JPS62207923A - 圧力検知装置 - 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。

し従来の技術〕 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。

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、コンプレッサ（１）、コンデンサ（２）、リキ
ッドタンク（４１，膨張弁（キャピラリーチューブ）　
＋５１　、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シ。

冷媒量が減少してくると潤滑油が十分コンプレッサ（１
）ニ戻されない為コンプレッサ（１）が損焼する場合が
考えられ、この保護の為コンプレッサ（１）トエバポレ
ータ（３）の間に圧力検知装［＋６１を設けている。

第６図は上記圧力検知装置（６）の従来例を示し友もの
で、検知装置本体（９）内にプラス電源１１９に接続す
る第１接点α１を固定状態で設け、一方内部に検知用冷
媒（ｉｌｌを封入し、感温部α２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ｔｌｌ上に検知装
置本体（９）をマイナス電源とする第２接点Ｑ柵を上記
第１接点αｌ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（３１とコ
ンプレッサ（１１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σ３が膨張して第２接点σ１１を第１接点
ααに近すけ、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
ンプレッサ（ｌｌｉ停止させて冷媒サイクルの安全を図
るようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来の圧力検知装置にあっては
、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シ変化し外気温
が高いと早めに検知装置がＯＮとなシ、その一方外気温
が低ければ遅めにＯＮとなシ正確さに欠けて実際の状態
は非常に把握しに〈〈、冷媒を過封入してしまう場合が
あった。

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ッ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ッ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った。

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シ、外気温の
変化に応じ緻密に温度コントロールしたシ、又、上記の
如く流体回路１機器の安全保護のためブンブンツサ金停
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、且つ盲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はパッ
ケージングした圧力検知装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決する友めの手段〕

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ッケージ
ングをした圧力検知装置を得ることによシ問題点解決の
手段とするものである。

〔作用〕

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、内部にセットしたグイヤフ
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１図中圧力導入
管部（至）は鉄ニッケル等の導電体であり。

台座（至）は例えばシリコン材であり、ダイヤフラム（
財）Ｋ電気的導電性を有する。つま夛半導体圧力センサ
ーはその素子構成上、電気入出力端子リード（至）と圧
力導入管（至）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、！気入出力端子リー
ド（至）から圧力導入管（ハ）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。よって前記圧力導入管
四及びキャップ（至）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６υの電気信号処理回路よシ
ミ流す−クを生じる。

又雷サージ等によシ破壊される。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。

〔実施例〕

以下１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（ロ）は配管接続するための接続孔（５）・（至）を
有するパイプで、そのバイブ昏り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（１）を設け。

当カバー（至）に内接する円筒状ケースのを挿入し。

更に当ケース（２）の底中央部にはリードパイプ（ハ）
を包囲してガラス等の電気的絶縁介在物Ｃ３Ｑを気密保
持が出来る状態で設けられ、前記リードパイプ（ハ）と
半導体圧力センサー６υの圧力導入パイプ（ハ）の先端
部を、ケース□□□と基板■を中央にはさみ込んで接合
部（至）で気密溶接し、更にケース（至）とカバー＠と
を端面−で気密溶接する。ケースｑと絶縁介在物■とは
フレーム（７）を介して抵抗溶接等で気密接合されてお
シ、又、基板■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（至）。

半導体圧力センサーｃ３１）は振動、結露等の悪環境条
件から守るため絶縁充填物器で固定する。

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１円筒状のカバー（至
）の底部中央に設けた開口部Ｑ４から。

半導体圧力センサー６υの圧力導入バイブ翰に導ひかれ
、半導体圧力センサーＯＤの内部にセットされた第３図
のようなダイヤフラム（４４１に伝達される。

円筒状のケース（至）の底中央部にはガラス等の電気的
絶縁介在物（７）で気密保持したり−ドパイブ（２）お
よびフレーム（至）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翰とリードパイプ（ホ）および
円筒状カバー（至）とケース（ハ）のそれぞれ溶接部−
・（至）で気密接合し圧力が外蔀に漏洩しないようにな
っている。圧力を受は比ダイヤフラム０４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。この様にパッケージング
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、冷媒す路に取付けられ冷媒量不足状態を知らせ、
コンプレッサ（１）全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シ外気温の高・
低いずれの場合にあっても、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夛、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（５）、（至）を設けた配
管用接続の為のパイプ（ロ）に円筒上カバー（１）を設
け。

これにパッ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１円筒上カバー（至）の底中央部に、
キャピラリチューブＧ７１を接合し、このキャピラリチ
ューブ＠をフレアナツト（至）等で圧力配管の圧力取出
し部に接続し、更に電気的信号を一冷媒重の過不足の外
、電子制御膨張弁の如くアクチェータ等を使用し、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。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればカバーとケースとを半
導体圧力センサーを包囲して接合し、更にケース底中央
部で絶縁介在物、基板をはさみ込んで気密接合するよう
に構成したので１組付時の半導体への熱的影響が小さく
、又１Ｍサージ等による電子部品の破壊を防止し、極め
て小型で安価な高圧仕様の圧力検知装置を容易に供給す
ることが可能となる。その上、圧力センサー３１１′（
ｉ−内部に置いて例えば溶接するｃ！Ｄ部を上部にもっ
てこれるため圧力センサーに溶接時の熱影響をかけない
様にできる。

【図面の簡単な説明】

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カー出力特性
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、■は基板、Ｑ３はケースｊ（７）はカバー
＃田は絶縁介在物、Ｇυは半導体圧力センサー。 ０）はリード線、ｕ３はリード、０４１はパイプ、（至
）はフレーム、　Ｃｌ７１はキャピラリチューブ、（至
）はフレアナツト、艶はキャップ、（４［Ｉはベースで
ある。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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
   物を有することを特徴とする圧力検知装置。
2. （２）前記絶縁介在物に気密接合された、前記圧力セン
   サー素子を外周包囲する円筒状ケースを有し、前記ケー
   スは底部に開口部をもうけた前記ケースを同じく外周包
   囲する同円筒状のカバーに例えば上部端面で気密接合し
   、かつ前記カバーの底部開口部は流体配管に気密接合さ
   れ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。
3. （３）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圧力導入
   部分をくり抜きはさみこ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。
4. （４）圧力センサー素子を半導体圧力センサーとしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載の圧力検知装置。
5. （５）絶縁介在物をガラスモールドとしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記
   載の圧力検知装置。