JP6795538B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、圧力センサに関する。

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。

特開２０１７−１３４０１６号公報 特許第３９８７３８６号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係る圧力センサの第１の実施形態を示す縦断面図である。 図２（ａ）は、図１に示すＩＩ部分を拡大して示す図であって、切り欠き部を含む封止剤垂れ防止部を示す図であり、図２（ｂ）は、溝部を含む封止剤垂れ防止部の別の例を示す図である。 本発明に係る圧力センサの第２の実施形態を示す縦断面図である。 図４（ａ）は、図３に示すＩＶ部分を拡大して示す図であって、切り欠き部を含む別部材である封止剤垂れ防止部を示す図であり、図４（ｂ）は、溝部を含む別部材である封止剤垂れ防止部の別の例を示す図である。 本発明に係る圧力センサの第３の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る圧力センサの第４の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る圧力センサの第５の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る圧力センサの第６の実施形態を示す縦断面図である。 従来の圧力センサの問題点を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

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。

まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本発明の第６の実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (8)

1. 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。
2. 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ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 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ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
4. 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ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
5. 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ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
6. 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ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
7. 前記信号送出部には、
   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。
8. 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ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。

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