(57)【要約】【課題】環境条件の変化によって、受圧感度が変動しない高精度で、信頼性、特に耐湿性の高い圧力センサー、圧力計、電子機器を実現することを目的とする。【解決手段】本発明の圧力センサー１０は、感圧素子４０と、前記感圧素子４０が固定されている支持部材３０と、一端に開口部と、他端に貫通口とを備えているベローズと、を含み、前記ベローズと前記支持部材３０との接着部７０は、前記ベローズの変位方向に平行な前記ベローズの側面であることを特徴としている。【選択図】図１
2013156197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感圧素子と、
前記感圧素子が固定されている支持部材と、
一端に開口部と、他端に貫通口とを備えているベローズと、
を含み、
前記ベローズと前記支持部材との接着部は、前記ベローズの変位方向に平行な前記ベローズの側面であることを特徴とする圧力センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記支持部材に凹部が設けられ、前記凹部に前記他端側を挿入することにより前記ベローズが支持されていることを特徴とする圧力センサー。
【請求項３】
請求項２において、
前記他端は、
前記他端から前記支持部材に向けて突出し、先端に前記貫通口が配置された凸部が設けられ、
前記凹部は、前記凸部が嵌合するように設けられていることを特徴とする圧力センサー。
【請求項４】
請求項３において、
前記凸部の側面と対向する前記凹部の側面に液溜まり部が設けられ、
前記接着部は、前記ベローズの変位方向に平行な前記ベローズの側面と、
前記凸部の先端側の側面であることを特徴とする圧力センサー。
【請求項５】
請求項２又は３において、
前記ベローズの側面と対向する前記凹部の側面に少なくとも一以上の液溜まり部が設けられていることを特徴とする圧力センサー。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項において、
前記感圧素子を駆動する回路と、
を備えていることを特徴とする圧力センサー。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の圧力センサーを備えていることを特徴とする圧力計。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の圧力センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズを用いた圧力センサー、圧力計、電子機器に関し、特に環境条件の変化によって、受圧感度が変動しない圧力センサー、圧力計、電子機器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水圧計、気圧計、差圧計などとして圧電振動子を力検出素子として使用した圧力センサーが知られている。圧電振動子は、例えば、板状の圧電基板上に電極パターンが形成され、力の検出方向に検出軸を設定しており、検出軸の方向に圧力が加わると、圧電振動子の共振周波数が変化し、共振周波数の変化から圧力を検出する。
【０００３】
図８は従来の圧力センサーの説明図であり、（ａ）は構成概略図、（ｂ）は一対のベローズを拡大した側面の断面図、（ｃ）はベローズと支持部材の接着状態を表す側面の断面図を示している。図８（ａ）に示すように、従来の圧力センサー１００は、ケーシング１０２内に感圧素子１０３と、力伝達手段となるカンチレバー１０４と第１ベローズ１０５と第２ベローズ１０６を備え、ケーシング１０２内を気密に保持している。圧力センサー１００は、ケーシング１０２の側壁に対向するように形成した２つの圧力導入口１０７ａ，１０７ｂに、それぞれ第１ベローズ１０５及び第２ベローズ１０６の開放口を固定している。そして第１ベローズ１０５及び第２ベローズ１０６の受圧部１０５ａ，１０６ａの間に、カンチレバー１０４の可撓部１０４ａの受圧面１０４ｃ，１０４ｄを固定させている。一方、カンチレバー１０４の可撓部１０４ａと支点１０８を介して形成された固定部１０４ｂは、ケーシング１０２に固定し、可撓部１０４ａと固定部１０４ｂの間に感圧素子１０３を接着固定させている。
【０００４】
上記構成による圧力センサー１００は、まず圧力導入口１０７ａ，１０７ｂよりベローズに圧力が夫々加わると、該ベローズの受圧部の有効面積に応じた力がカンチレバー１０４の可撓部１０４ａの受圧面１０４ｃ，１０４ｄにかかる。そして、圧力の差圧に相当する力が支点１０８を介して感圧素子１０３に圧縮力もしくは引張力として加わり、この力に応じて感圧素子１０３の共振周波数が変化する。この変化を検出することにより圧力を測定している。
【０００５】
特許文献１、２には、前述のベローズと、感圧素子として圧電振動素子を用いた圧力センサーが開示されている。
また特許文献３は、圧力計のケース内に前述の圧力センサーを設けている。圧力計は、２つの検出部が接続されており、一方をケースの先端部に、他方をケースの側面部に設けている。そして、ケースを流体中に配置して、一方の検出部を静圧と動圧が印加させるように流体中の流れ方向とほぼ同方向に向けている。また他方の検出部を静圧のみが印加されるように流れ方向とほぼ直交した方向へ向けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２２８５３４号公報
【特許文献２】特開昭５６−１１９５１９号公報
