JP2539622Y2 - 差圧センサ - Google Patents

差圧センサ

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JP2539622Y2
JP2539622Y2 JP1990105017U JP10501790U JP2539622Y2 JP 2539622 Y2 JP2539622 Y2 JP 2539622Y2 JP 1990105017 U JP1990105017 U JP 1990105017U JP 10501790 U JP10501790 U JP 10501790U JP 2539622 Y2 JP2539622 Y2 JP 2539622Y2
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differential pressure
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seal
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盛雄 田村
健 一柳
藤男 佐藤
久儀 橋本
幸男 坂本
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は差圧センサに関し、特に受圧部に設けた歪み
ゲージを利用して受圧部の2つの面のそれぞれに加わる
2つの被測定流体の差圧を検出する差圧センサに関する
ものである。
〔従来の技術〕
従来の差圧センサの構成例を第5図に基づき説明す
る。この差圧センサ100は、3つのブロック部材100a,10
0b,100cから構成され、これらのブロック部材は、それ
ぞれの間にシールダイヤフラム101が介設され且つボル
ト102で結合されることにより、図示される如く2種類
の流体103aと103bがそれぞれ導入される内部空間とシリ
コンオイル104が充填される内部空間とを形成してい
る。105aは流体103aを導入する孔であり、105bは流体10
3bを導入するための孔である。ブロック部材100bはダイ
ヤフラム部材設置箇所106と前記シリコンオイル104を連
通させる孔107を有する。設置箇所106にダイヤフラム部
材108を設置することによりシリコンオイル104は2つの
部分に分離される。ダイヤフラム部材108は接着剤等で
ブロック部材100bに接合される。
上記のダイヤフラム部材108は受圧部を有し、第5図
中受圧部の上面に例えばシリコン単結晶の膜を形成し、
更にこのシリコン単結晶膜を利用して歪みゲージを形成
している。ダイヤフラム部材108の受圧部では、表裏の
両面にシリコンオイル104が接液することになり、この
2つの接液面がそれぞれ受圧面となる。ダイヤフラム部
材108の上面に形成された歪みゲージは保護膜で覆われ
ており、且つ電極膜を介してボンディングワイヤ109に
接続される。このボンディングワイヤ109の他方の端部
は所定のターミナル基板110に接続される。111は引出し
線であり、この引出し線111はブロック部材100bに形成
された孔112を通して前記ターミナル基板110に接続さ
れ、これにより前記ボンディングワイヤ109に接続され
る。引出し線111が配置される孔112にはハーメチックシ
ール113が施され、引出し線111とブロック部材100bを絶
縁すると共にシリコンオイル104の外部漏出を防いでい
る。ボンディングワイヤと引出し線は所要の本数存在す
るが、図示例では便宜上1本のみを示している。外部に
取出された引出し線111は信号処理を行う図示しない電
気回路部に接続される。
上記構成を有する差圧センサでは、2つの流体103aと
103bがシールダイヤフラム101に印加し、これを受けて
2領域のシリコンオイル104のそれぞれがダイヤフラム
部材108の対応する受圧面に流体の圧力を伝えることに
より、測定対象である2つの流体103aと103bの差圧が検
出される。ダイヤフラム部材108の圧力検出部に測定対
象の流体が直接に接触しないようにシリコンオイル106
を介在させた間接的な差圧検出構造を有している。
〔考案が解決しようとする課題〕
第5図に示す構造を有する従来の差圧センサでは、各
流体の圧力を測定するに当たって、流体圧を先ずシリコ
ンオイル104の液圧に変換してダイヤフラム部材に圧力
を加えるように構成しており、流体圧そのものの圧力を
測定している訳ではないので、圧力測定精度が低下する
という欠点を有している。更に構造上、シールダイヤフ
ラム101を必要とし、差圧センサとして複雑な構造を有
し、またシリコンオイル等の高液圧が検出部の電気配線
等に直接影響する構造を有しているため、高圧シール部
材としてのハーメチックシールが必要であった。
本考案の目的は、従来の差圧センサに関する前記問題
を有効に解決することにあり、高圧シールが可能なハー
