JP3627766B2

JP3627766B2 - Pressure sensor

Info

Publication number: JP3627766B2
Application number: JP19388495A
Authority: JP
Inventors: 祐一横山; 泰樹下山; 広伸馬場; 昌樹高桑
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2015-07-28
Also published as: JPH0943085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケース内に、大気圧が導入される基準圧室及び測定対象圧力が導入される測定圧導入室を備え、それら両室間の圧力差を感圧部により検知するようにした圧力センサに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
この種の圧力センサは、例えば自動車における燃料タンクからキャニスタにつながる配管内の圧力を検出するために用いられている。この圧力センサは、薄形箱状をなす合成樹脂製のケース内に、大気圧が導入される基準圧室を設けると共に、測定対象圧力が導入される測定圧導入室を設け、さらにそれら両室を区画する境界部に位置して感圧素子を設けて構成されている。また、ケースには、前記基準圧室を外部（大気）と連通させるための大気圧導入穴が形成されている。
【０００３】
そして、前記感圧素子の薄肉部の表面には、例えば４個の抵抗体をブリッジに組んでなる回路が形成されている。これにて、薄肉部の上下両側における圧力差に伴う応力によって電気抵抗が変化し、その回路から出力信号を取出すことによって測定対象圧力（相対圧）を検出するようになっている。尚、前記大気圧導入穴を塞ぐように位置して、液滴や塵埃が基準圧室に侵入することを防止するためのフィルタを設けることも行われている。
【０００４】
しかしながら、上記従来のものでは、次のような問題点があった。即ち、圧力センサに水がかかったり結露等の虞のある環境で用いるような場合、ケースの外面に付着した水が、水膜となって前記大気圧導入穴を塞いでしまうことがあり、基準圧室内が正しい大気圧とならなくなってしまうことがあった。また、大気圧導入穴から、水や油、塵埃などの異物がケース（基準圧室）内に侵入し、部品の劣化など悪影響を及ぼしてしまう虞もあった。
【０００５】
この場合、上記したように大気圧導入穴にフィルタを設ければ、異物がケース内に侵入することはなくなるが、フィルタにより捕獲された異物が、今度はフィルタを詰まらせてしまい、大気圧導入穴を閉塞するという弊害が生ずることになる。特に、車両用に使用する圧力センサにあっては、雨の日などの車両の走行時において、はねによってケースに被水してしまい、泥や水で大気圧導入穴が塞がれることが起こりやすいものとなってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、基準圧室とケース外部とを連通させる大気圧導入穴が水膜などにより塞がれることを効果的に防止することができる圧力センサを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の圧力センサは、ケース内に、大気圧が導入される基準圧室及び測定対象圧力が導入される測定圧導入室を備えると共に、それら両室間の圧力差を検知する感圧部を備えるものにおいて、前記ケースは、前記基準圧室とケース外部とを連通させる大気圧導入穴と、その大気圧導入穴が開口するケース外面部の開口部分に設けられ、そのケース外面部から突出する突出口部とを備え、前記突出口部は、外壁面が先端部に向けて縮径すると共に前記大気圧導入穴の内壁面が先端部において先端側に向けて縮径することで肉厚を有した形態に設けられ、更に、前記突出口部は、前記突出口部を肉厚方向にカットされた如き形態の内周端面と、円形に延びる線状の突出先端とを有するところに特徴を有する。
【０００８】
この場合、前記大気圧導入穴の前記突出口部から奥方の位置に、空気の通過を許容し且つ液滴や塵埃の通過を阻止する撥水性フィルタを設けるようにしても良い（請求項２の発明）。また、前記大気圧導入穴を下向きに形成すれば、より効果的である（請求項３の発明）。さらには、前記突出口部の外壁を、先端側に向けて縮径する構成とすることもできる（請求項４の発明）。
そして、本発明の請求項５の圧力センサは、ケース内に、大気圧が導入される基準圧室及び測定対象圧力が導入される測定圧導入室を備えると共に、それら両室間の圧力差を検知する感圧部を備えるものにあって、前記ケースは、前記基準圧室とケース外部とを連通させる大気圧導入穴と、その大気圧導入穴が開口するケース外面部の開口部分に設けられ、そのケース外面部から突出すると共に自身の内壁面及び外壁面が下方に向けて縮径する突出口部とを備えるところに特徴を有する。
この場合も、前記大気圧導入穴の前記突出口部から奥方の位置に、空気の通過を許容し且つ液滴や塵埃の通過を阻止する撥水性フィルタを設けるようにしても良い（請求項６の発明）。また、前記突出口部に、線状の突出先端を設けることもできる（請求項７の発明）。さらには、前記突出口部の突出先端を、該突出口部を肉厚方向にカットした形態に形成することもできる（請求項８の発明）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車に用いられる圧力センサに適用した一実施例について、図１ないし図５を参照しながら説明する。図１は本実施例に係る圧力センサ１の全体構成を示しており、ここで、ケース２は、合成樹脂製のケース主部３にやはり合成樹脂製のリッド４を被せて構成されている。この場合、リッド４は、接着剤５によりケース主部３に対して気密に固着されている。
