発明の名称 ： 圧カセンサ

技術分野

[0001 ] 本発明は、 メンプレンの変形による歪を抵抗変化により 検出する圧カセン サに関する。

背景技術

[0002] 圧抵抗効果 （ピエゾ抵抗効果ともいう） を利用して、 メンプレン （ダイア フラムともいう） の歪を抵抗変化により検出する圧カセンサが 知られている 。 このような圧カセンサでは、 たとえば、 ステムと呼ばれる金属製の受圧部 材の一部に、 圧力を受けて弾性変形するメンプレンを形成 し、 このメンブレ ンの変形による歪を、 メンプレン上に設けられた抵抗体の抵抗変化 により検 出する。

[0003] また、 メンプレンに形成される抵抗体の抵抗変化に は、 温度依存性がある ため、 このような圧カセンサが、 温度変化が生じる環境に設置される場合、 検出された抵抗変化から圧力を算出するため には、 温度の情報を別途検出す るなどの方法により、 温度補正を行う必要がある。 また、 圧力と同時に温度 も測定可能とするために、 測温素子付きの圧カセンサも提案されている 。

[0004] 従来の温度検出機能付きの圧カセンサでは、 ステムやメンプレン （ダイア フラム） の周縁部近傍や基板など、 メンプレンの変形による歪の影響を受け ない位置に、 測温素子などを設ける技術が提案されている 。 このような技術 では、 メンプレンの変形による歪の影響を受けない か、 または、 温度変化に よる出力変化が歪による出力変化に対して十 分に大きい位置に、 測温素子が 配置されていることにより、 測温素子によって温度を検出することが可能 に なっている。

先行技術文献

特許文献

[0005] 特許文献 1 :特開平 1 1 —9 4 6 6 7号公報 \¥0 2020/175155 2 卩（：17 2020 /005579 発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006] しかしながら、 メンプレンの周縁部近傍に温度検出用の素子 を配置する従 来の技術では、 メンプレンの周縁部近傍に、 測温素子を配置可能な、 歪の影 響を受けない領域が必要である。 そうすると、 メンプレンおよびステムの設 計が制約を受け、 圧カセンサの小型化に対して支障をきたす場 合があった。 また、 歪の影響を受けない位置に温度検出用の素子 を配置する必要があるた め、 温度検出用の素子が配置されている位置の温 度条件が、 圧力測定用の素 子が配置されている場所の温度条件に対して ずれを生じる問題が発生する場 合がある。

[0007] 本発明は、 このような実情に鑑みてなされ、 温度検出または温度補正を正 確に行うことができ、 かつ、 小型化に有利な圧カセンサを提供する。

課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を達成するために、 本発明の第 1の観点に係る圧カセンサは、 圧力に応じた変形を生じるメンプレンと、

前記メンプレン上において所定の歪特性を生 じる第 1歪位置に配置される 第 1抵抗体及び第 3抵抗体と、 前記第 1歪位置とは異なる歪特性を生じる第 2歪位置に配置される第 2抵抗体および第 4抵抗体とを含み、 プリツジ回路 を形成して歪を検出する第 1抵抗体群と、

前記第 1歪位置に配置される第 1温度検出用抵抗体と、 前記第 2歪位置に 配置される前記第 2温度検出用抵抗体と、 を含み温度を検出する第 2抵抗体 群と、 を有する。

[0009] 本発明の第 1の観点に係る圧カセンサでは、 温度を検出する第 2抵抗体群 が、 プリツジ回路を形成して歪を検出する第 1抵抗体群と同様に、 第 1歪位 置に配置される抵抗体 （第 1温度検出用抵抗体） と、 第 2歪位置に配置され る抵抗体 （第 2温度検出用抵抗体） とを含む。 このような圧カセンサは、 温 度検出用の抵抗体が配置されている位置の温 度条件が、 圧力検出用の抵抗体 が配置されている場所の温度条件と同じか非 常に近いため、 圧力測定対象で 〇 2020/175155 3 卩（：170? 2020 /005579

ある流体の温度を正確に測定したり、 第 1抵抗体群の出力に対して正確な温 度補正を行ったりすることができる。 また、 このような圧カセンサは、 メン ブレンの周縁部近傍の位置に温度検出用の抵 抗体を配置する領域を設ける必 要がないため、 小型化に対して有利である。

[0010] また、 本発明の第 2の観点に係る圧カセンサは、

圧力に応じた変形を生じるメンプレンと、

前記メンプレン上に設けられておりプリッジ 回路を形成する第 1抵抗体群 と、

前記メンプレンにおいて所定の歪特性を生じ る第 1歪位置に配置される第 1温度検出用抵抗体と、 前記第 1歪位置の歪特性とは打ち消しあう関係にあ る歪特性を生じる第 2歪位置に配置され前記第 1温度検出用抵抗体に対して 直列接続される第 2温度検出用抵抗体と、 を含む第 2抵抗体群と、 を有する

