特許 6201725 圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6201725

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/14 20060101AFI20170914BHJP

   G01L 9/00 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   G01L19/14

   G01L9/00 E

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-262896(P2013-262896)

(22)【出願日】2013年12月19日

(65)【公開番号】特開2015-118052(P2015-118052A)

(43)【公開日】2015年6月25日

【審査請求日】2016年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】小栗 康範

(72)【発明者】

【氏名】直井 孝

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１３３３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９８５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６５６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０３１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９１／１０８８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５３１５８７７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第７２９３４６４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００ − ２３／３２

Ｇ０１Ｌ ２７／００ − ２７／０２

Ｈ０１Ｌ ２７／２０

Ｈ０１Ｌ ２９／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定流体の圧力を電気信号に変換するセンサ素子（１１）と、
前記センサ素子を搭載し、該センサ素子と電気接続する端子（１２，１３）が埋め込まれた絶縁性の第１ハウジング（１０）と、
前記被測定流体の導入路（２１ａ，２１ｃ，２１ｄ）が形成されてなり、前記第１ハウジングと一体的に組みつけられて、被測定流体の流れるボデーグランド（以下、ＧＮＤと記載）の配管（４０）に装着される、導電性の第２ハウジング（２０ａ，２０ｃ，２０ｄ）とを有してなる圧力センサ（１００〜１０２，１２０，１２１）であって、
前記第２ハウジングと前記ＧＮＤの間に接続される抵抗（Ｒ，Ｒａ）を有してなることを特徴とする圧力センサ。

【請求項2】

前記第２ハウジングと前記ＧＮＤの間に接続される容量（Ｃ）を有して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】

被測定流体の圧力を電気信号に変換するセンサ素子（１１）と、
前記センサ素子を搭載し、該センサ素子と電気接続する端子（１２，１３）が埋め込まれた絶縁性の第１ハウジング（１０）と、
前記被測定流体の導入路（２１ｂ）が形成されてなり、前記第１ハウジングと一体的に組みつけられて、被測定流体の流れるＧＮＤの配管（４０）に装着される、導電性の第２ハウジング（２０ｂ）とを有してなる圧力センサ（１１０）であって、
前記第２ハウジングと前記ＧＮＤの間に接続される容量（Ｃ）を有してなることを特徴とする圧力センサ。

【請求項4】

前記抵抗が、前記被測定流体の導入路となる貫通穴（６１）を有した筒形状の抵抗体（６０）であり、
前記貫通穴と前記第２ハウジング（２０ａ，２０ｃ）の導入路（２１ａ，２１ｃ）を連結するようにして、前記筒形状の抵抗体の一方の端面が、前記第２ハウジングの端面に接続されてなり、
前記導入路を取り囲む前記第２ハウジングの側面と前記抵抗体の側面が、前記配管への装着時に配管と接触しないように、誘電体層（６２，７０）で被覆されてなり、
前記抵抗体のもう一方の端面が、前記配管への装着時に配管と接触するように構成されてな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】

前記導入路を取り囲む前記第２ハウジングの側面が、前記配管への装着時に配管と接触しないように、誘電体層（７０）で被覆され、
前記誘電体層上に、金属層（７１）が積層され、
前記金属層の外面が、前記配管への装着時に配管と接触するように構成されてなり、
前記容量が、前記第２ハウジング、前記誘電体層および前記金属層で構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力センサ。

【請求項6】

電源または出力の前記端子（１２）と前記ＧＮＤとの間に、バイパスコンデンサ（Ｃｂ）が接続されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧力センサ。

【請求項7】

前記第１ハウジングと前記第２ハウジングが一体的に組みつけられて、第２ハウジングに形成された前記導入路から第１ハウジングに搭載された前記センサ素子に至る空間が、導電性のダイヤフラム（２２）によって仕切られてなり、
前記センサ素子側の空間に、誘電性の圧力伝達媒体（３１）が充填されてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧力センサ。

