JP4052263B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、ダイアフラムにより閉鎖された圧力検出室に液体を封入し、圧力検出室内に圧力検出素子を配設してなる液封式の圧力センサに関する。

この種の圧力センサは、ケースに設けられた圧力検出室に圧力検出素子を配設するとともに圧力伝達媒体としての液体を封入し、この圧力検出室を覆うようにケースにダイアフラムを固定することにより構成されている（たとえば、特許文献１参照）。

図８は、上記特許文献１に記載されている従来の一般的な圧力センサにおける圧力検出室近傍部の断面構成を示す図である。

ケース１０には凹部１１が形成されており、この凹部１１内の空間が圧力検出室４０として構成されている。この圧力検出室４０には、圧力伝達媒体としてのオイルなどからなる液体１５が封入されている。

そして、ケース１０には、封入された液体１５と接して圧力検出室４０を封止するように、受圧用の金属製のダイアフラム３４が設けられている。ここで、ダイアフラム３４は、図８中の白抜き矢印の方向から導入された圧力を受圧するようになっている。

また、圧力検出室４０内にて液体１５の圧力を受ける位置には、圧力検出素子２０が設けられている。そして、ダイアフラム３４が受圧した圧力は、液体１５を介して圧力検出素子２０に伝達されるようになっている。

ここで、圧力検出素子２０は、ケース１０に設けられているターミナル１２とワイヤ１３を介して結線され電気的に接続されている。そして、圧力検出素子２０は、液体１５から受ける圧力に応じたレベルの電気信号を発生し、この電気信号は、ワイヤ１３、ターミナル１２を介して出力されるようになっている。

また、図８に示されるように、ダイアフラム３４の周辺部とケース１０のうち圧力検出室４０の外周に位置する部位との間には、ケース１０の側から順にＯリング４２、環状のリングウェルド３５が介在している。

ここで、Ｏリング４２は、圧力検出室４０をシールするためのものであり、リングウェルド３５は、肉薄のダイアフラム３４を支持するための押さえ部材である。

ここでは、リングウェルド３５およびダイアフラム３４は、圧力導入孔３２を有するハウジング３０に溶接されている。このハウジング３０とケース１０とは、かしめなどにより固定されて一体に組み付けられている。

そして、このハウジング３０とケース１０とがかしめなどによって組み付けられる力によって、ダイアフラム３４は、Ｏリング４２、リングウェルド３５を介してケース１０に押さえつけられて固定されている。これにより、圧力検出室４０はシールされている。
特開２００２−９８６０７号公報

しかしながら、上記図８に示されるような圧力センサでは、次のような場合に圧力検出室４０から、封入されている液体１５が漏れ出てしまう。

たとえば、Ｏリング４２に傷があったり、ハウジング３０とケース１０とのかしめ不良によるＯリング４２の圧縮不足があったり、リングウェルド３５およびダイアフラム３４の溶接不良があったりすると上記の液体１５の漏れが生じる。

また、ダイアフラム３４の周辺部をＯリング４２、リングウェルド３５を介してケース１０に固定することで、圧力検出室４０のシール部を構成しているが、このシール部において、各面の面粗さが大きかったり、傷・バリ・打痕などがあったり、また、シール部にて異物の噛み込みなどがあったりした場合にも、上記の液体１５の漏れが生じる。

さらには、上記図８に示されるように、圧力検出室４０を構成する凹部１１の底面には、ケース１０とターミナル１２との界面を封止するシール剤１４が設けられているが、このシール剤１４が破壊したり、剥離したりすると、そこから上記の液体１５の漏れが生じる。

このように、圧力検出室４０に封入されている液体１５が漏れ出てしまった場合、金属ダイアフラム３４は自由に変位することが可能となる。

そのため、圧力導入孔３２から大きな圧力がダイアフラム３４に印加された場合、ダイアフラム３４は圧力検出素子２０およびその電気的接続部であるワイヤ１３の方向へ変位してしまい、最悪、ダイアフラム３４と圧力検出素子２０やワイヤ１３との間で電気的に短絡を起こしてしまう可能性がある。

