CN102980713A

CN102980713A - 压力传感器

Info

Publication number: CN102980713A
Application number: CN2012103203066A
Authority: CN
Inventors: 高月修; 青山伦久; 向井元桐; 住吉雄一朗
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-08-31
Also published as: CN102980713B

Abstract

一种压力传感器(1)，具有：压力检测元件(2)；基座(4)，内表面固定有该压力检测元件；承载部件(5)，与基座相对配置；膜片(6)，由基座和承载部件夹持；夹持部件(13)，对夹持膜片的状态下的基座和承载部件两者进行夹持以防止两者互相分开；及液体，封入在基座与膜片之间的空间，承载部件与膜片之间的空间内的压力，通过膜片及液体传递给压力检测元件。因具有夹持部件，故即使基座和承载部件之间重复受到高压，两者也不会分开，即使基座和承载部件为焊接接合，也能避免焊接部的破裂，可防止压力传感器的破损。本发明的压力传感器，在用于对CO₂等高压制冷剂所通过的流路等的压力进行检测时能防止高压所引起的破损，较为安全。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，尤其涉及一种在收容有压力检测元件的受压空间封入有液体的充液式压力传感器。

背景技术

以往，提出了各种的压力传感器，在收容有压力检测元件的受压空间内封入有液体，将从外部施加于压力检测室的压力通过液体而传递给压力检测元件，由此从压力检测元件输出与外部压力对应的电压信号。

作为上述充液式压力传感器的一例子，专利文献1记载了这样一种压力传感器：该压力传感器具有盖部件，该盖部件通过形成于底部的贯通孔与将来自外部的压力导入的压力导入管连接、且通过沿外周的焊接部与压力检测元件连接，将从该盖部件的外周部至贯通孔的纵截面的至少一部分形成为L字状，由此，降低流体压力作用于盖部件的内表面时以焊接部为支点的朝向旋转方向的力，防止焊接部断裂。

专利文献1：日本特开2005-308397号公报

但是，在上述专利文献所记载的压力传感器中，虽然通过防止盖部件的焊接部断裂来提高耐压性能，但是，在用于使用了CO₂等高压制冷剂的制冷设备、空调机是制冷剂流路等的压力检测的情况下，因为较高的压力重复地施加在上述焊接部等上，因此，焊接部可能会产生破裂等、造成破损。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题而做的，其目的在于提供一种压力传感器，在用于CO₂等高压制冷剂所通过的流路等的压力的检测时，也能防止高压所造成的破损，较为安全。

为了实现上述目的，本发明的压力传感器，其具有：压力检测元件；基座，该基座的内表面固定有该压力检测元件；承载部件，该承载部件与该基座相对配置；膜片，该膜片由所述基座和所述承载部件夹持；夹持部件，该夹持部件对夹持该膜片的状态下的所述基座和所述承载部件两者进行夹持以防止两者互相分离开；以及液体，该液体封入在所述基座与所述膜片之间的空间，所述承载部件与所述膜片之间的空间内的压力通过所述膜片及所述液体传递给所述压力检测元件。

此外，采用本发明，由于利用夹持部件将夹持有膜片的状态的基座及承载部件予以夹持、防止两者互相离开，因此，即使基座和承载部件之间反复受到高压，两者也不会分离开，即使基座和承载部件被焊接接合，也可避免焊接部破裂，防止压力传感器破损。

在上述压力传感器中，所述基座和承载部件分别具有鼓出部及周缘部，且所述膜片由所述基座及承载部件的周缘部夹持，所述夹持部件的一端与所述基座及所述承载部件中的某一方的鼓出部或周缘部卡合，所述夹持部件的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

在上述压力传感器中，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端的内凸缘部构成，该内凸缘部与所述基座及所述承载部件中的某一方的周缘部卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

另外，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端上的倾斜部构成，该倾斜部与所述基座及所述夹持部件中的某一方的鼓出部的肩部卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

此外，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端的内凸缘部构成，该内凸缘部与所述基座及所述夹持部件中的某一方的鼓出部的上表面部周边卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

在该情况下，所述内凸缘部的内周形成有圆弧状的凹陷部，该凹陷部用于避开形成在所述鼓出部的密封孔。

还有，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端的顶部构成，该顶部与所述基座及所述承载部件中的某一方的鼓出部的上表面部整个面卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

