JP4876895B2 - Pressure sensor - Google Patents
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Description
本発明は、メタルダイアフラムが形成されたステムの上に歪ゲージが形成された圧力センサに関するものである。 The present invention relates to a pressure sensor in which a strain gauge is formed on a stem on which a metal diaphragm is formed.
従来、圧力センサとして、例えば、特許文献1において、メタルダイアフラムが形成されたステムの外周面をハウジングに押し付けることによりシール部を形成し、ステムを圧力センサ導入可能なハウジングの中空部内に固定したものがある。 Conventionally, as a pressure sensor, for example, in Patent Document 1, a seal portion is formed by pressing an outer peripheral surface of a stem on which a metal diaphragm is formed against a housing, and the stem is fixed in a hollow portion of the housing into which the pressure sensor can be introduced. There is.
しかしながら、特許文献1に記載された圧力センサでは、圧力印加方向とシール面圧方向が逆方向であったため、圧力印加時にシール面圧低下が発生し、圧力の測定媒体のリークが発生し易かった。 However, in the pressure sensor described in Patent Document 1, since the pressure application direction and the seal surface pressure direction are opposite to each other, a decrease in the seal surface pressure occurs when the pressure is applied, and the pressure measurement medium easily leaks. .
このため、特許文献2において、圧力印加方向とシール面圧方向とを同じ方向にすることで、シール部の面圧が圧力検出時に低下することを防止した構造の圧力センサが提案されている。この圧力センサでは、ステムの外周面に雄ネジを形成すると共に、ハウジングの中空部内に雌ネジを形成しておき、ステムをハウジングの中空部内にネジ締め固定することで、ステムおよびハウジングに形成したテーパ面同士が接触し、シールが為されるようにしている。
しかしながら、特許文献2に記載の圧力センサは、ステムをハウジングに対してネジ締め固定する構造であるため、テーパ面に掛かる面圧にばらつきが生じ、ステムにその面圧に起因する応力にばらついて、圧力検出の測定精度がばらつくという問題がある。また、ステムの外周面やハウジングの中空部内のネジ切りが必要になると共に、ステムをネジ締めする際に用いる六角部が必要になるという問題もある。 However, since the pressure sensor described in Patent Document 2 has a structure in which the stem is screwed and fixed to the housing, the surface pressure applied to the tapered surface varies, and the stem varies depending on the stress caused by the surface pressure. There is a problem that measurement accuracy of pressure detection varies. Further, there is a problem that threading of the outer peripheral surface of the stem and the hollow portion of the housing is required, and a hexagonal portion used for screwing the stem is necessary.
本発明は上記点に鑑みて、ネジ締め固定によらずに、ステムをハウジングに対して固定できるようにしつつ、ステムとハウジングとの間のシールが行えるようにした圧力センサを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a pressure sensor capable of sealing between a stem and a housing while allowing the stem to be fixed to the housing without using screw fastening. And
上記目的を達成するため、本発明では、金属ステム(20)は、その他端側がハウジング(10)に形成された圧力導入通路(12)の圧力導入側に位置するようにステム配置部(14)内に挿入されていると共に、該金属ステムの他端側において、ステム配置部の一部が押し潰されたかしめ部(15)にて、該金属ステムの他端側から一端側へ向かって押し付けられることにより、段部(23)が座面(13)に対して押し付けられシールされていることを第1の特徴としている。 In order to achieve the above object, in the present invention, the metal stem (20) has the stem arrangement portion (14) such that the other end side is located on the pressure introduction side of the pressure introduction passage (12) formed in the housing (10). In the other end side of the metal stem, a portion of the stem placement portion is crushed and squeezed by the crimped portion (15) toward the one end side from the other end side of the metal stem. Thus, the first feature is that the stepped portion (23) is pressed against the seating surface (13) and sealed.