[001 1 ] 本発明の第 2の観点に係る圧カセンサでは、 第 1温度検出用抵抗体と第 2 温度検出用抵抗体とが、 互いに打ち消しあう関係にある歪特性を生じ る位置 に配置されており、 かつ、 互いに直列接続されている。 このような構成によ る第 2抵抗体群の出力からは、 メンプレンの歪による影響が除去されるため 、 第 2抵抗体群は精度よく温度を検出できる。 また、 第 1温度検出用抵抗体 および第 2温度検出用抵抗体は、 メンプレン上の歪が生じる位置に配置され るため、 このような圧カセンサは小型化に有利である 。 また、 ブリッジ回路 を形成する第 1抵抗体群は、 メンプレンの歪および圧力を検出する。 このよ うな圧カセンサでは、 温度検出用の素子が、 圧力測定用の素子と同じくメン ブレン上の歪が生じる領域に配置されるため 、 温度検出用の素子が配置され ている位置の温度条件が、 圧力測定用の素子が配置されている場所の温 度条 件に近い。 このため、 本発明に係る圧カセンサは、 圧力測定対象である流体 の温度を正確に測定したり、 第 1抵抗体群の出力に対して正確な温度補正を 行ったりすることができる。

[0012] また、 たとえば、 第 2の観点に係る圧カセンサにおいて、 前記第 1抵抗体 〇 2020/175155 4 卩（：170? 2020 /005579

群は、 前記第 1歪位置に配置される第 1抵抗体及び第 3抵抗体と、 前記第 2 歪位置に配置される第 2抵抗体および第 4抵抗体とを有してもよい。

[0013] このような圧カセンサは、 圧力を検出する第 1抵抗体群が、 温度を検出す る第 2抵抗体群と同様に、 第 1歪位置に配置される抵抗体 （第 1抵抗体およ び第 3抵抗体） と、 第 2歪位置に配置される抵抗体 （第 2抵抗体および第 4 抵抗体） とを含む。 したがって、 このような圧カセンサは、 温度検出用の素 子が配置されている位置の温度条件が、 圧力測定用の素子が配置されている 場所の温度条件と同じか非常に近いため、 圧力測定対象である流体の温度を 正確に測定したり、 第 1抵抗体群の出力に対して正確な温度補正を� �ったり することができる。

[0014] また、 たとえば、 本発明に係る圧カセンサは、 前記メンプレンとは独立し た基板部を有してもよく、

前記第 1抵抗体群に含まれる抵抗体は、 前記基板部に含まれる基板配線を 介して電気的に接続されてもよい。

[0015] プリッジ回路を構成する第 1抵抗体群に含まれる抵抗体は、 メンプレン上 に設けられる電極部および導体によって接続 されていてもよいが、 メンブレ ンとは独立した基板部の配線を介して電気的 に接続されていてもよい。 基板 を用いて配線することにより、 メンプレンを小型化することができる。 また 、 メンプレン上の配線構造を単純化することが できるため、 このような圧力 センサは、 生産性が良好である。

[0016] また、 たとえば、 本発明に係る圧カセンサは、 前記メンプレン上に配置さ れており前記第 1抵抗体群に接続する第 1電極部と、

前記メンブレン上に配置されており前記第 2抵抗体群に接続する第 2電極 部と、

前記第 1電極部と前記第 2電極部を接続する配線と、 を有してもよい。

[0017] このような圧カセンサは、 第 1抵抗体群と第 2抵抗体群に対する配線の少 なくとも一部が共通化されている。 したがって、 このような圧カセンサは、 第 1抵抗体群および第 2抵抗体群に対する配線を単純化することが� �きる。 〇 2020/175155 5 卩（：170? 2020 /005579 図面の簡単な説明

［0018］ ［図 1］図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る圧カセンサの模式断面図で� �る。

［図 2］図 2は、 第 1実施形態に係る圧カセンサにおける抵抗体� �よび電極部の 配置を示す概念図である。

［図 3］図 3は、 第 1実施形態に係る圧カセンサで形成される回� �の一例 （第 1 構成例） を示す概念図である。

［図 4］図 4は、 第 1実施形態に係る圧カセンサで形成される回� �の一例 （第 2 構成例） を示す概念図である。

［図 5］図 5は、 第 1実施形態に係る圧カセンサの等価回路図の� �例である。

［図 6］図 6は、 第 2実施形態に係る圧カセンサにおける抵抗体� �よび電極部の 配置を示す概念図である。

［図 7］図 7は、 第 2実施形態に係る圧カセンサを用いて形成さ� �る回路の一例 （第 3構成例） を示す概念図である。

［図 8］図 8は、 第 2実施形態に係る圧カセンサを用いて形成さ� �る回路の一例 （第 4構成例） を示す概念図である。

［図 9］図 9は、 第 3実施形態に係る圧カセンサにおける抵抗体� �よび電極部の 配置と配線状態を示す概念図である。

［図 10］図 1 0は、 第 3実施形態に係る圧カセンサを用いて形成さ� �る回路の 一例 （第 5構成例） を示す概念図である。

［図 1 1］図 1 1は、 第 3実施形態に係る圧カセンサを用いて形成さ� �る回路の 一例 （第 6構成例） を示す概念図である。

［図 12］図 1 2は、 第 4実施形態に係る圧カセンサにおける抵抗体� �よび電極 部の配置と配線状態を示す概念図である。

［図 13］図 1 3は、 第 4実施形態に係る圧カセンサを用いて形成さ� �る回路の 一例 （第 7構成例） を示す概念図である。

［図 14］図 1 4は、 第 4実施形態に係る圧カセンサを用いて形成さ� �る回路の 一例 （第 8構成例） を示す概念図である。

発明を実施するための形態 〇 2020/175155 6 卩（：170? 2020 /005579

[0019] 以下、 本発明を、 図面に示す実施形態に基づき説明する。

図 1は、 本発明に係る圧カセンサ 1 0の概略断面図である。 圧カセンサ 1 0は、 メンプレン 2 2を有するステム 2 0、 ステム 2 0へ圧力を伝える流路 1 2 が形成されている接続部材 1 2、 接続部材 1 2に対してステム 2 0を 固定する抑え部材 1 4、 メンプレン 2 2上の電極部などに対して配線される 基板部 7 0などを有する。

