CN107271098A - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力传感器。传感器模块（2）与连接器（1）由不同的金属材料形成。传感器模块（2）具备：位于薄膜部（23）侧的第一部（91）、具有比第一部（91）直径更大的大径部（25）的第二部（92），在连接器（1）中，形成有供大径部（25）的外周缘部卡合的台阶（11A），大径部（25）与连接器（1）经由接合部（8）彼此接合。接合部（8）是被称为金属流动的塑性变形结合。在连接器（1）与模块主体（21）之间，形成有空间（S）。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及压力传感器。

背景技术

在压力传感器中，存在将具有薄膜部的传感器模块安装于连接器的构造的传感器，所述薄膜部根据被测定流体的压力进行移位。

作为此类型的压力传感器，有下述现有例子（文献1（日本特许第4127532号公报）），其具备：圆筒体部件，具有肩部，末端被薄膜封闭；安装台座，形成有用于安装圆筒体部件的沉孔。

在文献1中，从安装台座的插入口侧插入圆筒体部件而将肩部嵌合于沉孔，在此状态下，向圆筒体部件施加轴向的加压力，使肩部的末端面的粗糙面咬入安装台座的底面，进而，使冲头沿着安装台座的圆筒体部件的插入口同心地下降。由此，安装台座和圆筒体部件借助被称为金属流动的塑性变形结合而接合，从而安装台座和圆筒体部件的组装作业变得容易，成为气密性高的结构。

在文献1的现有例子中，圆筒体部件由一个部件形成。若为了将安装台座和圆筒体部件组装，而借助冲头等对圆筒体部件朝向安装台座加压，则存在加压时的力会传递到薄膜、薄膜产生变形的可能。

通常，在薄膜处设置有检测部，因此伴随着组装，会对检测部的检测精度产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力传感器，其气密性高并且组装容易，并且，在组装时，薄膜部产生变形的情况较少。

本发明的压力传感器的特征在于，具备传感器模块和连接器，前述传感器模块具有被导入被测定流体的开口端、根据从前述开口端导入的被测定流体的压力进行移位的薄膜部，前述连接器安装前述传感器模块，形成有向前述传感器模块导入被测定流体的导入孔，前述传感器模块与前述连接器由不同的金属材料形成，前述传感器模块具备位于前述薄膜部侧的第一部、位于前述开口端侧且具有相对于前述第一部直径较大的大径部的第二部，在前述连接器上，形成供前述大径部的外周缘部卡合的台阶，前述大径部经由接合部与前述连接器接合，前述接合部形成于前述大径部的外周部分与前述连接器之间，位于周向的部分以具有局部的塑性变形和弹性变形压的方式咬入，并且，封住轴向的弹性变形压，维持轴向的结合，在前述连接器与至少前述第一部之间，形成有下述空间，该空间在将前述连接器和前述大径部接合时，阻止在前述连接器处产生的应力向前述薄膜部传递。

在本发明中，为了将传感器模块安装于连接器，使大径部的外周缘部抵接于连接器的台阶来进行定位。接着，借助冲头等合适的装置，对传感器模块或连接器施加既定的加压力，将连接器和传感器模块的大径部借助塑性变形结合来进行结合。

形成于连接器和大径部的接合部借助被称为金属流动的塑性变形结合来形成，连接器与传感器模块成为一体，确保气密性。

在以上的结构中，借助金属流动接合传感器模块和连接器，因此能使气密性提高并且能使组装变得容易。

并且，在连接器与至少第一部之间形成有空间，因此在将连接器与大径部接合时，阻止连接器产生的应力向薄膜部传递。因此，在向连接器接合传感器模块时，薄膜部产生变形的情况较少。

在本发明的压力传感器中，优选下述结构，前述接合部被配置于如下部位，在该部位，由于在前述连接器被安装于被连接部分时在前述连接器处产生的轴力，产生朝向径向的压缩力。

根据该结构，若为了将连接器安装于被连接部而将连接器紧固安装于被连接部，则由于在连接器上产生的轴力而产生压缩力。接合部位于压缩力产生的部位，因此借助接合部实现的连接器与传感器模块的结合成为更牢固的结合，能实现气密性的提高。

在本发明的压力传感器中，优选下述结构，前述连接器具有在安装于前述被连接部时与前述被连接部抵接的抵接面，前述接合部被配置在与前述抵接面相同的面上。

根据该结构，若将连接器安装于被连接部，则抵接面抵接于被连接部。在此状态下，沿着与抵接面相同的面上，在连接器处产生较大的压缩力，但接合部被配置于与连接器的抵接面相同的面上，从而借助接合部实现的连接器与传感器模块的结合成为更牢固的结合，能够实现气密性的进一步的提高。

