特表 2022-516096 圧力センサアセンブリ及び圧力センサアセンブリを製造するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-24

(54)【発明の名称】圧力センサアセンブリ及び圧力センサアセンブリを製造するための方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/14 20060101AFI20220216BHJP

   G01L 9/00 20060101ALI20220216BHJP

【ＦＩ】

G01L19/14

G01L9/00 303P

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021537843

(86)(22)【出願日】2019-12-20

(85)【翻訳文提出日】2021-07-29

(86)【国際出願番号】 US2019067915

(87)【国際公開番号】W WO2020139768

(87)【国際公開日】2020-07-02

(31)【優先権主張番号】201822213406.4

(32)【優先日】2018-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】16/518,466

(32)【優先日】2019-07-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＶＥＲＩＬＯＧ

(71)【出願人】

【識別番号】504144507

【氏名又は名称】サーム－オー－ディスク・インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100219542

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 郁治

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】ルーンバ、インドラ・ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】リー、チュンミン

(72)【発明者】

【氏名】リャン、ハイジエン

(72)【発明者】

【氏名】ジャオ、ジョウイー

(72)【発明者】

【氏名】ペン、ドン

(72)【発明者】

【氏名】ハーテル、アミー

【テーマコード（参考）】

2F055

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB20

2F055CC60

2F055DD05

2F055EE14

2F055FF43

2F055GG01

2F055GG25

(57)【要約】

圧力センサアセンブリ及び圧力センサアセンブリを製造するための方法が開示される。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周囲環境における圧力を検出するための圧力センサアセンブリであって、
共通の基板上に配設された感圧素子と出力信号発生器とを備える圧力応答構成要素と、ここにおいて、前記出力信号発生器は、前記感圧素子の出力信号を事前設定された信号フォーマットにフォーマットし、前記基板は、前記基板を完全に貫通して延在する開口を備え、前記感圧素子は、前記開口と連通して前記基板上に配設されており、
一方の端部に中空の円筒状部分と、第２の反対側の端部に受容窪みと、を含む本体を備えるコネクタ構成要素と、ここにおいて、前記受容窪みは、前記圧力応答構成要素を収容するようにサイズ決定及び成形され、前記圧力応答構成要素は、前記受容窪み内に配設されており、
前記圧力応答構成要素と、前記コネクタ構成要素の前記受容窪みとの間のインターフェースの周りに位置する、前記周囲環境から前記圧力応答構成要素を隔離するための第１のシールと、
前記周囲環境に開口し且つ前記基板における前記開口と連通している感知端部と、壁を有し且つチャンバを画定する開口シリンダを備える第２の端部と、を備えるハウジング構成要素と、ここにおいて、前記圧力応答構成要素及び前記コネクタ構成要素は、前記チャンバ内に配設され、前記チャンバの前記壁は、前記コネクタ構成要素上に圧着され、溝が、前記チャンバの底部に形成されており、
前記溝内に配設されたシールリングと、ここにおいて、前記シールリングは、前記圧力応答構成要素を前記周囲環境から隔離するための第２のシールを提供するために、前記圧力応答構成要素の基板と、前記ハウジング構成要素の前記チャンバの底部との間で圧縮されており、
前記ハウジング構成要素の円筒状の前記チャンバの圧着された前記壁の縁部と、前記コネクタ構成要素の前記本体の周囲との間のインターフェースの周りに位置する、前記周囲環境から前記圧力応答構成要素を隔離するための第３のシールと、
を備える圧力センサアセンブリ。

【請求項2】

前記感圧素子は、ピエゾ抵抗装置を備え、
前記感圧素子及び前記出力信号発生器は、前記基板に表面実装されており、
前記基板は、アルミナセラミック及びジルコニアセラミックのうちの１つを備えるセラミックである、請求項１に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項3】

前記圧力応答構成要素は、前記感圧素子及び前記出力信号発生器のうちの少なくとも１つを覆うために、前記基板上に配置された保護カバーを更に備える、請求項２に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項4】

前記圧力応答構成要素と、前記コネクタ構成要素と、前記第１のシールと、を備えるサブアセンブリを更に備え、
前記第１のシールは、エポキシ樹脂及びシリコーンのうちの１つを備える、請求項３に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項5】

前記コネクタ構成要素の前記本体は、前記一方の端部にねじ部と、前記第２の端部から突出し且つ前記受容窪みの周囲の周りに位置する複数のボスと、を更に備える、請求項４に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項6】

前記チャンバは、その中に配設された複数の位置決め凹部を有するレッジを備え、
前記位置決め凹部の各々は、前記サブアセンブリを前記チャンバ内に確実に位置決め及び配置するために、前記コネクタ構成要素の前記複数のボスのそれぞれ１つと動作可能に係合する、請求項５に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項7】

前記ハウジング構成要素の前記感知端部は、前記周囲環境に開口し且つ前記基板における前記開口と連通している中空の管状セクションを更に備える、請求項２に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項8】

