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JP7628863B2 - Sensor Device - Google Patents
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Description

本発明は、隔膜真空計などのセンサ装置に関する。 The present invention relates to a sensor device such as a diaphragm vacuum gauge.

特許文献1には、金属製の筐体を備えヒータにより加熱されるセンサを含むセンサ部(センサ2及びヒータH)と、センサ部を収容するセンサケース(内側ケース42及び外側ケース41の下部)と、ケーブルが接続されるコネクタ(コネクタ4p)が実装された回路基板(基板31a~31c)と、回路基板を収容する基板ケース(内側ケース42及び外側ケース41の上部)と、を備えるセンサ装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a sensor device that includes a sensor unit (sensor 2 and heater H) that has a metal housing and includes a sensor that is heated by a heater, a sensor case (inner case 42 and the lower part of outer case 41) that houses the sensor unit, a circuit board (boards 31a to 31c) that is mounted with a connector (connector 4p) to which a cable is connected, and a board case (inner case 42 and the upper part of outer case 41) that houses the circuit board.

特開2007-155500号公報JP 2007-155500 A

上記特許文献1に記載のセンサ装置では、センサ装置が取り付けられる取付対象(半導体製造装置の配管など)の電位(例えば基準電位)をコネクタに供給する必要がある場合、基板ケースとセンサケースとを金属により形成し、コネクタを、これらケースを介して取付対象に電気的に接続する必要がある。しかし、この場合、ケース全体が金属製となるので、製造コストがかさむ。 In the sensor device described in Patent Document 1, if it is necessary to supply the potential (e.g., reference potential) of the mounting object (such as the piping of a semiconductor manufacturing device) on which the sensor device is mounted to the connector, it is necessary to form the board case and the sensor case from metal and electrically connect the connector to the mounting object via these cases. However, in this case, the entire case is made of metal, which increases manufacturing costs.

本発明は、基板ケースを合成樹脂製としつつ、コネクタに取付対象の電位を供給することを課題とする。 The objective of the present invention is to supply the electrical potential of the object to be attached to the connector while making the board case out of synthetic resin.

上記課題を解決するため、本発明に係るセンサ装置は、取付対象に取り付けられて使用されるセンサ装置であって、前記取付対象に取り付けられる金属製の筐体を備えヒータにより加熱されるセンサを含むセンサ部と、前記センサ部を収容するセンサケースと、ケーブルが接続されるコネクタが実装された回路基板と、前記回路基板を収容する基板ケースと、を備え、前記基板ケースは、合成樹脂製であり、前記センサケースは、前記回路基板と電気的に接続されかつ前記筐体と接触した金属ケースを備え、前記回路基板は、前記金属ケースを介して前記センサの筐体から供給される電位を前記コネクタに供給するように配線されている。 In order to solve the above problems, the sensor device according to the present invention is a sensor device that is attached to an object to be attached and used, and includes a sensor unit including a sensor heated by a heater and having a metal housing attached to the object, a sensor case that houses the sensor unit, a circuit board on which a connector to which a cable is connected is mounted, and a board case that houses the circuit board, the board case being made of synthetic resin, the sensor case having a metal case that is electrically connected to the circuit board and in contact with the housing, and the circuit board being wired to supply the potential supplied from the sensor housing via the metal case to the connector.

前記金属ケースは、前記筐体との接触部分から前記回路基板との電気的な接続部分に至る前記筐体からの熱の伝導路が長くなるように、第1方向に前記熱を伝導する第1伝導路と、前記第1方向とは異なる第2方向に前記熱を伝導する第2伝導路と、を有する形状に構成されている、ようにしてもよい。 The metal case may be configured to have a shape having a first conduction path that conducts the heat in a first direction and a second conduction path that conducts the heat in a second direction different from the first direction, so that the conduction path from the housing to the electrical connection with the circuit board is long.

前記金属ケースは、網目状に形成されている、ようにしてもよい。 The metal case may be formed in a mesh pattern.

前記金属ケースと前記回路基板とを電気的に接続する接続部材をさらに備え、前記接続部材に、前記基板ケースと接続されている、ようにしてもよい。 The device may further include a connection member that electrically connects the metal case and the circuit board, and the connection member may be connected to the board case.

