JP2002228531A - 圧力センサ - Google Patents

圧力センサ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストの安価な圧力センサを提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ハウジング1内に、ダイヤフラム3とダ
イヤフラム支持体4とが一体に形成された感圧部2が配
置され、その圧力導入側に、導入圧力をダイヤフラム3
の近傍まで導くようハウジング1と一体に形成の筒状突
出部5を設けた圧力センサにおいて、筒状突出部5はそ
の外周部に段階的に縮径された第1段差部6および第2
段差部7を有し、第1段差部6にはOリング9を、第2
段差部7にはワッシャ10を配置し、そのワッシャ10
をかしめにより止める構成にした。これにより、Oリン
グ9を配置する部分を溝加工しないため筒状突出部5の
加工が容易になり、圧力センサの製造コストを低減させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧力センサに関し、
特に圧力によって変形されるダイヤフラムの片面に機械
的な伸縮を受けることにより抵抗値の変化する素子を被
着したダイヤフラム式の圧力センサに関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば自動車用エアコンシステムで
は、冷凍サイクル内で変化する冷媒の圧力を監視する圧
力センサが用いられている。このような圧力センサは、
たとえば圧縮機の吸入側および吐出側の配管に取り付け
られていて、冷媒圧力が所定の圧力になるよう圧縮機の
能力を制御するのに用いられる。
【0003】この種の圧力センサは、たとえば実用新案
登録第2531924号公報に示されているような圧力
センサが知られている。すなわち、ダイヤフラム式の感
圧部を有し、その感圧部を収容して検出しようとする圧
力を感圧部へ導入するようにしたハウジングを有してい
る。感圧部の圧力により変形を受けるダイヤフラムの片
面に抵抗膜が印刷されていて、その抵抗膜がダイヤフラ
ムの変形とともに伸縮することで変化する抵抗値を測定
して圧力を検出している。
【0004】上記公報に記載の圧力センサでは、ハウジ
ングは、圧力を導入する側から感圧部を収容する空間内
に突出した筒状突出部を一体に有し、感圧部は中央に可
撓性を有するダイヤフラムとこのダイヤフラムの周囲を
保持する筒状のダイヤフラム支持体とを一体に形成した
構成例にしている。その感圧部がハウジング内に収容さ
れると、ハウジングに一体に形成された筒状突出部は、
感圧部のダイヤフラム支持体の中央に形成されている空
間の中に入るような形で配置されている。
【0005】感圧部は、外部から導入された圧力が感圧
部のダイヤフラムにて受圧するようになっているため、
この感圧部で圧力の漏れがあると、正確な圧力を測定で
きないばかりか、測定しようとしている流体を大気に放
出してしまうことにもなる。したがって、このような圧
力の漏れは厳重に防止しなければならないので、感圧部
とこれを収容しているハウジングの内壁との間には、圧
力の漏れを防ぐシール部材が設けている。
【0006】感圧部は、測定しようとする圧力以外に余
計な圧力を受けると、測定値に狂いが生じてしまうた
め、シール部材をどこに配置するかが重要になってく
る。感圧部への影響が少ない場所としては、ハウジング
の筒状突出部とダイヤフラム支持体の中央に形成された
圧力導入空間の内壁との間であり、そこにシール部材を
嵌挿配置している。このシール部材が圧力によって移動
しないように、上記公報に記載の圧力センサでは、感圧
部の内周面またはハウジングの筒状突出部の外周面に溝
を形成し、その溝にシール部材を納め、感圧部と筒状突
出部とで挟み込むようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧力センサでは、そのシール部材を収める溝を加工する
ことが難しいという問題点があった。すなわち、感圧部
は、最初からシール部材を固定することを考慮して溝が
形成されている場合はよいが、感圧部を外部から調達し
た場合には新たに溝加工をする必要があり、しかも、感
圧部の材質は熱膨張係数の小さなセラミックスである場
合には、加工が難しく、その分、コストアップに繋が
る。また、ハウジングの筒状突出部の場合は、感圧部の
圧力を導入する側と反対側に電子回路や外部回路との電
気的接続を行うコネクタを取り付けるため、感圧部から
先のハウジングが比較的長く形成されている。つまり、
ハウジングの筒状突出部が、コネクタ取付け端面よりも
