(57)【要約】【課題】ベースをセラミックス製とした場合でも、気密性が高く接合欠陥を抑制できる圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサを提供する。【解決手段】圧力検出ユニットは、ベース１１０を形成するセラミックスの線膨張係数をΔ１（１０−６／Ｋ）とし、リング部材１４０を形成する金属の線膨張係数をΔ２（１０−６／Ｋ）としたときに、０．７×Δ２≦Δ１を満たし、リング部材１４０は、ベース１１０の突出部とのロウ付け面にアルミ酸化物が析出しない金属、例えばＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４４４から形成されている。【選択図】図２
2020008306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス製のベースと、
前記ベースにロウ付けにより接合された金属製のリング部材と、
前記リング部材と溶接により接合された受け部材と、
前記リング部材と前記受け部材との間に挟まれたダイアフラムと、
前記ベースと前記ダイアフラムとの間に形成された受圧空間内において、前記ベースに取り付けられた半導体型圧力検出装置と、を備え、
前記ベースを形成するセラミックスの線膨張係数をΔ１（１０−６／Ｋ）とし、前記リング部材を形成する金属の線膨張係数をΔ２（１０−６／Ｋ）としたときに、
０．７×Δ２≦Δ１を満たし、前記リング部材は、前記ベースとのロウ付け面にアルミ酸化物が析出しない金属から形成されている、
ことを特徴とする圧力検出ユニット。
【請求項２】
前記リング部材を形成する金属は、マルテンサイト系ステンレス鋼またはフェライト系ステンレス鋼である、
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出ユニット。
【請求項３】
前記リング部材を形成する金属は、ＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４４４のいずれかである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力検出ユニット。
【請求項４】
前記ベースを形成するセラミックスは、アルミナ又はアルミナジルコニアである、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力検出ユニット。
【請求項５】
前記ベースのロウ付けされる面にメタライズ層が形成されている、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力検出ユニット。
【請求項６】
前記リング部材の外周と前記受け部材の外周とが溶接により接合されて溶接部を形成しており、前記圧力検出ユニットの軸線方向から見て、前記リング部材と前記ベースとのロウ付け部は前記溶接部と重ならない
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力検出ユニット。
【請求項７】
前記ベースと前記受け部材とを、外周側からカシメて保持するカシメ部材をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧力検出ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力検出ユニットを用いてなる、
ことを特徴する圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイアフラムで区画されてオイルが封入された受圧室内に半導体型圧力検出装置を収容した液封入式の圧力センサは、冷凍冷蔵装置や空調装置に装備されて冷媒圧力の検知に使用され、また自動車の燃料供給装置に装備されて燃料圧力の検知などに使用されている。
【０００３】
半導体型圧力検出装置は、上記受圧室内に配置され、受圧空間内の圧力変化を電気信号に変換し、中継基板及びリード線等を介して外部に出力する機能を有している。
【０００４】
このような圧力センサは、設置される環境や装置の使用状況によっては、外部からセンサ内部に水等の液体が浸入してしまい、半導体型圧力検出装置に不具合を生じることがある。そこで、半導体型圧力検出装置が収容されているベースにカバーを取り付けて、当該カバー内部に接着剤を封入して水密性を高めた圧力センサが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１に開示されている圧力センサにおいては、通常、ベースの内面側の中央部に半導体型圧力検出装置を取り付けた後に、当該ベース、ダイアフラム及び受け部材を重ね合わせて周溶接して一体化することにより、圧力検出部が構成されている。
