(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力検出部が樹脂ケース内に収容されると共に、その圧力検出部の端子が前記樹脂ケースから外部へ露出してなり、前記樹脂ケースが接地される接地面に取付けられる圧力センサにおいて、
前記樹脂ケースに、前記圧力検出部の端子と前記接地面との間の沿面距離が所定値以上となるように沿面距離延長部を一体に設けたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
所定値は、１７ミリメートルであることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂ケース内に収容された圧力検出部の端子が樹脂ケースから外部へ露出してなり、その樹脂ケースが接地面に取付けられる圧力センサに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、ＬＰガスや都市ガスのガスの圧力を測定する圧力センサは、その測定対象物がガスであることから、例えば落雷によってサージ電圧が印加された場合であっても、ガス漏れによる火災などの二次災害が発生しないように、その樹脂ケースが破壊されないことが要求されている。図４は、従来の圧力センサの構成、特には、耐雷サージの構成を示している。
【０００３】
圧力センサ１の樹脂ケース２の内部には、圧力検出部（図示せず）が収容されており、その圧力検出部の端子（例えば電源端子）３の一部は、樹脂ケース２の上面部から図４中上方へ突出している。この端子３の一端部３ａ側には、ターミナル４によってリード線５が電気的に接続されており、上記圧力検出部は、このリード線５を介してガスメータ（図示せず）のマイクロコンピュータに接続されている。
【０００４】
また、端子３の外周部にあって樹脂ケース２の上面部と上記ターミナル４との間には樹脂からなる筒状の絶縁部材６が設けられており、その絶縁部材６の表面部には複数のひだ６ａが形成されている。そして、このように構成された圧力センサ１は、ガスメータの接地された金属製の筐体７に取付けられている。
【０００５】
上記構成の圧力センサ１によれば、例えば上記ガスメータに落雷し、それに伴って、サージ電圧がリード線５を介して端子３の一端部３ａに印加された場合、サージ電流の大部分は、端子３から筐体７に向かって、抵抗が気中よりも比較的小さい絶縁部材６の表面部に沿って流れるようになる。このとき、絶縁部材６の表面部にはひだ６ａが形成されているので、沿面距離、つまり、サージ電流が流れる経路は比較的長くなっている。したがって、サージ電流の電流値は、その比較的長い経路を流れることによって小さくなり、すなわち、サージ電流による衝撃は和らげられるので、樹脂ケース２が破壊されることはなくなる。
【０００６】
しかしながら、上述した従来のものにおいては、樹脂ケース２とは別体に絶縁部材６を設け、その絶縁部材６の表面部にひだ６ａを形成することによって沿面距離を比較的長くし、耐雷サージ構成を実現しているので、その分、部品点数が多くなると共に、組立工数も多くなって、製造コストが高くなるという問題点があった。しかも、絶縁部材６にあっては、ひだ６ａの製造が難しく、これも、製造コストが高くなる要因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを高くすることなく、耐雷サージ構成を良好に実現することができる圧力センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１ならびに２の発明によれば、例えば落雷によってサージ電圧が圧力検出部の端子に印加された場合、サージ電流の大部分は、圧力検出部の端子から接地面に向かって、抵抗が比較的小さい樹脂ケースの表面部に沿って流れるようになる。このとき、サージ電流は、樹脂ケースに一体に設けられた沿面距離延長部の表面部に沿って流れるようになるので、サージ電流が流れる経路は比較的長くなり、サージ電流の電流値は小さくなり、サージ電流による衝撃は和らげられる。したがって、落雷によってサージ電圧が印加された場合であっても、サージ電流が流れる衝撃によって樹脂ケースが破壊されることはなく、すなわち、耐雷サージ構成を良好に実現することができる。
【０００９】
この場合、沿面距離延長部は、樹脂ケースに一体に設けられているので、部品点数が多くなったり、組立工数が多くなったりすることはなく、しかも、従来のようなひだを形成する必要もないので、製造コストが高くなることはない。尚、圧力検出部の端子と接地面との間の沿面距離は、樹脂ケースにおいては１７ミリメートル以上であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図１ないし図３を参照して説明する。