奥の方に形成されているため、特殊な長いバイトを使っ
て加工しなければならず、コストも上がってしまうとい
う問題点があった。
【0008】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、製造コストの安価な圧力センサを提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、中央に可撓性を有するダイヤフラムと前
記ダイヤフラムの周囲を保持する筒状のダイヤフラム支
持体とが一体に形成された感圧部と、前記感圧部を収容
して検出しようとする圧力を感圧部へ導入するようにし
たハウジングとを備えた圧力センサにおいて、前記ダイ
ヤフラム支持体の中央に形成される空間の中に入って前
記ダイヤフラムの近傍まで延びるよう前記ハウジングと
一体に形成され、圧力導入側から前記ダイヤフラムに向
かって外周部が段階的に縮径された第1段差部および第
2段差部を有し、中央軸線位置には導入圧力を前記ダイ
ヤフラムの近傍まで導く開口部を有する筒状突出部と、
前記第1段差部に周設されて前記ダイヤフラム支持体の
内壁部と前記筒状突出部との間での圧力の漏れを防止す
るシール部材と、前記シール部材の前記第1段差部から
の脱落を防止するよう前記第2段差部に周設されて前記
第2段差部の先端をかしめ加工することにより前記筒状
突出部に止着されるワッシャと、を備えていることを特
徴とする圧力センサが提供される。
【0010】このような圧力センサによれば、ハウジン
グ内にて外部から感圧部に圧力を導入するようハウジン
グと一体に形成された筒状突出部に段階的に縮径された
第1段差部および第2段差部を有し、第1段差部にはシ
ール部材を、第2段差部にはそのシール部材の脱落防止
用のワッシャを配置し、そのワッシャを筒状突出部の先
端部をかしめて筒状突出部に止着するようにした。これ
により、シール部材を配置する筒状突出部の外周部にお
ける加工が容易になり、圧力センサの製造コストを低減
させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、自
動車用エアコンシステムに適用した場合を例に図面を参
照して詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施の形態に係る圧
力センサの全体構造を示す中央縦断面図、図2は本発明
の第1の実施の形態に係る圧力センサの要部構造を示す
部分拡大断面図である。
【0013】本発明による圧力センサは、金属製のハウ
ジング1を有し、図の上部は自動車用エアコンシステム
の配管に接続されて冷媒の圧力を導入する圧力導入ポー
トを形成している。ハウジング1のほぼ中央部には、感
圧部2が挿設されている。この感圧部2は、中央に薄肉
で可撓性を有するダイヤフラム3とこのダイヤフラムの
周囲を保持するよう肉厚に形成された筒状のダイヤフラ
ム支持体4とがたとえばセラミックスによって一体に形
成されている。
【0014】ハウジング1の内部中央において、感圧部
2のダイヤフラム支持体4の中央に形成されている空間
の中に突出するように垂設された筒状突出部5がハウジ
ング1と一体に形成されている。この筒状突出部5は、
下方に向かって2段階に縮径された第1段差部6および
第2段差部7を有し、軸線位置には、開口部8を有して
いる。第1段差部6には、この筒状突出部5と感圧部2
との間をシールするOリング9が配置され、第2段差部
7にはそのOリング9の下方への移動を規制するワッシ
ャ10が配置され、このワッシャ10は、第2段差部7
の先端部をかしめ加工することによって保持されてい
る。
【0015】筒状突出部5の開口部8には、たとえば樹
脂製のピン11が挿通されており、下端部はかしめ加工
によって抜け止めされている。このピン11は、ハウジ
ング1の圧力導入ポートにエアコンシステムの配管が接
続された場合に、その配管側に設けられている弁を押圧
して開けるためのもので、上部が閉止された筒状体の側
部に長手方向のスリットを入れて配管から導入された圧
力を感圧部2まで導入するための通路12が形成されて
いる。
【0016】感圧部2のダイヤフラム3の下面には、抵
抗膜が印刷されている。この抵抗膜は、導入された圧力
によるダイヤフラム3の変形に伴って伸縮を受けること
で抵抗値が変化し、その抵抗値の変化を測定して圧力を
間接的に検出している。ダイヤフラム3に印刷された抵
抗膜は、フレキシブルプリント基板13の一端に接続さ
れている。このフレキシブルプリント基板13の他端側
には、圧力検出回路が実装されている。
【0017】圧力センサは、また、その圧力検出回路の
