圧力センサ
【課題】被測定圧力の変化を検出するダイアフラム構造を備えた圧力センサにおいて、電磁シールド構造の部品点数を削減して生産性を向上させる。
【解決手段】パッケージ１０内部の基準真空室１０Ｂと圧力導入部１０Ａとを隔絶するセンサチップ１０と、一端がセンサチップ１０に接続され他端が挿通孔１３ａを介してパッケージ１０外部に露出しケーブル９０の芯線９１に接続される複数のリードピン４１と、各リードピン４１とケーブル９０との接続部を電磁シールドする電磁シールド部７０と、を備える圧力センサ１である。電磁シールド部７０は、複数のリードピン４１を導入する複数の導入孔７１ｂが設けられた板状部７１ａと、板状部７１ａと結合して各リードピン４１とケーブル９０との接続部を取り囲むハウジング部７２と、を有する単一の筐体である。
【解決手段】パッケージ１０内部の基準真空室１０Ｂと圧力導入部１０Ａとを隔絶するセンサチップ１０と、一端がセンサチップ１０に接続され他端が挿通孔１３ａを介してパッケージ１０外部に露出しケーブル９０の芯線９１に接続される複数のリードピン４１と、各リードピン４１とケーブル９０との接続部を電磁シールドする電磁シールド部７０と、を備える圧力センサ１である。電磁シールド部７０は、複数のリードピン４１を導入する複数の導入孔７１ｂが設けられた板状部７１ａと、板状部７１ａと結合して各リードピン４１とケーブル９０との接続部を取り囲むハウジング部７２と、を有する単一の筐体である。
【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、真空に近い圧力を測定するのに適した圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被測定圧力の変化を静電容量の変化として検出するダイアフラム構造を備えた圧力センサが広く知られている。例えば、現在においては、基準真空室と圧力導入部とを隔絶するセンサダイアフラムを有するセンサチップと、このセンサチップを収容するハウジング及びカバーからなるパッケージと、を備えた圧力センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような圧力センサにおいては、基準真空室内の圧力と、圧力導入部を介して印加される測定対象ガスの圧力と、の差により基準真空室側にセンサダイアフラムの中央部が撓み、センサチップの固定電極と可動電極との間隔が変化する。これにより、固定電極と可動電極との間の静電容量が変化し、この静電容量の変化を電極リード部によって圧力センサのカバーを貫通して外部に取り出すことにより、測定対象ガスの圧力を測定するようになっている。
【０００３】
ここで、前記した従来の圧力センサの電極リード部近傍の構成について、図６を用いて説明する。従来の圧力センサ１００の複数の電極リード部２００の各リードピン２１０は、パッケージ１１０を構成するカバー１２０を貫通してパッケージ１１０の外部に突出し、外部から導入されるシールドケーブル３００の芯線３１０に接続される。この際、ノイズが外部から混入しないように、各リードピン２１０とシールドケーブル３００の芯線３１０との接続部を電磁シールド構造４００で覆うこととしている。
【０００４】
従来は、図６に示すように、１個の電極リード部２００に対して１個の電磁シールド構造４００でシールドする方式を採用している。この方式で採用される各電磁シールド構造４００は、カバー１２０から突出した電極リード部２００の外周面を被覆する絶縁ブッシュ４１０、絶縁ブッシュ４１０の上面に載置される導電ブッシュ４２０、導電ブッシュ４２０上に配置され電極リード部２００の端部に接続されるロアシールドケース４３０、ロアシールドケース４３０と結合してシールドハウジングを構成するアッパシールドケース４４０等の部材で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６―３２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記したような従来の電磁シールド構造４００を採用すると、電極リード部２００がｎ個あれば各構成部材はｎ個ずつ必要となり、電極リード部２００の個数に比例して必要な構成部材の点数も増加することとなる。このため、センサの製造費用が嵩むことに加え、生産性が低下してしまうという問題があった。また、１個の電磁シールド構造４００で１本のシールドケーブル３００と１本のリードピン２１０との接続部をシールドしているため、電磁シールド構造４００が複数存在することとなる。このため、何れか一つの電磁シールド構造４００の組付作業に失敗すると、外部から接続部へとノイズが侵入することとなり、組付作業に時間と労力を要するにもかかわらずノイズが侵入し易い構造となっていた。
【０００７】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、被測定圧力の変化を検出するダイアフラム構造を備えた圧力センサにおいて、電磁シールド構造の部品点数を削減して生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る圧力センサは、筒状のハウジング及びこのハウジングの端部に接合される板状のカバーを有する導電性のパッケージと、パッケージの内部に形成される基準真空室と圧力導入部とを隔絶する圧力検出用のセンサチップと、一端がセンサチップに電気的に接続されるとともに他端がカバーの挿通孔を介してパッケージの外部に露出してシールドケーブルの芯線に接続される複数のリードピンと、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部を電磁シールドする電磁シールド部と、を備える圧力センサであって、電磁シールド部は、複数のリードピンを導入する複数の導入孔が設けられた導電性の板状部と、板状部と結合して各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部を取り囲む導電性のハウジング部と、を有する単一の筐体として構成されるものである。
【０００９】
かかる構成を採用すると、複数の各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部を、単一の筐体として構成された電磁シールド部で一括して電磁シールドすることができる。従って、リードピンの本数に関わらず、電磁シールド部の構成部材を１個ずつ準備すればよいため、部品点数を削減することができ、生産性を向上させることができる。
【００１０】
前記圧力センサにおいて、各リードピンの外周を覆う導電性の筒状シールド部材と、挿通孔と各筒状シールド部材との間を気密的に封止する封着用ガラスで構成されるハーメチックシール部と、電磁シールド部の板状部の外底面とカバーの表面との間で露出した筒状シールド部材の外周面を被覆する導電性ブッシュと、を備えることができる。
【００１１】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部の板状部の外底面とカバーの表面との間（電磁シールド部のリードピン導入用の複数の導入孔と、カバーのハーメチックシール部と、の間）で露出した筒状シールド部材の外周面を、導電性ブッシュで被覆することができる。従って、この露出した部分から電磁ノイズが侵入するのを防止することができる。
【００１２】
また、前記圧力センサにおいて、導電性ブッシュの下面とカバーの表面との間に絶縁性ブッシュを介挿することができる。
【００１３】
導電性ブッシュが、導電性のカバー及び筒状シールド部材に接触していると、外部からのノイズが、カバー、導電性ブッシュ、筒状シールド部材を順次経由して、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部に混入する虞があるが、導電性ブッシュの下面とカバーの表面との間に絶縁性ブッシュを介挿することにより、電磁ノイズが侵入する経路を遮断することができる。
【００１４】
また、前記圧力センサにおいて、電磁シールド部の板状部の内底面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板を配置することができる。
