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(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】P2025155190
(43)【公開日】2025-10-14
(54)【発明の名称】圧力センサ
(51)【国際特許分類】
G01L 19/06 20060101AFI20251006BHJP
【ＦＩ】
G01L19/06 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024058841
(22)【出願日】2024-04-01
(71)【出願人】
【識別番号】000143949
【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森田 將裕
【テーマコード（参考）】
2F055
【Ｆターム（参考）】
2F055AA40
2F055BB20
2F055CC02
2F055CC60
2F055DD04
2F055EE11
2F055FF38
2F055GG22
(57)【要約】
【課題】信号処理回路および圧力検出素子へのノイズの影響を防止することができる圧力センサを提供する。
【解決手段】圧力センサは、圧力検出素子と、圧力検出素子が配される液封室と液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、絶縁部材と、ダイヤフラム、絶縁部材とともに液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、信号処理回路と、入出力端子群の１つと電気的に接続されており、ハウジングに対して絶縁部材を介してノイズを逃がす導電性部材と、を備えた圧力センサであって、導電性部材とハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１、圧力検出素子とハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２、信号処理回路とハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
【選択図】図１
【解決手段】圧力センサは、圧力検出素子と、圧力検出素子が配される液封室と液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、絶縁部材と、ダイヤフラム、絶縁部材とともに液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、信号処理回路と、入出力端子群の１つと電気的に接続されており、ハウジングに対して絶縁部材を介してノイズを逃がす導電性部材と、を備えた圧力センサであって、導電性部材とハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１、圧力検出素子とハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２、信号処理回路とハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧力を検出し、圧力に応じた圧力検出信号を外部制御機器に送出する圧力検出素子と、
該圧力検出素子が配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、
前記圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、
前記圧力検出素子および前記入出力端子群を支持する絶縁部材と、
前記ダイヤフラム、前記絶縁部材とともに圧力伝達媒体を封止する前記液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、
前記圧力検出素子に前記外部制御機器から供給される駆動電圧、または、前記圧力検出素子から前記外部制御機器に送出する前記圧力検出信号のいずれかまたは両方を変換する信号処理回路と、
前記入出力端子群の１つと電気的に接続されており、前記導電性ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす導電性部材と、
を備えた圧力センサであって、
前記導電性部材と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１とし、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２とし、前記信号処理回路と前記導電性ハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする圧力センサ。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
該圧力検出素子が配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、
前記圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、
前記圧力検出素子および前記入出力端子群を支持する絶縁部材と、
前記ダイヤフラム、前記絶縁部材とともに圧力伝達媒体を封止する前記液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、
前記圧力検出素子に前記外部制御機器から供給される駆動電圧、または、前記圧力検出素子から前記外部制御機器に送出する前記圧力検出信号のいずれかまたは両方を変換する信号処理回路と、
前記入出力端子群の１つと電気的に接続されており、前記導電性ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす導電性部材と、
を備えた圧力センサであって、
前記導電性部材と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１とし、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２とし、前記信号処理回路と前記導電性ハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする圧力センサ。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
【請求項2】
前記Ｃ１において、比誘電率をε１、前記導電性部材と前記導電性ハウジングの間の対向する部分の最小距離をｄ１、前記導電性部材と前記導電性ハウジングの対向面積をＳ１とし、前記Ｃ２において、比誘電率をε２、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの間の対向する部分の最小距離をｄ２、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの対向面積をＳ２とし、前記Ｃ３において、比誘電率をε３、前記信号処理回路と前記導電性ハウジングの間の対向する部分の最小距離をｄ３、前記信号処理回路と前記導電性ハウジングの対向面積をＳ３とすると、ε１≧ε２およびε１≧ε３の場合において、以下の式（３）および（４）が成立することを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
【請求項3】
前記導電性部材に電気的に接続する前記入出力端子群の１つが前記信号処理回路のグランド端子である請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項4】
前記導電性部材に電気的に接続する前記入出力端子群の１つが前記信号処理回路の駆動用電圧端子である請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項5】
圧力を検出し、圧力に応じた圧力検出信号を外部制御機器に送出する圧力検出素子と、
該圧力検出素子が配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、
前記圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、
前記圧力検出素子および前記入出力端子群を支持する絶縁部材と、
前記ダイヤフラム、前記絶縁部材とともに圧力伝達媒体を封止する前記液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、
