JPS6182133A - センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って、ダイアフラムが液体で満さ
れた容積を取囲んでいる形式のものに関する。

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
液体を用いて行われる。簡単な圧力センサにおいてはも
っば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
によって力変遺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
力がそれぞ几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体及びねじを用いてエキスパン
ダシール （Ｋｘｐａｎｄｅ　ｒｄｉ　ｃｈｔｕｎｇ）若しくは類
似の形式によって閉じられる。このような手段は高訓で
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
式で奴付ける箇所から行われねば−ならず、このような
箇所は組立てだ状態ではもはや得られない。さらに、注
入通路を設けた一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、液体を注
入するために１つのダイアフラムが孔を備えており、カ
ニニーレが孔の縁部に液密に結合さ几ている。

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
に異なって、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、特にカニューし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
記載しである。

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１
１として構成されている。ねじ込み片１１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
って容器の壁のねじ孔内にねじ込まれる。容器内には測
定媒体が入っており、この測定媒体の圧力が圧力センサ
によって測定される。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１
４が形成されている。切欠き１４は直径の異なる６つの
区分１５，１３．１７から成っている。上側の区分１５
は円筒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って、
ひいては六角部１３の高さの半分よりも長い距離にわた
って延びている。上側の区分１５に続く中央の円筒状の
区分１３はいくらか大きな直径を有しており、従って区
分１５と１３との間にリング状の肩部１８が生じている
。区分１３の周壁はめねじ１９を備えている。区分１３
は区分１５よりもわずかに長い軸線方向の距離にわたっ
て延びて、従ってほぼおねじ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１５．１３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１３よりも
著しく大きな直径を有しており、従って両方の区分１３
．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１３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１４０区分１３
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２１はほぼねじソケット２２とこのねじソケッ
ト２２内にねじ込まれた油受容部２３から成っている。

ねじソケット２２は円筒形の周壁２４と直径方向の分離
壁２５とを有しており、分離壁２５はねじソケットの中
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にはねじソケット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、鰯千円筒形の切欠き２γ
が形成されている。切欠き２γは中央に円筒形の凹所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。ねじソケット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ってねじ込み片の
区分１３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から成っている
。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３４０円筒形の下側の区分３
５は周面及び高さを中央の切欠き１４の下側の区分１γ
に適合させられている６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
じソケット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箇所で挟い中間室３９が形
成される。

中間部材３４のねじソケット２２に向いた端面の周囲に
リング状の挟い肩部４０が形成されている。この肩部４
０はねじソケットの肩部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
ケットの凹所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の縁部はねじソケット２２の肩
部２９と中間部材３４の肩部４０との間に位置し、ねじ
ソケットと中間部材との相互のねじ込みによって圧密に
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
とによって形成された中空室内に位置しており、第空室
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２Ｔ及び４１は、中間部材３４の下側の切欠き３
８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っばら挟い中間
室４４が形成されている。

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は金属小管によって形成されており、金属
小管の下側の端部にはグレート状のつば４γが一体成形
されている。つば４７は、組立てた状態では中間部材３
４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
に挟い中間室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４
９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２５の凹所２８によ
って受容される。著しく挟いはめ合いでダイアフラム３
３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
Ｋ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とによっ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によって案内され
、圧力センサ１０の組込まれた状態（第１図）でねじソ
ケット２２を趨えて中央の切欠き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
は押しつぶしによって圧密（（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によって閉じられた容積は非圧縮性の液体５
０で完全に満されている。

液体５０は両方の・ｌ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ｌイ
アフラム３２に生ぜしめられる圧力は液体５０によって
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を介してカセンサ若しくは距離センサ（図
示せず）に接続されており、カゼンサ若しくは距離セン
サはダイアフラム３３に生じる力若しくはダイアクラム
の変位に比例する信号な発生させる。従って、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５０は、そう入体２１を完全に組
込んだ場合に始めて注入される。この注入は空気を封入
しないように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って可能になる。

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
ットが準備される。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４６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２
５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を以ってねじソケット２２のめねじ３０内（（
ねじ込まれ、これによってダイアフラム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
３９．４４．４８、軸線方向の通路４３及びカニユーレ
４６の中空の内部によっ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ｎ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が圧密に閉じられる。これは、図面に示すよ
うに押しつぶしによって行われるか、若しくははんだ付
け、溶接、接着又は閉鎖栓の差込みによって行われる。

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を以ってねじ込み片１１内にねじ込まれ、こ
れによって圧力センサ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箇所に位置し
ていて、測定媒体に触れることなく、従って腐食作用を
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ってダイアフラム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。

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
   えたセンサであって、ダイアフラムが液体で満された容
   積を取囲んでいる形式のものにおいて、液体（５０）を
   注入するために１つのダイアフラム（３３）が孔（４５
   ）を備えており、カニユーレ（４６）が孔（４５）の縁
   部に液密に結合されていることを特徴とするセンサ。 ２、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（３３）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特許請求の
   範囲第１項記載のセンサ。 ３、孔（４５）がダイアフラム（３３）の中央区分に形
   成されている特許請求の範囲第１項又は第２項記載のセ
   ンサ。 ４、カニユーレ（４６）が金属小管によって構成されて
   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、カニユーレ（４６）がリング状のつば（４７）を有
   しており、つばがダイアフラム（３３）に密接に結合さ
   れている特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
   か１項記載のセンサ。 ６、ダイアフラム（３３）の、つば（４７）と逆の側で
   カニユーレ（４６）に差はめられたリング（４９）がダ
   イアフラム（３３）と密接に結合されている特許請求の
   範囲第５項記載のセンサ。 ７、カニユーレ（４６）が接着、はんだ付け若しくは溶
   接によってダイアフラム（３３）と結合されている特許
   請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の
   センサ。 ８、カニユーレ（４６）が押しつぶし、はんだ付け若し
   くは溶接によって閉じられている特許請求の範囲第１項
   から第７項までのいずれか１項記載のセンサ。 ９、ケーシングが容器壁のねじ孔内にねじ込むためのね
   じ（１２）を備えたねじ込み片（１１）として構成され
   ている特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
   １項記載のセンサ。 １０、両方のダイアフラム（３２、３３）が扁平な切欠
   き（３８、４１）を有する中間部材 （３４）の両側に配置されており、各切欠き内にそれぞ
   れダイアフラム（３２、３３）が挟い中間室（３９、４
   ４）を形成するように圧密に固定されており、両方の切
   欠き（３８、４１）が通路（４３）によって互いに接続
   されている特許請求の範囲第９項記載のセンサ。 １１、少なくとも１つのダイアフラム（３２）がその縁
   部に沿って中間部材（３４）に溶接されている特許請求
   の範囲第１０項記載のセンサ。 １２、そう入体（２１）がねじソケット（２２）を有し
   ており、このねじソケット内に中間部材（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）とねじソケット（２２）との間に緊定さ
   れている特許請求の範囲第１０項又は第１１項記載のセ
   ンサ。 １３、ねじソケット（２２）がねじ込み片（１１）にね
   じ込まれている特許請求の範囲第１２項記載のセンサ。