JP7020904B2 - 圧力センサー - Google Patents

Description

本発明は、センサーに関し、具体的には、家庭用電気器具の作動パラメーターを検出する圧力センサーに関する。

洗濯機等のいくつかの家庭用電気器具は、使用において、例えば、家庭用電気器具の正確な作動を確保するように、洗濯機の筐体における洗うべき衣服の分布均一度並びに供給水の圧力及び／又は水位を検出する等の必要があり、いくつかの作動パラメーターを検出する必要がある。

従来、水の圧力及び／又は水位の検出には圧力センサーが用いられている。圧力センサーは、通常、気圧に敏感な変形可能膜が収容された剛性のハウジングを備え、コアとコイルとを更に備えている。当該コアは、強磁性材料からなり、操作可能なように上記膜と組み合わせられて膜の変形に応じて移動するようになっている。当該コイルは、上記ハウジングに固定されており、上記コアの移動に応じて可変インダクタンス型変換器となる。上記コイルとコンデンサとで発振回路が構成され、それによって、上記コアの位置の変化に応じて、上記発振回路は周波数が変化する発振電気信号を生成することができる。使用において、電気信号の発振周波数の変化は、家庭用電気器具の槽又は筐体における水位変化により発生し得る。

しかしながら、従来のセンサーの設計には欠点がないわけではなく、例えば、規格に合った指標に到達させるために、従来のセンサーのサイズは、機械的構造によって相対的に大きくなっている。家庭用電気器具の体積は小型化する傾向にあり、このような圧力センサーは家庭用電気器具の限られた空間に取り付けるのに不便である。また、従来のセンサーの内部部品の配置は、センサーのサイズを小さくするのに適していない。しかも、センサーの取付け及び取外しの利便性に対する既存の家庭用電気器具の要件は、より高くなっている。

このような課題を解決するために、本発明は、改良された圧力センサーを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によると、本発明により提供される圧力センサーは、上側ケースと、下側ケースとを備え、該上側ケースと該下側ケースとの間に収容室が１つ形成されるように該上側ケースと該下側ケースとを設けたケースと、前記上側ケースと前記下側ケースとの間に設けられ、前記収容室を上側収容室と下側収容室とに仕切るダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの運動に伴って運動するコアとを備えており、前記ダイヤフラムは、支持体と、該支持体の周りを囲み、該支持体のエッジから延在した薄膜とを備え、前記コアは、前記支持体に載置されている。

第１の態様によると、該圧力センサーは、前記ケースに固定され、前記コアと協働して可変インダクタンス型変換器を形成するコイルを更に備えている。

第１の態様によると、前記支持体の外側の輪郭には、該支持体の外径が含まれ、前記コアには、該コアの外径が含まれており、該支持体の外径は、該コアの外径に対して等しいか、わずかに大きいか、若しくはわずかに小さく設定されているか、又は、前記支持体の外径と前記コアの外径との比は、０．８５～１．６である。

第１の態様によると、前記コアは、前記支持体に接触している。

第１の態様によると、前記薄膜は、前記支持体のエッジから前記上側収容室に向かってせり上がり始め、アーチ部を形成している。

第１の態様によると、前記ダイヤフラムは、前記薄膜の周りを囲むように設けられ、前記上側ケースと前記下側ケースとの間に挟持されて前記上側収容室と前記下側収容室とを密封するように仕切るシーリングエッジを備え、前記薄膜の前記アーチ部は、前記支持体のエッジと前記シーリングエッジとの間に渡って設けられている。

第１の態様によると、前記薄膜は、前記支持体のエッジ及び前記シーリングエッジとの連結部でせり上がり始め、前記アーチ部を形成している。

第１の態様によると、前記支持体のエッジには、移行領域が含まれており、前記移行領域は、平坦からアーチへの形状における移行領域及び／又は厚い方から薄い方への厚さにおける移行領域である。

第１の態様によると、該圧力センサーは、前記下側ケースと前記ダイヤフラムとの間に介在する該ダイヤフラム用の弾性補償部材を更に備えている。

第１の態様によると、前記弾性補償部材は、前記ダイヤフラムの支持体の下部に設けられ、該支持体から下へ延在し、前記下側ケースの底部に接触可能な弾性棒である。

第１の態様によると、前記下側ケースの底部には、上へ延在する管状の突出要素が設けられ、前記弾性棒の少なくとも一部は、該突出要素に収容され、該突出要素は、該下側ケースの底部における流体通路の周りを囲むように設けられている。

第１の態様によると、前記弾性補償部材は、前記支持体と前記下側ケースの底部との間に介在する補償ばねである。

第１の態様によると、前記コアは、円筒形であり、前記ダイヤフラムは、前記支持体の上面から延在した取付棒を更に備え、前記コアは、前記取付棒に被せられている。

第１の態様によると、前記コアの下端には、該コアの側面から外側へ延在するフランジが設けられ、前記支持体のエッジは、上へ曲げられて収容室を形成し、前記コアの下端のフランジは、該収容室に収納されており、該曲がったエッジによって上向きの運動が阻止されている。

第１の態様によると、前記コアの下端には、該コアの側面から内側に凹んだ凹部が設けられ、前記支持体のエッジは、下へ曲げられて前記収容室を形成し、前記コアは、該収容室に収納されており、該支持体のエッジは、該コアを該収容室に固定するように、該コアの凹部に接合している。

第１の態様によると、該圧力センサーは、前記上側ケースと前記ダイヤフラムとの間に設けられた該ダイヤフラム用の作動ばねを更に備えている。

第１の態様によると、前記上側ケースは、筒状端部を更に備え、前記コイルは、該筒状端部の外面に巻き付けられ、前記コアは、前記ダイヤフラムの移動に伴って該筒状端部を出入りすることができる。

第１の態様によると、該圧力センサーは、前記作動ばねを調節する調節ねじを更に備え、該調節ねじは、前記上側ケースの上部に設けられている。

第１の態様によると、前記上側ケースには、前記上側収容室を大気環境に連通させる通孔が設けられ、前記下側ケースには、前記下側収容室と測定対象の液体とを流体連通させる継手管が設けられている。

第１の態様によると、前記ダイヤフラムは、弾性材料により一体に形成されている。

第１の態様によると、該圧力センサーは、少なくとも１つのプリント基板と、前記ケースに設けられ、前記上側ケースとの間に収容空間を形成し、前記少なくとも１つのプリント基板を収容するカバーとを更に備えている。

第１の態様によると、前記少なくとも１つのプリント基板のそれぞれは、少なくとも１つのコンデンサを備えている。

第１の態様によると、該圧力センサーは、該圧力センサーを取付構造に対して取り外し可能に固定する牛頭構造を更に備えている。

本発明の第２の態様によると、本発明により提供される圧力センサーは、上側ケースと下側ケースとを備え、該上側ケースと該下側ケースとの間に収容室が形成されるように該上側ケースと該下側ケースとを設けたケースと、前記上側ケースと前記下側ケースとの間に設けられ、前記収容室を上側収容室と下側収容室とに仕切り、圧力の変化に応じて移動可能なダイヤフラムと、前記ケースに設けられ、前記上側ケースとの間に収容空間を形成するカバーと、前記下側収容室に流体連通された継手管とを備えている。なお、該圧力センサーには、長さと高さとがあり、前記継手管は、該圧力センサーの長さ方向に延在している。前記カバーにおける前記継手管の延在する側には、延在部があり、該延在部は、前記収容空間に連通して接する拡張空間を備えている。

第２の態様によると、該圧力センサーは、該圧力センサーの長さ方向に載置され、一方の部分が前記収容空間に取り付けられ、他方の部分が前記拡張空間に延在する１つのプリント基板を更に備えている。

第２の態様によると、該圧力センサーは、前記上側ケースに固定され、両端が前記プリント基板に直接接続されたコイルを更に備えている。

第２の態様によると、前記プリント基板には、少なくとも１つのチップが実装されている。

第２の態様によると、前記チップは、センサー作動チップである。

第２の態様によると、前記プリント基板には、少なくとも１つのコンデンサが実装されている。

第２の態様によると、前記延在部の端部は、前記継手管の端部と略一致しているか、該継手管の端部をわずかに超える程度で延在している。

第２の態様によると、前記拡張空間には、前記プリント基板の素子に電気的に接続されるプラグを収容することができる。

第２の態様によると、前記拡張空間には、プラグが収容されており、前記プリント基板は、一部が前記収容空間に収容され、残りの部分が前記拡張空間に収容されている。

第２の態様によると、前記下側ケースには、下側係合機構が設けられ、前記カバーの延在部には、該下側係合機構に係合する上側係合機構が設けられている。

第２の態様によると、前記カバーの延在部は、該圧力センサーの高さ方向に対して略平行であり、該圧力センサーの取付けの際の位置決めに用いることが可能な対向する２つの平面を備えている。

第２の態様によると、該圧力センサーは、前記ダイヤフラムの運動に伴って運動するコアを更に備え、前記ダイヤフラムは、支持体と、該支持体の周りを囲み、該支持体のエッジから延在した薄膜とを備え、前記コアは、前記支持体に載置されている。

