JPH11153502A - 圧力検出装置の固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化、低コストとなる圧力検出装置を提供
する。 【解決手段】 圧力検出素子２とステム１との間に緩衝
剤として機能する接着剤８を介在させて、圧力検出素子
２をステム１に固定したものを検出ブロック６とし、検
出ブロック６を被固定部材７の取付孔１３の圧入口７ａ
から圧入し、被固定部材７の圧入口７ａまたはその近傍
を塑性変形させて、検出ブロック６を被固定部材７に固
定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧力検出装置の固定
構造に関するものであり、特に、圧力検出装置の被固定
部材への固定に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体等の圧力検出を行うものとし
ては、図７に示すような構造の圧力検出装置が知られて
おり、例えば、ＵＳＰ ４，５６３，９０３号にその構
造が開示されている。

【０００３】このような構造の圧力検出装置を取付ブロ
ック等の被固定部材に固定する際には、圧力検出装置の
外周にシール用のリング部材を嵌め、リング部材により
圧力検出装置のシ−ル性を確保した状態で、圧力検出装
置とそれが固定される被固定部材はネジにより固定され
る方法が一般的にとられている。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の如くリング部材を用いてシール性を確保した状態で、
圧力検出装置と被固定部材とをネジにより固定する方法
では、圧力検出装置のリング部材を設ける場所にリング
部材の配設用に溝加工および圧力検出装置と被固定部材
の両方にネジ孔の加工が必要となり、コストアップに繋
がる。

【０００５】また、シール機能をもたせるためにリング
部材を用いた場合には異物の噛み込みが生じたり、圧力
検出装置を被固定部材に固定する際、かじり等によりシ
ール不良が発生する場合がある。更にはリング部材を取
り付ける溝を設ける場合にはネジ部のスペースの他にリ
ング部材取付け用の溝のスペースが必要となり、大型化
してしまうものとなる。

【０００６】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、構造が簡単で被固定部材に対してコ
ストアップせずに簡単に固定が可能な圧力検出装置を提
供することを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、圧力検出素子を検出ブロック
に緩衝剤を介在させて固定し、圧力検出素子が設けられ
た検出ブロックを被固定部材に設けられた取付孔に圧入
し、被固定部材の取付孔の圧入口またはその近傍を塑性
変形させて検出ブロックを固定した。

【０００８】上記の構成により、圧力検出素子と被固定
部材との間に緩衝剤が介在されているので、検出部ブロ
ックを被固定部材に圧入しても、圧入時に圧力検出素子
への歪等の影響が防止され、圧力検出装置の性能が劣化
することはない。圧入により被固定部材の取付孔の圧入
口またはその近傍を塑性変形させ、検出ブロックを固定
することで、シール性を確保した状態で検出ブロックを
固定することが可能となる。

【０００９】この場合、リング部材を使用しないので、
異物の噛み込み等によるシール不良が発生せず、リング
部材用の溝加工も必要なくなるため、被固定部材への構
造が簡単になり、低コスト化が可能となる。

【００１０】好ましくは、緩衝剤にシリコン系接着剤を
用いれば、安価かつより簡単に圧力検出素子の固定が可
能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は本発明の圧力検出装置１００の取付
けブロック等の被固定部材（ブロック等）７への固定構
造を示した図である。図２の（ａ）は図１に示す圧力検
出素子（以下、検出素子と称す）２の要所部分拡大図、
（ｂ）は検出素子２の圧力を受ける側（図１に示す検出
素子２の下側）に設けられた検出部２ａを示す。

【００１３】図１では検出ブロック６が被固定部材７に
固定されて、ポ−ト９の圧力を検出する圧力検出装置１
００の固定構造を示している。そこで、圧力検出装置１
００の検出ブロック６について説明を行う。ステム１は
ＳＵＳ３０４、鉄等を含んだ金属から成り、図１に示す
ように上下方向に貫通孔を有し、その貫通孔にはニッケ
ル、鉄等から成る導体のピン３が挿通されている。ステ
ム１とピン３が重合する部分はガラス溶着によりピン３
がステム１に固定されており、ステム１は図１に示す下
側の圧力を検出する側には段部を有する凹部１ａの空間
を有し、凹部１ａの底部１ｅに検出素子２がフロロシリ
コン系の柔らかく緩衝剤として機能する接着剤８によっ
て固定されている。この場合、フロロシリコン系の接着
剤を用いれば、安価かつ簡単方法で検出素子２のステム
１への固定が可能となる。