[0020] 図 1 に示すように、 接続部材 1 2の外周には、 圧カセンサ 1 0を測定対象 に対して固定するためのねじ溝 1 2 3が形成されている。 ねじ溝 1 2 3を介 して圧カセンサ 1 0を固定することにより、 接続部材 1 2の内部に形成され ている流路 1 2 13は、 測定対象である圧力室に対して気密に連通す る。

[0021 ] 図 1 に示すように、 ステム 2 0は、 有底 （上底） 筒状の外形状を有してお り、 接続部材 1 2における流路 1 2 の一方の端部に設けられる。 ステム 2 0は、 開口部側にフランジ部 2 1が設けられており、 抑え部材 1 4と接続部 材 1 2との間にフランジ部 2 1が挟み込まれることにより、 接続部材 1 2に 対して固定される。 ステム 2 0の開口部と接続部材 1 2の流路 1 2 13とは、 抑え部材 1 4を用いて気密に連結されており、 測定対象の圧力が、 ステム 2 0のメンプレン 2 2に伝えられる。

[0022] ステム 2 0の上底には、 メンプレン 2 2が備えられる。 メンプレン 2 2は 、 側壁など、 ステム 2 0における他の部分に比べて肉薄になってお� �、 流路 1 2匕から伝えられる圧力に応じた変形を生じ� �。 メンプレン 2 2は、 圧力 流体に接触する内面 2 2 ₃ と、 内面 2 2 3とは反対側の外面 2 2匕とを有し ており、 メンプレン 2 2の外面 2 2匕側には、 後述する第 1抵抗体群 3 2、 第 2抵抗体群 3 4 （図 2参照） や電極部などが設けられる。

[0023] 抑え部材 1 4には、 メンプレン 2 2の外面 2 2匕に形成された抵抗体群 3

2、 3 4に対して電気的に接続される配線や電極部� �どを有する基板部 7 0 が固定されている。 基板部 7 0の電極部とメンプレン 2 2上の電極部とは、 ワイヤボンディングなどにより形成される接 続配線 8 2などを介して、 電気 的に接続されている。 基板部 7 0はリング状の外形状を有しており、 ステム 〇 2020/175155 7 卩（：170? 2020 /005579

2 0は、 基板部 7 0の中央に形成される貫通穴を揷通している� �

［0024］ 図 2は、 メンプレン 2 2の外面 2 2匕における第 1抵抗体群 3 2、 第 2抵 抗体群 3 4などの配置状態を示す概念図である。 図 2の上部は、 ステム 2 0 の模式断面図であり、 図 2の下部は、 メンプレン 2 2の外面 2 2匕側である 軸正方向側からステム 2 0を見た概略平面図である。

［0025］ 図 2に示すように、 メンプレン 2 2の外面 2 2匕には、 歪を検出する抵抗 体である第 1抵抗体 1、 第 2抵抗体 2、 第 3抵抗体 3、 第 4抵抗体 4を含む第 1抵抗体群 3 2と、 温度を検出する抵抗体である第 1温度検出用 抵抗体 8丁 1、 第 2温度検出用抵抗体 丁 2を含む第 2抵抗体群 3 4と、 が 設けられている。 抵抗体 8 1 ~ 8 4、 ［¾丁 1、 ［¾丁 2は、 メンプレン 2 2の 内面 2 2 3に加えられる圧力に応じて所定の歪特定を� �じる第 1歪位置であ る第 1円周 2 4上と、 第 1歪位置とは異なる歪特性を生じる第 2歪位置であ る第 2円周 2 6上とに、 分けて配置されている。

［0026］ なお、 第 1抵抗体群 3 2に含まれる第 1〜第 4抵抗体 1〜［¾ 4と、 第 2 抵抗体群 3 4に含まれる第 1および第 2温度検出用抵抗体 丁 1、 は、 同じ材質および構造の抵抗体であってもよく 、 異なる材質および構造の 抵抗体であってもよい。 たとえば、 第 1〜第 4抵抗体 1 としては、 第 1および第 2温度検出用抵抗体 丁 1、 抵抗値の歪依存 性が高いものを採用してもよい。 また、 第 1および第 2温度検出用抵抗体 丁 1、 ［¾丁 2としては、 に比べて、 抵抗値の温 度依存性が高いものを採用してもよい。

［0027］ 図 2に示すように、 第 1円周 2 4は、 第 2円周 2 6より小さい半径を有す る円の円周である。 たとえば、 メンプレン 2 2が内面 2 2 3から所定の正圧 を受けた場合に、 第 1円周 2 4上では正の歪 + ^ （引張歪） を生じるのに対 して、 第 2円周 2 6では負の歪一 ^ （圧縮歪） を生じる。 このように、 第 1 歪位置である第 1円周 2 4上における歪特性と、 第 2歪位置である第 2円周 2 6上における歪特性は、 互いに逆方向 （打ち消しあう関係） であることが 好ましい。 〇 2020/175155 8 卩（：170? 2020 /005579

