JP2009139210A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】測定媒体に高圧のサージ圧が発生した際に、メタルダイヤフラム３４の割れやボンディングワイヤ１３の断線を防止することのできる圧力センサを提供する。
【解決手段】ハウジング３０のうちコネクタケース１０に組み付けられる側と反対側の端部に測定媒体を通過させる通路４１を形成した圧力導入部材４０を接合し、通路４１と圧力導入孔３１とを連結して、測定媒体を通路４１および圧力導入孔３１を介して部屋３２内に導入する。このような圧力センサによれば、測定媒体は圧力導入孔３１の内壁との摩擦に加えて、通路４１の内壁との摩擦により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されるので従来の圧力センサより圧力減衰効果を得ることができる。このため、測定媒体が高圧のままメタルダイヤフラム３４に印加されることを防止することができ、メタルダイヤフラム３４の割れやボンディングワイヤ１３の断線を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力導入孔を通じて導入される測定媒体の圧力を検出するための圧力センサに関するものである。

従来より、圧力導入孔を備えたハウジングとセンサチップを搭載したコネクタケースとをかしめ固定により一体に組み付けて構成される圧力センサが知られている。具体的には、ハウジングとコネクタケースとの間にはメタルダイヤフラムが備えられ、センサチップはメタルダイヤフラムで覆われた圧力検出室内に備えられていると共に、圧力検出室内はオイルで充填されており、センサチップはターミナルとボンディングワイヤを介して電気的に接続されている（例えば、特許文献１参照）。

このような圧力センサは、圧力導入孔のうちセンサチップ側の端部が広げられて部屋が構成されており、この部屋に圧力導入孔を介して測定媒体が導入されることでメタルダイヤフラムに測定媒体の圧力が印加され、圧力検出室内に充填されているオイルを介してセンサチップに測定媒体の圧力が印加される。そして、センサチップは圧力に応じた電気信号を出力し、この電気信号がボンディングワイヤおよびターミナルを介して外部に出力されることで測定媒体の圧力の検出が行われる。
特開平７−２４３９２６号公報

しかしながら、上記特許文献１の圧力センサでは、メタルダイヤフラムに向かって直線状に形成されているため測定媒体に高圧のサージ圧が発生した際に、測定媒体は圧力導入孔を介して高圧のまま部屋に導入される。そして、高圧のまま測定媒体が直接メタルダイヤフラムに印加されことになるので、メタルダイヤフラムの割れが発生したり、圧力検出室を充填するオイルに流れを発生させてボンディングワイヤを断線するという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、測定媒体に高圧のサージ圧が発生した際に、メタルダイヤフラムの割れやボンディングワイヤの断線を防止することのできる圧力センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１のケース（１０）と圧力導入孔（３１）を備えた第２のケース（３０）とを一体に組み付けてケーシング（１００）を構成し、このケーシング（１００）内にセンシング部（２０）を備えると共に、第１のケース（１０）の先端面（１０ａ）と第２のケース（３０）の一面（３０ｂ）との間にメタルダイヤフラム（３４）を配置した圧力センサであって、第２のケース（３０）のうち圧力導入孔（３１）を広げることで形成した部屋（３２）内に測定媒体が導入され、この測定媒体の圧力がメタルダイヤフラム（３４）に印加されると、測定媒体の圧力がメタルダイヤフラム（３４）を介してセンシング部（２０）に伝達され、圧力検出を行うように構成されており、第２のケース（３０）のうち第１のケース（１０）と組み付けられる側と反対側の端部に、測定媒体を通過させる通路（４１）を形成した圧力導入部材（４０）を接合し、通路（４１）と圧力導入孔（３１）とを連結して、測定媒体を通路（４１）および圧力導入孔（３１）を介して部屋（３２）内に導入することを第１の特徴とする。

このような圧力センサによれば、測定媒体が通路（４１）に導入される際に流入が規制されるので圧力減衰効果を得ることができる。また、測定媒体は圧力導入孔（３１）の内壁との摩擦に加えて、通路（４１）の内壁との摩擦により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されるので従来の圧力センサより圧力減衰効果を得ることができる。これらのように測定媒体の圧力減衰効果を得ることができるので、測定媒体が高圧のまま部屋（３２）内に導入されることを防止することができると共に、測定媒体が高圧のままメタルダイヤフラム（３４）に印加されることを防止することができ、メタルダイヤフラム（３４）の割れやボンディングワイヤ（１３）の断線を防止することができる。

例えば、請求項２に記載の発明のように、通路（４１）を圧力導入部材（４０）を貫通する貫通孔（４３）を有して構成し、貫通孔（４３）のうち一端側を圧力導入部材（４０）のうち第２のケース（３０）との接合面に形成することで貫通孔（４３）と圧力導入孔（３１）とを連結することができる。

