JPH0445062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ケーシング及び少なくとも２つのダ
イアフラムを備えたセンサであつて、ダイアフラ
ムが液体で満された容積を取囲んでおり、１つの
ダイアフラムが孔を備えており、カニユーレが前
記１つのダイアフラムの孔の縁部に液密に結合さ
れている形式のものに関する。この場合、カニユ
ーレは細長い小管を意味する。

従来の技術 前記形式のセンサは特に圧力センサとして用い
られ、この場合ダイアフラム間の圧力伝達が液力
的に非圧縮性の液体を用いてい行われる。簡単な
圧力センサにおいてはもつぱら一方のダイアフラ
ムが媒体に触れて、その圧力を測定するものであ
るのに対して、他方のダイアフラムは媒体から離
され測定ダイアフラムを形成している。両方のダ
イアフラムが異なる横断面で構成されており、こ
れによつて力変換作用若しくは距離変換作用が得
られる。差圧力センサにおいては差を測定しよう
とする両方の圧力がそれぞれ一方のダイアフラム
に作用する。

この種の公知の圧力センサにおいては、液体の
注入はケーシング内に設けられた注入通路を介し
て行われ、この注入通路は注入の後に球対体びね
じを用いてエキスパンダシール
（Expanderdichtung）若しくは類似の形式によつ
て閉じられる。このような手段は高価でかつ多く
の場合使用不可能であり、特に注入箇所がダイア
フラム間の最も高い油レベルよりも高い位置にあ
らねばならない。液体の注入はケーシングの外側
から、すなわち圧力センサをねじ込み、プレスば
め若しくは別の形式で取付ける箇所から行われね
ばならず、このような箇所は組立てた状態ではも
はや得られない。さらに、注入通路を設けた箇所
は測定媒体と接続しており、従つて注入通路若し
くはその閉鎖部が腐食せしめられる。多くの場
合、圧力センサのケーシングに側方の通路を取付
けること若しくは空気封入のおそれなく液体を注
入できるように注入通路を配置することは不可能
である。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、冒頭に述べた形式のセンサを
改善して、困難な組込み条件下でも申し分なく接
近しかつ空気の封入のおそれなしに液体を簡単に
注入できるようにすることである。

問題点を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明の手段では、
カニユーレが力伝達部材若しくは距離伝達部材と
してダイアフラムと力センサ若しくは距離センサ
とを接続するために用いられている。

発明の効果 本発明のセンサにおいては、公知の圧力センサ
と原理的に異なつて、液体を注入するための機構
がケーシングではなく、１つのダイアフラムに取
付けられている。これは、特にカニユーレを機械
的に負荷されることのほとんどないダイアフラム
の中央区分に取付ける場合、ダイアフラムの機能
及び剛性をそこなうことなしに可能である。簡単
な圧力センサにおいて、カニユーレが有利には測
定媒体と接触することのないダイアフラムに取付
けられており、その結果カニユーレは圧力センサ
の測定媒体と逆の接近しやすい側に位置し、腐食
に対して保護されている。本発明に基づく液体を
注入する機構は、ケーシングの機械的な加工及び
費用のかかる閉鎖部材を必要としないので極めて
簡単かつ安価である。重要な利点として油注入箇
所が原理的に油室の最も高い点の上側に位置して
いる。さらに付加的な利点として力若しくは距離
伝達を行う部材がカニユーレとして用いられる。

本発明の有利な実施態様が特許請求の範囲第２
項以下に記載してある。

実施例 図面に示す圧力センサ１０のケーシングはねじ
込み片１１として構成されている。ねじ込み片１
１の下側の円筒状の部分は、おねじ１２を備えて
いて、このおねじを以つて容器の壁のねじ孔内に
ねじ込まれる。容器内には測定媒体が入つてお
り、この測定媒体の圧力が圧力センサによつて測
定される。ねじ込み片１１の上側の部分はねじス
パナを装着するための六角部１３として構成され
ている。

ねじ込み片１１には軸線方向で貫通する中心の
切欠き１４が形成されている。切欠き１４は直径
の異なる３つの区分１５，１６，１７から成つて
いる。上側の区分１５は円筒上状に平滑な周壁を
備えかつ上側の端面からねじ込み片１１の高さの
３分の１よりも長い距離にわたつて、ひいては六
角部１３の高さ半分よりも長い距離にわたつて延
びている。上側の区分１５に続く中央の円筒状の
区分１６はいくらか大きな直径を有しており、従
つて区分１５と１６との間にリング状の肩部１８
が生じている。区分１６の周壁はめねじ１９を備
えている。区分１６は区分１５よりもわずかに長
い軸線方向の距離にわたつて延びて、従つてほぼ
おねじ１２の半分の高さまで達している。ねじ込
み片１１の下側の端面まで達する下側の区分１７
はほかの各区分１５，１６よりも著しく小さな軸
線方向の距離しか有していないが、区分１６より
も著しく大きな直径を有しており、従つて両方の
区分１６，１７間にはリング状の比較的幅広い肩
部２０が形成されている。

