专利名称：压力传感器用膜片和压力传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及压力传感器用膜片和搭载了该膜片的压力传感器，特别 适合于改善膜片的经年劣化。
背景技术：
以往，公知有水压计、气压计、压力差计等使用压电振动元件作为 感压元件的压力传感器。所述压电振动元件例如在板状的压电基板上形 成电极图案，将力的检测方向设定成检测轴，当在该检测轴的方向上作 用有压力时，所述压电振子的谐振频率变化，根据该谐振频率的变化来
检测压力。在专利文献1 3中，公开了使用压电振动元件作为感压元件 的压力传感器。通过压力导入口对波纹管施加压力时，与该波纹管的有 效面积对应的力经由以枢轴(挠曲铰链)为支点的力传递单元，以压縮 力或拉伸力的形式将力F施加到压电振动元件上。在所述压电振子上产 生与该力F对应的应力，通过该应力使谐振频率变化。该压力传感器通 过检测在压电振子上产生的谐振频率的变化来测定压力。
使用专利文献1等中公开的例子说明现有的压力传感器。图10是示 出现有的压力传感器的结构的示意图。
图10所示的现有的压力传感器501具有具有对置配置的第1和第 2压力输入口 502、 503的框体504;和框体504内部的力传递部件505， 以夹持力传递部件505的一端的方式连接第1波纹管506和第2波纹管 507。而且，第1波纹管506的另一端与第1压力输入口 502连接，第2 波纹管507的另一端与第2压力输入口 503连接。进而，在力传递部件 505的另一端和基板508的不是枢轴(支点)侧的端部之间配置有双音叉 型振子509作为感压元件。
这里，在压力传感器中，在高精度地检测压力的情况下，在波纹管
5内部填充有液体。作为所述液体， 一般使用粘性高的硅油等油，以防止 气泡进入波纹管的内部或内部的波纹部分或者积存。
这样，在第1波纹管506内部填充具有粘性的油510，并构成为在 压力测定的对象为液体的情况下，通过在第1压力输入口 502上开设的 开口部511使液体与油510接触并相对。另外，开口部511的开口直径 被设定为不会使油510泄漏到外部。
在这种结构的压力传感器501中，在通过作为压力测定对象的液体 对填充在第1波纹管506内部的油510施加压力F时，压力F经由第1 波纹管506施加到力传递部件505 (被枢轴支承的摆动杆)的一端。另一 方面，在第2波纹管507上施加大气压，与大气压相当的力施加在力传 递部件505的一端。
其结果，经由力传递部件505的另一端，与通过作为压力测定对象 的液体施加的压力F和大气压之间的压力差相当的力以基板508的枢轴 为支点，作为压縮力或者拉伸力施加到双音叉型振子509上。对双音叉 型振子509施加压縮力或者拉伸力时，在双音叉型振子509上产生应力， 谐振频率根据所述应力的大小而变化，所以，通过测定该谐振频率，能
够检测压力F的大小。
另一方面，在专利文献4中提出了如下结构的压力传感器采用在 所述压力传感器中使用的以枢轴(挠曲铰链)为支点的摆动杆，而不采 用高价的力传递单元(悬臂)。在传感器外壳内，在一条直线上排列2个 波纹管，并在波纹管之间夹入支座，利用沿着波纹管的伸縮方向的支座 的动作，来检测由于被导入到各个波纹管中的压力差所引起的压力变动。 因此，在第1波纹管的一端和第2波纹管的一端之间夹入振子粘接用支 座，利用第2波纹管的外周侧，将感压元件的两端分别固定于所述支座 和第2波纹管的另一端侧的外壳壁面上。而且，采用如下结构在之间 夹持第2波纹管的线对称位置上配置加强板，将该加强板的两端分别固 定于所述支座和所述外壳壁面上。
进而，在专利文献5中，关于专利文献4中公幵的所述压力传感器， 为了解决针对来自与波纹管的压力检测轴方向正交的方向的冲击的强度较弱的课题，提出了如下的压力传感器在与压力检测轴方向正交的方 向上，使用加强用弹性部件(所谓的弹簧)连接所述支座和外壳。
接着，在专利文献6、 7中，公开了为了检测发动机内部的油压而固 定在发动机机体上使用的压力传感器。该压力传感器由输出与所施加的 压力对应的电信号的传感部、承受压力的受压用膜片部、以及用于从膜 片向传感部传递压力的压力传递部件构成，具体而言，在中空金属管的 一个端面设置受压用的第1膜片，在另一端面设置检测用的第2膜片，
在管内，在所述第l、第2膜片之间夹设力传递部件。力传递部件是由金
属或陶瓷构成的中心轴，将其以施加有预应力的状态夹设于一对膜片之
间。而且，在第2膜片的外端面上贴附有作为压力检测元件的具有应变 仪功能的芯片，通过力传递部件将由第1膜片承受的压力传递到第2膜 片，并通过应变仪芯片将第2膜片的变形转换成电信号，从而检测发动 机油压。
进而，在专利文献8、 9中，示出具有如下结构的压力传感器通过 膜片对内置了感压元件的外壳的压力输入口进行密封，其中公开了通过 激光熔接或电子束熔接等对膜片进行焊接的结构。此时，在膜片和外壳 的熔接部位呈环状地形成板条(熔接凝固部)。
专利文献1日本特开昭56-119519号公报
专利文献2日本特开昭64-9331号公报
专利文献3日本特开平2-228534号公报
专利文献4日本特开2005-121628号公报
专利文献5日本特开2007-57395号公报
专利文献6日本特开2006-194736号公报
专利文献7日本特开2007-132697号公报
专利文献8日本特开2005-106527号公报
专利文献9日本特开2005-106528号公报
但是，在专利文献1 3的发明中，如图IO所示的压力传感器那样， 填充于第1波纹管506中的油510与构成压力传感器501的要素、例如 力传递部件505、双音叉型振子509等相比，热膨胀系数较大，所以，构成压力传感器501的各部件因温度变化而产生热应变。这样的热应变作
为不必要的应力而作用在双音叉型振子509上，因此，存在所测定的压 力值产生误差从而使压力传感器的特性恶化的问题。
