JPH07294355A

JPH07294355A - 圧力センサ

Info

Publication number: JPH07294355A
Application number: JP11347694A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Onoda; 真稔小野田; Norio Matsuda; 典朗松田; Masaki Takakuwa; 昌樹高桑; Hironobu Baba; 広伸馬場
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】感圧素子への埃、泥、水分等の付着による感圧
素子の破壊の防止、測定精度の低下の防止、測定圧力媒
体が大気中に放出されることの防止。【構成】圧力センサ１０はヘッダ１１、測定圧導入パイ
プ１２、台座１４、感圧素子１５、キャップ１９から成
る。キャップ１９は水分、泥、埃等の通過を阻止し、空
気のみ通過させる部材で出来ている。具体的には、四フ
ッ化エチレン樹脂多孔質材である。又、キャップ１９は
通気吸水性隔膜、通気性吸水シートを用いても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大気圧に対する相対圧力
を測定する圧力センサにおいて、汚れた空気や水分が圧
力センサ内に侵入して感圧素子に付着することを防止す
ることや、大気導入口が埃や泥等により詰まることを防
止し、逆に、測定圧力媒体が大気中に放出されることを
極力少なくした圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車燃料の大気中への放出を防
止するために、ガソリンタンク内の圧力を検出すること
で、ガソリンガスの大気中への洩れを検出するようにし
た微圧センサが開発されている。この微圧センサの圧力
変化は−５〜＋５KPa 程度の微小量である。又、基準圧
を大気圧とするのが最適である。このような埃、塵、水
分、泥等の多い環境で圧力センサを使用する場合に、大
気の導入に工夫をする必要がある。

【０００３】一方、圧力センサに関して、実開昭６１−
１５８８３６号公報、実開昭５９−１５９４３号公報、
実開昭５７−１９４０４１号公報、実開平１−１４６４
４０号公報、特開昭５９−２２４５３４号公報に開示の
センサが知られている。これらのセンサは、全て、測定
圧を導入する導入路にフィルタを設けたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらのフィルタを仮
に大気を導入する導入路に設けたとしても、その圧力セ
ンサを自動車に搭載するような場合には、埃、塵、泥、
水等の侵入によりフィルタが目詰まりを起こして、正確
な微小差圧を検出することはできない。又、感圧素子が
破壊されたような場合には、測定圧力媒体が大気中に洩
れる場合がある。

【０００５】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、目詰まりを起こすことな
く正確な微小差圧を検出できるようにし、又、埃、塵、
泥、水等の多い環境から大気を圧力センサに導入する場
合に、感圧素子に埃、泥等が付着して、感圧素子を破壊
しないように、又、測定圧力媒体が大気中に放出される
ことを防止することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基台
と、一方の端面に大気圧、他方の端面に測定圧を受ける
ように基台に配設された感圧素子と、基台に係合し感圧
素子の大気圧を受ける端面側から感圧素子及び基台を覆
うキャップとからなる圧力センサにおいて、キャップは
通気性を有し水分の通過を阻止する物質で形成したこと
を特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、そのキャップの表面を
金網状のメタルネットで覆ったことを特徴とする。

【０００８】又、請求項３の発明は、請求項１の発明に
おいて、基台は、測定圧を導入する測定圧導入パイプと
この測定圧導入パイプの出入口に接続されて感圧素子を
配設する台座とから成り、測定圧導入パイプと台座の接
合部、台座と感圧素子との接合部とを軟質樹脂で被覆し
たことを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、基台と、一方の端面に
大気圧、他方の端面に測定圧を受けるように基台に配設
された感圧素子と、基台に係合し感圧素子の大気圧を受
ける端面側から感圧素子及び基台を覆うキャップと、基
台に形成され感圧素子からの検出信号を外部に取り出す
ためのコネクタとからなる圧力センサにおいて、コネク
タの底部の基台に、感圧素子の大気圧を受ける側の部屋
に大気圧を導く連通孔を形成し、コネクタの外部への開
口部に外気導入パイプを接続し、若しくは、前記キャッ
プに、前記感圧素子の大気圧を受ける側の部屋に大気圧
を導く連通孔を形成するとともにこの連通孔に外気導入
パイプを接続し、この外気導入パイプを清浄な空気の得
られる箇所に接続したことを特徴とする。

