KR20140034692A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor Download PDF

Info

Publication number
KR20140034692A
KR20140034692A KR1020130106718A KR20130106718A KR20140034692A KR 20140034692 A KR20140034692 A KR 20140034692A KR 1020130106718 A KR1020130106718 A KR 1020130106718A KR 20130106718 A KR20130106718 A KR 20130106718A KR 20140034692 A KR20140034692 A KR 20140034692A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
cap member
pressure
melt
pressure sensor
Prior art date
Application number
KR1020130106718A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
다쿠로 이시카와
Original Assignee
가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼
Publication of KR20140034692A publication Critical patent/KR20140034692A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L7/00—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
    • G01L7/02—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges
    • G01L7/08—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the flexible-diaphragm type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

The entire outer circumference of a flange part is welded to a housing through a laser beam after making the flange part of a cap member come in contact with the housing of a pressure detection element. A position inclined towards a bowl-shaped part from the contact surface between the flange part and the housing is irradiated with a laser beam. Therefore, the peak of the deepest part of a melt-solidified layer is inclined towards the flange part from the contact surface. In other words, a part of the base material of the housing exists between the melt-solidified layer and the housing. Therefore, a detaching force to remove the flange part from the housing decreases.

Description

압력 센서{PRESSURE SENSOR}Pressure sensor {PRESSURE SENSOR}

본원은 일본 특허 출원 2012-200269호를 기초로 하며, 이 특허 출원의 내용은 본원 명세서에 참고로 인용된다. This application is based on Japanese Patent Application No. 2012-200269, the content of which is hereby incorporated by reference.

본 발명은, 냉동 사이클에서의 냉매 등의 유체의 압력을 검출하고 압력 신호를 출력하도록 구성된 압력 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a pressure sensor configured to detect a pressure of a fluid such as a refrigerant in a refrigeration cycle and output a pressure signal.

통상적으로, 이러한 압력 센서가, 예컨대 특허문헌 1의 도 6에 개시되어 있다. 이러한 종래의 압력 센서에 있어서는, 외부로부터의 유체가 압력 도입 튜브를 매개로 커버 부재(캡 부재)의 내부 공간(압력 챔버) 내로 도입되고, 그 유체의 압력이 압력 검출 소자의 액밀 챔버 및 그 위에 배치된 다이어프램 내의 유체를 매개로 반도체 센서 칩에 의해 검출된다. 또한, 압력 검출 소자 및 커버 부재는, 압력 검출 소자의 하우징과 커버 부재의 외주를 함께 용접함으로써 서로 고정된다. 또한, 압력 검출 소자 및 커버 부재는 원통형의 스웨이징 커버에 의해 일체로 고정된다. Usually, such a pressure sensor is disclosed by FIG. 6 of patent document 1, for example. In such a conventional pressure sensor, fluid from the outside is introduced into the inner space (pressure chamber) of the cover member (cap member) via a pressure introducing tube, and the pressure of the fluid is on and above the liquid-tight chamber of the pressure detecting element. It is detected by the semiconductor sensor chip via the fluid in the arranged diaphragm. Further, the pressure detecting element and the cover member are fixed to each other by welding together the housing of the pressure detecting element and the outer circumference of the cover member. Further, the pressure detecting element and the cover member are integrally fixed by the cylindrical swaging cover.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 2005-308397호 공보(도 6)Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-308397 (Fig. 6)

특허문헌 1에 개시된 압력 센서에 있어서는, 압력 검출 소자의 하우징 및 커버 부재(캡 부재)가 용접에 의해 서로 고정된다. 통상적으로는, 이러한 종래의 압력 센서와 마찬가지로, 하우징과 캡 부재가 도 6a에 도시된 방식으로 용접된다. 이러한 종래의 구조에 있어서, 용융-고화층(20)은 캡 부재 "a"와 하우징 "b" 사이의 접촉면의 둘레에 용접에 의해 형성된다. In the pressure sensor disclosed in Patent Literature 1, the housing and the cover member (cap member) of the pressure detecting element are fixed to each other by welding. Typically, like this conventional pressure sensor, the housing and cap member are welded in the manner shown in FIG. 6A. In this conventional structure, the melt-solidified layer 20 is formed by welding around the contact surface between the cap member "a" and the housing "b".

