技術分野
この発明は、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを用いた圧力センサチップ、例えば圧力を受けて変位する薄板状のダイアフラム上に歪抵抗ゲージを形成し、ダイアフラムに形成された歪抵抗ゲージの抵抗値変化からダイアフラムに加わった圧力を検出する圧力センサチップに関するものである。
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
しかしながら、図14に示された圧力センサチップ11の構造において、ストッパ部材11−2および11−3は、センサダイアフラム11−1の一方の面および他方の面に、その周縁部11−2cおよび11−3cの全面を接合させている。すなわち、ストッパ部材11−2の凹部11−2aを囲む周縁部11−2cをセンサダイアフラム11−1の一方の面に対面させ、この対面する周縁部11−2cの全領域をセンサダイアフラム11−1の一方の面に直接接合している。また、ストッパ部材11−3の凹部11−3aを囲む周縁部11−3cをセンサダイアフラム11−1の他方の面に対面させ、この対面する周縁部11−3cの全領域をセンサダイアフラム11−1の他方の面に直接接合している。
このような構造の場合、ストッパ部材11−2による過大圧保護動作圧力(耐圧)を越える過大な圧力が印加されると、センサダイアフラム11−1が撓んでストッパ部材11−2の凹部11−2aに着底した後、この状態でセンサダイアフラム11−1はストッパ部材11−2とともに更に撓む。すると、引っ張り応力が最も発生する圧力が印加された側のセンサダイアフラム11−1のエッジ付近(図14中の一点鎖線で囲んだ部位)が両面とも拘束状態にあるため、その箇所に応力集中が発生し、期待される耐圧が確保できないという問題があった。
更に、ストッパ部材11−2,11−3の凹部11−2a,11−3aの開口サイズに製作上のズレがあると、センサダイアフラム11−1の拘束箇所に位置ずれが生じるため、その影響で応力集中がより顕著になる場合がある。この場合、センサダイアフラム11−1の着底異常に伴う応力集中も重なり、更なる耐圧低下となってしまう虞がある。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、センサダイアフラムの拘束による応力発生を低減し、ダイアフラムエッジへの応力集中を防いで、期待される耐圧を確保することが可能な圧力センサチップを提供することにある。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
このような目的を達成するために本発明は、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、このセンサダイアフラムの一方の面および他方の面にその周縁部を対面させて接合され、センサダイアフラムへ測定圧を導く導圧孔を有する第1および第2の保持部材とを備えた圧力センサチップにおいて、第1の保持部材は、導圧孔の周部に連通する非接合領域を内部に有し、第1の保持部材の内部の非・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明によれば、第1の保持部材の内部に導圧孔の周部に連通する非接合領域を設け、この第1の保持部材の内部の非接合領域をセンサダイアフラムの受圧面と平行な面の一部を対向する第1の面と第2の面とに分けた領域として設けるようにしたので、第1の保持部材の内部の非接合領域が受圧面となって、第1の保持部材に加わる逆方向への力を抑制し、ダイアフラムエッジに開きを生じさせないようにして、センサダイアフラムの拘束による応力の発生を低減し、ダイアフラムエッジへの応力集中を防ぎ、期待される耐圧を確保することが可能となる。
また、本発明によれば、第1の保持部材の内部の非接合領域の対向する第1の面および第2の面の少なくとも一方の面上に、複数の凸部を離散的に形成し、この複数の凸部と凸部との間の通路を導圧孔の周部と非接合領域の周端部との間の連通路とするようにしたので、通常用いられるオイル等の圧力伝達媒体の封入が容易となり、かつ圧力伝達媒体の伝達抵抗を下げることにより、伝達速度差による動作不良の影響を無くし、かつ、逆側からの圧力印加に対しては凸部の面積を最適設計することにより、耐圧確保することが可能となる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 本発明に係る圧力センサチップの第1の実施の形態(実施の形態1)の概略を示す図である。
【図2】 この圧力センサチップにおけるストッパ部材の内部の非接合領域の第1の面上に離散的に形成された複数の凸部の形状を示す平面図である。
【図3】 この圧力センサチップにおけるストッパ部材の内部の非接合領域の第1の面上に離散的に形成された複数の凸部の形状の他の例を示す平面図である。
【図4】 この圧力センサチップにおいてセンサダイアフラムがストッパ部材の凹部に着底した後の状態を示す図である。
【図5】 この圧力センサチップにおける第1の保持部材の内部の非接合領域の第2の面上に複数の凸部を離散的に形成するようにした例を示す図である。
【図6】 この圧力センサチップにおける第1の保持部材の内部の非接合領域の対向する第1の面と第2の面の両方の面上に複数の凸部を離散的に形成するようにした例を示す図である。
【図7】 本発明に係る圧力センサチップの第2の実施の形態(実施の形態2)の概略を示す図である。
【図8】 実施の形態2の圧力センサチップにおいてストッパ部材の内部の環状の溝をスリット状(矩形状断面)の環状溝とした例を示す図である。
【図9】 実施の形態2の圧力センサチップにおいてセンサダイアフラムがストッパ部材の凹部に着底した後の状態を示す図である。
【図10】 本発明に係る圧力センサチップの第3の実施の形態(実施の形態3)の概略を示す図である。
【図11】 本発明に係る圧力センサチップの第4の実施の形態(実施の形態4)の概略を示す図である。
【図12】 従来の差圧センサの概略構成を示す図である。
【図13】 この差圧センサの動作態様を模式的に示す図である。
【図14】 特許文献1に示された構造を採用したセンサチップの概略を示す図である。
11C〜11D…圧力センサチップ、11−1…センサダイアフラム、11−2(11−21,11−22),11−3(11−31,11−32)、11−2a,11−3a…凹部、11−2b,11−3b…圧力導入孔(導圧孔)、11−2c,11−3c…周縁部、11−2d,11−3d…環状の溝、11−4,11−5…台座、11−4a,11−5a…圧力導入孔(導圧孔)、SA…非接合領域、SB…接合領域、S1a,S2a…外周側の領域(接合領域)、S1b,S2b…内周側の領域(非接合領域)、D1,D2…感圧領域、PL1…第1の面、PL2…第2の面、12…凸部(柱)、13…通路(溝)、14…周端部。
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