压力检测单元和使用该压力检测单元的压力传感器

文档序号:1611880 发布日期:2020-01-10 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 压力检测单元和使用该压力检测单元的压力传感器 (Pressure detection unit and pressure sensor using the same ) 是由 向井元桐 青山伦久 高月修 于 2019-06-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种能够实现输出值的稳定化和小型化并且降低成本的压力检测单元和压力传感器。压力检测单元具有:膜片(50),该膜片(50)承受流体的压力;基座(40),在该基座(40)与所述膜片(50)之间形成封入有介质的受压空间(S1);压力检测装置(60),该压力检测装置(60)在所述受压空间(S1)内配置于所述基座(40),并且对传递到所述介质的压力进行检测并转换为电压力信号;以及多个端子销(70~74),该多个端子销(70~74)用于在所述压力检测装置(60)与外部的电路之间进行电连接,在所述膜片(50)和所述基座(40)的面向所述受压空间(S1)的部位形成绝缘层。(The invention provides a pressure detection unit and a pressure sensor, which can realize stabilization and miniaturization of output values and reduce cost. The pressure detection unit has: a diaphragm (50), the diaphragm (50) being subjected to a pressure of the fluid; a base (40) in which a pressure receiving space (S1) in which a medium is sealed is formed between the base (40) and the diaphragm (50); a pressure detection device (60) which is disposed on the base (40) in the pressure receiving space (S1), detects the pressure transmitted to the medium, and converts the pressure into an electric pressure signal; and a plurality of terminal pins (70-74), wherein the terminal pins (70-74) are used for electrically connecting the pressure detection device (60) and an external circuit, and an insulating layer is formed on the diaphragm (50) and the base (40) at the position facing the pressure receiving space (S1).)

压力检测单元和使用该压力检测单元的压力传感器

技术领域

本发明涉及压力检测单元和使用该压力检测单元的压力传感器。

背景技术

为了装备于冷冻冷藏装置、空调装置并对制冷剂压力进行检测,或装备于产业用设备并对各种流体压力进行检测,使用具备压力检测装置的压力传感器。这样的压力检测装置的一类型中,在被膜片划分并封入有油的受压室内配置作为压力检测装置的传感器芯片,由此具备将受压空间内的压力变化转化为电压力信号并向外部输出的功能。

然而,在该类型的压力传感器中,由于某种原因带静电,输出值可能受到影响。

因此,下述的专利文献公开了以下内容:在封入有油的受压空间,尤其是在传感器芯片与膜片之间配置导电性部件,通过将该导电性部件与传感器芯片内的电路的零电位连接来实现除电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3987386号说明书

发明要解决的课题

此处,根据专利文献1的现有技术,金属制的下板和金属部件形成圆筒状的空间,在其内部配置传感器芯片,将金属部件与油填充用管、支承环或者环状的金属部件的上端接合。然而,当以这样的方式接合金属部件时,制作工时增大并且成本上升。并且,由于需要设置支承环、环状的金属部件的空间,导致压力传感器的大型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现输出值的稳定和小型化并且降低成本的压力检测单元和压力传感器。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的,本发明的压力检测单元的特征在于,具有:

膜片,该膜片承受流体的压力;

基座,在该基座与所述膜片之间形成封入有介质的受压空间;

压力检测装置,该压力检测装置在所述受压空间内配置于所述基座,并且对所述受压空间内的压力进行检测并转换为电信号;以及

多个端子销,该多个端子销用于在所述压力检测装置与外部的电路之间进行电连接,

在所述膜片和所述基座的面向所述受压空间的部位形成绝缘层。

发明的效果

根据本发明,能够提供一种能够实现输出值的稳定和小型化并且降低成本的压力检测单元和压力传感器。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的压力检测单元的俯视图。

