JP2005351842A - Pressure sensor - Google Patents

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JP2005351842A JP2004175418A JP2004175418A JP2005351842A JP 2005351842 A JP2005351842 A JP 2005351842A JP 2004175418 A JP2004175418 A JP 2004175418A JP 2004175418 A JP2004175418 A JP 2004175418A JP 2005351842 A JP2005351842 A JP 2005351842A
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Yoshihiro Araya
祐宏 荒谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a pressure medium from being leaked out of an atmosphere-opened hole when a diaphragm is cracked, and to prevent continuously the pressure medium from being leaked even when pressure is fluctuated. <P>SOLUTION: This pressure sensor provided with the pressure detecting diaphragm 20 with one face side for introducing the pressure medium and with the other face side opened to the atmosphere includes the first plug member 81 arranged in an atmosphere-opened hole 31 side, and having a through hole 81a communicated with the atmosphere-opened hole 31, and the second plug member 82 arranged with a space from the first plug member 81 in a diaphragm 20 side, and having a shape in response to a shape of the through hole 81a, in an atmosphere-opened part 30. When the diaphragm 20 is cracked and when the pressure of the pressure medium is leaked to an atmosphere-opened part 30 side, the second plug member 82 is moved to a first plug member 81 side by the pressure of the pressure medium to be coupled with the first plug member 81 under the condition closing the through hole 81a of the first plug member 81, and the atmosphere-opened hole 31 is sealed thereby. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一面側に圧力媒体が導入され他面側が大気に開放されている圧力検出用のダイアフラムを備え、ダイアフラムの歪みに基づいて検出圧力を検出するようにした圧力センサに関する。   The present invention relates to a pressure sensor including a pressure detection diaphragm in which a pressure medium is introduced on one surface side and opened on the other surface side to the atmosphere, and a detected pressure is detected based on the distortion of the diaphragm.

一般に、この種の圧力センサは、圧力の印加によって歪む圧力検出用のダイアフラムと、ダイアフラムの一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部と、ダイアフラムの他面側に設けられ大気開放穴を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部とを備える。   In general, this type of pressure sensor includes a diaphragm for pressure detection that is distorted by the application of pressure, a pressure medium introduction unit that is provided on one surface side of the diaphragm and introduces a pressure medium to be detected on the one surface side, and other diaphragms. And an atmosphere opening portion that is provided on the surface side and opens the other surface side to the atmosphere through an atmosphere opening hole.

そして、たとえば、ダイアフラムの一面と他面における検出圧力と大気圧との差圧により、ダイアフラムが歪み、このダイアフラムの歪みに基づいて、検出圧力を検出するようにしたものである。このような圧力センサは、ダイアフラムの両面に印加される各圧力の相対圧を利用するため、一般に相対圧センサといわれる。   For example, the diaphragm is distorted due to the differential pressure between the detected pressure and the atmospheric pressure on one surface and the other surface of the diaphragm, and the detected pressure is detected based on the distortion of the diaphragm. Such a pressure sensor is generally called a relative pressure sensor because it uses the relative pressure of each pressure applied to both surfaces of the diaphragm.

このような相対圧センサにおいては、圧力媒体導入部における圧力媒体の圧力が異常に上昇してダイアフラムが割れると、圧力媒体が大気開放部側へ漏れ、ひいては、大気開放穴から外部へ漏れ出てしまう恐れがある。たとえば、圧力媒体が水である場合には、被水が発生したり、ガソリンの場合、環境面などに悪影響が発生する。   In such a relative pressure sensor, when the pressure of the pressure medium in the pressure medium introduction part abnormally rises and the diaphragm is cracked, the pressure medium leaks to the atmosphere opening part side and eventually leaks to the outside from the atmosphere opening hole. There is a risk. For example, when the pressure medium is water, flooding occurs, and when gasoline is used, the environment is adversely affected.

従来では、この問題に対して、ダイアフラムを厚くしてダイアフラムの破壊耐圧を大きくしたり、また、圧力媒体導入部内にボールを用いた逆止弁を設けたり（たとえば、特許文献１参照）、大気開放部内にバネとボールを用いた漏れ防止弁を設けたり（たとえば、特許文献２参照）することで対策を講じている。
特開平８−２７０４５７号公報 特開平６−１３７９８３号公報 Conventionally, with respect to this problem, the diaphragm is thickened to increase the breakdown pressure of the diaphragm, or a check valve using a ball is provided in the pressure medium introduction portion (for example, see Patent Document 1). Countermeasures are taken by providing a leakage prevention valve using a spring and a ball in the open part (for example, see Patent Document 2).
JP-A-8-270457 Japanese Patent Laid-Open No. 6-137983

しかしながら、ダイアフラムを厚くすることは、ダイアフラムの破壊耐圧を大きくし、ダイアフラムの割れを起こしにくくはするものの、圧力感度が小さくなり検出精度が劣るという問題につながる。   However, increasing the diaphragm thickness increases the breakdown pressure of the diaphragm and makes it difficult to cause cracking of the diaphragm, but leads to a problem that pressure sensitivity is reduced and detection accuracy is deteriorated.

また、上記特許文献１に記載されている圧力媒体導入部内に設けた逆止弁や、上記特許文献２に記載されている大気開放部内に設けた漏れ防止弁では、圧力媒体導入部の圧力や大気開放部の圧力に応じて弁が動いてしまう。そのため、これらの圧力が変動した場合、圧力媒体導入部や大気開放部内にて、弁が開いたりして持続的に漏れを防止することができないという問題がある。   Further, in the check valve provided in the pressure medium introduction part described in the above-mentioned Patent Document 1 and the leak prevention valve provided in the atmosphere opening part described in the above-mentioned Patent Document 2, the pressure of the pressure medium introduction part is The valve moves according to the pressure in the atmosphere opening part. For this reason, when these pressures fluctuate, there is a problem that the valve is opened in the pressure medium introduction part or the atmosphere opening part, so that leakage cannot be prevented continuously.

本発明は上記問題に鑑み、一面側に圧力媒体が導入され他面側が大気に開放されている圧力検出用のダイアフラムを備える圧力センサにおいて、ダイアフラムが割れたときにおける大気開放穴からの圧力媒体の漏れを防止するとともに、圧力の変動があったとしても圧力媒体の漏れを持続的に防止できるようにすることを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a pressure sensor including a pressure detection diaphragm in which a pressure medium is introduced on one side and opened on the other side, and the pressure medium from the atmosphere opening hole when the diaphragm is broken. An object of the present invention is to prevent leakage and to continuously prevent leakage of a pressure medium even if there is a pressure fluctuation.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力検出用のダイアフラム（２０）と、ダイアフラム（２０）の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部（１１）と、ダイアフラム（２０）の他面側に設けられ大気開放穴（３１）を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部（３０）とを備える圧力センサにおいて、次のような点を特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the pressure detection diaphragm (20) and the pressure for introducing the pressure medium to be detected on one surface side of the diaphragm (20) are provided. In a pressure sensor comprising a medium introduction part (11) and an air release part (30) provided on the other surface side of the diaphragm (20) and opening the other surface side to the atmosphere through an air release hole (31). It has the following features.

・大気開放部（３０）には、大気開放穴（３１）側に配置され大気開放穴（３１）と連通する貫通穴（８１ａ）を有する第１の栓部材（８１）と、ダイアフラム（２０）側にて第１の栓部材（８１）とは離間して配置され貫通穴（８１ａ）の形状に対応した形状を有する第２の栓部材（８２）とからなる栓手段（８０）が設けられていること。   A first plug member (81) having a through hole (81a) disposed on the atmosphere release hole (31) side and communicating with the atmosphere release hole (31) is provided in the atmosphere release portion (30), and the diaphragm (20) On the side, a plug means (80) is provided which comprises a second plug member (82) which is spaced from the first plug member (81) and has a shape corresponding to the shape of the through hole (81a). That.

・圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム（２０）が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部（３０）側へ漏れたときには、圧力媒体の圧力によって第２の栓部材（８２）が第１の栓部材（８１）側へ移動し、貫通穴（８１ａ）をふさぐ状態で第１の栓部材（８１）に結合することにより、大気開放穴（３１）がシールされるようになっていること。本発明は、これらの点を特徴としている。   -When the pressure of the pressure medium rises and the diaphragm (20) cracks and the pressure of the pressure medium leaks to the atmosphere opening portion (30) side, the second plug member (82) becomes the first plug by the pressure of the pressure medium. The air release hole (31) is sealed by moving to the member (81) side and coupling to the first plug member (81) in a state of closing the through hole (81a). The present invention is characterized by these points.

それによれば、圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム（２０）が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部（３０）側へ漏れたときにのみ、すなわち、圧力媒体が大気開放穴（３１）から漏れる恐れがある場合のみ、大気開放穴（３１）がシールされるので、圧力媒体の漏れを適切に防止することができる。   According to this, only when the pressure of the pressure medium rises and the diaphragm (20) cracks and the pressure of the pressure medium leaks to the atmosphere opening portion (30), that is, the pressure medium leaks from the atmosphere opening hole (31). Only when there is a fear, the air release hole (31) is sealed, so that leakage of the pressure medium can be appropriately prevented.

また、第２の栓部材（８２）は、圧力媒体の圧力によって第１の栓部材（８１）側へ移動し貫通穴（８１ａ）をふさぐ状態で第１の栓部材（８１）に結合するため、圧力媒体の圧力が下がっても、第１の栓部材（８１）と第２の栓部材（８２）とは離れず、貫通穴（８１ａ）をふさいで大気開放穴（３１）をシールした状態は確保される。   Further, the second plug member (82) is moved to the first plug member (81) side by the pressure of the pressure medium, and is coupled to the first plug member (81) in a state of closing the through hole (81a). Even when the pressure of the pressure medium decreases, the first plug member (81) and the second plug member (82) are not separated from each other, and the air release hole (31) is sealed by blocking the through hole (81a). Is secured.

つまり、本発明によれば、ダイアフラム（２０）が割れたときにおける大気開放穴（３１）からの圧力媒体の漏れを防止するとともに、圧力の変動があったとしても圧力媒体の漏れを持続的に防止することができる。   That is, according to the present invention, it is possible to prevent leakage of the pressure medium from the atmosphere opening hole (31) when the diaphragm (20) is cracked, and to continuously prevent the pressure medium from leaking even if the pressure fluctuates. Can be prevented.

ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の圧力センサにおいては、第１の栓部材（８１）は、弾性材料からなるものであり、第２の栓部材（８２）は、ダイアフラム（２０）側から第１の栓部材（８１）側に向かって細くなるくさび形状をなすものであり、第１の栓部材（８１）と第２の栓部材（８２）とが結合したとき、第２の栓部材（８２）における第１の栓部材（８１）側の先端部が、第１の栓部材（８１）の貫通穴（８１ａ）に食い込んで密着することにより、貫通穴（８１ａ）がふさがれた状態になるようなものにできる。   Here, as in the invention according to claim 2, in the pressure sensor according to claim 1, the first plug member (81) is made of an elastic material, and the second plug member (82). ) Has a wedge shape that narrows from the diaphragm (20) side toward the first plug member (81) side. The first plug member (81) and the second plug member (82) When coupled, the tip of the second plug member (82) on the first plug member (81) side bites into and closes into the through hole (81a) of the first plug member (81), thereby penetrating. The hole (81a) can be closed.

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいて、第２の栓部材（８２）の表面には、ダイアフラム（２０）が割れていないときに大気開放穴（３１）からダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（８２ａ）が形成されていることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the pressure sensor according to the first or second aspect, the surface of the second plug member (82) is open to the atmosphere when the diaphragm (20) is not cracked. A groove (82a) for guiding the atmosphere from the hole (31) to the diaphragm (20) is formed.

それによれば、ダイアフラム（２０）が割れていないときにおいて、第２の栓部材（８２）によって大気開放部（３１）がふさがれることなく、ダイアフラム（２０）に対して適切に大気を導くことができる。   According to this, when the diaphragm (20) is not broken, the atmosphere can be appropriately guided to the diaphragm (20) without the atmosphere opening portion (31) being blocked by the second plug member (82). it can.

また、請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいて、大気開放部（３０）の内壁部には、ダイアフラム（２０）が割れていないときに大気開放穴（３１）からダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（６２ｂ）が形成されていることを特徴としている。   Further, in the invention according to claim 4, in the pressure sensor according to claim 1 or 2, when the diaphragm (20) is not cracked in the inner wall portion of the atmosphere release portion (30), the atmosphere release hole is provided. A groove (62b) for guiding the atmosphere from (31) to the diaphragm (20) is formed.

本発明によっても、ダイアフラム（２０）が割れていないときにおいて、第２の栓部材（８２）によって大気開放部（３０）がふさがれることなく、ダイアフラム（２０）に対して適切に大気を導くことができる。   Also according to the present invention, when the diaphragm (20) is not broken, the atmosphere is properly guided to the diaphragm (20) without the atmosphere opening (30) being blocked by the second plug member (82). Can do.

また、請求項５に記載の発明では、請求項２ないし請求項４に記載の圧力センサにおいて、第２の栓部材（８２）が天側、第１の栓部材（８１）が地側に位置しているときに、第２の栓部材（８２）がその自重により第１の栓部材（８１）側へ移動して貫通穴（８１ａ）をふさぐのを防止する防止手段（８１ｂ、８３）が設けられていることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the pressure sensor according to the second to fourth aspects, the second plug member (82) is positioned on the top side and the first plug member (81) is positioned on the ground side. Preventive means (81b, 83) for preventing the second plug member (82) from moving toward the first plug member (81) due to its own weight and blocking the through hole (81a). It is characterized by being provided.

それによれば、第２の栓部材（８２）が天側、第１の栓部材（８１）が地側に位置しているときに、第２の栓部材（８２）がその自重により第１の栓部材（８１）側へ移動して貫通穴（８１ａ）をふさぐのを防止することができ、ダイアフラム（２０）に対して適切に大気を導くことができる。   According to this, when the second plug member (82) is positioned on the top side and the first plug member (81) is positioned on the ground side, the second plug member (82) is moved to the first by its own weight. It can be prevented that the through hole (81a) is blocked by moving to the plug member (81) side, and the atmosphere can be appropriately guided to the diaphragm (20).

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity.

本実施形態では、本発明の圧力センサを半導体圧力センサに具体化したものとして説明する。   In the present embodiment, the pressure sensor of the present invention will be described as a semiconductor pressure sensor.

本実施形態の半導体圧力センサは、その用途を限定するものではないが、たとえば、浴槽の給湯器における湯（または水）の流路に取り付けられ、当該流路内の圧力によって浴槽の水位を検出する水位センサや、自動車のガソリンタンクに取り付けられ、当該ガソリンタンク内の圧力（燃料圧）を測定する燃料圧センサなどに適用可能である。   Although the semiconductor pressure sensor of this embodiment does not limit the use, for example, it is attached to the flow path of hot water (or water) in a hot water heater of a bathtub, and the water level of the bathtub is detected by the pressure in the flow path. It can be applied to a water level sensor, a fuel pressure sensor that is attached to a gasoline tank of an automobile and measures the pressure (fuel pressure) in the gasoline tank.