中央の区分１６のめねじ１９にはそう入体２１
がねじ込まれている。そう入体２１はほぼ切欠き
１４の区分１６と１７とを占めて、切欠き１４か
ら成る貫通孔を圧密に閉鎖している。そう入体２
１はほぼねじソケツト２２とこのねじソケツト２
２内にねじ込まれた油受容部２３から成つてい
る。ねじソケツト２２は円筒形の周壁２４と直径
方向の分離像２５とを有しており、分離壁２５は
ねじソケツトの中空の内室を等しくない２つの区
分に分割している。分離壁２５にはねじソケツト
２２の軸線に対して同心的に中心の孔２６が形成
されている。さらに分離壁２５の下面には孔２６
に対して同心的に扁平円筒形の切欠き２７が形成
されている。切欠き２７は中央に円筒形の凹状２
８を有している。切欠き２７の直径は分離壁２５
の下側の縁部の周囲を環状に延びるわずかな幅の
リング状の肩部２９が形成される程度の大きさで
ある。ねじソケツト２２の周壁２４の、肩部２９
から下方へ延びる内面はめねじ３０を備えてい
る。周壁２４の外面は全高さにわたつてねじ込み
片の区分１６のめねじ１９にねじ込み可能なおね
じ３１を備えている。

油受容部２３はほぼ、波形の２つのダイアフラ
ム３２，３３とその間に配置された中間部材３４
から成つている。中間部材３４は内実な金属部分
であり、この金属部分は直径の異なる円筒形の２
つの区分３５，３６（第２図）を有している。中
間部材３４の円筒形の下側の区分３５は周面及び
高さを中央の切欠き１４の下側の区分１７に適合
されている。上方に続く直径の小さい円筒形の区
分３６はおねじ３７を有しており、このおねじが
ねじソケツト２２のめねじ３０内にねじ込み可能
である。

中間部材３４の、容器の内部に向かう下側の端
面には扁平な切欠き３８が形成されている。波形
のダイアフラム３２は扁平な切欠き３８内に配置
されかつ圧密に切欠きの縁部で中間部材３４に溶
着されている。切欠き３８は波形のダイアフラム
３２の形に合わされており、その結果ダイアフラ
ム３２と扁平な切欠き３８の底部との間にすべて
の筒所で狭い中間室３９が形成される。

中間部材３４のねじソケツト２２に向いた端面
の周囲にリング状の狭い肩部４０が形成されてい
る。この肩部４０はねじソケツトの肩部２９に相
対し、扁平な円筒形の切欠き４１を取囲んでい
る。切欠き４１の中央には円筒形の凹所４２が形
成されている。この凹所４２はねじソケツトの凹
所２８に相対し、凹所２８とほぼ同じ直径を有し
ている。中間部材３４の中央には中間部材を貫通
する通路４３が形成されており、この通路は中間
部材の下側の扁平な切欠き３８と上側の凹所４２
とを接続している。

波形のダイアフラム３３の縁部はねじソケツト
２２の肩部２９と中間部材３４の肩部４０との間
に位置し、ねじソケツト中間部材との相互のねじ
込みによつて圧密に締込まれている。ダイアフラ
ム３３の波形部分は扁平な切欠き２７と４１とに
よつて形成された中空室内に位置しており、中空
室はダイアフラムの行程運動を受容するために十
分に大きく規定されている。切欠き２７及び４１
は、中間部材３４の下側の切欠き３８の場合のよ
うに、ダイアフラム３３の形に適合させられてよ
い。いずれの場合にも、ダイアフラム３３と扁平
な切欠き４１の底部との間にはもつぱら狭い中間
室４４が形成されている。この中間室４４は軸線
方向の通路４３を介して中間部材３４の下側の中
間室の３９に接続されている。