前記圧力応答構成要素と、前記コネクタ構成要素と、前記第１のシールと、を備えるサブアセンブリを更に備え、
前記圧力応答構成要素は、前記感圧素子及び前記出力信号発生器のうちの少なくとも１つを覆うために、前記基板上に配置された保護カバーを更に備え、
前記第１のシールは、エポキシ樹脂及びシリコーンのうちの１つを備える、請求項７に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項9】

前記コネクタ構成要素の前記本体は、前記一方の端部にねじ部と、前記第２の端部から突出し且つ前記受容窪みの周囲の周りに位置する複数のボスと、を更に備える、請求項８に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項10】

前記チャンバは、その中に配設された複数の位置決め凹部を有するレッジを備え、
前記位置決め凹部の各々は、前記サブアセンブリを前記チャンバ内に確実に位置決め及び配置するために、前記コネクタ構成要素の前記複数のボスのそれぞれ１つと動作可能に係合する、請求項９に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項11】

前記第１のシール及び前記第３のシールのうちの１つが、エポキシ樹脂及びシリコーンのうちの１つを備える、請求項１０に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項12】

請求項１に記載の周囲環境における圧力を検出するための圧力センサアセンブリを製造するための方法であって、
前記基板の周囲が前記受容窪みの周囲に近接して嵌合するように、前記受容窪み内に前記圧力応答構成要素を配設するステップと、
リードを前記圧力応答構成要素の前記基板上の接点に取り付けるステップと、
前記圧力応答構成要素を前記周囲環境から分離し且つ前記圧力応答構成要素を前記コネクタ構成要素と一体化してサブアセンブリにするための第１のシールを生成するために、前記圧力応答構成要素の前記基板と前記受容窪みとの両方の周囲にシーリング材を適用するステップと、
前記ハウジング構成要素の円筒状の前記チャンバの底部に位置する前記溝内に前記シールリングを配設するステップと、
前記圧力応答構成要素が前記シールリングに隣接して配置されるように、前記ハウジング構成要素の前記円筒状チャンバ内に前記サブアセンブリを配設するステップと、
前記サブアセンブリを保持し、前記圧力応答構成要素を前記ハウジング構成要素の前記円筒状チャンバ内に一体的に封入することと、前記圧力応答構成要素を前記周囲環境から分離するための第２のシールを生成するために、前記圧力応答構成要素と前記ハウジング構成要素との間で前記シールリングを圧縮することと、を行うように、前記円筒状チャンバの前記壁を前記コネクタ構成要素の前記本体の周囲にわたって圧着するステップと、
前記圧力応答構成要素を前記周囲環境から分離するための第３のシールを生成するために、前記コネクタ構成要素の本体の周囲に沿って、前記ハウジング構成要素の圧着された前記壁にわたってシーリング材を適用するステップと、
を備える方法。

【請求項13】

周囲環境における圧力を検出するための圧力センサアセンブリであって、
共通の基板上に配設された感圧素子と出力信号発生器とを備える圧力応答構成要素と、ここにおいて、前記感圧素子及び前記出力信号発生器は、前記感圧素子の出力信号を事前設定された信号フォーマットにフォーマットし、前記基板は、前記基板を完全に貫通して延在する開口を備え、前記感圧素子は、前記開口と連通して前記基板上に配設されており、
一方の端部に中空の円筒状部分と、第２の反対側の端部に受容窪みと、を含む本体を備えるコネクタ構成要素と、ここにおいて、前記受容窪みは、前記圧力応答構成要素を収容するようにサイズ決定及び成形され、前記圧力応答構成要素は、前記受容窪み内に配設されており、
前記圧力応答構成要素と、前記コネクタ構成要素の前記受容窪みとの間のインターフェースの周りに位置する、前記周囲環境から前記圧力応答構成要素を隔離するための第１のシールと、
前記周囲環境に開口し且つ前記基板における前記開口と連通している感知端部と、壁を有し且つチャンバを画定する開口シリンダを備える第２の端部と、を備えるハウジング構成要素と、ここにおいて、前記圧力応答構成要素及び前記コネクタ構成要素は、前記チャンバ内に配設され、前記チャンバの前記壁は、前記コネクタ構成要素上に圧着され、溝が、前記チャンバの底部に形成されており、
前記溝内に配設されたシールリングと、ここにおいて、前記シールリングは、前記圧力応答構成要素を前記周囲環境から隔離するための第２のシールを提供するために、前記圧力応答構成要素の基板と、前記ハウジング構成要素の前記チャンバの底部との間で圧縮されている、
を備える圧力センサアセンブリ。

【請求項14】

前記ハウジング構成要素の円筒状の前記チャンバの圧着された前記壁の縁部と、前記コネクタ構成要素の前記本体の周囲との間のインターフェースの周りに位置する、前記周囲環境から前記圧力応答構成要素を隔離するための第３のシールを更に備える、請求項１３に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項15】

