JP4224224B2 - 変換器のケース構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液体、気体の圧力、加速度、温度等の一の状態量を電気信号等の他の状態量に変換する変換器のケース構造に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、一の状態量を他の状態量に変換する変換器（センサチップ）としては、例えば、圧力を電気信号に変換する圧力センサチップが知られている。
図６には、従来例に係る圧力センサチップを適用した圧力センサ１１０の全体断面図が示されている。
圧力センサ１１０は、圧力導入孔１４０を有するケース本体１２０と、このケース本体１２０内部に設けられた変換器５０および信号処理回路５７と、これら変換器５０および信号処理回路５７を覆い、かつケース本体１２０に嵌合されるケース蓋１３０とを含んで構成されている。
【０００３】
ケース本体１２０は、その内部に圧力導入孔１４０に連通される座堀部１２４を備え、この座堀部１２４は、パッキン１２５を介して基板１２７で塞がれている。基板１２７は、圧力導入孔１４０と連通される連通孔１２６を備えている。
また、ケース本体１２０は、内外に連通された通気口１３１を備え、この通気口１３１を通じて、圧力センサ１１０の内部が大気に開放されている。
【０００４】
変換器５０は、圧力の変化を静電容量の変化として検出する静電容量型の圧力センサチップであり、変換器５０に接続された信号処理回路５７とともに基板１２７上に設けられている。
変換器５０は、弾性変形可能なダイアフラム５３と、このダイアフラム５３の周囲の厚肉部５３Ａに陽極接合されてダイアフラム５３を挟持する上ガラス５１および下ガラス５２と、上ガラス５１のダイアフラム５３と対向する面に設けられた固定電極５４とから構成されている。
ダイアフラム５３と上、下ガラス５１，５２との間には所定の空隙が形成されており、ダイアフラム５３は、この空隙において弾性変形することにより、上ガラス５１の固定電極５４に対して変位できるようになっている。
【０００５】
上ガラス５１は、スルーホール５５を備え、このスルーホール５５および通気口１３１を通じて、ダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙が大気に開放されている。
下ガラス５２は、連通孔１２６と連通される圧力導入孔５６を備え、この圧力導入孔５６と連通孔１２６とを通じて、ダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙が圧力導入孔１４０に連通されている。
【０００６】
信号処理回路５７は、基板１２７上に設けられ、ワイヤボンディングによって変換器５０の固定電極５４およびダイアフラム５３に接続されて、変換器５０から出力された電気信号を処理している。
【０００７】
以上のような圧力センサ１１０によれば、圧力導入孔１４０に圧力を導入すると、この圧力導入孔１４０に連通されたダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙と、大気に開放されたダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙とに差圧が発生して、この差圧によってダイアフラム５３が撓み、ダイアフラム５３とこれに対向する固定電極５４との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を信号処理回路５７で処理してコネクタ（図示省略）を介して外部に出力するようになっている。
なお、この圧力センサ１１０は、変換器５０が通気口１３１を通じて大気に開放されているため、いわゆるゲージ圧（大気圧をゼロとしたときの、大気圧に対する差圧）センサとなっている。
【０００８】
ところで、大気にパーティクルが含まれている状況下で圧力センサ１１０を使用する場合、圧力センサ１１０の変換器５０が正常に機能しないおそれがあった。
すなわち、パーティクルが通気口１３１およびスルーホール５５を通じて変換器５０内に入り込み、ダイアフラム５３に接触して動作を妨げたり、ダイアフラム５３と固定電極５４とを短絡させて故障させる可能性があった。
【０００９】
以上のような問題点を解決するため、圧力センサのケースを密閉構造とし、ケースの一部にフィルタを介した通気口を設ける構造がある。この構造によれば、通気口からのみフィルタを介して大気が圧力センサ内に流入するから、パーティクルの侵入を確実に防ぐことができるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧力センサのケースを密閉構造としても、変換器の周囲の容積、つまり圧力センサ内部の容積が大きいため、温度変化による圧力センサ内部の空気の膨張収縮による腐食性ガスや湿気を含む空気の流入、流出が多くなってしまい、圧力センサの機能が低下する可能性があった。
すなわち、いわゆる大気汚染物質（ＳＯＸ、ＮＯＸ等）等の腐食性ガスが大気中に含まれている場合は、腐食性ガスによってダイアフラム５３や固定電極５４が侵される可能性があった。また、大気の湿度が高い場合は、ダイアフラム５３と固定電極５４間の絶縁抵抗が下がってしまい、特に結露に至るとダイアフラム５３と固定電極５４との短絡が発生する可能性があり、腐食性ガスの溶解による腐食も発生しやすくなっていた。
さらに、圧力センサの密閉性を確保する方法としては、例えば、ケース蓋やコネクタにパッキンを介装する方法や、シール打ち等の方法が考えられるが、これらの方法では、工数が増加するばかりでなく、組立て精度の確保のためケース自体の小型化が困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも使用でき、かつ小型化可能な変換器のケース構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の変換器のケース構造は、次の構成を採用する。
請求項１に記載の変換器のケース構造は、基板を有するとともに流体導入孔が形成されたケース本体およびこのケース本体に取付けられるケース蓋を備えた収納ケースと、この収納ケース内部に取り付けられ前記流体導入孔に導入された流体の状態量を他の状態量に変換する変換器とを備えた変換器のケース構造において、前記ケース蓋に設けられ内外を連通する通気口と、前記収納ケース内部に設けられ前記収納ケースの内部空間に連通されるとともに前記変換器を覆うキャップとを備え、このキャップは、弾性および気密性を有する材料で形成されるとともに、底面部とこの底面部の外周部に設けられた当接部とを備え、前記キャップは、前記底面部に形成された通気孔とフィルタを介して前記収納ケースの内部空間に連通され、かつ、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持され、前記当接部は、その開口側端面が前記基板に押圧されて密着することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、変換器を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップで覆ったので、変換器が設けられた回路基板等に過大な力を加えることなくキャップが密着するから、回路基板の動作に影響を与えることなく変換器を覆うことができる。そして、通気口を介してキャップ内と外部とを連通したので、変換器は、従来のように収納ケース全体で覆われる場合に比べ、キャップ内の小さな空間で覆われることとなり、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるから、外部からの腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できる。さらに、収納ケースの内部空間とキャップ内との連通部分の形状、大きさを調整することにより、大気中のパーティクルの侵入を抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
