JP2012150073A - 圧力センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量化および小型化が実現されるとともに組み立て作業の効率が向上しかつ分解が可能な圧力センサを提供する。
【解決手段】パイプ部材20内の下部フレーム80の上端面が上部ケース10内の上部フレーム50の下端面に当接した状態で、複数のねじ17aにより下部フレーム80が上部ケース10に固定される。下部フレーム80のフランジ上端面82aはパイプ部材20の凸部下端面24eに当接する。パイプ部材20の上端部は、デザインリング90の上端部を介して上部ケース10の大径部13の下端面により保持される。それにより、パイプ部材20が上部ケース10と下部フレーム80とで挟持される。表示基板40は上部ケース10内に取り付けられる。パイプ部材20内で電源基板60およびメイン基板70は上部フレーム50および下部フレーム80により軸方向に沿って保持される。
【選択図】図10
【解決手段】パイプ部材20内の下部フレーム80の上端面が上部ケース10内の上部フレーム50の下端面に当接した状態で、複数のねじ17aにより下部フレーム80が上部ケース10に固定される。下部フレーム80のフランジ上端面82aはパイプ部材20の凸部下端面24eに当接する。パイプ部材20の上端部は、デザインリング90の上端部を介して上部ケース10の大径部13の下端面により保持される。それにより、パイプ部材20が上部ケース10と下部フレーム80とで挟持される。表示基板40は上部ケース10内に取り付けられる。パイプ部材20内で電源基板60およびメイン基板70は上部フレーム50および下部フレーム80により軸方向に沿って保持される。
【選択図】図10
Description
本発明は、圧力を検出するための圧力センサに関する。
従来より、通水用の配管内における水圧を検出するために、圧力素子を備えた種々の圧力センサが用いられる(例えば特許文献1参照)。このような圧力センサは、例えば配管の継ぎ手に取り付けられた状態で配管内の水圧を検出する。
近年、検出された水圧等の圧力を表示するための表示部を有する圧力センサが開発されている。このような圧力センサでは、電子部品が実装された回路基板が圧力を検出するための圧力素子とともに筒状の本体ケース内に設けられる。この圧力センサにおいては、本体ケース内のほぼ全体に接着剤が充填されることにより、本体ケース、表示部、回路基板および圧力素子が固定される。それにより、耐振動性が確保される。
しかしながら、本体ケース内に接着剤が充填されることにより圧力センサの軽量化が妨げられる。また、圧力センサを分解することができない。そのため、圧力センサの故障時に、圧力センサの不良解析および修理等を行うことができない。
本発明の目的は、軽量化および小型化が実現されるとともに組み立て作業の効率が向上しかつ分解が可能な圧力センサを提供することである。
(1)本発明に係る圧力センサは、内部空間を有するとともに圧力検出口および上部開口を有する素子ホルダと、素子ホルダの内部空間に収容され、圧力検出口を通して受ける圧力を電気信号に変換する圧力素子と、素子ホルダの上部開口側の端部に取り付けられる筒状部材と、圧力素子に電気的に接続される第1の回路基板と、筒状部材内に収容され、第1の回路基板を筒状部材の軸方向に沿って保持する下部フレームと、圧力素子により変換された電気信号に基づく情報を表示する表示部を有する第2の回路基板と、筒状部材の上部開口を覆うように設けられるとともに第2の回路基板を収容する上部ケースと、下部フレームを上部ケースに固定する固定部材とを備え、上部ケースは、筒状部材の軸方向に対して傾斜した斜面部を有し、第2の回路基板は、斜面部に沿って上部ケース内に取り付けられ、斜面部は外部から表示部の視認が可能な第1の透光部を有し、筒状部材は内周面に第1の凸部を有し、下部フレームは外周面に第2の凸部を有し、固定部材により下部フレームが上部ケースに固定された状態で第2の凸部の上部端面が第1の凸部の下部端面を押圧することにより筒状部材が下部フレームと上部ケースとで挟持されるものである。
その圧力センサにおいては、素子ホルダが内部空間を有するとともに圧力検出口および上部開口を有する。素子ホルダの内部空間に圧力素子が収容される。圧力素子により圧力検出口を通して受ける圧力が電気信号に変換される。筒状部材内に下部フレームが収容され、下部フレームにより第1の回路基板が筒状部材の軸方向に沿って保持される。第1の回路基板は、圧力素子に電気的に接続される。
上部ケースは、筒状部材の軸方向に対して傾斜した斜面部を有する。第2の回路基板は、上部ケースに収容され、斜面部に沿って上部ケース内に取り付けられる。第2の回路基板は、圧力素子により変換された電気信号に基づく情報を表示する表示部を有する。斜面部は外部から表示部の視認が可能な第1の透光部を有する。上部ケースは、筒状部材の上部開口を覆うように設けられる。下部フレームは、固定部材により上部ケースに固定される。
筒状部材は内周面に第1の凸部を有し、下部フレームは外周面に第2の凸部を有する。固定部材により下部フレームが上部ケースに固定された状態で第2の凸部の上部端面が第1の凸部の下部端面を押圧することにより筒状部材が下部フレームと上部ケースとで挟持される。それにより、上部ケース、筒状部材および下部フレームが互いに固定される。この状態で、筒状部材は、素子ホルダの上部開口側の端部に取り付けられる。
この圧力センサでは、圧力検出口を通して受ける圧力が圧力素子により電気信号に変換され、電気信号に基づく情報が第2の回路基板上の表示部により表示される。表示部により表示される情報は、上部ケースの斜面部の第1の透光部を通して外部から視認される。表示部は上部ケース内に設けられるので、表示部の防水性が確保される。