前記圧力検出素子に前記外部制御機器から供給される駆動電圧、または、前記圧力検出素子から前記外部制御機器に送出する前記圧力検出信号のいずれかまたは両方を変換する信号処理回路を有する変換基板と、
前記圧力検出素子に近接して設けられ、前記入出力端子群の１つと電気的に接続されており、前記導電性ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす第１の導電性部材と、
前記変換基板に近接して設けられ、前記入出力端子群の１つと電気的に接続されることにより、前記導電性ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす第２の導電性部材と、
を備えた圧力センサであって、
前記第１の導電性部材と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１とし、前記第２の導電性部材と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１´とし、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２とし、前記変換基板と前記導電性ハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする圧力センサ。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１´＞Ｃ３・・・（２）
該圧力検出素子が配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、
前記圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、
前記圧力検出素子および前記入出力端子群を支持する絶縁部材と、
前記ダイヤフラム、前記絶縁部材とともに圧力伝達媒体を封止する前記液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、
前記圧力検出素子に前記外部制御機器から供給される駆動電圧、または、前記圧力検出素子から前記外部制御機器に送出する前記圧力検出信号のいずれかまたは両方を変換する信号処理回路を有する変換基板と、
前記圧力検出素子に近接して設けられ、前記入出力端子群の１つと電気的に接続されており、前記導電性ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす第１の導電性部材と、
前記変換基板に近接して設けられ、前記入出力端子群の１つと電気的に接続されることにより、前記導電性ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす第２の導電性部材と、
を備えた圧力センサであって、
前記第１の導電性部材と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１とし、前記第２の導電性部材と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１´とし、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２とし、前記変換基板と前記導電性ハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする圧力センサ。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１´＞Ｃ３・・・（２）
【請求項6】
前記Ｃ１において、比誘電率をε１、前記第１の導電性部材と前記導電性ハウジングの間の対向する部分の最小距離をｄ１、前記第１の導電性部材と前記導電性ハウジングの対向面積をＳ１とし、前記Ｃ２において、比誘電率をε２、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの間の対向する部分の最小距離をｄ２、前記圧力検出素子と前記導電性ハウジングの対向面積をＳ２とし、前記Ｃ１´において、比誘電率をε１´、前記第２の導電性部材と前記導電性ハウジングの間の対向する部分の最小距離をｄ１´、前記第２の導電性部材と前記導電性ハウジングの対向面積をＳ１´とし、前記Ｃ３において、比誘電率をε３、前記変換基板と前記導電性ハウジングの間の対向する部分の最小距離をｄ３、前記変換基板と前記導電性ハウジングの対向面積をＳ３とすると、ε１≧ε２およびε１´≧ε３の場合において、以下の式（３）および（４）が成立することを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１´／Ｓ３＞ε３ｄ１´／ｄ３・・・（４）
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１´／Ｓ３＞ε３ｄ１´／ｄ３・・・（４）
【請求項7】
前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材に電気的に接続する前記入出力端子群の１つが前記信号処理回路のグランド端子である請求項５に記載の圧力センサ。
【請求項8】
前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材に電気的に接続する前記入出力端子群の１つが前記信号処理回路の駆動用電圧端子である請求項５に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧力センサに関し、詳しくは、圧力センサに加えられるノイズを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
圧力センサでは、静電気やリレーのチャタリングによって発生する電気的ノイズが外部につながるリード線を介して加えられると、この電気的ノイズは、圧力センサ内部の信号処理回路もしくは圧力検出素子を通り、絶縁物を介してハウジングへと流れ、信号処理回路もしくは圧力検出素子を破壊することがある。
【0003】
特許文献１には、このようなノイズの対策のための構成として、圧力センサのベースを導電性素材で形成し、除電板を、ベース上に設けられた、表面に導電層が形成された第１の絶縁性部材によって構成し、上記導電層が、ベースと電気的に接続されず、配線層のグラウンドと同電位に維持され、圧力検出素子とベースとの間に第２の絶縁性部材が配置された圧力センサが記載されている。そして、第１の絶縁性部材の誘電率をε１とし、第２の絶縁性部材の誘電率をε２とし、絶縁性媒質の誘電率をε３としたとき、以下の式（１）および式（２）が成立することが記載されている。
ε１＞ε２・・・（１）
ε１＞ε３・・・（２）
ε１＞ε２・・・（１）
ε１＞ε３・・・（２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－６０２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の上記構成では、浮遊容量を生じる要素間に存在する絶縁性媒質と絶縁性部材の誘電率の大小関係を規定しただけであり、ノイズ対策の構成としては不十分である。すなわち、浮遊容量を生じる要素間での浮遊容量の大小関係が規定されるものではないため、ノイズへの十分な対策がなされているとはいえない。
【0006】
本発明の目的は、信号処理回路および圧力検出素子へのノイズの影響を防止することができる圧力センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、圧力センサは、圧力を検出し、圧力に応じた圧力検出信号を外部制御機器に送出する圧力検出素子と、該圧力検出素子が配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、前記圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、前記圧力検出素子および前記入出力端子群を支持する絶縁部材と、前記ダイヤフラム、前記絶縁部材とともに圧力伝達媒体を封止する前記液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、前記圧力検出素子に前記外部制御機器から供給される駆動電圧、または、前記圧力検出素子から前記外部制御機器に送出する前記圧力検出信号のいずれかまたは両方を変換する信号処理回路と、前記入出力端子群の１つと電気的に接続されており、前記ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす導電性部材と、を備えた圧力センサであって、前記導電性部材と前記ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１とし、前記圧力検出素子と前記ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２とし、前記信号処理回路と前記ハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