本発明によれば、基板ケースを合成樹脂製としつつ、コネクタに取付対象の電位を供給する。 According to the present invention, the board case is made of synthetic resin, and the potential of the attachment object is supplied to the connector.

図1は、本発明の実施の形態に係るセンサ装置の要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a sensor device according to an embodiment of the present invention. 図2は、基板ケースの一部を除いたセンサ装置の斜視図及び一部拡大図である。FIG. 2 is a perspective view and a partially enlarged view of the sensor device with a part of the board case removed. 図3は、接続部材などの拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a connection member and the like. 図4は、基準電位の供給経路を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a supply path of the reference potential. 図5は、外ケースの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the outer case. 図6(A)~(C)は、変形例に係る外ケースの形状パターンの例を示す図である。6A to 6C are diagrams showing examples of shape patterns of outer cases according to modified examples.

以下、本発明の実施の形態に係るセンサ装置を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では上下左右の方向を設定しているが、上下方向は、センサ装置の設置方向に応じて天地方向と一致しなくてもよい。 The following describes a sensor device according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that in this embodiment, up, down, left and right directions are set, but the up and down directions do not have to coincide with the top and bottom directions depending on the installation direction of the sensor device.

図1に示すように、本実施の形態に係るセンサ装置10は、半導体制御装置等における真空チャンバTに接続された配管H(取付対象)に不図示の継手を介して接続され、真空チャンバTから配管Hに導入されるプロセスガスの気圧を測定する隔膜真空計として構成されている。 As shown in FIG. 1, the sensor device 10 according to this embodiment is connected to a pipe H (mounting object) connected to a vacuum chamber T in a semiconductor control device or the like via a joint (not shown), and is configured as a diaphragm vacuum gauge that measures the air pressure of the process gas introduced from the vacuum chamber T to the pipe H.

センサ装置10は、センサ部20と、断熱部30と、回路基板40と、ケース50と、を備える。センサ装置10は、センサ部20と回路基板40とを電気的に接続する配線L1~L3も備える。なお、図1において、配線L1~L3は断面図ではなく立面図として描かれている。 The sensor device 10 includes a sensor unit 20, a heat insulating unit 30, a circuit board 40, and a case 50. The sensor device 10 also includes wiring L1 to L3 that electrically connects the sensor unit 20 and the circuit board 40. Note that in FIG. 1, the wiring L1 to L3 are depicted as an elevation view rather than a cross-sectional view.

センサ部20は、圧力センサ21と、端子板22と、ヒータ25と、ヒータ支持部材26と、温度センサ27と、を備える。 The sensor unit 20 includes a pressure sensor 21, a terminal board 22, a heater 25, a heater support member 26, and a temperature sensor 27.

圧力センサ21は、その筐体21Aの内部に、真空室R1と、配管H内のプロセスガスが流入する流入室R2と、を備える。筐体21Aは、金属製であり、その下部が配管Hに継手を介して接続されるように構成されている。圧力センサ21は、上記プロセスガスの気圧を検出する。具体的に、圧力センサ21は、真空室R1と流入室R2との境界に配置されたセンサ素子21B(図1等では、模式的にブロックで描いている)と、センサ素子21Bに接続された導電ピン21Cと、を備える。センサ素子21Bは、真空室R1及び流入室R2の各気圧の差圧に応じて変形するダイアフラム(隔膜)を有する。センサ素子21Bは、ダイアフラムの変形度に応じた抵抗値又は静電容量値を示す電気信号を出力することで、真空室R1の気圧を基準としたプロセスガスの気圧を検出する。導電ピン21Cは、筐体21Aを貫通しており、センサ素子21Bが出力する電気信号を筐体21A外部に伝送する。 The pressure sensor 21 includes a vacuum chamber R1 and an inflow chamber R2 into which the process gas in the pipe H flows in, inside the housing 21A. The housing 21A is made of metal, and its lower part is configured to be connected to the pipe H via a joint. The pressure sensor 21 detects the air pressure of the process gas. Specifically, the pressure sensor 21 includes a sensor element 21B (schematically drawn as a block in FIG. 1 and the like) disposed at the boundary between the vacuum chamber R1 and the inflow chamber R2, and a conductive pin 21C connected to the sensor element 21B. The sensor element 21B has a diaphragm (diaphragm) that deforms according to the differential pressure between the vacuum chamber R1 and the inflow chamber R2. The sensor element 21B detects the air pressure of the process gas based on the air pressure of the vacuum chamber R1 by outputting an electrical signal indicating a resistance value or electrostatic capacitance value according to the degree of deformation of the diaphragm. The conductive pin 21C penetrates the housing 21A and transmits the electrical signal output by the sensor element 21B to the outside of the housing 21A.