メチックシールを実現すると共に組み立てを非常に容易
にし且つ信頼性の高い構造を有する差圧センサを提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本考案に係る差圧センサは、前記目的を達成するた
め、金属材で形成されたダイヤフラムの一方の面に絶縁
膜を形成し、この絶縁膜の上に歪みゲージ膜と配線膜を
設けると共に、ダイヤフラムの表裏の各面に流体圧を直
接導くように構成し、ゲージに生じる圧力検出信号を、
別体に形成された金属構造体を通して引き出される配線
で取り出すようにしたことを特徴とする。
本考案に係る差圧センサは、上記の構成において、金
属構造体にハーメチックシールを設け、このハーメチッ
クシール部分を通して配線を引き出すようにしている。
ハーメチックシールの材質としては、ガラス、セラミッ
クス、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等のいずれかを用い
ることができる。ハーメチックシールの材質がガラスで
ある場合に、前記金属構造体の材料として、前記ガラス
と同一の線膨張係数を有するニッケル合金を用いること
が可能である。
また考案に係る差圧センサは、前記の構成において、
前記金属構造体の代わりに、すべてがプラスチック材料
で形成された構造体を用いるように構成される。この場
合、プラスチック製の前記構造体を、流体通路を形成す
る部材とダイヤフラム部材のうち少なくともいずれか一
方と一体的にモールディングして形成するように構成す
ることができる。
〔作用〕
本考案による差圧センサでは、流体圧を受ける受圧部
を有し且つこの受圧部に流体圧を検出し得える応力検出
部を備えるダイヤフラム部材と、信号引出し用配線のハ
ーメチックシール部を有する金属構造体等とを、別部材
として形成する。これにより組み立て工程の簡易化を達
成する。更に信号線の配設が容易となり、信頼性を高め
る。ダイヤフラム部材の受圧部は2つの受圧面を有し、
これらの2つの受圧面に直接に流体を接液させる。
金属構造体に形成される複数のハーメチックシール部
は各種の材質で形成することが可能であり、また金属構
造体自体も種々の材質で形成することが可能である。
〔実施例〕
以下に、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
第1図は本考案に係る差圧センサの第1の実施例を示
す縦断面図である。第1図において1はケース、2はケ
ースカバーであり、これらの部材はケース1に形成され
たねじ部3を介しねじ(図示しない)を用いて結合され
る。ケース1とケースカバー2からなる全体の外観形状
は、円柱体である。ケース1とケースカバー2を結合す
るにあたって、ケース1の図中下部に形成された大径の
凹部と、ケースカバー2に形成された凸部とを嵌合させ
る。ケース1の凹部及びケースカバー2の凸部はそれぞ
れ径を異ならせて階段状に形成される。ケースカバー2
の先部に金属材で形成されたダイヤフラム部材4を固定
し、更にその周囲にリング形状をしたシールケース5を
嵌め合い関係にて配設している。ダイヤフラム部材4と
シールケース5は別部材として形成される。第1図に示
される如く、ケース1とケースカバー2を組み付けた状
態において、ケースカバー2の先端突起部とダイヤフラ
ム部材4との間、ダイヤフラム部材4とシールケース5
との間、シールケース5とケース1との間には、それぞ
れOリング6,7,8が配設され、シール機能を発揮させて
いる。嵌め合い関係にあるダイヤフラム部材4とシール
ケース5は、ケースカバー2によってケース1に押し付
けられるように組み付けられる。
上記のダイヤフラム部材4の図中上面部には、絶縁膜
を形成し且つこの絶縁膜の上に歪みゲージ膜と配線膜を
形成することにより、流体圧でダイヤフラム部材に生じ
る応力を検出するための応力検出部9が形成される。こ
のようにしてダイヤフラム部材4に形成された応力検出
部は、保護膜で被覆され、流体圧から保護される。
ケース1にはポート10が形成されており、このポート
10を介して圧油等の流体圧がダイヤフラム部材4に導入
され、ダイヤフラム部材4の受圧部の一方の面に加えら
れる。またケースカバー2にはポート11が形成されてお
り、このポート11を介して、更に凸部の先端突起部の内
部に形成された小径の孔を通して他の流体圧がダイヤフ
ラム部材4に導入され、前記受圧部の他方の面に加えら
れる。従って、ダイヤフラム部材4の受圧部では表裏の
面に加わる2つの流体圧の差を検出することが可能とな
る。
リング形状をしたシールケース5には、複数のハーメ
チックシール部12が設けられ、それぞれのハーメチック
シール部12に信号線13が保持されている。信号線13の一
端は液圧中において、応力検出部9に含まれる歪みゲー
ジとボンディングワイヤ14を介して電気的に接続されて
いる。また信号線13の他端は、ケースカバー2における
ハーメチックシール部12に対応する箇所に形成された孔
15を通して外部に引き出される。
上記の差圧センサでは、ダイヤフラム部材4の受圧部
に設けられた応力検出部9の歪みゲージ部に直接に流体
を接液するようにし、且つハーメチックシール部12を、
別部材として製作した金属製シールケース5に形成する
ようにしたため、ハーメチックシール部を高温にて作製
した後に差圧センサに組み込むように構成される。その
ため、組み付けの容易化、配線の容易化、動作信頼性の
向上、ゲージ出力の応答性向上等の達成することができ
る。
また上記構成を有する差圧センサの各部の材質に関し
て、シールケース5は金属で形成された構造体であり、
代表的には耐食性のあるステレンス鋼が使用される。シ
ールケース5に設けられるハーメチックシール部12は、
望ましくはガラス又はセラミック等で形成され、更にそ
の他に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることも可能
である。本実施例の差圧センサの場合、ハーメチックシ
ールの強度を大きくすることが望ましいので、ハーメチ
ックシールの材質を問わず、信号線13の材質と同じもの
をシールケースの材質に用いるのが好ましい。例えば、
Fe−Ni合金等のニッケル合金を用いれば、ハーメチック
シールの材質とほぼ同じ線膨張係数を有することになる
ので、好ましい。
また第2図に示す如く、シールケース2Aの材質として
金属材ではなくプラスチック材料(PPS,ULTEM)を用い
れば、それ自体をハーメチックシールとして兼ねること
ができ、部品点数の減少を達成することができる。この
場合には、更に信号線の引出しのみに注意すればよく、
動作信頼性を向上させることができる。第2図における
その他の構成は第1図で説明した構成と同じである。
第3図はハーメチックシール部12の形態に関し、3つ
の変更例を示す縦断面図である。第3図(a)に示すハ
ーメチックシール部12Aは外面形状をテーパ形状として
いる。第3図(b)に示すハーメチックシール部12Bは
両端部の径を大きくする形状としている。第3図(c)
に示すハーメチックシール部12Cは中央部の径を大きく
するようにしている。以上の形状とすることにより、い
ずれの場合にもシールケース2からの離脱が困難とな
り、ハーメチックシール部の強度を高めることができ、
シールの信頼性を向上することができる。
第4図は本考案に係る差圧センサの他の実施例を示す
縦断面図である。この実施例では、シールケース2Bをプ
ラスチック製とし、且つダイヤフラム部材4又はケース
カバー2と一体モールディングにする構造、又はダイヤ
フラム部材4及びケースカバー2との3者で一体モール
ディングにする構造として形成される。その他の構成は
第1図で説明した構成と同じである。本実施例による構
成によれば、Oリング7を省略することができ、信頼性
の向上及び組み立て性の向上を達成することができる。
〔考案の効果〕
以上の説明で明らかなように本考案によれば、流体圧
を検出するダイヤフラム部材と、信号線を引き出すハー
メチックシール部を備える構造体を別部材として形成
し、ハーメチックシール部を別途に作ることができるの
で、信号線の取り付け等の組み立てが容易になり、配線
が正確に行えるので動作の信頼性も向上する。またダイ
ヤフラム部材の受圧部の表裏の面に直接に接液する構造
としたため、応答性も向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る差圧センサの第1実施例を示す縦
断面図、第2図は第2実施例を示す縦断面図、第3図は
ハーメチックシール部の縦断面図、第4図は第3実施例
を示す縦断面図、第5図は従来の差圧センサの構造を説
明するための縦断面図である。 〔符号の説明〕 1……ケース 2,2A,2B……ケースカバー 4……ダイヤフラム部材 5……シールケース(金属構造体) 6,7,8……Oリング 9……応力検出部 10,11……ポート 12,12A,12B,12C……ハーメチックシール部 13……信号取り出し用配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 橋本 久儀 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)考案者 坂本 幸男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 平4−131727(JP,A) 特開 昭55−19864(JP,A) 特開 昭60−17332(JP,A) 特開 平1−197622(JP,A) 実開 昭59−135654(JP,U)

Claims (8)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】受圧部の一方の面に歪ゲージが設けられた