このように、固定部材による固定および第2の凸部による第1の凸部の押圧により、上部ケース、筒状部材および下部フレームが互いに固定されるとともに、筒状部材内で下部フレームにより第1の回路基板が保持され、上部ケース内に第2の回路基板が取り付けられる。これにより、筒状部材内のほぼ全体に接着剤を充填することなく、かつ上部ケース、筒状部材および下部フレームを外部から固定することなく、圧力センサの耐振動性を確保することができる。また、圧力センサの組み立て時に、筒状部材内のほぼ全体に接着剤を充填する工程が不要となる。それにより、組み立て時間が短縮される。
したがって、圧力センサが軽量化および小型化するとともに組み立て作業の効率が向上する。また、上部ケース、筒状部材、下部フレーム、第1の回路基板および第2の回路基板を容易に分解することが可能となる。
(2)圧力センサは、筒状部材内における下部フレームの上部で第1の回路基板を筒状部材の軸方向に沿って保持する上部フレームをさらに備え、固定部材は、下部フレームを上部フレームを通して上部ケースに固定してもよい。
この場合、第1の回路基板は、上部フレームおよび下部フレームにより筒状部材の軸方向に沿って保持される。それにより、第1の回路基板の耐振動性が十分に確保される。
(3)下部フレームは、第1の回路基板の側端が嵌合する第1の案内溝を有し、上部フレームは、第1の回路基板の側端が嵌合する第2の案内溝を有し、第1および第2の案内溝は筒状部材の軸方向に沿った共通の直線上に形成されてもよい。
この場合、筒状部材の軸方向に沿った共通の直線上に形成された下部フレームの第1の案内溝および上部フレームの第2の案内溝に第1の回路基板の側端が嵌合される。それにより、第1の回路基板が筒状部材の軸方向に沿って容易に保持される。したがって、組み立て作業の効率が十分に向上するとともに第1の回路基板の耐振動性が十分に確保される。
(4)素子ホルダは、上部開口を取り囲むように形成されたフランジ部を有し、筒状部材の下端部が素子ホルダのフランジ部にかしめられることにより筒状部材が素子ホルダに固定されてもよい。
この場合、筒状部材の下端部に素子ホルダがかしめ構造により固定される。それにより、筒状部材を素子ホルダに対して回転させることが可能となる。したがって、ユーザは表示部の向きを容易に変更することができる。
(5)第2の回路基板は、当該圧力端素子の動作状態を表示する表示灯をさらに有し、上部ケースは、斜面部の頂部に外部から表示灯の視認が可能な第2の透光部を有してもよい。
この場合、上部ケースの斜面部の頂部の第2の透光部を通して外部から視認される。それにより、表示灯の防水性が確保される。また、ユーザは表示灯を全方位から視認することができる。
本発明によれば、圧力センサの軽量化および小型化が実現されるとともに組み立て作業の効率が向上しかつ圧力センサの分解が可能となる。
以下、本発明の一実施の形態に係る圧力センサについて図面を参照しながら説明する。
(1)圧力センサの構造
図1は、本実施の形態に係る圧力センサの外観斜視図である。図1に示すように、圧力センサ1は、上部ケース10、パイプ部材20および素子ホルダ30を備える。上部ケース10、パイプ部材20および素子ホルダ30はそれぞれ略円筒形状を有し、互いに共通の軸心を有する。以下、上部ケース10、パイプ部材20および素子ホルダ30の共通の軸心に平行な方向を軸方向と定義する。パイプ部材20の上端部にデザインリング90を介して上部ケース10が取り付けられ、パイプ部材20の下端部に素子ホルダ30が取り付けられる。素子ホルダ30の外周面には雄ねじが形成される。
図1は、本実施の形態に係る圧力センサの外観斜視図である。図1に示すように、圧力センサ1は、上部ケース10、パイプ部材20および素子ホルダ30を備える。上部ケース10、パイプ部材20および素子ホルダ30はそれぞれ略円筒形状を有し、互いに共通の軸心を有する。以下、上部ケース10、パイプ部材20および素子ホルダ30の共通の軸心に平行な方向を軸方向と定義する。パイプ部材20の上端部にデザインリング90を介して上部ケース10が取り付けられ、パイプ部材20の下端部に素子ホルダ30が取り付けられる。素子ホルダ30の外周面には雄ねじが形成される。
上部ケース10は、軸方向に対して傾斜した斜面部15有する。斜面部15には、透明の表示窓11および透明の表示灯カバー12が設けられる。上部ケース10内には、表示窓11を通して視認可能に表示部41が配置され、表示灯カバー12を通して視認可能に動作表示灯42が配置される。表示部41は、後述する圧力素子120(図2)により検出された圧力値等の種々の情報を数値で表示する。動作表示灯42は、圧力センサ1の動作状態を表示する。例えば、動作表示灯42は、圧力素子120により検出された圧力値が予め設定されたしきい値を超えている場合に点灯する。動作表示灯42が動作状態に応じて異なる色で点灯してもよい。
表示窓11の下部には、上キー43a、下キー43bおよびエンターキー43cが設けられる。ユーザは、上キー43a、下キー43bおよびエンターキー43cを操作することにより、例えば上記のしきい値を設定することができる。
パイプ部材20の外周面から外方に突出するように、円筒状の端子ポート25が設けられる。端子ポート25内には複数の端子26が設けられる。複数の端子26は、例えば、一対の電源用端子および一対の出力用端子である。端子ポート25に、図示しない外部装置との接続のためのコネクタが差し込まれる。