導電ピン21Cは、導電性を有する端子板22を介して、同軸ケーブルである配線L1に電気的に接続されている。端子板22と導電ピン21Cとの接続、及び、端子板22と配線L1との接続は、溶接等により行われる。なお、導電ピン21Cを囲むように円筒状のシールドを設け、このシールドと同軸ケーブルの外部導体とを接続し、導電ピン21Cなどの信号電位が圧力センサ21の金属製の筐体21Aの電位の影響を受けないようにしてもよい。また、導電ピン21C及び配線L1の数は、図1においては1つであるが、2以上であってもよい。 The conductive pin 21C is electrically connected to the wiring L1, which is a coaxial cable, via a conductive terminal plate 22. The connection between the terminal plate 22 and the conductive pin 21C, and between the terminal plate 22 and the wiring L1 are performed by welding or the like. A cylindrical shield may be provided to surround the conductive pin 21C and connected to the outer conductor of the coaxial cable, so that the signal potential of the conductive pin 21C and the like is not affected by the potential of the metal housing 21A of the pressure sensor 21. Although the number of conductive pins 21C and wiring L1 is one in FIG. 1, there may be two or more.

ヒータ25は、プロセスガスが圧力センサ21内で析出することを防止するために圧力センサ21を加熱する。ヒータ25は、円筒状のバンドヒータであり(図1において内部構造は省略)、円筒状のヒータ支持部材26に締め付け固定されている。この締め付け固定により、ヒータ支持部材26はヒータ25を支持している。ヒータ25には、回路基板40から配線L2を介して電力が供給される。この供給によりヒータ25は発熱する。ヒータ支持部材26は、内周方向に突出した円環状の突出部26Aを備える。突出部26Aは、圧力センサ21の外周部の段差に係合している。この係合により、ヒータ支持部材26は、ヒータ25とともに圧力センサ21により支持される。 The heater 25 heats the pressure sensor 21 to prevent the process gas from precipitating inside the pressure sensor 21. The heater 25 is a cylindrical band heater (the internal structure is omitted in FIG. 1) and is fastened to a cylindrical heater support member 26. This fastening allows the heater support member 26 to support the heater 25. Power is supplied to the heater 25 from the circuit board 40 via the wiring L2. This power supply causes the heater 25 to generate heat. The heater support member 26 has an annular protrusion 26A that protrudes inward. The protrusion 26A engages with a step on the outer periphery of the pressure sensor 21. This engagement allows the heater support member 26 to be supported by the pressure sensor 21 together with the heater 25.

温度センサ27は、圧力センサ21に接触し、ヒータ25により加熱される圧力センサ21の温度を検出する。図1において温度センサ27の内部構造は省略されている。温度センサ27は、検出した温度を、配線L3を介して回路基板40に出力する。 The temperature sensor 27 is in contact with the pressure sensor 21 and detects the temperature of the pressure sensor 21 heated by the heater 25. The internal structure of the temperature sensor 27 is omitted in FIG. 1. The temperature sensor 27 outputs the detected temperature to the circuit board 40 via the wiring L3.

断熱部30は、センサ部20を囲む円筒状の断熱材31と、センサ部20の上方に配置された円板形状の断熱材32と、を備える。断熱部30は、全体として、センサ部20を上方から覆い、圧力センサ21の熱乃至ヒータ25の熱が回路基板40などに悪影響を与えないように、当該熱を断熱する。断熱材31及び32は、断熱効果のある任意の材料により構成される。断熱材32は、圧力センサ21などの熱が上方に移動することを抑制している。 The heat insulating section 30 comprises a cylindrical heat insulating material 31 that surrounds the sensor section 20, and a disk-shaped heat insulating material 32 that is disposed above the sensor section 20. The heat insulating section 30 as a whole covers the sensor section 20 from above, and insulates against heat from the pressure sensor 21 or the heater 25 so that the heat does not adversely affect the circuit board 40, etc. The heat insulating materials 31 and 32 are made of any material that has a heat insulating effect. The heat insulating material 32 prevents heat from the pressure sensor 21, etc. from moving upward.