ダイアフラム３３の中央には円形の孔４５が形
成されており、この孔にカニユーレ４６が差はめ
られている。カニユーレ４６は金属小管によつて
形成されており、金属小管の下側の端部にはプレ
ート状のつば４７が一体成形されている。つば４
７は、組立てた状態では中間部材３４の凹所４２
内に位置し、凹所４２をほぼ満たしており、その
結果凹所４２の壁とプレート状のつば４７との間
に狭い中間室４８が形成される。つば４７の上側
はダイアフラム３３の内側の平らなリング状の区
分、いわゆる“アイ”の下側に接着されている。
上方からカニユーレ４６を通して押込まれたリン
グ４９がダイアフラム３４の逆の側に接着されて
いる。リング４９は組込まれた状態では分離壁２
５の凹所２８によつて受容される。著しく狭いは
め合いでダイアフラム３３の孔４５内にかん合す
るカニユーレ４６は、その表面の精密な加工に関
連してダイアフラム３３に極めて確実にかつ十分
に圧密に取付けられる。つば４７とこれに対向す
るリング４９とによつてダイアフラムの中央の区
分、いわゆる“アイ”は補強され、もはやダイア
フラムの弾性的な部分に属さない。

カニユーレ４６は分離壁２５の孔２６によつて
案内され、圧力センサ１０の組込まれた状態（第
１図）でねじソケツト２２を越えて中央の切欠き
１４の上側の区分１５内に突入する長さである。
カニユーレ４６の上側の端部は押しつぶしによつ
て圧密に閉じられている。

両方のダイアフラム３２，３３、中間部材３４
及びカニユーレ４６によつて閉じられた容積は非
圧縮性の液体５０で完全に満されている。液体５
０は両方のダイアフラム３２，３３間の圧力伝達
に役立つ。ダイアフラム３２は容器内に存在する
測定媒体と接触し、その圧力を検出する。測定媒
体からダイアフラム３２に生ぜしめられる圧力は
液体５０によつてダイアフラム３３に伝達され
る。ダイアフラム３３はカニユーレ４６を介して
力センサ若しくは距離センサ（図示せず）に接続
されており、力センサ若しくは距離センサはダイ
アフラム３３に生じる力著しくはダイアフラムの
変位に比例する信号を発生させる。従つて、この
信号は容器内に作用する圧力を示している。

液体５０は、そう入体２１を完全に組み立てた
後に始めて注入される。この注入は空気を封入し
ないよう行われねばならない。これは、注入管及
び力若しくは距離伝達部材（押棒）の２重の機能
を生ぜしめるカニユーレによつて可能になる。

実施例として示した圧力センサの組立ては特に
簡単かつ安価に行われる。まず、両方のダイアフ
ラム・構成ユニツトが準備される。ダイアフラム
３２が中間部材３４内にはめ込まれ、ダイアフラ
ム３２の縁部が扁平な切欠き３８の周囲に溶着さ
れる。上側の端部をまだ開いているカニユーレ４
６がダイアフラム３３の孔４５を通して差込ま
れ、次いでつば４７及びリング４９がダイアフラ
ム３３と接着される。次いで、カニユーレ４６が
分離壁２５の孔２６を通して、ダイアフラム３３
の縁部を肩部に当接させるまで差込まれる。続い
て、中間部材３４がおねじ３７を以つてねじソケ
ツト２２のめねじ３０内にねじ込まれ、これによ
つてダイアフラム３３の縁部が肩部２９と４０と
の間に圧密に緊定される。次いで、液体５０がカ
ニユーレ４６の上側の開いた端部から、中間室３
９，４４，４８、軸線方向の通路４３及びカニユ
ーレ４６の中空の内部によつて形成された容積を
完全に満すまで注入される。これは真空下で行わ
れる。まず、そう入体２１がカニユーレ４６の開
いた端部を上方に、すなわち取囲まれた容積の最
も高い場所に位置させるように、特殊な装置に保
持される。次いで、装置が真空にされ、液体が注
入される。液体がカニユーレ４６の上側の端部に
達すると、装置の閉じられていた室が開かれ、カ
ニユーレ４６が圧接に閉じられる。これは、図面
に示すように押しつぶしによつて行われるか、若
しくははんだ付け、溶接、接着又は閉鎖栓の差込
みによつて行われる。

前述のようにして形成されたそう入体２１は、
最終的におねじ３１を以つてねじ込み片１１内に
ねじ込まれ、これによつて圧力センサ１０が完成
され、第１図に示す最終的な形を取る。

カニユーレ４６は圧力センサの保護された筒所
に位置していて、測定液体に触れることなく、従
つて腐食作用を有する媒体の圧力の測定に圧力セ
ンサを使用する場合にも腐食の危険にさらされな
い。

本発明はもちろん種々の形式で実施される。カ
ニユーレ４６が接着の代りに適当な形式で、例え
ばはんだ付け又は溶接などによつてダイアフラム
３３に取付けられる。

力若しくは距離伝達部材としてカニユーレ４６
の使用は有利であるが、測定値（力若しくは距
離）の伝達を別の形式で行う場合にはカニユーレ
を注入管として設けるとよい。