【００１５】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部の板状部の内底面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板が配置されるので、圧力センサが振動して各リードピンとシールドケーブルとの接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部の導電性の板状部に接触するのを防止することができる。
【００１６】
また、前記圧力センサにおいて、電磁シールド部のハウジング部の天井面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板を配置することもできる。
【００１７】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部のハウジング部の天井面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板が配置されるので、圧力センサが振動して各リードピンとシールドケーブルとの接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部の導電性のハウジング部に接触するのを防止することができる。
【００１８】
また、前記圧力センサにおいて、電磁シールド部の板状部及びハウジング部を同一の導電性材料で一体成形することもできる。
【００１９】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部の板状部とハウジング部とを別々に準備する必要がなくなるため、部品点数を最大限削減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被測定圧力の変化を検出するダイアフラム構造を備えた圧力センサにおいて、電磁シールド構造の部品点数を削減して生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサの電磁シールド部の分解斜視図である。
【図３】図１に示す圧力センサの電磁シールド部の組立工程を説明するための説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る圧力センサの断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る圧力センサの断面図である。
【図６】従来の圧力センサの電磁シールド部の構成を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
まず、図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１について説明する。本実施形態に係る圧力センサ１は、図１に示すように、パッケージ１０と、パッケージ１０内に収容された台座プレート２０と、同じくパッケージ１０内に収容され台座プレート２０に接合されたセンサチップ３０と、パッケージ１０に直接取付けられパッケージ１０内外を導通接続する複数の電極リード部４０と、を備えている。また、台座プレート２０は、パッケージ１０の内壁から離隔しており、支持ダイアフラム５０のみを介してパッケージ１０に支持されている。
【００２４】
パッケージ１０は、ロアハウジング１１、アッパハウジング１２及びカバー１３から構成されている。ロアハウジング１１及びアッパハウジング１２は耐食性の金属であるインコネルから構成され、カバー１３はガラスに近い熱膨張率を有するコバールで構成されており、それぞれ溶接により接合されている。
【００２５】
ロアハウジング１１は、径の異なる円筒体を連結した形状を備える部材であり、その大径部１１ａは支持ダイアフラム５０との接合部を有し、その小径部１１ｂは被測定流体が流入する圧力導入部１０Ａを形成している。なお、大径部１１ａと小径部１１ｂとの結合部にはバッフル１１ｃが形成され、バッフル１１ｃの周囲には周方向所定の間隔で圧力導入孔１１ｄが形成されている。バッフル１１ｃは、圧力導入部１０Ａからプロセスガスなどの被測定流体を後述するセンサチップ３０に直接到達させずに迂回させる役目を果たすものであり、センサチップ３０にプロセスガスの成分やプロセスガス中の不純物が堆積するのを防止するようになっている。
【００２６】
アッパハウジング１２は、略円筒体形状を有する部材であり、カバー１３、支持ダイアフラム５０、台座プレート２０及びセンサチップ３０とともに、パッケージ１０内に真空の基準真空室１０Ｂを形成している。基準真空室１０Ｂは、センサチップ３０によって、プロセスガスが導入される領域（圧力導入部１０Ａ）と隔てられている。基準真空室１０Ｂには、いわゆる（図示されていない）ゲッターと呼ばれる気体吸着物質が設けられており、真空度を維持している。また、アッパハウジング１２の支持ダイアフラム取付け側には、周方向適所にストッパ１２ａが突出形成されている。ストッパ１２ａは、被測定流体の急激な圧力上昇により台座プレート２０が過度に変移するのを規制する役目を果たしている。
【００２７】
カバー１３は、所定厚さを有する上面視円形状の板状部材であり、その中央部には複数の電極リード挿通孔１３ａが形成されている。電極リード挿通孔１３ａには電極リード部４０が埋め込まれており、電極リード部４０と電極リード挿通孔１３ａとの間は、封着用ガラスで構成されるハーメチックシール部６０によって気密的に封止されている。
【００２８】
支持ダイアフラム５０は、パッケージ１０の形状に合わせた外形形状を有するインコネルの薄板からなり、周囲縁部は上述したロアハウジング１１とアッパハウジング１２の縁部に挟まれて溶接等により接合されている。支持ダイアフラム５０の厚さは、例えば本実施形態の場合数十ミクロンであって、各台座プレート２１・２２より充分薄い厚さとなっている。また、支持ダイアフラム５０の中央部分には、センサチップ３０に圧力を導くための圧力導入孔５０ａが形成されている。支持ダイアフラム５０の両面には、支持ダイアフラム５０とパッケージ１０の接合部から周方向全体にわたってある程度隔間した位置に酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなる薄いリング状のロア台座プレート（第１の台座プレート）２１と、アッパ台座プレート（第２の台座プレート）２２と、が接合されている。
【００２９】
各台座プレート２１・２２は、支持ダイアフラム５０の厚さに対して上述の通り十分に厚くなっており、かつ支持ダイアフラム５０を両台座プレート２１・２２でいわゆるサンドイッチ状に挟み込む構造を有している。これによって、支持ダイアフラム５０と台座プレート２０の熱膨張率の違いによって発生する熱応力でこの部分が反るのを防止している。また、アッパ台座プレート２２には、酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアでできた上面視矩形状のセンサチップ３０が、酸化アルミニウムベースの接合材を介して接合されている。
【００３０】
センサチップ３０は、上面視で１ｃｍ角以下の大きさを有し四角角型の薄板からなるスペーサ３１と、スペーサ３１に接合されかつ圧力の印加に応じてひずみが生じるセンサダイアフラム３２と、センサダイアフラム３２に接合して真空の容量室（リファレンス室）３０Ａを形成するセンサ台座３３と、を有している。また、真空の容量室３０Ａと基準真空室１０Ｂとは、センサ台座３３の適所に穿設された図示しない連通孔を介して、略同一の真空度を保っている。なお、スペーサ３１、センサダイアフラム３２及びセンサ台座３３はいわゆる直接接合によって互いに接合され、一体化したセンサチップ３０を構成している。
【００３１】
また、センサチップ３０の容量室３０Ａには、センサ台座３３の凹み部３３ａに金又は白金等の導体でできた固定電極３３ｂ・３３ｃが形成されているとともに、これと対向するセンサダイアフラム３２の表面上に金又は白金等の導体でできた可動電極３２ｂ・３２ｃが形成されている。また、センサチップ３０の上面には、金又は白金からなるコンタクトパッド３５・３６が形成され、これらの固定電極３３ｂ・３３ｃと可動電極３２ｂ・３２ｃはコンタクトパッド３５・３６と図示しない配線によって接続されている。
【００３２】