이 때문에, 압력 센서의 반복적인 압력 지속에 기인하여 용융-고화층(20)과 캡 부재 "a" 사이의 계면에 균열이 발생한다는 문제가 있다. 용접 기술에 있어서는, 용융-고화층과 기재 사이의 계면이 가장 강도가 낮은 것으로 알려져 있다. 또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 보다 약한 캡 부재 "a"는, 압력의 인가에 의해 하우징 "b"보다 더 많이 변형된다. 즉, 도 6b의 백색 화살표로 나타내는 바와 같이, 캡 부재 "a"를 하우징 "b"으로부터 제거하는 방향으로 힘이 가해진다. 흑색 화살표로 나타내는 바와 같이, 이 힘의 일부는, 계면에서 캡 부재 "a"를 용융-고화층(20)으로부터 박리하는 힘으로서 작용한다. 이 때문에, 종래의 압력 센서의 용접부에 있어서는 내구성이 문제로 된다.For this reason, there exists a problem that a crack generate | occur | produces in the interface between the melt-solidified layer 20 and the cap member "a" due to the repeated pressure continuation of the pressure sensor. In the welding technique, the interface between the melt-solidified layer and the substrate is known to have the lowest strength. Also, as shown in FIG. 6B, the weaker cap member “a” is more deformed than the housing “b” by the application of pressure. That is, as shown by the white arrow of FIG. 6B, a force is applied in the direction which removes the cap member "a" from the housing "b". As indicated by the black arrows, part of this force acts as a force to peel the cap member "a" from the melt-solidified layer 20 at the interface. For this reason, durability becomes a problem in the welding part of the conventional pressure sensor.

따라서 본 발명의 목적은, 전술한 문제를 해결하여 캡 부재와 압력 검출 소자의 하우징 사이의 용접부의 강도를 증가시킴으로써 내구성이 높은 압력 센서를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a highly durable pressure sensor by solving the above problems and increasing the strength of the weld between the cap member and the housing of the pressure detection element.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 압력 검출 대상의 유체가 도입되는 압력 챔버를 갖는 금속제 캡 부재;In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a metal cap member having a pressure chamber into which a fluid to be detected is introduced;

상기 캡 부재에 접촉하는 금속제 하우징;A metal housing in contact with said cap member;

상기 하우징 내에 수용되고 상기 압력 챔버를 통하여 인가된 압력을 검출하도록 구성된 압력 검출 센서를 구비하는 압력 센서가 제공되며, A pressure sensor is provided that includes a pressure detection sensor contained within the housing and configured to detect a pressure applied through the pressure chamber,

상기 캡 부재와 상기 하우징의 외주는 용접에 의해 접합되고,The outer circumference of the cap member and the housing are joined by welding,

상기 캡 부재와 하우징을 용접함으로써 형성된 용융-고화층이, 상기 캡 부재와 하우징 사이의 접촉 부분의 전체 둘레에 걸쳐 캡 부재측으로 치우치는 식으로 배치된다.The melt-solidified layer formed by welding the cap member and the housing is disposed in a manner biased toward the cap member side over the entire circumference of the contact portion between the cap member and the housing.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 개시된 압력 센서에 있어서, According to a second aspect of the present invention, in the pressure sensor disclosed in the first aspect,

상기 캡 부재와 상기 하우징이 스테인리스강으로 제조되는 것인 압력 센서가 제공된다.A pressure sensor is provided wherein the cap member and the housing are made of stainless steel.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 제1 양태 또는 제2 양태에 개시된 압력 센서에 있어서, According to a third aspect of the present invention, in the pressure sensor disclosed in the first or second aspect,

상기 용융-고화층은 레이저 용접에 의해 형성되는 것인 압력 센서가 제공된다.The melt-solidified layer is provided with a pressure sensor, which is formed by laser welding.

제1 양태에 개시된 압력 센서에 따르면, 유체에 기인하여 캡 부재의 압력 챔버에 고압이 발생하고, 캡 부재를 압력 검출 소자의 하우징으로부터 제거하는 힘이 캡 부재에 작용한다. 그러나 캡 부재와 하우징을 용접함으로써 형성되는 용융-고화층이 캡 부재측으로 치우치는 식으로 배치되어 있기 때문에, 캡 부재(기재)의 일부가 용융-고화층과 하우징 사이에 존재한다. 이 부분에서, 캡 부재에 작용하는 힘의 일부가 용융-고화층을 압박한다. 이 때문에, 용융-고화층과 캡 부재 사이의 계면에 대한 박리력이 감소하여, 용접부의 내구성이 향상된다. According to the pressure sensor disclosed in the first aspect, high pressure is generated in the pressure chamber of the cap member due to the fluid, and a force that removes the cap member from the housing of the pressure detecting element acts on the cap member. However, since the melt-solidified layer formed by welding the cap member and the housing is arranged in a manner biased toward the cap member side, a part of the cap member (substrate) exists between the melt-solidified layer and the housing. In this part, part of the force acting on the cap member presses the melt-solidified layer. For this reason, the peeling force with respect to the interface between a melt-hardened layer and a cap member reduces, and the durability of a weld part improves.

