(57)【要約】【課題】正確な位置にシール部材を配置することができる圧力検出装置を提供すること。【解決手段】  圧力検出装置（１０）は、セラミック製の基板（２０）と、この基板（２０）上に設けられ流体の圧力を検知する圧力センサ（１２）と、を有する。基板（２０）には、この基板（２０）を貫通し流体を圧力センサ（１２）へ導く流体導入部（３０）が形成されている。流体導入部（３０）には、周方向に沿って溝状のシール嵌合部（３６）が形成されている。シール嵌合部（３６）には、流体の漏れを抑制するシール部材（４０）が嵌め込まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製の基板と、この基板上に設けられ流体の圧力を検知する圧力センサと、を有する圧力検出装置において、
前記基板には、この基板を貫通し前記流体を前記圧力センサへ導く流体導入部が形成され、
この流体導入部には、周方向に沿って溝状のシール嵌合部が形成され、
前記シール嵌合部には、前記流体の漏れを抑制するシール部材が嵌め込まれていることを特徴とする圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧力を検出する圧力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されたトランスミッションには、オイルが充填されている。このような流体が充填された装置（外部装置）に圧力検出装置が設けられることがある。トランスミッションに設けられた圧力検出装置は、トランスミッションに充填されたオイルの圧力を検出するために用いられる。圧力検出装置に関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
特許文献１に示されるような、圧力検出装置は、金属製の基板と、この基板上に設けられ流体の圧力を検知する圧力センサと、この圧力センサに導かれる流体の漏れを抑制するシール部材と、を備えている。
【０００４】
基板には、流体を圧力センサへ導く穴が空けられている。
【０００５】
シール部材は、基板の下部に形成された凹部に設けられ、外部装置との隙間を塞いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１１６３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧力検出装置は、例えば、流体が充填された外部装置の上部に配置され、圧力センサを介して充填された流体の圧力を検出する。圧力センサは、基板に空けられた穴を塞ぐよう基板の上面に載置されている。
【０００８】
特許文献１に示される圧力検出装置のシール部材は、凹部に配置されている。例えば、圧力検出装置を外部装置に取り付ける際に、シール部材が外部装置に接触し、凹部の内部において移動することがある。このため、基板の下部においてシール部材の配置が製品毎に異なりうる。
【０００９】
本発明は、正確な位置にシール部材を配置することができる圧力検出装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１による発明によれば、セラミック製の基板と、この基板上に設けられ流体の圧力を検知する圧力センサと、を有する圧力検出装置において、
前記基板には、この基板を貫通し前記流体を前記圧力センサへ導く流体導入部が形成され、
この流体導入部には、周方向に沿って溝状のシール嵌合部が形成され、
前記シール嵌合部には、前記流体の漏れを抑制するシール部材が嵌め込まれていることを特徴とする圧力検出装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、流体導入部には、周方向に沿って溝状のシール嵌合部が形成されている。更に、シール嵌合部には、流体の漏れを抑制するシール部材が嵌め込まれている。圧力検出装置内におけるシール嵌合部が設けられる部位が決められることで、シール部材の配置される位置が決まる。更に、シール部材がシール嵌合部に嵌め込まれているため、シール部材が付勢された場合にシール部材の位置ずれが抑制される。結果、流体導入部を基準として、シール部材の配置位置が正確に決まる。即ち、正確な位置にシール部材を配置することができる圧力検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による圧力検出装置の平面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】流体導入部となる部位が形成されるまで穴あきシートを積層する工程を説明する図である。
【図４】シート積層体が形成されるまでの工程を説明する図である。