この場合、請求項３に記載の発明のように、通路（４１）を構成する貫通孔（４３）をスパイラル形状とすることができる。

このような圧力センサによれば、通路（４１）がスパイラル形状とされているので、測定媒体は通路（４１）の内壁と衝突しながら通路（４１）を通過していく。この際に、通路（４１）の外周側の測定媒体は通路（４１）の外周壁面と衝突することで既に流動方向が外周に沿った方向とされているが、この測定媒体より内周側の測定媒体の流動方向に関してはまだ流動方向が外周壁面に向いているため、これらの測定媒体の流動方向が異なることになり測定媒体同士で衝突する。このため、測定媒体はスパイラル形状を通過する際に、通路（４１）および測定媒体同士との衝突により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されるので測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記効果と同様の効果を得ることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、圧力導入部材（４０）を複数の板状部材（４６）で構成し、板状部材（４６）に孔（４５）を形成して、通路（４１）を構成する貫通孔（４３）を板状部材（４６）の孔（４５）同士の一部分がずれるように板状部材（４６）を貼り合わせることで形成してもよい。

このような圧力センサによれば、圧力導入部材（４０）に形成された通路（４１）が各板状部材（４６）の孔（４５）同士の一部分がずらして貼り合わされることで形成されているため、測定媒体は通路（４１）を通過する際に、板状部材（４６）のうち孔（４５）の一部を封鎖する部分と衝突しながら通路（４１）を通過していく。このため、測定媒体は通路（４１）との衝突により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記効果と同様の効果を得ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、圧力導入部材（４０）を底部および側壁を備えると共に、中空部を備えて構成し、側壁のうち底部側と反対側の端部を第２のケース（３０）と接合し、圧力導入部材（４０）に、通路（４１）の一部として圧力導入部材（４０）に到達する前の測定媒体の流動方向と異なる方向から測定媒体を中空部に導入する導入部（４４）を形成してもよい。

このような圧力センサによれば、測定媒体は圧力導入部材（４０）に到達すると流動方向が変化され、流動方向が変化された測定媒体が導入部（４４）から中空部に導入される。このため、測定媒体が中空部に導入される際に、測定媒体の流動方向を変化させることができるので測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記効果と同様の効果を得ることができる
また、請求項６に記載の発明のように、圧力導入部材（４０）を、第２のケース（３０）との接合面から第２のケース（３０）と反対側に伸びている中心部分（４０ａ）と、中心部分（４０ａ）のうち接合面と反対側の端部に中心部分（４０ａ）の中心軸に対して垂直方向に突出した突出部分（４０ｂ）とを有して構成し、貫通孔（４３）を中心部分（４０ａ）および突出部分（４０ｂ）の中心軸に沿って形成してもよい。

このような圧力センサによれば、通路（４１）が中心部分（４０ａ）および突出部分（４０ｂ）に沿って形成されているので、通路（４１）は圧力導入部材（４０）内で垂直に曲げられており、測定媒体の流動方向を圧力導入部材（４０）内で垂直に変化させることができ、圧力減衰効果を得ることができる。さらに、測定媒体は通路（４１）を構成する内壁のうち垂直に曲がる部分と衝突することで流動方向が変化されるため、衝突により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されることで圧力減衰効果を得ることができる。このため、上記効果と同様の効果を得ることができる。

また、請求項７および請求項１１に記載の発明では、圧力導入孔（３１）の内壁に、圧力導入孔（３１）の内壁を凹ませた凹み部（３９ｂ）を形成することを特徴としている。

このような圧力センサによれば、圧力導入孔（３１）に凹み部（３９ｂ）が形成されているので、圧力導入孔（３１）の内壁を構成する表面積を増加させることができる。このため、測定媒体が圧力導入孔（３１）を通過する際に、測定媒体が通路（４１）の内壁と摩擦を起こすことのできる部分を増加させることができ、従来の圧力センサより測定媒体の圧力エネルギーを熱エネルギーに変換することができ、測定媒体の圧力減衰効果を得ることができるので上記効果と同様の効果を得ることができる。

例えば、請求項８および請求項１２に記載の発明のように、圧力導入孔（３１）に、圧力導入孔（３１）のうち部屋（３２）側の径を部屋（３２）と反対側の径より拡大した拡大部（３９ａ）を形成してもよい。

このような圧力センサによれば、圧力導入孔（３１）に導入された測定媒体が拡大部（３９ａ）にも流動することになり、測定媒体が拡大部（３９ａ）に流動された際に、測定媒体は拡大部（３９ａ）の壁面と衝突することで圧力エネルギーが熱エネルギーに変換される。このため測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記効果と同様の効果を得ることができる。

また、請求項９、請求項１３および請求項１５に記載の発明のように、メタルダイヤフラム（３４）に底面および頂点を有する錐形状の流動規制部材（５０）を備え、流動規制部材（５０）のうち底面をメタルダイヤフラム（３４）と対向するように配置すると共に頂点を圧力導入孔（３１）側に向けて配置してもよい。

このような圧力センサによれば、メタルダイヤフラム（３４）に備えられた流動規制部材（５０）により測定媒体の流動が規制されるので圧力減衰効果を得ることができ、上記効果と同様の効果を得ることができる。

また、請求項１０および請求項１５に記載の発明のように、部屋（３２）に、部屋（３２）をメタルダイヤフラム（３４）側と圧力導入孔（３１）側とに区画する複数の貫通孔（５２）を備えたバッフル板（５１）を配置し、バッフル板（５１）とメタルダイヤフラム（３４）との間に測定媒体がメタルダイヤフラム（３４）に流動することを規制するビーズ（５３）を配置してもよい。