并且，填充于第1波纹管506中的油610与作为压力测定对象的液 体接触并相对，但是，根据压力传感器的设置方法不同，有时油510会 流出到作为压力测定对象的液体侧，或者液体流入到第1波纹管506侦ij， 所以，有时会在填充于第1波纹管506中的油510内产生气泡。当在油 510内产生气泡时，作为压力的传递介质发挥功能的油510无法经由力传 递部件505将力稳定地传递到双音叉型振子，因此，压力测定有可能产 生误差。
进而，如上所述，由于油510与作为压力测定对象的液体接触并相 对，因此根据压力传感器的设置方法不同，油510可能会流出到作为压 力测定对象的液体侧，在用于对忌讳有异物混入的洁净液体进行压力测 定时，存在无法使用采用了油510的现有压力传感器的问题。
进而，现有的压力传感器501的力传递部件505具有复杂结构，在 使压力传感器小型化时成为障碍。并且，由于力传递部件505构成为需 要有径部较细的挠曲铰链，因此成为高成本的部件，存在使压力传感器 的制造成本升高的问题。
专利文献4和5中提出的压力传感器在姿势倾斜时，波纹管会发生 下垂，所以，对感压元件(双音叉振子)施加的力产生变化，由此，存 在谐振频率也发生变动的问题。
进而，由于构成为将内部填充有油的管与压力传感器的压力导入口 连接，并使该管的另一端与被测定液体接触，因此如专利文献1 3中所 揭示的那样，填充于波纹管或管中的油与作为压力测定对象的液体接触 并相对，因而根据压力传感器的设置方法不同，有时油会流出到作为压 力测定对象的液体侧，或者液体流入到波纹管侧，所以，有时在填充于 波纹管中的油内产生气泡，当在油内产生气泡时，作为压力的传递介质 发挥功能的油无法经由支座将力稳定地传递到双音叉型振子，所以，存 在压力测定产生误差的问题。
8在专利文献5中，构成为利用由板簧构成的加强用弹性部件将夹在 波纹管之间的支座支承在外壳侧面，因此不可否认的是会作用有抑制支 座伴随波纹管的轴向移动而动作的力。因此，有可能导致压力检测灵敏 度劣化。并且，当为了使支承变得坚固而增大加强用弹性部件的硬度时， 存在抑制波纹管的运动从而使压力检测灵敏度劣化的问题。
进而，在专利文献4、 5中，由于加强板与感压元件隔着波纹管对置 配置于线对称位置上，因此存在抑制波纹管的运动从而使压力检测灵敏 度劣化的问题。
在专利文献6、 7中，虽然膜片和轴以施加有预应力的状态接触，但 是，由于压力传感器在高温高压下使用，因此进行刚性固定时，有可能 因各部件的热膨胀的不同而使机构被破坏，所以，考虑到该热膨胀，只 不过将膜片和轴点接触，并未使用粘接剂等粘接单元进行粘接。因此， 由于压力变动而使膜片和轴工作时，点接触部偏离的可能性非常高，在 接触点偏离的过程中，作用于膜片和轴两者上的力会泄漏，因而存在无 法进行高精度的压力检测的问题。并且，由于专利文献6、 7中记载的压 力传感器原本就是在高温高压下使用的压力传感器，因此为了在受压部 和传感部之间留出距离以避免对传感部的芯片等产生热影响，优选力传 递部件尽量长，因此，并不优选应用于实现小型化的技术。此外，在专 利文献6、 7的情况下，在一对膜片之间夹设有轴来进行力的传递，但是， 由于构成为在传感部的膜片上安装传感器芯片，因此膜片的性状在受压 侧和传感部侧是不同的，因而存在无法提高计测精度的较大缺点。
进而，在专利文献8、 9所记载的压力传感器的结构中，当停止熔接 用的激光或电子束的照射时，在板条上产生急冷导致的热应变，特别容 易产生裂缝等，所以，在使用搭载了这种膜片的压力传感器的情况下， 承受来自外部的压力的膜片反复变形，在板条上反复产生应变，所以， 裂缝成长，产生膜片的经年劣化和破损的问题。
进而，由于激光照射时的热而膨胀的膜片在激光照射停止后随着冷 却而收縮，所以，此时产生的残留应力集中于膜片的受压部中央区域， 因此，所述中央区域不均匀地产生应变，存在压力传感器的灵敏度劣化的问题。
进而，熔接部位由于激光照射的熔接温度高而进一步成为高热，因 此，存在容易引起脆性破坏的问题。
发明内容
因此，本发明用于解决上述问题点，其目的在于提供如下的压力传 感器用的膜片该膜片承受压力而挠曲变形，特别地，该膜片成为在膜 片和安装有膜片的外壳的接合部难以受到应力的形状，改善经年劣化， 抑制不均匀的压縮应力的产生，难以引起脆性破坏。并且，其目的在于 提供如下的压力传感器该压力传感器搭载有上述膜片，不使用作为受 压介质的油，能够以很少的工序进行制造，成品率良好且能够实现小型 化，难以引起经年劣化，灵敏度良好。
本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为下 面的应用例来实现。
应用例1
一种压力传感器用膜片，该压力传感器用膜片呈同心 圆状一体地具有中央部和周缘部，该中央部的外表面受到外部压力而变 形，内表面形成向外壳内部的感压元件传递力的膜片主体，该周缘部在 所述中央部的外侧，与形成在外壳上的压力输入口的外周熔接，所述压 力传感器用膜片封闭所述压力输入口，其特征在于，在所述中央部和所 述周缘部之间形成有阶梯壁。
根据上述结构，由于膜片变形导致的应力集中于中央部和阶梯壁的 边界，能够使熔接部分和应力集中部分在位置上相分离，所以，能够抑 制所述应力传递到外壳的熔接对象的周缘部。因此，即使在熔接时在板 条上产生裂缝，也能够抑制由于所述应力导致的裂缝的成长，能够改善 膜片的经年劣化即能够延长寿命。并且，根据上述结构，在阶梯区域中 缓和周缘部中由于熔接后的冷却而产生的残留应力，所以，能够抑制中 央部不均匀地产生应变，能够抑制膜片的灵敏度的劣化。
应用例2根据应用例1所述的压力传感器用膜片，其特征在于.. 在形成所述膜片主体的中央部，以与所述阶梯壁为同心圆状的方式形成有壁。
在针对膜片的压力急剧变化的情况下，膜片振动。但是，通过设置 壁，壁向内侧反射所述振动，将所述振动封闭在内侧的区域中，因此， 能够抑制所述振动传递到板条而使板条中的裂缝成长。
应用例3根据应用例1或2所述的压力传感器用膜片，其特征 在于，在所述阶梯壁的内周面嵌入具有模仿所述阶梯壁的内周的形状的 外形的环，能够约束所述阶梯壁的变形。
由此，环可抑制阶梯壁向中央部侧位移，所以，与应用例1的情况 相比，能够有效地使基于膜片变形的应力集中于膜片主体即中央部和阶 梯壁之间，能够抑制应力传递到与外壳熔接的周缘部。