このように、金属ステムの段部が、ハウジングにおける圧力導入通路内の座面に対して、金属ステムの他端側から一端側へ向かって押し付けられシールされている。そして、このように金属ステムを座面に対して押し付けることを、ステム配置部の端部を押し潰したかしめ部にて行っている。したがって、金属ステムを圧力導入通路に対してネジ締め固定を行う場合のように、シール部の面圧が大きくばらつくことを防止できる。これにより、圧力検出の測定精度がばらつくという問題を解消できると共に、金属ステムの外周面やハウジングの中空部内のネジ切り、さらには金属ステムをネジ締めする際に用いる六角部などを無くすことが可能となる。 In this manner, the step portion of the metal stem is pressed against the seat surface in the pressure introduction passage in the housing from the other end side of the metal stem toward the one end side and sealed. And pressing a metal stem with respect to a seat surface in this way is performed by the crimping part which crushed the edge part of a stem arrangement | positioning part. Therefore, it is possible to prevent the surface pressure of the seal portion from greatly varying as in the case where the metal stem is screwed and fixed to the pressure introduction passage. This eliminates the problem of variation in pressure detection measurement accuracy, and eliminates the threading in the outer peripheral surface of the metal stem and the hollow part of the housing, as well as the hexagonal part used to tighten the metal stem. It becomes.
また、本発明では、金属ステムは、その他端側が圧力導入通路の圧力導入側に位置するようにステム配置部内に挿入されていると共に、該金属ステムの他端側において、該金属ステムの一部が押し潰されたかしめ部(28)にて、該金属ステムの他端側から一端側へ向かって押し付けられることにより、段部が座面に対して押し付けられシールされていることを第2の特徴としている。 In the present invention, the metal stem is inserted into the stem placement portion so that the other end side is located on the pressure introduction side of the pressure introduction passage, and a part of the metal stem is disposed on the other end side of the metal stem. Is pressed against the seating surface by the second caulking portion (28) from the other end side of the metal stem toward the one end side. It is a feature.
このように、金属ステムの一部を押し潰したかしめ部としても、上記第1の特徴と同様の効果を得ることができる。 As described above, the same effect as that of the first feature can be obtained even when the caulked portion is formed by crushing a part of the metal stem.
また、本発明では、金属ステムに、該金属ステムの外周を一周する溝部(24a)と、該溝部内にリング状シール(24b)を備え、リング状シールがステム配置部の内壁面にて押し潰されることで、該リング状シールにより金属ステムとステム配置部の内壁面との間のシールが為されていることをことを第3の特徴としている。 In the present invention, the metal stem is provided with a groove portion (24a) that goes around the outer periphery of the metal stem, and a ring-shaped seal (24b) in the groove portion, and the ring-shaped seal is pushed on the inner wall surface of the stem placement portion. A third feature is that the ring-shaped seal provides a seal between the metal stem and the inner wall surface of the stem placement portion by being crushed.
このように、金属ステムの溝部内にリング状シールを配置しておくことで、金属ステムとステム配置部の内壁面との間をシールでき、圧力導入通路内に負圧が発生したときに金属ステムが圧力導入側に移動することを防止できる。なお、本特徴は、金属ステムをステム配置部に圧入により固定する場合に対しても適用できる。このように金属ステムをステム配置部に圧入することにより、第1の特徴と同様の効果を得つつ、リング状シールにより、負圧が発生したときに金属ステムが圧力導入側に移動することを防止することが可能となる。 Thus, by arranging the ring-shaped seal in the groove portion of the metal stem, it is possible to seal between the metal stem and the inner wall surface of the stem arrangement portion, and when a negative pressure is generated in the pressure introduction passage, the metal is sealed. The stem can be prevented from moving to the pressure introduction side. This feature can also be applied to the case where the metal stem is fixed to the stem placement portion by press fitting. By press-fitting the metal stem into the stem placement portion in this way, the same effect as the first feature is obtained, and the metal stem moves to the pressure introduction side when negative pressure is generated by the ring-shaped seal. It becomes possible to prevent.
また、本発明では、金属ステムは、その他端側が圧力導入通路の圧力導入側に位置するようにステム配置部内に挿入されていると共に、該金属ステムの他端側から一端側へ向かって押し付けられることにより、段部が座面に対して押し付けられシールされており、かつ、該金属ステムの他端側において、該金属ステムの他端とステム配置部とが溶接部(25)にて固定されていることを第4の特徴としている。 In the present invention, the metal stem is inserted into the stem arrangement portion so that the other end side is positioned on the pressure introduction side of the pressure introduction passage, and is pressed from the other end side of the metal stem toward the one end side. Thus, the stepped portion is pressed against the seating surface and sealed, and the other end of the metal stem and the stem placement portion are fixed by the welded portion (25) on the other end side of the metal stem. This is the fourth feature.
このように、金属ステムをステム配置部の壁面とを溶接部にて接合することによっても、金属ステムを圧力導入通路内に固定することができ、上記第1の特徴と同様の効果を得ることができる。 In this way, the metal stem can be fixed in the pressure introduction passage by joining the metal stem to the wall surface of the stem arrangement portion at the weld portion, and the same effect as the first feature can be obtained. Can do.