回路基板40は、複数の基板が組み立てられて構成されている。回路基板40には、各種の処理を行う回路(マイコンなどを含む)が実装されている。回路基板40は、センサ装置10が上位装置(例えば、半導体製造装置等のコントローラ)等の外部装置と通信するときに使用されるケーブル(不図示)が接続されるコネクタ41を備える。回路基板40は、このコネクタ41に、センサ装置10の取付対象である配管Hの電位を供給するように構成されている。ここでは、配管Hの電位を基準電位として説明する。コネクタ41に供給された基準電位は、例えば、当該コネクタ41に供給されるコネクタに導通される。 The circuit board 40 is constructed by assembling a number of boards. Circuits (including a microcomputer, etc.) that perform various processes are mounted on the circuit board 40. The circuit board 40 has a connector 41 to which a cable (not shown) is connected that is used when the sensor device 10 communicates with an external device such as a higher-level device (e.g., a controller for a semiconductor manufacturing device, etc.). The circuit board 40 is configured to supply the potential of the pipe H, to which the sensor device 10 is attached, to this connector 41. Here, the potential of the pipe H will be described as the reference potential. The reference potential supplied to the connector 41 is conducted to a connector that supplies the potential to the connector 41, for example.

回路基板40には、配線L1~L3が接続されている。例えば、センサ素子21Bが容量式の場合、回路基板40は、複数の配線L1のいずれかを介してセンサ素子21Bに交流電圧を印加する。さらに、回路基板40は、複数の配線L1のいずれかを介して、センサ素子21Bにより構成されるコンデンサの容量値に応じて変化する電圧信号を取得する。これらにより、センサ素子21Bにより出力され導電ピン21Cにより取り出された電気信号が、配線L1により伝送されて回路基板40に供給される。回路基板40は、取得した電気信号に基づいて処理を行う。例えば、回路基板40は、電気信号を増幅、アナログデジタル変換等して、当該電気信号が示すプロセスガスの気圧を表す所定形式のデータを得る。得られたデータは、外部装置にコネクタ41及びケーブルを介して出力される。回路基板40は、温度センサ27から出力された温度を配線L3を介して受信し、当該温度をフィードバック値として、圧力センサ21が所望の温度(例えば、200℃)となるように、配線L2を介してヒータ25に供給する電力を制御する。以上のように、回路基板40は、配線L1~L3を介してセンサ部20を制御等する。 Wires L1 to L3 are connected to the circuit board 40. For example, when the sensor element 21B is a capacitive type, the circuit board 40 applies an AC voltage to the sensor element 21B through one of the multiple wires L1. Furthermore, the circuit board 40 acquires a voltage signal that changes according to the capacitance value of the capacitor formed by the sensor element 21B through one of the multiple wires L1. As a result, the electrical signal output by the sensor element 21B and extracted by the conductive pin 21C is transmitted by the wire L1 and supplied to the circuit board 40. The circuit board 40 performs processing based on the acquired electrical signal. For example, the circuit board 40 amplifies the electrical signal, converts it from analog to digital, etc., to obtain data in a predetermined format that represents the air pressure of the process gas indicated by the electrical signal. The obtained data is output to an external device through the connector 41 and a cable. The circuit board 40 receives the temperature output from the temperature sensor 27 through the wire L3, and controls the power supplied to the heater 25 through the wire L2 using the temperature as a feedback value so that the pressure sensor 21 reaches the desired temperature (for example, 200°C). As described above, the circuit board 40 controls the sensor unit 20 via the wiring L1 to L3.

ケース50は、センサ部20、断熱部30、回路基板40、及び、配線L1~L3を収容する。ケース50は、センサ部20及び断熱部30を収容するセンサケース51と、回路基板40を収容する基板ケース56と、を備える。 The case 50 houses the sensor unit 20, the heat insulating unit 30, the circuit board 40, and the wiring L1 to L3. The case 50 includes a sensor case 51 that houses the sensor unit 20 and the heat insulating unit 30, and a board case 56 that houses the circuit board 40.