应用例4根据应用例1 3中的任一项所述的压力传感器用膜片， 其特征在于，所述膜片由与所述外壳相同的材料形成。
通过使膜片的材料与外壳的材料相同，能够抑制由于从外壳到膜片 的温度变化而产生的应力，能够抑制膜片的经年劣化。
应用例5
一种压力传感器用膜片，其特征在于，该压力传感器 用膜片在圆盘状的膜片主体、圆筒部、熔接部和周缘部之间形成有阶梯， 该膜片主体受到外部压力而挠曲变形，该圆筒部一体地设于该膜片主体 的周缘，且能够嵌入到传感器外壳的压力输入口的内壁面中，该熔接部 与设于该圆筒部的端缘的所述传感器外壳熔接，该周缘部成为所述膜片 主体的挠曲基点。
根据上述结构，基于膜片挠曲变形的应力集中于膜片主体和圆筒部 的边界，能够使熔接部分和应力集中部分在位置上相分离，所以，能够 抑制所述应力传递到圆筒部端缘的熔接部。因此，即使在熔接时在板条 上产生裂缝，也能够抑制由于所述应力导致的裂缝的成长，能够改善膜 片的经年劣化即能够延长寿命。并且，根据上述结构，针对膜片主体外 缘缓和由于熔接圆筒体缘部后的冷却而产生的残留应力，所以，能够抑 制膜片主体不均匀地产生应变，能够抑制膜片的灵敏度的劣化。
应用例6根据应用例5所述的压力传感器用膜片，其特征在于， 在所述圆筒部端缘形成凸缘而成为帽形膜片，将所述凸缘部作为与所述外壳熔接的熔接部。
在这种结构中，能够增大熔接部和膜片主体的挠曲基点部之间的分 离距离，所以，能够抑制基于膜片主体的挠曲变形的应力作用于熔接部， 劣化防止效果高。
应用例7根据应用例5所述的压力传感器用膜片，其特征在于， 将与所述压力输入口的开口缘部相接的所述圆筒部端缘作为与所述传感 器外壳熔接的熔接部。
在这种结构中，能够通过阶梯防止由于膜片主体变形引起的应力作 用于熔接部，同时，熔接部为圆筒部的外缘，所以，为了在熔接时进行 散热，能够使形成于外壳侧的隔热槽接近圆筒部，能够减小膜片安装用 的尺寸，从而能够减小安装有该膜片的压力传感器的尺寸。
应用例8
一种压力传感器，其特征在于，以使应用例1 7中的
任一项所述的压力传感器用膜片覆盖所述压力输入口的外周的方式，将 所述膜片的周缘部熔接。
根据上述结构，在阶梯区域中缓和周缘部中由于熔接后的冷却而产 生的残留应力，能够抑制中央部的膜片主体不均匀地产生应变。由此， 与中央部连接的力传递单元的位移方向不会产生偏离，防止了从膜片到 感压元件的力传递的损失，成为不会对灵敏度特性造成不良影响的压力 传感器。
应用例9根据应用例8所述的压力传感器，其特征在于，在所 述周缘部的附近形成有隔热槽。
通过隔热槽来减小压力输入口的熔接部位的体积而降低热容量，所 以，能够降低熔接时的热量，由此，能够将熔接温度抑制得较低，所以， 能够抑制由于熔接部位的热应变而导致的脆性破坏。而且，还能够减小 熔接结束后的冷却过程中的膜片的收縮率，所以，成为降低残留应力的 压力传感器。
应用例IO根据应用例8所述的压力传感器，其特征在于，在所 述压力输入口的内壁上形成有锪孔，所述中央部和所述缓冲部与所述锪 孔相接。由此，当膜片向外侧变形时，应力集中于中央部和阶梯区域的边界， 当膜片向内侧变形时，应力集中于中央部和锪孔的角的抵接部分。由此， 减少了对中央部和阶梯区域的边界施加的应力的频度，成为抑制了经年 劣化的压力传感器。
应用例11
一种压力传感器，其特征在于，该压力传感器具有 外壳，其具有压力输入口；外表面为受压面的膜片，其封闭该外壳的所 述压力输入口；力传递单元，其在所述外壳内部与所述膜片的中央区域 连接，与该膜片连动地在与该膜片的受压面垂直的方向上运动；以及感 压部，其与该力传递单元和所述外壳连接，沿着与所述膜片的受压面垂 直的轴设定检测轴，所述膜片在圆盘状的膜片主体、圆筒部、熔接部和 周缘部之间形成有阶梯，该膜片主体受到外部压力而挠曲变形，该圆筒 部一体地设于该膜片主体的周缘，且能够嵌入到传感器外壳的压力输入 口的内壁面中，该熔接部与设于该圆筒部的端缘的所述传感器外壳熔接， 该周缘部成为所述膜片主体的挠曲基点。
根据上述结构，将承受被压力测定环境的压力的受压介质作为膜片， 压力传感器不需要作为接收介质的油，所以，油不会流出到压力被测定 环境侧，例如，能够用于对作为压力被测定环境忌讳有异物混入的洁净 液体进行压力测定等的用途。并且，停止使用热膨胀系数大的受压介质 即油，所以，能够大幅提高压力传感器的温度特性。特别地，基于膜片 的挠曲变形的应力集中于膜片主体和圆筒部的边界，能够使熔接部分和 应力集中部分在位置上相分离，所以，能够抑制所述应力传递到圆筒部 端缘的熔接部。因此，即使在熔接时在板条上产生裂缝，也能够抑制由 于所述应力导致的裂缝的成长，能够改善膜片的经年劣化即能够延长寿 命。并且，根据上述结构，针对膜片主体外缘缓和由于熔接圆筒体缘部 后的冷却而产生的残留应力，所以，能够抑制膜片主体不均匀地产生应 变，能够抑制膜片的灵敏度的劣化。
应用例12根据应用例10所述的压力传感器，其特征在于，将 与所述压力输入口的开口缘部相接的所述圆筒部端缘作为与所述传感器 外壳熔接的熔接部。根据该结构，能够通过阶梯防止由于膜片主体变形引起的应力作用 于熔接部，同时，熔接部为圆筒部的外缘，所以，为了在熔接时进行散 热，能够使形成于外壳侧的隔热槽接近圆筒部，能够减小膜片安装用的 尺寸，从而能够减小安装有该膜片的压力传感器的尺寸。
应用例13
一种压力传感器，其特征在于，该压力传感器具有 外壳； 一对压力输入口，其同轴地设置在该外壳的对置的端面板上；外 表面为受压面的第l、第2膜片，其封闭所述压力输入口；力传递单元， 其在所述外壳内部连接所述膜片的内表面的中央区域彼此；以及感压元
件，其一端与该力传递单元的中途连接，另一端与所述外壳连接，并且， 与垂直于所述膜片的受压面的轴平行地排列检测轴，所述膜片在圆盘状 的膜片主体、圆筒部、熔接部和周缘部之间形成有阶梯，该膜片主体受 到外部压力而挠曲变形，该圆筒部一体地设于该膜片主体的周缘，且能 够嵌入到传感器外壳的压力输入口的内壁面中，该熔接部与设于该圆筒 部的端缘的所述传感器外壳熔接，该周缘部成为所述膜片主体的挠曲基 点，将与所述压力输入口的开口缘部相接的所述圆筒部端缘作为与所述 传感器外壳熔接的熔接部。
