JP2002071497A - ダイヤフラム圧力計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定流体に若干の異物が混入していても、
ダイヤフラム（金属薄板）に損傷を生じ難い、高い耐久
性を示すダイアフラム圧力計を実現する。 【解決手段】 ダイヤフラム７の略周縁部とセンサハウ
ジング３との間には、凹状空間（隙間）Ｒが形成されて
いるが、本ダイアフラム圧力計１１０においては、弾性
体１１によりこの凹状空間（隙間）Ｒが完全に塞がれて
いるため、被測定流体がここに流入することはない。こ
の弾性体１１は、ダイヤフラム７の凹凸形状の最外周の
凸部７ａとセンサハウジング３との間に形成された凹状
空間Ｒにシリコンゴムを注入して、硬化させたものであ
る。弾性体１１はダイヤフラム７に密着して固定されて
おり、ダイヤフラム７の変形に応じて柔軟に伸縮するた
め、凹状空間Ｒは常にシールされる。このため、ダイヤ
フラム７の繰り返し変形と異物の挟み込みによるダイヤ
フラム７の略周縁部の損傷が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐久性の高いダイ
ヤフラム圧力計の物理的構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】耐久性の有るダイヤフラム圧力計として
は、例えば、公開特許公報「特開平７−２０９１１５：
半導体圧力検出器及びその製造方法」に記載されている
もの等が一般に知られている。また、これら従来のダイ
ヤフラム圧力計の中には、ダイヤフラムの略周縁部と、
被測定流体が流入されるハウジングとの間に、被測定流
体の極一部が流入可能な凹状空間（隙間）を有するもの
がある。

【０００３】図４、図５、図６に、これらの従来のダイ
ヤフラム圧力計の代表例（ダイヤフラム圧力計１００）
を例示する。図４は、従来のダイヤフラム圧力計１００
の側面図である。本ダイヤフラム圧力計１００は、金属
より形成されたセンサハウジング３と、樹脂より形成さ
れたコネクタハウジング１とが、センサハウジング３の
端部３ａを曲げる所謂カシメによって組み立てられてい
る。１ａは、コネクタハウジング１の首部、１ｂは、コ
ネクタハウジング１に設けられた差し込み接続用のスト
ッパーである。

【０００４】図５、図６に、本ダイヤフラム圧力計１０
０の断面図及び平面図を示す。コネクタハウジング１の
首部１ａの下方に位置するコネクタハウジング１の肩部
１ｃは、コネクタハウジング１を補強するリング形状の
金属プレート１０より構成されている。感圧素子５に接
続されたターミナルピン２ａ，２ｂは、金属プレート１
０の抜き穴を通ってコネクタハウジング１の上部にまで
伸びている。符号８は、Ｏリング（気密部材）を示して
いる。

【０００５】圧力導入孔３ｂより入力された圧力は、ダ
イヤフラム７、封入液（圧力伝達媒体）１３等を経由し
て、感圧素子５に伝達される。感圧素子５は、圧力の大
きさに応じた電気信号をボンディングワイヤ１２を経由
してターミナルピンに出力する。ダイヤフラム７の略周
縁部と、被測定流体２００が流入されるハウジング３と
の間には、被測定流体２００の極一部が流入可能な凹状
空間（隙間）Ｒが有る（詳細は、図１参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１は、従来技術の問
題点を説明する、従来のダイアフラム圧力計１０１の部
分的断面図である。本ダイアフラム圧力計１０１は、上
記のダイアフラム圧力計１００と酷似の構造を有するも
のである。本ダイアフラム圧力計１０１では、センサハ
ウジング３と押えリング６との間にダイヤフラム７の周
縁部が挟み込まれ、押えリング６の外周に沿って全周に
渡る溶接（溶接部１４）によりダイヤフラム７が強固か
つ気密に固定されている。

【０００７】これらの従来のダイアフラム圧力計１０
０、１０１においては、ダイヤフラム７の略周縁部と、
被測定流体２００が流入されるセンサハウジング３との
間に、被測定流体２００の極一部が流入可能な凹状空間
（隙間）Ｒが形成されてしまうため、被測定流体２００
に異物Ｚが混入している場合には、異物Ｚがこの凹状空
間（隙間）Ｒに挟まってしまうことがある。この様な異
物の挟み込み現象は、凹状空間（隙間）Ｒの形状や大き
さ、或いはダイヤフラム７の変形形態等により、起り易
くなってしまう場合がある。

【０００８】これらの異物Ｚの大きさは、概ね１０μｍ
〜１ｍｍ程度であるが、ダイヤフラム７は変形又は変位
を繰り返すものであるため、この様な異物Ｚの硬度がダ
イヤフラム７の硬度と同程度以上である場合には、ダイ
ヤフラム７の異物Ｚとの接触部位が傷つけられたり、ダ
イヤフラム７がその損傷部より破損される様な不具合を
生じる恐れがある。