【００１０】

【作用及び発明の効果】請求項１の発明では、感圧素子
の端面に大気圧を導入する側をキャップで覆っている
が、このキャップが通気性を有し水分の通過を阻止する
物質で形成しているので、圧力センサの大気が導入され
る部屋には大気のみが導入され、泥、埃、水分は遮断さ
れる。よって、感圧素子の大気圧がかかる端面には、
泥、埃、塵、水分等が付着することがないため、感圧素
子の破壊が防止される。又、キャップ全体が通気性を有
する物質で形成されているので、目づまりにより圧力セ
ンサの内室が外部の大気圧より低くなることがなく、従
って、正確な微小差圧を検出することができる。又、例
え、感圧素子が破壊された場合でも、測定圧力媒体が感
圧素子の大気圧を受ける側の内室に侵入しても、キャッ
プを通過することがないため、大気中への測定圧力媒体
の放出が防止される。

【００１１】請求項２の発明では、キャップの表面が金
網状のメタルネットで覆われているが、このことにより
キャップの機械的強度が補強される。

【００１２】請求項３の発明では、測定圧が導入されて
いる空間と大気圧が導入されている空間とを分離する部
分で、且つ、各部品間の接続部、即ち、感圧素子と台
座、台座と基台との接続部を樹脂で被覆しているので、
測定圧又は大気の洩れがないため、正確な微小差圧が検
出される。

【００１３】請求項４の発明では、基台に形成された検
出信号を外部に取り出すためのコネクタを有する圧力セ
ンサにおいて、コネクタの底部の基台に、感圧素子の大
気圧を受ける側の部屋に大気圧を導く連通孔を形成し、
若しくは、感圧素子及び基台を覆うキャップに連通孔を
形成し、コネクタの外部への開口部に外気導入パイプを
接続し、この外気導入パイプを清浄な空気の得られる箇
所に接続したので、大気中の清浄な空気が圧力センサの
内室に導かれる。よって、感圧素子には泥、埃、塵、水
分等の付着がなく、素子破壊や測定精度の低下が防止さ
れる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例を図面に基づ
き説明する。第１実施例図１において、圧力センサ１０は金属ベースのヘッダ
（機密端子体）１１を有し、そのヘッダ１１の中央部に
形成された孔１３に測定圧導入パイプ１２が挿入されロ
ー付け等の方法によりヘッダ１１に接続されている。さ
らに、測定圧導入パイプ１２とヘッダ１１との接合部は
ハンダ２１により機密封止されている。その測定圧導入
パイプ１２の出入口１２ｂにはガラス製（パイレックス
ガラス等のホウ硅酸塩ガラス）の台座１４が陽極接合法
により機密的に接合されており、その台座１４の上に半
導体圧電歪み素子のブリッジ回路で構成された感圧素子
１５が接合されている。又、ヘッダ１１を貫いてリード
ピン１６ａ〜１６ｄがハーメチックガラス１７により機
密封止されて配設されている。これらのリードピン１６
ａ〜１６ｄは、感圧素子１５に給電するための端子及び
感圧素子１５からの信号を外部に取り出すための端子で
ある。このリードピン１６ａ〜１６ｄは、感圧素子１５
とワイヤ２２により電気的に接続されている。

【００１５】台座１４には予め導入孔１８が形成されて
おり、この導入孔１８は測定圧導入パイプ１２に接合さ
れている。この測定圧導入パイプ１２と導入孔１８を介
して感圧素子１５の一端面１５ａに、測定される圧力が
印加される。

【００１６】又、ヘッダ１１のフランジ部１１ａにはキ
ャップ１９のフランジ部１９ａが当接し、キャップ１９
はヘッダ１１にクリップ２０により固定されている。キ
ャップ１９は水分、泥、埃等の通過を阻止し、空気のみ
通過させる部材で出来ている。このキャップ１９によっ
て圧力センサ１０の内部は圧力損失がなく大気が導入さ
れる。このキャップ１９はシェル状に成形されたもの
で、通常の外部からの機械的応力で変形することはな
く、感圧素子１５やワイヤ２２を外力から保護できる硬
度を有している。キャップ１９は、通気性且つ撥水性を
有する隔膜で形成される。具体的には、四フッ化エチレ
ン樹脂等の多孔質材を用いることができる。又、キャッ
プ１９には金属、樹脂等の補強材が肉内にインサートさ
れていても良い。

