CN111855069B

CN111855069B - 压力传感器

Info

Publication number: CN111855069B
Application number: CN202010275742.0A
Authority: CN
Inventors: 斋藤慎太郎
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2040-04-09
Also published as: JP6968121B2; CN111855069A; JP2020180926A

Abstract

本发明提供一种压力传感器。在压力传感器中，即使在检测真空度比较高的压力的情况下，也不会损伤膜片，而且能够可靠地避免膜片与受压板分离的事态。能够移动地配置于上壳(12)内且具有永久磁铁(26)的受压板(24)具有中空的圆锥台部(24CY)，该中空的圆锥台部(24CY)嵌合于膜片(18)的锥形面部(18Fb)，并具有3°以上且5°以下的范围的锥形角度，并且在压力室(10A)的压力为预定的真空度的情况下，膜片(18)的圆板部(18Fa)所抵接的连通管(10IN)内的肋(16D)的一端面位于与台阶部(10S)的面共用的平面上，该台阶部(10S)的面与下壳(10)中的形成压力室(10A)的锥形面部(10IT)相连。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及具备膜片以及受压板的压力传感器。

背景技术

在压力传感器中，作为电饭煲用的微压传感器，实际用于通过利用由永久磁铁以及霍尔元件构成的磁传感器来检测根据流体的压力而位移的膜片的位移，来供给表示流体的压力的输出信号。例如，如专利文献1所示，这种压力传感器构成为包括：硅橡胶制的膜片；能够滑动地配置于上侧主体的导向室的圆筒状的受压板；配置于上侧主体且对受压板向朝向接头主体的方向进行施力的螺旋弹簧；以及与设于受压板的永久磁铁对置地设置在上侧主体的线性霍尔集成电路。

在受压板嵌合且固定有膜片的受压板支撑部。膜片分隔由上侧主体和接头主体形成的内部空间。膜片包括：受压板支撑部；由上侧主体的下端凸缘部和接头主体的台阶部挟持的凸缘部；以及连结受压板支撑部和凸缘部的弹力赋予部。在形成于膜片的受压板支撑部的带阶梯凹部嵌合有形成于圆筒状的受压板的下端部的带阶梯凸部。膜片的受压板支撑部面向导入流体的接头主体的接头部的导入口。在这样的结构中，通过利用永久磁铁以及线性霍尔集成电路来检测基于导入到导入口的被检测压力的膜片以及受压板的位移，来形成表示压力的输出信号。

另外，在电饭煲中，例如，如专利文献2所示提出了如下方案：具备设置在盖体内的真空装置、正压装置、压力检测模组(压力传感器)、以及具有烹调室的主体，通过基于来自压力检测模组(压力传感器)的检测信号来对真空装置以及正压装置进行动作控制，从而控制烹调室内的压力。在这样的压力控制中，在煮饭的抽吸阶段，真空装置工作，抽真空至大气压(101.33kPa)以下的真空度比较高的压力，在焖蒸的阶段，抽真空至真空度比较低的压力，烹调室内的压力维持为负压。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－33443号公报

专利文献2：日本特开2019－10495号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述的专利文献2所示的电饭煲中，使用专利文献1所示的压力传感器，在真空度比较高的压力下反复进行负压控制的情况下，由于膜片的受压板支撑部的外径比接头主体的接头部的导入口的内径小，因此膜片的受压板支撑部被拉入接头主体的接头部的导入口内，由此存在弹力赋予部反转并且因受压板支撑部周边与导入口的开口端周缘碰撞而膜片损伤的担忧。此时，也存在形成于被拉入的受压板支撑部的带阶梯凹部与形成于受压板的下端部的带阶梯凸部的嵌合万一脱开而相互分离的担忧。在这种情况下，即使在膜片返回初始状态的情况下，由于从膜片分离的受压板的永久磁铁相对于线性霍尔集成电路的相对位置与初始调整的位置不同，因此使压力传感器的输出特性产生误差。