[0028] メンプレン 22上に配置される抵抗体 1〜[¾ 4、 [¾丁 1、 [¾丁 2のうち

、 第 1抵抗体群 32における第 1抵抗体 1および第 3抵抗体 3と、 第 2 抵抗体群 34における第 1温度検出用抵抗体 丁 1 とは、 第 1円周 24上に 配置されている。 これに対して、 第 1抵抗体群 32における第 2抵抗体 2 および第 4抵抗体 4と、 第 2抵抗体群 34における第 2温度検出用抵抗体 [¾丁 2とは、 第 2円周 26上に配置されている。

[0029] メンプレン 22の外面 22匕には、 第 1および第 2抵抗体群 32、 34に 接続する電極部が複数設けられている。 電極部は、 第 1抵抗体 81 に接続す る第 1電極部 4 1、 第 2抵抗体 2に接続する第 1電極部 42、 第 3抵抗体 83に接続する第 1電極部 43のように第 1抵抗体群 32に接続する第 1電 極部 4 1、 42、 43と、 第 1温度検出用抵抗体 丁 1 に接続する第 2電極 部 45、 第 2温度検出用抵抗体 丁 2に接続する第 2電極部 46のように第 2抵抗体群 34に接続する第 2電極部 45、 46とがある。

[0030] 電極部 4 1、 42、 43、 45、 46は、 メンプレン 22上の電極部同士 またはメンプレン 22の電極部と基板部 70の電極部を接続する配線を形成 できるように設けられていればよく、 その数は特に限定されない。 たとえば 、 電極部 4 1、 42、 43、 45、 46は、 それぞれの抵抗体

[¾丁 1、 につき 2つずつ設けられていてもよく、 図 2に示すように、

1つの電極部 4 1、 42、 43、 45、 46のみが接続されている抵抗体や 、 電極部 4 1、 42、 43、 45、 46が直接的には接続されていない抵抗 体が、 メンブレン 22上に配置されていてもよい。 なお、 図 2に示すように 、 メンプレン 22上に配置される抵抗体 1 ~[¾4、 [¾丁 1、 [¾丁 2は、 電 極部 4 1、 42、 43、 45、 46を介して配線されていてもよく、 電極部 4 1、 42、 43、 45、 46を介さず配線されていてもよい。

[0031] 電極部 4 1、 42、 43、 45、 46は、 それぞれ対応する抵抗体 1 ~

[¾4、 [¾丁 1、 に導通しており、 対応する抵抗体 1 ~[¾4、 [¾丁 1 、 なお、 電極 部 4 1、 42、 43、 45、 46は、 第 2円周 26より半径の大きい円周上 〇 2020/175155 9 卩（：170? 2020 /005579

に沿って形成されており、 電極部 4 1、 4 2、 4 3、 4 5、 4 6から基板部 7 0への配線が容易になっている。 ただし、 電極部 4 1、 4 2、 4 3、 4 5 、 4 6の配置は特に限定されず、 メンプレン 2 2の上に様々は形状で配置さ れ得る。

［0032］ 図 2に示すようなメンプレン 2 2を有するステム 2 0およびメンプレン 2

2上に設けられる第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4および電極部 4 1、 4 2、 4 3、 4 5、 4 6は、 たとえば、 以下のようにして作製される。 まず、 メンプレン 2 2を有するステム 2 0を機械加工により作製する。 ステム 2 0 の材質は、 適切な弾性変形を生じるものであれば特に限 定されず、 例えばス テンレスなどの金属や合金が挙げられる。

［0033］ 次に、 メンプレン 2 2の上に、 絶縁膜を挟んで半導体薄膜または金属薄膜 を形成し、 これらの薄膜に対してレーザー加工や、 スクリーン印刷のような 半導体加工技術による微細加工などを行うこ とにより、 図 2に示すような抵 抗体群 3 2、 3 4および電極部 4 1、 4 2、 4 3、 4 5、 4 6を形成する。 なお、 必要に応じて、 抵抗体群 3 2、 3 4や、 抵抗体群 3 2、 3 4と電極部 4 1、 4 2、 4 3、 4 5、 4 6との配線部分など、 電極部 4 1、 4 2 , 4 3 、 4 5、 4 6以外の部分には、 絶縁性の表面層が形成されてもよい。

［0034］ 圧カセンサ 1 0の製造では、 第 1抵抗体群 3 2に含まれる抵抗体 1〜［¾ 4を電気的に接続してプリッジ回路を形成す� �ことにより、 歪を検出する回 路が形成される。 各抵抗体 電極部 4 1、 4 2、 4 3および電 極部 4 1、 4 2、 4 3を接続する配線を介して接続されていても� �く、 メン プレン 2 2上に半導体製造工程などにより形成された� �体パターンにより接 続されていてもよい。 なお、 接続の具体例については、 図 3および図 4を用 いて後述する。

［0035］ 図 5は、 図 2に示す圧カセンサ 1 0を用いて形成される圧力および温度検 出の等価回路の一例である。 図 5に示すように、 圧カセンサ 1 0は、 第 1〜 第 4抵抗体 1 4を接続してホイートストンプリッジを構成� �ることに より、 メンプレン 2 2の変形 （歪） を検出する。 なお、 ブリッジ回路に含ま 〇 2020/175155 10 卩（：170? 2020 /005579