图2是表示从侧面观察图1的X-X线的截面的图。

图3是在A-A线切断且沿箭头方向观察图2的结构的横剖视图。

图4是在B-B线切断且沿箭头方向观察图2的结构的横剖视图。

图5是表示压力传感器的一实施方式的纵剖视图。

图6是第一变形例的与图5对应的剖视图。

图7是第二变形例的压力检测单元2A的纵剖视图。

图8是沿向视方向观察图7的C-C线的截面的图。

图9是第三变形例的压力检测单元2B的纵剖视图。

图10是沿向视方向观察图9的D-D线的截面的图。

图11是第四变形例的压力检测单元2C的纵剖视图。

图12是沿向视方向观察图11的E-E线的截面的图。

图13是第五变形例的压力检测单元2D的纵剖视图。

图14是沿向视方向观察图13的G-G线的截面的图。

图15是本发明的第二实施方式的压力检测单元的俯视图。

图16是从侧面观察图15的H-H线的截面的图。

图17是安装了第二实施方式的压力检测单元的压力传感器的纵剖视图。

图18是安装了第三实施方式的压力检测单元的压力传感器的剖视图。

符号的说明

1、1A、1B、1C 压力传感器

2、2A~2D、100、100A、100B 压力检测单元

10 罩

20 流体流入管

30、120 支承部件

40、110 基座

50、130 膜片

60、150 压力检测装置

70、72、74 端子销

160、162、164 端子销

40c 密封件

80 除电板

90 中继基板

92 连接器

94 引线

140 环部件

240 阳连接器

250 铆接保持部件

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

<第一实施方式>

图1表示本发明的第一实施方式的压力检测单元的俯视图,图2表示从侧面观察的图1的X-X线的截面。

图2中,压力检测单元2具备:碗状的支承部件30,该支承部件30对连接有未图示的流体流入管的流体流入管20进行支承;碗状的基座40,该基座40配置为与支承部件30相对;以及金属制的膜片50,该膜片50的外周被支承部件30和基座40夹持。这些支承部件30、基座40以及膜片50例如由不锈钢合金等形成,这些结构的外周部通过焊接W一体化地形成。

基座40具有圆盘状的主体41、凸缘部42以及将主体41和凸缘部42连接起来的环状的连接部43。即基座40以形成后述的受压空间S1的方式形成为图2中下表面中央部凹陷那样的形状。

在基座40与膜片50之间形成有密闭的受压空间S1,在该受压空间S1填充有油等绝缘性的液状介质。并且,在连接部43的内侧的主体41的受压空间S1侧的中央部安装有后述的半导体型压力检测装置60。

如图1所示,在基座40的上述压力检测装置60的周围位置形成有供三根端子销70、72、74***的三个贯通孔40a和用于注入介质的孔40b(用虚线图示)。

三根端子销70、72、74分别插通于在基座40设置的贯通孔40a从而贯通基座40,并且这些端子销的下端与上述半导体型压力检测装置60电连接。在端子销70、72、74与贯通孔40a之间设有密封件40c,密封受压空间S1。另外,在介质注入受压空间S1内后,孔40b被金属制的球40d遮蔽,并且通过使球40d焊接于基座40来密封该孔40b。

图2中,支承部件30由例如不锈钢板等金属材料形成,是冲压成形为中央部凹陷的碗状的部件,具有圆形底部31、从圆形底部31的外缘向上方延伸的圆锥部32以及从圆锥部32的外缘沿水平方向延伸的凸缘部33。

在圆形底部31的中央形成有安装后述的流体流入管的开口部34,在凸缘部33的上表面接合有膜片50。通过这样的构造,在支承部件30与膜片50之间形成有供作为检测对象的流体流入的加压空间S2。

膜片50是由例如不锈钢等金属材料构成的圆板状的薄板部件。

压力检测装置60通过粘接等管芯焊接于基座40的中央部。压力检测装置60由玻璃制的支承基板62和与其接合的压力检测元件(半导体芯片)64构成。

在压力检测装置60的压力检测元件64的表面例如具备八个垫(电极)。参照后述的图3,其中三个垫是输出信号用的电源输入垫64a、接地垫64b以及信号输出用垫64c,剩下五个是信号调整用垫64d。