図2は、図1の圧力センサ1の各構成要素を斜め上方から見た分解斜視図であり、図3は、図1の圧力センサ1の各構成要素を斜め下方から見た分解斜視図である。
図2および図3に示すように、上部ケース10、パイプ部材20および素子ホルダ30内には、表示基板40、上部フレーム50、電源基板60、メイン基板70、下部フレーム80、圧力素子120、プリアンプ基板130および保護リング140が収容される。上部ケース10、上部フレーム50および下部フレーム80は、例えばプラスチックにより形成される。パイプ部材20、素子ホルダ30および保護リング140は、例えはステンレス等の金属により形成される。表示基板40、電源基板60、メイン基板70およびプリアンプ基板130は回路基板である。
表示基板40は略楕円形状を有する。表示基板40上には、表示部41および動作表示灯42が設けられる。表示部41は、液晶表示パネルまたは7セグメントLED(発光ダイオード)パネル等からなる。動作表示灯42は、LED等の発光素子からなる。動作表示灯42を覆うように表示基板40上に透光性の保護カバー44が取り付けられる。表示基板40には、表示部41および動作表示灯42を駆動するための表示用駆動回路が実装される。また、表示基板40上には、表示用駆動回路に接続されるスイッチ45a,45b,45cが実装される。上キー43a、下キー43bおよびエンターキー43cは硬質プラスチックからなり、ゴムからなる共通の押圧部材43dに取り付けられる。押圧部材43dは、スイッチ45a,45b,45cを覆うように表示基板40上に取り付けられる。
上キー43a、下キー43bおよびエンターキー43cを押すことによりそれぞれスイッチ45a,45b,45cがオンオフする。スイッチ45a,45b,45cのオンオフは、表示基板40上の表示用駆動回路に入力される。ユーザは、上キー43a、下キー43bおよびエンターキー43cを操作することにより表示部41の表示内容の変更、しきい値の設定および動作表示灯42の表示内容の変更等を行うことができる。
上部フレーム50は略円筒形状を有する。上部フレーム50の内周面には、軸方向に延びる一対のガイド溝55a(図3)および一対のガイド溝55b(図3)が形成される。1つのガイド溝55aと1つのガイド溝55bとが互いに隣り合うように設けられ、他の1つのガイド溝55aと他の1つのガイド溝55bとが互いに隣り合うように設けられる。一対のガイド溝55aは互いに対向し、一対のガイド溝55bは互いに対向する。上部フレーム50の下端部には一定幅外方に突出する円環状のフランジ部56が形成される。そのフランジ部56に複数(本例では4つ)の切欠き54が周方向に間隔をおいて形成される。
表示基板40、上キー43a、下キー43b、エンターキー43c、保護カバー44および上部フレーム50は、上部ケース10内に収容される。上部ケース10の詳細は後述する。
上部ケース10の下端部は、デザインリング90およびパッキン100を介してパイプ部材20の上部開口に嵌め込まれる。デザインリング90は、例えば上部ケース10とは異なる色のプラスチックにより形成される。パッキン100は、例えばゴムからなる。
また、パイプ部材20の下部開口からパイプ部材20内に下部フレーム80が挿入される。下部フレーム80により電源基板60およびメイン基板70が保持される。下部フレーム80の詳細は後述する。電源基板60およびメイン基板70は略長方形状を有する。電源基板60には電源回路が実装される。また、メイン基板70には制御回路が実装される。図2の複数の端子26のうちの一対の電源用端子は電源基板60に接続され、複数の端子26のうちの一対の出力用端子はメイン基板70に接続される。電源基板60は、表示基板40、メイン基板70および後述するプリアンプ基板130に電気的に接続される。メイン基板70は、表示基板40およびプリアンプ基板130に電気的に接続される。
図2に示すように、素子ホルダ30は、円筒部31およびフランジ部32により構成され、内部空間33を有するとともに上部開口を有する。フランジ部32は円筒部31の上端に一体的に形成される。フランジ部32の外径は円筒部31の外径よりも大きい。フランジ部32の外周面には円環状の溝部が形成され、その溝部にパッキン36が取り付けられる。フランジ部32の上端面から上方に突出するように回転止めピン34が設けられる。
素子ホルダ30の内部空間33に、円環状のパッキン110、圧力素子120、プリアンプ基板130および保護リング140が収容される。プリアンプ基板130は円形状を有する。プリアンプ基板130には増幅回路が実装される。円筒部31の底部には、圧力検出口35(図3)が設けられる。また、円筒部31の側部には通気孔37が形成され、通気孔37に防水蓋38が嵌め込まれる。防水蓋38には、気体を透過しかつ液体を透過しない素材が装着される。素子ホルダ30のフランジ部32は、ワッシャ群150を介してパイプ部材20の下部開口に嵌め込まれる。
図4は上部ケース10を斜め上方から見た外観斜視図であり、図5は上部ケース10を斜め下方から見た外観斜視図であり、図6は上部ケース10を下方から見た下面図である。図4〜図6に示すように、上部ケース10は、大径部13および小径部14により構成される。大径部13の外径は小径部14の外径よりも大きい。それにより、大径部13の外周面と小径部14の外周面との間に段差面が形成される。大径部13は斜面部15を有する。
斜面部15の略中央部に矩形の表示窓11が設けられ、斜面部15の頂部に表示灯カバー12が設けられる。上部ケース10内で図2の表示基板40上の表示部41が表示窓11に重なるように配置され、上部ケース10内で表示基板40上の動作表示灯42および保護カバー44が表示灯カバー12に重なるように配置される。