第２の態様によると、前記支持体の外側の輪郭には、該支持体の外径が含まれ、前記コアには、該コアの外径が含まれており、該支持体の外径は、該コアの外径に対して等しいか、わずかに大きいか、若しくはわずかに小さく設定されているか、又は、前記支持体の外径と前記コアの外径との比は、０．８５～１．６である。

第２の態様によると、前記コアは、前記支持体に接触している。

第２の態様によると、前記薄膜は、前記支持体のエッジから前記上側収容室に向かってせり上がり始め、アーチ部を形成している。

第２の態様によると、前記ダイヤフラムは、前記薄膜の周りを囲むように設けられ、前記上側ケースと前記下側ケースとの間に挟持されて前記上側収容室と前記下側収容室とを密封するように仕切るシーリングエッジを備え、前記薄膜の前記アーチ部は、前記支持体のエッジと前記シーリングエッジとの間に渡って設けられている。

第２の態様によると、前記薄膜は、前記支持体のエッジ及び前記シーリングエッジとの連結部でせり上がり始め、前記アーチ部を形成している。

第２の態様によると、前記支持体のエッジには、移行領域が含まれており、前記移行領域は、平坦からアーチへの形状における移行領域及び／又は厚い方から薄い方への厚さにおける移行領域である。

第２の態様によると、前記ダイヤフラムは、一体的に形成されている。

第２の態様によると、前記カバーは、一体的に形成されている。

従来技術に比べて、本発明の圧力センサーは、ダイヤフラムの一部をそのままコアが載置される支持体として設けることによって、圧力センサー全体のサイズが小さくなり、圧力センサーを用いた製品の小型化傾向のニーズを満たすことができる。

また、従来技術に比べて、本発明のセンサーの部材の配置はセンサーのサイズを小さくするのに適しており、センサーの取付け及び取外しの利便性が改善される。

本発明の圧力センサーの一実施形態の立体構造を示す模式図である。 図１Ａの圧力センサーの高さ方向の断面図である。 本発明の圧力センサーの別の一実施形態を示す高さ方向の断面図である。 図２Ａの一部拡大図である。 本発明の圧力センサーの別の一実施形態を示す高さ方向の断面図である。 図２Ｃの一部拡大図である。 本発明の圧力センサーの別の一実施形態を示す高さ方向の断面図である。 図２Ｅの一部拡大図である。 支持体にコアを載置した別の例示的形態を示す図である。 支持体にコアを載置した別の例示的形態を示す図である。 図１Ｂの圧力センサーのコアをダイヤフラムに取り付ける過程を示す図である。 図１Ｂの圧力センサーのコアをダイヤフラムに取り付ける過程を示す図である。 図１Ｂの圧力センサーのコアをダイヤフラムに取り付ける過程を示す図である。 図１Ｂの圧力センサーのコアをダイヤフラムに取り付ける過程を示す図である。 図１Ｂに示される圧力センサーの分解図である。 調節ねじの立体構造を示す模式図である。 図５Ａに示される圧力センサーのケースとカバーとの取付過程を示す図である。 図５Ａに示される圧力センサーのケースとカバーとの取付過程を示す図である。 図５Ａの圧力センサーの上側ケースにおける第１のプリント基板の組付図である。 図５Ａの第１のプリント基板の一例を示す図である。 図５Ａの第１のプリント基板の一例を示す図である。 図６Ｂに示される第１のプリント基板の回路構造原理を示す図である。 図６Ｃに示される第１のプリント基板の回路構造原理を示す図である。 ２つのプリント基板を備えた圧力センサーの実施形態における２つのプリント基板の組付図である。 追加のディップコンデンサを備えた圧力センサーの実施形態におけるディップコンデンサの組付図である。 図１Ａに示される圧力センサーの側面図である。 図８Ａの牛頭構造の正面図である。 図８Ａの牛頭構造の側面図である。 それぞれ図１Ａの圧力センサーが牛頭構造によって家庭用電気器具に取り付けられた異なる２つの取付形態を示す図である。 それぞれ図１Ａの圧力センサーが牛頭構造によって家庭用電気器具に取り付けられた異なる２つの取付形態を示す図である。 それぞれ本発明の圧力センサーの別の一実施形態を２つの視点から示す斜視図である。 それぞれ本発明の圧力センサーの別の一実施形態を２つの視点から示す斜視図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーの高さ方向の断面図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーの分解図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂのプリント基板及びその取付構造を示す図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーとプラグとの組付図である。 図１３Ａの一部切欠き図である。 家庭用電気器具における図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーの取付構造の一実施形態を示す図である。

以下、本明細書の一部をなす図面を参照して本発明の種々の具体的な実施形態を説明する。なお、本発明では、「前」、「後ろ」、「上」、「下」、「左」、「右」等の方向を示す用語を用いて本発明の種々の例示的な構造部及び要素を説明しているが、ここで用いられるこれらの用語は、説明の便宜のために図面に示された例示の方位に基づいて確定されるものである。本発明に開示される実施形態は異なる方向で設置することができ、したがって、これらの方向を示す用語は単に説明として用いるにすぎず、限定するものではない。可能な場合には、本発明で用いられる同一又は類似の図面の符号は、同一又は類似の部材を意味する。

図１Ａは、本発明の圧力センサーの一実施形態の立体構造を示す模式図である。図１Ａに示されるように、圧力センサー１００は、ケース１０５と、ケース１０５に被せられたカバー１０１とを備えている。カバー１０１の側壁には、圧力センサー１００を家庭用電気器具に取り付けるための牛頭構造１１０が設けられている。カバー１０１の側壁には、圧力センサーで発生した信号を洗濯機の制御系統に接続するための信号ソケット１２０が更に設けられている。ケース１０５の底部には、液位を検出すべき流体をケース１０５の内部の収容室の少なくとも一部に連通させるための継手管１０２が設けられている。ケース１０５及びカバー１０１の外側の輪郭は円柱形であるが、当然ながら、適合する他の形状としてもよい。

図１Ｂは、図１Ａの圧力センサーの高さ方向の断面図であり、図１Ａの牛頭構造１１０が省略されている。図１Ｂに示されるように、圧力センサー１００のケース１０５は一緒に連結された上側ケース２０１と下側ケース２０２とを備えており、上側ケース２０１と下側ケース２０２との間にはダイヤフラム２１０が収容される収容室が形成されている。ダイヤフラム２１０は、上側ケース２０１と下側ケース２０２との間の収容室を密封（液封）するように上側収容室２１５と下側収容室２１６とに仕切っている。ダイヤフラム２１０は、圧力センサー１００の下側収容室２１６の気圧変化に応じて変形することができる。

上側収容室２１５は、中が大気圧となるように大気環境に連通している。このため、上側ケース２０１には通孔２６１及び２６２が設けられており、上側収容室２１５は大気環境に連通している。下側収容室２１６は、槽内の液位（又は水位）を測定するように、下側ケース２０２の底部の継手管１０２を通じて、例えば家庭用電気器具の槽に連結されている。下側収容室２１６内の圧力は、測定する液位（又は水位）の高さによって決まる。したがって、使用においては、液位（又は水位）の高さの変化に伴って上側収容室２１５と下側収容室２１６との圧力差も変化し、上側収容室２１５と下側収容室２１６との間で変化した圧力差がダイヤフラム２１０に作用することになり、圧力差の変化に伴ってダイヤフラム２１０に歪みが生じる。

上側ケース２０１は、カップ状であり、筒状端部２４０を備えている。下側ケース２０２もカップ状であり、下側ケース２０２の底部２５２には継手管１０２に対して流体連通された流体通路２５４が設けられている。カップ状の上側ケース２０１と下側ケース２０２とのカップの口がダイヤフラム２１０によって密封（又は液封）するように一緒に接合されている。

圧力センサー１００は、可変インダクタンス型変換器を形成可能なコア２１８とコイル２５１とを更に備えている。コア２１８は、強磁性材料からなり、ケース１０５内に設けられると共に、ダイヤフラム２１０の変形に応じてケース１０５に対して移動することができる。コイル２５１は、コア２１８がケース１０５に対して移動するとコイル２５１で画定された空間に対してコア２１８が出入りすることができるように、ケース１０５に固定され、コア２１８と同軸に設けられている。これによって、コイル２５１で画定された空間に対するコア２１８の出入りの量に基づいて、コイル２５１のインダクタンスが変化する。本発明の一例によると、コイル２５１は、上側ケース２０１の筒状端部２４０の外面に巻き付けられている。

ダイヤフラム２１０は支持体２１２と、支持体２１２の周りを囲むように設けられた薄膜２１３とを備え、薄膜２１３は支持体２１２のエッジ４６０（図４Ｄに示す）から延在している。ダイヤフラム２１０は薄膜２１３の周りを囲むように設けられたシーリングエッジ２３０を更に備え、薄膜２１３は支持体２１２のエッジ４６０とシーリングエッジ２３０とに渡って設けられている。シーリングエッジ２３０は、上側ケース２０１と下側ケース２０２との間に挟持されて、上側収容室２１５と下側収容室２１６とを密封（又は液封）するように仕切っている。支持体２１２とシーリングエッジ２３０とは対向する側から薄膜２１３を挟み込み、薄膜２１３が上にせり上がることでアーチ部４７０（図４Ｄに示す）が形成されている。本発明の一例によると、薄膜２１３は、支持体２１２のエッジ４６０及びシーリングエッジ２３０との連結部でせり上がり始め、上記アーチ部４７０を形成している。

