特開 2024-171738 差圧伝送器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171738

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】差圧伝送器

(51)【国際特許分類】

   G01L 13/02 20060101AFI20241205BHJP

   G01L 19/06 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G01L13/02 B

G01L19/06 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088913

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 哲也

【テーマコード（参考）】

2F055

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB05

2F055CC02

2F055DD05

2F055EE40

2F055FF21

2F055GG15

(57)【要約】

【課題】シリコンダイアフラムを過大圧から保護しつつ、計測誤差の減少、装置の小型化、および装置の軽量化を図ることができる差圧伝送器を得ること。
【解決手段】差圧伝送器１は、第１の面４１ａと第１の面４１ａの裏面となる第２の面４１ｂとを有するシリコンダイアフラム４１が中央に形成されたシリコンセンサチップ４と、第１の面４１ａとの間に第１の空間２１ａを形成してシリコンセンサチップ４を第１の面４１ａ側から支持する台座３と、シリコンセンサチップ４と台座３とが収容された収容空間２１が形成された収容体２と、を備える。収容空間２１には、第２の面４１ｂと対向する当接面２５ｃが形成されており、当接面２５ｃは、シリコンダイアフラム４１が第２の面４１ｂ側に凸となる変形をした場合に第２の面４１ｂに当接する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の面と前記第１の面の裏面となる第２の面とを有するシリコンダイアフラムが中央部に形成されたシリコンセンサチップと、
前記第１の面との間に第１の空間を形成して前記シリコンセンサチップを前記第１の面側から支持するとともに、前記第１の空間に連通する連通路が形成された台座と、
前記シリコンセンサチップと前記台座とが収容された収容空間が形成された収容体と、を備え、
前記収容空間は、前記シリコンセンサチップおよび前記台座によって前記第１の空間と、前記第２の面との間に形成された第２の空間と、に区画されており、
前記収容体には、前記連通路につながる第１の通路と、前記第２の空間につながる第２の通路と、が形成されており、
前記収容空間には、前記第２の面と対向する当接面が形成されており、
前記当接面は、前記シリコンダイアフラムが前記第２の面側に凸となる変形をした場合に前記第２の面に当接する差圧伝送器。

【請求項2】

前記収容体には、前記第２の空間の裏側に形成され、前記第２の通路に連通された第３の空間が設けられた、
請求項１に記載の差圧伝送器。

【請求項3】

前記第２の空間と前記第３の空間の間の壁は、外周に沿って形成された薄肉部と、前記薄肉部に囲まれて前記薄肉部よりも前記第２の面に向けて突出した肉厚部と、を有し、
前記当接面は前記肉厚部に形成されている
請求項２に記載の差圧伝送器。

【請求項4】

前記収容空間の壁面のうち前記第２の面と対向する壁面には前記第２の面に向けて突出する突出部が形成され、
前記当接面は前記突出部に形成されている請求項１に記載の差圧伝送器。

【請求項5】

前記第１の面には、前記台座に向けて突出する突起が形成されている請求項１に記載の差圧伝送器。

【請求項6】

前記第１の通路の壁面の一部は、前記収容体の外部からの圧力が印加される第１の受圧ダイアフラムであり、
前記第２の通路の壁面の一部は、前記収容体の外部からの圧力が印加される第２の受圧ダイアフラムである請求項１に記載の差圧伝送器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、差圧伝送器に関する。

【背景技術】

【0002】

収容体の内部に形成された収容空間に、シリコンダイアフラムが中央部に形成されたシリコンセンサチップが設けられた差圧伝送器がある。シリコンダイアフラムは、第１の面と、第１の面の裏面である第２の面とを有している。収容体の内部に形成された収容空間は、第１の面に接する第１の空間と、第２の面に接する第２の空間とに区画されている。

