(57)【要約】【課題】ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄがそれぞれ形成されている第１、第２センサ部２０、３０を備えた圧力センサにおいて、従来の圧力センサより圧力の検出精度を向上させることができる圧力センサを提供する。【解決手段】第１、第２センサ部２０、３０を同一形状にすると共に正方板状とし、同一形状とした第１、第２凹部１２、１３にそれぞれシール部材５０が滴下される第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを備える。そして、第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０におけるゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄの配置と、第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０におけるゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄの配置とを同一にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に第１、第２凹部（１２、１３）を備える板状のケース（１０）と、
前記ケース（１０）に備えられ、前記第１、第２凹部（１２、１３）の底面と前記一面と反対側の他面とを貫通する圧力導入孔（１４、１５）と、
ダイヤフラム（２３、３３）を有すると共に、前記ダイヤフラム（２３、３３）の歪みに伴う検出信号を出力するためのブリッジ回路を構成するゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）を備え、前記第１凹部（１２）に配設されると共に、前記第１凹部（１２）と前記圧力導入孔（１４）とを区画する第１センサ部（２０）および前記第２凹部（１３）に配設されると共に、前記第２凹部（１３）と前記圧力導入孔（１５）とを区画する第２センサ部（３０）と、
前記ケース（１０）に備えられ、前記第１、第２センサ部（２０、３０）から出力された信号を演算する回路チップ（４０）と、
前記第１、第２凹部（１２、１３）に対して滴下されることにより前記第１、第２凹部（１２、１３）に配置され、前記第１、２凹部（１２、１３）において前記第１、第２センサ部（２０、３０）の周囲に配置されるシール部材（５０）と、を備え、
前記第１、第２センサ部（２０、３０）は同一形状であると共に、正方板状とされており、
前記第１凹部（１２）は前記シール部材（５０）が滴下される第１滴下領域（１２ａ）を備えていると共に、前記第２凹部（１３）は前記シール部材（５０）が滴下される第２滴下領域（１３ａ）を備えており、前記第１凹部（１２）と前記第２凹部（１３）とは同一形状とされ、
前記第１滴下領域（１２ａ）に対する前記第１センサ部（２０）に形成されているゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ）の配置と前記第２滴下領域（１３ａ）に対する前記第２センサ部（３０）に形成されているゲージ抵抗（３５ａ〜３５ｄ）の配置とが同一とされていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記第１滴下領域（１２ａ）に対する前記第１センサ部（２０）に形成されている前記ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ）のパターンと、前記第２滴下領域（１３ａ）に対する前記第２センサ部（３０）に形成されている前記ゲージ抵抗（３５ａ〜３５ｄ）のパターンとが同一とされていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記第１、第２センサ部（２０、３０）それぞれに形成されている前記ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）は、一方向と平行になる方向を長手方向とし、複数回折り返された線により構成されるパターンであることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記第１、第２凹部（１２、１３）は開口部が矩形状とされ、
前記第１滴下領域（１２ａ）は前記第１凹部（１２）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部に備えられ、前記第２滴下領域（１３ａ）は前記第２凹部（１３）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部に備えられ、
前記第１凹部（１２）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部のうち、前記第１滴下領域（１２ａ）を備える角部と対角に位置する角部および前記第１滴下領域（１２ａ）を備える角部と隣り合う角部の三つの角部のうち少なくとも一つの角部は面取りされており、
前記第２凹部（１３）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部のうち、前記第２滴下領域（１３ａ）を備える角部と対角に位置する角部および前記第２滴下領域（１３ａ）を備える角部と隣り合う角部の三つの角部のうち少なくとも一つの角部は面取りされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記第１凹部（１２）は前記第１滴下領域（１２ａ）を二つ備えると共に、前記第２凹部（１３）は前記第２滴下領域（１３ａ）を二つ備えており、
一方の前記第１滴下領域（１２ａ）は隣り合う二辺が交差する角部に備えられていると共に、他方の前記第１滴下領域（１２ａ）は当該角部と対角に位置する角部に備えられ、
一方の前記第２滴下領域（１３ａ）は隣り合う二辺が交差する角部に備えられていると共に、他方の前記第２滴下領域（１３ａ）は当該角部と対角に位置する角部に備えられ、
前記第１凹部（１２）における二つの前記第１滴下領域（１２ａ）が備えられる角部と異なる二つの角部の少なくとも一方は面取りされており、
前記第２凹部（１３）における二つの前記第２滴下領域（１３ａ）が備えられる角部と異なる二つの角部の少なくとも一方は面取りされていることを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。
【請求項６】
一方の前記第１滴下領域（１２ａ）は、前記第１凹部（１２）における第１辺から前記第１凹部（１２）側と反対側に突出している共に、前記第１辺と、前記第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端が一致しており、他方の前記第１滴下領域（１２ａ）は、前記第２辺と相対する第３辺から前記第１凹部（１２）側と反対側に突出していると共に、前記第３辺と、前記第３辺と隣り合い、かつ前記第１辺と相対する第４辺とが交差する角部と終端が一致しており、
一方の前記第２滴下領域（１３ａ）は、前記第２凹部（１３）における第１辺から前記第１凹部（１２）側と反対側に突出している共に、前記第１辺と、前記第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端が一致しており、他方の前記第２滴下領域（１３ａ）は、前記第２辺と相対する第３辺から前記第１凹部（１２）側と反対側に突出していると共に、前記第３辺と、前記第３辺と隣り合い、かつ前記第１辺と相対する第４辺とが交差する角部と終端が一致しており、
前記第１凹部（１２）は前記第２辺と前記第４辺とが交差する角部が面取りされ、前記第２凹部（１３）は第２辺と第４辺とが交差する角部が面取りされていることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記第１凹部（１２）は前記第１滴下領域（１２ａ）を一つ備えると共に、前記第２凹部（１３）は前記第２滴下領域（１３ａ）を一つ備え、
前記第１凹部（１２）のうち前記第１滴下領域（１２ａ）が備えられる角部と対角に位置する角部は面取りされていると共に、前記第２凹部（１３）のうち前記第２滴下領域（１３ａ）が備えられる角部と対角に位置する角部は面取りされていることを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記第１滴下領域（１２ａ）は、前記第１凹部（１２）における第１辺から前記第１凹部（１２）側と反対側に突出している共に、前記第１辺と、前記第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端が一致しており、
前記第２滴下領域（１３ａ）は、前記第２凹部（１３）における第１辺から前記第１凹部（１２）側と反対側に突出している共に、前記第１辺と、前記第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端が一致しており、
前記第１凹部（１２）は、前記第１凹部（１２）における前記第２辺と相対する第３辺と前記第１辺と相対する第４辺とが交差する角部が面取りされ、前記第２凹部（１３）は、前記前記第２辺と相対する第３辺と前記第１辺と相対する第４辺とが交差する角部が面取りされていることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記第１、第２センサ部（２０、３０）は、それぞれダイヤフラム（２３、３３）の外縁部であって、前記ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）と前記回路チップ（４０）との間に、第１、第２パッド部（２６、３６）を備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記ケース（１０）上において、前記第１センサ部（２０）は前記回路チップ（４０）に対して第一方向側に配置され、前記第２センサ部（３０）は前記回路チップ（４０）に対して前記第１方向と垂直になる第２方向側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記ケース（１０）には、ダイヤフラム（８３）を有すると共に、前記ダイヤフラム（８３）の歪みに伴う検出信号を出力するためのブリッジ回路を構成するゲージ抵抗（８５ａ〜８５ｄ）を備えた第３センサ部（８０）が備えられており、