電極リード部４０は、電極リードピン４１と、金属製の筒状シールド部材４２と、を備えている。電極リードピン４１は、金属製のシールド４２にガラスなどの絶縁性材料からなるハーメチックシール部４３によってその中央部分が埋設され、電極リードピン４１の両端部間で気密状態を保っている。電極リードピン４１の一端は、センサチップ３０に電気的に接続されている。また、電極リードピン４１の他端は、カバー１３の挿通孔１３ａを介してパッケージ１０の外部に露出し、シールドケーブル９０の芯線９１に接続されて圧力センサ１の出力を外部の信号処理部に伝達するようになっている。なお、筒状シールド部材４２とカバー１３との間にもハーメチックシール部６０が介在している。また、電極リードピン４１の一端には、導電性を有するコンタクトバネ４５・４６が接続されている。コンタクトバネ４５・４６は、圧力導入部１０Ａからプロセスガスなどの被測定流体が急に流れ込むことで発生する急激な圧力上昇により支持ダイアフラム５０が若干変移しても、コンタクトバネ４５・４６の付勢力がセンサチップ３０の測定精度に影響を与えない程度の十分な柔らかさを有している。
【００３３】
電極リードピン４１の他端とシールドケーブル９０との接続部は、電磁シールド部７０によって電磁シールドされる。電磁シールド部７０は、図１および図２に示すように、板状部７１ａを有する第一のシールド部材７１と、シールドケーブル９０の芯線９１を導入するとともに第一のシールド部材７１と結合して電極リードピン４１の他端とシールドケーブル９０の芯線９１との接続部を取り囲むハウジング部となる第二のシールド部材７２と、を有する単一の筐体として構成されている。本実施形態における第一及び第二のシールド部材７１・７２は、導電性を有するＳＵＳやコバール等の金属材料で構成されている。
【００３４】
第一のシールド部材７１の板状部７１ａには、複数（本実施形態においては４本）の電極リード部４０を導入する複数（４個）の導入孔７１ｂが設けられている。また、図１及び図２に示すように、第一のシールド部材７１の板状部７１ａの内底面（電磁シールド部７０の内側の面）と、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間には、平面視矩形状のインシュレータ（絶縁板）７３が配置されている。また、ハウジング部となる第二のシールド部材７２の天井面７２ａと、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間にも、平面視矩形状のインシュレータ（絶縁板）７４が配置されている。
【００３５】
また、電磁シールド部７０を構成する第一のシールド部材７１の板状部７１ａの外底面（電磁シールド部７０の外側の面）とカバー１３の表面との間には間隙が形成されており、この間隙において筒状シールド部材４２がパッケージ１０外部に露出している。この露出した筒状シールド部材４２の外周面は、図１及び図２に示すように、絶縁用の円環型部材であるテフロン（登録商標）ブッシュ８１と、導電性を有する円環型部材であるＳＵＳブッシュ８２と、で被覆されている。テフロン（登録商標）ブッシュ８１は、ＳＵＳブッシュ８２の下面とカバー１３の表面との間に介挿されている。
【００３６】
次に、図３を用いて、本実施形態に係る圧力センサ１の電磁シールド部７０の組立工程について説明する。
【００３７】
まず、図３（Ａ）に示すように、各電極リード部４０をカバー１３の挿通孔１３ａに挿通させてパッケージ１０の外部に露出させた状態で圧力センサ１を予め作製しておく。次いで、図３（Ｂ）に示すように、パッケージ１０の外部に露出した各電極リード部４０の筒状シールド部材４２に円環型部材であるテフロン（登録商標）ブッシュ８１を取り付けて、筒状シールド部材４２の外周面を被覆する。この際、カバー１３の表面にテフロン（登録商標）ブッシュ８１を載置し、カバー１３の表面にテフロン（登録商標）ブッシュ８１の下面を接触させるようにする。続いて、図３（Ｃ）に示すように、テフロン（登録商標）ブッシュ８１の上面にＳＵＳブッシュ８２を載置して、露出した各電極リード部４０の筒状シールド部材４２の外周面をＳＵＳブッシュ８２で被覆する。この際、テフロン（登録商標）ブッシュ８１の上面にＳＵＳブッシュ８２の下面を接触させるようにする。
【００３８】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、電磁シールド部７０を構成する第一のシールド部材７１の板状部７１ａに設けられた各導入孔７１ｂに、露出した各電極リード部４０を導入して、第一のシールド部材７１に各電極リード部４０の端部を取り付ける。続いて、図３（Ｅ）に示すように、第一のシールド部材７１の板状部７１ａの上にインシュレータ７３を載置する。なお、インシュレータ７３には、複数の電極リード部４０の電極リードピン４１を導入する複数の導入孔７３ａが設けられており、この導入孔７３ａに各電極リードピン４１を挿通させる。そして、図３（Ｅ）に示すように、インシュレータ７３から露出した各電極リードピン４１の端部（他端）と各シールドケーブル９０の芯線９１とを接続する。
【００３９】
次いで、図３（Ｆ）に示すように、各電極リードピン４１と各シールドケーブル９０との接続部の上にインシュレータ７４を載置する。続いて、図３（Ｇ）に示すように、ハウジング部となる第二のシールド部材７２をインシュレータ７４の上に被せて、各電極リードピン４１と各シールドケーブル９０との接続部を第二のシールド部材７２で取り囲み、第一のシールド部材７１と第二のシールド部材７２とを結合することにより、単一の筐体となる電磁シールド部７０を構成する。
【００４０】
以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、複数の各電極リードピン４１の他端とシールドケーブル９０の芯線９１との接続部を、単一の筐体として構成された電磁シールド部７０で一括して電磁シールドすることができる。従って、電極リードピン４１の本数に関わらず、電磁シールド部７０の構成部材（第一のシールド部材７１及び第二のシールド部材７２）を１個ずつ準備すればよいため、部品点数を削減することができ、生産性を向上させることができる。
【００４１】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、電磁シールド部７０の板状部７１ａの外底面とカバー１３の表面との間（電磁シールド部７０のリードピン導入用の複数の導入孔７１ｂと、カバー１３のハーメチックシール部６０と、の間）で露出した電極リード部４０の筒状シールド部材４２の外周面を、導電性のＳＵＳブッシュ８２で被覆することができる。従って、この露出した部分から電磁ノイズが侵入するのを防止することができる。
【００４２】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、ＳＵＳブッシュ８２の下面とカバー１３の表面との間に絶縁性のテフロン（登録商標）ブッシュ８１を介挿している。このため、外部から、カバー１３、ＳＵＳブッシュ８２、筒状シールド部材４２を順次経由して各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部に電磁ノイズが混入するのを防止することができる。
【００４３】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、電磁シールド部７０の板状部７１ａの内底面と、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間にインシュレータ７３を配置している。このため、圧力センサ１が振動して各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部７０の導電性の板状部７１ａに接触するのを防止することができる。
【００４４】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、電磁シールド部７０のハウジング部となる第二のシールド部材７２の天井面７２ａと、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間にインシュレータ７４を配置している。このため、圧力センサ１が振動して各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部７０の導電性の第二のシールド部材７２に接触するのを防止することができる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