表示窓11および表示灯カバー12は透明のプラスチックからなり、表示窓11および表示灯カバー12を除く上部ケース10の他の部分は、例えば黒色のプラスチックからなる。表示窓11および表示灯カバー12の部分と上部ケース10の他の部分とは一体的に形成される。このような構造により、上部ケース10内の表示部41および動作表示灯42の防水性が確保される。
表示窓11の下部における斜面部15の領域に、キー挿入孔16a,16b,16cが設けられる。また、図5および図6に示すように、斜面部15の裏側におけるキー挿入孔16aとキー挿入孔16bとの間およびキー挿入孔16cの両側にねじ穴18が形成される。図2の上キー43a、下キー43bおよびエンターキー43cが斜面部15上に突出するようにキー挿入孔16a,16b,16cにそれぞれ挿入されるとともに図2の押圧部材43dが斜面部15の裏面に密着する。この状態で、図2の表示基板40のねじ孔を通してねじが斜面部15のねじ穴18にねじ込まれる。それにより、表示基板40が斜面部15の裏側に固定される。このような構造により、上部ケース10内の表示基板40の防水性が確保される。
図5および図6に示すように、小径部14の下端面には、複数(本例では4つ)のねじ穴17が周方向に互いに間隔をおいて形成される。各ねじ穴17は、軸方向に一定の深さを有する。
図7は、下部フレーム80を斜め上方から見た外観斜視図であり、図8は、下部フレーム80を斜め下方から見た外観斜視図である。図7および図8に示すように、下部フレーム80は、円筒部81および円環状のフランジ部82により構成される。フランジ部82は、円筒部81の下端に形成される。フランジ部82の外径は円筒部81の外径よりも大きい。円筒部81の外周面とフランジ部82の外周面との間に、軸方向に対して垂直な円環状のフランジ上端面82aが形成される。
円筒部81の上端部には、複数(本例では4つ)の貫通孔84が周方向に互いに間隔をおいて形成される。複数の貫通孔84は、円筒部81の内周面よりも内側に配置される。各貫通孔84には、円筒部81の下部開口から図2のねじ17aが挿入される。円筒部81の複数の貫通孔84の下部には、それぞれ略矩形の開口83が形成される。開口83内には、貫通孔84に挿入されたねじ17aのねじ山の一部が位置する。円筒部81の内周面には、軸方向に延びる一対のガイド溝85aおよび一対のガイド溝85bが形成される。1つのガイド溝85aと1つのガイド溝85bとが2つの開口83間において互いに隣り合うように設けられ、他の1つのガイド溝85aと他の1つのガイド溝85bとが他の2つの開口83間において互いに隣り合うように設けられる。一対のガイド溝85aは互いに対向し、一対のガイド溝85bは互いに対向する。一対のガイド溝85aの間における円筒部81の側面の領域に、上方に開口するU字切欠き86が形成される。
図3に示される上部フレーム50の一対のガイド溝55aおよび下部フレーム80の一対のガイド溝85aはそれぞれ軸方向に沿った共通の直線上に配置され、上部フレーム50の一対のガイド溝55bおよび下部フレーム80の一対のガイド溝85bはそれぞれ軸方向に沿った共通の直線上に配置される。
上部フレーム50の一対のガイド溝55aおよび下部フレーム80の一対のガイド溝85aに電源基板60の両側端が嵌合される。また、上部フレーム50の一対のガイド溝55bおよび下部フレーム80の一対のガイド溝85bにメイン基板70の両側端が嵌合される。電源基板60は下部フレーム80の一対のガイド溝85aに接着剤により固定され、メイン基板70は下部フレーム80の一対のガイド溝85bに接着剤により固定される。この場合、電源基板60の両側端およびメイン基板70の両側端のみに接着剤が塗布され、電源基板60の他の部分およびメイン基板70の他の部分は接着剤で覆われない。
また、上部ケース10の複数のねじ穴17、上部フレーム50の複数の切欠き54および下部フレーム80の複数の貫通孔84は、それぞれ軸方向に沿った共通の直線上に配置される。
上部ケース10内に表示基板40が取り付けられた状態で、上部フレーム50が上部ケース10内に嵌め込まれる。また、上部ケース10の小径部14にデザインリング90およびパッキン100が嵌め込まれた状態で、上部ケース10の小径部14がパイプ部材20の上部開口からパイプ部材20内に嵌め込まれる。さらに、下部フレーム80に電源基板60およびメイン基板70が取り付けられた状態で、下部フレーム80がパイプ部材20の下部開口からパイプ部材20内に嵌め込まれる。この状態で、パイプ部材20の下部開口から下部フレーム80の各貫通孔84および上部フレーム50の各切欠き54を通して上部ケース10の各ねじ穴17にねじ17aがねじ込まれる。これにより、上部ケース10、上部フレーム50および下部フレーム80が互いに固定される。また、パイプ部材20が上部ケース10および下部フレーム80により挟持されることにより、パイプ部材20に上部ケース10、上部フレーム50および下部フレーム80が固定される。この状態の詳細な構造については後述する。
図9は、パイプ部材20、下部フレーム80および素子ホルダ30の切欠き斜視図であり、図10は、圧力センサ1の全体の断面図であり、図11は、パイプ部材20、下部フレーム80、ワッシャ群15および素子ホルダ30の一部拡大断面図である。図10において、下部フレーム80は、二点鎖線で示される。
