(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力検出素子と、
該圧力検出素子が内面に固定されたベースと、
該ベースの内面側に対向して配置された受け部材と、
前記ベースと該受け部材とで挟持されたダイアフラムと、
前記ベースと該ダイアフラムとの間の空間に封入された液体とを備え、
前記受け部材と前記ダイアフラムとの間の空間内の圧力が、前記ダイアフラム及び前記液体を介して前記圧力検出素子へ伝達される圧力センサであって、
前記ベースには、前記液体を封入する際に用いる封入孔と、前記圧力検出素子と電気的に接続されるリード部材が封止部材とともに装着される複数のリード孔が、同一円周上に等間隔に設けられ、該封入孔の内径は該封止部材の外径よりも小さいことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記封止部材は、ハーメチックシール用の円筒状ガラスであることを特徴とする請求項１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、特に、圧力検出素子を収容した受圧空間に液体を封入した液封入式の圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧力検出素子が収容された受圧空間内に液体を封入し、外部から圧力検出室に加えられた圧力を液体を介して圧力検出素子に伝えることで、圧力検出素子から外部圧力に応じた電圧信号を出力する圧力センサが種々提案されている。
【０００３】
上記液封入式圧力センサの一例として、特許文献１には、受圧空間に液体を注入した後封止する１つのオイル封入孔（以下、「封入孔」という）と、センサチップを中心とした同一円周上に配置される複数のハーメチック用の孔（以下、「リード孔」という）が形成されたベース板（以下、「ベース」という）が記載されている。
【０００４】
このような圧力センサを製造する場合には、ベースに封入孔と複数のリード孔とを形成し、各リード孔にはリードピンとその間隙を埋めるハーメチックシール用の円筒状ガラスとを装着し、加熱等により各々固着して各孔を密閉し、またオイル封入後においては、封入孔に封入球を装着して溶接等によりこれを封止、固着する。
【０００５】
上記封入孔とリード孔の封止作業の内容は、幾分異なるため、その前段階として、封入孔とリード孔のベースに対する相対的な位置関係を把握し、ベースを治具に対して所望の位置となるように載置する必要がある。これは、例えば、治具の底面に封入孔又はリード孔と嵌合する部分を形成しておき、これらを嵌合させるように回転させることなどにより実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２２９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ベースを治具に対して所望の位置に載置するために、治具に封入孔と係合する凸部を形成してこれらを嵌合させる構成を採用した場合には、封入孔の位置を画像で検知し、その結果に応じて、封入孔と上記凸部が嵌合するように、ベースを回転させるなどして治具内へ載置する必要があり、このような方法では、載置作業が煩雑で、生産性は極めて低い。
【０００８】
これに対し、治具にリード孔と係合する凸部を形成してこれらを嵌合させる構成を採用したとしても、円筒状ガラスがリード孔に対して一律の高さとなるように挿入・装着される必要があるため、治具には、リード孔のすべてに係合する同一形状の凸部をリード孔の数の分だけ形成する必要が生じる。
【０００９】
そして、リード孔の配列円周上に封入孔が形成されている場合には、封入孔には治具に形成された凸部が嵌合せず、リード孔のすべてに治具に形成された凸部が嵌合する位置に載置される必要があるため、封入孔と係合する凸部を一つ形成して位置決めを行った上記場合と同様、治具に対するベースの載置作業が煩雑となる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、リード孔の位置を画像で検知するなどの煩雑な作業を要することなく、治具に対するベースの載置が容易で、生産性を向上させることの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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、圧力検出素子と、該圧力検出素子が内面に固定されたベースと、該ベースの内面側に対向して配置された受け部材と、前記ベースと該受け部材とで挟持されたダイアフラムと、前記ベースと該ダイアフラムとの間の空間に封入された液体とを備え、前記受け部材と前記ダイアフラムとの間の空間内の圧力が、前記ダイアフラム及び該液体を介して前記圧力検出素子へ伝達される圧力センサであって、前記ベースには、前記液体を封入する際に用いる封入孔と、前記圧力検出素子と電気的に接続されるリード部材が封止部材とともに装着される複数のリード孔が、同一円周上に等間隔に設けられ、該封入孔の内径は該封止部材の外径よりも小さいことを特徴とする。
【００１２】
好ましい態様では、前記封止部材は、ハーメチックシール用の円筒状ガラスとされる。
【００１３】
