JPH01296121A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、浴槽等の水位を圧力として検知する圧力検知
センサに関するものであり、浴槽へ自動的に湯張りを行
う自動風呂等に用いられるものである。

従来の技術 従来のこの種の圧力検知センサを第７図及び第８図に示
す。１は浴槽もしくは浴槽に連通したパイプであり、水
が充填していて浴槽の水位に応じてその圧力が変化する
ものであり、２はセンサ取付台である。３は圧力検知素
子であり、圧力導入口４を有する。５は圧力検知素子３
を支持する素子支持体であり、圧力導入口４を開口にさ
しこませて圧力導入口４に連通させた圧力伝達室６を有
する。７はゴムダイヤフラムであり、センサ取付台２と
素子支持体５とをビス８で給金するときに圧力伝達室６
を密閉し、バイブ１内の充填水と圧力検知素子３とを隔
離すると同時に圧力を伝達させる役目を果す。９はゴム
ダイヤフラム７で密閉された圧力伝達室θ内を充填した
流動性の充填材であり、例えばシリコンオイル等を用い
る。そして、ダイヤフラム７で水と圧力検知素子３とを
隔離する理由は、汚れた浴槽水で圧力検知素子３が腐蝕
したり、圧力導入口４がつまったり、水の凍結で異常を
おこしたり、電圧サージが水を伝搬して圧力検知素子３
を破壊したりするのを防止し、かつ、圧力を正確に伝達
させるためである。また充填材９を用いる理由は、もし
充填材を用いないで空気層を形成させている場合には水
の圧力変化で空気の圧縮度合が大きく変化してゴムダイ
ヤフラム７の動作点が移動し圧力伝達特性に影響をおよ
ぼして好ましくないからであり、また水の温度は大きく
変化するがその時空気の体積も大きく変化し前記と同様
の悪影響をおよぼすのを防止するためである。１０は圧
力検知素子３の信号を処理する回路、１１はそれらを支
持するプリント板、１２は蓋である。

１３は充填材９を充填する注入口であり、この注入口１
３より径小な注入路１３暑を介して圧力伝達室６に充填
材９を充填する。この径大な注入口１３はその内径より
若干大きな栓としてのボール１４を気密に圧入して空気
が入らないようにしである。ボール１４の材質としては
、ＳＵＳ　３０４や樹脂製のものとしてナイロンやポリ
プロピレン製のものがある。又、素子支持体５は樹脂を
用いて、絶縁性能を確保させている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、素子支持−体５の
注入口１３の径のバラツキを小さくすることは、素子支
持体５が樹脂性であるために非常に困難であった。即ち
樹脂特有の課題として熱収縮率が大きい欠点があった。

たとえば熱収縮率はジュラコンでは８　Ｘ　Ｉ　Ｑ−５
〜１０　Ｘ　Ｉ　Ｑ−ｓ　　であり、ボリプＪピレンで
は１１ＸＩＯ−５であり、温度によって穴径が異なる欠
点があった。一方、ボール１４の外径については、たと
えば５ｕＳ３０４の場合には、公差は３〜４μの加工が
可能であるが、常温下で素子支持体５の注入口１３の径
を適正値に設定しても、低温（たこえば−２０℃）にな
ると、素子支持体５の熱収縮率が大きくなり、結果とし
て素子支持体５の許容応力を越えてメカニカルクラック
を生じて破断し、シール不良に至る欠点があった。同様
に、ボール１４をポリプロピレン等で作ることも可能で
あるが熱収縮率が大きいために、寸法精度が出に＜＜、
素子支持体５の注入口１３の径に対し、ボール１４の外
径の設定が困難で、時には圧入代が大きく、時には圧入
代が少くなるという欠点があり、圧入代が大きいと低温
で許容応力を越えてメカニカルクラックとなり、圧入代
があまいと高温でシール不良となる欠点を有していたも
のである。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、樹脂性の
素子支持体の充填材注入口にシール性の良い構成を提供
するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の圧力センサは、素子
支持体の圧力伝達室へ充填する流動性充填材を注入する
素子支持体の注入口の第２の穴径φＤ２よりも大きい外
径ｆｌｌＤ７を有し、前記注入口の第３の穴径１１１０
３よりも外径φＤ７を小さくした注入口封止用のゴム製
の封止体を有し、前記封止体の頭部にはφＤ５の座ぐり
を有し、下部には曲面を有する構成である。

