JP2019174382A - Pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor.
従来から、特許文献1に示すような防水ケースに接着剤等の封止剤が封入され、防水性能を高めた圧力センサが知られている。 Conventionally, a pressure sensor in which a sealing agent such as an adhesive is sealed in a waterproof case as shown in Patent Document 1 to improve waterproof performance is known.
特許文献1に示すような従来の圧力センサでは、防水ケースの端部より封止剤の表面が低いと凹部となり、圧力センサの取付姿勢によって雰囲気中の露が前述の凹部に溜まる可能性がある。このため、図9に示すように、従来の圧力センサ1000では、接着剤等の封止剤1043を防水ケース1041の端部から盛り上がるように注入し、凹部が生じないように製造されていた。
In the conventional pressure sensor as shown in Patent Document 1, if the surface of the sealant is lower than the end of the waterproof case, a recess is formed, and dew in the atmosphere may accumulate in the recess depending on the mounting posture of the pressure sensor. . For this reason, as shown in FIG. 9, in the
しかしながら、封止剤1043がディスペンサ等により一定の封入量に管理されて封入されるが、このときにディスペンサの精度等により、封止剤1043の封入量及び粘度を厳密に管理するのが困難であるという問題があった。このため、封止剤1043の封入量が増加する方向にばらつくと、図9に示すように、封止剤1043が防水ケース1041の外側にはみだす可能性があった。このように防水ケース1041の端面に封止材が乗りあがると外観が損なわれ、さらに防水ケース1041の側面まで接着剤等の封止材が垂れると、治具や製造装置等に接着剤等の封止剤が付着し、製造工程に甚大な損害を与える可能性があるという問題もあった。
However, the
従って、本発明の目的は、防水ケースに接着剤等の封止剤を封入して、防水性能を高めた圧力センサにおいて、封止剤の封入時における封止剤のはみだし、及び、垂れを効率的に防止できる圧力センサを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a waterproof sensor with a sealant such as an adhesive sealed in a waterproof case to improve the waterproof performance, so that the sealant protrudes and droops efficiently when the sealant is sealed. It is providing the pressure sensor which can prevent automatically.
前記課題を解決するために、本発明の圧力センサは、配管から流体が導入され、圧力室が形成される流体導入部と、前記圧力室に導入された前記流体の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部から圧力信号を外部に送出する電線を含む信号送出部と、前記圧力検出部の前記圧力室に対向する側に開口部を有する防水ケースと、前記防水ケースの前記開口部に封入される封止剤とを備える圧力センサにおいて、前記防水ケースは圧力センサの外郭を形成し、前記防水ケースの前記開口部には、封止剤垂れ防止部がさらに設けられ、当該封止剤垂れ防止部には、前記防水ケースの前記開口部の前記圧力室に対向する側の表面の外周に設けられた切り欠き部が含まれることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a pressure sensor according to the present invention includes a fluid introduction unit in which a fluid is introduced from a pipe to form a pressure chamber, and a pressure detection unit that detects the pressure of the fluid introduced into the pressure chamber. A signal sending unit including an electric wire for sending a pressure signal from the pressure detecting unit to the outside, a waterproof case having an opening on the side of the pressure detecting unit facing the pressure chamber, and the opening of the waterproof case The waterproof case forms an outer shell of the pressure sensor, and the opening of the waterproof case is further provided with a sealant dripping prevention unit, and the sealing The agent dripping prevention part includes a notch provided on the outer periphery of the surface of the opening of the waterproof case on the side facing the pressure chamber.
また、前記封止剤垂れ防止部には、前記防水ケースの前記開口部の外周に突出した円環形状のフランジ部がさらに含まれ、前記切り欠き部は、前記フランジ部の外周に形成されるものとしてもよい。 In addition, the sealant dripping prevention part further includes an annular flange part projecting on the outer periphery of the opening part of the waterproof case, and the notch part is formed on the outer periphery of the flange part. It may be a thing.
また、前記封止剤垂れ防止部には、前記切り欠き部の代わりに、前記防水ケースの前記開口部の周囲の前記圧力室に対向する側の表面に設けられた溝部が含まれるものとしてもよい。 The sealant dripping prevention part may include a groove provided on the surface of the waterproof case on the side facing the pressure chamber around the opening of the waterproof case, instead of the notch. Good.
また、前記封止剤垂れ防止部には、前記防水ケースの前記開口部の内周に設けられ、前記防水ケースの厚さが薄くなる方向に傾斜したテーパ部が含まれるものとしてもよい。 Further, the sealant dripping prevention part may include a tapered part that is provided on an inner periphery of the opening of the waterproof case and is inclined in a direction in which the thickness of the waterproof case is reduced.
また、前記封止剤垂れ防止部は、前記防水ケースとは別の部材として形成され、当該封止剤垂れ防止部が、前記防水ケースの前記開口部に装着されるものとしてもよい。 The sealant dripping prevention part may be formed as a member different from the waterproof case, and the sealant dripping prevention part may be attached to the opening of the waterproof case.
また、前記防水ケースの形状には、円筒形状、楕円筒形状、多角筒形状、または、多段形状が含まれるものとしてもよい。 Moreover, the shape of the waterproof case may include a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, a polygonal cylindrical shape, or a multistage shape.
また、前記防水ケースの材料には、樹脂材料、または、金属材料が含まれるものとしてもよい。 The material of the waterproof case may include a resin material or a metal material.
また、前記信号送出部には、前記圧力検出部と前記電線を接続する、半田接続、基板接続、または、コネクタ接続が含まれるものとしてもよい。 The signal sending unit may include a solder connection, a board connection, or a connector connection for connecting the pressure detection unit and the electric wire.