【０００６】
このとき、これらの部材は、それぞれステンレス鋼等の金属材料で形成されているため、ベースに取り付けられた半導体型圧力検出装置は、上記周溶接を行う際の熱履歴でベースに膨張あるいは収縮による歪みを検出対象の圧力変動として検出してしまうという問題がある。
【０００７】
これに対し、特許文献２においては、ベースをセラミックス製として、ステンレス製の受け部材とをロウ付けすることで、ベースの歪みを解消する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−６８１０５号公報
【特許文献２】特開２０１７−１４６１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、特許文献２に開示された技術によれば、セラミック製のベースを用いることで、溶接に起因した歪みを解消することができる。しかしながら、本発明者らの検討結果によれば、セラミックス製のベースと受け部材とのロウ付けでは、ロウ付けの条件や部材の材質によっては、ロウ付け面にアルミ酸化物が析出することが判明した。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ベースをセラミックス製とした場合でも、気密性が高く、且つ、十分な接合強度を有する圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による圧力検出ユニットは、
セラミックス製のベースと、
前記ベースにロウ付けにより接合された金属製のリング部材と、
前記リング部材と溶接により接合された受け部材と、
前記リング部材と前記受け部材との間に挟まれたダイアフラムと、
前記ベースと前記ダイアフラムとの間に形成された受圧空間内において、前記ベースに取り付けられた半導体型圧力検出装置と、を備え、
前記ベースを形成するセラミックスの線膨張係数をΔ１（１０−６／Ｋ）とし、前記リング部材を形成する金属の線膨張係数をΔ２（１０−６／Ｋ）としたときに、
０．７×Δ２≦Δ１を満たし、前記リング部材は、前記ベースとのロウ付け面にアルミ酸化物が析出しない金属から形成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベースをセラミックス製とした場合でも、気密性が、且つ、十分な接合強度を有する圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態にかかる圧力検出ユニットの上面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を側面視した図である。
【図３】図３は、第１の実施形態にかかる圧力検出ユニットを用いた圧力センサの縦断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の第１の変形例を示す図２に対応する断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の第２の変形例を示す図２に対応する断面図である。
【図６】図６は、第２の実施形態による圧力検出ユニットを用いた圧力センサの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる圧力検出ユニットの上面図を示し、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を側面視した図である。
【００１５】
図１、２に示すように、圧力検出ユニット１００は、セラミックスからなるベース１１０と、当該ベース１１０に対向する受け部材１２０と、ベース１１０及び受け部材１２０の間に挟まれたダイアフラム１３０及びリング部材１４０と、を含む。
【００１６】
ベース１１０は、円盤状の本体１１１と、本体１１１の外縁全周にて軸方向に環状に突出した突出部１１２とを備えている。すなわちベース１１０は、後述する受圧空間Ｓ１が形成されるように、図２で下面中央部が凹むような形状とされている。
【００１７】
ベース１１０を構成するセラミックス材料としては、例えば、アルミナやアルミナジルコニア等を用いることができる。ここで、アルミナの線膨張係数Δ１は７．７（１０−６／Ｋ）であり、その熱伝導率は１５（ｗ／ｍ・Ｋ）である。また、アルミナジルコニアの線膨張係数Δ１は８．４（１０−６／Ｋ）であり、その熱伝導率は２７（ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００１８】
