JPH11101702A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝達ゲルが腐食性流体によって腐食されるこ
となく、その腐食性流体の圧力を正しく伝達できる圧力
センサを提供する。 【解決手段】 開口部１１ａ及び孔内部１１ｂを有した
有底孔１１が設けられたボディ１と、孔内部１１ｂに連
通した軸孔２３を設けてその軸孔２３を遮蔽するよう圧
力センサチップ３が基端部端面２１ａに密着固定された
圧力導入管２と、圧力導入管２の軸孔２３及びボディ１
の孔内部１１ｂに充填されたフッ素オイル４と、孔内部
１１ｂに設けられてフッ素オイル４を密閉するとともに
そのフッ素オイル４に圧力を伝達する伝達ゲル５とを備
え、圧力センサチップ３が開口部１１ａから導入された
腐食性流体の圧力を伝達ゲル５及びフッ素オイル４を介
して検知する圧力センサにおいて、前記伝達ゲル５より
も良好な耐腐食性を有した耐食性ゲル６は、前記ボディ
１の開口部１１ａ側における前記伝達ゲル５の端部に設
けられた構成にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリン、軽油、
又はそれらの蒸気等の腐食性流体の圧力を測定する圧力
センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧力センサとして、図４
に示す構成のものが存在する。このものは、開口部Ａ11
及び孔内部Ａ12を有した有底孔Ａ1が設けられたボディ
Ａと、孔内部Ａ11に連通した軸孔Ｃ1を設けてその軸孔
Ｃ1を遮蔽するよう圧力センサチップＢが基端部端面Ｃ2
に密着固定された圧力導入管Ｃと、圧力導入管Ｃの軸孔
Ｃ1及びボディＡの孔内部Ａ12に充填されたオイルＤ
と、孔内部Ａ12に設けられてオイルＤを孔内部Ａ12に密
閉するとともにそのオイルＤに圧力を伝達する伝達ゲル
Ｅとを備えている。

【０００３】さらに詳しくは、伝達ゲルＥは弾性を有し
たシリコンゲルで形成される。そして、腐食性流体が開
口部Ａ11から導入され、その圧力を伝達ゲルＥに伝達し
て、圧力センサチップＢが腐食性流体の圧力を伝達ゲル
Ｅ及びオイルＤを介して検知する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の圧力セ
ンサでは、オイルＤ及び伝達ゲルＥを介して、すなわち
腐食性流体が圧力センサチップＢに直接接触してその圧
力センサチップＢを腐食させることなく、腐食性流体の
圧力を検知できる。

【０００５】しかしながら、伝達ゲルＥが腐食性流体に
接触して腐食されるので、変質、硬化、又は膨潤して、
オイルＤが開口部Ａ11側へ漏出するとともに、圧力セン
サチップＢに腐食性流体の圧力を正しく伝達しない場合
があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、伝達ゲルが腐食性流体に
よって腐食されることなく圧力を伝達して、その腐食性
流体の圧力を正しく検知できる圧力センサを提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載のものは、開口部及び孔内部を有
した有底孔が設けられた有底筒状のボディと、孔内部に
連通した軸孔を設けてその軸孔を遮蔽するよう圧力セン
サチップが基端部端面に密着固定された圧力導入管と、
圧力導入管の軸孔及びボディの孔内部に充填されたオイ
ルと、孔内部に設けられてオイルを密閉するとともにそ
のオイルに圧力を伝達する伝達ゲルとを備え、圧力セン
サチップがボディの開口部から導入された腐食性流体の
圧力を伝達ゲル及びオイルを介して検知する圧力センサ
において、前記伝達ゲルよりも良好な耐腐食性を有した
耐食性ゲルは、前記開口部側における前記伝達ゲルの端
部に設けられた構成にしてある。

【０００８】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のにおいて、前記オイルは前記伝達ゲルに直接接触する
ものであって、前記オイル及び前記伝達ゲルは、フッ素
を含んだフッ素オイル及びフッ素オイルよりも軽くシリ
コンを含んだシリコンゲルでもってそれぞれ形成された
構成にしてある。