また、ケース本体とケース蓋との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体とケース蓋との接合部分の設計自由度を向上できる。
しかも、前記キャップは、フィルタと通気孔を介して前記収納ケースの内部空間に連通されているから、収納ケース内部の空気等がキャップ内に流入する際に、フィルタによってパーティクルを確実に除去できるから、大量のパーティクルがあるような状況下においても変換器を使用できる。
その上、前記通気口は、前記ケース蓋に設けられ、前記キャップは、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持されているから、ケース蓋をケース本体に取付けるだけで、ケース蓋に支持されたキャップが自動的にケース本体内部の変換器を覆うことになるから、予めキャップで変換器を覆った後にケース蓋をケース本体に取付ける場合に比べ、高精度かつ迅速にキャップで変換器を覆うことができ、コストを削減できる。
【００１４】
請求項２に記載の変換器のケース構造は、請求項１に記載の変換器のケース構造において、
前記収納ケース内部には、変換器から出力された信号を処理する信号処理回路が設けられ、
前記キャップは、前記信号処理回路を覆うことを特徴とする。
この発明によれば、キャップで変換器と共に信号処理回路を覆ったので、信号処理回路についても、請求項１と同様に、外部からのパーティクル、腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できるから、信号処理回路の機能を低下させるようなパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
【００１７】
請求項３に記載の変換器のケース構造は、請求項１または２に記載の変換器のケース構造において、前記キャップは、前記ケース蓋に立設されたガイド部に沿って支持されていることを特徴とする。
この発明によれば、キャップをガイド部に沿って支持したので、ケース蓋をケース本体に取付ける際の振動等によるキャップのずれを抑えることができ、変換器をキャップで確実に覆うことができるから、不良品の発生率を低減できる。
【００１８】
請求項４に記載の変換器のケース構造は、請求項１から３のいずれかに記載の変換器のケース構造において、前記フィルタは、前記ケース蓋と前記キャップとの間に介装されていることを特徴とする。
この発明によれば、フィルタをケース蓋とキャップとの間に介装したので、接着剤等を用いることなく容易にフィルタをケース蓋に取付けることができるから、製造効率を向上できる。
【００１９】
請求項５に記載の変換器のケース構造は、請求項１から４のいずれかに記載の変換器のケース構造において、前記フィルタは、フッ素樹脂から形成された多孔質構造を有していることを特徴とする。
この発明によれば、フィルタを耐熱性、耐薬品性、耐候性に優れたフッ素樹脂から形成した多孔質構造としたので、フィルタを交換することなく長期に亘って変換器を使用することができる。
【００２０】
請求項６に記載の変換器のケース構造は、基板を有するとともに流体導入孔が形成されたケース本体およびこのケース本体に取付けられるケース蓋を備えた収納ケースと、この収納ケース内部に取り付けられ前記流体導入孔に導入された流体の状態量を他の状態量に変換する変換器とを備えた変換器のケース構造において、前記ケース蓋に設けられ内外を連通する通気口と、前記収納ケース内部に設けられ前記通気口に連通されるとともに前記変換器を覆うキャップとを備え、このキャップは、弾性および気密性を有する材料で形成されるとともに、底面部とこの底面部の外周部に設けられた当接部とを備え、前記キャップは、前記底面部に形成された通気孔とフィルタを介して前記収納ケースの内部空間に連通され、かつ、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持され、前記当接部は、その開口側端面が前記基板に押圧されて密着し、前記通気口には、前記収納ケース外部に連通するホースが装着可能とされていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、変換器を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップで覆ったので、変換器が設けられた回路基板等に過大な力を加えることなくキャップが密着するから、回路基板の動作に影響を与えることなく変換器を覆うことができる。そして、通気口およびホースを介してキャップ内と収納ケース外部とを連通したので、変換器は、従来のように収納ケース全体で覆われる場合に比べ、キャップ内の小さな空間で覆われることとなり、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるうえに、ホースが所定長さを有することによってパーティクルの侵入を確実に抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
また、ケース本体とケース蓋との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体とケース蓋との接合部分の設計自由度を向上できる。
しかも、前記キャップは、フィルタと通気孔を介して前記収納ケースの内部空間に連通されているから、収納ケース内部の空気等がキャップ内に流入する際に、フィルタによってパーティクルを確実に除去できるから、大量のパーティクルがあるような状況下においても変換器を使用できる。
その上、前記通気口は、前記ケース蓋に設けられ、前記キャップは、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持されているから、ケース蓋をケース本体に取付けるだけで、ケース蓋に支持されたキャップが自動的にケース本体内部の変換器を覆うことになるから、予めキャップで変換器を覆った後にケース蓋をケース本体に取付ける場合に比べ、高精度かつ迅速にキャップで変換器を覆うことができ、コストを削減できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明に係る変換器５０が適用された圧力センサ１０の断面図が示され、図２には、圧力センサ１０の分解断面図が示されている。
圧力センサ１０は、流体導入孔としての圧力導入孔４０を有するケース本体２０およびケース本体２０に嵌合されるケース蓋３０とを有する収納ケース６０と、この収納ケース６０内部に設けられた変換器５０および信号処理回路５７とを含んで構成されている。
【００２３】
図３には、ケース本体２０の平面図が示されている。
ケース本体２０は、平面略四角形状の底面部２１と、この底面部２１の略中央に設けられた圧力導入部２２（図１、図２参照）と、この圧力導入部２２を囲むように設けられた４つの爪部２８と、この爪部２８近傍に設けられ収納ケース６０内部と外部とを連通する通気口４３（図１、図２中破線で示す）と、爪部２８をほぼ囲むように立設された立上り部２３と、その１側面から突出して設けられ圧力導入部２２に連通される継手部４１とを備えている。