これらの問題は、金属ダイアフラム３４が薄板材であるため、変位しやすいことと、金属ダイアフラム３４が導電体であることに起因して発生する。

本発明は、上記問題に鑑み、ダイアフラムにより閉鎖された圧力検出室に液体を封入し、圧力検出室内に圧力検出素子を配設してなる液封式の圧力センサにおいて、圧力検出室から液体が漏れだしても、ダイアフラムと、圧力検出素子およびその電気的接続部との間で電気的な短絡を防止できるようにすることを目的とする。

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（４０）を有するケース（１０）と、圧力検出室（４０）に封入された液体（１５）と接して圧力検出室（４０）を封止する受圧用の金属製のダイアフラム（３４）と、圧力検出室（４０）内にて液体（１５）の圧力を受ける位置に設けられた圧力検出素子（２０）とを備え、ダイアフラム（３４）の周辺部とケース（１０）のうち圧力検出室（４０）の外周に位置する部位との間には、ケース（１０）の側から順にＯリング（４２）、環状のリングウェルド（３５）が介在しており、ダイアフラム（３４）は、Ｏリング（４２）、リングウェルド（３５）を介してケース（１０）に固定されている圧力センサにおいて、次のような特徴点を有している。

すなわち、リングウェルド（３５）の内周部が、圧力検出室（４０）内にて圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）とダイアフラム（３４）との間に介在するように、圧力検出室（４０）の外周部から延設されていることを特徴としている。

それによれば、圧力検出室（４０）とは反対側から大きな圧力がダイアフラム（３４）に印加されて、ダイアフラム（３４）が圧力検出素子（２０）側へ変位しようとしたときに、リングウェルド（３５）における延設された部分にダイアフラム（３４）が当たって、その変位が規制される。

そのため、ダイアフラム（３４）の過度の変位を防止することができ、ダイアフラム（３４）と圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づくのを防止できる。

したがって、本発明によれば、ダイアフラム（３４）により閉鎖された圧力検出室（４０）に液体（１５）を封入し、圧力検出室（４０）内に圧力検出素子（２０）を配設してなる液封式の圧力センサにおいて、圧力検出室（４０）から液体（１５）が漏れだしても、ダイアフラム（３４）と、圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）との間で電気的な短絡を防止することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の圧力センサにおいて、圧力検出室（４０）内にて圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）とダイアフラム（３４）との間にリングウェルド（３５）が介在する程度に、リングウェルド（３５）の穴径が圧力検出室（４０）の径寸法よりも小さくなっていることを特徴としている。

それによれば、上記請求項１におけるリングウェルド（３５）における延設された部分を適切に実現することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいて、リングウェルド（３５）の穴は、メッシュ構造となっていることを特徴としている。

それによれば、当該メッシュ構造における網目（３５ａ）の部分が、上記請求項１におけるリングウェルド（３５）における延設された部分となり、上記請求項１の発明の効果を適切に実現することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３に記載の圧力センサにおいて、ダイアフラム（３４）における圧力検出室（４０）側の表面には、電気的に絶縁性を有する絶縁膜（５０）が形成されていることを特徴としている。

それによれば、もし、ダイアフラム（３４）と圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づいても、両者の間には絶縁膜（５０）が介在しているため、電気的な短絡は生じない。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４に記載の圧力センサにおいて、圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）の表面には、電気的に絶縁性を有する絶縁膜（５０）が形成されていることを特徴としている。

この場合も、もし、ダイアフラム（３４）と圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づいても、両者の間には絶縁膜（５０）が介在しているため、電気的な短絡は生じない。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５に記載の圧力センサにおいて、ケース（１０）には圧力検出室（４０）と外部とをつなぐターミナル（１２）が設けられており、圧力検出室（４０）内にて、圧力検出素子（２０）とターミナル（１２）とはワイヤ（１３）を介して結線されて電気的に接続されており、このワイヤ（１３）が圧力検出素子（２０）の電気的接続部として構成されていることを特徴としている。