本発明によれば、治具に対するベースの載置作業を、リード孔及び封入孔の位置関係を意識することなく行うことができるので、ベースの載置に際して、封入孔の画像検知や、ベースを治具に挿入するためのワークの回転等が不要となり、製造装置を簡略化することができ、圧力センサの組立・製造効率を向上させることができる。
【００１４】
加えて、封入孔とリード孔とが同一円周上に等間隔で形成されているため、ベースの強度及び耐圧性が全体的に均等であるため、ベースが破損し難く、圧力センサの耐圧性、気密性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、封入孔とリード孔の封止作業で必要となる治具に対するベースの載置が容易となるため、当該圧力センサの組立・製造作業が簡略化されて生産性が向上すると共に、当該圧力センサの耐圧性、気密性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る圧力センサの一実施の形態を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明に係る圧力センサのベースにリードピン及び封止部材を装着する作業工程を示したものであり、上段は上面図、下段は上段のＢ−Ｂ線断面図である。また、（ａ）は治具のみの状態、（ｂ）は治具の凸部にベースのすべての孔が嵌合した状態を示す。
【図３】図２に引き続いて行われる作業工程を示す図であって、（ｃ）はベース及び治具にリードピンが挿入された状態、（ｄ）はベースのリード孔に封止部材が装着された状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る圧力センサの一実施の形態を示し、この圧力センサ１は、圧力検出素子２と、べース４と、ベース４に対向して配置された受け部材５と、べース４と受け部材５とで挟持されたダイアフラム６等を備える。ベース４とダイアフラム６との間の受圧空間７には、液体（オイル）が封入される。
【００１９】
圧力検出素子２は、受圧空間７の内部でベース４に固定される。受け部材５とダイアフラム６との間には圧力導入空間としての加圧空間８が形成され、加圧空間８には流体が流入する流入管３の内部空間が連通する。
【００２０】
圧力検出素子２は、例えば、ピエゾ素子であって、このピエゾ素子は、強誘電体の一種であって圧電素子とも呼ばれ、振動や圧力等の力が加わると電圧が発生し、逆に電圧が加えられると伸縮する。
【００２１】
ベース４は、蓋状に形成され、その下面には圧力検出素子２が固定される。このベース４には、同一円周上かつ等角度（等間隔）に、１つの封入孔４ａと８つのリード孔４ｂが穿設される。すなわち、１つの封入孔４ａと８つのリード孔４ｂは、４０度間隔で設けられる。
【００２２】
また、８つのリード孔４ｂはすべて同一径に形成され、封入孔４ａはリード孔４ｂよりも若干小径に形成される。リード孔４ｂの内径寸法は、後述の封止部材４ｅが挿入可能となるように設定されている。また、封入孔４ａの内径は、封止部材４ｅの外径よりも小さく設定されている。
【００２３】
ベース４の封入孔４ａは、受圧空間７へ液体（オイル）を注入する際に用いられるものであり、液体注入後は、その開口部をボール９によって溶接等により封じられる。リード孔４ｂは、リードピン（リード部材）１１を挿通させた後、ハーメチックシール４ｃにより封止し、液体（オイル）漏れがないように密閉される。
【００２４】
リードピン１１（１１Ａ〜１１Ｈ）は、製造時の電圧補正用等に用いられる調整用リードピン１１Ａ〜１１Ｅと、圧力検出素子２で検出された圧力に応じた電圧信号を外部に出力する等のための出力用リードピン１１Ｆ〜１１Ｈとよりなる。
【００２５】
各リードピン１１Ａ〜１１Ｈは、その下端部でワイヤ１０を介して圧力検出素子２に電気的に接続される。また、図示を省略するが、出力用リードピン１１Ｆ〜１１Ｈは、その上端部で基板に接続され、基板は、さらにコネクタ及び外部出力用リード線に接続される。
【００２６】
受け部材５は、上方が開口する皿状に形成され、中心部開口に流入管３がろう付け固定される。
【００２７】
ダイアフラム６は、その外周縁部がベース４の鍔部と受け部材５の鍔部との間に挟み込まれ、これら３つの部材４〜６は、ダイアフラム６の外周縁部が露出する外周縁部分においてレーザー溶接等によって同時に溶接され（溶接部１４）、一体化される。
【００２８】
上記構成を有する圧力センサ１は、流入管３から流入した流体の圧力変化によって加圧空間８の圧力が変化し、ダイアフラム６を変形させる。ダイアフラム６の変形により受圧空間７の内部に封入されている液体（オイル）の圧力が変化し、その圧力変化が圧力検出素子２へ伝播する。圧力検出素子２により検出された圧力は、電圧に変換され、その際、圧力センサ１の特性に応じた所定の電圧補正がなされる。補正後の電圧信号は、出力用リードピン１１Ｆ〜１１Ｈ、基板及びコネクタを介して外部出力用リード線へ伝送される。
【００２９】
次に、本発明に係る圧力センサ１のベース４にリードピン１１を装着してハーメチックシール４ｃで封止する方法について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。両図の（ａ）〜（ｄ）は、治具１３にベース４を供給し、回転等を施した後、ベース４にリードピン１１及びハーメチックシール用の封止部材４ｅが装着されるまでの各工程を示したものである。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、治具１３は、ベース４の外周面ががた付かずに収容されるような円柱状空間を有する凹部１３ａを複数備える（同図には１つの凹部１３ａのみを示す）。この凹部１３ａの底面には、封入孔４ａが嵌合可能となる外径寸法を備え、同一高さからなる９つの円柱状の凸部１３ｂが、封入孔４ａ及びリード孔４ｂが配列する円周に対応する円周上に、等角度すなわち４０度間隔で各々形成される。各々の凸部１３ｂの中央部には、リードピン１１を挿入するピン穴１３ｃが凹設される。