また、立上り部２３の外周側には、後述するケース蓋３０の爪部３８が係止される被係止部２９が設けられている。
【００２４】
図１および図２に戻って、圧力導入部２２は、底面部２１の略中央に設けられた座堀部２４と、この座堀部２４を囲むように配置されたシリコーンゴム等の柔軟性素材からなるパッキン２５と、このパッキン２５を介して座堀部２４を塞ぐ基板２７とで構成されている。
基板２７は、爪部２８によって座堀部２４を塞ぐように固定され、座堀部２４と変換器５０とを連通する連通孔２６を備えている
継手部４１は、ホース等が接続可能とされ、その先端にケース本体２０の座堀部２４と連通される圧力導入孔４０を備えている。
【００２５】
変換器５０および信号処理回路５７は、従来例に係る圧力センサ１１０に用いられるものと同様なセンサであって、基板２７の上に設けられている。
また、ケース本体２０の側面には、信号処理回路５７に接続されたコネクタ５８（図３参照）が設けられ、このコネクタ５８を介して、信号処理回路５７で処理された電気信号が外部に出力されるようになっている。
【００２６】
図４には、ケース蓋３０の平面見上げ図が示されている。
ケース蓋３０は、略四角形板状のケース蓋本体３１と、このケース蓋本体３１の外周のほぼ全周から立ち上がった立上り部３２と、ケース蓋本体３１の４辺のうち相対向する２辺側でかつ立上り部３２の内側に立設された押圧部３４と、ケース蓋本体３１の４辺のうち押圧部３４を除く１辺寄りに設けられて変換器５０を覆う保護部３３とを備えている。
立上り部３２の一部には、ケース本体２０の被係止部２９に係止する爪部３８が設けられている。
また、押圧部３４は、図１に示すように、ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合した際に、爪部２８と立上り部２３との間に差し込まれ、爪部２８を基板２７側に向けて押圧することによって、基板２７が座堀部２４から脱落しないようになっている。
【００２７】
図５には、保護部３３の分解斜視図が示されている。
保護部３３は、ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合したときに変換器５０を覆うような位置にケース蓋本体３１に設けられている。
保護部３３は、ケース蓋本体３１の内側に設けられた溝３５と、この溝３５を跨ぎかつ溝３５の一端側を囲むようにケース蓋本体３１に立設されたガイド部３７と、このガイド部３７に沿って支持され溝３５に連通されるキャップ７０と、溝３５とキャップ７０との間に介装されたフィルタ３６とを備えている。
【００２８】
キャップ７０は、弾性および気密性を有する合成ゴム等の柔軟性材料で形成され、長方形板状の底面部７１と、この底面部７１の外周全周から立ち上がりガイド部３７に嵌合されて支持される被支持部７２と、この被支持部７２の先端外周側全周に設けられ被支持部７２より一回り大きく形成された当接部７３とを含んで構成されている。なお、キャップ７０は、天然ゴム等その他の材料で形成されてもよい。
底面部７１の長手方向一端側には、溝３５に連通される通気孔７４が設けられている。
キャップ７０は、その被支持部７２をケース蓋本体３１のガイド部３７に嵌め込むことによって、被支持部７２の外周面がガイド部３７の内周面に沿って支持されるとともに、当接部７３の下端面がガイド部３７の先端面に当接されるようになっている。
フィルタ３６は、フッ素樹脂から形成された多孔質構造を有し、フィルタ３６を通過する空気等に含まれるパーティクルを除去するようになっている。
【００２９】
したがって、保護部３３において、キャップ７０の内側は、溝３５、フィルタ３６、および通気孔７４を通じて収納ケース６０の内部空間と連通されている。
【００３０】
よって、ケース蓋３０でケース本体２０を覆い、ケース蓋３０の爪部３８をケース本体２０の被係止部２９に係止させることによって嵌合すると、キャップ７０が変換器５０を覆うとともに、キャップ７０の当接部７３の開口側端面がケース本体２０の基板２７に接触し、基板２７に押圧されて変形しつつ密着する。この時、当接部７３は、ガイド部３７に支持されることとなり、基板２７によって押圧されても大きく変形しないようになっている。
なお、キャップ７０の当接部７３の基板２７への密着度は、当接部７３のケース蓋本体３１からの高さ、硬さ、および当接部７３を支持するガイド部３７のケース蓋本体３１からの高さによって決定されるが、これらは適宜決められてよい。
【００３１】
以上のような圧力センサ１０によれば、変換器５０のダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙は、上ガラス５１のスルーホール５５、通気孔７４および溝３５、通気口４３を通じて、大気に開放される。また、ダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙は、圧力導入孔５６と連通孔２６とを通じて、圧力導入孔４０に連通される。したがって、圧力導入孔４０に圧力を導入すると、この圧力導入孔４０に連通されたダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙と、大気に開放されたダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙との差圧が発生して、変換器５０の静電容量が変化し、この静電容量の変化が信号処理用の回路で処理されてコネクタ５８を介して外部に出力されるようになっている。
【００３２】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）変換器５０を弾性および気密性を有する柔軟性材料、例えば合成ゴムで形成されたキャップ７０で覆うことにより、変換器５０が設けられた基板２７および変換器５０に接続された信号処理回路５７に過大な力が加わることなく、キャップ７０の当接部７３の開口側端面が基板２７および信号処理回路５７に密着するから、信号処理回路５７の動作に影響を与えることなく変換器５０を覆うことができる。そして、通気孔７４、フィルタ３６、溝３５、通気口４３を介してキャップ７０内部を外部に連通することにより、変換器５０は従来のように収納ケース６０全体で覆われる場合に比べ、キャップ７０内部の小さな空間に覆われるので、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器５０周囲の空気の流入量、流出量を抑制できるから、収納ケース６０外部からの腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できる。さらに、溝３５の形状、大きさを調整することにより、大気中のパーティクルの侵入を抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく圧力センサ１０を使用できる。
また、ケース本体２０とケース蓋３０との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体２０とケース蓋３０との接合部分の設計自由度を向上できる。
【００３３】
（２）収納ケース６０内部の空気等がキャップ７０内に流入する際に、フィルタ３６によってパーティクルを確実に除去できるから、大量のパーティクルがあるような状況下においても圧力センサ１０を使用できる。
【００３４】