図１は、本発明の実施形態に係る圧力センサ１００の概略断面構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a pressure sensor 100 according to an embodiment of the present invention.

本圧力センサ１００は、大きくは、ケース１０と、ケース１０内に設けられた圧力検出用のダイアフラム２０と、ダイアフラム２０の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部１１と、ダイアフラム２０の他面側に設けられ大気開放穴３１を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部３０とを備えて構成されている。   The pressure sensor 100 is broadly a case 10, a pressure detection diaphragm 20 provided in the case 10, and a pressure that is provided on one surface side of the diaphragm 20 and introduces a pressure medium to be detected on the one surface side. The medium introducing portion 11 and an atmosphere opening portion 30 provided on the other surface side of the diaphragm 20 and opening the other surface side to the atmosphere through the atmosphere opening hole 31 are configured.

ケース１０は、段付き筒状をなすもので、たとえば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のプラスチック材料、または、金属等を成型や切削等により加工してなるものである。   The case 10 has a stepped cylindrical shape, and is formed by processing a plastic material such as PPS (polyphenylene sulfide) or PBT (polybutylene terephthalate), or a metal by molding or cutting.

ケース１０における大径内孔部１２は、センシング部としてのダイアフラム２０が設けられる部位であり、ケース１０における小径内孔部１１は、圧力媒体導入部１１として構成されている。   The large-diameter inner hole portion 12 in the case 10 is a portion where a diaphragm 20 as a sensing portion is provided, and the small-diameter inner hole portion 11 in the case 10 is configured as a pressure medium introducing portion 11.

このケース１０は、たとえば上記給湯器の配管やガソリンタンクなどの被検出体に取り付けられ、圧力媒体導入部１１から、圧力媒体としてのたとえば上記湯やガソリンなどが導入されるものである。   The case 10 is attached to an object to be detected such as a pipe of a water heater or a gasoline tank, for example, and the hot water, gasoline, or the like as a pressure medium is introduced from a pressure medium introduction unit 11.

ダイアフラム２０は、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに設けられている。具体的には、図１に示されるように、ダイアフラム２０は、ガラスなどからなる台座２１に接合されて支持され、この台座２１を介して、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに接着などにより固定されている。   The diaphragm 20 is provided on the bottom surface 12 a of the large-diameter inner hole portion 12 in the case 10. Specifically, as shown in FIG. 1, the diaphragm 20 is supported by being joined to a pedestal 21 made of glass or the like. It is fixed by bonding.

このダイアフラム２０は、たとえば、半導体ダイアフラム式の圧力センサ素子として構成されるものである。具体的には、図示しないが、ピエゾ抵抗効果を有した半導体材料（たとえば単結晶シリコン）よりなるものであって、たとえばダイアフラム２０上には複数個の拡散抵抗が形成され、これら複数個の拡散抵抗をブリッジ接続してなるブリッジ回路を有する構成となっている。   The diaphragm 20 is configured as, for example, a semiconductor diaphragm type pressure sensor element. Specifically, although not shown, it is made of a semiconductor material having a piezoresistive effect (for example, single crystal silicon). For example, a plurality of diffusion resistors are formed on the diaphragm 20, and the plurality of diffusions are formed. It has a configuration having a bridge circuit in which resistors are bridge-connected.

そして、このダイアフラム２０の変形に応じた拡散抵抗の抵抗値変化を上記ブリッジ回路から電気信号として取り出すようになっている。このように、ダイアフラム２０は測定圧力に応じたレベルの電気信号を出力するものである。   A change in the resistance value of the diffused resistor corresponding to the deformation of the diaphragm 20 is extracted from the bridge circuit as an electrical signal. Thus, the diaphragm 20 outputs an electric signal having a level corresponding to the measured pressure.

そして、これらダイアフラム２０と台座２１とはガラス接合等にて接着されており、この台座２１の内部には、上記圧力媒体導入部１１を構成するケース１０の内孔と連通する貫通孔２１ａが形成されている。   The diaphragm 20 and the pedestal 21 are bonded to each other by glass bonding or the like, and a through hole 21 a communicating with the inner hole of the case 10 constituting the pressure medium introducing portion 11 is formed inside the pedestal 21. Has been.

そして、圧力媒体導入部１１から導入される圧力媒体の圧力は、台座２１の貫通孔２１ａを経て、ダイアフラム２０の他面側へに印加されるようになっている。   Then, the pressure of the pressure medium introduced from the pressure medium introduction unit 11 is applied to the other surface side of the diaphragm 20 through the through hole 21 a of the base 21.

また、ケース１０には、一般的なリードフレームの材料（たとえばＣｕや４２アロイなど）からなるリード４０が設けられている。このリード４０は、たとえばケース１０にインサート成形されたり、接着されたりすることにより、ケース１０に固定され一体化されている。   The case 10 is provided with a lead 40 made of a general lead frame material (for example, Cu or 42 alloy). The lead 40 is fixed to and integrated with the case 10 by, for example, being insert-molded or adhered to the case 10.

そして、リード４０は、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに露出しており、このリード４０の露出部とダイアフラム２０とは、ＡｕやＡｌ（アルミニウム）などからなるボンディングワイヤ５０により結線され、電気的に接続されている。   The lead 40 is exposed on the bottom surface 12a of the large-diameter inner hole portion 12 in the case 10, and the exposed portion of the lead 40 and the diaphragm 20 are connected by a bonding wire 50 made of Au, Al (aluminum), or the like. Are electrically connected.

このリード４０は、ダイアフラム２０の電気信号（出力）を外部へ取り出すための取り出し部を構成している。たとえば、リード４０におけるボンディングワイヤ５０との接続部とは反対側の端部が、外部配線部材に接続可能となっており、それによって、ダイアフラム２０からの信号は、ボンディングワイヤ５０を介して、リード４０から外部へと取り出し可能となっている。   The lead 40 constitutes a take-out portion for taking out the electrical signal (output) of the diaphragm 20 to the outside. For example, the end portion of the lead 40 opposite to the connection portion with the bonding wire 50 can be connected to the external wiring member, whereby a signal from the diaphragm 20 is connected to the lead wire 50 via the bonding wire 50. It can be taken out from 40 to the outside.

また、ケース１０における大径内孔部１２には、ダイアフラム２０を覆うように、段付き内孔を有するシリンダ６０が設けられている。   The large-diameter inner hole portion 12 in the case 10 is provided with a cylinder 60 having a stepped inner hole so as to cover the diaphragm 20.

図１に示されるように、シリンダ６０の内孔のうち６１、６２のうち比較的大径である大径内孔部６１には、ダイアフラム２０およびボンディングワイヤ５０が収納されており、この大径内孔部６１よりも上側の内孔６２は、比較的小径である小径内孔部６２として構成されている。   As shown in FIG. 1, the diaphragm 20 and the bonding wire 50 are accommodated in a large-diameter inner hole portion 61 having a relatively large diameter among the inner holes 61 and 62 of the cylinder 60. The inner hole 62 above the inner hole portion 61 is configured as a small-diameter inner hole portion 62 having a relatively small diameter.

このシリンダ６０は、樹脂、金属またはセラミックなどからなるもので、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに接着などにより固定されている。また、ケース１０における大径内孔部１２を覆うように、当該大径内孔部１２の開口部には、蓋部７０が接着などにより取り付け固定されている。   The cylinder 60 is made of resin, metal, ceramic, or the like, and is fixed to the bottom surface 12a of the large-diameter inner hole 12 in the case 10 by bonding or the like. Further, a lid 70 is attached and fixed to the opening of the large-diameter inner hole 12 by bonding or the like so as to cover the large-diameter inner hole 12 in the case 10.