図9に示すように、パイプ部材20は、厚肉部21、中肉部23および薄肉部22,24を有する。厚肉部21の上端部から薄肉部22が上方に延び、厚肉部21の下端部から中肉部23および薄肉部24が下方に延びる。厚肉部21の内径は薄肉部22,24および中肉部23の内径よりも小さい。そのため、パイプ部材20の内周面には、円周方向に延びる円環状の凸部21aが形成される。凸部21aは、軸方向に対して垂直な円環状の凸部下端面24eを有する(図11)。
図10に示すように、上部フレーム50の外径は上部ケース10の内径とほぼ等しい。デザインリング90の内径は上部ケース10の小径部14の外径とほぼ等しい。デザインリング90の外径はパイプ部材20の薄肉部22の内径とほぼ等しい。下部フレーム80の外径はパイプ部材20の厚肉部21の内径よりもやや小さい。パイプ部材20の薄肉部24の内径は素子ホルダ30のフランジ部32の外径とほぼ等しい。
端子ポート25は、パイプ部材20の内方に一定長さ突出するように設けられる。パイプ部材20内において、二点鎖線で示される下部フレーム80は、円筒部81の外周面が厚肉部21の内周面に沿うように配置される。パイプ部材20の内方に突出する端子ポート25の部分は下部フレーム80のU字切欠き86(図7および図8)に嵌め込まれる。
図10に示すように、上部ケース10内において、上部ケース10の斜面部15に沿うように表示基板40が取り付けられる。表示基板40の下方において、上部ケース10の内側に上部フレーム50が配置される。上部フレーム50の下端のフランジ部54の上端面が、上部ケース10の小径部14の下端面に当接する。
下部フレーム80の上端面は、上部フレーム50の下端面に当接する。この状態で、上記のように、上部ケース10、上部フレーム50および下部フレーム80が複数のねじ17a(図3)により互いに固定される。
この場合、図11に示すように、下部フレーム80のフランジ上端面82aが、パイプ部材20の凸部下端面24eに当接する。それにより、下部フレーム80のフランジ上端面82aがパイプ部材20の凸部下端面24eを押圧する。また、図10に示すように、パイプ部材20の上端部は、デザインリング90の上端部を介して上部ケース10の大径部13の下端面(段差面)により保持される。それにより、パイプ部材20が上部ケース10と下部フレーム80とで挟持される。
このような構造により、上部ケース10、上部フレーム50、下部フレーム80およびパイプ部材20が互いに固定される。
上部ケース10の小径部14の外周面とパイプ部材20の薄肉部22の内周面との間には、パッキン100が配置される。パッキン100は、小径部14の外周面および薄肉部22の内周面に密着する。それにより、上部ケース10とパイプ部材20との間の液密性が確保される。
図9および図10に示すように、素子ホルダ30の円筒部31の底部には、圧力検出口35を囲むように円環状の溝部が形成され、その溝部にパッキン110が嵌め込まれる。圧力検出口35を塞ぐように、円筒部31内に圧力素子120が配置される。パッキン110は圧力素子120の底面に密着する。それにより、素子ホルダ30の底部と圧力素子120との間の液密性が確保される。圧力素子120の上部にプリアンプ基板130が配置される。プリアンプ基板130は円形状を有する。圧力素子120の端子は上方に延び、プリアンプ基板130に接続される。プリアンプ基板130を囲むように圧力素子120上に保護リング140が配置される。
素子ホルダ30のフランジ部32がパイプ部材20の薄肉部24内に配置される。フランジ部32の外周面には円環状の溝部が形成され、その溝部にパッキン36が嵌め込まれる。パッキン36はパイプ部材20の薄肉部24の内周面に密着する。それにより、パイプ部材20の薄肉部24と素子ホルダ30のフランジ部32との間の液密性が確保される。
下部フレーム80のフランジ部81と素子ホルダ30のフランジ部32との間には、ワッシャ群150が配置される。図11に示すように、ワッシャ群150は、下部フレーム80側から素子ホルダ30側へ順にSUS(ステンレス)ワッシャ151、ウエーブワッシャ152、SUSワッシャ153および真ちゅうワッシャ154を含む。SUSワッシャ151の上面は、パイプ部材20の中肉部23の下端面に当接する。真ちゅうワッシャ154の下面は、素子ホルダ30のフランジ部32の上端面に当接する。
素子ホルダ30のフランジ部32の下端縁部を覆うように、例えばポリプロピレンからなる断面L字型の樹脂シート160が取り付けられる。図10および図11に示すように、パイプ部材20の薄肉部24の下端部は、内方にかしめられる。それにより、パイプ部材20が素子ホルダ30に対して回転可能に固定される。なお、図9においては、パイプ部材20の薄肉部24の下端部のかしめ前の状態が示される。ユーザがパイプ部材20を素子ホルダ30に対して回転させる際に必要なトルクがワッシャ群150により調整される。また、樹脂シート160がパイプ部材20と素子ホルダ30との間の摺動部分に介在することによりパイプ部材20を素子ホルダ30に対して円滑に回転させることができる。
図9および図10に示すように、素子ホルダ30の上端面に設けられる回転止めピン34はワッシャ群150の内側で上方に突出する。この回転止めピン34は、下部フレーム80の一部に当接可能に配置される。それにより、素子ホルダ30に対するパイプ部材20の回転範囲が一定角度に制限される。
(2)圧力センサの動作