【図５】シート積層体を焼成し、セラミック製の基板が形成されるまでの工程を説明する図である。
【図６】付勢部材の作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは端子を右に配置した圧力検出装置を上方から見た状態を基準として左右をいい、上下とは圧力センサが載置されている状態を基準として上下をいう。また、図中、Ｌｅは左、Ｒｉは右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞
【００１４】
図１及び図２を参照する。圧力検出装置１０は、セラミック製の基板２０と、この基板２０の上面に載置された台座１１と、この台座１１に載置され流体の圧力を検知する圧力センサ１２と、この圧力センサ１２に一端が接合されたワイヤ１３と、このワイヤ１３の他端に接合され基板２０に施された配線パターン１４と、この配線パターン１４に当接して設けられたコンデンサ１５と、配線パターン１４に一端が当接している端子１６と、基板２０の上面に被せられ圧力センサ１２を覆っているカバー１７と、基板２０に固定されたシール部材４０と、カバー１７の上面に設けられシール部材４０を下方に付勢する付勢部材１８と、を有する。
【００１５】
図２を参照する。基板２０には、基板２０を貫通し流体を圧力センサ１２に導く流体導入部３０と、基板２０の側壁より外方に突出する基板突出部２２と、が形成されている。
【００１６】
基板２０は、低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）又は高温焼成セラミック（ＨＴＣＣ）の何れかにより形成されている。
【００１７】
流体導入部３０は、基板２０の底から上方に向かって形成された第１の内壁３１と、この第１の内壁３１の上端から基板２０の内側に向かって形成された第２の内壁３２と、この第２の内壁３２の内端から上方に向かって形成された第３の内壁３３と、この第３の内壁３３の上端から基板２０の内側に向かって形成された第４の内壁３４と、この第４の内壁３４の内端から基板２０の上面に至るまで形成された第５の内壁３５と、第３の内壁３３を周方向に亘って略Ｕ字溝状に欠いたシール嵌合部３６と、を有する。
【００１８】
流体導入部３０は、載置された圧力センサ１２を基準とした上下に延びる線分Ｌに沿って形成されている。シール部材４０は、流体導入部３０に固定されている。
【００１９】
環状に形成された第１の内壁３１には、シール部材４０の側方下部が臨んでいる。第１の内壁３１が形成されている部位における流体導入部３０の内径は、シール部材４０の下部外縁の外径よりも大きい。即ち、第１の内壁３１とシール部材４０との間には隙間ができている。言い換えると、第１の内壁３１は、シール部材４０が付勢された際に、シール部材４０の下部外縁が外方に向かって弾性変形できるように形成されている。
【００２０】
第２の内壁３２は、載置された圧力センサ１２を基準とした上下に延びる線分Ｌに対して垂直に形成されている。即ち、第２の内壁３２は、第１の内壁３１に対して垂直に形成されている。シーツ部材  は、第２の内壁３２に当接している。
【００２１】
第３の内壁３３は、環状に形成されている。第３の内壁３３が形成されている部位における流体導入部３０の内径は、第１の内壁３１が形成されている部位における流体導入部３０の内径よりも小さい。シール部材４０は、周方向に亘り第３の内壁３３に当接している。
【００２２】
第４の内壁３４は、載置された圧力センサ１２を基準とした上下に延びる線分Ｌに対して垂直に形成されている。即ち、第４の内壁３４は、第３の内壁３３に対して垂直に形成されている。シール部材４０は、上部を第４の内壁３４に当接させている。
【００２３】
第５の内壁３５は、環状に形成されている。第５の内壁３５が形成されている部位の流体導入部３０の内径は、第３の内壁３３が形成されている部位の流体導入部３０の内径よりも小さい。第５の内壁３５の上端は、流体導入部３０に導入された流体の出口となる。
【００２４】
シール嵌合部３６は、第３の内壁３３の上端に形成され、第４の内壁３４と連続している。シール嵌合部３６には、シール部材４０の一部が嵌め込まれている。即ち、シール嵌合部３６は、流体導入部３０からシール部材４０が抜け落ちないように、シール部材４０を固定している。
【００２５】
第１の内壁３１、第３の内壁３３及び第５の内壁３５は、載置された圧力センサ１２を基準とした上下に延びる線分Ｌの方向に沿って形成されている。
【００２６】
基板突出部２２の上面には、端子１６が載置された状態で固定されている。
【００２７】
