(57)【要約】【課題】  一面側に圧力媒体が導入され他面側が大気に開放されている圧力検出用のダイアフラムを備える圧力センサにおいて、ダイアフラムが割れたときにおける大気開放穴からの圧力媒体の漏れを防止するとともに、圧力の変動があったとしても圧力媒体の漏れを持続的に防止する。【解決手段】  大気開放部３０に、大気開放穴３１側に配置され大気開放穴３１と連通する貫通穴８１ａを有する第１の栓部材８１と、ダイアフラム２０側にて第１の栓部材８１とは離間して配置され貫通穴８１ａの形状に対応した形状を有する第２の栓部材８２とを設ける。ダイアフラム２０が割れて圧力媒体の圧力が大気開放部３０側へ漏れたときには、圧力媒体の圧力によって第２の栓部材８１が第１の栓部材８１側へ移動し、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａをふさぐ状態で第１の栓部材８１に結合することにより、大気開放穴３１がシールされる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力検出用のダイアフラム（２０）と、
前記ダイアフラム（２０）の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部（１１）と、
前記ダイアフラム（２０）の他面側に設けられ大気開放穴（３１）を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部（３０）とを備える圧力センサにおいて、
前記大気開放部（３０）には、前記大気開放穴（３１）側に配置され前記大気開放穴（３１）と連通する貫通穴（８１ａ）を有する第１の栓部材（８１）と、前記ダイアフラム（２０）側にて前記第１の栓部材（８１）とは離間して配置され前記貫通穴（８１ａ）の形状に対応した形状を有する第２の栓部材（８２）とからなる栓手段（８０）が設けられており、
前記圧力媒体の圧力が上昇して前記ダイアフラム（２０）が割れ前記圧力媒体の圧力が前記大気開放部（３０）側へ漏れたときには、前記圧力媒体の圧力によって前記第２の栓部材（８２）が前記第１の栓部材（８１）側へ移動し、前記貫通穴（８１ａ）をふさぐ状態で第１の栓部材（８１）に結合することにより、前記大気開放穴（３１）がシールされるようになっていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記第１の栓部材（８１）は、弾性材料からなるものであり、
前記第２の栓部材（８２）は、前記ダイアフラム（２０）側から前記第１の栓部材（８１）側に向かって細くなるくさび形状をなすものであり、
前記第１の栓部材（８１）と前記第２の栓部材（８２）とが結合したとき、前記第２の栓部材（８２）における前記第１の栓部材（８１）側の先端部が、前記第１の栓部材（８１）の貫通穴（８１ａ）に食い込んで密着することにより、前記貫通穴（８１ａ）がふさがれた状態になる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】
前記第２の栓部材（８２）の表面には、前記ダイアフラム（２０）が割れていないときに前記大気開放穴（３１）から前記ダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（８２ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記大気開放部（３０）の内壁部には、前記ダイアフラム（２０）が割れていないときに前記大気開放穴（３１）から前記ダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（６２ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記第２の栓部材（８２）が天側、前記第１の栓部材（８１）が地側に位置しているときに、前記第２の栓部材（８２）がその自重により前記第１の栓部材（８１）側へ移動して前記貫通穴（８１ａ）をふさぐのを防止する防止手段（８１ｂ、８３）が設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一面側に圧力媒体が導入され他面側が大気に開放されている圧力検出用のダイアフラムを備え、ダイアフラムの歪みに基づいて検出圧力を検出するようにした圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の圧力センサは、圧力の印加によって歪む圧力検出用のダイアフラムと、ダイアフラムの一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部と、ダイアフラムの他面側に設けられ大気開放穴を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部とを備える。