続いて、図４を用いて、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ１Ａについて説明する。本実施形態に係る圧力センサ１Ａは、第１実施形態に係る圧力センサ１のカバー１３に形成される挿通孔１３ａの大きさ（開口面積）を広げてハーメチックシール部６０の領域を拡大するとともに、テフロン（登録商標）ブッシュ８１を省いたものであり、その他の構成については実質的に第１実施形態と共通である。このため、異なる構成を中心に説明することとし、共通する構成については第１実施形態と同様の符号を付して詳細な説明を省略することとする。
【００４６】
本実施形態に係る圧力センサ１Ａのカバー１３に形成される挿通孔１３Ａａの直径は、図４に示すように、ＳＵＳブッシュ８２の下面の直径よりも若干大きくなるように形成されている。この結果、カバー１３の挿通孔１３Ａａに挿通された電極リード部４０の筒状シールド部材４２と、挿通孔１３Ａａの内壁と、の間に形成されるハーメチックシール部６０Ａの断面の面積は、ＳＵＳブッシュ８２の下面の面積よりも若干大きくなっている。このようにハーメチックシール部６０Ａの領域が拡大しているため、仮にＳＵＳブッシュ８２がカバー１３に近接した状態で配置された場合においても、ＳＵＳブッシュ８２は、カバー１３に直接的に接触せずに絶縁性材料からなるハーメチックシール部６０Ａに接触することとなる。従って、テフロン（登録商標）ブッシュを設けることなく、カバー１３とＳＵＳブッシュ８２との間を絶縁することが可能となる。
【００４７】
以上説明した実施形態に係る圧力センサ１Ａにおいても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、テフロン（登録商標）ブッシュを準備する必要がない分、部品点数や組立工程数をさらに削減することができる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
続いて、図５を用いて、本発明の第３実施形態に係る圧力センサ１Ｂについて説明する。本実施形態に係る圧力センサ１Ｂは、第１実施形態に係る圧力センサ１のＳＵＳブッシュ８２を小型化するとともにテフロン（登録商標）ブッシュ８１を省いたものであり、その他の構成については実質的に第１実施形態と共通である。このため、異なる構成を中心に説明することとし、共通する構成については第１実施形態と同様の符号を付して詳細な説明を省略することとする。
【００４９】
本実施形態に係る圧力センサ１ＢのＳＵＳブッシュ８２Ｂの下面の直径は、図４に示すように、電極リード部４０の筒状シールド部材４２とカバー１３の挿通孔１３ａの内壁との間に形成されるハーメチックシール部６０の断面の面積よりも若干小さくなっている。このようにＳＵＳブッシュ８２Ｂを小型化しているため、仮にＳＵＳブッシュ８２Ｂがカバー１３に近接した状態で配置された場合においても、ＳＵＳブッシュ８２Ｂは、カバー１３に直接的に接触せずに絶縁性材料からなるハーメチックシール部６０に接触することとなる。従って、テフロン（登録商標）ブッシュを設けることなく、カバー１３とＳＵＳブッシュ８２Ｂとの間を絶縁することが可能となる。
【００５０】
以上説明した実施形態に係る圧力センサ１Ｂにおいても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、テフロン（登録商標）ブッシュを準備する必要がない分、部品点数や組立工程数をさらに削減することができる。
【００５１】
なお、以上の各実施形態においては、電磁シールド部を二つの部材（板状部を有する第一のシールド部材及びハウジング部となる第二のシールド部材）で構成した例を示したが、電磁シールド部の板状部及びハウジング部を同一の導電性材料で一体成形することもできる。このようにすると、電磁シールド部の板状部とハウジング部とを別々に準備する必要がなくなるため、部品点数を最大限削減することができる。
【００５２】
また、以上の各実施形態においては、支持ダイアフラム５０はインコネルでできていたが、必ずしもこれに限定されず、ステンレスやコバールなどの耐食性金属でできていても良い。また、台座プレート２０やセンサチップ３０はサファイアできていたが、必ずしもこの材質に限定されず、シリコンやアルミナ、シリコンカーバイド、又は石英などでできていても良い。また、コンタクトパッド３５・３６と電極リード部４０との接続部はいわゆるコンタクトバネ４５・４６の形態で構成されていたが、十分な可撓性を有すれば必ずしもこれに限定されず、板バネのような形態であっても良い。さらには、電極リード部４０とコンタクトパッド３５・３６を十分に柔らかい導電ワイヤで繋いでいても良い。また、センサチップ３０、台座プレート２０、電極リード部４０、パッケージ１０の形状は上述の実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５３】
また、以上の各実施形態は、静電容量式のセンサチップを用いた場合について説明したが、このセンサチップの代わりに例えばシリコンでできたピエゾ抵抗式センサチップを備えた圧力センサであっても、上述した構成を有することによって、発生した熱応力をハーメチックシール部に伝わるのを効果的に防止できる。
【符号の説明】
【００５４】
１・１Ａ・１Ｂ…圧力センサ
１０…パッケージ
１０Ａ…圧力導入部
１０Ｂ…基準真空室
１１…ロアハウジング
１２…アッパハウジング
１３…カバー
１３ａ・１３Ａａ…挿通孔
３０…センサチップ
４１…電極リードピン
４２…筒状シールド部材
６０・６０Ａ…ハーメチックシール部
７０…電磁シールド部
７１ａ…板状部
７１ｂ…導入孔
７２…第二のシールド部材（ハウジング部）
７２ａ…天井面
７３…インシュレータ（絶縁板）
７４…インシュレータ（絶縁板）
８１…テフロン（登録商標）ブッシュ（絶縁性ブッシュ）
８２・８２Ｂ…ＳＵＳブッシュ（導電性ブッシュ）
９０…シールドケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサに関し、特に、真空に近い圧力を測定するのに適した圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被測定圧力の変化を静電容量の変化として検出するダイアフラム構造を備えた圧力センサが広く知られている。例えば、現在においては、基準真空室と圧力導入部とを隔絶するセンサダイアフラムを有するセンサチップと、このセンサチップを収容するハウジング及びカバーからなるパッケージと、を備えた圧力センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような圧力センサにおいては、基準真空室内の圧力と、圧力導入部を介して印加される測定対象ガスの圧力と、の差により基準真空室側にセンサダイアフラムの中央部が撓み、センサチップの固定電極と可動電極との間隔が変化する。これにより、固定電極と可動電極との間の静電容量が変化し、この静電容量の変化を電極リード部によって圧力センサのカバーを貫通して外部に取り出すことにより、測定対象ガスの圧力を測定するようになっている。
【０００３】
ここで、前記した従来の圧力センサの電極リード部近傍の構成について、図６を用いて説明する。従来の圧力センサ１００の複数の電極リード部２００の各リードピン２１０は、パッケージ１１０を構成するカバー１２０を貫通してパッケージ１１０の外部に突出し、外部から導入されるシールドケーブル３００の芯線３１０に接続される。この際、ノイズが外部から混入しないように、各リードピン２１０とシールドケーブル３００の芯線３１０との接続部を電磁シールド構造４００で覆うこととしている。
【０００４】