れる抵抗体の数は 4つに限られず、 抵抗値の製造ばらつきを補正する補正用 の抵抗体などを含む 5つ以上の抵抗体により、 プリツジ回路が形成されてい てもよい。

［0036］ また、 圧カセンサ 1 0の製造では、 第 2抵抗体群 3 4に含まれる第 1温度 検出用抵抗体 8丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2を直列接続し、 温度を検 出する回路が形成される。 図 5に示す例では、 メンプレン 2 2上に配置され

変化により検出する。 外部抵抗体［¾丁 3としては、 たとえばステム 2 0以外 の基板部 7 0などに配置されており、 圧カセンサ 1 0の測定対象である流体 の温度や圧力の影響を受け難く、 環境変化による抵抗値の変化が少ない抵抗 体を用いることが好ましい。 なお、 外部抵抗体 丁 3は、 他の抵抗体と同様 にメンブレン 2 2上に配置されていてもよいが、 その場合は、 他の抵抗体と 異なる材質の抵抗体を採用することが好まし い。

［0037］ 図 5において点線で囲まれた第 1温度検出用抵抗体 丁 1 と第 2温度検出 用抵抗体 8丁 2による回路は、 歪による抵抗値の変化を排除した温度検出用 の回路として好適に作用する。 図 2に示すように、 第 1温度検出用抵抗体 丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2とは、 メンプレン 2 2において圧力によ り変形が生じる領域に配置されている。 そのため、 第 1温度検出用抵抗体 丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2の個別の抵抗値については、 メンプレン 2 2の歪 （すなわち測定対象の流体圧力） の影響を受ける。 しかしながら、 第 1温度検出用抵抗体 8丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2とは、 互いに打 ち消しあう関係 （相殺関係） にある歪特性を生じる位置に配置されている た め、 第 1温度検出用抵抗体 8丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2との抵抗値 を合成することにより、 圧カセンサ 1 0の回路は、 メンプレン 2 2の歪およ び圧力の影響を除去し、 温度による抵抗変化が検出可能となっている 。

［0038］ 図 3は、 圧カセンサ 1 0で形成される回路の構成例 （第 1構成例） を示す 概念図である。 図 3 （3） は、 第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4に含まれ る抵抗体 8 1 ~ 8 4、 ［¾丁 1、 ［¾丁 2の接続状態を示しており、 図 3 （b） 〇 2020/175155 11 卩（：170? 2020 /005579

は、 図 3 (a) に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 32、 34に よって形成される回路を示している。 図 3 (a) に示すように、 第 1構成例 では、 第 1電極部 42と第 1電極部 43とが接続される。 また、 第 1抵抗体 ［¾ 1 と第2抵抗体［¾ 2、 第 3抵抗体 3と第 4抵抗体

と第 1抵抗体 81は、 それぞれメンブレン 22上の導体パターンにより接続 されている。 これにより、 図 3 (匕) に示 すような歪を検出するブリッジ回路を構成す る。

［0039］ 図 3 ( ₃ ) に示すように、 第 1温度検出用抵抗体 丁 1 と第 2温度検出用 抵抗体 丁 2は、 メンブレン 22上の導体パターンにより接続されている。 これにより、 第 1温度検出用抵抗体［¾丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2は 直列接続され、 図 3 (匕) に示すような温度を検出する回路を構成する 。

［0040］ 図 3 (匕) に示す第 によるブリッジ回路と、 第

1および第 2温度検出用抵抗体［¾丁 1、 ［¾丁 2による回路とは、 第 1電極部 4 1、 42、 43および第 2電極部 45、 46を介して、 図 1 に示す基板部 70に配線される。 図 3 (1〇) に示される回路は、 図 5に示すような共通の から分岐する回路を形成してもよく、 図 5に示す例とは異なる回路を 形成してもよい。

［0041］ 図 3 (3) に示す第 1電極部 42、 43の接続や、 図 1 に示す接続配線 8

2の形成は、 たとえばワイヤボンディングなどの手法を用 いて行われる。 な お、 図 3 (a) では、 第 1および第 2電極部 4 1、 42、 43、 45、 46 の接続をわかりやすく説明するために、 電極部 42、 43の接続を平面的に 表示しているが、 電極部 42、 43の接続は、 メンプレン 22上で立体的に 行われることが好ましい。

［0042］ 図 4は、 圧カセンサ 1 0で形成される回路の構成例 (第 2構成例) を示す 概念図である。 図 4 (3) は、 第 1および第 2抵抗体群 32、 34に含まれ る抵抗体 81 ~84、 ［¾丁 1、 ［¾丁 2の接続状態を示しており、 図 4 (b) は、 図 4 (a) に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 32、 34に よって形成される回路を示している。 図 4 (a) に示すように、 第 2構成例 〇 2020/175155 12 卩（：170? 2020 /005579

では、 第 1電極部 4 1 と第 2電極部 4 6とが、 外部抵抗体 丁 3を挟んで接 続されている点と、 第 1電極部 4 2と第 1電極部 4 3、 および、 第 1電極部 4 3と第 2電極部 4 5とが接続されている点が異なるが、 その他の点は図 3 に示す第 1構成例と同様である。