前記第１、第２、第３センサ部（２０、３０、８０）のうち、前記ダイヤフラム（２３、３３、８３）を備えている一面を表面とし、前記表面と反対側の一面を裏面とし、
前記第１、第２センサ部（２０、３０）は、それぞれ前記第１、第２圧力導入孔（１４、１５）に導入される圧力が前記第１、第２センサ部（２０、３０）の裏面側に印加されると共に、前記第１、第２センサ部（２０、３０）の表面側に基準圧力が印加され、それぞれ裏面側に印加される圧力と表面側に印加される基準圧力との差圧を検出し、
前記第３センサ部（８０）は、裏面側に真空圧が印加されると共に、表面側に基準圧力が印加され、裏面側に印加される圧力と表面側に印加される基準圧力との差圧を検出することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つ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、圧力に応じて電気的信号を出力する第１、第２センサ部をケースに備え、第１センサ部で検出された圧力と第２センサ部で検出された圧力との差圧を検出する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧力を検出する第１、第２センサ部および第１、第２センサ部から出力された信号を演算する回路チップ等をケースに収納してなる圧力センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、このような圧力センサでは、板状のケースの一面に同一形状の第１、第２凹部が備えられており、一面と反対側の他面に第１、第２凹部にそれぞれ達し、ケースの厚さ方向に貫通するように同一形状の第１、第２圧力導入孔が形成されている。また、第１、第２凹部には、それぞれ圧力検出用の第１、第２センサ部が配設されており、これにより、第１、第２センサ部のうち圧力導入孔側と当該圧力導入孔と反対側が区画されている。
【０００３】
これら第１、第２センサ部は、正方板状とされており、それぞれ中心部分にダイヤフラムを有すると共に、外縁部分にパッド部を備えている。そして、第１、第２センサ部は、製造工程を簡略化するために同一の部材を用いて構成されており、互いに同一形状とされている。また、各ダイヤフラムにはブリッジ回路を構成するように形成された四個のゲージ抵抗がそれぞれ備えられている。なお、各ゲージ抵抗は、一方向と平行になる方向を長手方向とし、複数回折り返された線により構成されるパターンとされている。
【０００４】
上記のような圧力センサでは、第１凹部、第１圧力導入孔および第１センサ部の配置（平面レイアウト）と、第２凹部、第２圧力導入孔および第２センサ部の配置（平面レイアウト）とを同一にすることにより、第１凹部および第１圧力導入孔に起因して第１センサ部に印加される応力と、第２凹部および第２圧力導入孔に起因して第２センサ部に印加される応力とが同じになるようにしている。
【０００５】
このような圧力センサでは、第１、第２センサ部から検出された圧力に基づく信号が回路チップに出力され、回路チップにて、第１センサ部にて検出された圧力と第２センサ部にて検出された圧力との差圧が演算される。このとき、第１、第２センサ部から出力される信号には、それぞれ第１、第２凹部および第１、第２圧力導入孔に起因する応力を含んだ信号が出力されるが、第１凹部、第１圧力導入孔および第１センサ部の配置（平面レイアウト）と、第２凹部、第２圧力導入孔および第２センサ部の配置（平面レイアウト）とを同一にすることにより、回路チップにて第１、第２センサ部が検出した圧力の差を演算したときに、第１、第２センサ部に印加される応力を検出結果から除去できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−８７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような圧力センサにおいて、本発明者らは、第１、第２センサ部と、第１、第２凹部の底面との間の隙間を封止するようにシール部材を配置し、第１、第２圧力導入孔から第１、第２凹部に測定媒体が侵入することを防止することを考えた。しかしながら、シール部材は、第１、第２凹部にそれぞれ第１、第２センサ部を配設した後、第１、第２凹部に滴下されることにより第１、第２センサ部の周囲に配置される。このとき、シール部材は、滴下された領域から凝固しつつ、濡れ拡がることにより第１、第２センサ部の周囲に配置される。したがって、シール部材を第１、第２センサ部の周囲に均等に配置することは困難である。具体的には、第１、第２センサ部のうち、シール部材が滴下される領域に最も近い部分では、シール部材が滴下される領域に最も遠い部分よりもシール部材が多く配置されることになる。
【０００８】
この場合、第１凹部、第１圧力導入孔および第１センサ部の配置と、第２凹部、第２圧力導入孔および第２センサ部の配置とが同一であっても、第１センサ部の周囲に配置されるシール部材の形状と、第２センサ部の周囲に配置されるシール部材の形状とが異なるときには、第１センサ部に形成されたゲージ抵抗と、これらの各ゲージ抵抗に対応する第２センサ部に形成された各ゲージ抵抗とに対してそれぞれシール部材から異なる応力が印加されることになるという問題がある。例えば、第１センサ部に形成されたゲージ抵抗のうちの一つのゲージ抵抗と、当該ゲージ抵抗に対応する第２センサ部に形成されたゲージ抵抗にはそれぞれシール部材から異なる応力が印加されることになる。
【０００９】
また、第１凹部、第１圧力導入孔および第１センサ部の配置と、第２凹部、第２圧力導入孔および第２センサ部の配置とが同一であり、第１センサ部の周囲に配置されるシール部材の形状と、第２センサ部の周囲に配置されるシール部材の形状とが同じ場合であっても、第１凹部に対する第１センサ部に形成されたゲージ抵抗の配置と、第２凹部に対する第２センサ部に形成されたゲージ抵抗の配置とが異なる場合がある。例えば、第１、第２センサ部および回路チップをＬ字状に配置する、すなわち回路チップに対して一方向に第１センサ部を配置し、該一方向と垂直方向に第２センサ部を配置する場合には、第１、第２センサ部は、それぞれパッド部に最も近い一辺が回路チップ側に向けて配置されるため、第１センサ部と第２センサ部とは互いに９０度回転した状態で配置される。図１６は、第１、第２センサ部および回路チップをＬ字状にケースに配置した際の上面図である。
【００１０】
図１６に示されるように、第１、第２センサ部Ｊ２０、Ｊ３０および回路チップＪ４０をＬ字状に配置した場合には、第１センサ部Ｊ２０と第２センサ部Ｊ３０とは正方板状とされているので、第１凹部Ｊ１２および第１センサ部Ｊ２０の配置と、第２凹部Ｊ１３および第２センサ部Ｊ２０の配置とは同一になるが、第１凹部Ｊ１２に対する第１センサ部Ｊ２０に形成された各ゲージ抵抗Ｊ２５ａ〜Ｊ２５ｄの配置と、第２凹部Ｊ１３に対する第２センサ部Ｊ３０に形成された各ゲージ抵抗Ｊ３５ａ〜Ｊ３５ｄの配置とが異なることになる。具体的には、第１センサ部Ｊ２０に形成されている各ゲージ抵抗Ｊ２５ａ〜２５ｄの長手方向と、第２センサ部Ｊ３０に形成されている各ゲージ抵抗Ｊ３５ａ〜Ｊ３５ｄの長手方向とが平行にならなくなる。この場合、第１凹部Ｊ１２に対するシール部材Ｊ５０を滴下する滴下領域の配置と、第２凹部Ｊ１３に対するシール部材Ｊ５０を滴下する滴下領域の配置とを同一にした場合には、第１センサ部Ｊ２０の周囲に配置されるシール部材Ｊ５０の形状と、第２センサ部Ｊ３０の周囲に配置されるシール部材Ｊ５０の形状とを同一にすることはできる。しかしながら、第１センサ部Ｊ２０に形成されたゲージ抵抗Ｊ２５ａ〜Ｊ２５ｄのうち、例えば、一つのゲージ抵抗Ｊ２５ａとシール部材Ｊ５０の配置と、第２センサ部Ｊ３０に形成されたゲージ抵抗Ｊ３５ａ〜Ｊ３５ｄのうち、第１センサ部Ｊ２０のゲージ抵抗Ｊ２５ａに対応するゲージ抵抗Ｊ３５ａとシール部材Ｊ５０の配置とが異なることになり、各ゲージ抵抗Ｊ２５ａ、Ｊ３５ａにはそれぞれシール部材Ｊ５０から異なる応力が印加されることになる。
【００１１】
そして、回路チップでは、第１センサ部にて検出された圧力と第２センサ部にて検出された圧力の差を算出しているが、第１、第２センサ部に印加されるシール部材からの応力が除去されずに応力の一部が演算結果に残り、圧力センサの検出結果に誤差が生じるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みて、ゲージ抵抗がそれぞれ形成されている第１、第２センサ部を備えた圧力センサにおいて、従来の圧力センサより圧力の検出精度を向上させることができる圧力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１、第２センサ部（２０、３０）を同一形状にすると共に、正方板状とし、第１凹部（１２）にシール部材（５０）が滴下される第１滴下領域（１２ａ）を備えると共に、第２凹部（１３）にシール部材（５０）が滴下される第２滴下領域（１３ａ）を備え、第１凹部（１２）と第２凹部（１３）とを同一形状とし、第１滴下領域（１２ａ）に対する第１センサ部（２０）に形成されているゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ）の配置と第２滴下領域（１３ａ）に対する第２センサ部（３０）に形成されているゲージ抵抗（３５ａ〜３５ｄ）の配置とを同一としていることを特徴としている。
【００１４】