圧力センサ１１の樹脂ケース１２は、例えばＰＢＴ（ポリビニルテレフタレート）樹脂からなるハウジング１３と、このハウジング１３を図１中上方から覆うカバー１４とから構成されている。上記ハウジング１３は、基部１５と、この基部１５から図１中下方へ向かって突設された凸部１６とから構成されており、その基部１５には収容部１７が形成されている。そして、収容部１７には圧力センサ本体１８が収容されている。
【００１１】
この圧力センサ本体１８は、上部にセンサチップ１９を備えてなり、そのセンサチップ１９の表面側（図１中下側）にはダイヤフラム２０がエッチングによって薄膜状に形成され、そのダイヤフラム２０の表面側（図１中上側）には複数個の拡散抵抗（図示せず）がブリッジ接続されている。そして、これら拡散抵抗の抵抗値は、ダイヤフラム２０に作用する圧力の変化に応じて変化するようになっている。尚、この圧力センサ本体１８は、接着剤２１によって収容部１７内に固定されている。
【００１２】
基部１５の上面部には、アナログ増幅ＩＣチップ２２およびデジタル演算処理ＩＣチップ２３がそれぞれ接着剤によって固定されて設けられている。本発明でいう圧力検出部２４は、上記圧力センサ本体１８と、これらアナログ増幅ＩＣチップ２２およびデジタル演算処理ＩＣチップ２３とによって構成されている。このとき、圧力センサ本体１８のセンサチップ１９とアナログ増幅ＩＣチップ２２とは、ワイヤ２５によって電気的に接続され、アナログ増幅ＩＣチップ２２とデジタル演算処理ＩＣチップ２３とは、ワイヤ２６によって電気的に接続されている。そして、各チップ１９、２２および２３の表面部には、それら各チップ１９、２２および２３を保護するための樹脂２７がコーティングされている。
【００１３】
また、基部１５には、例えばリン青銅からなる上記圧力検出部２４の電源端子２８、アース端子２９および出力信号端子３０（図２参照）がそれぞれ溶着によって接着されている（図１では、電源端子２８を示している）。そして、上記圧力検出部２４のデジタル演算処理ＩＣチップ２３と各端子２８〜３０とは、ワイヤ３１によって電気的に接続されている。各端子２８〜３０は、略「Ｌ」字形に屈曲しており、それぞれカバー１４に形成された各貫通孔１４ａ〜１４ｃを貫通して樹脂ケース１２の上面部から図１中上方へ突出している。このとき、各貫通孔１４ａ〜１４ｃの幅寸法は、各端子２８〜３０の幅寸法より大きく設定されており、各貫通孔１４ａ〜１４ｃの内壁部と各端子２８〜３０との間には間隙が生じている。
【００１４】
そして、各端子２８〜３０の一端部２８ａ〜３０ａ側は、それぞれターミナル３２〜３４を介してリード線３５に接続されており、そのリード線３５は、ガスメータ（図示せず）のマイクロコンピュータに接続されている。尚、各端子２８〜３０の他端部は、製作上の都合によって、上記基部１５の図１中左方端部より突出している（図１には、電源端子２８の他端部２８ｂを示している）。
【００１５】
ここで、基部１５の図１中右方端部および左方端部には、それぞれ沿面距離延長部としての壁部３６および３７が、それそれ基部１５の側面部と面一状態で図１中下方へ延びるように一体に形成されている。
【００１６】
上記ハウジング１３の凸部１６には、圧力導入孔部３８が形成されている。この圧力導入孔部３８は、基部１５に形成されたそれぞれ内径が異なる孔部３９および４０を通して、上記圧力センサ本体１８の圧力導入孔部４１と連通している。しかして、このように構成されたハウジング１３が、カバー１４に図１中上方から覆われることによって、圧力センサ１１が構成されている。このとき、ハウジング１３に形成された爪部１３ａがカバー１４に形成された穴部１４ｄに引掛けられることによって、ハウジング１３とカバー１４とが固定状態にされている（図２参照）。
【００１７】
そして、この圧力センサ１１は、ねじ４２によって上記ガスメータの接地面としての金属製の筐体４３に取付けられている。尚、圧力センサ１１がガスメータの筐体４３に取付けられた状態では、ハウジング１３の凸部１６の下部は、筐体４３に埋没しており、ハウジング１３の凸部１６と筐体４３との間には、密閉性を保持するためのＯリング４４が設けられている。また、電源端子２８の一端部２８ａおよび他端部２８ｂがそれぞれハウジング１３の基部１５より突出している部位（図１中、それぞれＰおよびＱにて示す）と、ハウジング１３の凸部１６が筐体４３より突出している部位（図１中、それぞれＲおよびＳにて示す）との間の沿面距離は、それぞれ１７ｍｍ以上となっている。
