传感器的制作方法

本发明涉及一种传感器。

本申请基于2017年8月22日申请的日本专利申请第2017－159401号而主张优先权，在这里引用其内容。

背景技术：

以往，已知如日本实开昭63－70043号公报所示的传感器。该传感器具有：压力容器，其封入有封入液；隔膜，其将压力容器闭塞；传感器主体，其收容于压力容器内；以及销，其与传感器主体电连接。根据该传感器，隔膜受到的流体的压力经由封入液传递至传感器主体。而且，传感器主体检测出的封入液的压力的检测结果，经由销而作为电信号输出至传感器的外部。

该传感器具有用于防止封入液的漏出，并将销向外部引出的构造。具体地说，将压力容器的下端开口部通过壳体进行闭塞，并且使销在形成于壳体的贯通孔中插入贯穿。压力容器及壳体被相互焊接，并且在销和贯通孔之间的间隙填充有封装玻璃(参照日本实开昭63－70043号公报的图5)。

在该种传感器中，要求使耐压性提高，以使得即使对封入于压力容器内的封入液作用例如超过几百mpa的高的压力，也不会发生各部分的损坏、封入液的漏出。

但是，如果对封入液作用如上所述的高的压力，则对各部件彼此之间的接合部作用大的应力，由此有时这些接合部发生剥离。特别地，关于将不同的材质彼此接合的接合部，有时难以增大接合的强度，难以使传感器的耐压性提高。

技术实现要素：

一种传感器，其具有：压力容器，其封入有封入液；隔膜，其将所述压力容器闭塞；传感器主体，其收容于所述压力容器内；电气配线部件，其具有与所述传感器主体电连接的配线；固定部件，其将所述电气配线部件固定于所述压力容器；第1焊脚，其形成于所述电气配线部件和所述固定部件的接合部，与所述封入液接触；以及第2焊脚，其形成于所述固定部件和所述压力容器的接合部，与所述封入液接触。

本发明的更多的特征及方式，通过参照附图，根据以下所述的实施方式的详细说明而明确可知。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的传感器的纵剖视图。

图2是图1的放大图。

图3是第2实施方式所涉及的传感器的纵剖视图。

图4是第3实施方式所涉及的传感器的纵剖视图。

具体实施方式

参照优选的实施方式对本发明的实施方式进行说明。本领域技术人员能够使用本发明的示教而实现本实施方式的很多替代方法，本发明并不限定于在这里说明的优选的本实施方式。

本发明的一个方式使传感器的耐压性提高。

(第1实施方式)

下面，一边参照图1及图2，一边对第1实施方式所涉及的传感器的结构进行说明。在下面的说明所使用的各附图中，为了设为能够对各部件进行识别的大小而对比例尺进行了适当变更。

如图1所示，传感器10a具有：压力容器2，其封入有封入液；隔膜1，其将压力容器2闭塞；传感器主体3，其收容于压力容器2内；电气配线部件5，其从压力容器2的内部向外部凸出；固定部件6(第1固定部件)，其将电气配线部件5固定于压力容器2；以及衬垫部件7。例如，作为封入于压力容器2的封入液，可以使用硅油。

隔膜1与压力容器2的外部的成为检测对象的液体、气体接触。

传感器10a配置于液体、气体等流体中。传感器10a对该流体的压力进行检测，将检测结果输出至上级装置12。更详细地说，隔膜1受到的流体的压力经由封入液而传递至传感器主体3。传感器主体3是对封入液的压力进行检测的压力传感器，且将与该压力相对应的电信号输出至电子电路11。

电子电路11是用于将传感器主体3输出的电信号变换为表示压力的信号等的运算部。电子电路11将运算结果输出至传感器10a的外部的上级装置12。

在封入液的温度上升量和由传感器主体3检测的压力之间存在相关关系，因此传感器10a可以用作温度传感器。

(方向定义)

压力容器2具有筒状的容器主体20及圆柱状的盖部件30。在本实施方式中，容器主体20的中心轴及盖部件30的中心轴位于共通的中心轴线o上(参照图2)。下面，在从中心轴线o方向观察的俯视观察时，将与中心轴线o正交的方向称为径向，将绕中心轴线o绕转的方向称为周向。

将沿中心轴线o的方向称为上下方向，将上下方向的盖部件30侧称为上方，将容器主体20侧称为下方。将沿中心轴线o的剖面称为纵剖面。

(压力容器)