根据该结构，作为相对压传感器，能够使用无油的小型压力传感器， 并且，基于膜片挠曲变形的应力集中于膜片主体和圆筒部的边界，能够 使熔接部分和应力集中部分在位置上相分离，所以，能够抑制所述应力 传递到圆筒部端缘的熔接部。因此，即使在熔接时在板条上产生裂缝， 也能够抑制由于所述应力导致的裂缝的成长，能够改善膜片的经年劣化 即能够延长寿命。
应用例14
一种压力传感器，其特征在于，该压力传感器具有 外壳；压力输入口，其设置在该外壳的端面板上；外表面为受压面的膜 片，其封闭所述压力输入口；力传递单元，其在所述外壳内部，在所述 膜片的内表面的中央区域配置在与该膜片的受压面垂直的轴线上，且与 对置的外壳端面板连接；以及感压元件，其一端与该力传递单元的中途 连接，另一端与所述外壳连接，并且，与垂直于所述膜片的受压面的轴 同轴地设定检测轴，所述膜片在圆盘状的膜片主体、圆筒部、熔接部和
14周缘部之间形成有阶梯，该膜片主体受到外部压力而挠曲变形，该圆筒 部一体地设于该膜片主体的周缘，且能够嵌入到传感器外壳的压力输入 口的内壁面中，该熔接部与设于该圆筒部的端缘的所述传感器外壳熔接， 该周缘部成为所述膜片主体的挠曲基点，将与所述压力输入口的开口缘 部相接的所述圆筒部端缘作为与所述传感器外壳熔接的熔接部。
根据这种结构，作为绝对压传感器，能够使用无油的小型压力传感 器，并且，基于膜片挠曲变形的应力集中于膜片主体和圆筒部的边界， 能够使熔接部分和应力集中部分在位置上相分离，所以，能够抑制所述 应力传递到圆筒部端缘的熔接部。因此，即使在熔接时在板条上产生裂 缝，也能够抑制基于所述应力的裂缝的成长，能够改善膜片的经年劣化 即能够延长寿命。
图1是示出第1实施方式的压力传感器和该压力传感器所使用的膜 片的示意剖面图和主要部分放大剖面图。
图2是第1实施方式的压力传感器用膜片的平面图和剖面图。
图3是第2实施方式的压力传感器用膜片的剖面图和压力传感器安
装部的放大剖面示意图。
图4是第3实施方式的膜片的平面图和外壳装配部的主要部分放大 剖面图。
图5是第4实施方式的膜片的平面图和剖面图。
图6是第5实施方式的压力传感器的主要部分详细剖面图。
图7是第6实施方式的压力传感器的主要部分详细剖面图。
图8是第7实施方式的压力传感器的概略剖面图。
图9是第8实施方式的压力传感器的概略剖面图。
图IO是示出现有例的压力传感器的结构例的剖面图。
标号说明
10:压力传感器；12:外壳；14:第1部件；16:第2部f卜"、 支承杆；20:第3部件；22:接头；24:第1压力输入口； 2.5:闳缘锪孑L; 26:第2压力输入口； 27:隔热槽；28:贯通孔；30:固定部件； 32:膜片；34:力传递单元；36:轴；38:感压元件；40:中央部；41: 边界；42:缓冲部；44:周缘部；46:板条；50:压力传感器；52:外 壳；54:第l压力输入口； 56:第2压力输入口； 58:锪孔；60:贯通 孔；70:膜片；72:中央部；73:边界；74:缓冲部；76:周缘部；78.-环；79:板条；80:膜片；82:中央部；84:缓冲部；86:周缘部；88: 壁；90:压力传感器；92:膜片；94:外壳；96:膜片主体(中央部)； 98:压力输入口； 100:圆筒部(缓冲部)；102:熔接部(板条)；104: 膜片主体外周缘部；106:隔热槽；110:压力传感器；112:膜片；114: 膜片主体；116:中心区域；118:环状槽；120:压力传感器(第7); 122: 外壳；124:密封端子板；126:凸缘端面板；128:圆筒侧壁；130:第1 压力输入口； 132:第2压力输入口； 134:贯通孔；112A:第l膜片； 112B:第2膜片；136:轴(力传递单元)；138:可动部；140:感压元 件；142:凸台部；144:支承杆；150:压力传感器(第7); 152:外壳； 154:密封端子板；156:凸缘端面板；158:圆筒侧壁；160:压力输入 口； 164:贯通孔；112:膜片；166:轴(力传递单元)；168:可动部； 170:感压元件；172:支座。
具体实施例方式
下面，使用图示的实施方式详细说明本发明的压力传感器用膜片和 搭载了该膜片的压力传感器。但是，该实施方式所记载的结构要素、种 类、组合、形状及其相对配置等只要没有特定记载，则不是将本发明的 范围仅限定于其中的主旨，只不过是简单的说明例。
图1示出本发明的压力传感器的第1实施方式。图1 (a)是示出压 力传感器的概要的示意剖面图，图l (b)是示出图l (a)的膜片的熔接 部位的局部详细图。第1实施方式的压力传感器IO具有圆筒形的外形， 由外壳12、膜片32、力传递单元34即轴36、以及感压元件38等构成。
外壳12将内部真空密封并收纳后述的各结构要素。由此，压力传感 器10能够提高感压元件38的Q值，确保稳定的谐振频率，因此能够确保压力传感器10的长期稳定性。
并且，外壳12整体的外形由以下部分构成构成上端面板的圆盘状
的第1部件14、构成下端面板的圆盘上的第2部件16、接合第1部件14 和第2部件16的支承杆18、以及形成覆盖第1部件14和第2部件16的 侧面的圆筒侧壁的第3部件20。第1部件14和第2部件16是具有同一 直径的部件。第1部件14和第2部件16使分别向外部突出的接头22在 构成同心圆的位置突出，使第1压力输入口24、第2压力输入口26在该 接头22上开口。而且，连通第1部件14和第1压力输入口24 (第2部 件16和第2压力输入口 26)的贯通孔28形成在所述同心圆的中心位置。
支承杆18具有一定的刚性，形成在第1部件14和第2部件16相互 对置的位置，通过插入到模仿支承杆18的截面外形的形状的细长孔(未 图示)中来进行接合，由此，在第1部件14、第2部件16和支承杆18 之间获得刚性，能够在压力传感器10的组装时和使用时，抑制相对于后 述感压元件38的不必要的应变。另外，在图示中记载了2根支承杆18， 但是，也可以使用1根或3根以上。