【0008】
上記課題を解決するために、圧力センサは、圧力を検出し、圧力に応じた電気信号を送出する圧力検出素子と、該圧力検出素子が配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切る金属製のダイヤフラムと、前記圧力検出素子に電気的に接続される入出力端子群と、前記圧力検出素子および前記入出力端子群を支持する絶縁部材と、前記ダイヤフラム、前記絶縁部材とともに圧力伝達媒体を封止する前記液封室を形成する導電性ハウジングを含んでなるセンサユニットと、前記圧力検出素子に前記外部制御機器から供給される駆動電圧、または、前記圧力検出素子から前記外部制御機器に送出する前記圧力検出信号のいずれかまたは両方を変換する信号処理回路を有する変換基板と、前記圧力検出素子に近接して設けられ、前記入出力端子群の１つと電気的に接続されており、前記ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす第１の導電性部材と、前記変換基板に近接して設けられ、前記入出力端子群の１つと電気的に接続されることにより、前記ハウジングに対して前記絶縁部材を介してノイズを逃がす第２の導電性部材と、を備えた圧力センサであって、前記第１の導電性部材と前記ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１とし、前記第２の導電性部材と前記ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ１´とし、前記圧力検出素子と前記ハウジングの間に生じる浮遊容量をＣ２とし、前記変換基板と前記ハウジングとの間に生じる浮遊容量をＣ３としたときに、以下の式（１）および（２）が成立することを特徴とする。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１´＞Ｃ３・・・（２）
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１´＞Ｃ３・・・（２）
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、信号処理回路および圧力検出素子へのノイズの影響を防止することができる圧力センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図１は、本発明の実施形態に係る圧力センサ本体を示す概略図であり、図１（ａ）は、圧力センサ本体を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡの領域を流体導入部側から見た場合の概略平面図である。
【図2】図２は、本発明の実施形態に係る圧力センサ本体を示す概略図であり、図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ本体を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡの領域を流体導入部側から見た場合の概略平面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢの領域を変換基板側から見た場合の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
【0012】
＜圧力センサの構成＞
図１および図２、図３、図４は、本発明の実施形態に係る圧力センサのそれぞれ別の形態を示しており、それぞれ圧力センサ１００、２００、３００、４００として参照される。これら圧力センサ１００～４００の共通の構成要素については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
図１および図２、図３、図４は、本発明の実施形態に係る圧力センサのそれぞれ別の形態を示しており、それぞれ圧力センサ１００、２００、３００、４００として参照される。これら圧力センサ１００～４００の共通の構成要素については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【0013】
図１に示すように、圧力センサ１００は、流体導入部１１０と、圧力検出部１２０と、封止部材１４０と、を有して構成される。図1に示す実施形態１においては、信号処理回路は圧力センサチップ（以下、「圧力検出素子」とも言う）１２６と一体化されて、１つのチップ上に信号処理回路と圧力検出素子が載っている。実施形態１、２、３、４の圧力センサ１００、２００、３００、４００は、流体導入部１１０および圧力検出部１２０を接合固定し、圧力検出部１２０および信号送出部１３０を電気的に接続した後、封止部材１４０により、流体導入部１１０、圧力検出部１２０、および、信号送出部１３０を一体的に組み付けられる。
【0014】
＜流体導入部＞
流体導入部１１０は、圧力検出される流体を、後述する圧力室１１２Ａに導入するものであり、金属製の継手部材１１１と、継手部材１１１の他端に溶接等により接続される金属製のベースプレート１１２と、を備える。
流体導入部１１０は、圧力検出される流体を、後述する圧力室１１２Ａに導入するものであり、金属製の継手部材１１１と、継手部材１１１の他端に溶接等により接続される金属製のベースプレート１１２と、を備える。
【0015】
継手部材１１１は、圧力検出される流体を導入する配管（不図示）と接続される雌ねじ部１１１ａと、配管から導入された流体を圧力室１１２Ａに導くポート１１１ｂと、を備える。ポート１１１ｂの開口端は、ベースプレート１１２の中央に設けられた開口部に溶接等により接続される。本実施形態において、継手部材１１１は、雌ねじ部１１１ａを備えるものとしたが、これに限らず、例えば、雄ねじ部を備えるものや、継手部材１１１の代わりに、銅製の接続パイプが接続されるものとしてもよい。
【0016】
ベースプレート１１２は、一端から他端に向けて、圧力センサ１００～４００の中心軸線Ｃに対して半径方向に拡径するお椀形状を有し、後述するダイヤフラム１２２との間に圧力室１１２Ａを形成する。
【0017】
＜圧力検出部＞
圧力検出部１２０は、圧力室１１２Ａに導入された流体の圧力を検出するものであり、貫通孔を有する金属製のハウジング（導電性ハウジング）１２１と、上述の圧力室１１２Ａと後述する液封室１２４Ａとを区画する金属製のダイヤフラム１２２と、ダイヤフラム１２２の圧力室１１２Ａ側に配置される保護カバー１２３と、を備える。また、圧力検出部１２０は、ハウジング１２１の貫通孔内部に封着されるハーメチックガラス（絶縁部材）１２４と、ハーメチックガラス１２４の圧力室１１２Ａ側の凹部とダイヤフラム１２２との間に圧力伝達媒体が充填される液封室１２４Ａと、ハーメチックガラス１２４の中央に配置される支柱１２５と、を備える。さらに、圧力検出部１２０は、支柱１２５に支持され液封室１２４Ａ内部に配置される圧力センサチップ１２６と、液封室１２４Ａにおいて圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２との間に配置される導電性部材１２７と、ハーメチックガラス１２４に固定される複数のリードピン１２８ａと、ハーメチックガラス１２４に固定されるオイル充填用パイプ１２９と、を備える。また、ハーメチックガラス１２４の外周部の高さを中心部よりも高く形成し、外周部の内側に、金属製であるリング状のフレーム１２８ｄを嵌め込むようにしている。