従来は、図６に示すように、１個の電極リード部２００に対して１個の電磁シールド構造４００でシールドする方式を採用している。この方式で採用される各電磁シールド構造４００は、カバー１２０から突出した電極リード部２００の外周面を被覆する絶縁ブッシュ４１０、絶縁ブッシュ４１０の上面に載置される導電ブッシュ４２０、導電ブッシュ４２０上に配置され電極リード部２００の端部に接続されるロアシールドケース４３０、ロアシールドケース４３０と結合してシールドハウジングを構成するアッパシールドケース４４０等の部材で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６―３２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記したような従来の電磁シールド構造４００を採用すると、電極リード部２００がｎ個あれば各構成部材はｎ個ずつ必要となり、電極リード部２００の個数に比例して必要な構成部材の点数も増加することとなる。このため、センサの製造費用が嵩むことに加え、生産性が低下してしまうという問題があった。また、１個の電磁シールド構造４００で１本のシールドケーブル３００と１本のリードピン２１０との接続部をシールドしているため、電磁シールド構造４００が複数存在することとなる。このため、何れか一つの電磁シールド構造４００の組付作業に失敗すると、外部から接続部へとノイズが侵入することとなり、組付作業に時間と労力を要するにもかかわらずノイズが侵入し易い構造となっていた。
【０００７】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、被測定圧力の変化を検出するダイアフラム構造を備えた圧力センサにおいて、電磁シールド構造の部品点数を削減して生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る圧力センサは、筒状のハウジング及びこのハウジングの端部に接合される板状のカバーを有する導電性のパッケージと、パッケージの内部に形成される基準真空室と圧力導入部とを隔絶する圧力検出用のセンサチップと、一端がセンサチップに電気的に接続されるとともに他端がカバーの挿通孔を介してパッケージの外部に露出してシールドケーブルの芯線に接続される複数のリードピンと、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部を電磁シールドする電磁シールド部と、を備える圧力センサであって、電磁シールド部は、複数のリードピンを導入する複数の導入孔が設けられた導電性の板状部と、板状部と結合して各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部を取り囲む導電性のハウジング部と、を有する単一の筐体として構成されるものである。
【０００９】
かかる構成を採用すると、複数の各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部を、単一の筐体として構成された電磁シールド部で一括して電磁シールドすることができる。従って、リードピンの本数に関わらず、電磁シールド部の構成部材を１個ずつ準備すればよいため、部品点数を削減することができ、生産性を向上させることができる。
【００１０】
前記圧力センサにおいて、各リードピンの外周を覆う導電性の筒状シールド部材と、挿通孔と各筒状シールド部材との間を気密的に封止する封着用ガラスで構成されるハーメチックシール部と、電磁シールド部の板状部の外底面とカバーの表面との間で露出した筒状シールド部材の外周面を被覆する導電性ブッシュと、を備えることができる。
【００１１】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部の板状部の外底面とカバーの表面との間（電磁シールド部のリードピン導入用の複数の導入孔と、カバーのハーメチックシール部と、の間）で露出した筒状シールド部材の外周面を、導電性ブッシュで被覆することができる。従って、この露出した部分から電磁ノイズが侵入するのを防止することができる。
【００１２】
また、前記圧力センサにおいて、導電性ブッシュの下面とカバーの表面との間に絶縁性ブッシュを介挿することができる。
【００１３】
導電性ブッシュが、導電性のカバー及び筒状シールド部材に接触していると、外部からのノイズが、カバー、導電性ブッシュ、筒状シールド部材を順次経由して、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部に混入する虞があるが、導電性ブッシュの下面とカバーの表面との間に絶縁性ブッシュを介挿することにより、電磁ノイズが侵入する経路を遮断することができる。
【００１４】
また、前記圧力センサにおいて、電磁シールド部の板状部の内底面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板を配置することができる。
【００１５】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部の板状部の内底面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板が配置されるので、圧力センサが振動して各リードピンとシールドケーブルとの接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部の導電性の板状部に接触するのを防止することができる。
【００１６】
また、前記圧力センサにおいて、電磁シールド部のハウジング部の天井面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板を配置することもできる。
【００１７】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部のハウジング部の天井面と、各リードピンの他端とシールドケーブルの芯線との接続部と、の間に絶縁板が配置されるので、圧力センサが振動して各リードピンとシールドケーブルとの接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部の導電性のハウジング部に接触するのを防止することができる。
【００１８】
また、前記圧力センサにおいて、電磁シールド部の板状部及びハウジング部を同一の導電性材料で一体成形することもできる。
【００１９】
かかる構成を採用すると、電磁シールド部の板状部とハウジング部とを別々に準備する必要がなくなるため、部品点数を最大限削減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被測定圧力の変化を検出するダイアフラム構造を備えた圧力センサにおいて、電磁シールド構造の部品点数を削減して生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサの電磁シールド部の分解斜視図である。
【図３】図１に示す圧力センサの電磁シールド部の組立工程を説明するための説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る圧力センサの断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る圧力センサの断面図である。
【図６】従来の圧力センサの電磁シールド部の構成を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
まず、図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ１について説明する。本実施形態に係る圧力センサ１は、図１に示すように、パッケージ１０と、パッケージ１０内に収容された台座プレート２０と、同じくパッケージ１０内に収容され台座プレート２０に接合されたセンサチップ３０と、パッケージ１０に直接取付けられパッケージ１０内外を導通接続する複数の電極リード部４０と、を備えている。また、台座プレート２０は、パッケージ１０の内壁から離隔しており、支持ダイアフラム５０のみを介してパッケージ１０に支持されている。
【００２４】
パッケージ１０は、ロアハウジング１１、アッパハウジング１２及びカバー１３から構成されている。ロアハウジング１１及びアッパハウジング１２は耐食性の金属であるインコネルから構成され、カバー１３はガラスに近い熱膨張率を有するコバールで構成されており、それぞれ溶接により接合されている。
【００２５】