在该情况下，所述顶部形成有孔，该孔用于避开形成在所述鼓出部的密封孔。

发明效果：

如上所述，采用本发明提供一种压力传感器，在用于CO₂等高压制冷剂所通过的流路等的压力的检测时，也能防止高压所造成的破损，较为安全。

附图说明

图1是表示本发明的压力传感器的第一实施方式的图，图1(a)是俯视图，图1(b)是沿图1(a)中的A-A线的截面图。

图2是表示本发明的压力传感器的第二实施方式的图，图2(a)是俯视图，图2(b)是沿图2(a)中的B-B线的截面图。

图3是表示本发明的压力传感器的第三实施方式的图，图3(a)是俯视图，图3(b)是沿图3(a)中的C-C线的截面图。

图4是表示本发明的压力传感器的第四实施方式的图，图4(a)是俯视图，图4(b)是沿图4(a)中的D-D线的截面图。

符号说明：

具体实施方式

下面，参照附图来详细说明实施本发明用的方式。

图1表示本发明的压力传感器的第一实施方式，该压力传感器1具有：压力检测元件2；基座4；与基座4相对配置的承载部件5；由基座4和承载部件5夹持的膜片6；以及对夹持有膜片6的状态下的基座4及承载部件5再进行夹持(保持)的夹持部件(保持部件)13。在基座4与膜片6之间的受压空间7封入有液体(油)。

压力检测元件2在受压空间7的内部且固定在基座4上。在承载部件5与膜片6之间形成有作为压力导入空间的加压空间8，加压空间8与流入制冷剂的流入管3的内部空间连通。

基座4例如通过冲压加工成型，具有从周缘部(锷部)4c的内侧向上方鼓出的鼓出部，并形成为下部开口的盖状。该鼓出部包括：从周缘部4c的内侧立起的侧面部4d；以及与侧面部4d相连设置的上表面部4e。在基座4的鼓出部的下表面(即上表面部4e的下表面)上利用粘接方式固定有压力检测元件2。

承载部件5例如通过冲压加工成型，具有从周缘部(锷部)5a的内侧向下方鼓出的鼓出部，并形成为上部开口的盘状。该鼓出部包括：从周缘部5a的内侧立起的侧面部5b；以及与侧面部5b相连设置的下表面部5c。在承载部件5的鼓出部中央(即下表面部5c的中央)的开口上钎焊固定有流入管3。

膜片6的外周缘部夹入在基座4的周缘部4c与承载部件5的周缘部5a之间，这三个部件4～6在将膜片6外周缘部露出的外周缘部分通过激光焊接等而被同时焊接(焊接部14)，被一体化。受压空间7是在从贯通基座4上的表面部4e而形成的充填孔(未图示)注入液体(油)后，在基座4的上表面由球体9封住充填孔。

夹持部件13具有：圆筒部13b，该圆筒部的内径比夹持有膜片6的状态下的基座4及承载部件5的外径大一些；以及内凸缘部13a，该内凸缘部13a在该圆筒部13b的上部向内侧延伸，夹持部件13对基座4及承载部件5进行夹持以防止两者互相离开。将夹持部件13的圆筒部13b从上方安装在基座4及承载部件5的周缘部4c、5a的外周上，在内凸缘部13a与基座4的周缘部4c的上表面卡合的状态下，圆筒部13b的下部通过激光焊接等焊接在承载部件5的周缘部5a的侧面上(焊接部15)。

压力检测元件2是例如由压力(piezo)元件及信号处理电路等构成的IC 芯片。压力元件是一种强介电体，也被称为压电元件，当施加振动或压力等力时产生电压，相反，当施加电压时就伸缩。

压力检测元件2通过电线10与插通贯通孔4a的输出用引脚11(11A～11C)及调整用引脚12(12A～12E)电气连接，贯通孔4a形成在基座4的上表面部4e。输出用引脚11用于将与压力检测元件2所检测出的压力对应的电压信号输出到外部，调整用引脚12用于制造时的电压修正用等。在本例子中，三根输出用引脚11A～11C和调整用引脚12A～12E、以及上述的充填孔从基座4的中心以等角度地配置在同一个圆周上。

基座4的贯通孔4a在插通有输出用引脚11及调整用引脚12后，由密封件4b封住以便于使液体(油)不漏出。输出用引脚11以上端部与未图示的基板连接，基板再通过未图示的接头而与外部输出用导线连接。

具有上述结构的压力传感器1中，通过从流入管3流入的制冷剂的压力变化而改变加压空间8的压力，使膜片6变形。通过膜片6的变形使封入于受压空间7的内部的液体(油)的压力变化，该压力变化传递给压力检测元件2。由压力检测元件2检测出的压力转换成电压，此时，成为与压力传感器1的特性对应的规定的电压修正。修正后的电压信号通过输出用引脚11、基板及接头传输到外部输出用导线。

