JP2793796B2

JP2793796B2 - 差圧センサユニット

Info

Publication number: JP2793796B2
Application number: JP8018754A
Authority: JP
Inventors: 盛雄田村; 久儀橋本; 藤男佐藤; 幸男坂本; 信幸飛田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1996-02-05
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JPH08233674A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は差圧センサユニット
に係り、特に、部品点数が少なく且つ組立て及び分解が
容易な構造を有した差圧センサユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、先に、図２に示すように、
薄板状の１枚の金属製ダイヤフラム５１の一方の面に、
複数の歪みゲージで構成される歪み検出部５２を設け、
ダイヤフラム５１に表裏の２つの面にそれぞれ流体圧を
印加させて、２つの流体圧の差圧を検出するように構成
される差圧センサユニットを提案した（ＰＣＴ／ＪＰ８
９／００７４５，ＷＯ９０／０１１５３）。この差圧セ
ンサユニットで、歪み検出部５２は保護膜で覆われ、圧
力流体から保護される。ダイヤフラム５１は、円柱形の
保持ブロック５３の下部の凹部に収容され、接着剤６２
で固着され、保持ブロック５３と、これを収容する穴５
４ａを有したケーシング５４とによって挟み込まれた状
態で取り付けられる。ケーシング５４は、例えば、差圧
センサユニットが組付けられる油圧機械等の壁部の一部
である。保持ブロック５３とケーシング５４には、第１
の流体を通す孔５５と第２の流体を通す孔５６が形成さ
れる。孔５５，５６で、第１及び第２の流体を、ダイヤ
フラム５１の表裏の各面に誘導する。保持ブロック５３
とケーシング５４との間には、３個のシールリング５７
が配設される。

【０００３】ダイヤフラム５１の上面に配設された歪み
検出部５２の検出信号は、引出し線５８で取り出され
る。引出し線５８は、上方に引き出され、保持ブロック
５３に形成された孔を通って、当該ブロック５３の上側
まで延設される。引出し線５８が配線される孔には、ガ
ラスハーメチックシール５９が施されており、絶縁性と
密閉性が維持される。保持ブロック５３の上面には、歪
み検出部５２から出力された検出信号を増幅する電気回
路部６０が設けられる。図示された構成では、保持ブロ
ック５３はネジ部６１を利用してケーシング５４に固定
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成を有する従来
の差圧センサユニットでは、組立て性に関し、次のよう
な問題を有していた。

【０００５】保持ブロック５３は、ハーメチックシール
５９の完成後に、組立てに供する。そのため、ダイヤフ
ラム５１の起歪部と、信号を取り出すための引出し線５
８との接合は、目視できない作業となり、非常に困難と
なる。またかかる構造は、接続部の信頼性に欠ける構造
である。

【０００６】更に、ケーシング５４内に２つの流体圧を
通す孔が形成されているために、流体封止の溜めのＯリ
ング５７が３か所に使用されている。この結果、部品点
数が多くなるという不具合がある。また、図２中に示さ
れていないが、差圧センサユニットとして用いるために
は、ネジ部及び押え用部品が必要となる。従って、部品
点数が更に増大する。

【０００７】加えて、ケーシング５４内に２つの流体を
導入するための孔が形成されているため、例えば、流体
通路５６にテーパ管用ネジを有するニップル等を使用す
る場合、ケーシング５４の回転位置が定まらず、この結
果流体通路５５の位置が定まらないという不具合が存在
した。これによれば、実際の差圧測定において、非常に
不便を生じていた。

【０００８】本発明の目的は、部品点数が少なく、組立
て及び分解が容易な差圧センサユニットを提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る差圧センサ
ユニットは、受圧部の表裏両面にそれぞれ流体圧が印加
され、受圧部の起歪部に設けた歪み検出部で２つの流体
圧の差圧を検出するように構成され、２つの流体圧のそ
れぞれを導入するための第１及び第２の流体圧導入用部
材と、受圧部を有し、歪み検出部で差圧を検出する差圧
検出用部材とから構成され、前記差圧検出用部材は、前
記第１の流体圧導入用部材と対向する外周面と、前記第
２の流体圧導入用部材と対向する内周面を備え、且つ前
記内周面と前記外周面のそれぞれに接触する２つの封止
部材を設け、前記第１の流体圧導入用部材は、その上面
部に形成された前記差圧検出用部材の外周面が収容され
る円形凹部と、その下面部に形成された取付け用ねじ部
と、この取付用ねじ部の先端から前記円形凹部の底面に
通じる導入孔を備え、前記第２の流体圧導入用部材は、
その下面に形成された前記差圧検出用部材の内周面に収
容される突出部と、この突出部の先端に形成された出口
部から第２の流体圧導入用部材の側面部に形成された入
り口部に通じる導入孔を備え、前記第２の流体圧導入部
材の突出部を、前記差圧検出用部材の内周面に取り付け
た後、前記入り口部の位置を測定対象に合わせてセット
することを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】前記の構成において、好ましくは、歪み検
出部から検出信号を取り出すための信号線は、差圧検出
用部材に設けたハーメチックシール部を通して且つフレ
キシブルプリント回路を用いて信号処理回路部まで引き
出される。

【００１４】本発明では、両面でそれぞれ異なる流体圧
を受ける受圧部を有した差圧検出部材を含む差圧センサ
において、当該差圧検出部材と２つの流体圧導入用部材
の３つの構成要素で差圧センサユニットを構成し、構成
を簡易化し、また差圧検出用部材にハーメチックシール
部を設け、これにより組立て性を良好にした。また構造
的に封止用のＯリングの数を少なくすることができ、導
入する流体の通路の位置関係を自由に設定することがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１６】図１に示されるように、本実施形態による
差圧センサユニットはケーシング１，２と受圧部材３の
３つの部分から構成される。ケーシング１，２及び受圧
部材３の外観形状は、それぞれ実質的に円柱体の形状を
有する。

【００１７】ケーシング１の上面部には、受圧部材３を
収容する円形凹部４が形成され、円形凹部４の内周面に
は、封止部材であるＯリング５を収容するための溝６が
形成される。また凹部４の底面近くの内周面部分には、
受圧部材３を支持するための段部７が形成される。ケー
シング１の下面部には、差圧センサユニットを、油圧機
械等の所定部材に取り付けるための雄ネジ部８が形成さ
れる。ケーシング１の中心線部分には、雄ネジ部８の先
端から凹部４の底面に通じる導入孔９が形成される。こ
の導入孔９で第１の流体が導入される。

【００１８】受圧部材３は、中心線部であって且つ一方
の端面部に、その両面に圧力が印加される受圧部１０が
形成される。この受圧部１０はダイヤフラム状で薄肉に
形成され、その両面で異なる圧力を受けるように使用さ
れる。受圧部１０は圧力を受けると、所定領域に歪みが
発生する。この所定領域は、起歪部として作用する。す
なわち、受圧部１０の少なくとも一方の面に圧力を印加
すると、受圧部１０は変形し、その内部に印加圧力に比
例した歪みを生じる。受圧部材３は、受圧部１０が下側
位置になる姿勢で配置される。

【００１９】受圧部１０の下面には、特に起歪部分に対
応して歪み検出部１１が設けられる。この歪み検出部１
１は、例えば半導体成膜技術を用いて所定配列で所定個
数の歪みゲージを成膜し、ホィートストンブリッジ回路
を形成することにより、歪み、すなわち圧力を検出す
る。受圧部１０における歪み検出部１１が形成された面
は、導入孔９で導入される流体に接液する。

【００２０】受圧部材３において、前記のダイヤフラム
状受圧部１０を形成するようにしたため、その中心線部
には受圧部１０の他方の面を底面とする円形穴１２が形
成されている。後述するように、受圧部１０の他方の面
には、第２の流体が導かれ、接液する。

【００２１】上記構造の受圧部材３は、一方の端面（図
中下側）と他方の端面（図中上側）とを貫通する孔が少
なくとも１つ形成され、この貫通孔にはハーメチックシ
ール部１３が形成される。このハーメチックシール部１
３を挿通させて、歪み検出部１１からワイヤボンディン
グ１４を介して引き出された信号線１５が、反対側の面
に引き出される。

【００２２】受圧部材３とケーシング１との間の封止
は、溝６に配置されたＯリング１６によって行われる。
Ｏリング１６は、受圧部材３の外周面に当接する。

【００２３】他方のケーシング２には、前述の第２の流
体を、受圧部材３の受圧部１０の他の面に導入するため
の導入孔１７が形成される。導入孔１７の入り口部１７
ａは、側面部に形成される。導入孔１７の出口部は、図
中下面に形成された突出部１８の先端に形成される。突
出部１８は、受圧部材３の中心線部に形成された穴１２
に挿入されている。突出部１８の外周面にはＯリング１
９を収容するための溝２０が形成される。Ｏリング１９
で受圧部材３とケーシング２との間の封止を行ってい
る。Ｏリング１９は、受圧部材３の内周面に当接してい
る。またケーシング２の図中上面には増幅器２１を配置
するための凹所２２が形成される。この凹所に、増幅器
２１が配設されている。ケーシング２の一方の端面と凹
所２２との間には、これらを通じさせる孔２３が少なく
とも１本形成される。この孔２３は、前述の如くハーメ
チックシール部１３を利用して引き出した信号線１５
を、更にフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）２４を用
いて増幅器２１の配置箇所まで引き出すために使用され
る。２５は、増幅器２１を固定するための押えリングで
ある。押えリング２５は、中央部に孔２５ａを有し、こ
の孔２５ａを経由して、増幅器２１からの信号線２６が
外部に引き出される。

【００２４】上記の如き構成を有する差圧センサユニッ
トの組立ては、次の通りである。ケーシング１の円形凹
部４の中に、溝６にＯリング１６を配置した状態で、歪
み検出部１１、ハーメチクシール部１３、ボンディング
ワイヤ１４、信号線１５を備えた受圧部材３を組み込
む。その後に、受圧部材３の上面に出た信号線１５の一
端にＦＰＣ２４を接続させる。次に増幅器２１を備えた
ケーシング２を、ＦＰＣ２４を孔２３に挿通させた状態
で、且つ受圧部材３との間にＯリング１９を配設した状
態で、ケーシング１の上側に装着する。次に所定数のボ
ルト２７を用いて、２つのケーシング１，２を連結し、
差圧センサユニット全体を一体化する。

【００２５】上記構成に従えば、差圧センサユニット
は、２つのケーシング１，２と受圧部材３の３つの部品
で作られる。よって、組立てが容易であり、信頼性が高
い信号取出し方法を実施することができる。

【００２６】また、ケーシング１，２のそれぞれと受圧
部材３との間に設けた２つのＯリング１６，１９で、被
測定流体の封止を行うことができる。ケーシング１を所
定の部材にＯリング２８を介して取り付けた後に、ケー
シング２を、その圧力流体を導入するための導入孔１７
の入り口部１７ａの位置関係を測定対象に合せてセット
し、ボルト２７にて任意の位置に固定することができ
る。

【００２７】なお図１の例では、ケーシング１の取付け
ネジ部８を、Ｏリング２８を用いた管用平行ネジを用い
ているが、これの代りに管用テーパネジを用いることも
できる。ケーシング２における流体を導入するための入
り口部１７ａの形成位置を、増幅器２１の配置と異なる
位置としたが、近傍の位置としても、反対の方向の位置
とすることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、構成部品の点数を少なくでき、組立てが容易であ
り、信頼性を向上できる。差圧センサユニットの内部に
設けられる封止用のＯリングについては、２個で済み、
このことも構造の簡単化に寄与する。一方のケーシング
の流体を導入する孔の入り口部の位置を任意に設定する
ことができ、自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る差圧センサユニットの内部構造を
示す縦断面図である。

【図２】従来の差圧センサユニットの内部構造を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１，２ …ケーシング３ …受圧部材９，１７ …導入孔１０ …受圧部１１ …歪み検出部１３ …ハーメチックシール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明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 (72)発明者飛田信幸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)参考文献特開昭61−65126（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−72033（ＪＰ，Ａ) 実開平２−89319（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01L 13/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】受圧部の表裏両面にそれぞれ流体圧が印加
され、前記受圧部の起歪部に設けた歪み検出部で前記２
つの流体圧の差圧を検出するとともに、前記２つの流体
圧のそれぞれを導入するための第１及び第２の流体圧導
入用部材と、前記受圧部を有し、前記歪み検出部で差圧
を検出する差圧検出用部材とから構成された差圧センサ
ユニットにおいて、前記差圧検出用部材は、前記第１の流体圧導入用部材と
対向する外周面と、前記第２の流体圧導入用部材と対向
する内周面を備え、且つ前記内周面と前記外周面のそれ
ぞれに接触する２つの封止部材を設け、前記第１の流体圧導入用部材は、その上面部に形成され
た前記差圧検出用部材の外周面が収容される円形凹部
と、その下面部に形成された取付け用ねじ部と、この取
付用ねじ部の先端から前記円形凹部の底面に通じる導入
孔を備え、前記第２の流体圧導入用部材は、その下面に形成された
前記差圧検出用部材の内周面に収容される突出部と、こ
の突出部の先端に形成された出口部から第２の流体圧導
入用部材の側面部に形成された入り口部に通じる導入孔
を備え、前記第２の流体圧導入部材の突出部を、前記差圧検出用
部材の内周面に取り付けた後、前記入り口部の位置を測
定対象に合わせてセットすることを特徴とする差圧セン
サユニット。
【請求項２】請求項１記載の差圧センサユニットにおい
て、前記歪み検出部から検出信号を取り出すための信号
線は、前記差圧検出用部材に設けたハーメチックシール
部を通して且つフレキシブルプリント回路を用いて信号
処理回路部まで引き出されることを特徴とする差圧セン
サユニット。