【００１８】
次に、上記構成の作用について説明する。
上記圧力センサ１１において、例えばＬＰガスや都市ガスなどのガスの圧力によって、圧力センサ本体１８のダイヤフラム２０に作用する圧力が変化すると、拡散抵抗の抵抗値が変化し、その抵抗値の変化に応じた電気信号が圧力センサ本体１８のセンサチップ１９からアナログ増幅ＩＣチップ２２に出力される。アナログ増幅ＩＣチップ２２に出力された電気信号は、アナログ増幅ＩＣチップ２２で増幅されてデジタル演算処理ＩＣチップ２３に出力され、デジタル演算処理ＩＣチップ２３で演算処理（例えば温度による補正処理）される。そして、その演算処理された結果は、出力信号端子３０ならびにリード線３５を介してガスメータのマイクロコンピュータに出力される。これにより、ＬＰガスや都市ガスなどのガスの圧力が測定されるようになる。
【００１９】
さて、ここで、上記した各端子２８〜３０のうちの少なくとも１つの端子に例えば落雷によってサージ電圧が印加された場合を考える。例えばガスメータに落雷し、それに伴って、サージ電圧がリード線３５を介して電源端子２８の一端部２８ａに印加されると、サージ電流の大部分は、電源端子２８の一端部２８ａおよび他端部２８ｂがそれぞれハウジング１３の基部１５より突出している部位（上記ＰおよびＱ）から、ハウジング１３の凸部１６が筐体４３より突出している部位（上記ＲおよびＳ）に向かって、抵抗が気中よりも比較的小さいハウジング１３の表面部に沿って流れるようになる。
【００２０】
すなわち、サージ電流の大部分は、ハウジング１３の基部１５に一体に設けられた壁部３６および３７に沿って流れるようになる（図１中、矢印ＸおよびＹ参照）。このとき、そのサージ電流が流れる経路は、上述したように、１７ｍｍ以上となっており、比較的長くなっている。
【００２１】
このように本実施例によれば、ハウジング１３に各端子２８〜３０とガスメータの筐体４３との間の沿面距離が比較的長くなるように壁部３６および３７を設けたので、落雷によってサージ電圧が印加された場合であっても、サージ電流が流れる衝撃によって例えばハウジング１３にひび割れが生じることはなく、ひいては樹脂ケース１２が破壊されるようなことはない。すなわち、耐雷サージ構成を良好に実現することができる。
【００２２】
このとき、壁部３６および３７をハウジング１３に一体に設けたので、部品点数が多くなったり、組立工数が多くなったりすることはなく、また、壁部３６および３７に従来のようなひだを形成する必要もないので、製造コストが高くなることはない。
【００２３】
また、壁部３６および３７を樹脂ケース１２の内部に設けたので、樹脂ケース１２の外側に樹脂からなる筒状の絶縁部材を設けた従来のものよりも、小形化を図ることができる。
【００２４】
さて、発明者らは、上述した沿面距離と、樹脂ケース１２が破壊に耐え得る耐電圧との関係について測定を行い、図３に示す測定結果を得た。すなわち、樹脂ケース１２は、沿面距離を９．７ｍｍに設定したときには９ｋＶで破壊し、沿面距離を１４．２ｍｍに設定したときには１９ｋＶで破壊した。したがって、圧力センサ１１を製品化するに際して、通商産業省指定検定機関である財団法人日本エルピーガス機器検査協会が指定している指定値５ｋＶよりも大きく設定された１５ｋＶに対しては、沿面距離と耐電圧とが略正比例の関係にあることから、沿面距離を１２．４ｍｍ以上に設定すれば良いことが分かる。尚、実用上の問題を考慮すると、沿面距離は１７ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
【００２５】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
各端子２８〜３０を、リン青銅に代えて、鉄や銅合金から構成しても良く、また、溶着に代えて、インサート成形により接着しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す縦断側面図
【図２】縦断正面図
【図３】沿面距離と耐電圧との関係を示す図
【図４】従来例を示す側面図
【符号の説明】
図面中、１１は圧力センサ、１２は樹脂ケース、２４は圧力検出部、２８は電源端子、２９はアース端子、３０は出力信号端子、３６は壁部（沿面距離延長部）、３７は壁部（沿面距離延長部）、４３は筐体（接地面）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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