关于外壳12的材质，为了缓和由于热膨胀而引起的压力传感器10 的误差，优选收纳支承杆18和感压元件38的部分的周围为热膨胀系数 小的金属或陶瓷。
而且，在第1压力输入口 24和第2压力输入口 26上安装有根据测 定对象的液体或气体的压力而挠曲的膜片32 (第1膜片32a、第2膜片 32b)，将贯通孔28密封并露出于外部。
膜片32 (第l膜片32a、第2膜片32b)从内侧起由中央部(膜片主 体)40、形成于该中央部(膜片主体)40的外缘的圆筒状的缓冲部(圆 筒部)42、以及形成于该缓沖部(圆筒部)42的前端外缘的由凸缘构成 的周缘部(凸缘)44呈同心圆状地构成，整体形成为帽形的烟灰缸那样 的形状。圆盘状的中央部(膜片主体)40的一面为面向外部的受压面， 所述受压面承受作为被测定压力的外部压力而挠曲变形，对与膜片32的 另一面的中央部(膜片主体)40接触(连接)的后述的力传递单元34即 轴36的端面施加力。环形状的周缘部(凸缘)44是通过激光熔接等与外
17壳12的接头22的外周熔接的部分。圆筒形状的缓冲部(圆筒部)42分 别与中央部(膜片主体)40的外周和周缘部(凸缘)44的内周垂直连接， 在中央部(膜片主体)40的外周和周缘部(凸缘)44之间形成阶梯而分 离。由此，在中央部(膜片主体)40和周缘部(凸缘)44之间形成阶梯 壁(缓冲部42)。另一方面，在外壳12的接头22上形成有模仿周缘部(凸 缘)44的外形的形状的周缘锪孔25，能够在周缘锪孔25中嵌入周缘部 (凸缘)44。而且，嵌入到周缘锪孔25中的周缘部(凸缘)44通过熔接 与周缘锪孔25连接，此时，形成环状的板条46。进而，在周缘锪孔25 的附近(外周)进行雕刻以使隔热槽27形成同心圆。
外壳12和膜片32的材料可以是不锈钢这种金属、或陶瓷等耐腐蚀 性优良的材料，也可以是石英这种单结晶体或其他非结晶体，但是，优 选以相同材料形成。通过使膜片的材料与外壳的材料相同，能够抑制由 于从外壳到膜片的温度变化而产生的应力，能够抑制膜片的经年劣化。
膜片32可以利用冲压加工来形成，也可以通过不会产生残留应力且 有利于小型化的影印石版技法和蚀刻技法(以下兼用两者并将其称为影 印石版蚀刻加工)来形成。特别地，在中央部(膜片主体)和周缘部(凸 缘)的厚度相同的情况下，能够利用一次蚀刻工序来形成膜片。并且， 可以对膜片32的露出于外部的表面实施涂敷，以使膜片不会被液体或气 体等腐蚀。例如，如果是金属制的膜片，则可以涂敷镍的化合物。
在第1膜片32a和第2膜片32b之间，以插通于贯通孔28中的方式 安装有力传递单元34即轴36，轴36的两端部分别与第1膜片32a和第 2膜片32b的中央部(膜片主体)40的中央区域的面垂直接触(连接)。 由此，即使对膜片32施加压力，轴36与第1膜片32a和第2膜片32b 的位移方向也相同。此时，压力高的一侧的膜片32向外壳12的内侧位 移，压力低的一侧的膜片32向外壳12的外侧位移，但是，由于轴36的 长度没有变化，因此位移的绝对值在两侧是一致的。并且，在轴36的规 定位置固定有可动部件36a，该可动部件36a也具有与轴36相同的位移 方向。
轴36根据压力传感器的用途，选择使用强度稳定的材质即不锈钢或铝、或者容易加工的陶瓷等，从而能够构成精度高且稳定的压力传感器。 特别地，当使轴36的材料为陶瓷时，由于热膨胀系数小，因此压力传感
器的温度特性几乎依赖于感压元件38的温度特性。进而，轴36的两端 部优选为圆形，且连接成与膜片32的中央部(膜片主体)40形成同心圆。
感压元件38使用石英、铌酸锂、钽酸锂等压电材料，形成为双音叉 型压电振子、SAW谐振振子、厚度剪切振子等。将感压元件38的两端 部分别与可动部件36a和第1部件14的固定部件30连接来支承感压元 件38。此时，感压元件38将力的检测方向设定为检测轴，连接感压元件 38的所述两端部的方向与所述检测轴为平行关系。并且，感压元件38与 安装在外壳12上的振荡电路(未图示)电连接，通过来自振荡电路(未 图示)的交流电压而以固有的谐振频率进行振动。并且，感压元件38承 受来自可动部件38a的伸长(拉伸)应力或者压縮应力，从而使谐振频 率变化。特别地，与厚度剪切振子等相比，双音叉型压电振动片的谐振 频率相对于伸长/压縮应力的变化极大、且谐振频率的可变幅度大，所以， 适用于检测微小的压力差这样的分解能力优良的压力传感器。双音叉型 压电振子承受伸长应力时，振幅臂(振动部)的振幅幅度减小，因而谐 振频率变高，承受压縮应力时，振幅臂(振动部)的振幅幅度增大，因 而谐振频率降低。另外，优选采用温度特性优良的石英作为双音叉型压 电振子的压电基板。
由于上述结构的膜片32 (图1 (b)斜线部分)压入到接头22中， 因此，中央部(膜片主体)40和缓冲部(圆筒部)42通过接头22的内 壁而产生压縮应力。所述压縮应力在膜片32的受压部即中央部(膜片主 体)40中以同心圆状均匀地分布，所以，不会对膜片所具有的挠曲灵敏 度造成不良影响。因此，由于膜片的变形使应力集中于中央部(膜片主 体)40和缓冲部(圆筒部)42的边界41，但是，熔接部分(周缘部(凸 缘)44)和上述应力集中部分在位置上相分离，所以，能够抑制所述应 力传递到周缘部(凸缘)44。因此，即使在熔接时在板条46上产生裂缝， 也能够抑制由所述应力导致的裂缝的成长，能够改善膜片32的经年劣化 即能够延长寿命。并且，周缘部(凸缘)44的在基于激光照射进行熔接时产生的残留应力在阶梯区域即缓冲部(圆筒部)42被缓和，不会集中 于膜片的受压部即中央部(膜片主体)40，所以，能够防止中央部(膜 片主体)40不均匀地产生应变。
因此，在本申请发明人提出的图l (a)的压力传感器10中，不会由 于膜片32的不均匀的应变而使轴36倾斜从而使位移方向偏离，轴36在 力的检测轴方向上可靠地位移，所以，防止了由于位移方向的偏离而导 致的从膜片32到感压元件38的力传递的损失，不会对压力传感器10的 灵敏度特性造成不良影响。
进而，通过隔热槽27来减小接头22的熔接部位的体积而降低热容 量，所以，能够降低熔接时的热量，由此，能够将熔接温度抑制得较低， 所以，能够抑制由于熔接部位的热应变而导致的脆性破坏。而且，还能 够减小熔接停止后的冷却过程中的膜片的收縮率，所以，能够降低残留 应力。