【０００３】
そして、たとえば、ダイアフラムの一面と他面における検出圧力と大気圧との差圧により、ダイアフラムが歪み、このダイアフラムの歪みに基づいて、検出圧力を検出するようにしたものである。このような圧力センサは、ダイアフラムの両面に印加される各圧力の相対圧を利用するため、一般に相対圧センサといわれる。
【０００４】
このような相対圧センサにおいては、圧力媒体導入部における圧力媒体の圧力が異常に上昇してダイアフラムが割れると、圧力媒体が大気開放部側へ漏れ、ひいては、大気開放穴から外部へ漏れ出てしまう恐れがある。たとえば、圧力媒体が水である場合には、被水が発生したり、ガソリンの場合、環境面などに悪影響が発生する。
【０００５】
従来では、この問題に対して、ダイアフラムを厚くしてダイアフラムの破壊耐圧を大きくしたり、また、圧力媒体導入部内にボールを用いた逆止弁を設けたり（たとえば、特許文献１参照）、大気開放部内にバネとボールを用いた漏れ防止弁を設けたり（たとえば、特許文献２参照）することで対策を講じている。
【特許文献１】特開平８−２７０４５７号公報
【特許文献２】特開平６−１３７９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ダイアフラムを厚くすることは、ダイアフラムの破壊耐圧を大きくし、ダイアフラムの割れを起こしにくくはするものの、圧力感度が小さくなり検出精度が劣るという問題につながる。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載されている圧力媒体導入部内に設けた逆止弁や、上記特許文献２に記載されている大気開放部内に設けた漏れ防止弁では、圧力媒体導入部の圧力や大気開放部の圧力に応じて弁が動いてしまう。そのため、これらの圧力が変動した場合、圧力媒体導入部や大気開放部内にて、弁が開いたりして持続的に漏れを防止することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑み、一面側に圧力媒体が導入され他面側が大気に開放されている圧力検出用のダイアフラムを備える圧力センサにおいて、ダイアフラムが割れたときにおける大気開放穴からの圧力媒体の漏れを防止するとともに、圧力の変動があったとしても圧力媒体の漏れを持続的に防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力検出用のダイアフラム（２０）と、ダイアフラム（２０）の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部（１１）と、ダイアフラム（２０）の他面側に設けられ大気開放穴（３１）を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部（３０）とを備える圧力センサにおいて、次のような点を特徴としている。
【００１０】
・大気開放部（３０）には、大気開放穴（３１）側に配置され大気開放穴（３１）と連通する貫通穴（８１ａ）を有する第１の栓部材（８１）と、ダイアフラム（２０）側にて第１の栓部材（８１）とは離間して配置され貫通穴（８１ａ）の形状に対応した形状を有する第２の栓部材（８２）とからなる栓手段（８０）が設けられていること。
【００１１】
・圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム（２０）が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部（３０）側へ漏れたときには、圧力媒体の圧力によって第２の栓部材（８２）が第１の栓部材（８１）側へ移動し、貫通穴（８１ａ）をふさぐ状態で第１の栓部材（８１）に結合することにより、大気開放穴（３１）がシールされるようになっていること。本発明は、これらの点を特徴としている。
【００１２】
それによれば、圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム（２０）が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部（３０）側へ漏れたときにのみ、すなわち、圧力媒体が大気開放穴（３１）から漏れる恐れがある場合のみ、大気開放穴（３１）がシールされるので、圧力媒体の漏れを適切に防止することができる。
【００１３】
また、第２の栓部材（８２）は、圧力媒体の圧力によって第１の栓部材（８１）側へ移動し貫通穴（８１ａ）をふさぐ状態で第１の栓部材（８１）に結合するため、圧力媒体の圧力が下がっても、第１の栓部材（８１）と第２の栓部材（８２）とは離れず、貫通穴（８１ａ）をふさいで大気開放穴（３１）をシールした状態は確保される。
