圧力センサー

2020/7/19作成

Ninja250Rのスロットルボディには、圧力センサー接続用のニップルがあります。
私がヤフオクで購入したスロットルボディには、圧力センサーは付いていませんでしたが、その中身は気になります。
そこでヤフオクで圧力センサー単体を落札して分解しました。
中身は予想と異なっていて、驚きがありました。


インジェクションのバイクには、多くのセンサーが使われています。
ECUはそれらのセンサーのデータを元に、インジェクターや点火プラグを制御しています。
圧力センサーはそれらのセンサーの1つで、エンジンの吸入負圧圧力を測定しています。
取り付けられている場所は、スロットルボディのエンジン側がほとんどですが、
エアクリーナーボックス側の圧力も測定しているモデルもあるようです。

入手した圧力センサー。
入手先は例によってヤフオクで、価格は257円でした。
三菱電機製で、型番は21176-0058です。
ZZ-R1400の物として出品されていましたが、カワサキの多くの車種で採用されています。
Ninja250Rのセンサーも同じ型番です。

裏側。
ホース接続ニップルがあります。
スロットルボディのニップルへ接続されます。

コネクター。
3ピンの防水コネクターです。
3ピンのうち、2ピンは5Vの電源供給に使われます。
残りの1ピンがセンサーの出力用で、圧力に比例した電圧が出力されます。
コネクター内側に小さな穴が開けられていますが、内部を大気開放するための穴でしょうか。

それでは分解してみます。
ケースは接着されているので、例によって外周を小型ノコギリで切ってしまいます。
ギコギコギコギコ、グリグリ、パカッ。

内部。

拡大。
上側の水色の正方形のチップが、圧力センサーの素子です。
下側にはICチップ2つが基板に直接実装されています。
COB(Chip On Board)実装と呼ぶらしい。
センサー素子、ICチップはボンディングワイヤー(極細の金線)で基板と接続されています。

驚きました。
黒い樹脂でモールドされたセンサーやICが入っていて、それらが基板に半田付けされているのを予想していたので。

センサー素子、ICとも、表面はブヨブヨしたゲル状の樹脂で覆われています。
ゲルは粘着質なので、ケース切断時の切粉が付着しています。

圧力センサーの素子。
正方形のチップの4隅に、ボンディングワイヤーが接続されています。

センサー素子さらに拡大。
ランダムな傷は、ゲルを取り除くときに出来たものです。
表面は4分割されていて、それぞれにワイヤーが接続されていました。

センサーについて詳しく調べるため、Webで三菱電機出願の特許公報を確認してみました。
何だか仕事みたいになってきた―。
シリコン板上にピエゾ抵抗(歪むと抵抗が変化)がブリッジ状に配置されているようです。
また、表面のゲル状の物はフッ素ゲルで、センサーをガスから守るためのようです。

取り出したセンサー素子。
接着を剥がして単体にしてみました。
下側はガラスでその上にシリコンの板が積層されています。

シリコンの板はダイアフラム状に薄くなっていて、圧力変化で変形します。
するとピエゾ抵抗の抵抗値が変化するので、それを元に圧力を演算出力します。
左は、大きさ比較のために並べたシャープペンシルの先端です。
老眼になってきている私には扱いづらい小ささ。

IC拡大。
こちらもゲルを取り除いてみました。
集積された回路パターンを見ることが出来ます。
凄い。

そうそう故障するものではなさそうですが、サービスマニュアルには点検方法が記載されています。
バキュームゲージとシリンジを接続して、負圧に応じた電圧が出力されるかを点検します。
構造を考えると、センサーの内部にケミカル類やコンプレッサーエアーを吹き込むのは
避けたほうが良さそうです。
そんなことは必要ないはずですし、しようとする人もいないとは思いますが。

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