【請求項8】

前記圧力センサが、車載用であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧力センサ。

【請求項9】

前記圧力センサが、燃料圧センサであることを特徴とする請求項８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、被測定流体の流れる配管に装着されて、被測定流体の圧力を電気信号に変換する圧力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

被測定流体の流れる配管に装着されて、被測定流体の圧力を電気信号に変換する圧力センサが、例えば、特開２００１−１３３３４５号公報（特許文献１）と
特開２００４−２８６６４４号公報（特許文献２）に開示されている。

【0003】

図１３は、特許文献２と同様の従来の圧力センサの一例を示した図で、圧力センサ９０の模式的な断面図である。

【0004】

図１３に示す圧力センサ９０は、車載用の燃料圧センサで、被測定流体であるガソリン等の燃料の配管に装着されて、燃料圧を電気信号に変換する。圧力センサ９０は、絶縁性の第１ハウジング１０と導電性の第２ハウジング２０を、かしめにより一体的に組みつけて構成されている。

【0005】

絶縁性の第１ハウジング１０は、樹脂製で、燃料の圧力を電気信号に変換するセンサ素子１１が搭載され、該センサ素子１１と電気接続するコネクタの端子１２，１３が埋め込まれている。より詳細には、第１ハウジング１０の図示下面には、陥没部１４が形成されていると共に、その陥没部１４の中央に凹部１５が形成されており、その凹部１５にセンサ素子１１が配置されている。センサ素子１１は、ガラス台座１６に陽極接合された状態で凹部１５に接着剤で固定されており、その電極は、ボンディングワイヤ１７を介してセンサ素子１１を囲むように設けられた端子１２，１３と接続されている。尚、図１３において、短く突き出た端子１２は、電源端子または出力端子であり、長く突き出た端子１３は、接地端子である。

【0006】

導電性の第２ハウジング２０は、金属製で、燃料の導入路２１が形成されている。より詳細には、第２ハウジング２０の図示上面には、導入路２１を閉鎖するように金属製で薄肉円盤状のダイヤフラム２２が配置され、その外周部に金属製で円環状の押さえ部材２３が配置されている。この押さえ部材２３の全周は、ダイヤフラム２２を介して第２ハウジング２０に溶接されており、これによって、導入路２１の一端は、ダイヤフラム２２により液密に閉鎖されていることになる。また、第２ハウジング２０の図示下方の外周には、被測定流体の燃料が流れる配管に装着するためのネジ部２４が形成されている。

【0007】

第２ハウジング２０と第１ハウジング１０とが一体化された状態では、ダイヤフラム２２と第１ハウジング１０の陥没部１４との間で液体封入空間３０が形成され、その液体封入空間３０に、圧力伝達媒体のシリコンオイル３１が封入されている。第２ハウジング２０と第１ハウジング１０とは、貸し目かしめにより単に外周部が密着しているだけである。このため、液体封入空間３０を液密に封止する手段として、第１ハウジング１０に形成された溝部１９にＯリング３２を配置し、シリコンオイル３１の密閉を図るようにしている。

【0008】

図１４は、燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図１３の圧力センサ９０を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【0009】

図１４に示すように、圧力センサ９０は、配管４０に形成されたネジ穴４１に対して、第２ハウジング２０のネジ部２４をねじ込んで装着する。また、配管４０には、燃料の分岐穴４２が形成されており、該分岐穴４２と第２ハウジング２０の導入路２１が連通することで、被測定流体である燃料が、ダイヤフラム２２まで導入される。そして、燃料の圧力が、ダイヤフラム２２とシリコンオイル３１を介して、センサ素子１１に伝達される。また、第１ハウジング１０に埋め込まれているコネクタの端子１２，１３に対して、それぞれハーネス５１，５２が接続され、センサ素子１１に対する電源電圧の入力とセンサ素子１１からの電気信号の出力が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００１−１３３３４５号公報