前記感圧素子は、ピエゾ抵抗装置を備え、
前記感圧素子及び前記出力信号発生器は、前記基板に表面実装されており、
前記基板は、アルミナセラミック及びジルコニアセラミックのうちの１つを備えるセラミックである、請求項１３に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項16】

前記圧力応答構成要素は、前記感圧素子及び前記出力信号発生器のうちの少なくとも１つを覆うために、前記基板上に配置された保護カバーを更に備える、請求項１５に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項17】

前記圧力応答構成要素と、前記コネクタ構成要素と、前記第１のシールと、を備えるサブアセンブリを更に備え、
前記第１のシールは、エポキシ樹脂及びシリコーンのうちの１つを備える、請求項１６に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項18】

前記ハウジング構成要素の前記感知端部は、前記周囲環境に開口し且つ前記基板における前記開口と連通している中空の管状セクションを更に備える、請求項１５に記載の圧力センサアセンブリ。

【請求項19】

請求項１３に記載の周囲環境における圧力を検出するための圧力センサアセンブリを製造するための方法であって、
前記基板の周囲が前記受容窪みの周囲に近接して嵌合するように、前記受容窪み内に前記圧力応答構成要素を配設するステップと、
リードを前記圧力応答構成要素の前記基板上の接点に取り付けるステップと、
前記圧力応答構成要素を前記周囲環境から分離し且つ前記圧力応答構成要素を前記コネクタ構成要素と一体化してサブアセンブリにするための第１のシールを生成するために、前記圧力応答構成要素の前記基板と前記受容窪みとの両方の周囲にシーリング材を適用するステップと、
前記ハウジング構成要素の円筒状の前記チャンバの底部に位置する前記溝内に前記シールリングを配設するステップと、
前記圧力応答構成要素が前記シールリングに隣接して配置されるように、前記ハウジング構成要素の前記円筒状チャンバ内に前記サブアセンブリを配設するステップと、
前記サブアセンブリを保持し、前記圧力応答構成要素を前記ハウジング構成要素の円筒状の前記チャンバ内に一体的に封入することと、前記圧力応答構成要素を前記周囲環境から分離するための第２のシールを生成するために、前記圧力応答構成要素と前記ハウジング構成要素との間で前記シールリングを圧縮することと、を行うように、円筒状の前記チャンバの壁を前記コネクタ構成要素の本体の周囲にわたって圧着するステップと、
を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

[0001]本願は、２０１８年１２月２７日に出願された中国特許出願第２０１８２２２１３４０６４号の利益及び優先権を主張する、２０１９年７月２２日に出願された米国特許出願第１６／５１８，４６６号に対する優先権を主張する。上記出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれている。

【技術分野】

【0002】

[0002]本開示は、センサに関し、特に、圧力センサアセンブリに関する。

【背景技術】

【0003】

[0003]このセクションは、必ずしも先行技術ではない、本開示に関する背景情報を提供する。

【0004】

[0004]圧力センサは、制御及び遠隔伝送のために、圧力を空気圧信号又は電気信号に変換する装置である。従来の圧力センサは、感圧構成要素及び制御回路等を備える。感圧構成要素は、コネクタ内に配置され、ワイヤ接続を通じて、ハウジング内に配設された制御回路に接続する。従来の圧力センサでは、感圧構成要素及び制御回路は、互いから分離されるように設計されており、その結果、装置によって占有される全体のサイズ又は体積が大き過ぎ、信頼性が乏しい。

【発明の概要】

【0005】

[0005]このセクションは、本開示の一般的な概要を提供するものであり、その全範囲又はその全ての特徴の包括的な開示ではない。

【0006】

[0006]上記課題を解決するために、本開示は、改善された圧力センサアセンブリを提供する。

【0007】

[0007]本開示の一態様では、周囲環境における圧力を検出するための圧力センサアセンブリが、共通の基板上に配設された感圧素子と出力信号発生器とを備える圧力応答構成要素を含む。出力信号発生器は、感圧素子の出力信号を、事前設定された信号フォーマットにフォーマットする。

【0008】

[0008]本開示の別の態様では、基板は、基板を完全に貫通して延在する開口を有し、感圧素子は、開口と連通して基板上に配設されている。

【0009】

[0009]本開示の別の態様では、圧力センサアセンブリはまた、一方の端部に中空の円筒状部分と、第２の反対側の端部に受容窪みと、を含む本体を備えるコネクタ構成要素を含み、受容窪みは、圧力応答構成要素を収容するようにサイズ決定及び成形され、圧力応答構成要素は、受容窪み内に配設されている。

【0010】

[0010]本開示の別の態様では、圧力センサアセンブリはまた、圧力応答構成要素と、コネクタ構成要素の受容窪みとの間のインターフェースの周りに位置する、周囲環境から圧力応答構成要素を隔離するための第１のシールを含む。