コア２１８は、ダイヤフラム２１０の支持体２１２に載置されている。コア２１８は、支持体２１２に接触していてよい。ダイヤフラム２１０の変形に伴って、コア２１８は、上側ケース２０１の筒状端部２４０を出入り可能なように移動することができるようになっており、それによって、筒状端部２４０の外面に巻き付けられたコイル２５１と共に可変インダクタンス型変換器を形成することができる。支持体２１２によるコア２１８の載置形態は複数あってもよい。図１Ｂに示される実施形態によると、ダイヤフラム２１０は支持体２１２の上部に設けられた取付棒２１４を備え、取付棒２１４は支持体２１２の上部から縦方向に上に延在している。コア２１８は、円筒形であり、取付棒２１４に被せて設けられている。支持体２１２の厚さは、支持体２１２の強度でコア２１８を支持又は載置可能な程度とされている。これにより、支持体２１２は、コア２１８を安定的に載置することができる。本発明の一例によると、支持体２１２の厚さは、薄膜２１３の厚さの２倍～５倍とされている。従来の圧力センサーに比べると、本発明のコア２１８は体積が小さいので、支持体２１２の厚さが少し薄くなっても、支持体２１２にはコア２１８を支持又は載置する十分な強度がある。支持体２１２でコア２１８を載置する他の例示的形態は、以下、図３Ａ及び図３Ｂを参照して詳細に説明する。本発明では、ダイヤフラム２１０の一部でコア２１８を直接載置しており、他の載置部材を取り付ける必要がないので、圧力センサーのサイズを大幅に小さくすることができる。

本発明では、薄膜２１３の上にせり上がった形状がダイヤフラム２１０の歪み発生に寄与している。薄膜２１３が上にせり上がる位置は、圧力センサー１００のサイズを小さくするように設定されている。また、支持体２１２の位置及び構造もセンサーのサイズを小さくするのに有益である。

具体的には、図１Ｂに示される実施形態では、支持体２１２は円盤状であり、その外径をＤとする（Ｄは図４Ｄに示される）。本発明では、支持体２１２のサイズを小さくするために、支持体２１２の外径Ｄは、コア２１８の外径ｄに対してわずかに大きいか、等しいか、又はわずかに小さくなるように設計されており（ｄは図４Ｄに示される）、コア２１８を載置することができればよい。したがって、コア２１８の外径ｄが小さくなると、支持体２１２の外径Ｄを極力小さく設計することができる。

また、薄膜２１３のアーチ部４７０は、支持体２１２のエッジ４６０とシーリングエッジ２３０との間に渡って設けられている。支持体２１２の本体の厚さを薄膜２１３よりも厚く設計しているのは、支持体２１２は或る程度の強度をもってコア２１８を載置する必要があり、薄膜２１３は或る程度の可撓性を有する必要があるからである。支持体２１２のエッジ４６０には、移行領域４６５があってもよく（図４Ｄ参照）、上記移行領域４６５は、平坦からアーチへの形状における移行領域でもよく、厚い方から薄い方への厚さにおける移行領域でもよく、両者を兼ねるものでもよい。しかし、上記移行領域４６５は極力少なくする必要があり、製造プロセス及び強度の要件を満たすことができればよい。当然ながら、好ましくは、移行領域を設けなくてもよい。

これにより、ダイヤフラム２１０の外径を小さくした場合でも、圧力変化に対する薄膜２１３の反応の感度を保つように、薄膜２１３のアーチ部４７０は大きくすることができる。上記移行領域４６５を小さくするので、余計な支持部材でコア２１８を支持して薄膜２１３のアーチ部を維持する必要がなくなる。このほか、サイズを小さくするために、また、せり上がった形状をアーチ部４７０が安定的に保つことができるように、移行領域４６５には平坦な部分がないようにしている。

本発明の一例によると、支持体２１２の外径Ｄとコア２１８の外径ｄとの比は、０．８５～１．６である。一例として、コア２１８の外径ｄは３ｍｍ～５ｍｍとすることができ、支持体２１２の移行領域４６５の幅は０ｍｍ～１ｍｍとすることができる。

圧力センサー１００は、ダイヤフラム２１０用の作動ばね２４２と、作動ばね２４２に対向して設けられた弾性補償（又は下方支持）部材２１７とを更に備えている。作動ばね２４２は上側ケース２０１とダイヤフラム２１０との間に介在しており、弾性補償部材２１７は下側ケース２０２とダイヤフラム２１０との間に介在している。作動ばね２４２は、上側ケース２０１の筒状端部２４０内に収容されている。本発明の一例によると、作動ばね２４２の上端は筒状端部２４０の先端から挿入された調節ねじ２４３に当接し、作動ばね２４２の下端はコア２１８に当接している。調節ねじ２４３が筒状端部２４０にねじ込まれた深さによって、作動ばね２４２の初期状態におけるテンションを調節することができる。弾性補償部材２１７は、その弾性力又は支持力によって、コア２１８、ダイヤフラム２１０その他部材の重力と、作動ばね２４２が加える下向きの弾性力とを打ち消すことができるように設けられており、圧力変化の開始時であっても圧力の変化に伴ってダイヤフラム２１０を線形的に移動させて、線形変化する周波数信号を発生させることができる。しかしながら、本発明の圧力センサーは、弾性補償部材２１７を備えていなくてもよく、弾性補償部材２１７を備えていない場合にも、ダイヤフラム２１０の移動によって、従来の圧力センサーよりも精確に圧力の変化を検出することができる。なぜなら、本発明はコア２１８、ダイヤフラム２１０その他部材のサイズが小さいので、重力の影響も従来の圧力センサーより少なくなるからである。

本発明の一例によると、図１Ｂに示されるように、弾性補償部材２１７はダイヤフラム２１０の支持体２１２の底部に設けられた可撓性又は弾性を有する弾性棒２１７であり、弾性棒２１７は支持体２１２の底部から下へ延在して形成されている。弾性棒２１７の下端は、カップ状の下側ケース２０２の底部２５２に接触することができるようにする。このようにすると、圧力センサー１００を使用において縦に置いた場合に、可撓性又は弾性を有する弾性棒２１７がコア２１８、ダイヤフラム２１０その他部材による重力に対して補償作用を起こすことができるようになる。弾性棒２１７は、支持体２１２と一体に作製することができる。また、弾性棒２１７と取付棒２１４との中心は一致されている。弾性補償部材２１７は、他のタイプの部材であってもよく、図２Ｃ～図２Ｆを参照して詳細に説明する。

弾性棒２１７は、コア２１８を初期位置で支持することができるものである。コア２１８の初期位置では、上側収容室２１５と下側収容室２１６との圧力が略等しくなっている。液体の液位の上昇に伴って下側収容室２１６の気圧が次第に増加して、ダイヤフラム２１０の受ける上向きの圧力が次第に増大することで、ダイヤフラム２１０の薄膜２１３が上向きに運動することになり、コア２１８が上向きに運動させられる。コア２１８の上向きの運動により、作動ばね２４２が圧縮される。液位の降下に伴って下側収容室２１６の気圧が次第に減少し、作動ばね２４２がはね返すことで、コア２１８が初期位置に戻る。

図２Ａは、本発明の圧力センサーの別の一実施形態を示す高さ方向の断面図である。図２Ｂは、図２ＡのＡ部分の一部拡大図であり、本実施形態と図１Ｂに示される実施形態との相違を示すためのものである。つまり、本実施形態は、図２Ｂに示される部分のみ図１Ｂに示される実施形態と異なっており、その他の個所は全て同じである。

図２Ａ及び図２Ｂに示される実施形態と、図１Ｂに示される実施形態とは、下側ケース２０２の底部２５２に突出要素２５３が設けられている点で異なっている。突出要素２５３は、下側ケース２０２の底部２５２における流体通路２５４の周りを囲むように設けられており、底部２５２から下側収容室２１６に向かって延在している。突出要素２５３は、中空の管状構造であり、弾性棒２１７の少なくとも一部を収容することができる。図２Ｂに示されるように、弾性棒２１７の下端が突出要素２５３に挿入される。流体通路２５４は、十字の切欠きとして設けられていることによって、弾性棒２１７の底端を支持するのに用いることができるようになっている。突出要素２５３の高さは弾性棒２１７の上下運動のストローク内とされており、弾性棒２１７の一部は常に突出要素２５３に収容され、そこから抜けることがなく、それによって、弾性棒２１７が所望の軌跡で運動することができるようになっている。

