JP3465669B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力媒体を導入す
るための開口部に突起部を有するハウジングを、圧力媒
体が流通する管部材に取り付け、突起部が管部材に設け
られた圧力導入用のピンを押すことにより、開口部から
圧力検出部へ管部材内の圧力媒体を導入するようにした
圧力センサに関し、例えば、エアコン用の冷媒圧力を検
出するセンサ等に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来の一般的な圧力センサとし
てエアコン用の冷媒圧力を検出するＯリング封止タイプ
の圧力センサの概略断面構成を示す。このものは、コネ
クタピン４を内蔵するコネクタケース３とシールダイヤ
フラム８を含む金属製のハウジング７とを組み付けるこ
とによって圧力検出室１０を形成し、この圧力検出室１
０の内部に、台座２に固定されたセンサ素子（集積化素
子）１が収納されている。

【０００３】また、圧力検出室１０の内部にはシールダ
イヤフラム８からの圧力を伝達するためのオイル１１が
充填されている。圧力検出室１０の外周囲には、コネク
タケース３の端面に形成された溝（Ｏリング溝）に収納
されたＯリング１２が、ハウジング７の一部である金属
製の押さえ部材９とコネクタケース３とにより挟まれた
形で配設され、このＯリング１２により、圧力検出室１
０を気密封止している。こうして、これら圧力検出室１
０、センサ素子１、シールダイヤフラム８、オイル１１
により構成される部分が圧力検出部１４として構成され
ている。

【０００４】また、この圧力センサにおいては、ハウジ
ング７には圧力媒体としてのエアコン用の冷媒を導入す
るための開口部７ｂが形成され、この開口部７ｂ内には
ハウジング７と一体に切削や冷間鍛造等により突起部３
００及び孔部３０１が形成されている。そして、圧力セ
ンサは、ハウジング７を冷媒が流通する管部材２００に
例えばネジ結合させることで取り付けられる。

【０００５】ここで、管部材２００は内部を冷媒が流通
するものであり、ハウジング７が取り付けられた部分に
は、一般に管部材２００内部の冷媒を圧力センサへ導入
するための開閉手段としてのピン２０１が設けられてい
る。このピン２０１は、例えばバネ等の弾性力を利用し
たもので、圧力センサが取り付けられていないときは閉
状態である。

【０００６】そして、図５に示す様に、ハウジング７を
管部材２００に取り付けたとき、突起部３００がピン２
０１を押すことにより、管部材２００の内部とハウジン
グ７の開口部７ｂとが連通し、管部材２００内の冷媒
は、開口部７ｂから孔部３０１を通って圧力検出部１４
へ導入される。導入された冷媒の圧力は、シールダイヤ
フラム８で受けられて封入されているオイル１１に伝え
られ、このオイル１１の圧力をセンサ素子１で検出し、
圧力に比例した電気信号を出力するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の圧力センサにおいては、管部材２００のピン２
０１を押すための突起部３００や孔部３０１の加工が、
冷間鍛造や切削等により行われるが、このような細部の
加工は容易に行うことが出来るものではなく、手間がか
かるものである。

【０００８】本発明は上記問題に鑑み、圧力媒体を導入
するための開口部に突起部を有するハウジングを、圧力
媒体が流通する管部材に取り付け、突起部が管部材に設
けられた圧力導入用のピンを押すことにより、開口部か
ら圧力検出部へ管部材内の圧力媒体を導入するようにし
た圧力センサにおいて、容易に加工可能なハウジングの
構成を実現することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、内部を流通する圧力媒体を圧
力センサへ導入するための開閉手段としてのピン（２０
１）を有する管部材（２００）に取り付けられ圧力媒体
を導入するための開口部（７ｂ）を有するハウジング
（７）と、このハウジングの開口部に設けられた突起部
（１５）と、ハウジングに設けられた圧力検出部（１
４）とを備え、ハウジングを管部材に取り付けたとき、
突起部がピンを押すことにより、開口部から圧力検出部
へ管部材内の圧力媒体を導入するようにした圧力センサ
において、突起部は、その先端部（１５ａ）が閉塞部で
先端部と反対側の端部が開口部となっているカップ形状
をなし、さらにその開口部側が傘形状に広がった傘部
（１５ｂ）を構成しているものであって、先端部にてピ
ンを押すようになっており、突起部の側面部には、ハウ
ジングの開口部から圧力検出部へ管部材内の圧力媒体を
導入するための孔部（１５ｃ）が形成されており、突起
部は、ハウジングの開口部内に圧入され、ハウジングの
開口部の側面に対し傘部にて接触した形で固定されてい
ることを特徴としている