제2 양태에 개시된 압력 센서에 따르면, 제1 양태의 효과에 더하여, 캡 부재와 하우징이 스테인리스강으로 제조되어 있기 때문에, 이들이 강하게 용접된다. According to the pressure sensor disclosed in the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, since the cap member and the housing are made of stainless steel, they are welded strongly.

제3 양태에 개시된 압력 센서에 따르면, 제1 양태 및 제2 양태의 효과에 더하여, 용융-고화층이 레이저 용접에 의해 형성되어 있기 때문에, 용접 위치 정밀도가 향상된다.According to the pressure sensor disclosed in the third aspect, in addition to the effects of the first aspect and the second aspect, the welding position accuracy is improved because the melt-solidified layer is formed by laser welding.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 읽으면 보다 명확하게 될 것이다.These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 압력 센서를 나타내는 수직 단면도이고,
도 2는 제1 실시형태에 따른 압력 센서를 나타내는 확대 단면도이고,
도 3은 제1 실시형태에 따른 압력 센서에 있어서의 용융-고화층의 효과를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4a는 종래의 압력 센서의 용접 구조를 나타내는 개략도이고,
도 4b는 제1 실시형태에 따른 압력 센서의 용접 구조를 나타내는 개략도이고,
도 4c는 내구성 시험의 결과를 나타내는 그래프이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 압력 센서를 나타내는 수직 단면도이고,
도 6a는 종래의 압력 센서를 나타내는 확대 단면도이고,
도 6b는 종래의 압력 센서의 문제를 설명하기 위한 설명도이다.1 is a vertical sectional view showing a pressure sensor according to a first embodiment of the present invention,
2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a pressure sensor according to the first embodiment,
3 is an explanatory diagram for explaining the effect of the melt-solidified layer in the pressure sensor according to the first embodiment.
4A is a schematic view showing a welding structure of a conventional pressure sensor,
4B is a schematic diagram showing a welding structure of a pressure sensor according to the first embodiment,
4C is a graph showing the results of a durability test,
5 is a vertical sectional view showing a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention,
6A is an enlarged cross-sectional view illustrating a conventional pressure sensor,
It is explanatory drawing for demonstrating the problem of the conventional pressure sensor.

다음으로, 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시형태에 따른 압력 센서를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 압력 센서를 나타내는 수직 단면도이고, 도 2는 제1 실시형태에 따른 압력 센서를 나타내는 확대 단면도이다.Next, a pressure sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a vertical sectional view showing a pressure sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a pressure sensor according to a first embodiment.

이 압력 센서는, 검출 대상의 유체가 흐르는 튜브에 접속되는 황동제의 플레어 조인트(1); 스테인리스강제의 캡 부재(2); 압력 검출 소자(3); 얇은 스테인리스강판으로 이루어진 다이어프램(4); 수지제의 방수 커버(5)를 구비한다.The pressure sensor includes a brass flared joint 1 connected to a tube through which a fluid to be detected flows; A cap member 2 made of stainless steel; A pressure detecting element 3; A diaphragm 4 made of a thin stainless steel sheet; The resin waterproof cover 5 is provided.

캡 부재(2)는, 캡 부재(2)의 외주에 있는 환형의 플랜지부(21)와, 보울-형상부(22; bowl shaped portion)로 구성된다. 플레어 조인트(1)는, 브레이징 등에 의해 캡 부재(2)의 보울-형상부(22)의 중앙에 마련된 관통 구멍(22a)에 감합 고정된다. 이에 의해, 플레어 조인트(1)는 보울-형상부(22)의 내측에 배치된 압력 챔버(2A)와 연통된다.The cap member 2 is composed of an annular flange portion 21 on the outer circumference of the cap member 2 and a bowl-shaped portion 22. The flare joint 1 is fixed to the through hole 22a provided in the center of the bowl-shaped part 22 of the cap member 2 by brazing or the like. As a result, the flare joint 1 communicates with the pressure chamber 2A disposed inside the bowl-shaped portion 22.

캡 부재(2)와 압력 검출 소자(3)는, 후술하는 용접에 의해 서로 고정된다. 압력 센서는, 캡 부재(2)와 압력 검출 소자(3)로 구성된 어셈블리가 원통형의 방수 커버(5)로 덮인 상태로 접착제(65)로 채움으로써 일체로 고정된다.The cap member 2 and the pressure detection element 3 are fixed to each other by welding mentioned later. The pressure sensor is fixed integrally by filling the adhesive 65 with the assembly composed of the cap member 2 and the pressure detecting element 3 covered with the cylindrical waterproof cover 5.