また、前記圧力検出部には、ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ、または、静電容量型圧力センサが含まれるものとしてもよい。 The pressure detector may include a piezoresistive semiconductor pressure sensor or a capacitance pressure sensor.
本発明によれば、防水ケースに接着剤等の封止剤を封入して、防水性能を高めた圧力センサにおいて、封止剤の封入時における封止剤のはみだし、及び、垂れを効率的に防止できる圧力センサが提供できる。 According to the present invention, in a pressure sensor in which a sealing agent such as an adhesive is sealed in a waterproof case to improve waterproof performance, the sealing agent protrudes and droops efficiently when the sealing agent is sealed. A pressure sensor that can be prevented can be provided.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
尚、以下の説明における上下方向、又は、左右方向の概念は、例えば図1等の添付の図面における上下左右に対応しており、各部材の相対的な位置関係を示すものであって、絶対的な位置関係を示すものではない。 In addition, the concept of the up-down direction or the left-right direction in the following description corresponds to, for example, the up-down direction and the left-right direction in the accompanying drawings such as FIG. It does not indicate a typical positional relationship.
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明に係る圧力センサの第1の実施形態である液封形の圧力センサ100の全体を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an entire liquid ring
図1において、液封型の圧力センサ100は、圧力検出される流体を後述する圧力室112Aに導入する流体導入部110と、圧力室112Aの流体の圧力を検出する圧力検出部120と、圧力検出部120で検出された圧力信号を外部に送出する信号送出部130と、流体導入部110、圧力検出部120、及び、信号送出部130を覆うカバー部材140とを備える。
In FIG. 1, a liquid ring-
流体導入部110は、圧力検出される流体が導かれる配管に接続される金属製の継手部材111と、継手部材111の配管に接続される端部と別の端部に溶接等により接続されるお椀形状を有する金属製のベースプレート112とを備える。
The
継手部材111には、配管の接続部の雄ねじ部にねじ込まれる雌ねじ部111aと、配管から導入された流体を圧力室112Aに導くポート111bとが形成される。ポート111bの開口端は、ベースプレート112の中央に設けられた開口部に溶接等により接続される。なお、ここでは、継手部材111に雌ねじ部111aが設けられるものとしたが、雄ねじが設けられるものとしてもよく、または、継手部材111の代わりに、銅製の接続パイプが接続されるものとしてもよい。ベースプレート112は、継手部材111と対向する側に向かい広がるお椀形状を有し、後述するダイヤフラム122との間に圧力室112Aを形成する。
The
圧力検出部120は、貫通孔を有するハウジング121と、上述の圧力室112Aと後述する液封室124Aとを隔絶するダイヤフラム122と、ダイヤフラム122の圧力室112A側に配置されるダイヤフラム保護カバー123と、ハウジング121の貫通孔内部にはめ込まれるハーメチックガラス124と、ハーメチックガラス124の圧力室112A側の凹部とダイヤフラム122との間にシリコーンオイル、または、フッ素系不活性液体等の圧力伝達媒体124PMが充填される液封室124Aと、ハーメチックガラス124の中央の貫通孔に配置される支柱125と、支柱125に固定され液封室124A内部に配置される圧力検出素子126と、液封室124Aの周囲に配置される電位調整部材127と、ハーメチックガラス124に固定される複数のリードピン128と、ハーメチックガラス124に固定されるオイル充填用パイプ129とを備える。
The
ハウジング121は、例えばFe・Ni系合金やステンレス等の金属材料により形成される。ダイヤフラム122と、ダイヤフラム保護カバー123は、共に金属材料で形成され、共にハウジング121の圧力室112A側の貫通孔の外周縁部において溶接される。ダイヤフラム保護カバー123は、ダイヤフラム122を保護するために圧力室112A内部に設けられ、流体導入部110から導入された流体が通過するための複数の連通孔123aが設けられる。ハウジング121は、圧力検出部120が組み立てられた後、流体導入部110のベースプレート112の外周縁部において、溶接等により接続される。
The
ハーメチックガラス124は、圧力検出素子126が液封された液封室124Aを空気中の湿気や埃、熱などの周囲の環境条件から保護し、複数のリードピン128を保持し、複数のリードピン128とハウジング121とを絶縁するために設けられる。ハーメチックガラス124の中央に配置された支柱125の液封室124A側には、圧力検出素子126が接着剤層125Aなどにより支持される。なお、本実施形態では、支柱125は、Fe・Ni系合金で形成されるものとしたが、これには限定されず、ステンレス等その他の金属材料で形成されるものとしてもよい。また、支柱125を設けずに、ハーメチックガラス124の凹部を形成する平坦面に直接的に支持されるように構成されてもよい。
The
半導体センサチップ等の圧力検出素子126の内部には、ピエゾ抵抗効果を有する、例えば単結晶シリコン等の材料からなるシリコンダイヤフラムと、ダイヤフラム上に複数の半導体歪みゲージを形成し、これらの半導体歪みゲージをブリッジ接続したブリッジ回路及びブリッジ回路からの出力を処理する増幅回路、演算処理回路等の集積回路が含まれる。また、圧力検出素子126は、例えば、金またはアルミニウム製のボンディングワイヤ126aにより複数のリードピン128に接続され、複数のリードピン128は、圧力検出素子126の外部入出力端子を構成している。