【0003】

収容体には、第１の受圧ダイアフラムと第２の受圧ダイアフラムの２つの受圧ダイアフラムが形成されている。収容体には、第１の受圧ダイアフラムと第１の空間との間を結ぶ通路と、第２の受圧ダイアフラムと第２の空間とを結ぶ通路とが形成されている。第１の空間、第２の空間、および通路にはオイルが封入されている。第１の受圧ダイアフラムに加えられた圧力が第１の通路を介してシリコンダイアフラムの第１の面に伝えられる。第２の受圧ダイアフラムに加えられた圧力が第２の通路を介してシリコンダイアフラムの第２の面に伝えられる。第１の面と第２の面に加えられた圧力の差によるシリコンダイアフラムに発生する歪に基づいて差圧が計測される。

【0004】

第１の受圧ダイアフラムまたは第２の受圧ダイアフラムに過大な圧力（過大圧）が加えられると、シリコンダイアフラムが破壊されたり、シリコンセンサチップを固定する固定部が破壊されたりしてしまうといった問題が生じる。

【0005】

そこで、第１の通路と第２の通路との間にダイアフラム（センターダイアフラム）を形成し、過大圧からシリコンダイアフラムを保護する差圧伝送器が特許文献１に開示されている。過大圧が加わったときにセンターダイアフラムが変形することで、シリコンダイアフラムに過大圧が加わることが防がれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５－１９４３４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

通路間にダイアフラムを形成することで、通路の容積が大きくなり、封入されるオイルの体積も大きくなる。封入されるオイルの体積が大きくなると、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因として受圧ダイアフラムに変形が生じてヒステリシスとなる。このような温度変動に起因するヒステリシスが第１の受圧ダイアフラムと第２の受圧ダイアフラムとで異なることで、差圧伝送器に計測誤差が生じる場合がある。

【0008】

このような誤差を減らすためには、受圧ダイアフラムの径を大きくする必要があるが、受圧ダイアフラムの径を大きくすると差圧伝送器が大型化し、重量も増してしまう。

【0009】

本発明は、シリコンダイアフラムを過大圧から保護しつつ、計測誤差の減少、装置の小型化、および装置の軽量化を図ることができる差圧伝送器を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る差圧伝送器は、第１の面と第１の面の裏面となる第２の面とを有するシリコンダイアフラムが中央部に形成されたシリコンセンサチップと、第１の面との間に第１の空間を形成してシリコンセンサチップを第１の面側から支持するとともに、第１の空間に連通する連通路が形成された台座と、シリコンセンサチップと台座とが収容された収容空間が形成された収容体と、を備え、収容空間は、シリコンセンサチップおよび台座によって第１の空間と、第２の面との間に形成された第２の空間と、に区画されており、収容体には、連通路につながる第１の通路と、第２の空間につながる第２の通路と、が形成されており、収容空間には、第２の面と対向する当接面が形成されており、当接面は、シリコンダイアフラムが第２の面側に凸となる変形をした場合に第２の面に当接する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、シリコンダイアフラムを過大圧から保護しつつ、計測誤差の減少、装置の小型化、および装置の軽量化を図ることができる差圧伝送器を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１に係る差圧伝送器の断面図である。

【図2】図１に示すＡ部分を拡大した部分拡大断面図である。

【図3】図１に示したＡ部分を拡大した部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【図4】図１に示したＡ部分を拡大した部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【図5】実施形態１の第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図である。

【図6】第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【図7】第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【図8】実施形態１の第２の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図である。

【図9】第２の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【図10】第２の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【図11】実施形態１の第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図である。

【図12】第３の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【図13】第３の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明の一実施形態に係る差圧伝送器を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態により限定されるものではない。

【0014】

〔実施形態１〕
〔差圧伝送器の構成〕
図１は、実施形態１に係る差圧伝送器の断面図である。差圧伝送器１は、収容体２と、台座３と、シリコンセンサチップ４と、ハーメチックシール端子５を備える。

【0015】

収容体２は、内部に収容空間２１が形成されている。収容空間２１には、台座３とシリコンセンサチップ４とが収容される。収容空間２１は、第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂと有する。

【0016】

収容体２には、第１の空間２１ａに連通する第１の通路２２ａと第２の通路２２ｂとが形成されている。第１の通路２２ａの壁面の一部は、収容体２の外側面の一部を構成するとともに、収容体２の外部からの圧力が印加される第１の受圧ダイアフラム２３ａとなっている。第２の通路２２ｂの壁面の一部は、収容体２の外側面の一部を構成するとともに、収容体２の外部からの圧力が印加される第２の受圧ダイアフラム２３ｂとなっている。