本実施の形態に係る圧力センサ1の使用時には、例えば配管に設けられた管継ぎ手に素子ホルダ30が取り付けられる。圧力センサ1の電源基板60には、端子ポート25の端子26を通して外部から電力が供給される。電源基板60の電源回路は、所定の電圧を表示基板40、メイン基板70およびプリアンプ基板130に供給する。圧力素子120は、圧力検出口35を通して受ける圧力を電気信号に変換し、その電気信号を出力する。プリアンプ基板130の増幅回路は、圧力素子120から出力される電気信号を増幅し、増幅された電気信号を検出信号としてメイン基板70に与える。メイン基板70の制御回路は、プリアンプ基板130から与えられた検出信号に種々の処理を行う。例えば、制御回路は、検出信号に基づいて圧力値等を示す情報を表示基板40に与えるとともに端子26から外部に出力する。また、制御回路は、検出信号を予め設定されたしきい値と比較し、比較結果を表示基板40に与える。表示基板40の表示部42は、制御回路から与えられる圧力値等の情報を数値で表示する。また、表示基板40の動作表示灯42は、動作状態に応じて点灯および消灯する。例えば、制御回路から与えられる比較結果に基づいて、検出信号がしきい値よりも大きい場合に点灯する。
本実施の形態に係る圧力センサ1の使用時には、例えば配管に設けられた管継ぎ手に素子ホルダ30が取り付けられる。圧力センサ1の電源基板60には、端子ポート25の端子26を通して外部から電力が供給される。電源基板60の電源回路は、所定の電圧を表示基板40、メイン基板70およびプリアンプ基板130に供給する。圧力素子120は、圧力検出口35を通して受ける圧力を電気信号に変換し、その電気信号を出力する。プリアンプ基板130の増幅回路は、圧力素子120から出力される電気信号を増幅し、増幅された電気信号を検出信号としてメイン基板70に与える。メイン基板70の制御回路は、プリアンプ基板130から与えられた検出信号に種々の処理を行う。例えば、制御回路は、検出信号に基づいて圧力値等を示す情報を表示基板40に与えるとともに端子26から外部に出力する。また、制御回路は、検出信号を予め設定されたしきい値と比較し、比較結果を表示基板40に与える。表示基板40の表示部42は、制御回路から与えられる圧力値等の情報を数値で表示する。また、表示基板40の動作表示灯42は、動作状態に応じて点灯および消灯する。例えば、制御回路から与えられる比較結果に基づいて、検出信号がしきい値よりも大きい場合に点灯する。
ユーザは、表示部41により表示される情報を上部ケース10の斜面部15の表示窓11を通して視認することができる。また、ユーザは、動作表示灯42の状態を斜面部15の頂部の表示灯カバー12を通して全方位から視認することができる。
(3)実施の形態の効果
本実施の形態に係る圧力センサ1においては、パイプ部材20内の下部フレーム80の上端面が上部ケース10内の上部フレーム50の下端面に当接した状態で、複数のねじ17aにより下部フレーム80が上部ケース10に固定される。この場合、図11に示すように、下部フレーム80のフランジ上端面82aがパイプ部材20の凸部下端面24eに当接する。それにより、下部フレーム80のフランジ上端面82aがパイプ部材20の凸部下端面24eを押圧する。また、図10に示すように、パイプ部材20の上端部は、デザインリング90の上端部を介して上部ケース10の大径部13の下端面(段差面)により保持される。それにより、パイプ部材20が上部ケース10と下部フレーム80とで挟持される。このような構造により、上部ケース10、上部フレーム50、下部フレーム80およびパイプ部材20が互いに固定される。
本実施の形態に係る圧力センサ1においては、パイプ部材20内の下部フレーム80の上端面が上部ケース10内の上部フレーム50の下端面に当接した状態で、複数のねじ17aにより下部フレーム80が上部ケース10に固定される。この場合、図11に示すように、下部フレーム80のフランジ上端面82aがパイプ部材20の凸部下端面24eに当接する。それにより、下部フレーム80のフランジ上端面82aがパイプ部材20の凸部下端面24eを押圧する。また、図10に示すように、パイプ部材20の上端部は、デザインリング90の上端部を介して上部ケース10の大径部13の下端面(段差面)により保持される。それにより、パイプ部材20が上部ケース10と下部フレーム80とで挟持される。このような構造により、上部ケース10、上部フレーム50、下部フレーム80およびパイプ部材20が互いに固定される。
また、表示基板40が上部ケース10内に取り付けられる。さらに、パイプ部材20内で電源基板60およびメイン基板70が上部フレーム50および下部フレーム80により軸方向に沿って保持される。
それにより、パイプ部材20の内部空間の全体に接着剤を充填することなく、かつ上部ケース10、パイプ部材20および下部フレーム80を外部から固定することなく、圧力センサ1の耐振動性を確保することができる。したがって、圧力センサ1が軽量化および小型化する。また、圧力センサ1の組み立て時に、パイプ部材20の内部空間の全体に接着剤を充填する工程が不要となる。それにより、組み立て時間が短縮される。さらに、上部ケース10、上部フレーム50、パイプ部材20、下部フレーム80、表示基板40、電源基板60およびメイン基板70を容易に分解することが可能となる。
また、上部フレーム50の一対のガイド溝55aおよび下部フレーム80の一対のガイド溝85aに電源基板60の両側端が嵌合され、上部フレーム50の一対のガイド溝55bおよび下部フレーム80の一対のガイド溝85bにメイン基板70の両側端が嵌合される。それにより、電源基板60およびメイン基板70がパイプ部材20内で軸方向に沿って容易かつ確実に保持される。その結果、圧力センサ1の組み立て作業の効率が十分に向上するとともに、電源基板60およびメイン基板70の耐振動性が十分に確保される。