（３）ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合させることにより、ケース蓋３０に支持されたキャップ７０が自動的にケース本体２０内部の変換器５０を覆うこととなるから、予め変換器５０を覆うようにキャップ７０を固定した後にケース蓋３０をケース本体２０に嵌合させた場合に比べ、高精度かつ迅速にキャップ７０で変換器５０を覆うことができ、コストを削減できる。
【００３５】
（４）キャップ７０をガイド部３７に沿って支持したので、ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合させる際の振動等によるキャップ７０の当接部７３のずれを最小限に抑えることができる。したがって、ケース本体２０の変換器５０を完全に覆うことなくケース蓋３０をケース本体２０に嵌合してしまうようなミスを防止できるから、変換器５０をキャップ７０で確実に覆うことができ、製造時の不良品発生率を低減できる。
【００３６】
（５）フィルタ３６をケース蓋本体３１とキャップ７０の底面部７１との間に介装したので、接着剤等を用いることなく容易にケース蓋３０に取付けることができるから、製造効率を向上できる。
【００３７】
（６）フィルタ３６を耐熱性、耐薬品性、耐候性に優れたフッ素樹脂から形成した多孔質構造としたので、フィルタ３６を交換することなく長期に亘って圧力センサ１０を使用することができる。
【００３８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、図１中二点鎖線で示すように、収納ケース６０の内外を連通する継手３９をケース蓋本体３１に設け、この継手３９に先端が外部に開放されたホースを装着するとともに、継手３９とキャップ７０内とを直接連通させてもよい。
このようにすれば、変換器５０を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップ７０で覆ったので、信号処理回路５７の動作に影響を与えることなく変換器５０を覆うことができる。そして、継手３９およびホースを介してキャップ７０内と収納ケース６０外部とを連通したので、変換器５０は従来のように収納ケース６０全体で覆われる場合に比べ、キャップ７０内部の小さな空間に覆われるから、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器５０周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるうえに、ホースが所定長さを有することによってパーティクルの侵入を確実に抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく圧力センサ１０を使用できる。
また、ケース本体２０とケース蓋３０との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体２０とケース蓋３０との接合部分の設計自由度を向上できる。
【００３９】
また、本実施形態では、キャップ７０で変換器５０のみを覆ったが、これに限らず、キャップ７０で変換器５０と共に信号処理回路５７も覆うようにしてもよい。このようにすれば、信号処理回路５７についても、外部からのパーティクル、腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できるから、信号処理回路５７の機能を低下させるようなパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
【００４０】
また、本実施形態では、ダイアフラム５３と固定電極５４の静電容量の変化を信号処理用回路で処理することによって圧力センサとして用いたが、これに限らず、信号処理用回路の設計を変更することによって、温度、加速度等の一の状態量を電気信号等の他の状態量に変換する温度センサ、加速度センサ等として用いてもよい。
また、本実施形態では、圧力センサ１０を静電容量型としたが、これに限らず、ブリッジ型回路を用いた歪みゲージ型等でもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の変換器のケース構造によれば、次のような効果が得られる。
変換器を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップで覆ったので、変換器が設けられた回路基板等に過大な力を加えることなくキャップが密着するから、回路基板の動作に影響を与えることなく変換器を覆うことができる。そして、通気口を介してキャップ内と外部とを連通したので、変換器は、従来のように収納ケース全体で覆われる場合に比べ、キャップ内の小さな空間で覆われることとなり、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるから、外部からの腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できる。さらに、収納ケースの内部空間とキャップ内との連通部分の形状、大きさを調整することにより、大気中のパーティクルの侵入を抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
また、ケース本体とケース蓋との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体とケース蓋との接合部分の設計自由度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る変換器が適用された圧力センサを示す断面図である。
【図２】前記実施形態に係る圧力センサの分解した状態の断面図である。
【図３】前記実施形態に係るケース本体の平面図である。
【図４】前記実施形態に係るケース蓋の平面見上げ図である。
【図５】前記実施形態に係る変換器を覆う部分の分解斜視図である。
【図６】従来例に係る圧力センサを示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 圧力センサ
２０ ケース本体
３０ ケース蓋
３１ ケース蓋本体
３６ フィルタ
３７ ガイド部
４０ 圧力導入孔
４３ 通気口
５０ 変換器
５７ 信号処理回路
７０ キャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液体、気体の圧力、加速度、温度等の一の状態量を電気信号等の他の状態量に変換する変換器のケース構造に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、一の状態量を他の状態量に変換する変換器（センサチップ）としては、例えば、圧力を電気信号に変換する圧力センサチップが知られている。
図６には、従来例に係る圧力センサチップを適用した圧力センサ１１０の全体断面図が示されている。
圧力センサ１１０は、圧力導入孔１４０を有するケース本体１２０と、このケース本体１２０内部に設けられた変換器５０および信号処理回路５７と、これら変換器５０および信号処理回路５７を覆い、かつケース本体１２０に嵌合されるケース蓋１３０とを含んで構成されている。
【０００３】
ケース本体１２０は、その内部に圧力導入孔１４０に連通される座堀部１２４を備え、この座堀部１２４は、パッキン１２５を介して基板１２７で塞がれている。基板１２７は、圧力導入孔１４０と連通される連通孔１２６を備えている。
また、ケース本体１２０は、内外に連通された通気口１３１を備え、この通気口１３１を通じて、圧力センサ１１０の内部が大気に開放されている。