图3是在A-A线切断沿箭头方向观察图2的结构的横剖视图,图4是在B-B线切断沿箭头方向观察图2的结构的横剖视图。本实施方式中,基座40的主体41、连接部43、凸缘部42的向受压空间S1露出的面被绝缘层IS(图3中用双影线表示)遮盖。但是,压力检测装置60的附近因设置除去绝缘层IS的遮盖。也可以在压力检测元件64的表面遮盖绝缘层IS。

并且,膜片50的向受压空间S1露出的面(整个面)也被绝缘层IS(图4中用双影线表示)遮盖。

绝缘层IS是以不溶于介质的环氧树脂或者有机硅为主成分的膜、或者绝缘性镀覆(磷酸锰处理等)。

<压力检测单元的组装工序>

以下对组装压力检测单元2的工序进行说明。作为前工序,在基座40的向受压空间S1露出的面和膜片50的向受压空间S1露出的面上较薄地涂布环氧粘接剂并使其固化。接着,将电源输入用的端子销70、接地用的端子销72以及信号输出用的端子销74分别插通于在基座40形成的贯通孔40a,并通过密封件40c将三根端子销70、72、74与基座40接合固定。

接着,将压力检测装置60管芯焊接于基座40的中央部。之后,经由连接线76将压力检测装置60的电源输入垫64a、接地垫64b以及信号输出用垫64c与三根端子销70、72、74的一端分别电连接。

另外,在注入液状介质前,分别使通电用的探针与向基座40内露出的压力检测装置60的压力检测元件64中的上述的八个垫64a~64d接触,进行压力检测元件64的温度修正操作(修整操作),从而能够将端子销的数量减少为三根。由此,能够增大密封件40c的直径、提高配置的自由度,从而获得绝缘距离。但是,也可以设置与垫数相同的八根端子销。

此处,在作为基准的温度(例如室温)下在将负载(压力)施加于压力检测元件64的状态下,读取从信号输出用垫64c或者信号调整用垫64d输出的输出值,获得规定的压力和输出的相关从而设定修正系数(修正函数)。

之后,将膜片50夹入支承部件30与基座40之间,经由孔40b向形成于基座40与膜片50之间的受压空间S1填充液状介质,用球40d遮蔽并将该球40d焊接密封于基座40。

在这种情况下,从外周方向向支承部件30和环部件40的重合部照射激光并使重合部相对地旋转,连续地进行周焊接(形成焊接部W)而一体化。由此,支承部件30、膜片50、基座40被一体化。

另外,作为周焊接的手法,不限定于激光焊接,能够应用电弧焊接等熔焊、或者缝焊等电阻焊,但是当考虑减少焊接的应变等时,优选应用入热较小的激光焊接、电子束焊接等。

<压力传感器>

图5是表示压力传感器的一实施方式的纵剖视图。如图5所示,压力传感器1具有树脂制的罩10,该罩10是以下那样的形状:横截面为例如圆管状的大径部10a和横截面为圆环状、长圆状、椭圆状等的小径部10b同轴地排列,经由台阶部10c将各自的端部彼此接合。在罩10的大径部10a的内侧安装有压力检测单元2。

并且,在流体流入管20的上端突出地形成有圆筒部20a,该圆筒部20a通过钎焊等手法密封地嵌合固定于在支承部件30的中央形成的开口部34。在圆筒部20a的内部形成有贯通路20b,经由贯通路20b将支承部件30的内部的加压空间S2和流体流入管20的内部连通。

压力检测单元2的三根端子销(仅图示符号70)与中继基板90的配线连接。

引线94与在设置有该压力传感器1的冷冻冷藏装置、空调装置等的控制盘内的、未图示的电路连接。能够经由引线94、端子销从该电路向压力检测元件64施加电源电压,并且能够输出压力检测用的信号。