압력 검출 소자(3)는, 베이스부로서 스테인리스강제의 원통형 하우징(31)을 구비한다. 이 하우징(31)의 내부에는, "압력 검출 센서"로서의 반도체 센서 칩(32)이 구비된다. 다이어프램(4)과 압력 검출 소자(3)의 내부 공간에 의해 형성된 액밀 챔버(3A)는, 도시하지 않는 파이프를 통하여 실리콘 오일 등의 오일로 충전되고, 관을 밀어 넣고 용접함으로써 밀봉된다. 또한, 밀폐 글라스(33)가 하우징(31)의 중앙 개구에 고정된다. 리드 핀(61)과 금속제 받침대(34)가 밀폐 글라스(33)에 의해 고정된다. 또한, 반도체 센서 칩(32)은 받침대(34)를 매개로 액밀 챔버(3A) 내로 노출되도록 부착되어 있다.The pressure detecting element 3 has a cylindrical housing 31 made of stainless steel as a base part. Inside the housing 31, a semiconductor sensor chip 32 as a "pressure detection sensor" is provided. The liquid-tight chamber 3A formed by the internal space of the diaphragm 4 and the pressure detection element 3 is filled with oil, such as silicone oil, through a pipe not shown, and is sealed by pushing a tube and welding. In addition, the sealing glass 33 is fixed to the central opening of the housing 31. The lead pin 61 and the metal base 34 are fixed by the sealing glass 33. In addition, the semiconductor sensor chip 32 is attached so as to be exposed in the liquid-tight chamber 3A via the base 34.

반도체 센서 칩(32)과 리드 핀(61)은 본딩 와이어를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있다. 압력 검출 소자(3) 상에는 단자 블록(62)이 세팅되어 있다. 단자(62a)와 리드 핀(61)은 서로 용접되어 있다. 단자(62a)는 전선(63)에 땜납되어 있다. 또한, 커버 부재(64)가 단자 블록(62a)을 커버한다. 방수 커버(5)는 접착제로 충전되어 있다. 한편, 유체가 흐르는 구멍이 마련되어 있는 다이어프램(4)을 보호하는 보호 커버(4a)가 캡 부재(2)와 다이어프램(4) 사이에 형성되어 있다. 또한, 다이어프램(4)과 보호 커버(4a)는 압력 검출 소자(3)의 하우징(31)의 내주의 하단면에 용접에 의해 고정되어 있다. The semiconductor sensor chip 32 and the lead pin 61 are electrically connected to each other via a bonding wire. The terminal block 62 is set on the pressure detection element 3. The terminal 62a and the lead pin 61 are welded to each other. The terminal 62a is soldered to the electric wire 63. In addition, the cover member 64 covers the terminal block 62a. The waterproof cover 5 is filled with an adhesive. On the other hand, the protective cover 4a which protects the diaphragm 4 provided with the hole through which a fluid flows is formed between the cap member 2 and the diaphragm 4. In addition, the diaphragm 4 and the protective cover 4a are fixed by welding to the lower end surface of the inner periphery of the housing 31 of the pressure detection element 3.

상기 구성에 따르면, 플레어 조인트(1)로부터의 유체가 캡 부재(2)의 압력 챔버(2A) 내로 도입되어, 그 위에 배치된 다이어프램(4)을 압박한다. 다이어프램(4)에 가해진 압력은 액밀 챔버(3A) 내의 오일을 매개로 반도체 센서 칩(32)에 전달된다. 반도체 센서 칩(32)은 검출한 압력을 전기 신호로 변환하고, 리드 핀(61), 단자(62a) 및 전선(63)을 매개로 외측으로 출력한다.According to the above configuration, the fluid from the flare joint 1 is introduced into the pressure chamber 2A of the cap member 2 to press the diaphragm 4 disposed thereon. The pressure applied to the diaphragm 4 is transmitted to the semiconductor sensor chip 32 via the oil in the liquid tight chamber 3A. The semiconductor sensor chip 32 converts the detected pressure into an electrical signal, and outputs it to the outside via the lead pin 61, the terminal 62a, and the electric wire 63.