【００１７】尚、キャップ１９には、通気性を有し、且
つ、吸水性を有する材料、例えば、サンウェット１Ｍ−
１０００（三洋化成工業株式会社製）を含有させた通気
吸水性隔膜を用いても良い。さらに、キャップ１９に
は、ＳＡＰシート（三洋化成工業株式会社製）等の通気
性吸水シートを用いても良い。

【００１８】図１に示す圧力センサ１０は、図２に示す
ように、ハウジング１００内に設置される。リードピン
１６ａ〜１６ｄは、ハウジング１００内に予め配設され
たコネクタターミナル１０２とハンダ付け又は溶接によ
り接続されている。このハウジング１００には測定圧を
導入する導入パイプ１０４が、圧力センサ１０の測定圧
導入パイプ１２に連続するように配設されている。又、
この測定圧導入パイプ１２はハウジング１００の底部に
おいて、ハウジング１００に対してＯリング１０８によ
り機密封止されている。一方、ハウジング１００の上部
には大気圧を導入するための導入孔１０６が形成されて
いる。この構造により、大気圧は、導入孔１０６を介し
てハウジング１００内部に導入され、キャップ１９を通
過して圧力センサ１０の内部に導入され、感圧素子１５
の測定圧端面に印加される。又、測定圧は導入パイプ１
０４、測定圧導入パイプ１２を介して圧力センサ１０の
内部に導入され、台座１４の導入孔１８を介して圧力セ
ンサ１０の感圧素子１５の測定圧端面に印加される。

【００１９】自動車のガソリンタンク内の圧力を測定す
る場合には、ハウジング１００は、導入パイプ１０４が
ガソリンタンク内部に開放され、導入孔１０６が大気に
開放される位置に配設される。しかし、自動車の場合に
は、大気に開放される導入孔１０６には、泥水、埃、高
圧シャワー洗浄水等の汚れ、水等が侵入して来る。この
ような場合に、本実施例のように、圧力センサ１０のキ
ャップ１９が通気性があり、しかも、撥水性又は吸水性
により水分の通過を阻止するような物質で形成されてい
ると、圧力センサ１０の内部へ、泥水、埃、水等の侵入
が防止できる。しかも、必要な大気を圧力センサ１０の
内部へ導入することができる。よって、感圧素子１５に
泥、埃、水等の付着が防止できるので、感圧素子１５の
破壊を防止できる。しかも、キャップ１９は全面に渡っ
て通気性を有することから、目詰まりが防止できるの
で、圧力センサ１０の内部は正確な大気圧となる。

【００２０】又、このキャップ１９は、圧力センサ１０
をハウジング１００に取り付ける際に、感圧素子１５、
リードピン１６ａ〜１６ｄ、ワイヤ２２を機械的に保護
する作用をする。又、油分の多い環境下で圧力センサ１
０を使用する場合には、キャップ１９を吸油材で形成す
ることにより、油分の除去を行うことができる。

【００２１】キャップ１９は切削加工、射出成形、押出
成形などで形成できる。又、不織布やメタルフィルタ等
に撥水性材や吸水性材等を含侵させたり、混練して形成
した材料を用いても良い。又、不織布等のベース材の表
面（片面でも両面でも良い）にコーティング、貼付け等
の方法で、通気性を確保しながら、撥水性又は吸水性の
機能を発揮できるように形成したものでも良い。特に金
属材料等の展性が高いものをベース材として用いた場
合、プレス等の簡便な方法で通気性キャップを製作する
ことも可能である。