<压力传感器的组装工序>

在组装图5所示的压力传感器1时,首先将安装了连接器92的中继基板90固定接合在从压力检测单元2的基座40突出的三根端子销的一端。

另一方面,将流体流入管20的圆筒部20a安装固定在压力检测单元2的支承部件30的开口部34。

接着,以使引线94从大径部10a***并通过小径部10b向外部露出的方式,将压力检测单元2***罩10的大径部10a。

之后,从大径部10a侧的开口端填充树脂R2并固化进而将压力检测单元2固定于罩10内。同样地,从罩10的小径部10b侧的开口部填充树脂R1并固化进而封闭内部空间S3。

另外,填充树脂R1、R2的顺序中哪一个在先都可以。

在图5所示的压力传感器1中,导入流体流入管20的压力检测对象的流体进入压力检测单元2的加压空间S2,通过该压力使膜片50变形。

当膜片50发生变形时,受压空间S1内的液状介质被加压,使膜片50发生变形的压力传递到压力检测装置60的压力检测元件64。

压力检测元件64对上述传递的压力的变动进行检测并将其转换为电信号,经由信号输出用的端子销将电信号向中继基板90输出。

接着,上述电信号传递到中继基板90的配线层,进一步经由连接器92和引线94向外部的设备输出。

根据本实施方式,由于基座40的主体41、连接部43、凸缘部42的向受压空间S1露出的面和膜片50的向受压空间S1露出的面被绝缘层IS遮盖,因此能够抑制收容于受压空间S1内的液状介质的带电,由此能够避免产生输出误动作等问题。

<第一变形例>

图6是第一变形例的与图5对应的剖视图。在本变形例的压力传感器1A中,在支承部件30和流体流入管20之间设置陶瓷制的中间连结部件21。由于除了这些结构以外的结构与上述的实施方式相同,因此标注相同的符号而省略说明。

中间连结部件21由上部圆筒21a、下部圆筒21b、配置于上部圆筒21a与下部圆筒21b之间的凸缘部21c、在上下方向贯通的贯通孔21d一体地形成。通过在上部圆筒21a和下部圆筒21b的外周中的与焊材接触的面预先形成金属化层(例如以Mo-Mn层等或者钨层为主成分),能够提高陶瓷材料和焊材的可湿性。凸缘部21c夹在上下的钎焊部之间,以使这些结构不接触的方式发挥功能。为了强化该功能也可以设置周槽。

通过使上部圆筒21a嵌合于支承部件30的开口部34并进行钎焊而将中间连结部件21与支承部件30接合,并且通过使下部圆筒21b卡合于流体流入管20的上端的卡合部20c并进行钎焊而将中间连结部件21与流体流入管20接合。由此能够经由中间连结部件21将支承部件30和流体流入管20连结,从而贯通孔21d和贯通路20b与加压空间S2密封地连通。

根据本变形例,由于经由作为绝缘体的陶瓷制的中间连结部件21将支承部件30和流体流入管20连结,因此能够进一步有效地抑制压力检测单元2的带电。流体流入管20也可以是铜制的管。

<第二变形例>

图7是第二变形例的压力检测单元2A的纵剖视图,图8是沿向视方向观察图7的结构中C-C线的截面的图。本变形例中,沿周向等间隔地配置端子销70、72、74。由此,能够将端子销配置于更内侧,并且进一步扩大密封件40c的直径。

本变形例中基座40的向受压空间S1露出的面和膜片50的向受压空间S1露出的面也被绝缘层IS(省略影线)遮盖。由于除了这些结构以外的结构与上述的实施方式相同,因此标注相同的符号而省略说明。

