CN105628286B - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

压力传感器（1）具有压力传感器元件（10）、适配器（20）、安装部件（30）和操作部件（40），适配器为金属制品，一体地接合于压力传感器元件，在内部形成有向压力传感器元件导入被测定流体的压力的孔部（21），安装部件为金属制品，形成有收纳适配器的收纳凹部（31），连接于被连接部件（2），操作部件推压设置在被连接部件上的阀（3），形成有将被导入被测定流体的压力的流路（4）和适配器的孔部（21）连通的连通路（41），适配器和安装部件借助塑性变形结合（金属流动）被结合，操作部件为具有抵接于适配器的抵接部（42）和设置于和抵接部（42）相反的一侧并推压阀（3）的推压部（43）的合成树脂制部件。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器。

背景技术

已知有测定在管的内部流通的被测定流体的压力的压力传感器。在这种压力传感器中，有下述类型的压力传感器：接头连接于管的被连接部件，销设置在接头上，前述销进行设置在被连接部件上的阀的打开操作。

作为这种类型的压力传感器的现有技术例，有下述压力传感器：具有连接于被连接部件的接头、与接头焊接接合的压力传感器元件和设置在接头上的操作部件，将接头连接于被连接部件时，对预先设置在被连接部件上的阀利用操作部件进行打开操作（例如参照文献1：日本特许第4043874号公报）。

在文献1中，操作部件由销形成，该销通过焊接被固定在接头上，前述销由带台阶的圆筒部件构成。

作为这种类型的压力传感器的另一现有技术例，有下述压力传感器：在PCB（印制电路板）的基板的一面上设置有托架，在基板的另一面上设置有压力变换部件，将基板设置在安装件（fitting）上（例如参照文献2：美国专利第7,377,177号说明书）。

在文献2中，托架由于和施罗德阀等阀嵌合，因此是作为文献1中的销发挥功能的部件，且是金属制品。安装件作为文献1中的接头发挥功能。

但是，在文献1中，作为操作部件的销以遍及接头的整周的方式通过焊接被固定于接头上，因此考虑到其为金属制品，借助该焊接确保和接头之间的密封性。金属制品的销例如通过将不锈钢制的圆筒部件磨削等进行加工，但是该加工作业繁杂，是销的成本高的原因之一。

在文献2中，相当于销的托架为金属制品，因此有和文献1相同的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够简单地形成操作部件的压力传感器。

本发明的压力传感器特征在于，前述压力传感器具有压力传感器元件、适配器、安装部件和操作部件，前述压力传感器元件根据通过被连接部件被导入的被测定流体的压力产生位移，前述适配器为金属制品，被一体地接合于前述压力传感器元件，在内部形成有用来向前述压力传感器元件导入前述被测定流体的压力的孔部，前述安装部件为金属制品，形成有收纳前述适配器的收纳凹部，连接于前述被连接部件，前述操作部件推压设置在前述被连接部件上的阀，形成有将流路和前述适配器的孔部连通的连通路，前述流路中被导入前述被连接部件的前述被测定流体的压力，前述适配器及前述安装部件的至少一个的在与轴向正交的朝向上相对于另一个对接的面塑性变形，在与前述另一个之间产生咬合而气密地接合，而且，位于周向的部分以局部的塑性变形和弹性变形压力咬合于前述另一个，封入前述轴向的弹性变形压力来维持前述轴向的结合，前述操作部件为具有抵接部和推压部的合成树脂制部件，前述抵接部抵接于前述适配器，前述推压部设置在和前述抵接部相反的一侧并推压前述阀。