圧力検出素子の電気接続部としては、このようなものにできる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は液体としてオイルを用いた本発明の第１実施形態に係る液封式の圧力センサＳ１の全体概略を示す断面図であり、図２は、図１中の圧力検出室４０の近傍部の部分拡大図である。

この圧力センサＳ１は、例えば自動車に搭載され、エアコンの冷媒圧や自動車の燃料噴射系の燃料圧を検出する圧力センサ等に適用できる。

本圧力センサＳ１においては、コネクタケース１０とハウジング３０とが組み合わされて一体化している。

コネクタケース１０は、本発明で言うケースであり、本例では、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより作られ、略円柱状をなしている。このコネクタケース１０の一端側の表面（図１中、下方側の端面）には凹部１１が形成されている。

この凹部１１には、圧力検出素子としてのセンサチップ２０が配設されている。本例のセンサチップ２０は、受圧面としてのダイアフラム（図示せず）を有し、受けた圧力を電気信号に変換しこの電気信号をセンサ信号として出力する半導体ダイアフラム式のものである。

そして、センサチップ２０は、ガラス等よりなる台座２１に陽極接合等により一体化されて、台座２１を凹部１１の底面に接着することにより、コネクタケース１０に搭載されている。

また、コネクタケース１０には、センサチップ２０と外部の回路等とを電気的に接続するための複数個の金属製棒状のターミナル（コネクタピン）１２が設けられている。

本例では、ターミナル１２は黄銅にＮｉメッキ等のメッキ処理を施した材料よりなり、インサートモールドによりコネクタケース１０と一体に成形されることによりコネクタケース１０内にて保持されている。

各ターミナル１２の一端側（図１中、下方端側）の端部は、センサチップ２０の搭載領域の周囲において凹部１１の底面から突出している。

そして、各ターミナル１２の突出部の先端面とセンサチップ２０とは、金やアルミニウム等のワイヤボンディングにより形成されたワイヤ１３を介して結線され電気的に接続されている。ここで、ワイヤ１３は、圧力検出素子であるセンサチップ２０の電気接続部として構成されている。

また、各ターミナル１２の突出部の周囲には、コネクタケース１０とターミナル１２との隙間（界面）を封止するためのシール剤１４が設けられている。

このシール剤１４は例えばシリコン系樹脂よりなるもので、このシール剤１４により、もし、ターミナル１２が突出する凹部１１の底面部分に隙間があってもその隙間は封止される。

そして、凹部１１内には、センサチップ２０、ターミナル１２、ワイヤ１３及びシール剤１４を覆うように液体としてのオイル１５が充填されている。このオイル１５は、フッ素オイル等よりなり、主として圧力伝達媒体として機能するものである。

一方、コネクタケース１０の他端側（図１中、上方端側）は、ターミナル１２における上記突出部とは反対側の他端側を、例えばワイヤハーネス等の外部配線部材（図示せず）を介して上記外部回路（車両のＥＣＵ等）に電気的に接続するための接続部１６となっている。

こうして、センサチップ２０と外部との間の信号の伝達は、ワイヤ１３及びターミナル１２を介して行われるようになっている。

次に、ハウジング３０はたとえばステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料よりなる。このハウジング３０は、一端側（図１中の上方端側）に開口部３１を有するとともに、他端側（図１中の下方端側）に外部から圧力が導入される圧力導入孔３２を有する。この外部からの圧力は、たとえば上記したエアコンの冷媒や自動車の燃料等の圧力である。

また、ハウジング３０の他端側の外面には、圧力センサＳ１を自動車の適所、たとえばエアコンの冷媒配管や自動車の燃料配管等の箇所に固定するためのネジ部３３が形成されている。

そして、ハウジング３０には、その開口部３１にコネクタケース１０の一端側（図１中の下端側）が挿入された状態で、凹部１１を覆うようにコネクタケース１０に組み付けられている。ここで、ハウジング３０の一端側の端部３０ａがコネクタケース１０にかしめ固定されている。