台座１１は、略矩形状を呈するガラス製の板であり、真ん中に穴が空けられている。台座１１は、流体導入部３０の上部に台座１１に空けられた穴が配置されるよう設けられている。台座１１は、基板２０の上面に載置された状態で固定されている。台座１１は、例えば、ダイボンド剤等の接着剤により固定されている。
【００２８】
圧力センサ１２は、台座１１に空けられた穴を塞ぐように台座１１の上面に載置された状態で固定されている。圧力センサ１２は、シリコン等の半導体を薄肉に形成してなるダイアフラムを含む半導体チップである。
【００２９】
ワイヤ１３は、例えば、アルミニウムからなる。ワイヤ１３は、一端が圧力センサ１２に接合され、他端が基板２０の上面に形成された配線パターン１４に接合されている。ワイヤ１３は、ワイヤボンディングにより圧力センサ１２及び配線パターン１４に接合されている。
【００３０】
配線パターン１４は、ワイヤ１３を介して、圧力センサ１２及び端子１６が通電可能となるよう形成されている。配線パターン１４は、基板２０表面及び基板２０内部に形成されている。基板２０表面の配線パターン１４は、基板２０の上面及び基板突出部２２の上面に形成されている。基板２０表面に形成された配線パターン１４、及び、基板２０内部に形成された配線パターン１４は、それぞれ連続している。配線パターン１４は、例えば、基板２０が高温焼成セラミックである場合はタングステン等からなり、基板２０が低温焼成セラミックである場合は銀等からなる。配線パターン１４は、後述するシート積層体を焼成する際の焼成温度よりも融点が高い金属によって構成されている。
【００３１】
コンデンサ１５は、基板２０の上面に載置され、配線パターン１４を伝わる電気信号中のノイズを除去する。コンデンサ１５は、はんだ付け等により固定されている。
【００３２】
図１を参照する。端子１６は、外部の電源に接続する第１の端子１６ａと、外部に電気信号を出力する第２の端子１６ｂと、グランドに接続する第３の端子１６ｃと、から構成される。第１〜第３の端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、例えば、リン青銅（Ｃ５１９１）からなる。第１〜第３の端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、基板２０に固定されている。
【００３３】
図２を参照する。カバー１７は、基板２０の上面に接合された略矩形状を呈するシールリング１７ａと、このシールリング１７ａの上部に設けられたカバー本体部１７ｂと、から構成される。
【００３４】
シールリング１７ａは、略矩形枠状を呈している。シールリング１７ａは、基板２０の上面に固定されている。シールリング１７ａは、基板２０とカバー本体部１７ｂとの隙間を塞いでいる。尚、シールリング１７ａは、後述する基板２０を製造する工程において、シート積層体と共に焼成炉にて焼成されることで、基板２０の上面に固定される。
【００３５】
カバー本体部１７ｂは、例えば、コバール等の金属からなる。カバー本体部１７ｂは、略矩形状を呈している。カバー本体部１７ｂは、溶接（例えば、シーム溶接）によりシールリング１７ａ上部に接合されている。
【００３６】
シール部材４０は、円柱状を呈するシール部材本体部４１と、このシール部材本体部４１を上下に貫通するシール部材貫通穴４２と、シール部材本体部４１の上部外縁より外方に延びる第１のシール部材外縁部４３と、シール部材本体部４１の下部外縁より外方に延びる第２のシール部材外縁部４４と、を有する。
【００３７】
シール部材４０は、流体導入部３０に固定されており、シール部材４０の下部が流体導入部３０から露出している。
【００３８】
シール部材貫通穴４２は、円形状に空けられ、流体が圧力センサ１２へ導かれる際に通過する穴である。シール部材貫通穴４２は、流体の導入口（入口）の部位の内径が大きく形成されている。つまり、シール部材貫通穴４２は、シール部材４０が付勢された際に流体の導入口が閉じないように空けられている。
【００３９】
シール部材本体部４１の外径は、第３の内壁３３により形成された流体導入部３０の部位の内径と同一である。これにより、シール嵌合部３６が流体導入部３０に取り付けられた際のがたつきが抑制される。
【００４０】
第１のシール部材外縁部４３は、シール嵌合部３６に対応した形状を呈し、シール嵌合部３６と嵌合している。シール嵌合部３６に第１のシール部材外縁部４３が嵌合すると、流体導入部３０にシール部材４０が固定される。
【００４１】
第２のシール部材外縁部４４は、第２の内壁３２に当接すると共に、先端が第１の内壁３１に臨んでいる。第２のシール部材外縁部４４の一部は、流体導入部３０より下方に露出している。第２のシール部材外縁部４４の外径は、第１の内壁３１が形成する流体導入部３０の部位の内径よりも大きく形成されている。これにより、付勢された際に、第２のシール部材外縁部４４は、シール部材貫通穴４２を閉じるように弾性変形しない。
