JPH0827205B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、浴槽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４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を開口させた圧力
伝達室６を有する。７は圧力伝達室６に封入された流動
性充填材である。８は樹脂製の素子支持体５の圧力伝達
室壁である。10は圧力導入口４と樹脂製の素子支持体５
の間に挿入されたシール材で、たとえばフッソゴム等か
らなり、プリント板12に無理な力がかからないようにす
る役目も有する。圧力導入口４と樹脂製の素子支持体５
とは、微少な隙間を有しており、プライマー処理された
お互いが接着材にてシールしてある。圧力導入口４は、
たとえばFe−Ni合金にNiメッキした後、金メッキ処理を
したものであり、樹脂製の素子支持体５はポリプロピレ
ン等からできている。第５図において樹脂製の蓋９は素
子支持体５とで圧力伝達室６を形成するもので、圧力伝
達室６側に端部15を有し、その先端にはビード部16を有
し、前記ビード部16が樹脂製素子支持体５に設けられた
がガイド部17で、超音波溶着でシールされている。な
お、11は圧力検知素子３の信号を処理する回路、12はそ
れらを支持するプリント板、13は蓋である。14は蓋19と
一体の直管部で、パイプ１内の圧力を圧力伝達室６に導
くものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記構成では、浴槽水の加熱、冷却によ
って流動性充填材７は温度によって体積が変化する。さ
らに、この種の圧力センサは浴槽に連通したパイプ１の
中でも、循環ポンプの戻り管に設けられることが多く、
循環ポンプ作動時には負圧がかかり、循環ポンプが停止
するとその負圧が減少し、圧力は上昇する。このよう
に、流動性充填材７には、温度変化及び圧力変化が加わ
ることによって、流動性充填材は体積が膨張したり収縮
したりする。この動作を繰り返すと、流動性充填材７が
圧力伝達室６から抜け出してしまい、内部にゴミがつま
ったり、圧力センサ部が凍結により破壊したりして、圧
力センサとしての機能を減ずることが生じる恐れがあ
る。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、圧力伝
達室内の流動性充填材を抜けにくくし、且つ安定した圧
力特性を提供する圧力センサ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、圧
力導入口を有する圧力検出素子と、この圧力検出素子を
取付け、且つ前記圧力導入口を開口させた圧力伝達を壁
を有する樹脂製素子支持体と、一端を開放した直管部を
上部方向に偏心させて有する樹脂製蓋よりなり、前記圧
力導入口に対し上方に前記直管部を位置させて樹脂製蓋
を樹脂製素子支持体に溶着して圧力伝達室を形成し、こ
の圧力伝達室に水の比重より重い流動性充填材を注入し
たものである。

作用 本発明は上記構成によって、温度変化及び圧力変化が
生じても必ず、圧力伝達室に流動性充填材が残るように
したので、信頼性の高い圧力センサを提供できるもので
ある。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図、第２図、第３図に基
づいて説明する。第１図において、第４図を同一のもの
には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分
を中心に説明する。樹脂製蓋９の一端は解放された直管
部14を有しており、この直管部14は樹脂製蓋９のセンタ
ーに対して上部方向に偏心させてあり、且つ樹脂製蓋９
の直管部14は、樹脂製素子支持体５に固定された圧力セ
ンサ３の圧力導入口４に対して上方に位置するようにし
て樹脂製蓋９を樹脂製素子支持体５に、第２図に示すガ
イド部17で、超音波溶着でシールして圧力伝達室６が形
成されている。

ここで、樹脂製蓋９と樹脂製素子支持体５とは超音波
溶着で完全にシールされているので、たとえば上記溶着
後真空中で前記流動性充填材７を一旦注入すると、トリ
チェリーの定理により、周囲の気密が確保されているの
で、同一温度・同一圧力状態では洩れ出ない。勿論、超
音波溶着部のシールが不完全であると、シールの不完全
部から圧力が洩れて、結果として流動性充填材７は流出
するので超音波溶着は確実に行う。

今、浴槽水の加熱と循環ポンプの作動によって流動性
充填材７が膨張すると、樹脂製素子支持体５や樹脂製蓋
９よりもフッソオイルからなる流動性充填材７の方が、
膨張量が大きいので膨張した分だけ流動性充填材は流出
してしまう。さらに、浴槽水が冷却され、循環ポンプの
作動が停止した時には、流動性充填材７の抜けた所へ空
気又は水が侵入する。このように、膨張・収縮によって
圧力伝達室６内の流動性充填材７は抜けるが、水より重
い比重の流動性充填材であるために、第１図に示すＡ部
ラインより下へは空気又は水が侵入しない。即ちＡ部よ
り下には常に電気的絶縁性を有する流動性充填材７（た
とえばフッソオイル）が残ることになる。