캡 부재(2)의 플랜지부(21)가 하우징(31)의 하단면에 접촉하고 있고, 캡 부재(2)와 압력 검출 소자(3)의 하우징(31)은 외부로부터의 레이저 용접에 의해 함께 용접된다. 즉, 하우징(31)과 플랜지부(21)의 전체 외주가 용접되고, 플랜지부(21)와 하우징(31)은 용접에 의해 형성된 용융-고화층(10)에 의해 함께 접합된다.The flange portion 21 of the cap member 2 is in contact with the lower end surface of the housing 31, and the cap member 2 and the housing 31 of the pressure detecting element 3 are together by laser welding from the outside. Are welded. That is, the entire outer circumference of the housing 31 and the flange portion 21 is welded, and the flange portion 21 and the housing 31 are joined together by the melt-solidified layer 10 formed by welding.

레이저 용접 시에, 플랜지부(21)와 하우징(31) 사이의 접촉면(21a)보다 플랜지부(21)의 중심측으로 치우진 위치에 레이저 빔이 조사되고, 용융-고화층(10)은 플랜지부(21)측[캡 부재(2)측]으로 치우치는 식으로 형성된다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 용융-고화층(10)의 가장 깊은 부분의 꼭대기(10a)는 접촉면(21a)으로부터 거리 "D" 만큼 이격되어 있다. 한편, 본 실시형태에 있어서는, 플랜지부(21)의 두께가 1.5 ㎜이고, 거리 "D"는 약 0.1 ㎜ 내지 0.2 ㎜이다. At the time of laser welding, a laser beam is irradiated to the position which is biased toward the center side of the flange part 21 rather than the contact surface 21a between the flange part 21 and the housing 31, and the melt-solidified layer 10 is a flange part. It is formed in a manner biased toward the (21) side (the cap member 2 side). Accordingly, as shown in FIG. 3, the top 10a of the deepest portion of the melt-solidified layer 10 is spaced apart from the contact surface 21a by a distance “D”. In addition, in this embodiment, the thickness of the flange part 21 is 1.5 mm, and distance "D" is about 0.1 mm-0.2 mm.

도 3에 도시된 바와 같이, 캡 부재(2)의 보울-형상부(22)로 구성된 압력 챔버(2A) 내에 유체에 기인한 고압이 발생한다. 이러한 고압으로 인하여, 백색 화살표로 나타내는 바와 같이, 보울-형상부(22)를 하우징(31)으로부터 제거하는 힘이 캡 부재(2)에 가해진다. 그러나 접촉면(21a)과 용융-고화층(10)의 꼭대기(10a) 사이에 플랜지부(21)의 일부가 존재하기 때문에, 이 부분에서는, 흑색 화살표로 나타내는 바와 같이, 캡 부재(2)에 작용하는 힘의 일부가, 플랜지부(21)를 용융-고화층(10)에 대하여 압박하는 방향으로 가해진다. 이 때문에, 캡 부재(2)와 용융-고화층(10) 사이의 계면에 대한 박리력이 감소하고, 용접부의 내구성이 향상된다. As shown in FIG. 3, a high pressure due to fluid occurs in the pressure chamber 2A consisting of the bowl-shaped portion 22 of the cap member 2. Due to this high pressure, as shown by the white arrows, a force is applied to the cap member 2 to remove the bowl-shaped portion 22 from the housing 31. However, since a part of the flange portion 21 exists between the contact surface 21a and the top 10a of the melt-solidified layer 10, the portion acts on the cap member 2, as indicated by the black arrow. A part of the force to be applied is applied in the direction in which the flange portion 21 is pressed against the melt-solidified layer 10. For this reason, the peeling force with respect to the interface between the cap member 2 and the melt-solidified layer 10 reduces, and the durability of a weld part improves.

도 4a 및 도 4b는, 압력과 변위 사이의 관계를 연구할 때의 시험 조건을 나타내는 개략도로서, 제1 실시형태의 용접 구조와 도 6a에 도시된 종래의 용접 구조를 비교한다. 도 4a는 종래의 용융-고화층(20)을 갖는 구조를 나타내고, 도 4b는 제1 실시형태의 용융-고화층(10)을 갖는 구조를 나타낸다. 이들 시험에 있어서는, 압력 검출 소자(3; 하우징) 대신에 스테인리스 강판(SUS plate)이 이용되고, 압력이 플레어 조인트(1)를 매개로 인가되어 변위 게이지에 의해 스테인리스 강판의 변위를 측정한다. 또한, 캡 부재의 두께는 1.5 ㎜이고, 스테인리스 강판의 두께는 6.7 ㎜이고, 용접 폭은 0.8 ㎜이고, 용접 깊이는 0.6 ㎜이고, 도 4b에 있어서의 거리 "D"는 0.2 ㎜이다. 4A and 4B are schematic diagrams showing test conditions when studying the relationship between pressure and displacement, and compare the welding structure of the first embodiment with the conventional welding structure shown in FIG. 6A. 4A shows a structure with a conventional melt-solidified layer 20, and FIG. 4B shows a structure with a melt-solidified layer 10 of the first embodiment. In these tests, a stainless steel plate (SUS plate) is used instead of the pressure detecting element 3 (housing), and pressure is applied through the flare joint 1 to measure the displacement of the stainless steel plate by a displacement gauge. The thickness of the cap member is 1.5 mm, the thickness of the stainless steel sheet is 6.7 mm, the welding width is 0.8 mm, the welding depth is 0.6 mm, and the distance “D” in FIG. 4B is 0.2 mm.