検出信号を外部に出力するコネクタ14が感圧部2の移
動を規制するリング状のストッパ15を介して設けられ
ている。このコネクタ14は、感圧部2の調整を行った
後、ハウジング1の下端部をかしめ加工することにより
ハウジング1に固定される。ハウジング1との間には、
防水用のOリング16が配置され、外部からの水の浸入
を防止している。コネクタ14は、内部にフレキシブル
プリント基板13の圧力検出回路と接続された3本の接
続ピン17を有している。
【0018】以上のように、この第1の実施の形態の圧
力センサは、ハウジング1内に形成された筒状突出部5
に、検出しようとする冷媒の圧力が外部に漏れないよう
にシールするOリング9を配置するための場所として、
縮径された第1段差部6を形成し、さらに縮径された第
2段差部7に安価なワッシャ10を配置して、そのワッ
シャ10はかしめ加工により固定するようにした。これ
により、筒状突出部5の外周部における加工が容易にな
り、しかも溝加工の必要がなく、安価なワッシャを用い
ることができるため、圧力センサを安価に構成すること
ができる。また、ピン11のかしめ加工は、ワッシャ1
0を止めるために筒状突出部5の下端部をかしめ加工す
るときに同時にすることができる。
【0019】以上の構成の圧力センサにおいて、ハウジ
ング1の圧力導入ポートにエアコンシステム側の配管を
接続し、ピン11がその配管側に設けられている弁を開
けて、その配管から圧力が導入されると、その圧力は、
ピン11に形成されたスリットおよび中央の中空部から
なる通路12を介して感圧部2に導入される。導入され
た圧力は、感圧部2のダイヤフラム3を変形させ、この
変形がダイヤフラム3に印刷された圧力測定用の抵抗膜
を伸縮させて抵抗値を変化させ、これをフレキシブルプ
リント基板13に実装された圧力検出回路が検出して、
圧力に応じた信号をコネクタ14の接続ピン17より出
力する。
【0020】図3は本発明の第2の実施の形態に係る圧
力センサの要部構造を示す部分拡大断面図である。この
図において、図1および図2に示した要素と同じ要素に
ついては同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0021】この第2の実施の形態によれば、第1の実
施の形態において、ハウジングと一体に形成された筒状
突出部5の第1段差部6からOリング9が脱落するのを
防止するために設けたワッシャ10の機能を、第2段差
部7を半径方向外側にかしめ加工することで形成される
ストッパ18にて実現している。
【0022】すなわち、筒状突出部5は、その先端方向
に向かって段階的に縮径された第1段差部6および第2
段差部を有し、その第2段差部を半径方向外側にかしめ
加工することでストッパ18を形成して、第1段差部6
にOリング9を配置するための環状空間部を形成してい
る。
【0023】このように、ハウジング1内に形成された
筒状突出部5には、Oリング9を配置するための溝加工
は必要なく、また、第1の実施の形態の場合に比較して
ワッシャ10が不要なため、圧力センサをさらに安価に
構成することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ハウ
ジング内にて外部から感圧部に圧力を導入するようハウ
ジングと一体に形成された筒状突出部の外周部に段階的
に縮径された第1段差部および第2段差部を設け、第1
段差部にシール部材を配置し、第2段差部にはそのシー
ル部材の脱落防止用にワッシャを配置し、さらに、その
ワッシャを筒状突出部の先端部をかしめて筒状突出部に
止着する構成にした。これにより、ハウジングはシール
部材を配置する筒状突出部の外周部における加工が容易
になり、圧力センサの製造コストを低減させることがで
きる。
【0025】また、筒状突出部の外周部に段階的に縮径
された第1段差部および第2段差部を形成し、第1段差
部にシール部材を配置し、第2段差部を半径方向外側に
かしめてシール部材の脱落防止用のストッパとする構成
にした。これにより、シール部材の脱落防止用の部品点
数が減るため、圧力センサの製造コストをさらに低減さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る圧力センサの
全体構造を示す中央縦断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る圧力センサの
要部構造を示す部分拡大断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る圧力センサの