【００１０】本発明によれば、従来ハウジングと一体に
形成されていた突起部を、ハウジングとは別体で且つハ
ウジングに取り付けるものとしているため、ハウジング
に切削や冷間鍛造等により突起部を形成する必要が無
く、容易に加工可能なハウジングの構成を実現すること
ができる。

【００１１】ここで、突起部（１５）は、金属板に前記
孔部に対応した孔を形成した後、プレス加工により形成
されたもの（請求項２の発明）とすれば、突起部は容易
に形成可能なものとなる。

【００１２】

【００１３】

【００１４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る圧
力センサ１００の全体概略を示す断面図である。なお、
上記図５と同一部分には図１中、同一符号を付してあ
る。

【００１６】限定するものではないが、本例では、圧力
センサ１００は、エアコンディショナーの冷媒（圧力媒
体）が流通する管部材２００に取り付けられ、管部材２
００内の冷媒圧力を検出するものとして適用されてい
る。そして、図１では、圧力センサ１００を管部材２０
０に取り付けた状態を示してある。

【００１７】圧力信号を電気信号に変換するための半導
体等よりなるセンサ素子（集積化センサ素子）１は、ガ
ラス製の台座２に陽極接合され、コネクタケース３の凹
部にシリコンゴム等の接着剤にて固定されている。本例
では、コネクタケース３は、樹脂の型成形（射出成形）
により作られた段付き円柱状のもので、その内部には、
電気信号を出力するためのコネクタピン４が、インサー
トモールドにより一体成形されて保持されている。

【００１８】このコネクタケース３は、その軸一端側
（図１中、上側）に、コネクタピン４の一端側を例えば
ワイヤハーネスを介して外部回路に電気的に接続するた
めの接続部３ａを有する。また、コネクタケース３の軸
他端側（図１中、下側）に形成された凹部では、コネク
タピン４の他端側がシリコンゴム等の界面シール剤５に
て封止されている。

【００１９】また、コネクタケース３の凹部において、
センサ素子１は、コネクタピン４の他端側とワイヤボン
ディング等により形成されたボンディングワイヤ６を介
して電気的に接続され、センサ素子１からの電気信号
は、ボンディングワイヤ６からコネクタピン４を介し
て、上記外部回路へ伝達されるようになっている。

【００２０】ハウジング７は、冷媒（圧力媒体）が導入
される圧力導入孔としての開口部７ｂと圧力センサ１０
０を管部材２００に固定するためのネジ部７ｃとを有す
る金属製（例えば炭素鋼にめっきを施したもの等）の本
体部７ａを備える。更に、ハウジング７は、薄い金属
（例えばＳＵＳ等）製のシールダイヤフラム８と金属
（例えばＳＵＳ等）製の押さえ部材（リングウェルド）
９が本体部７ａに全周溶接され、開口部７ｂの一端に気
密接合されたものとなっている。

【００２１】また、コネクタケース３とハウジング７と
は、かしめ等の方法にて組み付けられて固定されてお
り、コネクタケース３の凹部とハウジング７のシールダ
イヤフラム８との間で、圧力検出室１０が構成されてい
る。この圧力検出室１０には圧力伝達媒体であり封入液
であるオイル１１が封入され、シールダイヤフラム８及
び上記界面シール剤５により液封構造を構成している。

【００２２】さらに、圧力検出室１０の外周囲におい
て、Ｓｉ（シリコン）ゴム等の弾性材料よりなるＯリン
グ１２が、コネクタケース３の凹部側（軸一端側）の端
面のうち圧力検出室１０の外周囲に位置する部位に形成
された環状の溝部（Ｏリング溝）１３内に収納され、配
設されている。これにより、圧力検出室１０の気密確保
がなされ、オイル１１のシールが確保される。

【００２３】そして、本圧力センサ１００では、Ｏリン
グ１２の内周側に位置する部分、即ち、圧力検出室１
０、センサ素子１、シールダイヤフラム８、オイル１１
により構成される部分が圧力検出部１４として構成され
ている。

【００２４】また、この圧力センサ１００においては、
ハウジング７に形成された開口部７ｂ内にはハウジング
７とは別体に形成されハウジング７に取り付けられた突
起部（リングウェルド）１５が設けられている。図２
は、この突起部１５単体の構成図であり、（ａ）は突起
部１５の突出方向の先端側からみた図、（ｂ）は（ａ）
中のＡ−Ａ断面図である。