压力容器2的容器主体20及盖部件30由彼此相同的材质形成。例如，作为容器主体20及盖部件30的材质，可以使用镍基的超合金等金属。容器主体20及盖部件30也可以不由同一材质形成。

如图2所示，容器主体20具有将容器主体20的下端部覆盖的底壁21。在底壁21形成有将该底壁21沿上下方向贯通的贯通孔21a。在底壁21的上表面(以下，称为底壁上表面23)形成有朝向下方凹陷的槽部22。槽部22具有在筒状的容器主体20的内周面和底壁上表面23的边界部形成的曲面。该曲面在纵剖视观察时朝向下方凸出。槽部22的曲面与容器主体20的内周面无台阶地相连。

盖部件30具有：圆柱状的受压部31；凸缘部32，其从受压部31的下端部朝向径向外侧延伸；以及筒状的嵌合部34，其从凸缘部32的内周缘朝向下方延伸。在盖部件30的下表面形成有朝向上方凹陷的传感器主体收容部33。传感器主体收容部33是与中心轴线o同轴的圆柱状的空间。在传感器主体收容部33的内部收容有传感器主体3。下面，将传感器主体收容部33内的空间称为测定室s2。盖部件30也可以不具有凸缘部32。

在受压部31的上表面形成有朝向下方凹陷的凹部31a。凹部31a形成为朝向下方凸出的曲面状。隔膜1将该凹部31a覆盖，在隔膜1和凹部31a之间形成有受压室s1。在受压部31的径向中央部，形成有将该受压部31沿上下方向贯通的连通孔31b。连通孔31b的上端部朝向受压室s1开口，连通孔31b的下端部朝向测定室s2开口。即，连通孔31b使受压室s1和测定室s2连通。

在受压室s1、连通孔31b及测定室s2内填充有封入液。通过该封入液，隔膜1受到的压力传递至传感器主体3。

凸缘部32的下表面与容器主体20的上表面抵接。嵌合部34与中心轴线o同轴形成，嵌合于容器主体20的周壁内。通过该结构，盖部件30将容器主体20的上端开口部闭塞。容器主体20和盖部件30之间的边界部通过电子束焊接等进行了接合。容器主体20和盖部件30之间的接合部在一个例子中，具有即使对测定室s2内的封入液施加数百mpa的压力也不会剥离的强度。

(电气配线部件)

电气配线部件5是与中心轴线o同轴配置的、沿上下方向延伸的大致圆柱状的部件。电气配线部件5插入贯穿于容器主体20的贯通孔21a内，将容器主体20的底壁21沿上下方向贯通。因此，电气配线部件5的上端部位于测定室s2内，电气配线部件5的下端部位于压力容器2的外部。在电气配线部件5的上端部设置有传感器主体3。

电气配线部件5具有：基部5a，其具有非导电性；以及配线5b，其具有导电性。配线5b的大部分埋设于基部5a的内部。配线5b的一部分在基部5a中的位于压力容器2内的部分和基部5a中的位于压力容器2外的部分处，向基部5a的外侧露出。

在本实施方式中，配线5b在基部5a的上端部及下端部露出。配线5b在基部5a的上端部与引线4电连接，在基部5a的下端部与电子电路11电连接。引线4与传感器主体3电连接。通过该结构，电气配线部件5的配线5b使用引线4，将传感器主体3和电子电路11电连接。

在本实施方式中，基部5a由陶瓷形成，配线5b由钨形成。基部5a例如将多个板状的陶瓷层叠，能够通过将这些相互烧结而形成。在该情况下，配线5b能够通过在成为基部5a的陶瓷板的表面印刷钨的配线图案而形成。并且，可以在例如多个陶瓷板的表面印刷有配线图案，将这些配线图案彼此通过通路孔连接。由此，也能够将配线5b在陶瓷板的层叠方向延伸。

在通过如上所述的方法制造出电气配线部件5的情况下，例如能够一边防止封入液在电气配线部件5内传递而向外部漏出，一边将传感器主体3的电信号导出至压力容器2的外部。

电气配线部件5的制造方法并不限定于上述的例子，可以适当变更。

(固定部件)