도 4c에 도시된 바와 같이, 5 MPa의 압력이 인가되면, 압력 인가에 기인한 변위 거동은 종래의 시험 샘플과 제1 실시형태의 시험 샘플 사이에서 동일하다. 그러나 종래의 구조는 소성 변형되고, 제1 실시형태의 구조는 소성 변형되지 않는다는 차이가 있다. 즉, 종래의 구조는 소성 변형되기 때문에, 용접부에 융기부가 생성될 수도 있다. 제1 실시형태의 구조는 소성 변형되지 않기 때문에, 용접부에 융기부가 생성되지 않는다.As shown in Fig. 4C, when a pressure of 5 MPa is applied, the displacement behavior due to the pressure application is the same between the conventional test sample and the test sample of the first embodiment. However, there is a difference that the conventional structure is plastically deformed, and the structure of the first embodiment is not plastically deformed. That is, since the conventional structure is plastically deformed, ridges may be created in the welded portion. Since the structure of the first embodiment is not plastically deformed, no ridges are formed in the weld portion.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 압력 센서를 나타내는 수직 단면도이다. 도 5에 있어서, 도 1과 동일한 구성요소는 동일한 부호로 나타내고, 그 상세한 설명은 생략한다. 본 압력 센서에 있어서, 캡 부재(2)의 관통 구멍(2a)에 인렛 튜브(71)가 접속되고, 인렛 튜브(71)로부터의 유체가 캡 부재(2)의 압력 챔버(2A) 내로 도입된다. 또한, 캡 부재(2)와 압력 검출 소자(3)는 용접에 의해 서로 고정되고, 압력 게이지는, 방수 커버(72)에 의해 덮인 상태로 접착제(73)가 충전됨으로써 일체로 고정된다. 5 is a vertical sectional view showing a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention. In Fig. 5, the same components as those in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In the pressure sensor, the inlet tube 71 is connected to the through hole 2a of the cap member 2, and the fluid from the inlet tube 71 is introduced into the pressure chamber 2A of the cap member 2. . The cap member 2 and the pressure detecting element 3 are fixed to each other by welding, and the pressure gauge is fixed integrally by filling the adhesive 73 in a state covered by the waterproof cover 72.

제1 실시형태와 마찬가지로, 캡 부재(2)는 스테인리스강으로 제조되고, 플랜지부(21)와 보울-형상부(22)로 구성되어 있다. 또한, 압력 검출 소자(3)는, 스테인리스강제의 하우징(31)과, 하우징(31) 내에 수용된 반도체 센서 칩(32)을 구비한다. 얇은 스테인리스 강판으로 제조된 다이어프램(4)과 하우징(31)에 의해 형성된 액밀 챔버(3A)가 실리콘 오일 등의 오일로 충전되고, 반도체 센서 칩(32)이 액밀 챔버(3A) 내로 노출되도록 부착되어 있다. 또한, 반도체 센서 칩(32)은 검출한 압력을 전기 신호로 변환하고, 리프 핀(73), 기판(74) 및 전선(75)을 매개로 외측으로 출력한다. As in the first embodiment, the cap member 2 is made of stainless steel and is composed of a flange portion 21 and a bowl-shaped portion 22. In addition, the pressure detecting element 3 includes a housing 31 made of stainless steel and a semiconductor sensor chip 32 accommodated in the housing 31. The liquid-tight chamber 3A formed by the diaphragm 4 and the housing 31 made of a thin stainless steel sheet is filled with oil such as silicon oil, and the semiconductor sensor chip 32 is attached to be exposed into the liquid-tight chamber 3A. have. In addition, the semiconductor sensor chip 32 converts the detected pressure into an electrical signal, and outputs it to the outside via the leaf pin 73, the substrate 74, and the electric wire 75.