弾性棒２１７の少なくとも一部を収容可能な突出要素２５３を設けることによって、圧力センサー１００の部材組付けの一貫性を保つことができる。なぜなら、弾性棒２１７の位置が限定されることによって、毎回圧力センサー１００を組み付ける際にコア２１８の取付けの初期位置が同じになり、コア２１８の取付けの初期位置が同じであると、コア２１８とコイル２５１との相対位置が同じになり、それによって、コア２１８の影響を受ける発振回路で発生する初期周波数が同じになり、圧力センサー１００の調節がより便利になるからである。また、筒状端部２４０に対する突出要素２５３の位置を限定することができるので、コア２１８は筒状端部２４０に巻き付けられたコイル２５１に対して容易に位置合わせされる。ダイヤフラムが上下運動する際にもコア２１８の軸方向の運動経路が偏らないので、圧力センサー１００の測定精度がさらに向上する。

図２Ｃは、本発明の圧力センサーの別の一実施形態を示す高さ方向の断面図である。図２Ｄは、図２ＣのＢ部分の一部拡大図であり、本実施形態と図１Ｂに示される実施形態との相違を示すためのものである。つまり、本実施形態は、図２Ｄに示される部分のみ図１Ｂに示される実施形態と異なっており、その他の個所は全て同じである。

図２Ｃ及び図２Ｄに示されるように、本実施形態では、弾性補償部材は、弾性棒２１７と補償ばね２５０との組合せである。すなわち、図１Ｂに示される弾性棒２１７を基本として、補償ばね２５０が１つ追加されている。補償ばね２５０は、支持体２１２と下側ケース２０２の底部２５２との間に介在している。図２Ｃ及び図２Ｄに示される実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示される下側ケース２０２の底部２５２に位置する突出要素２５３が更に設けられており、補償ばね２５０は突出要素２５３の外部に被せられている。補償ばね２５０の追加により、コア２１８、ダイヤフラム２１０その他部材の重力に対して、より良好に補償することができるようになり、それによって、下側収容室２１６の気圧の変化開始時に周波数信号が線形で出力されると共に、調節可能性が増す。

図２Ｅは、本発明の圧力センサー１００の別の一実施形態を示す高さ方向の断面図である。図２Ｆは、図２ＥのＣ部分の一部拡大図であり、本実施形態と図１Ｂに示される実施形態との相違を示すためのものである。つまり、本実施形態は、図２Ｆに示される部分のみ図１Ｂに示される実施形態と異なっており、その他の個所は全て同じである。

図２Ｅ及び図２Ｆに示されるように、本実施形態では、弾性補償部材は補償ばね２５０であり、補償ばね２５０は支持体２１２と下側ケース２０２の底部２５２との間に介在している。補償ばね２５０は、一端が支持体２１２の底部に連結され、他端が下側ケース２０２の底部２５２に連結されている。補償ばね２５０の中心は取付棒２１４の中心と一致しており、補償ばね２５０の作用は図１Ｂの弾性棒２１７の作用と同じであり、ここでは説明を省略する。

なお、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｃ及び図２Ｅに示されるように、使用において、これらの実施形態の圧力センサー１００は、垂直な方向又は地面に対して実質的に垂直な方向で取り付けられる。

図３Ａ及び図３Ｂは、支持体２１２にコア２１８を載置した他の２つの例示的形態を示している。

図３Ａに示される例示的形態では、コア２１８は、支持体２１２の上部に載置されており、支持体２１２により固定されている。具体的には、支持体２１２の上部に収容室３２５が設けられており、コア２１８の少なくとも一部が上記収容室３２５に収納されている。収容室３２５は、支持体２１２のエッジ３２０が上へ曲げられて形成されている。コア２１８の下端には外側面から突出したフランジ３２１が設けられ、フランジ３２１はコア２１８の外周を囲んで延在する円周フランジとすることができる。図３Ａに示されるように、エッジ３２０が２回曲げられて、曲がったエッジ３２０により鉤形状になっている。コア２１８の下端はフランジ３２１と共に収容室３２５に収納されており、フランジ３２１は曲がったエッジ３２０で形成された鉤形状の中に挿入可能であり、曲がったエッジ３２０によってコア２１８の上向きの運動が阻止される。図３Ａに示される支持体２１２でコアを載置した例示的形態を用いた圧力センサーについては、弾性補償部材を用いなくてもよく、弾性補償部材を用いる場合には、図１Ｂに示される弾性棒を用いてもよく、図２Ｅ及び図２Ｆに示される補償ばねを用いてもよく、図２Ｃ及び図２Ｄに示される弾性棒と補償ばねとの組合せ形態を用いてもよい。

図３Ｂに示される例示的形態では、コア２１８は、支持体２１２の底部に載置されており、支持体２１２により固定されている。具体的には、支持体２１２の底部に収容室３３２が設けられており、コア２１８の少なくとも一部が収容室３３２に収納されている。収容室３３２は支持体２１２のエッジ３３３が下へ曲げられて形成されており、収容室３３２はその中にコア２１８を略全て収納可能なように設けられている。コア２１８の下端にはコア２１８の側面から内側に凹んだ凹部３３０が設けられており、エッジ３３３の端部が収容室３３２に向かって突出して凹部３３０に嵌合し、それによって、コア２１８が収容室３３２に固定されている。図３Ｂに示される支持体２１２でコアを載置した例示的形態を用いた圧力センサーについては、弾性補償部材を用いなくてもよく、弾性補償部材を用いる場合には、図２Ｅ及び図２Ｆに示される補償ばねを用いてもよい。上述したように、弾性補償部材を備えていない場合にも、本発明の圧力センサーは、ダイヤフラム２１０の移動によって、従来のセンサーよりも精確に圧力の変化を検出することができる。なぜなら、本発明はコア２１８、ダイヤフラム２１０その他部材のサイズが小さいので、重力の影響も従来の圧力センサーより少なくなるからである。

図３Ａ及び図３Ｂに示される実施形態では、支持体２１２の外側の輪郭が外径Ｄであり、この外側の輪郭の外径Ｄはコア２１８の外径ｄよりもわずかに大きい。支持体２１２の外側の輪郭の外径Ｄは小さく設定されており、支持体２１２がコア２１８を安定的に載置可能であればよい。これにより、ダイヤフラム２１０の薄膜２１３が圧力センサーの径方向に渡って設けられる距離をできるだけ多くすることができ、それによって、薄膜２１３が精確に圧力の変化に応じて運動することになり、薄膜２１３の運動で発生する周波数信号がより良好な線形応答を有するようになる。

図４Ａ～図４Ｄは、図１Ｂに示される圧力センサーの実施形態においてコア２１８がダイヤフラム２１０に取り付けられる一実施形態を示す図である。なお、図４Ａはダイヤフラム２１０とダイヤフラム２１０に取り付けられていないコア２１８との立体構造図であり、図４Ｂはコア２１８がダイヤフラム２１０に取り付けられた初期状態を示す断面図であり、図４Ｃ及び図４Ｄはコア２１８がダイヤフラム２１０に取り付けられた最終状態を示す斜視図及び断面図である。図４Ａ～図４Ｄは、コア２１８をダイヤフラム２１０に容易に取り付ける例示的方法である。コア２１８がダイヤフラム２１０に容易に取り付けられるように、ダイヤフラム２１０の取付棒２１４には、取り除くことが可能な延在部３０２が設けられている。

具体的には、図４Ａでは、コア２１８がまだダイヤフラム２１０に取り付けられていない。ダイヤフラム２１０の取付棒２１４には直径が太い突出部３０１が設けられており、突出部３０１の上方には延在部３０２が更に設けられている。延在部３０２と、突出部３０１と、取付棒２１４と、ダイヤフラム２１０とは弾性材料により一体的に形成されており、弾性材料は例えばゴム素材又は弾性を有するプラスチック素材である。延在部３０２は、コア２１８を取り付けるためだけのものであり、コア２１８が取り付けられてセットされると、例えば切り落として取り除かれる。突出部３０１の上部には傾斜した肩部３０５が設けられており、肩部３０５の直径は延在部３０２と同じになるまで上へ向かって次第に小さくなっている。突出部３０１の下部は、略円柱状である。コア２１８を取り付ける場合には、まず、コア２１８を延在部３０２に被せ、その後、コア２１８を延在部３０２に沿って下へ移動させて突出部３０１を通過させる。突出部３０１の直径は突出部３０１の下の取付棒２１４の直径よりも大きいので、コア２１８は突出部３０１に阻止されて取付棒２１４から抜くことができないようになっている。

図４Ｂに示される取付けの初期状態では、コア２１８は取付棒２１４に取り付けられてセットされているが、まだ延在部３０２が取付棒２１４から取り除かれていない。

しかし、図４Ｃ及び図４Ｄに示される取付けの最終状態では、延在部３０２が既に取付棒２１４から取り除かれているのがわかる。なお、本発明の圧力センサー１００のコア２１８は支持体２１２にそのまま支持又は載置されるものであるので、図４Ａに示される延在部３０２、突出部３０１及び取付棒２１４の構造は本発明の圧力センサー１００に適している。