また、本発明では、金属ステムの外周面には凸部(29)が形成されており、金属ステムは、その他端側が圧力導入通路の圧力導入側に位置するようにステム配置部内に挿入されていると共に、該金属ステムの他端側から一端側へ向かって押し付けられることにより、段部が座面に対して押し付けられシールされており、該金属ステムをステム配置部に挿入する際に凸部にてステム配置部の内壁面を押し潰して形成した溝部(14b)に凸部が引っ掛かるように構成されていることを第5の特徴している。 Further, in the present invention, the convex portion (29) is formed on the outer peripheral surface of the metal stem, and the metal stem is inserted into the stem placement portion so that the other end side is located on the pressure introduction side of the pressure introduction passage. And the step is pressed against the seating surface by being pressed from the other end side of the metal stem toward the one end side, and the convex portion is inserted when the metal stem is inserted into the stem placement portion. The fifth feature is that the convex portion is caught in the groove portion (14b) formed by crushing the inner wall surface of the stem placement portion.
このように、金属ステムの外周面に凸部を形成しておき、金属ステムをステム配置部に挿入する際に凸部にてステム配置部の内壁面を押し潰して形成した溝部(14b)に凸部が引っ掛かるようにすることで、金属ステムを圧力導入通路内に固定することができ、上記第1の特徴と同様の効果を得ることができる。この場合、金属ステムは、ステム配置部に螺旋状に回転させられて挿入されると挿入し易くなる。 In this way, the convex portion is formed on the outer peripheral surface of the metal stem, and the groove (14b) formed by crushing the inner wall surface of the stem arranging portion with the convex portion when the metal stem is inserted into the stem arranging portion. By making the convex part catch, the metal stem can be fixed in the pressure introducing passage, and the same effect as the first feature can be obtained. In this case, the metal stem is easily inserted when the stem is rotated and inserted into the stem arrangement portion.
なお、ここでは、金属ステム側に凸部を形成した場合について説明したが、ステム配置部の内壁面には凸部を形成しても良い。 In addition, although the case where the convex part was formed in the metal stem side was demonstrated here, you may form a convex part in the inner wall surface of a stem arrangement | positioning part.
また、本発明では、金属ステムは、その他端側が圧力導入通路の圧力導入側に位置するようにステム配置部内に挿入され、該金属ステムの他端側から一端側へ向かって押し付けられることにより、段部が座面に対して押し付けられシールされていると共に、該金属ステムの開口部が押し広げられることで拡管されることで、ステム配置部に固定されていることを第6の特徴としている。 In the present invention, the metal stem is inserted into the stem arrangement portion so that the other end side is located on the pressure introduction side of the pressure introduction passage, and is pressed toward the one end side from the other end side of the metal stem, A sixth feature is that the step portion is pressed against the seating surface and sealed, and the opening portion of the metal stem is expanded by being expanded to be fixed to the stem arrangement portion. .
このように、金属ステムの開口部を拡管することによっても、金属ステムを圧力導入通路内に固定することができ、上記第1の特徴と同様の効果を得ることができる。 Thus, by expanding the opening of the metal stem, the metal stem can be fixed in the pressure introduction passage, and the same effect as the first feature can be obtained.
以上説明した本発明の各特徴において、金属ステムのうちダイアフラムが形成された一端側に、ダイアフラムの周囲を囲むように溝部(26)を形成することができる。 In each feature of the present invention described above, a groove (26) can be formed on one end side of the metal stem where the diaphragm is formed so as to surround the periphery of the diaphragm.
このような溝部を形成すると、金属ステムを圧力導入通路に組み付ける際の応力がダイアフラムに掛かることを低減することが可能となる。したがって、ダイアフラムに掛かる応力のばらつきをより小さくでき、より圧力検出の測定精度のばらつきを小さくすることが可能となる。 When such a groove is formed, it is possible to reduce the stress applied to the diaphragm when the metal stem is assembled to the pressure introduction passage. Therefore, the variation in stress applied to the diaphragm can be further reduced, and the variation in measurement accuracy of pressure detection can be further reduced.
同様に、金属ステムのうちダイアフラムが形成された一端側に、ダイアフラムの周囲を囲むように凸部(27)を形成しても良い。 Similarly, you may form a convex part (27) so that the circumference | surroundings of a diaphragm may be enclosed in the one end side in which the diaphragm was formed among metal stems.
