JP2001324399A

JP2001324399A - 圧力センサ

Info

Publication number: JP2001324399A
Application number: JP2000141252A
Authority: JP
Inventors: Takumi Okitsu; 匠興津; Yukio Watabe; 幸雄渡部; Akira Sakurai; 明櫻井
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイヤフラムの破損による水漏れやお湯漏れ
を防止する。【解決手段】ダイヤフラム２０の周縁部は継手本体１
０と上側本体３０とにより挟持されている。継手本体１
０の継手部１１を介して被測定液体が領域Ａに導入され
る。ダイヤフラム２０には、永久磁石２５が設けられた
受圧板２４が取り付けられており、上側本体３０に取り
付けられたホール素子３５により、前記永久磁石２５す
なわちダイヤフラム２０の変位を検出する。上側本体３
０には領域Ｂを大気圧に保持するための空気抜き穴３８
が設けられており、その周囲にチューブを挿入可能な突
起部３９が設けられている。ダイヤフラム２０が破損し
た場合、液体が領域Ｂに侵入し、空気抜き穴３８から外
部に漏出するが、前記突起部３９にチューブを挿入し、
その他端を満水時の液位よりも高く保持することによ
り、機器内部への漏水を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムを用
いた圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】流体の圧力を検出する際、ダイヤフラム
の片方の面にその流体の圧力を導き、ダイアフラムの他
の面に対して付勢されるバネ力に抗してダイアフラムを
移動させる流体の力を圧力として検出することが行われ
ている。また、液漕内の液位を検出する際にも、ダイヤ
フラムの片方の面にその液体自体あるいはその液体によ
り圧縮される流体を導き、ダイヤフラムの他の面に対し
て付勢されるバネの力に抗してダイヤフラムを移動させ
る液体あるいは流体の力を圧力として検出し、それによ
り液位を検出することが行われている。そして、この場
合に、前記ダイヤフラムに永久磁石を取り付けておき、
前記ダイヤフラムの変位をホール素子を使用して検出す
ることにより、高精度に圧力を検出することのできる圧
力センサが提案されている。例えば、特開平９−１７０
９５８号公報、特開２０００−１８９９７号公報などを
参照されたい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した圧力センサ
は、ダイヤフラムの受ける水頭圧と大気圧との差圧を検
出する構造であるため、通常、ダイヤフラムの液体が導
かれる側とは反対側の領域にこの領域を大気圧に保持す
るための空気抜き穴が設けられている。従って、仮にダ
イヤフラムが破れた場合には、この空気抜き穴から被測
定液体（水あるいはお湯など）が漏れ出してしまうこと
となる。例えば、圧力センサが電気ポットなどの水位を
測定するために用いられている場合には、これにより、
使用者が火傷を負ったり、あるいは、周囲が水浸しにな
ってしまうという不都合が発生する。

【０００４】そこで本発明は、仮にダイヤフラムが破損
したとしても、水やお湯などの被測定液体が洩れ出すこ
とを防止することが可能な圧力センサを提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧力センサは、被測定液体が導入される継
手本体と、上側本体と、前記継手本体と前記上側本体と
の間にその周縁部が挟持されたダイヤフラムと、前記ダ
イヤフラムに固定され摺動可能な受圧板と、前記受圧板
に設置された永久磁石と、前記上側本体に設けられた磁
気センサと、前記ダイヤフラムと前記上側本体により形
成される空間を大気圧とするために前記上側本体に設け
られた空気抜き穴とを有する圧力センサであって、前記
空気抜き穴の周囲の前記上側本体外周部にチューブを挿
入可能とするための突起部が設けられているものであ
る。また、前記突起部に挿入されるチューブの他端は、
被測定液体の最高液位よりも高い位置になるように配置
されているものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の圧力センサ１の
一実施の形態の構成を示す断面図である。この図におい
て、１０は継手本体、２０はダイヤフラム、３０は上側
本体である。前記継手本体１０の底面の中央には被測定
流体を導入するための継手部１１が備えられており、ま
た、継手本体１０の上面には段部１２が形成されてい
る。前記ダイヤフラム２０は、例えば硬度の高いシリコ
ンゴム製であり、中心部に受圧板支持部２１、その周囲
にドーナツ状で肉厚に形成されたバネ力付与部２２、周
縁部にフランジ部２３が形成されている。図示するよう
に、前記継手本体１０の上面に形成されている段部１２
に、前記上側本体３０の下端フランジ部３１の下面の突
出部が嵌合しており、両者の間で前記ダイヤフラム２０
のフランジ部２３が挟持されて固定されている。