【００１０】
前記ケース主部３の図で右端部部分は、複数本（１本のみ図示）のターミナル６がインサート成形されていると共に、ほぼ角筒状のコネクタハウジング部３ａが一体に形成されることにより、コネクタとして機能するようになっている。圧力センサ１は、このコネクタを介して外部と接続されるようになっている。またこのとき、図示しない雌側のコネクタとの接続時に発生する圧力をターミナル６の下面側から上方に逃すために、ターミナル６には空気逃げ孔６ａが形成されていると共に、ケース２内にはその空気逃げ孔６ａに連通する副室７が設けられている。
【００１１】
そして、ケース２の図で中央部には、大気圧が導入される基準圧室８、測定対象圧力（例えば燃料タンクからキャニスタにつながる配管内の圧力）が導入される測定圧導入室９、それら両室８，９間の圧力差を検知するための感圧部１０が設けられる。このうち感圧部１０は、ケース主部３に形成された凹部３ｂ内に位置して後述するようにして設けられる。この感圧部１０の上部（リッド４との間の空間部）が基準圧室８とされている。
【００１２】
一方、ケース主部３の中央部の下面部から下方に延びて、管状の圧力ポート１１が一体に形成され、この圧力ポート１１の中空部がケース主部３内で一段径大となって前記凹部３ｂの底部に連続するようになっており、それら中空部分によって測定圧導入室９が形成されている。前記圧力ポート１１には、圧力測定対象（燃料タンクからキャニスタにつながる配管）が図示しない導圧管を介して接続されるようになっている。
【００１３】
ここで、前記感圧部１０について述べる。図４にも示すように、例えば単結晶シリコンから形成される感圧素子１２は、中央部に薄肉な圧力応動部１２ａを有してなり、図示はしないが、その圧力応動部１２ａの表面に、例えば４個の抵抗体をブリッジに組んでなる回路が形成されている。また、感圧素子１２には、全面に例えばＳｉＮからなる保護膜１３が形成され、耐湿性の向上を図るようにしている。尚、前記圧力応動部１２ａは、エピタキシャル層でエッチングが停止する電気ストップエッチング技術により、薄く高精度に形成されている。
【００１４】
この感圧素子１２は、熱膨張係数を合せ込んだガラス製の台座１４の上面に陽極接合により気密接合されている。さらに、前記台座１４がステム１５上に載置された状態で、凹部３ｂ内に取付けられている。前記ステム１５は、例えば台座１４と熱膨張係数が近似した材質の合成樹脂から構成されている。また、台座１４とステム１５との間、及び、ステム１５とケース主部３（凹部３ｂの底面）との間は、共に接着剤により気密に接合され、この場合、その接着剤としては、ヤング率が低く且つ耐薬品性の高いフッ素系のものが使用されている。
【００１５】
これにて、感圧素子１２（圧力応動部１２ａ）の上面側が前記基準圧室８に臨み、感圧素子１２の下面側が、台座１４の貫通孔１４ａ及びステム１５の透孔１５ａを介して前記測定圧導入室９に連通し、もって、感圧素子１２により測定対象圧力と大気圧との圧力差（相対圧力）が検知されるようになっているのである。そして、前記感圧素子１２上の電極（回路）はボンディングワイヤ１６を介して前記ターミナル６に接続され、検知信号が取出されるようになっている。
【００１６】
また、前記凹部３ｂ内の空間部には、気密性を向上させるため、ステム１５及び台座１４の下半部を埋め込むようにして、例えばフッ素系の接着剤１７が充填されている。さらに、耐湿性を向上させるため、その接着剤１７の上面側には、感圧素子１２及びボンディングワイヤ１６を含む全体を覆うようにして、シリコンゲル１８が充填されている。尚、接着剤の塗布時において、前記ステム１５及び凹部３ｂの接着面には、接着強度を向上させるためのプライマが塗布されるようになっているのであるが、前記台座１４の下面部のみは、貫通孔１４ａ内をプライマが上昇して感圧素子１２に悪影響を及ぼすことを防止するため、プライマの塗布を行わないようにしている。
【００１７】
さて、ケース２（ケース主部３）の図で左端側部分には、前記基準圧室８とケース２の外部（大気）とを連通させるための大気圧導入穴１９が設けられる。この場合、図２及び図３にも示すように、ケース主部３の左端部は、内面（上面）が前記リッド４に近接する位置まで突出する厚肉状に構成され、前記大気圧導入穴１９は、その厚肉部分を上下方向に貫通するように形成されている。
【００１８】
この大気圧導入穴１９は、断面円形をなすように形成されているのであるが、その上端部が一段径大に形成されており、この径大部分に、撥水性フィルタ２０が設けられている。この撥水性フィルタ２０は、共にほぼリング状をなす上下のホルダ２１，２２により挟持された状態で、ホルダ２２の外周面が大気圧導入穴１９の内周面に例えば溶着されることにより気密に嵌合固定されている。
【００１９】
この場合、撥水性フィルタ２０は、周知の多孔質フィルタからなり、所定の通気量（例えば０．３７ｃｃ／ｓｅｃ以上）を確保できる外径（例えばφ２．４ｍｍ）と孔径（例えばφ１．０μｍ）とを有していると共に、液体付着を防止するための撥水処理がなされている。これにて、撥水性フィルタ２０は、大気圧導入穴１９内の後述する突出口部２３から奥方に位置して、空気の通過を許容し且つ液滴や塵埃の通過を阻止するように設けられている。
【００２０】
そして、この大気圧導入穴１９は、ケース２（ケース主部３）の下面にて開口しているのであるが、そのケース主部３の下面の開口部分には下方へ若干量突出する突出口部２３が一体に設けられている。この突出口部２３は、図２及び図３にも示すように、その外壁面が下方に向けて縮径するテーパー状に形成されていると共に、前記大気圧導入穴１９の内壁面が下端部においてやはり下方に向けて縮径するテーパー状となっていることにより、ある程度の肉厚を有した形態に設けられている。このとき、突出口部２３の内周端面（開口部）２３ａは、肉厚方向にカットされた如き形態とされ、これにて、突出口部２３の突出先端２３ｂは、円形に延びるほぼ線状とされているのである。
【００２１】
次に、上記構成の作用について、図５も参照して述べる。上記のように構成された圧力センサ１は、車両（自動車）の下部（燃料タンクの近傍）に位置して、図示のように大気圧導入穴１９を下向きとして取付けられる。このとき、基準圧室８内は、撥水性フィルタ２０を介して大気圧導入穴１９により外部（大気）と連通され、大気圧が導入される。一方、測定圧導入室９には、圧力ポート１１を介して燃料タンクからキャニスタにつながる配管に連通され、その配管内の圧力が測定対象圧力として導入される。
【００２２】
このとき、感圧部１０の感圧素子１２には、圧力応動部１２ａの上面側に大気圧（基準圧）が作用する一方、下面側に測定対象圧力が作用する。これにて、圧力応動部１２ａの上下両側における圧力差に伴う応力によって圧力応動部１２ａ上に形成された抵抗体の電気抵抗が変化し、回路から出力信号を取出すことにより、測定対象圧力（相対圧力）が検出されるのである。
【００２３】
しかして、前記基準圧室８は大気圧導入穴１９を介して大気に開放しているので、基準圧室８（ケース２内）に塵埃や液滴などの異物が侵入してしまうことが考えられ、そのような侵入があると部品の劣化（腐食や断線等）といった悪影響を受ける虞がある。また、大気圧導入穴１９の開口（突出口部２３の開口部２３ａ）は小径なため、水がかかったり結露等があると、水膜が生じて開口を塞いでしまうことが考えられ、このような水膜が生ずると、基準圧室８内が正しく大気圧とならず、特性が変動して検出精度が低下してしまう虞がある。
【００２４】
特に本実施例では、圧力センサ１は自動車に組込まれ屋外で使用されるものであるため、砂埃、泥水等を受けやすいという過酷な環境で使用されることになる。ちなみに、図５は本発明者等の実験による、水深５ｃｍにおける水路走行時の、圧力センサ１の被水量と車速との関係を示すものである。また、スチーム洗車時においても、圧力センサ１は大きく被水することになる。
【００２５】
ところが、本実施例では、基準圧室８に連通する大気圧導入穴１９の開口部分に、下方に突出する突出口部２３を設けたので、突出口部２３が壁となって例えば斜め方向から塵埃や液滴が開口内に侵入することが防止され、フラットな面に単純に開口が形成されている場合と比較して、塵埃や液滴が大気圧導入穴１９内に侵入しにくくなる。また、突出口部２３が下方に縮径するテーパー状をなしていることにより、開口部２３ａがより径小となり、より一層異物が侵入しにくくなる。
【００２６】
そして、突出口部２３の突出先端２３ｂが、円形に延びる線状とされているので、開口の周囲部が広くフラットな面である場合と比べて、いわば水切れが良くなり、水滴などが付着しても開口部２３ａを塞ぐような水膜が生じてしまうことを防止することができるのである。
【００２７】
また、本実施例では、大気圧導入穴１９内に撥水性フィルタ２０を設けるようにしたので、図２に示すように、例え塵埃や液滴を含む空気Ａが大気圧導入穴１９内に侵入しても、その撥水性フィルタ２０によってそれら塵埃や液滴の通過が阻止され、基準圧室８内にはクリーンな大気Ｂのみが導入されるのである。この場合、撥水性フィルタ２０自体が大気圧導入穴１９内の奥方に位置して設けられているので、塵埃や液滴が撥水性フィルタ２０まで届きにくくなる。しかも、それら異物を撥水性フィルタ２０の下面側で捕獲する構成なので、異物がフィルタ面に堆積し、撥水性フィルタ２０を詰まらせてしまうこともなくなる。尚、本発明者等の研究では、撥水性フィルタ２０の位置を開口部２３ａから８ｍｍ以上奥方とすれば、撥水性フィルタ２０が被水する確率を極めて小さくすることができることが判明した。
【００２８】
さらに、本実施例では、大気圧導入穴１９を下向きに設けたので、図３に示すように、大気圧導入穴１９内に侵入した塵埃Ｃや液滴Ｄが、大気圧導入穴１９の内壁などに付着しても、それら異物は流下して開口部２３ａから速やかに排出されるようになる。
【００２９】
従って、本実施例によれば、大気圧導入穴１９の開口部分に突出口部２３を設けたことにより、大気圧導入穴１９内への異物の侵入を効果的に防止することができると共に、従来のような開口に水膜が生じやすかったものと異なり、基準圧室８とケース２外部とを連通させる大気圧導入穴１９が水膜などにより塞がれることを効果的に防止することができるものである。
【００３０】
そして、特に本実施例では、撥水性フィルタ２０を大気圧導入穴１９の奥方に設けたことにより、基準圧室８への塵埃や液滴などの異物の侵入を確実に防止できると共に、撥水性フィルタ２０が詰まることもなくなり、また、大気圧導入穴１９を下向きに設けたことにより、万一大気圧導入穴１９内に侵入した異物を速やかに排出することができ、さらには、突出口部２３の外壁をテーパー状としたことにより、より一層効果的に異物の侵入を防止することができるといったメリットを享受することができるものである。
【００３１】
図６は参考例を示すものである。この参考例が上記実施例と異なる点は、大気圧導入穴３１の開口部分に位置して設けられる突出口部３２の構造にあり、ここでは、突出口部３２を下方へ突出する薄肉な円筒状に形成している。従って、この突出口部３２の突出先端３２ａは、やはり非面状（この参考例の場合も図２，３に示される実施例と同様円形に延びるほぼ線状）とされている。また、前記大気圧導入穴３１は、下部がテーパー状に縮径する形状に形成されている。かかる構成においても、上記実施例と同様の効果を得ることができるものである。
【００３２】
図７は異なる他の参考例を示すものであり、ここでは、突出口部３３を長尺形状に形成し、この突出口部３３に配管（ホース）３４の基端部を接続可能としたものである。これによれば、その配管３４の先端部を極力きれいなエア室に配置することができる。その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、例えば車両用以外の用途の圧力センサにも適用することができ、また、感圧部１０や測定圧導入室９部分の構成は各種の変形が可能であるなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明にて明らかなように、本発明の請求項１の圧力センサによれば、基準圧室とケース外部とを連通させる大気圧導入穴が開口するケース外面部の開口部分に、そのケース外面部から突出し且つその突出先端が線状となる突出口部を設けたので、大気圧導入穴が水膜などにより塞がれることを効果的に防止することができるものである。
【００３４】
この場合、大気圧導入穴の前記突出口部から奥方の位置に撥水性フィルタを設けるようにすれば（請求項２の圧力センサ）、基準圧室への塵埃や液滴などの異物の侵入を確実に防止できると共に、撥水性フィルタの被水を極力防止することができる。また、大気圧導入穴を下向きに形成すれば（請求項３の圧力センサ）、大気圧導入穴内への異物が侵入しにくく、また侵入した異物を速やかに排出することができる。さらには、突出口部の外壁を先端側に向けて縮径する構成とすれば（請求項４の圧力センサ）、より一層効果的に異物の侵入を防止することができるものである。
本発明の請求項５の圧力センサによれば、基準圧室とケース外部とを連通させる大気圧導入穴が開口するケース外面部の開口部分に、そのケース外面部から突出し且つ内壁面及び外壁面が下方に向けて縮径する突出口部を設けたので、大気圧導入穴の開口部をより径小として、液滴や塵埃の侵入を一層効果的に防止することができるものである。
この場合、大気圧導入穴の前記突出口部から奥方の位置に撥水性フィルタを設けるようにすれば（請求項６の圧力センサ）、基準圧室への塵埃や液滴などの異物の侵入を確実に防止できると共に、撥水性フィルタの被水を極力防止することができる。また、前記突出口部に、線状の突出先端を設ければ（請求項７の圧力センサ）、いわば水切れが良くなり、水膜が生ずることを防止できる。さらには、前記突出口部の突出先端を、該突出口部を肉厚方向にカットした形態に形成すれば（請求項８の圧力センサ）、突出先端を線状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、全体の縦断側面図
【図２】撥水性フィルタの作用を説明するための要部の縦断側面図
【図３】異物が流下する様子を示す要部の縦断側面図
【図４】感圧素子の拡大縦断側面図
【図５】車速と被水量との関係を示す図
【図６】本発明の他の実施例を示す突出口部部分の縦断側面図
【図７】異なる他の実施例を示す要部の縦断側面図
【符号の説明】
図面中、１は圧力センサ、２はケース、３はケース主部、４はリッド、８は基準圧室、９は測定圧導入室、１０は感圧部、１１は圧力ポート、１２は感圧素子、１９，３１は大気圧導入穴、２０は撥水性フィルタ、２３，３２，３３は突出口部、２３ｂ，３２ａは突出先端を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a reference pressure chamber into which an atmospheric pressure is introduced and a measurement pressure introduction chamber into which a measurement target pressure is introduced in a case, and the pressure difference between the two chambers is detected by a pressure sensing unit. It relates to sensors.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
This type of pressure sensor is used, for example, to detect a pressure in a pipe connected from a fuel tank to a canister in an automobile. This pressure sensor is provided with a reference pressure chamber into which atmospheric pressure is introduced, a measurement pressure introduction chamber into which a pressure to be measured is introduced, in a synthetic resin case having a thin box shape. The pressure sensitive element is provided at the boundary portion that divides the area. The case is formed with an atmospheric pressure introducing hole for communicating the reference pressure chamber with the outside (atmosphere).