【特許文献2】特開２００４−２８６６４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

図１４に示す金属製の配管４０は、電気的には、ボデーグランド（以下、ＧＮＤと記載）となっている。図１４の装着状態にある圧力センサ９０では、誘電性のシリコンオイル３１を間に挟んで、金属からなるダイヤフラム２２と、電源または出力の端子１２、ボンディングワイヤ１７およびセンサ素子１１との間で、図中に示した数ｐＦ〜数十ｐＦの寄生容量Ｃｐが形成される。また、電源または出力の端子１２に接続される長いハーネス５１は、通常数ｍで電子制御装置（以下、ＥＣＵと記載）と接続され、図中に示した１ｍあたり約１μＨの寄生インダクタンスＬｐを有している。このため、例えば圧力センサ９０とＥＣＵを１ｍのハーネスで接続すると、Ｃｐ＝３０ｐＦとして、約３０ＭＨｚで共振がおこる。この共振周波数では、絶縁状態でもインピーダンスが非常に小さくなるため、圧力センサ９０に大きなノイズ電流が流れ込んでしまい、圧力センサ９０の誤動作が問題となる。

【0012】

車載用の圧力センサ９０では、電磁ノイズの影響を少なくして誤動作し難くするために、一般的に、０．１μＦ程度のバイパスコンデンサが、電源または出力の端子１２とＧＮＤとの間に接続される（図示省略）。しかしながら、このバイパスコンデンサは、低周波ノイズについては十分に除去できるものの、上記のような共振を伴う高周波ノイズに対しては十分な低減効果が得られない。

【0013】

そこで本発明は、被測定流体の流れる配管に装着されて、被測定流体の圧力を電気信号に変換する圧力センサであって、共振を伴う高周波ノイズの影響を抑制可能で、該高周波ノイズによる誤動作の起き難い圧力センサを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明に係る圧力センサは、被測定流体の圧力を電気信号に変換するセンサ素子と、以下に示す第１ハウジングおよび第２ハウジングを有してなる圧力センサである。第１ハウジングは、センサ素子を搭載し、該センサ素子と電気接続する端子が埋め込まれた絶縁性のハウジングである。また、第２ハウジングは、被測定流体の導入路が形成されてなり、第１ハウジングと一体的に組みつけられて、被測定流体の流れるＧＮＤの配管に装着される、導電性のハウジングである。そして、本発明に係る圧力センサは、第２ハウジングとＧＮＤの間に接続される抵抗を有してなる点に特徴がある。

【0015】

課題欄において説明したように、被測定流体の流れるＧＮＤの配管に装着して使用される圧力センサでは、圧力センサの構造に起因した寄生容量Ｃｐと、圧力センサとＥＣＵを接続するハーネスに起因した寄生インダクタンスＬｐが存在する。そこで、上記圧力センサは、寄生容量Ｃｐと寄生インダクタンスＬｐによる共振周波数での高周波ノイズの影響を抑制するため、第２ハウジングとＧＮＤの間に接続される抵抗を有した構成としている。

【0016】

上記抵抗が第２ハウジングとＧＮＤの間に接続されることで、ノイズの伝播経路における寄生容量Ｃｐと直列に該抵抗の抵抗値Ｒが挿入され、回路共振のＱ値は、Ｑ＝（１／Ｒ）×√（Ｌｐ／Ｃｐ）となる。従って、十分に大きな抵抗値Ｒの抵抗を用いることで、回路共振のＱ値を低減し、共振周波数での高周波ノイズを減衰させることができる。これによって、上記圧力センサは、共振を伴う高周波ノイズの影響を抑制可能で、該高周波ノイズによる誤動作の起き難くすることができる。