固定部件6形成为与中心轴线o同轴配置的环状，外嵌于电气配线部件5。作为固定部件6的材质，能够使用金属及具有绝缘性的材质。

固定部件6的内周面6a与电气配线部件5的外周面抵接。固定部件6的内周面6a相对于电气配线部件5的外周面通过银焊料等进行了钎焊。在固定部件6的上端开口缘和电气配线部件5的边界部分，形成有通过钎焊材料产生的焊脚f1(第1焊脚)。即，焊脚f1形成于电气配线部件5和固定部件6的接合部，与封入液接触。

焊脚f1遍及固定部件6的上端开口缘的整周而形成。同样地，在固定部件6的下端开口缘和电气配线部件5的边界部分，形成有通过钎焊材料产生的焊脚f3(第3焊脚)。

固定部件6的下表面6b与容器主体20的底壁上表面23抵接。固定部件6的下表面6b相对于该底壁上表面23，通过银焊料等进行了钎焊。在固定部件6的下端部的外周缘和容器主体20的底壁上表面23的边界部分，形成有通过钎焊材料产生的焊脚f2(第2焊脚)。即，焊脚f2形成于固定部件6和压力容器2的接合部，与封入液接触。

焊脚f2遍及固定部件6的下端部的外周缘的整周而形成。焊脚f2的一部分位于槽部22内。

(衬垫部件)

衬垫部件7形成为与中心轴线o同轴配置的环状，外嵌于固定部件6。在图2中衬垫部件7和固定部件6之间的间隙、及衬垫部件7和容器主体20之间的间隙被夸张地表现出，这些间隙实际上极小。因此，衬垫部件7被用于固定部件6及电气配线部件5相对于压力容器2的径向的定位。

在衬垫部件7和固定部件6之间的间隙、及衬垫部件7和容器主体20之间的间隙存在封入液。由此，封入液的压力平衡性良好地作用于电气配线部件5及固定部件6。

接下来，对传感器10a的作用进行说明。

如果隔膜1受到高的压力，则作用于封入液的压力也变高。例如，作用于封入液的压力有时超过几百mpa。如果如上所述的高压作用于封入液，则有可能不同的材质彼此的接合部发生剥离。在本实施方式中，电气配线部件5和固定部件6的接合部、及固定部件6和容器主体20的接合部相当于不同的材质彼此的接合部。因此，在这些接合部不发生剥离是重要的。

在本实施方式中，在电气配线部件5和固定部件6之间的接合部中的与封入液接触的部分，形成有通过钎焊材料产生的焊脚f1。同样地，在固定部件6和容器主体20的接合部中的与封入液接触的部分，形成有通过钎焊材料产生的焊脚f2。通过这些焊脚f1、f2，封入液进入至电气配线部件5和固定部件6之间的接合部、及固定部件6和容器主体20之间的接合部，抑制对这些接合部作用高的剥离力。因此，能够防止这些接合部发生剥离而封入液漏出，能够使传感器10a的耐压性能提高。

电气配线部件5形成为圆柱状，由此能够缓和作用于电气配线部件5和固定部件6之间的接合部的应力。

电气配线部件5由层叠陶瓷材料形成，由此与例如封装玻璃的情况相比，能够增大配线5b的接合强度、增加配线的密度、或者使传感器10a的耐压性能进一步提高。

容器主体20的槽部22形成为曲面状，由此能够减少作用于该槽部22拉伸应力。由此，能够使容器主体20的强度提高。

衬垫部件7配置于固定部件6和容器主体20之间，由此固定部件6相对于容器主体20的径向的定位容易，组装变得容易。并且，能够削减在槽部22及其上方填充的封入液的量。

可以将电气配线部件5的周围金属化，在电气配线部件5和压力容器2之间设置作为绝缘材料的固定部件6。在该情况下，能够防止进入至压力容器2的电噪声传递至电气配线部件5。

(第2实施方式)

接下来，对本发明所涉及的第2实施方式进行说明，但基本的结构与第1实施方式相同。因此，在图3中，对与图2的各部分相对应的部分标注同一标号，省略说明。

在本实施方式中，将电气配线部件5固定于压力容器2的方法与第1实施方式不同。

如图3所示，在本实施方式的传感器10b中，在固定部件6和容器主体20的底壁21之间设置有固定部件8(第2固定部件)。固定部件8由固定部件6和容器主体20在上下方向夹着。