このような圧力センサでは、第１、第２センサ部（２０、３０）は同一形状の正方板状とされ、第１、第２凹部（１２、１３）にはそれぞれ第１、第２滴下領域（１２ａ、１３ａ）が備えられており、第１、第２センサ部（２０、３０）は、第１滴下領域（１２ａ）に対する第１センサ部（２０）のゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ）の配置と、第２滴下領域（１３ａ）に対する第２センサ部（３０）のゲージ抵抗（３５ａ〜３５ｄ）の配置とが同一となるように、それぞれ第１、第２凹部（１２、１３）に配設されている。
【００１５】
したがって、第１、第２滴下領域（１２ａ、１３ａ）に対してシール部材（５０）を滴下することにより、第１凹部（１２）において第１センサ部（２０）の周囲に配置されるシール部材（５０）の形状と、第２凹部（１３）において第２センサ部（３０）の周囲に配置されるシール部材（５０）の形状とを同じにすることができる。このため、第１センサ部（２０）の各ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ）と、これらのゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ）に対応する第２センサ部（３０）の各ゲージ抵抗（３５ａ〜３５ｄ）とに対してそれぞれシール部材（５０）から印加される応力を同じにすることができる。すなわち、回路チップ（４０）で第１、第２センサ部（２０、３０）が検出した圧力の差を演算した際に、第１、第２センサ部（２０、３０）の各ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）に印加されるシール部材（５０）からの応力を検出結果から除去することができ、高精度に差圧を検出することができる。
【００１６】
例えば、請求項２に記載の発明のように、第１滴下領域（１２ａ）に対する第１センサ部（２０）に形成されているゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ）のパターンと、第２滴下領域（１３ａ）に対する第２センサ部（３０）に形成されているゲージ抵抗（３５ａ〜３５ｄ）のパターンとを同一とすることができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、第１、第２センサ部（２０、３０）それぞれに形成されているゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）を、一方向と平行になる方向を長手方向とし、複数回折り返された線により構成されるパターンとすることができる。
【００１８】
さらに、請求項４に記載の発明のように、第１、第２凹部（１２、１３）の開口部を矩形状とし、第１滴下領域（１２ａ）を第１凹部（１２）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部に備え、第２滴下領域（１３ａ）を第２凹部（１３）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部に備え、第１凹部（１２）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部のうち、第１滴下領域（１２ａ）を備える角部と対角に位置する角部および第１滴下領域（１２ａ）を備える角部と隣り合う角部の三つの角部のうち少なくとも一つの角部を面取りし、第２凹部（１３）の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部のうち、第２滴下領域（１３ａ）を備える角部と対角に位置する角部および第２滴下領域（１３ａ）を備える角部と隣り合う角部の三つの角部のうち少なくとも一つの角部を面取りすることができる。
【００１９】
このような圧力センサでは、第１、第２凹部（１２、１３）のうち、第１滴下領域（１２ａ）を備える角部と対角に位置する角部および第１滴下領域（１２ａ）を備える角部と隣り合う角部の三つの角部のうち少なくとも一つの角部を面取りしている。したがって、第１、第２凹部（１２、１３）のうち第１、第２滴下領域（１２ａ、１３ａ）から離れた部分にもシール部材（５０）を配置しやすくなる。すなわち、シール部材（５０）は、凝固しつつ、濡れ広がることにより第１、第２センサ部（２０、３０）の周囲に配置されるが、面取りされた領域ではシール部材（５０）の流入面積が小さくなることにより流入速度が速くなる。つまり、第１、第２凹部（１２、１３）のうち第１、第２滴下領域（１２ａ、１３ａ）から離れた部分にシール部材（５０）が流入する時間を短くすることができ、当該部分にシール部材（５０）を凝固する前に流入しやすくなる。
【００２０】
したがって、このような圧力センサでは、第１、第２凹部（１２、１３）における角部を面取りしていない圧力センサと比較して、第１、第２センサ部（２０、３０）の周囲にシール部材（５０）を均等に配置しやすくすることができ、第１、第２センサ部（２０、３０）の各ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）に印加される応力を均等にすることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、第１凹部（１２）に第１滴下領域（１２ａ）を二つ備えると共に、第２凹部（１３）に第２滴下領域（１３ａ）を二つ備え、一方の第１滴下領域（１２ａ）を隣り合う二辺が交差する角部に備えると共に、他方の第１滴下領域（１２ａ）を当該角部と対角に位置する角部に備え、一方の第２滴下領域（１３ａ）を隣り合う二辺が交差する角部に備えると共に、他方の第２滴下領域（１３ａ）を当該角部と対角に位置する角部に備え、第１凹部（１２）における二つの第１滴下領域（１２ａ）が備えられる角部と異なる二つの角部の少なくとも一方を面取りし、第２凹部（１３）における二つの第２滴下領域（１３ａ）が備えられる角部と異なる二つの角部の少なくとも一方を面取りすることができる。
【００２２】
さらに、請求項６に記載の発明のように、一方の第１滴下領域（１２ａ）を、第１凹部（１２）における第１辺から第１凹部（１２）側と反対側に突出させると共に、第１辺と、第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端を一致させ、他方の第１滴下領域（１２ａ）を、第２辺と相対する第３辺から第１凹部（１２）側と反対側に突出させると共に、第３辺と、第３辺と隣り合い、かつ第１辺と相対する第４辺とが交差する角部と終端を一致させ、第２滴下領域（１３ａ）を、第２凹部（１３）における第１辺から第１凹部（１２）側と反対側に突出させると共に、第１辺と、第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端を一致させ、他方の第２滴下領域（１３ａ）を、第２辺と相対する第３辺から第１凹部（１２）側と反対側に突出させると共に、第３辺と、第３辺と隣り合い、かつ第１辺と相対する第４辺とが交差する角部と終端を一致させ、第１凹部（１２）のうち第２辺と第４辺とが交差する角部を面取し、第２凹部（１３）のうち第２辺と第４辺とが交差する角部を面取りすることができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明のように、第１凹部（１２）に第１滴下領域（１２ａ）を一つ備えると共に、第２凹部（１３）に第２滴下領域（１３ａ）を一つ備え、第１凹部（１２）のうち第１滴下領域（１２ａ）が備えられる角部と対角に位置する角部を面取りすると共に、第２凹部（１３）のうち第２滴下領域（１３ａ）が備えられる角部と対角に位置する角部を面取りすることができる。
【００２４】
さらに、請求項８に記載の発明のように、第１滴下領域（１２ａ）を、第１凹部（１２）における第１辺から第１凹部（１２）側と反対側に突出させると共に、第１辺と、第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端を一致させ、第２滴下領域（１３ａ）を、第２凹部（１３）における第１辺から第１凹部（１２）側と反対側に突出させると共に、第１辺と、第１辺と隣り合う第２辺とが交差する角部と終端を一致させ、第１凹部（１２）のうち第１凹部（１２）における第２辺と相対する第３辺と第１辺と相対する第４辺とが交差する角部を面取りし、第２凹部（１３）のうち第２辺と相対する第３辺と第１辺と相対する第４辺とが交差する角部を面取りすることができる。
【００２５】
さらに、請求項９に記載の発明のように、第１、第２センサ部（２０、３０）に、それぞれダイヤフラム（２３、３３）の外縁部であって、ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）と回路チップ（４０）との間に、第１、第２パッド部（２６、３６）を備えることもできる。
【００２６】
このような圧力センサによれば、第１、第２センサ部（２０、３０）には、各ゲージ抵抗（２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ）と回路チップ（４０）との間にパッド部（２６、３６）を備えているため、第１、第２センサ部（２０、３０）を異なる部材を用いて構成することができる。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明のように、第１センサ部（２０）を回路チップ（４０）に対して第一方向側に配置し、第２センサ部（３０）を回路チップ（４０）に対してこの第１方向と垂直になる第２方向側に配置することができる。
【００２８】
このような圧力センサによれば、第１、第２センサ部（２０）を回路チップ（４０）を挟んで第１方向上に配置する圧力センサと比較して、第１方向側の長さを短くすることができる。
【００２９】