さらに、パイプ部材20の下端部に素子ホルダ30がかしめ構造により固定される。それにより、パイプ部材20を素子ホルダ30に対して一定角度回転させることが可能となる。したがって、ユーザは、上部ケース10の表示窓11の向きを容易に変更することができる。
また、一体的に形成された上部ケース10内に表示部41および動作表示灯42が収容される。それにより、表示部41および動作表示灯42の防水性が確保される。
(4)他の実施の形態
上記実施の形態では、電源基板60およびメイン基板70が別個に設けられるが、本発明はこれに限定されない。電源基板60およびメイン基板70が共通の回路基板として設けられてもよい。
上記実施の形態では、電源基板60およびメイン基板70が別個に設けられるが、本発明はこれに限定されない。電源基板60およびメイン基板70が共通の回路基板として設けられてもよい。
上記実施の形態では、下部ケース80とともに上部ケース50が設けられるが、上部ケース50が設けられなくてもよい。あるいは、下部ケース80と上部ケース50とが一体的に形成されてもよい。
上記実施の形態では、下部フレーム80のフランジ上端面82aがパイプ部材20の凸部下端面24eに当接することにより、フランジ上端面82aが凸部下端面24eを押圧するが、フランジ上端面82aと凸部下端面24eとの間に他の部材が介装されてもよい。この場合には、フランジ上端面82aが他の部材を介して凸部下端面24eを押圧する。
上記実施の形態では、凸部21aがパイプ部材20の内周面に円環状に形成されるが、これに限定されず、凸部21aがパイプ部材20の内周面の周方向の一部に設けられてもよい。また、上記実施の形態では、パイプ部材20の凸部21aに当接する円環状のフランジ部82が下部フレーム80に設けられるが、これに限定されず、パイプ部材20の凸部21aに当接する凸部が下部フレーム80の外周面の周方向の一部にフランジ部82の代わりに形成されてもよい。
(5)請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、素子ホルダ30が素子ホルダの例であり、圧力素子120が圧力素子の例であり、パイプ部材20が筒状部材の例であり、電源基板60およびメイン基板70が第1の回路基板の例であり、下部フレーム80が下部フレームの例であり、表示部41が表示部の例であり、表示基板40が第2の回路基板の例であり、上部ケース10が上部ケースの例であり、ねじ17aが固定部材の例である。
また、斜面部15が斜面部の例であり、表示窓11が第1の透光部の例であり、凸部21aが第1の凸部の例であり、フランジ部82が第2の凸部の例である。
さらに、上部フレーム50が上部フレームの例であり、ガイド溝85a,85bが第1の案内溝の例であり、ガイド溝55a,55bが第2の案内溝の例であり、素子ホルダ30のフランジ部32が素子ホルダのフランジ部の例であり、パイプ部材20の薄肉部24の下端部が筒状部材の下端部の例であり、動作表示灯42が表示灯の例であり、表示灯カバー12が第2の透光部の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
本発明は、圧力を検出するために利用することができる。
1 圧力センサ
10 上部ケース
11 表示窓
12 表示灯カバー
13 大径部
14 小径部
15 斜面部
16a,16b,16c キー挿入孔
17 ねじ穴
17a ねじ
20 パイプ部材
21 厚肉部
22,24 薄肉部
23 中肉部
21a 凸部
24e 凸部下端面
25 端子ポート
26 端子
30 素子ホルダ
31 円筒部
32,56,82 フランジ部
33 内部空間
34 回転止めピン
35 圧力検出口
36,100,110 パッキン
37 通気孔
38 防水蓋
40 表示基板
41 表示部
42 動作表示灯
43a 上キー
43b 下キー
43c エンターキー
43d 押圧部材
44 保護カバー
50 上部フレーム
54 切欠き
55a,55b ガイド溝
60 電源基板
70 メイン基板
81 円筒部
81e,82a フランジ上端面
83 開口
84 貫通孔
80 下部フレーム
85a,85b ガイド溝
86 U字切欠き
90 デザインリング
120 圧力素子
130 プリアンプ基板
140 保護リング
150 ワッシャ群
151,153 SUSワッシャ
152 ウエーブワッシャ
154 真ちゅうワッシャ
160 樹脂シート
10 上部ケース
11 表示窓
12 表示灯カバー
13 大径部
14 小径部
15 斜面部
16a,16b,16c キー挿入孔
17 ねじ穴
17a ねじ
20 パイプ部材
21 厚肉部
22,24 薄肉部
23 中肉部
21a 凸部
24e 凸部下端面
25 端子ポート
26 端子
30 素子ホルダ
31 円筒部
32,56,82 フランジ部
33 内部空間
34 回転止めピン
35 圧力検出口
36,100,110 パッキン
37 通気孔
38 防水蓋
40 表示基板
41 表示部
42 動作表示灯
43a 上キー
43b 下キー
43c エンターキー
43d 押圧部材
44 保護カバー
50 上部フレーム
54 切欠き
55a,55b ガイド溝
60 電源基板
70 メイン基板
81 円筒部
81e,82a フランジ上端面
83 開口
84 貫通孔
80 下部フレーム
85a,85b ガイド溝
86 U字切欠き
90 デザインリング
120 圧力素子
130 プリアンプ基板
140 保護リング
150 ワッシャ群
151,153 SUSワッシャ
152 ウエーブワッシャ
154 真ちゅうワッシャ
160 樹脂シート
Claims (5)
- 内部空間を有するとともに圧力検出口および上部開口を有する素子ホルダと、