さらに、ハウジング３０の一端側には、金属（たとえばＳＵＳ等）製円板状をなす受圧用のダイアフラム３４と、このダイアフラム３４の周辺部に配置された環状金属（たとえばＳＵＳ等）製のリングウェルド３５と、が設けられている。

そして、リングウェルド３５は、ダイアフラム３４をハウジング３０との間に挟みつけるように固定している。それにより、ダイアフラム３４はその周辺部がハウジング３０に固定された状態となり、オイル１５を封止しつつ凹部１１と圧力導入孔３２とを区画している。

リングウェルド３５は、ダイアフラム３４よりも肉厚（たとえばダイアフラムの１５〜２０倍の板厚）を有しており、肉薄のダイアフラム３４を支持するための押さえ部材として構成されている。

本例では、レーザ溶接等により、ダイアフラム３４の周辺部をリングウェルド３５とともにハウジング３０に対して全周溶接し、ダイアフラム３４、リングウェルド３５及びハウジング３０の３者が溶け合った溶接部３６を形成している。

こうして組み合わせられたケース１０とハウジング３０において、コネクタケース１０の凹部１１とダイアフラム３４との間で、オイル１５が封入されている。そして、このオイル１５が封入された室が、圧力検出室４０として構成されている。

このように、このように、本圧力センサＳ１ではコネクタケース１０は圧力検出室４０を有し、ダイアフラム３４は、圧力検出室４０に封入された液体としてのオイル１５と接して圧力検出室４０を封止するようにコネクタケース１０に設けられている。そして、圧力検出素子としてのセンサチップ２０は、圧力検出室４０内にてオイル１５の圧力を受ける位置に設けられている。

また、圧力検出室４０の外周囲には、環状の溝（Ｏリング溝）４１が形成され、この溝４１内には、圧力検出室４０を気密封止するためのＯリング４２が配設されている。このＯリング４２は、例えばシリコンゴム等の弾性材料よりなり、コネクタケース１０とリングウェルド３５との間に介在し支持されている。

そして、Ｏリング４２は、コネクタケース１０とリングウェルド３５とにより挟まれて押圧されており、これによって、Ｏリング４２はダイアフラム３４とともに圧力検出室４０（つまり、凹部１１内のオイル１５）を封止する役割を果たしている。

なお、本例では、図１に示されるように、上記溝４１内には、Ｏリング４２の外周にバックアップリング４３が設けられている。

このバックアップリング４３は、たとえば４フッ化エチレン樹脂等の樹脂材料よりなり、Ｏリング４２が広がったときにＯリング４２がコネクタケース１０と押さえ部材３５との隙間に入り込んで損傷するのを防止する等の役割を担うものである。

このように、本実施形態では、ダイアフラム３４の周辺部とコネクタケース１０のうち圧力検出室４０の外周に位置する部位との間に、コネクタケース１０の側から順にＯリング４２、環状のリングウェルド３５が介在しており、上記のかしめの力により、ダイアフラム３４は、Ｏリング４２、リングウェルド３５を介してコネクタケース１０に押さえつけられて固定されている。

ここにおいて、本実施形態の圧力センサＳ１では、図２に示されるように、環状のリングウェルド３５の内周部が、圧力検出室４０内にて、センサチップ２０およびその電気的接続部であるワイヤ１３とダイアフラム３４との間に介在するように、圧力検出室４０の外周部から延設されている。

本実施形態では、圧力検出室４０内にてセンサチップ２０およびワイヤ１３とダイアフラム３４との間にリングウェルド３５が介在する程度に、リングウェルド３５の中空穴の穴径を、圧力検出室４０の径寸法（図中の左右方向の寸法）よりも小さくしている。

このようなリングウェルド３５は、プレス加工やエッチング加工等により容易に形成することができる。

従来では、上記図８に示されるように、リングウェルド３５の穴径は、圧力検出室４０の径寸法（図中の左右方向の寸法）と同程度かそれよりも大きかった。具体的には、たとえば従来のリングウェルド３５の穴径がφ９ｍｍ程度であったのに対して本実施形態では、リングウェルド３５の穴径をφ１ｍｍ程度まで小さくする。