<第三变形例>

图9是第三变形例的压力检测单元2B的纵剖视图,图10是沿向视方向观察图9的结构中D-D线的截面的图。本变形例中,在以下方面不同:在基座40与压力检测装置60之间形成除电板80。除电板80可以是金属制的薄板,或者若是陶瓷制的薄板,则优选在其表面形成有金属化层、镀层。

除电板80与接地用的端子销72的下端为软钎焊接合或者钎焊(F),并且通过连接线81与接地垫64b电连接(结线)。

本变形例中基座40的向受压空间S1露出的面和膜片50的向受压空间S1露出的面也被绝缘层IS(省略影线)遮盖。由于除了这些结构以外的结构与上述的实施方式相同,因此标注相同的符号而省略说明。

通过设置接地地连接的除电板80,进一步提高带电抑制效果。并且,通过在基座40与压力检测装置60之间配置除电板80,也起到基座40的应变难以传递到压力检测装置60的效果。

<第四变形例>

图11是第四变形例的压力检测单元2C的纵剖视图,图12是沿向视方向观察图11的结构中E-E线的截面的图。本变形例中,使将基座40和端子销70、72、74接合的密封件40c一体化。

在基座40的主体41具有开口41a。圆盘状的密封件40c在周向上等间隔地保持端子销70、72、74,并且以嵌合于开口41a的方式接合。并且,在密封件40c的中央具有矩形开口40e,在该矩形开口40e的内部接合由SUS制成的棱柱状的保持部40f。在保持部40f上设置有压力检测装置60。另外,优选的是密封件40c的热膨胀系数接近基座40和保持部40f的线膨胀系数。

本变形例中基座40的向受压空间S1露出的面和膜片50的向受压空间S1露出的面也被绝缘层IS(省略影线)遮盖。由于除了这些结构以外的结构与上述的实施方式相同,因此标注相同的符号而省略说明。

<第五变形例>

图13是第五变形例的压力检测单元2D的纵剖视图,图14是沿向视方向观察图13的结构中G-G线的截面的图。上述的实施方式和变形例中,基座40是通过将平板冲压而成形的,但是本变形例的基座40通过冷锻而成形为在下表面具有凹部44的圆盘形状。由此能够提高基座40的形状精度。

本变形例中基座40的向受压空间S1露出的面和膜片50的向受压空间S1露出的面也被绝缘层IS(省略影线)遮盖。由于除了这些结构以外的结构与上述的实施方式相同,因此标注相同的符号而省略说明。

<第二实施方式>

图15表示本发明的第二实施方式的压力检测单元100A的俯视图,图16表示从侧面观察的图15的结构中H-H线的截面。

如图15、16所示,压力检测单元100A包括由陶瓷构成的基座110、与该基座110相对的支承部件120、夹在基座110与支承部件120之间的膜片130以及环部件140。

基座110具备圆盘状的主体111和在主体111的外缘整周沿轴向环状地突出的突出部112。即基座110以形成后述的受压空间S1的方式,形成为图16中下表面中央部凹陷那样的形状。

在基座110的突出部112的内侧的下表面114与膜片130之间形成有密闭的受压空间S1,在该受压空间S1填充有油等绝缘性的液状介质。本实施方式中,由于基座110由陶瓷制成,其自身具有绝缘性,但是相对于环部件140、端子销的钎焊面具有导电性。因此,利用绝缘层遮盖向受压空间S1露出的这些钎焊面。并且,与上述的实施方式同样地,膜片50的向受压空间S1露出的面(整个面)也被绝缘层IS(参照图4)遮盖。由此能够抑制液状介质的带电。也可以在端子销设置绝缘层。

进一步地,在突出部112的内侧的主体111的受压空间S1侧的中央部安装有压力检测装置150。

如图15所示,在基座110的上述压力检测装置150的周围位置形成有供三根端子销160、162、164***的三个贯通孔116。

三根端子销160、162、164分别插通于在基座110设置的贯通孔116从而贯通基座110,并且这些端子销的下端与上述压力检测装置150电连接。

支承部件120由例如不锈钢板等金属材料形成,是冲压成形为中央部凹陷的碗状的部件,具有圆形底部121、从圆形底部121的外缘向上方延伸的圆锥部122以及从圆锥部122的外缘沿水平方向延伸的凸缘部123。