【０００９】請求項３記載のものは、請求項１又は請求
項２記載のものにおいて、前記耐食性ゲルは、フッ素を
含んだフッ素ゲルでもって形成された構成にしてある。

【００１０】請求項４記載のものは、請求項３記載のも
のにおいて、前記耐食性ゲルは薄膜状に形成された構成
にしてある。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
３に基づいて以下に説明する。

【００１２】１はボディで、鋼又はステンレス等の金属
により、底部１ａを有した有底筒状に形成され、一方側
へ開口した開口部１１ａ及び孔内部１１ｂを有した有底
孔１１が設けられる。さらに、その有底孔１１に連通す
るとともに２段に形成された挿通孔１２が底部１ａに設
けられて、有底孔１１と同心円状に形成される。また、
開口部１１ａ側の外周部が雄ねじを有したボルト状に、
その反対側が六角ボルト状にそれぞれ形成される。

【００１３】２は圧力導入管で、コバール又はＦｅＮｉ
合金等の金属により、基端部２１及び先端部２２を有し
て略円筒状に形成され、軸孔２３が軸に沿って設けられ
る。ボディ１の挿通孔１２に挿入されて、外周部が底部
１ａに当接して設けられたＯリングに密着し、先端部２
２が有底孔１１の孔内部１１ｂに突出した状態でエポキ
シ系接着剤からなる接着部２４によって固着されて、軸
孔２３が孔内部１１ｂに連通する。さらに、軸方向に対
する直交方向へ突出した鍔部を基端部２１に設け、その
鍔部が基台２５に一体成形によって固着される。

【００１４】３は圧力センサチップで、シリコンダイア
フラム３１と、台座孔を有したガラス台座３２とを設け
て、シリコンダイアフラム３１がピエゾ抵抗（図示せ
ず）を配することによって歪みゲージを形成して、圧力
を電気信号に変換する。シリコンダイアフラム３１が台
座孔を遮蔽するようガラス台座３２の一面に密着固定さ
れるとともに、そのガラス台座３２の他面が半田付けに
よって、圧力導入管２の軸孔２３及び台座孔の互いの軸
を一致させた状態で、圧力導入管２の基端部端面２１ａ
に密着固定される。つまり、軸孔２３が圧力センサチッ
プ３によって遮蔽される。

【００１５】４はオイルで、フッ素を含んだフッ素オイ
ルにより、粘性を有した比重２の液状であってシリコン
と反応せず安定で、圧力導入管２の軸孔２３及び孔内部
１１ｂに充填されて、シリコンダイアフラム３１を腐食
することなく、そのシリコンダイアフラム３１に接触す
る。

【００１６】５は伝達ゲルで、シリコンを含んだシリコ
ンゲルにより、耐熱性が良好で使用温度領域が広く、弾
性を有した比重１のゲル状であり、すなわちフッ素オイ
ル４よりも軽く、フッ素オイル４と境界部で互いに化学
反応を生じず、ボディ１の開口部１１ａ側の孔内部１１
ｂに配設される。そして、オイル４と直接接触し、その
オイル４を接着部２４との間に挟み込んで、その接着部
２４とともに、孔内部１１ｂから開口部１１ａ側へ向か
って漏れることなく密閉するとともに、オイル４に圧力
を伝達する。

【００１７】ここで、伝達ゲル５は軸孔２３及び孔内部
１１ｂに充填されたオイル４に液体の状態で注入され、
加熱されてゲル化される。このとき、オイル４よりも軽
いので、両者が互いに混じり合わず分離され浮いた状態
で加熱されて組立を容易にする。

