CN104075838B - 压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种安全的压力传感器，即使是用于检测CO2等高压制冷剂通过的流路等的压力的场合，也能防止因高压所引起的破损。该压力传感器(1)具有：压力检测元件(2)；内表面固定有压力检测元件的基座(4)；与基座相对配置的承受部件(5)；由基座和承受部件夹持的膜片(6)；对夹持有膜片状态的基座及承受部件进行夹持，以防止两者互相分离的夹持部件(22)，即在向两者互相受推压的方向施加负荷的状态下被焊接接合在任意一方上的夹持部件；以及放入于基座与膜片之间空间内的液体，承受部件与膜片之间空间内的压力，通过膜片及液体而传递给压力检测元件。

Description

压力传感器
技术领域
本发明涉及一种液体封入式的压力传感器，该压力传感器将液体封入收纳有压力检测元件的受压空间内。
背景技术
以往，提出了各种的压力传感器，即在收纳有压力检测元件的受压空间内封入液体，通过液体而将外部施加于压力检测室的压力传递给压力检测元件，由此从压力检测元件输出与外部压力对应的电压信号。
作为上述液体封入式压力传感器的一例子，专利文献1记载了这样一种压力传感器：具有盖部件，该盖部件用导入来自外部的压力的压力导入管和形成于底部的贯通孔连接，并通过沿压力检测元件和外周的焊接部连接，将从盖部件的外周部至贯通孔的纵截面的至少一部分形成为L字形，由此降低当流体压力作用于盖部件内表面时的向以焊接部为支点的旋转方向的力，从而防止焊接部断裂。
专利文献1：日本专利特开2005-308397号公报
发明所要解决的课题
但是，上述专利文献所记载的压力传感器，在用于检测使用了CO2等高压制冷剂的冷冻设备、空调器的制冷剂流路等的压力的场合，由于较高的压力反复施加在上述焊接部等上，因此有可能焊接部产生开裂等而导致破损。
发明内容
因此，本发明是为解决上述问题而做成的，其目的在于提供一种安全的压力传感器，即使是用于检测CO2等高压制冷剂通过的流路等的压力的场合，也能够防止高压引起的破损。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明是一种压力传感器，其特征在于，具有：压力检测元件；基座，该基座的内表面固定有所述压力检测元件；承受部件，该承受部件与所述基座相对配置；膜片，该膜片由所述基座和所述承受部件夹持；夹持部件，该夹持部件对夹持有所述膜片状态的所述基座及所述承受部件进行夹持，以防止两者互相分离，即该夹持部件从所述基座及所述承受部件中的任意一方侧安装，在向使两者互相受推压的方向施加负荷的状态下被焊接接合在所述基座及所述承受部件的另一方侧上；以及液体，该液体封入在所述基座与所述膜片之间的空间，并将所述承受部件与所述膜片之间空间内的压力传递给所述压力检测元件，所述夹持部件具有：圆筒部，该圆筒部具有比夹持所述膜片状态的所述基座及所述承受部件的外径大的内径；外周部，该外周部与所述圆筒部的上部连续设置，并具有相对于所述圆筒部的中心轴垂直的平面；以及倾斜部，该倾斜部通过所述外周部而与所述圆筒部的上部连续形成，并设成向所述中心轴方向倾斜，在所述倾斜部和所述外周部连结的部分的内壁与所述基座及所述承受部件中的一方之间形成空隙，并且，在所述倾斜部产生弹力而使所述基座和所述承受部件互相受推压的状态下，所述夹持部件被焊接接合在所述基座及所述承受部件中的另一方侧上。
采用本发明，由于在夹持部件的倾斜部产生弹力而使基座和承受部件互相受推压的状态下夹持部件被焊接接合在基座及承受部件中的另一方侧上，因此，对于反复压力的耐久性提高，即使是两者之间反复施加高压的场合，两者也不会分离，即使是基座和承受部件被焊接接合的场合，也能避免焊接部开裂，从而防止压力传感器破损。另外，夹持部件的外周部构成为具有相对于夹持部件的中心轴垂直的平面，通过利用该垂直的平面而能容易地在基座和承受部件互相受推压的方向施加负荷。
在上述压力传感器中，若施加所述负荷以对形成于所述夹持部件与所述基座或所述承受部件一方之间的空隙进行压缩，则能用所述夹持部件的弹力有效地推压所述基座及夹持部件，进一步提高该压力传感器的耐久性。
另外，在上述压力传感器中，也可做成在如下状态下对所述夹持部件进行焊接接合：向所述基座和所述承受部件互相受推压的方向，将所述负荷施加在所述基座及所述承受部件中的另一方的周缘部和所述平面。
发明的效果
