CN105628293B

CN105628293B - 压力传感器

Info

Publication number: CN105628293B
Application number: CN201510799965.6A
Authority: CN
Inventors: 山田信明
Original assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Current assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2035-11-19
Also published as: EP3023759A1; CN105628293A; JP6163148B2; EP3023759B1; US20160146690A1; JP2016099201A; US9784634B2

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）和推压部件（40），前述适配器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），前述安装部件形成有收纳适配器的收纳凹部（31），连接于被连接部件（2），前述推压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），安装部件为合成树脂制品，在适配器的周面和安装部件之间夹装有O型圈（50），推压部件为具有抵接于适配器的抵接部（42）和推压阀（3）的推压部（43）的合成树脂制品，推压部件和安装部件被熔敷。

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。接头和压力传感器元件通过焊接被接合。

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：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，量产有极限，是销的成本高的原因之一。而且，接头和压力传感器元件被焊接，因此接头自身也是金属制品。因此，由于金属制部件多，传感器的重量变大。

在文献2中，相当于销的托架为金属制品，因此有和文献1的现有技术例相同的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻量、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，具有压力传感器元件、适配器、安装部件和推压部件，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被测定流体的压力的孔部，前述安装部件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，前述推压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，前述安装部件为合成树脂制品，在前述适配器的周面和前述安装部件之间夹装有O型圈，前述推压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，前述推压部件和前述安装部件被熔敷。

根据本发明，合成树脂制的安装部件和合成树脂制的推压部件被熔敷，而且，安装部件和适配器利用O型圈被密封，因此，能够防止被测定流体从这些部件之间向外部泄漏。

因此，在以上的方案中，安装部件和作为销发挥功能的推压部件为合成树脂制品，因此能够实现传感器的轻量化。而且，能够借助注射成形将安装部件和推压部件容易地加工成既定的形状，因此能够将安装部件和推压部件容易地进行量产，能够实现成本降低。

在本发明的压力传感器中，优选地，前述推压部件具有周边被熔敷于前述安装部件的凸缘部、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推压部件的推压部件卡合孔，前述接头和前述凸缘部沿前述推压部件卡合孔的内周边缘被熔敷。

根据本发明，在将适配器配置于收纳凹部后，将推压部件插通于推压部件卡合孔，沿该推压部件卡合孔的内周边缘将接头和推压部件的凸缘部熔敷。由于凸缘部和销本体相比具有大的径，因此能够容易地进行按压部件向接头的熔敷作业。

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。因此，能够容易地进行压力传感器的组装。

在本发明的压力传感器中，优选地，在前述适配器的外周部形成有卡合前述O型圈的卡合槽。

根据本发明，能够在O型圈安装在适配器上的状态下，将适配器装配于安装部件上，所以能够容易地进行压力传感器的组装。

本发明能够提供一种轻量且能够简单地形成推压部件的压力传感器。

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和推压部件40，推压部件40和安装部件30被熔敷，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，前述推压部件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向推压部件40侧施力的螺旋弹簧。

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具有一对大径部22，前述一对大径部22以沿孔部21的连通方向隔开间隔的方式设置，而且，从外周部朝径向外侧突出。大径部22设置为在周向上连续。在适配器20的外周部上，在设置为在轴向上隔开间隔的大径部22之间，形成有卡合O型圈50的卡合槽23。适配器20也是不锈钢等金属制品，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例如为PPS（聚苯硫醚树脂）等合成树脂制品，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螺纹接合的螺纹接合侧，与收纳凹部31连续地形成有卡合推压部件40的推压部件卡合孔34。

在收纳凹部31中，在适配器20的周面和安装部件30之间夹装有O型圈50。另外，在收纳凹部31的和推压部件卡合孔34相反的一侧的开口端端部，设置有小径孔部35。在小径孔部35的图中下侧的台阶部分上，抵接有适配器20的一对大径部22中的靠近压力传感器元件10的一侧的大径部22。

推压部件40为PPS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，前述凸缘部44的周边熔敷于安装部件30的接头32上，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。凸缘部44和安装部件30沿推压部件卡合孔34的内周边缘被熔敷。

