JP2005308666A - 圧力検出装置の検出部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
高湿度の環境又は、直接水圧を測定する圧力検出装置の場合、圧力検出室８内に水が侵入するため、運転終了時には、凍結防止のために配管内部の水を抜く必要がある。従来技術の場合、圧力検出室８内に多量の水が侵入した場合の排水性までは考慮されておらず、内部に残った水が凍結して圧力導入通路を塞ぎ、再起動時に圧力が検出できなくなり、最悪の場合検出部を破損する問題があった。
【解決手段】
圧力検出室８の開口部を、検出部４側に対し、圧力検出室取り込み口８ｂ側を大きくし、更に圧力検出室側壁８ａを段差の無いテーパー又は曲線形状とすることで、排水性が高まり、運転停止時に配管内部の水を抜いた際に圧力検出室８内部の水が排出され、氷点下になった場合でも凍結によって圧力導入通路を塞ぎ、再起動時に圧力が検出不能となることや、検出部の破損を防止でき、信頼性の高い圧力検出装置をすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力検出装置に係り、気体及び水の他、オイルを含む液体の圧力を検出可能とする構造に関するものである。

従来の構造は、特許文献１に記載のように、圧力検出室の底面に細い圧力導入管を設けた構造となっていた。圧力検出室内に水を直接吸い込んだ場合や、結露が発生した場合、内部に侵入した水の排出性までは考慮されておらず、堤部を超える量の水が侵入した場合、圧力導入管を塞いだ状態となり凍結時には圧力が検出できなくなるほか、体積膨張によって検出部が破損する問題がある。

特開２０００−１９６９６９号公報

湿度の高い環境や、水圧を直接測定する圧力検出装置は、耐水性と運転終了時に水が凍結した場合でも壊れることなく、次回始動時に圧力を検出できることが必要である。

上記従来技術は、水圧を直接測定するための配慮がされておらず、圧力検出室内に水が多量に侵入した場合、運転終了時に配管内部の水抜きを実施した後でも、圧力検出室内に水が残留し、凍結時は圧力導入通路を塞ぎ、圧力が検出できなくなり、最悪の場合検出部の破損に至る問題があった。

上記目的を達成するために本発明は、圧力検出室の圧力検出部側開口径をφ５mm以上確保し、圧力取り込み口側の開口径を更に大きくすることで、圧力検出室内に直接水が侵入しても、配管の水抜きを実施した場合自然に水が排出でき、水膜が圧力検出面を塞ぐことがなく、氷点下の環境下において凍結による圧力検出不能に至ることを防止したものである。

さらに、圧力検出室の排水性を改善するために、圧力検出室の側壁を、圧力検出部側から圧力取り込み口側にかけてテーパー状に広がって行く形状としたものである。

また、圧力検出室の排水性を改善するために、圧力検出室の側壁を、圧力検出部側から圧力取り込み口側にかけて段差を廃し、滑らかな曲線状に広がって行く形状としたものである。

さらに、圧力検出室の排水性を改善するために、圧力検出室の側壁に撥水性の被覆を施したものである。

さらに、湿度の高い環境や、水に対する信頼性を確保するために、半導体センサと電気的接続用コネクタ端子となっているリード材間の接続に金線を用いたものである。

さらに、外装ケースの材質を、水や高湿度の環境下において、加水分解を起こさない
ＰＰＳ樹脂と組み合わせたものである。

本発明によれば、水圧を測定した場合、直接圧力検出室に水が侵入しても、運転終了時に配管内の水抜きを実施することで、圧力検出室内の水が自然に排出され、待機中に氷点下になっても凍結による圧力検出不能や、検出部の破損を防止できる効果がある。

以下、図面を用いて説明する。

以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態，構成について説明する。

図１は圧力検出装置の縦断面図である。

検出部４はシリコンにダイアフラムと信号を出力するための回路を形成し、ガラス台座と陽極接合して構成されている。

検出部ケース３はＰＰＳ樹脂からなり、検出部リード６と一体成形によって構成される。

検出部ケース３には、前記検出部４が接着固定され、前記検出部リード６とアルミ又は、金からなる接続ワイヤ５で接続され、電気的導通が確保されている。

さらに検出部４と接続ワイヤ５は、シリコーンゲル等の保護材７によって腐食性ガス，液体から被覆保護されている。

外装ケース１は、ＰＰＳからなる樹脂材と金属製のリード材２で構成され、前記検出部ケース３を実装するため開口しており、外側をコネクタの形状とし、外部に信号を出力する構造となっている。

前記外装ケース１の開口部に、前記検出部ケース３を搭載し、検出部リード６とリード材２を溶接によって接続することで、外部への電気的接続を確保させた後、外装ケース１の開口部にエポキシ樹脂からなる封止剤９を隙間無く注入硬化させて気密を確保している。

圧力を検出するための接続は、相手側に設けた孔に対し、Ｏリング１０を用いて気密を確保する構造とすることで、圧力検出装置が構成される。

また、取り付ける場合、圧力検出室取り込み口８ｂ側を天地方向の地側に向けて取り付けることで、本発明の効果が発揮できる。

図２〜図７において本発明の特徴を説明する。

図２は図１中のＡ部断面図である。圧力検出室側壁８ａは、検出部４側に対し、圧力検出室取り込み口８ｂ側をテーパー状に広くすることで、圧力検出室８内に段差が無くなり、侵入した水の排水性を高める効果が期待できる。