Inside the
配管から導入される流体は、継手部材111から圧力室112Aに導入され、ダイヤフラム122を押圧する。このダイヤフラム122に加えられた圧力は、液封室124A内の圧力伝達媒体124PMを介して圧力検出素子126に伝達される。この圧力により圧力検出素子126のシリコンダイヤフラムが変形し、ピエゾ抵抗素子によるブリッジ回路で圧力を電気信号に変換して、圧力検出素子126の集積回路からボンディングワイヤ126aを介して複数のリードピン128に出力される。
The fluid introduced from the pipe is introduced from the
電位調整部材127は、特許文献2に記載されているように、圧力検出素子126を無電界(ゼロ電位)内に置き、フレームアースと2次電源の間に生じる電位の影響でチップ内の回路などが悪影響を受けないようにするために設けられる。電位調整部材127は、液封室124A内の圧力検出素子126とダイヤフラム122との間に配置され、金属等の導電性の材料で形成され、圧力検出素子126のゼロ電位に接続される端子に接続される。
As described in Patent Document 2, the
ハーメチックガラス124には、複数のリードピン128と、オイル充填用パイプ129が貫通状態でハーメチック処理により固定される。本実施形態では、リードピン128として、全部で8本のリードピン128が設けられている。すなわち、外部入出力用(Vout)、駆動電圧供給用(Vcc)、接地用(GND)の3本のリードピン128と、圧力検出素子126の調整用の端子として5本のリードピン128が設けられている。なお、図1においては、8本のリードピン128のうち4本が示されている。複数のリードピン128は、例えば、金またはアルミニウム製のボンディングワイヤ126aにより圧力検出素子126に接続され、圧力検出素子126の外部入出力端子を構成している。
A plurality of lead pins 128 and an
オイル充填用パイプ129は、液封室124Aの内部に圧力伝達媒体124PMを充填するために設けられる。なお、オイル充填用パイプ129の一方の端部は、オイル充填後、図1の点線で示されるように、押し潰されて閉塞される。
The
信号送出部130は、圧力検出部120の圧力室112Aに対向する側に設けられ、複数のリードピン128を配列する端子台131と、端子台131に接着剤132aにより固定され、複数のリードピン128に接続される複数の接続端子132と、複数の接続端子132の外端部に半田付け等により電気的に接続される複数の電線133と、ハウジング121の上端部と端子台131の間にシリコーン系接着剤で形成される静電気保護層134とを備える。
The
端子台131は、略円柱形状であって、当該円柱の中段付近に、上述の複数のリードピン128をガイドするためのガイド壁を有する形状に形成され、樹脂材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)により形成される。端子台131は、例えば、静電気保護層134に使用されている接着剤により、圧力検出部120のハウジング121の上部に固定される。
The
接続端子132は、金属材料で形成され、端子台131の上述の固定壁より上段の円柱側壁に垂直に接着剤132aにより固定される。なお、本実施形態では、外部入出力用(Vout)、駆動電圧供給用(Vcc)、接地用(GND)の3本の接続端子132が設けられる。3本の接続端子132の内端部は、それぞれ対応するリードピン128に溶接等により電気的に接続されるが、この接続方法には限定されず、その他の方法で接続してもよい。
The
また、本実施形態では、3本の接続端子132に接続するために3本の電線133が設けられる。電線133は、上述の接続端子132に半田付けや溶接等により接続端子132に電気的に接続されるが、この接続方法には限定されず、その他の方法で接続してもよい。また、3本の電線133は、圧力センサ100の周囲を覆うカバー部材140から引き出された後、3本束ねた状態にしてポリ塩化ビニル(PVC)等で形成された保護チューブ(図示を省略する)で覆われていてもよい。
In the present embodiment, three
静電気保護層134は、ESD保護回路の有無に影響されることなく、圧力検出部120の静電気耐力を向上させるために設けられるものである。静電気保護層134は、主に、ハーメチックガラス124の上端面を覆うようにハウジング121の上端面に塗布され、シリコーン系接着剤により形成される所定の厚さを有する環状の接着層134aと、複数のリードピン128が突出するハーメチックガラス124の上端面全体に塗布され、シリコーン系接着剤からなる被覆層134bとから構成される。端子台131の空洞部を形成する内周面であって、ハーメチックガラス124の上端面に向き合う内周面には、ハーメチックガラス124に向けて突出する環状突起部131aが形成されている。環状突起部131aの突出長さは、被覆層134bの粘性等に応じて設定される。このように環状突起部131aが形成されることにより、塗布された被覆層134bの一部が、表面張力により環状突起部131aと、端子台131の空洞部を形成する内周面のうちハーメチックガラス124の上端面に略直交する部分との間の狭い空間内に引っ張られて保持されるので、被覆層134bが端子台131の空洞部内における一方側に偏ることなく塗布されることとなる。また、被覆層134bは、ハーメチックガラス124の上端面に所定の厚さで形成されるが、図1の部分134cに示すように、ハーメチックガラス124の上端面から突出する複数のリードピン128の一部分をさらに覆うように形成されてもよい。
The electrostatic protection layer 134 is provided to improve the electrostatic strength of the
カバー部材140は、略円筒形状で圧力検出部120及び信号送出部130の周囲を覆う防水ケース141と、端子台131の上部に被される端子台キャップ142と、防水ケース141の内周面とハウジング121の外周面及び端子台131の外周面との間を充填する封止剤143とを備える。
The
端子台キャップ142は、例えば樹脂材料により形成される。端子台キャップ142は、本実施形態では、上述の円柱形状の端子台131の上部を塞ぐ形状に形成され、ウレタン系樹脂等の封止剤143が充填される前に端子台131の上部に被される。