さらに、請求項１１に記載の発明のように、ケース（１０）に第３センサ部（８０）を備え、第１、第２、第３センサ部（２０、３０、８０）のうち、ダイヤフラム（２３、３３、８３）を備えている一面を表面とし、該表面と反対側の一面を裏面とし、第１、第２センサ部（２０、３０）に、それぞれ第１、第２圧力導入孔（１４、１５）に導入される圧力を裏面側に印加すると共に、表面側に基準圧力を印加し、裏面側に印加される圧力と表面側に印加される基準圧力との差圧を検出させ、第３センサ部（８０）に、裏面側に真空圧を印加すると共に、表面側に基準圧力を印加し、裏面側に印加される圧力と表面側に印加される基準圧力との差圧を検出させることもできる。
【００３０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態における圧力センサの断面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す圧力センサと別断面の断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す圧力センサの上面図である。
【図３】図１に示すケースの上面図である。
【図４】図１に示す圧力センサを用いたＤＰＦシステムのブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態における圧力センサの断面構成を示す図である。
【図６】図５に示す圧力センサの上面図である。
【図７】図５に示す圧力センサを用いたＤＰＦシステムのブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態における圧力センサの断面構成を示す図である。
【図９】図８に示す圧力センサの上面図である。
【図１０】図８に示す圧力センサを用いたＤＰＦシステムのブロック図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における圧力センサの上面図である。
【図１２】図１１に示す圧力センサの断面構成を示す図である。
【図１３】他の実施形態におけるセンサチップの上面図である。
【図１４】他の実施形態における圧力センサの上面図である。
【図１５】他の実施形態における圧力センサの上面図である。
【図１６】本発明者らが検討した圧力センサの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）は本実施形態の圧力センサの断面構成を示す図、図２は図１に示す圧力センサの上面図であり、図１（ａ）は図２中のＡ−Ａ矢視断面に相当し、図１（ｂ）は図２中のＢ−Ｂ矢視断面に相当している。なお、本実施形態の圧力センサは、例えば、自動車のディーゼルエンジンの排気管に設けられたＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の圧力損失を検出するために当該排気管に取り付けられ、当該ＤＰＦ前後の排気管の差圧、すなわち、ＤＰＦの上流側圧力とＤＰＦの下流側圧力との差圧を検出する差圧検出型の圧力センサとして用いられると好適である。
【００３３】
図１および図２に示されるように、本実施形態の圧力センサは、ケース１０と、第１、第２センサ部２０、３０と、回路チップ４０と、シール部材５０と、保護部材６０とを備えた構成とされている。
【００３４】
ケース１０は、第１、第２センサ部２０、３０および回路チップ４０を収容するものであり、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やエポキシ樹脂等の樹脂材料を、金型を用いて型成形してなる板状のものである。そして、ケース１０の一面には、窪み部１１が形成されていると共に、この窪み部１１に第１、第２凹部１２、１３が形成されており、ケース１０のうち、第１、第２凹部１２、１３が形成される一面と反対側の他面には、第１、第２凹部１２、１３にそれぞれ達し、ケース１０の厚さ方向に貫通するように第１、第２圧力導入孔１４、１５が形成されている。第１、第２圧力導入孔１４、１５には、それぞれ図示しない圧力ポートが連結されており、圧力ポートを介して圧力が導入される。
【００３５】
図３は、ケース１０の上面図である。図１〜図３に示されるように、第１、第２凹部１２、１３は、互いに同一形状とされており、それぞれシール部材５０が滴下される第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを備えている。具体的には、第１、第２凹部１２、１３は、開口部が互いに矩形状とされており、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａをそれぞれ二つずつ備えている。さらに、詳しくは、第１滴下領域１２ａは第１凹部１２の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部に備えられており、第２滴下領域１３ａは第２凹部１３の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部に備えられている。
【００３６】
詳述すると、本実施形態では、第１凹部１２における図２中紙面上側に位置する辺を第１辺とし、第１辺と隣り合い、図２中紙面右側に位置する辺であって、かつ後述する回路チップ４０と相対する辺を第２辺とし、第２辺と相対し、図２中紙面左側に位置する辺を第３辺とし、第１辺と相対し、図２中紙面下側に位置する辺を第４辺としている。同様に、第２凹部１３では、第１凹部１２の各辺に対応する辺がそれぞれ第１〜第４辺としている。具体的には、第２凹部１３における図２中紙面上側に位置する辺を第１辺とし、第１辺と隣り合い、図２中紙面右側に位置する辺を第２辺とし、第２辺と相対し、図２中紙面左側に位置する辺を第３辺とし、第１辺と相対し、図２中紙面下側に位置する辺であって、後述する回路チップ４０と相対する辺を第４辺としている。そして、次のように第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａがそれぞれ第１、第２凹部１２、１３に備えられている。
【００３７】
すなわち、一方の第１滴下領域１２ａは、第１凹部１２における第１辺（図２中紙面上側の辺）から第１凹部１２と反対側に突出していると共に、第１辺と、第１辺と隣り合う第２辺（図２中紙面右側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように第１凹部１２に備えられている。そして、他方の第１滴下領域１２ａは、第２辺と相対する第３辺（図２中紙面左側の辺）から第１凹部１２側と反対側に突出していると共に、第３辺と、第３辺と隣り合い、かつ第１辺と相対する第４辺（図２中紙面下側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように第１凹部１２に備えられている。
【００３８】
同様に、一方の第２滴下領域１３ａは、第２凹部１３における第１辺（図２中紙面上側の辺）から第２凹部１３と反対側に突出していると共に、第１辺と、第１辺に隣り合う第２辺（図２中紙面右側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように第２凹部１３に備えられている。そして、他方の第２滴下領域１３ａは、第２辺と相対する第３辺（図２中紙面左側の辺）から第２凹部１３側と反対側に突出していると共に、第３辺と、第３辺と隣り合い、かつ第１辺と相対する第４辺（図２中紙面下側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように第２凹部１３に備えられている。
【００３９】
本実施形態では、以上説明したように第１、第２凹部１２、１３のうち回路チップ４０側と異なる部分に第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを備えることにより、第１、第２凹部１２、１３と回路チップ４０との間の領域を従来の圧力センサと比較して長くならにようにしている。なお、上記では、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａが備えられる部分を図２を用いて説明したが、図３はケース１０の上面図であり、図３においても第１、第２凹部１２、１３における第１〜第４辺は同様の関係となる。
【００４０】
また、第１、第２圧力導入孔１４、１５も互いに同一形状とされている。そして、本実施形態では、第１凹部１２および第１圧力導入孔１４の配置と、第２凹部１３および第２圧力導入孔１５の配置とが同一とされている。また、第１、第２凹部１２、１３には、それぞれ圧力検出用の第１、第２センサ部２０、３０が配設され、第１、第２センサ部２０、３０により第１、第２凹部１２、１３と第１、第２圧力導入孔１４、１５とがそれぞれ区画されている。
【００４１】
第１、第２センサ部２０、３０は、図１および図２に示されるように、同一形状であると共に、正方板状とされており、それぞれセンサチップ２１、３１と台座２２、３２とを有した構成とされている。各センサチップ２１、３１は、圧力を検出してその圧力に応じたレベルの電気信号を発生するものであり、同一形状の正方板状とされている。具体的には、各センサチップ２１、３１は、板の一面に薄肉部であり歪み部であるダイヤフラム２３、３３を有すると共に、板の他面にダイヤフラム２３、３３を構成するために異方性エッチング等により形成された凹部２４、３４を有する半導体ダイヤフラム式のものである。
【００４２】
そして、ダイヤフラム２３、３３には、一方向と平行になる方向を長手方向とし、複数回折り返された線により構成されるパターンの四個のゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄがそれぞれブリッジ回路を構成するように形成されている。これにより、各センサチップ２１、３１では、板の両面に圧力が印加されると、両圧力の差圧によってダイヤフラム２３、３３が歪み、ブリッジ回路にて差圧に応じた電気信号が生成（出力）される。なお、各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄの長手方向は特に限定されるものではないが、各センサチップ２１、３１を、例えば、（１１０）面を主表面とするＳｉ基板を用いて構成した場合には長手方向を〈１１０〉結晶軸方向とすることができる。これにより、例えば、長手方向を〈１００〉結晶軸方向とした場合と比較して、高い出力を得ることができる。