【０００７】前記上側本体３０の内部には略円筒状のガ
イド室３２が設けられており、また、前記上側本体３０
の外周の一部には、長方形箱形形状の基板収納部３３が
設けられている。基板収納部３３には、ホール素子３５
や増幅および演算用の集積回路などが搭載された回路基
板３４が固定されており、ゴムキャップ３６により液体
などの侵入を防止している。また、前記ガイド室３２の
前記基板収納部３３の部分は平坦部３７とされている。
前記上側本体３０のガイド室３２内には略円筒状の受圧
板２４が図中上下方向に摺動自在に配置されており、受
圧板２４の下端は前述したダイヤフラム２０の受圧板支
持部２１上に固定されている。そして、受圧板２４の前
記回路基板３４上に配置されたホール素子３５に近接す
る位置には永久磁石２５がその上端部側を所定角度内側
に傾けて固定されている。また、受圧板２４の前記ガイ
ド部３２の平坦部３７に対向する部分には平坦部２６が
形成されており、両者の嵌合によって、受圧板２４は回
転することなく上下動可能となっている。

【０００８】前記受圧板２４の上端面は、上側本体３０
の上部に螺合した調整ネジ２８に支持されたコイルバネ
２７により押圧され、ダイヤフラム２０の前記バネ力付
与部２２によるバネ力と釣り合うようになされている。
また、前記ガイド室３２には、空気抜き穴３８が設けら
れており、前記ダイヤフラム２０と前記上側本体３０の
内部により形成される領域Ｂを大気圧に保持するように
している。そして、前記空気抜き穴３８の周囲には、図
示するように、突起部３９が設けられている。図２に示
すように、この突起部３９には、例えばシリコン製のチ
ューブ４０を挿入することができる。

【０００９】このように構成された圧力センサ１におい
て、前記継手本体１０に設けられた継手部１１を被測定
液体を導入する管に接続する。管内に被測定液体が存在
していないときは、前記受圧板２４は、前記ダイヤフラ
ム２０自体が有するバネ力によって、コイルバネ２７及
び受圧板２４の自重に抗して所定の初期位置を維持して
いる。管内に液体が存在し領域Ａに液体が導入される
と、液圧がダイヤフラム２０の下側に作用し、受圧板２
４を上昇させる。これにより、前記永久磁石２５も上昇
し、その変位が磁束密度の変化として前記ホール素子３
５により検出され、これにより液圧あるいは液位を検出
することができる。なお、前述のように前記永久磁石２
５の上端部側を内側に傾けて配置することにより、ホー
ル素子の出力の直線領域に対応する永久磁石２５の移動
距離を大きくとることができるようにしている。

【００１０】このような圧力センサを電気ポットの水位
センサとして使用する場合について、図３を参照して説
明する。図３の（ａ）は、ダイヤフラムが破損していな
い正常時を示す図である。この図において、５１は電気
ポットの貯水室、５２は吐出管、５３は吐出口である。
図示するように、電気ポットの貯水室５１と吐出管５２
とを連結する連結部に前記圧力センサ１を配置し、前記
圧力センサの継手本体１０の底面中央に設けた継手部１
１を前記連結部に接続する。また、前記空気抜き穴３８
の周囲に設けられた突起部３９に、前記図２に示したよ
うに、例えばシリコン製のチューブ４０を挿入し、その
他端を前記貯水室５１の満水時の水位よりも高い位置に
配置する。これは、例えば、電気ポット中の電線類など
と平行してチューブを配設することにより容易に実現す
ることができる。

【００１１】前述と同様に、貯水室内５１に水が存在し
ない場合には、受圧板２４はダイヤフラム２０の大きな
バネ力によって、コイルバネ２７及び受圧板２４の自重
に抗して所定位置を維持している。貯水室内５１に水が
存在すると、水位に応じた水圧が継手本体１０の継手部
１１を介してダイヤフラム２０の下側に作用し、受圧板
２４を上昇させ、受圧板２４に設けた永久磁石２５の変
位をホール素子３５により検出し、貯水室内の水位を検
出する。