この蓋部７０は、樹脂、金属またはセラミックなどからなるもので、この蓋部７０には、開口部としての大気開放穴３１が設けられている。この大気開放穴３１は、外部すなわち大気とシリンダ６０の小径内孔部６２とを連通する穴であり、この大気開放穴３１とシリンダ６０の小径内孔部６２とにより、大気開放部３０が形成されている。   The lid 70 is made of resin, metal, ceramic, or the like, and the lid 70 is provided with an air opening hole 31 as an opening. The atmosphere opening hole 31 is a hole that communicates the outside, that is, the atmosphere, and the small diameter inner hole portion 62 of the cylinder 60, and the atmosphere opening portion 30 is formed by the atmosphere opening hole 31 and the small diameter inner hole portion 62 of the cylinder 60. Has been.

つまり、大気開放穴３１から大気が導入され、この大気はシリンダ６０の小径内孔部６２を通って、シリンダ６０の大径内孔部６１に位置するダイアフラム２０の一面側へ導入される。それにより、ダイアフラム２０の一面側は大気に開放され、ダイアフラム２０の一面には大気圧が加わっている。   That is, the atmosphere is introduced from the atmosphere opening hole 31, and the atmosphere is introduced to one surface side of the diaphragm 20 located in the large diameter inner hole portion 61 of the cylinder 60 through the small diameter inner hole portion 62 of the cylinder 60. Thereby, one surface side of the diaphragm 20 is opened to the atmosphere, and atmospheric pressure is applied to one surface of the diaphragm 20.

こうして、本実施形態の圧力検出装置１００においては、ダイアフラム２０を境として、ダイアフラム２０の一面側は大気圧雰囲気、ダイアフラム２０の他面側は圧力媒体による検出圧力の雰囲気となっている。   Thus, in the pressure detection device 100 of the present embodiment, with the diaphragm 20 as a boundary, one surface side of the diaphragm 20 is an atmospheric pressure atmosphere, and the other surface side of the diaphragm 20 is an atmosphere of detection pressure by the pressure medium.

そして、本実施形態では、大気開放部３０内に、圧力媒体導入部１１内の圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム２０が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部３０側へ漏れたときに大気開放穴３１をふさいで外部への圧力媒体の漏れを防止する栓手段８０が設けられている。   In this embodiment, when the pressure of the pressure medium in the pressure medium introduction unit 11 rises in the atmosphere release unit 30 and the diaphragm 20 cracks and the pressure of the pressure medium leaks to the atmosphere release unit 30 side, the atmosphere is released. Plug means 80 is provided to block the hole 31 and prevent leakage of the pressure medium to the outside.

この栓手段８０は、大気開放部３０内にて大気開放穴３１側に配置され大気開放穴３１と連通する貫通穴８１ａを有する第１の栓部材８１と、ダイアフラム２０側にて第１の栓部材８１とは離間して配置され貫通穴８１ａの形状に対応した形状を有する第２の栓部材８２とからなるものである。   The plug means 80 includes a first plug member 81 having a through hole 81 a disposed on the atmosphere release hole 31 side in the atmosphere release portion 30 and communicating with the atmosphere release hole 31, and a first plug on the diaphragm 20 side. The member 81 includes a second plug member 82 that is spaced apart from the member 81 and has a shape corresponding to the shape of the through hole 81a.

ここで、図２は、第１の栓部材８１の詳細形状を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。また、図３は、第２の栓部材８２の詳細形状を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。   Here, FIG. 2 is a diagram showing a detailed shape of the first plug member 81, (a) is a schematic cross-sectional view, and (b) is a bottom plan view in (a). FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the detailed shape of the second plug member 82, in which FIG. 3A is a side view and FIG. 3B is a bottom plan view of FIG.

第１の栓部材８１は、ＮＢＲやシリコンゴム、フッ素ゴムなどのゴムなどの弾性材料からなるもので、大気開放穴３１の穴形状に対応した外形を有する筒状のものである。ここで、筒状をなす第１の栓部材８１における筒の内部すなわち中空部が、貫通穴８１ａを構成している。   The first plug member 81 is made of an elastic material such as rubber such as NBR, silicon rubber, or fluorine rubber, and has a cylindrical shape having an outer shape corresponding to the hole shape of the air opening hole 31. Here, the inside of the cylinder in the first plug member 81 having a cylindrical shape, that is, the hollow portion constitutes the through hole 81a.

本例では、第１の栓部材８１は、段付き穴形状をなす大気開放穴３１に対応した外形を有している。すなわち、図１、図２に示されるように、大気開放穴３１は、ケース１０の外部側に大径部、ケース１０の内部側に小径部を持つ段付き内孔であり、第１の栓部材８１の外形は、ケース１０の外部側に大径部、ケース１０の内部側に小径部を持つ段付き筒状のものである。   In this example, the first plug member 81 has an outer shape corresponding to the atmosphere opening hole 31 having a stepped hole shape. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the air release hole 31 is a stepped inner hole having a large diameter portion on the outer side of the case 10 and a small diameter portion on the inner side of the case 10. The outer shape of the member 81 has a stepped cylindrical shape having a large diameter portion on the outer side of the case 10 and a small diameter portion on the inner side of the case 10.

そして、第１の栓部材８１は、大気開放穴３１に挿入されて固定されている。この第１の栓部材８１の大気開放穴３１への固定方法としては、特に限定するものではないが、接着、圧入、焼き付けなどを採用することができる。   The first plug member 81 is inserted into the atmosphere opening hole 31 and fixed. A method for fixing the first plug member 81 to the atmosphere opening hole 31 is not particularly limited, and adhesion, press-fitting, baking, or the like can be employed.

そして、蓋部７０の大気開放穴３１に取り付けられた第１の栓部材８１の貫通穴８１ａを介して、ケース１０の外部に存在する大気が、大気開放部３０内に導入されるようになっている。   Then, the air existing outside the case 10 is introduced into the atmosphere opening portion 30 through the through hole 81 a of the first plug member 81 attached to the atmosphere opening hole 31 of the lid portion 70. ing.

また、第２の栓部材８２は、金属、樹脂、またはセラミックなどからなるもので、本実施形態では、ダイアフラム２０側から第１の栓部材８１側に向かって細くなるくさび形状をなすものである。   The second plug member 82 is made of metal, resin, ceramic, or the like. In the present embodiment, the second plug member 82 has a wedge shape that narrows from the diaphragm 20 side toward the first plug member 81 side. .

ここで、第２の栓部材８２におけるくさび形状は、その細い側の端部である先端部が第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに挿入可能な大きさであり、途中で当該貫通孔８１ａの径よりも大きくなるように太い側の端部に向かって太くなっている。本例では、第２の栓部材８２は、円錐形状をなすものである。   Here, the wedge shape of the second plug member 82 has such a size that the tip, which is the end on the narrow side, can be inserted into the through hole 81a of the first plug member 81, and the through hole 81a is in the middle. It is thicker toward the end on the thicker side so as to be larger than the diameter. In this example, the second plug member 82 has a conical shape.

また、第２の栓部材８２は、シリンダ６０における小径内孔部６２内に収納されているが、このシリンダ６０における小径内孔部６２においては、シリンダ６２における大径内孔部６１と当該小径内孔部５２の境界部が、さらに径が絞られた絞り部６２ａとして構成している。   The second plug member 82 is housed in the small diameter inner hole 62 in the cylinder 60. The small diameter inner hole 62 in the cylinder 60 is connected to the large diameter inner hole 61 in the cylinder 62 and the small diameter. The boundary part of the inner hole part 52 is configured as a throttle part 62a with a further reduced diameter.