【０００４】
変換器５０は、圧力の変化を静電容量の変化として検出する静電容量型の圧力センサチップであり、変換器５０に接続された信号処理回路５７とともに基板１２７上に設けられている。
変換器５０は、弾性変形可能なダイアフラム５３と、このダイアフラム５３の周囲の厚肉部５３Ａに陽極接合されてダイアフラム５３を挟持する上ガラス５１および下ガラス５２と、上ガラス５１のダイアフラム５３と対向する面に設けられた固定電極５４とから構成されている。
ダイアフラム５３と上、下ガラス５１，５２との間には所定の空隙が形成されており、ダイアフラム５３は、この空隙において弾性変形することにより、上ガラス５１の固定電極５４に対して変位できるようになっている。
【０００５】
上ガラス５１は、スルーホール５５を備え、このスルーホール５５および通気口１３１を通じて、ダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙が大気に開放されている。
下ガラス５２は、連通孔１２６と連通される圧力導入孔５６を備え、この圧力導入孔５６と連通孔１２６とを通じて、ダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙が圧力導入孔１４０に連通されている。
【０００６】
信号処理回路５７は、基板１２７上に設けられ、ワイヤボンディングによって変換器５０の固定電極５４およびダイアフラム５３に接続されて、変換器５０から出力された電気信号を処理している。
【０００７】
以上のような圧力センサ１１０によれば、圧力導入孔１４０に圧力を導入すると、この圧力導入孔１４０に連通されたダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙と、大気に開放されたダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙とに差圧が発生して、この差圧によってダイアフラム５３が撓み、ダイアフラム５３とこれに対向する固定電極５４との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を信号処理回路５７で処理してコネクタ（図示省略）を介して外部に出力するようになっている。
なお、この圧力センサ１１０は、変換器５０が通気口１３１を通じて大気に開放されているため、いわゆるゲージ圧（大気圧をゼロとしたときの、大気圧に対する差圧）センサとなっている。
【０００８】
ところで、大気にパーティクルが含まれている状況下で圧力センサ１１０を使用する場合、圧力センサ１１０の変換器５０が正常に機能しないおそれがあった。
すなわち、パーティクルが通気口１３１およびスルーホール５５を通じて変換器５０内に入り込み、ダイアフラム５３に接触して動作を妨げたり、ダイアフラム５３と固定電極５４とを短絡させて故障させる可能性があった。
【０００９】
以上のような問題点を解決するため、圧力センサのケースを密閉構造とし、ケースの一部にフィルタを介した通気口を設ける構造がある。この構造によれば、通気口からのみフィルタを介して大気が圧力センサ内に流入するから、パーティクルの侵入を確実に防ぐことができるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧力センサのケースを密閉構造としても、変換器の周囲の容積、つまり圧力センサ内部の容積が大きいため、温度変化による圧力センサ内部の空気の膨張収縮による腐食性ガスや湿気を含む空気の流入、流出が多くなってしまい、圧力センサの機能が低下する可能性があった。
すなわち、いわゆる大気汚染物質（ＳＯＸ、ＮＯＸ等）等の腐食性ガスが大気中に含まれている場合は、腐食性ガスによってダイアフラム５３や固定電極５４が侵される可能性があった。また、大気の湿度が高い場合は、ダイアフラム５３と固定電極５４間の絶縁抵抗が下がってしまい、特に結露に至るとダイアフラム５３と固定電極５４との短絡が発生する可能性があり、腐食性ガスの溶解による腐食も発生しやすくなっていた。
さらに、圧力センサの密閉性を確保する方法としては、例えば、ケース蓋やコネクタにパッキンを介装する方法や、シール打ち等の方法が考えられるが、これらの方法では、工数が増加するばかりでなく、組立て精度の確保のためケース自体の小型化が困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも使用でき、かつ小型化可能な変換器のケース構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の変換器のケース構造は、次の構成を採用する。
請求項１に記載の変換器のケース構造は、基板を有するとともに流体導入孔が形成されたケース本体およびこのケース本体に取付けられるケース蓋を備えた収納ケースと、この収納ケース内部に取り付けられ前記流体導入孔に導入された流体の状態量を他の状態量に変換する変換器とを備えた変換器のケース構造において、前記ケース蓋に設けられ内外を連通する通気口と、前記収納ケース内部に設けられ前記収納ケースの内部空間に連通されるとともに前記変換器を覆うキャップとを備え、このキャップは、弾性および気密性を有する材料で形成されるとともに、底面部とこの底面部の外周部に設けられた当接部とを備え、前記キャップは、前記底面部に形成された通気孔とフィルタを介して前記収納ケースの内部空間に連通され、かつ、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持され、前記当接部は、その開口側端面が前記基板に押圧されて密着することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、変換器を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップで覆ったので、変換器が設けられた回路基板等に過大な力を加えることなくキャップが密着するから、回路基板の動作に影響を与えることなく変換器を覆うことができる。そして、通気口を介してキャップ内と外部とを連通したので、変換器は、従来のように収納ケース全体で覆われる場合に比べ、キャップ内の小さな空間で覆われることとなり、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるから、外部からの腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できる。さらに、収納ケースの内部空間とキャップ内との連通部分の形状、大きさを調整することにより、大気中のパーティクルの侵入を抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
また、ケース本体とケース蓋との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体とケース蓋との接合部分の設計自由度を向上できる。
しかも、前記キャップは、フィルタと通気孔を介して前記収納ケースの内部空間に連通されているから、収納ケース内部の空気等がキャップ内に流入する際に、フィルタによってパーティクルを確実に除去できるから、大量のパーティクルがあるような状況下においても変換器を使用できる。