［0043］ 図 4に示す第 2構成例において、 第 1〜第 4抵抗体 図 4 （ 匕） に示すような歪を検出するブリッジ回路を構 成し、 第 1温度検出用抵抗 体［¾丁 1 と第 2温度検出用抵抗体［¾丁 2は直列接続され、 図 4 （匕） に示す ような温度を検出する回路を構成する。 図 4に示す第 2構成例では、 第 1抵 抗体群 3 2に接続する第 1電極部 4 2、 4 3と、 第 2抵抗体群 3 4に接続す る第 2電極部 4 5とを接続する第 1第 2配線 6 0が形成されている。 第 1第 2配線 6 0は、 メンプレン 2 2上に、 ワイヤボンディングなどにより形成さ れる。

［0044］ 図 4 （匕） に示す回路は、 たとえば図 5に示されるように電源や電圧計な どに接続される。 これにより、 圧カセンサ 1 0は、 第 2構成例に示す接続状 態により、 圧力の検出と温度の検出とを行うことができ る。 また、 第 2構成 例では、 第 1構成例とは異なり、 第 1抵抗体群 3 2と第 2抵抗体群 3 4に接 続する第 1第 2配線 6 0が形成されているため、 単純な配線により、 図 4 （ 13） および図 5に示すような回路を容易に形成することが� �きる。

［0045］ 上述した第 1実施形態に係る圧カセンサ 1 0では、 図 2に示すように、 温 度を検出する第 2抵抗体群 3 4が、 第 1歪位置である第 1円周 2 4上に配置 される第 1温度検出用抵抗体 丁 1 と、 第 2歪位置である第 2円周 2 6上に 配置される第 2温度検出用抵抗体［¾丁 2とを含む。 このような圧カセンサ 1 0では、 第 1温度検出用抵抗体［¾丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2とが、 互いに打ち消しあう関係にある歪特性を生じ る位置に配置されているため、 第 1温度検出用抵抗体 8丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁とは、 個別の抵抗 値の変化についてはメンプレン 2 2の変形の影響を受けるものの、 第 1温度 検出用抵抗体 丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁とを接続することにより、 歪の影響が除かれた抵抗値の変化を検出でき る。 したがって、 圧カセンサ 1 〇 2020/175155 13 卩（：170? 2020 /005579

0は、 第 2抵抗体群 3 4の抵抗値の変化から温度を検出し、 必要に応じて、 第 1抵抗体群 3 2からの出力値に対して温度補正を行うこと� �できる。

［0046］ また、 圧カセンサ 1 0は、 第 1および第 2温度検出用抵抗体［¾丁 1、 ［¾丁

2が配置されている位置の温度条件が、 圧力を検出する第 1〜第 4抵抗体 1 4が配置されている位置の温度条件と同じか� �常に近い。 そのため、 圧カセンサ 1 〇は、 圧力測定対象である流体の温度を、 正確に、 かつ良好な 応答性を確保しつつ測定することができる。 また、 圧カセンサ 1 〇は、 検出 した温度を用いて、 圧力に関する第 1抵抗体群 3 2の出力に対して、 正確な 温度補正を行うことができる。 また、 このような圧カセンサ 1 0は、 メンブ レン 2 2の周縁部近傍の位置に温度検出用の抵抗体� �配置する領域を設ける 必要がないため、 小型化に対して有利である。

［0047］ なお、 温度を検出する第 1温度検出用抵抗体 丁 1 と第 2温度検出用抵抗 体 丁 2は、 プリッジ回路を形成する第 1〜第 4抵抗体 と同様に 第 1円周 2 4上および第 2円周 2 6上に配置されることが好ましいが、 第 2 抵抗体群 3 4の配置はこれのみには限定されない。 すなわち、 第 1温度検出 用抵抗体 8丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2は、 互いに接続されることに より、 抵抗値の変化から歪の影響を除くことができ る位置関係にあればよく 、 メンプレン 2 2上における第 1円周 2 4上または第 2円周 2 6上以外の位 置に配置されてもよい。

［0048］ 図 6は、 本発明の第 2実施形態に係る圧カセンサ 1 1 0における第 1およ び第 2抵抗体群 3 2、 3 4、 第 1および第 2電極部 4 1〜 4 3、 4 5、 4 6 、 ならびに基板部 1 7 0の配置を示す概念図である。 第 2実施形態に係る圧 カセンサ 1 1 0は、 メンプレン 2 2上のすべての電極部 4 1〜 4 3、 4 5、

4 6が、 基板部 1 7 0の対応する基板電極部 1 7 1〜 1 7 3、 1 7 5、 1 7 6に接続されている点が、 第 1実施形態に係る圧カセンサ 1 0とは異なるが 、 その他の点は、 第 1実施形態に係る圧カセンサ 1 〇と同様である。 第 2実 施形態に係る圧カセンサ 1 1 〇の説明では、 第 1実施形態に係る圧カセンサ 1 〇との相違点のみ説明を行い、 共通点については説明を省略する。 〇 2020/175155 14 卩（：170? 2020 /005579

［0049］ 図 7は、 圧カセンサ 1 1 0で形成される回路の構成例 （第 3構成例） を示 す概念図である。 図 7 （3） は、 第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4に含ま れる抵抗体 図 7 （匕 ） は、 図 7 （a） に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4 によって形成される回路を示している。 図 7 （a） に示すように、 第 3構成 例では、 メンプレン 2 2とは独立した基板部 1 7 0に形成される基板配線 1 9 1 により、 第 1電極部 4 2と第 1電極部 4 3とが電気的に接続される。 そ の他の配線は、 図 3 （a） に示す第 1構成例と同様である。