従来の圧力センサーに比べて、本発明の圧力センサーは、ダイヤフラム２１０の一部をそのままコアが載置される支持体として設けているので、圧力センサー全体のサイズが小さくなり、圧力センサーを用いた製品の小型化傾向のニーズを満たすことができる。また、圧力センサーのケースの径方向における本発明の圧力センサーのダイヤフラムの支持体のサイズも小さく設定されており、これによっても圧力センサー全体のサイズを更に小さくすることができる。圧力センサーにおいて、下側ケース２０２の外側の輪郭の直径Ｄ_Ｌ（Ｄ_Ｌは図２Ｅに示される）は通常、上側ケース２０１及びカバー１０１の上部の直径よりも長いので、下側ケース２０２の外側の輪郭の直径によって圧力センサーの外径のサイズが決まる。従来の圧力センサーのサイズに比べて、本発明の圧力センサーの下側ケース２０２の直径Ｄ_Ｌは、従来の圧力センサーの下側ケースの直径の５０％～６０％に低減することができる。また、従来の圧力センサーのサイズに比べて、本発明の圧力センサーの高さ方向におけるサイズは、従来の圧力センサーの高さ方向のサイズの４０％～５０％に低減することができる。したがって、本発明の圧力センサーの全体のサイズは、従来の圧力センサーの全体のサイズよりも明らかに小さくなる。

図５Ａは、図１Ｂに示される圧力センサーの分解図である。図１Ｂを参照して上記で既に説明したように、圧力センサー１００の上側ケース２０１と下側ケース２０２とが一緒に接合されてケース１０５が形成されてから、カバー１０１がケース１０５に被せられる。ダイヤフラム２１０は上側ケース２０１と下側ケース２０２との間に介在しており、コア２１８はダイヤフラム２１０の支持体２１２に載置され、コイル２５１は上側ケース２０１の筒状端部２４０の外部に巻き付けられている。作動ばね２４２は上側ケース２０１の筒状端部２４０の内部に収容され、調節ねじ２４３は初期状態における作動ばね２４２のテンションを調節するためのものである。

上記で指摘した部材に加えて、図５Ａに示されるように、圧力センサー１００は上側ケース２０１に載置された第１のプリント基板４１０を更に備えており、第１のプリント基板４１０はカバー１０１とケース１０５とで形成される収容室１０６に収容される。上側ケース２０１の筒状端部２４０には取付台４２０が設けられおり、第１のプリント基板４１０は取付台４２０に取り付けられる。第１のプリント基板４１０には、コンデンサ６３０が設けられている。取付台４２０は筒状端部２４０の周りを囲むように設けられており、調節ねじ２４３とねじ緩み止め４０２とにより筒状端部２４０の先端が閉塞される。

図５Ｂは、調節ねじの立体構造を示す模式図である。図５Ｂに示されるように、調節ねじ２４３の上部には調節具が嵌合するのに適した凹部４０１が設けられており、凹部の形状は三角形であってもよく、その他の形状であってもよい。調節具を使用して上側ケース２０１の筒状端部２４０への調節ねじ２４３の進入深さを変更することができ、それによって、作動ばね２４２の初期状態におけるテンションを調節することができる。

図５Ｃ及び図５Ｄは、ケース１０５とカバー１０１との取付過程を示している。図５Ａの上側ケース２０１と下側ケース２０２とが一緒に接合されるとケース１０５の軸が形成されることになり、第１のプリント基板４１０は、ケース１０５の外部に位置するものである。第１のプリント基板４１０を閉塞するために、カバー１０１をケース１０５に被せる必要がある。カバー１０１の信号ソケット１２０は、第１のプリント基板４１０を家庭用電気器具の制御系統に接続させることができる。信号ソケット１２０は、カバー１０１の外側壁から外側へ延在する部分５２１を備えるだけでなく、カバー１０１の内側壁から内側へ延在する部分５２３も備えている（図１Ｂも参照）。

圧力センサー１００の体積が小さく、カバー１０１の内部空間も狭くなっているので、ケース１０５とカバー１０１との組み付けが終わったときには、ケース１０５に載置された第１のプリント基板４１０の接続端４１２と、信号ソケット１２０がカバー１０１の内側壁から内側に延在する部分５２３とが、圧力センサー１００の軸方向において少なくとも一部、重なるようになる（図１Ｂに示す）。したがって、カバー１０１をケース１０５に組み付ける際には、ケース１０５上の第１のプリント基板４１０の接続端４１２と、カバー１０１の信号ソケット１２０とを揃えたままカバー１０１をケース１０５に被せることができない。このため、本発明の圧力センサー１００のカバー１０１とケース１０５とを組み付ける際には、まず、カバー１０１の信号ソケット１２０と、ケース１０５上の第１のプリント基板４１０の接続端４１２との位置を互いにずらし（例えば、ケース１０５上の第１のプリント基板４１０の接続端４１２をカバー１０１の信号ソケットに対して反時計回りに一定角度だけ回転させ）、その後、ケース１０５をカバー１０１に挿入し、適切な位置に挿入された後に、カバー１０１の下端とケース１０５の上端とに設けられた係合構造が互いに係合するまでケース１０５をカバー１０１に対して回転する（例えば、時計回りに回転する）。このとき、剛性のカバー１０１の信号ソケット１２０と、ケース１０５上の第１のプリント基板４１０の接続端４１２との位置は、少なくとも一部が重なる。ケース１０５とカバー１０１との組み付け完了後の状態は、図５Ｄに示す通りである。

図６Ａは、図５Ａの圧力センサー１００の上側ケース２０１における第１のプリント基板４１０の組付図である。図６Ａに示されるように、第１のプリント基板４１０は、上側ケース２０１の筒状端部２４０に位置する取付台４２０に取り付けられる。取付台４２０は、筒状端部２４０に巻き付けられたコイル２５１の上に位置している。取付台４２０と、第１のプリント基板４１０とは、いずれも筒状端部２４０の上部を覆っていない。第１のプリント基板４１０には第１のピン６１１と、第２のピン６１２とが設けられると共に、対応する両側に第１の耳部６２１と、第２の耳部６２２とが設けられている。第１のピン６１１及び第２のピン６１２は、取付台４２０に挿入されている。コイル２５１の２つの終端６０５及び６０６が第１の耳部６２１及び第２の耳部６２２にそれぞれ巻き付けられて、第１のプリント基板４１０の回路に接続される。

図６Ｂ及び図６Ｃは、図５Ａの圧力センサー１００の第１のプリント基板の２つの例をそれぞれ示している。図６Ｄ及び図６Ｅは、それぞれ図６Ｂ及び図６Ｃに示される第１のプリント基板の回路構造原理を示す図である。

図６Ｂ及び図６Ｃに示される２つの例では、第１のプリント基板は、それぞれのニーズを満たすようにコンデンサの数が異なっている。なお、図６Ｂに示される第１のプリント基板４１０にはコンデンサ６３０が１つ設けられており、コンデンサ６３０とコイル２５１とで並列回路が形成される。一方、図６Ｃに示される第１のプリント基板４１０には２つのコンデンサ６３１及び６３２が設けられており、これら２つのコンデンサが直列接続されてからコイル２５１と並列接続される。上記コンデンサは、例えば周波数選択共振コンデンサである。

図６Ｄは、図６Ｂの第１のプリント基板の回路構造原理６４０を示す図である。図６Ｄに示されるように、圧力センサー１００の内部のコイル２５１は、図中のインダクタンスＬ２５１と等価である。水位の違いによりコイル２５１内部のコアの位置が変化し、これに伴ってインダクタンスＬ２５１のインダクタンス量も変化する。インダクタンスＬ２５１とコンデンサＣ６３０とで周波数選択並列ネットワークが構成され、集積回路Ｕ１ ６４１、Ｕ２ ６４２は正帰還増幅器として、インダクタンスＬ２５１とコンデンサＣ６３０とで構成される周波数選択並列ネットワークに並列接続され、集積回路Ｕ３ ６４３は方形波信号を出力するように波形を整形するためのものであり、回路の出力周波数は、

である。

図６Ｅは、図６Ｃの第１のプリント基板の回路構造原理６５０を示す図である。図６Ｅに示されるように、圧力センサー１００の内部のコイル２５１は、図中のインダクタンスＬ２５１と等価である。インダクタンスＬ２５１とコンデンサＣ１ ６３１、Ｃ２ ６３２とで標準的なコルピッツ発振回路が構成され、集積回路Ｕ１ ６５１は反転増幅器としてコルピッツ発振回路に並列接続されて用いられ、集積回路Ｕ２ ６５２は方形波信号を出力するように波形を整形するためのものであり、回路の出力周波数は、

である。

一例として、本発明の圧力センサーを用いた家庭用電気器具に複数の集積回路Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３等の部材を設けて図６Ｄ、図６Ｅの回路構造を構成してもよいが、圧力センサーに複数の集積回路Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３を設けて図６Ｄ、図６Ｅの回路構造を構成し、検出信号を直接出力してもよく、全てのコンデンサ６３０、６３１、６３２と他の電気部品とを本発明の圧力センサーを用いた家庭用電気器具に設けてもよい。