前記素子ホルダの前記内部空間に収容され、前記圧力検出口を通して受ける圧力を電気信号に変換する圧力素子と、
前記素子ホルダの前記上部開口側の端部に取り付けられる筒状部材と、
前記圧力素子に電気的に接続される第1の回路基板と、
前記筒状部材内に収容され、前記第1の回路基板を前記筒状部材の軸方向に沿って保持する下部フレームと、
前記圧力素子により変換された電気信号に基づく情報を表示する表示部を有する第2の回路基板と、
前記筒状部材の上部開口を覆うように設けられるとともに前記第2の回路基板を収容する上部ケースと、
前記下部フレームを前記上部ケースに固定する固定部材とを備え、
前記上部ケースは、前記筒状部材の軸方向に対して傾斜した斜面部を有し、前記第2の回路基板は、前記斜面部に沿って前記上部ケース内に取り付けられ、前記斜面部は外部から前記表示部の視認が可能な第1の透光部を有し、
前記筒状部材は内周面に第1の凸部を有し、前記下部フレームは外周面に第2の凸部を有し、前記固定部材により前記下部フレームが前記上部ケースに固定された状態で前記第2の凸部の上部端面が前記第1の凸部の下部端面を押圧することにより前記筒状部材が前記下部フレームと前記上部ケースとで挟持されることを特徴とする圧力センサ。 - 前記筒状部材内における前記下部フレームの上部で前記第1の回路基板を前記筒状部材の軸方向に沿って保持する上部フレームをさらに備え、
前記固定部材は、前記下部フレームを前記上部フレームを通して前記上部ケースに固定することを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。 - 前記下部フレームは、前記第1の回路基板の側端が嵌合する第1の案内溝を有し、前記上部フレームは、前記第1の回路基板の側端が嵌合する第2の案内溝を有し、前記第1および第2の案内溝は前記筒状部材の軸方向に沿った共通の直線上に形成されたことを特徴とする請求項2記載の圧力センサ。
- 前記素子ホルダは、前記上部開口を取り囲むように形成されたフランジ部を有し、
前記筒状部材の下端部が前記素子ホルダの前記フランジ部にかしめられることにより前記筒状部材が前記素子ホルダに固定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧力センサ。 - 前記第2の回路基板は、当該圧力センサの動作状態を表示する表示灯をさらに有し、
前記上部ケースは、前記斜面部の頂部に外部から前記表示灯の視認が可能な第2の透光部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011010552A JP2012150073A (ja) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011010552A JP2012150073A (ja) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | 圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012150073A true JP2012150073A (ja) | 2012-08-09 |
Family
ID=46792437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011010552A Pending JP2012150073A (ja) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | 圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012150073A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015184260A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 長野計器株式会社 | 物理量測定装置 |
CN113661601A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-11-16 | 株式会社村田制作所 | 电池包、非燃烧式吸引器、电子设备及电动工具 |
-
2011
- 2011-01-21 JP JP2011010552A patent/JP2012150073A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015184260A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 長野計器株式会社 | 物理量測定装置 |
US9581518B2 (en) | 2014-03-26 | 2017-02-28 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Physical quantity measuring device |
CN113661601A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-11-16 | 株式会社村田制作所 | 电池包、非燃烧式吸引器、电子设备及电动工具 |
CN113661601B (zh) * | 2019-04-19 | 2023-12-22 | 株式会社村田制作所 | 电池包、非燃烧式吸引器、电子设备及电动工具 |
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