JP2002071498A - 圧力計 - Google Patents

圧力計

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JP2002071498A
JP2002071498A JP2000267977A JP2000267977A JP2002071498A JP 2002071498 A JP2002071498 A JP 2002071498A JP 2000267977 A JP2000267977 A JP 2000267977A JP 2000267977 A JP2000267977 A JP 2000267977A JP 2002071498 A JP2002071498 A JP 2002071498A
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Japan
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pressure
pressure gauge
sealing material
fluid
sealing
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JP2000267977A
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Inventor
Tomoya Yamakawa
知也 山川
Mayuko Tsumato
真由子 妻藤
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧流体の漏れを防止し、耐久性と信頼性の
高い圧力計を実現する。 【解決手段】 本圧力計110においては、シリコンゴ
ムより形成されたシール材14が、ターミナルピン2
a,2bの各突起部2yのボンディングワイヤーにて接
続される平頂部を完全に覆っており、これにより、各金
属部材(ターミナルピン2a,2b)は、封入液13か
ら完全に遮断される。このため、シール材14が、金属
部材との境界線付近から剥がれる様な、従来の圧力計に
見られる恐れの有った剥離現象は生じない。また、封入
液13とシール材14との接触面、即ち、封入液13側
へのシール材14の露出面14aは、それぞれ略平面形
状となっている。このため、封入液13からシール材1
4が圧力を受ける面積、即ち、露出面14aの面積を小
さくすることができ、シール材の耐圧性が向上し、これ
により、封止効果の経時的劣化をより確実に防止でき
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、シール材を用いて
構成される圧力計の物理的構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の圧力計の中には、ワイヤーボンデ
ィング等の電気配線を経由して感圧素子に接続される金
属部材と、高圧流体を保持するハウジングとの間に生じ
る隙間をシール材で封止したものがある。
【0003】図4、図5、図6、図7に、これらの従来
の圧力計の代表例(圧力計100と圧力計101)を例
示する。図4は、従来の圧力計100の側面図である。
本圧力計100は、金属より形成されたセンサハウジン
グ3と、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。コネクタハウジング1は、ターミ
ナルピン2a,2bを挿入してインサート成形した合成
樹脂より構成されている。
【0004】図5、図6に、本圧力計100の断面図及
び正面図(コネクタ側)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
10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には、被測定流体が満たさ
れ、この圧力導入孔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
各ターミナルピンに出力する。
【0006】更に、図7に上記の圧力計100に酷似或
いは類似の他の従来の圧力計101の平面図を示す。本
図7はコネクタハウジング1の封入液側から見た平面図
である。ターミナルピン2a,2bの各突起部2yの平
頂部を含む上位部分は、各シール材14の中央部より露
出しており、この上位部(計3箇所)は、感圧素子5の
それぞれ対応する各ボンディングパッド5a(計3箇
所)にワイヤーボンディング12によって各々互いに電
気的に接続されている。コネクタハウジング1の略円輪
形の平頂部1dは、ダイヤフラム7に最も接近した所に
位置し、この平頂部1dに囲まれた傾斜部1e等によっ
て形成される空間の内部には、図5の封入液13が封入
される。
【0007】例えば、以上の様な構成下においては、図
5などからも判る様に、各金属部材(突起部2yを有す
るターミナルピン2a,2b)と、コネクタハウジング
1との接触面に微小な隙間Aが形成されてしまう。この
ため、高圧流体(封入液13)の漏れを防止することを
目的として、従来より、図5或いは図7に示す様に、シ
ール材14を各金属部材(ターミナルピン2a,2b)
とコネクタハウジング1の両方に接する様にして、この
隙間Aを封止する様な構造が採られている(詳細は、図
1参照)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図1に、上記の従来技
術の問題点を説明する、圧力計100の部分的断面図を
例示する。例えば、上記の様な従来の圧力計では、各金
属部材の高圧流体側への露出面とシール材14との境界
線B付近にも高圧流体(封入液13)からの高い圧力が