图3示出第2实施方式的压力传感器用膜片和搭载了该膜片的压力 传感器。图3 (a)是压力传感器的概要图，图3 (b)是示出图3 (a)的 膜片的熔接部位的局部详细图。第2实施方式的膜片32与第1实施方式 相同。另一方面，第2实施方式的压力传感器50基本上与第1实施方式 的压力传感器10类似，但是，压力传感器50在第1压力输入口 54和第 2压力输入口 56的内壁的开口端形成有锪孔58。即，贯通孔60具有其 内径在所述开口端附近变大的结构。在该锪孔58上连接有膜片32。这里， 中央部(膜片主体)40的外周部分与锪孔58的环状的端面58b相接，缓 冲部42的外周与锪孔58的侧面58c相接。
由此，当膜片32向外壳52的外侧变形时，应力集中于中央部(膜 片主体)40和缓冲部42的边界41，当膜片32向外壳52的内侧变形时， 应力集中于中央部(膜片主体)40和锪孔58的角58a的抵接部分。由此， 减少了对中央部(膜片主体)40和缓冲部42的边界41施加的应力的频 度，能够抑制经年劣化。
图4示出第3实施方式的膜片。图4 (a)是熔接时的膜片的平面图， 图4 (b)是熔接时的详细图。第3实施方式的膜片70与第1实施方式的
20膜片32的形态相同，但是，嵌入具有模仿作为阶梯壁的缓冲部(圆筒部) 74的内周的形状外形的环78 (图4的斜线部分)，能够约束所述缓冲部
(圆筒部)74的变形。 一边在接头22上形成板条79—边熔接膜片32， 然后嵌入环78。由此，环78抑制缓冲部(圆筒部)74向中央部72侧位 移，所以，与第1实施方式和第2实施方式的情况相比，能够有效地使 基于伴随膜片72的受压而产生的变形的应力集中于中央部72和缓冲部 74的边界73，能够抑制应力传递到周缘部76。另外，由于上述同样的理 由，该环78也可以使用与膜片72和外壳相同的材料。
图5示出第4实施方式的膜片80。图5 (a)是平面图，图5 (b)是 图5 (a)的A-A线剖面图。第4实施方式的膜片80与第1实施方式的 膜片类似，但是，在膜片80的中央部(膜片主体)82上以同心圆状形成 有壁88 (图5 (a)的斜线部分)。在壁88的外周和缓冲部(圆筒部)84 之间形成有间隙。在壁88的敞开端88a和周缘部(凸缘)86形成同一平 面的情况下，膜片80能够在影印石版蚀刻加工中利用一次蚀刻工序形成。
在针对膜片的压力急剧变化的情况下，膜片振动。但是，通过设置 壁88，壁88向内侧反射所述振动，将所述振动封闭在中央部(膜片主体) 82的壁88的内侧的区域中，因此，能够抑制所述振动传递到板条而使板 条中的裂缝成长。
第3实施方式和第4实施方式的膜片与第1实施方式和第2实施方 式的压力传感器没有任何抵触，所以，能够将它们应用于第1实施方式 和第2实施方式。另外，在将第3实施方式应用于第2实施方式的情况 下，需要在环78和中央部72之间形成间隙来嵌入环78，以使环78不与 中央部72抵接。并且，在将第3实施方式应用于第4实施方式的情况下， 只要设计成环78的厚度小于等于壁88的外周和缓冲部84的内周之间的 间隙的宽度即可。
图6示出第5实施方式。该图示出第5实施方式的压力传感器90将 膜片92安装在压力传感器的外壳94上的状态的剖面图。该膜片92由圆 盘状的膜片主体(中央部)96和圆筒部(缓冲部)100构成，该膜片」:: 体96承受外部压力而挠曲变形，该圆筒部100—体地设置在该膜片—卞体(中央部)96的周缘，能够嵌入到传感器外壳94的压力输入口 98的内 壁面中。而且，在设于该圆筒部(缓冲部)100端缘的与所述传感器外壳 94熔接的熔接部(板条)102和作为所述膜片主体96的挠曲基点的外周 缘部104之间形成阶梯壁。特别地，在该实施方式中，将熔接部(板条) 102作为与传感器外壳94的压力输入口98的开口缘部相接的所述圆筒部 端缘，熔接在所述传感器外壳94的开口缘上。g卩，该实施方式的膜片92 成为省略了上述第1 第4实施方式中作为膜片的周缘部进行说明的凸缘 的圆筒容器形膜片，在压力输入口98的内壁面中嵌入圆筒部(缓冲部) 100，并在压力输入口 98的开口端进行熔接。这样，与使用带凸缘的膜 片的情况相比，能够减小为了避免熔接时的热的影响而形成为包围熔接 部(板条)102的外周的隔热槽160的半径，进而能够减小压力传感器的 尺寸。
图7示出第6实施方式。其与图6的第5实施方式的压力传感器110 的不同点仅在于，在膜片112中形成受压面的膜片主体114的结构不同。 即，通过平板面来形成膜片主体114，该膜片主体114连接有用于将压力 传感器110承受压力而挠曲的变形传递到感压部件的力传递部件即轴36。 而且，在连接有轴36的膜片主体114的中心区域116的周围形成环状槽 118，使中心区域116相对地成为厚壁。其他结构与第5实施方式相同， 所以，对同一部件标注同一编号并省略说明。
根据该实施方式，除了上述第5实施方式的压力传感器的效果以外， 还得到以下的效果。即，承受压力而使应力集中于薄壁部和厚壁部的阶 梯部分，虽然厚壁的中心区域116承受压力而上下位移，但是，中心区 域116的弯曲变形小，所以，避免了中心轴36和膜片112的接合部分的 应力集中。由此，不对中心轴36作用与轴方向力不同方向的不必要的力， 能够提高压力检测精度。
图8示出使用了图7所示的膜片112的第7实施方式的相对压检测 用的压力传感器120。
该压力传感器120具有由中空圆筒体构成的外壳122。该外壳122 将第1部件(上端面板)作为密封端子板124，并且将第2部件(下端面板)作为凸缘端面板126，通过第3部件即圆筒侧壁128将隔开配置的端 面板周围包围起来，从而构成中空密闭容器。在密封端子板124和凸缘 端面板126的各外表面部，形成有与外壳内部空间连通的第1压力输入 口 130、第2压力输入口 132作为凹陷部，在其底板部分穿设有与外壳 122的轴芯同芯的贯通孔134 (134A、 134B)，将内外连通。在该压力输 入口 130、 132的凹陷部分别嵌入第l膜片112A、第2膜片U2B，其周 围与密封端子板124和凸缘端面板126 —体地熔接结合，由此，遮蔽内 外。密封端子板124侧的第1膜片112A为大气压设定用，凸缘端面板 126的第2膜片112B为受压用。这种外壳122也形成为遮断内外的状态， 并且，能够通过未图示的空气抽取单元将内部保持为真空状态，这一点 与其他实施方式相同。
