JP2004037271A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2004037271A
JP2004037271A JP2002195071A JP2002195071A JP2004037271A JP 2004037271 A JP2004037271 A JP 2004037271A JP 2002195071 A JP2002195071 A JP 2002195071A JP 2002195071 A JP2002195071 A JP 2002195071A JP 2004037271 A JP2004037271 A JP 2004037271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
housing
pressure
connector
taper surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002195071A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3991787B2 (en
Inventor
Tomoya Yamakawa
山川 知也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP2002195071A priority Critical patent/JP3991787B2/en
Publication of JP2004037271A publication Critical patent/JP2004037271A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3991787B2 publication Critical patent/JP3991787B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized and pressure-resistant high pressure sensor in which a tapered surface of a connector is brought into contact with a tapered surface of the sensor, applying a load in the inserting direction between both the surfaces, and assembling the connector and the sensor. <P>SOLUTION: The pressure sensor 1 includes a connector housing 30 having a pressure receiving surface 32 which disposes a pressure sensitive element 20, and a sensor housing 40 having a recess 45 for inserting an inserting part 35 of the housing 30. A connector tapered surface 352 provided gradually becoming narrow along an inserting direction is formed on an outer peripheral surface of the inserting part 35 of the housing 30. A tapered surface 452 of the sensor gradually becomes narrow along the inserting direction is provided on an inner peripheral surface of the recess 4 of the housing 40. The housing 30 and the housing 40 are connected in a state that the tapered surface 352 of the connector is brought into close contact with the tapered surface 452 of the sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【技術分野】
本発明は,感圧素子により圧力を計測する圧力センサに関する。
【0002】
【従来技術】
圧力センサは,シリコン基板上に形成した歪ゲージと,シリコン基板を精密にエッチングして形成した圧力検知用のダイヤフラムとを有する感圧素子を利用したセンサである。そして,この圧力センサは,上記歪ゲージにより,圧力によるダイヤフラムのひずみ量を計測することにより圧力を測定する。
【0003】
感圧素子を配置する受圧面を有するコネクタハウジングと,センサハウジングとからなる圧力センサにおいて,上記の感圧素子は,センサハウジングに挿入したコネクタハウジングと,センサハウジングとの間の圧力室に収容されるよう構成されている。
【0004】
上記の圧力センサには耐久性と耐圧性が要求されるため,センサハウジングに対しコネクタハウジングを差し込んだ後,センサハウジングの一部をかしめて両者を強固に一体結合する。そのかしめ作業に際し,センサハウジング及びコネクタハウジングには,両者の間で相互に当接すると共にその挿入方向のかしめ荷重を受けるための荷重受け面を配設する必要がある。
【0005】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記従来の圧力センサにあっては,次のような問題がある。
即ち,上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとを相互に当接させるための上記荷重受け面は,必要なかしめ荷重に応じて所定の面積以上確保する必要がある。そのため,コネクタハウジング及びセンサハウジングの大型化を招来し,両者を組み合わせた圧力センサの大型化を来たしていた。
【0006】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,小型の圧力センサを提供しようとするものである。
【0007】
【課題の解決手段】
本発明は,感圧素子を配置した受圧面を有するコネクタハウジングと,所定の挿入方向に沿って上記コネクタハウジングの挿入部を挿入するための凹部を有するセンサハウジングと,上記凹部に挿入された上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとの間に形成される圧力室とを有し,該圧力室に上記感圧素子を収容してある圧力センサにおいて,
上記コネクタハウジングにおける上記挿入部の外周面には,上記挿入方向に沿って徐々に縮径するよう設けられたコネクタテーパ面が配設されており,
上記センサハウジングにおける上記凹部の内周面には,上記挿入方向に沿って徐々に縮径するよう設けられたセンサテーパ面が配設されており,
上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとは,上記コネクタテーパ面と上記センサテーパ面とを密着させた状態で接合されていることを特徴とする圧力センサにある(請求項1)。
【0008】
本発明の上記圧力センサにおいては,上記コネクタハウジングには上記コネクタテーパ面を設け,上記センサハウジングには上記センサテーパ面を設けてある。そして,上記コネクタハウジングとセンサハウジングとが接合された状態においては,上記コネクタテーパ面とセンサテーパ面とを密着させてある。
そして,上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとの間に作用する荷重を受けるために十分な接触面積が得られるように上記コネクタテーパ面及び上記センサテーパ面の面積を確保した場合においても,これらの面の上記挿入方向の投影面積は,上記コネクタテーパ面及び上記センサテーパ面が傾斜していることによって実際の面積より縮小することができる。
このように上記コネクタテーパ面及び上記センサテーパ面の投影面積を,実際の面積より小さくすることにより,上記コネクタハウジング及び上記センサハウジングにおける挿入方向に直交する断面積を抑制でき,上記コネクタハウジング及び上記センサハウジングを小型化することができる。そして,上記のごとく小型化された上記コネクタハウジング及び上記センサハウジングを組み合わせた本発明の圧力センサは,その大きさが小型の優れたものとなる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明においては,上記コネクタハウジングの上記挿入部は,上記挿入方向に略平行な軸を中心とした略円柱形状の挿入基部と,該挿入基部よりも小径である略円柱形状の挿入先端部とを有し,該挿入先端部と上記挿入基部との間に,上記コネクタテーパ面が配設されており,
上記センサハウジングの上記凹部は,上記挿入先端部を収納可能な略円柱形状の内周面を形成する第1凹部と,上記挿入基部に嵌合可能な略円柱形状の第2凹部とを有しており,該第2凹部と上記第1凹部との間に,上記センサテーパ面が配設されていることが好ましい(請求項2)。
【0010】
この場合には,上記コネクタハウジングの上記挿入先端部と上記挿入基部との間に,上記コネクタテーパ面を配設することにより上記挿入先端部を小径化できる。そして,小径化された上記挿入先端部を有するコネクタハウジングを用いて構成することにより,圧力センサ全体をより小型化することができる。
【0011】
また,上記コネクタハウジングの上記挿入先端部の外周には,上記圧力室を密閉するためのOリングが配設されており,上記センサハウジングの上記第1凹部と上記第2凹部との間の上記センサテーパ面は,上記Oリングを上記センサハウジングの上記第1凹部に挿入させていくための挿入ガイド面として利用できるよう構成されていることが好ましい(請求項3)。
【0012】
この場合には,上記Oリングを上記第1凹部に挿入させていくための挿入ガイド面を,別途,配設する必要がない。そのため,上記センサハウジングをさらに小径化し,上記圧力センサをさらに小型化することができる。
【0013】
また,上記センサテーパ面及び上記コネクタテーパ面と上記挿入方向とのなす角は,15度〜35度であることが好ましい(請求項4)。
この場合には,上記センサテーパ面と上記コネクタテーパ面との当接により,上記挿入方向の荷重を効率良く負担させることができる。さらに,上記Oリングは,上記センサテーパ面に沿わせて上記第1凹部に挿入できる。そのため,Oリングの挿入作業は非常に滑らかなものとなる。
【0014】
一方,上記のなす角が15度未満であると,上記センサテーパ面と上記コネクタテーパ面との間に,上記挿入方向の荷重を十分に負担させることができない。また,上記のなす角が35度を超えると,上記Oリングを滑らかに挿入することができず,Oリングに傷等を生じるおそれがある。
【0015】
また,上記センサハウジングは,シールダイヤフラムを有しており,上記圧力室は,上記シールダイヤフラムにより密閉されていると共に,該圧力室の中には,圧力伝達媒体が充填されていることが好ましい(請求項5)。
この場合には,センサハウジングにおける上記凹部の底面には,シールダイヤフラムが配設される。そのため,センサハウジングの凹部の底面に,コネクタハウジングの挿入部における挿入方向の端面を直接当接させる構造とすることが難しい。
したがって,センサハウジングが上記シールダイヤフラムを有する場合には,本発明による効果が特に有効となる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)
本発明の実施例にかかる圧力センサ1について,図1を用いて説明する。
本例の圧力センサ1は,感圧素子20を配置した受圧面32を有するコネクタハウジング30と,所定の挿入方向に沿ってコネクタハウジング30の挿入部35を挿入するための凹部45を有するセンサハウジング40を有する。また,凹部45に挿入されたコネクタハウジング30とセンサハウジング40との間には圧力室42が形成されている。この圧力室42には,感圧素子20を収容してある。
【0017】
上記コネクタハウジング30における上記挿入部35の外周面には,上記挿入方向に沿って徐々に縮径するよう設けられたコネクタテーパ面352が配設されている。上記センサハウジング40における上記凹部45の内周面には,上記挿入方向に沿って徐々に縮径するよう設けられたセンサテーパ面452が配設されている。そして,上記コネクタハウジング30と上記センサハウジング40とは,上記コネクタテーパ面352と上記センサテーパ面452とを密着させた状態で接合されている。
以下,この内容について詳しく説明する。
【0018】
本例の圧力センサ1は,図1,図2に示すごとく,シールダイヤフラム43を有するセンサハウジング40に,ターミナルピン10と感圧素子20とを有するコネクタハウジング30を挿入して組み立てたセンサである。すなわち,本例の圧力センサ1は,圧力計測対象である流体とは隔離された圧力室42を有するものである。そして,この圧力センサ1は,シールダイヤフラム43に作用する上記流体の圧力を,圧力室42に封入した圧力伝達媒体を介して,感圧素子20により検知できるよう構成されている。
感圧素子20は,シリコン基板上のシリコン層を加工して歪ゲージを形成するとともに,シリコン基板を精密にエッチングしてセンサダイヤフラムを形成したものである。
【0019】
コネクタハウジング30は,PPS樹脂により,後述するごとくターミナルピン10をインサートして一体成形されていると共に,センサハウジング40に挿入する挿入部35と,外部機器のコネクタ(図示略)と電気的に接続するためのソケット部300とを有している。
【0020】
コネクタハウジング30における挿入部35は,上記挿入方向に略平行な軸を中心とした略円柱形状の挿入基部353と,該挿入基部353よりも小径である略円柱形状の挿入先端部351とを有している。そして,該挿入先端部351と挿入基部353との間には,コネクタテーパ面352を配設してある。
【0021】
さらに,この挿入先端部351は,その外周面に,圧力室42を密閉するためのOリング50及びバックアップリング51を配設できるよう構成されており,挿入先端部351の外周面には,Oリング50及びバックアップリング51を配設するためのリング溝350を設けてある。
なお,本例のリング溝350は,上記挿入方向の壁面がない不完全な溝形状を呈しており,後述するごとくセンサハウジング40の内表面と組み合わされて溝形状が形成されるよう構成してある。
【0022】
ソケット部300は,外部機器(図示略)と電気的に接続するための外部コネクタ(図示略)を挿入することができるよう構成されていると共に,該ソケット部300の内部には,それぞれのターミナルピン10における一方の端部を突出させてある。そして,それぞれのターミナルピン10は,ソケット部300に挿入された上記外部コネクタの各電極と電気的に接触するよう構成されている。
【0023】
コネクタハウジング30の挿入方向の端面である受圧面32には,図1に示すごとく,ターミナルピン10の他方の端部を露出させてあると共に,感圧素子20を配置してある。
上記のターミナルピン10としては,電源用,グランド用及び信号出力用の3本があり,これらのターミナルピン10は,すべてソケット部300から受圧面32へとコネクタハウジング30を貫通するように,インサート成形によってコネクタハウジング30内に一体的に配置されている。
【0024】
受圧面32に露出する各ターミナルピン10とPPS樹脂との境界部は,シリコーン系シール材からなるシール層12によりシールされ,圧力室42の気密性を保持できるように構成されている。
そして,各ターミナルピン10は,図1,図2に示すごとく,感圧素子20とボンディングワイヤ34により相互に電気的に接続されている。
【0025】
センサハウジング40は,ステンレススチールよりなると共に,図1,図2に示すごとく,上記シールダイヤフラム43のコネクタハウジング30側に,上記挿入部35を挿入する凹部45と,該凹部45に挿入部35を挿入した状態で挿入部35と係合するカシメ部41とを有している。
【0026】
センサハウジング40における凹部45は,図1,図2に示すごとく,上記挿入先端部351を挿入する略円柱形状の内周面を形成する第1凹部451と,上記挿入基部353を挿入する略円柱形状の第2凹部453とを有している。そして,該第2凹部453と上記第1凹部451との間に,センサテーパ面452が配設されている。
【0027】
センサテーパ面452は,コネクタハウジング30の上記挿入先端部351に配設されたOリング50を第1凹部451に滑らかに挿入できるよう上記挿入方向とのなす角R1(図2参照)を25度に設定してある。
また,凹部45の底面部分には,シールダイヤフラム43が配設されている。シールダイヤフラム43は,図2に示すごとく,その外周部に積層されたシールリング431の表面からレーザ溶接して,センサハウジング40まで達する溶接部435を設けることにより,センサハウジング40に強固に固定されている。
【0028】
センサハウジング40は,図1に示すごとく,シールダイヤフラム43の被計測環境44側に圧力計測対象としての流体,気体等をシールダイヤフラム43側へ導入する圧力導入孔441と,圧力計測対象としての流体等を収容する配管パイプ等に対して圧力センサ1を取り付けるためのネジ部442とを有している。
【0029】
上記のごとく構成されたコネクタハウジング30とセンサハウジング40とを組み立てて製造された圧力センサ1は,図1に示すごとく,コネクタハウジング30を挿入したセンサハウジング40のカシメ部41を内径方向に変形させてある。このようにカシメ部41を内径方向に変形させることにより,カシメ部41を,コネクタハウジング30の挿入基部353に係合させ,固定してある。
【0030】
コネクタハウジング30とセンサハウジング40とは,それぞれが有するコネクタテーパ面352とセンサテーパ面452とを密着させることにより,両者の挿入方向の位置を規制してある。そして,コネクタテーパ面352とセンサテーパ面452との間に,上記かしめ部41をかしめる際に生じる挿入方向の荷重を作用させた状態で,上記コネクタハウジング30とセンサハウジング40とを組み立ててある。また,図2に示すごとく,上記コネクタテーパ面352とセンサテーパ面452との当接によって,コネクタハウジング30の先端面とセンサハウジング40の凹部45の底部とは接触することなく,両者の間に所定の隙間が形成されている。
【0031】
この圧力センサ1は,コネクタハウジング30の受圧面32とセンサハウジング40のシールダイヤフラム43とが対峙して形成された空間よりなる圧力室42を有している。この圧力室42には,上記圧力伝達媒体としてシリコンオイルが充填されている。また,挿入先端部351に配設されたリング溝350と,第1凹部451との間隙に装着されたOリング50及びバックアップリング51によりシールされている。このOリング50は,リング溝350における挿入方向の反対側の端面により押圧されたバックアップリング51により保持され,高圧にも耐え得るよう構成されている。
【0032】
そして,以上のごとく構成された圧力センサ1を用いて,圧力を計測するに当たって,センサハウジング40に設けられたねじ部442により,圧力計測対象としての流体等を収容する配管パイプ等に取り付けられるよう構成してある。そして,圧力導入孔441を経由してシールダイヤフラム43側に導入される圧力計測対象としての流体の圧力は,圧力室42に充填されたシリコンオイルを介して感圧素子20のセンサダイヤフラムに伝達されるよう構成してある。
【0033】
以上のごとく,本例の圧力センサ1は,コネクタハウジング30におけるコネクタテーパ面352とセンサハウジング40におけるセンサテーパ面452とを密着させて,コネクタハウジング30の挿入方向のかしめ荷重を作用させた状態で組み付けてある。
【0034】
また,コネクタテーパ面352及びセンサテーパ面452は,上記挿入方向に対する角度R1が25度となるように配設してある。そのため,コネクタハウジング30及びセンサハウジング40の大径化を抑制しながら,コネクタテーパ面352とセンサテーパ面452とが当接する接触面積を十分に確保して,両者間に十分な荷重を負担させることができる。
【0035】
このように,コネクタテーパ面352とセンサテーパ面452とを,その十分な接触面積により当接させ,両者の間に挿入方向における荷重を作用させて組み立てた圧力センサ1は,小型かつ耐圧性の高い優れたものとなる。
【0036】
さらに,コネクタハウジング30を,センサハウジング40に挿入していくに当たっては,コネクタハウジング30の上記挿入先端部351に配設されたOリング50を,上記挿入方向に対する角度R1が25度となるよう配設されたセンサテーパ面452によりガイドして滑らかに挿入することができる。そして,このように組み付けられた圧力センサ1は,シール用のOリング50に傷等を生じることがなく,その優れた性能を長く維持することができる。
【0037】
なお,本例の圧力センサ1におけるセンサハウジング40に代えて,シールダイヤフラム43を有していないセンサハウジングを適用することもできる。この場合には,圧力計測対象である流体が圧力室に流入し,感圧素子20のセンサダイヤフラムに直接作用することとなる。
【0038】
(実施例2)
本例は,図3に示すごとく,実施例1と異なる構造の挿入部36を有するコネクタハウジング30と,同様に実施例1と異なる構造の凹部46を有するセンサハウジング40とを組み合わせて構成した圧力センサ1の例である。
本例のコネクタハウジング30における挿入部36は,同図に示すごとく,円柱状に構成されており,その挿入方向の先端部の角部にコネクタテーパ面362が配設されている。また,挿入部36のウジング30の挿入方向の端面には,Oリング50を装着するためのリング溝360を設けてある。
【0039】
センサハウジング40における凹部46は,同図に示すごとく,円柱状の挿入部36を挿入可能に構成されており,その底面の隅部には,コネクタテーパ面362と当接できるよう構成されたセンサテーパ面462が配設されている。
【0040】
本例の圧力センサ1においては,コネクタテーパ面362及びセンサテーパ面462は,上記挿入方向とのなす角R2が25度となるよう配設してある。そのため,コネクタハウジング30及びセンサハウジング40の大径化を招来することなく,コネクタテーパ面362とセンサテーパ面462とが当接する接触面積を十分に確保することができる。
そのため,コネクタハウジング30とセンサハウジング40とを組み付けるに当たって,コネクタテーパ面362とセンサテーパ面462とが当接する接触面に,挿入方向のかしめ荷重を十分に作用させることができる。
【0041】
上記のごとく構成されたコネクタハウジング30とセンサハウジング40とを組み合わせて製造した圧力センサ1は,小型かつ耐圧性の高いセンサである。
なお,その他の構成及び作用効果については,実施例1と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における,圧力センサの構造を示す断面図。
【図2】実施例1における,圧力センサの圧力室近傍を示す拡大説明図。
【図3】実施例2における,圧力センサの構造を示す断面図。
【符号の説明】
1...圧力センサ,
10...ターミナルピン,
20...感圧素子,
30...コネクタハウジング,
34...ボンディングワイヤ,
35...挿入部,
36...挿入部,
350...リング溝,
351...挿入先端部,
352...コネクタテーパ面,
353...挿入基部,
363...挿入基部,
40...センサハウジング,
42...圧力室,
45...凹部,
46...凹部,
451...第1凹部,
452...センサテーパ面,
453...第2凹部,
463...主凹部,
[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a pressure sensor that measures pressure using a pressure-sensitive element.
[0002]
[Prior art]
The pressure sensor is a sensor using a pressure-sensitive element having a strain gauge formed on a silicon substrate and a diaphragm for pressure detection formed by precisely etching the silicon substrate. The pressure sensor measures the pressure by measuring the amount of strain of the diaphragm caused by the pressure using the strain gauge.
[0003]
In a pressure sensor comprising a connector housing having a pressure-receiving surface on which a pressure-sensitive element is disposed and a sensor housing, the pressure-sensitive element is housed in a pressure chamber between the connector housing inserted into the sensor housing and the sensor housing. It is configured to:
[0004]
Since the pressure sensor is required to have durability and pressure resistance, after inserting the connector housing into the sensor housing, a part of the sensor housing is caulked and the two are firmly integrated. At the time of the caulking operation, it is necessary to provide a load receiving surface for contacting the sensor housing and the connector housing with each other and receiving a caulking load in the insertion direction.
[0005]
[Problem to be solved]
However, the conventional pressure sensor has the following problems.
That is, the load receiving surface for bringing the connector housing and the sensor housing into contact with each other needs to have a predetermined area or more according to a required caulking load. Therefore, the connector housing and the sensor housing have been increased in size, and the pressure sensor combining them has also been increased in size.
[0006]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a compact pressure sensor.
[0007]
[Means for solving the problem]
The present invention provides a connector housing having a pressure-receiving surface on which a pressure-sensitive element is arranged, a sensor housing having a concave portion for inserting an insertion portion of the connector housing along a predetermined insertion direction, and a sensor housing having a concave portion inserted into the concave portion. A pressure sensor having a pressure chamber formed between a connector housing and the sensor housing, wherein the pressure chamber houses the pressure-sensitive element.
A connector taper surface is provided on an outer peripheral surface of the insertion portion of the connector housing so as to gradually decrease in diameter along the insertion direction.
A sensor taper surface is provided on an inner peripheral surface of the concave portion of the sensor housing so as to gradually decrease in diameter along the insertion direction.
The pressure sensor is characterized in that the connector housing and the sensor housing are joined with the connector taper surface and the sensor taper surface in close contact with each other (claim 1).
[0008]
In the pressure sensor according to the present invention, the connector housing is provided with the connector tapered surface, and the sensor housing is provided with the sensor tapered surface. When the connector housing and the sensor housing are joined to each other, the connector taper surface and the sensor taper surface are in close contact with each other.
And even when the area of the connector taper surface and the sensor taper surface is secured so as to obtain a sufficient contact area to receive a load acting between the connector housing and the sensor housing, these surfaces are The projected area in the insertion direction can be made smaller than the actual area due to the inclination of the connector taper surface and the sensor taper surface.
In this way, by making the projected area of the connector taper surface and the sensor taper surface smaller than the actual area, the cross-sectional area of the connector housing and the sensor housing orthogonal to the insertion direction can be suppressed, and the connector housing and the sensor The housing can be reduced in size. The pressure sensor of the present invention, which combines the connector housing and the sensor housing that have been miniaturized as described above, is small and excellent in size.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the insertion portion of the connector housing includes a substantially cylindrical insertion base centered on an axis substantially parallel to the insertion direction, and a substantially cylindrical insertion tip having a smaller diameter than the insertion base. Wherein the connector taper surface is disposed between the insertion tip and the insertion base.
The concave portion of the sensor housing has a first concave portion that forms a substantially cylindrical inner peripheral surface capable of storing the insertion distal end portion, and a substantially cylindrical second concave portion that can be fitted to the insertion base portion. It is preferable that the sensor tapered surface is provided between the second concave portion and the first concave portion.
[0010]
In this case, the diameter of the insertion tip can be reduced by disposing the connector tapered surface between the insertion tip and the insertion base of the connector housing. Further, by using a connector housing having the insertion end portion having a reduced diameter, the entire pressure sensor can be further reduced in size.
[0011]
Further, an O-ring for sealing the pressure chamber is provided on an outer periphery of the insertion tip portion of the connector housing, and an O-ring is provided between the first recess and the second recess of the sensor housing. It is preferable that the sensor taper surface is configured to be used as an insertion guide surface for inserting the O-ring into the first recess of the sensor housing.
[0012]
In this case, there is no need to separately provide an insertion guide surface for inserting the O-ring into the first recess. Therefore, the diameter of the sensor housing can be further reduced, and the pressure sensor can be further reduced in size.
[0013]
It is preferable that an angle between the sensor taper surface and the connector taper surface and the insertion direction is 15 degrees to 35 degrees.
In this case, the load in the insertion direction can be efficiently borne by the contact between the sensor taper surface and the connector taper surface. Further, the O-ring can be inserted into the first recess along the sensor tapered surface. Therefore, the operation of inserting the O-ring becomes very smooth.
[0014]
On the other hand, if the angle is less than 15 degrees, the load in the insertion direction cannot be sufficiently borne between the sensor taper surface and the connector taper surface. If the angle exceeds 35 degrees, the O-ring cannot be inserted smoothly, and the O-ring may be damaged.
[0015]
Further, it is preferable that the sensor housing has a seal diaphragm, the pressure chamber is sealed by the seal diaphragm, and the pressure chamber is filled with a pressure transmitting medium ( Claim 5).
In this case, a seal diaphragm is provided on the bottom surface of the recess in the sensor housing. For this reason, it is difficult to adopt a structure in which the end face in the insertion direction of the insertion portion of the connector housing directly abuts on the bottom surface of the recess of the sensor housing.
Therefore, when the sensor housing has the seal diaphragm, the effect of the present invention is particularly effective.
[0016]
【Example】
(Example 1)
A pressure sensor 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The pressure sensor 1 of the present embodiment has a connector housing 30 having a pressure receiving surface 32 on which the pressure-sensitive element 20 is arranged, and a sensor housing having a concave portion 45 for inserting the insertion portion 35 of the connector housing 30 along a predetermined insertion direction. 40. Further, a pressure chamber 42 is formed between the connector housing 30 inserted into the recess 45 and the sensor housing 40. The pressure chamber 42 accommodates the pressure-sensitive element 20.
[0017]
A connector taper surface 352 is provided on the outer peripheral surface of the insertion portion 35 of the connector housing 30 so as to gradually reduce the diameter in the insertion direction. A sensor taper surface 452 is provided on the inner peripheral surface of the concave portion 45 in the sensor housing 40 so as to gradually decrease in diameter along the insertion direction. The connector housing 30 and the sensor housing 40 are joined in a state where the connector taper surface 352 and the sensor taper surface 452 are in close contact with each other.
Hereinafter, this content will be described in detail.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure sensor 1 of this embodiment is a sensor assembled by inserting a connector housing 30 having a terminal pin 10 and a pressure-sensitive element 20 into a sensor housing 40 having a seal diaphragm 43. . That is, the pressure sensor 1 of the present embodiment has the pressure chamber 42 isolated from the fluid whose pressure is to be measured. The pressure sensor 1 is configured so that the pressure of the fluid acting on the seal diaphragm 43 can be detected by the pressure-sensitive element 20 via a pressure transmission medium sealed in the pressure chamber 42.
The pressure-sensitive element 20 is formed by processing a silicon layer on a silicon substrate to form a strain gauge and by precisely etching the silicon substrate to form a sensor diaphragm.
[0019]
The connector housing 30 is integrally formed of a PPS resin by inserting the terminal pins 10 as described later, and is electrically connected to an insertion portion 35 inserted into the sensor housing 40 and a connector (not shown) of an external device. And a socket part 300 for performing the operation.
[0020]
The insertion portion 35 of the connector housing 30 has a substantially cylindrical insertion base 353 centered on an axis substantially parallel to the insertion direction, and a substantially columnar insertion tip 351 smaller in diameter than the insertion base 353. are doing. A connector taper surface 352 is provided between the insertion tip 351 and the insertion base 353.
[0021]
Further, the insertion tip 351 is configured such that an O-ring 50 and a backup ring 51 for sealing the pressure chamber 42 can be disposed on the outer peripheral surface thereof. A ring groove 350 for disposing the ring 50 and the backup ring 51 is provided.
Note that the ring groove 350 of this example has an incomplete groove shape having no wall surface in the insertion direction, and is configured so as to be formed in combination with the inner surface of the sensor housing 40 as described later. is there.
[0022]
The socket section 300 is configured so that an external connector (not shown) for electrically connecting to an external device (not shown) can be inserted therein. One end of the pin 10 is projected. Each terminal pin 10 is configured to make electrical contact with each electrode of the external connector inserted into the socket 300.
[0023]
As shown in FIG. 1, the other end of the terminal pin 10 is exposed on the pressure receiving surface 32, which is the end face in the insertion direction of the connector housing 30, and the pressure-sensitive element 20 is arranged.
There are three terminal pins 10 for power supply, ground, and signal output. These terminal pins 10 are all inserted so that they penetrate the connector housing 30 from the socket portion 300 to the pressure receiving surface 32. It is integrally disposed in the connector housing 30 by molding.
[0024]
The boundary between each terminal pin 10 exposed on the pressure receiving surface 32 and the PPS resin is sealed by the sealing layer 12 made of a silicone-based sealing material, so that the pressure chamber 42 can be kept airtight.
Each terminal pin 10 is electrically connected to each other by a pressure-sensitive element 20 and a bonding wire 34 as shown in FIGS.
[0025]
The sensor housing 40 is made of stainless steel, and as shown in FIGS. 1 and 2, a concave portion 45 for inserting the insertion portion 35, and an insertion portion 35 in the concave portion 45 are provided on the connector housing 30 side of the seal diaphragm 43. It has a caulking portion 41 that engages with the insertion portion 35 in the inserted state.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the concave portion 45 in the sensor housing 40 includes a first concave portion 451 that forms a substantially cylindrical inner peripheral surface into which the insertion tip 351 is inserted, and a substantially cylindrical shape into which the insertion base 353 is inserted. And a second concave portion 453 having a shape. A sensor tapered surface 452 is provided between the second concave portion 453 and the first concave portion 451.
[0027]
The sensor taper surface 452 has an angle R1 (see FIG. 2) with the insertion direction of 25 degrees so that the O-ring 50 provided at the insertion tip 351 of the connector housing 30 can be smoothly inserted into the first recess 451. It has been set.
In addition, a seal diaphragm 43 is provided on the bottom surface of the recess 45. As shown in FIG. 2, the seal diaphragm 43 is securely fixed to the sensor housing 40 by laser welding from the surface of the seal ring 431 laminated on the outer periphery thereof and providing a welded portion 435 reaching the sensor housing 40. ing.
[0028]
As shown in FIG. 1, the sensor housing 40 includes a pressure introduction hole 441 for introducing a fluid or gas as a pressure measurement target to the measurement environment 44 side of the seal diaphragm 43 toward the measurement environment 44 side, and a fluid as a pressure measurement target for the seal diaphragm 43 side. And a screw portion 442 for attaching the pressure sensor 1 to a pipe or the like for accommodating the like.
[0029]
In the pressure sensor 1 manufactured by assembling the connector housing 30 and the sensor housing 40 configured as described above, as shown in FIG. 1, the caulking portion 41 of the sensor housing 40 in which the connector housing 30 is inserted is deformed in the radial direction. It is. By deforming the caulking portion 41 in the inner diameter direction in this way, the caulking portion 41 is engaged with the insertion base 353 of the connector housing 30 and is fixed.
[0030]
The connector housing 30 and the sensor housing 40 have their connector tapered surfaces 352 and sensor tapered surfaces 452 in close contact with each other, thereby restricting the positions of the two in the insertion direction. The connector housing 30 and the sensor housing 40 are assembled in a state where a load in the insertion direction generated when the caulking portion 41 is caulked is applied between the connector taper surface 352 and the sensor taper surface 452. As shown in FIG. 2, the contact between the connector taper surface 352 and the sensor taper surface 452 prevents the distal end surface of the connector housing 30 and the bottom of the recess 45 of the sensor housing 40 from contacting each other. Are formed.
[0031]
The pressure sensor 1 has a pressure chamber 42 formed of a space formed by the pressure receiving surface 32 of the connector housing 30 and the seal diaphragm 43 of the sensor housing 40 facing each other. The pressure chamber 42 is filled with silicone oil as the pressure transmission medium. The O-ring 50 and the backup ring 51 are sealed in a gap between the ring groove 350 provided in the insertion tip 351 and the first recess 451. The O-ring 50 is held by the backup ring 51 pressed by the end face of the ring groove 350 opposite to the insertion direction, and is configured to withstand high pressure.
[0032]
When the pressure is measured using the pressure sensor 1 configured as described above, the pressure sensor 1 can be attached to a pipe or the like that stores a fluid or the like as a pressure measurement target by a screw portion 442 provided in the sensor housing 40. It is composed. Then, the pressure of the fluid as a pressure measurement target introduced to the seal diaphragm 43 side via the pressure introduction hole 441 is transmitted to the sensor diaphragm of the pressure-sensitive element 20 via the silicone oil filled in the pressure chamber 42. It is configured as follows.
[0033]
As described above, the pressure sensor 1 of the present embodiment is assembled with the connector taper surface 352 of the connector housing 30 and the sensor taper surface 452 of the sensor housing 40 in close contact with each other and a caulking load in the insertion direction of the connector housing 30 is applied. It is.
[0034]
Further, the connector taper surface 352 and the sensor taper surface 452 are arranged such that the angle R1 with respect to the insertion direction is 25 degrees. Therefore, it is possible to secure a sufficient contact area where the connector taper surface 352 and the sensor taper surface 452 come into contact with each other while suppressing the increase in the diameter of the connector housing 30 and the sensor housing 40, and to bear a sufficient load between the two. it can.
[0035]
As described above, the pressure sensor 1 assembled by bringing the connector taper surface 352 into contact with the sensor taper surface 452 with a sufficient contact area and applying a load in the insertion direction between the two is small and has high pressure resistance. It will be excellent.
[0036]
Further, when the connector housing 30 is inserted into the sensor housing 40, the O-ring 50 provided at the insertion tip 351 of the connector housing 30 is arranged such that the angle R1 with respect to the insertion direction becomes 25 degrees. The guide can be smoothly inserted by the provided sensor tapered surface 452. The pressure sensor 1 assembled as described above does not damage the O-ring 50 for sealing and can maintain its excellent performance for a long time.
[0037]
In addition, instead of the sensor housing 40 in the pressure sensor 1 of the present embodiment, a sensor housing having no seal diaphragm 43 can be applied. In this case, the fluid whose pressure is to be measured flows into the pressure chamber and acts directly on the sensor diaphragm of the pressure-sensitive element 20.
[0038]
(Example 2)
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a connector housing 30 having an insertion portion 36 having a different structure from the first embodiment and a sensor housing 40 having a concave portion 46 having a different structure from the first embodiment are combined. It is an example of a sensor 1.
As shown in the figure, the insertion portion 36 of the connector housing 30 of the present example is formed in a columnar shape, and a connector tapered surface 362 is provided at a corner at the tip end in the insertion direction. A ring groove 360 for mounting the O-ring 50 is provided on an end surface of the insertion portion 36 in the insertion direction of the housing 30.
[0039]
As shown in the figure, the concave portion 46 of the sensor housing 40 is configured so that a columnar insertion portion 36 can be inserted therein, and a sensor taper configured to be able to come into contact with the connector tapered surface 362 at a bottom corner thereof. A surface 462 is provided.
[0040]
In the pressure sensor 1 of this example, the connector taper surface 362 and the sensor taper surface 462 are arranged so that an angle R2 between the connector and the insertion direction is 25 degrees. Therefore, a sufficient contact area where the connector tapered surface 362 and the sensor tapered surface 462 abut can be ensured without increasing the diameters of the connector housing 30 and the sensor housing 40.
Therefore, when assembling the connector housing 30 and the sensor housing 40, a caulking load in the insertion direction can be sufficiently applied to the contact surface where the connector taper surface 362 and the sensor taper surface 462 abut.
[0041]
The pressure sensor 1 manufactured by combining the connector housing 30 and the sensor housing 40 configured as described above is a small and highly pressure-resistant sensor.
The other configuration and operation and effect are the same as in the first embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pressure sensor according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view showing the vicinity of a pressure chamber of a pressure sensor in the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pressure sensor according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1. . . Pressure sensor,
10. . . Terminal pin,
20. . . Pressure sensitive element,
30. . . Connector housing,
34. . . Bonding wire,
35. . . Insertion section,
36. . . Insertion section,
350. . . Ring groove,
351. . . Insertion tip,
352. . . Connector taper surface,
353. . . Insertion base,
363. . . Insertion base,
40. . . Sensor housing,
42. . . Pressure chamber,
45. . . Recess,
46. . . Recess,
451. . . First recess,
452. . . Sensor taper surface,
453. . . The second recess,
463. . . Main recess,

Claims (5)

感圧素子を配置した受圧面を有するコネクタハウジングと,所定の挿入方向に沿って上記コネクタハウジングの挿入部を挿入するための凹部を有するセンサハウジングと,上記凹部に挿入された上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとの間に形成される圧力室とを有し,該圧力室に上記感圧素子を収容してある圧力センサにおいて,
上記コネクタハウジングにおける上記挿入部の外周面には,上記挿入方向に沿って徐々に縮径するよう設けられたコネクタテーパ面が配設されており,
上記センサハウジングにおける上記凹部の内周面には,上記挿入方向に沿って徐々に縮径するよう設けられたセンサテーパ面が配設されており,
上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとは,上記コネクタテーパ面と上記センサテーパ面とを密着させた状態で接合されていることを特徴とする圧力センサ。
A connector housing having a pressure-receiving surface on which a pressure-sensitive element is arranged, a sensor housing having a recess for inserting an insertion portion of the connector housing along a predetermined insertion direction, the connector housing inserted into the recess, and the connector housing A pressure chamber having a pressure chamber formed between the pressure sensor and the sensor housing, the pressure chamber containing the pressure-sensitive element.
A connector taper surface is provided on an outer peripheral surface of the insertion portion of the connector housing so as to gradually decrease in diameter along the insertion direction.
A sensor taper surface is provided on an inner peripheral surface of the concave portion of the sensor housing so as to gradually decrease in diameter along the insertion direction.
A pressure sensor, wherein the connector housing and the sensor housing are joined with the connector taper surface and the sensor taper surface in close contact with each other.
請求項1において,上記コネクタハウジングの上記挿入部は,上記挿入方向に略平行な軸を中心とした略円柱形状の挿入基部と,該挿入基部よりも小径である略円柱形状の挿入先端部とを有し,該挿入先端部と上記挿入基部との間に,上記コネクタテーパ面が配設されており,
上記センサハウジングの上記凹部は,上記挿入先端部を収納可能な略円柱形状の内周面を形成する第1凹部と,上記挿入基部に嵌合可能な略円柱形状の第2凹部とを有しており,該第2凹部と上記第1凹部との間に,上記センサテーパ面が配設されていることを特徴とする圧力センサ。
2. The connector according to claim 1, wherein the insertion portion of the connector housing has a substantially cylindrical insertion base centered on an axis substantially parallel to the insertion direction, and a substantially columnar insertion tip having a smaller diameter than the insertion base. Wherein the connector taper surface is disposed between the insertion tip and the insertion base.
The concave portion of the sensor housing has a first concave portion that forms a substantially cylindrical inner peripheral surface capable of storing the insertion distal end portion, and a substantially cylindrical second concave portion that can be fitted to the insertion base portion. A pressure sensor, wherein the sensor tapered surface is disposed between the second recess and the first recess.
請求項2において,上記コネクタハウジングの上記挿入先端部の外周には,上記圧力室を密閉するためのOリングが配設されており,上記センサハウジングの上記第1凹部と上記第2凹部との間の上記センサテーパ面は,上記Oリングを上記センサハウジングの上記第1凹部に挿入させていくための挿入ガイド面として利用できるよう構成されていることを特徴とする圧力センサ。3. The sensor housing according to claim 2, wherein an O-ring for sealing the pressure chamber is provided on an outer periphery of the insertion tip of the connector housing, and an O-ring is provided between the first recess and the second recess of the sensor housing. The pressure sensor according to claim 1, wherein the sensor taper surface between the two is used as an insertion guide surface for inserting the O-ring into the first recess of the sensor housing. 請求項3において,上記センサテーパ面及び上記コネクタテーパ面と上記挿入方向とのなす角は,15度〜35度であることを特徴とする圧力センサ。4. The pressure sensor according to claim 3, wherein an angle between the sensor taper surface and the connector taper surface and the insertion direction is 15 degrees to 35 degrees. 請求項1〜4のいずれか1項において,上記センサハウジングは,シールダイヤフラムを有しており,上記圧力室は,上記シールダイヤフラムにより密閉されていると共に,該圧力室の中には,圧力伝達媒体が充填されていることを特徴とする圧力センサ。The sensor housing according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor housing has a seal diaphragm, the pressure chamber is sealed by the seal diaphragm, and a pressure transmission is provided in the pressure chamber. A pressure sensor characterized by being filled with a medium.
JP2002195071A 2002-07-03 2002-07-03 Pressure sensor Expired - Fee Related JP3991787B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002195071A JP3991787B2 (en) 2002-07-03 2002-07-03 Pressure sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002195071A JP3991787B2 (en) 2002-07-03 2002-07-03 Pressure sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004037271A true JP2004037271A (en) 2004-02-05
JP3991787B2 JP3991787B2 (en) 2007-10-17

Family

ID=31703597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002195071A Expired - Fee Related JP3991787B2 (en) 2002-07-03 2002-07-03 Pressure sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3991787B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333725A (en) * 2006-06-16 2007-12-27 National Applied Research Laboratories Landform monitoring system and pressure sensing device used for landform monitoring system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333725A (en) * 2006-06-16 2007-12-27 National Applied Research Laboratories Landform monitoring system and pressure sensing device used for landform monitoring system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3991787B2 (en) 2007-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10113926B2 (en) Ceramic sensor module including diaphragm and cylindrical portion integrated with the diaphragm
JP5926858B2 (en) Pressure detector mounting structure
CN107271098B (en) Pressure sensor
JP6500691B2 (en) Physical quantity sensor device and method of manufacturing physical quantity sensor device
JP3983606B2 (en) Pressure sensor
JP2004037271A (en) Pressure sensor
JP2004037388A (en) Pressure sensor
JP3966065B2 (en) Pressure sensor
JP4020014B2 (en) Pressure sensor
JP2008286627A (en) Pressure sensor
JP2004045217A (en) Pressure sensor
JP3991808B2 (en) Pressure sensor
JP3991798B2 (en) Pressure sensor
JP2003185516A (en) Pressure sensor
JP2004037318A (en) Pressure sensor
JP4118729B2 (en) Pressure sensor
JP2004061365A (en) Pressure sensor
JP4036161B2 (en) Pressure sensor
JP2004077139A (en) Pressure sensor and its manufacturing method
JP2004347477A (en) Pressure sensor
JP2003294564A (en) Manufacturing method of pressure sensor
JP2011252739A (en) Pressure detecting device
JP2007205870A (en) Pressure sensor
JPH10300612A (en) Pressure detector
JP2004085544A (en) Pressure sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050318

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20060301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070424

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070716

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110803

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120803

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130803

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees