混入することにより構成される。 Further, the spacer 20 may be formed using a composite material that decreases in volume as the temperature increases and increases in volume as the temperature decreases. Such a composite material is constituted, for example, by mixing a xylon fiber, a high-strength polyethylene fiber, or the like into a resin.

１ケースプラグ
２凹部
４センサ部
８ターミナル
９ボンディングワイヤ
１１ハウジング
１２収容凹部
１６メタルダイヤフラム
１９圧力検出室
２０スペーサ
２１圧力伝達媒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case plug 2 Recessed part 4 Sensor part 8 Terminal 9 Bonding wire 11 Housing 12 Housing recessed part 16 Metal diaphragm 19 Pressure detection chamber 20 Spacer 21 Pressure transmission medium

Claims

A sensor unit (4) for outputting a sensor output signal corresponding to the pressure of the measurement medium;
A case plug (1) provided with a recess (2) on one surface, and the recess (2) with the sensor part (4);
A housing (11) having a housing recess (12) and being assembled integrally with the case plug (1) by inserting the one surface side of the case plug (1) into the housing recess (12);
Metal diaphragm (disposed between the one surface of the case plug (1) and the one surface of the housing (11) facing the one surface of the case plug (1) when the pressure of the measurement medium is applied. 16)
A space including a portion surrounded by the recess (2) and the metal diaphragm (16) is a pressure detection chamber (19), and a pressure transmission medium (21) filled in the pressure detection chamber (19);
A pressure sensor comprising: a terminal (8) that is electrically connected to the sensor unit (4) and performs electrical connection to the outside;
The pressure detection chamber (19) is fixed with a spacer (20) whose volume decreases as the temperature increases or whose Young's modulus decreases as the temperature increases.

The spacer (20) whose volume increases as the temperature decreases or whose Young's modulus decreases as the temperature decreases is fixed to the pressure detection chamber (19). The pressure sensor described.

A sensor unit (4) for outputting a sensor output signal corresponding to the pressure of the measurement medium;
A case plug (1) provided with a recess (2) on one surface, and the recess (2) with the sensor part (4);
A housing (11) having a housing recess (12) and being assembled integrally with the case plug (1) by inserting the one surface side of the case plug (1) into the housing recess (12);
Metal diaphragm (disposed between the one surface of the case plug (1) and the one surface of the housing (11) facing the one surface of the case plug (1) when the pressure of the measurement medium is applied. 16)
A space including a portion surrounded by the recess (2) and the metal diaphragm (16) is a pressure detection chamber (19), and a pressure transmission medium (21) filled in the pressure detection chamber (19);
A pressure sensor comprising: a terminal (8) that is electrically connected to the sensor unit (4) and performs electrical connection to the outside;
In the pressure detection chamber (19), a spacer (20) whose volume increases as the temperature decreases or whose Young's modulus increases as the temperature decreases is fixed.

An annular groove (22) surrounding the recess (2) is provided on the one surface of the case plug (1), and an O-ring for sealing the pressure detection chamber (19) is provided in the groove (22). (23) It is provided, The pressure sensor as described in any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.

A depression (22a) is formed in the pressure detection chamber (19),
The spacer (20) is composed of a plate-like member, and has a protruding portion (20e) that protrudes in an outer edge portion in a direction perpendicular to the surface direction of the plate-like member and protrudes inwardly at the tip in the protruding direction. 20 d), and the protrusion (20 e) is fixed to the pressure detection chamber (19) by being fitted into the recess (22 a). The pressure sensor as described in any one.

The groove (22) has a recess (22a) formed on the inner peripheral wall surface,
The spacer (20) is composed of a plate-like member, and has a protruding portion (20e) that protrudes in an outer edge portion in a direction perpendicular to the surface direction of the plate-like member and protrudes inwardly at the tip in the protruding direction. The pressure according to claim 4, wherein the pressure detection chamber (19) is fixed to the pressure detection chamber (19) by fitting the protrusion (20e) into the depression (22a). Sensor.

The terminal (8) is a rod-shaped member, and is held by the case plug (1) in a state where one end is exposed from the bottom surface of the recess (2),
The spacer (20) is fixed to the bottom surface of the recess (2), and has an opening (20a, 20a) at a portion facing the sensor portion (4) and a portion facing one end of the terminal (8). 20b) is formed,
The pressure sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein a part of the sensor part (4) and the terminal (8) are exposed from the spacer (20).

The said sensor part (4) and the said terminal (8) are electrically connected by the bonding wire (9) through the said opening part (20a, 20b), The Claim 7 characterized by the above-mentioned. Pressure sensor.

A through hole (24) penetrating the front and back is formed in the sensor part (4), and an electrode (25) is disposed in the through hole (24), and the sensor part of the electrode (25) The part exposed from the back surface of (4) is provided with a bump (26),
The terminal (8) is a rod-like member, and is fixed to the case plug (1) with one end portion exposed at the bottom surface of the recess (2).
The sensor part (4) and the terminal (8) are electrically connected via the electrode (25) and the bump (26) on the back side of the sensor part (4). The pressure sensor according to any one of claims 1 to 6.