如上所述，采用本发明，能提供一种安全的压力传感器，即使是用于检测CO2等高压制冷剂通过的流路等的压力的场合，也能防止因高压所引起的破损的。
附图说明
图1A是表示本发明的压力传感器的一实施形态的俯视图。
图1B是图1A中的A-A线的剖视图。
符号说明
1 压力传感器
2 压力检测元件
3 流入管
4 基座
4a 贯通孔
4b 密封件
4c 周缘部
4d 侧面部
4e 上面部
5 承受部件
5a 周缘部
5b 侧面部
5c 下面部
6 膜片
7 受压空间
8 加压空间
9 珠子
10 电线
11 (11A～11C)输出用导销
12 (12A～12E)调整用导销
14、15 焊接部
22 夹持部件
22a 倾斜部
22b 圆筒部
22c 外周部
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明用于实施本发明的形态。
图1A及图1B表示本发明的压力传感器的第1实施形态，该压力传感器1具有：压力检测元件2；基座4；与基座4相对配置的承受部件5；由基座4和承受部件5夹持的膜片6；以及进一步夹持(保持)有基座4及承受部件5的夹持部件(保持部件)22，所述基座4及承受部件5夹持有膜片6。在基座4与膜片6之间的受压空间7内，封入有油之类的绝缘性液体(封入液)。
压力检测元件2在受压空间7内部固定于基座4。承受部件5与膜片6之间形成有作为压力导入空间的加压空间8，加压空间8与制冷剂等流入的流入管3的内部空间连通。
基座4例如通过冲压加工而形成，具有从周缘部(凸缘部)4c的内侧向上方鼓出的鼓出部，形成为下部开口的盖状。该鼓出部由从周缘部4c的内侧立起的侧面部4d及与侧面部4d连续设置的上面部4e所形成。在基座4的鼓出部下表面(即上面部4e的下面)，利用焊接等方式固定有压力检测元件2。
承受部件5例如通过冲压加工而形成，具有从周缘部(凸缘部)5a的内侧向下方鼓出的鼓出部，形成为上部开口的盘状。该鼓出部由从周缘部5a的内侧立下的侧面部5b及与侧面部5b连续设置的下面部5c所形成。在承受部件5的鼓出部中央(即下面部5c的中央)的开口，利用钎焊方式固定有流入管3。
膜片6的外周缘部被夹入基座4的周缘部4c与承受部件5的周缘部5a之间，这三个部件4～6在膜片6的外周缘部露出的外周缘部分利用激光焊接等方式同时被焊接(焊接部14)，从而一体化。受压空间7在从贯通基座4的上面部4e而形成的充填孔(未图示)注入封入液后，在基座4的上表面通过用珠子9进行点焊等而封住充填孔。
夹持部件22具有：圆筒部22b，该圆筒部22具有比夹持膜片6状态的基座4及承受部件5的外径稍大的内径；以及倾斜部22a，该倾斜部22a通过外周部22c而与圆筒部22b的上部连续形成，并设成向圆筒部22b中心轴方向倾斜，通过对基座4的鼓出部肩部和承受部件5的周缘部5a进行夹持(保持)，从而防止基座4及承受部件5互相分离。倾斜部22a呈圆锥台的侧面形状。外周部22c具有相对于夹持部件22的中心轴而垂直的平面。
当用夹持部件22夹持基座4及承受部件5时，将夹持部件22的圆筒部22从基座4侧安装在基座4及承受部件5的周缘部4c、5a的外周，在倾斜部22a的内表面与基座4的鼓出部的肩部(即侧面部4d的倾斜部分)抵接、卡合的状态下，并在夹持部件22的外周部22c、承受部件5的周缘部5a下表面，向使基座4和承受部件5互相受推压的方向施加负荷的状态下，通过激光焊接方式等将圆筒部22b的下部焊接接合于承受部件5的周缘部5a侧面上(焊接部15)。在向使基座4和承受部件5互相受推压的方向施加负荷的状态下通过对夹持部件22进行焊接接合，从而提高对于反复压力的耐久性。
在本实施例中，从基座4侧将夹持部件22安装于基座4及承受部件5的周缘部4c、5a的外周，并在倾斜部22a的内面与基座4的鼓出部肩部抵接、卡合的状态下，在外周部22c的内壁与基座4的周缘部4c之间形成空隙S。因此，若施加负荷F以对该空隙S进行压缩，则外周部22c向空隙S侧移动微小距离，倾斜部22a产生弹力并对侧面部4d进行按压。在该状态下，通过焊接接合圆筒部22b和周缘部5a，从而夹持部件22在使基座4的侧面部4d向承受部件5侧施加应力的状态下被固定。
另外，由于能用周缘部4c的内侧支承基座4，因此，能有效地抑制高压导入时的基座4的变形，可降低密封件4b部分的过度的应力，强化该密封部的破坏防止效果。
另外，在欲抑制承受部件5变形的场合，也可使该夹持部件22向上下方向倒转来安装，在该场合，从承受部件5侧使倾斜部22a与承受部件5的鼓出部肩部(侧面部5b的倾斜部分)卡合，在施加负荷的状态下将圆筒部22b焊接接合在基座4的周缘部4c侧面上即可。