[0003]
Then, on the surface of the thin portion of the pressure sensitive element, for example, a circuit in which four resistors are assembled in a bridge is formed. Thus, the electrical resistance changes due to the stress accompanying the pressure difference between the upper and lower sides of the thin portion, and the measurement target pressure (relative pressure) is detected by taking out the output signal from the circuit. In addition, a filter for preventing droplets and dust from entering the reference pressure chamber is also provided so as to close the atmospheric pressure introduction hole.
[0004]
However, the above conventional ones have the following problems. That is, when the pressure sensor is used in an environment where there is a risk of water splashing or condensation, the water attached to the outer surface of the case may become a water film and block the atmospheric pressure introduction hole. The pressure chamber might not be at the correct atmospheric pressure. In addition, foreign matter such as water, oil, and dust may enter the case (reference pressure chamber) from the atmospheric pressure introduction hole, which may cause adverse effects such as deterioration of parts.
[0005]
In this case, if a filter is provided in the atmospheric pressure introduction hole as described above, foreign matter will not enter the case, but foreign matter captured by the filter will clog the filter and introduce atmospheric pressure. The negative effect of closing the hole will occur. In particular, in the case of a pressure sensor used for a vehicle, when the vehicle travels on a rainy day, the case may get wet by splashing and the atmospheric pressure introduction hole may be blocked by mud or water. It becomes easy to happen.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to effectively prevent the atmospheric pressure introduction hole that connects the reference pressure chamber and the outside of the case from being blocked by a water film or the like. To provide a sensor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, the pressure sensor includes a reference pressure chamber into which the atmospheric pressure is introduced and a measurement pressure introduction chamber into which the measurement target pressure is introduced, and detects a pressure difference between the two chambers. Oite those comprising a pressure sensing section, wherein the case, and the atmospheric pressure introducing hole communicating with said reference pressure chamber and the outside of the case, provided in an opening portion of the case exterior surface portion that atmospheric pressure introducing hole is opened, the and a spout projecting from the casing outer surface, the spout, the co the outer wall surface is reduced in diameter toward the distal end inner wall of the atmospheric pressure introduction hole toward the distal end side at the tip contraction It is provided in a form having a wall thickness by diameter , and the projecting port part has an inner peripheral end surface in which the projecting port part is cut in the thickness direction, and a linear projecting tip extending in a circular shape And has a feature.
[0008]
In this case, a water repellent filter that allows passage of air and prevents passage of droplets and dust may be provided at a position deeper than the protruding opening of the atmospheric pressure introduction hole. invention). Further, it is more effective if the atmospheric pressure introduction hole is formed downward (invention of claim 3). Furthermore, it can also be set as the structure which diameter-reduces the outer wall of the said protrusion opening part toward the front end side (invention of Claim 4).
The pressure sensor according to claim 5 of the present invention includes, in the case, a reference pressure chamber into which atmospheric pressure is introduced and a measurement pressure introduction chamber into which measurement target pressure is introduced, and a pressure difference between the two chambers. The case is provided with a pressure-sensitive portion for detection, and the case is provided at an opening portion of an atmospheric pressure introduction hole for communicating the reference pressure chamber and the outside of the case, and an outer surface portion of the case where the atmospheric pressure introduction hole opens. In addition, it has a feature in that it has a projecting opening portion that protrudes from the outer surface portion of the case and whose inner wall surface and outer wall surface are reduced in diameter downward.
Also in this case, a water-repellent filter that allows passage of air and prevents passage of droplets and dust may be provided at a position behind the projecting opening of the atmospheric pressure introduction hole. Invention). Further, a linear projecting tip can be provided at the projecting opening (invention of claim 7). Furthermore, the projecting tip of the projecting port portion can be formed in a form in which the projecting port portion is cut in the thickness direction (invention of claim 8).
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a pressure sensor used in an automobile will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall configuration of a pressure sensor 1 according to the present embodiment. Here, a case 2 is configured by covering a synthetic resin case main portion 3 with a synthetic resin lid 4. In this case, the lid 4 is airtightly fixed to the case main portion 3 by the adhesive 5.
[0010]
In the figure of the case main part 3, the right end part is formed by insert molding a plurality of terminals 6 (only one is shown) and a substantially rectangular tube-shaped connector housing part 3a. It is designed to function as a connector. The pressure sensor 1 is connected to the outside through this connector. At this time, an air escape hole 6a is formed in the terminal 6 in order to release pressure generated when connecting to a female connector (not shown) upward from the lower surface side of the terminal 6, and in the case 2, A sub chamber 7 communicating with the air escape hole 6a is provided.
[0011]
In the center of FIG. 2, the reference pressure chamber 8 into which the atmospheric pressure is introduced, the measurement pressure introduction chamber 9 into which the pressure to be measured (for example, the pressure in the pipe connected from the fuel tank to the canister) is introduced, and A pressure sensitive unit 10 for detecting a pressure difference between the two chambers 8 and 9 is provided. Among these, the pressure-sensitive part 10 is provided in the recessed part 3b formed in the case main part 3 as described later. The upper part of the pressure-sensitive part 10 (the space part between the lid 4) serves as a reference pressure chamber 8.
[0012]
On the other hand, a tubular pressure port 11 is integrally formed extending downward from the lower surface portion of the central portion of the case main portion 3, and the hollow portion of the pressure port 11 becomes one step larger in diameter in the case main portion 3. The measurement pressure introduction chamber 9 is formed by these hollow portions so as to be continuous with the bottom of the recess 3b. The pressure port 11 is connected to a pressure measurement target (a pipe connected from the fuel tank to the canister) via a pressure guiding pipe (not shown).
[0013]
Here, the pressure sensitive unit 10 will be described. As shown also in FIG. 4, the pressure sensitive element 12 formed of, for example, single crystal silicon has a thin pressure responsive portion 12a at the center, and although not shown in the figure, on the surface of the pressure responsive portion 12a. For example, a circuit in which four resistors are assembled in a bridge is formed. Further, a protective film 13 made of, eg, SiN is formed on the entire surface of the pressure sensitive element 12 so as to improve moisture resistance. Note that the pressure responsive portion 12a is formed thin and with high precision by an electric stop etching technique in which etching stops at the epitaxial layer.
[0014]
The pressure-sensitive element 12 is airtightly bonded by anodic bonding to the upper surface of a glass pedestal 14 combined with a thermal expansion coefficient. Further, the pedestal 14 is mounted in the recess 3 b in a state where it is placed on the stem 15. The stem 15 is made of, for example, a synthetic resin having a material whose thermal expansion coefficient is similar to that of the base 14. Further, the space between the pedestal 14 and the stem 15 and the space between the stem 15 and the case main portion 3 (the bottom surface of the recess 3b) are both airtightly bonded by an adhesive. In this case, as the adhesive, Young A fluorine-based material having a low rate and high chemical resistance is used.
[0015]
Thus, the upper surface side of the pressure sensitive element 12 (pressure responsive portion 12a) faces the reference pressure chamber 8, and the lower surface side of the pressure sensitive element 12 is inserted through the through hole 14a of the pedestal 14 and the through hole 15a of the stem 15. A pressure difference (relative pressure) between the pressure to be measured and the atmospheric pressure is detected by the pressure sensing element 12 in communication with the measurement pressure introduction chamber 9. An electrode (circuit) on the pressure sensitive element 12 is connected to the terminal 6 via a bonding wire 16 so that a detection signal is taken out.
[0016]
The space in the recess 3b is filled with, for example, a fluorine-based adhesive 17 so as to embed the lower half of the stem 15 and the pedestal 14 in order to improve hermeticity. Further, in order to improve the moisture resistance, the upper surface side of the adhesive 17 is filled with a silicon gel 18 so as to cover the whole including the pressure sensitive element 12 and the bonding wire 16. At the time of application of the adhesive, a primer for improving the adhesive strength is applied to the adhesive surface of the stem 15 and the recess 3b, but only the lower surface portion of the pedestal 14 is applied. In order to prevent the primer from rising in the through hole 14a and adversely affecting the pressure sensitive element 12, the primer is not applied.
[0017]
Now, an atmospheric pressure introduction hole 19 for communicating the reference pressure chamber 8 with the outside (atmosphere) of the case 2 is provided in the left end portion of the case 2 (case main portion 3). In this case, as shown in FIGS. 2 and 3, the left end portion of the case main portion 3 is configured to be thick so that the inner surface (upper surface) protrudes to a position close to the lid 4, and the atmospheric pressure introduction hole 19 is formed so as to penetrate the thick portion in the vertical direction.
[0018]
The atmospheric pressure introduction hole 19 is formed so as to have a circular cross section, and the upper end portion thereof is formed to be one step larger in diameter, and the water repellent filter 20 is provided in the larger diameter portion. . The water-repellent filter 20 is airtight by, for example, welding the outer peripheral surface of the holder 22 to the inner peripheral surface of the atmospheric pressure introduction hole 19 while being sandwiched between upper and lower holders 21 and 22 each having a substantially ring shape. The fitting is fixed.
[0019]
In this case, the water repellent filter 20 is made of a known porous filter, and has an outer diameter (for example, φ2.4 mm) and a hole diameter (for example, φ1.0 μm) that can ensure a predetermined air flow rate (for example, 0.37 cc / sec or more). And water repellent treatment for preventing liquid adhesion. Thus, the water-repellent filter 20 is located behind a projecting opening 23 described later in the atmospheric pressure introduction hole 19 so as to allow passage of air and prevent passage of droplets and dust. ing.
[0020]
The atmospheric pressure introduction hole 19 is opened at the lower surface of the case 2 (case main portion 3), and the opening opening on the lower surface of the case main portion 3 projects a small amount downward. The part 23 is provided integrally. As shown in FIGS. 2 and 3, the protruding port portion 23 is formed in a tapered shape whose outer wall surface is reduced in diameter downward, and the inner wall surface of the atmospheric pressure introduction hole 19 is a lower end portion. In FIG. 2, the taper is reduced in diameter toward the lower side, so that it has a certain thickness. At this time, the inner peripheral edge surface (opening) 23a of the spout 23 is a form as cut into the thickness direction, which at the projecting distal end 23b of the spout 23, substantially line extending in a circular shape It is made into a shape.
[0021]
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG. The pressure sensor 1 configured as described above is located at the lower part of the vehicle (automobile) (near the fuel tank) and is attached with the atmospheric pressure introduction hole 19 facing downward as shown in the figure. At this time, the inside of the reference pressure chamber 8 is communicated with the outside (atmosphere) through the water repellent filter 20 through the atmospheric pressure introduction hole 19 and the atmospheric pressure is introduced. On the other hand, the measurement pressure introduction chamber 9 communicates with a pipe connected from the fuel tank to the canister via the pressure port 11, and the pressure in the pipe is introduced as a measurement target pressure.
[0022]
At this time, the atmospheric pressure (reference pressure) acts on the pressure sensing element 12 of the pressure sensing unit 10 on the upper surface side of the pressure responsive portion 12a, while the measurement target pressure acts on the lower surface side. As a result, the electrical resistance of the resistor formed on the pressure responsive portion 12a changes due to the stress associated with the pressure difference between the upper and lower sides of the pressure responsive portion 12a, and the output signal is taken out from the circuit, so that the measurement target pressure (relative Pressure) is detected.
[0023]
Since the reference pressure chamber 8 is open to the atmosphere through the atmospheric pressure introduction hole 19, foreign matter such as dust and droplets may enter the reference pressure chamber 8 (in the case 2). If there is such intrusion, there is a risk of adverse effects such as deterioration of components (corrosion, disconnection, etc.). In addition, since the opening of the atmospheric pressure introduction hole 19 (opening 23a of the projecting opening 23) is small in diameter, if water is splashed or condensation is formed, a water film may be formed and the opening may be blocked. If such a water film is generated, the inside of the reference pressure chamber 8 does not become the atmospheric pressure correctly, and there is a risk that the characteristics will fluctuate and the detection accuracy will deteriorate.
[0024]
In particular, in the present embodiment, the pressure sensor 1 is incorporated in an automobile and used outdoors, so that it is used in a harsh environment where it is susceptible to dust, muddy water, and the like. Incidentally, FIG. 5 shows the relationship between the amount of water applied to the pressure sensor 1 and the vehicle speed when running on a water channel at a water depth of 5 cm, according to experiments conducted by the present inventors. In addition, the pressure sensor 1 is largely wet even during the steam car wash.
[0025]
However, in the present embodiment, since the projecting port portion 23 projecting downward is provided at the opening portion of the atmospheric pressure introduction hole 19 communicating with the reference pressure chamber 8, the projecting port portion 23 becomes a wall, for example, from an oblique direction. Dust and droplets are prevented from entering the opening, and the dust and droplets are less likely to enter the atmospheric pressure introduction hole 19 as compared to the case where the opening is simply formed on a flat surface. In addition, since the projecting port portion 23 has a tapered shape with a reduced diameter downward, the opening portion 23a becomes smaller in diameter, and foreign matter is more difficult to enter.
[0026]
The projecting distal end 23b of the spout 23, since there is a linear shape extending in a circular shape, as compared with the case periphery of the opening is wide flat surface, so to speak drainage is improved, condensation is deposited Even so, it is possible to prevent the formation of a water film that closes the opening 23a.
[0027]
In this embodiment, since the water repellent filter 20 is provided in the atmospheric pressure introduction hole 19, for example, air A containing dust or droplets enters the atmospheric pressure introduction hole 19 as shown in FIG. Even so, the water-repellent filter 20 prevents the passage of these dusts and droplets, and only clean air B is introduced into the reference pressure chamber 8. In this case, since the water repellent filter 20 itself is provided at the back of the atmospheric pressure introduction hole 19, it is difficult for dust and droplets to reach the water repellent filter 20. In addition, since the foreign matter is captured on the lower surface side of the water-repellent filter 20, the foreign matter does not accumulate on the filter surface and clog the water-repellent filter 20. In addition, in the research by the present inventors, it has been found that if the position of the water repellent filter 20 is 8 mm or more away from the opening 23a, the probability that the water repellent filter 20 is wetted can be extremely reduced.
[0028]
Further, in the present embodiment, since the atmospheric pressure introduction hole 19 is provided downward, as shown in FIG. 3, dust C and droplets D that have entered the atmospheric pressure introduction hole 19 are caused to flow into the inner wall of the atmospheric pressure introduction hole 19. The foreign matter flows down and is quickly discharged from the opening 23a.
[0029]
Therefore, according to the present embodiment, by providing the projecting port portion 23 in the opening portion of the atmospheric pressure introduction hole 19, it is possible to effectively prevent foreign matter from entering the atmospheric pressure introduction hole 19, and Unlike the conventional case in which a water film is likely to be formed in the opening, it is possible to effectively prevent the atmospheric pressure introduction hole 19 that connects the reference pressure chamber 8 and the outside of the case 2 from being blocked by a water film or the like. It can be done.
[0030]
In particular, in the present embodiment, the water-repellent filter 20 is provided in the depth of the atmospheric pressure introduction hole 19 so that the entry of foreign matter such as dust and droplets into the reference pressure chamber 8 can be surely prevented and the water-repellent property can be prevented. The filter 20 is not clogged, and by providing the atmospheric pressure introduction hole 19 downward, foreign matter that has entered the atmospheric pressure introduction hole 19 can be quickly discharged. By forming the outer wall of the taper 23 into a tapered shape, it is possible to enjoy the merit that foreign matter can be prevented from entering even more effectively.
[0031]
FIG. 6 shows a reference example . This reference example is different from the above embodiment in the structure of the projecting port portion 32 provided at the opening portion of the atmospheric pressure introduction hole 31, and here, a thin cylinder projecting the projecting port portion 32 downward. It is formed in a shape. Therefore, the projecting tip 32a of the projecting port 32 is also non-planar (in this reference example, it is substantially linear extending in the same manner as the embodiment shown in FIGS. 2 and 3). Further, the atmospheric pressure introduction hole 31 is formed in a shape in which the lower portion is reduced in a taper shape. Even in such a configuration, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
[0032]
FIG. 7 shows another different reference example. Here, the projecting port portion 33 is formed in a long shape, and the base end portion of a pipe (hose) 34 can be connected to the projecting port portion 33. It is. According to this, the front-end | tip part of the piping 34 can be arrange | positioned in the clean air chamber as much as possible. In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be applied to, for example, a pressure sensor for uses other than those for vehicles. Further, the pressure sensing unit 10 and the measurement pressure introduction chamber 9 are applicable. Various modifications can be made to the configuration of the portion, and the configuration can be appropriately changed and implemented without departing from the spirit of the invention.
[0033]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the pressure sensor of claim 1 of the present invention, the case is provided at the opening portion of the case outer surface portion where the atmospheric pressure introduction hole for communicating the reference pressure chamber and the outside of the case is opened. Since the projecting port portion that protrudes from the outer surface portion and the protruding tip is linear is provided, the atmospheric pressure introduction hole can be effectively prevented from being blocked by a water film or the like.
[0034]
In this case, if a water repellent filter is provided at a position behind the projecting opening of the atmospheric pressure introduction hole (a pressure sensor according to claim 2), foreign matter such as dust and droplets can enter the reference pressure chamber. While being able to prevent reliably, the water-repellent filter can be prevented from being wet as much as possible. Further, if the atmospheric pressure introduction hole is formed downward (pressure sensor of claim 3), the foreign matter is less likely to enter the atmospheric pressure introduction hole, and the entered foreign matter can be quickly discharged. Furthermore, if the diameter of the outer wall of the projecting opening is reduced toward the distal end (pressure sensor according to claim 4), the entry of foreign matter can be prevented more effectively.
According to the pressure sensor of claim 5 of the present invention, the opening portion of the case outer surface portion where the atmospheric pressure introduction hole for communicating the reference pressure chamber and the outside of the case opens, projects from the case outer surface portion, and the inner wall surface and the outer wall surface. Is provided with a projecting opening that is reduced in diameter toward the lower side, so that the diameter of the opening of the atmospheric pressure introduction hole can be made smaller to prevent the intrusion of liquid droplets and dust.
In this case, if a water-repellent filter is provided at a position behind the projecting opening of the atmospheric pressure introduction hole (pressure sensor of claim 6), foreign matter such as dust and droplets can enter the reference pressure chamber. While being able to prevent reliably, the water-repellent filter can be prevented from being wet as much as possible. Further, if a linear projecting tip is provided at the projecting opening (pressure sensor according to claim 7), water drainage is improved, and it is possible to prevent the formation of a water film. Furthermore, if the projecting tip of the projecting port is formed in a form in which the projecting port is cut in the thickness direction (pressure sensor of claim 8), the projecting tip can be made linear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is an overall longitudinal side view. FIG. 2 is a longitudinal side view of a main part for explaining the operation of a water repellent filter. Fig. 4 is an enlarged vertical side view of the pressure-sensitive element. Fig. 5 is a diagram showing the relationship between the vehicle speed and the amount of water. Fig. 6 is a protruding port portion showing another embodiment of the present invention. Fig. 7 is a vertical side view of the main part showing another different embodiment.
In the drawings, 1 is a pressure sensor, 2 is a case, 3 is a case main part, 4 is a lid, 8 is a reference pressure chamber, 9 is a measurement pressure introducing chamber, 10 is a pressure sensing unit, 11 is a pressure port, and 12 is pressure sensitive. Elements 19 and 31 are atmospheric pressure introduction holes, 20 is a water repellent filter, 23, 32 and 33 are projecting openings, and 23 b and 32 a are projecting tips.

Claims

In the case, which includes a reference pressure chamber into which atmospheric pressure is introduced and a measurement pressure introduction chamber into which a measurement target pressure is introduced, and a pressure sensing unit that detects a pressure difference between the two chambers,
The case has an atmospheric pressure introduction hole for communicating the reference pressure chamber with the outside of the case,
Provided in the opening portion of the case outer surface portion where the atmospheric pressure introduction hole opens, and includes a projecting mouth portion protruding from the case outer surface portion,
The spout, that the outer wall surface is an inner wall surface of said atmospheric pressure introducing hole co the diameter decreases toward the distal end is reduced in diameter toward the distal end side at the tip, provided in a form having a wall thickness And
Furthermore, the spout, the pressure sensor and having an inner peripheral surface of the form as the spout is cut in the thickness direction, and a linear protruding end extending circular.

The pressure sensor according to claim 1, wherein a water repellent filter that allows passage of air and prevents passage of liquid droplets and dust is provided at a position deeper than the protruding opening of the atmospheric pressure introduction hole. .

The pressure sensor according to claim 1, wherein the atmospheric pressure introduction hole is formed downward .