【００４３】
また、各センサチップ２１、３１には、ダイヤフラム２３、３３の外縁部であって、各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄと後述する回路チップ４０との間にパッド部２６、３６が形成されている。本実施形態では、第１センサ部２０に形成されている各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄに対するパッド部２６の配置と、第２センサ部３０に形成されている各ゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄに対するパッド部３６の配置とが９０度回転された関係とされている。つまり、第２センサ部３０のパッド部３６は、第１センサ部２０のパッド部２６から９０度回転した位置に備えられている。
【００４４】
以下では、センサチップ２１、３１のうち、ダイヤフラム２３、３３が形成された面をセンサチップ２１、３１の表面とし、凹部２４、３４が形成された面をセンサチップ２１、３１の裏面として説明する。本実施形態では、後述するように、センサチップ２１、３１の表面および裏面で圧力を受圧するため、センサチップ２１、３１の両面が圧力受圧面となる。
【００４５】
台座２２、３２はガラス等により構成されており、各センサチップ２１、３１の裏面と陽極接合等により接合されることで各センサチップ２１、３１と一体化されている。また、各台座２２、３２には、センサチップ２１、３１が固定された面から中を貫いて反対側の面に抜け、それぞれ第１、第２圧力導入孔１４、１５と連通するように貫通孔２７、３７が形成されている。
【００４６】
そして、これらの台座２２、３２がそれぞれ接着剤２８、３８を介してケース１０の第１、第２凹部１２、１３の底面に接着されることにより、第１、第２センサ部２０、３０がケース１０に配設されている。具体的には、第１、第２センサ部２０、３０は、第１凹部１２に備えられた各第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄの配置と、第２凹部１３に備えられた各第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０の各ゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄの配置とが同一となるように第１、第２凹部１２、１３に配設されている。さらに、詳しくは、各第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０のゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄのパターンと、各第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０のゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄのパターンとが同一となるように、第１、第２センサ部２０、３０がそれぞれ第１、第２凹部１２、１３に配設されている。なお、各台座２２、３２と第１、第２凹部１２、１３の底面との間に配置される接着剤２７、３７としては、例えば、シリコン系接着剤やフロロシリコン系接着剤等を用いることができる。
【００４７】
また、第１、第２凹部１２、１３には、例えば、フッ素ゴム等で構成されるシール部材５０が配置されている。具体的には、シール部材５０は、第１、第２凹部１２、１３に備えられた第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａに対して滴下されることにより、第１、第２凹部１２、１３において第１、第２センサ部２０、３０の周囲に配置されている。これにより、測定媒体が第１、第２圧力導入孔１４、１５から第１、第２凹部１２、１３内に侵入することを防止することができる。
【００４８】
回路チップ４０は、第１、第２センサ部２０、３０に対する駆動信号の出力や外部への検出用信号の出力をすると共に、第１、第２センサ部２０、３０からの電気信号を入力し、演算・増幅処理して外部へ出力する等の機能を有する制御回路等を備えたものである。このような回路チップ４０としては、例えば、シリコン基板等に対して半導体製造プロセスを行うことにより製造されたＣＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタ等を用いることができる。
【００４９】
そして、回路チップ４０は、第１、第２センサ部２０、３０と共に、ケース１０に接着剤４１を介して固定されている。具体的には、回路チップ４０は、回路チップ４０に対して一方向に第１センサ部２０が配置され、該一方向と垂直方向に第２センサ部３０が配置されるように、すなわち、第１、第２センサ部２０、３０と共にＬ字状となるように、ケース１０の窪み部１１に配置されている。そして、第１、第２センサ部２０、３０に備えられたパッド部２６、３６と回路チップ４０に備えられているパッド部４２とが、金やアルミニウム等からなるボンディングワイヤ７０を介して結線され電気的に接続されている。
【００５０】
さらに、本実施形態では、第１、第２圧力導入孔１４、１５にそれぞれゲル状の材料からなる保護部材６０が充填されている。具体的には、保護部材６０は、各台座２２、３２の貫通孔２７、３７を介して、各センサチップ２１、３１の裏面に到達するように、第１、第２圧力導入孔１４、１５にそれぞれ備えられている。この保護部材６０は、圧力ポートから導入された圧力を各センサチップ２１、３１に媒介すると共に、腐食ガスや湿度から各センサチップ２１、３１や第１、第２圧力導入孔１４、１５等を保護するものである。なお、保護部材６０としては、例えば、フッ素ゲル、シリコンゲル、フロロシリコンゲル等を用いることができる。特に、排気ガス圧を測定する場合には、排気ガスによる凝縮水は、排気ガスの窒素酸化物や硫黄酸化物が溶け込み強い酸性を持つため、ゲル材料としては、耐酸性が強いフッ素ゲルを使用することが好ましい。
【００５１】
また、図示しないが、ケース１０には、回路チップ４０と外部との電気的な接続を行うためのコネクタ部が設けられている。このコネクタ部には、回路チップ４０と電気的に接続される配線部材としてのターミナルが設けられており、このターミナルを介して、回路チップ４０から出力される信号が取り出される。例えば、このターミナルが外部配線部材に接続されることにより、回路チップ４０は、外部回路（たとえば、車両のＥＣＵ等）に対して信号のやり取りを行うことができる。
【００５２】
以上説明したように本実施形態の圧力センサが構成されており、次に、本実施形態の圧力センサの製造方法について説明する。
【００５３】
まず、上記形状の窪み部１１、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａをそれぞれ備えた第１、第２凹部１２、１３および第１、第２圧力導入孔１４、１５を有するケース１０を用意する。そして、第１、第２センサ部２０、３０をそれぞれ第１、第２凹部１２、１３に固定する。具体的には、各台座２２、３２の貫通孔２７、３７と第１、第２圧力導入孔１４、１５とがそれぞれ繋がり、かつ、各第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０のゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄの配置と、各第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０のゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄの配置とが同一となるように、第１、第２センサ部２０、３０を第１、第２凹部１２、１３に配設する。さらに詳しくは、各第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０のゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄのパターンと、各第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０のゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄのパターンとが同一となるように、第１、第２センサ部２０、３０を第１、第２凹部１２、１３に配設する。
【００５４】
その後、第１、第２凹部１２、１３にシール部材５０を配置する。具体的には、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａそれぞれに対してシール部材５０を同じ分量ずつ滴下し、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａからシール部材５０を濡れ拡がらせることにより第１、第２センサ部２０、３０の周囲に配置する。このとき、第１、第２凹部１２、１３は同一形状とされており、第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０の配置と、第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０の配置とが同一とされているので、シール部材５０は第１、第２凹部１２、１３において同じように濡れ拡がることになる。このため、第１センサ部２０の周囲に配置されるシール部材５０の形状と、第２センサ部３０の周囲に配置されるシール部材５０の形状とが同一になる。