제2 실시형태에서는, 다이어프램(4)이 하우징(31)과 캡 부재(2)의 플랜지부(21) 사이에 유지된 상태로, 레이저 용접에 의해 외측으로부터 용접된다. 즉, 하우징(31), 다이어프램(4) 및 플랜지부(21)의 전체 외주가 용접되고, 플랜지부(21), 다이어프램(4) 및 하우징(31)은 용접에 의해 형성된 용융-고화층(10)으로 접합된다. In the second embodiment, the diaphragm 4 is welded from the outside by laser welding in a state held between the housing 31 and the flange portion 21 of the cap member 2. That is, the entire outer periphery of the housing 31, the diaphragm 4 and the flange portion 21 are welded, and the flange portion 21, the diaphragm 4 and the housing 31 are the melt-solidified layer 10 formed by welding. ) Is joined.

레이저 용접 시에, 하우징(31)과 플랜지부(21) 사이의 접촉면(21a)보다 플랜지부(21)의 중심측으로 치우진 위치를 레이저 빔으로 조사하고, 용융-고화층(10)은 플랜지부(21)측[캡 부재(2)측]으로 치우치는 식으로 형성된다. 이로써, 용융-고화층(10)의 가장 깊은 부분의 꼭대기(10a)는 접촉면(21a)으로부터 플랜지부(21)측[캡 부재(2)측]으로 치우진다. 이에 따라, 제1 실시형태와 유사하게, 캡 부재(2)와 용융-고화층(10) 사이의 계면에 대한 박리력이 감소하고, 용접부의 내구성이 향상된다. At the time of laser welding, the position shifted to the center side of the flange portion 21 rather than the contact surface 21a between the housing 31 and the flange portion 21 is irradiated with a laser beam, and the melt-solidified layer 10 is the flange portion. It is formed in a manner biased toward the (21) side (the cap member 2 side). As a result, the top 10a of the deepest portion of the melt-solidified layer 10 is shifted from the contact surface 21a to the flange portion 21 side (cap member 2 side). Thus, similarly to the first embodiment, the peel force on the interface between the cap member 2 and the melt-solidified layer 10 is reduced, and the durability of the weld portion is improved.

상기 실시형태에서는, 캡 부재(2)와 하우징(31)이 스테인리스강으로 제조되어 있기 때문에, 확실한 용접이 가능하게 된다. 그러나 캡 부재(2)와 하우징(31)을 용접 가능한 금속으로 제조할 수도 있다.In the said embodiment, since the cap member 2 and the housing 31 are made of stainless steel, reliable welding is attained. However, the cap member 2 and the housing 31 may be made of a weldable metal.

또한, 상기 실시형태에서는, 레이저 용접을 사용하고 있다. 그러나 플라즈마 용접을 사용할 수도 있다.In the above embodiment, laser welding is used. However, plasma welding can also be used.

첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 예시적으로 충분하게 설명하였지만, 다양한 수정 및 변형이 당업자에게 명백하다는 것을 이해해야 한다. 이에 따라, 그러한 수정 및 변형이 이하에서 규정되는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한은, 이들 수정 및 변형이 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been fully described with reference to the accompanying drawings, it should be understood that various modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, these modifications and variations are to be construed as being included in the present invention, as long as they do not depart from the gist of the present invention as defined below.

1 플레어 조인트
2 캡 부재
2A 압력 챔버
21 플랜지부
21a 플랜지부의 접촉면
22 보울-형상부
3 압력 검출 소자
31 하우징
32 반도체 센서 칩(압력 검출 센서)
4 다이어프램
5 방수 커버
10 용융-고화층1 flare joint
2 cap members
2A pressure chamber
21 Flange
21a Contact surface of flange
22 Bowl-Shape
3 pressure detection element
31 Housing
32 semiconductor sensor chip (pressure detection sensor)
4 diaphragm
5 waterproof cover
10 melt-solidified layer

Claims (3)

