JP2603312Y2 - 差圧変換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は二つの圧力の差を電気信
号に変換する差圧変換器に関し、特に、差圧を静電容量
に変換するキャパシタンス形、および、差圧を電気抵抗
に変換するストレーンゲージ形等の差圧変換器に関す
る。

【０００２】

【背景技術】従来より、管路や容器内の圧力を測定する
際には、様々な形式の圧力変換器が利用されている。こ
のような圧力変換器として、二箇所の圧力の差を検出し
て電気信号に変換する差圧変換器があり、空調や医療機
器等の微差圧や低差圧の測定・制御に用いられている。
図５には、従来のものの一例として、キャパシタンス形
の差圧変換器50が示されており、この差圧変換器50は、
差圧信号を発信する差圧発信回路が形成される回路基板
51の上に設けられている。回路基板51の図中上側の面に
は、センサチップ52の入れ物である板状のセンサベース
53および略箱状のケース54が設けられ、センサベース53
およびケース54に囲われた内部が高圧室55となってい
る。センサチップ52は、両側に加わる圧力の差に応じて
変位するダイアフラム52Aを有し、このダイアフラム52A
の変位を静電容量に変換するものである。ダイアフラ
ム52A の図中上側の面は、ケース54の内部に開放され、
高圧室55に通ずる導圧路56によって導入される第１の圧
力を受けるようになっている。ダイアフラム52A の下側
の面は、ケース54の内部に設けられたガラス管57で高圧
室55から隔離された低圧室58内に開放され、低圧室58に
通ずる導圧路59によって第１の圧力よりも低い第２の圧
力を受けるようになっている。これにより、差圧変換器
50は、第１の圧力および第２の圧力の差を静電容量に変
換し、センサベース53を貫通し、回路基板51に接続され
た複数の電極ピン60により、外部に出力するようになっ
ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このような構造の差圧
変換器50では、組立の関係上、導圧路56および導圧路59
と、電極ピン60とが同一方向に延びるため、回路基板51
を貫通する貫通孔51A や切欠き51B を設ける必要があ
る。このため、回路基板51に設けられるプリントパター
ン51C 等の配線は、貫通孔51A や切欠き51B を迂回しな
ければならなず、配線上の制約を受けるうえ、全長が長
くなってストレイキャパシタンスやハムノイズ等の外来
ノイズの影響を受けやすくなる。従って、配線上の制約
によって回路基板51のサイズが大きくなるうえ、外来ノ
イズの影響により、配線により伝達される電気信号が不
安定になるという問題がある。また、外部に出力する電
極ピン60をセンサチップ52に接続するために、センサベ
ース53に孔を設けているため、電極ピン60を通す孔をあ
ける作業およびこの孔を塞ぐ作業を行わなくてはならな
いうえ、ケース54の気密性を確保するには、孔を完全に
塞ぐ必要があるので、差圧変換器50の製作に手間がかか
るという問題がある。

【０００４】本考案の目的は、製作が容易で、回路基板
が小型化されるうえ、外来ノイズの影響を受けない差圧
変換器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、仕切板で仕切
られた第１の受圧室および第２の受圧室を備え、前記第
１の受圧室に導入された第１の圧力および前記第２の受
圧室に導入された第２の圧力の両方を受圧するセンサチ
ップを前記仕切板に設け、このセンサチップで前記第１
の圧力と第２の圧力との差を電気信号に変換する差圧変
換器であって、前記仕切板は、配線パターンが印刷され
ているとともに、前記センサチップを含む回路の回路基
板とされ、かつ、両面の中央部分が開口を有する略箱状
のケース部材で覆われており、前記仕切板の端縁は、前
記ケース部材の外部にはみ出して露出され、前記配線パ
ターンの前記仕切板の露出部分まで延びる一端は、前記
センサチップからの電気信号を外部に出力するための外
部電極とされ、前記ケース部材には、前記第１の圧力お
よび前記第２の圧力を導入する導入路が当該ケース部材
の開口面と平行に設けられていることを特徴とする。