ベース１１０の内側部１１４とダイアフラム１３０との間には、密閉された受圧空間Ｓ１が形成され、ここにオイル等の絶縁性の液状媒質が充填される。また、突出部１１２の内側における本体１１１の受圧空間Ｓ１側の中央部には、後述する半導体型圧力検出装置１５０が取り付けられている。なお、本実施形態においては突出部１１２を有するベースを用いたが、突出部を有さない円盤状のベースを用いてもよい。
【００１９】
図１に示すように、ベース１１０における上記半導体型圧力検出装置１５０の周囲位置には、３本の端子ピン１６０、１６２、１６４が挿入される３つの貫通穴１１６が形成されている。
【００２０】
３本の端子ピン１６０、１６２、１６４は、それぞれベース１１０に設けた貫通穴１１６に挿通されることでベース１１０を貫通するとともに、その下端が上記半導体型圧力検出装置１５０と電気的に接続される。
【００２１】
受け部材１２０は、例えばステンレス鋼板等の金属材料から形成され、中央部が凹むようにプレス成形された皿状の部材であり、円形底部１２１と、円形底部１２１の外縁から上方に延在する円錐部１２２と、円錐部１２２の外縁から水平に延在するフランジ部１２３とを有する。
【００２２】
円形底部１２１の中央には、後述する流体流入管を取り付ける開口部１２４が形成されており、フランジ部１２３の上面には、ダイアフラム１３０が接合されている。このような構造により、受け部材１２０とダイアフラム１３０との間には、検出対象である流体が流入する加圧空間Ｓ２が形成される。
【００２３】
ダイアフラム１３０は、例えばステンレス鋼等の金属材料からなる円板状の薄板部材である。また、リング部材１４０は、マルテンサイト系ステンレス鋼またはフェライト系ステンレス鋼、具体的にはＪＩＳ規格による、ＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４４４のいずれかによりリング状に形成された部材である。リング部材１４０には、アルミニウムを含まないステンレス鋼が用いられているので、ロウ付けによって、ベースの突出部とのロウ付け面にアルミ酸化物が析出して接合強度が低下することがない。
【００２４】
ここで、ＳＵＳ４２０Ｊ２の線膨張係数Δ２は１０．３（１０−６／Ｋ）であり、その熱伝導率は２４．７（ｗ／ｍ・Ｋ）である。またＳＵＳ４１０の線膨張係数Δ２は９．９（１０−６／Ｋ）であり、その熱伝導率は２４（ｗ／ｍ・Ｋ）である。さらに、ＳＵＳ４４４の線膨張係数Δ２は１０．６（１０−６／Ｋ）であり、その熱伝導率は２６（ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００２５】
半導体型圧力検出装置１５０は、ベース１１０の中央部に接着等によりダイボンディングされる。本実施形態における半導体型圧力検出装置１５０は、ガラス製の支持基板１５２とそれに接合された圧力検出素子（半導体チップ）１５４とを有してなる。
【００２６】
圧力検出素子１５４は、図示を省略するが、表面に例えば８つのボンディングパッド（電極）を備えている。そのうち３つのボンディングパッドは、出力信号用の電源入力パッド、アースパッド及び信号出力用パッドであり、残る５つは信号調整用パッドである。
【００２７】
＜圧力検出ユニット１００の組立工程＞
圧力検出ユニット１００を組み立てる工程を、以下に説明する。まずベース１１０に形成された貫通穴１１６に、アース用の端子ピン１６０、電源入力用の端子ピン１６２及び信号出力用の端子ピン１６４をそれぞれ挿通し、３本の端子ピン１６０、１６２、１６４と、ベース１１０とをロウ付けすることにより接合固定する。
【００２８】
具体的には、ベース１１０に形成された貫通穴１１６と端子ピン１６０、１６２、１６４との間に、それぞれ銀ロウ等のロウ材を介在させた状態で所定の温度に加熱することにより、ベース１１０のセラミックスと端子ピン１６０、１６２、１６４の金属とをロウ付けする。
【００２９】
ベース１１０とリング部材１４０との接合は、リング部材１４０の上面１４１に、ベース１１０の突出部１１２をロウ付けすることで行う。具体的には、ベース１１０とリング部材１４０との間に、例えば銀ロウ等のロウ材を介在させた状態で所定の温度に加熱することにより、ベース１１０のセラミックス材料とリング部材１４０の金属材料との間に全周でロウ付け部Ｂを形成する。ベース１１０とリング部材１４０とのロウ付けの加熱は、端子ピン１６０、１６２、１６４のロウ付けと同じ工程で行われる。