【0011】

[0011]本開示の別の態様では、圧力センサアセンブリはまた、周囲環境に開口し且つ基板における開口と連通している感知端部と、壁を有し且つチャンバを画定する開口シリンダを備える第２の端部と、を有するハウジング構成要素を含む。圧力応答構成要素及びコネクタ構成要素は、チャンバ内に配設され、チャンバの壁は、コネクタ構成要素上に圧着されている。

【0012】

[0012]本開示の別の態様では、ハウジング構成要素は、チャンバの底部に形成された溝を含む。

【0013】

[0013]本開示の別の態様では、圧力センサアセンブリはまた、溝内に配設されたシールリングを含む。シールリングは、圧力応答構成要素を周囲環境から隔離するための第２のシールを提供するために、圧力応答構成要素の基板と、ハウジングのチャンバの底部との間で圧縮されている。

【0014】

[0014]本開示の別の態様では、圧力センサアセンブリはまた、圧力応答構成要素を周囲環境から隔離するための第３のシールを含む。第３のシールは、第２のシールに加えて、又はその代替として、オプションであり、ハウジング構成要素の円筒状チャンバの圧着された壁の縁部と、コネクタ構成要素の本体の周囲との間のインターフェースの周りに位置する。

【0015】

[0015]本開示の別の態様では、感圧素子は、ピエゾ抵抗装置を備え、感圧素子及び出力信号発生器は、基板に表面実装されている。

【0016】

[0016]本開示の別の態様では、基板は、アルミナセラミック及びジルコニアセラミックのうちの１つを備えるセラミックである。

【0017】

[0017]本開示の別の態様では、圧力応答構成要素は、感圧素子及び出力信号発生器のうちの少なくとも１つを覆うために、基板上に配置された保護カバーを更に備える。

【0018】

[0018]本開示の別の態様では、圧力センサアセンブリはまた、圧力応答構成要素と、コネクタ構成要素と、第１のシールと、を備えるサブアセンブリを含む。本開示の別の態様では、第１のシールは、エポキシ樹脂及びシリコーンのうちの１つを備える。

【0019】

[0019]本開示の別の態様では、コネクタ構成要素の本体は、一方の端部にねじ部と、第２の端部から突出し且つ受容窪みの周囲の周りに位置する複数のボスと、を更に含み、チャンバは、その中に配設された複数の位置決め凹部を有するレッジを備える。位置決め凹部の各々は、圧力応答構成要素及び／又はサブアセンブリをチャンバ内に確実に位置決め及び配置するために、コネクタ構成要素の複数のボスのそれぞれ１つと動作可能に係合する。

【0020】

[0020]本開示の別の態様では、ハウジング構成要素の感知端部は、周囲環境に開口し且つ基板における開口と連通している中空の管状セクションを更に含む。

【0021】

[0021]本開示の別の態様では、圧力センサアセンブリを製造するための方法が提供される。

【0022】

[0022]本開示のこれら及び他の態様を通じて、従来の圧力センサアセンブリと比べて、より単純な構成、低減されたよりコンパクトなサイズ、及び改善された信頼性を有する圧力センサアセンブリにおける技術的解決策が提供される。

【0023】

[0023]更なる応用分野が、本明細書で提供される説明から明らかになるであろう。この概要における説明及び特定の例は、例示のみを目的として意図されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【0024】

[0024]本明細書で説明される図面は、全ての可能な実装形態ではなく、選択された実施形態の例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】[0025]図１は、本開示の圧力センサアセンブリの一実施形態の概略構造斜視図である。

【図2】[0026]図２は、本開示の圧力センサアセンブリの保護カバーを含む圧力応答構成要素の一実施形態の概略構造斜視図である。

【図3】[0027]図３は、保護カバーが取り外された図２の圧力応答構成要素の概略構造斜視図である。

【図4】[0028]図４は、本開示の圧力センサアセンブリのコネクタ構成要素の一実施形態の概略構造正面図である。

【図5】[0029]図５は、コネクタ構成要素の底部から見た場合の、図４に示されるコネクタ構成要素と、図２に示される圧力応答構成要素と、を含む、本開示の圧力センサアセンブリのサブアセンブリの概略図を示す。

【図6】[0030]図６は、事前に組み立てられた状態の本開示の圧力センサアセンブリのハウジング構成要素の一実施形態の概略構造図である。

【図7】[0031]図７は、図１の圧力センサアセンブリの線７－７に沿って切断した軸方向断面を示す概略構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