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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1に本発明の実施形態に係る圧力センサ100の全体断面構成を示す。圧力センサ100は、自動車の燃料噴射系(例えばコモンレ−ル)における燃料パイプ(図示せず)に取り付けられ、この燃料パイプ内の圧力媒体としての燃料の圧力を検出するものである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an overall cross-sectional configuration of a
図1に示されるように、圧力センサ100には、ハウジング10が備えられている。このハウジング10は、上記燃料パイプに直接取り付けられるもので、その外周面には取付用のネジ11が形成されている。また、ハウジング10の内部には、圧力導入通路12が形成されている。圧力導入通路12は、ハウジング10が上記燃料パイプに取り付けられた状態で上記燃料パイプ内と連通し、一端側(図1中の下方側)から検出対象となる圧力媒体が導入されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、ハウジング10の材質としては、耐食性と高強度を合わせもつ炭素鋼(例えばS15C等)に耐食性を上げるZnめっきを施したものや、耐食性を有するXM7、SUS430、SUS304、SUS630等を採用することができる。
Here, as the material of the
ハウジング10の圧力導入通路12内には、中空段付円筒形状を成す金属ステム20が配置されている。金属ステム20は、一端側に薄肉状をなす圧力検出用のダイアフラム(本発明でいう検出部)21を有し、他端側にこのダイアフラム21へ圧力を導くための開口部22を有している。また、金属ステム20の外周面のうち軸方向の途中部位には、テーパ状に拡径した段部23が形成されている。
A
一方、上記ハウジング10の圧力導入通路12は、金属ステム20の外形に対応した形状を有する段付内孔として構成されており、その一端側(圧力導入側)の内径よりも他端側の内径の方が縮小されている。これにより、圧力導入通路12の内面において、金属ステム20の段部23に対応したテーパ形状の座面13が形成されている。
On the other hand, the
さらに、圧力導入通路12のうち座面13よりも圧力導入側において、金属ステム20の外径と同等の径とされ、かつ、圧力導入通路12における圧力導入側の内径よりも縮径されたステム配置部14が構成されている。ステム配置部14は、金属ステム20における段部23から開口部22の開口端までの長さよりも長くされており、このステム配置部14の内周部を押し潰したかしめ部15にて、金属ステム20がステム配置部14に固定されている。このかしめ部15にて金属ステム20をステム配置部14に固定するに際し、金属ステム20の段部23を座面13側に押し付ける力が作用するため、段部23が座面13側に向けて押し付けられた状態で金属ステム20がステム配置部14に固定される。
Further, the
このように、互いに密着する段部23と座面13とによりシール部Kを形成し、金属ステム20とハウジング10との間、具体的には金属ステム20の外周面と圧力導入通路12の内面の間をシールしている。そして、このシールは、金属ステム20の段部23が、ハウジング10における圧力導入通路12内の座面13に対して、金属ステム20の他端側から一端側へ向かって押し付けられることで為されている。このため、金属ステム20の外周面をハウジング10に押し付ける力、即ち段部23を座面13に押し付ける力の向きと、圧力が圧力導入通路12へ導入されたときに金属ステム20に加わる圧力の向きとが同じになる。そのため、印加圧力によって押し付け力が増加する構成となる。
In this way, the seal portion K is formed by the stepped
従って、金属ステム20の外周面(段部23)をハウジング10(座面13)に当接して押し付けることにより形成されたシール部Kの面圧が、圧力検出時には上昇することにより、当該シール部Kの面圧の低下を防止することができる。そして、検出する圧力が高くなるほど、シール部Kの面圧が上昇し、シール性が向上するという好ましい作用を発揮する。
Accordingly, the surface pressure of the seal portion K formed by abutting and pressing the outer peripheral surface (step portion 23) of the
また、金属ステム20のダイアフラム21の外面には、単結晶Si(シリコン)からなるセンサチップ30が、低融点ガラス40により接合されている。このセンサチップ30は、開口部22から金属ステム20内部に導入された圧力をダイアフラム21へ導き、当該圧力によってダイアフラム21が変形したときに発生する歪みを検出する歪みゲージとして機能するものである。
A
金属ステム20の材料には、超高圧を受けることから高強度であること、及び、Siからなるセンサチップ30を低融点ガラス40により接合するため低熱膨張係数であること等が求められる。具体的には、Fe、Ni、CoまたはFe、Niを主体とし、析出強化材料としてTi、Nb、Alまたは、Ti、Nbが加えられた材料を選定し、プレス、切削や冷間鍛造等により形成できる。
The material of the
また、ハウジング10における圧力導入通路12の他端側からは、金属ステム20のダイアフラム21が突出しており、このダイアフラム21の外周には、セラミック基板50がハウジング10に接着等により配設されている。該基板50には、センサチップ30の出力を増幅するアンプICチップや特性調整ICチップ等のICチップ52が接着剤にて固定されている。
Further, a
これらICチップ52は、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムの細線54によって、セラミック基板50の導体(配線部)と接続されている。また、コネクタターミナル60へ電気的接続するためのピン56が銀ろうにてセラミック基板50の上記導体と接合されている。
These IC chips 52 are connected to conductors (wiring portions) of the