ロアハウジング１１は、径の異なる円筒体を連結した形状を備える部材であり、その大径部１１ａは支持ダイアフラム５０との接合部を有し、その小径部１１ｂは被測定流体が流入する圧力導入部１０Ａを形成している。なお、大径部１１ａと小径部１１ｂとの結合部にはバッフル１１ｃが形成され、バッフル１１ｃの周囲には周方向所定の間隔で圧力導入孔１１ｄが形成されている。バッフル１１ｃは、圧力導入部１０Ａからプロセスガスなどの被測定流体を後述するセンサチップ３０に直接到達させずに迂回させる役目を果たすものであり、センサチップ３０にプロセスガスの成分やプロセスガス中の不純物が堆積するのを防止するようになっている。
【００２６】
アッパハウジング１２は、略円筒体形状を有する部材であり、カバー１３、支持ダイアフラム５０、台座プレート２０及びセンサチップ３０とともに、パッケージ１０内に真空の基準真空室１０Ｂを形成している。基準真空室１０Ｂは、センサチップ３０によって、プロセスガスが導入される領域（圧力導入部１０Ａ）と隔てられている。基準真空室１０Ｂには、いわゆる（図示されていない）ゲッターと呼ばれる気体吸着物質が設けられており、真空度を維持している。また、アッパハウジング１２の支持ダイアフラム取付け側には、周方向適所にストッパ１２ａが突出形成されている。ストッパ１２ａは、被測定流体の急激な圧力上昇により台座プレート２０が過度に変移するのを規制する役目を果たしている。
【００２７】
カバー１３は、所定厚さを有する上面視円形状の板状部材であり、その中央部には複数の電極リード挿通孔１３ａが形成されている。電極リード挿通孔１３ａには電極リード部４０が埋め込まれており、電極リード部４０と電極リード挿通孔１３ａとの間は、封着用ガラスで構成されるハーメチックシール部６０によって気密的に封止されている。
【００２８】
支持ダイアフラム５０は、パッケージ１０の形状に合わせた外形形状を有するインコネルの薄板からなり、周囲縁部は上述したロアハウジング１１とアッパハウジング１２の縁部に挟まれて溶接等により接合されている。支持ダイアフラム５０の厚さは、例えば本実施形態の場合数十ミクロンであって、各台座プレート２１・２２より充分薄い厚さとなっている。また、支持ダイアフラム５０の中央部分には、センサチップ３０に圧力を導くための圧力導入孔５０ａが形成されている。支持ダイアフラム５０の両面には、支持ダイアフラム５０とパッケージ１０の接合部から周方向全体にわたってある程度隔間した位置に酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなる薄いリング状のロア台座プレート（第１の台座プレート）２１と、アッパ台座プレート（第２の台座プレート）２２と、が接合されている。
【００２９】
各台座プレート２１・２２は、支持ダイアフラム５０の厚さに対して上述の通り十分に厚くなっており、かつ支持ダイアフラム５０を両台座プレート２１・２２でいわゆるサンドイッチ状に挟み込む構造を有している。これによって、支持ダイアフラム５０と台座プレート２０の熱膨張率の違いによって発生する熱応力でこの部分が反るのを防止している。また、アッパ台座プレート２２には、酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアでできた上面視矩形状のセンサチップ３０が、酸化アルミニウムベースの接合材を介して接合されている。
【００３０】
センサチップ３０は、上面視で１ｃｍ角以下の大きさを有し四角角型の薄板からなるスペーサ３１と、スペーサ３１に接合されかつ圧力の印加に応じてひずみが生じるセンサダイアフラム３２と、センサダイアフラム３２に接合して真空の容量室（リファレンス室）３０Ａを形成するセンサ台座３３と、を有している。また、真空の容量室３０Ａと基準真空室１０Ｂとは、センサ台座３３の適所に穿設された図示しない連通孔を介して、略同一の真空度を保っている。なお、スペーサ３１、センサダイアフラム３２及びセンサ台座３３はいわゆる直接接合によって互いに接合され、一体化したセンサチップ３０を構成している。
【００３１】
また、センサチップ３０の容量室３０Ａには、センサ台座３３の凹み部３３ａに金又は白金等の導体でできた固定電極３３ｂ・３３ｃが形成されているとともに、これと対向するセンサダイアフラム３２の表面上に金又は白金等の導体でできた可動電極３２ｂ・３２ｃが形成されている。また、センサチップ３０の上面には、金又は白金からなるコンタクトパッド３５・３６が形成され、これらの固定電極３３ｂ・３３ｃと可動電極３２ｂ・３２ｃはコンタクトパッド３５・３６と図示しない配線によって接続されている。
【００３２】
電極リード部４０は、電極リードピン４１と、金属製の筒状シールド部材４２と、を備えている。電極リードピン４１は、金属製のシールド４２にガラスなどの絶縁性材料からなるハーメチックシール部４３によってその中央部分が埋設され、電極リードピン４１の両端部間で気密状態を保っている。電極リードピン４１の一端は、センサチップ３０に電気的に接続されている。また、電極リードピン４１の他端は、カバー１３の挿通孔１３ａを介してパッケージ１０の外部に露出し、シールドケーブル９０の芯線９１に接続されて圧力センサ１の出力を外部の信号処理部に伝達するようになっている。なお、筒状シールド部材４２とカバー１３との間にもハーメチックシール部６０が介在している。また、電極リードピン４１の一端には、導電性を有するコンタクトバネ４５・４６が接続されている。コンタクトバネ４５・４６は、圧力導入部１０Ａからプロセスガスなどの被測定流体が急に流れ込むことで発生する急激な圧力上昇により支持ダイアフラム５０が若干変移しても、コンタクトバネ４５・４６の付勢力がセンサチップ３０の測定精度に影響を与えない程度の十分な柔らかさを有している。
【００３３】
電極リードピン４１の他端とシールドケーブル９０との接続部は、電磁シールド部７０によって電磁シールドされる。電磁シールド部７０は、図１および図２に示すように、板状部７１ａを有する第一のシールド部材７１と、シールドケーブル９０の芯線９１を導入するとともに第一のシールド部材７１と結合して電極リードピン４１の他端とシールドケーブル９０の芯線９１との接続部を取り囲むハウジング部となる第二のシールド部材７２と、を有する単一の筐体として構成されている。本実施形態における第一及び第二のシールド部材７１・７２は、導電性を有するＳＵＳやコバール等の金属材料で構成されている。
【００３４】
第一のシールド部材７１の板状部７１ａには、複数（本実施形態においては４本）の電極リード部４０を導入する複数（４個）の導入孔７１ｂが設けられている。また、図１及び図２に示すように、第一のシールド部材７１の板状部７１ａの内底面（電磁シールド部７０の内側の面）と、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間には、平面視矩形状のインシュレータ（絶縁板）７３が配置されている。また、ハウジング部となる第二のシールド部材７２の天井面７２ａと、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間にも、平面視矩形状のインシュレータ（絶縁板）７４が配置されている。
【００３５】
また、電磁シールド部７０を構成する第一のシールド部材７１の板状部７１ａの外底面（電磁シールド部７０の外側の面）とカバー１３の表面との間には間隙が形成されており、この間隙において筒状シールド部材４２がパッケージ１０外部に露出している。この露出した筒状シールド部材４２の外周面は、図１及び図２に示すように、絶縁用の円環型部材であるテフロン（登録商標）ブッシュ８１と、導電性を有する円環型部材であるＳＵＳブッシュ８２と、で被覆されている。テフロン（登録商標）ブッシュ８１は、ＳＵＳブッシュ８２の下面とカバー１３の表面との間に介挿されている。
【００３６】
次に、図３を用いて、本実施形態に係る圧力センサ１の電磁シールド部７０の組立工程について説明する。
【００３７】