【００１４】尚、上記に示す緩衝剤は緩衝機能をもった
状態で検出素子２が固定されればよく、ここでは接着剤
８を示すがこれに限定されないものとする。

【００１５】次に、検出素子２について図２を参照して
説明すると、検出素子２は圧力を受ける側に検出部２ａ
を有し、ガラス等でできた台座２ｂに真空室２ｃが内部
形成されたシリコンチップ２ｄが台座２ｂと陽極接合に
より接合されている。シリコンチップ上にはブリッジ型
で構成される拡散抵抗（歪ゲージ）２ａａが（ｂ）図に
示されるように設けられており、真空室２が形成される
ことでシリコンチップ２ｄの歪みゲージが配設される位
置が薄肉となって変位し易くなっている。各歪ゲージ２
ａａからは各々の電極パッド２ａｂに電気的にパターン
接続され、電極パッド２ａｂからはワイヤボンディング
により接続されたピン３により、圧力検出装置１００の
外部に信号が伝達される構成になっている。

【００１６】検出素子２が配置される凹部１ａは金属製
のダイアフラム４が接合面１ｂで、凹部１ａにシリコン
オイル等のシリコンオイル系の非腐蝕性の液体５が封入
された状態でリング部材１２と共に溶接されている。

【００１７】これは、ステム１の凹部１ａに液体５を満
たした状態でダイアフラム４を溶接により封入し、ピン
３および検出素子２が組付けられたステム１に対してサ
ブアッシー化されたステム１を得るようにしたものであ
る。このようにサブアッシー化されたステム１の凹部１
ａを上方に向けた状態で、凹部１ａに液体５を接合面１
ｂの上まで満たし、金属製のダイアフラム４を液体５の
中に浸して接合面１ｂの上に置く。その後、ダイアフラ
ム４がステム１の接合面１ｂに設置された後、接合面１
ｂに一致するように環状のリング部材１２を置き、プロ
ジェクション溶接を行って検出ブロック６を得る。

【００１８】上記の如くステム１の中に検出素子２を固
定し、ダイアフラム４により液体５がステム１の凹部１
ａに封入されたものを検出ブロック６と呼び、検出ブロ
ック６のポート９を有する被固定部材７へ固定構造につ
いて図３および図４を参照して説明する。尚、検出素子
２が設けられているブロックであれば、検出ブロック６
と呼ぶことが可能である。

【００１９】被固定部材７は図３に示されるようにポー
ト９および、ポート９に連通する取付孔（以下、孔と称
す）１５を有し、孔１５の途中には段部１５ａが存在
し、大径部１５ｂと小径１５ｃを有している。孔１５の
小径部１５ｃの径は圧力検出装置１００の検出ブロック
６のテーパ面６ａの最大外径よりも小さくし、被固定部
材７は硬度の柔らかい材質（例えば、アルミニウム等）
とし、ステム１は被固定部材７よりも硬度の高い材質
（例えば、ステンレス等）とする。

【００２０】このような条件の基で、検出ブロック６を
被固定部材７の孔１５の中に圧入を行い、この圧入によ
り検出ブロック６のテーパ面６ａは被固定部材７の小径
部１５ｃよりも若干大径となっている。このために、検
出ブロック６の方が被固定部材７よりも固いことから、
ステム１の移動により検出ブロック６のテーパ面６ａが
被固定部材７の小径部１５ｃを変形させてつつ検出ブロ
ック６が被固定部材７に圧入される（図４参照）。圧入
された状態ではリング部材１２は被固定部材７の孔１５
の底部１５ｄに当接し、被固定部材７の大径部１５ｂは
検出ブロック６のテーパ面６ａの最外周の径と一致する
が、テーパ面６ａにより小径部１５ｃが塑性変形するの
で、小径部１５ｃの塑性変形によりシール機能が働くも
のとなる。その後、検出ブロック６の図４に示す上部の
テーパ状になった固定面６ａに対し、その外周近傍の被
固定部材７の孔１５の圧入口７ａまたはその端部をかし
め、図１に示す状態にする。このように、被固定部材７
の孔１５の端部７ａを塑性変形させることにより、ポー
ト９に圧力が作用し、検出素子２でその圧力を検出する
状態にしたときでも、検出ブロック６が被固定部材７か
らの抜けが防止されるものとなる。

【００２１】上記のような固定構造にすることで、圧力
検出素子２と被固定部材７との間には緩衝剤となる接着
剤８が介在されているために、検出部ブロック６を被固
定部材７に圧入しても、圧入時に圧力検出素子２への歪
等の影響が緩衝機能をもった接着剤８により防止され、
歪等の影響で圧力検出装置１００の性能が劣化すること
はない。また、被固定部材７に対して検出ブロック６の
材質を固くし、被固定部材７を塑性変形させることによ
り、確実にシール性を確保することが可能となる。