コネクタターミナル60は、ターミナル62が樹脂64にインサート成形により構成されたアッシーである。ターミナル62とセラミック基板50とはピン56にレーザ溶接により接合されている。また、コネクタターミナル60は、コネクタケース70とハウジング10との間に固定保持され、ターミナル62は自動車のECU等へ配線部材を介して電気的に接続可能となっている。
The
コネクタケース70は、コネクタターミナル60の外形を成すもので、Oリング80を介して組付けられたハウジング10と一体化してパッケージを構成し、該パッケージ内部のセンサチップ30、各種IC、電気的接続部を湿気・機械的外力より保護するものである。コネクタケース70の材質は、加水分解性の高いPPS(ポリフェニレンサルファイド)等を採用できる。
The
かかる構成を有する圧力センサ100の組付方法について、図2を参照して説明する。図2は、上記図1に対応した断面にて、組付前の各部品の分解状態を示す図であり、基本的には、各部品が図2中の一点鎖線に沿って組み付けられるようになっている。
まず、センサチップ30が低融点ガラス40で接合されている状態の金属ステム20を、その一端側(ダイアフラム21側)から、ハウジング10の圧力導入通路12の一端側(圧力導入側)へ挿入する。そして、金属ステム20を圧力導入通路12におけるステム配置部14まで挿入したら、ステム配置部14のうち圧力導入側の端部14aをかしめ用の治具(図示せず)にて押し潰す。これにより、金属ステム20のテーパ状の段部23が圧力導入通路12内の座面13に押し付けられ、金属ステム20の段部23とハウジング10の座面13とが密着してシールされ、金属ステム20の外周面とハウジング10の圧力導入通路12の内壁面とのシール性が確保されると共に、図1に示したように金属ステム20がかしめ部15において保持され、負圧が発生したときに金属ステム20が圧力導入側に移動することを防止できる。
A method of assembling the
First, the
次に、ICチップ52及びピン56が搭載されたセラミック基板50を、接着剤等にて、ハウジング10における圧力導入通路12の他端側の部位に固定する。そして、ワイヤボンディングを行うことにより、センサチップ30とセラミック基板50の導体(配線部)とを上記細線54にて電気的に接続する。
Next, the
次に、コネクタターミナル60とピン56とをレーザ溶接(YAGレーザ溶接等)にて接合する。次に、Oリング80を介して、コネクタケース70をハウジング10に組み付け、ハウジング10の端部をかしめることにより、コネクタケース70とハウジング10とを固定する。こうして、上記図1に示す圧力センサ100が完成する。
Next, the
かかる圧力センサ100は、ハウジング10のネジ11を上記図示しない燃料パイプに形成されたネジ部に直接結合し取り付けることによって、該燃料パイプに接続固定される。そして、燃料パイプ内の燃料圧(圧力媒体)が、圧力導入通路12の一端側から導入され、金属ステム20の開口部22から金属ステム20の内部(中空部)へ導かれたときに、その圧力によってダイアフラム21が変形する。
The
このダイアフラム21の変形をセンサチップ30により電気信号に変換し、この信号をセンサの処理回路部を構成するセラミック基板50等にて処理し、圧力検出を行う。そして、検出された圧力(燃料圧)に基づいて、上記ECU等により燃料噴射制御がなされるのである。
The deformation of the
以上説明した本実施形態の圧力センサ100では、金属ステム20の段部23が、ハウジング10における圧力導入通路12内の座面13に対して、金属ステム20の他端側から一端側へ向かって押し付けられシールされている。そして、このように金属ステム20を座面13に対して押し付けることを、かしめ部15にてステム配置部14の端部14aを押し潰すことで行っている。
In the
したがって、本実施形態の圧力センサ100によれば、金属ステム20を圧力導入通路12に対してネジ締め固定を行う場合のように、シール部Kの面圧が大きくばらつくことを防止できる。これにより、圧力検出の測定精度がばらつくという問題を解消できると共に、金属ステム20の外周面やハウジング10の中空部内のネジ切り、さらには金属ステム20をネジ締めする際に用いる六角部などを無くすことが可能となる。
Therefore, according to the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100は、第1実施形態に対して金属ステム20の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、金属ステム20に関してのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The
図3は、本実施形態の圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。この図に示すように、金属ステム20の外周面には、この外周面を一周する溝部24aが形成されており、この溝部24a内にはOリング24bが配置されている。Oリング24bは、断面径が溝部24aの深さよりも大きく設定され、金属ステム20がハウジング10における圧力導入通路12内に配置されたときに、圧力導入通路12の内壁面により押し潰されるように構成されている。
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the
このような圧力センサ100は、第1実施形態のようにかしめ部15にて金属ステム20を圧力導入通路12内に固定されるのではなく、金属ステム20の外径がステム配置部14の内径よりも若干大きな設計とされ、金属ステム20自体がステム配置部14に圧入されることにより、金属ステム20がステム配置部14に固定される。この圧入により、段部23および座面13が接触し、これらの間のシールが為されると共に、圧入による保持力と圧入時に圧力導入通路12の内壁面にて押し潰されたOリング24bの復元力とにより、金属ステム20が圧力導入通路12から抜ける方向に移動することが防止されるようになっている。また、Oリング24bにて、金属ステム20とステム配置部14の内壁面との間がシールされることで、負圧が発生したときに金属ステム20が圧力導入側に移動することを防止できる。
In such a
このような構成の圧力センサ100によっても、第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
Even with the
