(57)【要約】【課題】小型の圧力センサを提供すること。【解決手段】感圧素子２０を有するコネクタハウジング３０と，シールダイヤフラム４３を有するセンサハウジング４０とを有している。そして，センサハウジング４０に対してコネクタハウジング３０を一定の挿入軸線に沿って挿入することにより感圧素子２０とシールダイヤフラム４３との間には圧力室４２が形成されている。コネクタハウジング３０には，該コネクタハウジング３０に作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのコネクタ側荷重面３８を圧力室４２に露出させて設けてある。また，センサハウジング４０には，該センサハウジング４０に作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのセンサ側荷重面４３８を圧力室４２に露出させて設けてある。さらに，圧力室４２には，一方の面がコネクタ側荷重面３８に当接すると共に，他方の面がセンサ側荷重面４３８に当接するスペーサ６０が配設されている。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感圧素子を配置した受圧面を有するコネクタハウジングと，シールダイヤフラムを有するセンサハウジングと，該センサハウジングに対して上記コネクタハウジングを一定の挿入軸線に沿って挿入することにより上記感圧素子と上記シールダイヤフラムとの間に形成された圧力室とを有し，該圧力室には圧力伝達媒体を充填してある圧力センサにおいて，
上記コネクタハウジングは，該コネクタハウジングに作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのコネクタ側荷重面を上記圧力室に露出させて設けてなり，
上記センサハウジングは，該センサハウジングに作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのセンサ側荷重面を上記圧力室に露出させて設けてなり，かつ，上記圧力室には，一方の面が上記コネクタ側荷重面に当接すると共に，他方の面が上記センサ側荷重面に当接するスペーサが配設されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
請求項１において，上記スペーサは，上記シールダイヤフラム側から上記感圧素子側に上記圧力伝達媒体を導く媒体通路を有していることを特徴とする圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来技術】
圧力センサは，シリコン基板上に形成した歪ゲージと，シリコン基板を精密にエッチングして形成した圧力検知用のダイヤフラムとを有する感圧素子を利用したセンサである。そして，この圧力センサは，上記歪ゲージにより，圧力によるダイヤフラムのひずみ量を計測することにより圧力を測定する。
【０００２】
感圧素子を配置する受圧面を有するコネクタハウジングと，センサハウジングとからなる圧力センサにおいて，上記の感圧素子は，センサハウジングに挿入したコネクタハウジングと，センサハウジングとの間の圧力室に収容されるよう構成されている。
【０００３】
上記の圧力センサには高い耐圧性が要求されるため，センサハウジングとコネクタハウジングとを，両者の挿入軸線に略平行な方向に嵌合させたのち，その挿入軸線方向にかしめ荷重を加えることによってセンサハウジングの一部をかしめ変形させ，両者を強固に組み付けるようにしてある。そのため，センサハウジング及びコネクタハウジングには，両者の間で相互に当接し，その挿入軸線に略平行な方向に作用するかしめ荷重を受けるための荷重面を配設し，かかるかしめ作業に際し，センサ構成部品がかしめ荷重によって変形，破損しないよう配慮されている。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の圧力センサにあっては，次のような問題がある。
即ち，上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとを相互に当接させるための上記荷重面は，必要なかしめ荷重に応じて所定の面積以上確保する必要がある。
一方，シールダイヤフラムをセンサハウジングに設けたタイプの圧力センサにおいては，シールダイヤフラムの径を十分に確保し，さらにその外方に上記センサハウジング側の荷重面を設ける構成がとられる。そして，これに伴い，センサハウジング側の荷重面に当接させる上記コネクタハウジング側の荷重面もシールダイヤフラムの有効領域の外側に設けることが必要となる。
そのため，かかる荷重面が径方向に張り出して形成されることから，コネクタハウジング及びセンサハウジングの大型化を招来し，両者を組み合わせた圧力センサの大型化を来たしていた。
【０００５】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，耐圧性に優れる小型の圧力センサを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
