JP2000036408A - ソレノイド圧力変換器 - Google Patents

ソレノイド圧力変換器

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JP2000036408A
JP2000036408A JP11193773A JP19377399A JP2000036408A JP 2000036408 A JP2000036408 A JP 2000036408A JP 11193773 A JP11193773 A JP 11193773A JP 19377399 A JP19377399 A JP 19377399A JP 2000036408 A JP2000036408 A JP 2000036408A
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solenoid
sleeve
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chamber
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William R Maxson
アール．マクソン ウィリアム
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 システム内の圧力を測定および制御する
ソレノイド圧力変換器は、ソレノイドバルブに組み込ま
れる圧力感知技術を含んで、通常の圧力チャンバを、流
体の圧力を感知し同じ流体の流れを制御するのに使用で
きるようにする。ソレノイドスリーブは、圧力チャンバ
を形成し、スリーブに取り付けられる感知エレメントは
スリーブ内の圧力を測定するのに使用される。そのため
圧力測定はソレノイドバルブの位置を制御するためにソ
レノイドスリーブによって使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に空気式およ
び油圧式制御システムに関し、より詳細には、ソレノイ
ドバルブと、圧力センサまたは変換器との両方を必要と
するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ソレノイドバルブは、空調、油圧ブレー
キ、または燃料システムなどのシステム内で流体（たと
えば、空気、液体またはガス）の流れを制御するのに使
用される。ソレノイドバルブは、コイルを励磁すること
で流路の開閉を行い、交替で（in turn）内部の接極子
を動かす磁場を発生させる。
【０００３】圧力センサまたは変換器は、空気式システ
ムまたは油圧式システムなどのシステム内で流体圧力を
監視するのに使用される。本明細書中で使用されている
ように、圧力変換器は、圧力変換器と圧力センサとの両
方を含む。一般的に、測定した圧力情報は、ソレノイド
バルブの外部に配置され、圧力情報に基づきソレノイド
バルブを作動または停止（「開」または「閉」に）させ
る電気制御ユニット（ＥＣＵ）に送られる。圧力センサ
および変換器に採用される技術にはいくつかのタイプが
あり、セラミック型、抵抗型、線形可変差動変成器（Ｌ
ＶＤＴ）、圧力抵抗型、および圧電型が含まれるがこれ
らに限定されない。自動車への適用で圧力を感知する普
通の一形態では容量型のセンサを利用するが、こうした
センサでは感知エレメントおよび電子機器を収容するた
めに広いスペースが必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】効率をアップさせ、コ
ストを削減し、またパッケージサイズを小型化するため
の努力として、システム設計者がよく行うのが、同程度
のまたはより優れた性能レベルを維持しながらコンポー
ネントを排除することである。従来のシステムにおい
て、別々の圧力センサを現行のソレノイドバルブ本体や