【００１４】
つまり、本発明によれば、ダイアフラム（２０）が割れたときにおける大気開放穴（３１）からの圧力媒体の漏れを防止するとともに、圧力の変動があったとしても圧力媒体の漏れを持続的に防止することができる。
【００１５】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の圧力センサにおいては、第１の栓部材（８１）は、弾性材料からなるものであり、第２の栓部材（８２）は、ダイアフラム（２０）側から第１の栓部材（８１）側に向かって細くなるくさび形状をなすものであり、第１の栓部材（８１）と第２の栓部材（８２）とが結合したとき、第２の栓部材（８２）における第１の栓部材（８１）側の先端部が、第１の栓部材（８１）の貫通穴（８１ａ）に食い込んで密着することにより、貫通穴（８１ａ）がふさがれた状態になるようなものにできる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいて、第２の栓部材（８２）の表面には、ダイアフラム（２０）が割れていないときに大気開放穴（３１）からダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（８２ａ）が形成されていることを特徴としている。
【００１７】
それによれば、ダイアフラム（２０）が割れていないときにおいて、第２の栓部材（８２）によって大気開放部（３１）がふさがれることなく、ダイアフラム（２０）に対して適切に大気を導くことができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいて、大気開放部（３０）の内壁部には、ダイアフラム（２０）が割れていないときに大気開放穴（３１）からダイアフラム（２０）へ大気を導くための溝部（６２ｂ）が形成されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明によっても、ダイアフラム（２０）が割れていないときにおいて、第２の栓部材（８２）によって大気開放部（３０）がふさがれることなく、ダイアフラム（２０）に対して適切に大気を導くことができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明では、請求項２ないし請求項４に記載の圧力センサにおいて、第２の栓部材（８２）が天側、第１の栓部材（８１）が地側に位置しているときに、第２の栓部材（８２）がその自重により第１の栓部材（８１）側へ移動して貫通穴（８１ａ）をふさぐのを防止する防止手段（８１ｂ、８３）が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
それによれば、第２の栓部材（８２）が天側、第１の栓部材（８１）が地側に位置しているときに、第２の栓部材（８２）がその自重により第１の栓部材（８１）側へ移動して貫通穴（８１ａ）をふさぐのを防止することができ、ダイアフラム（２０）に対して適切に大気を導くことができる。
【００２２】
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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２４】
本実施形態では、本発明の圧力センサを半導体圧力センサに具体化したものとして説明する。
【００２５】
本実施形態の半導体圧力センサは、その用途を限定するものではないが、たとえば、浴槽の給湯器における湯（または水）の流路に取り付けられ、当該流路内の圧力によって浴槽の水位を検出する水位センサや、自動車のガソリンタンクに取り付けられ、当該ガソリンタンク内の圧力（燃料圧）を測定する燃料圧センサなどに適用可能である。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る圧力センサ１００の概略断面構成を示す図である。
【００２７】
本圧力センサ１００は、大きくは、ケース１０と、ケース１０内に設けられた圧力検出用のダイアフラム２０と、ダイアフラム２０の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部１１と、ダイアフラム２０の他面側に設けられ大気開放穴３１を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部３０とを備えて構成されている。
【００２８】
ケース１０は、段付き筒状をなすもので、たとえば、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）等のプラスチック材料、または、金属等を成型や切削等により加工してなるものである。