このような圧力センサによれば、部屋（３２）内にバッフル板（５１）とビーズ（５３）とが配置されているので、測定媒体が部屋（３２）のうちメタルダイヤフラム（３４）側の部屋（３２）に導入される際に、測定媒体はバッフル板（５１）とビーズ（５３）とにより流入が規制されると共に、バッフル板（５１）およびビーズ（５３）に衝突する。このため、測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記効果と同様の効果を得ることができる。

また、請求項１６および請求項１７に記載の発明のように、第２のケース（３０）のうち第１のケース（１０）と組み付けられる側と反対側の端部に第２のケース（３０）の中心軸に対して垂直方向に突出した突出部を有し、圧力導入孔（３１）を第２のケース（３０）および突出部の中心軸に沿って備えてもよい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態が適用された圧力センサについて説明する。図１に、本実施形態における圧力センサの全体断面図を示し、図２に図１に示すＡ−Ａ断面図を示す。これら図１および図２に基づいて説明する。なお、この圧力センサは、例えば、自動車に搭載され自動車のエアコンの冷媒配管内の冷媒圧力、エンジン内のエンジンオイル圧、駆動系のＣＶＴオイル圧およびディーゼル車の排気洗浄フィルタであるＤＰＦの差圧計測等の検出に用いられる。

図１に示されるように、第１のケースとしてのコネクタケース１０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより作られ、本実施形態では円柱状をなしている。この樹脂ケースとしてのコネクタケース１０の一端部（図１中、下方側の端部）には、凹部１１が形成されている。

この凹部１１の底面には、圧力検出用のセンシング部としてのセンサ素子２０が配設されている。

センサ素子２０は、その表面に受圧面としてのダイヤフラムを有し、このダイヤフラムの表面に形成されたゲージ抵抗により、ダイヤフラムが受けた圧力を電気信号に変換し、この電気信号をセンサ信号として出力する半導体ダイヤフラム式のものである。

そして、センサ素子２０は、ガラス等よりなる台座２１に陽極接合等により一体化されており、この台座２１を凹部１１の底面に接着することで、センサ素子２０はコネクタケース１０に搭載されている。

また、コネクタケース１０には、センサ素子２０と外部の回路等とを電気的に接続するための複数個の金属製棒状のターミナル１２が貫通している。

本実施形態では、ターミナル１２は黄銅（真鍮）にメッキ処理（例えばＮｉメッキ）を施した材料よりなり、インサートモールドによりコネクタケース１０と一体に成形されることによってコネクタケース１０内にて保持されている。

各ターミナル１２の一端側（図１中、下方端側）の端部は、センサ素子２０の搭載領域の周囲において凹部１１の底面から突出して配置されている。一方、各ターミナル１２の他端側（図１中、上方端側）の端部は、コネクタケース１０の他端側の開口部１５内に露出している。

この凹部１１内に突出する各ターミナル１２の一端部とセンサ素子２０とは、金やアルミニウム等のボンディングワイヤ１３により結線され電気的に接続されている。

また、凹部１１内にはシリコーン系樹脂等からなるシール剤１４が設けられており、このシール剤１４によって、凹部１１に突出するターミナル１２の根元部とコネクタケース１０との隙間が封止されている。

一方、図１において、コネクタケース１０の他端部（図１中、上方側の端部）側は開口部１５となっており、この開口部１５は、ターミナル１２の他端側を例えばワイヤハーネス等の外部配線部材（図示せず）を介して上記外部回路（車両のＥＣＵ等）に電気的に接続するためのコネクタ部となっている。

つまり、開口部１５内に露出する各ターミナル１２の他端側は、このコネクタ部によって外部と電気的に接続が可能となっている。こうして、センサ素子２０と外部との間の信号の伝達は、ボンディングワイヤ１３およびターミナル１２を介して行われるようになっている。

また、図１に示されるように、コネクタケース１０の一端部には、第２のケースとしてのハウジング３０が組み付けられている。具体的には、ハウジング３０には収容凹部３０ａが形成されており、この収容凹部３０ａ内にコネクタケース１０の一端側が挿入されることで、コネクタケース１０にハウジング３０が組みつけられた構成となっている。

これにより、第１のケースとしてのコネクタケース１０と第２のケースとしてのハウジング３０とが一体に組み付けられてなるケーシング１００が構成されており、このケーシング１００内にセンサ素子２０が設けられた形となっている。

このハウジング３０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料よりなるものであり、圧力導入孔３１と、圧力導入孔３１におけるセンサ素子２０側の端部が断面テーパ状（ラッパ形状）に広げられることで形成された部屋３２と、圧力センサを測定対象物に固定するためのネジ部３３とを有する。上述したように、圧力センサは、例えば、自動車エアコンの冷媒配管内に搭載され、測定圧力は、その冷媒配管内の冷媒圧力等である。

また、ハウジング３０のうちコネクタケース１０に組み付けられる側と反対側の端部に円柱状の圧力導入部材４０が例えば、シリコーン樹脂等からなる接着剤を介して備えられている。この圧力導入部材４０は、例えば、ＰＰＳを型成形することで作られ、圧力導入部材４０の内部には、測定媒体を導入して圧力導入孔３１に導く通路４１が形成されている。