【0017】

図２は、図１に示すＡ部分を拡大した部分拡大断面図である。台座３は、収容空間２１の内壁２１ｃに接合部２４を介して固定されている。台座３は、例えばガラスで形成されている。接合部２４は、台座３を収容空間２１に固定させる接着剤であり、例えば低融点ガラスである。台座３には、第１の空間２１ａと第１の通路２２ａとを連通させる連通路３１が形成されている。すなわち、第１の空間２１ａと第１の通路２２ａとは台座３に形成された連通路３１を介して連通されている。

【0018】

シリコンセンサチップ４は台座３に固定されている。シリコンセンサチップ４の中央部には薄肉部であるシリコンダイアフラム４１が形成されている。シリコンダイアフラム４１は、第１の面４１ａと第２の面４１ｂとを有する。これにより、シリコンダイアフラム４１と台座３との間に第１の空間２１ａが形成される。シリコンダイアフラム４１の第２の面４１ｂ側にある空間が第２の空間２１ｂとなる。このように、収容空間２１は、台座３とシリコンセンサチップ４とによって第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂとに区画されている。シリコンダイアフラム４１の第１の面４１ａには、凸部（突出部）４３が形成されている。凸部４３の第１の面４１ａからの高さは、シリコンセンサチップ４の台座３への固定面からの高さよりも低くなっている。これにより、凸部４３の頂点と台座３との間には隙間が形成される。

【0019】

シリコンダイアフラム４１は、第１の面４１ａ側に凸となる変形をしたり、第２の面４１ｂ側に凸となる変形をしたりすると電気信号を発する。シリコンダイアフラム４１から発せられる電気信号は発生する歪に応じて変化する。

【0020】

ハーメチックシール端子５は、ボンディングワイヤ６を介してシリコンセンサチップ４に電気的に接続されている。シリコンダイアフラム４１から発せられた電気信号は、ハーメチックシール端子５を介して差圧伝送器１の外部に送信される。

【0021】

収容体２には、第２の空間の裏側に第３の空間２６が形成されている。第３の空間２６は、第２の通路２２ｂに連通されている。第１の通路２２ａと第２の通路２２ｂの間の壁は、可動壁２５となっている。可動壁２５は、外周に沿って形成された薄肉部２５ａと、薄肉部２５ａに囲まれた厚肉部２５ｂとを有する。厚肉部２５ｂの厚さは、薄肉部２５ａの厚さよりも厚くなっている。厚肉部２５ｂは、薄肉部２５ａよりもシリコンダイアフラム４１側に突出している。厚肉部２５ｂのうちシリコンダイアフラム４１側を向く面が、第２の面４１ｂと対向する当接面２５ｃとなる。

【0022】

可動壁２５は、厚肉部２５ｂの周囲が薄肉部２５ａに囲まれた構造となっている。これにより、第２の空間２１ｂ内の圧力と第３の空間２６内の圧力との差によって薄肉部２５ａが変形する。これにより、可動壁２５全体では第２の空間２１ｂまたは第３の空間２６に凸となるように変形する。

【0023】

より具体的には、第３の空間２６内の圧力のほうが第２の空間２１ｂ内の圧力よりも高い場合には、可動壁２５は第２の空間２１ｂに凸となるように変形する。第２の空間２１ｂ内の圧力のほうが第３の空間２６内の圧力よりも高い場合には、可動壁２５は第３の空間２６に凸となるように変形する。

【0024】

なお、第２の空間２１ｂは、第２の通路２２ｂと連通しているので、第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加わる圧力によって第２の空間２１ｂ内の圧力は変化する。また、第３の空間２６は、第１の通路２２ａと連通しているので、第１の受圧ダイアフラム２３ａに加わる圧力によって第３の空間２６内の圧力は変化する。また、第３の空間２６は、第１の通路２２ａを介して第１の空間２１ａと連通しているので、第１の空間２１ａ内の圧力と第３の空間２６内の圧力とは等しくなる。