本発明は，感圧素子を配置した受圧面を有するコネクタハウジングと，シールダイヤフラムを有するセンサハウジングと，該センサハウジングに対して上記コネクタハウジングを一定の挿入軸線に沿って挿入することにより上記感圧素子と上記シールダイヤフラムとの間に形成された圧力室とを有し，該圧力室には圧力伝達媒体を充填してある圧力センサにおいて，
上記コネクタハウジングは，該コネクタハウジングに作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのコネクタ側荷重面を上記圧力室に露出させて設けてなり，
上記センサハウジングは，該センサハウジングに作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのセンサ側荷重面を上記圧力室に露出させて設けてなり，かつ，上記圧力室には，一方の面が上記コネクタ側荷重面に当接すると共に，他方の面が上記センサ側荷重面に当接するスペーサが配設されていることを特徴とする圧力センサにある（請求項１）。
【０００７】
本発明の上記圧力センサは，上記圧力室に上記スペーサを有している。上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとは，両者の挿入軸線に略平行な方向に嵌合させたのち，スペーサを介在して，その挿入軸線方向に荷重を加えることによって両者を強固に組み付けてある。そのため，上記コネクタ側荷重面と上記センサ側荷重面とを直接当接させる必要がない。
【０００８】
さらに，上記コネクタハウジングにおけるコネクタ側荷重面と上記センサハウジングにおける上記センサ側荷重面とを，上記挿入軸線に略平行な同軸上の位置に配置する必要がない。すなわち，上記圧力センサは，上記コネクタ側荷重面とセンサ側荷重面とが直接当接し得ない位置にずれていても，上記スペーサを介在させることにより，両者の間で荷重の伝達を行うことができる。
【０００９】
そのため，上記コネクタハウジング及び上記センサハウジングにおける各荷重面は，他方における荷重面の配置の影響を受けることがなく，その配置の自由度が高い。それ故，上記コネクタハウジング及び上記センサハウジングの小径化を実現しながら，上記圧力室における上記荷重面を効率良く配置できる。
したがって，上記のごとく小径化された上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとを組み合わせることにより，上記圧力センサを小型化することができる。
【００１０】
また，スペーサは，上記圧力室の空間の一部を占有して，上記圧力室に充填する上記圧力伝達媒体の充填量を低減することができる。そして，上記圧力伝達媒体が圧力を受けたときや，その温度が変動したときに生じるおそれがある微小な体積変化を抑制して，圧力計測精度や応答性等の性能を向上させることができる。
【００１１】
このように，本発明によれば，耐圧性に優れる小型の圧力センサを提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明においては，上記スペーサは，上記シールダイヤフラム側から上記感圧素子側に上記圧力伝達媒体を導く媒体通路を有していることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記媒体通路を介して，上記感圧素子側と他方側との間において，上記圧力伝達媒体は自由に流通することができる。そのため，上記スペーサは，圧力センサによる圧力計測性能に影響を与えることなく，コネクタハウジングとセンサハウジングとの間において，上記挿入軸線に略平行な荷重を相互に伝達させることができる。
【００１３】
【実施例】
（実施例）
本発明の実施例にかかる圧力センサ１について，図１〜図４を用いて説明する。
本例の圧力センサ１は，図１に示すごとく，感圧素子２０を配置した受圧面３２を有するコネクタハウジング３０と，シールダイヤフラム４３を有するセンサハウジング４０とを有している。そして，センサハウジング４０に対してコネクタハウジング３０を一定の挿入軸線に沿って挿入することにより感圧素子２０とシールダイヤフラム４３との間には圧力室４２が形成され，この圧力室４２には圧力伝達媒体を充填してある。
コネクタハウジング３０には，該コネクタハウジング３０に作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのコネクタ側荷重面３８を圧力室４２に露出させて設けてある。
また，センサハウジング４０には，該センサハウジング４０に作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を受けるためのセンサ側荷重面４３８を圧力室４２に露出させて設けてある。