【００２９】
ケース１０における大径内孔部１２は、センシング部としてのダイアフラム２０が設けられる部位であり、ケース１０における小径内孔部１１は、圧力媒体導入部１１として構成されている。
【００３０】
このケース１０は、たとえば上記給湯器の配管やガソリンタンクなどの被検出体に取り付けられ、圧力媒体導入部１１から、圧力媒体としてのたとえば上記湯やガソリンなどが導入されるものである。
【００３１】
ダイアフラム２０は、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに設けられている。具体的には、図１に示されるように、ダイアフラム２０は、ガラスなどからなる台座２１に接合されて支持され、この台座２１を介して、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに接着などにより固定されている。
【００３２】
このダイアフラム２０は、たとえば、半導体ダイアフラム式の圧力センサ素子として構成されるものである。具体的には、図示しないが、ピエゾ抵抗効果を有した半導体材料（たとえば単結晶シリコン）よりなるものであって、たとえばダイアフラム２０上には複数個の拡散抵抗が形成され、これら複数個の拡散抵抗をブリッジ接続してなるブリッジ回路を有する構成となっている。
【００３３】
そして、このダイアフラム２０の変形に応じた拡散抵抗の抵抗値変化を上記ブリッジ回路から電気信号として取り出すようになっている。このように、ダイアフラム２０は測定圧力に応じたレベルの電気信号を出力するものである。
【００３４】
そして、これらダイアフラム２０と台座２１とはガラス接合等にて接着されており、この台座２１の内部には、上記圧力媒体導入部１１を構成するケース１０の内孔と連通する貫通孔２１ａが形成されている。
【００３５】
そして、圧力媒体導入部１１から導入される圧力媒体の圧力は、台座２１の貫通孔２１ａを経て、ダイアフラム２０の他面側へに印加されるようになっている。
【００３６】
また、ケース１０には、一般的なリードフレームの材料（たとえばＣｕや４２アロイなど）からなるリード４０が設けられている。このリード４０は、たとえばケース１０にインサート成形されたり、接着されたりすることにより、ケース１０に固定され一体化されている。
【００３７】
そして、リード４０は、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに露出しており、このリード４０の露出部とダイアフラム２０とは、ＡｕやＡｌ（アルミニウム）などからなるボンディングワイヤ５０により結線され、電気的に接続されている。
【００３８】
このリード４０は、ダイアフラム２０の電気信号（出力）を外部へ取り出すための取り出し部を構成している。たとえば、リード４０におけるボンディングワイヤ５０との接続部とは反対側の端部が、外部配線部材に接続可能となっており、それによって、ダイアフラム２０からの信号は、ボンディングワイヤ５０を介して、リード４０から外部へと取り出し可能となっている。
【００３９】
また、ケース１０における大径内孔部１２には、ダイアフラム２０を覆うように、段付き内孔を有するシリンダ６０が設けられている。
【００４０】
図１に示されるように、シリンダ６０の内孔のうち６１、６２のうち比較的大径である大径内孔部６１には、ダイアフラム２０およびボンディングワイヤ５０が収納されており、この大径内孔部６１よりも上側の内孔６２は、比較的小径である小径内孔部６２として構成されている。
【００４１】
このシリンダ６０は、樹脂、金属またはセラミックなどからなるもので、ケース１０における大径内孔部１２の底面１２ａに接着などにより固定されている。また、ケース１０における大径内孔部１２を覆うように、当該大径内孔部１２の開口部には、蓋部７０が接着などにより取り付け固定されている。
【００４２】
この蓋部７０は、樹脂、金属またはセラミックなどからなるもので、この蓋部７０には、開口部としての大気開放穴３１が設けられている。この大気開放穴３１は、外部すなわち大気とシリンダ６０の小径内孔部６２とを連通する穴であり、この大気開放穴３１とシリンダ６０の小径内孔部６２とにより、大気開放部３０が形成されている。
【００４３】
つまり、大気開放穴３１から大気が導入され、この大気はシリンダ６０の小径内孔部６２を通って、シリンダ６０の大径内孔部６１に位置するダイアフラム２０の一面側へ導入される。それにより、ダイアフラム２０の一面側は大気に開放され、ダイアフラム２０の一面には大気圧が加わっている。
【００４４】