【特許文献３】特開平６−６６６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
差圧構造の圧力センサーは、圧力の受圧感度を上げるために、２つのベローズの受圧部側を対向させて同軸線上に配置させている。このため、従来の圧力センサーは、図８（ｂ）に示すように、２つのベローズの受圧部端面の中心にそれぞれ凸状の突起１１０，１１２を形成している。この突起１１０，１１２は、先端を閉塞したオス型構造（１１０）と、先端を開放したメス型構造（１１２）からなり、両者を嵌め合わせ可能に構成されている。そして、ケーシング１０２にベローズ（第１ベローズ１０５，第２ベローズ１０６）を固定する場合、まず、オス型構造の第１ベローズ１０５の突起１１０と受圧部１０５ａに、エポキシ樹脂系の接着剤１１４を塗布する。ついで、図８（ｃ）に示すように、カンチレバー１０４の受圧面に形成された貫通孔１１６にオス型構造の第１ベローズ１０５を挿入する。さらに、受圧部１０６ａに前記接着剤１１４を塗布したメス型構造の第２ベローズ１０６を貫通孔１１６に挿入して、貫通孔１１６内でオス型構造の第１ベローズ１０５とメス型構造の第２ベローズ１０６を嵌め合わせて接着している。その後、貫通孔１１６と直交する接着剤の充填用孔１１８から前記接着剤１１４を充填して、貫通孔１１６とベローズ（第１ベローズ１０５，第２ベローズ１０６）の隙間に接着剤１１４を充填して接着し固定させている。
【０００８】
前述のように水圧計、気圧計、差圧計などの圧力センサーのベローズには大気、水などが導入される。特に液圧センサーの場合は、水蒸気を含んだ空気や水分等がメス型構造のベローズの筒の内部から浸入することがある。このような環境条件によって、オス型構造とメス型構造のベローズ間のエポキシ系接着剤が湿気を吸湿又は吐湿することにより、膨張又は収縮することになる。
【０００９】
その結果、接着剤が膨張又は収縮することによって、接着剤の体積に変動が生じてしまい、ベローズとカンチレバーの接続部（固定部）に局所的な内部応力が発生する。特に受圧面と対向する面の接着剤が膨張又は収縮すると、膨張又は収縮方向が圧力の受圧方向と重なり、支持部材に応力がかかってしまう。このように環境条件に応じて応力変化が起きてしまい、圧力センサーの受圧感度に悪影響を及ぼすことになる。その結果として、感圧素子である振動子の共振周波数が、圧力以外の要因で変動してしまい、測定値の誤差が生じてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであって、環境条件の変化によって、受圧感度が変動しない高精度で、信頼性の高い圧力センサー、圧力計、電子機器を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］感圧素子と、前記感圧素子が固定されている支持部材と、一端に開口部と、他端に貫通口とを備えているベローズと、を含み、前記ベローズと前記支持部材との接着部は、前記ベローズの変位方向に平行な前記ベローズの側面であることを特徴とする圧力センサー。
上記構成によりベローズの受圧部側に貫通口が形成された構成で、接着部がベローズの開口部から内部に導入された空気等に触れることがあっても、接着部の膨張又は収縮に起因する応力が支持部材にかかることがない。これは、支持部材の受圧面が対向する面（圧力の導入方向と交差方向の面）に接着部を形成していないため、接着部が膨張又は収縮しても、膨張又は収縮方向がベローズの圧力の受圧方向と異なるためである。従って、大気等の湿度による接着剤の膨張又は収縮の応力を受けず、感圧素子の受圧感度が変動することがなく、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００１２】
［適用例２］適用例１において、前記支持部材に凹部が設けられ、前記凹部に前記他端側を挿入することにより前記ベローズが支持されていることを特徴とする圧力センサー。
上記構成により、ベローズの受圧部と支持部材の位置決めを容易かつ、正確に行うことができ、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００１３】
［適用例３］適用例２において、前記他端は、前記他端から前記支持部材に向けて突出し、先端に前記貫通口が配置された凸部が設けられ、前記凹部は、前記凸部が嵌合するように設けられていることを特徴とする圧力センサー。
上記構成により、受圧部及び凹部に段差を設けて、接着部から支持部材の受圧面までの距離を長く設定することができるため、ベローズの外周に亘って形成された接着部が、受圧面と対向する面（圧力の導入方向と交差方向の面）まで達することがない。従って、受圧面に接着部が形成されることがなく、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００１４】
［適用例４］適用例３において、前記凸部の側面と対向する前記凹部の側面に液溜まり部が設けられ、前記接着部は、前記ベローズの変位方向に平行な前記ベローズの側面と、前記凸部の先端側の側面であることを特徴とする圧力センサー。
上記構成により、凸部の側面と対向する凹部に液溜まり部を設けているため、接着剤が受圧面と対向する面まで達することがなく、受圧面と対向する面に接着部が形成されることがない。従って、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００１５】
