(57)【要約】 【課題】  検出素子とブロック部を固定する接着剤の厚さを厚くしてブロック部の熱ひずみを検出素子に伝えないようにしても、差圧に対する耐圧を下げない差圧伝送器を提供する。【解決手段】  可撓性をもつ検出素子を有し、この検出素子を一方の面と他方の面との間をシール構造にしてブロック部に取り付け、一方の面と他方の面にそれぞれかかる圧力の差で前記検出素子が変形し、この変形を電気信号に変換して伝送する差圧伝送器において、Ｏリングと接着剤を介して前記検出素子を前記ブロック部に取り付けた。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性をもつ検出素子を有し、この検出素子をシール構造にしてブロック部に取り付け、前記検出素子の一方の面と他方の面にそれぞれかかる圧力の差に基づく変形を電気信号に変換して伝送する差圧伝送器において、
Ｏリングと接着剤を介して前記検出素子を前記ブロック部に取り付けたことを特徴とする差圧伝送器。
【請求項２】
前記Ｏリングの内側に、前記Ｏリングの内径とほぼ同径の第１のバックアップリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の差圧伝送器。
【請求項３】
前記Ｏリングの外側に、前記Ｏリングの外径とほぼ同径の第２のバックアップリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の差圧伝送器。
【請求項４】
前記Ｏリングの内側に前記Ｏリングの内径とほぼ同径の第１のバックアップリングを設け、前記Ｏリングの外側に、前記Ｏリングの外径とほぼ同径の第２のバックアップリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の差圧伝送器。
【請求項５】
前記Ｏリングの径は前記バックアップリングの高さよりも高いことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の差圧伝送器。
【請求項６】
可撓性をもつ検出素子を有し、この検出素子を一方の面と他方の面との間をシール構造にしてブロック部に取り付け、一方の面と他方の面にそれぞれかかる圧力の差で前記検出素子が変形し、この変形を電気信号に変換して伝送する差圧伝送器において、
Ｏリングと、前記ブロック部に形成され前記Ｏリングが収容される溝と、前記Ｏリングと前記検出素子の間に充填された接着剤を介して前記検出素子を前記ブロック部に取り付けたことを特徴とする差圧伝送器。
【請求項７】
前記溝は、前記Ｏリングの径より深さが浅いことを特徴とする請求項６記載の差圧伝送器。
【請求項８】
前記Ｏリングは、前記接着剤と同じ材質からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の差圧伝送器。
【請求項９】
Ｏリングおよび接着剤はゴム系の素材からなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の差圧伝送器。
【請求項１０】
前記検出素子は、シリコンチップまたはシリコンおよびサポートガラスからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の差圧伝送器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性をもつ検出素子の両面にそれぞれ加わる被測定物の差圧を検出し、検出信号を引き出すように構成した差圧伝送器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工場やプラントなどにおいて、液体、気体、蒸気等の流量測定や、液体の液位測定、圧力測定を行う場合には、そのセンサとして、差圧伝送器、圧力伝送器が使用される。
【０００３】
図６は差圧伝送器の構成例を示した図である。図６で、差圧伝送器は、本体部２０と検出器３０を備える。本体部２０はフランジ２０Ａに導管４０の第１の配管４０Ａを接続し、フランジ２０Ｂに第２の配管４０Ｂが接続されている。また、導管４０には配管４０Ａと配管４０Ｂの間にオリフィス板４１を設ける。
【０００４】
被測定物の流体５０は導管４０の配管４０Ａからフランジ２０Ａに導かれるとともに、オリフィス板４１をとおり、配管４０Ｂからフランジ２０Ｂに導かれる。フランジ２０Ａおよびフランジ２０Ｂに導かれた流体５０は、それぞれシールダイヤフラム２１を介してシリコンオイル２３が充填された導管２４Ａ、２４Ｂに導かれ、検出部３０の高耐圧容器３２内に備えられた検出素子３１の両面に流体５０の圧力がそれぞれ印加される。
【０００５】
このとき、シールダイヤフラム２１に印加される圧力は、オリフィス板４１により、配管４０Ａ側より配管４０Ｂ側の方が低くなり、検出素子３１に印加される圧力に差が生じるので、この差圧を検出し、ハーメ端子３３により図示を省略した外部表示部等に出力される。
【０００６】
図７は検出器３０の内部構成例を示した図である。図７で、検出器３０は、図６の導管２４Ｂからのシリコンオイル２３が導入される穴５Ａを備えるブロック部５と、図６の導管２４Ｂからのシリコンオイル２３の圧力と導管２４Ａからのシリコンオイル２３の圧力を受圧する検出素子４と、検出素子４が受圧した結果を電気的に取り出すリードピン６およびワイヤーボンド６Ａを備える。
【０００７】
検出素子４は、接着剤１１をブロック部５上もしくは検出素子４上に塗布し、両者を接触させたうえで温度を上げるなどして硬化させ、ブロック部５上に固定される。