図７Ａは、２つのプリント基板を備えた圧力センサー１００の実施形態において、図５Ａの上側ケース２０１における２つのプリント基板の組付図である。図５Ａに示される圧力センサーについては、２つのプリント基板を設けることができ、一方のプリント基板は圧力センサーの径方向に設けられ、他方のプリント基板は圧力センサーの高さ方向に設けられている。図７Ａに示されるように、２つのプリント基板は、それぞれ第１のプリント基板４１０と、第２のプリント基板７１０とである。第１のプリント基板４１０及びその取付形態は、図６Ａに示される実施形態の取付形態と同じである。ただし、図７Ａに示される実施形態では第１のプリント基板４１０の第１のピン６１１及び第２のピン６１２が長く設けられている点で図６Ａに示される実施形態とは異なっており、このように、第１のピン６１１及び第２のピン６１２が取付台４２０に挿入されると、第１のピン６１１及び第２のピン６１２の端部が取付台４２０から突き出るようにすることができる。第２のプリント基板７１０は、第１のプリント基板４１０に取り付けられる。図７Ａに示されるように、第２のプリント基板７１０には、第１のプリント基板４１０の第１のピン６１１及び第２のピン６１２における取付台４２０から突き出た端部に第２のプリント基板７１０を差し込むための取付孔７２０が設けられており、第２のプリント基板７１０が第１のプリント基板４１０に対して略垂直になる。第２のプリント基板７１０のこのような取付形態によりカバー１０１の内部空間が十分に利用されて、圧力センサー１００の体積を極力小さくすることができる。また、第２のプリント基板７１０は、不要な場合には、第１のプリント基板４１０から容易に取り外すことができる。第２のプリント基板７１０には少なくとも１つのＩＣ回路と、外部のチップ７０３とが設けられており、チップ７０３の回路により、拡張された診断回路機能が実現される。

図７Ｂは、ディップコンデンサを備えた圧力センサーの実施形態において、図５Ａの上側ケース２０１におけるディップコンデンサの組付図である。図７Ｂに示されるように、本実施形態の圧力センサーは、外部のディップコンデンサ７２０（図６Ｄに示されるコンデンサ６３０）を１つ設けることができ、外部のディップコンデンサ７２０は、それぞれ第１のプリント基板４１０の第１のピン６１１及び第２のピン６１２における取付台４２０から突き出た端部に挿入される２つのピンを備えている。これにより、ディップコンデンサ７２０も取付台４２０の片側に垂直に設けられて、カバー１０１の内部空間が十分に利用されることになる。ディップコンデンサ７２０は、例えば、球形のディップコンデンサである。

外部のディップコンデンサを用いない場合には、一実施形態として、第１のプリント基板４１０にコンデンサ（図６Ｂ及び図６Ｄに示されるコンデンサ６３０）を１つ取り付けてもよく、別の一実施形態として、第１のプリント基板４１０に２つのコンデンサ（図６Ｃ及び図６Ｅに示されるコンデンサ６３１及び６３２）を取り付けてもよい。

図８Ａは、図１Ａに示される圧力センサー１００の側面図である。図８Ａに示されるように、圧力センサー１００は、圧力センサー１００を家庭用電気器具に対して取り外し可能に固定するための牛頭構造１１０を備えている。牛頭構造１１０は、カバー１０１の側壁に設けられている。

図８Ｂ及び図８Ｃは、それぞれ図８Ａの牛頭構造１１０の正面図及び側面図である。図８Ｂ及び図８Ｃに示されるように、牛頭構造１１０には、本体８０１と、本体８０１の上部から上に延在する頭部８２３と、本体８０１の上部から上に延在し、頭部８２３の両側に位置する弾性アーム８０２、８０４とが設けられている。弾性アーム８０２、８０４は、頭部８２３に対して対称に設けられている。弾性アーム８０２、８０４は、本体８０１に対して弾性変形可能である。弾性アーム８０２、８０４には、頭部８２３から離れた外側に、突出した肩部８２１、８２２がそれぞれ設けられている。頭部８２３と、弾性アーム８０２、８０４と、本体８０１とで「牛頭」型構造が形成される。頭部８２３の上部は、両側の弾性アーム８０２、８０４の上部よりも低くなっている。頭部８２３の背面には、牛頭構造１１０をカバー１０１に連結する連結アーム８１５が設けられている。連結アーム８１５は、頭部８２３から下へ向かって本体８０１の背面まで延在している。図５Ａに示されるように、連結アーム８１５の上部には、溝８１８が設けられている。

図８Ｃに示されるように、弾性アーム８０２、８０４の正面には、弾性突起８０６、８０８がそれぞれ設けられている。弾性突起８０６、８０８は、傾斜した下端面８０９、８１１を備えており、平面の上端面８１０、８１２を備えていてもよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ図１Ａの圧力センサーが牛頭構造１１０によって家庭用電気器具に取り付けられた異なる２つの取付形態を示している。

図９Ａに示されるように、圧力センサー１００は家庭用電気器具のパネル９００に取り付けられ、家庭用電気器具のパネル９００には取付構造９１０が設けられており、牛頭構造１１０の弾性アーム８０２、８０４は取付構造９１０と嵌合して圧力センサー１００を家庭用電気器具のパネル９００に固定することができる。取付構造９１０は、パネル９００に設けられたポケット状のスロット９０３と、スロット９０３の上方に位置する一対の押さえアーム９０１、９０２とを備えている。

圧力センサー１００をパネル９００に取り付ける際には、まず、牛頭構造１１０の本体８０１をスロット９０３に差し込み、本体８０１の下端がスロット９０３の底部まで差し込まれると、牛頭構造１１０の弾性アーム８０２、８０４の弾性突起８０６、８０８の上端面８０８、８１０がちょうど取付構造９１０の押さえアーム９０１、９０２の底面に当接することができるようになっている。これにより、牛頭構造１１０が取付構造９１０に固定される。圧力センサー１００をパネル９００から取り外す場合には、弾性突起８０６、８０８の上端面８１０、８１２を取付構造９１０の押さえアーム９０１、９０２から外すように、弾性アーム８０２、８０４をパネルから離れる方向に移動させる必要があり、その後、牛頭構造１１０をスロット９０３から上に向かって抜き取ればよい。

図９Ｂに示されるように、家庭用電気器具のパネル９００には取付構造９２０が設けられており、牛頭構造１１０の頭部８２３は取付構造９２０と嵌合して圧力センサー１００を家庭用電気器具のパネル９００に固定することができる。取付構造９２０は、ポケット状のスロット９１３を備えている。取付構造９２０はスロット９１３の上方に位置する押さえ突起９１８を更に備え、押さえ突起９１８はパネル９００から延在した押さえアーム９１６に設けられている。

圧力センサー１００をパネル９００に取り付ける際には、まず、牛頭構造１１０の本体８０１をスロット９１３に差し込み、本体８０１の下端がスロット９１３の底部まで差し込まれると、牛頭構造１１０の頭部８２３の上部がちょうど取付構造９２０の押さえ突起９１８の底面に当接することができるようになっている。これにより、牛頭構造１１０が取付構造９２０に固定される。圧力センサー１００をパネル９００から取り外す場合には、頭部８２３の上部を取付構造９２０の押さえ突起９１８の底面から外すように、押さえアーム９１６を牛頭構造１１０の頭部８２３から離れる方向に移動させる必要があり、その後、牛頭構造１１０をスロット９０３から上に向かって抜き出せばよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、取り付けるパネル９００が圧力センサー１００の高さ方向に対して平行又は垂直な２つの場合における圧力センサー１００の取付形態を示している。牛頭構造１１０が設けられているので、本発明の圧力センサー１００は家庭用電気器具のそれぞれの取付けニーズに対応することができ、圧力センサーの取付け及び取外しがより容易になる。

上述した圧力センサーの実施形態では、液位検出対象の流体に圧力センサー１００を通じさせる継手管１０２は圧力センサーの略高さ方向に延在している。しかしながら、いくつかの適用において、家庭用電気器具の取付空間には圧力センサーの高さ方向に対して大きな制約があるものの、圧力センサーの長さ方向（又は径方向）に対する制約は比較的寛容である。つまり、或るいくつかの適用において、圧力センサーは扁平な形状であることが望ましい。このような適用の一例が、ますます小型化の傾向にあるパルセーター式洗濯機である。このため、別の一実施形態により、本発明は圧力センサー１１００（図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１及び図１２に示す）を更に提供しており、本実施形態では継手管１０２が圧力センサー１１００の略長さＬ方向に延在しており、圧力センサー１１００の高さ方向におけるサイズが小さくなっている。

なお、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１及び図１２からわかるように、圧力センサー１１００の作動原理は図１Ａ及び図１Ｂに示される圧力センサー１００と同様であり、圧力センサー１１００における機械的動作部材の取付位置及び相互の組合せは圧力センサー１００と同様であり、圧力センサー１１００における電子的動作部材の接続及び相互の組合せは図６Ｄに示される発振回路６４０と同様である。したがって、圧力センサー１１００における圧力センサー１００と同様の部分については、本発明では説明を省略する。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１及び図１２からわかるように、圧力センサー１１００と圧力センサー１００とは、主にカバーの設計及びプリント基板の設置の点で異なっている。