압력 검출 대상의 유체가 도입되는 압력 챔버를 갖는 금속제 캡 부재;
상기 캡 부재에 접촉하는 금속제 하우징;
상기 하우징 내에 수용되고 상기 압력 챔버를 통하여 인가된 압력을 검출하도록 구성된 압력 검출 센서
를 구비하는 압력 센서로서,
상기 캡 부재와 상기 하우징의 외주는 용접에 의해 접합되고,
상기 캡 부재와 하우징을 용접함으로써 형성된 용융-고화층이, 상기 캡 부재와 하우징 사이의 접촉 부분의 전체 둘레에 걸쳐 캡 부재측으로 치우치는 식으로 배치되는 것인 압력 센서.A metal cap member having a pressure chamber into which the fluid to be detected is introduced;
A metal housing in contact with said cap member;
A pressure detection sensor configured to detect a pressure received within the housing and applied through the pressure chamber
A pressure sensor having:
The outer circumference of the cap member and the housing are joined by welding,
And a melt-solidified layer formed by welding the cap member and the housing is disposed in a manner biased toward the cap member over the entire circumference of the contact portion between the cap member and the housing. 제1항에 있어서, 상기 캡 부재와 상기 하우징은 스테인리스강으로 제조되는 것인 압력 센서.The pressure sensor of claim 1, wherein the cap member and the housing are made of stainless steel. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용융-고화층은 레이저 용접에 의해 형성되는 것인 압력 센서.The pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the melt-solidified layer is formed by laser welding.
KR1020130106718A 2012-09-12 2013-09-05 Pressure sensor KR20140034692A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012200269A JP2014055826A (en) 2012-09-12 2012-09-12 Pressure sensor
JPJP-P-2012-200269 2012-09-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140034692A true KR20140034692A (en) 2014-03-20

Family

ID=50312632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130106718A KR20140034692A (en) 2012-09-12 2013-09-05 Pressure sensor

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2014055826A (en)
KR (1) KR20140034692A (en)
CN (1) CN103674392A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023113104A1 (en) * 2021-12-16 2023-06-22 대양전기공업 주식회사 Pressure sensor unit

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6456314B2 (en) * 2016-01-29 2019-01-23 株式会社鷺宮製作所 Refrigerant circuit components
JP6517709B2 (en) * 2016-01-29 2019-05-22 株式会社鷺宮製作所 Refrigerant circuit components
JP6527193B2 (en) * 2017-04-07 2019-06-05 株式会社鷺宮製作所 Pressure sensor
JP6795538B2 (en) * 2018-03-29 2020-12-02 株式会社鷺宮製作所 Pressure sensor

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1012216B (en) * 1987-06-09 1991-03-27 上海第三纺织机械厂 Diapharm pressure sensor for flowing medium with high-temp. and high-pressure
JPH07128170A (en) * 1993-11-05 1995-05-19 Fuji Electric Co Ltd Differential pressure detector
CN2234612Y (en) * 1995-08-29 1996-09-04 李育森 Pressure transducer
CN2398624Y (en) * 1999-10-25 2000-09-27 钟荣融 Fluid-power pressure sensor
JP2002292485A (en) * 2001-03-29 2002-10-08 Saginomiya Seisakusho Inc Method for welding process component
US6647794B1 (en) * 2002-05-06 2003-11-18 Rosemount Inc. Absolute pressure sensor
US8448519B2 (en) * 2010-10-05 2013-05-28 Rosemount Inc. Industrial process transmitter with high static pressure isolation diaphragm coupling
JP5542638B2 (en) * 2010-12-03 2014-07-09 株式会社不二工機 Pressure detector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023113104A1 (en) * 2021-12-16 2023-06-22 대양전기공업 주식회사 Pressure sensor unit

Also Published As

Publication number Publication date
CN103674392A (en) 2014-03-26
JP2014055826A (en) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10352808B2 (en) Pressure detection unit
KR20140034692A (en) Pressure sensor
EP3208588B1 (en) Pressure detection unit and pressure sensor using the same
JP4052263B2 (en) Pressure sensor
EP3128305A1 (en) A hermetic pressure sensor
KR20080085119A (en) Pressure sensor having a metal diaphragm responsive to pressure
EP2793010A2 (en) Pressure sensor
US10260978B2 (en) Pressure detection unit and pressure sensor using the same
JP6389698B2 (en) Pressure sensor
KR20170096577A (en) Pressure detecting unit, pressure sensor using the same, and manufacturing method of pressure detecting unit
JP2009085723A (en) Pressure detector and manufacturing method of same
JP5651670B2 (en) Pressure detection unit
JP2005308397A (en) Pressure sensor
CN107271098B (en) Pressure sensor
KR102597323B1 (en) Pressure sensor and manufacturing thereof
JP2013002885A (en) Sensor device
WO2020017268A1 (en) Pressure detection unit, pressure sensor using same, and pressure detection unit manufacturing method
US20190064023A1 (en) Sensor
JP6554979B2 (en) Pressure sensor
JP4747922B2 (en) Welding method
JP2005214780A (en) Pressure sensor
JP6362497B2 (en) Pressure sensor
JP2012117992A (en) Pressure detector
JP3991787B2 (en) Pressure sensor
JP2005207875A (en) Pressure sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application