【００１８】６は耐食性ゲルで、フッ素を含んだフッ素
ゲルにより、弾性を有したゲル状であり、薄膜状に形成
されて、ガソリン蒸気又は軽油等の腐食性流体に対し
て、伝達ゲル５と比較し強い耐腐食性を有し、伝達ゲル
５の開口部１１ａ側の端部に設けられる。そして、開口
部１１ａから導入された腐食性流体に直接接触する。

【００１９】端子７は、基台２５に固着されて、一端部
がシリコンダイアフラム３１に設けられた電極（図示せ
ず）とワイヤボンディングでもって電気的に接続されて
いる。

【００２０】プリント基板８は、回路が形成されたセラ
ミック基板により、ボディ１に固定されるとともに、端
子７が挿通され半田付けされることによって、圧力セン
サチップ３と電気的に接続される。端子ブロック９は、
３個のコネクタ用端子９１を同時成形して形成され、コ
ネクタ用端子９１がプリント基板８を介して端子７と接
続される。

【００２１】コネクタ１０は、合成樹脂により、角筒状
の着脱部１０ａと、その着脱部１０ａの外形よりも大き
な径の円筒状の台座部１０ｂとを有して形成され、台座
部１０ｂがボディ１に嵌挿され、このとき端子ブロック
９のコネクタ用端子９１が着脱部１０ａの筒内に突出し
て導出される。

【００２２】このものの動作を説明する。ガソリン蒸気
又は軽油等の腐食性流体は、ボディ１の開口部１１ａか
ら孔内部１１ｂへ導入されて、耐食性ゲル６に接触する
とともに圧力を負荷する。このとき、耐食性ゲル６は、
伝達ゲル５よりも良好な耐腐食性を有しているので、変
質、硬化、又は膨潤することがない。

【００２３】そして、伝達ゲル５は直接腐食性流体に接
触せず腐食されないので、オイル４が開口部１１ａ側へ
漏出することを防止できるとともに、圧力センサチップ
３にオイル４を介して腐食性流体の圧力を正しく伝達す
る。ここでオイル４は、伝達ゲル５によって孔内部１１
ｂに密閉されるとともに、圧力センサチップ３が圧力導
入管２の軸孔２３を遮蔽するよう基端部端面２１ａに密
着固定されているので、外部へ漏れることなく圧力を圧
力センサチップ３に負荷する。

【００２４】圧力が圧力センサチップ３に負荷される
と、圧力センサチップ３に形成されたシリコンダイヤフ
ラムが、腐食性流体の圧力と大気圧との差に比例して撓
む。そして、そのシリコンダイヤフラムに形成されたピ
エゾ抵抗の抵抗値が撓みの大きさに比例して変化し、こ
の抵抗値を電気信号として端子７に出力し、プリント基
板８に設けられた増幅素子（図示せず）で増幅して、コ
ネクタ用端子９１に出力して、腐食性流体の圧力を測定
する。

【００２５】かかるに圧力センサあっては、上記したよ
うに、伝達ゲル５よりも良好な耐食性を有する耐食性ゲ
ル６が、伝達ゲル５の開口部１１ａ側における端部に設
けられたから、ガソリン蒸気又は軽油等の腐食性流体が
耐食性ゲル６に接触して、伝達ゲル５に直接接触せずそ
の伝達ゲル５を腐食しないので、オイル４が開口部１１
ａ側へ漏出することを防止できるだけでなく、伝達ゲル
５が圧力センサチップ３にオイル４を介して腐食性流体
の圧力を正しく伝達して、正確に圧力を検知することが
できる。

【００２６】また、オイル４及び伝達ゲル５がフッ素オ
イル及びシリコンゲルでもってそれぞれ形成されて、シ
リコンゲルがフッ素オイルよりも軽いから、両者が互い
に混じり合わず分離されて組立を容易に行うことができ
るとともに、互いに化学反応しないので両者の劣化を防
止して、長寿命化することができる。

【００２７】また、耐食性ゲル６がフッ素ゲルであって
腐食性流体に対して強い耐腐食性を有しているから、耐
食性ゲル６が腐食性流体によって腐食されることがな
く、オイル４が漏出することを確実に防止できるととも
に、腐食性流体の圧力をさらに正確に検知することがで
きる。