【０００８】
ブロック部５に検出素子４を固定するための接着剤１１の材質は、耐圧強度を考慮して、エポキシ系や低融点ガラスを使用している。
【０００９】
特許文献１には、金属板で形成されたダイヤフラムの起歪部における一方の面に絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上に歪みゲージ膜と配線膜を設けると共に、ダイヤフラムの表裏の各面に流体圧を導くように構成し、配線膜に生じる圧力検出信号を、ダイヤフラムの非起歪部に形成されたハーメチックシール構造を通して引き出される配線で、取り出すように構成された差圧センサの構成例が記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１８８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般に、検出素子４はシリコンチップ等を使用する。また、ブロック部５は強度を保つため等の理由から、コバール等の金属により構成される。ここで、金属性のブロック部５が熱により膨張すると、検出素子４を固定している接着部分もひずみを生じ、検出素子４による正確な検出ができなくなる。
【００１２】
検出素子４に、ブロック部５の膨張によるひずみを伝えないようにするためには、接着剤１１の厚さを厚くする必要がある。しかし、接着剤の厚さを厚く塗布する事は容易ではなく、また接着後の高さの制御が難しいうえに、検出部４に差圧が印加されるため、接着部に横方向の圧力が加わることとなり、耐圧が低くなるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、検出素子とブロック部を固定する接着剤の厚さを厚くしてブロック部の熱ひずみを検出素子に伝えないようにしても、差圧に対する耐圧を下げない差圧伝送器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】
【００１４】
このような課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、可撓性をもつ検出素子を有し、この検出素子をシール構造にしてブロック部に取り付け、一方の面と他方の面にそれぞれかかる圧力の差に基づく変形を電気信号に変換して伝送する差圧伝送器において、Ｏリングと接着剤を介して前記検出素子を前記ブロック部に取り付けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、前記Ｏリングの内側に、前記Ｏリングの内径とほぼ同径の第１のバックアップリングを設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、前記Ｏリングの外側に、前記Ｏリングの外径とほぼ同径の第２のバックアップリングを設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、前記Ｏリングの内側に前記Ｏリングの内径とほぼ同径の第１のバックアップリングを設け、前記Ｏリングの外側に、前記Ｏリングの外径とほぼ同径の第２のバックアップリングを設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかの発明において、前記Ｏリングの径は前記バックアップリングの高さよりも高いことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、可撓性をもつ検出素子を有し、この検出素子を一方の面と他方の面との間をシール構造にしてブロック部に取り付け、一方の面と他方の面にそれぞれかかる圧力の差で前記検出素子が変形し、この変形を電気信号に変換して伝送する差圧伝送器において、Ｏリングと、前記ブロック部に形成され前記Ｏリングが収容される溝と、前記Ｏリングと前記検出素子の間に充填された接着剤を介して前記検出素子を前記ブロック部に取り付けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、前記溝は、前記Ｏリングの径より深さが浅いことを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかの発明において、前記Ｏリングは、前記接着剤と同じ材質からなることを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの発明において、Ｏリングおよび接着剤はゴム系の素材からなることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの発明において、前記検出素子は、シリコンチップまたはシリコンおよびサポートガラスからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、検出素子とブロック部の接着部分にＯリングを採用し、Ｏリングと接着剤を介して検出素子をブロック部に取り付けた。このため、検出素子とブロック部の接着高さが確保され、実質的に接着剤の厚さを一定にして厚く塗布する事が容易となるので、ブロック部が熱により膨張しても、そのひずみは検出素子を固定している接着部分に影響を与えず、検出素子による正確な検出が可能となる。
【００２５】