要部構造を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング 2 感圧部 3 ダイヤフラム 4 ダイヤフラム支持体 5 筒状突出部 6 第1段差部 7 第2段差部 8 開口部 9 Oリング 10 ワッシャ 11 ピン 12 通路 13 フレキシブルプリント基板 14 コネクタ 15 ストッパ 16 Oリング 17 接続ピン 18 ストッパ
フロントページの続き (72)発明者 前田 光一 東京都八王子市椚田町1211番地4 株式会 社テージーケー内 Fターム(参考) 2F055 AA39 CC02 DD09 EE15 FF43 GG12 GG25 HH05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央に可撓性を有するダイヤフラムと前
    記ダイヤフラムの周囲を保持する筒状のダイヤフラム支
    持体とが一体に形成された感圧部と、前記感圧部を収容
    して検出しようとする圧力を感圧部へ導入するようにし
    たハウジングとを備えた圧力センサにおいて、 前記ダイヤフラム支持体の中央に形成される空間の中に
    入って前記ダイヤフラムの近傍まで延びるよう前記ハウ
    ジングと一体に形成され、圧力導入側から前記ダイヤフ
    ラムに向かって外周部が段階的に縮径された第1段差部
    および第2段差部を有し、中央軸線位置には導入圧力を
    前記ダイヤフラムの近傍まで導く開口部を有する筒状突
    出部と、 前記第1段差部に周設されて前記ダイヤフラム支持体の
    内壁部と前記筒状突出部との間での圧力の漏れを防止す
    るシール部材と、 前記シール部材の前記第1段差部からの脱落を防止する
    よう前記第2段差部に周設されて前記第2段差部の先端
    をかしめ加工することにより前記筒状突出部に止着され
    るワッシャと、 を備えていることを特徴とする圧力センサ。
  2. 【請求項2】 前記筒状突出部の中央軸線位置に設けら
    れた前記開口部に挿通され長手方向に圧力導入のための
    通路が貫通形成されたピン部材を備えていることを特徴
    とする請求項1記載の圧力センサ。
  3. 【請求項3】 前記ピン部材は、前記開口部の圧力導入
    側から挿通され前記感圧部側の端部がかしめ加工によっ
    て抜け止めされていることを特徴とする請求項2記載の
    圧力センサ。
  4. 【請求項4】 前記ピン部材は、前記開口部の圧力導入
    側から挿通され前記感圧部側の端部が前記ワッシャを前
    記筒状突出部に止着するために前記第2段差部の先端に
    対して行うかしめ加工と同時に行われるかしめ加工によ
    って抜け止めされていることを特徴とする請求項2記載
    の圧力センサ。
  5. 【請求項5】 中央に可撓性を有するダイヤフラムと前
    記ダイヤフラムの周囲を保持する筒状のダイヤフラム支
    持体とが一体に形成された感圧部と、前記感圧部を収容
    して検出しようとする圧力を感圧部へ導入するようにし
    たハウジングとを備えた圧力センサにおいて、 前記ダイヤフラム支持体の中央に形成される空間の中に
    入って前記ダイヤフラムの近傍まで延びるよう前記ハウ
    ジングと一体に形成され、圧力導入側から前記ダイヤフ
    ラムに向かって外周部が段階的に縮径された第1段差部
    および第2段差部を有し、中央軸線位置には導入圧力を
    前記ダイヤフラムの近傍まで導く開口部を有する筒状突
    出部と、 前記筒状突出部の前記第2段差部を半径方向外側にかし
    め加工することによって前記第1段差部に形成される環
    状空間部に周設されて前記ダイヤフラム支持体の内壁部
    と前記筒状突出部との間での圧力の漏れを防止するシー
    ル部材と、 を備えていることを特徴とする圧力センサ。
  6. 【請求項6】 前記筒状突出部の中央軸線位置に設けら
    れた前記開口部に挿通され長手方向に圧力導入のための
    通路が貫通形成されたピン部材を備えていることを特徴
    とする請求項5記載の圧力センサ。
  7. 【請求項7】 前記ピン部材は、前記開口部の圧力導入
    側から挿通され前記感圧部側の端部がかしめ加工によっ
    て抜け止めされていることを特徴とする請求項6記載の
    圧力センサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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