具体的には、図１０Ａ及び図１０Ｂはそれぞれ上記圧力センサー１１００の実施形態を２つの視点から示す斜視図であり、なお、図１０Ａは圧力センサー１１００の上部から見た斜視図であり、図１Ｂは圧力センサー１１００の底部から見た斜視図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、圧力センサー１１００は、ケース１１０５と、ケースに取り付けられたカバー１１０１とを備えている。ケース１１０５の下部には、継手管１０２が設けられている。継手管１０２は圧力センサーの略長さＬ（図１１に示す）方向に延在している。

図１１は図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーの高さＨ方向の断面図であり、図１２は図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーの分解図である。図１Ｂの圧力センサー１００と同様に、図１１及び図１２に示されるように、圧力センサー１１００のケース１１０５は上側ケース２０１と下側ケース１２０２とを備えており、上側ケース２０１と下側ケース１２０２とは収容室が形成されるように互いに連結されている。ダイヤフラム２１０は、上側ケース２０１と下側ケース１２０２との間に設けられており、上記収容室を上側収容室２１５と下側収容室２１６とに仕切っている。継手管１０２と下側収容室２１６とは、流体連通されている。上側ケース２０１の上方に設けられたカバー１１０１と上側ケース２０１との間には、収容空間１０６が形成されている。圧力センサー１１００の上側ケース２０１及び下側ケース１２０２の構造、ダイヤフラム２１０の構造、並びにコア２１８、コイル２５１及び作動ばね２４２等の設置は、図１Ｂの圧力センサー１００における対応する部材と略同じであり、ここでは説明を省略する。したがって、圧力センサー１１００は、圧力センサー１００と同じく、サイズが小さくなっている。図１Ｂの圧力センサー１００との相違は、圧力センサー１１００の継手管１０２が圧力センサーの略長さＬ方向に延在している点である。

また、圧力センサー１１００はカバー１１０１における継手管１０２の延在する側に延在部１１０８を備え、延在部１１０８は拡張空間１１０９を備え、拡張空間１１０９はカバー１１０１と上側ケース２０１との間に形成された収容空間１０６に連通して接している。延在部１１０８は、カバー１１０１と一体に形成されている。圧力センサー１１００の長さＬ方向において、カバー１１０１の延在部１１０８の端部１１０７は、継手管１０２の端部１１０３と一致しているか、又は継手管１０２の端部１１０３をわずかに超える程度で延在しており、圧力センサー１１００の長さ方向の取付けに影響しなければよい。

圧力センサー１１００の下側ケース１２０２には下側係合機構１２８２が設けられ、カバー１１０１の延在部には下側係合機構１２８２に係合する上側係合機構（未図示）が設けられている。下側係合機構１２８２とカバー１１０１の上側係合機構とが係合することでカバー１１０１の延在部１１０８を下側ケース１２０２に連結することができる。

圧力センサー１１００は更にプリント基板１４１０を１つ備え、プリント基板１４１０は圧力センサー１１００の長さＬ方向に載置されており、プリント基板１４１０の一方の部分が上記収容空間１０６に取り付けられ、他方の部分が上記拡張空間１１０９に延在している。図１Ｂの第１のプリント基板４１０と同様に、圧力センサー１１００のプリント基板１４１０も、上側ケース２０１の筒状端部２４０に位置する取付台４２０に取り付けられる。取付台４２０は、筒状端部２４０に巻き付けられたコイル２５１の上に位置している。

図１Ｂのカバー１０１とケース１０５との間の収容空間１０６のみに位置するプリント基板４１０に比べて、本実施形態のプリント基板１４１０は長さが長くなり、カバー１１０１と上側ケース２０１との間の収容空間１０６からカバー１１０１の延在部１１０８で形成された拡張空間１１０９までずっと伸びており、したがって、本実施形態のプリント基板１４１０は素子を収容する面積がより広くなっている。また、プリント基板１４１０が長くなり、カバー１１０１に延在部１１０８が設けられているが、圧力センサー１１００の長さ方向の取付けが増えるわけではない。プリント基板１４１０が長くなり、カバー１１０１に延在部１１０８が設けられると、継手管１０２の上方の空間が十分に活用され、プリント基板１４１０の面積が拡張される。素子を収容する面積がプリント基板１４１０に十分にある場合には、圧力センサーは、プリント基板（例えば図７Ａに示される第２のプリント基板７１０）を１つ追加して圧力センサーの高さＨ方向に設けることによって、残りの素子を収容する必要がなくなる。圧力センサーの長さＬ方向に設けられるプリント基板１４１０を用いると、コイル２５１とプリント基板１４１０とが接続しやすくなる。なぜなら、コイル２５１の両端は、圧力センサーの長さＬ方向に設けられたプリント基板１４１０に対してリードを介して接続することなく、直接接続することができるからである。このような構造により、コストが低下し、製造が容易になる。図１３は、図１０Ａ及び図１０Ｂのプリント基板１４１０とコイル２５１との接続形態を示している。

図１３に示されるように、コイル２５１の２つの終端６０５及び６０６がそれぞれ、プリント基板１４１０における取付台４２０から突き出た第１のピン６１１及び第２のピン６１２上に巻き付けられている。プリント基板１４１０には、チップ１７０３が実装されている。チップ１７０３は、例えばセンサー作動チップである。プリント基板１４１０には、更にコンデンサ６３０が実装されている。なお、プリント基板１４１０には、図示されるチップ１７０３及びコンデンサ６３０に加えて、更に他のチップ、コンデンサ又は他の電気部品が実装されていてもよい。また、下側ケース１２０２の下側係合機構１２８２の近傍には、プリント基板１４１０を補助的に支持するための支持バー１２８５が更に設けられている。

上述したようにプリント基板１４１０を設ける利点は、以下にある。すなわち、圧力センサー１１００の高さ方向におけるサイズを小さくするのに有益であり、プリント基板１４１０の取付強度の改良が可能であり、家庭用電気器具が更にインテリジェント化されるニーズを満たすように、プリント基板１４１０の電気部品の載置量を増大可能である。

再び図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、カバー１１０１の延在部１１０８は対向する２つ平面１１１２及び１１１４を備えており、これら２つの平面１１１２及び１１１４は圧力センサー１１００の高さＨ方向に対して略平行であり、圧力センサー１１００の取付けの際の位置決めに用いることができる。平面１１１２及び１１１４には、プラグ４８０（図１４Ａ及び図１４Ｂに示す）の信号ソケット１２０も形成されている。プラグ４８０は、プリント基板１４１０の素子に電気的に接続されて、圧力センサー１１００と家庭用電気器具の控制装置との間で信号を伝送するためのものである。なお、本発明では圧力センサー１１００の取付けの際の位置決め用に１０Ａ及び図１０Ｂに示される平面１１１２及び１１１４が設けられており、このようにすると、機械的構造、配置に良い効果があるが、圧力センサーの他の部位、例えば、円柱形のケースに沿って延在する平面を取付けの際の位置決めに用いてもよく、これも本発明の保護範囲に入るものとする。

図１４Ａは、図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーとプラグとの組付図を示している。図１４Ｂは、図１３Ａの一部切欠き図であり、カバー１１０１の延在部１１０８の一部を取り除いて、プラグ４８０とプリント基板１４１０とがどのように組み付けられているかを示している。図１４Ａ及び１４Ｂに示されるように、プラグ４８０は信号ソケット１２０からカバー１１０１の延在部１１０８の拡張空間１１０９に差し込まれており、プラグ４８０にはプリント基板１４１０の接続端１４１２を受け入れる収納溝４８２が設けられている。圧力センサーの長さＬ方向に設けられたプリント基板１４１０を用いると、プラグ４８０とプリント基板１４１０との接続がより容易になる。また、延在部１１０８はカバー１１０１と一体に形成されているので、プラグ４８０がカバー１１０１の延在部１１０８に収容されると、プラグを液体からより良好に隔離することができ、それによって、プラグ４８０に対する防水作用が増大する。プラグ４８０は、ＲＡＳＴ２．５ ３Ｐコネクターに適合したプラグとする。

図１５は、家庭用電気器具における図１０Ａ及び図１０Ｂの圧力センサーの取付構造の一実施形態を示している。図１５に示されるように、家庭用電気器具のパネル９００にはパネル９００の表面から延在した少なくとも２つの弾性アーム１５５２及び１５５４が設けられ、弾性アーム１５５２及び１５５４の自由端にはそれぞれ鈎部１５５１及び１５５３が設けられている。圧力センサー１１００は、２つの弾性アーム１５５２と１５５４との間に取り付けられて、鈎部１５５１及び１５５３によってパネル９００に固定される。鈎部１５５１及び１５５３とパネル９００の表面との距離は、圧力センサー１１００のカバー１１０１の上部がパネル９００の表面に突き当たった際に鈎部１５５１及び１５５３がちょうど圧力センサー１１００の下側ケース１２０２の底部を押さえ込むことができるように設定される。パネル９００にはパネル９００の表面から延在した回転防止板１５５８及び１５５９が更に設けられており、回転防止板１５５８及び１５５９はカバー１１０１の延在部１１０８の２つの平面１１１２及び１１１４と組み合わせられて、パネル９００に対する圧力センサー１１００の回転を防止する。また、パネル９００には、パネル９００の表面から延在し、パネル９００表面に沿った圧力センサー１１００の移動を阻止するための押さえ板１５５６が更に設けられている。なお、図１５は単に圧力センサー１１００の取付形態の一例を示しているにすぎず、例えば、図１５に示されるように、家庭用電気器具のパネルに具体的な取付構造を設けて、圧力センサー１１００にはこれに組み合わせられる構造を設けるだけでもよく、圧力センサー１１００に取付構造を設け、この取付構造によって家庭用電気器具のパネルに取り付けるようにしてもよく、圧力センサー１１００は種々の形態で取り付けることができる。

