JP2007057418A

JP2007057418A - 高圧対応圧力センサ

Info

Publication number: JP2007057418A
Application number: JP2005243999A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Iwamoto; 貴宏岩本
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】例えば数１００ＭＰａ以上の流体圧力を測定するのに適した高圧対応圧力センサを提供する。
【解決手段】被取付部材５０に締結されるセンサ本体１１を備える圧力センサ１０において、センサ本体１１は、被取付部材５０のねじ穴５１に螺合する取付ねじ部１６と、この取付ねじ部１６の先端側に形成される円筒状の先端軸部１７と、この先端軸部１７の先端側に形成される環状のシール座面１８と、このシール座面１８から突出する円筒状のシール軸部１９とを有し、このシール軸部１９にバックアップリング８を介して嵌められるＯリング９とを備え、検出圧力によってＯリング９がバックアップリング８とシール軸部１９の外周面とシール穴５２の内周面に押し付けられて密着し、センサ本体１１と被取付部材５０の間を密封する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧対応圧力センサの改良に関するものである。

検出圧力レンジを例えば数１００ＭＰａ以上に高めようとする場合、圧力センサの受圧部の機械的強度も高めなければならない（特許文献１参照）。

従来、２５ＭＰａ程度の流体圧力を測定する圧力センサとして、例えば図３に示すものがある。

これについて説明すると、圧力センサ１は流体管路などの被取付部材５に対するシール部にＯリング９が介装される。このＯリング９は、センサ本体２の軸部に嵌められ、センサ本体２の取付ねじ部３が被取付部材５のねじ穴６に螺合して締結された状態にて、センサ本体２の座面４と被取付部材５のテーパ面７との間で圧縮され、センサ本体２と被取付部材５の間を密封する。
特開２００１−２９６１９８号公報

しかしながら、図３に示すような圧力センサ１において、規定値を超える高圧が導入されると、Ｏリング９が変形して洩れが生じやすいという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、例えば数１００ＭＰａ以上の流体圧力を測定するのに適した高圧対応圧力センサを提供することを目的とする。

本発明は、被取付部材に締結されるセンサ本体を備える圧力センサにおいて、センサ本体は、被取付部材のねじ穴に螺合する取付ねじ部と、この取付ねじ部の先端側に形成される円筒状の先端軸部と、この先端軸の先端側に形成される環状のシール座面と、このシール座面から突出する円筒状のシール軸部とを有し、このシール軸部にバックアップリングを介して嵌められるＯリングを備えるものとした。

本発明によると、圧力導入部から導かれる検出圧力が高まるのに伴って、Ｏリングはバックアップリングとシール軸部の外周面とシール穴の内周面に押し付けられて密着し、センサ本体と被取付部材の間を密封する。

シール座面とＯリングの間にバックアップリングが介装されるため、検出圧力によって変形するＯリングはバックアップリングによって受け止められ、検出圧力が上昇してもＯリングがバックアップリングからはみ出すことを抑えられ、密封性を維持することができる。

これにより、例えば数１００ＭＰａ以上の流体圧力を測定するのに適した高圧対応圧力センサを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、圧力センサ１０はそのセンサ本体１１が流体管路などの被取付部材５０に締結され、被取付部材５０に対するシール部にＯリング９とバックアップリング８が介装される。

圧力センサ１０のセンサ本体１１の内側に図示しないセンサ部が収められ、このセンサ部からリード線２０を介してセンサ出力が取り出される。

センサ部は被取付部材５０の圧力導入穴５３から導入される流体圧力に応じて撓むダイヤフラムと、このダイヤフラムの表面に形成される歪ゲージとを備える。センサ回路は複数の歪ゲージでブリッジ回路を組んだもので、流体圧力に応じてダイヤフラムが撓むと、これに応じて歪ゲージの抵抗が変化し、センサ回路の出力電圧が変化する。

図１に示すように、センサ本体１１は、工具が係合する断面六角形の頭部１３と、被取付部材５０に着座する環状の座面１４と、この座面１４から突出する円筒状の基端軸部（首部）１５と、被取付部材５０のねじ穴５１に螺合する取付ねじ部１６と、この取付ねじ部１６の先端側に形成される円筒状の先端軸部１７と、この先端軸部１７の先端側に形成される環状のシール座面１８と、このシール座面１８から突出する円筒状のシール軸部１９とを有し、これらが同軸上に形成される。

図２に示すように、被取付部材５０には、ねじ穴５１と、シール穴５２と、圧力導入穴５３とが同軸上に形成される。

先端軸部１７の外径Ｄは被取付部材５０のねじ穴５１のねじ谷径ｄより小さく形成される。先端軸部１７はねじ穴５１を挿通してシール穴５２に所定の隙間を持って嵌合される。

先端軸部１７とシール軸部１９の間にはシール座面１８として環状段部が形成される。シール座面１８はセンサ本体１１の中心線に対して直交する平面状に形成される。

シール軸部１９は直円筒状に形成され、その先端部に突出するフランジ部を持たない。すなわち、センサ本体１１はシール軸部１９より先端側にバックアップリング８の内径より大きい部位を持たない。