【0017】

また、上記圧力センサは、第２ハウジングとＧＮＤの間に接続される容量を有してなることが好ましい。

【0018】

上記容量が第２ハウジングとＧＮＤの間に接続されることで、ノイズの伝播経路における寄生容量Ｃｐと直列に該容量の容量値Ｃが挿入され、共振周波数は、ｆａ＝１／２π√（ＬｐＣａ）となる。但し、Ｃａ＝ＣｐＣ／（Ｃｐ＋Ｃ）である。従って、適当な容量値Ｃの容量を用いることで、先の共振周波数ｆｐから圧力センサの動作に悪影響を及ぼさない共振周波数ｆａまで、回路共振の共振周波数を高周波側にずらせることができる。これによっても、上記圧力センサは、高周波ノイズによる誤動作の起き難くすることができる。

【0019】

尚、上記圧力センサは、上記した抵抗と容量を第２ハウジングとＧＮＤの間に接続して、抵抗による高周波ノイズの減衰効果と容量による共振周波数をずらせる効果を併用することが好ましい。しかしながら、いずれか一方だけであっても、高周波ノイズによる圧力センサの誤動作防止は可能である。

【0020】

上記圧力センサは、電源または出力の端子とＧＮＤとの間に、低周波ノイズを除去するためのバイパスコンデンサが接続されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る圧力センサの一例で、圧力センサ１００の模式的な断面図である。

【図2】燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図１の圧力センサ１００を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【図3】図２の装着状態にある圧力センサ１００についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【図4】別の圧力センサの例で、圧力センサ１１０の模式的な断面図である。

【図5】燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図４の圧力センサ１１０を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【図6】図５の装着状態にある圧力センサ１１０についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【図7】別の圧力センサの例で、圧力センサ１２０の模式的な断面図である。

【図8】燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図７の圧力センサ１２０を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【図9】図８の装着状態にある圧力センサ１２０についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【図10】図１に示した圧力センサ１００の変形例で、圧力センサ１０１の模式的な断面図である。

【図11】図１に示した圧力センサ１００の変形例で、圧力センサ１０２の模式的な断面図である。

【図12】図７に示した圧力センサ１２０の変形例で、圧力センサ１２１の模式的な断面図である。

【図13】特許文献２と同様の従来の圧力センサの一例を示した図で、圧力センサ９０の模式的な断面図である。

【図14】燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図１３の圧力センサ９０を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【図15】図１４の圧力センサ９０についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

最初に、図１４の装着状態にある従来の圧力センサ９０において、高周波ノイズの影響を分析した結果について説明する。

【0023】

課題欄において説明したように、被測定流体の流れるＧＮＤの配管４０に装着して使用される圧力センサ９０では、圧力センサ９０の構造に起因した寄生容量Ｃｐと、ＥＣＵに接続するハーネス５１に起因した寄生インダクタンスＬｐが存在する。このため、従来の圧力センサ９０では、寄生容量Ｃｐと寄生インダクタンスＬｐによる共振周波数ｆｐ＝１／２π√（ＬｐＣｐ）で高周波のノイズ電流が流れ込み、誤動作が起きる場合がある。

【0024】

図１５は、図１４の圧力センサ９０についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【0025】

図１５（ａ）に示す等価回路では、図１４に示したハーネス５１の寄生インダクタンスＬｐを６μＨとし、圧力センサ９０の寄生容量Ｃｐを約７ｐＦとして、シミュレーションによる高周波ノイズの影響を評価している。その結果、図１５（ｂ）に示すように、従来の圧力センサ９０では、約３３０ＭＨｚの共振周波数ｆｐで、ハーネス５１の寄生インダクタンスＬｐと圧力センサ９０の寄生容量Ｃｐに起因した回路共振が起きる。従って、この共振周波数ｆｐでは、ＥＣＵからの大きなノイズ電流が圧力センサ９０へ流れ込み、圧力センサ９０が誤動作する可能性がある。

【0026】

次に、上記分析結果に基づいてなされた、本発明に係る圧力センサの実施形態を、図に基づいて説明する。

【0027】

図１は、本発明に係る圧力センサの一例で、圧力センサ１００の模式的な断面図である。また、図２は、燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図１の圧力センサ１００を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【0028】

尚、以下に例示する各圧力センサは、一部を除いて図１３と図１４に示した圧力センサ９０と対応しているため、圧力センサ９０と同様の部分については、同じ符号を付して、その説明は省略する。

【0029】

図１に示す圧力センサ１００は、図１３に示した圧力センサ９０と同様の車載用の燃料圧センサで、被測定流体であるガソリン等の燃料の配管に装着されて、燃料圧を電気信号に変換する。

【0030】

図１の圧力センサ１００は、図１３に示した圧力センサ９０と同様で、被測定流体の圧力を電気信号に変換するセンサ素子１１と、以下に示す第１ハウジング１０および第２ハウジング２０ａを有してなる圧力センサである。第１ハウジング１０は、センサ素子１１を搭載し、該センサ素子１１と電気接続する端子１２，１３が埋め込まれた絶縁性のハウジングである。また、第２ハウジング２０ａは、導電性のハウジングで、被測定流体の導入路２１ａが形成されており、第１ハウジング１０と一体的に組みつけられて、図２に示すように、被測定流体の流れるＧＮＤの配管４０に装着される。

【0031】

また、図１の圧力センサ１００は、図１３に示した圧力センサ９０と同様で、第２ハウジング２０ａに形成された導入路２１ａから第１ハウジング１０に搭載されたセンサ素子１１に至る空間が、導電性のダイヤフラム２２によって仕切られている。そして、センサ素子１１側の空間に、誘電性の圧力伝達媒体３１が充填されている。

【0032】

一方、図１と図２に示す圧力センサ１００は、図中に一点鎖線と記号で示したように、第２ハウジング２０ａとＧＮＤの間に接続される抵抗Ｒを有している点で、図１３と図１４に示した圧力センサ９０と異なっている。具体的には、抵抗Ｒは、被測定流体の導入路となる貫通穴６１を有した筒形状の抵抗体６０で、該貫通穴６１と第２ハウジング２０ａの導入路２１ａを連結するようにして、筒形状の一方の端面（上側一点鎖線）が、第２ハウジング２０ａの端面に接続されている。また、導入路を取り囲む第２ハウジング２０ａの側面と抵抗体６０の側面が、配管４０と接触しないように、誘電体層６２で被覆されている。誘電体層６２は、第２ハウジング２０ａと配管４０を絶縁する絶縁膜としての機能を有している。そして、図２に示すように、抵抗体６０の筒形状のもう一方の端面（下側一点鎖線）が、配管４０と接触するように構成されている。上記のように構成された抵抗Ｒを有する圧力センサ１００を配管４０に接続すると、図中に示す圧力センサ１００の記号で示した寄生容量Ｃｐと抵抗体６０の抵抗Ｒは、直列接続されて、電源または出力の端子１２とＧＮＤの間に挿入される。

【0033】

圧力センサ１００は、センサの構造に伴う寄生容量Ｃｐとハーネスに伴う寄生インダクタンスＬｐによる先に説明した共振周波数ｆｐでの高周波ノイズの影響を抑制するため、抵抗Ｒを有した構成としている。抵抗Ｒが第２ハウジング２０ａとＧＮＤの間に接続されることで、ノイズの伝播経路における寄生容量Ｃｐと直列に抵抗Ｒの抵抗値が挿入され、回路共振のＱ値は、Ｑ＝（１／Ｒ）×√（Ｌｐ／Ｃｐ）となる。従って、十分に大きな抵抗値の抵抗Ｒを用いることで、回路共振のＱ値を低減し、共振周波数ｆｐでの高周波ノイズを減衰させることができる。これによって、圧力センサ１００は、共振を伴う高周波ノイズの影響を抑制可能で、該高周波ノイズによる誤動作の起き難くすることができる。

【0034】

図３は、図２の装着状態にある圧力センサ１００についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【0035】