【００５５】
次に、第１、第２センサ部２０、３０と共にＬ字状となるように、回路チップ４０をケース１０の窪み部１１に接着固定する。その後、第１、第２センサ部２０、３０と回路チップ４０との間をワイヤボンディングし、電気的に接続する。続いて、ケース１０の第１、第２圧力導入孔１４、１５に保護部材６０を注入・充填し、気泡発生を防ぐために真空脱泡する。以上のようにして、本実施形態の圧力センサが製造される。
【００５６】
次に、本実施形態の圧力センサの作動について説明する。
【００５７】
図４は、本実施形態の圧力センサを用いて構成されたＤＰＦシステムのブロック図である。図４に示されるように、本実施形態の圧力センサは、例えば、ＤＰＦ前後の排気管の差圧を検出するのに用いられ、第１圧力導入孔１４には圧力ポートからＤＰＦの上流側排気が導入され、第２圧力導入孔１５には圧力ポートからＤＰＦの下流側排気が導入される。これにより、第１センサ部２０は、センサチップ２１の裏面で、第１圧力導入孔１４の内部の保護部材６０を介して、上流側圧力を受圧すると共に、その表面で基準圧力としての大気圧を受圧する。したがって、第１センサ部２０は、上流側圧力と基準圧力との差圧を検出する、すなわち、大気圧を基準とした上流側圧力の相対圧に基づく電気信号を回路チップ４０に向けて出力する。このとき、第１センサ部２０から出力される信号には、シール部材５０から第１センサ部２０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄに印加される応力を含んだ信号が出力される。
【００５８】
同様に、第２センサ部３０は、センサチップ３１の裏面で、第２圧力導入孔１５の内部の保護部材６０を介して、下流側圧力を受圧すると共に、その表面で基準圧力としての大気圧を受圧する。したがって、第２センサ部３０は、下流側圧力と基準圧力との差圧を検出する、すなわち、大気圧を基準とした下流側圧力の相対圧に基づく電気信号を回路チップ４０に向けて出力する。このとき、第２センサ部３０から出力される信号には、シール部材５０から第２センサ部３０の各ゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄに印加される応力を含んだ信号が出力される。
【００５９】
そして、回路チップ４０は、第１、第２センサ部２０、３０から入力された電気信号に基づいて、第１センサ部２０が検出した上流側圧力の相対圧と、第２センサ部３０が検出した下流側圧力の相対圧の差を算出し、その算出結果を電気信号として、圧力センサの外部に向けて出力する。以上のようにして、ＤＰＦ前後の排気管の差圧が検出される。
【００６０】
このような圧力センサでは、第１、第２センサ部２０、３０は同一形状の正方板状とされ、同一形状とされた第１、第２凹部１２、１３にはそれぞれ第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａが備えられている。そして、各第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０のゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄの配置と、各第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０のゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄの配置とが同一とされていると共に、各第１滴下領域１２ａに対する第１センサ部２０のゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄのパターンと、各第２滴下領域１３ａに対する第２センサ部３０のゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄのパターンとが同一とされている。したがって、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａに対してシール部材５０を滴下することにより、第１凹部１２において第１センサ部２０の周囲に配置されるシール部材５０の形状と、第２凹部１３において第２センサ部３０の周囲に配置されるシール部材５０の形状とを同じにすることができる。
【００６１】
このため、第１センサ部２０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄと、これらのゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄに対応する第２センサ部３０の各ゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄとに対してそれぞれシール部材５０から印加される応力を同じにすることができる。すなわち、回路チップ４０で第１、第２センサ部２０、３０が検出した圧力の差を演算した際に、第１、第２センサ部２０、３０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄに印加されるシール部材５０からの応力を検出結果から除去することができ、高精度に差圧を検出することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは、第１実施形態に対して第３センサ部を追加したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図５は本実施形態の圧力センサの断面構成を示す図、図６は図５に示す圧力センサの上面図であり、図６は図５中のＣ−Ｃ矢視断面に相当している。
【００６３】
図５および図６に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、第３センサ部８０が、ケース１０の窪み部１１に接着剤８８を介して固定されている。さらに詳しくは、第３センサ部８０は、第１センサ部２０が配置される回路チップ４０からの一方向上に配置されていると共に、回路チップ４０を挟んで第１センサ部２０と反対側に配置されている。
【００６４】
この第３センサ部８０は、第１、第２センサ部２０、３０と同様に、センサチップ８１と台座８２とを有した構成とされている。そして、センサチップ８１は、表面にダイヤフラム８３を備えていると共に、裏面に凹部８４を備えており、ダイヤフラム８３にはブリッジ回路を構成するように四個のゲージ抵抗８５ａ〜８５ｄが形成されている。また、台座８２はセンサチップ８１の裏面と接合されており、台座８２によって密閉された凹部８４内が真空とされている。これにより、第３センサ部８０は、センサチップ８１の裏面で真空圧を受圧すると共に、その表面で大気圧を受圧するため、第３センサ部８０は大気圧を検出することができる。また、この第３センサ部８０には、パッド部８６が備えられており、ボンディングワイヤ７０を介して回路チップ４０と電気的に接続されている。なお、本実施形態では、大気圧が基準圧力に相当する。
【００６５】
次に、このような圧力センサの作動を説明する。
【００６６】
図７は、本実施形態の圧力センサを用いて構成されたＤＰＦシステムのブロック図である。図７に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、第１センサ部２０にてＤＰＦにおける上流側圧力の相対圧が検出され、第２センサ部３０にてＤＰＦにおける下流側圧力の相対圧が検出され、第３センサ部８０にて大気圧が検出される。
【００６７】
これにより、回路チップ４０では、例えば、第３センサ部８０にて検出された大気圧を用いて、第１センサ部２０にて検出されるＤＰＦの上流側圧力と大気圧との差圧から大気圧を相殺することができ、ＤＰＦの上流側における絶対圧を検出することができる。
【００６８】
したがって、このような圧力センサによれば、上記第１実施形態の効果を得つつ、ＤＰＦの上流側における絶対圧を検出することもできる。
【００６９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは、第１実施形態に対して、ケース１０に第３凹部および第３圧力導入孔を備えると共に、第４センサ部を追加したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図８は本実施形態の圧力センサの断面構成を示す図、図９は図８に示す圧力センサの上面図であり、図８は図９中のＤ−Ｄ矢視断面に相当している。
【００７０】
図８および図９に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、ケース１０のうち窪み部１１の底面に第３凹部１６が形成されており、この底面と反対側の一面に、第３凹部１６に達し、ケース１０の厚さ方向に貫通するように第３圧力導入孔１７が形成されている。第３圧力導入孔１７には、図示しない圧力ポートが連結されており、圧力ポートを介して圧力が導入されるようになっている。
【００７１】
第３凹部１６は、第１、第２凹部１２、１３と同一形状とされており、シール部材５０が滴下される第３滴下領域１６ａを二つ備えている。具体的には、上記第１実施形態と同様に、第３凹部１６における図９中紙面上側に位置する辺を第１辺とし、第１辺と隣り合い、図９中紙面左側に位置する辺であって、かつ回路チップ４０と相対する辺を第２辺とし、第２辺と相対し、図９中紙面右側に位置する辺を第３辺とし、第１辺と相対し、図９中紙面下側に位置する辺を第４辺としている。そして、次のように第３滴下領域１６ａが第３凹部１６に備えられている。
【００７２】