ハウジングに追加することができる。しかし、こうした
システムでは、結合した装置の全体的なパッケージング
が非常に大きく、また一つのユニットに統合されない。
また、二つ以上の装置を結合しても、システムのリーク
通路（leak paths）は排除されない。
【０００５】ソレノイドバルブおよび圧力変換機は、同
じタイプの流体圧力を監視および制御するために使用す
ることが可能であり、これら二つの別々の部品を一つの
装置に結合することで、システムに付加価値がつく。ソ
レノイドバルブのもともとのエンベロープ（ハウジン
グ）内で圧力感知技術を組み込む効率的な方法を提供す
る、また好ましくは共通の電気的接続ポイントを提供す
る、一体型ソレノイド圧力変換器が必要である。さら
に、一体型ソレノイド圧力変換器は、好ましくは、単純
な構造および安価な材料の利用を基にして容易に、また
安価に製造を行うことができなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、システム内の
圧力を計測および制御する一体型ソレノイド圧力変換器
に関する。ソレノイド圧力変換器は、ソレノイドバルブ
装置に組み込まれる圧力センサを含み、より詳細には、
共通の圧力チャンバが流体（たとえば空気、液体、また
はガス）の圧力を感知し、かつこれら流体の流れを制御
するのに使用される。
【０００７】一実施形態において、ホイートストンブリ
ッジなどの埋めこみ型の抵抗性エレメントを有するシリ
コンダイス（die）で、圧力の感知を行う。このダイス
は、共通の圧力チャンバを形成するソレノイドスリーブ
に取り付けられる。シリコンダイスは、ガラス質のガラ
ス（vitreous glass）または他の結合剤でスリーブの閉
鎖端部に取り付けてもよい。
【０００８】ある好適な実施形態では、スリーブは、イ
ンコネル600/601やニッケル200/201などの非磁性材料で
できており、深絞り型であり、完全にアニールされてい
る。スリーブは、シリコンダイスとの融和性のため、熱
膨張係数７．４×１０-6ｉｎ／ｉｎ／゜Ｆ以下であるこ
とが好ましい。
【０００９】本発明のこれらの特徴およびその他の特徴
は、以下の詳細な説明および図面からより詳細に理解さ
れるだろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の一態様によると、スリー
ブの一端に取り付けられる圧力感知装置を含む一体型ソ
レノイド圧力変換器が提供され、このスリーブはソレノ
イドバルブおよび圧力変換器ともに共通の圧力チャンバ
を形成する。比較の便宜上、従来技術である個別の圧力
変換器と個別のソレノイドバルブについてまず説明す
る。
【００１１】図１は、流体（たとえば空気、液体または
ガス）の圧力を制御するために自動車への適用で通常使
用される、従来技術のソレノイドバルブ１００を示す。
図１に示す外部ハウジング１０６は、接極子１１０と、
ロッド１０９と、コイル装置とを含むソレノイド装置を
取り囲んでいる。コイル装置は、開放端部１１９および
閉鎖端部１２０を有する円筒形のソレノイドスリーブ１
１１と、スリーブの閉鎖端部内の衝撃ディスク１１４
と、スリーブを取り囲むコイル１０８と、スリーブの閉
鎖端部外にあるボビン１１３と、スリーブの閉鎖端部か
ら延伸するコネクタ本体１１５内の電気端子１１２とを
含む。ソレノイドスリーブ１１１は、共に圧入される接
極子１１０およびロッド１０９のガイドとして機能す
る。ロッド１０９は、ゴム製の衝撃シート１０７で取り
囲まれたピン１０４に接続されてスリーブの中に配置さ
れているため、ロッドは円筒形のスリーブにおいて軸方
向に移動することができる。ソレノイドスリーブ１１１
の内側は、特定の作動モード中にシステムの圧力を受け
るため、圧力チャンバとしてはたらく。システムの流体
は、スリーブの開放端部より上流に配置されるボール１