尚、図３に示す圧力センサ１００についてのシミュレーションは、図１５に示した従来の圧力センサ９０についてのシミュレーションと対応しており、（ａ）の等価回路において、寄生容量Ｃｐに抵抗Ｒが直列接続されている点だけが異なっている。また、（ｂ）のシミュレーション結果では、比較のため、図１５に示した圧力センサ９０についてのシミュレーション結果を点線で示している。

【0036】

図３（ａ）に示す等価回路では、ハーネス５１の寄生インダクタンスＬｐを６μＨとし、約７ｐＦの寄生容量Ｃｐに１Ωの抵抗Ｒを直列接続して、シミュレーションによる高周波ノイズの影響を評価している。その結果、図３（ｂ）に示すように、寄生容量Ｃｐに１Ωの抵抗Ｒを接続した圧力センサ１００では、従来の圧力センサ９０に較べて、ノイズ電流の回路共振ピークを８５μＡから３０μＡまで、１／３程度に抑制することができる。このように、ＥＣＵからのノイズ電流の流れ込みが１／３まで抑制されるため、圧力センサ１００では、従来の圧力センサ９０に較べて、誤動作する可能性が格段に低減される。

【0037】

図４は、別の圧力センサの例で、圧力センサ１１０の模式的な断面図である。また、図５は、燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図４の圧力センサ１１０を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【0038】

図４の圧力センサ１１０は、センサ素子１１、第１ハウジング１０および第２ハウジング２０ｂを有してなる圧力センサである。第１ハウジング１０は、センサ素子１１を搭載し、該センサ素子１１と電気接続する端子１２，１３が埋め込まれた絶縁性のハウジングである。また、第２ハウジング２０ｂは、導電性のハウジングで、被測定流体の導入路２１ｂが形成されており、第１ハウジング１０と一体的に組みつけられて、図５に示すように、被測定流体の流れるＧＮＤの配管４０に装着される。

【0039】

一方、図４と図５に示す圧力センサ１１０は、図中に二点鎖線と記号で示したように、第２ハウジング２０ｂとＧＮＤの間に接続される容量Ｃを有している点で、図１３と図１４に示した圧力センサ９０と異なっている。すなわち、圧力センサ１１０では、導入路２１ｂを取り囲む第２ハウジング２０ｂの側面が配管４０と接触しないように誘電体層７０で被覆され、誘電体層７０上に金属層７１が積層され、金属層７１の外面が配管４０と接触するように構成されている。これによって、二点鎖線と記号で示した容量Ｃが、第２ハウジング２０ｂ、誘電体層７０および金属層７１で構成される。

【0040】

上記容量が第２ハウジング２０ｂとＧＮＤの間に接続されることで、ノイズの伝播経路における寄生容量Ｃｐと直列に該容量Ｃの容量値が挿入され、共振周波数は、ｆａ＝１／２π√（ＬｐＣａ）となる。但し、Ｃａ＝ＣｐＣ／（Ｃｐ＋Ｃ）である。従って、適当な容量値Ｃの容量を用いることで、先の共振周波数ｆｐから圧力センサの動作に悪影響を及ぼさない共振周波数ｆａまで、回路共振の共振周波数を高周波側にずらせることができる。これによって、圧力センサ１１０は、高周波ノイズによる誤動作を起き難くすることができる。

【0041】

図６は、図５の装着状態にある圧力センサ１１０についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【0042】

図６（ａ）に示す等価回路では、約７ｐＦの寄生容量Ｃｐに１００ｐＦの容量Ｃを直列接続して、シミュレーションによる高周波ノイズの影響を評価している。その結果、図６（ｂ）に示すように、圧力センサ１１０では、回路共振周波数を、圧力センサ９０のｆｐ＝３３０ＭＨｚからｆａ＝６２０ＭＨｚまでずらせることができる。また、回路共振ピークについても、８５μＡから５０μＡまで、２／３に低減される。このように、回路共振の共振周波数を圧力センサ１００の動作に悪影響を及ぼさない高周波側までずらせることで、誤動作を起き難くすることが可能である。