【００２２】この場合、検出ブロック６と被固定部材７
とのシール性を確保するため、従来の如くリング部材を
使用しないので、異物の噛み込み等によるシール不良が
発生しないものとなる。また、リング部材用の溝加工も
必要なくなるため、被固定部材への構造が簡単になり、
低コスト化が可能となる。

【００２３】次に、図５を参照して別の実施例について
説明する。ここでは圧力検出装置１００の検出ブロック
６の構造は基本的に上記に示した構成と同じものとし、
相違点についてのみ説明するものとする。

【００２４】図５の第２実施形態に示されるように、検
出ブロック６の外周に圧入方向でテーパ状となった突起
１８と段差１７を設けると共に、被固定部材７の側には
ポート９の測定圧入に必要な寸法の孔１５を設け、クリ
ンチングと称される方法により検出ブロック６の被固定
部材７への圧入と固定を同時に行うことも可能であり、
このような固定構造とすることで簡単に固定が行える。
この方法では、検出ブロック６を被固定部材７の孔１５
の上方に配置させ、上から荷重をかけると、段差１７に
よって押された被固定部材７の当接部分が突起１８の上
にかぶる形となり、これによって圧力検出装置５は被固
定部材７に固定されるものとなる。この方法では検出ブ
ロック６の材質を被固定部材７の材質より固い材質を用
いて、圧入と固定を1 つの工程でできるために、簡単な
固定が可能となる。

【００２５】次に、図６を参照して第３実施形態につい
て説明する。この方法でも圧力検出装置１００の検出ブ
ロック６の構造は基本的に同じであるが、この方法は検
出ブロック６を被固定部材７の孔１５に圧入後に内周に
テーパ面１１ａを有するリング部材１１を検出ブロック
６の上方にセットし、リング部材１１の上方より荷重を
かけ、テーパ面１１ａを変形させて固定する方法であ
る。このリング部材１１は定格圧力、及び過大圧力に対
して耐圧を確保する必要がある為、高強度な材料を用い
るようにする。

【００２６】従って、上記のような固定構造をとれば、
圧力検出装置１００の耐圧強度を維持しつつ、圧力検出
装置を従来よりも小型化でき、取り付けのスペースを小
さくすることができる。また、各部品の小型化が可能と
なり、低コスト化につながる圧力検出装置１００が提供
されるものとなる。

【００２７】

【効果】本発明によれば、圧力検出素子と検出ブロック
との間に緩衝剤が介在されているので、検出部ブロック
を被固定部材に圧入しても、圧入時に圧力検出素子への
歪等の影響が防止され、圧力検出装置の性能が劣化する
ことはない。また、この場合、被固定部材の取付孔の圧
入口またはその近傍を塑性変形させることにより、シー
ル性を確保した状態で検出ブロックを被固定部材に固定
することが可能となる。この場合、リング部材を使用し
ないので、異物の噛み込み等によるシール不良が発生せ
ず、リング部材用の溝加工も必要なくなるため、被固定
部材への構造が簡単になり、低コスト化が可能となる。

【００２８】好ましくは、緩衝剤にシリコン系接着剤を
用いれば、安価かつより簡単に圧力検出素子の固定が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態における圧力検出装置
の固定構造を示した図である。

【図２】 （ａ）は図１に示す検出素子の要所部分拡大
図であり、（ｂ）は検出素子の検出部を示した図であ
る。

【図３】 本発明の第１実施形態における圧力検出装置
の検出ブロックの圧入前の状態を示した図である。

【図４】 本発明の第１実施形態における圧力検出装置
の検出ブロックの圧入後の状態を示した図である。

【図５】 本発明の第２実施形態における圧力検出装置
の固定構造を示した図である。

【図６】 本発明の第３実施形態における圧力検出装置
の固定構造を示した図である。

【図７】 従来の圧力検出装置の固定構造を示した図で
ある。

【符号の説明】

１ ステム ２ 圧力検出素子（検出素子） ４ ダイアフラム ５ 液体 ６ 検出ブロック ７ 被固定部材 ７ａ 圧入口 ８ 接着剤（緩衝剤） ９ ポート １５ 取付孔（孔）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 織 田 幸 久 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力検出素子が設けられた検出ブロック
   をポートを有する被固定部材に対して固定する圧力検出
   装置の固定構造において、 前記圧力検出素子を前記検出ブロックに緩衝剤を介在さ
   せて固定し、前記圧力検出素子が設けられた前記検出ブ
   ロックを前記被固定部材に設けられた取付孔に圧入し、
   前記被固定部材の取付孔の圧入口またはその近傍で塑性
   変形させて前記検出ブロックを固定したことを特徴とす
   る圧力検出装置の固定構造。
2. 【請求項２】 前記緩衝剤はシリコン系接着剤である請
   求項１に記載の圧力検出装置。