(57)【要約】【課題】  自動車用、特に排気環境などに圧力検出装置が搭載される場合、排気凝縮水やエンジン燃焼による各種汚損生成物が非常に強い酸性物質が圧力検出装置へ到達する。【解決手段】  本発明では防水性，耐酸性に優れた樹脂ダイアフラムを圧力検出用導入口へ装着し、レーザー溶着し固定する単純な構造を用いることで、応答性などのセンサ特性を変化させること無く、半導体センサを内燃機関などの排気環境から保護し、耐久性および信頼性の向上を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を測定する気体が導入される圧力検出室と、この圧力検出室に導入された気体の圧力を検出する圧力センサ素子と、圧力センサ素子を保護する樹脂ダイアフラムを有し、耐酸性を向上させたことを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、ダイアフラムの材質としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂を用いたことを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項３】
請求項１記載の圧力センサにおいて、樹脂ダイアフラムの設置にレーザー溶着を使用することを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項４】
請求項１記載の圧力センサにおいて、樹脂ダイアフラムの形状を波形状とすることを特徴とする圧力センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の圧力を測定する圧力センサ素子を備えた圧力センサ及び、圧力センサ素子の耐久性向上に関する形状及びその構造に関するものであり、例えば内燃機関の排気ガス環境下などの過酷な環境にて使用される圧力センサにおける耐久性向上ならびにその構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な圧力センサは、圧力を検出する半導体センサの搭載部に保護材としてシリコーンゲルやフッ素系のゲルなどを塗布し、汚損物や被水，腐食性ガスから半導体センサの保護を行っている。また、自動車用、特に排気環境などに搭載される場合、排気凝縮水やエンジン燃焼による各種汚損生成物が非常に強い酸性物質が圧力検出装置へ到達することが知られており、上記記載内容のみの対応では不十分となる可能性が出てくる。このため過酷な環境下にて使用される圧力センサでは、例えば特許文献１のように圧力検出部の耐汚損・耐腐食構造として、例えば金属を用いて製作されたダイアフラムを追加している。但し前記ダイアフラムを用いる場合、圧力の変動による半導体センサの感度を維持させるために、ダイアフラムの圧力に対する変位量を大きくし、ダイアフラムと圧力検出部の間に温度に対する依存性が小さい液体または気体を完全に充填させる必要があり、その結果、ダイアフラムの大型化及びその形状が複雑となり、圧力検出装置の構造自体も複雑化するという問題点が生じる。
【０００３】
【特許文献２】特開２００３−３１５１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では上記問題点を解決するために、圧力に対する半導体センサの感度及びその他の特性を低下させること無く、構造対策を行うことで過酷な環境下でも使用できる信頼性の高い圧力センサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する為に、本発明では防水性，耐酸性に優れ、耐熱性を有するＰＰＳ樹脂ダイアフラムを圧力検出用導入口へ装着及び固定する単純な構造を用いることで、応答性などのセンサ特性を変化させること無く、半導体センサを内燃機関などの排気環境から保護し、耐久性および信頼性の向上を図ったものである。
【０００６】
また、樹脂ダイアフラムを固定するために耐酸性を考慮した方法が必要となるため、レーザー溶着を用いた構造とし、接着部分に排気凝縮水などの酸性の液体が壁面を伝って接着部まで到達しても腐食しない構造を採用し、信頼性向上を図っている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、耐酸性及び耐水性が高い樹脂ダイアフラムを圧力検出用開口部に装着、内燃機関から排出される排気生成物や排気凝縮水による影響を低減し、基本特性を変化させること無く、安価で信頼性の高い圧力検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施例について説明する。
【実施例１】
【０００９】
以下図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態，構成について説明する。
【００１０】
図１は圧力検出装置の縦断面図である。
【００１１】
圧力情報を検出する半導体センサ１はシリコンから成る。半導体センサ１はガラス台座２とアノーディックボンディング等で接合されている。
【００１２】
前記半導体センサ１を収納するゲージケース３はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、またはＰＰＳ等の熱可塑性樹脂からなり、接着剤６はニッケルメッキを施したリン青銅で構成されている。
【００１３】
前記ゲージケース３にはガラス台座２と接合した半導体センサ１が出力端子７により接着固定されている。また、ゲージケース３にインサート成形されている接着剤６は、半導体センサ１とアルミまたは金から成るワイヤ４で電気的に接続されている。この半導体センサ１をシリコーンゲル等の保護材５で被覆することで腐食性ガス，液体から保護されている。外装ケース８はＰＢＴ，ＰＰＳ等の樹脂材と、金属製のリード材９で構成される。
【００１４】
外装ケース８は前記ゲージケース３を実装するための開口部１１と圧力検出用開口部１０を有しており、前記開口部１１には機密性の確保及び前記ゲージケース３の固定等の目的で、エポキシ樹脂が充填されている。また、外装ケース８の外側をコネクタ形状とし、リード材９により外部に信号を出力する構造となっている。
【００１５】
前記圧力検出用開口部１０に防水性及び耐熱性を兼ね備えた樹脂ダイアフラム（例えばポリフェニレンサルファイド樹脂によるダイアフラム）１２がレーザー溶着により接着・固定されている。
【００１６】
本実施例によれば圧力検出装置の圧力検出用開口部１０に樹脂ダイアフラム１２を挿入し、レーザー溶着することで固定される構造となっている。圧力検出装置が自動車などの内燃機関の排気環境下にて使用される場合、内燃機関より排出される生成物（ＮＯｘやＰＭ，腐食性ガスおよび凝縮水）による影響を考慮する必要があり、挿入する樹脂ダイアフラムには高い耐水性と耐酸性を有し、尚且つ圧力の変動に追従することができる材質が必要となる。本実施例では上記記載の条件を満たす材料として、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂のような、耐熱及び耐酸性が高い材質のものが好ましい。
【００１７】
上記樹脂ダイアフラム１２を設けることにより、半導体センサ１への特に排気ガスによる凝縮水が付着することを防止することが可能となり、半導体センサの凝縮水による腐食を防止することができる。
【００１８】
更に上記ダイアフラムは薄膜構造及び波形状１４を有しているため、圧力応答性などの基本的な特性が大きく変化することはない。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
特に内燃機関エンジンの排気ガスの圧力を測定する圧力センサ装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例を示す圧力センサ装置断面図。
【図２】本発明の一実施例を示す圧力センサ装置部分断面拡大図。
【図３】本発明の一実施例を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１  半導体センサ
２  ガラス台座
３  ゲージケース
４  ワイヤ
５  保護材
６  接着剤
７  出力端子
８  外装ケース
９  リード材
１２  樹脂ダイアフラム
１３  Ｏリング
１４  波形状
【図１】
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【図２】
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【図３】
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