圧力センサの図示の構造は、もちろんケーシン
グの形及び用いられるダイアフラムの数に無関係
である。図示の構造は、例えば２つより多いダイ
アフラムを閉じられた容積内の液体と接触させる
差圧力センサにも用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は
第１図の実施例の組立て前の縦断面図である。 １０……圧力センサ、１１……ねじ込み片、１
２……おねじ、１３……六角部、１４……切欠
き、１５，１６及び１７……区分、１８……肩
部、１９……めねじ、２０……肩部、２１……そ
う入体、２２……ねじソケツト、２３……油受容
部、２４……周壁、２５……分離壁、２６……
孔、２７……切欠き、２８……凹所、２９……肩
部、３０……めねじ、３１……おねじ、３２及び
３３……ダイアフラム、３４……中間部材、３５
及び３６……区分、３７……おねじ、３８……切
欠き、３９……中間室、４０……肩部、４１……
切欠き、４２……凹所、４３……通路、４４……
中間室、４３５…孔、４６……カニユーレ、４７
……つば、４８……中間室、４９……リング、５
０……液体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケーシング及び少なくとも２つのダイアフラ
   ムを備えたセンサであつて、ダイアフラムが液体
   で満たされた容積を取囲んでおり、１つのダイア
   フラムが孔を備えており、カニユーレが前記１つ
   のダイアフラムの孔の縁部に液密に結合されてい
   る形式のものにおいて、カニユーレ４６が力伝達
   部材若しくは距離伝達部材としてダイアフラム３
   ３と力センサ若しくは距離センサとを接続するた
   めに用いられていることを特徴とするセンサ。 ２ 前記１つのダイアフラム３３の孔４５が該ダ
   イアフラム３３の中央区分に形成されている特許
   請求の範囲第１項記載のセンサ。 ３ カニユーレ４６が金属小管によつて構成され
   ている特許請求の第１項又は第２項記載のセン
   サ。 ４ カニユーレ４６がリング状のつば４７を有し
   ており、リング状のつばが前記１つのダイアフラ
   ム３３に液密に結合されている特許請求の範囲第
   １項から第３項までのいずれか１項記載のセン
   サ。 ５ 前記１つのダイアフラム３３の、つば４７と
   逆の側でカニユーレ４６に差しはめられたリング
   ４９が該ダイアフラム３３と液密に結合されてい
   る特許請求の範囲第４項記載のセンサ。 ６ カニユーレ４６が接着、はんだ付け若しくは
   溶接によつて前記１つのダイアフラム３３と結合
   されている特許請求の範囲第１項から第５項のま
   でのいずれか１項記載のセンサ。 ７ カニユーレ４６が押しつぶし、はんだ付け若
   しくは溶接によつて閉じられている特許請求の範
   囲第１項から第６項のまでのいずれか１項記載の
   センサ。 ８ ケーシングが容器壁のねじ孔内にねじ込むた
   めのねじを備えたねじ込み片１１として構成され
   ており、ねじ込み片１１が軸線方向に貫通する中
   心の切欠き１４を有しており、両方のダイアフラ
   ム３２，３３の縁部がそう入体２１内で固定され
   ており、そう入体がねじ込み片の中心の切欠き１
   ４の一部分に配置されており、カニユーレ４６が
   ねじ込み片の中心の切欠き１４の別の部分内へ突
   出している特許請求の第１項から第７項までのい
   ずれか１項記載のセンサ。 ９ 両方のダイアフラム３２，３３が１つの中間
   部材３４の両側に配置されており、中間部材が扁
   平な切欠き３８，４１を有しており、これらの扁
   平な切欠き内でそれぞれダイアフラム３２，３３
   が狭い中間室３９，４４を形成した状態で圧密に
   固定されており、両方の切欠き３８，４１が通路
   ４３によつて互いに接続されている特許請求の範
   囲第８項記載のセンサ。 １０ 少なくとも１つのダイアフラム３２がその
   縁部に沿つて中間部材３４に溶接されている特許
   請求の範囲第９項記載のセンサ。 １１ そう入体２１がねじソケツト２２を有して
   おり、このねじソケツト内に中間部材３４がねじ
   込まれており、容器と反対側のダイアフラムの縁
   部が中間部材３４とねじソケツト２２との間に緊
   定されている特許請求の範囲第９項又は第１０項
   記載のセンサ。 １２ ねじソケツト２２がねじ込み片１１内にね
   じ込まれている特許請求の範囲第１１項記載のセ
   ンサ。