センサケース51は、全体として径方向に厚みを有する円筒形状の内ケース52と、内ケース52を外側から覆うカップ状の外ケース53と、を備える。内ケース52は、断面が逆U字形状の円環状の上内ケース52Aと、中央が貫通孔となっているカップ状の下内ケース52Bとを含んで構成されている。内ケース52は、内部に円筒状の断熱材31を収容している。円板状の断熱材32は、上内ケース52Aに収容されている。断熱材32は、柔軟性を有しており、上内ケース52Aの中を通る配線L1~L3を上内ケース52Aの内周面52AAに押し付ける。内ケース52は、断熱材31の断熱効果を阻害しないよう合成樹脂で形成されている。外ケース53は、金属で形成されており、下部が圧力センサ21の筐体21Aに接触している。外ケース53の詳細については後述する。センサケース51は、全体として底の中央に貫通孔を備えるカップ形状を有し、上部の開口は、断熱材32によりふたされている。 The sensor case 51 is provided with a cylindrical inner case 52 having a thickness in the radial direction as a whole, and a cup-shaped outer case 53 that covers the inner case 52 from the outside. The inner case 52 is composed of an upper inner case 52A having an annular shape with an inverted U-shaped cross section, and a cup-shaped lower inner case 52B with a through hole in the center. The inner case 52 houses a cylindrical insulating material 31 inside. The disk-shaped insulating material 32 is housed in the upper inner case 52A. The insulating material 32 is flexible, and presses the wiring L1 to L3 passing through the upper inner case 52A against the inner surface 52AA of the upper inner case 52A. The inner case 52 is made of synthetic resin so as not to inhibit the insulating effect of the insulating material 31. The outer case 53 is made of metal, and its lower part is in contact with the housing 21A of the pressure sensor 21. Details of the outer case 53 will be described later. The sensor case 51 has an overall cup shape with a through hole in the center of the bottom, and the opening at the top is covered with a thermal insulator 32.

基板ケース56は、合成樹脂(エンプラ、スーパーエンプラ等)により形成されている。基板ケース56は、コネクタ41を外部に露出可能にセンサケース51に被さる。基板ケース56には、回路基板40の冷却のための貫通孔が形成されてもよい。 The board case 56 is made of synthetic resin (engineering plastic, super engineering plastic, etc.). The board case 56 covers the sensor case 51 so that the connector 41 can be exposed to the outside. The board case 56 may have a through hole for cooling the circuit board 40.

ここで、回路基板40、外ケース(金属ケース)53、及び、基板ケース56の関係等について説明する。図2に示すように、センサ装置10は、回路基板40と外ケース53とを接続する円筒状の接続部材90をさらに備えている。接続部材90は、円筒部91、ネジ92及び93を含んで構成されている。円筒部91には、基板ケース56の固定部56F(図2の破線で囲んだ拡大図では省略されている)が、円筒部91が固定部56Fを貫通した状態で固定されている。これにより、基板ケース56には、接続部材90を介して、外ケース53が、外ケース53に収容されている内ケース52及びセンサ部20とともに固定され、さらに回路基板40も固定される。なお、接続部材90は、センサ装置10の四隅に1つずつ配置され、前記の接続乃至固定は、当該四隅それぞれで行われている。 Here, the relationship between the circuit board 40, the outer case (metal case) 53, and the board case 56 will be described. As shown in FIG. 2, the sensor device 10 further includes a cylindrical connection member 90 that connects the circuit board 40 and the outer case 53. The connection member 90 includes a cylindrical portion 91 and screws 92 and 93. The fixing portion 56F of the board case 56 (omitted in the enlarged view surrounded by the dashed line in FIG. 2) is fixed to the cylindrical portion 91 in a state in which the cylindrical portion 91 penetrates the fixing portion 56F. As a result, the outer case 53 is fixed to the board case 56 via the connection member 90 together with the inner case 52 and the sensor unit 20 housed in the outer case 53, and the circuit board 40 is also fixed. The connection members 90 are arranged at each of the four corners of the sensor device 10, and the above-mentioned connection and fixing are performed at each of the four corners.