在本发明的压力传感器中，优选下述结构，前述连接器具有用于拧入前述被连接部的外螺纹部，在前述外螺纹部的基端侧形成前述抵接面。

根据该结构，为了将连接器安装于被连接部，将外螺纹部拧入被连接部。随着外螺纹部被拧入，从外螺纹部的末端至基端产生较大的应力。若抵接面与被连接部抵接，则该应力变成最大，在与抵接面相同的面上，从连接器的外周朝向中心产生较大的压缩力。

因此，在外螺纹部的基端侧形成有抵接面，因此从外螺纹部的外周朝向中心的压缩力经由接合部传递至大径部，连接器与传感器模块的结合成为更牢固的结合。

在本发明的压力传感器中，优选下述结构，前述第一部具备模块主体，在前述模块主体处，前述薄膜部的外周部接合于筒状部，形成有被导入前述被测定流体的凹部，前述第二部具备转接器，在前述转接器处，端部以焊接的方式接合于前述筒状部的开口端，形成有向前述模块主体的凹部导入前述被测定流体的孔部，在前述模块主体的凹部和前述转接器的孔部配置有接合用管。

根据该结构，传感器模块的模块主体和转接器被分别构成，因此能通过利用现有的部件作为模块主体来降低制造成本。

附图说明

图1是涉及本发明的一实施方式的压力传感器的剖视图。

图2A是说明组装压力传感器的顺序的剖视图。

图2B是说明组装压力传感器的顺序的剖视图。

具体实施方式

基于附图说明本发明的一实施方式。

在图1中示出了本实施方式的压力传感器的整体结构。本实施方式的压力传感器是例如检测工作油和油压挖掘机的工作压的压力传感器。

在图1中，压力传感器被构成为具备：连接器1、设置于连接器1并检测被测定流体的压力的传感器模块2、设置于连接器1上的连结器3、设置于连结器3的终端端子4、将由传感器模块2检测的压力信号向终端端子4传递的电路部5、电气连接电路部5和终端端子4的连接部件6。在由本实施方式测定的被测定流体中，包括柴油发动机用等的燃料、水、其他液体、空气等气体。

连接器1是具有下述部分的金属制部件：轴部11，形成有内径部10；凸缘部12，从轴部11的中央部分沿径向延伸而形成；套筒部13，被一体形成于凸缘部12的外周部。

在轴部11的一端部，形成有用于将压力传感器拧入被连接部M的外螺纹部14。

在外螺纹部14与凸缘部12之间，容纳O型圈7的凹部15形成于轴部11。凹部15是位于外螺纹部14的基端侧的部分。在凹部15和凸缘部12之间，配置有台阶部16。在台阶部16处，形成有与被连接部M的平面抵接的抵接面16A。

内径部10具有：被配置于一端侧且导入被测定流体的导入孔110、被配置于中央部且与传感器模块2接合的第一内径部111、在接近电路部5的另一端侧配置的第二内径部112。导入孔110、第一内径部111以及第二内径部112在同轴上配置。导入孔110的内径最大，第二内径部112的内径最小，第一内径部111的内径在它们的中间。

在第一内径部111与第二内径部112之间，形成有台阶11A，其位于与轴向正交的平面。

传感器模块2具有：模块主体21，被配置于连结器3侧；转接器22，以焊接的方式接合于模块主体21，形成有被导入被测定流体的开口端22A，这些由相同的材质形成。在此，传感器模块2的材质由与连接器1不同硬度的金属材料形成。例如，连接器1由铁形成，传感器模块2由比铁更硬质的不锈钢形成。

模块主体21具有：根据被测定流体的压力进行移位的薄膜部23、接合于薄膜部23的外周部的筒状部24，形成有被导入被测定流体的凹部21A。

在薄膜部23处，形成有由未图示的应变计等构成的检测部。在检测部检测出的信号经由未图示的电线被传送至电路部5。

筒状部24具有：中央部分的凸缘部分24A、被一体形成于凸缘部分24A的开口端部分24B。开口端部分24B与凸缘部分24A相比外径尺寸小。

转接器22具有：经由接合部8接合于第一内径部111的大径部25、与大径部25相比外径小的小径部26，在其内部形成有向模块主体21的凹部21A导入被测定流体的孔部26A。以模块主体21的凹部与转接器22的孔部26A的连接部分为中心，配置有接合用管27。接合用管27由与传感器模块2相同的金属材料形成。