次に、上記圧力センサＳ１の製造方法について述べる。

ターミナル１２がインサート成形されたコネクタケース１０を用意する。シリコン系樹脂等よりなる接着剤を用いて、コネクタケース１０の凹部１１内へセンサチップ２０を台座２１を介し接着固定する。

そして、凹部１１内へシール剤１４を注入し、シール剤１４を各ターミナル１２の周囲へ行き渡らせた後、硬化させる。次に、ワイヤボンディングを行って、各ターミナル１２の突出部の先端面とセンサチップ２０とをワイヤ１３で結線する。

そして、センサチップ２０側を上にしてコネクタケース１０を配置し、コネクタケース１０の上方から、ディスペンサ等によりフッ素オイル等よりなるオイル１５を、凹部１１へ一定量注入する。

続いて、一端側にダイアフラム３４及びリングウェルド３５が全周溶接されたハウジング３０を用意し、このハウジング３０を上から水平を保ったまま、ハウジング３０の開口部３１をコネクタケース１０に嵌合するように降ろす。この状態のものを真空室に入れて真空引きを行い圧力検出室４０内の余分な空気を除去する。

その後、コネクタケース１０とリングウェルド３５とが十分接するまで押さえ、ダイアフラム３４とＯリング４２によりシールされた圧力検出室４０を形成する。

次に、ハウジング３０の端部３０ａをコネクタケース１０にかしめることにより、ハウジング３０とコネクタケース１０と一体化する。こうして、コネクタケース１０とハウジング３０との組合せ固定がなされ、図１に示す圧力センサＳ１が完成する。

かかる圧力センサＳ１の基本的な圧力検出動作について述べる。

圧力センサＳ１は、たとえば、ハウジング３０のネジ部３３を介して、車両の適所に取り付けられる。そして、外部からの圧力（上記したエアコンの冷媒や自動車の燃料等の圧力）が、ハウジング３０の圧力導入孔３２を介して圧力センサＳ１内に導入される。

すると、導入された圧力がダイアフラム３４に印加され、ダイアフラム３４には応力（歪み応力）が発生する。この応力は、圧力検出室４０内のオイル１５を介して、センサチップ２０へ伝達され、センサチップ２０の受圧面に印加される。

そして、印加された圧力に応じた電気信号がセンサ信号として、センサチップ２０から出力される。このセンサ信号は、センサチップ２０からワイヤ１３、ターミナル１２を介して、上記外部回路へ伝達される。以上が、圧力センサＳ１における基本的な圧力検出動作である。

ところで、本実施形態の圧力センサＳ１は、圧力検出室４０を有するコネクタケース１０と、圧力検出室４０に封入された液体としてのオイル１５と接して圧力検出室４０を封止する受圧用の金属製のダイアフラム３４と、圧力検出室４０内にて液体としてのオイル１５の圧力を受ける位置に設けられた圧力検出素子としてのセンサチップ２０とを備えている。

さらに、本圧力センサＳ１では、ダイアフラム３４の周辺部とコネクタケース１０のうち圧力検出室４０の外周に位置する部位との間には、コネクタケース１０の側から順にＯリング４２、環状のリングウェルド３５が介在しており、ダイアフラム３４は、Ｏリング４２、リングウェルド３５を介してコネクタケース１０に固定されている。

そして、本実施形態では、このような圧力センサＳ１において、リングウェルド３５の内周部が、圧力検出室４０内にてセンサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３とダイアフラム３４との間に介在するように、圧力検出室４０の外周部から延設されていることを主たる特徴としている。

それによれば、圧力検出室４０とは反対側の圧力導入孔３２から大きな圧力がダイアフラム３４に印加されて、ダイアフラム３４がセンサチップ２０やワイヤ１３側へ変位しようとしたときに、リングウェルド３５における上記の延設された部分にダイアフラム３４が当たって、その変位が規制される。