压力检测元件2是由例如压电元件及信号处理电路等构成的IC芯片。压电元件是一种强介电体也称为压电元件，施加振动和压力等的力会产生电压，相反，施加电压会伸缩。
压力传感器2通过电线10与插通形成于基座4上面部4e的贯通孔4a的输出用导销11(11A～11C)及调整用导销12(12A～12E)电连接。输出用导销11的用途是将与压力检测元件2检测出的压力对应的电压信号输出到外部，调整用导销12用于制造时的电压补正用等。在本例中，三根输出用导销11A～11C及调整用导销12A～12E和上述的充填孔以等角度配置在以基座4的中心为圆心的同一圆周上。
基座4的贯通孔4a在插通输出用导销11及调整用导销12后，通过密封件4b封住以使封入液***漏。输出用导销11的上端部与未图示的基板连接，基板进一步通过未图示的端子与外部输出用导线连接。
具有上述结构的压力传感器1，其加压空间8的压力随着从流入管3流入的制冷剂的压力变化而变化，从而使膜片6变形。受压空间7内部的封入液的压力随着膜片6的变形而变化，该压力变化传递给压力检测元件2。压力检测元件2检测出的压力被变换成电压，由补正电路进行与压力传感器1特性对应的规定的电压补正。补正后的电压信号通过输出用导销11、基板及端子而传送给外部输出用导线。
当将该压力传感器1用于检测使用了CO2等高压制冷剂的空调器的制冷剂流路等的压力时，从流入管3流入的制冷剂的高压反复施加在加压空间8，在使基座4和承受部件5分离的方向反复作用较大的力，但承受部件5及膜片6在焊接部14被一体化，并且由于是在向使基座4及承受部件5互相受推压的方向施加负荷的状态下对夹持部件22进行焊接接合，由夹持部件22对基座4及承受部件5的各自的周缘部进行夹持，因此，焊接部14无开裂之虞，可有效地防止压力传感器1的破损。
另外，在上述的实施形态中，虽然将外周部22c形成为相对于夹持部件22的中心轴垂直的平面，向基座4和承受部件5互相受推压的方向，将负荷F施加在外周部22c和承受部件5的周缘部5a的下面的方式焊接接合夹持部件22，但是，施加负荷F的部位并不限于外周部22c等，也可利用夹持部件22的倾斜部22a外周侧等来压缩空隙S。
另外，虽然说明了施加负荷F来压缩空隙S的结构，但本发明并不只限于这种结构，也可将负荷F施加成：从倾斜部22a的外侧直接推压从基座4或承受部件5侧安装夹持部件22时所抵接的倾斜部22a的内面与基座4或承受部件5的抵接部。在该场合，也可省略空隙S。

Claims (3)

1.一种压力传感器，其特征在于，具有：
压力检测元件；
基座，该基座的内表面固定有所述压力检测元件；
承受部件，该承受部件与所述基座相对配置；
膜片，该膜片被所述基座和所述承受部件夹持；
夹持部件，该夹持部件对夹持有所述膜片状态的所述基座及所述承受部件进行夹持，以防止两者互相分离，该夹持部件从所述基座及所述承受部件中的任意一方侧安装，在向使两者互相受推压的方向施加负荷的状态下被焊接接合在所述基座及所述承受部件的另一方侧上；以及
液体，该液体封入在所述基座与所述膜片之间的空间，并将所述承受部件与所述膜片之间空间内的压力传递至所述压力检测元件，
所述夹持部件具有：圆筒部，该圆筒部具有比夹持所述膜片状态的所述基座及所述承受部件的外径大的内径；外周部，该外周部与所述圆筒部的上部连续设置，并具有相对于所述圆筒部的中心轴垂直的平面；以及倾斜部，该倾斜部通过所述外周部而与所述圆筒部的上部连续形成，并设成向所述中心轴方向倾斜，在所述倾斜部和所述外周部连结的部分的内壁与所述基座及所述承受部件中的一方之间形成空隙，并且，在所述倾斜部产生弹力而使所述基座和所述承受部件互相受推压的状态下，所述夹持部件被焊接接合在所述基座及所述承受部件中的另一方侧上。
2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，施加所述负荷以对形成于所述夹持部件与所述基座或所述承受部件一方之间的空隙进行压缩。
3.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，在如下状态下对所述夹持部件进行焊接接合：向所述基座和所述承受部件互相受推压的方向，将所述负荷施加在所述基座及所述承受部件中的另一方的周缘部和所述平面。
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