［適用例５］適用例２又は３において、前記ベローズの側面と対向する前記凹部の側面に少なくとも一以上の液溜まり部が設けられていることを特徴とする圧力センサー。
上記構成により、ベローズの側面と対向する凹部に液溜まり部を少なくとも一以上設けているため、接着剤が受圧面と対向する面まで達することがなく、この面に接着部が形成されることがない。従って、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００１６】
［適用例６］適用例１乃至５の何れか一例において、前記感圧素子を駆動する回路と、を備えていることを特徴とする圧力センサー。
上記構成により、固有の共振周波数により振動する圧力センサーを得ることができる。
【００１７】
［適用例７］適用例１乃至６の何れか一例に記載の圧力センサーを備えていることを特徴とする圧力計。
上記構成により、大気等の湿度によって接着剤の膨張又は伸縮が起こらず、感圧素子の受圧感度が変動することがなく、高精度の圧力センサーを備えた圧力計を実現することができる。
【００１８】
［適用例８］適用例１乃至６の何れか一例に記載の圧力センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
上記構成により、大気等の湿度によって接着剤の膨張又は伸縮が起こらず、感圧素子の受圧感度が変動することがなく、高精度の圧力センサーを備えた電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）は構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図を示している。
【図２】第２実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の一部を拡大した側面の断面図を示している。
【図３】第３実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の一部を拡大した側面の断面図を示している。
【図４】第４実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の一部を拡大した側面の断面図を示している。
【図５】第５実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の一部を拡大した側面の断面図を示している。
【図６】第６実施形態の圧力センサーの構成概略図である。
【図７】第７実施形態の圧力センサーの構成概略図である。
【図８】従来の圧力センサーの説明図であり、（ａ）は構成概略図、（ｂ）は一対のベローズを拡大した側面の断面図、（ｃ）はベローズと支持部材の接着状態を表す側面の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の圧力センサー、圧力計、電子機器の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
図１は第１実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）は構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材３０の一部を拡大した側面図を示している。図示のように、本発明の圧力センサー１０は、壁面に圧力の導入口（第１導入口２２、第２導入口２４）を形成した容器２０と、前記導入口に接続する開口部と、前記圧力の受圧部を備えた円筒型のベローズと、前記受圧部を支持する凹部が形成された支持部材３０と、感圧部４６の両端に第１基部４２と第２基部４４が配置され、前記第１基部４２が前記容器２０に固定され、前記第２基部４４が前記支持部材３０に固定された感圧素子４０と、を主な基本構成としている。そして、前記ベローズは、受圧部に貫通口を形成し、前記支持部材３０の凹部を囲む側面と、前記ベローズの前記受圧部の側面に跨って接着部７０が形成されている。
【００２１】
容器２０は、内部に後述するベローズ、支持部材３０、感圧素子４０を収容可能なケーシングである。容器２０には対向する壁面に一対の圧力の導入口（第１導入口２２、第２導入口２４）が形成されている。容器２０は、内部空間を真空又は不活性な雰囲気など気密に保持されている。容器２０は、材質に一例として、熱膨張係数の小さいステンレス等を用いることができる。
【００２２】
第１実施形態の支持部材３０は、図示のようにカンチレバーである。カンチレバーは、固定部３２と可撓部３４を、くびれ部３６を介して接続させている。固定部３２は断面Ｌ字型の基部であって、一端を可撓部３４と接続させて、他端を容器２０に固定している。本実施例では、一例として他端を容器２０の壁面に固定している。可撓部３４は、中央付近で固定部３２と接続した支持片である。可撓部３４と固定部３２との接続箇所には、支点となる薄肉のくびれ部３６を形成させている。可撓部３４は、くびれ部３６を支点として揺動可能に構成している。また可撓部３４には、後述する第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０の受圧部５２，６２と対向する箇所に、受圧部５２，６２を挿入して嵌合した時に、第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０が同一軸線上となるように凹部８０ａ，８０ｂが形成されている。凹部８０ａ，８０ｂは、受圧部５２，６２と対向する箇所にそれぞれ第１受圧面３５、第２受圧面３７を備えている。支持部材３０の材質は、一例としてステンレス、リン青銅等を用いることができる。