そのため、ダイアフラム３４の過度の変位を防止することができ、ダイアフラム３４とセンサチップ２０およびワイヤ１３とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づくのを防止できる。

このように、本実施形態では、厚板のリングウェルド３５が薄板のダイアフラム３４と比較して剛性が高いことを利用しており、それによって、ダイアフラム３４がセンサチップ２０やワイヤ１３の位置まで変位することはなく、電気的な短絡を防止できる構造としている。

したがって、本実施形態によれば、ダイアフラム３４により閉鎖された圧力検出室４０に液体１５を封入し、圧力検出室４０内にセンサチップ２０を配設してなる液封式の圧力センサＳ１において、圧力検出室４０から液体１５が漏れだしても、ダイアフラム３４と、センサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３との間で電気的な短絡を防止することができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る液封式の圧力センサＳ２の要部を示す概略断面図であり、本圧力センサＳ２における圧力検出室４０の近傍部の部分拡大図である。上記実施形態との相違点を中心に述べる。

上記第１実施形態では、圧力検出室４０内にてセンサチップ２０およびワイヤ１３とダイアフラム３４との間にリングウェルド３５が介在する程度に、リングウェルド３５の穴径が圧力検出室４０の径寸法よりも小さくなっていた。

そして、それによって、上記第１実施形態では、リングウェルド３５における延設された部分を適切に実現していた。

それに対して、本実施形態では、図３に示されるように、リングウェルド３５の穴は、メッシュ構造となっている。つまり、リングウェルド３５の中空穴に網目３５ａが張られた構成となっている。このようなリングウェルド３５も、プレス加工やエッチング加工などにより容易に形成することができる。

本実施形態によれば、リングウェルド３５の当該メッシュ構造における網目３５ａの部分が、上記第１実施形態と同様に、リングウェルド３５における延設された部分となる。

つまり、本実施形態の圧力センサＳ２においても、リングウェルド３５の内周部が、圧力検出室４０内にてセンサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３とダイアフラム３４との間に介在するように、圧力検出室４０の外周部から延設されていることを主たる特徴とする圧力センサが提供される。

それによれば、ダイアフラム３４がセンサチップ２０やワイヤ１３側へ変位しようとしたときに、リングウェルド３５における網目３５ａにダイアフラム３４が当たって、その変位が規制される。

そのため、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、ダイアフラム３４の過度の変位を防止することができ、ダイアフラム３４とセンサチップ２０およびワイヤ１３とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づくのを防止できる。

したがって、本実施形態によっても、液封式の圧力センサＳ２において、圧力検出室４０から液体１５が漏れだしても、ダイアフラム３４と、センサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３との間で電気的な短絡を防止することができる。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る液封式の圧力センサＳ３の要部を示す概略断面図であり、本圧力センサＳ３における圧力検出室４０の近傍部の部分拡大図である。上記実施形態との相違点を中心に述べる。

本実施形態では、上記実施形態に示されるようなリングウェルド３５における延設された部分を設けず、リングウェルド３５の形状が特に変更しない。そして、本実施形態では、ダイアフラム３４における圧力検出室４０側の表面に、電気的に絶縁性を有する絶縁膜５０が形成されている。

この絶縁膜５０は、ダイアフラム３４に対して好適に成膜でき、且つ、ダイアフラム３４の変形などによって剥離しないような強度を有する電気絶縁性の膜であれば何でもかまわない。たとえば、絶縁膜５０としては、パリレンなどからなる絶縁材料をダイアフラム３４に対して蒸着して形成した膜とすることができる。

このように、本実施形態によれば、ダイアフラム３４により閉鎖された圧力検出室４０に液体としてのオイル１５を封入し、圧力検出室４０内にセンサチップ２０を配設してなる液封式の圧力センサＳ３において、ダイアフラム３４における圧力検出室４０側の表面には、電気的に絶縁性を有する絶縁膜５０が形成されていることを特徴とする圧力センサＳ３が提供される。