掛かる等の要因から、シール材14の境界線B付近から
の経時的劣化、即ち、剥がれ(剥離)が生じ易くなって
いる。
【0009】この様な剥離は、合成樹脂等の絶縁体より
構成されるコネクタハウジング1と金属部材(ターミナ
ルピン2a,2b)との両方に十分強力に接着できるシ
ール材が未だ発明又は発見されていないこと等に起因し
ており、この様なシール材(14)の経時的劣化によ
り、圧力計の寿命が期待値よりも短くなってしまった
り、液漏れにより測定値が不当に低くなってしまう等
の、耐久性や信頼性の面で問題が生じる恐れがある。
【0010】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、高圧流体(封入液な
ど)の流体漏れを効果的に防止することにより、耐久性
と信頼性の高い圧力計を実現することである。
【0011】
【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、ワイヤーボンディング等の電気配線を経由して感圧
素子に接続される金属部材と、流体を保持するハウジン
グとの間に生じる隙間をシール材で封止した圧力計にお
いて、金属部材の露出部をシール材で流体に触れない様
に覆うことである。
【0012】また、第2の手段は、上記の第1の手段に
おいて、上記の流体を圧力の伝達媒体となる封入液とす
ることである。
【0013】また、第3の手段は、上記の第1の手段に
おいて、上記の流体を圧力が直接測定される被測定流体
とすることである。
【0014】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、シール材の流体に対する
接触面を略平面形状にすることである。
【0015】また、第5の手段は、上記の第1乃至第4
の何れか1つの手段において、上記の金属部材を測定値
の電気信号を外部に出力するターミナルピンとし、上記
のハウジングをこのターミナルピンを挿入してインサー
ト成形した合成樹脂で構成することである。
【0016】更に、第6の手段は、上記の第1乃至第5
の何れか1つの手段において、シール材に対する流体の
圧力の加圧方向に垂直な断面でのシール材の断面積を、
加圧方向の正の向きの変動に対して略単調に減少させる
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。
【0017】
【作用及び発明の効果】本発明では、金属部材の露出部
をシール材で高圧流体に触れない様に覆うため、金属部
材の高圧流体側への露出面が無く、よって、上記の境界
線Bも存在しない。この様な構成により、シール材が境
界線B付近から剥がれる様な従来の剥離現象は生じる恐
れがなくなる。また、この様な構成によれば、シール材
と金属部材との間の強固な接着力が要求されないため、
シール材としては、ハウジングとの接着力が十分に強い
ものを選択すれば良くなる。このため、シール材の選択
の幅が広がり、シール材の材料の最適化にも寄与でき
る。
【0018】上記の高圧流体は、圧力の伝達媒体となる
封入液の他にも、例えば、圧力が直接測定される被測定
流体(気体、又は液体)で構成することもできる。従っ
て、本発明の圧力計には、必ずしもダイヤフラムを備え
ていなくとも良い。また、使用する感圧素子としては、
例えば、ピエゾ効果を利用した感圧素子や、静電容量型
の感圧素子等、任意の感圧素子を用いることができる。
【0019】また、シール材の高圧流体に対する接触面
を略平面形状にすれば、高圧流体からシール材が圧力を
受ける面積を小さくすることができ、更に、シール材の
単位体積当りの表面積が小さくなるので、シール材の耐
圧性が向上し、これにより封止効果の経時的劣化をより
確実に防止できる。
【0020】また、測定値の電気信号を外部に出力する
ターミナルピンで上記の金属部材を構成し、上記のハウ
ジングをこのターミナルピンを挿入してインサート成形
した合成樹脂で構成すれば、上記の隙間Aを最小限に小
さく形成することができるため、高圧流体の漏れる恐れ
がないシール部を最も確実に構成することが可能とな
る。
【0021】また、シール材に対する高圧流体の圧力の
加圧方向に垂直な断面でのシール材の断面積を、この加
圧方向の正の向きの変動に対して略単調に減少させれ
ば、加圧方向の正の向きに進むに従ってシール材を細く
形成することができる。即ち、この構成によれば、シー
ル材を、例えば所謂楔型に類似の形状や、或いは、上記
の加圧方向に沿った断面形状が略台形となる形状に形成
することができるため、高圧流体によりシール材の側壁
は、ハウジングに対して効果的に比較的高い圧力で押し
付けられる。本作用により、シール材がハウジングに強
力に密着するので、シール材の接着力が局部的或いは経
時的に若干弱まった場合にも、確実な封止効果が得られ
る。
【0022】
【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に、本第1実施例の圧力計110の
部分的断面図を示す。本圧力計110は、上記に具体的
かつ詳細に例示した従来の圧力計100と略同じ、酷似
の構造を有しているが、コネクタハウジング1と金属部
材(ターミナルピン2a,2b)との間の隙間Aを封止
するシール材14の構造(形状や材料の使用量等)のみ
が、従来の圧力計100(図1)とは大きく異なってい
る。
【0023】即ち、本圧力計110においては、シリコ
ンゴムより形成されたシール材14が、ターミナルピン
2a,2bの各突起部2yのボンディングワイヤーにて
接続される平頂部を覆っており、これにより、各金属部
材(ターミナルピン2a,2b)は、封入液13より完
全に遮断されている。このため、シール材が、前記の境