０３に対して作用する。ボール１０３はスプリング１０
１によって右方向（下流）に押され、シート１０２のオ
リフィス１２１を閉鎖する。
【００１２】作動中に、システムの流体は、流体源（図
示せず）からシート１０２に流れ込み、ボール１０３を
加圧する。一方で、コイル１０８は端子１１２に与えら
れる電圧によって作動しており、コイル１０８は接極子
１１０によってロッド１０９に与えられる磁力を発生す
る。軸方向左向きに加えられる磁力によって、ロッド１
０９はピン１０４を（左方向に）押し、この押されたピ
ン１０４が今度は、ボール１０３を（左方向に）押す。
この動きにより、ボール１０３とシート１０２との間の
密閉（seal）が解除され、オリフィス１２１を開放す
る。つぎにこの流体はバルブ本体１０５に流れ込み、ピ
ン１０４の周囲を流れ、衝撃シート１０７を通過してハ
ウジング１０６へ達し、さらにスリーブ１１１のロッド
１０９の周囲を流れ、衝撃ディスク１１４の中央穴１２
２を通過してソレノイドスリーブ１１１の閉鎖端部１２
０へ達する。コイル１０８からの電圧が減少したりまた
はなくなると、ロッド１０９からの左向きの力は減少ま
たはなくなってロッドは右に戻る。その結果、スプリン
グ１０１はシート１０２内側にボール１０３を押し込ん
でバルブ本体１０５のオリフィス１２１をシールするた
め、流体の流れが遮断されてソレノイドスリーブ１１１
内の圧力が低下する。
【００１３】圧力チャンバ（すなわちスリーブ１１１の
内側）に（システムの流体の侵入によって）圧力が供給
される作動モードに戻ると、圧力によりスリーブの閉鎖
端部１２０は屈曲してダイアフラムと同様のはたらきを
する。スリーブ１１１の閉鎖端部１２０の適切な厚さ
は、問題となっているシステムの圧力に反応するよう選
択される。バルブの性能を最大限に引き出すためには、
スリーブの材料は非磁性のものでなければならない。磁
性材料から製作されたスリーブは励磁されたコイル１０
８によって発生した磁束に接極子１１０を迂回させ（by
-pass）、それにより接極子１１０がロッド１０９に与
える最終的な力が減少する。
【００１４】図２は、寸法を示したバルブハウジング全
体の外観図である。本発明の結合したソレノイド圧力セ
ンサのサイズ縮小化に関して以下に説明する。図３ない
し図６は、自動車への適用において通常使用する、従来
技術の圧力抵抗型の圧力センサ３００の一例を示す。図
２ｄは、図２ａの圧力センサの部品の分解図である。
【００１５】図３の圧力センサは、コネクタ装置３２７
の一端において受容体３４０から延伸する電気端子のセ
ット３１６を含む。コネクタ装置の他端はハウジング３
２０の右端部内に係合し、ガスケット３１７によって所
定位置に保持される。ハウジング３２０は（計測され
る）システムの流体のための右側の入口３４１を含み、
感知エレメントを閉止する。この入口は、圧力チャンバ
を形成する細長い金属製圧力管３２３の開放端部を含
む。管３２３の反対側の端部は閉鎖されており、管３２
３の圧力変化に対応する移動可能なダイアフラム３２２
を形成する。シリコンダイス感知エレメント３１８は管
３２３において流体の圧力を計測するダイアフラムの別
の側にガラスボンド３３７によって取り付けられてい
る。溶接３２８および内部Ｏリング３２４はハウジング
３２０に圧力管を固定する。外部Ｏリング３２１によ
り、ハウジング３２０はシステムの流体源に取り付け可
能であり、これによってシステムの流体は圧力管３２３
の入口３４１に流れ込む。
【００１６】さらに詳細には、センサは、ワイヤボンド
３３６によってシリコンダイス３１８に接続される屈曲
（flex）回路装置３２６を含んでおり、この屈曲回路３
２６は電気コネクタ３１６に取りつけられる。保護キャ
ップ３１９がダイス３１８を取り囲み、スポンジ３２５
がさらなる保護と振動および衝撃の緩衝のためにキャッ
プ３１９を取り囲んでいる。