シール軸部１９に嵌合されるバックアップリング８は合い口端部を持たないエンドレスタイプのものが用いられる。バックアップリング８は例えばフッ素樹脂によって形成される。

Ｏリング９はその自由状態においてシール軸部１９の外径より小さく形成される。これにより、センサ本体１１が被取付部材５０に組み付けられる前の状態で、Ｏリング９はその弾性復元力によりシール軸部１９に嵌められ、シール軸部１９に対してバックアップリング８とＯリング９が組み付けられた状態が維持される。

センサ本体１１が被取付部材５０に取り付けられる前の状態で、Ｏリング９の外径はシール穴５２の内径より大きく形成される。これにより、センサ本体１１が被取付部材５０に組み付けられた状態で、Ｏリング９はシール軸部１９とシール穴５２の間で圧縮され、その弾性復元力によりシール軸部１９とシール穴５２に密着する。

以上のように構成されて、次に作用及び効果について説明する。

図１、図２に示すように、センサ本体１１が被取付部材５０に組み付けられた状態で、Ｏリング９はシール軸部１９とシール穴５２の間で圧縮され、その弾性復元力によりシール軸部１９とシール穴５２に密着する。

圧力導入部５３から導かれる検出圧力が上昇するのに伴って、Ｏリング９はバックアップリング８とシール軸部１９の外周面とシール穴５２の内周面に押し付けられて密着し、センサ本体１１と被取付部材５０の間を密封する。

シール座面１８とＯリング９の間にエンドレスタイプのバックアップリング８が介装されるため、検出圧力によって変形するＯリング９はバックアップリング８によって受け止められ、例えば数１００ＭＰａ以上に検出圧力が上昇してもＯリング９がバックアップリング８からはみ出すことを抑えられ、密封性を維持することができる。

これにより、例えば数１００ＭＰａ以上の流体圧力を測定するのに適した高圧対応圧力センサ１０を提供することができる。

センサ本体１１はシール軸部１９より先端側にバックアップリング８の内径より大きい部位を持たないため、エンドレスタイプのバックアップリング８を用いることが可能となる。エンドレスタイプのバックアップリング８は合い口端部を持たないため、Ｏリング９に対する面圧の分布が全周に渡って均一化され、高圧に対して密封性を維持することができる。

また、圧力センサ１０の組み立て時に、センサ本体１１に対するバックアップリング８とＯリング９の組み付けが容易に行え、圧力センサ１０の製造コストを低減できる。

さらに、センサ本体１１はシール軸部１９より先端側にフランジ部等を持たないため、軸方向の寸法を短縮し、その小型化がはかれる。

これに比べて、シール軸部１９より先端側にバックアップリング８の内径より大きいフランジ部を持つ場合、バックアップリング８は合い口端部を有するスパイラルタイプのものを用いる必要があり、バックアップリング８のＯリング９に対する支持剛性が低下し、高圧に対して密封性を維持することが難しい。また、圧力センサ１０の組み立て時に、バックアップリング８とＯリング９をフランジ部を乗り越えてシール軸部１９に嵌める作業に手間がかかり、圧力センサ１０の製造コストが増大する可能性がある。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の高圧対応圧力センサは、例えば車両における燃料噴射装置の燃料圧を測定するもの、油圧機械に取り付けられるもの、さらに他の機械、設備等に利用できる。

本発明の実施の形態を示す高圧対応圧力センサの側面図。同じくシール部等を拡大した図。従来例を示す圧力センサの側面図。

符号の説明

８バックアップリング
９Ｏリング
１０圧力センサ
１１センサ本体
１６取付ねじ部
１７先端軸部
１８シール座面
１９シール軸部
５０被取付部材
５１ねじ穴
５２シール穴

Claims

被取付部材に締結されるセンサ本体を備える高圧対応圧力センサにおいて、
前記センサ本体は、前記被取付部材のねじ穴に螺合する取付ねじ部と、この取付ねじ部の先端側に形成される円筒状の先端軸部と、この先端軸の先端側に形成される環状のシール座面と、このシール座面から突出する円筒状のシール軸部とを有し、このシール軸部にバックアップリングを介して嵌められるＯリングを備えることを特徴とする高圧対応圧力センサ。
前記センサ本体は前記シール軸部より先端側に前記バックアップリングの内径より大きい部位を持たないことを特徴とする請求項１に記載の高圧対応圧力センサ。
前記バックアップリングは合い口端部を持たないエンドレスタイプとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の高圧対応圧力センサ。