【0025】

第１の空間２１ａ、第２の空間２１ｂ、第３の空間２６、第１の通路２２ａ、および第２の通路２２ｂにはオイルが充填されている。

【0026】

〔差圧伝送器の動作と効果〕
次に、差圧伝送器１の動作について説明する。差圧伝送器１は、配管内を流れる流体の流量の測定などに用いられる。例えば、配管内に設けられたオリフィスの上流側の圧力が第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加えられ、下流側の圧力が第１の受圧ダイアフラム２３ａに加えられる。第１の受圧ダイアフラム２３ａに加えられる圧力と、第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加えられる圧力との差によって、シリコンダイアフラム４１が変形する。シリコンダイアフラム４１からは発生した歪に応じた電気信号が発せられる。この電気信号は、ハーメチックシール端子５を介して図示を省略した処理装置に送信され、処理装置において演算処理が行われて差圧が算出される。また、算出された差圧に基づいて、配管内を流れる流体の流量が算出される。

【0027】

第１の受圧ダイアフラム２３ａまたは第２の受圧ダイアフラム２３ｂに何らかの理由により過大な圧力が加わる場合がある。過大な圧力が加わると、シリコンダイアフラム４１が破壊されたり、シリコンセンサチップ４が台座からはがれたりして、差圧伝送器１の故障となってしまう。

【0028】

実施形態１に係る差圧伝送器１では、可動壁２５および凸部４３が過大圧からの保護機構として機能する。

【0029】

図３は、図１に示したＡ部分を拡大した部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。第１の受圧ダイアフラム２３ａに過大圧が加わることで、第１の通路２２ａと連通する第３の空間２６内の圧力が上昇する。

【0030】

第１の受圧ダイアフラム２３ａに加わる過大圧によって第１の空間２１ａ内の圧力が上昇し、シリコンダイアフラム４１に第２の面４１ｂが凸となるように変形させる力が加わる。

【0031】

また、第３の空間２６内の圧力も上昇することで、図３に示すように可動壁２５が第２の空間２１ｂに凸となるように変形する。

【0032】

しかし、可動壁２５が変形することで、厚肉部２５ｂに形成された当接面２５ｃが第２の面４１ｂに近づいている。これにより、第２の面４１ｂが当接面２５ｃに当接して、それ以上のシリコンダイアフラム４１の変形が抑えられ、破壊から保護される。

【0033】

また、過大圧によって第１の空間２１ａ内の圧力が上昇したときに、シリコンダイアフラム４１の第２の面４１ｂが当接面２５ｃに当接するので、シリコンセンサチップ４が台座３からはがれてしまうことを防止できる。

【0034】

図４は、図１に示したＡ部分を拡大した部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。第２の受圧ダイアフラム２３ｂに過大圧が加わることで、第２の通路２２ｂと連通する第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇する。

【0035】

第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇することで、シリコンダイアフラム４１に第１の面４１ａが凸となるように変形させる力が加わる。しかし、シリコンダイアフラム４１がある程度変形すると第１の面４１ａに形成された凸部４３が台座３に当接し、それ以上の変形は生じない。したがって、第２の受圧ダイアフラム２３ｂに過大圧が加わった場合にも、シリコンダイアフラム４１の過度の変形が防がれ、破壊から保護される。

【0036】

上述したように、実施形態１に係る差圧伝送器１では、第１の受圧ダイアフラム２３ａまたは第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加わる過大圧の影響を、第２の面４１ｂと当接面２５ｃとの当接または凸部４３と台座３との当接により抑制している。したがって、従来のように第１の受圧ダイアフラム２３ａまたは第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加わる過大圧を吸収するために第１の通路２２ａと第２の通路２２ｂとの間にダイアフラム（センターダイアフラム）を形成する必要がなく、収容体２の内部のオイルが収容される空間を小さくできる。すなわち、収容体２の内部に封入されるオイルの体積を小さくすることができる。

【0037】

封入されるオイルの体積が大きくなると、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因として第１の受圧ダイアフラム２３ａまたは第２の受圧ダイアフラム２３ｂに変形が生じてヒステリシスとなる。このような温度変動に起因するヒステリシスが第１の受圧ダイアフラム２３ａと第２の受圧ダイアフラム２３ｂとで異なることで、計測誤差が生じる場合がある。