圧力検出部１２０は、圧力室１１２Ａに導入された流体の圧力を検出するものであり、貫通孔を有する金属製のハウジング（導電性ハウジング）１２１と、上述の圧力室１１２Ａと後述する液封室１２４Ａとを区画する金属製のダイヤフラム１２２と、ダイヤフラム１２２の圧力室１１２Ａ側に配置される保護カバー１２３と、を備える。また、圧力検出部１２０は、ハウジング１２１の貫通孔内部に封着されるハーメチックガラス（絶縁部材）１２４と、ハーメチックガラス１２４の圧力室１１２Ａ側の凹部とダイヤフラム１２２との間に圧力伝達媒体が充填される液封室１２４Ａと、ハーメチックガラス１２４の中央に配置される支柱１２５と、を備える。さらに、圧力検出部１２０は、支柱１２５に支持され液封室１２４Ａ内部に配置される圧力センサチップ１２６と、液封室１２４Ａにおいて圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２との間に配置される導電性部材１２７と、ハーメチックガラス１２４に固定される複数のリードピン１２８ａと、ハーメチックガラス１２４に固定されるオイル充填用パイプ１２９と、を備える。また、ハーメチックガラス１２４の外周部の高さを中心部よりも高く形成し、外周部の内側に、金属製であるリング状のフレーム１２８ｄを嵌め込むようにしている。
【0018】
ハウジング１２１は、ハーメチックガラス１２４の周囲の強度を保つために、例えばＦｅ・Ｎｉ系合金やステンレス等の金属材料により形成される。ダイヤフラム１２２と、保護カバー１２３は、共に金属材料で形成され、共にハウジング１２１の圧力室１１２Ａ側の貫通孔の外周縁部において溶接される。保護カバー１２３は、ダイヤフラム１２２を保護するために圧力室１１２Ａ内部に設けられ、流体導入部１１０から導入された流体が通過するための複数の連通孔１２３ａが設けられる。ハウジング１２１は、圧力検出部１２０が組み立てられた後、流体導入部１１０のベースプレート１１２の外周縁部において、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等により外側から溶接される。従って、流体導入部１１０と圧力検出部１２０は一体となっている。
【0019】
ハーメチックガラス１２４は、一端面がハウジング１２１より窪んだ凹部を形成し、凹部内に圧力センサチップ１２６を配置し、ハーメチックガラス１２４、ハウジング１２１、ダイヤフラム１２２で囲まれた空間内に圧力伝達媒体を封入することで、液封室１２４Ａを形成する。また圧力センサチップ１２６および複数のリードピン１２８ａをハウジング１２１から絶縁して保持するために設けられる。ハーメチックガラス１２４の中央に配置された支柱１２５の液封室１２４Ａ側には、圧力センサチップ１２６が接着剤などにより支持される。なお、本実施形態において、支柱１２５は、Ｆｅ・Ｎｉ系合金で形成されるものとしたが、これに限らない。例えば、ステンレス等その他の金属材料で形成されるものとしてもよいし、支柱１２５を設けずに、ハーメチックガラス１２４の凹部を形成する平坦面に直接的に支持されるように構成されてもよい。
【0020】
本実施形態における圧力検出素子としての圧力センサチップ１２６の内部には、ピエゾ抵抗効果を有する材料（例えば、単結晶シリコン等）からなるダイヤフラムと、ダイヤフラム上に複数の半導体歪みゲージを形成し、これらの半導体歪みゲージをブリッジ接続したブリッジ回路およびブリッジ回路からの出力を処理する増幅回路と、演算処理回路等の集積回路と、が含まれる。また、圧力センサチップ１２６は、例えば、金またはアルミニウム製のボンディングワイヤ１２６ａにより複数のリードピン１２８ａに接続され、複数のリードピン１２８ａは、圧力センサチップ１２６の外部入出力端子を構成している。また、圧力検出素子としてはこの例に限らず、静電容量型、歪みゲージ式、磁歪素子等で構成されていても良い。
【0021】
導電性部材１２７は、圧力センサチップ１２６を無電界（ゼロ電位）内に置き、フレームアースと２次電源との間に生じる電位の影響で圧力センサチップ１２６内の回路などが悪影響を受けないようにするために設けられる。なお、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、導電性部材１２７ａおよび１２７ｃがそれぞれ変換基板２３３、３３３に近接して配置される場合にも、同様に変換基板２３３、３３３内の信号処理回路などが悪影響を受けないようにすることができる。図１の場合、導電性部材１２７は、液封室１２４Ａ内の圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２との間に配置され、金属等の導電性の材料で形成され、フレーム１２８ｄのダイヤフラム１２２に対向する端面に溶接等により固定されている。フレーム１２８ｄは複数のリードピン１２８ａのうちいずれか１本以上、例えば圧力センサチップ１２６のゼロ電位に接続されるリードピン１２８ａと電気的に接続される。具体的には、フレーム１２８ｄにゼロ電位に接続されたリードピン１２８ａが挿入される孔を空け、該孔にリードピン１２８ａを挿入して、フレーム１２８ｄをつぶしてかしめることにより、フレーム１２８ｄとリードピン１２８ａとを機械的かつ電気的に接続するようにしている。従って、導電性部材１２７はフレーム１２８ｄを介して、リードピン１２８ａと電気的に接続し導通している。
【0022】
ハーメチックガラス１２４には、複数のリードピン１２８ａおよびオイル充填用パイプ１２９の一端が、貫通状態でハーメチック処理により固定される。本実施形態では、リードピン１２８ａとして、全部で８本のリードピン１２８ａが設けられている。すなわち、外部出力用（Ｖｏｕｔ）、駆動電圧供給用（Ｖｃｃ）、接地用（ＧＮＤ）の３本のリードピン１２８ａと、圧力センサチップ１２６の調整用の端子として５本のリードピン１２８ａが設けられている。なお、図１においては、８本のリードピン１２８ａのうち４本が示される。
【0023】
オイル充填用パイプ１２９は、液封室１２４Ａの内部に圧力伝達媒体（例えば、シリコーンオイル、または、フッ素系不活性液体等）を充填するために設けられる。なお、オイル充填用パイプ１２９の他端は、圧力伝達媒体充填後、押し潰されて閉塞される。
【0024】
＜圧力検出部の動作＞
圧力検出部１２０の動作について説明する。まず、ダイヤフラム１２２が、継手部材１１１から圧力室１１２Ａに導入される流体により押圧される。このダイヤフラム１２２に加えられる圧力室１１２Ａの圧力は、液封室１２４Ａ内の圧力伝達媒体を介して圧力センサチップ１２６に伝達される。この伝達された圧力により、圧力センサチップ１２６のシリコンダイヤフラムが変形し、ピエゾ抵抗素子によるブリッジ回路で圧力を電気信号に変換して、圧力センサチップ１２６の集積回路からボンディングワイヤ１２６ａおよび複数のリードピン１２８ａを介して、信号送出部１３０に出力される。
圧力検出部１２０の動作について説明する。まず、ダイヤフラム１２２が、継手部材１１１から圧力室１１２Ａに導入される流体により押圧される。このダイヤフラム１２２に加えられる圧力室１１２Ａの圧力は、液封室１２４Ａ内の圧力伝達媒体を介して圧力センサチップ１２６に伝達される。この伝達された圧力により、圧力センサチップ１２６のシリコンダイヤフラムが変形し、ピエゾ抵抗素子によるブリッジ回路で圧力を電気信号に変換して、圧力センサチップ１２６の集積回路からボンディングワイヤ１２６ａおよび複数のリードピン１２８ａを介して、信号送出部１３０に出力される。
【0025】
なお、図１に示す実施形態１では、圧力センサチップ１２６に信号処理回路が一体として設けられており、出力された電気信号を外部制御機器へ入力するのに適した信号へと変換し、ボンディングワイヤ１２６ａおよび複数のリードピン１２８ａを介して、外部に出力される。信号処理回路は、次項で述べる変換基板１３３、２３３、３３３が備える信号処理回路と同様の機能を有する。
【0026】
＜信号送出部＞
図２～図４で示す圧力センサ２００～４００が備える信号送出部１３０は、圧力検出部１２０で検出された圧力信号を外部に送出するものであり、圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａに対向する側に設けられ、圧力検出部１２０から突出する複数のリードピン１２８ａに接続される変換基板１３３～３３３と、変換基板１３３～３３３に接続される外部接続用のリード線１３５を備える。なお、図３、図４で図示されているように、変換基板２３３、３３３と圧力検出部１２０の間には、スペーサ１３４も配置されている。また、変換基板１３３～２３３を備えていない図１で示される圧力センサ１００の信号送出部１３０は、圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａに対向する側である、ハウジング１２１上端部に配置された端子台１５１と、外部機器接続用の複数のリード線１２８ｃと、リードピン１２８ａとリード線１２８ｃとを中継するコンタクトピン１２８ｂと、端子台１５１上部の開口端を覆うエンドキャップ１５２を備える。端子台１５１はリードピン１２８ａを整列させるとともに、その内側に所定の容積の空洞部を有している。端子台１５１の下端部はハウジング１２１の上端面に絶縁ボンド１４２により接着されている。絶縁ボンド１４２は端子台１５１の固定の他、リードピン１２８ａとハウジング１２１との絶縁性向上のために塗布されている。コンタクトピン１２８ｂは、端子台１５１内部の空洞部において、一端がリードピン１２８ａの端部と、例えばスポット溶接などにより導通接続し、他端が端子台１５１側面より引き出され、該引出部にリード線１２８ｃが接続されている。端子台１５１の上端側には、エンドキャップ１５２が設置されている。従って、端子台１５１、エンドキャップ１５２で囲まれた空間内に空洞部を形成している。