[0032]対応する参照番号は、図面のいくつかの図を通して対応する部分を示す。

【0027】

[0033]以下の説明は、本質的に例示的であるに過ぎず、本開示、用途又は使用を限定することを意図するものではない。

【0028】

[0034]例となる実施形態は、本開示が十分であり、且つ当業者にその範囲を完全に伝えるように提供される。本開示の実施形態の十分な理解を提供するために、特定の構成要素、装置、及び方法の例等の、多数の特定の詳細が記載される。特定の詳細が必ずしも用いられる必要がないこと、例となる実施形態が多くの異なる形態で具現化され得ること、及びいずれも本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことが、当業者には明らかであろう。いくつかの例となる実施形態では、周知のプロセス、周知の装置構造、及び周知の技術は、詳細には説明されない。

【0029】

[0035]本開示は、圧力センサアセンブリ１０を提供する。図１は、圧力センサアセンブリ１０の一実施形態の概略構造斜視図を示す。圧力センサアセンブリ１０は、複数の図に示されるように、概して、圧力応答構成要素２０（図２、図３、図５及び図７に最も良く示されている）と、コネクタ構成要素３０（図１、図４及び図７に最も良く示されている）と、ハウジング構成要素４０（図１、図６及び図７に最も良く示されている）と、を含む。圧力応答構成要素２０及びコネクタ構成要素３０は、本明細書で更に説明されるように、圧力センサアセンブリ１０のサブアセンブリ５０（図５）を形成するために、共に組み立てられる。次いで、サブアセンブリ５０は、本明細書で更に説明されるように、圧力センサアセンブリ１０を形成するために、ハウジング４０と共に組み立てられる。

【0030】

[0036]本開示の技術的解決策を通じて、圧力センサアセンブリの製造及び組立プロセスが単純化され、圧力センサアセンブリのサイズが最小化されて、従来の設計よりもコンパクトになる。圧力センサアセンブリはより効率的であり、一体化された構成はまた、装置の信頼性を改善する。

【0031】

[0037]ここで図２及び図３を参照すると、圧力応答構成要素２０は、シリコンのピエゾ抵抗装置であり得る感圧ＭＥＭＳ素子１１０と、感圧素子１１０の出力信号を、圧力センサアセンブリが位置する周囲環境の圧力を示す事前設定された信号フォーマットに生成及び／又は変調するように構成された、信号変調モジュール又はＡＳＩＣ１２０であり得る出力信号発生器と、を有する回路を含む。

【0032】

[0038]感圧素子１１０及び信号変調モジュール１２０は、基板（例えば、ベースボード）１００上に一体化され得る。本開示で提供される技術的解決策を通じて、感圧素子１１０と信号変調モジュール１２０とが、一体化手法を使用することによって、単一の独立した圧力応答構成要素２０に組み合わされ得るか、又はそれに一体化され得、その結果、圧力応答構成要素２０は、使用及び設置がより容易になる。圧力応答構成要素２０全体の体積（サイズ）は、より小さく、よりコンパクトになり、信頼性が改善される。

【0033】

[0039]本開示の好ましい態様として、感圧素子１１０及び信号変調モジュール１２０は、表面実装によって基板１００上に直接配置され得る。この技術的解決策によって、ワイヤ接続は不要であり、圧力センサの体積は低減され、全体のサイズは、従来の装置よりも小さく、よりコンパクトになる。

【0034】

[0040]本開示の別の好ましい態様として、感圧素子１１０は、ボンディングワイヤによって信号変調モジュール１２０と接続するか、又は感圧素子１１０は、基板上のプリント回路によって信号変調モジュール１２０に接続する。この実施形態では、感圧素子１１０と信号変調モジュール１２０は、基板上のプリント回路によって、又はボンディングワイヤによって、互いに電気的に接続され、その結果、感圧素子１１０と信号変調モジュール１２０との間のいかなる配線又は有線接続も排除され、この製品に関する製造及び処理が簡便となり、実装が容易となる。

【0035】

[0041]本開示の別の好ましい態様として、基板１００は、セラミック基板を備える。セラミック基板を使用する、本開示のこの態様では、本開示で提供される圧力応答構成要素２０の機械的強度及び絶縁性能が、従来の装置よりも改善される。従来の装置におけるガラス繊維基板と比較すると、セラミック基板の機械的強度がより良好であり、絶縁性能がより良好であり、材料特性がより安定しており、耐腐食性がより良好である。更に、圧力センサアセンブリを作動媒体に直接接触させる必要がある場合、特に、液体作動媒体については、適応範囲がより広くなる。セラミック基板は、作動媒体から物理的に隔離される必要がなく、従って、圧力センサアセンブリの設計及び圧力センサアセンブリを作製するための方法が単純化される。

【0036】

[0042]好ましくは、セラミック基板は、アルミナセラミック基板又はジルコニアセラミック基板を備える。この実施形態によれば、圧力センサアセンブリの基板の伝導性、機械的強度、及び耐高温性が改善される。

【0037】

[0043]図５及び図７に最も良く示されているように、基板１００は、基板１００を完全に貫通して延在する小開口１１５を含む。感圧素子１１０は、開口１１５と連通して（即ち、電気的連通ではなく、物理的連通）、基板１００上に配設されている。例えば、感圧素子１１０は、開口１１５の真上に位置し得る。更に説明されるように、開口１１５は、使用時に圧力センサアセンブリ１０が置かれる周囲環境に、感圧素子１１０が露出されることを可能にする。