【００４２】
付勢部材１８は、平板状に形成された平板部１８ａと、この平板部１８ａの両端より斜め上方に延びているバネ部１８ｂと、からなる。
【００４３】
平板部１８ａは、カバー１７の上面に溶接（例えば、ろう接）されている。
【００４４】
バネ部１８ｂは、弾性を有する。
【００４５】
次に、本発明による圧力検出装置１０を構成している基板２０の製造方法について説明をする。
【００４６】
図３を参照する。基板２０（図２参照）を製造する工程は、複数のグリーンシート１０１ａを積層させる工程から始まる。図３（ａ）に示すように、まず、セラミック粉末を含有するシート状に形成されたグリーンシート１０１ａを準備する。ここで、グリーンシート１０１ａには、大きく分けて、主成分が異なる２種類のシートが存在する。このため、上記にいうグリーンシート１０１ａの準備とは、主成分が異なる２種類のグリーンシート１０１ａの何れか１つを選択する工程を含む。ちなみに、２種類のシートとは、アルミニウムを主成分とする高温焼成セラミック用グリーンシート（ＨＴＣＣ用シート）、及び、例えば、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素を主成分とする低温焼成セラミック用グリーンシート（ＬＴＣＣ用シート）のことである。グリーンシート１０１ａの厚みは、例えば、１０〜２００μｍである。
【００４７】
次に、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、パンチング又はレーザー等の方法により、グリーンシート１０１ａの真ん中に穴１０１ｂを空ける。以下、グリーンシート１０１ａの真ん中に穴１０１ｂが空けられたシートを、穴あきシート１０１と呼ぶ。尚、穴あきシート１０１は、１枚のみからなる単層のグリーンシート１０１ａに対して穴１０１ｂを空けることにより作成しても良いし、２枚以上のグリーンシート１０１ａが積層されているシートに対して穴１０１ｂを空けることにより作成しても良い。
【００４８】
次に、図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示すように、それぞれ穴径が異なる複数の穴あきシート１０１を積層させる。穴あきシート１０１が積層されると、後述する焼成工程によりシール嵌合部３６（図２参照）となる部位が形成される。
【００４９】
図４を参照する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、再びグリーンシート１０１ａを準備し、グリーンシート１０１ａにパンチング又はレーザー等の方法により穴を空ける。つまり、グリーンシート１０１ａに穴を空けることで、再び穴あきシートを作成する。ちなみに、図４（ａ）で云う準備するグリーンシート１０１ａとは、図３（ａ）で選択したＨＴＣＣ用グリーンシート又はＬＴＣＣ用グリーンシートと主成分が同一となるグリーンシート１０１ａを選択する工程を含む。
【００５０】
次に、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、例えば、スクリーン印刷により穴あきシート１０１の上面に導電ペースト１０２を形成する。導電ペースト１０２には、例えば、銀又はタングステン等の金属粉末が含まれている。図３（ａ）及び図４（ａ）においてＨＴＣＣ用グリーンシートを選択した場合、融点が高いタングステン等の金属粉末が含まれた導電ペースト１０２を穴あきシート１０１に形成させる。一方、ＬＴＣＣ用グリーンシートを選択した場合、融点が比較的低い銀等の金属粉末が含まれた導電ペースト１０２を穴あきシート１０１に成形させる。
【００５１】
尚、図４（ｃ）及び図４（ｄ）においては、必要に応じて、穴あきシート１０１の積層方向に導電ペースト１０２が充填されるよう、ビアの形成も行う。この場合、例えば、スクリーン印刷により、ビア内部に導電ペースト１０２を充填させる。
【００５２】
次に、図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示すように、図３で作成した穴あきシート１０１の積層体  に図４（ａ）〜図４（ｄ）で作成した穴あきシート１０１を積層させ、シート積層体１００を作成する。シート積層体１００には、シート積層体１００の表面及び内部に掛けて、導電ペースト１０２が連続して形成されている。更に、シート積層体１００には、シート積層体１００を貫通し流体導入部となる部位１００ａが形成されている。
【００５３】