そして、第２の栓部材８２におけるくさびの底部すなわち最も太い部分は、このシリンダ６０における絞り部６２ａよりも太い径となっており、第２の栓部材８２は、絞り部６２ａには入り込まず、シリンダ６０における小径内孔部６２のうち絞り部６２ａよりも太い部位の内部にとどまるようになっている。   The bottom of the wedge in the second plug member 82, that is, the thickest part has a diameter larger than the throttle portion 62a in the cylinder 60, and the second plug member 82 does not enter the throttle portion 62a. The small diameter inner hole 62 in the cylinder 60 stays in a portion thicker than the throttle portion 62a.

さらに、図３に示されるように、第２の栓部材８２におけるくさびの底部の表面すなわち第２の栓部材８２の底面には、当該底面から凹んだ溝部８２ａが形成されている。図３に示される例では、この第２の栓部材８２の溝部８２ａは、第２の栓部材８２の底面の中心から当該底面の端部にまで達する平面十字形状をなすものとしている。   Further, as shown in FIG. 3, a groove 82 a that is recessed from the bottom surface is formed on the surface of the bottom of the wedge in the second plug member 82, that is, the bottom surface of the second plug member 82. In the example shown in FIG. 3, the groove 82 a of the second plug member 82 has a planar cross shape that extends from the center of the bottom surface of the second plug member 82 to the end of the bottom surface.

このように溝部８２ａを設けることによって、第２の栓部材８２の底面が、シリンダ６０の絞り部６２ａに接した状態となっていても、大気開放穴３１つまり第１の栓部材８１の貫通穴８１ａから大気開放部３０に導入された大気は、ダイアフラム２０の一面側へ導かれるようになっている。なお、第２の栓部材８２の溝部８２ａの形状は、上記した機能を持つものであれば、その形状は限定されるものではない。   By providing the groove 82 a in this way, the air release hole 31, that is, the through hole of the first plug member 81, even when the bottom surface of the second plug member 82 is in contact with the throttle portion 62 a of the cylinder 60. The atmosphere introduced into the atmosphere opening part 30 from 81a is guided to one surface side of the diaphragm 20. In addition, the shape of the groove part 82a of the 2nd plug member 82 will not be limited if it has the above-mentioned function.

このような圧力センサ１００は、たとえば、次のようにして製造することができる。リード部４０がインサート成形されたケース１０に、台座２１に接合されたダイアフラム２０を接着などにより取り付ける。   Such a pressure sensor 100 can be manufactured as follows, for example. The diaphragm 20 joined to the pedestal 21 is attached to the case 10 in which the lead part 40 is insert-molded by bonding or the like.

次に、ダイアフラム２０とリード部材４０との間で、ワイヤボンディングを行い、ボンディングワイヤ５０による結線を行う。その後、接着などによりシリンダ６０をケース１０に取り付けるとともに、シリンダ６０の大径内孔部６１の内部に第２の栓部材８２を投入して設置する。   Next, wire bonding is performed between the diaphragm 20 and the lead member 40, and connection by the bonding wire 50 is performed. Thereafter, the cylinder 60 is attached to the case 10 by bonding or the like, and the second plug member 82 is inserted and installed in the large-diameter inner hole portion 61 of the cylinder 60.

そして、接着などにより第１の栓部材８１を蓋部７０の大気開放穴３１に取り付けるとともに、接着などにより蓋部７０をケース１０に取り付ける。それにより、上記図１に示される圧力センサ１００を製造することができる。   Then, the first plug member 81 is attached to the air opening hole 31 of the lid portion 70 by adhesion or the like, and the lid portion 70 is attached to the case 10 by adhesion or the like. Thereby, the pressure sensor 100 shown in FIG. 1 can be manufactured.

この圧力センサ１００の検出動作は、次の通りである。   The detection operation of the pressure sensor 100 is as follows.

圧力センサ１００においては、浴槽の給湯器における湯（または水）の流路を構成する配管やガソリンタンクなどの被検出体に取り付けられた状態で、圧力媒体導入部１１から、湯やガソリンなどの圧力媒体がダイアフラム２０の他面側へ導入され、大気開放部３０には大気開放穴３１から大気が導入されることにより、ダイアフラム２０の一面側に大気が導入される。   In the pressure sensor 100, hot water, gasoline, or the like is supplied from the pressure medium introduction unit 11 in a state where the pressure sensor 100 is attached to a detection object such as a pipe or a gasoline tank constituting a flow path of hot water (or water) in a water heater of a bathtub. The pressure medium is introduced to the other surface side of the diaphragm 20, and the atmosphere is introduced to the one surface side of the diaphragm 20 by introducing the atmosphere into the atmosphere opening portion 30 through the atmosphere opening hole 31.

それにより、ダイアフラム２０は変形するが、たとえば、このダイアフラム２０の変形に応じた拡散抵抗の抵抗値変化を上記ブリッジ回路から電気信号として取り出し、この電気信号は、ボンディングワイヤ５０、リード４０から外部へ出力される。   Thereby, the diaphragm 20 is deformed. For example, a change in the resistance value of the diffused resistor corresponding to the deformation of the diaphragm 20 is taken out from the bridge circuit as an electric signal. Is output.

これにより、ダイアフラム２０の一面側の大気圧と他面側の圧力との相対圧を検出することができ、被検出体における圧力媒体の圧力すなわち検出圧力を検出できるようになっている。   Thereby, the relative pressure between the atmospheric pressure on the one surface side of the diaphragm 20 and the pressure on the other surface side can be detected, and the pressure of the pressure medium in the detected body, that is, the detected pressure can be detected.

このような検出動作において、圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム２０が割れる可能性がある。その場合、圧力媒体が大気開放部３０側へ漏れだし、ひいては、大気開放穴３１から大気中へ漏れ出す可能性がある。   In such a detection operation, the pressure of the pressure medium may increase and the diaphragm 20 may break. In that case, there is a possibility that the pressure medium leaks out to the atmosphere opening portion 30 side and eventually leaks out from the atmosphere opening hole 31 into the atmosphere.

ダイアフラム２０は、たとえばシリコンなどの脆性材料からなり、その破壊耐圧は、たとえば実際の測定圧の５倍以上程度である。上記した水位センサや燃料圧センサなどの場合、測定圧はたとえば１００ｋＰａ〜３００ｋＰａ程度である。   Diaphragm 20 is made of a brittle material such as silicon, for example, and its breakdown voltage is, for example, about five times or more the actual measurement pressure. In the case of the above-described water level sensor or fuel pressure sensor, the measurement pressure is, for example, about 100 kPa to 300 kPa.

もし、上記水位センサにおいて圧力媒体としての水が漏れた場合、住宅が被水したり、上記燃料圧センサにおいて圧力媒体としてのガソリンが漏れた場合、大気に漏れたガソリンにより環境面で悪影響を与える恐れがある。   If water as a pressure medium leaks in the water level sensor, if a house gets wet, or if gasoline as a pressure medium leaks in the fuel pressure sensor, the gasoline leaking into the atmosphere will adversely affect the environment. There is a fear.

このような問題に対して、本実施形態では、上記栓手段８０を設けた圧力センサ１００とすることで対策を講じている。   In the present embodiment, countermeasures against such problems are taken by using the pressure sensor 100 provided with the plug means 80.

