JPH0650271B2 - 圧力検知装置 - Google Patents
圧力検知装置Info
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- JPH0650271B2 JPH0650271B2 JP61049981A JP4998186A JPH0650271B2 JP H0650271 B2 JPH0650271 B2 JP H0650271B2 JP 61049981 A JP61049981 A JP 61049981A JP 4998186 A JP4998186 A JP 4998186A JP H0650271 B2 JPH0650271 B2 JP H0650271B2
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- Japan
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- pressure
- pressure sensor
- sensor element
- pipe
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば空気調和機や冷凍機等の圧力流体回路に
取付け，その流体圧力を検出する圧力検知装置に関する
ものである。
取付け，その流体圧力を検出する圧力検知装置に関する
ものである。
従来この種の圧力検知装置は機器・配管の保護するため
の圧力・温度等の制御に非常に数多く使用されている。
の圧力・温度等の制御に非常に数多く使用されている。
例えば第５図は実開昭60−7131号公報に開示された従来
の空気調和機に使用されている冷媒回路を示したもの
で，コンプレツサ(1)，コンデンサ(2)，リキツドタンク
(4)，膨張弁（キヤピラリーチユーブ）(5)，およびエバ
ポレータ(3)を順次配管接続して構成され，同サイクル
内を冷媒が循環流通することにより冷房するものであ
る。又，冷媒サイクル中には冷媒の外に潤滑油が入れら
れており，冷媒量が減少してくると潤滑油が十分コンプ
レツサ(1)に戻されない為コンプレツサ(1)が損焼する場
合が考えられ，この保護の為コンプレツサ(1)とエバポ
レータ(3)の間に圧力検知装置(6)を設けている。
の空気調和機に使用されている冷媒回路を示したもの
で，コンプレツサ(1)，コンデンサ(2)，リキツドタンク
(4)，膨張弁（キヤピラリーチユーブ）(5)，およびエバ
ポレータ(3)を順次配管接続して構成され，同サイクル
内を冷媒が循環流通することにより冷房するものであ
る。又，冷媒サイクル中には冷媒の外に潤滑油が入れら
れており，冷媒量が減少してくると潤滑油が十分コンプ
レツサ(1)に戻されない為コンプレツサ(1)が損焼する場
合が考えられ，この保護の為コンプレツサ(1)とエバポ
レータ(3)の間に圧力検知装置(6)を設けている。
第６図は上記圧力検知装置(6)の従来例を示したもの
で，検知装置本体(9)内にプラス電源(19)に接続する第
１接点(10)を固定状態で設け，一方内部に検知用冷媒(1
1)を封入し，感温部(12)にて冷媒サイクル内の温度を感
知して膨張するダイヤフラム(13)上に検知装置本体(9)
をマイナス電源とする第２接点(18)を上記第１接点(10)
と接離可能な状態で設け，冷媒サイクル内を循環する冷
媒量が減少して，エバポレータ(3)とコンプレツサ(1)と
の間の冷媒温度が上昇し過熱度が一定値を超えると圧力
が上昇して，ダイヤフラム(13)が膨張して第２接点(18)
を第１接点(10)に近ずけ，且つ接触させてＯＮとし，冷
媒量の不足を電気信号として取出し冷媒量の不足状態を
知らせ，コンプレツサ(1)を停止させて冷媒サイクルの
安全を図るようにしている。
で，検知装置本体(9)内にプラス電源(19)に接続する第
１接点(10)を固定状態で設け，一方内部に検知用冷媒(1
1)を封入し，感温部(12)にて冷媒サイクル内の温度を感
知して膨張するダイヤフラム(13)上に検知装置本体(9)
をマイナス電源とする第２接点(18)を上記第１接点(10)
と接離可能な状態で設け，冷媒サイクル内を循環する冷
媒量が減少して，エバポレータ(3)とコンプレツサ(1)と
の間の冷媒温度が上昇し過熱度が一定値を超えると圧力
が上昇して，ダイヤフラム(13)が膨張して第２接点(18)
を第１接点(10)に近ずけ，且つ接触させてＯＮとし，冷
媒量の不足を電気信号として取出し冷媒量の不足状態を
知らせ，コンプレツサ(1)を停止させて冷媒サイクルの
安全を図るようにしている。
しかしながらこのような従来の圧力検知装置にあつて