また、Ｏリングの内側にＯリングの内径とほぼ同径のバックアップリングを設けたので、検出部に差圧が印加され、接着部に横方向の圧力が加わっても、横方向の圧力は接着部全体ではなく、Ｏリングに装着されたバックアップリングとブロック部およびバックアップリングと検出素子の隙間部分にのみかかることとなり、耐圧が向上する。
【００２６】
また、Ｏリングの外側にＯリングの外径とほぼ同径のバックアップリングを設けたので、検出部に差圧が印加され、接着部に横方向の圧力が加わっても、横方向の圧力は接着部全体ではなく、Ｏリングに装着されたバックアップリングとブロック部およびバックアップリングと検出素子の隙間部分にのみかかることとなり、耐圧が向上する。
【００２７】
また、Ｏリングの外側にＯリングの外径とほぼ同径のバックアップリングを設けたとともに、Ｏリングの内側にＯリングの内径とほぼ同径のバックアップリングを設けたので、検出部に差圧が印加され、接着部に横方向の圧力が加わっても、横方向の圧力は接着部全体ではなく、Ｏリングに装着されたバックアップリングとブロック部およびバックアップリングと検出素子の隙間部分にのみかかることとなり、さらに耐圧が向上する。
【００２８】
また、Ｏリングおよび接着剤はゴム系の素材を使用したので、ブロック部が熱により膨張しても、そのひずみは検出素子を固定している接着部分で弾力的に吸収され、検出素子による正確な検出が可能となる。
【００２９】
また、ブロック部の、検出素子取り付け面にＯリングが収容される溝を設け、Ｏリングと接着剤を介して検出素子をブロック部に取り付けた。このため、検出素子とブロック部の接着高さが確保されるとともに、横方向の圧力はブロック部に設けられた溝の高さと検出素子の隙間部分にのみかかることとなり、耐圧が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明による差圧伝送器の構成を説明する。図１は本発明の一実施例の構成図である。図１で前出の図と同一のものは同一符号を付ける。図１で、検出部は、検出素子４とブロック部５とリードピン６とワイヤーボンド６Ａと接着リング１０を備える。図１で、検出素子４は接着リング１０を介してブロック部５に固定されている。
【００３１】
次に、接着リング１０の構成を説明する。図２は接着リング１０の平面図であり、Ｏリング１とバックアップリング２Ａ、２Ｂと接着剤３を備える。Ｏリング１の材質は、例えばフルオロシリコーンゴムを使用し、接着剤３も、Ｏリング１と同じ材質を使用する。
【００３２】
図２（Ａ）はＯリング１の外周側にバックアップリング２Ａが設けられたものである。図２（Ｂ）はＯリング１の内周側にバックアップリング２Ｂが設けられたものである。図２（Ｃ）はＯリング１の外周側にバックアップリング２Ａが設けられ、内周側にバックアップリング２Ｂが設けられたものである。
【００３３】
図３は図２（Ｃ）のＡ−Ａ断面図であり、Ｏリング１の内周側と外周側にバックアップリング２Ａ、２Ｂが取り付けられてバックアップリング２Ａ、２Ｂの高さは、Ｏリング１の直径よりも低くなっており、上下面に接着剤３が充填されている。たとえば、Ｏリングの高さは１００μｍ、バックアップリングの高さは５０μｍ程度であり、その上にあらかじめ接着剤を３００μｍ程度付けておく。
【００３４】
次に、接着リング１０を検出素子４とブロック部５の間に取り付けた状態を説明する。図４は本発明による検出素子４とブロック部５の取り付け状態説明図であり、検出素子４は、ブロック部５にＯリング１の径の分だけ高さを保って固定される。
【００３５】
次に、本発明による差圧伝送器の他の構成を説明する。図５は本発明の他の実施例の構成図である。図５で、検出部は、Ｏリング１と接着剤３と検出素子４とブロック部７を備え、他は図１と同様である。すなわち、図１の接着リング１０の代わりに、ブロック部７の検出素子４を固定する部分にＯリング１が収容される溝７Ａを設け、Ｏリング１と検出素子４の間に充填された接着剤３を介して検出素子４をブロック部７に取り付け固定されている。溝７Ａの高さは、Ｏリング１の径よりも低く構成されている。
【００３６】
なお、接着リング１０は、単体で作製するのが困難な場合は、ブロック部５上に接着剤３を付け、Ｏリング１を取り付け、さらにその外周、内周あるいはその両方にバックアップリングを取り付け、さらに接着剤を付けてその上から検出素子４を取り付けるというように、順番に積み上げるようにして作製してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】接着リング１０の構成図である。
【図３】図２（Ｃ）の断面図である。
【図４】本発明による検出素子４とブロック部５の取り付け状態説明図である。
【図５】本発明の他の実施例の構成図である。
【図６】差圧伝送器の構成図である。
【図７】図６の検出器３０の従来構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    Ｏリング
２Ａ、２Ｂ    バックアップリング
３    接着剤
４    検出素子
５    ブロック部
６    リードピン
６Ａ    ワイヤーボンド
７    ブロック部
７Ａ    溝
１０    接着リング
【図１】
2005227137.tif 000003
【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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【図７】
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