さらに，圧力室４２には，一方の面がコネクタ側荷重面３８に当接すると共に，他方の面がセンサ側荷重面４３８に当接するスペーサ６０が配設されている。
以下にこの内容について詳しく説明する。
【００１４】
本例の圧力センサ１は，図１に示すごとく，シールダイヤフラム４３を有するセンサハウジング４０に，ターミナルピン１０と感圧素子２０とを有するコネクタハウジング３０を挿入して組み立ててある。すなわち，本例の圧力センサ１は，圧力計測対象である流体とは隔離された圧力室４２を有するものである。そして，この圧力センサ１は，シールダイヤフラム４３に作用する上記流体の圧力を，圧力室４２に封入した圧力伝達媒体を介して，感圧素子２０により検知するよう構成されている。
感圧素子２０は，シリコン基板上のシリコン層を加工して歪ゲージを形成するとともに，シリコン基板を精密にエッチングしてセンサダイヤフラムを形成したものである。
【００１５】
コネクタハウジング３０は，図１に示すごとく，ＰＰＳ樹脂により後述するごとくターミナルピン１０をインサートして一体成形されていると共に，センサハウジング４０に挿入する挿入部３５と，該挿入部３５よりも大径のツバ部３５１とを有している。さらに，コネクタハウジング３０における挿入部３５とは反対側の端部には，外部機器のコネクタ（図示略）を電気的に接続するための中空構造のソケット部３００を有している。
【００１６】
ソケット部３００は，外部機器の外部コネクタを挿入することができるよう筒状に構成されていると共に，該ソケット部３００の内部には，それぞれのターミナルピン１０における一方の端部を突出させてある。そして，それぞれのターミナルピン１０は，ソケット部３００に挿入された上記外部コネクタの各電極と電気的に接触するよう構成されている。
【００１７】
コネクタハウジング３０の挿入方向の端面である受圧面３２には，図１に示すごとく，各ターミナルピン１０の他方の端部を露出させてあると共に，感圧素子２０を配置してある。
上記のターミナルピン１０としては，電源用，グランド用及び信号出力用の３本があり，これらのターミナルピン１０は，すべてソケット部３００から受圧面３２へとコネクタハウジング３０を貫通するように，インサート成形によってコネクタハウジング３０内に一体的に配置されている。
【００１８】
また，各ターミナルピン１０は，図２に示すごとく，感圧素子２０に対して，ボンディングワイヤ３４により相互に電気的に接続されていると共に，シリコーン系シール材からなるシール層１２によりシールされ，圧力室４２のシール性を高く維持できるよう構成されている。
【００１９】
上記挿入部３５は，その外周面に，圧力室４２を密閉するためのＯリング５０及びバックアップリング５１を配設できるようリング溝３５０を設けてある。
また，挿入部３５の端面である受圧面３２には，図３に示すごとく，ターミナルピン１０及び感圧素子２０が配置されている。また，受圧面３２のうち，点線４０１の外周部３５２をコネクタ側荷重面３８とし，該コネクタ側荷重面３８により後述するスペーサ６０と当接するよう構成してある。
【００２０】
センサハウジング４０は，ステンレススチールよりなると共に，図１に示すごとく，上記シールダイヤフラム４３のコネクタハウジング３０側に，上記挿入部３５を挿入する凹部４５と，上記ツバ部３５１を挿入する大径部４５１と，該大径部４５１にツバ部３５１を挿入した状態で該ツバ部３５１と係合するカシメ部４１とを有している。
【００２１】
センサハウジングにおける凹部４５の底面には，図１に示すごとく，シールダイヤフラム４３を配設してある。このシールダイヤフラム４３は，図２に示すごとく，その外周部に積層されたシールリング４３１の表面からレーザ溶接して，センサハウジング４０まで達する溶接部４３５を設けることにより，センサハウジング４０に対して強固に固定されている。
【００２２】
さらに，センサハウジング４０は，図１に示すごとく，軸方向における凹部４５と反対側には，外部流体を密閉する配管パイプ等に対して圧力センサ１を取り付けるための，略円筒形状の取付け部４４５を有している。
取付け部４４５は，シールダイヤフラム４３側に外部流体を導入する圧力導入孔４４１を有していると共に，その外周面にはネジ部４４２を有している。
【００２３】
スペーサ６０は，図１，図４に示すごとく，圧力室４２内に挿入できるよう構成された，ＰＰＳやＰＢＴ等の合成樹脂よりなる略円板状の部材であって，その中央付近には，圧力室４２内の圧力伝達媒体を流通させるための貫通穴である媒体通路６１を有している。
【００２４】
また，図４に示すごとく，スペーサ６０は，シールリング４３１の表面のセンサ側荷重面４３８に当接する第１当接部６２１をシールダイヤフラム４３側の表面６０１に有し，コネクタ側荷重面３８（図２参照）と当接する第２当接部６２２を裏面６０２に有する。そして，図３に示すごとく，これらの第１当接部６２１と第２当接部６２２とは，軸方向においてずれた位置にある。
また，裏面６０２の中央部には，ボンディングワイヤ３４との干渉を防止するための窪み部６３を設けてある。