【００２３】
ベローズは、円筒状の部材であり、一端に開口部を形成し、他端に圧力の受圧部が形成されている。第１実施形態のベローズは、第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０からなり、一端に圧力の導入口と接続する開口部５１、６１を備え、他端に開口部５１、６１から導入された大気圧または水圧などの圧力を受ける受圧部５２、６２が形成されている。受圧部５２、６２は、支持部材３０の第１受圧面３５、第２受圧面３７と対向する位置に貫通口５４、６４が形成されている。
【００２４】
第１ベローズ５０の開口部５１は、容器２０の第１導入口２２に固定している。第１ベローズ５０の受圧部５２の外壁は、可撓部３４の凹部８０ａの第１受圧面３５に接触させている。また第２ベローズ６０の受圧部６２の外壁は、可撓部３４の凹部８０ｂの第２受圧面３７に接触させている。またベローズの材質は、一例としてニッケル、リン青銅を用いることができる。
【００２５】
ベローズと支持部材３０の固定には接着剤を用いている。接着剤は材質にエポキシ樹脂系の接着剤を用いている。本実施形態の圧力センサー１０は、図１（ｂ）に示すように、支持部材３０の凹部８０ａ、８０ｂを囲む側面と、ベローズの受圧部５２，６２の側面に跨る位置、換言すれば、ベローズの変位方向に平行なベローズの側面となる位置に接着剤を塗布して接着部７０が形成されている。なお、ベローズの受圧部５２、６２の外壁と、支持部材３０の第１受圧面３５、第２受圧面３７が対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）には接着部を形成しないようにしている。
【００２６】
第１実施形態の感圧素子４０は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料を用い、双音叉型圧電振動子として形成されたものである。感圧素子４０は、支持部材３０の固定部３２と可撓部３４のそれぞれに感圧素子４０の第１基部４２及び第２基部４４を接続して支持されている。このとき、感圧素子４０は力の検出方向を検出軸として設定しており、感圧素子４０の第１基部４２及び第２基部４４を結ぶ方向は前記検出軸と平行関係にある。また感圧素子４０は容器２０に取り付けられた図示しない駆動回路と電気的に接続され、発振回路からの交流電圧により固有の共振周波数により振動する。そして感圧素子４０は支持部材３０からの伸長（引張り）応力または圧縮応力を受けることにより共振周波数が変動する。特に双音叉型圧電振動片は、厚みすべり振動子などに比べて、伸長・圧縮応力に対する共振周波数の変化が極めて大きく共振周波数の可変幅が大きいので、わずかな圧力差を検出するような分解能力に優れる圧力センサーにおいては好適である。双音叉型圧電振動子は、伸長応力を受けると振動腕（振動部）の振幅幅が小さくなるので共振周波数が高くなり、圧縮応力を受けると振動腕（振動部）の振幅幅が大きくなるので共振周波数は低くなる。なお、双音叉型圧電振動子の圧電基板としては温度特性に優れた水晶が望ましい。
【００２７】
感圧素子４０の感圧部４６としての振動部は、双音叉型圧電振動子（２本の振動ビームで構成されている）の場合を用いて説明しているが、振動部は、一以上の振動ビームで構成されていてもよい。すなわち、圧電振動子として、シングルビーム型や３本音叉型の振動子なども用いることができる。
【００２８】
また、感圧素子４０の感圧部４６としての振動部は、振動ビームで構成される振動子に限らず、伸張・圧縮応力によって共振周波数が変化する圧電振動子であればどのようなものを用いても良く、例えば、厚みすべり振動子、ＳＡＷ共振子などが使用可能である。
【００２９】
振動部に厚みすべりモードを主振動とするＡＴカット水晶振動子を採用すれば、周波数温度特性が３次曲線となり、上に凸の２次曲線となる音叉型振動子に比べて、周波数温度特性に優れた圧力センサーを実現することができる。
【００３０】
また振動部にＳＡＷ共振子を用いる場合、水晶等の圧電基板の一方の主面のみに励振電極となる櫛形電極、所謂ＩＤＴ（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：すだれ状トランスデューサー）を形成すればよいので、製造上低コスト化が期待できる。
【００３１】
上記構成による圧力センサー１０は、図１（ｂ）に示すように、第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０の受圧部５２，６２をそれぞれ、可撓部３４の凹部８０ａ，８０ｂに挿入して嵌合させる。このとき、第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０は、ベローズの変位方向に沿って、同軸上に配置される。そして、支持部材３０の凹部８０ａ、８０ｂを囲む側面と、第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０の受圧部５２、６２の側面に跨って接着剤を塗布して、ベローズの変位方向に平行なベローズの側面に接着部７０を形成している。接着部７０は、第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０の外周に亘って形成されている。なお、接着部７０は、ベローズの受圧部５２、６２の外壁と、支持部材３０の第１受圧面３５、第２受圧面３７が対向する面（圧力の導入方向と交差方向の面）には接着部を形成しないようにしている。