まず、図３（Ａ）に示すように、各電極リード部４０をカバー１３の挿通孔１３ａに挿通させてパッケージ１０の外部に露出させた状態で圧力センサ１を予め作製しておく。次いで、図３（Ｂ）に示すように、パッケージ１０の外部に露出した各電極リード部４０の筒状シールド部材４２に円環型部材であるテフロン（登録商標）ブッシュ８１を取り付けて、筒状シールド部材４２の外周面を被覆する。この際、カバー１３の表面にテフロン（登録商標）ブッシュ８１を載置し、カバー１３の表面にテフロン（登録商標）ブッシュ８１の下面を接触させるようにする。続いて、図３（Ｃ）に示すように、テフロン（登録商標）ブッシュ８１の上面にＳＵＳブッシュ８２を載置して、露出した各電極リード部４０の筒状シールド部材４２の外周面をＳＵＳブッシュ８２で被覆する。この際、テフロン（登録商標）ブッシュ８１の上面にＳＵＳブッシュ８２の下面を接触させるようにする。
【００３８】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、電磁シールド部７０を構成する第一のシールド部材７１の板状部７１ａに設けられた各導入孔７１ｂに、露出した各電極リード部４０を導入して、第一のシールド部材７１に各電極リード部４０の端部を取り付ける。続いて、図３（Ｅ）に示すように、第一のシールド部材７１の板状部７１ａの上にインシュレータ７３を載置する。なお、インシュレータ７３には、複数の電極リード部４０の電極リードピン４１を導入する複数の導入孔７３ａが設けられており、この導入孔７３ａに各電極リードピン４１を挿通させる。そして、図３（Ｅ）に示すように、インシュレータ７３から露出した各電極リードピン４１の端部（他端）と各シールドケーブル９０の芯線９１とを接続する。
【００３９】
次いで、図３（Ｆ）に示すように、各電極リードピン４１と各シールドケーブル９０との接続部の上にインシュレータ７４を載置する。続いて、図３（Ｇ）に示すように、ハウジング部となる第二のシールド部材７２をインシュレータ７４の上に被せて、各電極リードピン４１と各シールドケーブル９０との接続部を第二のシールド部材７２で取り囲み、第一のシールド部材７１と第二のシールド部材７２とを結合することにより、単一の筐体となる電磁シールド部７０を構成する。
【００４０】
以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、複数の各電極リードピン４１の他端とシールドケーブル９０の芯線９１との接続部を、単一の筐体として構成された電磁シールド部７０で一括して電磁シールドすることができる。従って、電極リードピン４１の本数に関わらず、電磁シールド部７０の構成部材（第一のシールド部材７１及び第二のシールド部材７２）を１個ずつ準備すればよいため、部品点数を削減することができ、生産性を向上させることができる。
【００４１】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、電磁シールド部７０の板状部７１ａの外底面とカバー１３の表面との間（電磁シールド部７０のリードピン導入用の複数の導入孔７１ｂと、カバー１３のハーメチックシール部６０と、の間）で露出した電極リード部４０の筒状シールド部材４２の外周面を、導電性のＳＵＳブッシュ８２で被覆することができる。従って、この露出した部分から電磁ノイズが侵入するのを防止することができる。
【００４２】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、ＳＵＳブッシュ８２の下面とカバー１３の表面との間に絶縁性のテフロン（登録商標）ブッシュ８１を介挿している。このため、外部から、カバー１３、ＳＵＳブッシュ８２、筒状シールド部材４２を順次経由して各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部に電磁ノイズが混入するのを防止することができる。
【００４３】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、電磁シールド部７０の板状部７１ａの内底面と、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間にインシュレータ７３を配置している。このため、圧力センサ１が振動して各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部７０の導電性の板状部７１ａに接触するのを防止することができる。
【００４４】
また、以上説明した実施形態に係る圧力センサ１においては、電磁シールド部７０のハウジング部となる第二のシールド部材７２の天井面７２ａと、各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部と、の間にインシュレータ７４を配置している。このため、圧力センサ１が振動して各電極リードピン４１とシールドケーブル９０との接続部が動いたとしても、この接続部が電磁シールド部７０の導電性の第二のシールド部材７２に接触するのを防止することができる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
続いて、図４を用いて、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ１Ａについて説明する。本実施形態に係る圧力センサ１Ａは、第１実施形態に係る圧力センサ１のカバー１３に形成される挿通孔１３ａの大きさ（開口面積）を広げてハーメチックシール部６０の領域を拡大するとともに、テフロン（登録商標）ブッシュ８１を省いたものであり、その他の構成については実質的に第１実施形態と共通である。このため、異なる構成を中心に説明することとし、共通する構成については第１実施形態と同様の符号を付して詳細な説明を省略することとする。
【００４６】
本実施形態に係る圧力センサ１Ａのカバー１３に形成される挿通孔１３Ａａの直径は、図４に示すように、ＳＵＳブッシュ８２の下面の直径よりも若干大きくなるように形成されている。この結果、カバー１３の挿通孔１３Ａａに挿通された電極リード部４０の筒状シールド部材４２と、挿通孔１３Ａａの内壁と、の間に形成されるハーメチックシール部６０Ａの断面の面積は、ＳＵＳブッシュ８２の下面の面積よりも若干大きくなっている。このようにハーメチックシール部６０Ａの領域が拡大しているため、仮にＳＵＳブッシュ８２がカバー１３に近接した状態で配置された場合においても、ＳＵＳブッシュ８２は、カバー１３に直接的に接触せずに絶縁性材料からなるハーメチックシール部６０Ａに接触することとなる。従って、テフロン（登録商標）ブッシュを設けることなく、カバー１３とＳＵＳブッシュ８２との間を絶縁することが可能となる。
【００４７】
以上説明した実施形態に係る圧力センサ１Ａにおいても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、テフロン（登録商標）ブッシュを準備する必要がない分、部品点数や組立工程数をさらに削減することができる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
続いて、図５を用いて、本発明の第３実施形態に係る圧力センサ１Ｂについて説明する。本実施形態に係る圧力センサ１Ｂは、第１実施形態に係る圧力センサ１のＳＵＳブッシュ８２を小型化するとともにテフロン（登録商標）ブッシュ８１を省いたものであり、その他の構成については実質的に第１実施形態と共通である。このため、異なる構成を中心に説明することとし、共通する構成については第１実施形態と同様の符号を付して詳細な説明を省略することとする。
【００４９】
本実施形態に係る圧力センサ１ＢのＳＵＳブッシュ８２Ｂの下面の直径は、図４に示すように、電極リード部４０の筒状シールド部材４２とカバー１３の挿通孔１３ａの内壁との間に形成されるハーメチックシール部６０の断面の面積よりも若干小さくなっている。このようにＳＵＳブッシュ８２Ｂを小型化しているため、仮にＳＵＳブッシュ８２Ｂがカバー１３に近接した状態で配置された場合においても、ＳＵＳブッシュ８２Ｂは、カバー１３に直接的に接触せずに絶縁性材料からなるハーメチックシール部６０に接触することとなる。従って、テフロン（登録商標）ブッシュを設けることなく、カバー１３とＳＵＳブッシュ８２Ｂとの間を絶縁することが可能となる。
【００５０】
以上説明した実施形態に係る圧力センサ１Ｂにおいても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、テフロン（登録商標）ブッシュを準備する必要がない分、部品点数や組立工程数をさらに削減することができる。