図１および図２に示されるように、この通路４１は凹部４２と貫通孔４３とを有して構成されている。具体的には、圧力導入部材４０のうちハウジング３０側の端部に凹部４２が形成されており、凹部４２の底面から圧力導入部材４０のうちハウジング３０側と反対側の端部まで圧力導入部材４０を貫通する五つの貫通孔４３が形成されている。これらの貫通孔４３のうち圧力導入部材４０の中心部に形成された貫通孔４３は圧力導入部材４０の中心軸に沿って形成されており、残りの貫通孔４３は凹部４２の底面から圧力導入部材４０のうちハウジング３０側と反対側の端部に向かって圧力導入部材４０の中心軸に収束されるように斜めに形成さている。

さらに、図１に示されるように、コネクタケース１０の先端面１０ａとハウジング３０における収容凹部３０ａのうちコネクタケース１０の先端面１０ａと対向する一面３０ｂとの間に、薄い金属（例えば、ＳＵＳ等）製のメタルダイヤフラム３４と金属（例えば、ＳＵＳ等）製のリングウェルド（押さえ部材）３５とが配置されている。ハウジング３０の一面３０ｂとリングウェルド３５とは、全周にわたって例えば溶接等によって気密接合されている。リングウェルド３５とメタルダイヤフラム３４とは予め溶接によって、もしくは、リングウェルド３５をハウジング３０に溶接するときに、全周が気密接合された状態となっている。

そして、ハウジング３０のうち収容凹部３０ａ側の端部がコネクタケース１０の一端部にかしめられることで、かしめ部３６が形成され、それによって、ハウジング３０とコネクタケース１０とが固定され一体化されている。

こうして組み合わせられたコネクタケース１０とハウジング３０とにおいて、コネクタケース１０の凹部１１とハウジング３０のダイヤフラム３４との間で、圧力検出室３７が構成されている。

この圧力検出室３７には圧力伝達媒体であり封入液であるオイル（フッ素オイル等）３８が充填され封入されている。このオイル３８の封入により、凹部１１にはセンサ素子２０及びワイヤ１３等の電気接続部分を覆うようにオイル３８が充填され、さらに、オイル３８はダイヤフラム３４により覆われて封止された形となる。

このような圧力検出室３７を構成することにより、圧力導入孔３１から導入された圧力は、メタルダイヤフラム３４、オイル３８を介して、圧力検出室３７内のセンサ素子２０、ボンディングワイヤ１３、ターミナル１２に印加されることになる。

また、コネクタケース１０の先端面１０ａに、圧力検出室３７の外周を囲むように、環状の溝（Ｏリング溝）１６が形成され、この溝１６内には、圧力検出室３７を気密封止するためのＯリング１７が配設されている。

このＯリング１７は例えばシリコーンゴム等の弾性材料よりなり、コネクタケース１０とハウジング３０とにより挟まれて押圧されている。こうして、メタルダイヤフラム３４とＯリング１７とにより圧力検出室３７が封止され閉塞される。

このような圧力センサは、基本的には従来と同様（例えば、特開平７−２４３９２６号公報参照）にして製造され、ハウジング３０に圧力導入部材４０を備える工程を追加すればよい。すなわち、ハウジング３０をコネクタケース１０に嵌合する前に、上記形状の通路４１を備えた圧力導入部材４０のうち凹部４２が形成された端部をハウジング３０のうちコネクタケース１０に組み付けられる側と反対側の端部にシリコーン樹脂等からなる接着剤を介して接合しておけばよい。

かかる圧力センサの基本的な圧力検出動作について述べる。

圧力センサは、例えば、ハウジング３０のネジ部３３を介して、車両におけるエアコンの冷媒配管系の適所に取り付けられる。そして、配管内の測定媒体が圧力導入部材４０内に形成された通路４１およびハウジング３０に備えられた圧力導入孔３１を介して部屋３２に導入される。

このため、導入された測定媒体の圧力がメタルダイヤフラム３４から圧力検出室３７内のオイル３８を介して、センサ素子２０の表面すなわち受圧面に印加される。そして、印加された圧力に応じた電気信号がセンサ信号として、センサ素子２０から出力される。このセンサ信号は、センサ素子２０からワイヤ１３、ターミナル１２を介して、上記外部回路へ伝達され、冷媒配管の冷媒圧力が検出される。このようにして、本実施形態の圧力センサにおける圧力検出が行われる。

このような圧力センサによれば、測定媒体に高圧のサージ圧が発生した際には、この測定媒体は圧力導入部材４０に形成された上記形状の通路４１を通過して圧力導入孔３１に導入されるため、測定媒体が配管から通路４１に導入される際に、測定媒体の流入が規制され圧力減衰効果を得ることができる。

また、測定媒体に高圧のサージ圧が発生すると、測定媒体は粒子の運動が活発になるので、測定媒体は通路４１および圧力導入孔３１の内壁と衝突を繰り返しながら部屋３２内に導入される。このため、この測定媒体は圧力導入孔３１の内壁との摩擦に加えて、通路４１の内壁との摩擦により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、圧力導入孔３１のみを備えた従来の圧力センサより圧力減衰効果を得ることができる。

これらのように本実施形態では、測定媒体に高圧のサージ圧が発生した際には圧力の減衰効果を得ることができるので、測定媒体が高圧のまま部屋３２内に導入されることを防止することができると共に、測定媒体が高圧のままメタルダイヤフラム３４に印加されることを防止することができ、メタルダイヤフラム３４の割れやボンディングワイヤ１３の断線を防止することができる。なお、通常の圧力検出動作中においても、測定媒体が配管から通路４１に導入される際に、測定媒体の流入が規制されることで圧力が減衰されることになるが、例えば、センサ部２０の検出精度を調整しておけば通常通り圧力の検出を正確に行うことができる。