当为了对使用了CO₂等高压制冷剂的空调机的制冷剂流路等的压力进行检测而使用该压力传感器1时，虽然从流入管3流入的制冷剂的较高的压力重复作用于加压空间8，在使基座4和承载部件5分离开的方向上反复作用较大的力，但是，由于承载部件5及膜片6在焊接部14被作成一体化、且利用夹持部件13对夹持有膜片6的状态下的基座4及承载部件5的各自的周缘部进行夹持，因此，不担心焊接部14会产生破裂等，可有效防止压力传感器1的破损。

下面，参照图2来说明本发明的压力传感器的第二实施方式。

该压力传感器21的特点在于，具有与图1所示的压力传感器1不同的夹持部件(保持部件)22，其其它结构要素与压力传感器1相同。因此，在图2中，对于与图1的压力传感器1相同或等同的结构要素，标上相同的参照符号而省略详细的说明。

该夹持部件22具有：圆筒部22b，该圆筒部的内径比夹持有膜片6的状态下的基座4及承载部件5的外径大一些；倾斜部22a，该倾斜部与圆筒部22b的上部相连形成，并设成向圆筒部22b的中心轴方向倾斜；以及内凸缘部22c，该内凸缘部从倾斜部22a向内侧延伸，通过夹持(保持)基座4的鼓出部肩部和承载部件5的周缘部5a，由此防止基座4及承载部件5互相分离开。倾斜部22a呈现出圆锥台的侧面形状。

夹持部件22的圆筒部22b从上方安装在基座4及承载部件5的周缘部4c、5a的外周上，在倾斜面22a的内表面与基座4的鼓出部的肩部(即侧面部4d的倾斜部分)抵接、卡合的状态下，圆筒部22b的下部通过激光焊接等与承载部件5的周缘部5a的侧面接合。

由此，压力传感器21与图1所示的压力传感器1相同，能进一步可靠地夹持基座4和承载部件5以便于使两者不互相分离开，并且，能在相比于周缘部4c更内侧支承基座4，因此与图1的压力传感器1相比，能进一步抑制高压导入时基座4的变形。其结果，能降低对于密封件4b部分的过度的应力，能强化该密封部的防止破坏的效果。

另外，在想要抑制承载部件5变形的情况下，也可上下方向颠倒地安装该夹持部件22，在该情况下，使倾斜部22a与承载部件5的鼓出部的肩部(侧面部5b的倾斜部分)卡合、使圆筒部22b与基座4的周缘部4c侧面焊接接合即可。

下面，参照图3来说明本发明的压力传感器的第三实施方式。

该压力传感器21的特点在于，具有与图1及图2所示的压力传感器1、21不同的夹持部件(保持部件)32，且其它结构要素与压力传感器1、21相同。因此，在图3中，对于与图1、2的压力传感器1、21相同或等同的结构要素，标上相同的参照符号而省略详细的说明。

该夹持部件32具有：圆筒部32b，该圆筒部的内径比夹持有膜片6的状态下的基座4及承载部件5的外径大一些；倾斜部32a，该倾斜部与圆筒部32b的上部相连形成，并设成向圆筒部32b的中心轴方向倾斜；以及内凸缘部32c，该内凸缘部从倾斜部32a向内侧延伸，通过夹持(保持)基座4的鼓出部的上表面部周边(上表面部4e的周围)和承载部件5的周缘部5a，从而防止基座4及承载部件5互相分离开。倾斜部32a呈现出圆锥台的侧面形状。

内凸缘部32c的内周端设置成接近至将输出用引脚11A～11C和调整用引脚12A～12E以及上述的充填孔的各自中心连接起来的圆周附近，且形成有从密封用的贯通孔4a及球体9分别等距离地少许后退的呈圆弧状的凹陷部32x、32y。

如此构成的夹持部件32从其圆筒部32b安装在基座4及承载部件5的周缘部4c、5a的外周上，在內凸缘部32c与基座4的上表面部4e抵接、卡合的状态下，圆筒部32b的下部通过激光焊接等与承载部件5的周缘部5a侧面焊接接合。由此，压力传感器31相比于图2所示的压力传感器2能在内侧进一步对基座4进行支承，故能可靠地夹持基座4和承载部件5、进一步有效地防止密封件部的破坏。

下面，参照图4来说明本发明的压力传感器的第四实施方式。

该压力传感器41的特点在于，具有与图1～3所示的压力传感器1、21、31不同的夹持部件(保持部件)42，其其它结构要素与压力传感器1、21、31相同。因此，在图4中，对于与图1～3中的相同或等同的结构要素，标上相同的参照符号而省略详细的说明。