なお、ここではOリング24bにて金属ステム20を圧力導入通路12に保持する場合について説明したが、第1、第2実施形態を組み合わせることもできる。図4は、このような組み合わせを実現した圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。すなわち、この図に示すように、第1実施形態に示したように金属ステム20をかしめ部15にて固定する構造と、第2実施形態に示したように金属ステム20をOリング24bにて保持する構造とを組み合わせることもできる。
Although the case where the
また、図3ではステム配置部14の端部14aを無くした構造を図示しないしているが、ステム配置部14の端部14aは有っても無くても良い。
Further, in FIG. 3, the structure in which the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100も、第1実施形態に対して金属ステム20の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、金属ステム20に関してのみ説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. The
図5は、本実施形態の圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。本実施形態では、金属ステム20を圧力導入通路12のステム配置部14へ圧入したのち、図5に示すように、金属ステム20の外周面のうち最も圧力導入側の端部とステム配置部14の壁面(圧力導入通路12の内壁面)とをレーザ等により溶接した溶接部25にて接合が為されている。
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the
このように、金属ステム20を圧力導入通路12の内壁面とを溶接部25にて接合することによっても、金属ステム20を圧力導入通路12内に固定することができ、第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
In this manner, the
なお、このような溶接を行う場合、金属ステム20の材質をハウジング10の材質と同じものにすると好ましい。
In addition, when performing such welding, it is preferable that the material of the
また、本実施形態の場合にも、圧力導入通路12におけるステム配置部14の端部14aは有っても無くても良いが、レーザ等による溶接の容易化を図るべく、圧力導入通路12におけるステム配置部14の端部14aが金属ステム20の外周面のうち最も圧力導入側の端部と位置が揃うように、端部14aの位置を設計すると好ましい。
Also in this embodiment, the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100も、第1実施形態に対して金属ステム20の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、金属ステム20に関してのみ説明する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. The
図6は、本実施形態の圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。図6に示すように、本実施形態では、金属ステム20のうちダイアフラム21の周囲を囲むように溝部26を形成している。そして、金属ステム20の固定は、金属ステム20を圧力導入通路12のステム配置部14に圧入することにより行っている。なお、金属ステム20をステム配置部14に圧入する際、金属ステム20を螺旋状に圧入すると、金属ステム20がステム配置部14に入り込み易くなるため、好ましい。
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the
このように、ダイアフラム21の周囲を囲むように溝部26を形成すると、金属ステム20を圧力導入通路12に組み付ける際の応力がダイアフラム21に掛かることを低減することが可能となる。したがって、ダイアフラム21に掛かる応力のばらつきをより小さくでき、より圧力検出の測定精度のばらつきを小さくすることが可能となる。
As described above, when the
なお、このようにダイアフラム21の周囲に溝部26を形成するという構造は、金属ステム20を圧力導入通路12に対して圧入する構造のみならず、上記第1〜第3実施形態のようなかしめ部15やOリング24bを用いた構造に対しても適用可能である。
The structure in which the
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100も、第1実施形態に対して金属ステム20の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、金属ステム20に関してのみ説明する。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described. The
図7は、本実施形態の圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。図7に示すように、本実施形態では、金属ステム20のうちダイアフラム21の周囲を囲むように凸部27を形成している。そして、金属ステム20の固定は、金属ステム20を圧力導入通路12のステム配置部14に圧入することにより行っている。
FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the
このように、ダイアフラム21の周囲を囲むように凸部27を形成すると、金属ステム20を圧力導入通路12に組み付ける際の応力がダイアフラム21に掛かることを低減することが可能となる。したがって、ダイアフラム21に掛かる応力のばらつきをより小さくでき、より圧力検出の測定精度のばらつきを小さくすることが可能となる。
Thus, if the
なお、このようにダイアフラム21の周囲に凸部27を形成するという構造は、金属ステム20を圧力導入通路12に対して圧入する構造のみならず、上記第1〜第3実施形態のようなかしめ部15やOリング24bを用いた構造に対しても適用可能である。
The structure in which the
