JP3736035B2 - Pressure sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂ケース内に収容された圧力検出部の端子が樹脂ケースから外部へ露出してなり、その樹脂ケースが接地面に取付けられる圧力センサに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、LPガスや都市ガスのガスの圧力を測定する圧力センサは、その測定対象物がガスであることから、例えば落雷によってサージ電圧が印加された場合であっても、ガス漏れによる火災などの二次災害が発生しないように、その樹脂ケースが破壊されないことが要求されている。図4は、従来の圧力センサの構成、特には、耐雷サージの構成を示している。
【0003】
圧力センサ1の樹脂ケース2の内部には、圧力検出部(図示せず)が収容されており、その圧力検出部の端子(例えば電源端子)3の一部は、樹脂ケース2の上面部から図4中上方へ突出している。この端子3の一端部3a側には、ターミナル4によってリード線5が電気的に接続されており、上記圧力検出部は、このリード線5を介してガスメータ(図示せず)のマイクロコンピュータに接続されている。
【0004】
また、端子3の外周部にあって樹脂ケース2の上面部と上記ターミナル4との間には樹脂からなる筒状の絶縁部材6が設けられており、その絶縁部材6の表面部には複数のひだ6aが形成されている。そして、このように構成された圧力センサ1は、ガスメータの接地された金属製の筐体7に取付けられている。
【0005】
上記構成の圧力センサ1によれば、例えば上記ガスメータに落雷し、それに伴って、サージ電圧がリード線5を介して端子3の一端部3aに印加された場合、サージ電流の大部分は、端子3から筐体7に向かって、抵抗が気中よりも比較的小さい絶縁部材6の表面部に沿って流れるようになる。このとき、絶縁部材6の表面部にはひだ6aが形成されているので、沿面距離、つまり、サージ電流が流れる経路は比較的長くなっている。したがって、サージ電流の電流値は、その比較的長い経路を流れることによって小さくなり、すなわち、サージ電流による衝撃は和らげられるので、樹脂ケース2が破壊されることはなくなる。
【0006】
しかしながら、上述した従来のものにおいては、樹脂ケース2とは別体に絶縁部材6を設け、その絶縁部材6の表面部にひだ6aを形成することによって沿面距離を比較的長くし、耐雷サージ構成を実現しているので、その分、部品点数が多くなると共に、組立工数も多くなって、製造コストが高くなるという問題点があった。しかも、絶縁部材6にあっては、ひだ6aの製造が難しく、これも、製造コストが高くなる要因となっていた。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを高くすることなく、耐雷サージ構成を良好に実現することができる圧力センサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1ならびに2の発明によれば、例えば落雷によってサージ電圧が圧力検出部の端子に印加された場合、サージ電流の大部分は、圧力検出部の端子から接地面に向かって、抵抗が比較的小さい樹脂ケースの表面部に沿って流れるようになる。このとき、サージ電流は、樹脂ケースに一体に設けられた沿面距離延長部の表面部に沿って流れるようになるので、サージ電流が流れる経路は比較的長くなり、サージ電流の電流値は小さくなり、サージ電流による衝撃は和らげられる。したがって、落雷によってサージ電圧が印加された場合であっても、サージ電流が流れる衝撃によって樹脂ケースが破壊されることはなく、すなわち、耐雷サージ構成を良好に実現することができる。
【0009】
この場合、沿面距離延長部は、樹脂ケースに一体に設けられているので、部品点数が多くなったり、組立工数が多くなったりすることはなく、しかも、従来のようなひだを形成する必要もないので、製造コストが高くなることはない。尚、圧力検出部の端子と接地面との間の沿面距離は、樹脂ケースにおいては17ミリメートル以上であることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図1ないし図3を参照して説明する。
圧力センサ11の樹脂ケース12は、例えばPBT(ポリビニルテレフタレート)樹脂からなるハウジング13と、このハウジング13を図1中上方から覆うカバー14とから構成されている。上記ハウジング13は、基部15と、この基部15から図1中下方へ向かって突設された凸部16とから構成されており、その基部15には収容部17が形成されている。そして、収容部17には圧力センサ本体18が収容されている。
【0011】
この圧力センサ本体18は、上部にセンサチップ19を備えてなり、そのセンサチップ19の表面側(図1中下側)にはダイヤフラム20がエッチングによって薄膜状に形成され、そのダイヤフラム20の表面側(図1中上側)には複数個の拡散抵抗(図示せず)がブリッジ接続されている。そして、これら拡散抵抗の抵抗値は、ダイヤフラム20に作用する圧力の変化に応じて変化するようになっている。尚、この圧力センサ本体18は、接着剤21によって収容部17内に固定されている。
【0012】
基部15の上面部には、アナログ増幅ICチップ22およびデジタル演算処理ICチップ23がそれぞれ接着剤によって固定されて設けられている。本発明でいう圧力検出部24は、上記圧力センサ本体18と、これらアナログ増幅ICチップ22およびデジタル演算処理ICチップ23とによって構成されている。このとき、圧力センサ本体18のセンサチップ19とアナログ増幅ICチップ22とは、ワイヤ25によって電気的に接続され、アナログ増幅ICチップ22とデジタル演算処理ICチップ23とは、ワイヤ26によって電気的に接続されている。そして、各チップ19、22および23の表面部には、それら各チップ19、22および23を保護するための樹脂27がコーティングされている。
【0013】
また、基部15には、例えばリン青銅からなる上記圧力検出部24の電源端子28、アース端子29および出力信号端子30(図2参照)がそれぞれ溶着によって接着されている(図1では、電源端子28を示している)。そして、上記圧力検出部24のデジタル演算処理ICチップ23と各端子28〜30とは、ワイヤ31によって電気的に接続されている。各端子28〜30は、略「L」字形に屈曲しており、それぞれカバー14に形成された各貫通孔14a〜14cを貫通して樹脂ケース12の上面部から図1中上方へ突出している。このとき、各貫通孔14a〜14cの幅寸法は、各端子28〜30の幅寸法より大きく設定されており、各貫通孔14a〜14cの内壁部と各端子28〜30との間には間隙が生じている。
【0014】
そして、各端子28〜30の一端部28a〜30a側は、それぞれターミナル32〜34を介してリード線35に接続されており、そのリード線35は、ガスメータ(図示せず)のマイクロコンピュータに接続されている。尚、各端子28〜30の他端部は、製作上の都合によって、上記基部15の図1中左方端部より突出している(図1には、電源端子28の他端部28bを示している)。
【0015】
ここで、基部15の図1中右方端部および左方端部には、それぞれ沿面距離延長部としての壁部36および37が、それそれ基部15の側面部と面一状態で図1中下方へ延びるように一体に形成されている。
【0016】
上記ハウジング13の凸部16には、圧力導入孔部38が形成されている。この圧力導入孔部38は、基部15に形成されたそれぞれ内径が異なる孔部39および40を通して、上記圧力センサ本体18の圧力導入孔部41と連通している。しかして、このように構成されたハウジング13が、カバー14に図1中上方から覆われることによって、圧力センサ11が構成されている。このとき、ハウジング13に形成された爪部13aがカバー14に形成された穴部14dに引掛けられることによって、ハウジング13とカバー14とが固定状態にされている(図2参照)。
【0017】
そして、この圧力センサ11は、ねじ42によって上記ガスメータの接地面としての金属製の筐体43に取付けられている。尚、圧力センサ11がガスメータの筐体43に取付けられた状態では、ハウジング13の凸部16の下部は、筐体43に埋没しており、ハウジング13の凸部16と筐体43との間には、密閉性を保持するためのOリング44が設けられている。また、電源端子28の一端部28aおよび他端部28bがそれぞれハウジング13の基部15より突出している部位(図1中、それぞれPおよびQにて示す)と、ハウジング13の凸部16が筐体43より突出している部位(図1中、それぞれRおよびSにて示す)との間の沿面距離は、それぞれ17mm以上となっている。
【0018】
次に、上記構成の作用について説明する。
上記圧力センサ11において、例えばLPガスや都市ガスなどのガスの圧力によって、圧力センサ本体18のダイヤフラム20に作用する圧力が変化すると、拡散抵抗の抵抗値が変化し、その抵抗値の変化に応じた電気信号が圧力センサ本体18のセンサチップ19からアナログ増幅ICチップ22に出力される。アナログ増幅ICチップ22に出力された電気信号は、アナログ増幅ICチップ22で増幅されてデジタル演算処理ICチップ23に出力され、デジタル演算処理ICチップ23で演算処理(例えば温度による補正処理)される。そして、その演算処理された結果は、出力信号端子30ならびにリード線35を介してガスメータのマイクロコンピュータに出力される。これにより、LPガスや都市ガスなどのガスの圧力が測定されるようになる。
【0019】
さて、ここで、上記した各端子28〜30のうちの少なくとも1つの端子に例えば落雷によってサージ電圧が印加された場合を考える。例えばガスメータに落雷し、それに伴って、サージ電圧がリード線35を介して電源端子28の一端部28aに印加されると、サージ電流の大部分は、電源端子28の一端部28aおよび他端部28bがそれぞれハウジング13の基部15より突出している部位(上記PおよびQ)から、ハウジング13の凸部16が筐体43より突出している部位(上記RおよびS)に向かって、抵抗が気中よりも比較的小さいハウジング13の表面部に沿って流れるようになる。
【0020】
すなわち、サージ電流の大部分は、ハウジング13の基部15に一体に設けられた壁部36および37に沿って流れるようになる(図1中、矢印XおよびY参照)。このとき、そのサージ電流が流れる経路は、上述したように、17mm以上となっており、比較的長くなっている。
【0021】
このように本実施例によれば、ハウジング13に各端子28〜30とガスメータの筐体43との間の沿面距離が比較的長くなるように壁部36および37を設けたので、落雷によってサージ電圧が印加された場合であっても、サージ電流が流れる衝撃によって例えばハウジング13にひび割れが生じることはなく、ひいては樹脂ケース12が破壊されるようなことはない。すなわち、耐雷サージ構成を良好に実現することができる。
【0022】
このとき、壁部36および37をハウジング13に一体に設けたので、部品点数が多くなったり、組立工数が多くなったりすることはなく、また、壁部36および37に従来のようなひだを形成する必要もないので、製造コストが高くなることはない。
【0023】
また、壁部36および37を樹脂ケース12の内部に設けたので、樹脂ケース12の外側に樹脂からなる筒状の絶縁部材を設けた従来のものよりも、小形化を図ることができる。
【0024】
さて、発明者らは、上述した沿面距離と、樹脂ケース12が破壊に耐え得る耐電圧との関係について測定を行い、図3に示す測定結果を得た。すなわち、樹脂ケース12は、沿面距離を9.7mmに設定したときには9kVで破壊し、沿面距離を14.2mmに設定したときには19kVで破壊した。したがって、圧力センサ11を製品化するに際して、通商産業省指定検定機関である財団法人日本エルピーガス機器検査協会が指定している指定値5kVよりも大きく設定された15kVに対しては、沿面距離と耐電圧とが略正比例の関係にあることから、沿面距離を12.4mm以上に設定すれば良いことが分かる。尚、実用上の問題を考慮すると、沿面距離は17mm以上に設定するのが好ましい。
【0025】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
各端子28〜30を、リン青銅に代えて、鉄や銅合金から構成しても良く、また、溶着に代えて、インサート成形により接着しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す縦断側面図
【図2】縦断正面図
【図3】沿面距離と耐電圧との関係を示す図
【図4】従来例を示す側面図
【符号の説明】
図面中、11は圧力センサ、12は樹脂ケース、24は圧力検出部、28は電源端子、29はアース端子、30は出力信号端子、36は壁部(沿面距離延長部)、37は壁部(沿面距離延長部)、43は筐体(接地面)である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure sensor in which a terminal of a pressure detection unit accommodated in a resin case is exposed to the outside from the resin case, and the resin case is attached to a ground surface.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, a pressure sensor that measures the pressure of LP gas or city gas has a gas to be measured. For example, even if a surge voltage is applied due to a lightning strike, a fire due to gas leakage, etc. Therefore, the resin case is required not to be destroyed so that the secondary disaster of the above will not occur. FIG. 4 shows the configuration of a conventional pressure sensor, in particular, the configuration of lightning protection surge.
[0003]
A pressure detection unit (not shown) is accommodated inside the
[0004]
A cylindrical
[0005]
According to the
[0006]
However, in the above-described conventional one, the
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor that can satisfactorily realize a lightning surge-proof configuration without increasing the manufacturing cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first and second aspects of the present invention, for example, when a surge voltage is applied to the terminal of the pressure detection unit by a lightning strike, most of the surge current is compared in resistance from the terminal of the pressure detection unit toward the ground plane. It flows along the surface portion of a small resin case. At this time, since the surge current flows along the surface portion of the creeping distance extension integrally provided in the resin case, the path through which the surge current flows is relatively long, and the current value of the surge current is reduced. Shock caused by surge current can be reduced. Therefore, even when a surge voltage is applied due to a lightning strike, the resin case is not destroyed by the impact of the surge current flowing, that is, a lightning surge configuration can be realized well.
[0009]
In this case, the creeping distance extension is integrally provided in the resin case, so there is no increase in the number of parts or assembly man-hours, and it is also necessary to form folds as in the conventional case. Since there is no, the manufacturing cost does not increase. In addition, it is preferable that the creepage distance between the terminal of a pressure detection part and a ground surface is 17 millimeters or more in a resin case.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The
[0011]
The pressure sensor
[0012]
An analog
[0013]
Further, the
[0014]
And the one
[0015]
Here, at the right end portion and the left end portion of the
[0016]
A
[0017]
The
[0018]
Next, the operation of the above configuration will be described.
In the
[0019]
Now, let us consider a case where a surge voltage is applied to at least one of the above-described
[0020]
That is, most of the surge current flows along the
[0021]
As described above, according to the present embodiment, the
[0022]
At this time, since the
[0023]
Further, since the
[0024]
Now, the inventors measured the relationship between the creepage distance described above and the withstand voltage that the
[0025]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
Each terminal 28-30 may be composed of iron or a copper alloy instead of phosphor bronze, and may be bonded by insert molding instead of welding.
[Brief description of the drawings]
1 is a longitudinal side view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal front view. FIG. 3 is a diagram showing a relationship between creeping distance and withstand voltage. FIG. 4 is a side view showing a conventional example. Explanation】
In the drawings, 11 is a pressure sensor, 12 is a resin case, 24 is a pressure detector, 28 is a power supply terminal, 29 is a ground terminal, 30 is an output signal terminal, 36 is a wall (creeping distance extension), and 37 is a wall.
Claims (2)
前記樹脂ケースに、前記圧力検出部の端子と前記接地面との間の沿面距離が所定値以上となるように沿面距離延長部を一体に設けたことを特徴とする圧力センサ。In the pressure sensor, the pressure detection unit is housed in the resin case, and the terminal of the pressure detection unit is exposed to the outside from the resin case.
A pressure sensor, wherein a creeping distance extension is integrally provided in the resin case so that a creeping distance between a terminal of the pressure detection unit and the grounding surface is a predetermined value or more.
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JPH10325774A JPH10325774A (en) | 1998-12-08 |
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1997
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