は，冷媒量の不足と過熱度との相対関係により設定値を
定めているが，実際には外気温の影響により変化し外気
温が高いと早めに検知装置がＯＮとなり，その一方外気
温が低ければ遅めにＯＮとなり正確さに欠けて実際の状
態は非常に把握しにくく，冷媒を過封入してしまう場合
があつた。又，この圧力検知装置を組込んだ空調機等の
家庭電力配線等に設置される場合は，大地に電気的グラ
ンド接続された流体配管と圧力スイツチの出力信号のグ
ランド（基準点）が共通接続される為，雷サージ等によ
る圧力スイツチの後段の電子処理回路の破壊を防止する
ことが出来ない等の問題点があつた。
は，冷媒量の不足と過熱度との相対関係により設定値を
定めているが，実際には外気温の影響により変化し外気
温が高いと早めに検知装置がＯＮとなり，その一方外気
温が低ければ遅めにＯＮとなり正確さに欠けて実際の状
態は非常に把握しにくく，冷媒を過封入してしまう場合
があつた。又，この圧力検知装置を組込んだ空調機等の
家庭電力配線等に設置される場合は，大地に電気的グラ
ンド接続された流体配管と圧力スイツチの出力信号のグ
ランド（基準点）が共通接続される為，雷サージ等によ
る圧力スイツチの後段の電子処理回路の破壊を防止する
ことが出来ない等の問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので，第４図の如く圧力と出力の関係が直線的で任
意の圧力を電気的に容易に取出すことにより，外気温の
変化に応じ緻密に温度コントロールしたり，又，上記の
如く流体回路，機器の安全保護のためコンプレツサを停
止させたりするため，半導体圧力センサーを利用しての
特に高圧回路にも適用し，且つ雷サージ等による電子回
路の破壊を防止するための電気的絶縁介在物を設けパツ
ケージングした圧力検知装置を得ることを目的とする。
たもので，第４図の如く圧力と出力の関係が直線的で任
意の圧力を電気的に容易に取出すことにより，外気温の
変化に応じ緻密に温度コントロールしたり，又，上記の
如く流体回路，機器の安全保護のためコンプレツサを停
止させたりするため，半導体圧力センサーを利用しての
特に高圧回路にも適用し，且つ雷サージ等による電子回
路の破壊を防止するための電気的絶縁介在物を設けパツ
ケージングした圧力検知装置を得ることを目的とする。
この発明に係る圧力センサーは半導体単結晶の歪による
ピエゾ抵抗効果に基き電気信号に変換して流体の圧力を
測定する，いわゆる半導体圧力センサーを利用し，配管
接続する為のパイプの一部に開口部を有する円筒状カバ
ーに，これに内接する円筒状ケースを挿入し，更に当ケ
ースと絶縁する為のガラス等の電気的絶縁介在物を気密
保持するように設け，前記半導体圧力センサーの圧力導
入パイプ先端部とリードパイプ先端部とを基板をはさみ
込んで気密接合し，前記半導体圧力センサーを包囲して
円筒状カバーとし，そして内接する円筒状ケースとを端
面部で気密接合し，高圧回路にも適用し得るパツケージ
ングをした圧力検知装置を得ることにより問題点解決の
手段とするものである。
ピエゾ抵抗効果に基き電気信号に変換して流体の圧力を
測定する，いわゆる半導体圧力センサーを利用し，配管
接続する為のパイプの一部に開口部を有する円筒状カバ
ーに，これに内接する円筒状ケースを挿入し，更に当ケ
ースと絶縁する為のガラス等の電気的絶縁介在物を気密
保持するように設け，前記半導体圧力センサーの圧力導
入パイプ先端部とリードパイプ先端部とを基板をはさみ
込んで気密接合し，前記半導体圧力センサーを包囲して
円筒状カバーとし，そして内接する円筒状ケースとを端
面部で気密接合し，高圧回路にも適用し得るパツケージ
ングをした圧力検知装置を得ることにより問題点解決の
手段とするものである。
圧力検知装置は配管途中に接合され，配管内の圧力は円
筒状カバーの底中央部の開口部から，半導体圧力センサ
ーの圧力導入パイプを通り，内部にセツトしたダイヤフ
ラム，半導体結晶に歪を与え，歪によるピエゾ抵抗効果
に基き，流体の圧力との相対的電気信号を直線的に発生
させる。
筒状カバーの底中央部の開口部から，半導体圧力センサ
ーの圧力導入パイプを通り，内部にセツトしたダイヤフ
ラム，半導体結晶に歪を与え，歪によるピエゾ抵抗効果
に基き，流体の圧力との相対的電気信号を直線的に発生
させる。
ここで前記電気的絶縁を必要とする意味を追記する。
第３図に半導体圧力センサーを示したが，図中圧力導入
管部(29)は鉄ニツケル等の導電体であり，台座(43)は例
えばシリコン材であり，ダイヤフラム(44)に電気的導電
性を有する。つまり半導体圧力センサーはその素子構成
上，電気入出力端子リード(33)と圧力導入管(29)とはダ