考虑以上的问题点，本发明的目的在于提供一种压力传感器，在具备膜片以及受压板的压力传感器中，即使在检测真空度比较高的压力的情况下，也不会损伤膜片，而且能够可靠地避免膜片与受压板分离的事态。

用于解决课题的方案

为了实现上述的目的，本发明的压力传感器构成为具备：下壳，其具有与供给被检测压力的连通路连通的压力室；上壳，其在基台部内具有供受压板能够移动地配置的受压板收纳室，并且具备检测与被检测压力相应的该受压板的位移的受压板位移检测部，该基台部接合于下壳的压力室的周围；膜片，其能够弹性位移，且具有与根据压力室的压力而位移的受压板的下端部嵌合的嵌合部，并分隔该压力室与受压板收纳室；施力部件，其配置在受压板收纳室内，并在使受压板收纳室的内容积増大的方向上对膜片施力；嵌合部分离避免机构，其避免受压板的下端部与膜片的嵌合部分离；以及限位部，其设于下壳的连通路内，在受压板收纳室的内容积基于压力室的压力而増大的情况下，与膜片的嵌合部抵接并使该膜片的移动停止。

优选嵌合部分离避免机构由膜片的嵌合部的锥形面部和圆板部、以及受压板的下端部的圆锥台部形成。优选受压板的下端部的圆筒部具有至少一个卡合肋或者槽，并且膜片的嵌合部具有供卡合肋卡合的槽、或者与圆筒部的槽卡合的卡合肋。并且，优选受压板的下端部的圆锥台部具有至少一个卡合肋或者槽，并且膜片的嵌合部的锥形面部具有供卡合肋卡合的槽、或者与圆锥台部的槽卡合的卡合肋。

优选下壳中的形成压力室的一部分的小室具有锥形面部。优选限位部是肋，该肋具有与面向压力室的连通路的开口端面成为表面一致的端面且与连通路一体形成。或者，优选限位部是板状部件，该板状部件设于面向压力室的连通路的开口端面且具有贯通孔。

发明的效果

根据本发明的压力传感器，由于具备避免受压板的下端部与膜片的嵌合部分离的嵌合部分离避免机构、和设于下壳的连通路内且在受压板收纳室的内容积基于压力室的压力而増大的情况下与膜片的嵌合部抵接来使膜片的移动停止的限位部，因此即使在检测真空度比较高的压力的情况下，也不会损伤膜片，而且能够可靠地避免膜片与受压板分离的事态。

附图说明

图1是表示本发明的压力传感器的一例所使用的下壳的立体图。

图2是从连通管观察图1所示的下壳的立体图。

图3是表示本发明的压力传感器的一例的外观的俯视图。

图4是图3所示的压力传感器的侧视图。

图5是沿图3中的V－V线示出的剖视图。

图6是图5所示的剖视图，是用于说明图3所示的例子中的动作的剖视图。

图中：

10—下壳，10IN—连通管，10IT—锥形面部，10BW—接合面，12—上壳，16—连通路，16D—肋，18—膜片，24—受压板，24CY—圆锥台部。

具体实施方式

图3以及图4分别是表示本发明的压力传感器的一例的外观的图。

图3以及图4所示的压力传感器例如配置在省略了图示的电饭煲的盖体内。

在图4中，压力传感器构成为包括以下部件作为主要的要素：配置在上述的盖体内的上壳12；具有朝向电饭煲主体内的锅(未图示)的开口突出且与锅内连通的连通管10IN的下壳10；能够移动地配置在上壳12的受压板收纳室12A内的受压板24(参照图5)；与受压板24结合且根据通过连通管10IN导入的作为被检测压力的锅内的压力来使受压板24进行升降动作的膜片18(参照图5)；对受压板24以及膜片18向受压板收纳室12A的容积増大的方向、即向膜片18接近连通管10IN的方向进行施力的作为施力部件的螺旋弹簧22(参照图5)；压入到受压板24的孔的永久磁铁26(参照图5)；以及包含面向永久磁铁26地配置在上壳12的霍尔元件的带连接器信号处理电路基板28(参照图5)。

