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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor zur Erfassung eines
Drucks eines Kühlmittels und eine Befestigungsstruktur
des Drucksensors.
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Die
JP 2005-221315 , welche
der
US 7,121,144 entspricht,
offenbart einen Drucksensor, der wie folgt aufgebaut ist. Ein Messelement
zur Druckerfassung ist an einem Ende eines Harzgehäuses angeordnet,
das mit einer Gehäuseeinheit aus Metall kombiniert ist.
In der Gehäuseeinheit ist ein Druckmediumzuführungsloch
angeordnet. Das Druckmediumzuführungsloch wird zum Zuführen
eines Druckmediums verwendet. Der Aufbau des Drucksensors bewirkt,
dass das Messelement einen Druck des über das Druckmediumzuführungsloch
zugeführten Druckmediums erfasst.
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Ein
derartiger Drucksensor ist dazu ausgelegt, an einem Montageblock
befestigt zu werden. Der Montageblock ist an einem Teil einer Leitung,
in der ein Kühlmittel fließt, befestigt. Die 11A und 11B zeigen
einen herkömmlichen Drucksensor, der an einem Montageblock
befestigt werden kann. Der herkömmliche Drucksensor R1
weist ein aus Harz bestehendes Gehäuse R10 und eine aus
Metall bestehende Gehäuseeinheit auf. Die Gehäuseeinheit weist
ein Schraubelement R80 und ein Mutternelement R81 auf. Der Drucksensor
R1 wird über einen O-Ring R90 durch eine Schraubbefestigung
an dem Montageblock R100 befestigt. Der Montageblock R100 weist
ein erstes Verbindungselement R51 und ein zweites Verbindungselement
R52 auf. Das erste und das zweite Verbindungselement R51 und R52 sind
mit einer Leitung zu verbinden, in der ein Kühlmittel fließt.
Der Montageblock weist ferner eine Durchführung auf, über
welche das erste Verbindungselement R51 mit dem zweiten Verbindungselement
R52 in Verbindung steht. Zusätzlich zum Drucksensor R1
sind ein Schauglas R60 und ein Füllventil R70 über
den O-Ring R90 an dem Montageblock R100 zu befestigen.
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Gemäß obiger
Beschreibung wird der Montageblock R100 an einem Teil einer Leitung
befestigt; wird der Drucksensor R1 mit dem Gehäuse R10
an dem Montage block R100 befestigt; und wird das Gehäuse
R10 mit der Gehäuseeinheit kombiniert. In diesem Fall tritt
das Problem auf, dass die Anzahl von Teilen und die Anzahl erforderlicher
Arbeitsstunden hoch sind.
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Es
ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucksensor
und eine Befestigungsstruktur des Drucksensors bereitzustellen.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Drucksensor
bereitgestellt, der aufweist: ein Gehäuse; eine Erfassungseinheit,
die an einem Ende des Gehäuses befestigt ist; ein Gehäuseelement
mit einer ersten Oberfläche, einem ersten Verbindungselement,
einem zweiten Verbindungselement, einer Durchführung und
einem Druckzuführungsloch, wobei die erste Oberfläche des
Gehäuseelements mit dem einen Ende des Gehäuses
verbunden ist; und eine Membran, die derart am Gehäuseelement
befestigt ist, dass sie die Erfassungseinheit bedeckt bzw. abdeckt.
Das erste und das zweite Verbindungselement sind mit einer Leitung
verbindbar, in der ein Kühlmittel fließt. Die Durchführung
verbindet das erste Verbindungselement mit dem zweiten Verbindungselement.
Das Druckzuführungsloch bringt einen Druck des Kühlmittels
aus der Durchführung auf die Membran auf. Die Erfassungseinheit
ist dazu ausgelegt, den Druck des Kühlmittels zu erfassen,
der von dem ersten und dem zweiten Verbindungselement über
die Durchführung und das Druckzuführungsloch derart
zugeführt wird, dass die Membran mit dem Druck beaufschlagt wird
und der Druck zur Erfassungseinheit übertragen wird.
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Gemäß dem
obigen Drucksensor ist die Erfassungseinheit an dem einen Ende des
Gehäuses befestigt. Das Gehäuseelement weist das
erste und das zweite Verbindungselement, die Durchführung und
das Druckzuführungsloch auf. Das erste und das zweite Verbindungselement
sind mit der Leitung, in welcher das Kühlmittel fließt,
verbindbar. Die Durchführung verbindet das erste Verbindungselement
mit dem zweiten Verbindungselement. Das Druckzuführungsloch
bringt den Druck des Druckmediums aus der Durchführung
auf die Membran auf. Das Gehäuseelement dient als die Gehäuseeinheit
und der Montageblock. Folglich können die Anzahl von Teilen
und die Anzahl erforderlicher Arbeitsstunden verringert werden.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Befestigungsstruktur eines
Drucksensors bereitgestellt, wobei der Drucksensor ein Gehäuse
und eine an einem Ende des Gehäuses befestigte Erfassungseinheit
aufweist, und wobei die Befestigungsstruktur aufweist: ein Durchführungselement,
das mit dem einen Ende des Gehäuses verbindbar ist und
ein erstes Verbindungselement, ein zweites Verbindungselement, eine Durchführung
und ein Druckzuführungsloch aufweist, wobei das erste und
das zweite Verbindungselement mit einer Leitung verbindbar sind,
in der ein Kühlmittel fließt, die Durchführung
das erste Verbindungselement mit dem zweiten Verbindungselement
verbindet, und das Druckzuführungsloch die Durchführung mit
einer Oberfläche des Durchführungselements verbindet;
und eine Membran, die am Durchführungselement befestigt
ist, um die Erfassungseinheit in dem Druckzuführungsloch
zu bedecken bzw. abzudecken. Das Gehäuse kann derart direkt
am Durchführungselement befestigt werden, dass das eine
Ende des Gehäuses in das Druckzuführungsloch eingeführt
wird. Die Membran ist dazu ausgelegt, einen Druck des Kühlmittels
zu empfangen, der von dem ersten und dem zweiten Verbindungselement über
die Durchführung und das Druckzuführungsloch zugeführt
wird.
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Gemäß der
obigen Befestigungsstruktur ist das Gehäuse direkt am Durchführungselement,
welches das erste und das zweite Verbindungselement, die Durchführung
und das Druckzuführungsloch aufweist, befestigbar. Das
erste und das zweite Verbindungselement sind mit der Leitung, in
welcher das Kühlmittel fließt, verbindbar. Die
Durchführung verbindet das erste Verbindungselement mit
dem zweiten Verbindungselement. Das Druckzuführungsloch verbindet
die Durchführung mit der Oberfläche des Durchführungselements.
Folglich können die Anzahl von Teilen und die Anzahl erforderlicher
Arbeitsstunden verringert werden.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht
wurde, näher ersichtlich sein. In der Zeichnung zeigt/zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Drucksensors gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Ansicht eines Teils des Drucksensors,
wobei der Teil einem Bereich II entspricht, der in der 1 von
der Strich-Punkt-Linie umgeben wird;
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3 eine
Querschnittsansicht eines Ventileinsatzes;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Drucksensors gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Vorderansicht eines Drucksensors gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6A eine
Vorderansicht eines Drucksensors gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6B eine
Seitenansicht des Drucksensors der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Vorderansicht eines Drucksensors gemäß einer fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
Vorderansicht eines Drucksensors gemäß einer sechsten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
Vorderansicht eines Drucksensors gemäß einer siebten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Teilschnittsansicht einer Oberfläche, an der ein in der 9 gezeigtes
Schauglas befestigt ist; und
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11A und 11B eine
Befestigungsstruktur eines herkömmlichen Drucksensors.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein
Drucksensor S1 gemäß einer ersten Ausführungsform
ist beispielsweise an einem Fahrzeug befestigt und wird zur Erfassung
eines Drucks eines Kühlmittels in einer mit einer Klimaanlage
des Fahrzeugs verbundenen Leitung verwendet.
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Ein
Anschlussgehäuse 10 weist, wie in 1 gezeigt,
eine annähernd zylindrische Form auf. Das Anschlussgehäuse 10 ist
beispielsweise aus Harz, wie beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS)
und Polybutylenterephthalat (PBT), aufgebaut. Das Anschlussgehäuse 10 mit
Hilfe eines Molding-Verfahrens gebildet werden. An einem Ende des
Anschlussgehäuses 10, der einem unteren Teil in
der 1 entspricht, ist ein konkaves Element 11 angeordnet.
Das Anschlussgehäuse 10 dient als Beispiel für
ein Gehäuse.
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In
dem konkaven Element 11 ist, wie in 2 gezeigt,
ein Sensorelement 20 zur Erfassung eines Drucks angeordnet.
Das Sensorelement 20 dient als Beispiel für eine
Erfassungseinheit.
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Das
Sensorelement 20 weist an einer Oberfläche eine
Membran auf. Die Membran dient als Druckempfangsoberfläche.
Auf einer Oberfläche der Membran ist ein Messwiderstand
gebildet und angeordnet, der als Dehnungsmesswiderstand ausgelegt sein
kann. Der Dehnungsmesswiderstand wandelt einen empfangenen Druck
in ein elektrisches Signal. Das Sensorelement 20 kann ein
Element mit einer Halbleitermembran sein und gibt ein elektrisches
Signal aus. Das elektrische Signal wird nachstehend als Sensorsignal
bezeichnet.
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Das
Sensorelement 20 wird durch ein anodisches Bonden oder
dergleichen mit einem Basiselement 21 kombiniert. Das Basiselement 21 ist
beispielsweise aus Glas aufgebaut. Das Basiselement 21 wird
durch Bonden mit dem konkaven Element 11 verbunden, wodurch
das Sensorelement 20 am Anschlussgehäuse 10 befestigt
wird.
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Eine
Mehrzahl von Anschlüssen 12 dringt, wie in 1 gezeigt,
derart durch das Anschlussgehäuse 10, dass das
Sensorelement 20 elektrisch mit einer externen Schaltung
verbindbar ist. Die Mehrzahl von Anschlüssen 12 kann
aus Metall aufgebaut sein und eine Stabform aufweisen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist die Mehrzahl von Anschlüssen 12 aus
einem metallüberzogenen Messing, wie beispielsweise aus
einem mit Nickel überzogenen Messing, aufgebaut. Die Mehrzahl
von Anschlüssen 12 ist durch ein Insert-Molding-Verfahren
mit dem Anschlussgehäuse 10 kombiniert, wodurch
die Mehrzahl von Anschlüssen 12 in dem Anschlussgehäuse 10 gehalten
wird.
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Ein
Ende jedes Anschlusses 12, das in der 1 auf
einer unteren Seite gezeigt ist, ist derart angeordnet, dass das
eine Ende jedes Anschlusses 12 von einer unter Oberfläche
des konkaven Elements 11, die um einen Bereich herum angeordnet ist,
in welchem das Sensorelement 20 befestigt wird, hervorsteht.