【0038】

[0044]本開示の別の好ましい態様として、圧力応答構成要素２０は、図２に示されるように、信号変調モジュール１２０及び／又は感圧素子１１０を保護するように構成された、基板１００上に配置された保護カバー２３０を更に含み得る。本開示のこの態様では、基板１００上に配置された保護カバー２３０は、信号変調モジュール１２０及び／又は感圧素子１１０を覆い、その結果、保護カバー２３０内の構成要素は、圧力センサアセンブリ１０の使用によって、容易に衝撃又はその他外乱を受けることがなく、これは、圧力センサアセンブリ１０及び保護カバー２３０によって覆われた構成要素にとって、より安全で、より信頼性が高い。

【0039】

[0045]図３を参照すると、本開示の別の好ましい態様として、上述した圧力センサアセンブリ１０及び圧力応答構成要素２０は、信号変調モジュール１２０及び感圧素子１１０の回路内に構成された負荷１４０を更に含み得る。負荷１４０は、抵抗器及びキャパシタ等のような、受動構成要素を含み得る。これらの受動構成要素もまた、基板１００上に配置され、信号変調モジュール１２０及び感圧素子１１０に電気的に接続され得る。この技術的解決策によって、信号変調モジュール１２０及び感圧素子１１０は、電流保護を得ることができ、安全性が改善される。

【0040】

[0046]図４は、本開示で提供される圧力センサアセンブリ１０のコネクタ構成要素３０の一実施形態の概略構造図を示す。また、図７に最も良く示されているように、コネクタ構成要素３０は、一方の端部に中空の円筒状ねじ部３６と、第２の反対側の端部に受容窪み４５５と、を含む本体３５を有する。本体３５の第２の端部において、且つ受容窪み４５５の周囲の周りに、コネクタ構成要素３０は、第２の端部から突出する複数の位置決めボス３７を含む。受容窪み４５５は、受容窪み４５５内に配設及び位置決めされ得る圧力応答構成要素２０の配置を収容するようにサイズ決定及び成形されている。

【0041】

[0047]本開示の好ましい態様として、圧力センサアセンブリ１０が組み立てられるとき、圧力応答構成要素２０は、コネクタ構成要素３０とハウジング構成要素４０との間に配置される。図５は、コネクタ構成要素３０の受容窪み４５５内に配設された圧力応答構成要素２０を含む、圧力センサアセンブリ１０のサブアセンブリ５０を示す。図５は、コネクタ構成要素３０の第２の端部の方向から見たサブアセンブリ５０の図を示す。シーリング材（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン、又は他の既知の材料）が、圧力応答構成要素２０を周囲環境から分離又は隔離するために、圧力応答構成要素２０とコネクタ構成要素３０との間のインターフェースにおいて第１のシール又は環境障壁４５７を生成するように、受容窪み４５５の周囲の周りに配されている。更に、これによって、圧力応答構成要素２０は、サブアセンブリ５０を形成するために、コネクタ構成要素３０内に一体的に封入され得、その結果、圧力センサアセンブリ１０の構造及び構成は、より単純且つよりコンパクトになり、圧力センサアセンブリ１０の信頼性性能が改善される。

【0042】

[0048]本開示の圧力センサアセンブリはまた、ハウジング構成要素４０を含む。図６を参照すると、予め組み立てられた状態にあるハウジング構成要素４０の一実施形態の概略構造図が示されている。

【0043】

[0049]ハウジング構成要素４０は、一方の端部４６において、圧力センサアセンブリ１０が用いられることになる周囲環境に開口している中空の管状セクション４４を備える第１の端部、即ち感知端部４２を含む。ハウジング構成要素４０の感知端部４２の反対側の端部４８もまた、圧力応答構成要素２０の基板１００における開口１１５と連通している。このようにして、感圧素子１１０は、周囲環境に露出されている。

【0044】

[0050]ハウジング構成要素４０の第２の端部は、縁部４６２を備えた壁を有し且つチャンバ４６５を画定する開口シリンダセクションを含む。円筒状チャンバ４６５は、圧力センサアセンブリ１０の最終組み立て前に、圧力センサアセンブリ１０のサブアセンブリ５０を収容又は受容する。図６及び図７に最も良く示されているように、位置決め凹部４７は、円筒状チャンバ４６５の周りのいくつかの位置において、円筒状チャンバ４６５のレッジにおいて配設されている。位置決め凹部４７は、圧力センサアセンブリ１０の更なる組み立て中に、ハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５内にサブアセンブリ５０を確実に位置決め及び配置するために、コネクタ構成要素３０の位置決めボス３７と係合するように構成され、且つ、それらと動作可能に係合する。