また、本実施形態では、貫通孔４３を斜めに形成することで、測定媒体と通路４１の内壁との摩擦が起こる長さを長くし、圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されやすくしている。さらに、各貫通孔４３は圧力導入部材４０の中心軸に収束するように形成されているが、各貫通孔４３は中心軸と平行に形成されていてもよい。また、本実施形態では通路４１は凹部４２と貫通孔４３とを有して構成されているが、貫通孔４３のみで通路４１を構成してもよい。さらに、貫通孔４３の本数は５本に限られるものではなく、適宜変更可能である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは第１実施形態に対して、圧力導入部材４０の内部に形成された通路４１の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図３は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図である。なお、図３中では圧力導入部材４０を正面レイアウト図で描いている。

図３に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、圧力導入部材４０の内部に形成された通路４１がスパイラル形状とされている。具体的には、この通路４１は圧力導入部材４０の中心軸に対してスパイラル形状とされており、通路４１のうち、一端部が圧力導入孔３１と連結され、他端部が圧力導入部材４０のうちハウジング３０との接合面と反対側の面に形成されている。

このような圧力センサによれば、通路４１がスパイラル形状とされているので、測定媒体は通路４１の内壁と衝突しながら通路４１を通過していく。この際に、通路４１の外周側の測定媒体は通路４１の外周壁面と衝突することで既に流動方向が外周に沿った方向とされているが、この測定媒体より内周側の測定媒体の流動方向に関してはまだ流動方向が外周壁面に向いているため、これらの測定媒体の流動方向が異なることになり測定媒体同士で衝突する。このため、測定媒体はスパイラル形状を通過する際に、通路４１および測定媒体同士との衝突により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されるので測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは、圧力導入部材４０の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図４は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図である。

図４に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、圧力導入部材４０が金属（例えば、ＳＵＳ等）製の孔４５を備えた３枚の円盤４６にて構成されており、各円盤４６に形成された孔４５同士の一部分がずれるように各円盤４６が貼り合わされている。つまり、圧力導入部材４０の内部に形成された通路４１を構成する貫通孔４３が各円盤４６に形成された孔４５の中心軸がずらして貼り合わされることで段形状とされている。

このような圧力センサによれば、圧力導入部材４０に形成された通路４１が各円盤４６の孔４５同士の一部分がずらして貼り合わされることで形成されているため、測定媒体は通路４１を通過する際に、円盤４６の端面のうち孔４５の一部を封鎖する部分と衝突しながら通路４１を通過していく。このため、測定媒体は通路４１との衝突により圧力エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では板状部材として円盤４６を用いているが、もちろん円盤４６に限定されるものではない。また、各円盤４６に形成される孔４５をそれぞれ異なる形状としてもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは第１実施形態に対して、圧力導入部材４０の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図５（ａ）は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図、図５（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ断面図である。

図５（ａ）に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、圧力導入部材４０が底部および側壁を有すると共に中空部を備えた有底円筒部材で構成されている。この圧力導入部材４０はステンレス等の部材で構成されており、側壁のうち底部と反対側の端部がハウジング３０と金属接合されている。そして、圧力導入部材４０の側壁のうち、ハウジング３０と接合される端部側に導入部４４が形成されている。具体的には、図５（ｂ）に示されるように、圧力センサを配管に取り付けた際に、圧力導入部材４０に到達する前の測定媒体の流動方向はＰ１で示す側壁から圧力導入部材４０の中心軸に向かう方向であり、導入部４４は側壁のうちこの方向と垂直な部分に形成されている。

このような圧力センサによれば、図５（ｂ）に示されるように、測定媒体は圧力導入部材４０に到達すると測定媒体の流動方向が圧力導入部材４０の周方向（図５（ｂ）中でＰ２と示す）に変化される。そして、流動方向が変化された測定媒体が導入部４４から中空部に導入される。このため、測定媒体が中空部に導入される際に、測定媒体の流動方向を変化させることができるので測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では導入部４４は圧力導入部材４０の側壁のうちハウジング３０側に形成されているが、もちらんこれに限定されるものではない。さらに、導入部４４は圧力導入部材４０の側壁のうち圧力導入部材４０に到達する前の測定媒体の流動方向と垂直な部分に備えられているが、流動方向と導入部４４との角度をより大きくすればさらに測定媒体の流動方向を変化させることができ、測定媒体の圧力減衰効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは第１実施形態に対して、圧力導入部材４０の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図６は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図である。

図６に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、圧力導入部材４０は、ハウジング３０との接合面からハウジング３０と反対側に伸びている中心部分４０ａと、中心部分４０ａのうち接合面と反対側の端部に中心部分４０ａの中心軸に対して垂直方向に突出している突出部分４０ｂとを有して構成されている。そして、貫通孔４３は中心部分４０ａおよび突出部分４０ｂの中心軸に沿って形成されている。