すなわち、一方の第３滴下領域１６ａは、第３凹部１６における第１辺（図９中紙面上側の辺）から第３凹部１６と反対側に突出していると共に、第１辺と、第１辺と隣り合う第２辺（図９中紙面左側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように第３凹部１６に備えられている。そして、他方の第３滴下領域１６ａは、第２辺と相対する第３辺（図９中紙面右側の辺）から第３凹部１６側と反対側に突出していると共に、第３辺と、第３辺と隣り合い、かつ第１辺と相対する第４辺（図９中紙面下側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように第３凹部１６に備えられている。
【００７３】
また、第３凹部１６および第３圧力導入孔１７の配置と、第１、２凹部１２、１３および第１、２圧力導入孔１４、１５の配置とが同一とされている。また、第３凹部１６には、接着剤９８を介して圧力検出用の第４センサ部９０が配設され、第４センサ部９０により第３凹部１６と第３圧力導入孔１７とが区画されている。この第４センサ部９０は、第１センサ部２０が配置される回路チップ４０からの一方向上に配置されていると共に、回路チップ４０を挟んで第１センサ部２０と反対側に配置されている。
【００７４】
また、第４センサ部９０は、第１、第２センサ部２０、３０と同様に、センサチップ９１と台座９２とを有した構成とされている。センサチップ９１は、上記第１、第２センサ部２０、３０の各センサチップ２１、３１と同様に、表面にダイヤフラム９３を備えていると共に、裏面に凹部９４を備えている。そして、ダイヤフラム９３には、一方向と平行になる方向を長手方向とし、複数回折り返された線により構成されるパターンの四個のゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄがブリッジ回路を構成するように形成されている。また、センサチップ９１には、ダイヤフラム９３の外縁部であって、ゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄと回路チップ４０との間にパッド部９６が形成されている。本実施形態では、第１センサ部２０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄに対するパッド部２６の配置と、第４センサ部９０の各ゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄに対するパッド部９６の配置とが１８０度回転された関係とされており、第２センサ部３０の各ゲージ抵抗３５ａ〜３５ｄに対するパッド部３６の配置と、第４センサ部９０の各ゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄに対するパッド部９６の配置とが９０度回転された関係とされている。
【００７５】
また、第４センサ部９０は、第１、２凹部１２、１３に備えられた第１、２滴下領域１２ａ、１３ａに対する第１、２センサ部２０、３０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄの配置と、第３凹部１６に備えられた第３滴下領域１６ａに対する第４センサ部９０の各ゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄの配置とが同一となるように第３凹部１６に配設されている。そして、第３凹部１６にはシール部材５０が配置されており、第１、２センサ部２０、３０の周囲に配置されるシール部材５０の形状と、第４センサ部９０の周囲に配置されるシール部材５０の形状とが同一とされている。
【００７６】
そして、台座９２には、センサチップ９１が固定された面から中を貫いて反対側の面に抜け、第３圧力導入孔１７と連通するように貫通孔９７が形成されている。
【００７７】
図１０は、本実施形態の圧力センサを用いて構成されたＤＰＦシステムのブロック図である。図１０に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、第１センサ部２０にて第１ＤＰＦにおける上流側圧力の相対圧が検出され、第２センサ部３０にて第１ＤＰＦの下流側圧力（第２ＤＰＦの上流側圧力）における相対圧が検出され、第４センサ部９０にて第２ＤＰＦの下流側圧力における相対圧が検出される。
【００７８】
したがって、回路チップ４０では、第１センサ部２０が検出した第１ＤＰＦの上流側圧力の相対圧と、第２センサ部３０が検出した第１ＤＰＦの下流側圧力の相対圧の差とを算出すると共に、第２センサ部３０が検出した第２ＤＰＦの上流側圧力の相対圧と、第４センサ部９０が検出した第２ＤＰＦの下流側圧力の相対圧との差を算出し、その算出結果を電気信号として、圧力センサの外部に向けて出力する。
【００７９】
このような圧力センサでは、第１、２凹部１２、１３に備えられた第１、２滴下領域１２ａ、１３ａに対する第１、２センサ部２０、３０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄの配置と、第３凹部１６に備えられた第３滴下領域１６ａに対する第４センサ部９０の各ゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄの配置とが同一とされていると共に、第１、２凹部１２、１３に備えられた第１、２滴下領域１２ａ、１３ａに対する第１、２センサ部２０、３０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄのパターンと、第３凹部１６に備えられた第３滴下領域１６ａに対する第４センサ部９０の各ゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄのパターンとが同一とされている。したがって、第１〜第３滴下領域１２ａ、１３ａ、１６ａに対してシール部材５０を滴下することにより、第１、第２凹部１２、１３において第１、第２センサ部２０、３０の周囲に配置されるシール部材５０の形状と、第３凹部１６において第４センサ部９０の周囲に配置されるシール部材５０の形状とを同じにすることができる。
【００８０】
このため、第１、２センサ部２０、３０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄと、これらのゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄに対応する第４センサ部９０の各ゲージ抵抗９５ａ〜９５ｄとに対してそれぞれシール部材５０から印加される応力を同じにすることができる。このため、回路チップ４０にて第１、第２、第４センサ部２０、３０、９０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄ、９５ａ〜９５ｄに印加されるシール部材５０からの応力を除去することができ、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、排気管に連続して備えられているＤＰＦ前後の差圧をそれぞれ検出することができる。
【００８１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは、第１実施形態に対して、第１、第２凹部１２、１３の角部をそれぞれ面取りしたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図１１は本実施形態の圧力センサの上面図である。
【００８２】
図１１に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、第１、第２凹部１２、１３の矩形状を構成する隣り合う二辺が交差する角部のうち一つの角部がそれぞれ面取りされている。具体的には、上記第１実施形態で説明したように、一方の第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａは、第１、第２凹部１２、１３における第１辺（図１１中紙面上側の辺）と第２辺（図１１中紙面右側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように、第１、第２凹部１２、１３にそれぞれ備えられている。また、他方の第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａは、第１、第２凹部１２、１３における第３辺（図１１中紙面左側の辺）と第４辺（図１１中紙面下側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように、第１、第２凹部１２、１３にそれぞれ備えられている。そして、本実施形態では、第１、第２凹部１２、１３における第２辺と第４辺とが交差する角部（図１１中紙面右下の角部）、すなわち第１、第２凹部１２、１３のうち第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａから最も離れた角部がＣ面取りされている。
【００８３】
このような圧力センサでは、第１、第２凹部１２、１３のうち第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａから最も離れた角部（図１１中右下の角部）が面取りされている。したがって、上記第１実施形態と比較して、第１、第２凹部１２、１３のうち第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａから最も離れた部分にシール部材５０を配置しやすくなる。すなわち、シール部材５０は、凝固しつつ、濡れ広がることにより第１、第２センサ部２０、３０の周囲に配置される。このとき、上記第１実施形態と比較して、面取りされた領域ではシール部材５０の流入面積が小さくなることにより流入速度が速くなり、第１、第２凹部１２、１３のうち第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａから最も離れた部分にシール部材５０が流入する時間を短くすることができるため、当該部分にもシール部材５０を流入しやすくなる。
【００８４】