【０００９】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、被測定流体に若干の異
物が混入していても、高い耐久性を示すダイアフラム圧
力計を実現することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、以下の手段が有効である。即ち、第１の手段
は、圧力により変位又は変形するダイヤフラムと、被測
定流体が流入されるハウジング等を有して構成され、ダ
イヤフラムの略周縁部とハウジングとの間に被測定流体
の極一部が流入可能な凹状空間（隙間）を有するダイヤ
フラム圧力計において、その凹状空間に弾性体を配置す
ることである。

【００１１】また、第２の手段は、上記の第１の手段に
おいて、上記の弾性体を凹状空間に、接着剤又は合成樹
脂を注入又は塗布し、硬化させることにより形成するこ
とである。

【００１２】また、第３の手段は、上記の第１の手段に
おいて、上記の弾性体を予めリング状に形成された弾性
部材より構成することである。

【００１３】また、第４の手段は、上記の第１乃至第３
の何れか１つの手段において、ダイヤフラムに、平面形
状が略同心円形状で断面形状が略波型の凹凸形状の複数
の溝を設け、上記の凹状空間をダイヤフラムの凹凸形状
の最外周の凸部と、ハウジングとの間に形成することで
ある。以上の手段により、前記の課題を解決することが
できる。

【００１４】

【作用及び発明の効果】上記の手段によれば、弾性体が
凹状空間（隙間）を塞ぐため、異物が凹状空間に入り込
んだり、凹状空間に挟まったりすることが無くなる。ま
た、例え、異物が弾性体とダイヤフラムとの隙間に入り
込んだり、挟まったりしたとしても、これらの異物は、
硬度の低い弾性体の中に入り込んで、吸収されてしまう
ため、これらの異物がダイヤフラムの特定箇所を継続的
に繰り返し傷つけるという現象がなくなる。

【００１５】したがって、ダイヤフラムの異物との接触
部位が傷つけられたり、或いは、ダイヤフラムがその損
傷部より破損される様な不具合を生じる恐れが無くな
り、よって、被測定流体に若干の異物が混入していて
も、高い耐久性を示すダイアフラム圧力計を実現するこ
とが可能となる。

【００１６】これらの弾性体としては、例えば、ゴム、
合成樹脂、接着剤等が考えられる。例えば、これらの弾
性体としてシリコンゴム等を用いれば、弾性体を所望の
形状に容易に形成でき、弾性、硬度共に良好に設定でき
るので好適である。これらの材料は、上記の凹状空間
（隙間）に注入或いは塗布した後、硬化させる等の工程
により所望の良好又は最適な形状に形成できる。

【００１７】また、これらの弾性体としては、例えば、
合成ゴム製のＯリング等の、予めリング状に形成された
弾性部材を用いても良い。この様な構成によれば、弾性
体材料の硬化時間が必要なくなる等の生産性の面で都合
が良い。

【００１８】また、ダイヤフラムとして、「平面形状が
略同心円形状で断面形状が略波型の凹凸形状の複数の
溝」を設けた金属薄板が使用される場合があるが、上記
の凹状空間（隙間）をこの様なダイヤフラムの凹凸形状
の最外周の凸部と、ハウジングとの間に形成すれば、弾
性体が巧く嵌合して収まりが良くなり、異物が凹状空間
に入り込んだり、凹状空間に挟まったりすること防止す
るシール効果が向上する。また、この様に、弾性体が凹
状空間に巧く嵌合して収まりが良く、安定した構造に構
成すれば、弾性体の正確な配置が容易となり、配置誤差
等の発生防止の面等でも一定の効果が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例
に限定されるものではない。 （第１実施例）図２は、本第１実施例のダイアフラム圧
力計１１０の断面図（ａ）とその部分的拡大図（ｂ）で
ある。本ダイアフラム圧力計１１０は、前記の従来のダ
イアフラム圧力計１００の凹状空間（隙間）Ｒにシリコ
ンゴムより成る弾性体を埋め込んだものである。

【００２０】ダイヤフラム７の略周縁部と、被測定流体
が流入されるセンサハウジング３との間には、従来被測
定流体の極一部が流入可能であった凹状空間（隙間）Ｒ
が形成されているが、本ダイアフラム圧力計１１０にお
いては、上記のシリコンゴムにより、この凹状空間（隙
間）Ｒが完全に塞がれ（シールされ）ているため、被測
定流体がこの凹状空間Ｒに流入することはない。