各膜片112 (112A、 112B)为图7所示的结构，其由圆盘状的膜片 主体(中央部)114和圆筒部(缓冲部)100构成，该膜片主体114承受 外部压力而挠曲变形，该圆筒部100—体地设置在该膜片主体(中央部) 114的周缘，能够嵌入到传感器外壳122的压力输入口 130、 132的内壁 面中。而且，通过熔接了该圆筒部(缓冲部)100的端缘和压力输入口 130、 132的开口缘的熔接部102 (熔接板条)而结合。以包围熔接部102 的周围的方式形成隔热槽106。由此，在与所述传感器外壳122熔接的熔 接部(熔接板条)102和作为所述膜片主体114的挠曲基点的外周缘部 104之间形成阶梯壁。特别地，在该实施方式中，虽然连接了作为与膜片 主体114的中心区域连接的力传递单元的轴136，但是，在其周围形成圆 周槽118以使该中心区域116为厚壁。
在所述外壳122的内部，沿外壳122的轴芯配置有轴(力传递单元) 136，该轴136将所述第1、第2膜片112A、 112B的内表面的中央区域 相互连接起来，贯通所述贯通孔134，将两者粘接连接起来。而且，在该 轴136的中途一体地设有作为感压元件支承台的可动部138，在该可动部 138上安装有由双音叉型振子构成的感压元件140的一端部，所述感压元 件140将检测轴设定为平行于与所述第1、第2膜片112 (112A、 112B) 的受压面垂直的轴。感压元件140的另一端部与作为感压元件支承台的凸台部142连接，所述凸台部142设于所述外壳122的密封端子板124 上并向内侧突出。由此，当通过受压用第2膜片112B和大气压用第1膜 片112A的差压使轴136沿轴向移动时，可动部138的位置随之变动，该 力对感压元件140产生检测轴方向的作用力。
在上述外壳122的内部，与所述轴136平行地在其周围配置有多个 支承杆144。这些支承杆144将第2部件即凸缘端面板126和第1部件即 密封端子板124之间的间隔保持为恒定，检测精度不会由于外力造成的 外壳122的变形或任意姿势而降低。
根据这种第7实施方式，通过中心轴136连接一对膜片112彼此， 设于中心轴136中途的可动部138根据膜片112的动作而一体地沿轴方 向移动(这是由一对膜片112A、 112B受到的压力差引起的运动)，成为 与对双音叉型振子即感压元件140的检测轴方向作用的力对应的运动。 因而，能够不使用油而构成检测精度高的压力传感器，并且，成为小型 且容易组装的结构。并且，凸缘端面板126、密封端子板124以及圆筒侧 壁128形成作为真空容器的外壳122，密封端子板124与第1膜片112A 成为一体，凸缘端面板126与第2膜片112B成为一体，能够简便地进行 组装。为了将该压力传感器120安装到下沉(浸入)于测定对象液体中 的容器上，将凸缘端面板126经由O型密封圈面接合并通过螺栓紧固而 安装到测定对象液体容器上，所述0型密封圈配置成包围第2膜片112B 的周围。O型密封圈可以利用所述隔热槽106来装配。
特别地，在该第7实施方式中， 一对膜片112的连接有轴136的中 心区域116 (参照图7)与其周边部相比为厚壁，所以，承受压力而使应 力集中于薄壁部和厚壁部的阶梯部分，虽然厚壁的中心区域116承受压 力而上下位移，但是中心区域116的弯曲变形小，所以，避免了轴136 和膜片112的接合部分的应力集中。由此，不会对中心轴136作用与轴 方向力不同方向的不必要的力，能够提高压力检测精度。
并且，在第7实施方式中，将膜片112嵌入安装于在密封端子板124 和凸缘端面板126的外表面上作为凹陷部形成的压力输入口 130、132 '」、 所以，在外壳122上没有向外部突出的部分，能够縮短高度尺寸，能够促进小型化。
除此之外，在该实施方式中，将膜片112安装到外壳122上时，在 压力输入口130、 132的开口缘熔接圆筒部IOO的前端缘，所以，能够使 隔热槽106的形成位置接近外壳中心侧，由此，与其他实施方式相比， 能够相应地减小膜片凸缘尺寸，更加有助于小型化。
接着，图9示出第8实施方式的压力传感器150的剖面图。图示的 例子是使用了图7所示的膜片112的用作绝对压检测用的压力传感器的 例子。
该压力传感器150具有由中空圆筒体构成的外壳152。该外壳152
将第1部件(上端面板)作为密封端子板154，并且将构成第2部件(下
端面板)的端面板作为与第7实施方式相同的凸缘端面板156，通过第3
壳体即圆筒侧壁158将隔开配置的端面板周围包围起来，从而构成中空
密闭容器。在凸缘端面板156上，与外壳152的轴芯同芯地贯通有与内
部空间连通的压力输入口 160，形成凹陷部并在其中央部形成贯通孔164,
在凹陷部中嵌入膜片112对外壳152的内外进行遮蔽。膜片112与第7
实施方式同样，与压力输入口 160的凹陷部内壁熔接结合而一体地结合。
该膜片112是测定对象液体的受压用膜片。在密封端子板154上，构成
为省略了压力流入口和膜片的端面板。这种外壳152也形成为遮断内外
的状态，并且，能够通过未图示的空气抽取单元将内部保持为真空状态， 这一点与其他实施方式相同。
在所述外壳152的内部，在所述膜片112的内表面的中心区域116 (参照图9)上垂直立设有轴(力传递单元)166，该轴166沿着外壳152 的轴芯配置。而且，在该轴166的前端部一体地设有作为感压元件支承 台的可动部168，在该可动部168上安装有由双音叉型振子构成的感压元 件170的一端部，所述感压元件170将检测轴设定为与轴166同轴。感 压元件170的另一端部与支座172连接，所述支座172设于所述外壳152 的密封端子板154的中心区域并向内侧突出。由此，当受压用膜片112 承受测定对象液体的压力而挠曲时，轴336沿轴向移动，追随于此，与 可动部168连接的感压元件170产生检测轴方向的作用力。