小径部26具有与筒状部24的开口端部分24B相同的外径尺寸。小径部26和筒状部24的开口端部分24B的外周面与第二内径部112相对。

在此，在本实施方式中，由模块主体21和转接器22的小径部26构成传感器模块2的第一部91，由转接器22的大径部25构成传感器模块2的第二部92。第一内径部111与导入孔110的台阶与下述平面处于相同的面上，所述平面位于大径部25的与小径部26相反的一侧。

在模块主体21以及小径部26的外壁和连接器1的第二内径部112之间，形成有空间S，所述空间S在将连接器1和大径部25接合时，阻止连接器1产生的应力向薄膜部23传递。

接合部8被形成于大径部25的外周部分和连接器1的第一内径部111之间，位于周向的部分以具有局部的塑性变形和弹性变形压的方式咬入，并且，封住（封入）轴向的弹性变形压，维持轴向的结合。即，连接器1和大径部25被塑性变形结合。塑性变形结合是也被称为金属流动（メタルフロー）的结合方法。此外，在大径部25的外周部分形成有未图示的槽。

向被连接部M安装连接器1时，在连接器1所产生的轴力的作用下，产生朝向径向的压缩力P。接合部8被配置于压缩力P产生的部位。

若连接器1的外螺纹部14被拧入被连接部M，则连接器1的抵接面16A成为推压被连接部M的平面，压缩力P在与抵接面16A相同的平面且在朝向第一内径部111的轴心的方向上对连接器1进行作用。因此，在本实施方式中，在台阶部16的与被连接部M抵接的抵接面16A相同的面上，配置接合部8。

连结器3是具备环状的基部31、与基部31一体形成且支承终端端子4的主体部32的合成树脂制零件。

在基部31和连接器1之间，设置有由O型圈构成的密封部件33。

主体部32具有：板部32A，供终端端子4嵌入成形；筒部32B，被一体形成于板部32A上。

终端端子4是L型金属配件，构成L型的一方的长边部的基端被板部32A卡止，并且从其中央部至末端在筒部32B的内部露出。构成终端端子4的L型的另一方的长边部与板部32A相对。

电路部5具有：被配置于连接器1的电路基板51、被设置于电路基板51的电子零件52。在电路基板上，形成有用于使薄膜部23插通的开口51A。

连接部件6具有导电性部件61和弹性部件62，前述导电性部件61的一端电气连接于终端端子4的另一方的长边部，另一端连接于电路基板51，前述导电性部件61具有弹性，前述弹性部件62对导电性部件61的另一端朝向传感器模块2施力。

导电性部件61是将板状部件弯曲而形成的连结金属配件。借助连结金属配件的弹性力，导电性部件61的一端被向终端端子4施力，导电性部件61的另一端被朝向传感器模块2施力。导电性部件61的一端与终端端子4以电阻焊接的方式被接合。

弹性部件62是硅橡胶制的棱柱状的缓冲垫，其一端部被嵌合于在连结器3的基部31形成的凹部31D。弹性部件62的另一端抵接于导电性部件61的另一端。

接着，基于图2A、图2B，说明组装本实施方式的压力传感器的方法。

首先，基于图2A，说明组装传感器模块2的方法。

在图2A中，将模块主体21与转接器22在同轴上对接，并且在模块主体21的凹部和转接器22的孔部26A配置接合用管27。接着，将模块主体21和转接器22的对接部分借助电子束焊接等进行焊接。

接着，基于图2B，说明将传感器模块2向连接器1接合的方法。

在图2B中，将传感器模块2以大径部25的肩部碰触到第一内径部111和第二内径部112的台阶11A的方式容纳于连接器1中。接着，对连接器1的第一内径部111与导入孔110的台阶或者对大径部25的平面，借助冲头等施加既定的加压力Q，将连接器1和传感器模块2借助塑性变形结合进行结合。即，由比传感器模块2更柔软的材料构成的连接器1的第一内径部111，咬入在传感器模块2的大径部25上形成的槽（未图示）。

在连接连接器1和大径部25时，连接器1产生的应力欲向薄膜部23传递，但在空间S的作用下不能进行传递。

如果传感器模块2被安装于连接器1，则向连接器1安装电路部5，将安装有终端端子4的连结器3安装于连接器1。此时，在电路部5和终端端子4之间配置连接部件6。

由此，在本实施方式中，能够起到下述效果。

（1）压力传感器具备由不同的金属材料形成的传感器模块2和连接器1，传感器模块2具备：位于薄膜部侧的第一部91、具有比第一部91直径更大的大径部25的第二部92。供大径部25的外周缘部卡合的台阶11A形成于连接器1，大径部25和连接器1经由接合部8彼此接合。接合部8是被称为金属流动的塑性变形结合，因此能使气密性提高并且使组装变得容易。