【００１７】作動中において、システムの流体は圧力管
３２３の開放端部３４１を通って流れ込み、反対側の端
部におけるダイアフラム３２２を屈曲させる。この屈曲
によって、ダイアフラム３２２の反対（後方側）に変形
応力が生じる。シリコンダイス３１８は、ガラス質のガ
ラス３３７などの結合剤でダイアフラム３２２の後方に
取り付けられる。シリコンダイス３１８は、変形応力を
測定する埋めこみ型の抵抗性エレメント、すなわちホイ
ートストンブリッジを含む。ホイートストンブリッジの
抵抗はシリコンダイス３１８の変形応力変化に比例して
変化し、一定の電流が流れると出力電圧を発生する。こ
の電流及び電圧は端子３１６によってブリッジに与えら
れる。
【００１８】ブリッジからの出力電圧は、同様に（in t
urn)圧力管３２３内部圧力に比例するダイス３１８内の
変形応力に比例する。出力電圧はオームの法則Ｖ＝ＩＲ
（すなわち、電力は抵抗掛ける電流に比例する）によっ
て定義される。シリコンダイス３１８を通過する電流
（Ｉ）は一定であるため、電圧（Ｖ）はブリッジの抵抗
（Ｒ）に直接比例する。
【００１９】出力電圧信号は、温度および直線形の変化
について補償され、屈曲回路装置３２６によって増幅さ
れており、この回路装置は表面取り付け型の電気コンポ
ーネントを含む。出力電圧信号は一つまたは複数の端子
３１６によって、圧力センサ（図示せず）の外側に位置
する電子制御ユニット（ＥＣＵ）に伝えられる。
【００２０】広い範囲の温度（たとえば摂氏−５０度か
ら１５０度）内で適切にセンサを機能させるには、好ま
しくは圧力管３２３の材料は低い熱膨張係数（ＣＴＥ）
（たとえば７．４×１０-6ｉｎ／ｉｎ／°Ｆもしくはそ
れ以下）を有しなければならない。低い熱膨張係数を使
用するのは、シリコンダイス３１８が通常こうした低い
熱膨張係数を有しているからである。二つの材料の熱膨
張係数の差が広がると、ガラス質のガラスボンド３３７
は変化応力に耐えられなくなり、圧力管３２３に亀裂を
生じさせたり破裂させたりすることがある。
【００２１】ガラス質のガラスは、高温および／または
高応力といった条件下で寸法的に変化しにくいため、結
合剤として使われることが多い。結合材の寸法変化によ
り、センサは較正できなくなることがある。したがって
ガラス質のガラスが好ましいが、その他の結合剤を使用
してもよい。
【００２２】図７は、本発明の一実施形態による一体型
ソレノイド圧力変換器を示す。一体型の装置は、圧力の
測定および制御のための単一装置を提供するために、図
３に示されるものと同様の圧力感知技術を、図１に示さ
れるものと同様のソレノイドバルブに組み込んでいる。
ソレノイドスリーブ（たとえば図１のスリーブ１１１）
は、圧力センサの圧力管（たとえば図３の管３２３）
と、物理的な構造は類似している。本発明によると、圧
力感知エレメントをソレノイドスリーブの閉鎖端部に取
り付けることで、感知エレメントは圧力センサのダイア
フラムの変化応力測定と同様に、ソレノイドスリーブの
変化応力を測定することができる。この変化応力は変化
応力に比例する電圧信号に変換可能である。こうして出
力電圧信号はシステムの圧力に比例する電圧を提供し、
システムの圧力を制御するのに使用可能である。
【００２３】したがって、図７の一体型センサにおい
て、図１に関連して上記に述べた部品に加えて（図７の
対応するエレメントは５００シリーズの参照番号を有す
る）、圧力感知に使用されるエレメントはソレノイド装
置内に含まれる。こうしたエレメントは、スポンジ５３
０と、ワイヤボンド５３２と、ガラスボンド５３３と、
シリコンダイス５２９と、屈曲回路装置５３１とを有す
る。埋めこみ型のホイートストンブリッジを有するが、
シリコンダイス５２９（感知エレメント）は、他の抵抗
性エレメントを使ってもよい。適切なシリコンダイス
は、カリフォルニア州MilpitasのSensym社またはイリノ