【００３１】
次に、治具１３に対して、ベース４を、図１（ｂ）に示した上面４ｄを下にして、かつ角度を確認することなく治具１３の凹部１３ａに投入する。この段階では、封入孔４ａとリード孔４ｂが治具１３の凸部１３ｂに嵌合するとは限らない。
【００３２】
そして、回転方向や回転角度等を考慮することなく、ベース４の上面をワークにより押圧してその摩擦力で回転させたり、又は治具１３を水平方向に回転あるいは振動させたりして、治具１３の凹部１３ａ内で強制的にベース４を回転させる。このベース４の回転により、ベース４の封入孔４ａとリード孔４ｂが治具１３の凸部１３ｂのすべてに嵌合する（図２（ｂ））。図２（ｂ）の例においては、ベース４は封入孔４ａが左側に位置するようにして位置決めされている。
【００３３】
この場合、凸部１３ｂに精密に嵌合されるのは封入孔４ａのみであり、リード孔４ｂは隙間を持って凸部１３ｂに入るが、治具１３の凹部１３ａはベース４の外周面ががたつかない程度の大きさに形成されているので、封入孔４ａの嵌合のみでベース４全体の位置が決まる。尚、ベース４の位置は、４０度間隔に形成された９つの凸部１３ｂに嵌合するように決まるのみであり、封入孔４ａが治具１３の特定の凸部１３ｂに嵌合する（すなわち、治具１３に対してベース４が常に特定位置となる）ようには位置決めされない。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、すべてのピン穴１３ｃにリードピン１１を挿入した後、すべてのリード孔４ｂ及び封入孔４ａに対してハーメチック用のガラス（リードピン１１を挿入する孔が形成された円筒状のガラスタブレット、以下「封止部材」という）４ｅ（図３（ｄ）参照）の挿入作業を行う。すなわち、封止部材４ｅの挿入作業は、挿入すべき孔がリード孔４ｂであるか封入孔４ａであるかに関わらずに行われる。またこの挿入は、リードピン１１が封止部材４ｅの内周部に挿入されるように行われる。
【００３５】
ここで、封入孔４ａの内径は、リード孔４ｂよりも小径であり、また封止部材４ｅの外径よりも小さく設計されているため、封止部材４ｅが封入孔４ａに挿入されることはなく、無理に封止部材４ｅを封入孔４ａに挿入しようとすると、例えば、封止部材４ｅの挿入用治具に所定の荷重がかかる。この挿入時の荷重をセンサ等で検知すれば、封入孔４ａの位置を特定することができ、該封入孔４ａに対する封止部材４ｅの挿入作業を中止することができる。
【００３６】
このように、封止部材４ｅの装着を、リード孔４ｂであるか否かを識別せずに作業するにも関わらず、リード孔４ｂに対してのみ行うことができる（図３（ｄ））。
【００３７】
このようにしてすべてのリード孔４ｂに対して封止部材４ｅの挿入が終了した後、封入部材４ｅが挿入できなかった封入孔４ａからリードピン１１を引き抜き、リード孔４ｂの封止部材４ｅを溶融してハーメチックシール４ｃ（図１参照）を形成する。これにより、リード孔４ｂとリードピン１１との間隙は完全に封止されるため、受圧空間７内に封入された液体(オイル)が、当該間隙から浸み出し、基板や外部出力リード線等を収容する空間側（不図示）へ流入することはない。
【００３８】
以上のように、上記のように構成されたベース４を用いて圧力センサ１を製造すれば、ベース４にリードピン１１や封止部材４ｅを装着する際の、治具１３に対するベース４の載置作業を回転方向及びその角度を意識することなく行うことができるため、作業工程が簡略化され、圧力センサ１の組立・製造効率が向上する。また、封入孔４ａとリード孔４ｂとが、同一円周上に等間隔で形成されているため、ベース４は、全体的に強度及び耐圧性が均等となり、ベースが破損し難くなるため、圧力センサ１の耐圧性、気密性が向上する。
【００３９】
尚、本実施の形態においては、治具１３に形成される凹部１３ａは円柱状空間であるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定とされることはなく、ベース４の外周面ががた付かずに収容されるような空間であれば、上面視矩形状とすることも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  圧力センサ
２  圧力検出素子
３  流入管
４  べース
４ａ  封入孔
４ｂ  リード孔
４ｃ  ハーメチックシール
４ｄ  上面
４ｅ  封止部材（タブレット）
５  受け部材
６  ダイアフラム
７  受圧空間
８  加圧空間
９  ボール
１０  ワイヤ
１１  リードピン
１１Ａ〜１１Ｅ  調整用リードピン
１１Ｆ〜１１Ｈ  出力用リードピン  
１３  治具
１３ａ  凹部
１３ｂ  凸部
１３ｃ  ピン穴
１４  溶接部
【図１】
0005833936.tif 000002
【図２】
0005833936.tif 000003
【図３】
0005833936.tif 000004