【００２５】
そして，本例の圧力センサ１は，図１に示すごとく，センサハウジング４０の凹部４５内に，上記スペーサ６０とコネクタハウジング３０の挿入部３５を挿入し，カシメ部４１を内径方向に変形させコネクタハウジング３０のツバ部３５１に係合させて組み付け固定される。
【００２６】
また，コネクタハウジング３０の受圧面３２とセンサハウジング４０のシールダイヤフラム４３とが対峙して形成された空間よりなる圧力室４２は，挿入部３５の外周に配されたＯリング５０によりシールされ，また，圧力室４２には圧力伝達媒体としてシリコンオイルが封入される。
【００２７】
また，この圧力室４２には，上記のごとくスペーサ６０を挿入配置するので，このスペーサ６０の表面６０１の第１当接部６２１（図３）にはセンサハウジングにおけるシールリング４３１表面のセンサ側荷重面４３８が当接し，一方，裏面６０２の第２当接部６２２（図３）には，コネクタハウジング３０における受圧面３２の外周部のコネクタ側荷重面３８（図２参照）が当接する。そして，スペーサ６０は，コネクタハウジング３０とセンサハウジング４０との間に作用する上記挿入軸線に略平行な荷重を，両者の間に相互に伝達する。
【００２８】
上記構成の圧力センサ１を用いて被測定流体の圧力を計測するに当たっては，被測定流体の圧力を，圧力導入孔４４１を経由してシールダイヤフラム４３に作用させ，さらに，圧力室４２に充填されたシリコンオイルを介して感圧素子２０のセンサダイヤフラムに作用させることにより行うことができる。
【００２９】
以上のごとく，本例の圧力センサ１は，圧力室４２にスペーサ６０を有している。コネクタハウジング３０とセンサハウジング４０とは，両者の挿入軸線に略平行な方向に嵌合させたのち，スペーサ６０を介在して，その挿入軸線方向にかしめ荷重を加えることによってセンサハウジング４０のカシメ部４１をかしめ変形させ両者を強固に組み付けてある。
【００３０】
上記コネクタ側荷重面３８とセンサ側荷重面４３８とを直接当接させる必要がない。そのため，コネクタハウジング３０におけるコネクタ側荷重面３８とセンサハウジング４０におけるセンサ側荷重面４３８とを，上記挿入軸線に略平行な同軸上の位置に配置する必要がない。すなわち，圧力センサ１は，コネクタ側荷重面３８とセンサ側荷重面４３８とが直接当接し得ない位置にずれていても，スペーサ６０を介在させることにより，両者の間で荷重の伝達を行うことができる。
【００３１】
そのため，本例では，上記コネクタ側荷重面３８を，センサ側荷重面４３８の内径側であるシールダイヤフラム４３に対面する位置という，従来では不可能な位置に設けることができる。それ故，コネクタ側荷重面３８とセンサ側荷重面４３８とを対面するよう配置した従来の場合に比べて，コネクタハウジング３０を格段に小径化でき，それに伴ってセンサハウジング４０の小径化を実現することができる。そして，本例の圧力センサ１は，上記のごとく小径化されたコネクタハウジング３０とセンサハウジング４０とを組み合わせた小型なものとなる。
【００３２】
また，スペーサ６０は，圧力室４２のボリュームのうち一定部分を占有して圧力室４２における圧力伝達媒体の充填量を低減することができるという効果を有している。そのため，このスペーサ６０を適用した圧力センサ１においては，急激な圧力変化や温度変化に対する圧力伝達媒体の体積変化が微小である。したがって，本例の圧力センサ１は，圧力計測精度及びその応答性に優れたものとなる。
なお，スペーサ６０としては，本例に示した材質のほか，ポリアミド樹脂，セラミック，鉄系金属，Ｃｕ合金系金属等より作製することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における，圧力センサの構造を示す断面図。
【図２】実勢例における，圧力センサにおける圧力室の構造を示す拡大図。
【図３】実施例における，コネクタハウジングにおける受圧面を示す正面図。
【図４】実施例における，スペーサの構造を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．圧力センサ，
１０．．．ターミナルピン，
１２．．．シール層，
３０．．．コネクタハウジング，
３２．．．受圧面，
３４．．．ボンディングワイヤ，
３５．．．挿入部，
３８．．．コネクタ側荷重面，
３５１．．．ツバ部，
３５２．．．外周部，
４０．．．センサハウジング，
４３．．．シールダイヤフラム，
４３１．．．シールリング，
４３８．．．センサ側荷重面，
４５．．．凹部，
４５１．．．大径部，
５０．．．Ｏリング，
５１．．．バックアップリング，
６０．．．スペーサ，
６１．．．媒体通路，
６２１．．．第１当接部，
６２２．．．第２当接部，
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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