したがって、本実施形態の圧力センサでは、上記第１実施形態の圧力センサと比較して、第１、第２センサ部２０、３０の周囲に配置されるシール部材５０の形状を均等にしやすくすることができる。詳しくは、上記第１実施形態では、図１に示されるように、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａから離れた部分では、第１、第２センサ部２０、３０と第１、第２凹部１２、１３の壁面との間においてシール部材５０の表面が窪んで配置されることになる。一方、図１２は、本実施形態の圧力センサの断面構成を示す図であり、図１２に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａから離れた部分においても、第１、第２センサ部２０、３０と第１、第２凹部１２、１３との壁面との間においてシール部材５０の表面を窪ませることなく配置することができる。したがって、本実施形態の圧力センサによれば、上記第１実施形態の圧力センサと比較して、第１、第２センサ部２０、３０の各ゲージ抵抗２５ａ〜２５ｄ、３５ａ〜３５ｄに印加される応力を均等にすることができつつ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図１２は、図１１中のＥ−Ｅ矢視断面に相当している。
【００８５】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、第１、第２センサ部２０、３０および回路チップ４０がＬ字状となるように配置されている例について説明したが、もちろんこれに限定されるものではなく、例えば、回路チップ４０に対して一方向に第１センサ部２０を配置し、該一方向と６０度の方向に第２センサ部３０を配置することもできる。
【００８６】
また、上記各実施形態では、第１センサ部２０に形成されるパッド部２６と、第２センサ部３０に形成されるパッド部３６とが９０度回転した向きに備えられている例を説明したが、第１、第２センサ部２０、３０の同一箇所にパッド部２６、３６を備えて、第１センサ部２０と第２センサ部３０とを共通化させることもできる。図１３は、他の実施例にかかるセンサチップ２１の上面図である。図１３（ａ）に示されるように、センサチップ２１のうちダイヤフラム２３の外縁部であって、隣り合う二辺とダイヤフラム２３とのそれぞれの間にパッド部２６を設けてもよい。このような場合には、例えば、上記第１、第２実施形態のように第１、第２センサ部２０、３０および回路チップ４０をＬ字状に配置する場合であっても、各センサチップ２１、３１を共通化させることができるため、製造工程を簡略化することができる。また、図１３（ｂ）に示されるように、センサチップ２１のうちダイヤフラム２３の外縁部であって、三辺とダイヤフラム２３とのそれぞれの間にパッド部２６を設けてもよい。このような場合は、例えば、第３実施形態のように第１、第２、第４センサ部２０、３０、９０をケース１０に配設する場合であっても、各センサチップ２１、３１、９１を共通化させることができる。
【００８７】
さらに、上記第４実施系形態では、第１、第２凹部１２、１３のうち第２辺と第４辺とが交差する角部（図１１中紙面右下の角部）をＣ面取りすることを例に挙げて説明したが、もちろんＲ面取りすることもできる。さらに、第１、第２凹部１２、１３のうち第２辺と第４辺とが交差する角部に加えて第１辺と第３辺とが交差する角部（図１１中紙面左上の角部）を面取りすることもできる。さらに、第１辺と第３辺とが交差する角部のみを面取りすることもできる。すなわち、第１凹部１２のうち二つの第１滴下領域１２ａが備えられる角部と異なる角部を面取りすると共に、第２凹部１３のうち二つの第２滴下領域１３ａが備えられる角部と異なる角部を面取りすることにより、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、上記各実施形態では、第１、第２凹部１２、１３はそれぞれ二つずつ第１、第２滴下領域１２ａ、１３を備えている例について説明したが、第１凹部１２に一つの第１滴下領域１２ａのみを備えると共に、第２凹部１３に一つの第２滴下領域１３ａのみを備えることもできる。図１４は他の実施形態にかかる圧力センサの上面図である。例えば、図１４に示されるように、一つの第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａのみを、第１、第２凹部１２、１３における第１辺（図１４中紙面上側の辺）と第２辺（図１４中紙面右側の辺）とが交差する角部と終端が一致するように、第１、第２凹部１２、１３にそれぞれ備えることもできる。
【００８９】
そして、このような一つの第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａのみを第１、第２凹部１２、１３に備えた圧力センサを上記第４実施形態と組み合わせることもできる。図１５は、他の実施形態にかかる圧力センサの上面図である。図１５に示されるように、第１、第２凹部１２、１３のうち、それぞれ第１辺と第２辺とが交差する角部（図１５中右上の角部）に第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを備え、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを備える角部と対角に位置する角部である第３辺と第４辺とが交差する角部を面取りすることもできる。なお、ここでは第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａにおいて、隣り合う二辺が交差する角部のうち第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａが備えられる角部と対角に位置する角部が面取りされている例について説明したが、第１、第２凹部１２、１３における隣り合う二辺が交差する角部のうち、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを備える角部と対角に位置する角部および第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを備える角部と隣り合う角部の三つの角部のうち少なくとも一つの角部が面取りされていれば同様の効果を得ることができる。
【００９０】
さらに、上記各実施形態では、第１、第２凹部１２、１３における第１辺を各図中紙面上側の辺とし、第２辺を各図中紙面右側の辺とし、第３辺を各図中紙面左側の辺とし、第４辺を各図中紙面下側の辺とする例について説明し、上記第３実施形態では、第３凹部１６における第１辺を図９中紙面上側の辺とし、第２辺を図９中紙面左側の辺とし、第３辺を図９中紙面右側の辺とし、第４辺を図９中紙面下側の辺とする例について説明したが、もちろん第１〜第４辺の対応関係はこれに限定されるものではない。例えば、第１〜第３凹部１２、１３、１６において、第１辺を各図中紙面右側の辺とし、第２辺を各図中紙面下側の辺とし、第３辺を各図中紙面上側の辺とし、第４辺を各図中紙面左側の辺とすることもできる。
【００９１】
また、上記第１〜第３実施形態では、一方の第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａが、第１辺と第２辺とが交差する角部と終端が一致するように第１、第２凹部１２、１３にそれぞれ備えられており、他方の第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａが、第３辺と第４辺とが交差する角部と終端が一致するように第１、第２凹部１２、１３にそれぞれ備えられている例について説明したが、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａが備えられる領域はこれに限定されるものではない。例えば、一方の第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを、それぞれ第１辺から突出させると共に、第１辺と第２辺とが交差する角部を含み、終端が第２辺となるようにすることもできる。そして、他方の第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを、それぞれ第３辺から突出させると共に、第３辺と第４辺とが交差する角部を含み、終端が第４辺となるようにすることもできる。すなわち、第１、第２滴下領域１２ａ、１３ａを、隣り合う二辺が交差する角部を含み、当該二辺に跨るように形成することもできる。同様に、上記第３実施形態における第３凹部１６においても、第３滴下領域１６ａを、隣り合う二辺が交差する角部を含み、当該二辺に跨るように形成することもできる。
【００９２】
さらに、上記各実施形態を組み合わせて圧力センサを構成することもできる。例えば、上記第２実施形態と上記第３実施形態とを組み合わせて、ケース１０に、第１〜第４センサ部２０、３０、８０、９０を配設することもできる。
【００９３】
また、上記第４実施形態を、上記第２実施形態に組み合わせて第１、第２凹部１２、１３のうち第２辺と第４辺とが交差する角部を面取りすることもできるし、上記第３実施形態に組み合わせて第１〜第３凹部１２、１３、１６のうち第２辺と第４辺とが交差する角部を面取りすることもできる。
【符号の説明】
【００９４】
１０    ケース
１２    第１凹部
１２ａ  第１滴下領域
１３    第２凹部
１３ａ  第２滴下領域
１４    第１圧力導入孔
１５    第２圧力導入孔
２０    第１センサ部
３０    第２センサ部
４０    回路チップ
５０    シール部材
【図１】
2010249524.tif 000003
【図２】
2010249524.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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