イ州SchaumbergのMotorola社のものが入手できる。
【００２４】図７の結合した装置は、コネクタ本体５１
５内で受容体５４０によって形成される共通の接続ポイ
ントを有する五つの端子５１２を含む。この実施形態で
は、二つの端子がソレノイドバルブに接続されており
（一つの端子がコイル５０８に電圧を供給し、一つの端
子が接地され、三つの端子が圧力感知技術に接続されて
いる）。一つは屈曲回路５３１へ入力電圧を供給し、一
つは接地され、一つは屈曲回路からの出力電圧を提供す
る。
【００２５】作動中に、システムの流体は入口５４１を
通ってシート５０２に流れ込み、ボール５０３へ右向き
の圧力を加える。コイル５０８が端子５１２からの電圧
で作動すると、左向きの磁力が接極子５１０によってロ
ッド５０９に与えられる。ロッド５０９は左に移動し
て、ピン５０４を押し付け、押し付けられたピン５０４
はボール５０３を押す。力のバランスによって、これが
ボール５０３とシート５０２の間のシールを破壊する。
こうしてシステムの流体はバルブ本体５０５に流れ込
み、ピン５０４の周りを流れ、さらにロッド５０９の周
りを流れてスリーブ５１１の閉鎖端部にある衝撃ディス
ク５１４の穴５４４を通過する。スリーブ５１１の閉鎖
端部におけるダイアフラム５２２は屈曲しており、ダイ
アフラム５２２の背面に変化応力を生じさせる。この実
施形態において、シリコンダイス５２９はダイアフラム
の後方側（システムの圧力にさらされる面の反対側）に
おいてガラス質のガラス５３３でダイアフラム５２２に
取り付けられる。別の実施形態で、シリコンダイス５２
９などの感知エレメントは、ダイス５２９または他の感
知エレメントがスリーブ１１１上で変化応力を感知でき
るソレノイドスリーブ１１１のどの位置に取り付けても
良い。シリコンダイス５２９はダイアフラムによって変
化応力を生じ、同様にスリーブ５１１内部の圧力に比例
する変化応力に比例する電圧を生じる。オームの法則の
Ｖ＝ＩＲは、この電圧の変化を説明する。ダイス５２９
を通過する電流は一定であるため、出力電圧（Ｖ）は
（変化応力による）ホイートストンブリッジの抵抗
（Ｒ）の変化に直接比例する。出力電圧信号は温度およ
び直線性について補償され、屈曲回路装置５３１によっ
て増幅し、屈曲回路５３１は、表面に取りつけられた電
気コンポーネントおよび集積回路を含む。ボビン５１３
は屈曲回路装置５３１の一端を支持する。屈曲回路５３
１の反対側の端部は端子５１２に取りつけられる。屈曲
回路５３１からの信号は端子５１２を介して電気制御ユ
ニット（ECU）に伝達される。端子５１２の一つを通し
て回路に電力が供給される。単一又は複数のスポンジ５
３０は屈曲回路装置５３１の単一又は複数のローブの間
に配置されて、振動および衝撃から電気コンポーネント
を保護する。
【００２６】コイル５０８から電圧がなくなると、磁力
はロッド５０９からなくなり、ロッドは右に戻る。スプ
リング５０１はシート５０２内部のボール５０３を右方
向に押して、バルブを密閉する。したがって、ダイアフ
ラム５２２から圧力がなくなり、これにより変化応力ダ
イス５２９の変化応力が低下し、埋めこみ型のホイート
ストンブリッジの抵抗が減少する。
【００２７】一実施形態において、圧力感知技術は圧力
抵抗である。ダイスは、変化応力を生じると、ホイート
ストンブリッジの抵抗変化による１ミリボルトの出力を
生じる。ダイスのサイズは小さくてもよく（たとえば
０．０２０平方インチおよび０．００２インチ厚さ）、
これによって極端に小さいサイズの装置にすることがで
きる。
【００２８】ＡＳＩＣおよびその他の最新技術の電子製
品を使用することで、小型の圧力感知サブアセンブリを
ソレノイドバルブ内に納めることが可能である。上述し
たように、ソレノイドスリーブは、感知エレメント（た
とえばシリコンダイス）を取りつけるための面を設けて