这里，在按压部件卡合孔34的被连接部件2侧的内周边缘上，设有从该收纳凹部31侧扩开的锥形面36，在凸缘部44上也设置有与锥形面36对置地倾斜的锥形面46。在彼此的锥形面36、46紧密接触的状态下，凸缘部44和安装部件30的边界部分从接头32的开口侧进行激光熔敷或热熔敷。

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（包含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。接着，使O型圈50卡合于适配器20的卡合槽23上。然后，按传感器模块组件、推压部件40的顺序，将这些部件从和被连接部件2连接的连接侧向安装部件30的收纳凹部31、推压部件卡合孔34内插入。

由此，适配器20的一边的大径部22在收纳凹部31内和小径孔部35的周围抵接，推压部件40的锥形面46和安装部件30的锥形面36抵接。即，传感器模块组件被夹装于小径孔部35的周壁部分和推压部件40之间。另外，压力传感器元件10从收纳凹部31的小径孔部35向安装部件30的外部露出。O型圈50被夹装于安装部件30和适配器20之间，确保了安装部件30和适配器20之间的密封性。

接着，在推压部件40的锥形面46和安装部件30的锥形面36抵接的状态下，借助激光熔敷或热熔敷等任意熔敷手段，将推压部件40相对于安装部件30从接头32的开口侧进行熔敷。

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、推压部件40、及O型圈50的压力传感器1的主要部分的组装结束。

此外，为了防止传感器模块组件的旋转，在传感器模块组件和小径孔部35之间，如图1中剖面线所示，还涂了粘结剂。

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，推压部件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推压部件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，合成树脂制的安装部件30和合成树脂制的推压部件40被熔敷，而且，安装部件30和适配器20利用O型圈50被密封，因此，能够防止被测定流体从这些部件之间向外部泄漏。

因此，在这样的压力传感器1中，安装部件30和作为销来发挥功能的推压部件40是合成树脂制品，因此能够实现作为压力传感器1的轻量化。而且，能够借助注射成形等将安装部件30和推压部件40容易地加工成既定的形状，因此能够将安装部件30和推压部件40容易地进行量产，能够实现成本降低。

（2）在压力传感器1中，在将和压力传感器元件10一体化的适配器20从和被连接部件2连接的连接侧配置于收纳凹部31后，将推压部件40同样地插通于推压部件卡合孔34，沿该推压部件卡合孔34的内周边缘将安装部件30和推压部件40的凸缘部44进行熔敷。因此，由于凸缘部44和销本体45相比具有大的径，因此能够容易地进行按压部件40向接头32的熔敷作业。

（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。因此，能够容易地进行压力传感器1的组装。

（4）在适配器20的外周部形成有卡合O型圈50的卡合槽23，因此能够在O型圈50安装在适配器20上的状态下，将适配器20装配于安装部件30上，从这点来看也能够容易地进行压力传感器1的组装。

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推压部件使用的树脂材料不限于PPS，也可以综合考虑使用的流体的成分和要求的机械强度等来任意选择。

Claims

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、安装部件和推压部件，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被测定流体的压力的孔部，前述安装部件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，前述推压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，

前述安装部件为合成树脂制品，

在前述适配器的周面和前述安装部件之间夹装有O型圈，

前述推压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，

前述推压部件和前述安装部件被熔敷，

在前述适配器的外周部形成有卡合前述O型圈的卡合槽，

前述适配器具有一对大径部，前述一对大径部以沿前述适配器的孔部的连通方向隔开间隔的方式设置，且从外周部朝径向外侧突出，

前述收纳凹部的与前述推压部件相反侧的开口端端部具有小径孔部，前述适配器的一对大径部中的靠近前述压力传感器元件的一侧的大径部与前述小径孔部的台阶部分抵接。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，前述推压部件具有周边被熔敷于前述安装部件的凸缘部、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推压部件的推压部件卡合孔，

前述接头和前述凸缘部沿前述推压部件卡合孔的内周边缘被熔敷。

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。