このような圧力センサによれば、圧力導入部材４０に形成された通路４１は圧力導入部材４０の内部で垂直に曲げられているので、測定媒体が通路４１を通過する際に流動方向を垂直に変化させることができ、圧力減衰効果を得ることができる。さらに、測定媒体は流動方向が垂直に変化される際に通路４１の内壁と衝突することになるので、衝突により測定媒体の圧力エネルギーを熱エネルギーに変換することができ、圧力減衰効果を得ることができる。本実施形態ではこれらのように圧力減衰効果を得ることができるので上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では圧力導入部材４０を中心部分４０ａと突出部分４０ｂとを有して構成し、通路４１を圧力導入部材４０の内部で垂直に曲げているが、ハウジング３０に圧力導入部材４０を備え付けず、ハウジング３０のうちコネクタケース１０に組み付けられる側と反対側の端部を垂直に折り曲げてもよい。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは圧力導入孔３１の構造を変更したものであり、その他の構造に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図７は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図である。

図７に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、圧力導入孔３１に、圧力導入孔３１のうち部屋３２側の径が圧力導入部材４０側の径より拡大された拡大部３９ａが形成されている。

このような圧力センサによれば、圧力導入孔３１に導入された測定媒体が拡大部３９ａにも流動することになり、測定媒体が拡大部３９ａに流動された際に、測定媒体は拡大部３９ａの壁面と衝突することで圧力エネルギーが熱エネルギーに変換される。このため測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは圧力導入孔３１の構成を変更したものであり、その他の構造に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図８は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図である。

図８に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、圧力導入孔３１に圧力導入孔３１の内壁が凹まされた凹み部３９ｂが形成されている。このような圧力センサによれば、圧力導入孔３１に凹み部３９ｂが形成されているので、圧力導入孔３１の内壁を構成する表面積を増加させることができる。このため、測定媒体が圧力導入孔３１を通過する際に、測定媒体が通路４１の内壁と摩擦を起こすことのできる部分を増加させることができ、従来の圧力センサより測定媒体の圧力エネルギーを熱エネルギーに変換することができる。本実施形態ではこのように圧力減衰効果を得ることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、この凹み部３９ｂは圧力導入孔３１に例えば、ショットブラスト等を行うことで形成することができる。また、凹み部３９ｂは、規則的に形成されていても良く、例えば内ねじ形状とされていてもよい。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは第１実施形態に対して、メタルダイヤフラム３４に流動規制部材を備えたものであり、その他の構造に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図９は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図である。

図９に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、メタルダイヤフラム３４に、底面および頂点を有する円錐形状であると共に底面に突出部５０ａを備えた流動規制部材５０が備えられている。この流動規制部材５０はステンレス等で構成することができ、流動規制部材５０のうち、突出部５０ａとメタルダイヤフラム３４とが金属接合されており、頂点が圧力導入孔３１側に向けられている。

このような圧力センサによれば、部屋３２内に導入された測定媒体の流動方向が流動規制部材５０により変化されるので測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第９実施形態）
本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは第１実施形態に対して、部屋３２内にビーズを配置したものであり、その他の構造に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。図１０は本実施形態にかかる圧力センサの全体断面図である。

図１０に示されるように、本実施形態の圧力センサでは、部屋３２に、この部屋３２をメタルダイヤフラム３４側と圧力導入孔３１側とに区画する複数の貫通孔５２を備えたバッフル板５１が配置されている。そして、このバッフル板５１とメタルダイヤフラム３４との間には、例えば、樹脂で構成される球状のビーズ５３が配置されている。

このような圧力センサによれば、部屋３２内にバッフル板５１とビーズ５３とが配置されているので、測定媒体が部屋３２のうちメタルダイヤフラム３４側の部屋３２に導入される際に、測定媒体はバッフル板５１とビーズ５３とにより流入が規制されると共に、バッフル板５１およびビーズ５３に衝突する。このため、測定媒体の圧力減衰効果を得ることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、ビーズ５３として樹脂で構成される球状のものを例に挙げて説明しているが、もちろんこれらに限定されるものではなく、例えば、角柱型であっても円柱型であってもよく、また、例えば、ゴムで構成してもよい。

（他の実施形態）
上記第６実施形態では圧力導入部材４０を備えた圧力センサを例に挙げて説明しているが、圧力導入部材４０を備えていなくても上記第６実施形態の効果を得ることができる。また、上記第７、第８および第９実施形態においても同様に、圧力導入部材４０を備えていなくても上記各実施形態の効果を得ることができる。

また、上記各実施形態を組み合わせてもよい。例えば、上記第６実施形態は他の全ての実施形態に組み合わせることができ、各実施形態において、圧力導入孔３１に、圧力導入孔３１のうち部屋３２側の径が圧力導入部材４０側の径より拡大された拡大部３９ａを形成してもよい。さらに、上記第７実施形態、上記第８実施形態および上記第９実施形態も同様に他の全ての実施形態に組み合わせることができる。例えば、各実施形態に上記第７実施形態を組み合わせて圧力導入孔３１に圧力導入孔３１の内壁が凹まされた凹み部３９ａを備えてもよく、また、各実施形態に上記第８実施形態を組み合わせて流動規制部材５０をメタルダイヤフラム３４に備えてもよく、また、各実施形態に上記第９実施形態を組み合わせて部屋３２内にバッフル板５１とビーズ５３とを備えてもよく、組み合わせは適宜変更可能である。

さらに、上記各実施形態において、圧力検出室３７には、オイル３８が封入されていなくてもよい。つまり、メタルダイヤフラム３４を介して圧力検出室３７内のセンサ素子２０に測定圧力が印加されればよく、圧力検出室３７内の圧力伝達媒体としては気体等であっても構わない。