さらに、圧力検出室側壁８ａと圧力検出室取り込み口８ｂが交わる角部を滑らかな曲線形状とすることで水の抵抗が軽減され、侵入した水が圧力検出室取り込み口８ｂで止まること無く外側までスムーズに排出できる効果が期待できる。

また、圧力検出室８の検出部４側開口径は、運転終了時に配管の水抜きを実施した場合、水膜が形成しないで排出できる大きさを確保する必要があり、実験によれば直径φ５mm以上を確保することが望ましい。

検出部ケース３内の検出部４と前記検出部リード６間を接続する接続ワイヤ５の材質は、通常アルミを用いるが、高温及び高湿度の環境で使用する場合、保護材７を透過する湿度によって腐食が発生する恐れがあることから、接続ワイヤ５を金線、検出部リード６の表面に金めっきを施すことによって、腐食に対する信頼性を向上できる効果が期待できる。

更に圧力検出室側壁８ａを滑らかな面とすることに加えて表面に撥水性の被覆を施すことによって、更に排水性が高まる効果が期待できる。

図３は、図２に対し、圧力検出室側壁８ａを、検出部４側から圧力検出室取り込み口
８ｂ側にかけて緩やかな弧を描きながら広げた例である。この場合も、図２同様に段差が無くなり、侵入した水の排水性を高める効果が期待できる。

図４は、図２に対し、保護材７の量を増やした例である。保護材７の量を増やすことによって、圧力検出室８の深さを浅くしたのと同等の形状となり、排水性が高まる効果が期待できる。

また、圧力を検出する相手側の孔を小さくしたい場合、圧力検出室８の開口径を小さくしても、同等の排水性が確保できる。

さらに、保護材７の量を増やすことによって、検出部４と接続ワイヤ５に対する保護材７の厚みが増し、吸湿による腐食に対し信頼性が向上する効果が期待できる。

図５は、従来技術の圧力検出室８の１例である。高湿度の環境又は、直接水圧を測定した場合、水抜きによって周囲の水が引いた場合でも、圧力検出室８内部に水が残ってしまい、凍結時には圧力を検出する通路を塞ぎ圧力が検出できなくなり、最悪の場合体積膨張によって検出部が破損に至る問題がある。

図６は、図１圧力検出装置の底面図である。圧力検出室８の形状は、対称形状となっている。

図７は、図６に対し、圧力検出室８の一部に切り欠け８ｃを設けた例である。切り欠け８ｃによって対称形状が成立しなくなることで、水膜を形成しようとする水のバランスが崩れて排水性が高まる効果が期待できる。

本発明は、気体及びオイルを含む液体の圧力を測定する圧力検出装置全般に係わり、特に水が凍結する環境下でも使用される器機に有効である。

本発明の一実施例である圧力検出装置の縦断面図である。 本発明の一実施例である圧力検出装置の圧力検出室縦断面図である。 本発明の一実施例である圧力検出装置の圧力検出室縦断面図である。 本発明の一実施例である圧力検出装置の圧力検出室縦断面図である。 従来技術での圧力検出装置の圧力検出室縦断面図である。 本発明の一実施例である圧力検出装置の底面図である。 本発明の一実施例である圧力検出装置の底面図である。

符号の説明

１…外装ケース、２…リード材、３…検出部ケース、４…検出部、５…接続ワイヤ、６…検出部リード、７…保護材、８…圧力検出室、８ａ…圧力検出室側壁、８ｂ…圧力検出室取り込み口、８ｃ…切り欠け、９…封止剤、１０…Ｏリング。

Claims (6)

1. 一部が外部との電気的接続用コネクタ端子となっているリード材と、前記リード材と樹脂で一体成形され、一部の開口部内に圧力を電気信号に変換する半導体センサと、その信号処理回路を搭載した圧力検出装置において、圧力を検出するための圧力検出室の形状が、前記半導体センサの圧力検出面側の開口径をφ５mm以上とし、圧力を取り込む取り込み口側の開口径を更に大きくしたことを特徴とする圧力検出装置。
2. 請求項１の圧力検出装置において、圧力検出室の側壁が、圧力を検出する面側から圧力を取り込む取り込み口側にかけてテーパー状に広がって行く形状としたことを特徴とする圧力検出装置。
3. 請求項１の圧力検出装置において、圧力検出室の側壁が、圧力を検出する面側から圧力取り込み口側にかけて段差を廃し、滑らかな曲線状に広がって行く形状としたことを特徴とする圧力検出装置。
4. 請求項１〜３の圧力検出装置において、圧力検出室の側壁に撥水性の被覆を施したことを特徴とする圧力検出装置。
5. 請求項１〜４の圧力検出装置において、前記半導体センサと外部との電気的接続用コネクタ端子となっているリード材間の接続に金線を用いたことを特徴とする圧力検出装置。
6. 請求項１〜５の圧力検出装置において、外装ケースの材質にＰＰＳ樹脂を使用したことを特徴とする圧力検出装置。
   

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