こうして、本実施形態の圧力検出装置１００においては、ダイアフラム２０を境として、ダイアフラム２０の一面側は大気圧雰囲気、ダイアフラム２０の他面側は圧力媒体による検出圧力の雰囲気となっている。
【００４５】
そして、本実施形態では、大気開放部３０内に、圧力媒体導入部１１内の圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム２０が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部３０側へ漏れたときに大気開放穴３１をふさいで外部への圧力媒体の漏れを防止する栓手段８０が設けられている。
【００４６】
この栓手段８０は、大気開放部３０内にて大気開放穴３１側に配置され大気開放穴３１と連通する貫通穴８１ａを有する第１の栓部材８１と、ダイアフラム２０側にて第１の栓部材８１とは離間して配置され貫通穴８１ａの形状に対応した形状を有する第２の栓部材８２とからなるものである。
【００４７】
ここで、図２は、第１の栓部材８１の詳細形状を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。また、図３は、第２の栓部材８２の詳細形状を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。
【００４８】
第１の栓部材８１は、ＮＢＲやシリコンゴム、フッ素ゴムなどのゴムなどの弾性材料からなるもので、大気開放穴３１の穴形状に対応した外形を有する筒状のものである。ここで、筒状をなす第１の栓部材８１における筒の内部すなわち中空部が、貫通穴８１ａを構成している。
【００４９】
本例では、第１の栓部材８１は、段付き穴形状をなす大気開放穴３１に対応した外形を有している。すなわち、図１、図２に示されるように、大気開放穴３１は、ケース１０の外部側に大径部、ケース１０の内部側に小径部を持つ段付き内孔であり、第１の栓部材８１の外形は、ケース１０の外部側に大径部、ケース１０の内部側に小径部を持つ段付き筒状のものである。
【００５０】
そして、第１の栓部材８１は、大気開放穴３１に挿入されて固定されている。この第１の栓部材８１の大気開放穴３１への固定方法としては、特に限定するものではないが、接着、圧入、焼き付けなどを採用することができる。
【００５１】
そして、蓋部７０の大気開放穴３１に取り付けられた第１の栓部材８１の貫通穴８１ａを介して、ケース１０の外部に存在する大気が、大気開放部３０内に導入されるようになっている。
【００５２】
また、第２の栓部材８２は、金属、樹脂、またはセラミックなどからなるもので、本実施形態では、ダイアフラム２０側から第１の栓部材８１側に向かって細くなるくさび形状をなすものである。
【００５３】
ここで、第２の栓部材８２におけるくさび形状は、その細い側の端部である先端部が第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに挿入可能な大きさであり、途中で当該貫通孔８１ａの径よりも大きくなるように太い側の端部に向かって太くなっている。本例では、第２の栓部材８２は、円錐形状をなすものである。
【００５４】
また、第２の栓部材８２は、シリンダ６０における小径内孔部６２内に収納されているが、このシリンダ６０における小径内孔部６２においては、シリンダ６２における大径内孔部６１と当該小径内孔部５２の境界部が、さらに径が絞られた絞り部６２ａとして構成している。
【００５５】
そして、第２の栓部材８２におけるくさびの底部すなわち最も太い部分は、このシリンダ６０における絞り部６２ａよりも太い径となっており、第２の栓部材８２は、絞り部６２ａには入り込まず、シリンダ６０における小径内孔部６２のうち絞り部６２ａよりも太い部位の内部にとどまるようになっている。
【００５６】
さらに、図３に示されるように、第２の栓部材８２におけるくさびの底部の表面すなわち第２の栓部材８２の底面には、当該底面から凹んだ溝部８２ａが形成されている。図３に示される例では、この第２の栓部材８２の溝部８２ａは、第２の栓部材８２の底面の中心から当該底面の端部にまで達する平面十字形状をなすものとしている。
【００５７】
このように溝部８２ａを設けることによって、第２の栓部材８２の底面が、シリンダ６０の絞り部６２ａに接した状態となっていても、大気開放穴３１つまり第１の栓部材８１の貫通穴８１ａから大気開放部３０に導入された大気は、ダイアフラム２０の一面側へ導かれるようになっている。なお、第２の栓部材８２の溝部８２ａの形状は、上記した機能を持つものであれば、その形状は限定されるものではない。
【００５８】
このような圧力センサ１００は、たとえば、次のようにして製造することができる。リード部４０がインサート成形されたケース１０に、台座２１に接合されたダイアフラム２０を接着などにより取り付ける。