作　　用 本発明は上記構成によって、座ぐり部に棒等を差し込ん
で封止体を注入口に挿入させるようにし、且つ、下部に
は曲面を有しているので、封止体を流動性充填材中に挿
入する時空気をかみに＜＜シ、かつ流動性充填材の圧縮
代を小さくできる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図、第２図、第３図、第４
図、第５図、第６図に基づいて説明する。

なお、従来技術と同一部分には同一符号を符して詳細な
説明は省略し、異なる細分を中心に説明する。

また、第２図は第１図のダイヤフラム端部の要部拡大断
面図である。そして、第７図と異る点は、ダイヤフラム
１５としては少なくとも金属層１６と樹脂層１７の２層
からなる多層構造のつまりラミネートフィルムによるダ
イヤフラムを用い、かつ素子支持体５の圧力伝達室６側
にその樹脂層１７を配設し、その端部１８を素子支持体
５にヒートシールして圧力伝達室６を密閉した点にある
。

また１９はセンサ取付台２から外部に水が洩れるのを防
止するためダイヤフラム１５とセンサ取付台２の間に介
在した０リングである。そして第３図において、明らか
な如く素子支持体５には注入路１３ａ側より径小部１３
ｂ、径大部１３ｃの２段階径よりなり、かつ最外方に素
子支持体５の外面より一段低い座ぐり平面部２５を有す
る充填材注入口１３があり、その径はφＤ１＜φｏ２＜
φＤ３くφＤ４の関係となっており、充填材９は２点鎖
線２０まで真空中で注入する。第３図は注入した後、大
気中に戻した状態を示しである。２１は注入口１３の封
止用のピン（封止体ともいう）であり、フッソゴム等か
らなっている。ピン２１はその外径φＤ７を前記径小部
１３ｂの内径φＤ２より大きく１０％〜２０％の圧縮代
をとっである。

第４図はピン２１の詳細図であり、頭部２１ｂにはφＤ
５の座ぐり部２１ｍを有しているので、その径φＤ５よ
り小さい棒で前記注入口１３にピン２０を挿入し易くし
である。また頭部２１ｂの外径φＤ６は前記注入口１３
の径大部１３ａの内径φＤ３より小さくしてあり、且つ
、ピン２１の下端にはＲ１の曲面を有しているので、ピ
ン２１を前記注入口１３の流動性の充填材９中に注入す
る時にピン２１の曲面部Ｒ１に空気が付着しにくく且つ
、ピン２１は注入口１３の径大部１３ｏの内径φＤ３中
を降下する時には、内径φＤ３＞φＤ７のため充填材９
が過圧縮されないという利点がある。この充填材９の過
圧縮を少くするには、第３図の１寸法（径小部１３ｂの
深さ）を限りなく小さくすれば良い。そして流動性充填
材９の過圧縮を少くすることは、圧力センサの温度特性
を改善するためには必要である。

第５図はキヤ、ツブ２２の詳細図であり、注入口１３の
座ぐり平面部２５に対向して裏面外周のφＤ９の部分に
α０キ９０°でｍ中０．８ｍｍのビード部２４が全周に
設けである。このキャップ２２を素子支持体５の注入口
１３に超音波溶着するようにしである。超音波溶着の状
態は第６図に示すが、キャップ２２の出代部２２ａのｎ
寸法によって、ピン２１の移動を防止しである。

ここで、ピン２１とキャップ２２の取付力について説明
すると、まず流動性充填材９を注入路１３ｍより圧力伝
達室６に真空中で注入し、その後、大気中でピン２１を
注入口１ａに封止した後さらに注入口１３の座ぐり平面
部２５にキャップ２２をのせ、それから真空容器に圧力
センサを入れて、真空容器内を真空度を徐々に高くして
、空間２３の空気を抜くようにする。前記空間２３の空
気を抜くには、キャップ２２の出代部２２ｍの内径φＤ
９＜注入口１３の径大部１３ｏの内径φＤ３とし、キャ
ップ２２が２点鎖線の２２′の位置に動くだけのクリア
ランスを有することによって、前記空間２３の空気を効
果的に抜くことができる。