【００２８】また、耐食性ゲル６が薄膜状に形成された
から、高価なフッ素ゲルの使用量を減少してコストダウ
ンを達成することができる。

【００２９】なお、本実施形態では、耐食性ゲル６をフ
ッ素を含んだフッ素ゲルとしたが、伝達ゲル５よりも良
好な耐腐食性を有していれば他のゲルでもよく、限定さ
れない。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載のものは、伝達ゲルよりも
良好な耐食性を有する耐食性ゲルが、伝達ゲルの開口部
側における端部に設けられたから、ガソリン蒸気又は軽
油等の腐食性流体が耐食性ゲルに接触して、伝達ゲルに
直接接触せずその伝達ゲルを腐食しないので、オイルが
開口部側へ漏出することを防止できるだけでなく、伝達
ゲルが圧力センサチップにオイルを介して腐食性流体の
圧力を正しく伝達して、正確に圧力を検知することがで
きる。

【００３１】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のの効果に加えて、オイルが伝達ゲルに直接接触するも
のであれば、オイル及び伝達ゲルがフッ素オイル及びシ
リコンゲルでもってそれぞれ形成されて、シリコンゲル
がフッ素オイルよりも軽いから、両者が互いに混じり合
わず分離されて組立を容易に行うことができるととも
に、互いに化学反応しないので両者の劣化を防止して、
長寿命化することができる。

【００３２】請求項３記載のものは、請求項１又は請求
項２記載のものの効果に加えて、耐食性ゲルがフッ素ゲ
ルであって腐食性流体に対して強い耐腐食性を有してい
るから、耐食性ゲルが腐食性流体によって腐食されるこ
とがなく、オイルが漏出することを確実に防止できると
ともに、腐食性流体の圧力をさらに正確に検知すること
ができる。

【００３３】請求項４記載のものは、請求項３記載のも
のの効果に加えて、耐食性ゲルが薄膜状に形成されたか
ら、高価なフッ素ゲルの使用量を減少してコストダウン
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す正断面図である。

【図２】同上の右側面図である。

【図３】同上の左側面図である。

【図４】従来例を示す正断面図である。

【符号の説明】

１ ボディ １１ 有底孔 １１ａ 開口部 １１ｂ 孔内部 ２ 圧力導入管 ２１ａ 基端部端面 ２３ 軸孔 ３ 圧力センサチップ ４ オイル ５ 伝達ゲル ６ 耐食性ゲル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部及び孔内部を有した有底孔が設け
   られた有底筒状のボディと、孔内部に連通した軸孔を設
   けてその軸孔を遮蔽するよう圧力センサチップが基端部
   端面に密着固定された圧力導入管と、圧力導入管の軸孔
   及びボディの孔内部に充填されたオイルと、孔内部に設
   けられてオイルを密閉するとともにそのオイルに圧力を
   伝達する伝達ゲルとを備え、圧力センサチップがボディ
   の開口部から導入された腐食性流体の圧力を伝達ゲル及
   びオイルを介して検知する圧力センサにおいて、 前記伝達ゲルよりも良好な耐腐食性を有した耐食性ゲル
   は、前記開口部側における前記伝達ゲルの端部に設けら
   れたことを特徴とする圧力センサ。
2. 【請求項２】 前記オイルは前記伝達ゲルに直接接触す
   るものであって、前記オイル及び前記伝達ゲルは、フッ
   素を含んだフッ素オイル及びフッ素オイルよりも軽くシ
   リコンを含んだシリコンゲルでもってそれぞれ形成され
   たことを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
3. 【請求項３】 前記耐食性ゲルは、フッ素を含んだフッ
   素ゲルでもって形成されたことを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の圧力センサ。
4. 【請求項４】 前記耐食性ゲルは薄膜状に形成されたこ
   とを特徴とする請求項３記載の圧力センサ。