The
防水ケース141は、樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)により略円筒形状に形成され、円筒形状の下端部には、内側に向かうフランジ部が設けられている。このフランジ部には、防水ケース141の上部の開口部から挿入された信号送出部130及び圧力検出部120が接続された流体導入部110のベースプレート112の外周部が当接する。この状態で封止剤143を充填することにより圧力検出部120等の内部の部品が固定される。
The
封止剤143としては、付加反応型接着剤、例えばウレタン系の接着剤が使用されるが、これには限定されない。なお、硬化時の収縮が大きいものを使用すると、防水ケース141の端部より封止剤143の表面が低くなり、凹部が形成され、圧力センサの取付姿勢によって雰囲気中の露が凹部に溜まる可能性がある。
As the
また、封止剤143の粘度等により、封止剤143を一定量吐出するディスペンサにばらつきが生じ、封止剤143の封入量が増加する方向にばらつくと、図9に示すように、封止剤143が防水ケース141の外側にはみだし、外観が損なわれる可能性があった。さらに、防水ケース141の側面まで接着剤等の封止材が垂れると、治具や製造装置等に接着剤等の封止剤が付着し、製造工程に甚大な損害を与える可能性もあった。
Further, when the dispenser that discharges a predetermined amount of the sealing
以上のような本発明の圧力センサ100には、さらに、防水ケース141に封止剤垂れ防止部141A、141Bが形成される。以下、図2(a)及び図2(b)を参照して、封止剤垂れ防止部141A、141Bについて説明する。
In the
図2(a)は、図1に示すII部分を拡大して示す図であって、切り欠き部141Aa1を含む封止剤垂れ防止部141Aを示す図であり、図2(b)は、溝部141Ba1を含む別の封止剤垂れ防止部141Bを示す図である。
FIG. 2A is an enlarged view of the II portion shown in FIG. 1, and is a view showing a sealant
まず、図2(a)に示す防水ケース141に形成された封止剤垂れ防止部141Aについて説明する。
First, the sealant
図2(a)に示すように、封止剤垂れ防止部141Aには、防水ケース141の開口部の上面の外周に設けられた切り欠き部141Aa1と、防水ケース141の開口部の外周に突出した円環形状のフランジ部141Aaと、防水ケース141の開口部の内周に設けられ、防水ケース141の厚さが薄くなる方向に傾斜したテーパ部141Abとが形成される。
As shown in FIG. 2A, the sealant
切り欠き部141Aa1は、防水ケース141の開口部からはみだした封止剤143の側面への垂れを低減することができる。これは、切り欠き部141Aa1が設けられることにより、切り欠き部141Aa1の内周側の角部に表面張力が作用し、外周方向に垂れる前に内周部の角部に沿って円周方向に流れるため、封止剤143が防水ケース141の側面に垂れるリスクを低減できる。なお、ここでは、切り欠き部141Aa1が、フランジ部141Aaの上面の外周に形成されるものとしたが、フランジ部141Aaが設けられない場合でも上述の効果を得ることができ、防水ケース141の厚みの範囲内に切り欠き部141Aa1が設けられるものとしても、同様の作用効果を得ることができる。
The
フランジ部141Aaは、防水ケース141の開口部を外側に拡げ、はみだした封止剤143が防水ケース141の側面まで垂れるのを防止するために設けられる。これにより、防水ケース141に充填された封止剤143の量が多い場合でも、封止剤143の表面張力により、封止剤143の表面が防水ケース141の外周方向、及び、上側方向に脹らみ、防水ケース141の封止剤143を溜めることができる量が格段に向上する。更に、圧力センサ100の設置時に電線133を圧力センサ100の側面に固定する為に使用される結束バンドが外れにくくなるという効果もある。
The
テーパ部141Abは、図9に示すように、防水ケース141の開口部平坦部上面の幅が大きいと、封止剤143が平坦部上面に部分的にはみ出した際の、外観が悪くなることを防止するために設けられる。テーパ部141Abを設けたことにより、防水ケース141の開口部平坦部の幅が狭くなるため、当該箇所にはみ出した封止剤143が目立ちにくくなる。
As shown in FIG. 9, when the width of the upper surface of the flat portion of the opening of the
次に、別の例である、図2(b)に示す防水ケース141に形成された封止剤垂れ防止部141Bについて説明する。
Next, another example of the sealant
図2(b)に示すように、封止剤垂れ防止部141Bには、図2(a)に示す封止剤垂れ防止部141Aと異なり、切り欠き部141Aa1の代わりに、防水ケース141の開口部の周囲の上面に設けられた溝部141Ba1が形成される。それ以外の構成は図2(a)に示す封止剤垂れ防止部141Aと同様であり、同様の構成要素には、同様の符号を付し、説明を省略する。
As shown in FIG. 2 (b), the sealant
溝部141Ba1は、防水ケース141の開口部からはみだした接着剤などの封止剤143を溝部141Ba1に溜めるために設けられる。これにより、防水ケース141の側面への封止剤143の垂れを低減することができる。また、図2(b)に示す溝部141Ba1は、図2(a)に示す切り欠き部141Aa1に追加して、その外周側に突起が形成される形状を有している。これはケース141の納入時及び圧力センサ100の製造時などにおいて、図2(a)で示される防水ケース141の開口部上面の幅が狭い為、防水ケース141の開口部上面に傷がつき、その部分から封止剤143が流れ出してしまうことを防止できる。このため、溝部141Ba1は、切り欠き部141Aa1よりも、防水ケース141の側面への封止剤143の垂れを低減する効果がある。また、ここでは、溝部141Ba1が、フランジ部141Baの上面の外周に形成されるものとしたが、フランジ部141Baが設けられない場合でも上述の効果を得ることができ、防水ケース141の厚みの範囲内に溝部141Ba1が設けられるものとしても、同様の作用効果を得ることができる。
The groove part 141Ba1 is provided to store the