［0050］ 図 7に示す圧カセンサ 1 1 0の第 1〜第 4抵抗体 図 7 （匕 ） に示すような歪を検出するブリッジ回路を構 成する。 また、 第 1温度検出 用抵抗体 8丁 1 と第 2温度検出用抵抗体［¾丁 2とは直列接続され、 図 7 （匕 ） に示すような温度を検出する回路を構成する 。

［0051］ 図 8は、 圧カセンサ 1 1 0で形成される回路の構成例 （第 4構成例） を示 す概念図である。 図 8 （3） は、 第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4に含ま れる抵抗体 8 1 ~ 8 4、 ［¾丁 1、 ［¾丁 2の接続状態を示しており、 図 8 （匕 ） は、 図 8 （a） に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4 によって形成される回路を示している。 図 8 （a） に示すように、 第 4構成 例では、 基板部 1 7 0に配置される外部抵抗体 丁 3と基板配線 1 9 3を介 して、 第 1電極部 4 1 と第 2電極部 4 6とが接続されている点と、 第 1抵抗 体群 3 2と第 2抵抗体群 3 4との接続が、 基板部 1 7 0の基板配線 1 9 1、

1 9 2を経由している点とが異なるが、 その他の点は図 4に示す第 2構成例 と同様である。

［0052］ 図 8に示す第 4構成例において、 第 1〜第 4抵抗体 図 8 （ 匕） に示すような歪を検出するブリッジ回路を構 成する。 また、 第 1温度検 出用抵抗体 8丁 1 と第 2温度検出用抵抗体［¾丁 2は直列接続され、 図 8 （匕 ） に示すような温度を検出する回路を構成する 。

［0053］ 図 6〜図 8に示す第 2実施形態に係る圧カセンサ 1 1 0は、 メンプレン 2

2上の第 1および第 2電極部 4 1〜 4 3、 4 5、 4 6同士を直接接続せず、 〇 2020/175155 15 卩（：170? 2020 /005579

少なくとも一部の抵抗体 基板部 1 70に含まれる基板配線 1 9 1〜 1 93を介して電気的に接続され、 ブリッジ回路を形成する。 このよ うな圧カセンサ 1 1 〇は、 メンプレン 22上でワイヤボンディング等により 形成される配線構造を単純化することができ るため、 生産性の点で有利であ る。 また、 基板部 1 70に外部抵抗体 丁 3を配置することにより、 外部抵 抗体［¾丁3を圧力流体から遠ざけることがで きる。 その他、 第 2実施形態に 係る圧カセンサ 1 1 〇は、 圧カセンサ 1 0との共通点については、 第 1実施 形態に係る圧カセンサ 1 〇と同様の効果を奏する。

［0054］ 図 9は、 本発明の第 3実施形態に係る圧カセンサ 2 1 0における第 1およ び第 2抵抗体群 32、 34、 第 1および第 2電極部 4 1〜 43、 46の配置 を示す概念図である。 図 9 (3) は、 第 1および第 2抵抗体群 32、 34に 含まれる抵抗体 1 ~［¾4、 ［¾丁 1、 図 9 (匕) は、 図 9 ( ₃ ) に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 32、

34によって形成される回路を示している。 第 3実施形態に係る圧カセンサ 2 1 0は、 第 1温度検出用抵抗体 丁 1 に接続する電極部 (第 2電極部 45 ) が形成されていない点で第 1実施形態に係る圧カセンサ 1 〇と異なるが、 その他の点では、 図 2に示す圧カセンサ 1 0と同様である。

［0055］ 図 9 (a) に示すように、 圧カセンサ 2 1 0の第 1温度検出用抵抗体 丁

1は、 第 3抵抗体 3および第 4抵抗体 して、 メンプレン 22上に 形成される導体パターンにより接続されてい る。 なお、 第 3実施形態に係る 圧カセンサ 2 1 0の説明では、 第 1実施形態に係る圧カセンサ 1 0との相違 点のみ説明を行い、 共通点については説明を省略する。

［0056］ 図 1 0は、 圧カセンサ 2 1 0で形成される回路の構成例 (第 5構成例) を 示す概念図である。 図 1 〇 (3) は、 第 1および第 2抵抗体群 32、 34に 含まれる抵抗体 1 ~［¾4、 ［¾丁 1、 図 1 0 (匕) は、 図 1 0 ( ₃ ) に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 3 2、 34によって形成される回路を示している。 図 1 0 (3) に示すように 、 第 5構成例では、 図 3 ( ₃ ) に示す第 1構成例と同様に、 第 1電極部 42 〇 2020/175155 16 卩（：170? 2020 /005579

と第 1電極部 4 3とが接続される。 これにより、

4は、 図 1 0 （匕） に示すような歪を検出するブリッジ回路を構 成する。

［0057］ また、 第 1温度検出用抵抗体 丁 1 と第 2温度検出用抵抗体 丁 2は、 図

1 0 （匕） に示すように直列接続され、 温度を検出する回路を構成している 。 図 1 0 （匕） に示される回路は、 図 5に示す例や図 3 （匕） に示す第 1構 成例と同様に電源などに接続され、 圧力および温度を検出する回路となる。