すなわち、本実施形態では、圧力検出用のダイアフラム２０と、ダイアフラム２０の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部１１と、ダイアフラム２０の他面側に設けられ大気開放穴３１を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部３０とを備える圧力センサ１００において、大気開放部３０に、大気開放穴３１側に配置され大気開放穴３１と連通する貫通穴８１ａを有する第１の栓部材８１と、ダイアフラム２０側にて第１の栓部材８１とは離間して配置され貫通穴８１ａの形状に対応した形状を有する第２の栓部材８２とからなる栓手段８０が設けられていることを特徴としている。   That is, in the present embodiment, the pressure detection diaphragm 20, the pressure medium introduction portion 11 provided on one surface side of the diaphragm 20 for introducing the pressure medium to be detected on the one surface side, and the other surface side of the diaphragm 20. In the pressure sensor 100 provided with the atmosphere opening portion 30 that is provided and opens the other surface side to the atmosphere via the atmosphere opening hole 31, the atmosphere opening portion 30 is disposed on the atmosphere opening hole 31 side and communicates with the atmosphere opening hole 31. A first plug member 81 having a through-hole 81a, and a second plug member 82 having a shape corresponding to the shape of the through-hole 81a, spaced from the first plug member 81 on the diaphragm 20 side. The plug means 80 which consists of is provided.

そして、このような特徴点を有する本圧力センサ１００においては、ダイアフラム２０が割れて圧力媒体の圧力が大気開放部３０側へ漏れたときには、圧力媒体の圧力によって第２の栓部材８１が第１の栓部材８１側へ移動し、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａをふさぐ状態で第１の栓部材８１に結合することにより、大気開放穴３１がシールされるようになっている。   In the present pressure sensor 100 having such a characteristic point, when the diaphragm 20 is cracked and the pressure of the pressure medium leaks to the atmosphere opening portion 30 side, the second plug member 81 is moved by the pressure of the pressure medium. By moving to the plug member 81 side and coupling to the first plug member 81 in a state where the through hole 81a of the first plug member 81 is blocked, the air release hole 31 is sealed.

それによれば、圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム２０が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部３０側へ漏れたときにのみ、すなわち、圧力媒体が大気開放穴３１から漏れる恐れがある場合のみ、大気開放穴３１がシールされるので、圧力媒体の漏れを適切に防止することができる。   Accordingly, only when the pressure of the pressure medium rises and the diaphragm 20 cracks and the pressure of the pressure medium leaks to the atmosphere opening portion 30 side, that is, only when the pressure medium may leak from the atmosphere opening hole 31. Since the air release hole 31 is sealed, the leakage of the pressure medium can be prevented appropriately.

また、第２の栓部材８２は、圧力媒体の圧力によって第１の栓部材８１側へ移動し貫通穴８１ａをふさぐ状態で第１の栓部材８１に結合するため、圧力媒体の圧力が下がっても、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とは離れず、貫通穴８１ａをふさいで大気開放穴３１をシールした状態は確保される。   Further, since the second plug member 82 is moved to the first plug member 81 side by the pressure of the pressure medium and is coupled to the first plug member 81 in a state of blocking the through hole 81a, the pressure of the pressure medium decreases. However, the first plug member 81 and the second plug member 82 are not separated from each other, and the state in which the atmosphere opening hole 31 is sealed by blocking the through hole 81a is ensured.

つまり、本実施形態によれば、ダイアフラム２０が割れたときにおける大気開放穴３１からの圧力媒体の漏れを防止するとともに、圧力の変動があったとしても圧力媒体の漏れを持続的に防止することができる。   That is, according to the present embodiment, it is possible to prevent the pressure medium from leaking from the air opening hole 31 when the diaphragm 20 is cracked, and to continuously prevent the pressure medium from leaking even if the pressure fluctuates. Can do.

具体的に、本実施形態では、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とが結合したとき、くさび形状をなす第２の栓部材８２における第１の栓部材８１側の先端部が、弾性材料からなる第１の栓部材８１の貫通穴８１ａにしっかりと食い込む。そして、第１の栓部材８１の弾性力によって両栓部材８１、８２が密着して結合することにより、当該貫通穴８１ａがふさがれた状態になる。   Specifically, in the present embodiment, when the first plug member 81 and the second plug member 82 are coupled, the tip of the wedge-shaped second plug member 82 on the first plug member 81 side is The first plug member 81 made of an elastic material bites into the through hole 81a firmly. Then, when both plug members 81 and 82 are brought into close contact with each other by the elastic force of the first plug member 81, the through hole 81a is blocked.

なお、ダイアフラム２０が割れていないときには、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とは離間して配置されているが、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とが離間している状態とは、たとえば、上記くさび形状をなす第２の栓部材８２の先端部が、第１の栓部材８１に届いていない状態に限らない。   When the diaphragm 20 is not broken, the first plug member 81 and the second plug member 82 are spaced apart from each other, but the first plug member 81 and the second plug member 82 are spaced apart from each other. For example, the state in which the distal end portion of the second plug member 82 having the wedge shape does not reach the first plug member 81 is not limited to the state in which the first plug member 81 is reached.

つまり、第２の栓部材８２の先端部が第１の栓部材８１に届いており、第２の栓部材８２の先端部が第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに一部入り込んだ状態であっても、第２の栓部材８２の先端部が第１の栓部材８１の貫通穴８１ａの開口部または内壁に接しておらず離れており、貫通穴８１ａが閉塞されていない状態であれば、両栓部材８１、８２は離間している状態である。このような状態は、たとえば後述する図５における両栓部材８１、８２の位置関係に示される。   That is, the distal end portion of the second plug member 82 reaches the first plug member 81, and the distal end portion of the second plug member 82 partially enters the through hole 81 a of the first plug member 81. Even if it exists, if the front-end | tip part of the 2nd plug member 82 is not contacting the opening part or inner wall of the through-hole 81a of the 1st plug member 81, and it is in the state where the through-hole 81a is not obstruct | occluded, The plug members 81 and 82 are in a separated state. Such a state is shown, for example, in the positional relationship between both plug members 81 and 82 in FIG.

また、本実施形態では、第２の栓部材８２の表面に、ダイアフラム２０が割れていないときに大気開放穴３１からダイアフラム２０へ大気を導くための溝部８２ａが形成されていることも特徴点である。   In the present embodiment, a groove 82 a for guiding the atmosphere from the atmosphere opening hole 31 to the diaphragm 20 when the diaphragm 20 is not cracked is formed on the surface of the second plug member 82. is there.

上記図１に示される圧力センサ１００において、ダイアフラム２０が割れていないときは、上述したように、第２の栓部材８２が、シリンダ６０の絞り部６２ａに接した状態となっているが、溝部８２ａの存在によって、大気開放穴３１から大気開放部３０に導入された大気は、溝部８２ａを通ってダイアフラム２０の一面側へ導かれる。   In the pressure sensor 100 shown in FIG. 1, when the diaphragm 20 is not broken, the second plug member 82 is in contact with the throttle portion 62a of the cylinder 60 as described above. Due to the presence of 82a, the air introduced into the air opening portion 30 from the air opening hole 31 is guided to one surface side of the diaphragm 20 through the groove portion 82a.

つまり、溝部８２ａを設けることにより、ダイアフラム２０が割れていないときにおいて、第２の栓部材８２によって大気開放部３０が途中でふさがれることなく、ダイアフラム２０に対して適切に大気を導くことができる。   That is, by providing the groove 82a, the atmosphere can be appropriately guided to the diaphragm 20 without the atmosphere opening portion 30 being blocked by the second plug member 82 when the diaphragm 20 is not broken. .

［変形例］
また、上記した溝部８２ａの作用は、図４に示されるような構成によっても発揮することができる。図４は、大気開放部３０の内壁に溝部６２ｂを設けた例を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の上視平面図である。 [Modification]
Further, the above-described operation of the groove 82a can also be exhibited by a configuration as shown in FIG. 4A and 4B are diagrams showing an example in which a groove 62b is provided on the inner wall of the atmosphere opening portion 30, in which FIG. 4A is a schematic cross-sectional view, and FIG. 4B is a top plan view in FIG.