図3に示すように、円筒部91は、金属製の内筒91Aと、合成樹脂製の外筒91Bとを有する。内筒91Aと外筒91Bとは、インサート成形等により一体的に形成されている。ネジ92及び93は、金属製である。ネジ92は、回路基板40に形成された孔を通って円筒部91の内筒91Aと螺合することで、回路基板40を円筒部91に締め付け固定する。ネジ93は、外ケース53(筒状部分の上端部から外周方向に張り出した箇所)に形成された切り欠きを通って円筒部91の内筒91Aと螺合することで、外ケース53を円筒部91に締め付け固定する。回路基板40のネジ92と接触する部分には、コネクタ41に接続されている配線L11(図2も参照)が引き回されている。配線L11は、回路基板40にプリントなどされている。以上のように、コネクタ41は、回路基板40(配線L11)及び接続部材90(内筒91A、ネジ92及びネジ93)を介して外ケース53と導通している(図2及び図3)。図1に示すように、外ケース53は、圧力センサ21の金属製の筐体21Aに接触している。上述のように、筐体21Aは、配管Hに接続される。従って、図4の太線に示すように、配管H→筐体21A→外ケース53→接続部材90→回路基板40→コネクタ41といった経路で、配管Hの基準電位がコネクタ41に供給される。 As shown in FIG. 3, the cylindrical portion 91 has an inner tube 91A made of metal and an outer tube 91B made of synthetic resin. The inner tube 91A and the outer tube 91B are integrally formed by insert molding or the like. The screws 92 and 93 are made of metal. The screw 92 passes through a hole formed in the circuit board 40 and screws into the inner tube 91A of the cylindrical portion 91, thereby tightening and fixing the circuit board 40 to the cylindrical portion 91. The screw 93 passes through a notch formed in the outer case 53 (a portion protruding from the upper end of the cylindrical portion toward the outer periphery) and screws into the inner tube 91A of the cylindrical portion 91, thereby tightening and fixing the outer case 53 to the cylindrical portion 91. A wiring L11 (see also FIG. 2) connected to the connector 41 is routed around the portion of the circuit board 40 that contacts the screw 92. The wiring L11 is printed on the circuit board 40. As described above, the connector 41 is electrically connected to the outer case 53 via the circuit board 40 (wire L11) and the connection member 90 (inner tube 91A, screw 92, and screw 93) (FIGS. 2 and 3). As shown in FIG. 1, the outer case 53 is in contact with the metal housing 21A of the pressure sensor 21. As described above, the housing 21A is connected to the pipe H. Therefore, as shown by the bold line in FIG. 4, the reference potential of the pipe H is supplied to the connector 41 via the path of the pipe H → housing 21A → outer case 53 → connection member 90 → circuit board 40 → connector 41.

以上のように、本実施形態によれば、基板ケース56をコスト低減等のため合成樹脂で形成しているが、センサケース5が、回路基板40と電気的に接続されかつ圧力センサ21の筐体21Aと接触した金属製の外ケース53を備え、回路基板40は、配線L11により、外ケース53を介して圧力センサ21の筐体21Aから供給される電位をコネクタ41に供給するように配線されているので、基板ケース56を合成樹脂製としつつ、コネクタ41にセンサ装置10の取付対象(ここでは、配管H)の電位を供給することができる。なお、外ケース53と回路基板40とは、直接溶接等により接続されてもよいが、接続部材90のような部品により両者を電気的に接続する方が、接続が容易である。 As described above, according to this embodiment, the circuit board case 56 is made of synthetic resin to reduce costs, but the sensor case 5 includes a metal outer case 53 electrically connected to the circuit board 40 and in contact with the housing 21A of the pressure sensor 21, and the circuit board 40 is wired by the wiring L11 to supply the potential supplied from the housing 21A of the pressure sensor 21 via the outer case 53 to the connector 41. Therefore, while the circuit board case 56 is made of synthetic resin, the potential of the object to which the sensor device 10 is attached (here, the piping H) can be supplied to the connector 41. The outer case 53 and the circuit board 40 may be directly connected by welding, etc., but it is easier to electrically connect the two using a part such as the connection member 90.