【0038】

実施形態１の係る差圧伝送器１では、封入されるオイルの体積を小さくできるため、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因とした計測誤差を小さくすることできる。

【0039】

また、収容体２の内部のオイルが収容される空間を小さくできるので、差圧伝送器１の小型化および軽量化を図ることができる。

【0040】

〔第１の変形例に係る差圧伝送器の構成〕
図５は、実施形態１の第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図である。第１の変形例に係る差圧伝送器１では、第３の空間２６が設けられておらず、可動壁２５が形成されていない。収容空間２１の壁面のうちシリコンダイアフラム４１の第２の面４１ｂと対向する壁面には、第２の面４１ｂに向けて突出する突出部２１ｅが形成されている。第１の変形例では、突出部２１ｅのうち第２の面４１ｂと対向する面が当接面２１ｄとなる。

【0041】

〔第１の変形例にかかる差圧伝送器の動作と効果〕
図６は、第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【0042】

第１の受圧ダイアフラム２３ａに加わる過大圧によって第１の空間２１ａ内の圧力が上昇し、シリコンダイアフラム４１が第２の面４１ｂに凸となるように変形する。シリコンダイアフラム４１がある程度変形すると、第２の面４１ｂが当接面２１ｄに当接して、それ以上のシリコンダイアフラム４１の変形が抑えられる。

【0043】

これにより、シリコンダイアフラム４１の過度の変形が防がれ、破壊から保護される。また、シリコンセンサチップ４が台座３からはがれてしまうことを防止できる。

【0044】

図７は、第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。第２の受圧ダイアフラム２３ｂに過大圧が加わることで、第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇する。

【0045】

第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇することで、シリコンダイアフラム４１に第１の面４１ａが凸となるように変形する。シリコンダイアフラム４１がある程度変形すると第１の面４１ａに形成された凸部４３が台座３に当接し、それ以上の変形は生じない。したがって、シリコンダイアフラム４１の過度の変形が防がれ、破壊から保護される。

【0046】

また、第１の変形例に係る差圧伝送器１でも、従来のように第１の受圧ダイアフラム２３ａまたは第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加わる過大圧を吸収するために第１の通路２２ａと第２の通路２２ｂとの間にダイアフラムを形成する必要がない。そのため、収容体２の内部に封入されるオイルの体積を小さくして、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因とする計測誤差が生じることを防ぐことができる。

【0047】

なお、第１の変形例に係る差圧伝送器１では可動壁２５ｃが形成されておらず、過大圧が加わった際に当接面２１ｄは第２の面４１ｂに向けて移動しない。そのため、図１から図４の示したように可動壁２５に当接面２５ｃを設けた場合に比べて、第１の変形例における当接面２１ｄは第２の面４１ｂとの距離が小さく設定される。また、第３の空間２６が設けられないことから、収容体２に封入されるオイルの体積をより小さくすることができる。これにより、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因とする計測誤差をより小さくすることができる。また、差圧伝送器１のより一層の小型化および軽量化を図ることができる。

【0048】

一方、図１から図４の示した例よりも第２の面４１ｂが当接面２１ｄに当接したときシリコンダイアフラム４１の変形量が大きくなり、第１の受圧ダイアフラム２３ａに過大圧が加わったときの耐圧性能が低下する可能性がある。したがって、第１の受圧ダイアフラム２３ａに過大圧が加わったときの耐圧性能の低下が問題とならないような条件であれば、第１の変形例に係る差圧伝送器１の構成を採用することができる。

【0049】

〔第２の変形例に係る差圧伝送器の構成〕
図８は、実施形態１の第２の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図である。第２の変形例に係る差圧伝送器１では、第３の空間２６が設けられており、可動壁２５も形成されているが、厚肉部２５ｂが形成されていない。したがって、可動壁２５のうちシリコンダイアフラム４１の第２の面４１ｂと対向する面の全体が当接面２５ｃとなる。

【0050】

〔第２の変形例にかかる差圧伝送器の動作と効果〕
図９は、第２の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【0051】