【００１２】ここで、前記ダイヤフラム２０が破損した
とする。このとき、水あるいはお湯が前記ダイヤフラム
２０よりも上部の領域Ｂに入り込み、前記上側本体３０
の内部を通って前記空気抜き穴３８から圧力センサ１の
外部に洩れ出すこととなる。しかしながら、本発明にお
いては、前記空気抜き穴３８の周囲に突起部３９が設け
られており、この突起部３９にシリコン製のチューブ４
０を挿入することができる。したがって、この突起部３
９に挿入したチューブ４０の他端を図示するように、前
記貯水室５１の満水時の高さよりも高い位置になるよう
に配置することにより、前記ダイヤフラム２０の破損に
より前記上側本体３０の内部を通って前記空気抜き穴３
８から水またはお湯が洩れ出したとしても、図３の
（ｂ）に示すように、その水またはお湯は、前記満水時
の水位よりも低い位置まで達するだけであり、その水ま
たはお湯がチューブ４０の外部に洩れ出すことはない。
したがって、ダイヤフラム２０が破損した場合であって
も、漏水やお湯による火傷などの不都合が生じることは
ない。なお、ダイヤフラムが破れたときには、前記領域
Ａと領域Ｂとの圧力差が無くなり、ポンプを作動させて
吐出をする際に圧力変動が生じないため、故障内容（ダ
イヤフラムの破損）を検知することができる。

【００１３】上述の実施の形態においては、ダイヤフラ
ム自体にバネ力付与部を設けた構成の圧力センサを例に
とって説明したが、本発明はこれに限られることはな
く、ダイヤフラムの下部に前記受圧板およびコイルバネ
に抗して前記ダイヤフラムを所定の初期位置に保持する
対向バネを設けた構成の圧力センサの場合であっても、
全く同様に適用することができる。また、上記において
は、磁気センサとしてホール素子を用いるものとした
が、これに限られることはなく、磁気抵抗素子を用いた
ものなど各種の磁気センサを使用することができる。さ
らに、上記においては、電気ポットの水位を測定する場
合を例にとって説明したがこれに限られることはなく、
洗濯機や風呂などの水位を測定する場合など、ダイヤフ
ラムの破損による被測定流体の漏出を防止する場合であ
れば同様に適用することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧力セン
サによれば、ダイヤフラムが破損した場合であっても、
水やお湯が洩れ出すことがなく、火傷や周囲が水浸しと
なるなどの不都合が発生することを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧力センサの構成を示す断面図であ
る。

【図２】図１に示した圧力センサにおける空気抜き穴
にシリコンチューブを接続した様子を示す図である。

【図３】本発明の圧力センサを電気ポットの水位の検
出に適用した例を示す図であり、（ａ）は正常時、
（ｂ）はダイヤフラムが破損した場合を示す。

【符号の説明】

１圧力センサ１０継手本体２０ダイヤフラム２４受圧板２５永久磁石３０上側本体３５ホール素子３８空気抜き穴３９突起部４０チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者櫻井明埼玉県所沢市青葉台1311 株式会社鷺宮製作所所沢事業所内Ｆターム(参考） 2F014 AC03 BA10 2F055 AA39 BB03 CC02 DD20 EE27 FF41 GG11 4B055 AA34 BA07 CA02 CA64 CA85 CB03 CB04 CB07 CD08 GB15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定液体が導入される継手本体と、上
側本体と、前記継手本体と前記上側本体との間にその周
縁部が挟持されたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに
固定され摺動可能な受圧板と、前記受圧板に設置された
永久磁石と、前記上側本体に設けられた磁気センサと、
前記ダイヤフラムと前記上側本体により形成される空間
を大気圧とするために前記上側本体に設けられた空気抜
き穴とを有する圧力センサであって、前記空気抜き穴の周囲の前記上側本体外周部にチューブ
を挿入可能とするための突起部が設けられていることを
特徴とする圧力センサ。
【請求項２】前記突起部に挿入されるチューブの他端
は、被測定液体の最高液位よりも高い位置になるように
配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧力セ
ンサ。