以上のように、本発明の第1の実施形態の圧力センサ100によれば、防水ケース141に、封止剤垂れ防止部141A、141Bが形成され、この封止剤垂れ防止部141A、141Bに、切り欠き部141Aa1、又は、溝部141Ba1、及び、フランジ部141Aa、141Ba、及び、テーパ部141Ab、141Bbが含まれたことにより、防水ケース141に接着剤等の封止剤143を封入するときに、封止剤143のはみだし、及び、垂れを効率的に防止できるという作用効果を奏することができる。
As described above, according to the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図3は、本発明に係る圧力センサの第2の実施形態である液封形の圧力センサ200の全体を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the entirety of a liquid ring
図3において、液封型の圧力センサ200は、図1に示す圧力センサ100と比較して、防水ケース241の開口部に、防水ケース241とは別の部材である封止剤垂れ防止部244A、244Bが装着される点が異なり、その他の構成は、圧力センサ100と同様である。同様の構成要素には、同様の符号を付し、説明を省略する。
In FIG. 3, the liquid seal
図4(a)は、図3に示すIV部分を拡大して示す図であって、切り欠き部244Aa1を含む別部材である封止剤垂れ防止部244Aを示す図であり、図4(b)は、溝部244Ba1を含む別の別部材である封止剤垂れ防止部244Bを示す図である。
4A is an enlarged view of the IV portion shown in FIG. 3, and is a view showing a sealant
まず、図4(a)に示す防水ケース241に装着された封止剤垂れ防止部244Aについて説明する。
First, the sealant
図4(a)に示すように、防水ケース241とは別の部材である封止剤垂れ防止部244Aには、防水ケース241の開口部の上面の外周に設けられた切り欠き部244Aa1と、防水ケース241の開口部の外周に突出した円環形状のフランジ部244Aaと、防水ケース241の開口部の内周に設けられ、防水ケース241の厚さが薄くなる方向に傾斜したテーパ部244Abとが形成される。
As shown in FIG. 4A, the sealant
図4(a)に示す封止剤垂れ防止部244Aの形状は、図2(a)に示す防水ケース141に形成された封止剤垂れ防止部141Aの形状と概ね同様の形状を有しており、封止剤垂れ防止部244Aが防水ケース241と別部材となっている点のみ異なる。封止剤垂れ防止部244Aは防水ケース241に装着後封止剤143が封入されることにより、防水ケース241と接着される。このため、封止剤垂れ防止部244Aは、封止剤垂れ防止部141Aと同様の効果を奏することができる。さらに、このように封止剤垂れ防止部244Aを防水ケース241と別部材とすることにより、設計変更する前の防水ケース241を使用した現行品に、封止剤垂れ防止部244Aを装着することができ、設計変更によるコストアップを低減できるという効果もある。
The shape of the sealant
次に、別の例である、図4(b)に示す防水ケース241に装着された封止剤垂れ防止部244Bについて説明する。
Next, another example of the sealant
図4(b)に示すように、封止剤垂れ防止部244Bには、図4(a)に示す封止剤垂れ防止部244Aと異なり、切り欠き部244Aa1の代わりに、防水ケース241の開口部の周囲の上面に設けられた溝部244Ba1が形成される。封止剤垂れ防止部244Bは防水ケース241に装着後封止剤143が封入されることにより、封止剤垂れ防止部244Aと同様防水ケース241と接着される。それ以外の構成は図4(a)に示す封止剤垂れ防止部244Aと同様であり、同様の構成要素には、同様の符号を付し、説明を省略する。なお、防水ケースの端部の形状としては、ストレートが望ましく、内部又は外部にテーパ部又はR部を有する形状、垂れ防止部と係合可能な突起または凹部を有する形状であってもよい。
As shown in FIG. 4B, the sealant
以上のように、本発明の第2の実施形態の圧力センサ200によっても、第1の実施形態の圧力センサ100と同様の作用効果を奏することができる。さらに、設計変更する前の防水ケース241を使用した現行品に、別部材である封止剤垂れ防止部244A、244Bを装着することができ、設計変更によるコストアップを低減できるという効果もある。
As described above, the
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図5は、本発明に係る圧力センサの第3の実施形態である圧力センサ300を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a
図5において、圧力センサ300は、図1に示す圧力センサ100と同様に液封型の圧力センサである。図5に示す圧力センサ300は、図1に示す圧力センサ100と比較して、防水ケース341が円筒形状ではなく、コネクタ332を覆う上端側は縮径され、圧力検出部320を覆う下端側は内径が大きく拡大される多段形状に形成される点が大きく異なる。
In FIG. 5, a
図5において、圧力センサ300は、流体導入部310と、圧力検出部320と、信号送出部330と、カバー部材340とを備える。流体導入部310は、図1に示す圧力センサ100の流体導入部110と、同じ構成であるので、同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。
5, the
圧力検出部320は、流体導入部310側に凹部を有するベース321と、圧力室312Aと液封室324Aとを隔絶するダイヤフラム322と、液封室324Aを封止するハーメチックガラス324と、ベース321の凹部とダイヤフラム322との間に圧力伝達媒体が充填され、ハーメチックガラス324により封止される液封室324Aと、ベース321の一部に固定され、圧力伝達媒体を液封室324Aに充填するオイル充填用通路325と、ベース321の中央部に接着して固定され、液封室324A内部に配置され、ダイヤフラム322を介して圧力伝達媒体の圧力変動を検出する圧力検出素子326と、オイル充填用通路325から圧力伝達媒体が充填された後、一方の端部を封止するボール327と、ベース321にハーメチックガラス324により固定され、圧力検出素子326にワイヤボンディングを介して接続される複数のリードピン328とを備える。