【００５９】
次に、ダイアフラム２０とリード部材４０との間で、ワイヤボンディングを行い、ボンディングワイヤ５０による結線を行う。その後、接着などによりシリンダ６０をケース１０に取り付けるとともに、シリンダ６０の大径内孔部６１の内部に第２の栓部材８２を投入して設置する。
【００６０】
そして、接着などにより第１の栓部材８１を蓋部７０の大気開放穴３１に取り付けるとともに、接着などにより蓋部７０をケース１０に取り付ける。それにより、上記図１に示される圧力センサ１００を製造することができる。
【００６１】
この圧力センサ１００の検出動作は、次の通りである。
【００６２】
圧力センサ１００においては、浴槽の給湯器における湯（または水）の流路を構成する配管やガソリンタンクなどの被検出体に取り付けられた状態で、圧力媒体導入部１１から、湯やガソリンなどの圧力媒体がダイアフラム２０の他面側へ導入され、大気開放部３０には大気開放穴３１から大気が導入されることにより、ダイアフラム２０の一面側に大気が導入される。
【００６３】
それにより、ダイアフラム２０は変形するが、たとえば、このダイアフラム２０の変形に応じた拡散抵抗の抵抗値変化を上記ブリッジ回路から電気信号として取り出し、この電気信号は、ボンディングワイヤ５０、リード４０から外部へ出力される。
【００６４】
これにより、ダイアフラム２０の一面側の大気圧と他面側の圧力との相対圧を検出することができ、被検出体における圧力媒体の圧力すなわち検出圧力を検出できるようになっている。
【００６５】
このような検出動作において、圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム２０が割れる可能性がある。その場合、圧力媒体が大気開放部３０側へ漏れだし、ひいては、大気開放穴３１から大気中へ漏れ出す可能性がある。
【００６６】
ダイアフラム２０は、たとえばシリコンなどの脆性材料からなり、その破壊耐圧は、たとえば実際の測定圧の５倍以上程度である。上記した水位センサや燃料圧センサなどの場合、測定圧はたとえば１００ｋＰａ〜３００ｋＰａ程度である。
【００６７】
もし、上記水位センサにおいて圧力媒体としての水が漏れた場合、住宅が被水したり、上記燃料圧センサにおいて圧力媒体としてのガソリンが漏れた場合、大気に漏れたガソリンにより環境面で悪影響を与える恐れがある。
【００６８】
このような問題に対して、本実施形態では、上記栓手段８０を設けた圧力センサ１００とすることで対策を講じている。
【００６９】
すなわち、本実施形態では、圧力検出用のダイアフラム２０と、ダイアフラム２０の一面側に設けられ当該一面側に検出対象となる圧力媒体を導入する圧力媒体導入部１１と、ダイアフラム２０の他面側に設けられ大気開放穴３１を介して当該他面側を大気に開放する大気開放部３０とを備える圧力センサ１００において、大気開放部３０に、大気開放穴３１側に配置され大気開放穴３１と連通する貫通穴８１ａを有する第１の栓部材８１と、ダイアフラム２０側にて第１の栓部材８１とは離間して配置され貫通穴８１ａの形状に対応した形状を有する第２の栓部材８２とからなる栓手段８０が設けられていることを特徴としている。
【００７０】
そして、このような特徴点を有する本圧力センサ１００においては、ダイアフラム２０が割れて圧力媒体の圧力が大気開放部３０側へ漏れたときには、圧力媒体の圧力によって第２の栓部材８１が第１の栓部材８１側へ移動し、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａをふさぐ状態で第１の栓部材８１に結合することにより、大気開放穴３１がシールされるようになっている。
【００７１】
それによれば、圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラム２０が割れ圧力媒体の圧力が大気開放部３０側へ漏れたときにのみ、すなわち、圧力媒体が大気開放穴３１から漏れる恐れがある場合のみ、大気開放穴３１がシールされるので、圧力媒体の漏れを適切に防止することができる。
【００７２】
また、第２の栓部材８２は、圧力媒体の圧力によって第１の栓部材８１側へ移動し貫通穴８１ａをふさぐ状態で第１の栓部材８１に結合するため、圧力媒体の圧力が下がっても、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とは離れず、貫通穴８１ａをふさいで大気開放穴３１をシールした状態は確保される。
【００７３】
つまり、本実施形態によれば、ダイアフラム２０が割れたときにおける大気開放穴３１からの圧力媒体の漏れを防止するとともに、圧力の変動があったとしても圧力媒体の漏れを持続的に防止することができる。
【００７４】