    両面受圧形式のダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムの一方の面に第1の圧力流体を導くた
    めの第1のケースと、 前記ダイヤフラムの他方の面に第2の圧力流体を導くと
    ともに、前記ダイヤフラムに嵌め込まれる第2のケース
    と、 ハーメチックシールによって封止された信号取り出し用
    配線を有し、前記第2のケースと前記ダイヤフラムとの
    間に設けられるシールケースと、 前記シールケースと前記第1のケースと前記ダイヤフラ
    ムとの接合部にそれぞれ設けたシールと、 前記信号取り出し用配線の第1のケース側端部と前記歪
    ゲージとを接続する導体とを備え、 前記信号取り出し用配線の前記第1のケース側端部と反
    対側の端部は、前記第2のケースに形成された孔を通し
    て外部に引き出されることを特徴とする差圧センサ。
  2. 【請求項2】請求項1記載の差圧センサにおいて、 前記シールケースは金属構造体であり、 前記ハーメチックシールの材質はガラス又はセラミック
    スであることを特徴とする差圧センサ。
  3. 【請求項3】請求項2記載の差圧センサにおいて、 前記ハーメチックシールの材質がガラスである場合に、
    前記シールケースの材料は前記ガラスと同一の線膨張係
    数を有するニッケル合金を用いたことを特徴とする差圧
    センサ。
  4. 【請求項4】請求項1記載の差圧センサにおいて、 前記シールケースを金属構造体とし、この金属構造体に
    前記信号取り出し用配線を熱可塑性樹脂によってハーメ
    チックシールしたことを特徴とする差圧センサ。
  5. 【請求項5】請求項1記載の差圧センサにおいて、 前記シールケースを金属構造体とし、この金属構造体に
    前記信号取り出し用配線を熱硬化性樹脂によってハーメ
    チックシールしたことを特徴とする差圧センサ。
  6. 【請求項6】請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の
    差圧センサにおいて、 前記ハーメチックシールの形状を、前記シールケースか
    ら離脱しにくい形状としたことを特徴とする差圧セン
    サ。
  7. 【請求項7】受圧部の一方の面に歪ゲージが設けられた
    両面受圧形式のダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムの一方の面に第1の圧力流体を導くた
    めの第1のケースと、 前記ダイヤフラムの他方の面に第2の圧力流体を導くと
    ともに、前記ダイヤフラムに嵌め込まれる第2のケース
    と、 プラスチック材によってハーメチックシールされた信号
    取り出し用配線を有し、前記第2のケースと前記ダイヤ
    フラムとの間に設けられるシールケースと、 前記シールケースと前記第1のケースと前記ダイヤフラ
    ムとの接合部にそれぞれ設けたシールと、 前記信号取り出し用配線の第1のケース側端部と前記歪
    ゲージとを接続する導体とを備え、 前記信号取り出し用配線の前記第1のケース側端部と反
    対側の端部は、前記第2のケースに形成された孔を通し
    て外部に引き出されることを特徴とする差圧センサ。
  8. 【請求項8】請求項7記載の差圧センサにおいて、 プラスチック製の前記シールケースを、前記第2のケー
    スと前記ダイヤフラムのうち少なくともいずれか一方と
    一体的にモールディングして形成する構造としたことを
    特徴とする差圧センサ。
JP1990105017U 1990-10-05 1990-10-05 差圧センサ Expired - Lifetime JP2539622Y2 (ja)

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JPH0463042U JPH0463042U (ja) 1992-05-29
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5431909A (en) * 1977-08-13 1979-03-09 Sumitomo Electric Industries Emergency repairing implement for air chamber product
JPS59135654U (ja) * 1983-03-02 1984-09-10 株式会社山武 半導体圧力変換器
JPS62242830A (ja) * 1986-04-15 1987-10-23 Nippon Soken Inc 圧力検出器

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