The
信号送出部330は、防水ケース341の内部の圧力検出部320の上部に配置され、複数のリードピン328に接続される基板331と、コネクタ332と、基板331にコネクタ332を介して接続され、防水ケース341の上部の中央から引き出される電線333とを備える。
The
カバー部材340は、樹脂製の材料で略筒形状に形成され、コネクタ332を覆う上端側は縮径され、圧力検出部320を覆う下端側は内径が大きく拡大される形状に形成される防水ケース341と、防水ケース341の上部の開口部に封入される封止剤342と、防水ケース341とベースプレート312との間の空間に封入される封止剤343とを備える。
The
このような圧力センサ300の多段形状の防水ケース341にも、本発明の封止剤垂れ防止部341Aを設けることができる。なお、封止剤垂れ防止部341Aの形状としては、図2(a)に示す切り欠き部141Aa1、又は、図2(b)に示す溝部141Ba1を含む形状としてもよく、また、図4(a)、及び、図4(b)に示すように、別部材の封止剤垂れ防止部244A、244Bが設けられるものとしてもよい。また、本実施形態では、多段形状の防水ケース341に封止剤垂れ防止部341Aを設けるものとしたが、これには限定されず、円筒形状以外の例えば楕円筒形状、四角筒形状など多角筒形状等の他の形状の防水ケースにも本発明は適用可能である。また更に、多段形状の防水ケース341の縮径部に封止剤垂れ防止部341Aを設けることにより、圧力センサ300の設置時に電線333を圧力センサ300の側面に固定する為に使用される結束バンドがさらに外れにくくなるという効果もある。なおここではベースは金属製で、ハーメチックガラスを介してリードピンを絶縁して支持している構成を示しているが、斯かる例に限らず、ベースをセラミックなどの絶縁体で形成し、リードピンをハーメチックガラスに拠らない方法でベースに固定した構造でも良い。
The multi-stage
以上のように、本発明の第3の実施形態の圧力センサ300によっても、第1及び第2の実施形態の圧力センサ100、200と同様の作用効果を奏することができる。さらに、円筒形状以外の形状の防水ケース341にも封止剤垂れ防止部341Aを設けることができ、更に多段形状の防水ケース341の縮径部に封止剤垂れ防止部341Aを設けることにより、結束バンドがさらに外れにくくなるという効果もある。
As described above, the
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
図6は、本発明に係る圧力センサの第4の実施形態である圧力センサ400を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a
図6において、圧力センサ400は、図1に示す圧力センサ100と同様に液封型の圧力センサである。図6に示す圧力センサ400は、図1に示す圧力センサ100と比較して、ハウジング421の上部に金属製の防水ケース441が溶接により固定され、この金属製の防水ケース441の上部の開口部に封止剤442が封入される点が大きく異なる。
In FIG. 6, a
図6において、圧力センサ400は、流体導入部410と、圧力検出部420と、信号送出部430と、カバー部材440とを備える。流体導入部410及び圧力検出部420は、図1に示す圧力センサ100の流体導入部110及び圧力検出部120と、概ね同じ構成であるので、同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。
In FIG. 6, the
信号送出部430は、圧力検出部420の上部に配置され、圧力検出素子426にワイヤボンディング及びリードピン428を介して電気的に接続される接続基板431と、リードピン428、接続基板431、及び、電線433を接続する半田接続部432と、接続基板431から外部に引き出され、圧力検出素子426で検出した圧力信号を外部に送信できる複数の電線433とを備える。なお、ここでは、半田接続部432としたが、これには限定されず、コネクタ接続等の他の電気的接続方法を使用するものとしてもよい。
The
カバー部材440は、金属製の材料で、略筒形状に形成され、ハウジング421の上部に溶接により固定される防水ケース441と、防水ケース441の上部の開口部に封入される封止剤442とを備える。
The
このような圧力センサ400の金属製の防水ケース441にも、本発明の封止剤垂れ防止部441Aを設けることができる。なお、封止剤垂れ防止部441Aの形状としては、図2(a)に示す切り欠き部141Aa1、又は、図2(b)に示す溝部141Ba1を含む形状としてもよく、また、図4(a)、及び、図4(b)に示すように、別部材の封止剤垂れ防止部244A、244Bが設けられるものとしてもよい。また、本実施形態では、金属製の防水ケース441に封止剤垂れ防止部441Aを設けるものとしたが、これには限定されず、金属製以外の例えば樹脂材料など他の材料の防水ケースにも本発明は適用可能である。
The metal
以上のように、本発明の第4の実施形態の圧力センサ400によっても、第1及び第2の実施形態の圧力センサ100、200と同様の作用効果を奏することができる。さらに、樹脂材料以外の材料の防水ケース441にも封止剤垂れ防止部441Aを設けることができるという効果もある。
As described above, the
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
図7は、本発明に係る圧力センサの第5の実施形態である圧力センサ500を示す縦断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a
図7において、圧力センサ500は、図1に示す圧力センサ100と同様に液封型の圧力センサである。図7に示す圧力センサ500は、図1に示す圧力センサ100と比較して、電線133の代わりに、外部と電気的接続するためのコネクタ533が設けられている点が大きく異なる。
In FIG. 7, a
図7において、圧力センサ500は、流体導入部510と、圧力検出部520と、信号送出部530と、カバー部材540とを備える。流体導入部510及び圧力検出部520は、図1に示す圧力センサ100の流体導入部110及び圧力検出部120と、概ね同じ構成であるので、同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。
In FIG. 7, the
信号送出部530は、圧力検出部520の上部に配置され、圧力検出素子526にワイヤボンディング及びリードピン528を介して電気的に接続される接続基板531と、リードピン528、接続基板531、及び、コネクタ533を接続する半田接続部532と、接続基板531から外部に引き出され、圧力検出素子526で検出した圧力信号を外部に送信できるコネクタ533と、接続基板531とコネクタ533とを接続する配線部材534とを備える。なお、ここでは、コネクタ533は、外部に露出し、外部コネクタに嵌合される外部接続部533aと、ハウジング521の周囲に嵌合され、コネクタ533を固定する端子台部533bとが一体に樹脂などで成形されるものとしているが、これには限定されず、外部接続部533aと端子台部533bが別部品として形成されてもよく、更にその他の構造でコネクタ533を外部に向けて固定するものとしてもよい。
The
カバー部材540は、略円筒形状で圧力検出部520及び信号送出部530の周囲を覆う防水ケース541と、防水ケース541の上部の開口部に封入される封止剤542とを備える。
The
このような、コネクタ533による接続方法を使用した圧力センサ500の防水ケース541にも、本発明の封止剤垂れ防止部541Aを設けることができる。なお、封止剤垂れ防止部541Aの形状としては、図2(a)に示す切り欠き部141Aa1、又は、図2(b)に示す溝部141Ba1を含む形状としてもよく、また、図4(a)、及び、図4(b)に示すように、別部材の封止剤垂れ防止部244A、244Bが設けられるものとしてもよい。また、本実施形態では、コネクタ533による接続方法を使用した圧力センサ500に、本発明を適用するものとしたが、これには限定されず、これ以外の半田接続、または、基板接続等、その他の接続方法を使用した圧力センサにも本発明を適用することは可能である。
The
以上のように、本発明の第5の実施形態の圧力センサ500によっても、第1及び第2の実施形態の圧力センサ100、200と同様の作用効果を奏することができる。さらに、コネクタ接続、または、基板接続などの種々の接続方法を利用した圧力センサ500の防水ケース541にも封止剤垂れ防止部541Aを設けることができるという効果がある。
As described above, the
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
図8は、本発明に係る圧力センサの第6の実施形態である圧力センサ600を示す縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a
図8に示す圧力センサ600は、図1に示す圧力センサ100と比較して、静電容量検出型圧力センサである点が大きく異なる。
The
図8において、圧力センサ600は、流体導入部610と、圧力検出部620と、信号送出部630と、カバー部材640とを備える。流体導入部610は、図1に示す圧力センサ100の流体導入部110と、概ね同じ構成であるので、同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。
In FIG. 8, the
圧力検出部620は、静電容量検出型のセンサエレメント621と、絶縁材で形成され、Oリング623を保持するなどのためにセンサエレメント621の周囲に挿入される絶縁スペーサ622と、冷媒などのシールのために使用されるOリング623と、センサエレメント621及び絶縁スペーサ622の間に形成される検出室624とを備える。センサエレメント621では、検出室624に導入された冷媒等の流体の圧力を、電極の変動による電極間の静電容量の変化として読み取り、圧力信号として外部に送出する。センサエレメント621は、主に、2枚の電極、2枚の電極間に配置される絶縁体、2枚の電極に接続されるリード線、接着剤、電極間のギャップを確保する部材などから構成される。
The
信号送出部630は、図6に示す信号送出部430と同じ構成であるので、同様の符号には同様の符号を付し、説明を省略する。
Since the
カバー部材640は、略円筒形状で圧力検出部620及び信号送出部630の周囲を覆う防水ケース641と、防水ケース641の上部の開口部に封入される封止剤642とを備える。
The
このような、静電容量検出型の圧力センサ600の防水ケース641にも、本発明の封止剤垂れ防止部641Aを設けることができる。なお、封止剤垂れ防止部641Aの形状としては、図2(a)に示す切り欠き部141Aa1、又は、図2(b)に示す溝部141Ba1を含む形状としてもよく、また、図4(a)、及び、図4(b)に示すように、別部材の封止剤垂れ防止部244A、244Bが設けられるものとしてもよい。また、本実施形態では、静電容量検出型の圧力センサ600に、本発明を適用するものとしたが、これには限定されず、液封型圧力センサ、または、半導体圧力センサチップ以外のその他の圧力検出方法を利用した圧力センサにも本発明を適用することは可能である。
The
以上のように、本発明の第6の実施形態の圧力センサ600によっても、第1及び第2の実施形態の圧力センサ100、200と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第1乃至第5の実施形態のように、液封型圧力センサを含めたピエゾ抵抗型半導体圧力センサ以外にも、静電容量検出型等の他の圧力検出方法を利用した圧力センサ600の防水ケース641にも封止剤垂れ防止部641Aを設けることができるという効果がある。
As described above, the
なお、本発明の圧力センサの封止剤垂れ防止部について、第1乃至第6の実施形態の圧力センサを例にとり説明してきたが、以上の説明は例示であって、限定ではなく、防水ケースに接着剤等の封止剤が封入され、防水性能を高めた他の圧力センサに適用することも可能である。 In addition, although the sealing agent dripping prevention part of the pressure sensor of the present invention has been described by taking the pressure sensor of the first to sixth embodiments as an example, the above description is an example and is not a limitation, and a waterproof case It is also possible to apply to other pressure sensors in which a sealing agent such as an adhesive is sealed and the waterproof performance is improved.
以上のように、本発明の圧力センサによれば、防水ケースに、封止剤垂れ防止部が形成され、この封止剤垂れ防止部に、切り欠き部、又は、溝部、及び、フランジ部、及び、テーパ部が含まれたことにより、防水ケースに接着剤等の封止剤を封入して、防水性能を高めた圧力センサにおいて、封止剤の封入時における封止剤のはみだし、及び、垂れを効率的に防止できる。 As described above, according to the pressure sensor of the present invention, the sealant dripping prevention part is formed in the waterproof case, and the sealant dripping prevention part has a notch part, a groove part, and a flange part, In addition, since the taper portion is included, a sealing agent such as an adhesive is sealed in the waterproof case, and in a pressure sensor with improved waterproof performance, the sealing agent protrudes when the sealing agent is sealed, and Dripping can be prevented efficiently.
100、200、300、400、500、600 圧力センサ
110 流体導入部
111 継手部材
111a 雌ねじ部
111b ポート
112 ベースプレート
112A 圧力室
120 圧力検出部
121 ハウジング
122 ダイヤフラム
123 ダイヤフラム保護カバー
123a 連通孔
124、324 ハーメチックガラス
124A 液封室
125 支柱
125A 接着剤層
126 圧力検出素子
126A ボンディングワイヤ
127 電位調整部材
128 リードピン
129 オイル充填用パイプ
130 信号送出部
131 端子台
132 接続端子
132a 接着剤
133 電線
133a 芯線
134 静電気保護層
134a 接着層
134b 被覆層
134c 部分
140、240 カバー部材
141、241、341、441、541、641 防水ケース
141A、141B、244A、244B、241A、341A、441A、541A、641A 封止剤垂れ防止部
141Aa、141Ba、244Aa、244Ba フランジ部
141Aa1、244Aa1 切り欠き部
141Ba1、244Ba1 溝部
141Ab、141Bb、244Ab、244Bb テーパ部
142 端子台キャップ
143 封止剤
321 ベース
331 接続基板
332、533 コネクタ
534 配線部材
621 センサエレメント(静電容量検出型)
622 絶縁スペーサ
623 Oリング
624 検出室
100, 200, 300, 400, 500, 600
622 Insulating spacer 623 O-
Claims (9)
前記圧力室に導入された前記流体の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部から圧力信号を外部に送出する電線を含む信号送出部と、
前記圧力検出部の前記圧力室に対向する側に開口部を有する防水ケースと、
前記防水ケースの前記開口部に封入される封止剤と
を備える圧力センサにおいて、
前記防水ケースは前記圧力センサの外郭を形成し、
前記防水ケースの前記開口部には、封止剤垂れ防止部がさらに設けられ、
当該封止剤垂れ防止部には、
前記防水ケースの前記開口部の前記圧力室に対向する側の表面の外周に設けられた切り欠き部が含まれることを特徴とする圧力センサ。 A fluid introduction part in which a fluid is introduced from a pipe and a pressure chamber is formed;
A pressure detector for detecting the pressure of the fluid introduced into the pressure chamber;
A signal sending unit including an electric wire for sending a pressure signal to the outside from the pressure detecting unit;
A waterproof case having an opening on the side of the pressure detection unit facing the pressure chamber;
In a pressure sensor comprising: a sealant sealed in the opening of the waterproof case,
The waterproof case forms an outer shell of the pressure sensor,
The opening portion of the waterproof case is further provided with a sealant dripping prevention portion,
In the sealant dripping prevention part,
A pressure sensor, comprising: a notch provided on an outer periphery of a surface of the waterproof case on a side facing the pressure chamber of the opening.
前記防水ケースの前記開口部の外周に突出した円環形状のフランジ部がさらに含まれ、
前記切り欠き部は、前記フランジ部の外周に形成されることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 In the sealant dripping prevention part,
A ring-shaped flange projecting on the outer periphery of the opening of the waterproof case is further included;
The pressure sensor according to claim 1, wherein the notch portion is formed on an outer periphery of the flange portion.
前記切り欠き部の代わりに、前記防水ケースの前記開口部の周囲の前記圧力室に対向する側の表面に設けられた溝部が含まれることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 In the sealant dripping prevention part,
2. The pressure sensor according to claim 1, wherein a groove provided on a surface of the waterproof case on the side facing the pressure chamber is included instead of the notch.
前記防水ケースの前記開口部の内周に設けられ、前記防水ケースの厚さが薄くなる方向に傾斜したテーパ部が含まれることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 In the sealant dripping prevention part,
2. The pressure sensor according to claim 1, further comprising a tapered portion that is provided on an inner periphery of the opening of the waterproof case and is inclined in a direction in which the thickness of the waterproof case is reduced.
当該封止剤垂れ防止部が、前記防水ケースの前記開口部に装着されることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 The sealant dripping prevention part is formed as a member different from the waterproof case,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the sealant dripping prevention part is attached to the opening of the waterproof case.
円筒形状、楕円筒形状、多角筒形状、または、多段形状が含まれることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 The shape of the waterproof case includes
The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor includes a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, a polygonal cylindrical shape, or a multistage shape.
樹脂材料、または、金属材料が含まれることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 The material of the waterproof case includes
The pressure sensor according to claim 1, comprising a resin material or a metal material.
前記圧力検出部と前記電線とを接続する、半田接続、基板接続、または、コネクタ接続が含まれることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 In the signal transmission unit,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor includes solder connection, board connection, or connector connection for connecting the pressure detection unit and the electric wire.
ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ、または、静電容量型圧力センサが含まれることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 In the pressure detector,
The pressure sensor according to claim 1, further comprising a piezoresistive semiconductor pressure sensor or a capacitive pressure sensor.
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