図２～図４で示す圧力センサ２００～４００が備える信号送出部１３０は、圧力検出部１２０で検出された圧力信号を外部に送出するものであり、圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａに対向する側に設けられ、圧力検出部１２０から突出する複数のリードピン１２８ａに接続される変換基板１３３～３３３と、変換基板１３３～３３３に接続される外部接続用のリード線１３５を備える。なお、図３、図４で図示されているように、変換基板２３３、３３３と圧力検出部１２０の間には、スペーサ１３４も配置されている。また、変換基板１３３～２３３を備えていない図１で示される圧力センサ１００の信号送出部１３０は、圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａに対向する側である、ハウジング１２１上端部に配置された端子台１５１と、外部機器接続用の複数のリード線１２８ｃと、リードピン１２８ａとリード線１２８ｃとを中継するコンタクトピン１２８ｂと、端子台１５１上部の開口端を覆うエンドキャップ１５２を備える。端子台１５１はリードピン１２８ａを整列させるとともに、その内側に所定の容積の空洞部を有している。端子台１５１の下端部はハウジング１２１の上端面に絶縁ボンド１４２により接着されている。絶縁ボンド１４２は端子台１５１の固定の他、リードピン１２８ａとハウジング１２１との絶縁性向上のために塗布されている。コンタクトピン１２８ｂは、端子台１５１内部の空洞部において、一端がリードピン１２８ａの端部と、例えばスポット溶接などにより導通接続し、他端が端子台１５１側面より引き出され、該引出部にリード線１２８ｃが接続されている。端子台１５１の上端側には、エンドキャップ１５２が設置されている。従って、端子台１５１、エンドキャップ１５２で囲まれた空間内に空洞部を形成している。
【0027】
変換基板１３３～３３３は、駆動電圧や圧力検出信号の信号方式に対応するために、駆動電圧、または、圧力検出信号の一方もしくは両方を変換する信号処理回路（不図示）を備える。この信号処理回路は、リード線１３５を介して、外部に接続される外部制御機器の制御回路（不図示）から圧力センサ２００～４００に供給される例えば３．３Ｖ～３６Ｖの駆動電圧を、圧力センサチップ１２６の仕様の電圧（例えば５Ｖ）と合致させる昇圧、降圧回路部（不図示）、圧力センサ２００～４００の圧力検出信号（例えば、０．５Ｖ～４．５Ｖ）を、制御回路の圧力検出信号（例えば、１Ｖ～５Ｖ）に昇圧する電圧シフト回路部（不図示）、電圧、若しくは抵抗変化による出力信号を４～２０ｍＡ等の電流出力へと変換する電流出力変換回路、および、デジタル出力変換回路等、を備える。このように、駆動電圧や圧力検出信号の信号方式に対応して、圧力センサ２００～４００内に設ける変換基板１３３～３３３を適宜選択することにより、圧力検出部１２０、特に圧力センサチップ１２６や、液封室１２４Ａの周辺構造の設計変更を行うことなく、駆動電圧および圧力検出信号の差を吸収することができる。変換基板１３３～３３３の外縁のサイズは、図２～図４で示されるように、ハウジング１２１よりも小さく設定されている。
【0028】
＜封止部材＞
封止部材１４０は、圧力検出部１２０、信号送出部１３０の周囲を覆う防水ケース１４１と、防水ケース１４１の内周面と圧力検出部１２０の外周面および信号送出部１３０の外周面との間を充填する封止材１４３を備える。
封止部材１４０は、圧力検出部１２０、信号送出部１３０の周囲を覆う防水ケース１４１と、防水ケース１４１の内周面と圧力検出部１２０の外周面および信号送出部１３０の外周面との間を充填する封止材１４３を備える。
【0029】
圧力センサ１００の防水ケース１４１は、樹脂材料で円筒形状に形成され、円筒形状の下端部には、内側に向かうフランジ部が設けられている。このフランジ部には、防水ケース１４１の上部の開口部から挿入された圧力検出部１２０が接続された流体導入部１１０ のベースプレート１１２の外周部が当接する。この状態で防水ケース１４１の内部と圧力検出部１２０、信号送出部１３０である端子台１５１、エンドキャップ１５２で囲まれる空間内に封止材１４３を充填し、圧力検出部１２０、信号送出部１３０等を固定する。この封止材１４３の充填により、圧力センサ１００の防水性を得ることができる。また、図２～図４の防水ケース１４１ａは、樹脂材料で円筒形状に形成され、信号送出部１３０側から流体導入部１１０側に向けて順に小円筒部、中円筒部、大円筒部が、同軸となるように一体で形成されている。小円筒部は、信号送出部１３０が位置し、封止材１４３が充填される空間を形成する。中円筒部は、圧力検出部１２０が収容可能な内径を有し、ハウジング１２１が位置する。大円筒部には流体導入部１１０のベースプレート１１２を収容可能な内径を有する。大円筒部の端部は、圧力検出部１２０のハウジング１２１外周面全体から流体導入部１１０に向けて、ベースプレート１１２の外周部を超える位置まで延長されている。この防水ケース１４１ａの円筒内部に圧力検出部１２０などを挿入する工程において、小円筒部と中円筒部との間の段差に、ハウジング１２１の液封室１２４Ａと反対側である上端外周縁を突き当てることで、圧力検出部１２０と防水ケース１４１ａとの位置決めを行うようになっている。この位置決めされた状態で、小円筒部と圧力検出部１２０、信号送出部１３０で囲まれる内部空間に、封止材１４３を充填し、圧力検出部１２０、信号送出部１３０等を固定する。この封止材１４３の充填により、圧力センサ２００～４００の防水性を得ることができる。
【0030】
＜ノイズ導通経路の形成について＞
以上説明した圧力センサでは、外部からのノイズによる電流がリード線を通じて圧力センサ内に流れることがある。この際、ノイズ電流が圧力センサチップや信号処理回路に至ってこれを通過すると、これらを破壊してしまう恐れがある。そこで、本実施形態は、ノイズが導電性部材とハウジングとの間を通過し、圧力センサチップとハウジングとの間、信号処理回路（変換基板）とハウジングとの間、を通過しないようにする。そのために、本実施形態では、圧力センサチップとハウジングとの間、信号処理回路（変換基板）とハウジングとの間、導電性部材とハウジングとの間、それぞれの浮遊容量の関係を定める。
以上説明した圧力センサでは、外部からのノイズによる電流がリード線を通じて圧力センサ内に流れることがある。この際、ノイズ電流が圧力センサチップや信号処理回路に至ってこれを通過すると、これらを破壊してしまう恐れがある。そこで、本実施形態は、ノイズが導電性部材とハウジングとの間を通過し、圧力センサチップとハウジングとの間、信号処理回路（変換基板）とハウジングとの間、を通過しないようにする。そのために、本実施形態では、圧力センサチップとハウジングとの間、信号処理回路（変換基板）とハウジングとの間、導電性部材とハウジングとの間、それぞれの浮遊容量の関係を定める。
【0031】
具体的には、導電性部材とハウジング間の浮遊容量をＣ１、圧力センサチップとハウジング間の浮遊容量をＣ２、信号処理回路とハウジング間の浮遊容量をＣ３とすると、このとき、次式が成立する、圧力センサの構成とする。
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
Ｃ１＞Ｃ２・・・（１）
Ｃ１＞Ｃ３・・・（２）
【0032】
これらの式が成立するとき、すなわち、導電性部材とハウジング間の浮遊容量Ｃ１が、圧力センサチップとハウジング間の浮遊容量Ｃ２、信号処理回路とハウジング間の浮遊容量Ｃ３より大きい関係によって、外部より加わったノイズ電流が導電性部材とハウジング間を通過するようにできる。これら浮遊容量の関係式は、圧力センサ１００、２００、３００、４００それぞれが備える構成によって異なることから、以下に具体的な実施形態として、上式が成立するための具体的な条件を説明する。