それによれば、ダイアフラム３４と圧力検出素子であるセンサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づいても、両者の間には絶縁膜５０が介在しているため、電気的な短絡は生じない。

よって、本実施形態によれば、液封式の圧力センサＳ３において、圧力検出室４０から液体１５が漏れだしても、ダイアフラム３４と、圧力検出素子２０およびその電気的接続部１３との間で電気的な短絡を防止することができる。

（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係る液封式の圧力センサＳ４の要部を示す概略断面図であり、本圧力センサＳ４における圧力検出室４０の近傍部の部分拡大図である。上記実施形態との相違点を中心に述べる。

本実施形態でも、上記実施形態に示されるようなリングウェルド３５における延設された部分を設けず、リングウェルド３５の形状が特に変更しない。そして、本実施形態では、圧力検出素子であるセンサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３の表面に、電気的に絶縁性を有する絶縁膜５０が形成されている。

この絶縁膜５０は、センサチップ２０およびワイヤ１３に対して好適に成膜でき、且つ、使用時に剥離しないような強度を有する電気絶縁性の膜であれば何でもかまわない。たとえば、絶縁膜５０としては、パリレンなどからなる絶縁材料を蒸着して形成した膜とすることができる。

本例では、センサチップ２０およびワイヤ１３の表面のほかに、シール剤１４やターミナル１２の表面にも、絶縁膜５０が形成されている。これは、センサチップ２０およびそのワイヤ１３による結線、シール剤１４の配置が終了した後に、上記したパリレンの蒸着などを行って絶縁膜５０を形成したものである。

このように、本実施形態によれば、ダイアフラム３４により閉鎖された圧力検出室４０に液体としてのオイル１５を封入し、圧力検出室４０内にセンサチップ２０を配設してなる液封式の圧力センサＳ４において、圧力検出素子であるセンサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３の表面に、電気的に絶縁性を有する絶縁膜５０が形成されていることを特徴とする圧力センサＳ４が提供される。

それによれば、上記第３実施形態と同様に、ダイアフラム３４と圧力検出素子であるセンサチップ２０およびその電気的接続部としてのワイヤ１３とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づいても、両者の間には絶縁膜５０が介在しているため、電気的な短絡は生じない。

よって、本実施形態によっても、液封式の圧力センサＳ４において、圧力検出室４０から液体１５が漏れだしても、ダイアフラム３４と、圧力検出素子２０およびその電気的接続部１３との間で電気的な短絡を防止することができる。

なお、上記第３および第４実施形態は、上記第１実施形態または第２実施形態と組み合わせて採用することが可能であることは、明らかである。

それによれば、ダイアフラム３４と圧力検出素子２０およびその電気的接続部１３とが、電気的な短絡を生じる程度まで近づくのを防止できるとともに、もし、近づいたとしても、両者の間に介在する絶縁膜５０によって、電気的な短絡は生じないようにすることができる。

（他の実施形態）
図６は他の実施形態を示す概略断面図、図７がもうひとつの他の実施形態を示す概略断面図である。

図６に示されるように、ケース１０において、圧力検出素子であるセンサチップ２０周囲のケース１０部分の壁を高くするようにしてもよい。このようにすることで、金属ダイアフラム３４が変位するための固定径を縮小させることになり、ダイアフラム３４の変位量を減少させ、上記した電気的な短絡の防止を実現できる。

図７に示されるように、凹部１１の深さを大きくして、圧力検出素子であるセンサチップ２０を設置する部位を現状よりも深くするようにしてもよい。たとえば、上記図８に示されるような従来の圧力センサに比べて、ダイアフラム３４とワイヤ１３との距離を２〜３倍程度大きくする。

それによれば、、金属ダイアフラム３４が変位しきっても、センサチップ２０およびワイヤ１３がダイアフラム３４と電気的な短絡が生じない位置まで、センサチップ２０およびワイヤ１３を設置することができる。