固定部件6和固定部件8的材质不同。在本实施方式中，电气配线部件5通过材质彼此不同的多个固定部件6、8而固定于压力容器2。

固定部件8形成为环状。固定部件8的上表面8a通过钎焊等接合于固定部件6的下表面6b。在该接合部中的与封入液接触的部分，形成有焊脚f4(第4焊脚)。固定部件8的下表面8b通过钎焊等接合于容器主体20的底壁上表面23。在该接合部中的与封入液接触的部分形成有焊脚f2。

例如，作为固定部件8的材质，可以是其线膨胀系数介于固定部件6和容器主体20的中间的金属。在该情况下，能够减少由线膨胀系数之差引起的向接合部作用的应力。

更详细地说，例如在图2的结构中，由作用于底壁上表面23和固定部件6的下表面6b之间的接合部的温度变化所产生的剪切力，与固定部件6和容器主体20的线膨胀系数之差成正比地变大。

与此相对，在图3的结构中，作用于固定部件6的下表面6b和固定部件8的上表面8a之间的接合部的剪切力、及作用于固定部件8的下表面8b和底壁上表面23之间的接合部的剪切力，小于图2所示的第1实施方式。其原因在于，与固定部件6和容器主体20之间的线膨胀系数之差相比，固定部件6和固定部件8之间的线膨胀系数之差及固定部件8和容器主体20之间的线膨胀系数之差较小。

如以上所述，根据本实施方式的传感器10b，固定部件6及固定部件8的材质彼此不同。与固定部件6相比线膨胀系数接近压力容器2的固定部件8，相对于压力容器2被接合。与固定部件6相比线膨胀系数接近电气配线部件5的固定部件8，相对于电气配线部件5被接合。通过该结构，能够减少作用于各部件彼此之间的接合部的、伴随温度变化的剪切力。因此，能够抑制由温度变化产生的应力进行作用而接合部发生剥离、封入液泄漏的情况。

与第1实施方式同样地，可以将电气配线部件5的周围金属化，在电气配线部件5和压力容器2之间设置作为绝缘材料的固定部件6。在该情况下，能够防止进入至压力容器2的电噪声传递至电气配线部件5。

(第3实施方式)

接下来，对本发明所涉及的第3实施方式进行说明，基本的结构与第1实施方式相同。因此，在图4中，对与图2的各部分相对应的部分标注同一标号，省略说明。

如图4所示，本实施方式的传感器10c具有与电气配线部件5成为一体的中间部件9。中间部件9配置于电气配线部件5和固定部件6之间。中间部件9由绝缘体或者金属形成。中间部件9形成为筒状，并且外嵌于电气配线部件5。中间部件9嵌合于固定部件6内。在作为电气配线部件5的一部分的中间部件9和固定部件6的接合部中的与封入液接触的部分，形成有焊脚f1。

在如上所述的结构中，也能够得到与第1实施方式相同的作用效果。

与第1实施方式同样地，可以将电气配线部件5的周围金属化，在电气配线部件5和压力容器2之间设置作为绝缘材料的中间部件9。在该情况下，能够防止进入至压力容器2的电噪声传递至电气配线部件5。

本发明的技术范围并不限定于所述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围加入各种变更。

例如，在所述第1实施方式～第3实施方式中，可以在电气配线部件5的外周面形成金属的薄膜。根据该结构，在压力容器2带电等情况下，能够减少作用于电气配线部件5的配线5b的噪声。即，能够将该金属的薄膜用作屏蔽层。

在本说明书中“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、下、横、行以及列”等表示方向的词语提及的是在本发明的装置中的上述方向。因此，在本发明的说明书中的这些词语在本发明的装置中应相对性地进行解释。

“构成”这个词语为了执行本发明的功能而被构成、或者为了表示装置的结构、要素、部分而使用。

并且，在权利要求书中，作为“方法加功能”而表达表现的词语，是指应该包含为了执行本发明所包含的功能而能够利用的、应该包含所有构造在内的词语。

“单元”这个词被用于表示结构要素、单元、硬件、或表示为了执行希望的功能而编程的软件的一部分。硬件的典型例是设备、电路，但不限于此。

以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明不限定于这些实施例。在不脱离于本发明的宗旨的范围内，能够进行结构的添加、省略、置换、以及其他变更。本发明不被所述的说明所限定，只被添附的权利要求书所限定。