【００３２】
第１実施形態の圧力センサー１０は、２つの圧力の導入口から第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０に圧力が加わると、ベローズの有効面積に応じた力が支持部材３０の両主面に作用する。そして差圧に相当する力がくびれ部３６を支点として感圧素子４０に圧縮力又は引張力として加わる。この力に応じて感圧素子４０の共振周波数が変化する。この共振周波数の変化に基づいて圧力を測定することができる。なお、第１ベローズ５０又は第２ベローズ６０のいずれか一方を閉塞して、内圧を所定の値に保持した場合、絶対圧を測定することができる。
【００３３】
このような本発明の圧力センサーによれば、ベローズの受圧部側に貫通口が形成された構成で、接着部がベローズの軸孔から内部に導入された空気等に触れることがあっても、接着部の膨張又は収縮に起因する応力が支持部材にかかることがない。これは、支持部材の受圧面が対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）に接着部を形成していないため、接着部が膨張又は収縮しても、膨張又は収縮方向がベローズの圧力の受圧方向と異なるためである。従って、感圧素子の受圧感度が変動することがなく、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００３４】
図２は第２実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の一部を拡大した側面の断面図を示している。
【００３５】
第２実施形態の圧力センサーは、第１ベローズ５０Ａの受圧部５２Ａ及び第２ベローズ６０Ａの受圧部６２Ａに、それぞれ開口部５１，６１から受圧面に向けて凸状に形成された凸部５６，６６を備えている。そして、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａは、第１実施形態のベローズと同様に、受圧部に貫通口５４，６４を備えており、貫通口５４，６４は、凸部５６，６６の端面に形成し、支持部材３０Ａの第１受圧面３５ａと第２受圧面３７ａと対向するように形成されている。
【００３６】
支持部材３０Ａは、第１実施形態の支持部材３０と同様に、ベローズの受圧部５２Ａ，６２Ａと接着する一方及び他方の主面に凹部８２ａ，８２ｂが形成されている。そして支持部材３０Ａの凹部８２ａ，８２ｂは、凸部５６，６６を挿入して嵌合する段状に形成されている。第２実施形態の圧力センサーは、支持部材３０Ａの一方の主面及び他方の主面の凹部８２ａ，８２ｂに、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａの受圧部５２Ａ，６２Ａを挿入して嵌合した時に、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａがベローズの変位方向に沿って、同軸上となるように形成されている。その他の構成は、第１実施形態の圧力センサー１０と同一の構成である。
【００３７】
上記構成による第２実施形態の圧力センサーは、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａの受圧部５２Ａ，６２Ａをそれぞれ、可撓部３４の凹部８２ａ，８２ｂに挿入して嵌合させる。このとき、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａは、ベローズの変位方向に沿って、同軸上に配置される。そして、支持部材３０Ａの凹部８２ａ、８２ｂを囲む側面と、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａの受圧部５２Ａ、６２Ａの側面に跨って接着剤を塗布して、ベローズの変位方向に平行なベローズの側面に接着部７０を形成している。接着部７０は、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａの外周に亘って形成されている。なお、接着部７０は、ベローズの受圧部５２Ａ、６２Ａの外壁と、支持部材３０Ａの第１受圧面３５ａ、第２受圧面３７ａが対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）には接着部を形成しないようにしている。このとき接着剤は、図２（ｂ）に示すように、例えば、第１ベローズ５０Ａと支持部材３０Ａの隙間で毛細管現象によって凹部８２ａに侵入する。しかし、第２実施形態の圧力センサーは、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａの受圧部５２Ａ，６２Ａを凸状に形成した凸部５６，６６を備え、支持部材３０Ａの第１凹部８２ａ、第２凹部８２ｂも、凸部５６，６６を挿入して嵌合可能な形状に形成して、接着部７０から支持部材３０Ａの第１受圧面３５ａ、第２受圧面３７ａまでの距離を長く設定している。このため、第１ベローズ５０Ａ及び第２ベローズ６０Ａの外周に亘って形成された接着部７０が、第１受圧面３５ａ，第２受圧面３７ａまで達することがない。
【００３８】