［0058］ 図 1 1は、 圧カセンサ 2 1 0で形成される回路の構成例 （第 6構成例） を 示す概念図である。 図 1 1 （3） は、 第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4に 含まれる抵抗体 1 ~［¾ 4、 ［¾丁 1、 図 1 1 （匕） は、 図 1 1 （ ₃ ） に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4によって形成される回路を示している。 図 1 1 （3） に示すように 、 第 6構成例では、 第 1電極部 4 1 と第 2電極部 4 6とが、 外部抵抗体 丁 3を挟んで接続されている点が異なるが、 その他の点は図 1 0に示す第 5構 成例と同様である。

［0059］ 第 3実施形態に係る圧カセンサ 2 1 0では、 メンプレン 2 2上に配置され

と図 1 0または図 4と図 1 1の比較から理解できるように、 抵抗体

4、 ［¾丁 1、 ［¾丁 2の接続は、 電極部を介してワイヤボンディングなどによ って行われてもよく、 メンプレン 2 2上の導体パターンによって行われても よい。 第 3実施形態に係る圧カセンサ 2 1 0も、 第 1実施形態に係る圧カセ ンサ 1 0と同様の効果を奏する。

［0060］ 図 1 2は、 本発明の第 4実施形態に係る圧カセンサ 3 1 0における第 1お よび第 2抵抗体群 3 2、 3 4、 第 1および第 2電極部 4 1〜 4 3、 4 6の配 置を示す概念図である。 図 1 2 （3） は、 第 1および第 2抵抗体群 3 2、 3 4に含まれる抵抗体 1 ~［¾ 4、 ［¾丁 1、

図 1 2 （匕） は、 図 1 2 （a） に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体 群 3 2、 3 4によって形成される回路を示している。 第 4実施形態に係る圧 〇 2020/175155 17 卩（：170? 2020 /005579

カセンサ 3 1 0は、 第 1温度検出用抵抗体 丁 1 に接続する電極部 (第 2電 極部 45) が形成されていない点で第 2実施形態に係る圧カセンサ 1 1 0と 異なるが、 その他の点では、 図 6に示す圧カセンサ 1 1 0と同様である。 ［0061］ 図 1 2 ( ₃ ) に示すように、 圧カセンサ 3 1 0の第 1温度検出用抵抗体 丁 1は、 第 3実施形態 (図 9参照) と同様に、 よび第 4抵 抗体 4に対して、 メンブレン 22上に形成される導体パターンにより接続 されている。 なお、 第 4実施形態に係る圧カセンサ 3 1 0の説明では、 第 2 実施形態に係る圧カセンサ 1 1 〇との相違点のみ説明を行い、 共通点につい ては説明を省略する。

［0062］ 図 1 3は、 圧カセンサ 3 1 0で形成される回路の構成例 (第 7構成例) を 示す概念図である。 図 1 3 (3) は、 第 1および第 2抵抗体群 32、 34に 含まれる抵抗体 1 ~［¾4、 ［¾丁 1、 図 1

3 (匕) は、 図 1 3 ( ₃ ) に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 3 2、 34によって形成される回路を示している。 図 1 3 (a) に示すように 、 第 7構成例では、 図 7 ( ₃ ) に示す第 3構成例と同様に、 メンプレン 22 とは独立した基板部 1 70に形成される基板配線 1 9 1 により、 第 1電極部

42と第 1電極部 43とが電気的に接続される。

［0063］ 図 1 4は、 圧カセンサ 3 1 0で形成される回路の構成例 (第 8構成例) を 示す概念図である。 図 1 4 (3) は、 第 1および第 2抵抗体群 32、 34に 含まれる抵抗体 1 ~［¾4、 ［¾丁 1、 図 1 4 (匕) は、 図 1 4 ( ₃ ) に示す接続状態により第 1および第 2抵抗体群 3 2、 34によって形成される回路を示している。 図 1 4 (a) に示すように 、 第 8構成例では、 基板部 1 70に配置される外部抵抗体 丁 3と基板配線 1 93を介して、 第 1電極部 4 1 と第 2電極部 46とが接続される点が異な るが、 その他の点は図 1 3に示す第 7構成例と同様である。

［0064］ 第 4実施形態に係る圧カセンサ 3 1 0では、 メンプレン 22上に配置され 〇 2020/175155 18 卩（：170? 2020 /005579

第 4実施形態に係る圧カセンサ 3 1 0も、 第 2実施形態に係る圧カセンサ 1 1 〇と同様の効果を奏する。

[0065] 以上のように、 実施形態を挙げて本発明にかかる圧カセンサ を説明したが 、 本発明はこれらの実施形態のみに限定される ものではなく、 他の多くの実 施形態や変形例を含むことは言うまでもない 。 たとえば、 図 1 に示すステム 20の形状および固定構造は一例にすぎず、 本発明の圧カセンサは、 メンブ レンが圧力に応じて適切に変形する、 他の任意の形状および固定構造を採用 できる。

符号の説明

[0066] 1 0、 1 1 0、 2 1 0, 3 1 〇 圧カセンサ

1 2 接続部材

1 23 ねじ溝

1 2匕 流路

1 4 抑え部材

20 ステム

223 内面

22 外面

22 メンプレン

24 第 1円周

26 第 2円周

32 第 1抵抗体群

34 第 2抵抗体群

8丁 3 外部抵抗体 5155 19 卩（：170? 2020 /005579

1〜 43 第 1電極部

5、 46 第 2電極部

7 1〜 1 73、 1 75、 1 76 基板電極部

9 1、 1 92、 1 93 基板配線

0、 1 7〇 基板部

〇 第 1第 2配線