【００５１】
なお、以上の各実施形態においては、電磁シールド部を二つの部材（板状部を有する第一のシールド部材及びハウジング部となる第二のシールド部材）で構成した例を示したが、電磁シールド部の板状部及びハウジング部を同一の導電性材料で一体成形することもできる。このようにすると、電磁シールド部の板状部とハウジング部とを別々に準備する必要がなくなるため、部品点数を最大限削減することができる。
【００５２】
また、以上の各実施形態においては、支持ダイアフラム５０はインコネルでできていたが、必ずしもこれに限定されず、ステンレスやコバールなどの耐食性金属でできていても良い。また、台座プレート２０やセンサチップ３０はサファイアできていたが、必ずしもこの材質に限定されず、シリコンやアルミナ、シリコンカーバイド、又は石英などでできていても良い。また、コンタクトパッド３５・３６と電極リード部４０との接続部はいわゆるコンタクトバネ４５・４６の形態で構成されていたが、十分な可撓性を有すれば必ずしもこれに限定されず、板バネのような形態であっても良い。さらには、電極リード部４０とコンタクトパッド３５・３６を十分に柔らかい導電ワイヤで繋いでいても良い。また、センサチップ３０、台座プレート２０、電極リード部４０、パッケージ１０の形状は上述の実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５３】
また、以上の各実施形態は、静電容量式のセンサチップを用いた場合について説明したが、このセンサチップの代わりに例えばシリコンでできたピエゾ抵抗式センサチップを備えた圧力センサであっても、上述した構成を有することによって、発生した熱応力をハーメチックシール部に伝わるのを効果的に防止できる。
【符号の説明】
【００５４】
１・１Ａ・１Ｂ…圧力センサ
１０…パッケージ
１０Ａ…圧力導入部
１０Ｂ…基準真空室
１１…ロアハウジング
１２…アッパハウジング
１３…カバー
１３ａ・１３Ａａ…挿通孔
３０…センサチップ
４１…電極リードピン
４２…筒状シールド部材
６０・６０Ａ…ハーメチックシール部
７０…電磁シールド部
７１ａ…板状部
７１ｂ…導入孔
７２…第二のシールド部材（ハウジング部）
７２ａ…天井面
７３…インシュレータ（絶縁板）
７４…インシュレータ（絶縁板）
８１…テフロン（登録商標）ブッシュ（絶縁性ブッシュ）
８２・８２Ｂ…ＳＵＳブッシュ（導電性ブッシュ）
９０…シールドケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジング及びこのハウジングの端部に接合される板状のカバーを有する導電性のパッケージと、前記パッケージの内部に形成される基準真空室と圧力導入部とを隔絶する圧力検出用のセンサチップと、一端が前記センサチップに電気的に接続されるとともに他端が前記カバーの挿通孔を介して前記パッケージの外部に露出してシールドケーブルの芯線に接続される複数のリードピンと、前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部を電磁シールドする電磁シールド部と、を備える圧力センサであって、
前記電磁シールド部は、前記複数のリードピンを導入する複数の導入孔が設けられた導電性の板状部と、前記板状部と結合して前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部を取り囲む導電性のハウジング部と、を有する単一の筐体として構成される、
圧力センサ。
【請求項２】
前記各リードピンの外周を覆う導電性の筒状シールド部材と、
前記挿通孔と前記各筒状シールド部材との間を気密的に封止する封着用ガラスで構成されるハーメチックシール部と、
前記電磁シールド部の前記板状部の外底面と前記カバーの表面との間で露出した前記筒状シールド部材の外周面を被覆する導電性ブッシュと、
を備える、
請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記導電性ブッシュの下面と前記カバーの表面との間に介挿される絶縁性ブッシュをさらに備える、
請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記電磁シールド部の前記板状部の内底面と、前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部と、の間に配置される絶縁板を備える、
請求項１から３の何れか一項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記電磁シールド部の前記ハウジング部の天井面と、前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部と、の間に配置される絶縁板を備える、
請求項１から４の何れか一項に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記電磁シールド部の前記板状部及び前記ハウジング部は、同一の導電性材料で一体成形されてなる、
請求項１から５の何れか一項に記載の圧力センサ。
【請求項１】
筒状のハウジング及びこのハウジングの端部に接合される板状のカバーを有する導電性のパッケージと、前記パッケージの内部に形成される基準真空室と圧力導入部とを隔絶する圧力検出用のセンサチップと、一端が前記センサチップに電気的に接続されるとともに他端が前記カバーの挿通孔を介して前記パッケージの外部に露出してシールドケーブルの芯線に接続される複数のリードピンと、前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部を電磁シールドする電磁シールド部と、を備える圧力センサであって、
前記電磁シールド部は、前記複数のリードピンを導入する複数の導入孔が設けられた導電性の板状部と、前記板状部と結合して前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部を取り囲む導電性のハウジング部と、を有する単一の筐体として構成される、
圧力センサ。
【請求項２】
前記各リードピンの外周を覆う導電性の筒状シールド部材と、
前記挿通孔と前記各筒状シールド部材との間を気密的に封止する封着用ガラスで構成されるハーメチックシール部と、
前記電磁シールド部の前記板状部の外底面と前記カバーの表面との間で露出した前記筒状シールド部材の外周面を被覆する導電性ブッシュと、
を備える、
請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記導電性ブッシュの下面と前記カバーの表面との間に介挿される絶縁性ブッシュをさらに備える、
請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記電磁シールド部の前記板状部の内底面と、前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部と、の間に配置される絶縁板を備える、
請求項１から３の何れか一項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記電磁シールド部の前記ハウジング部の天井面と、前記各リードピンの前記他端と前記シールドケーブルの芯線との接続部と、の間に配置される絶縁板を備える、
請求項１から４の何れか一項に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記電磁シールド部の前記板状部及び前記ハウジング部は、同一の導電性材料で一体成形されてなる、
請求項１から５の何れか一項に記載の圧力センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２５８７６（Ｐ２０１２−２２５８７６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６１５１（Ｐ２０１１−９６１５１）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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