具体的に、本実施形態では、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とが結合したとき、くさび形状をなす第２の栓部材８２における第１の栓部材８１側の先端部が、弾性材料からなる第１の栓部材８１の貫通穴８１ａにしっかりと食い込む。そして、第１の栓部材８１の弾性力によって両栓部材８１、８２が密着して結合することにより、当該貫通穴８１ａがふさがれた状態になる。
【００７５】
なお、ダイアフラム２０が割れていないときには、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とは離間して配置されているが、第１の栓部材８１と第２の栓部材８２とが離間している状態とは、たとえば、上記くさび形状をなす第２の栓部材８２の先端部が、第１の栓部材８１に届いていない状態に限らない。
【００７６】
つまり、第２の栓部材８２の先端部が第１の栓部材８１に届いており、第２の栓部材８２の先端部が第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに一部入り込んだ状態であっても、第２の栓部材８２の先端部が第１の栓部材８１の貫通穴８１ａの開口部または内壁に接しておらず離れており、貫通穴８１ａが閉塞されていない状態であれば、両栓部材８１、８２は離間している状態である。このような状態は、たとえば後述する図５における両栓部材８１、８２の位置関係に示される。
【００７７】
また、本実施形態では、第２の栓部材８２の表面に、ダイアフラム２０が割れていないときに大気開放穴３１からダイアフラム２０へ大気を導くための溝部８２ａが形成されていることも特徴点である。
【００７８】
上記図１に示される圧力センサ１００において、ダイアフラム２０が割れていないときは、上述したように、第２の栓部材８２が、シリンダ６０の絞り部６２ａに接した状態となっているが、溝部８２ａの存在によって、大気開放穴３１から大気開放部３０に導入された大気は、溝部８２ａを通ってダイアフラム２０の一面側へ導かれる。
【００７９】
つまり、溝部８２ａを設けることにより、ダイアフラム２０が割れていないときにおいて、第２の栓部材８２によって大気開放部３０が途中でふさがれることなく、ダイアフラム２０に対して適切に大気を導くことができる。
【００８０】
［変形例］
また、上記した溝部８２ａの作用は、図４に示されるような構成によっても発揮することができる。図４は、大気開放部３０の内壁に溝部６２ｂを設けた例を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の上視平面図である。
【００８１】
図４に示される例では、シリンダ６０の小径内孔部６２における絞り部６２ａの段差面すなわち第２の栓部材８２におけるくさびの底部が当たる段差面に、溝部６２ｂが形成されている。
【００８２】
ここでは、第２の栓部材８２の底面が上記段差面に接した状態において、溝部６２ｂは、絞り部６２ａから第２の栓部材８２の底面の端部の外側まで延びて形成されており、絞り部６２ａと小径内孔部６２とは、溝部６２ｂを介して連通した状態となっている。
【００８３】
つまり、この図４に示されるような溝部６２ｂによっても、第２の栓部材８２が、シリンダ６０の絞り部６２ａに接した状態となっていても、大気開放穴３１から大気開放部３０に導入された大気は、溝部６２ｂを通ってダイアフラム２０の一面側へ導かれる。
【００８４】
つまり、図４に示されるように、大気開放部３０の内壁部に、ダイアフラム２０が割れていないときに大気開放穴３１からダイアフラム２０へ大気を導くための溝部６２ｂを形成することも有効である。
【００８５】
それによっても、ダイアフラム２０が割れていないときにおいて、第２の栓部材８２によって大気開放部３０が途中でふさがれることなく、ダイアフラム２０に対して適切に大気を導くことができる。
【００８６】
また、このダイアフラム２０が割れていないときにおいて、第２の栓部材８２によって大気開放部３０が途中でふさがれる状態は、第２の栓部材８２が地側、第１の栓部材８１が天側に位置しているときに発生しやすい。
【００８７】
その逆に、圧力センサ１００において、第２の栓部材８２が天側、第１の栓部材８１が地側に位置しているときには、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動して第１の栓部材８１の貫通穴８１ａをふさぐ恐れがある。
【００８８】
このような問題に対しては、たとえば、上記図２に示されるように、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａの内面に突起部８１ｂを設けることが好ましい。
【００８９】