【００３０】
なお、ロウ付け作業を行う前に、ベース１１０のロウ材と接触する面に予めメタライズ層（例えばＭｏ−Ｍｎ層等又はタングステン層を主成分とする）を形成しておくことにより、セラミックス材料とロウ材との接合性を高めることができる。
【００３１】
続いて、ベース１１０の中央部に、半導体型圧力検出装置１５０をダイボンディングする。その後、半導体型圧力検出装置１５０のアースパッド、電源入力パッド及び信号出力用パッドと、３本の端子ピン１６０、１６２、１６４の一端とを、それぞれボンディングワイヤ１６６を介して電気的に接続する。
【００３２】
更に、ベース１１０内に露出した半導体型圧力検出装置１５０の圧力検出素子１５４における上述した８つのパッドに、それぞれ通電用のプローブを接触させ、圧力検出素子１５４の温度補正作業（トリミング作業）を行う。
【００３３】
ここでは、基準となる温度（例えば室温）下で圧力検出素子１５４に荷重（圧力）を負荷した状態で、信号出力用パッドあるいは調整用パッドから出力される出力値を読み取り、所定の圧力と出力との相関を取得して補正係数（補正関数）を設定する。
【００３４】
次に、受け部材１２０とリング部材１４０との間にダイアフラム１３０を挟み込み、ベース１１０とダイアフラム１３０との間に形成される受圧空間Ｓ１に液状媒質を充填した状態で、受け部材１２０とリング部材１４０との重ね合わせ部を、外周方向からレーザー光を照射して相対的に回転させ、連続的に周溶接し溶接部Ｗを形成して一体化する。これにより、受け部材１２０とダイアフラム１３０とリング部材１４０とが一体化されて受圧構造体（圧力検出ユニット１００）を構成する。
【００３５】
尚、周溶接の手法として、レーザー溶接に限られず、アーク溶接等の溶融溶接、あるいはシーム溶接等の抵抗溶接を適用することが可能であるが、溶接によるひずみの低減等を考慮すれば、入熱の小さいレーザー溶接や電子ビーム溶接等を適用することが好ましい。
溶接部Ｗは、リング部材１４０とベース１１０の突出部１１２とのロウ付け部Ｂに対して圧力検出ユニット１００の軸線Ｏ（図２）に直交する方向に偏位しており、圧力検出ユニット１００の軸線方向から見て、ロウ付け部Ｂは溶接部Ｗと重ならない配置とされている。すなわち、溶接部Ｗをロウ付け部Ｂから遠ざけることで、溶接時の熱の影響がロウ付け部Ｂに及ぶことを抑制できる。
【００３６】
ここで、ベース１１０の材料とリング部材１４０の材料との組み合わせを変えて、線膨張係数を比較する。
（１）ベース１１０の材料をアルミナとしたときの線膨張係数Δ１：７．７（１０−６／Ｋ）
［ａ］リング部材１４０の材料をＳＵＳ４２０Ｊ２としたときの線膨張係数Δ２：１０．３（１０−６／Ｋ）
このとき、Δ１／Δ２＝０．７５となり、０．７×Δ２＝７．２１＜Δ１（＝７．７）の関係を満たす。
［ｂ］リング部材１４０の材料をＳＵＳ４１０としたときの線膨張係数Δ２：９．９（１０−６／Ｋ）
このとき、Δ１／Δ２＝０．７８となり、０．７×Δ２＝６．９３＜Δ１（＝７．７）の関係を満たす。
［ｃ］リング部材１４０の材料をＳＵＳ４４４としたときの線膨張係数Δ２：１０．６（１０−６／Ｋ）
このとき、Δ１／Δ２＝０．７３となり、０．７×Δ２＝７．４２＜Δ１（＝７．７）の関係を満たす。
【００３７】
（２）ベース１１０の材料をアルミナジルコニアとしたときの線膨張係数Δ１：８．４（１０−６／Ｋ）
［ａ］リング部材１４０の材料をＳＵＳ４２０Ｊ２としたときの線膨張係数Δ２：１０．３（１０−６／Ｋ）
このとき、Δ１／Δ２＝０．８１となり、０．７×Δ２＝７．２１＜Δ１（＝８．４）の関係を満たす。
［ｂ］リング部材１４０の材料をＳＵＳ４１０としたときの線膨張係数Δ２：９．９（１０−６／Ｋ）
このとき、Δ１／Δ２＝０．８５となり、０．７×Δ２＝６．９３＜Δ１（＝８．４）の関係を満たす。
［ｃ］リング部材１４０の材料をＳＵＳ４４４としたときの線膨張係数Δ２：１０．６（１０−６／Ｋ）
このとき、Δ１／Δ２＝０．７９となり、０．７×Δ２＝７．４２＜Δ１（＝８．４）の関係を満たす。
【００３８】
このように本実施の形態によれば、いずれの組み合わせにおいても、ベース１１０を形成するセラミックスの線膨張係数をΔ１（１０−６／Ｋ）とし、リング部材１４０を形成するＳＵＳの線膨張係数をΔ２（１０−６／Ｋ）としたときに、０．７×Δ２≦Δ１を満たしている。このため、レーザー溶接などの加熱時に、ロウ付け部Ｂを介して接合されたベース１１０とリング部材１４０との間に熱膨張に起因した歪みが生じにくく、気密性を高く維持できる。
【００３９】