【0045】

[0051]図７は、図１の線７－７に沿って切断した、本開示の圧力センサアセンブリ１０の一実施形態の軸方向断面の概略構造図である。図７は、その完全に組み立てられた状態にある圧力センサアセンブリ１０を示す。示されるように、圧力応答構成要素２０への端子又はリード４０６は、受容窪み４５５から中空のねじ部３６まで、コネクタ構成要素３０の中間壁３８を通って延在するように配置され得る。また、示されるように、サブアセンブリ５０は、ハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５内に設置されている。円筒状チャンバ４６５の壁は（例えば、縁部４６２において）、サブアセンブリ５０をハウジング構成要素４０内に保持するために、コネクタ構成要素３０の本体３５の周囲にわたって折り曲げられ、曲げられ、又は圧着される（図７の４７５参照）。

【0046】

[0052]本開示の別の好ましい態様として、並びに図６及び図７を参照すると、圧力センサアセンブリ１０は、ハウジング構成要素４０内で圧力応答構成要素２０を隔離するための複数のシール構造を更に含む。圧力応答構成要素２０とコネクタ構成要素３０との間のインターフェースにおける、サブアセンブリ５０内の第１のシール４５７に加えて、シールリング４７０、例えば、Ｏリングが、第２のシールを形成するために、例えば、圧力応答構成要素２０の基板１００において、ハウジング４０とサブアセンブリ５０との間に配置され得る。図７の本開示の好ましい態様に示されるように、シールリング４７０は、ハウジング構成要素４０とシール接触して係合する。この点において、シールリング４７０は、ハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５のベース部又は底部に形成された収容溝４９内に配置又は配設されている。示されるような完成した圧力センサアセンブリ１０では、シールリング４７０は、第２のシールを形成するために、ハウジング構成要素４０と圧力応答構成要素２０との間で圧縮シールされている（即ち、押圧されてシールされている）。

【0047】

[0053]また更に、シールリング４７０に加えて、又はその代替として、第３のシール４８０を生成するために、ハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５の圧着された壁の縁部４６２と、コネクタ構成要素３０の本体３５の周囲とにわたってシーリング材が適用され得る。

【0048】

[0054]結果として、サブアセンブリ５０内の第１のシール４５７、ハウジング構成要素４０の受容チャンバ４６５内のシールリング４７０、及び／又はハウジング構成要素４０の圧着された縁部４６２における第３のシール４８０により、圧力応答構成要素２０は、ハウジング構成要素４０内に一体的に封入され、その結果、圧力センサアセンブリ１０のシール性能が向上し、装置の信頼性を改善する。

【0049】

[0055]圧力センサアセンブリ１０の組立プロセスが、図１～図７を参照して詳細に説明される。本開示の好ましい態様の組立プロセスでは、圧力応答構成要素２０は、基板１００の周囲が受容窪み４５５の対応する周囲に近接して嵌合するように、最初にコネクタ構成要素３０の受容窪み４５５内に配設され得る。次いで、端子（又はリード）４０６が、圧力応答構成要素２０の基板１００上の接点１０５に（はんだ等によって）連結され得る。その後、図５に示されるように、圧力応答構成要素２０を周囲環境から隔離するのを助け且つ圧力応答構成要素２０をコネクタ構成要素３０と一体化してサブアセンブリ５０にするための第１のシール４５７を設けるために、シーリング材が、圧力応答構成要素２０の基板１００と受容窪み４５５との両方の周囲に適用され得る。

【0050】

[0056]次いで、シールリング４７０が、ハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５の底部に位置する溝４９内に配設され得る。次いで、サブアセンブリ５０（即ち、圧力応答構成要素２０と一体化されたコネクタ構成要素３０）は、圧力応答構成要素２０がシールリング４７０に隣接して又はそれに接して配置されるように、ハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５内に置かれ得る。その後、円筒状チャンバ４６５の壁は（例えば、縁部４６２において）、サブアセンブリ５０をハウジング構成要素４０内に保持し、圧力応答構成要素２０をハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５内に一体的に封入するために、コネクタ構成要素３０の本体３５の周囲にわたって折り曲げられ、曲げられ、又は圧着される（図７の４７５参照）。このようにして、シールリング４７０は、（例えば、基板に接して）圧力応答構成要素と、（例えば、円筒状チャンバ４６５の底部における溝４９に接して）ハウジング構成要素４０との間で圧縮され、圧力応答構成要素２０を周囲環境から分離又は隔離するための第２のシールが、シールリング４７０によって提供される。最後に、シーリング材が、ハウジング構成要素４０の円筒状チャンバ４６５の圧着された壁の縁部４６２にわたって適用され、サブアセンブリ５０を接合し得る（即ち、ハウジング構成要素４０の圧着部４７５において、縁部４６２とコネクタ構成要素３０の本体３５の周囲との間のインターフェースにおいてサブアセンブリ５０にわたって適用される）。シーリング材は、周囲環境からの圧力応答構成要素２０のオプションの第３のシール４８０又は代替の第２のシールを提供する。

