JPH0723256U - 静電容量式圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、平面度の良好な金属薄板３を簡単
な工法で得ることができる具体的な構造を提案し、静電
容量式圧力検出装置の実用化をめざすものである。 【構成】 本考案の静電容量式圧力検出装置は、凹状の
ハウジング１２の上面に、金属薄板３を載置してその外
周部を鍔１３と気密溶接してなる圧力容器１１の上面
に、電極８，８’を備えたダイヤフラム６とこれと対抗
する位置に電極９を備えた支持部材７を低融点ガラス１
０を介して一体化した圧力検出器５を配置し、前記圧力
容器１１と圧力検出器をかしめ固定した静電容量式圧力
検出装置であって、前記圧力容器１１の一部として構成
された金属薄板３の全周を径方向に引張り、金属薄板３
の中央部の凹凸３ａを伸ばして平坦な面に成形したもの
である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧力によるダイヤフラムの変位を静電容量の変化として検出する静 電容量式圧力検出装置に係り、特に圧力流体の密閉性の向上を図るために、ダイ ヤフラム下面に設けた金属薄板３の初期たわみや溶接時の変形を平坦な面に修正 できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】

本件出願人は、この種の静電容量式圧力検出装置として、圧力媒体の密閉性の 向上をはかるために、図３で示す構成の装置を実願平４−３５１６３１号にて出 願している。この装置を簡単に説明すると、１は、内部に圧力を導入しても変形 やたわみを生じない金属製のハウジングで、当該ハウジング１の下端には圧力導 入口２が開けられると共に、その上方に圧力導入室４が設けられている。 また、ハウジング１内部の圧力導入室４の上側には、０．０３〜０．０５ｍｍ の金属薄板３がハウジング１の肩部に全周溶接などの手段により張り付けられて いる。 ５は、ダイヤフラム６のたわみ変位に応じた静電容量を出力する圧力検出器で あり、アルミナセラミック材からなるダイヤフラム６と、ダイヤフラム６より厚 い支持部材７の外周部を電極の微小間隔が保たれるようにして低融点ガラス１０ にて接合して一体化した構造であり、互いに向かい合ったそれぞれの表面に電極 ８，８’と９を印刷などにより形成し、電極間８，８’と９間に静電容量のコン デンサを形成するようにしたものである。

【０００３】 このように構成される圧力検出器５は、そのダイヤフラム６下面に前記金属薄 板３が当接するように置かれ、圧力検出器５の上面をハウジング１の側面よりか しめることでハウジング１に固定されている。 この装置において、圧力導入口２から圧力導入室４に導かれた圧力は、前記金 属薄板３を介して圧力検出器５のダイヤフラム６を変位させ、圧力に応じた静電 容量が出力される。 この出力は、電子回路に接続ピンやリード線などの接続手段（図示せず）を介 して接続され、圧力に応じた電圧信号が出力される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記した静電容量式圧力検出装置を具体的に実現するためには、金属薄板３を ハウジング１に溶接する時に、金属薄板の凹凸３ａ状の変形を防止して、金属薄 板３とダイヤフラム６面が全面密着状態になるようにする固定する必要がある。 即ち、金属薄板が図３の二点鎖線で示すように変形し凹凸３ａ状になっていた とすると、これをそのままダイヤフラム６に押し当て固定すれば、ダイヤフラム ６と金属薄板３の間に空気層の隙間ができ、圧力がこの隙間に閉じこめられた空 気のためにダイヤフラム６に正確に伝達できなくなり、測定値に不感領域ができ たり、感度低下やヒステリシスが発生するなど、種々の性能劣化の原因になって いた。また、圧力が加わる毎に金属薄板の凹凸３ａ部で大きく屈曲して疲労破壊 をおこし、耐久性が悪化するなどの問題があった。 そこで本考案では、平面度の良好な金属薄板３を簡単な工法で得ることができ る具体的な構造を提案し、前記の静電容量式圧力検出装置の実用化をめざすもの である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の静電容量式圧力検出装置は、下面中央に圧力導入口２を備え上面外周 部に鍔１３を形成した凹状のハウジング１２の上面に、金属薄板３を載置してそ の外周部を鍔１３と気密溶接して張り付けてなる圧力容器１１の上面に、上面に 電極８，８’を備えたダイヤフラム６とこれと対抗する位置に電極９を備えた支 持部材７を低融点ガラス１０を介して一体化した圧力検出器５を配置し、前記圧 力容器１１と圧力検出器５の外周部をブラケット１４にてかしめ固定した静電容 量式圧力検出装置であって、 前記圧力容器１１は、金属薄板３を鍔１３の先端外周部において溶接して取り 付けた後、鍔１３の外周部を下側に塑性曲げをすることにより金属薄板３の全周 を径方向に引張り、金属薄板の中央部の凹凸３ａを伸ばして平坦な面に成形した ことを特徴とするものである。