外ケース53は、圧力センサ21の筐体21Aに接触するが、上述のように圧力センサ21は、ヒータ25により加熱される(例えば、200℃に加熱される)。この加熱により筐体21Aも加熱され、筐体21Aの熱は、外ケース53に伝わる。外ケース53は、上記電位のコネクタ41への供給のため金属製なので、形状によっては筐体21Aから伝わった熱を接続部材90などに伝えやすい。そこで、この実施の形態では、外ケース53を、図2に示すように網目形状として、外ケース53の筐体21Aとの接触部分から接続部材90(回路基板40との電気的な接続部分)に至る熱の伝導経路を長くしている。具体的に、熱の伝導経路が長くなるよう、外ケース53は、図5に示すように、熱を伝導する部分が、細い棒形状を曲げ及び分岐させた形状に形成され、特に、第1方向に熱を伝導する第1伝導路M1と、第1方向とは異なる第2方向に熱を伝導する第2伝導路M2と、を有する形状に形成されている。このように、熱の伝導経路を長くすることで、熱は、外ケース53を伝わっていく過程で徐々に冷却され、接続部材90、及び、接続部材90に接続された回路基板40及び基板ケース56への悪影響(変形など)が抑制される。 The outer case 53 contacts the housing 21A of the pressure sensor 21, and as described above, the pressure sensor 21 is heated by the heater 25 (for example, heated to 200°C). This heating also heats the housing 21A, and the heat of the housing 21A is transferred to the outer case 53. The outer case 53 is made of metal to supply the above-mentioned potential to the connector 41, so depending on its shape, it is easy to transfer the heat transferred from the housing 21A to the connection member 90, etc. Therefore, in this embodiment, the outer case 53 is made of a mesh shape as shown in Figure 2, and the heat conduction path from the contact part of the outer case 53 with the housing 21A to the connection member 90 (electrical connection part with the circuit board 40) is lengthened. Specifically, in order to lengthen the heat conduction path, the outer case 53 is formed in a shape in which the heat conducting portion is bent and branched from a thin rod shape, as shown in FIG. 5, and is particularly formed in a shape having a first conduction path M1 that conducts heat in a first direction and a second conduction path M2 that conducts heat in a second direction different from the first direction. In this way, by lengthening the heat conduction path, the heat is gradually cooled in the process of being transmitted through the outer case 53, and adverse effects (deformation, etc.) on the connection member 90 and the circuit board 40 and board case 56 connected to the connection member 90 are suppressed.

なお、網目形状は、例えば、図6(A)及び(B)のパターンの1又は複数の繰り返しを有するものであってもよい。これらによっても、熱の伝導経路を長くできる。また、外ケース53は、図6(C)のパターンの1又は複数の繰り返しを有するものであってもよい。このパターンでは、熱は、下から斜め上方に一直線で伝わることができるが、熱の伝導経路の始点及び終点の配置次第では、熱の伝導経路を長くとることができる。 The mesh shape may have one or more repetitions of the patterns in Figures 6(A) and (B), for example. This also makes it possible to lengthen the heat conduction path. The outer case 53 may have one or more repetitions of the pattern in Figure 6(C). In this pattern, heat can be conducted in a straight line from below diagonally upward, but depending on the positioning of the start and end points of the heat conduction path, the heat conduction path can be made longer.

さらに、上記実施の形態では、コネクタ41への基準電位の供給と、外ケース53と回路基板40と基板ケース56とのお互いの固定との両者を接続部材90により行うので、センサ装置10の部品点数削減、コスト削減などの効果も得られる。 Furthermore, in the above embodiment, the connection member 90 is used to supply the reference potential to the connector 41 and to fix the outer case 53, the circuit board 40, and the board case 56 to each other, thereby achieving effects such as reducing the number of parts of the sensor device 10 and reducing costs.

上記実施の形態については、種々の変形が可能である。例えば、上記で説明した各部材の形状は、任意である。上記で説明した円筒、円板などは、それぞれ、多角筒、多角板などに変更可能である。ヒータ25は、センサ装置10とは別体に設けられ、センサ装置10の外部から取り付けられて圧力センサ21を加熱するものであってもよい。センサ部20と回路基板40とを繋ぐ配線のセンサ部20側の接続先は、センサ部20がどのような部品を備えるかで変更可能であり、上記実施の形態に限られない。本発明は、隔膜真空計以外のセンサ装置に適用可能である。本発明が適用されるセンサ装置は、圧力以外の物理量を計測する装置であってもよい。 The above embodiment can be modified in various ways. For example, the shapes of the components described above are arbitrary. The cylinders and disks described above can be changed to polygonal tubes, polygonal plates, etc. The heater 25 may be provided separately from the sensor device 10 and attached from the outside of the sensor device 10 to heat the pressure sensor 21. The connection destination of the wiring connecting the sensor unit 20 and the circuit board 40 on the sensor unit 20 side can be changed depending on what components the sensor unit 20 has, and is not limited to the above embodiment. The present invention can be applied to sensor devices other than diaphragm vacuum gauges. The sensor device to which the present invention is applied may be a device that measures a physical quantity other than pressure.