根据本发明，例如安装部件和适配器塑性变形结合（金属流动），因此两者成为一体，不会发生被测定流体从安装部件和适配器之间泄漏的情况。

在以上的方案中，将操作部件借助注射成形等加工成既定的形状。操作部件由于是合成树脂制品，因此加工容易。因此，能够量产，能够实现成本降低。

在本发明的压力传感器中，优选地，前述操作部件具有抵接于前述适配器的凸缘部、和与前述凸缘部一体地形成的销本体，前述销本体的末端作为推压前述阀的前述推压部，前述安装部件具有螺纹接合于前述被连接部件的接头，在前述接头上，与前述收纳凹部连续地形成有卡合前述操作部件的操作部件卡合孔，前述操作部件卡合孔具有收纳前述凸缘部的大径孔部和与前述大径孔部连续地形成并贯通前述销本体的小径孔部。

根据本发明，将操作部件配置于操作部件卡合孔后，将适配器收纳于收纳凹部，将适配器和安装部件塑性变形结合。操作部件配置于安装部件和适配器之间，因此能够由适配器和安装部件的结合，容易地定位。而且，操作部件卡合孔由大径孔部和小径孔部形成，因此能够防止操作部件脱落。因此，不需要借助直接焊接等将操作部件接合于安装部件上，因此压力传感器的组装作业变得容易。

在本发明的压力传感器中，优选地，前述压力传感器元件为具有隔膜部和筒状部的金属制部件，前述隔膜部形成有应变仪，前述筒状部结合于前述隔膜部的外周边缘部，在内部被导入前述被测定流体的压力，前述筒状部的开口端端部和前述适配器的端部通过焊接被接合。

根据本发明，压力传感器元件和适配器借助焊接进行一体化，因此能够将这些部件容易地装配于安装部件上。

本发明能够提供一种能够简单地形成操作部件的压力传感器。

附图说明

图1是表示涉及本发明的一个实施方式的压力传感器的剖视图。

图2是前述压力传感器的分解立体图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

在图1、图2中，本实施方式的压力传感器1例如构成为用于车载用空调装置的用来测定被测定流体的压力的压力传感器，装配于配管侧接头等被连接部件2上，该配管侧接头设置在被测定流体流通的省略图示的配管上。

具体来说，压力传感器1具有压力传感器元件10、适配器20、安装部件30和操作部件40，适配器20和安装部件30被塑性变形结合，前述压力传感器元件10根据通过被连接部件2被导入的被测定流体的压力产生位移，前述适配器20为不锈钢等金属制品，被一体地接合于压力传感器元件10，在内部形成有用来向压力传感器元件10导入被测定流体的压力的孔部21，前述安装部件30为铝或铁等金属制品，形成有收纳适配器20的收纳凹部31，连接于被连接部件2，前述操作部件40推压设置在被连接部件2上的阀3，形成有将流路4和适配器20的孔部21连通的连通路41，被连接部件2的被测定流体的压力被导入前述流路4。此外，图1中的附图标记5是对阀3向操作部件40侧施力的螺旋弹簧。

这时，所谓的塑性变形结合是也被称为金属流动（metal flow）的结合手法。即，安装部件30构成为，在与轴向正交的朝向上相对于适配器20对接的内周面塑性变形，在安装部件30和适配器20之间产生咬合而气密地接合，而且，位于周向的部分以局部的塑性变形和弹性变形压力咬合于适配器20，封入前述轴向的弹性变形压力来维持轴向的结合。

压力传感器元件10是具有隔膜部11和筒状部12的不锈钢等金属部件，前述隔膜部11形成有应变仪，前述筒状部12结合于隔膜部11的外周边缘部，在内部被导入被测定流体的压力。

适配器20具有一对凹槽部22，前述一对凹槽部22以沿孔部21的连通方向隔开间隔的方式设置，而且，从外周部朝径向内侧凹陷。凹槽部22沿周向连续地设置。通过以既定的压力推压安装部件30中的收纳凹部31的开口周边区域A，收纳凹部31的内周面塑性变形，咬合于适配器20的凹槽部22，进行前述塑性变形结合。适配器20的端部和压力传感器元件10的筒状部12的开口端端部例如借助激光焊接等进行全周焊接。