また、第１のケースとなるコネクタケース１０や第２のケースとなるハウジング３０の材質等についても、それぞれ樹脂や金属というように限定されるものではなく、適宜変更可能である。

さらに、センサ素子２０は、上記したダイヤフラムが受けた圧力を電気信号に変換し、この電気信号をセンサ信号として出力する半導体ダイヤフラム式のものに限定されるものではない。

本発明の第１実施形態における圧力センサの全体断面図を示す図である。 図１に示すＡ−Ａ線の断面図を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる全体断面図を示す図である。 本発明の第３実施形態にかかる全体断面図を示す図である。 (ａ)は本発明の第４実施形態にかかる全体断面図を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線の断面図を示す図である。 本発明の第５実施形態にかかる全体断面図を示す図である。 本発明の第６実施形態にかかる全体断面図を示す図である。 本発明の第７実施形態にかかる全体断面図を示す図である。 本発明の第８実施形態にかかる全体断面図を示す図である。 本発明の第９実施形態にかかる全体断面図を示す図である。

符号の説明

１０…第１のケースとしてのコネクタケース、２０…センシング部としてのセンサ素子、３０…第２のケースとしてのハウジング、３４…メタルダイヤフラム、３９ａ…拡大部、３９ｂ…凹み部、４０…圧力導入部材、４１…通路、４３…貫通孔、４４…導入部、４５…孔、４６…板状部材としての円盤、５０…流動規制部材、５１…バッフル板、５３…ビーズ

Claims (17)