イヤフラムのＰＮ接合から台座を通じ電気的接続された
状態となり，電気入出力端子リード(33)から圧力導入管
(29)に順方向にダイオードが接続されているのと等価で
ある。よつて前記圧力導入管(29)及びキヤツプ(39)は流
体配管と電気的絶縁を行なわないと半導体圧力センサー
(31)の電気信号処理回路より電流リークを生じる，又雷
サージ等により破壊される。これを防ぐため，どうして
も電気的絶縁を要するのである。
管部(29)は鉄ニツケル等の導電体であり，台座(43)は例
えばシリコン材であり，ダイヤフラム(44)に電気的導電
性を有する。つまり半導体圧力センサーはその素子構成
上，電気入出力端子リード(33)と圧力導入管(29)とはダ
イヤフラムのＰＮ接合から台座を通じ電気的接続された
状態となり，電気入出力端子リード(33)から圧力導入管
(29)に順方向にダイオードが接続されているのと等価で
ある。よつて前記圧力導入管(29)及びキヤツプ(39)は流
体配管と電気的絶縁を行なわないと半導体圧力センサー
(31)の電気信号処理回路より電流リークを生じる，又雷
サージ等により破壊される。これを防ぐため，どうして
も電気的絶縁を要するのである。
以下，本発明の実施例を図面について説明する。第１図
は本発明の実施例を示す図であり，第１図において(34)
は配管接続するための接続孔(27)・(28)を有するパイプ
で，そのパイプ(34)の一部に圧力導入のための開口部を
有する円筒状カバー(26)を設け，当カバー(26)に内接す
る円筒状ケース(23)を挿入し，更に当ケース(23)の底中
央部にはリードパイプ(25)を包囲してガラス等の電気的
絶縁介在物(30)を気密保持が出来る状態で設けられ，前
記リードパイプ(25)と半導体圧力センサー(31)の圧力導
入パイプ(29)の先端部を，ケース(23)と基板(20)を中央
にはさみ込んで接合部(35)で気密溶接し，更にケース(2
3)とカバー(26)とを端面(21)で気密溶接する。ケース(2
3)と絶縁介在物(30)とはフレーム(36)を介して抵抗溶接
等で気密接合されており，又，基板(20)に取付けられた
例えば増巾回路の如く電子部品，あるいはリード線(3
2)，半導体圧力センサー(31)は振動，結露等の悪環境条
件から守るため絶縁充填物(22)で固定する。
は本発明の実施例を示す図であり，第１図において(34)
は配管接続するための接続孔(27)・(28)を有するパイプ
で，そのパイプ(34)の一部に圧力導入のための開口部を
有する円筒状カバー(26)を設け，当カバー(26)に内接す
る円筒状ケース(23)を挿入し，更に当ケース(23)の底中
央部にはリードパイプ(25)を包囲してガラス等の電気的
絶縁介在物(30)を気密保持が出来る状態で設けられ，前
記リードパイプ(25)と半導体圧力センサー(31)の圧力導
入パイプ(29)の先端部を，ケース(23)と基板(20)を中央
にはさみ込んで接合部(35)で気密溶接し，更にケース(2
3)とカバー(26)とを端面(21)で気密溶接する。ケース(2
3)と絶縁介在物(30)とはフレーム(36)を介して抵抗溶接
等で気密接合されており，又，基板(20)に取付けられた
例えば増巾回路の如く電子部品，あるいはリード線(3
2)，半導体圧力センサー(31)は振動，結露等の悪環境条
件から守るため絶縁充填物(22)で固定する。
この様に構成された圧力検知装置は，冷媒配管回路の一
部に接続されると配管内の圧力は，円筒状のカバー(26)
の底部中央に設けた開口部(24)から，半導体圧力センサ
ー(31)の圧力導入パイプ(29)に導びかれ，半導体圧力セ
ンサー(31)の内部にセツトされた第３図のようなダイヤ
フラム(44)に伝達される。円筒状のケース(23)の底中央
部にはガラス等の電気的絶縁介在物(30)で気密保持した
リードパイプ(25)およびフレーム(36)を電気抵抗溶接等
で気密接合し，更に前記圧力導入パイプ(29)とリードパ
イプ(25)および円筒状カバー(26)とケース(23)のそれぞ
れ溶接部(21)・(35)で気密接合し圧力が外部に漏洩しな
いようになつている。圧力を受けたダイヤフラム(44)は
歪を発生し，ピエゾ抵抗効果に基き第４図に示すように
圧力と相対的に電気信号を発生せしめる。この様にパツ
ケージングした圧力センサーは冷媒サイクル中に冷媒量
が不足すると第５図に示す如くエバポレータ(3)を出た
冷媒が飽和時の圧力に比較し過熱され十分低圧にならな
い点に着目し，冷媒回路に取付けられ冷媒量不足状態を
知らせ，コンプレツサ(1)を停止させて冷媒サイクルの
安全を図るような場合に使用される。
部に接続されると配管内の圧力は，円筒状のカバー(26)