その上、前記通気口は、前記ケース蓋に設けられ、前記キャップは、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持されているから、ケース蓋をケース本体に取付けるだけで、ケース蓋に支持されたキャップが自動的にケース本体内部の変換器を覆うことになるから、予めキャップで変換器を覆った後にケース蓋をケース本体に取付ける場合に比べ、高精度かつ迅速にキャップで変換器を覆うことができ、コストを削減できる。
【００１４】
請求項２に記載の変換器のケース構造は、請求項１に記載の変換器のケース構造において、
前記収納ケース内部には、変換器から出力された信号を処理する信号処理回路が設けられ、
前記キャップは、前記信号処理回路を覆うことを特徴とする。
この発明によれば、キャップで変換器と共に信号処理回路を覆ったので、信号処理回路についても、請求項１と同様に、外部からのパーティクル、腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できるから、信号処理回路の機能を低下させるようなパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
【００１７】
請求項３に記載の変換器のケース構造は、請求項１または２に記載の変換器のケース構造において、前記キャップは、前記ケース蓋に立設されたガイド部に沿って支持されていることを特徴とする。
この発明によれば、キャップをガイド部に沿って支持したので、ケース蓋をケース本体に取付ける際の振動等によるキャップのずれを抑えることができ、変換器をキャップで確実に覆うことができるから、不良品の発生率を低減できる。
【００１８】
請求項４に記載の変換器のケース構造は、請求項１から３のいずれかに記載の変換器のケース構造において、前記フィルタは、前記ケース蓋と前記キャップとの間に介装されていることを特徴とする。
この発明によれば、フィルタをケース蓋とキャップとの間に介装したので、接着剤等を用いることなく容易にフィルタをケース蓋に取付けることができるから、製造効率を向上できる。
【００１９】
請求項５に記載の変換器のケース構造は、請求項１から４のいずれかに記載の変換器のケース構造において、前記フィルタは、フッ素樹脂から形成された多孔質構造を有していることを特徴とする。
この発明によれば、フィルタを耐熱性、耐薬品性、耐候性に優れたフッ素樹脂から形成した多孔質構造としたので、フィルタを交換することなく長期に亘って変換器を使用することができる。
【００２０】
請求項６に記載の変換器のケース構造は、基板を有するとともに流体導入孔が形成されたケース本体およびこのケース本体に取付けられるケース蓋を備えた収納ケースと、この収納ケース内部に取り付けられ前記流体導入孔に導入された流体の状態量を他の状態量に変換する変換器とを備えた変換器のケース構造において、前記ケース蓋に設けられ内外を連通する通気口と、前記収納ケース内部に設けられ前記通気口に連通されるとともに前記変換器を覆うキャップとを備え、このキャップは、弾性および気密性を有する材料で形成されるとともに、底面部とこの底面部の外周部に設けられた当接部とを備え、前記キャップは、前記底面部に形成された通気孔とフィルタを介して前記収納ケースの内部空間に連通され、かつ、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持され、前記当接部は、その開口側端面が前記基板に押圧されて密着し、前記通気口には、前記収納ケース外部に連通するホースが装着可能とされていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、変換器を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップで覆ったので、変換器が設けられた回路基板等に過大な力を加えることなくキャップが密着するから、回路基板の動作に影響を与えることなく変換器を覆うことができる。そして、通気口およびホースを介してキャップ内と収納ケース外部とを連通したので、変換器は、従来のように収納ケース全体で覆われる場合に比べ、キャップ内の小さな空間で覆われることとなり、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるうえに、ホースが所定長さを有することによってパーティクルの侵入を確実に抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
また、ケース本体とケース蓋との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体とケース蓋との接合部分の設計自由度を向上できる。
しかも、前記キャップは、フィルタと通気孔を介して前記収納ケースの内部空間に連通されているから、収納ケース内部の空気等がキャップ内に流入する際に、フィルタによってパーティクルを確実に除去できるから、大量のパーティクルがあるような状況下においても変換器を使用できる。
その上、前記通気口は、前記ケース蓋に設けられ、前記キャップは、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持されているから、ケース蓋をケース本体に取付けるだけで、ケース蓋に支持されたキャップが自動的にケース本体内部の変換器を覆うことになるから、予めキャップで変換器を覆った後にケース蓋をケース本体に取付ける場合に比べ、高精度かつ迅速にキャップで変換器を覆うことができ、コストを削減できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明に係る変換器５０が適用された圧力センサ１０の断面図が示され、図２には、圧力センサ１０の分解断面図が示されている。
圧力センサ１０は、流体導入孔としての圧力導入孔４０を有するケース本体２０およびケース本体２０に嵌合されるケース蓋３０とを有する収納ケース６０と、この収納ケース６０内部に設けられた変換器５０および信号処理回路５７とを含んで構成されている。
【００２３】
図３には、ケース本体２０の平面図が示されている。
ケース本体２０は、平面略四角形状の底面部２１と、この底面部２１の略中央に設けられた圧力導入部２２（図１、図２参照）と、この圧力導入部２２を囲むように設けられた４つの爪部２８と、この爪部２８近傍に設けられ収納ケース６０内部と外部とを連通する通気口４３（図１、図２中破線で示す）と、爪部２８をほぼ囲むように立設された立上り部２３と、その１側面から突出して設けられ圧力導入部２２に連通される継手部４１とを備えている。
また、立上り部２３の外周側には、後述するケース蓋３０の爪部３８が係止される被係止部２９が設けられている。
【００２４】
図１および図２に戻って、圧力導入部２２は、底面部２１の略中央に設けられた座堀部２４と、この座堀部２４を囲むように配置されたシリコーンゴム等の柔軟性素材からなるパッキン２５と、このパッキン２５を介して座堀部２４を塞ぐ基板２７とで構成されている。
基板２７は、爪部２８によって座堀部２４を塞ぐように固定され、座堀部２４と変換器５０とを連通する連通孔２６を備えている
継手部４１は、ホース等が接続可能とされ、その先端にケース本体２０の座堀部２４と連通される圧力導入孔４０を備えている。
【００２５】
変換器５０および信号処理回路５７は、従来例に係る圧力センサ１１０に用いられるものと同様なセンサであって、基板２７の上に設けられている。
また、ケース本体２０の側面には、信号処理回路５７に接続されたコネクタ５８（図３参照）が設けられ、このコネクタ５８を介して、信号処理回路５７で処理された電気信号が外部に出力されるようになっている。
【００２６】
図４には、ケース蓋３０の平面見上げ図が示されている。