并且，在连接器1的第二内径部112与模块主体21以及小径部26的外壁之间，形成有空间S，因此在接合连接器1与第二部92时，阻止连接器1产生的应力向薄膜部23传递。因此，在组装压力传感器时，在薄膜部23产生变形的情况较少。因此，能减少压力传感器的精度不良。

（2）接合部8被配置于如下部位，在所述部位，由于在连接器1被安装于被连接部M时在连接器1产生的轴力，产生朝向径向的压缩力P，因此借助接合部8实现的连接器1和传感器模块2的结合成为更牢固的结合，能实现气密性的提高。

（3）连接器1具有在安装于被连接部M时与被连接部M抵接的抵接面16A，接合部8被配置于与抵接面16A相同的面上，因此，借助接合部8，连接器1与传感器模块2的结合成为更牢固的结合，能实现气密性的进一步的提高。

（4）连接器1具有用于拧入被连接部M的外螺纹部14，在外螺纹部14的基端侧形成抵接面16A，因此由外螺纹部14的外周朝向中心的压缩力P经由接合部8向大径部25传递，从这点上说，连接器1与传感器模块2的结合也成为更牢固的结合。

（5）传感器模块2由模块主体21和转接器22构成，因此能通过利用现有的部件作为模块主体21来降低制造成本。

（6）由第一部91和比第一部91直径更大的第二部92构成传感器模块2，将第一部91构成为不仅包括模块主体21，还包括转接器22的小径部26。因此，能增长第一部91的长度，因此能增长空间S沿着轴向的长度，能切实地阻止在接合连接器1和第二部92时产生的应力向薄膜部23传递。

此外，本发明不限于前述实施方式，能实现本发明的目的的范围内的变形、改良等包含于本发明中。

例如，在前述实施方式中，由模块主体21和转接器22构成传感器模块2，但在本发明中，也可以仅由模块主体21构成传感器模块2。在此情况下，需要在传感器模块2中分别形成相当于第一部91的小径部26和相当于第二部92的大径部25。

在假如传感器模块构成为具备转换器22的情况下，也可将转换器22作为大径部25，将模块主体21作为小径部26。

在本发明中，连接器1并非必须构成为具备用于拧入被连接部M的外螺纹部14。例如，可以设成将连接器1用安装部件向被连接部M安装的结构。

另外，在前述实施方式中，连接器1是具有台阶部16的结构，但在本发明中，并非必须在连接器1中设置台阶部。即，可以省略台阶部16，在凸缘部12处直接形成抵接面16A。

Claims (5)

1.一种压力传感器，其特征在于，

具备传感器模块和连接器，前述传感器模块具有被导入被测定流体的开口端、根据从前述开口端导入的被测定流体的压力进行移位的薄膜部，前述连接器安装前述传感器模块，形成有向前述传感器模块导入被测定流体的导入孔，

前述传感器模块与前述连接器由不同的金属材料形成，

前述传感器模块具备位于前述薄膜部侧的第一部、位于前述开口端侧且具有相对于前述第一部直径较大的大径部的第二部，

在前述连接器上，形成供前述大径部的外周缘部卡合的台阶，

前述大径部经由接合部与前述连接器接合，

前述接合部形成于前述大径部的外周部分与前述连接器之间，位于周向的部分以具有局部的塑性变形和弹性变形压的方式咬入，并且，封住轴向的弹性变形压，维持轴向的结合，

在前述连接器与至少前述第一部之间，形成有下述空间，该空间在将前述连接器和前述大径部接合时，阻止在前述连接器处产生的应力向前述薄膜部传递。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，

前述接合部被配置于如下部位，在该部位，由于在前述连接器被安装于被连接部分时在前述连接器处产生的轴力，产生朝向径向的压缩力。

3.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，

前述连接器具有在安装于前述被连接部时与前述被连接部抵接的抵接面，前述接合部被配置在与前述抵接面相同的面上。

4.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，

前述连接器具有用于拧入前述被连接部的外螺纹部，在前述外螺纹部的基端侧形成前述抵接面。

5.如权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，

前述第一部具备模块主体，在前述模块主体处，前述薄膜部的外周部接合于筒状部，形成有被导入前述被测定流体的凹部，

前述第二部具备转接器，在前述转接器处，端部以焊接的方式接合于前述筒状部的开口端，形成有向前述模块主体的凹部导入前述被测定流体的孔部，

在前述模块主体的凹部和前述转接器的孔部配置有接合用管。