【0033】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ１００を示す概略側面断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、圧力センサチップ１２６、導電性部材１２７、ダイヤフラム１２２以外を省略して示す概略平面図であり、１２７´は導電性部材１２７の外縁部を示す。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ１００を示す概略側面断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、圧力センサチップ１２６、導電性部材１２７、ダイヤフラム１２２以外を省略して示す概略平面図であり、１２７´は導電性部材１２７の外縁部を示す。
【0034】
図１（ａ）に示すように、本実施形態において圧力センサ１００は、圧力検出部１２０と流体導入部１１０とを有して構成される。また、信号処理回路は、圧力センサチップ１２６に一体化されている。
【0035】
図１（ａ）に示すように、導電性部材１２７と、ハウジング１２１と同電位にあるダイヤフラム１２２との間の最小距離をｄ１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２との間の最小距離をｄ２とする。このとき、信号処理回路とダイヤフラム１２２との間の最小距離ｄ３は、信号処理回路が圧力センサチップに一体化されていることから、ｄ３＝ｄ２とすることができる。
【0036】
また、図１（ｂ）に示すように、導電性部材１２７とハウジング１２１と同電位であるダイヤフラム１２２の対向する面積をＳ１、圧力センサチップ１２６とハウジング１２１（ダイヤフラム１２２）の対向する面積をＳ２とする。このとき、信号処理回路とハウジング１２１（ダイヤフラム１２２）の対向する面積Ｓ３は、上述したのと同様に、信号処理回路が圧力センサチップ１２６に一体化されていることから、Ｓ３＝Ｓ２とすることができる。同様に、比誘電率εは次のように規定することができる。導電性部材１２７とダイヤフラム１２２との間の比誘電率をε１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２との間の比誘電率をε２とするとき、信号処理回路とダイヤフラム１２２との間の比誘電率ε３は、ε３＝ε２とすることができる。
【0037】
ここで、浮遊容量Ｃは、誘電率ε、対向する導体の面積Ｓ、対向する導体の距離ｄを用いて、Ｃ=ε・Ｓ/ｄで表すことができる。そして、本実施形態は、図１（ａ）に示す構成から、ｄ１＜ｄ２であり、また、図１（ｂ）に示す構成から、Ｓ１＞Ｓ２であるから、上述した浮遊容量の関係式（１）、（２）は、ε１≧ε２が成り立てば、常に成り立つ。ε１≧ε３についても同様である。これにより、上記Ｃ=ε・Ｓ/ｄの関係から、ε１≧ε２およびε１≧ε３の条件で、式（１）、（２）は、次式のように表すことができる。
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
【0038】
ここで、導電性部材１２７、圧力センサチップ１２６、信号処理回路のそれぞれとダイヤフラム１２２との間の比誘電率が等しい形態、すなわち、圧力センサチップ１２６、導電性部材１２７が同一の液封室１２４Ａ内に配置され、これらの周囲に圧力伝達媒体が満たされている場合では、ε１＝ε２およびε１＝ε３が成り立つ。なお、ε１、ε２の関係で、ε１を大とするには、例えば導電性部材１２７の圧力センサチップ１２６に対向する面に、誘電率ε´となるコーティングを行うなどすればよい。
【0039】
圧力センサ１００において、上式（３）、（４）が成立するように各要素の変数を決定することにより、リード線１２８ｃを介して圧力センサ１００に加わったノイズ電流は、圧力センサチップ１２６（および信号処理回路）に至らず、導電性部材１２７からダイヤフラム１２２、ハウジング１２１へと伝わり、ＧＮＤへと逃すことができる。これにより、圧力センサチップ１２６、信号処理回路のノイズによる破壊を防止できる。
【0040】
（実施形態２）
図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ２００を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡの領域を流体導入部側から見た場合の圧力センサチップ１２６、導電性部材１２７、ダイヤフラム１２２以外を省略して示す概略平面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢの領域を変換基板１３３側から見た場合の、ハウジング１２１、変換基板１３３、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、１３３´は変換基板１３３の外縁部を示し、１２１´´はハウジング１２１の円筒内周面縁部を示す。
図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ２００を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡの領域を流体導入部側から見た場合の圧力センサチップ１２６、導電性部材１２７、ダイヤフラム１２２以外を省略して示す概略平面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢの領域を変換基板１３３側から見た場合の、ハウジング１２１、変換基板１３３、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、１３３´は変換基板１３３の外縁部を示し、１２１´´はハウジング１２１の円筒内周面縁部を示す。
【0041】
図２（ａ）に示すように、本実施形態において、実施形態１とは異なり信号処理回路は圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａと対向する外部（ハウジング１２１上面）に設置した変換基板１３３内に設けられている。ハウジング１２１と変換基板１３３は、相互の絶縁のために離隔して配置している。ここで、導電性部材１２７とハウジング１２１と同電位にあるダイヤフラム１２２間の最小距離をｄ１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の最小距離をｄ２、信号処理回路（変換基板１３３）とハウジング１２１間の最小距離をｄ３とする。なお、本実施形態では、変換基板１３３～ハウジング１２１間の距離は、導電性部材１２７～ダイヤフラム１２２間の距離よりも十分離隔して配置されている。
【0042】
また、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、導電性部材１２７とダイヤフラム１２２（ハウジング１２１）の対向する面積をＳ１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２（ハウジング１２１）の対向する面積をＳ２、信号処理回路（変換基板１３３）とハウジング１２１の対向する面積をＳ３とする。ここで対向する面積Ｓ３とは、図２（ｃ）における濃い網掛け部分、すなわち、ハウジング１２１と変換基板１３３とが重複する部分である。なお、絶縁部材であるハ―メチックガラス１２４に掛かる部分は除外される。そして、導電性部材１２７とダイヤフラム１２２間の比誘電率をε１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の比誘電率をε２、信号処理回路（変換基板１３３）とハウジング１２１間の比誘電率をε３とすると、実施形態１と同様に導電性部材１２７、圧力センサチップ１２６が同一の液封室１２４Ａ内に配置され、周囲に同一の圧力伝達媒体が存在していることからε１≧ε２が成り立つ。また、図２（ａ）より、ｄ１＜ｄ３であり、図２（ｂ）より、Ｓ１＞Ｓ２、図２（ｃ）よりＳ１＞Ｓ３であるから、上述した浮遊容量の関係式（１）、（２）は、ε１≧ε２が成り立てば、常に成り立つ。なお、ここでも前述のように、導電性部材１２７に別途誘電率ε´となるようコーティングを施すことにより、ε１＞ε２とすることも可能である。また、圧力伝達媒体と封止材１４３の比誘電率が等しいか、もしくは圧力伝達媒体のほうが大きいと、ε１≧ε３についても同様のことがいえる。これにより、上記Ｃ=ε・Ｓ/ｄの関係から、ε１≧ε２およびε１≧ε３の条件で、式（１）、（２）は、次式のように表すことができる。
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
【0043】