安装部件30具有螺纹接合于被连接部件2的筒状的接头32。在接头32的内表面，形成有拧入被连接部件2的外螺纹部6的内螺纹部33。在接头32的端部的外周部，设置有卡合六角扳手等手动工具的操作部32A。相对于安装部件30内部的收纳凹部31，在和被连接部件2连接的连接侧，与收纳凹部31连续地形成有卡合操作部件40的操作部件卡合孔34。

在操作部件卡合孔34中，收纳凹部31侧的部分构成为收纳操作部件40的后述凸缘部44的大径孔部35，和被连接部件2连接的连接侧的部分构成为与大径孔部35连续地形成并贯通操作部件40的后述销本体45的小径孔部36。

操作部件40例如为PPS（聚苯硫醚）等合成树脂制部件，具有抵接部42、推压部43、凸缘部44和销本体45，前述抵接部42抵接于适配器20，前述推压部43设置在和抵接部42相反的一侧并推压阀3，前述凸缘部44和抵接部42一体形成，使得凸缘部44和抵接部42位于同一平面，前述销本体45一体形成于凸缘部44上。前述销本体45的末端部为推压阀3的前述推压部43。在销本体45上，设置有使连通路41和外部连通的切口45A。操作部件40夹装于适配器20和安装部件30的大径孔部35之间。

另外，压力传感器1除了以上的结构零件以外还具有以将压力传感器元件10包围的方式搭载在安装部件30上的环状的绝缘部件（包括PCB或任意的树脂部件）、设置在绝缘部件上并通过引线接合等与压力传感器元件10的应变仪导通的信号取出用的输出端子、和覆盖这些的罩等。只是在图1、图2中省略这些零件的图示。

以下关于压力传感器1的主要部分的组装顺序及动作进行说明。

首先，如图2所示，将压力传感器元件10卡合于适配器20的端部，将卡合部分以遍及整周的方式通过激光焊接等进行焊接，将彼此作为传感器模块组件进行一体化。然后，按操作部件40、传感器模块组件的顺序，将这些部件从与和被连接部件2连接的连接侧相反的一侧向安装部件30的操作部件卡合孔34、收纳凹部31内插入。

由此，操作部件40卡合于操作部件卡合孔34，夹装于操作部件卡合孔34的大径孔部35和适配器20之间。另外，压力传感器元件10从收纳凹部31向安装部件30的外部露出。

接着，借助压力机等相对于收纳凹部31的开口周边区域A施加既定的推压力，适配器20和安装部件30借助塑性变形结合而结合。

根据以上所述，在安装部件30内装入有压力传感器元件10、适配器20、及操作部件40的压力传感器1的主要部分的组装结束。

在将这种压力传感器1装配于被连接部件2上时，若将接头32拧入被连接部件2，则拧入过程中，操作部件40的推压部43抵接于阀3的末端部，将阀3以抵抗螺旋弹簧5的弹簧力的方式推回。如此一来，被连接部件2的流路4打开，从流路4被导入的被测定流体的压力通过操作部件40的切口45A、连通路41、孔部21作用于压力传感器元件10。而且，对应该压力的电输出由应变仪生成，通过省略图示的输出端子向外部输出。

根据本实施方式，有以下的效果。

（1）即，在压力传感器1中，安装部件30和适配器20被塑性变形结合，因此两者成为一体，不会发生被测定流体从结合部泄漏的情况。

在以上的方案中，将操作部件40借助注射成形等加工成既定的形状。操作部件40为合成树脂制品，因此能够容易地加工。因此，能够量产，能够实现成本降低。

（2）在压力传感器1中，将操作部件40配置于操作部件卡合孔34后，将适配器20收纳于收纳凹部31，将适配器20和安装部件30塑性变形结合。由此，操作部件40配置于接头32和适配器20之间，因此能够由适配器20和安装部件30的结合，容易地定位操作部件40。而且，操作部件卡合孔34由大径孔部35和小径孔部36形成，因此能够防止操作部件40从操作部件卡合孔34脱落。因此，不需要借助直接焊接等将操作部件40接合于安装部件30上，能够容易地进行压力传感器1的组装作业。