いる。一実施形態において、スリーブの材料はUlbrich
Stainless Steels and Special Metals, Inc.,から入手
できるインコネル 600/601またはニッケル200/201など
の非磁性の金属合金にしてもよいが、その他の材料を使
用してもよい。これらの材料はともに、ソレノイドバル
ブに望ましい特徴を三つ提供する。すなわち、（１）完
全にアニールされた場合、非磁性である、（２）熱膨張
係数が７．４×１０-6ｉｎ／ｉｎ／°Ｆもしくはそれ以
下である、（３）深絞り型にすることが可能である。ア
ニールプロセスにより、加工硬化応力がスリーブ材料か
らなくなる。深絞り製造プロセスにより、ダイアフラム
と同様に、圧力がかかると屈曲することのできる閉鎖端
部を有するソレノイドスリーブが形成される。また、深
絞り製造プロセスは、ソレノイドスリーブ全体に、より
制御したかつ均一な変化応力を与える。機械加工された
スリーブを使ってもよい。また、シリコンの熱膨張係数
とほぼ等しい熱膨張係数を有するスリーブ材料を使用す
ることも望ましい。熱膨張係数の差が大きくなるほど、
二つの材料を結合するのに使用した結合剤への膨張およ
び変化応力は大きくなる。
【００２９】図４は、一実施形態による、ソレノイドス
リーブの閉鎖端部の拡大概略図である。流体の圧力はス
リーブ６０６に入ってスリーブの閉鎖端部に変化応力を
生じさせることで、ダイアフラムと同様に機能する。シ
リコンダイス６０２は、ガラス質のガラス６０１により
スリーブ６０６の閉鎖端部の後方側に取りつけられる。
ガラス質のガラス６０１は、スリーブの閉鎖端部の変化
応力をダイス６０２に伝達できるようにする剛性の結合
を提供する。この変化応力により、シリコンダイス６０
２に埋めこまれたホイートストンブリッジの抵抗が変化
する。この抵抗変化によって流体の圧力に比例する変化
応力に比例する電圧に変化が生じる。
【００３０】この実施形態において、ホイートストンブ
リッジは四つのワイヤボンドパッド６０４を有してい
る。ゴールドワイヤボンド６０３は、屈曲回路サブアセ
ンブリ６０５に電気的に接続されるパッド６０４に取り
つけられる。屈曲回路サブアセンブリ６０５はＡＳＩＣ
とその他の電気コンポーネントとを含み、信号を増幅す
るとともに、温度変化と非直線性について信号を修正す
る。屈曲回路６０５はカプトン（Kapton）基板で作られ
ていてもよい。
【００３１】図５は、ソレノイドバルブの圧力を感知す
る圧力抵抗マイクロ加工したシリコンダイスを使用した
別の実施形態の概略拡大図である。この実施形態では、
スリーブ８０７の閉鎖端部は、流体の圧力がシリコンダ
イス８０４に入りこめるようにするオリフィス８１０を
有している。ダイスは二つのシリコンの構成部材（piec
e）からできている。上方部８０８は、ダイアフラムと
して機能し、また埋めこみ型ホイートストンブリッジ８
０３を有する、薄い中央部分を有している。この上方部
は下方部８０９の対向する端部に取り付けられる。下方
ダイスは結合剤８０５でスリーブ８０７に取りつけられ
る。結合剤８０５は、ハンダまたはガラスなどの「硬質
の」ダイスアタッチメント、または室温加硫（ＲＴＶ）
シリコンなどの「軟質の」ダイスアタッチメントにして
もよい。埋めこみ型ホイートストンブリッジ８０３は、
屈曲回路８０６のゴールドボンドパッド８０１にワイヤ
ボンド８０２を介して取りつけられる。流体の圧力は、
シリコンダイスに変化応力を生じさせ、シリコンダイス
は流体の圧力に比例する（ホイートストンブリッジ８０
３の）電圧信号を発生する。この実施形態により、かな
り低圧の用途において圧力感知を行うことができる。ス
リーブがダイアフラムとして働かないので、スリーブは
低熱膨張係数（たとえば７．４×１０-6ｉｎ／ｉｎ／°
Ｆ未満）を有する必要はない。
【００３２】本発明の一つの利点が、従来のソレノイド