このような第２実施形態の圧力センサーによれば、第１実施形態の圧力センサーと同様に、ベローズの受圧部側に貫通口が形成された構成で、接着部がベローズの軸孔から内部に導入された空気等に触れることがあっても、接着部の膨張又は収縮に起因する応力が支持部材にかかることがない。これは、支持部材の受圧面が対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）に接着部を形成していないため、接着部が膨張又は収縮しても、膨張又は収縮方向がベローズの圧力の受圧方向と異なるためである。
【００３９】
また、受圧部及び凹部に段差を設けて、接着部から支持部材３０Ａの受圧面までの距離を長く設定することができるため、ベローズの外周に亘って形成された接着部が、受圧面まで達することがない。従って、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００４０】
図３は第３実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の一部を拡大した側面の断面図を示している。
【００４１】
第３実施形態の圧力センサーは、基本構成が第２実施形態の圧力センサーと同様であるが、凸部の側面と対向する凹部の側面に液溜まり部７５を形成し、接着部は、ベローズの変位方向に平行なベローズの側面と、凸部の先端側の側面、換言すれば、支持部材３０Ｂの凹部を囲む側面と、ベローズの受圧部の側面に跨った第１接着部７２と、前記凸部の先端側の側面に形成された第２接着部７４とから構成されている。その他の構成は、第２実施形態の圧力センサーと同一の構成である。
【００４２】
第３実施形態の圧力センサーの凹部８４ａ、８４ｂは、凸部５６，６６の側面と対向する凹部８４ａ、８４ｂの側面に液溜まり部７５を形成している。液溜まり部７５は、凸部５６，６６の外周を囲むようにリング状に形成されている。液溜まり部７５は、侵入した接着剤がそれ以上侵入しないように、塞き止めることができる所定の容量に設定している。
【００４３】
第３実施形態の圧力センサーの接着部は、第１接着部７２と第２接着部７４から構成されている。第１接着部７２は、第１及び第２実施形態の接着部７０と同様に、支持部材３０の凹部８４ａ，８４ｂを囲む側面と、ベローズの受圧部５２Ｂ，６２Ｂの側面に跨って、ベローズの変位方向に平行なベローズの側面に形成されている。第２接着部７４は、凸部５６，６６の先端側の側面に接着剤を周状に塗布して形成することができる。
【００４４】
上記構成による第３実施形態の圧力センサーは、第１ベローズ５０Ｂの凸部５６の先端側の側面と、第２ベローズ６０Ｂの凸部６６の先端側の側面に接着剤を外周に亘って塗布する。次ぎに、第１ベローズ５０Ｂ及び第２ベローズ６０Ｂの受圧部５２Ｂ，６２Ｂをそれぞれ、可撓部３４の凹部８４ａ，８４ｂに挿入して嵌合させる。このとき、第１ベローズ５０Ｂ及び第２ベローズ６０Ｂは、同軸上に配置される。そして、支持部材３０Ｂの凹部８４ａ、８４ｂを囲む側面と、第１ベローズ５０Ｂ及び第２ベローズ６０Ｂの受圧部５２Ｂ、６２Ｂの側面に跨って接着剤を塗布して、ベローズの変位方向に平行なベローズの側面に第１接着部７２を形成している。第１接着部７２は、第１ベローズ５０Ｂ及び第２ベローズ６０Ｂの外周に亘って形成されている。このとき接着剤は、図３（ｂ）に示すように、例えば、第１ベローズ５０Ａと支持部材３０Ａの隙間で毛細管現象によって凹部８２ａに侵入する。しかし、第３実施形態の圧力センサーは、第１ベローズ５０Ｂ及び第２ベローズ６０Ｂの受圧部５２Ｂ，６２Ｂを凸状に形成した凸部５６，６６を備え、支持部材３０Ｂの第１凹部８２ａ、第２凹部８２ｂも、凸部５６，６６を挿入して嵌合可能な形状に形成して、接着部７０から支持部材３０Ｂの第１受圧面３５ｂ、第２受圧面３７ｂまでの距離を長く設定している。このため、第１ベローズ５０Ｂ及び第２ベローズ６０Ｂの外周に亘って形成された接着部７０が、第１受圧面３５ｂ，第２受圧面３７ｂまで達することがない。
【００４５】
また、凸部５６の側面と対向する凹部８４ａの側面に液溜まり部７５を形成している。このため、凸部５６の側面に形成された接着部７０が第１受圧面３５ｂと対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）まで達することがない。
【００４６】
なお、第１接着部７２及び第２接着部７４は、ベローズの受圧部５２Ｂ、６２Ｂの外壁と、支持部材３０Ｂの第１受圧面３５ｂ、第２受圧面３７ｂが対向する面（圧力の導入方向と交差方向の面）には接着部を形成しないようにしている。
【００４７】
このような第３実施形態の圧力センサーによれば、第２実施形態の圧力センサーと同様に、受圧部及び凹部に段差を設けて、接着部から支持部材の受圧面までの距離を長く設定することができるため、ベローズの外周に亘って形成された接着部が、受圧面まで達することがない。また、凸部の側面と対向する凹部に液溜まり部を設けているため、接着剤が受圧面と対向する面（圧力の導入方向と交差方向の面）まで達することがなく、接着部が形成されることがない。従って、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００４８】
図４は第４実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）はベローズと支持部材の一部を拡大した側面の断面図を示している。
【００４９】
第４実施形態の圧力センサーは、基本構成が第２実施形態の圧力センサーと同様であるが、ベローズの側面と対向する凹部の側面に液溜まり部７６を形成している。その他の構成は、第２実施形態の圧力センサーと同一の構成である。
【００５０】