の底部中央に設けた開口部(24)から，半導体圧力センサ
ー(31)の圧力導入パイプ(29)に導びかれ，半導体圧力セ
ンサー(31)の内部にセツトされた第３図のようなダイヤ
フラム(44)に伝達される。円筒状のケース(23)の底中央
部にはガラス等の電気的絶縁介在物(30)で気密保持した
リードパイプ(25)およびフレーム(36)を電気抵抗溶接等
で気密接合し，更に前記圧力導入パイプ(29)とリードパ
イプ(25)および円筒状カバー(26)とケース(23)のそれぞ
れ溶接部(21)・(35)で気密接合し圧力が外部に漏洩しな
いようになつている。圧力を受けたダイヤフラム(44)は
歪を発生し，ピエゾ抵抗効果に基き第４図に示すように
圧力と相対的に電気信号を発生せしめる。この様にパツ
ケージングした圧力センサーは冷媒サイクル中に冷媒量
が不足すると第５図に示す如くエバポレータ(3)を出た
冷媒が飽和時の圧力に比較し過熱され十分低圧にならな
い点に着目し，冷媒回路に取付けられ冷媒量不足状態を
知らせ，コンプレツサ(1)を停止させて冷媒サイクルの
安全を図るような場合に使用される。
又，このような圧力検知装置の使用により外気温の高・
低いずれの場合にあつても，外気温で補正した相対的電
気出力を得ることで容易に冷媒量不足状態等を知り，且
つ制御することが可能である。
低いずれの場合にあつても，外気温で補正した相対的電
気出力を得ることで容易に冷媒量不足状態等を知り，且
つ制御することが可能である。
なお，上記実施例では接続孔(27)，(28)を設けた配管用
接続の為のパイプ(34)に円筒上カバー(26)を設け，これ
にパツケージングしたものを示したが，これは第２図の
実施例の如く，円筒上カバー(26)の底中央部に，キヤピ
ラリチユーブ(37)を接合し，このキヤピラリチユーブ(3
7)をフレアナツト(38)等で圧力配管の圧力取出し部に接
続し，更に電気的信号を冷媒量の過不足の外，電子制御
膨張弁の如くアクチエータ等を使用し，冷房能力をコン
トロールするようにしても同様な効果を奏する。
接続の為のパイプ(34)に円筒上カバー(26)を設け，これ
にパツケージングしたものを示したが，これは第２図の
実施例の如く，円筒上カバー(26)の底中央部に，キヤピ
ラリチユーブ(37)を接合し，このキヤピラリチユーブ(3
7)をフレアナツト(38)等で圧力配管の圧力取出し部に接
続し，更に電気的信号を冷媒量の過不足の外，電子制御
膨張弁の如くアクチエータ等を使用し，冷房能力をコン
トロールするようにしても同様な効果を奏する。
この発明は以上のように構成されており、絶縁介在物を
ケースにフレームを介して気密接合して一つの部品にし
ておき、それに別途加工したカバーを外周包囲してケー
スとカバーの上部端面を気密接合するようにしたので、
組立てが容易にでき、耐衝撃性が向上し、また、圧力セ
ンサー素子自体パッケージングされているので扱い易
く、極めて小型で安価な高圧仕様の圧力検知装置を容易
に提供することが可能となり、また配管への組付け時の
圧力センサー素子への熱的影響が小さくでき、雷サージ
等による電子部品の破壊を防止できるという格別の効果
を得る。
ケースにフレームを介して気密接合して一つの部品にし
ておき、それに別途加工したカバーを外周包囲してケー
スとカバーの上部端面を気密接合するようにしたので、
組立てが容易にでき、耐衝撃性が向上し、また、圧力セ
ンサー素子自体パッケージングされているので扱い易
く、極めて小型で安価な高圧仕様の圧力検知装置を容易
に提供することが可能となり、また配管への組付け時の
圧力センサー素子への熱的影響が小さくでき、雷サージ
等による電子部品の破壊を防止できるという格別の効果
を得る。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す圧力検知装
置の断面図，第３図は半導体圧力センサーの一実施例の
断面図，第４図は半導体圧力センサーの圧力−出力特性
図，第５図は冷媒サイクルの概要説明図，第６図は従来
の圧力検知装置の断面図である。 図において，(20)は基板，(23)はケース，(26)はカバ
ー，(30)は絶縁介在物，(31)は半導体圧力センサー，(3
2)はリード線，(33)はリード，(34)はパイプ，(36)はフ
レーム，(37)はキヤピラリチユーブ，(38)はフレアナツ
ト，(39)はキヤツプ，(40)はベースである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
置の断面図，第３図は半導体圧力センサーの一実施例の
断面図，第４図は半導体圧力センサーの圧力−出力特性
図，第５図は冷媒サイクルの概要説明図，第６図は従来