以上、実施の形態及び変形例を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、本発明には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る、上記の実施の形態及び変形例に対する様々な変更が含まれる。上記実施の形態及び変形例に挙げた各構成は、矛盾の無い範囲で適宜組み合わせることができる。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments and modifications, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and modifications. For example, the present invention includes various modifications to the above-mentioned embodiments and modifications that can be understood by a person skilled in the art within the scope of the technical concept of the present invention. The configurations listed in the above-mentioned embodiments and modifications can be combined as appropriate within a range that does not cause inconsistencies.

10…センサ装置、20…センサ部、21…圧力センサ、21A…筐体、21B…センサ素子、21C…導電ピン、22…端子板、25…ヒータ、27…温度センサ、30…断熱部、31…断熱材、32…断熱材、40…回路基板、41…コネクタ、50…ケース、51…センサケース、52…内ケース、52A…上内ケース、52B…下内ケース、53…外ケース、56…基板ケース、56F…固定部、90…接続部材、91…円筒部、91A…内筒、91B…外筒、92,93…ネジ、M1…第1伝導路、M2…第2伝導路、H…配管。 10...sensor device, 20...sensor section, 21...pressure sensor, 21A...housing, 21B...sensor element, 21C...conductive pin, 22...terminal board, 25...heater, 27...temperature sensor, 30...insulating section, 31...insulating material, 32...insulating material, 40...circuit board, 41...connector, 50...case, 51...sensor case, 52...inner case, 52A...upper inner case, 52B...lower inner case, 53...outer case, 56...circuit board case, 56F...fixing section, 90...connecting member, 91...cylindrical section, 91A...inner tube, 91B...outer tube, 92, 93...screw, M1...first conductive path, M2...second conductive path, H...piping.

Claims (4)

取付対象に取り付けられて使用されるセンサ装置であって、
前記取付対象に取り付けられる金属製の筐体を備えヒータにより加熱されるセンサを含むセンサ部と、
前記センサ部を収容するセンサケースと、
ケーブルが接続されるコネクタが実装された回路基板と、
前記回路基板を収容する基板ケースと、を備え、
前記基板ケースは、合成樹脂製であり、
前記センサケースは、前記回路基板と電気的に接続されかつ前記筐体と接触した金属ケースを備え、
前記回路基板は、前記金属ケースを介して前記センサの筐体から供給される電位を前記コネクタに供給するように配線されている、
センサ装置。
A sensor device that is attached to an object to be attached,
a sensor unit including a sensor that is provided with a metal housing that is attached to the attachment target and is heated by a heater;
A sensor case that houses the sensor unit;
A circuit board on which a connector to which a cable is connected is mounted;
a board case that houses the circuit board,
the substrate case is made of synthetic resin,
the sensor case includes a metal case electrically connected to the circuit board and in contact with the housing;
The circuit board is wired to supply a potential supplied from the housing of the sensor through the metal case to the connector.
Sensor device.
前記金属ケースは、前記筐体との接触部分から前記回路基板との電気的な接続部分に至る前記筐体からの熱の伝導路が長くなるように、第1方向に前記熱を伝導する第1伝導路と、前記第1方向とは異なる第2方向に前記熱を伝導する第2伝導路と、を有する形状に構成されている、
請求項1に記載のセンサ装置。
The metal case is configured to have a shape having a first conduction path that conducts the heat in a first direction and a second conduction path that conducts the heat in a second direction different from the first direction, so that a heat conduction path from the housing to an electrical connection part with the circuit board is long.
The sensor device according to claim 1 .
前記金属ケースは、網目状に形成されている、
請求項2に記載のセンサ装置。
The metal case is formed in a mesh shape.
The sensor device according to claim 2 .
前記金属ケースと前記回路基板とを電気的に接続する接続部材をさらに備え、
前記接続部材、前記基板ケースに固定されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載のセンサ装置。
a connecting member electrically connecting the metal case and the circuit board;
The connection member is fixed to the board case.
The sensor device according to claim 1 .
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