ベース１１０の熱伝導率とリング部材１４０の熱伝導率の差は、±２０％以内であると好ましい。
【００４０】
また、リング部材１４０がアルミニウムを添加物として含むものであると、ロウ付け時にアルミ酸化物が析出してロウ付け性を悪化させる。これに対し本実施の形態によれば、リング部材１４０を、添加物としてアルミニウムを含まないステンレス鋼、具体的には、ＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４４４のいずれかより形成しているので、ロウ付け時にロウ付け面にアルミ酸化物が析出せず、良好な接合性を確保できる。なお、ロウ付け時にアルミ酸化物が析出しない素材であれば、上記以外のステンレス鋼を用いることも可能である。
【００４１】
＜圧力センサ＞
図３は、第１の実施形態による圧力検出ユニット１００を取り付けた圧力センサの縦断面図である。
【００４２】
図３に示すように、圧力センサ１は、図１、２で例示した本実施形態による圧力検出ユニット１００と、当該圧力検出ユニット１００に取り付けられる円筒形状のカバー１０と、上記圧力検出ユニット１００から突出する３本の端子ピン（１６０のみ図示）の一端が取り付けられる中継基板２０と、中継基板２０に取り付けられるコネクタ２２と、コネクタ２２に接続されて外部の機器との間で電気信号等を送受するリード線２４と、圧力検出ユニット１００の受け部材１２０に取り付けられる流体流入管３０と、を含む。
【００４３】
カバー１０は、大径部１２と小径部１４とを含む段付きの円筒形状を有する部材であって、大径部１２が上記圧力検出ユニット１００の外周部を囲繞する態様で、圧力検出ユニット１００にベース１１０側から取り付けられる。
【００４４】
図３に示すように、カバー１０の内側には、ベース１１０を底面とする内部空間Ｓ３が形成されており、当該内部空間Ｓ３には、後述する中継基板２０とコネクタ２２とが収容されている。
【００４５】
カバー１０の内側に形成された内部空間Ｓ３には樹脂Ｒ１が充填され、固化されており、大径部１２の開口端側にも圧力検出ユニット１００を覆う態様で樹脂Ｒ２が充填され、固化されている。
【００４６】
これらの樹脂Ｒ１及びＲ２は、カバー１０の内部に水分等が入り込むのを防止し、中継基板２０等の電気系を保護する。
【００４７】
中継基板２０は、ベーク基板やガラスエポキシ基板、セラミックス基板あるいはフレキシブル基板として形成され、その中央部にコネクタ２２の一端が取り付けられており、当該コネクタ２２の取付位置の周囲にビア電極及び金属配線層（図示せず）を有する。
【００４８】
コネクタ２２は、一端が中継基板２０に取り付けられるとともに、他端にはカバー１０の外部に延びるリード線２４が取り付けられる。
【００４９】
また、中継基板２０のビア電極には、圧力検出ユニット１００のベース１１０から突出する３本の端子ピン（１６０のみ図示）の一端がそれぞれ貫通して固着されている。このとき、３本の端子ピンは、ビア電極と例えばハンダ付け等で電気的に固着接続される。
【００５０】
流体流入管３０は、例えば銅合金やアルミ合金等の金属材料からなる管状部材であって、上記圧力検出ユニット１００の受け部材１２０に取り付けられる取付部３２と、圧力検出対象の流体が流れる配管に接続される接続部３４と、を有する。
【００５１】
取付部３２は、図２に示した受け部材１２０の開口部１２４に、ロウ付け、溶接、接着あるいは機械的締結等の任意の手法で取り付けられる。
【００５２】
＜圧力センサの組立工程＞
図３に示す圧力センサ１を組み立てる際には、まず圧力検出ユニット１００のベース１１０から突出する３本の端子ピンの一端に、コネクタ２２を取り付けた中継基板２０を固着する。
【００５３】
一方、圧力検出ユニット１００の受け部材１２０の開口部１２４に、流体流入管３０の取付部３２を取付固定する。
【００５４】
続いて、リード線２４を大径部１２から挿入して小径部１４を通して外部に露出するように、圧力検出ユニット１００をカバー１０の大径部１２に挿入する。
【００５５】
その後、大径部１２側の開口端から樹脂Ｒ２を充填し、固化して圧力検出ユニット１００をカバー１０内に固定する。同様に、カバー１０の小径部１４側の開口部から樹脂Ｒ１を充填し、固化して内部空間Ｓ３を封止する。
【００５６】
図３に示す圧力センサ１において、流体流入管３０に導入される圧力検出対象の流体は、圧力検出ユニット１００の加圧空間Ｓ２に入り、その圧力でダイアフラム１３０を変形させる。
【００５７】
ダイアフラム１３０が変形すると、受圧空間Ｓ１内の液状媒質が加圧され、ダイアフラム１３０を変形させた圧力が半導体型圧力検出装置１５０の圧力検出素子１５４に伝達される。