【００２２】第２実施例本実施例の圧力センサ１０は、図３に示すように第１実
施例の圧力センサ１０のキャップ１９の内表面及び外表
面を金網状のメタルネット２３ａ、２３ｂで覆ったもの
である。キャップ１９の肉厚が薄くてキャップとしての
形状が保持できない場合、又は、脆い材質で形成した場
合にキャップとしての外部応力を支えきれない場合に、
メタルネット２３ａ、２３ｂを張り合わせるのが極めて
有効である。さらに、キャップ１９が導電性を有してい
ない場合には、メタルネット２３ａ、２３ｂは、感圧素
子１５に雑音の影響を与える電磁ノイズ等を除去する作
用を有する。即ち、ＥＭＩシールド機能を有したものと
なる。

【００２３】第３実施例第３実施例の圧力センサ１０は、製造上のバラツキによ
る気密性不良の対策を図ったものである。第１実施例の
圧力センサ１０において、感圧素子１５と台座１４との
接合部、台座１４と測定圧導入パイプ１２との接合部に
おいて、製造バラツキにより気密洩れが発生する可能性
がある。そこで、本実施例は、図４に示すように、感圧
素子１５と台座１４との接合部、台座１４と測定圧導入
パイプ１２との接合部の全周に渡り軟質樹脂２４でコー
ティングしたものである。又、台座１４の導入孔１８の
直径は０．１〜０．２ｍｍとすることで、感圧素子１５
が破壊された場合でも、測定圧力媒体、即ち、ガソリン
の大気中への放出が極微量に抑制される。又、台座１４
は上部でＬ字状に段付部１４ａが形成されており、軟質
樹脂２４の台座１４への付着を強固なものとしている。

【００２４】図５は、第３実施例の変形例にかかる圧力
センサ５０を示したものである。感圧素子１５、ガラス
製の台座１４、導入孔１８、測定圧導入パイプ１２は第
３実施例と同一構成である。本変形例では、ヘッダ１１
に代えてステム５２とガラス５３とを用いている。即
ち、ガラス５３により測定圧導入パイプ１２、リードピ
ン１６ａ、１６ｃがステム５２に気密封止されて取り付
けられている。又、ステム５２にはキャップ５１がステ
ム５２にろう付けされている。このキャップ５１は側壁
のみ有し上部が開放されたものである。そして、キャッ
プ５１とステム５２で形成される空間にはゲル状の軟質
樹脂５４が充填されている。本変形例も、台座１４の導
入孔１８の直径は０．２ｍｍ以下である。このように構
成することで、感圧素子１４が破壊されても、測定圧力
媒体、ガソリンが大気側に放出されることが防止され
る。

【００２５】第４実施例第４実施例の圧力センサ３０は、図６に示すように、大
気の導入方法に特徴がある。この圧力センサ３０では、
基台３１と一体的に、基台３１の底部で測定圧を導入す
る測定圧導入パイプ３２と、基台３１の側面にコネクタ
３３とが形成されている。そして、第１実施例と同様
に、感圧素子３５はガラス製の台座３４に陽極接合によ
り接合され、リードピン３６がプリント基板４７に接続
され、そのプリント基板４７には、コネクタ３３の内部
空間に突出している外部端子４５と電気的に接続されて
いる。又、台座３４の導入孔４１は導入パイプ４０に接
続され、その導入パイプ４０は測定圧導入パイプ３２に
接続されている。基台３１の底部に充填された樹脂４８
により、プリント基板４７、リードピン３６、導入パイ
プ４０、プリント基板４７が保持されている。さらに、
感圧素子３５の上部は保護キャップ４２、４３で覆われ
ている。又、圧力センサ３０は基台３１と側面で係合す
る樹脂製のキャップ３９を有し、基台３１とキャップ３
９とで圧力センサ３０の筐体となる。

【００２６】一方、基台３１のコネクタ３３につながる
側壁には大気導入孔４４が形成されており、その大気導
入孔４４を介して、大気が圧力センサ３０の内部に導入
される。又、コネクタ３３は導入パイプ４６に接続さ
れ、その導入パイプ４６は、空間Ａに開放されている。
この空間Ａは、エアクリーナ、車室内、トランク、ＥＣ
Ｕ等の汚れた空気がなく、清浄な大気が存在しているよ
うな空間である。