【００２５】この突起部１５は、その先端部１５ａが閉
塞部となっており、先端部１５ａとは反対側の端部が開
口部となっているカップ形状をなし、開口部側は傘形状
に広がった傘部１５ｂを構成している。また、突起部１
５の側面には、突起部１５の内外を連通するように当該
側面を貫通する孔部１５ｃが形成されている。本例では
孔部１５ｃは２個形成されているが、１個もしくは３個
以上でも良い。

【００２６】この突起部１５は、ステンレス（ＳＵＳ）
等の金属板に、上記孔部１５ｃに対応した孔を形成した
後、プレス加工を行うことにより形成することが出来
る。突起部１５のハウジング７への組付は、図３に示す
様に圧入により行う。即ち、突起部１５及びハウジング
７を治具Ｋにセットし（図３（ａ））、突起部１５をハ
ウジング７の開口部７ｂ内にハンドプレスによって圧入
する（図３（ｂ））。

【００２７】この圧入により、突起部１５は、ハウジン
グ７の開口部７ｂの側面に対して傘部１５ｂにて接触し
た形で固定される。つまり、傘部１５ｂは、突起部１５
が開口部７ｂへ圧入されたときに開口部７ｂと接触して
固定される接触部として構成されている。

【００２８】そして、上記図１に示す様に、突起部１５
が設けられたハウジング７は、管部材２００にネジ部７
ｃを介してネジ結合される。ここで、図４にハウジング
７の取付部近傍の拡大断面を模式的に示す。なお、図４
中、（ａ）はハウジング７が管部材２００に取り付けら
れた状態を示し、（ｂ）はハウジング７が管部材２００
に取り付けられていない状態を示す。

【００２９】管部材２００は内部を冷媒が流通するもの
であり、ハウジング７が取り付けられた部分には、管部
材２００内部の冷媒を圧力センサへ導入するための開閉
手段としてのピン２０１が設けられている。図４に示す
様に、このピン２０１は、管部材２００を貫通する貫通
孔２０２に挿入されるとともに、両端に傘部を有したも
のである。

【００３０】図４（ｂ）の状態は、ピン２０１における
管部材２００内部側の傘部が貫通孔２０２を閉塞してお
り、管部材２００内の冷媒が外部に漏れない状態（閉状
態）である。一方、図４（ａ）の状態は、ピン２０１に
おける管部材２００内部側の傘部が貫通孔２０２を開放
しており、管部材２００内の冷媒が外部に漏れ出す状態
（開状態）である。

【００３１】つまり、ハウジング７が管部材２００に取
り付けられた状態では、突起部１５の先端部１５ａが、
ピン２０１を管部材２００内へ押し込むように（図４
（ｂ）中の白抜き矢印方向へ）押すことで、ピン２０１
は、図４（ｂ）の閉状態から図４（ａ）の開状態とな
る。なお、圧力センサ１００を管部材２００から取り外
すと、図示しないバネ等の弾性力により、ピン２０１
は、図４（ｂ）の閉状態に復元する。

【００３２】従って、ハウジング７を管部材２００に取
り付けたとき、突起部１５がピン２０１を押すことによ
り、図４（ａ）中の矢印Ｂに示す様に、開口部７ｂから
突起部１５の孔部１５ｃを通って圧力検出部１４へ、管
部材２００内の冷媒（圧力媒体）を導入するようになっ
ている。

【００３３】導入された冷媒の圧力は、シールダイヤフ
ラム８で受けられ、圧力検出室１０に封入されているオ
イル１１に伝えられる。そして、このオイル１１の圧力
はセンサ素子１で検出され、センサ素子１からは、圧力
に比例した電気信号が出力される。この出力信号は、ボ
ンディングワイヤ６からコネクタピン４を介して、上記
外部回路へ伝達される。

【００３４】次に、本圧力センサ１００の組付工程を概
略的に述べておく。射出形成されたコネクタケース３の
凹部に台座２、センサ素子１を配設し、センサ素子１と
コネクタピン４とをボンディングワイヤ６により結線し
た後、Ｏリング１２を溝部１３内部に配置する。そし
て、コネクタケース３のセンサ素子１側を上にして、コ
ネクタケース３の凹部の上方から、ディスペンサ等によ
りオイル１１を一定量注入する。

【００３５】そして、シールダイヤフラム８及び突起部
１５が設けられたハウジング７を、上から水平を保った
ままコネクタケース３に嵌合するように降ろし、コネク
タケース３の軸一端側の端面とハウジング７の押さえ部
材９とが十分接するまで押さえ、ハウジング７の端面７
ｄを全周かしめて固定する。こうして、コネクタケース
３とハウジング７とが組み付けられ、圧力検出室１０が
形成される。