在圆形底部121的中央形成有安装后述的流体流入管的开口部124,在凸缘部123的上表面接合有膜片130。通过这样的构造,在支承部件120与膜片130之间形成有供作为检测对象的流体流入的加压空间S2。

压力检测装置150通过粘接等管芯焊接于基座110的中央部。压力检测装置150由玻璃制的支承基板152和与其接合的压力检测元件(半导体芯片)154构成。

压力检测元件154具备图3所示那样的八个垫(电极)。其中三个垫是输出信号用的电源输入垫、接地垫以及信号输出用垫,剩下五个是信号调整用垫。

<压力检测单元100A的组装工序>

以下对组装压力检测单元100A的工序进行说明。首先将电源输入用的端子销160、接地用的端子销162以及信号输出用的端子销164分别插通于在基座110形成的贯通孔116,通过钎焊将三根端子销160、162、164与基座110接合固定。

具体地,通过在分别将银焊料等焊材夹在形成于基座110的贯通孔116与端子销160、162、164之间的状态下加热到规定的温度,从而在基座110的陶瓷与端子销160、162、164的金属之间形成钎焊部。

此时,在进行钎焊操作之前,通过在基座110的与上述焊材接触的面预先形成金属化层(例如以Mo-Mn层等或者钨层为主成分),能够提高陶瓷材料和焊材的可湿性。

接着,通过钎焊将基座110与环部件140的上表面141接合。具体地,通过在将例如银焊料等焊材夹在基座110与环部件140之间的状态下加热到规定的温度,从而在基座110的陶瓷材料与环部件140的金属材料之间在整周形成钎焊部B。

此时,在进行钎焊操作之前,在基座110的与焊材接触的面预先形成金属化层(例如以Mo-Mn层等或者钨层为主成分),能够提高陶瓷材料和焊材的可湿性。

接着,将压力检测装置150管芯焊接于基座110的中央部。之后,经由连接线166将压力检测装置150的接地垫、电源输入垫以及信号输出用垫与三根端子销160、162、164的一端分别电连接。

进一步地,分别使通电用的探针与向基座110内露出的压力检测装置150的压力检测元件154中的上述八个垫接触,进行压力检测元件154的温度修正操作(修整操作)。

此处,在作为基准的温度(例如室温)下在将负载施加于压力检测元件154的状态下,读取从信号输出用垫或者调整用垫输出的输出值,获得每个规定的压力与信号的强度值的关系从而设定修正系数。

最后,在将膜片130夹入支承部件120与环部件140之间,在形成于基座110与膜片130之间的受压空间S1填充液状介质的状态下,从外周方向向支承部件120和环部件140的重合部照射激光并使重合部相对地旋转,连续地进行周焊接(W)而一体化。由此,支承部件120、膜片130、环部件140被一体化而构成受压构造体。

另外,作为周焊接的手法,不限定于激光焊接,能够应用电弧焊接等熔焊、或者缝焊等电阻焊,但是当考虑减少焊接的应变等时,优选应用入热较小的激光焊接、电子束焊接等。

焊接部W相对于环部件140和基座110的突出部112的钎焊部B在与压力检测单元100A的轴线O(图16)正交的方向上偏位,从压力检测单元100A的轴线方向观察,钎焊部B配置为与焊接部W不重合。即,通过使焊接部W远离钎焊部B,能够抑制焊接时的热量的影响波及钎焊部B。