【００２７】また、これとは別に、大気導入孔４４がコ
ネクタ３３以外の場所、例えばキャップ３９に設けられ
ていて、この大気導入孔４４が導入パイプ４６に接続さ
れて空間Ａに開放されていても良い。上記のような構成
により、泥、埃、水等の除去された大気が圧力センサ３
０の内部に導入され、感圧素子３５へのそれらの付着が
防止される。

【００２８】第５実施例第４実施例は、基台３１の側壁から導入孔４４により大
気を導入しているが、図７、図８に示す圧力センサ６０
は、キャップ６１に形成された導入孔６３より大気が導
入される。そして、図７に示す圧力センサ６０では、保
護キャップ４３の導入孔６４にフィルタ６２が配設され
ている。このフィルタ６２により、大気中の泥、埃、
塵、水等が除去され、それらが感圧素子３５の大気圧を
印加する側の端面に付着するのが防止される。

【００２９】さらに、図８に示すセンサは、キャップ６
１に形成された導入孔６３にフィルタ６２が取り付けら
れている。このフィルタ６２により、大気中の泥、埃、
塵、水等が除去され、それらが感圧素子３５の大気圧を
印加する側の端面に付着するのが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る圧力センサの構成を
示した断面図。

【図２】同実施例の圧力センサの配設されるハウジング
を示した断面図。

【図３】本発明の第２実施例に係る圧力センサの構成を
示した断面図。

【図４】本発明の第３実施例に係る圧力センサの構成を
示した断面図。

【図５】本発明の第３実施例の変形例に係る圧力センサ
の構成を示した断面図。

【図６】本発明の第４実施例に係る係る圧力センサの構
成を示した断面図。

【図７】本発明の第５実施例に係る係る圧力センサの構
成を示した断面図。

【図８】本発明の第５実施例に係る係る圧力センサの構
成を示した断面図。

【符号の簡単な説明】

１０，３０，５０、６０…圧力センサ１１…ヘッダ（基台）１２…測定圧導入パイプ（基台）１４…台座（基台）１５…感圧素子１６ａ〜１６ｄ…リードピン１８…導入孔１９…キャップ３１…基台３９…キャップ４４…大気導入孔４５…外部端子４６…大気導入パイプ４７…プリント基板４８…樹脂５１…キャップ５２…ステム（基台）５３…ガラス（基台）５４…軟質樹脂１００…ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬場広伸愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台と、一方の端面に大気圧、他方の端
面に測定圧を受けるように前記基台に配設された感圧素
子と、前記基台に係合し前記感圧素子の大気圧を受ける
端面側から前記感圧素子及び前記基台を覆うキャップと
からなる圧力センサにおいて、前記キャップは通気性を有し水分の通過を阻止する物質
で形成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】前記キャップの表面を金網状のメタルネ
ットで覆ったことを特徴とする請求項１に記載の圧力セ
ンサ。
【請求項３】前記基台は、測定圧を導入する測定圧導
入パイプとこの測定圧導入パイプの出入口に接続されて
前記感圧素子を配設する台座とから成り、前記測定圧導
入パイプと前記台座の接合部、前記台座と前記感圧素子
との接合部とを軟質樹脂で被覆したことを特徴とする請
求項１に記載の圧力センサ。
【請求項４】基台と、一方の端面に大気圧、他方の端
面に測定圧を受けるように前記基台に配設された感圧素
子と、前記基台に係合し前記感圧素子の大気圧を受ける
端面側から前記感圧素子及び前記基台を覆うキャップ
と、前記基台に形成され前記感圧素子からの検出信号を
外部に取り出すためのコネクタと、からなる圧力センサ
において、前記コネクタの底部の基台に、前記感圧素子の大気圧を
受ける側の部屋に大気圧を導く連通孔を形成し、前記コ
ネクタの外部への開口部に外気導入パイプを接続し、若
しくは、前記キャップに、前記感圧素子の大気圧を受け
る側の部屋に大気圧を導く連通孔を形成するとともにこ
の連通孔に外気導入パイプを接続し、この外気導入パイ
プを清浄な空気の得られる箇所に接続したことを特徴と
する圧力センサ。