上壳12例如由耐热性的树脂材料(ABS)成形。如图5所示，上壳12包括：熔敷于后述的下壳10的接合面10BW的基台部；以及与基台部相连并朝向上方延伸来支撑带连接器信号处理电路基板28的筒状部。

筒状部的下部在内侧形成由膜片18分隔的受压板收纳室12A。在筒状部的上部的内周部形成有外螺纹部12FMS，该外螺纹部12FMS供调整螺旋弹簧22的作用力的调整螺纹部件14的外螺纹部14MS旋入。在图4所示的筒状部的右端，配置有带连接器信号处理电路基板28。作为受压板位移检测部的带连接器信号处理电路基板28检测受压板24所支撑的永久磁铁26的磁通密度。受压板收纳室12A通过省略了图示的排气孔而与电饭煲的盖体内连通。

在基台部的后述的下壳10的接合面10BW、例如超音波熔敷的部分，形成有分别与下壳10的槽10Ga以及10Gb嵌合的圆弧状的突起部12P。另外，与突起部12P相邻地在受压板收纳室12A的周围形成有供后述的膜片18的凸缘部18B插入的槽12G。

膜片18例如由具有预定的厚度(例如，0.3mm以上0.5mm以下的厚度)的硅橡胶成形，包括：插入到形成于基台部的槽12G且形成外缘的凸缘部18B；与后述的受压板24的最下端的中空的圆锥台部24CY的端面抵接的圆板部18Fa；与圆板部18Fa一体形成且嵌合于圆锥台部24CY的侧面的锥形面部18Fb；抵接在与受压板24的圆锥台部24CY相邻的伸出部24B的环状部18Fc；以及连结环状部18Fc和上述的凸缘部18B且能够弹性位移的可动部18M。形成凹部的一部分的膜片18的锥形面部18Fb具有与嵌合的受压板24的中空的圆锥台部24CY的锥形角度α对应的锥形角度、例如5°。即、膜片18的嵌合部由膜片18的锥形面部18Fb和圆板部18Fa形成。

受压板24例如由耐热性的树脂材料(ABS)成形，在面对上述带连接器信号处理电路基板28的位置具有供永久磁铁26压入的孔。在受压板24中的比上述的孔靠上端部，形成有与螺旋弹簧22的一端卡合的弹簧座部。螺旋弹簧22的另一端被调整螺纹部件14的环状槽承接。在受压板24中的比上述的孔靠下方的位置，形成有与膜片18的环状部18Fc抵接的伸出部24B，并且中空的圆锥台部24CY形成于最下端。由此，受压板24支撑于螺旋弹簧22的一端并且支撑于膜片18的锥形面部18Fb，并且能够滑动地被形成上壳12的受压板收纳室12A的内周面引导。

中空的圆锥台部24CY的锥形角度α例如设定为3°以上且5°以下的范围的角度。由此，锥形状的圆锥台部24CY的直径随着接近下壳10的连通管10IN而増大。

因此，在膜片18的锥形面部18Fb基于上述的锅内的负压而在相对于受压板24的锥形状的圆锥台部24CY分离拉开的方向上作用力的情况下，抵抗扩展膜片18的锥形面部18Fb的力而作用膜片18自身的反作用力，因此可靠地避免膜片18与受压板24分离的事态。即、嵌合部分离避免机构由中空的圆锥台部24CY、膜片18的锥形面部18Fb、以及圆板部18Fa形成。