<压力传感器>

图17是安装了第二实施方式的压力检测单元100A的压力传感器1B的纵剖视图。

如图17所示,压力传感器1B包括:在图15、16例示的本实施方式的压力检测单元100A、安装于该压力检测单元100A的圆筒形状的罩10、安装有从上述压力检测单元100A突出的三根端子销(仅图示160)的一端的中继基板90、安装于中继基板90的连接器92、与连接器92连接且与外部的设备之间发送/接收电信号等的引线94、以及安装于压力检测单元100A的支承部件120的流体流入管20。

罩10是具有带台阶的圆筒形状的部件,包括大径部12和小径部14,在大径部12围绕上述压力检测单元100A的外周部的状态下,从基座110侧安装于压力检测单元100A。

如图17所示,在罩10的内侧形成有以基座110为底面的内部空间S3,在该内部空间S3收容有后述的中继基板90和连接器92。

在形成于罩10的内侧的内部空间S3填充树脂R1并固化,在大径部12的开口端侧以覆盖压力检测单元100A的方式填充树脂R2并固化。

这些树脂R1和R2防止水分等进入罩10的内部,并且保护中继基板90等电气系统。

中继基板90形成为电木基板、环氧玻璃基板、陶瓷基板或者柔性基板,在其中央部安装有连接器92的一端,在该连接器92的安装位置的周围具有过孔电极和金属配线层(未图示)。

连接器92的一端安装于中继基板90,并且在另一端安装有向罩10的外部延伸的引线94。

并且,从压力检测单元100A的基座110突出的三根端子销(仅图示160)的一端分别贯通并固定接合于中继基板90的过孔电极。此时,三根端子销通过例如软钎焊等与过孔电极电固定连接。

流体流入管20是由例如铜合金、铝合金等金属材料构成的管状部件,具有安装于上述压力检测单元100A的支承部件120的圆筒部20a和与供压力检测对象的流体流动的配管连接的贯通路20b。

圆筒部20a通过焊接、粘接或者机械紧固等任意手法安装于图16所示的支承部件120的开口部124。

<压力传感器的组装工序>

在组装图17所示的压力传感器1B时,首先将安装了连接器92的中继基板90固定接合于从压力检测单元100A的基座110突出的三根端子销的一端。

另一方面,将流体流入管20的圆筒部20a安装固定于压力检测单元100A的支承部件120的开口部124。

接着,以使引线94从大径部12***并通过小径部14向外部露出的方式,将压力检测单元100A***罩10的大径部12,使基座110的上端与内径台阶部13接触。此时在基座110与大径部12的内周之间存在间隙。

之后,从罩10的小径部14侧的开口部填充树脂R1并固化进而封闭内部空间S3。

同样地,从大径部12侧的开口端填充树脂R2并固化进而将压力检测单元100A固定于罩10内。

在图17所示的压力传感器1B中,导入流体流入管20的压力检测对象的流体进入压力检测单元100A的加压空间S2,通过该压力使膜片130变形。

当膜片130发生变形时,受压空间S1内的液状介质被加压,使膜片130变形的压力传递到压力检测装置150的压力检测元件154。

压力检测元件154对上述传递的压力的变动进行检测并将其转换为电信号,经由信号输出用的端子销164将电信号向中继基板90输出

并且,上述电信号传递到中继基板90的配线层,进一步经由连接器92和引线94向外部的设备输出。

通过具备这些结构,本发明的一实施例的压力检测单元100A和应用该压力检测单元100A的压力传感器1B中,由于用热膨胀系数较小的陶瓷材料形成安装压力检测装置150的基座110,因此能够抑制基座110因组装压力检测单元100A时、压力传感器1B的使用温度环境变化等而膨胀或者收缩。

并且,通过由热膨胀系数较小的陶瓷材料形成基座110,与以往的由金属材料形成基座的情况相比,由于即使在暴露于高温或者低温的严酷的使用环境的情况下基座110的形状、尺寸的变动较小,因此能够抑制压力检测装置150的检测精度因温度环境而降低。