【００５８】
圧力検出素子１５４は、上記伝達された圧力の変動を検知して電気信号に変換し、信号出力用の端子ピン１６４を介して電気信号を中継基板２０に出力する。
【００５９】
そして、上記電気信号は中継基板２０の配線層に伝達され、さらにコネクタ２２及びリード線２４を介して外部の機器に出力される。
【００６０】
これらの構成を備えることにより、本発明の一実施例による圧力検出ユニット１００及びこれを適用した圧力センサ１は、半導体型圧力検出装置１５０を取り付けるベース１１０を線膨張係数の小さいセラミックス材料で形成したため、圧力検出ユニット１００の組立製造時や圧力センサ１の使用温度環境の変化等によりベース１１０が膨張あるいは収縮することを抑制できる。
【００６１】
また、ベース１１０を線膨張係数の小さいセラミックス材料で形成したことにより、従来の金属材料でベースを形成したものに比べて、高温あるいは低温の厳しい使用環境に晒された場合であってもベース１１０の形状や寸法の変動が小さくなるため、半導体型圧力検出装置１５０の温度環境による検出精度の低下を抑制することができる。
【００６２】
そして、ベース１１０をセラミックス材料で形成したことにより、従来型の圧力検出ユニットでベースに端子ピンを埋め込む際に用いられたガラス製のハーメチックシールをロウ付け部で代替できる。
【００６３】
さらに、本実施例による圧力検出ユニット１００及びこれを適用した圧力センサ１は、予め受け部材１２０とリング部材１４０との間にダイアフラム１３０を挟んで一体化した受圧構造体を形成し、当該受圧構造体のリング部材１４０にベース１１０を接合する構造としたため、ダイアフラム１３０を受け部材１２０及びリング部材１４０で補強することができる。
【００６４】
＜第１の変形例＞
図４は、本実施形態の第１の変形例にかかる圧力検出ユニット１００Ａを示す、図２に対応する断面図である。第１の変形例においては、受け部材１２０と、リング部材１４０と、ベース１１０とを囲う保持部材１７０を設けている。金属製の保持部材１７０は、中空円筒部１７１と、その上端から内方に延在する環状部１７２とを有する。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。
【００６５】
上述した実施形態と同様な工程を経て、受け部材１２０とリング部材１４０との重ね合わせ部を、外周方向からレーザー光を照射して相対的に回転させ、連続的に周溶接し溶接部Ｗを形成して一体化した後、この受圧構造体に対して上方から保持部材１７０を被せる。環状部１７２をベース１１０の上面の当接させた状態で、中空円筒部１７１の下端と、受け部材１２０の外縁とを、レーザー溶接して溶接部Ｘを形成することにより接合する。
【００６６】
保持部材１７０の中空円筒部１７1と、ベース１１０の外周との間には隙間が形成されているので、圧力検出ユニット１００Ａが衝撃を受けた場合に、ベース１１０やリング部材１４０に衝撃や応力が伝わり難いため、圧力検出ユニット１００Ａおよび圧力センサの検出精度や耐久性を向上できる。
【００６７】
＜第２の変形例＞
図５は、本実施形態の第２の変形例にかかる圧力検出ユニット１００Ｂを示す、図２に対応する断面図である。第２の変形例においても、受け部材１２０と、リング部材１４０と、ベース１１０とを囲う保持部材（カシメ部材）１７０Ａを設けている。第１の変形例と同様に、金属製の保持部材１７０Ａは、中空円筒部１７１と、その上端から内方に延在する環状部１７２とを有する、しかし、点線で示すように中空円筒部１７１の下端は、受け部材１２０のフランジ部１２３より下方に突出している。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。
【００６８】
上述した実施形態と同様な工程を経て、受け部材１２０とリング部材１４０との重ね合わせ部を、外周方向からレーザー光を照射して相対的に回転させ、連続的に周溶接し溶接部Ｗを形成して一体化した後、この受圧構造体に対して上方から保持部材を被せる。環状部１７２をベース１１０の上面の当接させた状態で、中空円筒部１７１の下端を内側に全周でカシメて塑性変形させ、それによりカシメ部１７３を形成して受圧構造体に固定する。
【００６９】
本変形例では、第１の変形例と同様に圧力検出ユニット１００Ｂおよび圧力センサの検出精度や耐久性を向上できるほか、保持部材１７０Ａと受け部材１２０とをレーザー溶接で接合しないので、溶接熱の影響を抑制することができる。
【００７０】
＜第２の実施形態＞