【0043】

図７は、別の圧力センサの例で、圧力センサ１２０の模式的な断面図である。また、図８は、燃料の流れる金属製の配管４０に対して、図７の圧力センサ１２０を装着した状態を示す模式的な断面図である。

【0044】

図７の圧力センサ１２０は、図１の圧力センサ１００において一点鎖線と記号で示した抵抗Ｒと図４の圧力センサ１１０において二点鎖線と記号で示した容量Ｃの両方を備えている。

【0045】

図７と図８に示す圧力センサ１２０は、センサ素子１１、第１ハウジング１０および第２ハウジング２０ｃを有している。そして、圧力センサ１２０の抵抗Ｒは、被測定流体の導入路となる貫通穴６１を有した筒形状の抵抗体６０であり、該貫通穴６１と第２ハウジング２０ｃの導入路２１ｃを連結するようにして、筒形状の一方の端面（上側一点鎖線）が、第２ハウジング２０ｃの端面に接続されている。一方、導入路を取り囲む第２ハウジング２０ｃの側面と抵抗体６０の側面は、図１の圧力センサ１００における誘電体層６２と異なり、図４の圧力センサ１１０と同じ誘電体層７０で被覆され、誘電体層７０上に金属層７１が積層されている。そして、図８に示すように、抵抗体６０の筒形状のもう一方の端面（下側一点鎖線）と金属層７１の外面が配管４０と接触するように構成されている。これによって、圧力センサ１２０においては、一点鎖線と記号で示した抵抗Ｒおよび二点鎖線と記号で示した容量Ｃが、それぞれ寄生容量Ｃｐに対して直列接続されて、電源または出力の端子１２とＧＮＤの間に挿入される。

【0046】

図９は、図８の装着状態にある圧力センサ１２０についてのシミュレーション結果の一例で、（ａ）は、使用した４等価回路と回路パラメータを示した図であり、（ｂ）は、ノイズ電流の周波数依存性の評価結果である。

【0047】

図９（ａ）に示す等価回路では、約７ｐＦの寄生容量Ｃｐに１Ωの抵抗Ｒと１００ｐＦの容量Ｃをそれぞれ直列接続（抵抗Ｒと容量Ｃは並列接続）して、シミュレーションによる高周波ノイズの影響を評価している。その結果、図９（ｂ）に示すように、圧力センサ１２０では、回路共振周波数を、圧力センサ９０のｆｐ＝３３０ＭＨｚからｆａ＝６２０ＭＨｚまでずらせることができ、回路共振ピークを、８５μＡから２０μＡまで１／４以下に低減することができる。

【0048】

圧力センサ１２０のように、上記した抵抗Ｒと容量Ｃを第２ハウジング２０ｃとＧＮＤの間に接続して、抵抗Ｒによる高周波ノイズの減衰効果と容量Ｃによる共振周波数をずらせる効果を併用することがより好ましい。これによって、高周波ノイズによる悪影響をより効果的に抑制することができ、圧力センサの誤動作防止をより確実にすることができる。しかしながら、抵抗Ｒと容量Ｃのいずれか一方だけであっても、高周波ノイズによる圧力センサの誤動作防止は可能である。

【0049】

次に、上記した圧力センサの変形例について説明する。

【0050】

図１０と図１１は、図１に示した圧力センサ１００の変形例で、それぞれ、圧力センサ１０１，１０２の模式的な断面図である。尚、図１０と図１１に示す圧力センサ１０１，１０２において、図１に示した圧力センサ１００と同様の部分については、同じ符号を付した。また、図１０と図１１では、燃料の流れる金属製の配管４０への各圧力センサ１０１，１０２の装着状態を点線で示してある。