バルブ（図２）および従来の圧力センサ（図４）の全体
の寸法と、図８に示す本発明の結合したソレノイド圧力
変換器の全体の寸法とを比較して見ることができる。た
とえば、従来のソレノイドバルブは、全体寸法が８８．
９０ｍｍ×２２．９５ｍｍ（図２）である。従来の圧力
センサ装置は、たとえば、全体寸法が４７．２２ｍｍ×
２５．８８ｍｍ（図４）である。従来技術の結合装置
は、本質的には別個の従来技術の装置の両方のハウジン
グのコンビネーションであるハウジングを必要としてい
た。しかしながら、本発明では、これら両装置の主要部
は、本実施形態において図２のソレノイドバルブよりも
わずかに大きいにすぎないソレノイドバルブのハウジン
グ内に含まれている。本発明の一実施形態による結合し
たソレノイド圧力変換器の全体の寸法は、たとえば９
８．９０ｍｍ×２２．９５ｍｍ（図８）である。
【００３３】本発明の特定の実施形態を説明したが、当
業者には、上記が単なる例示であり、制限するものでは
なく、例としてのみ示されているということが明らかで
あろう。多くの修正例およびその他の実施形態は当業者
の範囲内にあり、本発明の範囲内にあるものと考えられ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の個別のソレノイドバルブの断面図で
ある。
【図２】図１のソレノイドバルブの、寸法を示したハウ
ジングの側面図である。
【図３】従来技術の別々の圧力センサの断面図である。
【図４】図３の圧力センサの、寸法を示した、ハウジン
グの側面図である。
【図５】図３の圧力センサの、寸法を示した、ハウジン
グの端面図である。
【図６】図３の圧力センサの部品の分解図である。
【図７】本発明の一実施形態による一体型ソレノイド圧
力変換器の断面図である。
【図８】図７を寸法をつけて示したものである。
【図９】本発明の一実施形態による、圧力感知装置を取
りつけた状態のソレノイドスリーブの閉鎖端部の概略図
である。
【図１０】圧力感知装置を取りつけた状態のソレノイド
スリーブの閉鎖端部の別の実施形態の概略図である。
【符号の説明】 ５０１ スプリング ５０２ シート ５０３ ボール ５０４ ピン ５０５ バルブ本体 ５０６ ハウジング ５０７ 衝撃シート ５０９ ロッド ５１０ 接極子 ５０８ コイル ５１１ スリーブ ５１２ 端子 ５１３ ボビン ５１４ 衝撃ディスク ５１５ コネクタ本体 ５２２ ダイアフラム ５２９ シリコンダイス ５３１ 屈曲回路アセンブリ ５３２ ワイヤボンド ５３３ ガラスボンド

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 システム内の圧力を測定および制御する
    ソレノイド圧力変換器であって、 システムの圧力源と連通する圧力チャンバを閉止するソ
    レノイドスリーブと、 圧力チャンバ内のシステムの圧力を測定する圧力チャン
    バと接する感知エレメントと、 前記感知エレメントで測定した圧力に反応してシステム
    の圧力を制御するソレノイドスリーブ内のアクチュエー
    タとを含む、ソレノイド圧力変換器。
  2. 【請求項２】 前記感知エレメントはシリコンダイス
    （die）である、請求項１に記載のソレノイド圧力変換
    器。
  3. 【請求項３】 前記ソレノイドスリーブの材料は、前記
    感知エレメントの熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張係数を
    有する、請求項２に記載のソレノイド圧力変換器。
  4. 【請求項４】 前記ソレノイドスリーブの材料は、７．
    ４×１０-6ｉｎ／ｉｎ／°Ｆ以下の熱膨張係数を有す
    る、請求項３に記載のソレノイド圧力変換器。
  5. 【請求項５】 前記ソレノイドスリーブは、非磁性材料