図６は、第２の実施形態による圧力検出ユニット１００Ｃを用いた圧力センサ１Ａの断面図である。第１の実施形態の構成と同様の構成には、第１の実施形態と同じ符号を付し重複説明を省略する。
【００７１】
本実施形態における受け部材１２０Ａは、環状の板である。ベース１１０及びリング部材１４０は、上述した実施形態と同様な素材から形成されている。
【００７２】
圧力検出ユニット１００Ｃは、カシメ保持部材５０を介して雄コネクタ４０に連結されている。カシメ保持部材５０は、中空の大円筒部５１と、段付きフランジ部５２と、小円柱部５３とを直列に連結した構成を有する。
【００７３】
大円筒部５１内において、段付きフランジ部５２の上面中央に凹部５４が形成され、その中央には連通孔５５が形成されている。連通孔５５は小円柱部５３内を通過して、その下端で開口している。凹部５４の周囲には、周溝５６が形成され、その内部にＯ−リングＯＲ１が配置されている。
【００７４】
樹脂製の雄コネクタ４０は、下部中空筒部４１と、上部中空筒部４２とを有し、下部中空筒部４１の内部中央に中継基板２０が取り付けられている。圧力検出ユニット１００Ｃの３本の端子ピン（１６０，１６２のみ図示）と、中継基板２０とはフレキシブルプリント基板４３により電気的に接続されている。
【００７５】
中継基板２０は、下部中空筒部４１側から上部中空筒部４２の内部へと延在するコネクタピン４４に電気的に接続されている。不図示の雌コネクタを雄コネクタ４０に嵌合させることで、圧力検出ユニット１００Ｃで検出した信号を、コネクタピン４４を介して外部に出力できるようになっている。
【００７６】
組み付け時には、カシメ保持部材５０の大円筒部５１内に、圧力検出ユニット１００Ｃを挿入して、雄コネクタ４０の下部中空筒部４１の下端をベース１１０の上面に当接させる。その後、大円筒部５１の上端を内側にカシメて塑性変形させ、それによりカシメ部５７を形成して雄コネクタ４０の下部中空筒部４１の上端近傍に固定する。これにより、圧力検出ユニット１００Ｃが、カシメ保持部材５０と雄コネクタ４０とにより挟持されて保持される。ただし、大円筒部５１とベース１１０との間には、径方向の隙間が存在する。
【００７７】
このとき、Ｏ−リングＯＲ１を介してカシメ保持部材５０と受け部材１２０Ａとが全周で当接し、圧力検出対象の流体の漏れを防止するようになっている。
【００７８】
一点鎖線で示す流体流入管３０は、例えば銅合金やアルミ合金等の金属材料からなる管状部材であって、カシメ保持部材５０の小円柱部５３の外周に螺合して接合され、更にＯ−リングＯＲ２によりその上端とカシメ保持部材５０とが密封的に連結されている。
【００７９】
図６に示す圧力センサ１Ａにおいて、流体流入管３０に導入される圧力検出対象の流体は、圧力検出ユニット１００Ｃの加圧空間Ｓ２に入り、その圧力でダイアフラム１３０を変形させる。
【００８０】
ダイアフラム１３０が変形すると、受圧空間Ｓ１内の液状媒質が加圧され、ダイアフラム１３０を変形させた圧力が半導体型圧力検出装置１５０の圧力検出素子１５４に伝達される。
【００８１】
圧力検出素子１５４は、上記伝達された圧力の変動を検知して電気信号に変換し、信号出力用の端子ピン（不図示）及びフレキシブルプリント基板４３を介して電気信号を中継基板２０に出力する。
【００８２】
そして、上記電気信号は中継基板２０の配線層に伝達され、さらにコネクタピン４４を介して外部の機器に出力される。
【００８３】
なお、本発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、種々の改変を施すことがで
きる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ａ  圧力センサ
１０  カバー
２０  中継基板
２２  コネクタ
２４  リード線
３０  流体流入管
４０  雄コネクタ
５０  カシメ保持部材
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  圧力検出ユニット
１１０  ベース
１２０，１２０Ａ  受け部材
１３０  ダイアフラム
１４０  リング部材
１５０  半導体型圧力検出装置
１５２  支持基板
１５４  圧力検出素子
１６０  アース用の端子ピン
１６２  電源入力用の端子ピン
１６４  信号出力用の端子ピン
１６６  ボンディングワイヤ
１７０，１７０Ａ  保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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