第４実施形態の圧力センサーの凹部８６ａ、８６ｂは、第１ベローズ５０Ｃ及び第２ベローズ６０Ｃの側面と対向する凹部８６ａ、８６ｂの側面に液溜まり部７６を形成している。液溜まり部７６は、ベローズの外周を囲むようにリング状に形成されている。液溜まり部７６は、侵入した接着剤がそれ以上侵入しないように、塞き止めることができる所定の容量に設定している。
【００５１】
上記構成による第４実施形態の圧力センサーは、第１ベローズ５０Ｃ及び第２ベローズ６０Ｃの受圧部５２Ｃ，６２Ｃをそれぞれ、可撓部３４の凹部８６ａ，８６ｂに挿入して嵌合させる。このとき、第１ベローズ５０Ｃ及び第２ベローズ６０Ｃは、ベローズの変位方向に沿って、同軸上に配置される。そして、支持部材３０Ｃの凹部８６ａ、８６ｂを囲む側面と、第１ベローズ５０Ｃ及び第２ベローズ６０Ｃの受圧部５２Ｃ、６２Ｃの側面に跨って接着剤を塗布して、ベローズの変位方向に平行なベローズの側面に接着部７０を形成している。接着部７０は、第１ベローズ５０及び第２ベローズ６０の外周に亘って形成されている。このとき接着剤は、図４（ｂ）に示すように、例えば第１ベローズ５０Ｃと支持部材３０Ｃの隙間で毛細管現象によって凹部８６ａに侵入する。しかし、第４実施形態の圧力センサーは、第１ベローズ５０Ｃの側面と対向する凹部８６ａの側面に液溜まり部７６を形成している。このため、第１ベローズ５０Ｃの側面に形成された接着部７０が第１受圧面３５ｃと対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）まで達することがない。
【００５２】
なお、接着部７０は、ベローズの受圧部５２Ｃ、６２Ｃの外壁と、支持部材３０Ｃの第１受圧面３５ｃ、第２受圧面３７ｃが対向する面（圧力の導入方向と交差方向の面）には接着部を形成しないようにしている。
【００５３】
このような第４実施形態の圧力センサーによれば、ベローズの側面と対向する凹部に液溜まり部を設けているため、接着剤が受圧面と対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）まで達することがなく、接着部が形成されることがない。従って、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００５４】
図５は第５実施形態の圧力センサーの説明図であり、（ａ）はベローズと支持部材の接着部分の構成概略図、（ｂ）は一対のベローズの一部を拡大した側面の断面図を示している。
第５実施形態の圧力センサーは、第４実施形態の圧力センサーの液溜まり部７６を複数形成している。換言すると、ベローズの側面と対向する凹部の側面に少なくとも一以上の液溜まり部が設けられている。その他の構成は第４実施形態の圧力センサーと同一である。第５実施形態の液溜まり部７６は、凹部８８ａ，８８ｂに第１ベローズ５０Ｄ及び第２ベローズ６０Ｄの軸方向に沿ってそれぞれ２つずつ形成している。
【００５５】
このような第５実施形態の圧力センサーによれば、ベローズの側面と対向する凹部に液溜まり部を複数設けているため、接着剤が受圧面と対向する面（圧力の導入方向と交差方向の面）まで達することがなく、接着部が形成されることがない。従って、高精度の圧力センサーを実現することができる。
【００５６】
図６は第６実施形態の圧力センサーの構成概略図である。第６実施形態の圧力センサー１０Ｅは、容器２０Ｅに形成された１つの圧力の導入口９３にベローズ９４の開口部９５を取付けたセンサーである。その他の構成は第１実施形態の圧力センサー１０と同一の構成である。第６実施形態の圧力センサー１０Ｅは、第１実施形態のベローズと同様に、受圧部に貫通口（不図示）を備え、支持部材３０に受圧部を挿入して嵌合する凹部８０を備え、支持部材の凹部８０を囲む側面と、ベローズの受圧部の側面に跨って接着部７０が形成されている。
このような構成の第６実施形態の圧力センサー１０Ｅは、容器２０内を真空又は不活性な雰囲気中で作動させて絶対圧を測定することができる。
【００５７】
また、ベローズの受圧部側に貫通口が形成された構成で、接着部がベローズの軸孔から内部に導入された空気等に触れることがあっても、接着部の膨張又は収縮に起因する応力が支持部材にかかることがない。これは、支持部材の受圧面が対向する面（ベローズの変位方向と交差方向の面）に接着部を形成していないため、接着部が膨張又は収縮しても、膨張又は収縮方向がベローズの圧力の受圧方向と異なるためである。従って、感圧素子の受圧感度が変動することがなく、高精度の圧力センサーを実現することができる。
なお、第６実施形態の圧力センサー１０Ｅは、第２〜第５実施形態のベローズの突起と支持部材の凹部を適用する構成としても良い。
【００５８】
図７は第７実施形態の圧力センサーの構成概略図である。前述の支持部材３０は、カンチレバーの構成で説明しているが、この他にも、図８に示すような仕切り板の構成であってもよい。第７実施形態の圧力センサー１０Ｆは、円筒形の外壁面２０４と、外壁面２０４の内側に配置される円筒形の内壁面により形成されたケース２０２が全体の外形を形成しており、その内壁面が円筒の長手方向に伸縮自在なベローズ２０６となっている。また外壁面２０４とベローズ２０６との間には内部空間２２２が形成されており、真空又は不活性な雰囲気となっている。
【００５９】