それによれば、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動したとき、第２の栓部材８２の先端部が貫通穴８１に挿入されるが、第２の栓部材８２の自重による移動の力程度では、挿入された第２の栓部材８２の先端部と貫通穴８１ａとの間には、突起部８１ｂによって隙間ができる。そのため、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａは閉塞されない。
【００９０】
そして、ダイアフラム２０が割れてたときに第２の栓部材８２を押す圧力媒体の圧力はかなり高圧であるため、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに挿入された第２の栓部材８２の先端部は、突起部８１ｂを押しつぶし、当該貫通穴８１ａが密閉される。
【００９１】
このように、本実施形態においては、この突起部８１ｂに代表されるように、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動して貫通穴８１ａをふさぐのを防止する防止手段８１ｂを設けてもよい。
【００９２】
それによれば、上述したように、第２の栓部材８２が天側、第１の栓部材８１が地側に位置しているときに、第２の栓部材８２がその自重により第１の栓部材８１側へ移動して貫通穴８１ａをふさぐのを防止することができ、ダイアフラム２０に対して適切に大気を導くことができる。
【００９３】
また、このような防止手段としては、図５に示されるように、第２の栓部材８２と第１の栓部材８１との間に設けられたバネ部材８３であってもよい。このようなバネ部材８３としては、たとえば、第２の栓部材８２の周囲に設けたつるまきバネなどを採用することができる。
【００９４】
また、くさび形状をなす第２の栓部材８２としては、上記例として述べたような円錐形状以外にも、図６に示されるようなものでもよい。
【００９５】
図６において、（ａ）および（ｃ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の下視平面図、（ｄ）は（ｃ）の下視平面図である。このように、くさび形状をなす第２の栓部材８２としては、四角錐形状（図６（ａ）、（ｂ）参照）、三角錐形状（図６（ｃ）、（ｄ）参照）などであってもよい。
【００９６】
さらに、第２の栓部材８２としては、第１の栓部材８１側の先端部が、第１の栓部材８１の貫通穴８１ａに食い込んで当該貫通穴８１ａをふさぐようなものであればよく、くさび形状に限定されない。たとえば、第２の栓部材８２としては球状や棒状のものであってもよい。
【００９７】
なお、本実施形態の圧力センサ１００は、上記した水位センサや燃料圧センサ以外にも適用可能であることはもちろんである。
【００９８】
要するに、本発明は、圧力検出用のダイアフラムと、ダイアフラムの一面側に設けられた圧力媒体導入部と、ダイアフラム２０の他面側に設けられた大気開放部とを備える圧力センサにおいて、大気開放部内に、圧力媒体導入部内の圧力媒体の圧力が上昇してダイアフラムが割れ圧力媒体の圧力が大気開放部側へ漏れたときに大気開放穴をふさいで外部への圧力媒体の漏れを防止する栓手段を設けたことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。
【図２】第１の栓部材の詳細形状を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。
【図３】第２の栓部材の詳細形状を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の下視平面図である。
【図４】大気開放部の内壁に設けた溝部の一例を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）中の上視平面図である。
【図５】防止手段の他の例を示す概略断面図である。
【図６】くさび形状をなす第２の栓部材の種々の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１１…圧力媒体導入部、２０…ダイアフラム、３０…大気開放部、
３１…大気開放穴、６０…シリンダ、６２ｂ…シリンダの溝部、８０…栓手段、
８１…第１の栓部材、８１ａ…第１の栓部材の貫通穴、
８１ｂ…防止手段としての第１の栓部材の突起部、８２…第２の栓部材、
８２ａ…第２の栓部材の溝部、８３…防止手段としてのバネ部材８３。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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