【００２１】ダイヤフラム７には、平面形状が略同心円
形状で、断面形状が本図２に示す略波型の凹凸形状の複
数の溝が設けられており、上記のシリコンゴムは、この
ダイヤフラム７の凹凸形状の最外周の凸部７ａ（本図２
の下方へ凸）と、センサハウジング３との間に形成され
た凹状空間（隙間）Ｒに注入され、硬化されたものであ
り、これにより、ダイヤフラム７の略周縁部の１周にわ
たる略リング状の弾性体が形成されている。上記の凸部
７ａは、感圧素子５の側から見ると、最外周の溝を構成
している部分に相当する。

【００２２】シリコンゴムより成る弾性体１１は、ダイ
ヤフラム７に密着して固定されており、本弾性体１１は
ダイヤフラム７の変形（変位）に応じて柔軟に伸縮する
ため、凹状空間（隙間）Ｒは常に完全に塞がれ（シール
され）る。以上の構成により、本ダイアフラム圧力計１
１０は、被測定流体に若干の異物が混入していても、ダ
イヤフラム７の略周縁部に損傷が生じる恐れが無く、高
い耐久性を示す。

【００２３】（第２実施例）図３は、本第２実施例のダ
イアフラム圧力計１２０の断面図（ａ）とその部分的拡
大図（ｂ）である。本ダイアフラム圧力計１２０は、前
記の従来のダイアフラム圧力計１００の凹状空間（隙
間）Ｒに合成ゴムより成るＯリング９を埋め込んだもの
である。

【００２４】凹状空間（隙間）Ｒに挿入する弾性体とし
ては、例えばこの様に、合成ゴム製のＯリング９等の、
予めリング状に形成された弾性部材を用いても良い。こ
の様な構成によれば、弾性体材料の硬化時間が必要なく
なる等の生産性の面で都合が良い。

【００２５】また、上記の凹状空間（隙間）Ｒをこの様
なダイヤフラムの凹凸形状の最外周の凸部７ａと、セン
サハウジング３との間に形成したため、Ｏリング９（弾
性体）が巧く嵌合して収まりが良くなり、異物が凹状空
間Ｒに入り込んだり、凹状空間Ｒに挟まったりすること
防止するシール効果が向上した。

【００２６】また、例え、異物がＯリング９（弾性体）
とダイヤフラム７との隙間に入り込んだり、挟まったり
したとしても、これらの異物は、硬度の低いＯリング９
（弾性体）の中に入り込んで、吸収されてしまうため、
これらの異物がダイヤフラム７の略周縁部の特定箇所を
継続的に繰り返し傷つけるという現象が無い。

【００２７】また、この様な、弾性体が凹状空間に巧く
嵌合して収まりが良く、安定した構造により、弾性体の
正確な配置が容易となり、配置誤差等の発生防止の面等
でも一定の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の問題点を説明するダイアフラム圧力
計１０１の部分的断面図。

【図２】本発明の第１実施例のダイアフラム圧力計１１
０の断面図。

【図３】本発明の第２実施例のダイアフラム圧力計１２
０の断面図。

【図４】従来のダイアフラム圧力計１００の側面図。

【図５】従来のダイアフラム圧力計１００の断面図。

【図６】従来のダイアフラム圧力計１００の平面図。

【符号の説明】

１１０、１２０ … ダイアフラム圧力計 １ … コネクタハウジング １ａ … 首部 １ｃ … 肩部 ２ａ、２ｂ … ターミナルピン ３ … センサハウジング ３ａ … センサハウジングの端部（カシメ加工部） ３ｂ … 圧力導入孔 ５ … 感圧素子 ６ … 押えリング ７ … ダイヤフラム ７ａ … 最外周の凸部 Ｒ … 凹状空間 ８ … Ｏリング ９ … Ｏリング（弾性体） １０ … 金属プレート １１ … シリコンゴム（弾性体） １２ … ボンディングワイヤ １３ … 封入液（圧力伝達媒体） １４ … 溶接部 ２００ … 被測定流体 Ｚ … 異物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力により変位又は変形するダイヤフラ
   ムと、被測定流体が流入されるハウジング等を有して構
   成され、前記ダイヤフラムの略周縁部と前記ハウジング
   との間に、前記被測定流体の極一部が流入可能な凹状空
   間（隙間）を有するダイヤフラム圧力計において、 前記凹状空間に、弾性体が配置されていることを特徴と
   するダイヤフラム圧力計。
2. 【請求項２】 前記弾性体は、 前記凹状空間に、接着剤又は合成樹脂を注入又は塗布
   し、硬化させることにより形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載のダイヤフラム圧力計。
3. 【請求項３】 前記弾性体は、 予めリング状に形成された弾性部材より構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム圧力
   計。
4. 【請求項４】 前記ダイヤフラムは、平面形状が略同心
   円形状で断面形状が略波型の凹凸形状の複数の溝を有
   し、 前記凹状空間は、前記ダイヤフラムの前記凹凸形状の最
   外周の凸部と、前記ハウジングとの間に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項
   に記載のダイヤフラム圧力計。