上式（３）、（４）が成立するように各変数を決定すると、リード線１３５から圧力センサ２００に加わったノイズが、圧力センサチップ１２６、信号処理回路に加わらず、導電性部材１２７からダイヤフラム１２２、ハウジング１２１へと伝わり、ＧＮＤへと逃すことができる。これにより、圧力センサチップ１２６および信号処理回路のノイズによる破壊を防止できる。
【0044】
（実施形態３）
図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ３００を示す概略側面断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、圧力センサチップ１２６およびダイヤフラム１２２以外を省略した概略平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＢの領域を変換基板２３３側から見た場合の、ハウジング１２１、変換基板２３３、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、２３３´は変換基板２３３の外縁部を示す。図３（ｄ）は、図３（ａ）のＢの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、ハウジング１２１、導電性部材１２７ａ、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、１２７a´´は導電性部材１２７aの内縁部を示す。図３（ｅ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ３００の変換基板２３３と導電性部材１２７ａとの間、および、圧力検出部１２０と導電性部材１２７ａとの間に設けられる２枚のスペーサ１３４の分解図である。
図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ３００を示す概略側面断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、圧力センサチップ１２６およびダイヤフラム１２２以外を省略した概略平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＢの領域を変換基板２３３側から見た場合の、ハウジング１２１、変換基板２３３、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、２３３´は変換基板２３３の外縁部を示す。図３（ｄ）は、図３（ａ）のＢの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、ハウジング１２１、導電性部材１２７ａ、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、１２７a´´は導電性部材１２７aの内縁部を示す。図３（ｅ）は、本発明の実施形態に係る圧力センサ３００の変換基板２３３と導電性部材１２７ａとの間、および、圧力検出部１２０と導電性部材１２７ａとの間に設けられる２枚のスペーサ１３４の分解図である。
【0045】
ここで、図３（ｅ）に示すように、導電性部材１２７ａは金属等の導電性の材料で、板状の円環状に形成されている。スペーサ１３４は絶縁性の樹脂で、導電性部材１２７ａと同様に板状の円環状に形成されている。導電性部材１２７ａの両面にスペーサ１３４を配置することにより、スペーサ１３４で導電性部材１２７ａを挟持する。
【0046】
さらには、スペーサ１３４、導電性部材１２７ａ、変換基板２３３はほぼ同一の外径であり、スペーサ１３４、導電性部材１２７ａの内径はリードピン１２８ａと干渉せずに挿通するよう、同一の内径の円環状である。
【0047】
そして、円環状の導電性部材１２７ａ、スペーサ１３４は、その外径がハウジング１２１の外径よりも小さく、導電性部材１２７ａ、スペーサ１３４の内径は、ハウジング１２１の内径よりも小さい。またここで、スペーサ１３４の厚さは、圧力センサチップ１２６～ダイヤフラム１２２間の距離よりも小さい。すなわちスペーサ１３４は、この距離よりも薄い材料で形成されている。
【0048】
また、ここで、導電性部材１２７ａの一部に図３（ｅ）のように突出折り曲げ部１２８ｅを設けている。突出折り曲げ部１２８ｅは変換基板２３３の信号処理回路の信号パターンとはんだ付け溶接などにより導通接続している。突出折り曲げ部１２８ｅの接続している信号パターンは、複数のリードピン１２８ａのうちのいずれか１本以上、例えば圧力センサチップ１２６のゼロ電位に接続するリードピン１２８ａと接続している。このような接続形態により、導電性部材１２７ａは変換基板２３３の信号パターンを介してリードピン１２８ａと電気的に接続し導通している。また、導電性部材１２７ａと変換基板２３３の信号パターンとの導通接続形態はこれに限らず、例えば導通接続用のコンタクト接触、導通用ピン圧入、電線接続等により行われていてもよい。
【0049】
図３（ａ）に示すように、本実施形態においては、信号処理回路は圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａと対向する外部（ハウジング１２１上面）に設置した変換基板２３３内に設けられており、導電性部材１２７ａが変換基板２３３に近接して配置されている。ここで、導電性部材１２７ａとハウジング１２１間の最小距離をｄ１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の最小距離をｄ２、信号処理回路（変換基板２３３）とハウジング１２１間の最小距離をｄ３とする。
【0050】
また、図３（ｂ）、図３（ｃ）、および図３（ｄ）に示すように、導電性部材１２７ａとハウジング１２１の対向する面積をＳ１（図３（ｄ）における、導電性部材１２７ａとハウジング１２１とが重複する濃い網掛け部）、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２（ハウジング１２１）の対向する面積をＳ２、信号処理回路（変換基板２３３）とハウジング１２１の対向する面積をＳ３（図３（ｃ）における、変換基板２３３とハウジング１２１とが重複する濃い網掛け部）とする。そして、導電性部材１２７ａとハウジング１２１間の比誘電率をε１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の比誘電率をε２、信号処理回路とハウジング１２１間の比誘電率をε３とすると、図３（ａ）、図３（ｅ）より、ｄ１＜ｄ２、ｄ１＜ｄ３、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図３（ｄ）よりＳ１＞Ｓ２、Ｓ１＝Ｓ３であるから、上述した浮遊容量の関係式（１）、（２）は、ε１≧ε２が成り立てば、常に成り立つ。ε１≧ε３についても同様である。これにより、上記Ｃ=ε・Ｓ/ｄの関係から、ε１≧ε２およびε１≧ε３の条件で、式（１）、（２）は、次式のように表すことができる。
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（３）
ε１Ｓ１／Ｓ３＞ε３ｄ１／ｄ３・・・（４）
【0051】
また、導電性部材１２７ａとダイヤフラム１２２間の比誘電率と圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の比誘電率が等しいものとみなせる場合には、ε１＝ε２が成り立つ。また、導電性部材１２７ａとハウジング１２１間と信号処理回路（変換基板２３３）とハウジング１２１間には共通のスペーサ１３４が設けられていることから、これらの間の比誘電率が等しいとみなせる場合には、ε１＝ε３が成り立つ。
【0052】
上式（３）、（４）が成立するように各変数を決定すると、リード線１３５から圧力センサ３００に加わったノイズが、圧力センサチップ１２６、信号処理回路に加わらず、導電性部材１２７ａからハウジング１２１へと伝わり、ＧＮＤへと逃すことができる。これにより、圧力センサチップ１２６および信号処理回路のノイズによる破壊を防止できる。
【0053】
図３（ｅ）に示すように、変換基板２３３とハウジング１２１の間にはスペーサ１３４で挟持されている導電性部材１２７ａが配置されている。すなわち、変換基板２３３と導電性部材１２７ａ、導電性部材１２７ａとハウジング１２１の間にはスペーサ１３４が介在している。これにより、導電性部材１２７ａとハウジング１２１間の距離を所望の距離とすることができ、また、所望の浮遊容量を生じさせることができる。
【0054】
（実施形態４）