25其他与第7实施方式所示的压力传感器相同，所以，对同一部件标 注同一编号并省略说明。
根据这种第8实施方式，作为绝对压检测用的压力传感器，其小型 且检测精度高。
另外，上述任意实施方式的膜片的结构要素能够自由组合。即，也
能够在图6、图7所示的膜片中设置图4、图5所示的环78或壁88。
权利要求
1.一种压力传感器用膜片，该压力传感器用膜片呈同心圆状一体地具有中央部和周缘部，该中央部的外表面受到外部压力而变形，内表面形成向外壳内部的感压元件传递力的膜片主体，该周缘部在所述中央部的外侧，与形成在外壳上的压力输入口的外周熔接，所述压力传感器用膜片封闭所述压力输入口，其特征在于，在所述中央部和所述周缘部之间形成有阶梯壁。
2. 根据权利要求l所述的压力传感器用膜片，其特征在于，在形成所述膜片主体的中央部，以与所述阶梯壁为同心圆状的方式 形成有壁。
3. 根据权利要求1或2所述的压力传感器用膜片，其特征在于， 在所述阶梯壁的内周面嵌入具有模仿所述阶梯壁的内周的形状的外形的环，能够约束所述阶梯壁的变形。
4. 根据权利要求1 3中的任一项所述的压力传感器用膜片，其特 征在于，所述膜片由与所述外壳相同的材料形成。
5. —种压力传感器用膜片，其特征在于，该压力传感器用膜片在圆盘状的膜片主体、圆筒部、熔接部和周缘 部之间形成有阶梯，该膜片主体受到外部压力而挠曲变形，该圆筒部一 体地设于该膜片主体的周缘，且能够嵌入到传感器外壳的压力输入口的 内壁面中，该熔接部与设于该圆筒部的端缘的所述传感器外壳熔接，该 周缘部成为所述膜片主体的挠曲基点。
6. 根据权利要求5所述的压力传感器用膜片，其特征在于， 在所述圆筒部端缘形成凸缘而成为帽形膜片，将所述凸缘部作为与所述外壳熔接的熔接部。
7. 根据权利要求5所述的压力传感器用膜片，其特征在于， 将与所述压力输入口的开口缘部相接的所述圆筒部端缘作为与所述传感器外壳熔接的熔接部。
8. —种压力传感器，其特征在于，以使权利要求1 7中的任一项所述的压力传感器用膜片覆盖所述压力输入口的外周的方式，将所述膜片的周缘部熔接。
9. 根据权利要求8所述的压力传感器，其特征在于， 在所述周缘部的附近形成有隔热槽。
10. 根据权利要求8所述的压力传感器，其特征在于， 在所述压力输入口的内壁上形成有锪孔，所述中央部和所述缓冲部与所述锪孔相接。
11. 一种压力传感器，其特征在于，该压力传感器具有 外壳，其具有压力输入口；外表面为受压面的膜片，其封闭该外壳的所述压力输入口；力传递单元，其在所述外壳内部与所述膜片的中央区域连接，与该 膜片连动地在与该膜片的受压面垂直的方向上运动；以及感压部，其与该力传递单元和所述外壳连接，沿着与所述膜片的受 压面垂直的轴设定检测轴，所述膜片在圆盘状的膜片主体、圆筒部、熔接部和周缘部之间形成 有阶梯，该膜片主体受到外部压力而挠曲变形，该圆筒部一体地设于该 膜片主体的周缘，且能够嵌入到传感器外壳的压力输入口的内壁面中， 该熔接部与设于该圆筒部的端缘的所述传感器外壳熔接，该周缘部成为 所述膜片主体的挠曲基点。
12. 根据权利要求10所述的压力传感器，其特征在于， 将与所述压力输入口的开口缘部相接的所述圆筒部端缘作为与所述传感器外壳熔接的熔接部。
13. —种压力传感器，其特征在于，该压力传感器具有 外壳；一对压力输入口，其同轴地设置在该外壳的对置的端面板上； 外表面为受压面的第l、第2膜片，其封闭所述压力输入口； 力传递单元，其在所述外壳内部连接所述膜片的内表面的中央区域 彼此；以及感压元件，其一端与该力传递单元的中途连接，另一端与所述外壳 连接，并且，与垂直于所述膜片的受压面的轴平行地排列检测轴，所述膜片在圆盘状的膜片主体、圆筒部、熔接部和周缘部之间形成 有阶梯，该膜片主体受到外部压力而挠曲变形，该圆筒部一体地设于该 膜片主体的周缘，且能够嵌入到传感器外壳的压力输入口的内壁面中， 该熔接部与设于该圆筒部的端缘的所述传感器外壳熔接，该周缘部成为 所述膜片主体的挠曲基点，将与所述压力输入口的开口缘部相接的所述圆筒部端缘作为与所述 传感器外壳熔接的熔接部。
14. 一种压力传感器，其特征在于，该压力传感器具有外壳；压力输入口，其设置在该外壳的端面板上； 外表面为受压面的膜片，其封闭所述压力输入口；力传递单元，其在所述外壳内部，在所述膜片的内表面的中央区域配置在与该膜片的受压面垂直的轴线上，且与对置的外壳端面板连接； 以及感压元件，其一端与该力传递单元的中途连接，另一端与所述外壳 连接，并且，与垂直于所述膜片的受压面的轴同轴地设定检测轴，所述膜片在圆盘状的膜片主体、圆筒部、熔接部和周缘部之间形成 有阶梯，该膜片主体受到外部压力而挠曲变形，该圆筒部一体地设于该 膜片主体的周缘，且能够嵌入到传感器外壳的压力输入口的内壁面中， 该熔接部与设于该圆筒部的端缘的所述传感器外壳熔接，该周缘部成为 所述膜片主体的挠曲基点，将与所述压力输入口的开口缘部相接的所述圆筒部端缘作为与所述 传感器外壳熔接的熔接部。
全文摘要
本发明提供抑制了对熔接后的受压面造成的残留应力并改善了经年劣化的压力传感器用膜片和搭载了该膜片的压力传感器。压力传感器(10)用膜片(32)呈同心圆状一体地具有中央部(膜片主体)(40)和周缘部(凸缘)(44)，该中央部(40)的外表面受到外部压力而变形，内表面向外壳(12)内部的感压元件(38)传递力，该周缘部(44)在所述中央部(膜片主体)(40)的外侧，与形成在外壳(12)上的接头(22)的外周熔接，所述压力传感器(10)用膜片(32)封闭所述接头(22)，设置有在所述中央部(膜片主体)(40)和所述周缘部(凸缘)(44)之间形成阶梯的缓冲部(42)。
文档编号G01L9/08GK101603870SQ20091014741
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月10日 优先权日2008年6月11日
发明者本山久雄 申请人:爱普生拓优科梦株式会社