第１の受圧ダイアフラム２３ａに加わる過大圧によって第１の空間２１ａ内の圧力が上昇し、第２の面４１ｂが凸となるようにシリコンダイアフラム４１が変形する。

【0052】

また、第１の受圧ダイアフラム２３ａに過大圧が加わると、第３の空間２６内の圧力も上昇することで、図９に示すように可動壁２５が第２の空間２１ｂに凸となるように変形する。

【0053】

しかし、可動壁２５が変形することで、当接面２５ｃが第２の面４１ｂに近づいている。これにより、第２の面４１ｂが当接面２５ｃに当接して、それ以上のシリコンダイアフラム４１の変形が抑えられる。

【0054】

これにより、シリコンダイアフラム４１の過度の変形が防がれ、破壊から保護される。また、シリコンセンサチップ４が台座３からはがれてしまうことを防止できる。

【0055】

図１０は、第２の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。第２の受圧ダイアフラム２３ｂに過大圧が加わることで、第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇する。

【0056】

第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇することで、シリコンダイアフラム４１に第１の面４１ａが凸となるように変形する。シリコンダイアフラム４１がある程度変形すると第１の面４１ａに形成された凸部４３が台座３に当接し、それ以上の変形は生じない。したがって、シリコンダイアフラム４１の過度の変形が防がれ、破壊から保護される。

【0057】

また、第２の変形例に係る差圧伝送器１でも、従来のように第１の受圧ダイアフラム２３ａまたは第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加わる過大圧を吸収するために第１の通路２２ａと第２の通路２２ｂとの間にダイアフラムを形成する必要がない。そのため、収容体２の内部に封入されるオイルの体積を小さくして、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因とする計測誤差を小さくすることができる。

【0058】

〔第３の変形例に係る差圧伝送器の構成〕
図１１は、実施形態１の第１の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図である。第３の変形例に係る差圧伝送器１では、第３の空間２６が設けられておらず、可動壁２５が形成されていない。また、収容空間２１の壁面のうちシリコンダイアフラム４１の第２の面４１ｂと対向する壁面は平坦面となっている。第３の変形例では、収容空間２１の壁面のうちシリコンダイアフラム４１の第２の面４１ｂと対向する壁面全体が当接面２１ｄとなる。

【0059】

〔第３の変形例にかかる差圧伝送器の動作と効果〕
図１２は、第３の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第１の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。

【0060】

第１の受圧ダイアフラム２３ａに加わる過大圧によって第１の空間２１ａ内の圧力が上昇し、シリコンダイアフラム４１が第２の面４１ｂに凸となるように変形する。シリコンダイアフラム４１がある程度変形すると、第２の面４１ｂが当接面２１ｄに当接して、それ以上のシリコンダイアフラム４１の変形が抑えられる。

【0061】

これにより、シリコンダイアフラム４１の過度の変形が防がれ、破壊から保護される。また、シリコンセンサチップ４が台座３からはがれてしまうことを防止できる。

【0062】

図１３は、第３の変形例に係る差圧伝送器の部分拡大断面図であって、第２の受圧ダイアフラムに過大圧が加わった状態を示す図である。第２の受圧ダイアフラム２３ｂに過大圧が加わることで、第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇する。

【0063】

第２の空間２１ｂ内の圧力が上昇することで、シリコンダイアフラム４１が第１の面４１ａが凸となるように変形する。シリコンダイアフラム４１がある程度変形すると第１の面４１ａに形成された凸部４３が台座３に当接し、それ以上の変形は生じない。したがって、シリコンダイアフラム４１の過度の変形が防がれ、破壊から保護される。

【0064】

また、第３の変形例に係る差圧伝送器１でも、従来のように第１の受圧ダイアフラム２３ａまたは第２の受圧ダイアフラム２３ｂに加わる過大圧を吸収するために第１の通路２２ａと第２の通路２２ｂとの間にダイアフラムを形成する必要がない。そのため、収容体２の内部に封入されるオイルの体積を小さくして、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因とする計測誤差をより小さくすることができる。