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100は、第1実施形態に対して金属ステム20の固定構造を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、金属ステム20の固定構造に関してのみ説明する。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described. The
図8は、本実施形態の圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。上記第1実施形態では、ハウジング10における圧力導入通路12の内壁面、具体的にはステム配置部14の端部14aを押し潰すことでかしめ部15を構成しているが、本実施形態では、図8に示すように、金属ステム20のうちダイアフラム21の他端側を押し潰すことでかしめ部28を構成している。
FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the
このように、金属ステム20側を押し潰してかしめ部28を構成しても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Thus, even if it crushes the
なお、このように金属ステム20側にかしめ部28を形成する構造に関しても、上記第2実施形態の溝部24aおよびOリング24bを備える構造や、第4、第5実施形態のようにダイアフラム21の周囲を囲む溝部26や凸部27を形成する構造を採用することもできる。
In addition, regarding the structure in which the
(第7実施形態)
本発明の第7実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100は、第1実施形態に対して金属ステム20の固定構造を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、金属ステム20の固定構造に関してのみ説明する。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described. The
図9は、本実施形態の圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。図9に示すように、本実施形態では、圧力導入通路12内のステム配置部14の内壁面に形成された溝部14b内に、金属ステム20の段部23よりも圧力導入側に形成された凸部29が入り込んだ構造とされている。具体的には、金属ステム20側に予め凸部29を形成しておき、金属ステム20をステム配置部14に挿入する際に凸部29にてステム配置部14の内壁面を塑性変形させることでステム配置部14の内壁面に溝部14bが形成されるようにしている。この金属ステム20をステム配置部14に挿入するに際し、金属ステム20を軸方向に沿って挿入するだけでなく、周方向にも回転させるようにしており、凸部29が溝部14bの内壁に引っ掛かって金属ステム20の抜けが防止できるようになっている。
FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the
このような構成では、金属ステム20の段部23を圧力導入通路12の座面13と接触させることでシールを確保しつつ、ステム配置部14の内壁面に形成した溝部14bおよび金属ステム20に形成した凸部29にて、金属ステム20がステム配置部14に固定されるようにすることが可能となる。
In such a configuration, the stepped
なお、このような構造に対して、第4、第5実施形態のようにダイアフラム21の周囲を囲む溝部26や凸部27を形成する構造を採用することもできる。
In addition, the structure which forms the
また、ここでは金属ステム20側に凸部29を形成したが、ステム配置部14の内壁面から突出するような凸部を形成しても構わない。
Further, although the
(第8実施形態)
本発明の第8実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ100は、第1実施形態に対して金属ステム20の固定構造を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、金属ステム20の固定構造に関してのみ説明する。
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment of the present invention will be described. The
図10は、本実施形態の圧力センサ100における金属ステム20の近傍の拡大図である。上記第1実施形態では、ハウジング10における圧力導入通路12の内壁面、具体的にはステム配置部14の端部14aを押し潰すことでかしめ部15を構成しているが、本実施形態では、図10の矢印で示すように、金属ステム20内の開口部22を押し広げ、拡管することにより、かしめを行っている。つまり、金属ステム20の外周壁をかしめることにより行っている。
FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the
このように、金属ステム20の外周壁をかしめるようにしても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Thus, even if the outer peripheral wall of the
なお、このように金属ステム20側にかしめ部28を形成する構造に関しても、上記第2実施形態の溝部24aおよびOリング24bを備える構造や、第4、第5実施形態のようにダイアフラム21の周囲を囲む溝部26や凸部27を形成する構造を採用することもできる。
In addition, regarding the structure in which the
(他の実施形態)
なお、金属ステムに設けられる検出部としては、ダイアフラム以外にも、半導体よりなるダイアフラム式のチップや、圧電素子、歪みゲージ等、圧力に基づく信号を出力できるものならば、何でも良い。
(Other embodiments)
In addition to the diaphragm, the detection unit provided on the metal stem may be anything as long as it can output a signal based on pressure, such as a semiconductor chip, a piezoelectric element, a strain gauge, or the like.