ベローズ２０６は長手方向（伸縮方向）の中央で仕切り板２１２により仕切られ、ベローズ２０６は、第１のベローズ２０８、第２のベローズ２１０と、に分割される。第１のベローズ２０８、第２のベローズ２１０は、第１実施形態のベローズと同様に受圧部に貫通口（不図示）を備え、受圧部と対向する仕切り板２１２には凹部８９ａ，８９ｂが形成されている。支持部材の凹部８９ａ，８９ｂを囲む側面と、ベローズの受圧部の側面に跨って接着部７０が形成されている。そして、ケース２０２の両端部には圧力導入口２１４、２１６がそれぞれ形成され、圧力導入口２１４は第１のベローズ２０８に接続され、圧力導入口２１６は第２のベローズ２１０に接続される。
【００６０】
これにより、ケース２０２内には、圧力導入口２１４を開口とし、第１のベローズ２０８、仕切り板２１２の一方の主面を内壁とする圧力導入空間２１８と、圧力導入口２１６を開口とし、第２のベローズ２１０、仕切り板２１２の他方の主面を内壁とする圧力導入空間２２０と、が形成される。上記構成において、圧力導入空間２１８、２２０に圧力が印加された場合、仕切り板２１２は圧力の低い圧力導入空間側に変位することになる。
【００６１】
一方、外壁面２０４とベローズ２０６との間の内部空間２２２には、圧電振動子２２４が配置されている。圧電振動子２２４は、第２のベローズ２１０に対向する位置に配置され、その長手方向が仕切り板２１２の変位方向と平行となるように向けられる。また、圧電振動子２２４の長手方向が圧電振動子２２４の力の検出軸となっている。そして、圧電振動子２２４の長手方向の一端は仕切り板２１２に接続され、他端がケース２０２に接続される。圧電振動子２２４は、例えば水晶基板に電極を形成した構成を備えている。一方、ケース２０２の外壁面２０４に形成した隙間２０４ａには、圧電振動子２２４の電極と電気的に接続し、圧電振動子２２４を発振させる駆動回路２２８が設けられている。よって圧電振動子２２４は駆動回路２２８から交流電圧が印加されると所定の共振周波数で発振する。
【００６２】
また圧電振動子２２４の第２のベローズ２１０を挟んだ反対側には圧電振動子２２４と同一材料で形成された圧電補強板２２６が配置されている。圧電補強板２２６は圧電振動子２２４と平行な方向に長手方向を有し、長手方向の一端が仕切り板２１２に接続され、他端がケース２０２の第２のベローズ２１０側に接続される。
【００６３】
さらに、仕切り板２１２の端面とケース２０２と外壁面２０４との間は補強用板バネ２３０が連結されており、圧力センサー２００の仕切り板２１２の変位方向以外からの衝撃に対する耐久性を高めることができる。
【００６４】
上記構成により、圧電振動子２２４は仕切り板２１２が第１のベローズ２０８側に変位した場合は引張応力を受け、第２のベローズ２１０側に変位した場合は圧縮応力を受ける。
なお、第７実施形態の圧力センサーは、第２〜第５実施形態のベローズ、凹部を適用する構成としても良い。
【００６５】
このような本実施形態の圧力センサーは、例えば、圧力計として利用することができる。
また、電子機器としては、例えば、一般工業用計測機器、電子血圧計、高度・気圧・水深計測機能付き電子機器、携帯機器、自動車などが挙げられる。
【符号の説明】
【００６６】
１０，１０Ｅ，１０Ｆ………圧力センサー、２０，２０Ｅ………容器、２２………第１導入口、２４………第２導入口、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ………支持部材、３２………固定部、３４………可撓部、３５，３５ａ………第１受圧面、３６………くびれ部、３７，３７ａ………第２受圧面、４０………感圧素子、４２………第１基部、４４………第２基部、４６………感圧部、５０，５０Ａ………第１ベローズ、５１………開口部、５２，５２Ａ………受圧部、５４………貫通口、５６………凸部、６０，６０Ａ………第２ベローズ、６１………開口部、６２，６２Ａ………受圧部、６４………貫通口、６６………凸部、７０………接着部、７２………第１接着部、７４………第２接着部、７５………液溜まり部、７６………液溜まり部、８０………凹部、８０ａ，８０ｂ………凹部、８２ａ，８２ｂ………凹部、８４ａ，８４ｂ………凹部、８６ａ，８６ｂ………凹部、８８，８８Ａ………凹部、９３………導入口、９４………ベローズ、９５………開口部、９６………受圧部、１００………圧力センサー、１０２………ケーシング、１０３………感圧素子、１０４………カンチレバー、１０４ａ………可撓部、１０４ｂ………固定部、１０５………第１ベローズ、１０５ａ………受圧部、１０６………第２ベローズ、１０６ａ………受圧部、１０７ａ，１０７ｂ………圧力導入口、１０８………支点、１１０，１１２………突起、１１４………接着剤、１１６………貫通孔、１１８………充填用孔、２００………圧力センサー、２０２………ケース、２０４………外壁面、２０４ａ………隙間、２０６………ベローズ、２０８………第１のベローズ、２１０………第２のベローズ、２１２………仕切り板、２１４………圧力導入口、２１６………圧力導入口、２１８………圧力導入空間、２２０………圧力導入空間、２２２………内部空間、２２４………圧電振動子、２２６………圧電補強板、２２８………駆動回路、２３０………補強用板バネ。
【図７】
2013156197.tif 000003
【図１】
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【図２】
2013156197.tif 000005
【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８】
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