【0051】

図１０に示す圧力センサ１０１は、図１の圧力センサ１００と同様の高周波ノイズを減衰させるための抵抗Ｒだけでなく、低周波ノイズを除去するための図中に記号で示したバイパスコンデンサＣｂを有している。バイパスコンデンサＣｂは、電源または出力の端子１２とＧＮＤとの間に接続する必要がある。このため、図１０に示す圧力センサ１０１では、絶縁性の誘電体層６２上の一部に金属層６３が積層され、該金属層６３の外面が配管４０と接触するように構成されている。そして、図中の記号に示すように、バイパスコンデンサＣｂの一方の電極は、電源または出力の端子１２に接続され、バイパスコンデンサＣｂのもう一方の電極は、金属層６３に接続される。

【0052】

図１１に示す圧力センサ１０２は、高周波ノイズを減衰させるための図１の圧力センサ１００とは異なる抵抗体６０ａを有している。図１１の圧力センサ１０２における抵抗体６０ａは、図中に一点鎖線と記号で示したように、抵抗Ｒａとして、第２ハウジング２０ｄとＧＮＤの間に接続される。詳細には、抵抗体６０ａは、被測定流体の導入路となる貫通穴６１ａを有した筒形状に形成され、該貫通穴６１ａと第２ハウジング２０ｄの導入路２１ｄを連結するようにして、筒形状の内壁面（右側一点鎖線）が、第２ハウジング２０ｄの外壁面に接続されている。そして、抵抗体６０ａの筒形状の外壁面（左側一点鎖線）が、配管４０と接触するように構成されている。また、第２ハウジング２０ｄの側面の一部は、配管４０と接触しないように、絶縁性の誘電体層６２ａで被覆されている。上記のように構成された抵抗体６０ａを有する圧力センサ１０２を配管４０に接続すると、圧力センサ１０２の寄生容量Ｃｐと抵抗Ｒａが直列接続されて、電源または出力の端子１２とＧＮＤの間に挿入される。

【0053】

また、図１０の圧力センサ１００と同様で、図１１に示す圧力センサ１０２においても、絶縁性の誘電体層６２ａ上に金属層６３が積層され、該金属層６３の外面が配管４０と接触するように構成されている。そして、高周波ノイズを減衰させるための抵抗Ｒａだけでなく、低周波ノイズを除去するための図中に記号で示したバイパスコンデンサＣｂが、電源または出力の端子１２とＧＮＤとの間に接続される。

【0054】

図１２は、図７に示した圧力センサ１２０の変形例で、圧力センサ１２１の模式的な断面図である。図１２の圧力センサ１２１において、図７の圧力センサ１２０と同様の部分については、同じ符号を付した。また、図１２では、燃料の流れる金属製の配管４０への圧力センサ１２１の装着状態を点線で示してある。

【0055】

図１２に示す圧力センサ１２１は、図７に示した圧力センサ１２０と同じ構造で、さらに、端子１２と金属層７１の間に、低周波ノイズを除去するためのバイパスコンデンサＣｂが接続されている。これによって、抵抗Ｒと容量Ｃによる高周波ノイズの抑制だけでなく、バイパスコンデンサＣｂによる低周波ノイズの除去も同時に行うことができる。

【0056】

以上のようにして、上記した圧力センサは、いずれも、被測定流体の流れる配管に装着されて、被測定流体の圧力を電気信号に変換する圧力センサであって、共振を伴う高周波ノイズの影響を抑制でき、誤動作の起き難い圧力センサとすることができる。

【0057】

従って、上記圧力センサは、高周波ノイズに対して厳しい性能保証が必要とされる車載用に適しており、特に、燃料圧センサに好適である。

【符号の説明】

【0058】

９０，１００〜１０２，１１０，１２０，１２１ 圧力センサ
１０ 第１ハウジング
１１ センサ素子
１２，１３ 端子
２０，２０ａ〜２０ｄ 第２ハウジング
Ｃｐ 寄生容量
４０ 配管
ＧＮＤ ボデーグランド
５１，５２ ハーネス
Ｌｐ 寄生インダクタンス
６０，６０ａ 抵抗体
Ｒ，Ｒａ 抵抗
６２，６２ａ，７０ 誘電体層
６３，７１ 金属層
Ｃ 容量
Ｃｂ バイパスコンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】