此外，嵌合部分离避免机构由受压板24的中空的圆锥台部24CY、膜片18的锥形面部18Fb、以及圆板部18Fa形成，但也可以代替地，嵌合部分离避免机构由沿圆周方向以预定的间隔形成于膜片18的锥形面部18Fb的多个槽、以及沿圆周方向形成于受压板24的下端的圆筒部的外周部且与膜片18的锥形面部18Fb的各槽卡合的多个卡合肋形成。并且，除此以外，例如受压板24的圆锥台部24CY也可以构成为沿圆周方向以预定的间隔具有与膜片18的锥形面部18Fb的各槽卡合的多个卡合肋。

下壳10例如由耐热性的树脂材料(ABS)成形。如图1以及图2所示，下壳10构成为包括：形成有熔敷上述的上壳12的基台部的接合面10BW的板状部10B；面向板状部10B的两端而一体形成的安装部10F；以及结合在与板状部10B的接合面10BW对置的外表面10R的连通管10IN。连通管10IN朝向电饭煲主体内的锅(未图示)的开口突出且与锅内连通。各安装部10F具有供连结部件插入的安装孔10a，该连结部件用于将压力传感器安装于电饭煲的盖体LB(参照图5)。

在接合面10BW的结合有各安装部10F的一端的部分，相邻地形成有圆弧状的槽10Ga以及10Gb。在槽10Ga以及10Gb相互间的中央部分，形成有与连通管10IN内的连通路16连通的压力室10A。压力室10A由膜片18、和一端相对于接合面10BW开口的锥形面部10IT围成。锥形面部10IT例如具有约30°以上且45°以下的锥形角度。在锥形面部10IT的具有最小直径的端部形成有台阶部10S，该台阶部10S面向膜片18的圆板部18Fa并具有预定的深度Dp。台阶部10S的内径设定为比膜片18的圆板部18Fa的直径大若干。由此，在下壳10的内侧形成具有锥形面部10IT的小室10INa。由于下壳10的小室10INa的内容积比较小，因此从下壳10的板状部10B的下端面至上壳12的最上端面为止的高度H(参照图4)比现有的高度低。其结果，可实现压力传感器的薄型化(低背化)。

在连通管10IN的内侧，一体地形成有将连通路16均等地分隔成两个的肋16D。作为限位部的肋16D的一端面位于与上述台阶部10S的面共用的平面上，与所谓台阶部10S的面成为表面一致。肋16D的另一端面延伸至与连通管10IN的下端面一致。通过这样设置肋16D，难以从连通管10IN的下端的开口插入棒状的烹调器具等，因此可避免膜片18以及受压板24的不希望的损伤。

此外，肋16D的另一端面不限于这样的例子，例如也可以不到达至连通管10IN的下端面而是在中间部中途终止。另外，肋16D也可以不与连通管10IN的内周部形成为一体，例如通过肋16D那样的帯状的部件压入面向连通管10IN的内侧形成的纵槽而固定。

并且，不限于这样的例子，例如限位部也可以构成为，具有贯通孔的板状部件、例如树脂制的孔盘或者通过冲压加工形成为圆板状的冲孔金属等以与台阶部10S的面成为表面一致的方式嵌入连通管10IN的连通路的开口端。

在这样的结构中，在电饭煲主体内的锅内的压力上升、且压力室10A的压力经由连通管10IN的连通路16而成为大气压以上的正压的情况下，通过使受压板24以及膜片18上升，永久磁铁26的相对于带连接器信号处理电路基板28的霍尔元件的相对位置发生变化，因此送出来自带连接器信号处理电路基板28的表示正压的输出信号。另一方面，在电饭煲主体内的锅内的压力下降、且压力室10A的压力经由连通管10IN的连通路16而成为大气压以下的负压的情况下，通过使受压板24以及膜片18下降，永久磁铁26的相对于带连接器信号处理电路基板28的霍尔元件的相对位置发生变化，因此送出来自带连接器信号处理电路基板28的表示负压的输出信号。此时，如图6所示，在压力室10A的压力例如成为预定的真空度的情况下，在膜片18下降时，膜片18的圆板部18Fa与台阶部10S的面以及肋16D的一端面抵接，限制膜片18的圆板部18Fa的移动，并且可动部18M不反转而是抵接于下壳10的锥形面部10IT，因此可避免可动部18M损伤。另外，在膜片18因压力室10A内的负压而下降时，抵抗扩展膜片18的锥形面部18Fb的力而作用膜片18自体的反作用力，因此可靠地避免膜片18与受压板24分离的事态。