【０００６】

【実施例】

本考案の実施例について図を参照して説明する。 図１は本考案の静電容量式圧力検出器の断面図である。図１において、５は圧力 検出器で、電極８，８’および９を印刷して設けたアルミナセラミックからなる ダイヤフラム６と支持部材７から構成されるが、図４で示した従来品と同じ構造 のため、説明は省略する。 １２は、下面中央に圧力導入口２を備えると共にその上方に圧力導入室４を形成 してなる鋼性を有する凹状のハウジングであり、該凹状のハウジング１２の上面 外周部には鍔１３が設けられている。 １１は、凹状のハウジング１２とこのハウジングの鍔１３の外周部に気密溶接さ れる金属薄板３とからなる圧力容器であり、該圧力容器１１は、前記金属薄板３ の平面度を得るために図２で示すように、金属薄板３を鍔１３の先端部で溶接後 、鍔１３の全周をわずかに下側に塑性曲げをすることにより金属薄板３を径方向 に引張り、二点鎖線で図示する初期たわみや溶接時の変形などによる凹凸３ａを 伸ばして平坦な面を形成させている。

【０００７】 そして、圧力検出器５のダイヤフラム６上面に圧力容器５の金属薄板３を重ね て載置し、圧力容器１１と圧力検出器５を収容するブラケット１４の上部の爪１ ５を折曲げてかしめ固定し、圧力検出器５と圧力容器１１が組立てられている。 なお、かしめの時の衝撃や、かしめ後のゆるみを防止するために、圧力容器１ １とブラケット１４の間に、必要に応じて適宜、板ばね１６を挟みこんでもよい 。

【０００８】

【作用】

上記のように構成された本考案の作動について説明すると、圧力導入口２から 圧力容器１１内に導かれる圧力流体は図１で示すように金属薄板３を介し、金属 薄板３に当接した圧力検出器５のダイヤフラム６をたわませ変位させる。この圧 力検出器５の出力は、電子回路（図示せず）に入力され、圧力に応じた電圧信号 が出力される。 なお、金属薄板３は０．０３〜０．０５ｍｍと極めて薄いものであるから、ダ イヤフラム６に比較してたわみ易くダイヤフラム６に圧力をそのまま伝達するこ とができる。 また、前記のように、金属薄板３をハウジングの溶接後に鍔１３と共に下側に 折り曲げて半径方向に引っ張ることにより、金属薄板に生じた凹凸３ａを無くし ているので、金属薄板３とダイヤフラム６が密着し、圧力容器１１内の圧力を正 確にダイヤフラム６に伝えることができる。 このようにしてダイヤフラム６が変位すると、ダイヤフラム６の中央部表面に 印刷した電極８，８’と、ダイヤフラム６と向かい合った支持部材７表面の電極 ９との間隔が狭くなり、圧力に比例した静電容量が出力され、電子回路で電圧の 信号に変換される。

【０００９】

【考案の効果】

本考案の静電容量式圧力検出装置によると、金属薄板３が組み付けられた凹状 ハウジングの鍔１３部を下方に折曲げるという簡単な方法で圧力容器１１に張り 付けた金属薄板３の平坦度を確保することができ、この金属薄板３とダイヤフラ ム６を密着固定させ得るため、圧力容器内１１の圧力を、そのままダイヤフラム ６に伝達することができ、安価に、高精度な静電容量式圧力検出装置を提供する ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る静電容量式圧力検出装置の断面
図。

【図２】 本考案に係る静電容量式圧力検出装置におけ
る、圧力容器の加工状態を示す断面図。

【図３】 従来の静電容量式圧力検出装置の断面図。

【符号の説明】

１ ハウジング。 ２ 圧力導入口。 ３ 金属
薄板。３ａ 凹凸。 ４ 圧力導入室。
５ 圧力検出器。６ ダイヤフラム。 ７ 支持部材。
１１ 圧力容器。１２ ハウジング。 １３
鍔。 １４ ブラケット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 下面中央に圧力導入口２を備え上面外周
   部に鍔１３を形成した凹状のハウジング１２の上面に、
   金属薄板３を載置してその外周部を鍔１３と気密溶接し
   て張り付けてなる圧力容器１１の上面に、上面に電極
   ８，８’を備えたダイヤフラム６とこれと対抗する位置
   に電極９を備えた支持部材７を低融点ガラス１０を介し
   て一体化した圧力検出器５を配置し、前記圧力容器１１
   と圧力検出器５の外周部をブラケット１４にてかしめ固
   定した静電容量式圧力検出装置であって、 前記圧力容器１１は、金属薄板３を鍔１３の先端外周部
   において溶接して取り付けた後、鍔１３の外周部を下側
   に塑性曲げをすることにより金属薄板３の全周を径方向
   に引張り、金属薄板３の中央部の凹凸３ａを伸ばして平
   坦な面に成形したことを特徴とする静電容量式圧力検出
   装置。