図４に示される例では、シリンダ６０の小径内孔部６２における絞り部６２ａの段差面すなわち第２の栓部材８２におけるくさびの底部が当たる段差面に、溝部６２ｂが形成されている。   In the example shown in FIG. 4, a groove portion 62 b is formed on the step surface of the throttle portion 62 a in the small diameter inner hole portion 62 of the cylinder 60, that is, the step surface where the bottom of the wedge in the second plug member 82 hits.

ここでは、第２の栓部材８２の底面が上記段差面に接した状態において、溝部６２ｂは、絞り部６２ａから第２の栓部材８２の底面の端部の外側まで延びて形成されており、絞り部６２ａと小径内孔部６２とは、溝部６２ｂを介して連通した状態となっている。   Here, in a state where the bottom surface of the second plug member 82 is in contact with the stepped surface, the groove portion 62b is formed to extend from the throttle portion 62a to the outside of the end portion of the bottom surface of the second plug member 82, The throttle part 62a and the small-diameter inner hole part 62 are in communication with each other via the groove part 62b.

つまり、この図４に示されるような溝部６２ｂによっても、第２の栓部材８２が、シリンダ６０の絞り部６２ａに接した状態となっていても、大気開放穴３１から大気開放部３０に導入された大気は、溝部６２ｂを通ってダイアフラム２０の一面側へ導かれる。   That is, even when the second plug member 82 is in contact with the throttle portion 62a of the cylinder 60 by the groove 62b as shown in FIG. The atmospheric air is guided to one surface side of the diaphragm 20 through the groove 62b.

つまり、図４に示されるように、大気開放部３０の内壁部に、ダイアフラム２０が割れていないときに大気開放穴３１からダイアフラム２０へ大気を導くための溝部６２ｂを形成することも有効である。   That is, as shown in FIG. 4, it is also effective to form a groove portion 62 b for guiding the atmosphere from the atmosphere opening hole 31 to the diaphragm 20 when the diaphragm 20 is not cracked on the inner wall portion of the atmosphere opening portion 30. .

それによっても、ダイアフラム２０が割れていないときにおいて、第２の栓部材８２によって大気開放部３０が途中でふさがれることなく、ダイアフラム２０に対して適切に大気を導くことができる。   Even in this case, when the diaphragm 20 is not broken, the atmosphere can be appropriately guided to the diaphragm 20 without being blocked by the second plug member 82 in the middle.

また、このダイアフラム２０が割れていないときにおいて、第２の栓部材８２によって大気開放部３０が途中でふさがれる状態は、第２の栓部材８２が地側、第１の栓部材８１が天側に位置しているときに発生しやすい。   When the diaphragm 20 is not broken, the second plug member 82 is blocked on the way by the second plug member 82. The second plug member 82 is on the ground side, and the first plug member 81 is on the top side. It is easy to occur when it is located.

その逆に、圧力センサ１００において、第２の栓部材８２が天側、第１の栓部材８１が地側に位置しているときには、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動して第１の栓部材８１の貫通穴８１ａをふさぐ恐れがある。   On the contrary, in the pressure sensor 100, when the second plug member 82 is positioned on the top side and the first plug member 81 is positioned on the ground side, the second plug member 82 is moved by the weight of the first plug member 82. There is a risk of moving to the 81 side and blocking the through hole 81a of the first plug member 81.

このような問題に対しては、たとえば、上記図２に示されるように、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａの内面に突起部８１ｂを設けることが好ましい。   For such a problem, for example, as shown in FIG. 2, it is preferable to provide a protrusion 81 b on the inner surface of the through hole 81 a of the first plug member 81.

それによれば、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動したとき、第２の栓部材８２の先端部が貫通穴８１に挿入されるが、第２の栓部材８２の自重による移動の力程度では、挿入された第２の栓部材８２の先端部と貫通穴８１ａとの間には、突起部８１ｂによって隙間ができる。そのため、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａは閉塞されない。   According to this, when the second plug member 82 moves to the first plug member 81 side by its own weight, the tip end portion of the second plug member 82 is inserted into the through hole 81, but the second plug member With a moving force of about 82 due to its own weight, a gap is formed by the protruding portion 81b between the distal end portion of the inserted second plug member 82 and the through hole 81a. Therefore, the through hole 81a of the first plug member 81 is not blocked.

そして、ダイアフラム２０が割れてたときに第２の栓部材８２を押す圧力媒体の圧力はかなり高圧であるため、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに挿入された第２の栓部材８２の先端部は、突起部８１ｂを押しつぶし、当該貫通穴８１ａが密閉される。   And since the pressure of the pressure medium which pushes the 2nd plug member 82 when the diaphragm 20 is cracked is quite high pressure, the 2nd plug member 82 inserted in the through-hole 81a of the 1st plug member 81 is used. The tip end crushes the protrusion 81b, and the through hole 81a is sealed.

このように、本実施形態においては、この突起部８１ｂに代表されるように、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動して貫通穴８１ａをふさぐのを防止する防止手段８１ｂを設けてもよい。   Thus, in the present embodiment, as represented by the protrusion 81b, the second plug member 82 is prevented from moving to the first plug member 81 side by its own weight and blocking the through hole 81a. Preventing means 81b may be provided.

それによれば、上述したように、第２の栓部材８２が天側、第１の栓部材８１が地側に位置しているときに、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動して貫通穴８１ａをふさぐのを防止することができ、ダイアフラム２０に対して適切に大気を導くことができる。   According to this, as described above, when the second plug member 82 is positioned on the top side and the first plug member 81 is positioned on the ground side, the second plug member 82 is moved to the first plug by its own weight. It is possible to prevent the through hole 81a from being blocked by moving to the member 81 side, and the atmosphere can be appropriately guided to the diaphragm 20.

また、このような防止手段としては、図５に示されるように、第２の栓部材８２と第１の栓部材８１との間に設けられたバネ部材８３であってもよい。このようなバネ部材８３としては、たとえば、第２の栓部材８２の周囲に設けたつるまきバネなどを採用することができる。   Further, as such a preventing means, as shown in FIG. 5, a spring member 83 provided between the second plug member 82 and the first plug member 81 may be used. As such a spring member 83, for example, a helical spring provided around the second plug member 82 can be employed.

また、くさび形状をなす第２の栓部材８２としては、上記例として述べたような円錐形状以外にも、図６に示されるようなものでもよい。   Further, as the second plug member 82 having a wedge shape, the one shown in FIG. 6 may be used in addition to the conical shape as described in the above example.

図６において、（ａ）および（ｃ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の下視平面図、（ｄ）は（ｃ）の下視平面図である。このように、くさび形状をなす第２の栓部材８２としては、四角錐形状（図６（ａ）、（ｂ）参照）、三角錐形状（図６（ｃ）、（ｄ）参照）などであってもよい。   6, (a) and (c) are schematic cross-sectional views, (b) is a bottom plan view of (a), and (d) is a bottom plan view of (c). As described above, the second plug member 82 having a wedge shape has a quadrangular pyramid shape (see FIGS. 6A and 6B), a triangular pyramid shape (see FIGS. 6C and 6D), and the like. There may be.

さらに、第２の栓部材８２としては、第１の栓部材８１側の先端部が、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに食い込んで当該貫通穴８１ａをふさぐようなものであればよく、くさび形状に限定されない。たとえば、第２の栓部材８２としては球状や棒状のものであってもよい。   Furthermore, as the second plug member 82, it is only necessary that the distal end portion on the first plug member 81 side bites into the through hole 81 a of the first plug member 81 and blocks the through hole 81 a, It is not limited to the wedge shape. For example, the second plug member 82 may be spherical or rod-shaped.