并且,通过由陶瓷材料形成基座110,能够用钎焊部代替以往的压力检测单元中在向基座埋入端子销时所使用的玻璃制的密封件。

此外,本发明的一实施例的压力检测单元100A和应用该压力检测单元100A的压力传感器1中,由于形成预先将膜片130夹在支承部件120与环部件140之间而一体化的受压构造体,并且将基座110与该受压构造体的环部件140接合,因此能够通过支承部件120和环部件140对薄板且较脆弱的膜片130进行加强。

<第三实施方式>

图18是使用了第三实施方式的压力检测单元100B的压力传感器1C的剖视图。对与第二实施方式不同的部分进行说明。

压力检测单元100B包括由陶瓷构成的基座110、与该基座110相对的支承部件120、夹在基座110与支承部件120之间的膜片130和环部件140。压力检测单元100B的基本结构与上述的实施方式相同,同样地进行组装。

本实施方式的支承部件120是环状的板。基座110和环部件140由与上述的实施方式相同的材料形成。

压力检测单元100B经由铆接保持部件250与阳连接器240连结。铆接保持部件250具有将中空的大圆筒部251、带台阶凸缘部252、小圆柱部253串联地连结而成的结构。

在大圆筒部251内,在带台阶凸缘部252的上表面中央形成有凹部254,在其中央形成有连通孔255。连通孔255通过小圆柱部253内,在其下端开口。在凹部254的周围形成有周槽256,在其内部配置有O型环OR1。

树脂制的阳连接器240在下端具有下部中空筒部241,树脂制的阳连接器240还具有上部中空筒部242,在下部中空筒部241的内部中央安装有中继基板90。压力检测单元100B的三根端子销(仅图示160、162)和中继基板90通过柔性印刷基板243电连接。

中继基板90与从下部中空筒部241侧向上部中空筒部242的内部延伸的连接器销244电连接。通过使未图示的阴连接器嵌合于阳连接器240,能够经由连接器销244将由压力检测单元100B检测的信号向外部输出。

在组装时,将压力检测单元100B***铆接保持部件250的大圆筒部251内,使阳连接器240的下部中空筒部241的下端与基座110的上表面抵接。之后,使大圆筒部251的上端向内侧铆接而发生塑性变形,由此形成铆接部257并固定于阳连接器240的下部中空筒部241的上端附近。由此,压力检测单元100B被铆接保持部件250和阳连接器240挟持并保持。但是,在大圆筒部251与基座110之间存在径向的间隙。

此时,铆接保持部件250和支承部件120经由O型环OR1在整周抵接,从而防止液体泄漏。

由单点划线表示的流体流入管20是由例如铜合金、铝合金等金属材料构成的管状部件,螺合接合于铆接保持部件250的小圆柱部253的外周,进一步地该流体流入管20和铆接保持部件250通过O型环OR2密封地连结。

在图18所示的压力传感器1C中,导入流体流入管20的压力检测对象的流体进入压力检测单元100B的加压空间S2,通过该压力使膜片130变形。

当膜片130发生变形时,受压空间S1内的液状介质被加压,使膜片130变形的压力传递到半导体型压力检测装置150的压力检测元件154。

压力检测元件154对上述传递的压力的变动进行检测并将其转换为电信号,经由信号输出用的端子销(未图示)和柔性印刷基板243将电信号向中继基板90输出。

接着,上述电信号传递到中继基板90的配线层,进一步经由连接器销244向外部的设备输出。

在本实施方式中,由于基座110由陶瓷制成,其自身具有绝缘性,但是相对于环部件140、端子销的钎焊面具有导电性。因此,向受压空间S1露出的这些钎焊面被绝缘层遮盖。并且,与上述的实施方式同样地,膜片130的向受压空间S1露出的面(整个面)也被绝缘层IS遮盖。由此能够抑制液状介质的带电。

另外,本发明不限定于上述的各实施例,能够进行各种改变。

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