Das andere Ende jedes Anschlusses 12, das in der 1 auf
einer oberen Seite gezeigt ist, ist in einem Innenraum eines Öffnungselements 15 freigelegt.
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Die
einen Enden jedes Anschlusses 12, die in dem konkaven Element 11 hervorstehen,
sind durch einen Bonddraht 13 elektrisch mit dem Sensorelement 20 verbunden.
Der Bonddraht 13 ist beispielsweise aus Gold, Aluminium
oder dergleichen aufgebaut.
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Ein
Dichtungsmittel 14 ist, wie in 1 gezeigt,
an Basisabschnitten der Mehrzahl von Anschlüssen 12 angeordnet,
wobei die Basisabschnitte der Mehrzahl von Anschlüssen 12 in
dem konkaven Element 11 freigelegt sind. Das Dichtungsmittel 14 ist beispielsweise
aus Silikonharz aufgebaut. Das Dichtungsmittel 14 dichtet
einen Spalt zwischen dem Anschlussgehäuse 10 und
den Basisabschnitten der Anschlüsse 12 ab, wobei
die Basisabschnitte in dem konkaven Element 11 hervorstehen.
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Das
Anschlussgehäuse 10 weist, wie in 1 gezeigt,
das Öffnungselement 15 an dem anderen Ende des
Anschlussgehäuses 10 auf. Eine Position des Öffnungselements 15 entspricht
der auf der oberen Seite in der 1 gezeigten.
Das Öffnungselement 15 ist dazu ausgelegt, als
Verbindungselement zu dienen, um das andere Ende des Anschlussgehäuses 10 über
ein externes Leitungselement mit der externen Schaltung zu verbinden.
Das externe Leitungselement (nicht gezeigt) kann beispielsweise ein
Kabelstrang oder dergleichen sein. Die externe Schaltung ist beispielsweise
eine elektronische Steuereinheit (ECU) eines Fahrzeugs oder dergleichen.
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Durch
das Verbindungselement können die anderen Enden der Mehrzahl
von Anschlüssen 12 elektrisch mit der externen
Schaltung verbunden werden. Folglich können das Sensorelement 20 und die
externe Schaltung über den Bonddraht 13 und die Mehrzahl
von Anschlüssen 12 elektrisch miteinander kommunizieren.
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Ein
Gehäuseelement 50 ist an dem einen Ende des Anschlussgehäuses 10 befestigt.
Bei dieser Ausführungsform weist das Gehäuseelement 50 Funktionen
auf, die sowohl die aus Harz bestehende Gehäuseeinheit
als auch der Montageblock aufweisen, wobei die Gehäuseeinheit
und der Montageblock der Gehäuseeinheit und dem Montageblock
in den 11A und 11B entsprechen.
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Das
Gehäuseelement 50 weist eine annähernd
rechteckige Form auf und ist beispielsweise aus einem metallischen
Material aufgebaut. Ein erstes Verbindungselement 51 ist
auf einer ersten Oberfläche des Gehäuseelements 50 gebildet
und angeordnet. Das erste Verbindungselement 51 ist mit
der Leitung, in welcher das Kühlmittel fließt,
zu verbinden. Ein zweites Verbindungselement 52 ist auf
einer zweiten Oberfläche des Gehäuseelements gebildet und
angeordnet. Die erste Oberfläche des Gehäuseelements 50 ist
auf der gegenüberliegenden Seite der zweiten Oberfläche
des Gehäuseelements 50 angeordnet. In dem Gehäuseelement 50 ist
eine Durchführung 53 gebildet und angeordnet.
Die Durchführung 53 verbindet das erste Verbindungselement 51 mit
dem zweiten Verbindungselement 52. Ein Druckzuführungsloch 54A ist
derart im Gehäuseelement 50 gebildet und angeordnet,
dass es die Durchführung 53 mit einer Oberfläche
des Gehäuseelements 50 verbindet. Ein Ende des
Anschlussgehäuses 10 ist in das Druckzuführungsloch 54A eingefügt.
Das Anschlussgehäuse 10 ist am Gehäuseelement 50 befestigt.
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Das
Gehäuseelement 50 weist, wie vorstehend beschrieben,
das erste und das zweite Verbindungselement 51, 52,
die Durchführung 53 und das Druckzuführungsloch 54A auf.
Das erste und das zweite Verbindungselement 51, 52 sind
mit der Leitung, in welcher das Kühlmittel fließt,
verbindbar. Die Durchführung 53 verbindet das erste
Verbindungselement 51 mit dem zweiten Verbindungselement 52. Das
Druckzuführungsloch 54A leitet einen Druck des Kühlmittels
aus der Durchführung 53 ein. Der Druck des Kühlmittels
wird über die Durchführung 53 und das
Druckzuführungsloch 54A auf die Membran aufgebracht.
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Eine
Membran 34, die beispielsweise aus Metall aufgebaut und
dünn ausgebildet ist, ist, wie in 2 gezeigt,
derart zwischen einer Oberfläche 10A an der Spitze
des Anschlussgehäuses 10 und einer Oberfläche 50B eines
konkaven Gehäuseelements 50A des Gehäuseelements 50 angeordnet,
dass die Membran 34 zwischen einem ringförmigen
Schweißelement 35A und einer ringförmigen
Platte 35B angeordnet ist. Die Oberfläche 50B ist
der Oberfläche 10A des Anschlussgehäuses 10 gegenüberliegend
angeordnet. Das ringförmige Schweißelement 35A dient als
Beispiel für ein Halteelement. Die ringförmige Platte 35B ist
dicker als die Membran 34 ausgebildet. Die vorstehend beschriebenen
Elemente werden durch Schweißen miteinander verbunden.