【0065】

なお、第３の変形例に係る差圧伝送器１では可動壁２５ｃが形成されておらず、過大圧が加わった際に当接面２１ｄは第２の面４１ｂに向けて移動しない。そのため、図１から図４に示したように可動壁２５に当接面２５ｃを設けた場合に比べて、第３の変形例における当接面２１ｄは第２の面４１ｂとの距離が小さく設定される。また、第３の空間２６が設けられないことから、収容体２に封入されるオイルの体積をより小さくすることができる。これにより、温度変化によるオイルの膨脹・収縮を原因とする計測誤差をより小さくすることができる。また、差圧伝送器１のより一層の小型化および軽量化を図ることができる。

【0066】

一方、図１から図４の示した例よりも第２の面４１ｂが当接面２１ｄに当接したときシリコンダイアフラム４１の変形量が大きくなり、第１の受圧ダイアフラム２３ａに過大圧が加わったときの耐圧性能が低下する可能性がある。したがって、第１の受圧ダイアフラム２３ａに過大圧が加わったときの耐圧性能の低下が問題とならないような条件であれば、第３の変形例に係る差圧伝送器１の構成を採用することができる。

【0067】

〔その他〕
開示される技術特徴の組合せのいくつかの例を以下に記載する。

【0068】

（１）第１の面と前記第１の面の裏面となる第２の面とを有するシリコンダイアフラムが中央部に形成されたシリコンセンサチップと、前記第１の面との間に第１の空間を形成して前記シリコンセンサチップを前記第１の面側から支持するとともに、前記第１の空間に連通する連通路が形成された台座と、前記シリコンセンサチップと前記台座とが収容された収容空間が形成された収容体と、を備え、前記収容空間は、前記シリコンセンサチップおよび前記台座によって前記第１の空間と、前記第２の面との間に形成された第２の空間と、に区画されており、前記収容体には、前記連通路につながる第１の通路と、前記第２の空間につながる第２の通路と、が形成されており、前記収容空間には、前記第２の面と対向する当接面が形成されており、前記当接面は、前記シリコンダイアフラムが前記第２の面側に凸となる変形をした場合に前記第２の面に当接する差圧伝送器。

【0069】

（２）前記収容体には、前記第２の空間の裏側に形成され、前記第２の通路に連通された第３の空間が設けられた、（１）に記載の差圧伝送器。

【0070】

（３）前記第２の空間と前記第３の空間の間の壁は、外周に沿って形成された薄肉部と、前記薄肉部に囲まれて前記薄肉部よりも前記第２の面に向けて突出した肉厚部と、を有し、前記当接面は前記肉厚部に形成されている（２）に記載の差圧伝送器。

【0071】

（４）前記収容空間の壁面のうち前記第２の面と対向する壁面には前記第２の面に向けて突出する突出部が形成され、前記当接面は前記突出部に形成されている（１）に記載の差圧伝送器。

【0072】

（５）前記第１の面には、前記台座に向けて突出する突起が形成されている（１）～（４）のいずれか１つに記載の差圧伝送器。

【0073】

（６）前記第１の通路の壁面の一部は、前記収容体の外部からの圧力に応じて変形する第１の受圧ダイアフラムであり、前記第２の通路の壁面の一部は、前記収容体の外部からの圧力に応じて変形する第２の受圧ダイアフラムである（１）～（５）のいずれか１つに記載の差圧伝送器。

【符号の説明】

【0074】

１ 差圧伝送器
２ 収容体
３ 台座
４ シリコンセンサチップ
５ ハーメチックシール端子
６ ボンディングワイヤ
２１ 収容空間
２１ａ 第１の空間
２１ｂ 第２の空間
２１ｃ 内壁
２１ｄ 対向面
２１ｅ 突出部
２２ａ 第１の通路
２２ｂ 第２の通路
２３ａ 第１の受圧ダイアフラム
２３ｂ 第２の受圧ダイアフラム
２５ 可動壁
２５ａ 薄肉部
２５ｂ 厚肉部
２５ｃ 当接面
２６ 第３の空間
３１ 連通路
４１ シリコンダイアフラム
４１ａ 第１の面
４１ｂ 第２の面
４３ 凸部（突出部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】