因此，能够防止膜片18与受压板24的脱落，没有产生从负压复位后的压力传感器的输出特性的偏移的担忧。另外，在膜片18因压力室10A内的负压而下降时，没有膜片18的可动部18M的反转，可防止膜片18的中央的应力集中，因此提高膜片18的耐久性。并且，由于小室10INa的内容积比较小，因此压力传感器整体的高度变低，可实现压力传感器的小型化。

此外，在上述的例子中，本发明的压力传感器的一例应用于电饭煲，但并不限于这样的例子，不言而喻，本发明的压力传感器的一例也可以应用于其它烹调器具。另外，上述的下壳10具有面向板状部10B的两端地一体形成的安装部10F，但并限于这样的例子，例如各安装部也可以以其中心轴线具有预定的角度地相交的方式配置在板状部10B。

Claims

1.一种压力传感器，其特征在于，具备：

下壳，其具有与供给被检测压力的连通路连通的压力室；

上壳，其在基台部内具有供受压板能够移动地配置的受压板收纳室，并且具备检测与上述被检测压力相应的该受压板的位移的受压板位移检测部，该基台部接合于上述下壳的压力室的周围；

膜片，其能够弹性位移，且具有与根据上述压力室的压力而位移的上述受压板的下端部嵌合的嵌合部，并分隔该压力室与上述受压板收纳室；

施力部件，其配置在上述受压板收纳室内，并在使上述受压板收纳室的内容积増大的方向上对上述膜片施力；

嵌合部分离避免机构，其避免上述受压板的下端部与上述膜片的嵌合部分离，上述嵌合部分离避免机构由上述膜片的嵌合部的锥形面部和圆板部、以及上述受压板的下端部的圆锥台部形成；以及

限位部，其设于上述下壳的连通路内，在上述受压板收纳室的内容积基于上述压力室的压力而増大的情况下，与上述膜片的嵌合部抵接并使该膜片的移动停止，并且阻止棒状物的插入。

2.一种压力传感器，其特征在于，具备：

下壳，其具有与供给被检测压力的连通路连通的压力室；

嵌合部分离避免机构，其避免上述受压板的下端部与上述膜片的嵌合部分离，上述嵌合部分离避免机构中，上述受压板的下端部的圆筒部具有至少一个卡合肋或者槽，并且上述膜片的嵌合部具有供上述卡合肋卡合的槽、或者与上述圆筒部的槽卡合的卡合肋；以及

3.一种压力传感器，其特征在于，具备：下壳，其具有与供给被检测压力的连通路连通的压力室；

嵌合部分离避免机构，其避免上述受压板的下端部与上述膜片的嵌合部分离，上述嵌合部分离避免机构中，上述受压板的下端部的圆锥台部具有至少一个卡合肋或者槽，并且上述膜片的嵌合部的锥形面部具有供上述卡合肋卡合的槽、或者与上述圆锥台部的槽卡合的卡合肋；以及

4.根据权利要求1～3中任一项所述的压力传感器，其特征在于，

上述下壳中的形成压力室的一部分的小室具有锥形面部。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的压力传感器，其特征在于，

上述限位部是肋，该肋具有与面向上述压力室的连通路的开口端面成为表面一致的端面且与上述连通路一体形成。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的压力传感器，其特征在于，

上述限位部是板状部件，该板状部件设于面向上述压力室的连通路的开口端面且具有贯通孔。