図５を参照する。図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、シート積層体１００を焼成炉Ｆで焼成し、セラミック製の基板２０を得る。シート積層体１００を焼成する焼成工程を経ることにより、シート積層体１００が焼結し、セラミック製の基板２０を得ることができる。シート積層体１００の焼成温度は、ＨＴＣＣ用グリーンシートを選択した場合には１６００〜１８００℃の範囲であり、ＬＴＣＣ用グリーンシートを選択した場合には８００〜１０００℃の範囲である。つまり、シート積層体１００の焼成は、導電ペースト１０２に含まれる金属粉末の融点を超えない温度で行う。
【００５４】
シート積層体１００は、焼結することで体積が収縮する。焼結による体積の収縮を抑制するため、例えば、シート積層体１００の上部および下部に、既に焼結した拘束体を配置させることができる。拘束体でシート積層体１００を挟むことにより、焼成工程において収縮しようとするシート積層体１００を拘束することができる。つまり、シート積層体１００の収縮を抑制することができる。拘束体には、例えば、セラミック製のシート等を用いることができる。
【００５５】
次に、本発明の作用を説明する。
【００５６】
図２を参照する。圧力検出装置１０は、基板２０上に設けられた圧力センサ１２を介して流体の圧力を検出する。基板２０には、圧力センサ１２を基準とした上下に延びる線分Ｌに沿って設けられた流体導入部３０が形成されている。この流体導入部３０には、圧力センサ１２に導かれる流体の漏れを抑制するシール部材４０が固定されている。
【００５７】
流体導入部３０には、環状に形成された第３の内壁３３に沿って溝状に設けられたシール嵌合部３６が形成されている。シール嵌合部３６には、シール部材４０を構成する第１のシール部材外縁部４３が嵌め込まれている。ここで、シール嵌合部３６は、第１のシール部材外縁部４３に対応した形状に形成されている。このため、シール嵌合部３６に嵌め込まれたシール部材４０は、流体導入部３０を基準として位置決めがされることとなる。
【００５８】
また、流体導入部３０は、シール部材４０と当接している第２〜第４の内壁３２、３３、３４を含んでいる。これにより、流体導入部３０を基準とした、より確実なシール部材４０の位置決めがされることとなる。
【００５９】
図６を参照する。図６には、流体が充填された外部装置Ｄｅに設置された状態の圧力検出装置１０が示されている。圧力検出装置１０には、カバー１７の上面に、弾性を有する付勢部材１８が設けられている。この付勢部材１８は、外部装置Ｄｅに圧力検出装置１０が設置された状態において、外部装置Ｄｅに接触し、シール部材４０を下方に向かって付勢する。結果、外部装置Ｄｅ及び基板２０の隙間が確実に塞がれ、圧力センサ１２に導かれる流体の漏れがより確実に抑制される。
【００６０】
次に、本発明の効果を説明する。
【００６１】
図２を参照する。流体導入部３０には、周方向に亘って略Ｕ字溝状のシール嵌合部３６が形成されている。更に、シール嵌合部３６には、流体の漏れを抑制するシール部材４０が嵌め込まれている。圧力検出装置１０内におけるシール嵌合部３６が設けられる部位が決められることで、シール部材４０の配置される位置が決まる。更に、シール部材４０がシール嵌合部３６に嵌め込まれているため、シール部材４０が付勢された場合にシール部材４０の位置ずれが抑制される。結果、流体導入部３０を基準として、シール部材４０の配置位置が正確に決まる。即ち、正確な位置にシール部材４０を配置することができる圧力検出装置１０を提供することができる。
【００６２】
尚、本発明による圧力検出装置１０は、車両に搭載されたトランスミッション等に充填されたオイルの圧力を検出するために用いられることを例に説明した。しかしながら、圧力検出装置１０の検出対象は、トランスミッション等に充填されたオイルに限られない。つまり、流体が充填された圧力を検出することができるものであれば何にでも適用ができる。即ち、車両等の乗り物の他、建機や工場設備等にも適用することができる。
【００６３】
即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の圧力検出装置１０は、車両に搭載されたトランスミッションに充填されたオイルの圧力を検出するのに好適である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…圧力検出装置
１２…圧力センサ
２０…基板
３０…流体導入部
３６…シール嵌合部
４０…シール部材
【図１】
2019219303.tif 000003
【図２】
2019219303.tif 000004
【図３】
2019219303.tif 000005
【図４】
2019219303.tif 000006
【図５】
2019219303.tif 000007
【図６】
2019219303.tif 000008