1. 第１のケース（１０）と測定媒体が導入される圧力導入孔（３１）が形成された第２のケース（３０）とを一体に組み付けてなるケーシング（１００）と、
   該ケーシング（１００）内に備えられた圧力検出用のセンシング部（２０）と、
   前記第１のケース（１０）の先端面（１０ａ）と前記第２のケース（３０）の一面（３０ｂ）との間に配置されたメタルダイヤフラム（３４）と、を備え、
   前記第２のケース（３０）のうち前記圧力導入孔（３１）が広げられることで形成された部屋（３２）内に前記測定媒体が導入され、前記測定媒体の圧力が前記メタルダイヤフラム（３４）に印加されると、前記測定媒体の圧力が前記メタルダイヤフラム（３４）を介して前記センシング部（２０）に伝達され、圧力検出を行うように構成されており、
   前記第２のケース（３０）のうち前記第１のケース（１０）と組み付けられる側と反対側の端部には、前記測定媒体を通過させる通路（４１）が形成された圧力導入部材（４０）が接合されており、前記通路（４１）と前記圧力導入孔（３１）とが連結され、前記測定媒体は前記通路（４１）および前記圧力導入孔（３１）を介して前記部屋（３２）内に導入されるように構成されていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記通路（４１）は前記圧力導入部材（４０）を貫通する貫通孔（４３）を有して構成されており、前記貫通孔（４３）のうち一端側が前記圧力導入部材（４０）のうち前記第２のケース（３０）との接合面に形成されることで前記貫通孔（４３）と前記圧力導入孔（３１）とが連結されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記通路（４１）を構成する前記貫通孔（４３）はスパイラル形状とされていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
4. 前記圧力導入部材（４０）は複数の板状部材（４６）で構成されており、前記板状部材（４６）には孔（４５）が形成され、前記通路（４１）を構成する前記貫通孔（４３）は前記板状部材（４６）の孔（４５）同士の一部分がずれるように前記板状部材（４６）が貼り合わされることで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
5. 前記圧力導入部材（４０）は底部および側壁を有すると共に、中空部を備えて構成されており、前記側壁のうち底部側と反対側の端部が前記第２のケース（３０）と接合され、前記圧力導入部材（４０）には、前記通路（４１）の一部として前記圧力導入部材（４０）に到達する前の前記測定媒体の流動方向と異なる方向から前記測定媒体を前記中空部に導入する導入部（４４）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
6. 前記圧力導入部材（４０）は、前記第２のケース（３０）との前記接合面から前記第２のケース（３０）と反対側に伸びている中心部分（４０ａ）と、前記中心部分（４０ａ）のうち前記接合面と反対側の端部に前記中心部分（４０ａ）の中心軸に対して垂直方向に突出した突出部分（４０ｂ）と、を有して構成されており、前記貫通孔（４３）は前記中心部分（４０ａ）および前記突出部分（４０ｂ）の中心軸に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
7. 前記圧力導入孔（３１）の内壁には、前記圧力導入孔（３１）の内壁が凹まされた凹み部（３９ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
8. 前記圧力導入孔（３１）には、前記圧力導入孔（３１）のうち前記部屋（３２）側の径が前記圧力導入部材（４０）側の径より大きくされた拡大部（３９ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
9. 前記メタルダイヤフラム（３４）には底面および頂点を有する錐形状の流動規制部材（５０）が備えられており、前記流動規制部材（５０）のうち前記底面が前記メタルダイヤフラム（３４）と対向するように配置されていると共に前記頂点が前記圧力導入孔（３１）側に向けて配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧力センサ。
10. 前記部屋（３２）には、前記部屋（３２）を前記メタルダイヤフラム（３４）側と前記圧力導入孔（３１）側とに区画する複数の貫通孔（５２）を備えたバッフル板（５１）が配置されており、前記バッフル板（５１）と前記メタルダイヤフラム（３４）との間には前記測定媒体が前記メタルダイヤフラム（３４）に流動することを規制するビーズ（５３）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。
11. 第１のケース（１０）と測定媒体が導入される圧力導入孔（３１）が形成された第２のケース（３０）とを一体に組み付けてなるケーシング（１００）と、
    該ケーシング（１００）内に備えられた圧力検出用のセンシング部（２０）と、
    前記第１のケース（１０）の先端面（１０ａ）と前記第２のケース（３０）の一面（３０ｂ）との間に配置されたメタルダイヤフラム（３４）と、を備え、
    前記第２のケース（３０）のうち前記圧力導入孔（３１）が広げられることで形成された部屋（３２）内に前記測定媒体が導入され、前記測定媒体の圧力が前記メタルダイヤフラム（３４）に印加されると、前記測定媒体の圧力が前記メタルダイヤフラム（３４）を介して前記センシング部（２０）に伝達され、圧力検出を行うように構成されており、
    前記圧力導入孔（３１）には、前記圧力導入孔（３１）の内壁が凹まされた凹み部（３９ｂ）が形成されていることを特徴とする圧力センサ。
12. 前記圧力導入孔（３１）には、前記圧力導入孔（３１）のうち前記部屋（３２）側の径が前記圧力導入部材（４０）側の径より大きくされた拡大部（３９ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の圧力センサ。
13. 前記メタルダイヤフラム（３４）には底面および頂点を有する錐形状の流動規制部材（５０）が備えられており、前記流動規制部材（５０）のうち前記底面が前記メタルダイヤフラム（３４）と対向するように配置されていると共に前記頂点が前記圧力導入孔（３１）側に向けて配置されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の圧力センサ。
14. 前記部屋（３２）には、前記部屋（３２）を前記メタルダイヤフラム（３４）側と前記圧力導入孔（３１）側に区画する複数の貫通孔（５２）を備えたバッフル板（５１）が配置されており、前記バッフル板（５１）と前記メタルダイヤフラム（３４）との間には前記測定媒体が前記メタルダイヤフラム（３４）に流動することを規制するビーズ（５３）が配置されていることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
15. 第１のケース（１０）と測定媒体が導入される圧力導入孔（３１）が形成された第２のケース（３０）とを一体に組み付けてなるケーシング（１００）と、
    該ケーシング（１００）内に備えられた圧力検出用のセンシング部（２０）と、
    前記第１のケース（１０）の先端面（１０ａ）と前記第２のケース（３０）の一面（３０ｂ）との間に配置されたメタルダイヤフラム（３４）と、を備え、
    前記第２のケース（３０）のうち前記圧力導入孔（３１）が広げられることで形成された部屋（３２）内に前記測定媒体が導入され、前記測定媒体の圧力が前記メタルダイヤフラム（３４）に印加されると、前記測定媒体の圧力が前記メタルダイヤフラム（３４）を介して前記センシング部（２０）に伝達され、圧力検出を行うように構成されており、
    底面および頂点を有する錐形状で、底面が前記メタルダイヤフラム（３４）と対向するように配置され、頂点が前記圧力導入孔（３１）側に向けて配置される流動規制部材（５０）と、前記部屋（３２）に前記部屋（３２）を前記メタルダイヤフラム（３４）側と前記圧力導入孔（３１）側とに区画する複数の貫通孔（５２）を備えたバッフル板（５１）を備え、前記バッフル板（５１）と前記メタルダイヤフラム（３４）との間に配置される前記測定媒体が前記メタルダイヤフラム（３４）に流動することを規制するビーズ（５３）と、のうち少なくともいずれか一方が備えられていることを特徴とする圧力センサ。
16. 前記第２のケース（３０）は、前記第１のケース（１０）と組み付けられる側と反対側の端部に前記第２のケース（３０）の中心軸に対して垂直方向に突出した突出部を有しており、前記圧力導入孔（３１）は前記第２のケース（３０）および前記突出部の中心軸に沿って備えられていることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
17. 第１のケース（１０）と測定媒体が導入される圧力導入孔（３１）が形成された第２のケース（３０）とを一体に組み付けてなるケーシング（１００）と、
    該ケーシング（１００）内に備えられた圧力検出用のセンシング部（２０）と、
    前記第１のケース（１０）の先端面（１０ａ）と前記第２のケース（３０）の一面（３０ｂ）との間に配置されたメタルダイヤフラム（３４）と、を備え、
    前記第２のケース（３０）のうち前記圧力導入孔（３１）が広げられることで形成された部屋（３２）内に前記測定媒体が導入され、前記測定媒体の圧力が前記メタルダイヤフラム（３４）に印加されると前記測定媒体の圧力は前記メタルダイヤフラム（３４）を介して前記センシング部（２０）に伝達され、圧力検出を行うように構成されており、
    前記第２のケース（３０）は、前記第１のケース（１０）と組み付けられる側と反対側の端部に前記第２のケース（３０）の中心軸に対して垂直方向に突出した突出部を有しており、前記圧力導入孔（３１）は前記第２のケース（３０）および前記突出部の中心軸に沿って備えられていることを特徴とする圧力センサ。
    

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