【０００６】

【作用】このような本考案では、第１および第２の圧力
を導入する導圧路を確保するために、回路基板を貫通す
る孔や切欠きを設けることが不要になり、配線上の制約
を受けなくなるので、回路基板の小型化が可能となる。
また、貫通孔がなくなることにより、プリントパターン
等の配線の自由度が向上し、その配線長が短縮されるよ
うになるうえ、ケース部材に導電性を持たせれば、ケー
ス部材の内部が静電遮蔽され、外来ノイズの影響が回避
できるようになり、これにより前記目的が達成される。
しかも、仕切板の端縁をケース部材の外部にはみ出して
露出させ、仕切板に印刷されている配線パターンを当該
仕切板の露出部分まで延ばし、その一端を外部電極とす
ることで、外部電極が仕切板の露出部分、即ち、ケース
部材の外側に設けられるので、この外部電極に電極ピン
等の外部端子を設けることにより、外部回路と、センサ
チップ等の内部素子とを直接結線することが可能とな
る。このため、外部回路と内部素子とを結線するのに、
ケース部材に挿通孔を設ける必要がない。従って、外部
端子を通す挿通孔をあける作業およびこの挿通孔を塞ぐ
作業が不要となるので、ケース部材内部の気密性が容易
に確保され、差圧変換器の製作も容易となる。

【０００７】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、従来例と同一要素には同一符号を付して
説明を省略する。図１および図２には、本実施例の差圧
変換器１が示されており、この差圧変換器１は、箱状の
ケース11の内部を仕切板12で仕切ることにより、内部に
第１の受圧室13および第２の受圧室14を形成したもので
ある。この変換器１は、検知した差圧を外部に発信する
発信回路を有する回路基板51の上に設置されている。ケ
ース11は、開口を有する略箱状のケース部材15, 16を備
えたものである。これらのケース部材15, 16の開口側を
互いに突き合わせることにより、ケース11が形成されて
いる。

【０００８】ケース部材15は、仕切板12の上側の面の中
央部分を覆う金属製のものである。ケース部材15の側壁
15A には第１の受圧室13の内部に第１の圧力を導入する
ための第１の導圧路17が設けられている。この側壁15A
の端面15B には、周縁に沿ってリング状のパッキン18が
設けられている。仕切板12およびケース部材15の両方に
パッキン18を密着させることにより、第１の受圧室13内
に導入される空気等の流体が外部に漏れないようになっ
ている。ケース部材16は、仕切板12の下側の面の中央部
分を覆う金属製のものである。ケース部材16には、ケー
ス部材15と同様に、第２の受圧室14の内部に第２の圧力
を導入するための第２の導圧路19が側壁16A に設けられ
ている。この側壁16A の端面16B にも周縁に沿ってリン
グ状のパッキン18が設けられている。仕切板12およびケ
ース部材16の両方にパッキン18を密着させることで、第
２の受圧室14内の流体が外部に漏れないようになってい
る。

【０００９】仕切板12は、セラミック製の面材であり、
第１および第２の圧力の差を電気信号に変換するセンサ
チップ20が設置される回路基板でもある。仕切板12の両
面のうち、第１の受圧室13側の面にセンサチップ20が取
付けられ、センサチップ20の有するダイアフラム21の図
中上側の面が第１の受圧室13側に露出され、この面に第
１の圧力が加わるようになっている。仕切板12のほぼ中
央部分にはその表裏を連通する連通孔12A が設けられて
いる。この連通孔12A を通じてダイアフラム21の図中下
側の空間が第２の受圧室14と連通し、ダイアフラム21の
図中下側の面に第２の受圧室14の第２の圧力が加わるよ
うになっている。

【００１０】仕切板12の形状は、図３に示されるよう
に、図中上下方向の寸法がケース11よりも長い四角形状
に形成され、仕切板12の図中上下の端縁12B が各ケース
部材15、16の外部、つまり、ケース11の外部にはみ出し
て露出している。仕切板12の表面には、エッチング等に
より複数の配線パターンであるプリントパターン22が施
されている。各プリントパターン22の一端はセンサチッ
プ20の近傍まで延び、センサチップ20の電極20A にボン
ディング線23で接続されている。

【００１１】各プリントパターン22の他端は、仕切板12
の露出部分となる端縁12B まで延びて、センサチップ20
からの電気信号を図示しない外部回路に出力するための
外部電極24となっている。この外部電極24には、図４に
示されるように、仕切板12の端縁12B から図中下方に延
びる電極ピン25が取付けられている。この電極ピン25は
金属の帯状のものであり、その基部には仕切板12の端縁
12Bを挟み込む挟持部25A が形成されている。この挟持
部25A で端縁12B を挟んだ状態にすれば、電極ピン25を
仕切板12の外部電極24に半田等で強固かつ容易に固定で
きるようになっている。なお、電極ピン25の先端側は、
汎用ＩＣのピンのように、専用のソケットに挿入可能と
なっている。

【００１２】以上のような本実施例によれば、次のよう
な効果がある。すなわち、ケース部材15, 16の側壁15A,
16Aに導圧路17, 19をケース部材15,16の開口面に平行
に設けたので、従来の差圧変換器50で設けていたプリン
トパターン51C を迂回させる貫通孔51A 等を回路基板51
から除去でき、これにより配線上の制約がなくなり、回
路基板51のサイズを極めて小型にすることができる。

【００１３】また、プリントパターン51C を迂回させな
ければならない等の配線上の制約がなくなることから、
プリントパターン51C の配線長が短縮され、かつ、ケー
ス部材15, 16を金属製とし、ケース部15, 16に導電性を
持たせたことにより、ケース部材15, 16の内部を静電遮
蔽したため、外来ノイズの影響をなくすことができ、セ
ンサチップ20の出力を安定させることができる。

【００１４】さらに、電極ピン25に仕切板12の端縁12B
を挟む挟持部25A を設け、この挟持部25A で端縁12B を
挟んだ状態で電極ピン25を半田等で仕切板12の外部電極
24に固定するようにしたので、仕切板12の端縁12B に取
付けた電極ピン25は、従来の電極ピンと同程度に強固に
固定できるうえ、その固定作業は従来の電極ピンよりも
容易にできる。また、仕切板12の端縁12B がケース11の
外部にはみ出して露出され、各プリントパターン22の他
端が露出された端縁12B まで延びて外部電極24となって
いるので、電極ピン25の先端側に取り付けられる図示し
ない外部回路と、センサチップ20とを結線する際に、外
部電極24に電極ピン25を取り付けることで、外部回路と
センサチップ20とを結線することができる。このため、
外部回路とセンサチップ20とを結線するのに、ケース部
材15、16に挿通孔を形成する必要がない。 従って、電極
ピン25を通す挿通孔をあける作業およびこの挿通孔を塞
ぐ作業が不要となるので、ケース11内部の気密性が容易
に確保され、差圧変換器１の製作も容易に行うことがで
きる。

【００１５】以上、本考案について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本考案は、この実施例に限られるもので
なく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の改
良並びに設計の変更が可能である。例えば、仕切板およ
びケース部材は、略四角形の平面形状を有する仕切板12
およびケース部材15, 16に限らず、ほぼ円形の平面形状
のもの等、他のものでもよい。

【００１６】また、ケース部材としては、金属製のケー
ス部材15, 16に限らず、内面あるいは外面にアルミ箔を
貼り付けたセラミック製のものや、導電性塗料を塗布し
た合成樹脂製のものでもよい。

【００１７】さらに、センサチップとしては、差圧を静
電容量に変換するキャパシタンス形のセンサチップ20に
限らず、差圧を電気抵抗に変換する半導体形やストレー
ンゲージ形のものでもよい。また、仕切板としては、セ
ラミックス製の仕切板12に限らず、グラスファイバーで
補強されたプラスチック等他の材質のものでもよい。

【００１８】

【考案の効果】前述のように本考案によれば、製作を容
易に行うことができ、回路基板を小型化できるうえ、ス
トレイキャパシタンスおよびハムノイズ等の外来ノイズ
の影響をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】前記実施例の仕切板を示す平面図である。

【図４】前記実施例の電極ピンの取付構造を示す拡大斜
視図である。

【図５】従来例を示す図１相当の図である。

【符号の説明】

１ 差圧変換器 12 仕切板 13 第１の受圧室 14 第２の受圧室 20 センサチップ 15, 16 ケース部材 12B 端縁

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−138981（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 9/04 G01L 13/06

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】仕切板で仕切られた第１の受圧室および第
   ２の受圧室を備え、前記第１の受圧室に導入された第１
   の圧力および前記第２の受圧室に導入された第２の圧力
   の両方を受圧するセンサチップを前記仕切板に設け、こ
   のセンサチップで前記第１の圧力と第２の圧力との差を
   電気信号に変換する差圧変換器であって、 前記仕切板は、配線パターンが印刷されているととも
   に、前記センサチップを含む回路の回路基板とされ、か
   つ、両面の中央部分が開口を有する略箱状のケース部材
   で覆われており、 前記仕切板の端縁は、前記ケース部材の外部にはみ出し
   て露出され、前記配線パターンの前記仕切板の露出部分まで延びる一
   端は、前記センサチップからの電気信号を外部に出力す
   るための外部電極とされ、 前記ケース部材には、前記第１の圧力および前記第２の
   圧力を導入する導入路が当該ケース部材の開口面と平行
   に設けられていることを特徴とする差圧変換器。