なお、本発明では、ダイヤフラム２１０は一体に形成されており、カバー１０１、１１０１も一体に形成されている。また、本発明の圧力センサー１００及び１１００のサイズは明らかに小さくなっているが、試験を繰り返した結果、本発明の圧力センサー１００及び１１００は作動要件に完全に合致した圧力の反応感度を有している。

図面に示された具体的な実施形態を参照して本発明を説明したが、発明に教示された精神及び範囲を逸脱しないことを前提として、本発明の圧力センサーは多くの変更形態を有することができると理解するものとする。本発明の各実施形態の部材及び／又は構造は可能な場合には種々の組合せを実施することができ、これらはいずれも本発明の保護範囲に入る。本発明に開示された実施形態におけるパラメーターを変更した様々な形態にも当業者は気づくであろうが、これらはいずれも本発明の特許請求の範囲の精神及び範囲に入る。

Claims (21)

1. 上側ケース（２０１）と、下側ケース（２０２、１２０２）とを備え、該上側ケース（２０１）と該下側ケース（２０２、１２０２）との間に収容室が１つ形成されるように該上側ケース（２０１）と該下側ケース（２０２、１２０２）とを設けたケース（１０５、１１０５）と、
   前記上側ケース（２０１）と前記下側ケース（２０２、１２０２）との間に設けられ、前記収容室を上側収容室（２１５）と下側収容室（２１６）とに仕切るダイヤフラム（２１０）と、
   前記ダイヤフラム（２１０）の運動に伴って運動するコア（２１８）と、
   を備える圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記ダイヤフラム（２１０）は、支持体（２１２）と、該支持体（２１２）の周りを囲み、該支持体（２１２）のエッジ（４６０）から延在した薄膜（２１３）とを備え、
   前記コア（２１８）は、前記支持体（２１２）に載置されており、
   前記支持体（２１２）は円盤状であり、
   前記支持体（２１２）の厚さは、前記薄膜（２１３）の厚さの２倍～５倍であり、
   前記支持体（２１２）の外側の輪郭には、該支持体の外径が含まれ、前記コア（２１８）には、該コアの外径が含まれており、該支持体の外径は、該コアの外径に対して等しいか、わずかに大きいか、若しくはわずかに小さく設定されているか、又は、
   前記支持体の外径と前記コアの外径との比は、０．８５～１．６である、ことを特徴とする、圧力センサー。
2. 請求項１に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記ケース（１０５、１１０５）に固定され、前記コア（２１８）と協働して可変インダクタンス型変換器を形成するコイル（２５１）を更に備えることを特徴とする、圧力センサー。
3. 請求項１に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記コア（２１８）は、前記支持体（２１２）に接触していることを特徴とする、圧力センサー。
4. 請求項１に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記ダイヤフラム（２１０）は、前記薄膜（２１３）の周りを囲むように設けられ、前記上側ケース（２０１）と前記下側ケース（２０２、１２０２）との間に挟持されて前記上側収容室（２１５）と前記下側収容室（２１６）とを密封するように仕切るシーリングエッジ（２３０）を備え、
   前記薄膜（２１３）は、前記支持体（２１２）のエッジ（４６０）と前記シーリングエッジ（２３０）との間に渡って設けられたアーチ部（４７０）を備えることを特徴とする、圧力センサー。
5. 請求項４に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記薄膜（２１３）は、前記支持体（２１２）のエッジ（４６０）及び前記シーリングエッジ（２３０）との連結部でせり上がり始め、前記アーチ部（４７０）を形成していることを特徴とする、圧力センサー。
6. 請求項１に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記下側ケース（２０２、１２０２）と前記ダイヤフラム（２１０）との間に介在する該ダイヤフラム（２１０）用の弾性補償部材（２１７、２５０）を更に備えることを特徴とする、圧力センサー。
7. 請求項６に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記弾性補償部材（２１７、２５０）は、前記ダイヤフラム（２１０）の支持体（２１２）の下部に設けられ、該支持体（２１２）から下へ延在し、前記下側ケース（２０２）の底部（２５２）に接触可能な弾性棒（２１７）であることを特徴とする、圧力センサー。
8. 請求項７に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記弾性棒（２１７）の少なくとも一部を収容する突出要素（２５３）が前記下側ケース（２５３）の前記底部（２５２）に設けられていることを特徴とする、圧力センサー。
9. 請求項１に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
   前記コア（２１８）は、円筒形であり、
   前記ダイヤフラム（２１０）は、前記支持体（２１２）の上面から延在した取付棒（２１４）を更に備え、
   前記コア（２１８）は、前記取付棒（２１４）に被せられていることを特徴とする、圧力センサー。
10. 請求項５に記載の圧力センサー（１００、１１００）であって、
    前記ダイヤフラム（２１０）は、弾性材料により一体的に形成されていることを特徴とする、圧力センサー。
11. 上側ケース（２０１）と下側ケース（１２０２）とを備え、該上側ケース（２０１）と該下側ケース（１２０２）との間に収容室が形成されるように該上側ケース（２０１）と該下側ケース（１２０２）とを設けたケース（１１０５）と、
    前記上側ケース（２０１）と前記下側ケース（１２０２）との間に設けられ、前記収容室を上側収容室（２１５）と下側収容室（２１６）とに仕切り、圧力の変化に応じて移動可能なダイヤフラム（２１０）と、
    前記ケース（１１０５）に設けられ、前記上側ケース（２０１）との間に収容空間（１０６）を形成するカバー（１１０１）と、
    前記下側収容室（２１６）に流体連通された継手管（１０２）と、
    を備える圧力センサー（１１００）であって、
    該圧力センサー（１１００）には、長さ（Ｌ）と高さ（Ｈ）とがあり、前記継手管（１０２）は、該圧力センサー（１１００）の長さ（Ｌ）方向に延在し、
    前記カバー（１１０１）における前記継手管（１０２）の延在する側には、延在部（１１０８）があり、該延在部（１１０８）は、前記収容空間（１０６）に連通して接する拡張空間（１１０９）を備える、圧力センサー。
12. 請求項１１に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    該圧力センサー（１１００）の長さ（Ｌ）方向に載置され、一方の部分が前記収容空間（１０６）に取り付けられ、他方の部分が前記拡張空間（１１０９）に延在する１つのプリント基板（１４１０）を更に備えることを特徴とする、圧力センサー。
13. 請求項１２に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記上側ケース（２０１）に固定され、両端が前記プリント基板（１４１０）に直接接続されたコイル（２５１）を更に備えることを特徴とする、圧力センサー。
14. 請求項１２に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記プリント基板（１４１０）には、少なくとも１つのチップ（７０３）が実装されていることを特徴とする、圧力センサー。
15. 請求項１２に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記プリント基板（１４１０）には、少なくとも１つのコンデンサ（６３０）が実装されていることを特徴とする、圧力センサー。
16. 請求項１１に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記延在部（１１０８）の端部（１１０７）は、前記継手管（１０２）の端部（１１０３）と略一致しているか、又は該継手管（１０２）の端部（１１０３）をわずかに超える程度で延在していることを特徴とする、圧力センサー。
17. 請求項１２に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記拡張空間（１１０９）には、前記プリント基板（１４１０）の素子に電気的に接続されるプラグ（４８０）を収容することができることを特徴とする、圧力センサー。
18. 請求項１１に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記下側ケース（１２０２）には、下側係合機構（１２８２）が設けられ、前記カバー（１１０１）の延在部（１１０８）には、該下側係合機構（１２８２）に係合する上側係合機構が設けられていることを特徴とする、圧力センサー。
19. 請求項１１に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記カバー（１１０１）の延在部（１１０８）は、該圧力センサー（１１００）の高さ（Ｈ）方向に対して略平行であり、該圧力センサー（１１００）の取付けの際の位置決めに用いることが可能な対向する２つの平面（１１１２、１１１４）を備えることを特徴とする、圧力センサー。
20. 請求項１１に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記カバー（１１０１）は、一体に形成されていることを特徴とする、圧力センサー。
21. 請求項１９に記載の圧力センサー（１１００）であって、
    前記２つの平面（１１１２、１１１４）は、前記圧力センサー（１１００）が取付けられるべきパネル（９００）から延在した回転防止板（１５５８、１５５９）と組み合わされて、前記パネル（９００）に対する前記圧力センサー（１１００）の回転を防止することを特徴とする圧力センサー。

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