【００３６】また、上記のコネクタケース３と押さえ部
材９とが十分接するまで押さえる際に、同時に、押さえ
部材９は、溝部１３を覆いつつＯリング１２を押圧す
る。それにより、上記したＯリング１２によるオイル１
１のシール確保がなされる。こうして、コネクタケース
３とハウジング７とによってＯリング１２が挟まれ、圧
力検出室１０が、その外周囲にてシールされる。こうし
て、図１に示す圧力センサ１００が完成し、上述したよ
うに、管部材２００に取り付けられて圧力検出を行う。

【００３７】ところで、本実施形態によれば、従来ハウ
ジングと一体に形成されていた突起部を、ハウジング７
とは別体で且つハウジング７に取り付けるものとしてい
るため、ハウジング７に切削や冷間鍛造等により突起部
を形成する必要が無い。従って、本実施形態によれば、
圧力センサ１００において、容易に加工可能なハウジン
グ７の構成を実現することができる。

【００３８】また、本例のように、突起部１５をプレス
加工により形成されたものとすれば、容易に形成するこ
とが可能である。また、本例では、突起部１５は、ハウ
ジング７の開口部７ｂに圧入するだけで簡単にハウジン
グ７に組み付けることが出来るため、ハウジング７に突
起部１５を容易に設けることができる。

【００３９】また、開口部７ｂから圧力検出部１４へ管
部材２００内の冷媒を導入するための孔部は、突起部１
５とは別にハウジング７に形成しても良いが、本実施形
態では、より好ましい形態として、突起部１５に孔部１
５ｃを一体化して設ける構成を採用しており、構成の簡
素化が図れる。

【００４０】ここで、本実施形態では、突起部１５は、
その先端部１５ａにてピン２０１を押すものであり、孔
部１５ｃは突起部１５の側面部に形成されているため、
突起部１５のうちピン２０１を押す部分以外の部位に、
孔部１５ｃを適切に形成した構成を提供することができ
る。

【００４１】以上のように、本発明は、圧力媒体を導入
するための開口部に突起部を有するハウジングを、圧力
媒体が流通する管部材に取り付け、突起部が管部材に設
けられた圧力導入用のピンを押すことにより、開口部か
ら圧力検出部へ管部材内の圧力媒体を導入するようにし
た圧力センサにおいて、突起部を別体にしたことを主た
る特徴とするものであり、他の部分は適宜設計変更可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る圧力センサの全体概略
を示す断面図である。

【図２】図１中の突起部単体の構成図である。

【図３】突起部のハウジングへの組付方法を示す説明図
である。

【図４】ハウジングの管部材への取付部近傍の拡大断面
を示す模式図であり、（ａ）はハウジングが管部材に取
り付けられた状態を示し、（ｂ）はハウジングが管部材
に取り付けられていない状態を示す。

【図５】従来の一般的な圧力センサの概略断面図であ
る。

【符号の説明】 ７…ハウジング、７ｂ…開口部、１４…圧力検出部、１
５…突起部、１５ａ…突起部の先端部、１５ｃ…孔部、
２００…管部材、２０１…ピン。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を流通する圧力媒体を圧力センサへ
   導入するための開閉手段としてのピン（２０１）を有す
   る管部材（２００）に取り付けられ、前記圧力媒体を導
   入するための開口部（７ｂ）を有するハウジング（７）
   と、 このハウジングの前記開口部に設けられた突起部（１
   ５）と、 前記ハウジングに設けられた圧力検出部（１４）とを備
   え、 前記ハウジングを前記管部材に取り付けたとき、前記突
   起部が前記ピンを押すことにより、前記開口部から前記
   圧力検出部へ前記管部材内の圧力媒体を導入するように
   した圧力センサにおいて、 前記突起部は、その先端部（１５ａ）が閉塞部で前記先
   端部と反対側の端部が開口部となっているカップ形状を
   なし、さらにその開口部側が傘形状に広がった傘部（１
   ５ｂ）を構成しているものであって、前記先端部にて前
   記ピンを押すようになっており、 前記突起部の側面部には、前記ハウジングの開口部から
   前記圧力検出部へ前記管部材内の圧力媒体を導入するた
   めの孔部（１５ｃ）が形成されており、 前記突起部は、前記ハウジングの開口部内に圧入され、
   前記ハウジングの開口部の側面に対し前記傘部にて接触
   した形で固定されている ことを特徴とする圧力センサ。
2. 【請求項２】 前記突起部（１５）は、金属板に前記孔
   部に対応した孔を形成した後、プレス加工により形成さ
   れたものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力
   センサ。