また、本発明は、自動車の燃料噴射系の燃料の圧力を検出するもの以外にも、種々の圧力センサに適用可能であることは勿論である。 In addition, the present invention can be applied to various pressure sensors other than the one that detects the fuel pressure of the fuel injection system of the automobile.
10…ハウジング、12…圧力導入通路、13…座面、14…ステム配置部、14a…段部、14b…溝部、20…金属ステム、21…ダイアフラム、22…開口部、23…段部、24a…溝部、24b…Oリング、25…溶接部、26…溝部、27…凸部、28…かしめ部、29…凸部、30…センサチップ、60…コネクタターミナル、70…コネクタケース、100…圧力センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
一端側に圧力検出用のダイアフラム(21)を有し、他端側に前記ダイアフラムへ前記圧力を導くための開口部(22)を有するとともに、その外周面のうち軸方向の途中部位に段部(23)を有する中空段付筒状をなす金属ステム(20)とを備え、
前記圧力導入通路は、前記金属ステムが配置されるステム配置部(14)を有し、該ステム配置部において、前記金属ステムの外形に対応した形状を為すと共に、前記金属ステムの前記段部と対応する座面(13)が形成され、
前記金属ステムは、その他端側が前記圧力導入通路の圧力導入側に位置するように前記ステム配置部内に挿入されていると共に、該金属ステムの他端側において、該金属ステムの一部が押し潰されたかしめ部(28)にて、該金属ステムの他端側から一端側へ向かって押し付けられることにより、前記段部が前記座面に対して押し付けられシールされていることを特徴とする圧力センサ。 A housing (10) having a pressure introduction passage (12) whose one end side is a pressure introduction side into which a pressure measurement medium is introduced;
A diaphragm (21) for pressure detection is provided on one end side, an opening (22) for guiding the pressure to the diaphragm is provided on the other end side, and a step portion is provided at an intermediate position in the axial direction on the outer peripheral surface. A metal stem (20) having a hollow stepped cylindrical shape having (23),
The pressure introduction passage has a stem arrangement portion (14) in which the metal stem is arranged, and the stem arrangement portion has a shape corresponding to the outer shape of the metal stem, and the step portion of the metal stem and A corresponding seating surface (13) is formed,
The metal stem is inserted into the stem placement portion so that the other end side is located on the pressure introduction side of the pressure introduction passage, and a part of the metal stem is crushed on the other end side of the metal stem. The pressure is characterized in that the stepped portion is pressed against and sealed against the seating surface by being pressed from the other end side of the metal stem toward the one end side by the crimped portion (28). Sensor.
前記リング状シールが前記ステム配置部の内壁面にて押し潰されることで、該リング状シールにより前記金属ステムと前記ステム配置部の内壁面との間のシールが為されていることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 The metal stem is provided with a groove portion (24a) that goes around the outer periphery of the metal stem, and a ring-shaped seal (24b) is provided in the groove portion,
The ring-shaped seal is crushed by the inner wall surface of the stem arrangement portion, whereby the seal between the metal stem and the inner wall surface of the stem arrangement portion is made by the ring-shaped seal. The pressure sensor according to claim 1 .
The pressure sensor according to claim 1 or 2 , wherein a convex portion (27) is formed on one end side of the metal stem on which the diaphragm is formed so as to surround the diaphragm.
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