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Ein
Vorsprungselement 50C ist auf einem Abschnitt der Oberfläche 50B des
Gehäuseelements 50 gebildet. Die ringförmige
Platte 35B ist auf dem Abschnitt der Oberfläche 50B des
Gehäuseelements 50 angeordnet. Die ringförmige
Platte 35B ist annähernd um das gesamte Vorsprungselement 50C widerstandsgeschweißt,
so dass eine Ende des Druckzuführungslochs 54A folglich
versiegelt an die ringförmige Platte 35B geschweißt
ist.
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Ein
Ende des Gehäuseelements 50, das sich auf der
Seite des konkaven Gehäuseelements 50A befindet,
ist, wie in 1 gezeigt, an einem Ende des Anschlussgehäuses 10 gebogen
bzw. gefaltet, so dass ein Klemmelement 56 an dem einen
Ende des Gehäuseelements 50 gebildet wird. Das
Gehäuseelement 50 wird durch das Klemmelement 56 an
dem Anschlussgehäuse 10 befestigt und mit dem
Anschlussgehäuse 10 kombiniert.
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In
dem Anschlussgehäuse 10 und dem Gehäuseelement 50,
die auf die vorstehend beschriebene Weise miteinander kombiniert
werden, ist eine Druckerfassungskammer 40 zwischen der
Membran 34 des Gehäuseelements 50 und
dem konkaven Element 11 des Anschlussgehäuses 10 gebildet.
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Die
Druckerfassungskammer 40 ist mit einem Öl 41 gefüllt,
das von der Druckerfassungskammer 40 umschlossen wird.
Das Öl 41 kann ein Fluoröl sein. Das Öl 41 weist
die Funktionen einer verkapselten Flüssigkeit und eines
Druckübertragungsmittels auf. D. h., das konkave Element 11 ist
derart mit dem Öl 41 gefüllt, dass das Öl 41 elektrische
Verbindungsteile, wie beispielsweise das Sensorelement 20,
den Bonddraht 13 und dergleichen, bedeckt. Die Membran 34 bedeckt
und versiegelt das Öl 41.
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Da
die Druckerfassungskammer 40 den vorstehend beschriebenen
Aufbau aufweist, wird der über das Druckzuführungsloch 54A zugeführte
Druck über die Membran 34 und das Öl 41 auf
das Sensorelement 20, den Bonddraht 13 und die
Mehrzahl von Anschlüssen 12 aufgebracht. Die Membran 34 besteht
beispielsweise aus Metall.
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Bei
dem Drucksensor der vorliegenden Ausführungsform ist ein
Graben 42 mit einer kreisrunden Form derart auf bzw. an
der Oberfläche 10A an der Spitze des Anschlussgehäuses 10 gebildet
und angeordnet, dass der Graben 42 einen Umfang der Druckerfassungskammer 40 umgibt.
Der Graben 42 entspricht einem O-Ring-Graben. In dem Graben 42 ist ein
O-Ring 43 angeordnet, um die Druckerfassungskammer 40 hermetisch
abzudichten.
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Der
O-Ring 43 ist beispielsweise aus einem elastischen Material,
wie beispielsweise einem Silikonkautschuk, aufgebaut. Der O-Ring 43 ist
zwischen dem Anschlussgehäuse 10 und dem Gehäuseelement 50 angeordnet,
durch welche der O-Ring 43 zusammengedrückt wird,
so dass die Druckerfassungskammer 40 durch die Membran 34 und
den O-Ring 43 abgedichtet und verschlossen wird.
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Eine
Oberfläche des Gehäuseelements 50, welche
das Druckzuführungsloch 54A aufweist, weist ein
erstes Öffnungselement 54B auf, um ein Schauglas 60 zu
befestigen. Das Schauglas 60 wird zur optischen Erkennung
des in der Durchführung 53 fließenden
Kühlmittels verwendet. Ein Ende des ersten Öffnungselements 54B ist
an dem Schauglas 60 gebogen bzw. gefaltet, wodurch ein
Klemmelement 57 an dem einen Ende des ersten Öffnungselements 54B gebildet
wird. Das Schauglas 60 wird durch das Klemmelement 57 an
dem Gehäuseelement 50 befestigt und mit dem Gehäuseelement 50 kombiniert. Zwischen
dem ersten Öffnungselement 54B und dem Schauglas 60 ist
ein O-Ring 90 angeordnet.
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Die
Oberfläche des Gehäuseelements 50, welche
das Druckzuführungsloch 54A aufweist, weist ein
zweites Öffnungselement 54C zur Befestigung eines
Ventileinsatzes auf, der zum Zuführen und Ablassen des
Kühlmittels verwendet wird. In dem zweiten Öffnungselement 54C zur
Befestigung eines Ventileinsatzes ist ein Ventileinsatz 70A angeordnet,
wodurch ein Lade- bzw. Füllventil gebildet wird. Um das zweite Öffnungselement 54C herum
ist ein Vorsprungsteil 58 zur Unterbringung des Ventileinsatzes gebildet.
Ein oberer Teil des Vorsprungsteils 58 ist derart aufgebaut,
dass eine Ventilkappe an dem oberen Teil des Vorsprungsteils 58 befestigt
werden kann.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht des Ventileinsatzes 70A. Der Ventileinsatz 70A arbeitet wie
folgt. Wenn ein Vorsprungselement 70B heruntergedrückt
wird, wird ein Ventil 70C geöffnet und bildet
der Ventileinsatz 70A eine Durchführung zum Zuführen
des Kühlmittels. In einem normalen Zustand des Ventileinsatzes 70A ist
das Ventil geschlossen und wird das Kühlmittel gehalten
und nicht nach außerhalb abgegeben.