该夹持部件42具有：圆筒部42c，该圆筒部的内径比夹持有膜片6的状态下的基座4及承载部件5的外径大一些；倾斜部42d，该倾斜部与圆筒部42c的上部相连形成，并设成向圆筒部42c的中心轴方向倾斜；以及顶部42e，该顶部与倾斜部42d相连设置，且具有多个孔(在本实施例中，为八个孔42a和一个孔42b)，通过夹持(保持)基座4的鼓出部的顶端部整个面(上表面部4e的整个面)和承载部件5的周缘部5a，从而防止基座4及承载部件5互相分离开。倾斜部42d呈现出圆锥台的侧面形状。

多个孔42a、42b设定得比球体9及密封用的贯通孔4a大，以便于在将夹持部件42的圆筒部42c安装在基座4及承载部件5的周缘部4c、5a的外周上时，顶部42e不会与球体9、引脚11(11A～11C)、12(12A～12E)、密封用的玻璃相干涉，可使它们通过。夹持部件42中，圆筒部42c安装在基座4及承载部件5的周缘部4c、5a的外周上，在顶部42e与基座4的上表面部4e抵接、卡合的状态下，圆筒部42c的下部通过激光焊接等而与承载部件5的周缘部5a侧面焊接接合。

由于如此构成的压力传感器41能可靠地夹持基座4和承载部件5，且夹持部件42支承基座4的上表面部4e的整个面，因此，能进一步有效地防止高压流体导入时的基座4的膨胀，其结果，相比于图1～图3所示的压力传感器1、21、31能进一步可靠地防止密封件部的破坏。

另外，在前述的各实施例中说明的、各夹持部件的圆筒部13b、22b、32b、42c和承载部件5的周缘部5a的焊接(焊接部15)既可在各圆筒部的全周上进行，也可在其周围局部地进行。另外，各夹持部件和周缘部5a的焊接可在该夹持部件的下端侧进行，以尽量离开焊接部14的热影响部。

另外，在图2说明的实施例中，由于夹持部件22的倾斜部22a支承基座4的鼓起部肩部，因此，能省略设在该倾斜部22a的端部的内凸缘部22c。

此外，在图3及图4说明的实施例中，构成为：夹持部件32、42的内凸缘部32c、顶部42b支承基座4的鼓出部，倾斜部32a、42d不与鼓出部抵接、支承，但本发明并不限定于此，倾斜部32a、42d也可具有与内凸缘部32c、顶部42b一起支承鼓出部的功能。在该情况下，通过将内凸缘部32c及倾斜部32a、或顶部42b及倾斜部42d的内侧轮廓做成与基座4的周缘部4c、侧面部4d、以及上表面部4e的轮廓相同，从而可在夹持部件的整个面支承基座4。

Claims

1.一种压力传感器，其特征在于，具有：

压力检测元件；

基座，该基座的内表面固定有该压力检测元件；

承载部件，该承载部件与该基座相对配置；

膜片，该膜片由所述基座和所述承载部件夹持；

夹持部件，该夹持部件对夹持该膜片的状态下的所述基座和所述承载部件两者进行夹持以防止两者互相分离开；以及

液体，该液体封入在所述基座与所述膜片之间的空间，

所述承载部件与所述膜片之间的空间内的压力通过所述膜片及所述液体传递给所述压力检测元件。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述基座和承载部件分别具有鼓出部及周缘部，且所述膜片由所述基座及承载部件的周缘部夹持，

所述夹持部件的一端与所述基座及所述承载部件中的某一方的鼓出部或周缘部卡合，所述夹持部件的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

3.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端的内凸缘部构成，

该内凸缘部与所述基座及所述承载部件中的某一方的周缘部卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

4.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端上的倾斜部构成，

该倾斜部与所述基座及所述夹持部件中的某一方的鼓出部的肩部卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

5.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端的内凸缘部构成，

该内凸缘部与所述基座及所述夹持部件中的某一方的鼓出部的上表面部周边卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

6.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述内凸缘部的内周形成有圆弧状的凹陷部，该凹陷部用于避开形成在所述鼓出部的密封孔。

7.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述夹持部件由圆筒部及设在该圆筒部的一端的顶部构成，

该顶部与所述基座及所述承载部件中的某一方的鼓出部的上表面部整个面卡合，该圆筒部的另一端与所述基座及所述承载部件中的另一方的周缘部焊接接合。

8.如权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述顶部形成有孔，该孔用于避开形成在所述鼓出部的密封孔。