    でできている、請求項１に記載のソレノイド圧力変換
    器。
  6. 【請求項６】 前記ソレノイドスリーブは、Inconel 60
    0/601またはNickel200/201の一つを含む材料でできてい
    る、請求項５に記載のソレノイド圧力変換器。
  7. 【請求項７】 前記ソレノイドスリーブは深絞り型にさ
    れているとともに、アニールされている、請求項６に記
    載のソレノイド圧力変換器。
  8. 【請求項８】 前記ソレノイドスリーブは閉鎖端部を有
    し、前記感知エレメントは前記閉鎖端部に取り付けられ
    る、請求項１に記載のソレノイド圧力変換器。
  9. 【請求項９】 前記ソレノイドスリーブは オリフィス
    を含み、前記感知エレメントは前記圧力チャンバと流通
    する前記オリフィスに隣接して配置されている請求項１
    に記載のソレノイド圧力変換器。
  10. 【請求項１０】 前記感知エレメントは埋めこみ型ホイ
    ートストンブリッジを含む、請求項２に記載のソレノイ
    ド圧力変換器。
  11. 【請求項１１】 前記アクチュエータは前記ソレノイド
    スリーブ内に設置される接極子を含む、請求項１に記載
    のソレノイド圧力変換器。
  12. 【請求項１２】 前記変換器は、前記アクチュエータお
    よび前記感知エレメントの電気コネクタの共通のセット
    を有する、請求項１に記載のソレノイド圧力変換器。
  13. 【請求項１３】 流体の圧力を測定するソレノイド圧力
    変換器であって、 流体源と流通する開口と圧力チャンバ内の流体の圧力に
    反応して移動可能な部分とを有する、圧力チャンバを形
    成するソレノイドスリーブと、 移動可能な部分の動きに反応する圧力感知エレメントと
    を含むソレノイド圧力変換器。
  14. 【請求項１４】 流体の圧力を制御する圧力コントロー
    ラであって、 流体源と流通する開口を有し、圧力チャンバを形成する
    ソレノイドスリーブと、 圧力チャンバ内の圧力に反応するよう配置された感知エ
    レメントと、 流体源と圧力チャンバとの間に配置され、圧力チャンバ
    が流体源と流通する開放位置と圧力チャンバが流体源か
    ら隔絶される閉鎖位置との間で移動可能なバルブと、 開放位置および閉鎖位置の間でバルブの動きを制御する
    感知エレメントの出力に反応するアクチュエータとを含
    む、圧力コントローラ。
  15. 【請求項１５】流体の圧力を測定および制御する方法で
    あって、 圧力測定チャンバの流体の圧力を測定し、 流体源と圧力測定チャンバとを区分けするバルブの位置
    を制御するよう測定圧力に反応してソレノイドを作動さ
    せる、方法。
  16. 【請求項１６】圧力測定チャンバ内の圧力に反応する感
    知エレメントを使用して流体源と圧力測定チャンバとを
    区分けするバルブの位置を制御し、バルブに作動可能に
    接続される圧力測定チャンバ内の接極子を含むソレノイ
    ドを作動させることを含む、方法。
  17. 【請求項１７】圧力感知のためのシリコンダイスであっ
    て、 開口を有する底部と、 第１の圧力チャンバを形成し、該第１の圧力チャンバの
    圧力に反応する抵抗性エレメントを含む移動可能部分を
    有する上部とを含み、 前記底部は第二の圧力チャンバを形成するソレノイドス
    リーブに設置され、前記開口は前記第１および第２の圧
    力チャンバを接続する、シリコンダイス。
  18. 【請求項１８】前記抵抗性エレメントは圧力を感知する
    埋めこみ型ホイートストンブリッジである、請求項１７
    に記載のシリコンダイス。
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