界線B(図1)付近から剥がれる様な、従来の圧力計1
00に見られる恐れの有った剥離現象は生じない。
【0024】また、封入液13とシール材14との接触
面、即ち、封入液13側へのシール材14の露出面14
aは、それぞれ略平面形状となっている。このため、封
入液13からシール材14が圧力を受ける面積(、即
ち、露出面14aの面積)や、シール材14の単位体積
当りの受圧面積を小さくすることができるため、シール
材の耐圧性が向上し、これにより封止効果の経時的劣化
をより確実に防止できる。
【0025】また、シール材14は、封入液13の加圧
方向に沿った断面形状(図2の斜線部の形状)が略台形
となる様に形成されている。このため、封入液13によ
りシール材14の側壁は、コネクタハウジング1の側壁
に対して効果的に比較的高い圧力で押し付けられる。本
作用により、シール材14がコネクタハウジング1に強
力に密着するので、シール材14の接着力が局部的或い
は経時的に若干弱まった場合にも、封入液13に対する
確実な封止効果が得られる。
【0026】(第2実施例)図3に、本第2実施例の圧
力計120の部分的断面図を示す。本圧力計120は、
上記に具体的かつ詳細に例示した従来の圧力計100と
略同じ、酷似の構造を有しているが、コネクタハウジン
グ1と金属部材(ターミナルピン2a,2b)との間の
隙間Aを封止するシール材14の構造(形状や材料の使
用量等)のみが、従来の圧力計100(図1)とは異な
っている。
【0027】即ち、本圧力計120においては、上記の
圧力計110(第1実施例)と略同様に、シリコンゴム
より形成されたシール材14が、ターミナルピン2a,
2bの各突起部2yのボンディングワイヤーにて接続さ
れる平頂部を覆っており、これにより、各金属部材(タ
ーミナルピン2a,2b)は、封入液13より完全に遮
断されている。このため、シール材が、前記の境界線B
(図1)付近から剥がれる様な、従来の圧力計100に
見られる恐れの有った剥離現象は生じない。
【0028】また、封入液13とシール材14との接触
面、即ち、封入液13側へのシール材14の露出面14
aは、それぞれ略波型の形状となっている。この様な構
成により、本圧力計120においては、上記の圧力計1
10(第1実施例)よりもは若干、耐圧性や耐久性の面
で劣る恐れが懸念されるものの、この構成においては、
シール材の材料となるシリコンゴムの使用量が比較的少
量で済み、更に、シリコンゴムの注入時間や硬化時間も
若干短縮されるため、生産性の面で、上記の圧力計11
0よりも優れている。
【0029】これらのシール材14に関する構成は、測
定すべき圧力範囲、要求される耐久性(寿命)、製品の
価格等の観点より、用途に十分なもの、好適なもの、或
いは最適なものを選択すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の問題点を説明する圧力計100の部
分的断面図。
【図2】本発明の第1実施例の圧力計110の部分的断
面図。
【図3】本発明の第2実施例の圧力計120の部分的断
面図。
【図4】従来の圧力計100の側面図。
【図5】従来の圧力計100の断面図。
【図6】従来の圧力計100の正面図(コネクタ側)。
【図7】従来の圧力計101のコネクタハウジング1の
平面図(封入液側)。
【符号の説明】
100、110、120 … 圧力計 1 … コネクタハウジング 1a … 首部 1b … ストッパ 1c … 肩部 1d … 平頂部 1e … 傾斜部 2a、2b … ターミナルピン 2y … ターミナルピン突起部 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 5a … ボンディングパッド 7 … ダイヤフラム 8 … Oリング 10 … 金属プレート 12 … ボンディングワイヤ 13 … 封入液(圧力伝達媒体) 14 … シール材 A … 隙間 B … 境界線

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤーボンディング等の電気配線を経
    由して感圧素子に接続される金属部材と、流体を保持す
    るハウジングとの間に生じる隙間をシール材で封止した
    圧力計において、 前記金属部材の露出部を前記シール材で前記流体に触れ
    ない様に覆ったことを特徴とする圧力計。
  2. 【請求項2】 前記流体は、圧力の伝達媒体となる封入
    液であることを特徴とする請求項1に記載の圧力計。
  3. 【請求項3】 前記流体は、圧力が直接測定される被測
    定流体であることを特徴とする請求項1に記載の圧力
    計。
  4. 【請求項4】 前記シール材の前記流体に対する接触面
    は、 略平面形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項
    3の何れか1項に記載の圧力計。
  5. 【請求項5】 前記金属部材は、測定値の電気信号を外
    部に出力するターミナルピンであり、 前記ハウジングは、前記ターミナルピンを挿入してイン
    サート成形された合成樹脂であることを特徴とする請求
    項1乃至請求項4の何れか1項に記載の圧力計。
  6. 【請求項6】 前記シール材に対する前記流体の圧力の
    加圧方向に垂直な断面での前記シール材の断面積は、前
    記加圧方向の正の向きの変動に対して略単調に減少して
    いることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1
    項に記載の圧力計。
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