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Nachstehend
wird ein Verfahren zur Fertigung des Drucksensors S1 beschrieben.
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Das
Anschlussgehäuse 10, in welches die Mehrzahl von
Anschlüssen 12 mit Hilfe eines Insert-Molding-Verfahrens
eingefügt ist, ist vorbereitet. Das Sensorelement 20 wird
mit Hilfe eines Klebemittels derart über das Basiselement 21 mit
dem konkaven Element 11 verbunden und an dem konkaven Element 11 befestigt,
dass es in dem konkaven Element 11 angeordnet ist.
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Das
Dichtungsmittel 14 wird auf die Basisabschnitte der Mehrzahl
von Anschlüssen 12, die zum Innenraum des konkaven
Elements 11 hin freigelegt sind, aufgebracht. Die Menge
des aufzubringenden Dichtungsmittels 14 wird derart gesteuert,
dass das Dichtungsmittel nicht auf das Sensorelement 20 aufgebracht
wird.
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Anschließend
wird das aufgebrachte Dichtungsmittel 14 gehärtet.
Ein Ende jedes Anschlusses 12 wird unter Verwendung des
Bonddrahts 13 mit Hilfe eines Drahtbondverfahrens elektrisch
mit dem Sensorelement 20 verbunden.
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Eine
vorbestimmte Menge des Öls 41 wird unter Verwendung
von beispielsweise einem Spender auf das konkave Element 11 gegossen.
Das Öl 41 kann beispielsweise ein Fluoröl
sein. Beim Gießen des Öls 41 kann das
Anschlussgehäuse 10 derart angeordnet werden,
dass die Seite des Sensorelements 20 in vertikaler Richtung
nach oben zeigt, und kann das Öl 41 von oben in
das konkave Element 11 gegossen werden.
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Die
ringförmige Platte 35B wird in dem konkaven Gehäuseelement 50A des
Gehäuseelements 50 angeordnet. Zwischen die ringförmige
Platte 35B und das Gehäuseelement 50 wird
eine vorbestimmte Spannung gelegt, wodurch die ringförmige
Platte 35B derart durch ein Widerstandsschweißen
an das Vorsprungselement 50C geschweißt wird,
dass die ringförmige Platte 35B mit dem Gehäuseelement 50 verbunden
wird.
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Das
ringförmige Schweißelement 35A ist auf der
ringförmigen Platte 35B angeordnet. Das ringförmige
Schweißelement 35A, die Membran 34 und
die ringförmige Platte 35B werden beispielsweise
durch Schweißen mit Hilfe eines Lasers von einer Seite
der oberen Oberfläche des ringförmigen Schweißelements 35A aus
verschweißt.
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Zusätzlich
zum Anschlussgehäuse 10, in welches das Öl 41 gegossen
wurde, werden das Gehäuseelement 50 sowie die
Membran 34, das ringförmige Schweißelement 35A und
dergleichen in einer Vakuumkammer angeordnet, wobei sie in einer
horizontalen Position gehalten werden. In der Druckerfassungskammer 40 wird
ein Vakuumzustand hergestellt.
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Eine
Druckkraft wird derart aufgebracht, dass die Oberfläche 10A an
der Spitze des Anschlussgehäuses 10 vollständig
in Kontakt mit einer Oberfläche 30B des Ge häuseelements 50 gebracht wird,
wodurch die Membran 34 und der O-Ring 43 die Druckerfassungskammer 40 abdichten.
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Mit
Hilfe einer bestimmten Klemmwerkzeugs werden das Anschlussgehäuse 10 und
das Schauglas 60 gleichzeitig durch Klemmen bzw. Quetschen an
dem Gehäuseelement 50 montiert und befestigt. Das
Anschlussgehäuse 10 und das Schauglas 60 werden
auf die vorstehend beschriebene Weise am Gehäuseelement 50 montiert.
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Der
Ventileinsatz 70A wird an dem im Gehäuseelement 50 gebildeten
zweiten Öffnungselement 54C montiert. Die Ventilkappe
wird derart angeordnet, dass sie die Oberseite des Vorsprungsteils 58 bedeckt.
Auf diese Weise wird der in der 1 gezeigte
Drucksensor S1 aufgebaut. Es sollte beachtet werden, dass die Ventilkappe
in der 1 nicht gezeigt ist und der Vorsprungsteil 58 zur
Unterbringung des Ventileinsatzes verwendet wird.
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Nachstehend
wird ein Druckerfassungsbetrieb des Drucksensors S1 beschrieben.
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Der
Drucksensor S1 wird über das erste und das zweite Verbindungselement
mit einer Leitung verbunden. Das Kühlmittel wird über
den Ventileinsatz 70A in die Durchführung 63 eingeleitet.
Der Drucksensor S1 wird über das Druckzuführungsloch 54A des
Gehäuseelements 50 mit einem Druck in der Leitung
beaufschlagt.
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Der
zugeführte Druck wird über die Membran 34 und
das Öl 41 in der Druckerfassungskammer 40 auf
die Druckempfangsoberfläche des Sensorelements 20 aufgebracht.
Die Druckempfangsoberfläche ist auf der Oberfläche
des Sensorelements 20 angeordnet. Das Sensorelement 20 gibt
das elektrische Signal als das Sensorsignal aus, wobei das Signal
mit dem aufgebrachten Druck verknüpfte Information enthält.