また、圧力検出室４０に封入される液体１５は上記したようなオイル１５以外であってもよく、電気絶縁性を有し圧力伝達媒体として機能するものであれば、特に限定されるものではない。

また、圧力検出素子２０は、オイルなどの液体１５から受ける圧力に応じたレベルの電気信号を発生するものであれば、上記した半導体ダイアフラム式のセンサチップ以外のものでもよい。

また、圧力検出素子２０の電気的接続部は、上記したワイヤ１３以外にも、圧力検出素子２０と電気的に接続された部位であればよい。たとえば、圧力検出素子２０に導通するはんだやリード部材などであってもよい。

要するに、本発明は、ダイアフラムにより閉鎖された圧力検出室に液体を封入し、圧力検出室内に圧力検出素子を配設してなる液封式の圧力センサに適用可能なものである。

そして、このような液封式の圧力センサにおいて、上述したようなリングウェルドの構成を改良したり、絶縁膜を塗布する構成を採用することにより、ダイアフラムの過度の変位による電気的な短絡を防止したことを要部とするものであり、その他の細部については適宜設計変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係る液封式の圧力センサの全体概略を示す断面図である。 図１中の圧力検出室の近傍部の部分拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る液封式の圧力センサの要部を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る液封式の圧力センサの要部を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係る液封式の圧力センサの要部を示す概略断面図である。 本発明の他の実施形態に係る液封式の圧力センサの要部を示す概略断面図である。 本発明のもうひとつの他の実施形態に係る液封式の圧力センサの要部を示す概略断面図である。 従来の一般的な圧力センサにおける圧力検出室近傍部の断面構成を示す図である。

符号の説明

１０…ケースとしてのコネクタケース、１２…ターミナル、
１３…圧力検出素子の電気的接続部としてのワイヤ、１５…液体としてのオイル、
２０…圧力検出素子としてのセンサチップ、３４…ダイアフラム、
３５…リングウェルド、３５ａ…リングウェルドの網目、４０…圧力検出室、
４２…Ｏリング、５０…絶縁膜。

Claims (6)

1. 圧力検出室（４０）を有するケース（１０）と、
   前記圧力検出室（４０）に封入された液体（１５）と接して前記圧力検出室（４０）を封止する受圧用の金属製のダイアフラム（３４）と、
   前記圧力検出室（４０）内にて前記液体（１５）の圧力を受ける位置に設けられた圧力検出素子（２０）とを備え、
   前記ダイアフラム（３４）の周辺部と前記ケース（１０）のうち前記圧力検出室（４０）の外周に位置する部位との間には、前記ケース（１０）の側から順にＯリング（４２）、環状のリングウェルド（３５）が介在しており、
   前記ダイアフラム（３４）は、前記Ｏリング（４２）、前記リングウェルド（３５）を介して前記ケース（１０）に固定されている圧力センサにおいて、
   前記リングウェルド（３５）の内周部が、前記圧力検出室（４０）内にて前記圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）と前記ダイアフラム（３４）との間に介在するように、前記圧力検出室（４０）の外周部から延設されていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記圧力検出室（４０）内にて前記圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）と前記ダイアフラム（３４）との間に前記リングウェルド（３５）が介在する程度に、前記リングウェルド（３５）の穴径が前記圧力検出室（４０）の径寸法よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記リングウェルド（３５）の穴は、メッシュ構造となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 前記ダイアフラム（３４）における前記圧力検出室（４０）側の表面には、電気的に絶縁性を有する絶縁膜（５０）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
5. 前記圧力検出素子（２０）およびその電気的接続部（１３）の表面には、電気的に絶縁性を有する絶縁膜（５０）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
6. 前記ケース（１０）には前記圧力検出室（４０）と外部とをつなぐターミナル（１２）が設けられており、
   前記圧力検出室（４０）内にて、前記圧力検出素子（２０）と前記ターミナル（１２）とはワイヤ（１３）を介して結線されて電気的に接続されており、このワイヤ（１３）が前記圧力検出素子（２０）の電気的接続部として構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。

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