【0051】

[0057]上記の実施形態を通じて、圧力センサアセンブリ１０が設けられる。この技術的解決策を通じて、次の技術的効果が達成される：感圧素子１１０と信号変調モジュール１２０が、単一の独立した圧力応答構成要素２０に一体化され、その結果、圧力応答構成要素２０は、設置及び使用がより容易になる；及び、全体の体積が、より小さく、よりコンパクトになり、製品信頼性が改善される；それが独立した圧力応答構成要素へと一体化されているので、圧力応答構成要素２０の内部の部品の位置もまた、相対的に固定され、フレキシブルプリント回路基板及び絶縁線等の固定されていない部品の使用を回避する；そしてまた、この実施形態では、従来の解決策と比較すると、圧力センサが作動媒体から物理的に隔離される必要がなく、その場合、圧力センサは、圧力伝送器に適用され、これは、設計及びプロセスを単純化する。

【0052】

[0058]これらの技術的効果は上記の全ての実施形態によって得られるわけではなく、いくつかの技術的効果は、いくつかの好ましい実施形態によってのみ得られることに留意されたい。

【0053】

[0059]本実施形態の前述の説明は、例示及び説明を目的として提供されている。それは、網羅的であること、又は本開示を限定することを意図したものではない。特定の実施形態の個々の要素又は特徴は、概して、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合、具体的に図示又は説明されていなくても、交換可能であり、選択された実施形態において使用され得る。同上のものはまた、多くの方法で変更され得る。そのような変形は、本開示からの逸脱とみなされるべきではなく、全てのそのような修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。

【0054】

[0060]本願では、以下の定義を含み、「モジュール」という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル式、アナログ式、又は統合型アナログ／デジタル式ディスクリート回路、デジタル式、アナログ式、又は統合型アナログ／デジタル式集積回路、組合せ論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ回路（共有型、専用型、又はグループ型）、プロセッサ回路によって実行されるコードを記憶するメモリ回路（共有型、専用型、又はグループ型）、説明された機能を提供する他の好適なハードウェア構成要素、又はシステムオンチップ等における、上記のうちのいくつか又は全てからなる組合せを指し得るか、その一部であり得るか、又はそれを含み得る。

【0055】

[0061]モジュールは、１つ以上のインターフェース回路を含み得る。いくつかの例では、（１つ又は複数の）インターフェース回路は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又は無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）に接続する有線又は無線インターフェースを実装し得る。ＬＡＮの例は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格８０２．１１－２０１６（ＷＩＦＩ無線ネットワーキング規格としても知られる）及びＩＥＥＥ規格８０２．３－２０１５（イーサネット（登録商標）有線ネットワーキング規格としても知られる）である。ＷＰＡＮの例は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐ及びＩＥＥＥ規格８０２．１５．４からのＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）無線ネットワーキング規格である。

【0056】

[0062]モジュールは、（１つ又は複数の）インターフェース回路を使用して他のモジュールと通信し得る。モジュールは、本開示では、他のモジュールと論理的に直接通信するものとして図示され得るが、様々な実装形態では、モジュールは、実際には、通信システムを介して通信し得る。通信システムは、ハブ、スイッチ、ルータ、及びゲートウェイ等の物理及び／又は仮想ネットワーキング機器を含む。いくつかの実装形態では、通信システムは、インターネット等の広域ネットワーク（ＷＡＮ）に接続するか、又はそれを横断する。例えば、通信システムは、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）及び仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）を含む技術を使用して、インターネット又はポイントツーポイント専用回線を介して互いに接続された複数のＬＡＮを含み得る。

【0057】

[0063]様々な実装形態では、モジュールの機能は、通信システムを介して接続された複数のモジュール間で分散され得る。例えば、複数のモジュールは、負荷バランシングシステムによって分散された同じ機能を実装し得る。更なる例では、モジュールの機能は、サーバ（リモート又はクラウドとしても知られる）モジュールとクライアント（又はユーザ）モジュールとの間で分割され得る。

【0058】

[0064]モジュールのいくつか又は全てのハードウェア特徴は、ＩＥＥＥ規格１３６４－２００５（一般に「Ｖｅｒｉｌｏｇ」と呼ばれる）及びＩＥＥＥ規格１０７６－２００８（一般に「ＶＨＤＬ」と呼ばれる）等のハードウェア記述のための言語を使用して定義され得る。ハードウェア記述言語は、ハードウェア回路を製造及び／又はプログラミングするために使用され得る。いくつかの実装形態では、モジュールのいくつか又は全ての特徴は、以下で説明されるコードと、ハードウェア記述との両方を包含する、ＩＥＥＥ１６６６－２００５（一般に「ＳｙｓｔｅｍＣ」と呼ばれる）等の言語によって定義され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】