の圧力検知装置の断面図である。 図において，(20)は基板，(23)はケース，(26)はカバ
ー，(30)は絶縁介在物，(31)は半導体圧力センサー，(3
2)はリード線，(33)はリード，(34)はパイプ，(36)はフ
レーム，(37)はキヤピラリチユーブ，(38)はフレアナツ
ト，(39)はキヤツプ，(40)はベースである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体材料からなるシリコン等によるダイ
ヤフラムを有することにより圧力を電気信号に変換する
圧力センサー素子と、この圧力センサー素子の圧力導入
管部が挿入されるリードパイプを包囲して圧力気密を保
持し電気的絶縁を行なう絶縁介在物と、この絶縁介在物
をフレームを介してあるいは直接底部に気密接合し、前
記圧力センサー素子を外周包囲する円筒状ケースと、こ
のケースを外周包囲し、上部開口部端面で前記ケースの
上部開口部端面と気密接合するとともに、底部開口部は
流体配管に気密接合される円筒状カバーと、を具備した
ことを特徴とする圧力検知装置。 - 【請求項２】前記絶縁介在物による気密接合部と前記圧
力センサー素子の中間に、前記圧力センサー素子の電気
的出力信号の接続の為の基板を前記圧力センサー素子導
入部分をくり抜きはさみ込んで構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の圧力検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049981A JPH0650271B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 圧力検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049981A JPH0650271B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 圧力検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207923A JPS62207923A (ja) | 1987-09-12 |
| JPH0650271B2 true JPH0650271B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=12846192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61049981A Expired - Lifetime JPH0650271B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 圧力検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650271B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08105808A (ja) * | 1994-10-05 | 1996-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
| US7270010B2 (en) * | 2004-08-27 | 2007-09-18 | Ashcroft-Nagano, Inc. | System and method for pressure measurement |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5543415A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-27 | Hitachi Ltd | Semiconductor pressure converter |
| JPS58211616A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-09 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体式圧力センサ |
-
1986
- 1986-03-07 JP JP61049981A patent/JPH0650271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62207923A (ja) | 1987-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |