物理量檢測器制造技術

本發明專利技術提供一種物理量檢測器，其具有優良的檢測精度。本發明專利技術的物理量檢測器具備：隔膜，其具有因來自外部的壓力而發生位移的位移部；保持部件，其具有對隔膜的外周部進行保持的環狀的固定部、和在隔膜的一個面側，從固定部的內周朝向而中心突出的突出部；支承體，其被固定在突出部上；壓敏元件，其具有被固定在位移部上的第一基部、被固定在支承體上的第二基部、和被設置在兩基部間的壓敏部。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種物理量檢測器(壓力傳感器)。
技術介紹
作為水壓計、氣壓計、壓差計等物理量檢測器(壓力傳感器)，已知一種如下的物理量檢測器(壓力傳感器)，其具備根據所受到的壓力而變形的隔膜、和隨著隔膜的變形而受到應力的壓電振子，并根據壓電振子的共振頻率，而對壓力進行檢測(例如，參照專利文獻I)。例如，在專利文獻I所記載的壓力傳感器中，隔膜在中央區域和周緣區域之間設置有可撓性的可撓區域，中央區域(位移部)根據壓力而在厚度方向上位移。此外，壓電振子具有:一對基部；被設置在該一對基部間的振動部。而且，一對基部在隔膜進行撓曲的方向上并排配置，且一個基部與隔膜的中央區域相連接，而另一個基部經由柱狀的支承部件而與隔膜的外周區域相連接。在專利文獻I所記載的壓力傳感器中，支承部件與壓電振子一體地形成。由此，由于支承部件和壓電振子由同一材料構成，因此能夠降低由于支承部件和壓電振子的線膨脹系數差而產生的檢測壓力的誤差(因熱變形而產生的誤差)。但是，在專利文獻I所記載的壓力傳感器中，由于支承部件與隔膜相連接，因此隨著隔膜的變形，會導致支承部件的非預期的位移或變形，其結果為，存在導致檢測精度的降低的問題。即使將隔膜的邊緣區域設為高剛性，也由于在與隔膜的撓曲方向正交的方向上的支承部件的長度變長， 因此容易產生支承部件的非預期的位移或變形，從而造成檢測精度的降低。專利文獻1:日本特開2010-48798號公報
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種具有優良的檢測精度的物理量檢測器。本專利技術為用于解決上述的課題中的至少一部分而進行的專利技術，并可以通過以下的方式或應用例的形式來實現。應用例I本專利技術的物理量檢測器的特征在于，具備:受壓部，其包括受到壓力而發生位移的位移部、和被設置于所述位移部的外周的外周部；保持部件，其包括在俯視觀察時呈圓周狀的固定部、以及在俯視觀察時從所述固定部的內周朝向中心而突出的突出部，所述突出部具有開口，并被配置于所述受壓部的一個面側，所述固定部對所述外周部進行保持，以便在從所述突出部側進行俯視觀察時，所述受壓部的一個面側上的、所述位移部的至少一部分存在于所述開口內，所述物理量檢測器還具備:支承體，其被固定在所述突出部上；壓敏元件，其包括被固定在所述位移部的所述至少一部分上的第一基部、被固定在所述支承體上的第二基部、和被設置在所述第一基部和所述第二基部之間的壓敏部，所述第一基部與所述第二基部以在所述位移部進行位移的方向上并排的方式而被立起設置。根據以這種方式構成的物理量檢測器(壓力傳感器)，由于支承體被固定在保持部件上，因此與支承體被固定在受壓部上的情況相比，能夠防止或抑制支承體的非預期的變形或位移。尤其是，由于支承體被固定于保持部件中的、與固定部相比被設置于內側的突出部上，因此能夠減小支承體和壓電振子之間的空間。其結果為，能夠提高支承體的剛性，從而能夠有效地防止或抑制支承體的非預期的變形或位移。此外，由于能夠實現支承體的保持部件的相反側的端部的小型化，因此也能夠防止或抑制因支承體的加速度而產生的變形。而且，由于保持部件具有突出部，從而能夠提高保持部件的剛性。因此，也能夠防止因保持部件的變形而產生的受壓部和支承體的非預期的變形。此外，由于第一基部和第二基部在位移部進行位移的方向上并排設置，當位移部向壓電振子側發生了位移時，壓電振子的振動部受到壓縮應力，從而使振動部的共振頻率減小，另一方面，當位移部向壓電振子的相反側發生了位移時，壓電振子的振動部受到牽拉應力，從而振動部的共振頻率增大。因此,能夠根據這種振動部的共振頻率,來對壓力進行檢測。通過這些方式，本專利技術的壓力傳感器能夠發揮優良的檢測精度。應用例2在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述突出部以環狀的形式被設置在所述固定部上。由此，能夠通過突出部的內側而容許壓電振子的第一基部和受壓部的連接，且能夠有效地提高保持部件的剛性。應用例3在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述支承體具備:柱部件，其被立起設置在所述突出部上；梁部件，其對所述柱部件和所述第二基部進行連結。由此，能夠以較為簡單的結構，將第一基部和第二基部并排設置于位移部進行位移的方向上。應用例4在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述柱部件在從所述位移部進行位移的方向側進行俯視觀察時，被配置于所述位移部進行位移的區域內。由此，能夠較大地確保位移部的面積，且抑制支承體和壓電振子之間的空間。應用例5在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述突出部中的固定有所述支承體的固定部與所述第一基部的并排方向，正交于所述位移部進行位移的方向。由此，能夠以較為簡單的結構，使位移部進行位移的方向上的柱部件和壓電振子的長度相一致。應用例6在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，包括與所述位移部相接合的固定部件，所述第一基部被固定在所述固定部件上。由此，能夠以較為簡單的結構，使位移部進行位移的方向上的柱部件和壓電振子的長度相一致。應用例7在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述柱部件和所述梁部件由互不相同的材料構成。由此，能夠使柱部件和梁部件由各自所需的熱膨脹系數的材料構成。應用例8在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述壓敏元件由壓電體材料構成，所述柱部件由具有與所述壓電體材料同等或近似的熱膨脹系數的材料構成。由此，能夠防止或抑制壓電振子的熱變形。應用例9在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述梁部件由具有與所述保持部件和所述受壓部中的至少某一個同等或近似的熱膨脹系數的材料構成。由此，能夠防止或抑制壓電振子的熱變形。應用例10在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述保持部件由具有與所述受壓部的構成材料同等或近似的熱膨脹系數的材料構成。由此，能夠防止或抑制受壓部的熱變形。應用例11在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述壓敏部具備一根以上的振動梁。由此，能夠實現分辨能力優良的壓力傳感器。應用例12在本專利技術的物理量檢測器中，優選為，所述壓敏元件為厚度切變振子。由此，能夠實現溫度特性優良的壓力傳感器。附圖說明圖1為表示本專利技術的第一實施方式所涉及的物理量檢測器(壓力傳感器)的整體結構的圖。圖2為圖1所示的壓力傳感器所具備的壓敏單元的立體圖。圖3為圖2所示的壓敏單元的側視圖。圖4為用于說明圖2所示的壓敏單元的制造方法(壓力傳感器的制造方法)中的隔膜(受壓部)的設置工序的圖。圖5為用于說明圖2所示的壓敏單元的制造方法(壓力傳感器的制造方法)中的壓電振子和柱部件的設置工序的圖。圖6為本專利技術的第二實施方式所涉及的物理量檢測器(壓力傳感器)中的壓敏單元的側視圖。圖7 (a)為，圖6所示的壓敏單元的柱部件的橫剖視圖(沿著圖6中的A-A線的剖視面)，圖7 (b)為，圖6所示的壓敏單元的柱部件的第一改變例的橫剖視圖，圖7 (C)為，圖6所示的壓敏單元的柱部件的第二改變例的橫剖視圖。圖8為本專利技術的第三實施方式所涉及的物理量檢測器(壓力傳感器)中的壓敏單元的側視圖。圖9 (a)為，圖8所示的壓敏單元的柱部件的橫剖視圖(沿著圖8中的B-B線的剖視面)，圖9 (b)為，圖8所示的壓敏單元的柱部件的改變例的橫剖視圖。圖10為本專利技術的第四實施方式所涉及的物理量檢測器(壓力傳感器)中的壓敏單元的側視圖。圖11為本專利技術的第五實施方式所涉及的物理量檢測器(壓力傳感器)中的壓敏單元的側視圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種物理量檢測器，其特征在于，具備：受壓部，其包括受到壓力而發生位移的位移部、和被設置于所述位移部的外周的外周部；保持部件，其包括在俯視觀察時呈圓周狀的固定部、以及在俯視觀察時從所述固定部的內周朝向中心而突出的突出部，所述突出部具有開口，并被配置于所述受壓部的一個面側，所述固定部對所述外周部進行保持，以便在從所述突出部側進行俯視觀察時，所述受壓部的一個面側上的、所述位移部的至少一部分存在于所述開口內，所述物理量檢測器還具備：支承體，其被固定在所述突出部上；壓敏元件，其包括被固定在所述位移部的所述至少一部分上的第一基部、被固定在所述支承體上的第二基部、和被設置在所述第一基部與所述第二基部之間的壓敏部，所述第一基部和所述第二基部以在所述位移部進行位移的方向上并排的方式而被立起設置。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：佐藤健太，北原直樹，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP