JP2004279327A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】両方のハウジングを一体化する方向の力のばらつきにかかわらず液体封入空間を確実に封止することができると共に、センサ特性のばらつきを低減することが可能な圧力センサを提供する。
【解決手段】本体ハウジング２２とコネクタハウジング２３とはかしめにより一体化されており、本体ハウジング２２のシールダイヤフラム２９とコネクタハウジング２３の陥没部２４との間に液体封入空間３１が形成されている。シールダイヤフラム２９を押さえている押さえ部材３０の折曲部３０ａの対向面３０ｂとコネクタハウジング２３の陥没部２４の内周面２４ａとが対向しており、それらの対向面間にＯリング３４が圧入されて液体封入空間３１を液密に封止している。これらの対向面の面方向はかしめ方向を指向しており、かしめ荷重のばらつきにかかわらず液体封入空間３１を確実に封止することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂シールダイヤフラム型の圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４３９２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、特開平７−２４３９２６号公報の圧力センサを示している。この図４において、圧力センサ１は、本体ハウジング２にコネクタハウジング３をかしめにより一体化して構成されており、コネクタハウジング３に形成された陥没部４が本体ハウジング２に設けられたシールダイヤフラム５により閉鎖されて液体封入空間６が形成されている。陥没部４の中央には圧力検出素子７が固定されていると共に、液体封入空間６には圧力伝達媒体が封入されている。従って、本体ハウジング２に形成された圧力導入孔８を通じて導入される圧力作用媒体の圧力がシールダイヤフラム５を介して圧力伝達媒体に伝わるので、圧力検出素子７により圧力作用媒体の圧力を検出することができる。
【０００５】
ところで、液体封入空間６を液密に封止する手段としてコネクタハウジング３に形成された溝部９にＯリング１０を配置し、各ハウジング２，３をかしめで一体化する際にＯリング１０を潰すことにより液体封入空間６を液密に封止するようにしている。
【０００６】
しかしながら、各ハウジング２，３をかしめで一体化する方向とＯリング１０の潰れ方向とが同一であるので、かしめ荷重の大小によりＯリング１０の潰れ量が変動し、不具合を生じる虞がある。
即ち、かしめ荷重が過小な場合のＯリング１０の状態を模式的に示す図５において、Ｏリング１０が潰れた状態の潰れ幅（図示縦幅）は大きく、シール不良を招来する虞がある。また、かしめ荷重が過大な場合のＯリング１０の状態を模式的に示す図６において、Ｏリング１０が潰れた状態の幅は小さく、耐久性が悪化する虞がある。このため、かしめ荷重の厳格な管理が必要であり、工数低減の妨げとなっている。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つのハウジングを一体化することにより形成さえる液体封入空間を液密部材により液密に封止する構成において、両方のハウジングを一体化する方向の力のばらつきにかかわらず液体封入空間を確実に封止することができると共に液密部材の耐久性が低下することがない圧力センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、第１のハウジングと第２のハウジングとを一体化すると、ダイヤフラムと第２のハウジングとにより閉鎖された液体封入空間が形成される。そして、外部から第１のハウジングに導入される圧力作用媒体の圧力に応じてダイヤフラムが変位し、液体封入空間に封入されている圧力伝達媒体に圧力が伝わる。これにより、圧力検出素子が圧力伝達媒体の圧力を検出するので、圧力作用媒体の圧力を検出することができる。
【０００９】
ここで、液体封入空間を液密に封止している液密部材が圧接している対向面は、その面方向が第１のハウジングと第２のハウジングとが一体化される方向を指向しているので、一体化される際の力のばらつきにかかわらず液密部材の圧接状態が変動してしまうことを防止できる。これにより、液密部材の潰れ量を一定とすることができるので、液密部材による液密機能を十分に発揮できると共に耐久性が低下してしまうことを防止できる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、第１のハウジングにおいて液密部材を受ける必要がないので、ダイヤフラムを受ける部位を液密部材よりも外周側とすることができる。これにより、ダイヤフラムの有効可動径を大きくすることができるので、液体封入空間に封入される圧力伝達媒体の熱による体積膨張・収縮変化吸収性が向上可能となる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、第１のハウジングと第２のハウジングとをかしめる際のかしめ荷重のばらつきにかかわらず液体封入空間を確実に封止することができる。
【００１２】
請求項４の発明によれば、液密部材として一般的なＯリングを用いて実施することができ、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図３に基づいて説明する。
図１は圧力センサの全体概略を示す断面図である。この図１において、圧力センサ２１は、金属製の本体ハウジング（第１のハウジングに相当）２２と樹脂製のコネクタハウジング（第２のハウジングに相当）２３とをかしめにより一体化して構成されている。コネクタハウジング２３の図示下面には陥没部２４が形成されていると共に、その陥没部２４の中央に凹部２５が形成されており、その凹部２５に圧力検出素子２６が配置されている。つまり、圧力検出素子２６は、ガラス台座２７に陽極接合された状態でコネクタハウジング２３の凹部２５に接着剤で固定されている。
【００１４】
金属製の本体ハウジング２２には圧力導入孔２８が形成されている。この本体ハウジング２２の図示上面には、圧力導入孔２８を閉鎖するように金属製の薄肉円盤状のシールダイヤフラム２９が添設され、そのシールダイヤフラム２９の外周部に金属製の円環状の押さえ部材３０が添設されている。この押さえ部材３０の全周は、シールダイヤフラム２９を介して本体ハウジング２２に溶接されている。これにより、圧力導入孔２８の一端はシールダイヤフラム２９により液密に閉鎖されていることになる。
【００１５】
本体ハウジング２２とコネクタハウジング２３とが一体化された状態では、シールダイヤフラム２９とコネクタハウジング２３の陥没部２４との間で液体封入空間３１が形成され、その液体封入空間３１に圧力伝達媒体である例えばシリコンオイル３２が封入されている。信号伝達端子であるコネクタピン３３はコネクタハウジング２３内に内部保持されるようにインサートモールドにより一体成形されており、さらにコネクタハウジング２３との界面は図示しない接着剤で液密に封止されている。
【００１６】
ここで、本体ハウジング２２とコネクタハウジング２３とはかしめにより単に強く密着しているだけであることから、液体封入空間３１をＯリング（液密部材に相当）３４により液密に封止するようにしている。具体的には、押さえ部材３０の内周縁部には図示上方に折曲された折曲部３０ａが形成されており、この折曲部３０ａは、コネクタハウジング２３の陥没部２４の内周面（対向面に相当）２４ａと対向した対向面３０ｂを有している。これらの対向面２４ａ，３０ｂは、本体ハウジング２２とコネクタハウジング２３との密着面と液体封入空間３１との間に設けられているので、それらの対向面２４ａ，３０ｂ間にＯリング３４を圧入状態で配置することにより液体封入空間３１を液密に封止することができる。
尚、本体ハウジング２２においてシールダイヤフラム２９を図１の下方から支持する受部２９ａは、両方のハウジング２２，２３のかしめ時にＯリング３４を受ける必要がないことから、Ｏリング３４よりも外周側に位置している。
【００１７】
次に、このような構成の圧力センサ２１におけるシリコンオイル３２の封入方法について述べる。まずコネクタハウジング２３の凹部２５にガラス台座２７、圧力検出素子２６を固着し、コネクタピン３３との間でボンディングワイヤ３５により電気的に接続した後、Ｏリング３４を図１に示す位置に配置する。そしてコネクタハウジング２３の圧力検出素子２６側を上にして（図１の上下を逆向きにする）、コネクタハウジング２３の凹部２５の上方からシリコンオイル３２を一定重量測っておき、ディスペンサ等にて定量注入する。またコネクタハウジング２３を重量計の上に載せシリコンオイル３２を注入して、一定重量増加時点で注入を止め、一定量のシリコンオイル量とすることもできる。この場合の一定量とはシリコンオイル３２が封入された場合、シールダイヤフラム２９が圧力センサ２１として理想的なダイヤフラム形状になる量である。
【００１８】
次に、シールダイヤフラム２９が全周溶接された本体ハウジング２２を上から水平を保ったままコネクタハウジング２３に嵌合するようおろし、コネクタハウジング２３の上端面２３ａと押さえ部材３０が十分接するまで押え、本体ハウジング２２を全周かしめて固定する。
以上のようにして圧力センサ２１を製造することができる。
【００１９】
ここで、本体ハウジング２２の押さえ部材３０の折曲部３０ａが有する対向面３０ｂとコネクタハウジング２３の陥没部２４の内周面２４ａとは、その面方向がかしめ方向を指向するように設定されているので、かしめ荷重が変動するにしても、両者の間の間隙寸法は一定である。つまり、図２に示すようにかしめ荷重が過小な場合であっても、Ｏリング３４が潰れた状態の幅は通常の場合と同一となり、図５に示した従来構造のものと違って、Ｏリング３４によるシール不良が生じてしまうことを防止できる。また、図３に示すようにかしめ荷重が過大な場合であっても、Ｏリング３４が潰れた状態の幅は通常の場合と同一となり、図６に示した従来構造のものと違って、Ｏリング３４の耐久性が悪化してしまうことを防止できる。
【００２０】
このような実施の形態によれば、Ｏリング３４に圧接して液体封入空間３１を封止するための対向面２４ａ，３０ｂの面方向を、両方のハウジング２２，２３をかしめる方向を指向するように設定したので、かしめ荷重がばらつく場合であっても、液体封入空間３１をＯリング３４により確実に封入することができると共に、Ｏリング３４の耐久性が悪化してしまうことを防止できる。従って、Ｏリングの潰し方向とかしめ方向とが一致する従来例のものと違って、かしめ荷重の制御管理幅を緩和できる。
【００２１】
しかも、上述のようにかしめ荷重の制御管理幅を緩和できる結果、液体封入空間３１の容積を容易に調整することが可能となり、ケース寸法公差ばらつきによる液体封入空間３１の容積のばらつき、或は封入オイル量のばらつきをかしめ荷重の微調整により各ばらつき分を補正することが可能となり、センサ特性のばらつき低減させることが可能となる。このことは、部品公差、封入オイルの組付け公差のばらつきによる影響を回避することを意味して折り、生産性を向上することが期待できる。
【００２２】
また、従来構造では、Ｏリングの潰し力を得るために、本体ハウジングにＯリングを受ける受部を設けるようにしており、このため、受部の存在によりシールダイヤフラムの有効可動径が小さく、シリコンオイルの体積膨張収縮吸収量が小さくなるものの、本実施の形態によれば、Ｏリング３４を受ける受部が不要となり、シールダイヤフラム２９の有効可動径を容易に拡げることが可能となるため、熱によるオイルの体積膨張、収縮変化をシールダイヤフラム２９にて吸収することでセンサ特性のばらつき低減が可能となる。
【００２３】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本体ハウジング２２とコネクタハウジング２３とを一体化する手段として、かしめに代えて、ネジ止め、接着などを用いるようにしてもよい。また、Ｏリングに代えて、ゴムパッキンを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における全体の縦断面図
【図２】かしめ荷重が過小な場合の要部の断面図
【図３】かしめ荷重が過大な場合の図２相当図
【図４】従来例を示す図１相当図
【図５】図２相当図
【図６】図３相当図
【符号の説明】
２１は圧力センサ、２２は本体ハウジング（第１のハウジング）、２３はコネクタハウジング（第２のハウジング）、２４ａは内周面（対向面）、２６は圧力検出素子、２９はシールダイヤフラム（ダイヤフラム）、３０は押さえ部材、３０ｂは対向面、３１は液体封入空間、３４はＯリング（液密部材）である。

Claims (4)

1. 外部から導入される圧力作用媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラムを有した第１のハウジングと、
   印加した圧力を信号に変換して出力する圧力検出素子を有した第２のハウジングと、
   前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとが一体化された状態で前記ダイヤフラムと前記第２のハウジングとにより閉鎖される液体封入空間と、
   前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとが一体化された状態でそれらの密着面と前記液体封入空間との間で互いに対向するように設けられた対向面と、
   この対向面間に圧入状態で配置され、前記液体封入空間を液密に封止する液密部材と、
   前記液体封入空間に封入される圧力伝達媒体とを備えた圧力センサにおいて、前記対向面は、その面方向が前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとが一体化される方向を指向するように設けられていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記ダイヤフラムの外周部を前記第２のハウジングに固定する押さえ部材を備え、
   前記対向面の一方は前記押さえ部材からなり、前記対向面の他方は前記第２のハウジングの表面からなり、
   前記第１のハウジングにおいて前記ダイヤフラムを支持する部位は、前記液密部材よりも外周側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
3. 前記第１のハウジングと第２のハウジングとは、かしめにより一体化されていることを特徴とする請求項１または２記載の圧力センサ。
4. 前記液密部材はＯリングであることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の圧力センサ。

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