ケース蓋３０は、略四角形板状のケース蓋本体３１と、このケース蓋本体３１の外周のほぼ全周から立ち上がった立上り部３２と、ケース蓋本体３１の４辺のうち相対向する２辺側でかつ立上り部３２の内側に立設された押圧部３４と、ケース蓋本体３１の４辺のうち押圧部３４を除く１辺寄りに設けられて変換器５０を覆う保護部３３とを備えている。
立上り部３２の一部には、ケース本体２０の被係止部２９に係止する爪部３８が設けられている。
また、押圧部３４は、図１に示すように、ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合した際に、爪部２８と立上り部２３との間に差し込まれ、爪部２８を基板２７側に向けて押圧することによって、基板２７が座堀部２４から脱落しないようになっている。
【００２７】
図５には、保護部３３の分解斜視図が示されている。
保護部３３は、ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合したときに変換器５０を覆うような位置にケース蓋本体３１に設けられている。
保護部３３は、ケース蓋本体３１の内側に設けられた溝３５と、この溝３５を跨ぎかつ溝３５の一端側を囲むようにケース蓋本体３１に立設されたガイド部３７と、このガイド部３７に沿って支持され溝３５に連通されるキャップ７０と、溝３５とキャップ７０との間に介装されたフィルタ３６とを備えている。
【００２８】
キャップ７０は、弾性および気密性を有する合成ゴム等の柔軟性材料で形成され、長方形板状の底面部７１と、この底面部７１の外周全周から立ち上がりガイド部３７に嵌合されて支持される被支持部７２と、この被支持部７２の先端外周側全周に設けられ被支持部７２より一回り大きく形成された当接部７３とを含んで構成されている。なお、キャップ７０は、天然ゴム等その他の材料で形成されてもよい。
底面部７１の長手方向一端側には、溝３５に連通される通気孔７４が設けられている。
キャップ７０は、その被支持部７２をケース蓋本体３１のガイド部３７に嵌め込むことによって、被支持部７２の外周面がガイド部３７の内周面に沿って支持されるとともに、当接部７３の下端面がガイド部３７の先端面に当接されるようになっている。
フィルタ３６は、フッ素樹脂から形成された多孔質構造を有し、フィルタ３６を通過する空気等に含まれるパーティクルを除去するようになっている。
【００２９】
したがって、保護部３３において、キャップ７０の内側は、溝３５、フィルタ３６、および通気孔７４を通じて収納ケース６０の内部空間と連通されている。
【００３０】
よって、ケース蓋３０でケース本体２０を覆い、ケース蓋３０の爪部３８をケース本体２０の被係止部２９に係止させることによって嵌合すると、キャップ７０が変換器５０を覆うとともに、キャップ７０の当接部７３の開口側端面がケース本体２０の基板２７に接触し、基板２７に押圧されて変形しつつ密着する。この時、当接部７３は、ガイド部３７に支持されることとなり、基板２７によって押圧されても大きく変形しないようになっている。
なお、キャップ７０の当接部７３の基板２７への密着度は、当接部７３のケース蓋本体３１からの高さ、硬さ、および当接部７３を支持するガイド部３７のケース蓋本体３１からの高さによって決定されるが、これらは適宜決められてよい。
【００３１】
以上のような圧力センサ１０によれば、変換器５０のダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙は、上ガラス５１のスルーホール５５、通気孔７４および溝３５、通気口４３を通じて、大気に開放される。また、ダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙は、圧力導入孔５６と連通孔２６とを通じて、圧力導入孔４０に連通される。したがって、圧力導入孔４０に圧力を導入すると、この圧力導入孔４０に連通されたダイアフラム５３の下ガラス５２側の空隙と、大気に開放されたダイアフラム５３の上ガラス５１側の空隙との差圧が発生して、変換器５０の静電容量が変化し、この静電容量の変化が信号処理用の回路で処理されてコネクタ５８を介して外部に出力されるようになっている。
【００３２】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）変換器５０を弾性および気密性を有する柔軟性材料、例えば合成ゴムで形成されたキャップ７０で覆うことにより、変換器５０が設けられた基板２７および変換器５０に接続された信号処理回路５７に過大な力が加わることなく、キャップ７０の当接部７３の開口側端面が基板２７および信号処理回路５７に密着するから、信号処理回路５７の動作に影響を与えることなく変換器５０を覆うことができる。そして、通気孔７４、フィルタ３６、溝３５、通気口４３を介してキャップ７０内部を外部に連通することにより、変換器５０は従来のように収納ケース６０全体で覆われる場合に比べ、キャップ７０内部の小さな空間に覆われるので、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器５０周囲の空気の流入量、流出量を抑制できるから、収納ケース６０外部からの腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できる。さらに、溝３５の形状、大きさを調整することにより、大気中のパーティクルの侵入を抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく圧力センサ１０を使用できる。
また、ケース本体２０とケース蓋３０との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体２０とケース蓋３０との接合部分の設計自由度を向上できる。
【００３３】
（２）収納ケース６０内部の空気等がキャップ７０内に流入する際に、フィルタ３６によってパーティクルを確実に除去できるから、大量のパーティクルがあるような状況下においても圧力センサ１０を使用できる。
【００３４】
（３）ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合させることにより、ケース蓋３０に支持されたキャップ７０が自動的にケース本体２０内部の変換器５０を覆うこととなるから、予め変換器５０を覆うようにキャップ７０を固定した後にケース蓋３０をケース本体２０に嵌合させた場合に比べ、高精度かつ迅速にキャップ７０で変換器５０を覆うことができ、コストを削減できる。
【００３５】
（４）キャップ７０をガイド部３７に沿って支持したので、ケース蓋３０をケース本体２０に嵌合させる際の振動等によるキャップ７０の当接部７３のずれを最小限に抑えることができる。したがって、ケース本体２０の変換器５０を完全に覆うことなくケース蓋３０をケース本体２０に嵌合してしまうようなミスを防止できるから、変換器５０をキャップ７０で確実に覆うことができ、製造時の不良品発生率を低減できる。
【００３６】
（５）フィルタ３６をケース蓋本体３１とキャップ７０の底面部７１との間に介装したので、接着剤等を用いることなく容易にケース蓋３０に取付けることができるから、製造効率を向上できる。
【００３７】
（６）フィルタ３６を耐熱性、耐薬品性、耐候性に優れたフッ素樹脂から形成した多孔質構造としたので、フィルタ３６を交換することなく長期に亘って圧力センサ１０を使用することができる。