図４（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧力センサ４００を示す概略側面断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、圧力センサチップ１２６、第１の導電性部材１２７ｂ、およびダイヤフラム１２２以外を省略した概略平面図であり、１２７ｂ´は第１の導電性部材１２７ｂの外縁部を示す。図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢの領域を変換基板３３３側から見た場合の、ハウジング１２１、変換基板３３３、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、３３３´は変換基板３３３の外縁部を示す。図４（ｄ）は、図４（ａ）のＢの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、ハウジング１２１、第２の導電性部材１２７ｃ、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、１２７ｃ´´は第２の導電性部材１２７ｃの内縁部を示す。なお、本実施形態においても、実施形態３と同様のスペーサ１３４を備えている。また、変換基板３３３、スペーサ１３４、第２の導電性部材１２７ｃ、ハウジング１２１の内外径の関係は、実施形態３（図３）の構成と同一である。
図４（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧力センサ４００を示す概略側面断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、圧力センサチップ１２６、第１の導電性部材１２７ｂ、およびダイヤフラム１２２以外を省略した概略平面図であり、１２７ｂ´は第１の導電性部材１２７ｂの外縁部を示す。図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢの領域を変換基板３３３側から見た場合の、ハウジング１２１、変換基板３３３、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、３３３´は変換基板３３３の外縁部を示す。図４（ｄ）は、図４（ａ）のＢの領域を流体導入部１１０側から見た場合の、ハウジング１２１、第２の導電性部材１２７ｃ、防水ケース１４１ａ以外を省略した概略平面図であり、１２７ｃ´´は第２の導電性部材１２７ｃの内縁部を示す。なお、本実施形態においても、実施形態３と同様のスペーサ１３４を備えている。また、変換基板３３３、スペーサ１３４、第２の導電性部材１２７ｃ、ハウジング１２１の内外径の関係は、実施形態３（図３）の構成と同一である。
【0055】
図４（ａ）に示すように、本実施形態においては、圧力センサチップ１２６は、液封室１２４Ａ内で圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２との間に配され、複数のリードピン１２８ａのうちいずれか１本以上と接続され電気的に導通している第１の導電性部材１２７ｂに覆われており、不所望な電界から保護されている。信号処理回路は圧力検出部１２０の圧力室１１２Ａと対向する外部（ハウジング１２１上面）に設置した変換基板３３３内に設けられており、第２の導電性部材１２７ｃが変換基板３３３に近接して配置され不所望な電界から保護されている。また、ここで、第１の導電性部材１２７ｂとダイヤフラム１２２間の最小距離をｄ１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の最小距離をｄ２、第２の導電性部材１２７ｃとハウジング１２１間の最小距離をｄ１´、信号処理回路（変換基板３３３）とハウジング１２１間の最小距離をｄ３とする。
【0056】
また、図４（ｂ）、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示すように、第１の導電性部材１２７ｂとダイヤフラム１２２の対向する面積をＳ１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２の対向する面積をＳ２、第２の導電性部材１２７ｃとハウジング１２１の対向する面積をＳ１´（図４（ｄ）における、第２の導電性部材１２７cとハウジング１２１とが重複する濃い網掛け部）、信号処理回路（変換基板３３３）とハウジング１２１の対向する面積をＳ３（図４（ｃ）における、変換基板３３３とハウジング１２１とが重複する濃い網掛け部であり、絶縁部材であるハ―メチックガラス１２４に掛かる部分は除外される）とする。そして、第１の導電性部材１２７ｂとダイヤフラム１２２間の比誘電率をε１、圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の比誘電率をε２、第２の導電性部材１２７ｃとハウジング１２１間の比誘電率をε１´、信号処理回路（変換基板３３３）とハウジング１２１間の比誘電率をε３とすると、図４（ａ）、図３（ｅ）より、ｄ１＜ｄ２、ｄ１´＜ｄ３、図４（ｂ）、図４（ｃ）および図４（ｄ）よりＳ１＞Ｓ２、Ｓ１´＝Ｓ３であるから、上述した浮遊容量の関係式（１）、（２）は、ε１≧ε２が成り立てば、常に成り立つ。ε１´≧ε３についても同様である。
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（５）
ε１´Ｓ１´／Ｓ３＞ε３ｄ１´／ｄ３・・・（６）
ε１Ｓ１／Ｓ２＞ε２ｄ１／ｄ２・・・（５）
ε１´Ｓ１´／Ｓ３＞ε３ｄ１´／ｄ３・・・（６）
【0057】
ここで、圧力センサチップ１２６、第１の導電性部材１２７ｂは同一の液封室１２４Ａ内に配置され、これらの周囲に圧力伝達媒体が満たされていることから、第１の導電性部材１２７ｂとダイヤフラム１２２間の比誘電率と圧力センサチップ１２６とダイヤフラム１２２間の比誘電率は等しいものとみなせる場合には、ε１＝ε２が成り立つ。また、第２の導電性部材１２７ｃとハウジング１２１間と信号処理回路（変換基板３３３）とハウジング１２１間には共通のスペーサ１３４が設けられていることから、これらの間の比誘電率が等しいとみなせる場合には、ε１´＝ε３が成り立つ。
【0058】
上式（５）、（６）が成立するように各変数を決定すると、リード線１３５から圧力センサ４００に加わったノイズが、圧力センサチップ１２６、信号処理回路に加わらず、第１の導電性部材１２７ｂおよび第２の導電性部材１２７ｃからハウジング１２１へと伝わり、ＧＮＤへと逃すことができる。これにより、圧力センサチップ１２６および信号処理回路のノイズによる破壊を防止できる。
【0059】
以上のような構成によれば、信号処理回路および圧力検出素子へのノイズの影響を防止することができる。
【符号の説明】
【0060】
１００、２００、３００、４００ 圧力センサ
１１０ 流体導入部
１１１ 継手部材
１１２ ベースプレート
１２０ 圧力検出部
１２１ ハウジング
１２２ ダイヤフラム
１２３ 保護カバー
１２４ ハーメチックガラス
１２４Ａ 液封室
１２５ 支柱
１２６ 圧力センサチップ
１２６ａ ボンディングワイヤ
１２７ 導電性部材
１２７ａ 導電性部材
１２７ｂ 第１の導電性部材
１２７ｃ 第２の導電性部材
１２８ａ リードピン
１２８ｂ コンタクトピン
１２８ｃ リード線
１２８ｄ フレーム
１２８ｅ 突出折り曲げ部
１２９ 充填用パイプ
１３０ 信号送出部
１３３、２３３、３３３ 変換基板
１３５ リード線
１４０ 封止部材
１４１ 防水ケース
１４１ａ 防水ケース
１４２ 絶縁ボンド
１４３ 封止材
Ｃ 中心軸線
１１０ 流体導入部
１１１ 継手部材
１１２ ベースプレート
１２０ 圧力検出部
１２１ ハウジング
１２２ ダイヤフラム
１２３ 保護カバー
１２４ ハーメチックガラス
１２４Ａ 液封室
１２５ 支柱
１２６ 圧力センサチップ
１２６ａ ボンディングワイヤ
１２７ 導電性部材
１２７ａ 導電性部材
１２７ｂ 第１の導電性部材
１２７ｃ 第２の導電性部材
１２８ａ リードピン
１２８ｂ コンタクトピン
１２８ｃ リード線
１２８ｄ フレーム
１２８ｅ 突出折り曲げ部
１２９ 充填用パイプ
１３０ 信号送出部
１３３、２３３、３３３ 変換基板
１３５ リード線
１４０ 封止部材
１４１ 防水ケース
１４１ａ 防水ケース
１４２ 絶縁ボンド
１４３ 封止材
Ｃ 中心軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】