一方、第３図は圧力センサ３の拡大主要部断面であ
り、18はピアゾ素子からなるシリコンウェーハーであ
り、歪を抵抗の変化に変換した後、回路11で温度特性や
圧力特性が補正され、圧力と出力（Ｖ）は直線性を有す
るようになっている。19はパイレックス等からなる電気
的絶縁体であり、ピアゾ素子からなるシリコンウェーハ
ー18は電気的絶縁体19を介して、圧力導入口４とは電気
的に絶縁され、且つ電圧と圧力をかけてシール性を確保
している。ここで、ピアゾ素子からなるシリコンウェー
ハー18が電気的絶縁体19を介していると、ピアゾ素子18
の表面まで水が侵入しないかぎり、電気的には絶縁性が
確保される。一般にガスを燃焼させる燃焼機器は、燃焼
検出回路にフレームロッド回路を有するものが多いが、
この燃焼検出回路は本体にアースされていることが多
く、このフレームロッド回路にたとえば200Vが印加され
ていても、圧力センサ回路11へ回路が圧力センサ３を介
して形成されると、燃焼検出回路が不安定となり、時に
は失火に至る誤動作を生じることがある。このような現
象は、ピアゾ素子18と圧力導入口４が電気的に導通して
いる構成では、圧力導入口４とパイプ１に導通からみら
れる時には、誤動作が生じることになる。一方、本発明
の如く、圧力導入口４とピアゾ素子18が電気的に絶縁さ
れていると、圧力導入口４そのものが電気的絶縁性を有
する流動性充填材に常に覆われる構成となっているので
誤動作は生じない。又、本実施例に使用しているフッソ
オイルは、揆水性があり、湯垢やゴミ等が直管部14や圧
力伝達室６内に入りにくい効果も有する。又、水より重
いフッソオイルを使用すると、フッソオイルと水とは置
換がしにくい。即ち、ビーカーに水とフッソオイルを入
れて混合撹拌しても、分離性が良く水がフッソオイルに
溶け込むことはなく、水より重いフッソオイルがビーカ
ー下部に沈澱している特長があるので、本発明の構成に
おいては、さらに置換しにくい。

勿論、フッソオイルは電気的に絶縁されており、且つ
低温でも凍結しないので、圧力センサの破壊を防止で
き、圧力導入口が電気的に絶縁されている分だけイオン
化傾向による腐蝕を防止できる。なお、24はＯリングで
あり、センサ取付台２と樹脂製素子支持体５をシールし
ている。

発明の効果 以上のように、本発明は圧力導入口を有する圧力検出
素子と、この圧力検出素子を取付け、且つ前記圧力導入
口を開口させた圧力伝達室壁を有する樹脂製素子支持体
と、一端を開放した直管部を上部方向に偏心させて有す
る樹脂製蓋よりなり、前記圧力導入口に対し上方に前記
直管部が位置するように樹脂製蓋を樹脂製素子支持体に
溶着して圧力伝達室を形成し、この圧力伝達室に、水の
比重より重い流動性充填材を注入しているので以下の効
果を有する。

（１） 直管部が圧力導入口の上方に偏心して設けてあ
るので、圧力変動や圧力変化があっても、流動性充填材
はＡ部以下に抜けることがなく、常に安定した圧力セン
サとして使用できる。

（２） 湯垢やゴミが付着しにくく、圧力伝達を妨害す
ることがない。

（３） 低温での凍結がなく、圧力センサが破壊しな
い。

【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構成
図、第２図は同センサの溶着部拡大断面図、第３図は同
圧力センサの拡大主要部断面図、第４図は従来の圧力セ
ンサの構成図、第５図は従来の圧力センサの溶着部拡大
断面図である。 ３……圧力検出素子、４……圧力導入口、５……樹脂製
素子支持体、６……圧力伝達室、７……流動性充填材、
８……圧力伝達室壁、９……樹脂製蓋、14……直管部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力導入口を有する圧力検出素子と、この
   圧力検出素子を取付け、且つ前記圧力導入口を開口させ
   た圧力伝達壁を有する樹脂製素子支持体と、この樹脂製
   素子支持体に溶着して圧力伝達室を形成し、且つこの圧
   力伝達室に連通して一端を開放した直管部を前記圧力導
   入口に対し上方に設けた樹脂製蓋と、前記圧力伝達室に
   注入した水の比重より重い流動性充填材とを備えた圧力
   センサ。