【００３８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、図１中二点鎖線で示すように、収納ケース６０の内外を連通する継手３９をケース蓋本体３１に設け、この継手３９に先端が外部に開放されたホースを装着するとともに、継手３９とキャップ７０内とを直接連通させてもよい。
このようにすれば、変換器５０を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップ７０で覆ったので、信号処理回路５７の動作に影響を与えることなく変換器５０を覆うことができる。そして、継手３９およびホースを介してキャップ７０内と収納ケース６０外部とを連通したので、変換器５０は従来のように収納ケース６０全体で覆われる場合に比べ、キャップ７０内部の小さな空間に覆われるから、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器５０周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるうえに、ホースが所定長さを有することによってパーティクルの侵入を確実に抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく圧力センサ１０を使用できる。
また、ケース本体２０とケース蓋３０との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体２０とケース蓋３０との接合部分の設計自由度を向上できる。
【００３９】
また、本実施形態では、キャップ７０で変換器５０のみを覆ったが、これに限らず、キャップ７０で変換器５０と共に信号処理回路５７も覆うようにしてもよい。このようにすれば、信号処理回路５７についても、外部からのパーティクル、腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できるから、信号処理回路５７の機能を低下させるようなパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
【００４０】
また、本実施形態では、ダイアフラム５３と固定電極５４の静電容量の変化を信号処理用回路で処理することによって圧力センサとして用いたが、これに限らず、信号処理用回路の設計を変更することによって、温度、加速度等の一の状態量を電気信号等の他の状態量に変換する温度センサ、加速度センサ等として用いてもよい。
また、本実施形態では、圧力センサ１０を静電容量型としたが、これに限らず、ブリッジ型回路を用いた歪みゲージ型等でもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の変換器のケース構造によれば、次のような効果が得られる。
変換器を弾性および気密性を有する材料で形成したキャップで覆ったので、変換器が設けられた回路基板等に過大な力を加えることなくキャップが密着するから、回路基板の動作に影響を与えることなく変換器を覆うことができる。そして、通気口を介してキャップ内と外部とを連通したので、変換器は、従来のように収納ケース全体で覆われる場合に比べ、キャップ内の小さな空間で覆われることとなり、温度変化によって空気が膨張収縮しても、変換器周囲への空気の流入量、流出量を抑制できるから、外部からの腐食性ガス、湿気の侵入を抑制できる。さらに、収納ケースの内部空間とキャップ内との連通部分の形状、大きさを調整することにより、大気中のパーティクルの侵入を抑制できるから、大気にパーティクル、腐食性ガス、湿気が含まれている状況下でも、機能を低下させることなく変換器を使用できる。
また、ケース本体とケース蓋との僅かな隙間を密閉する必要がないから、パッキンやシールが不要となるため、工数を削減できるうえに小型化でき、また、ケース本体とケース蓋との接合部分の設計自由度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る変換器が適用された圧力センサを示す断面図である。
【図２】前記実施形態に係る圧力センサの分解した状態の断面図である。
【図３】前記実施形態に係るケース本体の平面図である。
【図４】前記実施形態に係るケース蓋の平面見上げ図である。
【図５】前記実施形態に係る変換器を覆う部分の分解斜視図である。
【図６】従来例に係る圧力センサを示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 圧力センサ
２０ ケース本体
３０ ケース蓋
３１ ケース蓋本体
３６ フィルタ
３７ ガイド部
４０ 圧力導入孔
４３ 通気口
５０ 変換器
５７ 信号処理回路
７０ キャップ
Claims (6)
- 基板を有するとともに流体導入孔が形成されたケース本体およびこのケース本体に取付けられるケース蓋を備えた収納ケースと、この収納ケース内部に取り付けられ前記流体導入孔に導入された流体の状態量を他の状態量に変換する変換器とを備えた変換器のケース構造において、
前記ケース蓋に設けられ内外を連通する通気口と、前記収納ケース内部に設けられ前記収納ケースの内部空間に連通されるとともに前記変換器を覆うキャップとを備え、
このキャップは、弾性および気密性を有する材料で形成されるとともに、底面部とこの底面部の外周部に設けられた当接部とを備え、
前記キャップは、前記底面部に形成された通気孔とフィルタを介して前記収納ケースの内部空間に連通され、かつ、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持され、
前記当接部は、その開口側端面が前記基板に押圧されて密着する
ことを特徴とする変換器のケース構造。 - 請求項１に記載の変換器のケース構造において、
前記収納ケース内部には、変換器から出力された信号を処理する信号処理回路が設けられ、
前記キャップは、前記信号処理回路を覆うことを特徴とする変換器のケース構造。 - 請求項１または２に記載の変換器のケース構造において、
前記キャップは、前記ケース蓋に立設されたガイド部に沿って支持されていることを特徴とする変換器のケース構造。 - 請求項１から３のいずれかに記載の変換器のケース構造において、
前記フィルタは、前記ケース蓋と前記キャップとの間に介装されていることを特徴とする変換器のケース構造。 - 請求項１から４のいずれかに記載の変換器のケース構造において、
前記フィルタは、フッ素樹脂から形成された多孔質構造を有していることを特徴とする変換器のケース構造。 - 基板を有するとともに流体導入孔が形成されたケース本体およびこのケース本体に取付けられるケース蓋を備えた収納ケースと、この収納ケース内部に取り付けられ前記流体導入孔に導入された流体の状態量を他の状態量に変換する変換器とを備えた変換器のケース構造において、
前記ケース蓋に設けられ内外を連通する通気口と、前記収納ケース内部に設けられ前記通気口に連通されるとともに前記変換器を覆うキャップとを備え、
このキャップは、弾性および気密性を有する材料で形成されるとともに、底面部とこの底面部の外周部に設けられた当接部とを備え、
前記キャップは、前記底面部に形成された通気孔とフィルタを介して前記収納ケースの内部空間に連通され、かつ、前記ケース蓋を前記ケース本体に取付けたときに前記変換器を覆うような位置で、前記ケース蓋に支持され、
前記当接部は、その開口側端面が前記基板に押圧されて密着し、
前記通気口には、前記収納ケース外部に連通するホースが装着可能とされていることを特徴とする変換器のケース構造。
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