前記空間２３中の空気が残っていると、空気がフッソゴ
ム製のピン２１を通して空気が充填材９中に入り、圧力
伝達を疎外する要因となり好ましくない。

このように空間２３の空気を抜いたら、その後は真空中
で超音波溶着によりキャップ２２のビード部２４を溶か
し座ぐり平面部２５に一体化して完了する。

発明の効果 以上のように、本発明の圧力センサは、素子支持体の圧
力伝達室へ充填する流動性充填材を注入する素子支持体
の注入口の穴径φＤ２よりも大きい外径φＤ７を有し、
前記注入口の第３の穴径φＤ３よりも外径φＤ７を小さ
くした注入口封止用のゴム製の封止体とからなり、前記
封止体の頭部にはφＤ５の座ぐり部を有し、下面には曲
面を持たせているので、下記の効果を有する。

（１）樹脂性の素子支持体に形成した注入口にゴム製の
封止体を圧縮代１０％〜２０％で挿入しであるので、素
子支持体にメカニカルクラックを生じる大きな応力が加
わらない。

＠）座ぐり部に棒をさし込んで、注入口に封止体を押し
込めるので挿入作業が容易にできる。

（３）封止体の下面に曲面を持たせているので、封止体
の挿入時空気のかみこみがない。

４）流動性充填材は注入口の第３の穴径φＤ３の部分で
は過圧縮されないので圧力上昇がなく、過圧縮になるの
は注入口の第２の穴径１＋１０２の部分のみであり、こ
の１寸法を小さくすればするほど充填材注入量が一定量
の過圧縮に押えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における圧力センサの断面図
、第２図は同センサダイヤフラム端部の拡大断面図、第
３図は同圧力センサの充填材注入部の詳細断面図、第４
図は同圧力センサのピンの詳細断面図、第５図は同セン
サのキャップの詳細断面図、第６図は同圧力センサのキ
ャップ溶着時の断面図、第７図は従来の圧力センサの断
面図、第８図は従来の圧力センサの充填材封印部の断面
図である。 ３・・・・・・圧力検出素子、４・・・・・・圧力導入
口、５・・・・・・素子支持体、６・・・・・・圧力伝
達室、９・・・・・・流動性充填材、１：３・・・・・
・注入口、φＤ２・・・・・・注入口の第２の穴径、φ
Ｄ３・・・・・・注入口の第３の穴径、２１・・・・・
・ピン（封止体）、２２・・・・・・キャップ、φｏ７
・・・・・・ピンの外径、Ｒ１・・・・・・ピン下面の
曲面。 ３−“−圧力検出素子 ４−・−圧１３弄スロ 汁・−票子支＃体 ６〜氏力伝ｆＬ宣 １３ａ−−注入路 １５−・ダイヤフラム ２１・・−ピン 枢坦）ｒ？！　　　　　　　　　　　　　　　補ヰｉ　
　　：　　１ｉ１ １／）　、ＯＬ！２ミ５　　　　　　　　　　　　　　
　　　りい〜　　　句 句　（ 第４図　　　　　　２１−ヒ°　ン 第５図 ど１−−−　ビ　　　　ソ ｎ・・・キＶ−ツブ 四−空間 ２４−　ビード部 ２５−ｓ　　＜　　リ−ｔｃｍｓ 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力導入口を有する圧力検出素子と、前記圧力導入口に
   連通した圧力伝達室を形成する圧力伝達膜を設け、かつ
   、この圧力伝達室へ充填する流動性充填材を注入する注
   入口を有する樹脂製の素子支持体と、少くとも３段階の
   異なる穴径を有する前記注入口の第２の穴径φＤ＿２よ
   りも大きい外径φＤ＿７を有し、前記注入口の第３の穴
   径φＤ＿３よりも外径φＤ＿７を小さくした注入口封止
   用のゴム製の封止体とからなり、前記封止体の頭部には
   φＤ＿５の座ぐり部を有し、下部には曲面を有する圧力
   センサ。