（3）在压力传感器1中，压力传感器元件10和适配器20借助焊接进行一体化，因此能够将这些部件容易地装配于安装部件30上。

（4）适配器20和安装部件30以在周向上连续的方式进行塑性变形结合，确保了密封性，因此在适配器20和安装部件30之间不需要夹装O型圈等密封部件，能够减少零件件数并进一步促进成本降低。

此外，本发明并不限定于以上说明的实施方式，在能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良等也都包含在本发明中。

例如，在前述实施方式中，压力传感器元件10为在隔膜部11处形成有应变仪的电阻型，但是作为本发明中使用的压力传感器元件，也可以是根据对应隔膜部的动作变化的静电电容测量压力的静电电容型，也可以是利用半导体的微细加工技术制作的所谓的MEMS（微电子机械系统）传感器。

在前述实施方式中，在安装部件30上形成有内螺纹部33，在被连接部件2上形成有外螺纹部6，但是也可以是在安装部件上形成有外螺纹部，在被连接部件上形成有内螺纹部。

本发明的安装部件及适配器使用的金属材料不限于在前述实施方式中说明的材料，也可以综合考虑在实施塑性变形结合时的匹配度和要求的机械强度等来任意选择。

在实施塑性变形结合时，使在轴向上对接的面塑性变形的除了如前述实施方式所述的安装部件侧以外，根据安装部件和适配器的形状和材质，也可以是适配器侧，还可以是安装部件侧和适配器侧两者。

Claims (3)

1.一种压力传感器，其特征在于，

前述压力传感器具有压力传感器元件、适配器、安装部件和操作部件，前述压力传感器元件根据通过被连接部件导入的被测定流体的压力产生位移，前述适配器为金属制品，被一体地接合于前述压力传感器元件，在内部形成有用来向前述压力传感器元件导入前述被测定流体的压力的孔部，前述安装部件为金属制品，形成有收纳前述适配器的收纳凹部，连接于前述被连接部件，前述操作部件推压设置在前述被连接部件上的阀，形成有将流路和前述适配器的孔部连通的连通路，前述流路中被导入前述被连接部件的前述被测定流体的压力，

在安装部件上，与前述收纳凹部连续地形成有卡合前述操作部件的操作部件卡合孔，

前述操作部件卡合孔具有收纳前述操作部件的凸缘部的大径孔部和与前述大径孔部连续地形成的小径孔部，前述凸缘部抵接于前述适配器，

前述操作部件为合成树脂制部件，具备抵接部和推压部，前述抵接部抵接于前述适配器，前述推压部设置在和前述抵接部相反的一侧并推压前述阀，前述操作部件被夹装于前述适配器和前述安装部件的前述大径孔部之间，

前述适配器及前述安装部件的至少一个借助与前述适配器及前述安装部件的另一个对置的前述适配器及前述安装部件的一个的表面向与轴向正交的方向的塑性变形，咬合而气密地接合于前述适配器及前述安装部件的另一个。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，前述操作部件具有前述凸缘部、和与前述凸缘部一体地形成的销本体，前述销本体的末端作为推压前述阀的前述推压部，

前述安装部件具有螺纹接合于前述被连接部件的接头，

在前述接头上，形成有前述操作部件卡合孔，

前述小径孔部贯通前述销本体。

3.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，前述压力传感器元件为具有隔膜部和筒状部的金属制部件，前述隔膜部形成有应变仪，前述筒状部结合于前述隔膜部的外周边缘部，在内部被导入前述被测定流体的压力，前述筒状部的开口端端部和前述适配器的端部通过焊接被接合。

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