なお、本実施形態の圧力センサ１００は、上記した水位センサや燃料圧センサ以外にも適用可能であることはもちろんである。   Needless to say, the pressure sensor 100 of the present embodiment can be applied to other than the above-described water level sensor and fuel pressure sensor.

要するに、本発明は、圧力検出用のダイアフラムと、ダイアフラムの一面側に設けられた圧力媒体導入部と、ダイアフラム２０の他面側に設けられた大気開放部とを備える圧力センサにおいて、大気開放部内に、圧力媒体導入部内の圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラムが割れ圧力媒体の圧力が大気開放部側へ漏れたときに大気開放穴をふさいで外部への圧力媒体の漏れを防止する栓手段を設けたことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。   In short, the present invention provides a pressure sensor including a pressure detecting diaphragm, a pressure medium introducing portion provided on one surface side of the diaphragm, and an air releasing portion provided on the other surface side of the diaphragm 20. In addition, when the pressure of the pressure medium in the pressure medium introduction part rises and the diaphragm cracks, and the pressure of the pressure medium leaks to the atmosphere release part side, the plug means for blocking the pressure medium to the outside by blocking the atmosphere release hole The design of the other parts can be changed as appropriate.

本発明の実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the pressure sensor which concerns on embodiment of this invention. 第１の栓部材の詳細形状を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。It is a figure which shows the detailed shape of a 1st stopper member, (a) is a schematic sectional drawing, (b) is a bottom view top view in (a). 第２の栓部材の詳細形状を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。It is a figure which shows the detailed shape of a 2nd stopper member, (a) is a schematic sectional drawing, (b) is a bottom view top view in (a). 大気開放部の内壁に設けた溝部の一例を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の上視平面図である。It is a figure which shows an example of the groove part provided in the inner wall of an air release part, (a) is a schematic sectional drawing, (b) is a top view top view in (a). 防止手段の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of a prevention means. くさび形状をなす第２の栓部材の種々の変形例を示す図である。It is a figure which shows the various modifications of the 2nd stopper member which makes a wedge shape.

符号の説明Explanation of symbols

１１…圧力媒体導入部、２０…ダイアフラム、３０…大気開放部、
３１…大気開放穴、６０…シリンダ、６２ｂ…シリンダの溝部、８０…栓手段、
８１…第１の栓部材、８１ａ…第１の栓部材の貫通穴、
８１ｂ…防止手段としての第１の栓部材の突起部、８２…第２の栓部材、
８２ａ…第２の栓部材の溝部、８３…防止手段としてのバネ部材８３。 11 ... Pressure medium introduction part, 20 ... Diaphragm, 30 ... Atmospheric release part,
31 ... Air release hole, 60 ... Cylinder, 62b ... Cylinder groove, 80 ... Plug means,
81 ... 1st plug member, 81a ... Through-hole of 1st plug member,
81b ... a projection of the first plug member as a prevention means, 82 ... a second plug member,
82a ... groove portion of the second plug member, 83 ... spring member 83 as prevention means.

Claims (5)

圧力検出用のダイアフラム（２０）と、
前記ダイアフラム（２０）の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部（１１）と、
前記ダイアフラム（２０）の他面側に設けられ大気開放穴（３１）を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部（３０）とを備える圧力センサにおいて、
前記大気開放部（３０）には、前記大気開放穴（３１）側に配置され前記大気開放穴（３１）と連通する貫通穴（８１ａ）を有する第１の栓部材（８１）と、前記ダイアフラム（２０）側にて前記第１の栓部材（８１）とは離間して配置され前記貫通穴（８１ａ）の形状に対応した形状を有する第２の栓部材（８２）とからなる栓手段（８０）が設けられており、
前記圧力媒体の圧力が上昇して前記ダイアフラム（２０）が割れ前記圧力媒体の圧力が前記大気開放部（３０）側へ漏れたときには、前記圧力媒体の圧力によって前記第２の栓部材（８２）が前記第１の栓部材（８１）側へ移動し、前記貫通穴（８１ａ）をふさぐ状態で第１の栓部材（８１）に結合することにより、前記大気開放穴（３１）がシールされるようになっていることを特徴とする圧力センサ。 A pressure detection diaphragm (20);
A pressure medium introduction part (11) provided on one surface side of the diaphragm (20) for introducing a pressure medium to be detected on the one surface side;
In a pressure sensor comprising an atmosphere opening portion (30) provided on the other surface side of the diaphragm (20) and opening the other surface side to the atmosphere through an atmosphere opening hole (31).
The atmosphere opening portion (30) includes a first plug member (81) having a through hole (81a) disposed on the atmosphere opening hole (31) side and communicating with the atmosphere opening hole (31), and the diaphragm. (20) Plug means comprising a second plug member (82) having a shape corresponding to the shape of the through hole (81a) and spaced from the first plug member (81) on the side. 80)
When the pressure of the pressure medium rises and the diaphragm (20) cracks, and the pressure of the pressure medium leaks to the atmosphere opening portion (30), the second plug member (82) is caused by the pressure of the pressure medium. Moves to the side of the first plug member (81) and is coupled to the first plug member (81) in a state of blocking the through hole (81a), thereby sealing the air release hole (31). A pressure sensor characterized by that. 前記第１の栓部材（８１）は、弾性材料からなるものであり、
前記第２の栓部材（８２）は、前記ダイアフラム（２０）側から前記第１の栓部材（８１）側に向かって細くなるくさび形状をなすものであり、
前記第１の栓部材（８１）と前記第２の栓部材（８２）とが結合したとき、前記第２の栓部材（８２）における前記第１の栓部材（８１）側の先端部が、前記第１の栓部材（８１）の貫通穴（８１ａ）に食い込んで密着することにより、前記貫通穴（８１ａ）がふさがれた状態になることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。 The first plug member (81) is made of an elastic material,
The second plug member (82) has a wedge shape that narrows from the diaphragm (20) side toward the first plug member (81) side,
When the first plug member (81) and the second plug member (82) are combined, the tip of the second plug member (82) on the first plug member (81) side is 2. The pressure sensor according to claim 1, wherein the through hole (81 a) is blocked by biting into and closely contacting the through hole (81 a) of the first plug member (81). 前記第２の栓部材（８２）の表面には、前記ダイアフラム（２０）が割れていないときに前記大気開放穴（３１）から前記ダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（８２ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。 A groove (82a) is formed on the surface of the second plug member (82) for guiding the atmosphere from the atmosphere opening hole (31) to the diaphragm (20) when the diaphragm (20) is not cracked. The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor is provided. 前記大気開放部（３０）の内壁部には、前記ダイアフラム（２０）が割れていないときに前記大気開放穴（３１）から前記ダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（６２ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。 A groove (62b) is formed in the inner wall of the atmosphere opening portion (30) for guiding the atmosphere from the atmosphere opening hole (31) to the diaphragm (20) when the diaphragm (20) is not broken. The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor is provided. 前記第２の栓部材（８２）が天側、前記第１の栓部材（８１）が地側に位置しているときに、前記第２の栓部材（８２）がその自重により前記第１の栓部材（８１）側へ移動して前記貫通穴（８１ａ）をふさぐのを防止する防止手段（８１ｂ、８３）が設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
When the second plug member (82) is positioned on the top side and the first plug member (81) is positioned on the ground side, the second plug member (82) is moved by the weight of the first plug member (82). The prevention means (81b, 83) for preventing the movement to the plug member (81) side and blocking the through hole (81a) is provided. The described pressure sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008241489A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nidec Copal Electronics Corp Diaphragm type pressure sensor
CN101451895B (en) * 2007-10-31 2012-10-31 Kg传送部件有限责任公司 Pressure transducer and method for monitoring the state of pressure transducer and pressure sensor

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