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Das
Sensorsignal wird über den Bonddraht 13 und die
Mehrzahl von Anschlüssen 12 an die externe Schaltung übertragen,
so dass der Druck des Kühlmittels in der Leitung erfasst
oder gemessen werden kann. Der Drucksensor S1 führt die
Druckerfassung auf die vorstehend beschriebene Weise aus.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aufbau weist das an der einen Seite des
Anschlussgehäuses befestigte Gehäuseelement auf:
das erste und das zweite Verbindungselement, um mit der Leitung,
in welcher das Kühlmittel fließt, in Verbindung zu
stehen, die Durchführung zur Verbindung des ersten Verbindungselements
mit dem zweiten Verbindungselement und das Druckzuführungsloch
zum Zuführen des Drucks des Kühlmittels aus der
Durchführung auf die Membran. Da die Funktionen des Gehäuseelements
der vorliegenden Ausführungsform sowohl die Funktion der
herkömmlichen Gehäuseeinheit als auch die Funktion
des herkömmlichen Montageblocks umfassen, können
die Anzahl von Teilen und die Anzahl erforderlicher Arbeitsstunden
verringert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
werden die der Gehäuseeinheit und dem Montageblock entsprechenden
Elemente ohne eine Verwendung des O-Rings kombiniert und tritt als
Nebeneffekt kein Versiegelungsdefekt auf, der durch einen Fremdkörper
oder ein Partikel verursacht wird, das während des Zusammenbaus
eingeklemmt wird. Folglich kann die Qualität bezüglich
eines Entweichens von Kühlmittel bei einer Klimaanlage
verbessert werden.
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Ferner
kann das Schauglas direkt mit dem am Gehäuseelement gebildeten
ersten Öffnungselement verbunden werden.
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Da
sowohl das Schauglas als auch das Anschlussgehäuse auf
der gleichen Oberflächenseite des Gehäuseelements
angebracht sind, können das Schauglas und das Anschlussgehäusegleichzeitig mit
Hilfe eines bestimmten Werkzeugs durch Quetschen am Gehäuseelement
befestigt werden.
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Wenn
das von der Gehäuseeinheit getrennte Füllventil
R70, wie in den 11A und 11B gezeigt,
an der Gehäuseeinheit befestigt wird, wird der O-Ring R90
zur Abdichtung gegen Luftzug benötigt. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch ohne eine Anordnung
des O-Rings 90 möglich, das Füllventil
vorzusehen, indem der Ventileinsatz im zweiten Öffnungselement
des Gehäuseelements angeordnet wird.
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Ferner
wird der Wirkungsgrad beim Zuführen eines Kühlmittels
verbessert, da das Schauglas und das Füllventil, wie vorstehend
beschrieben, auf der gleichen Oberflächenseite des Gehäuseelements oder
auf der gleichen Ebene angebracht sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung kann der vorstehend beschriebene Aufbau wie
folgt beschrieben werden: Das Gehäuseelement 50 kann
ein Durchführungselement sein, welches das erste und zweite
Verbindungselement aufweist, um die Verbindung zu der Leitung herzustellen,
in welcher das Kühlmittel fließt; die Durchführung
bewirkt, dass das Kühlmittel zwischen dem ersten und dem
zweiten Verbindungselement fließt; das Druckzuführungsloch verbindet
die Durchführung mit der Oberfläche; und das Durchführungselement
ist direkt mit dem Anschlussgehäuse 10 verbindbar.
Folglich können die Anzahl von Teilen und die Anzahl erforderlicher
Arbeitsstunden verringert werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachstehend
wird ein Drucksensor gemäß einer zweiten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Bei der ersten
Ausführungsform weist das Gehäuseelement 50 annähernd die
Form eines rechteckigen Parallelepipeds auf und sind das Schauglas 60 und
das Füllventil 70 auf einer, d. h. der gleichen
Oberfläche des Gehäuseelements angeordnet. Bei
der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich eine
Oberfläche, auf welcher das Anschlussgehäuse 10 angeordnet
ist, jedoch von der Oberfläche, auf welcher das Schauglas 60 und
das Füllventil angeordnet sind. D. h. die Oberfläche,
auf welcher das Anschlussgehäuse 10 angeordnet
ist, liegt auf der gegenüberliegenden Seite der Oberfläche,
auf welcher das Schauglas 60 und das Füllventil
angeordnet sind.
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Das
Anschlussgehäuse 10 und das Schauglas 60 werden
mit Hilfe eines bestimmten Quetsch- bzw. Klemmwerkzeugs gleichzeitig
am Gehäuseelement 50 montiert und befestigt. Der
Ventileinsatz 70A wird in dem im Gehäuseelement 50 gebildeten
zweiten Öffnungselement 54C installiert. Anschließend wird
die Ventilkappe derart angeordnet wird, dass sie einen oberen Teil
des Vorsprungsteils 58 bedeckt. Auf diese Weise wird der
Drucksensor S1 gebildet. Es sollte beachtet werden, dass die Ventilkappe
in der 4 nicht gezeigt ist.
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Da
das Schauglas an der Oberfläche befestigt ist, welche dem
Anschlussgehäuses gegenüberliegt, können
das Anschlussgehäuse und das Schauglas gleichzeitig mit
Hilfe eines bestimmten Quetschwerkzeugs durch Quetschen am Gehäuseelement
befestigt werden.
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Wenn
das Schauglas, das Füllventil und das Anschlussgehäuse,
wie im Stand der Technik, in einer Linie auf einer Oberfläche
des Gehäuseelements angeordnet werden, müsste
die Anordnungsoberfläche in Richtung dieser Linie lang
ausgebildet werden. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Länge
einer Anordnungsoberfläche jedoch verringert werden, da die
Oberfläche, auf welcher das Anschlussgehäuse 10 angeordnet
wird, der Oberfläche gegenüberliegt, auf welcher
das Schauglas 60 und das Füllventil angeordnet
werden. Folglich kann der Drucksensor kompakter ausgebildet, d.
h. in seinen Abmessungen verringert werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Nachstehend
wird ein Drucksensor S1 gemäß einer dritten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. Der Drucksensor
S1 weist ein Gehäuseelement 50 auf, das annähernd
die Form eines rechteckigen Parallelepipeds aufweist. Das erste
und das zweite Verbindungselement 51 und 52 sind
auf gegenüberliegenden Oberflächen gebildet, die,
wie in 5 gezeigt, einer Oberfläche auf der linken
Seite und einer Oberfläche auf der rechten Seite des Gehäuseelements 50 entsprechen.
Das Anschlussgehäuse 10 und das Schauglas 60 sind
auf gegenüberliegenden Oberflächen gebildet, die
sich von den Oberflächen unterscheiden, auf denen das erste
und das zweite Verbindungselement 51 und 52 angeordnet
sind. Die Oberflächen, auf denen das Anschlussgehäuse 10 und
das Schauglas 60 angeordnet sind, entsprechen, wie in 5 gezeigt,
einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche
des Gehäuseelements 50. Ferner ist das Füllventil 70,
dessen Anordnung der Ventilkappe 71 in der 5 entspricht,
auf einer Oberfläche angeordnet, die nahezu senkrecht zu
den Oberflächen verläuft, auf denen das erste
und das zweite Verbindungselement angeordnet sind. Die Oberfläche,
auf welcher das Füllventil angeordnet ist, entspricht einer Vorderfläche
des in der 5 gezeigten Gehäuseelements 50.
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Bei
dem Drucksensor S1 der vorliegenden Ausführungsform sind
das Anschlussgehäuse 10 und das Schauglas 60 auf
den gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuseelements 50,
die einer oberen und einer unteren Oberfläche in der 5 entsprechen,
angeordnet oder gebildet. Folglich können das Anschlussgehäuse 10 und
das Schauglas 60 durch Quetschen mit Hilfe eines bestimmten Quetschwerkzeugs
gleichzeitig am Gehäuseelement 50 befestigt werden.
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Da
das Anschlussgehäuse 10, das Schauglas 60,
das erste Verbindungselement 51, das zweite Verbindungselement 52 und
das Füllventil 70 jeweils auf verschiedenen Oberflächen
angeordnet sind, kann der Drucksensor S1 in seinen Abmessungen verringert
werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Nachstehend
wird ein Drucksensor gemäß einer vierten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 6A und 6B beschrieben.
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Ein
Gehäuseelement 50 der vorliegenden Ausführungsform
weist, wie in den 6A und 6B gezeigt,
eine vielflächige Form, wie beispielsweise eine siebenflächige
Form, auf. Das erste Verbindungselement 51 und das zweite
Verbindungselement 52 sind auf einer ersten bzw. einer zweiten
Oberfläche des Gehäuseelements 50 gebildet.
Die erste und die zweite Oberfläche liegen auf gegenüberliegenden
Seiten. Die erste und die zweite Oberfläche entsprechen
einer Oberfläche auf der linken Seite bzw. einer Oberfläche
auf der rechten Seite des in der 6 gezeigten
Gehäuseelements. Das Anschlussgehäuse 10 und
das Füllventil 70 sind an einer dritten bzw. an
einer vierten Oberfläche befestigt. Die dritte und die
vierte Oberfläche unterscheiden sich von der ersten und
der zweiten Oberfläche und sind gegenüberliegend
angeordnet. Die dritte und die vierten Oberfläche entsprechen
einer Oberfläche auf der oberen Seite bzw. einer Oberfläche
auf der unteren Seite des in der 6 gezeigten
Gehäuseelements. Ferner ist das Schauglas 60 an
einer fünften Oberfläche des Gehäuseelements
befestigt. Die fünfte Oberfläche verläuft
senkrecht zur ersten und zweiten Oberfläche des Gehäuseelements,
auf denen das erste und das zweite Verbindungselement 51, 52 angeordnet
sind.
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Ein
Befestigungsarm 55 zur Befestigung ist, wie in 6B gezeigt,
auf einer Oberfläche angeordnet, auf der weder das Anschlussgehäuse 10,
das Füllventil 70, das Schauglas 60 noch
das erste und das zweite Verbindungselement 51, 52 angeordnet sind.
Der Befestigungsarm 55 zur Befestigung wird verwendet,
wenn der Drucksensor S1 an einem Fahrzeug befestigt wird.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aufbau sind das Anschlussgehäuse 10,
das Schauglas 60, das erste Verbindungselement 51,
das zweite Verbindungselement 52 und das Füllventil 70 jeweils auf
verschiedenen Oberflächen des Gehäuseelements 50 angeordnet.
Auf diese Weise kann der Drucksensor in seinen Abmessungen verringert
werden.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Nachstehend
wird ein Drucksensor gemäß einer fünften
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben.
Ein Gehäuseelement 50 der vorliegenden Ausführungsform
weist annähernd eine sechsseitige Prismenform auf, gleich
einer Form des Mutternelements 81 im Stand der Technik
gemäß den 11A und 11B. Das Anschlussgehäuse 10 ist
auf einer oberen Oberfläche des Gehäuseelements 50 und
das Füllventil 70 ist auf einer unteren Oberfläche
des Gehäuseelements 50 angeordnet. Das erste und
das zweite Verbindungselement sind auf den gegenüberliegenden
Seitenoberflächen des Gehäuseelements 50 angeordnet.
Es sollte beachtet werden, dass der Drucksensor S1 der vorliegenden Ausführungsform
kein Schauglas 60 aufweist.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aufbau sind das Anschlussgehäuse 10,
das erste Verbindungselement 51, das zweite Verbindungselement 52 und
das Füllventil 70 jeweils auf verschiedenen Oberflächen
des Gehäuseelements 50 angeordnet. Auf diese Weise
kann der Drucksensor in seinen Abmessungen verringert werden.
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Da
das Gehäuseelement 50 der vorliegenden Ausführungsform
annähernd die sechsseitige Prismenform aufweist, gleich
der Form des Mutternelements 81 in den 11A und 11B,
kann der Drucksensor der vorliegenden Ausführungsform mit Hilfe
einer Produktionsanlage gefertigt werden, die der des herkömmlichen
Drucksensors oder dergleichen ähnelt oder entspricht.
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(Sechste Ausführungsform)
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Nachstehend
wird ein Drucksensor gemäß einer sechsten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. Ein Gehäuseelement 50 des
Drucksensors der sechsten Ausführungsform weist annähernd
eine sechsseitige Prismenform auf, gleich einer Form des in der 7 gezeigten
Gehäuseelements und der Form des in den 11A und 11B gezeigten
Mutternelements 81. Das Anschlussgehäuse 10 ist
auf einer oberen Oberfläche des Gehäuseelements 50 angeordnet.
Das erste und das zweite Verbindungselement 51, 52 sind
auf gegenüberliegenden Seitenoberflächen des Gehäuseelements 50 angeordnet.
Das Schaufenster 60 ist im Gegensatz zum Füllventil 70 auf
einer unteren Oberfläche des Gehäuseelements 50 angeordnet.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aufbau sind das Anschlussgehäuse 10,
das Schauglas 60, das erste Verbindungselement 51 und
das zweite Verbindungselement 52 jeweils auf verschiedenen Oberflächen
des Gehäuseelements 50 angeordnet. Folglich kann
der Drucksensor in seinen Abmessungen verringert werden.
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(Siebte Ausführungsform)
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Nachstehend
wird ein Drucksensor gemäß einer siebten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Ein Gehäuseelement 50 des
Drucksensors der siebten Ausführungsform weist annähernd
eine sechsseitige Prismenform auf, gleich der Form des in den 7 und 8 gezeigten
Gehäuseelements und der Form des in den 11A und 11B gezeigten
Mutternelements 81 des herkömmlichen Drucksensors.
Das Anschlussgehäuse 10 ist auf einer oberen Oberfläche des
Gehäuseelements 50 angeordnet. Das Füllventil 70 ist
auf einer unteren Oberfläche des Gehäuseelements 50 angeordnet.
Das erste und zweite Verbindungselement sind auf gegenüberliegenden
Seiteoberflächen des Gehäuseelements 50 angeordnet. Das
Schauglas 60 ist auf einer Seitenoberfläche des Gehäuseelements 50 angeord net,
auf der weder das erste Verbindungselement 51 noch das
zweite Verbindungselement 52 angeordnet ist.
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Ein
konkaves Element 59 ist, wie in 10 gezeigt,
auf der Seitenoberfläche des Gehäuseelements gebildet
oder angeordnet. Das Schauglas 60 ist an dem konkaven Element 59 befestigt
oder montiert.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Aufbau sind das Anschlussgehäuse 10,
das Schauglas 60, das erste Verbindungselement 51,
das zweite Verbindungselement 52 und das Füllventil 70 auf
verschiedenen Oberflächen des Gehäuseelements 50 angeordnet,
so dass der Drucksensor in seinen Abmessungen verringert werden
kann.
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Ferner
kann der Drucksensor derart aufgebaut werden, dass das Schauglas 60 nicht
aus dem Gehäuseelement 50 hervorragt, da das Schauglas 60 an
dem konkaven Element 58 des Gehäuseelements 50 befestigt
oder montiert wird.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Gemäß der
ersten bis vierten und der siebten Ausführungsform wird
sowohl das Schauglas 60 als auch das Füllventil 70 am
Gehäuseelement 50 befestigt, an welchem das Anschlussgehäuse 10 befestigt wird.
Alternativ kann das Schauglas 60 oder das Füllventil 70 oder
weder das Schauglas 60 noch das Füllventil 70 am
Gehäuseelement 50 befestigt werden.
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Gemäß den
obigen Ausführungsformen werden das Anschlussgehäuse 10 und
das Schauglas 60 durch Quetschen am Gehäuseelement
befestigt. Alternativ können das Anschlussgehäuse 10 und
das Schauglas 60 auf eine andere Weise am Gehäuseelement 50 befestigt
werden.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen offenbart
wurde, sollte wahrgenommen werden, dass sie auf verschiedene Weise
ausgestaltet werden kann, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen,
so wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt
wird. Ferner sollten zu den gezeigten Kombinationen und Konfigurationen
weitere Kombinationen und Konfigurati onen, auch unter den verschiedenen
Ausführungsformen, als mit im Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung beinhaltet verstanden werden.
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Vorstehend
wurden ein Drucksensor und eine Befestigungsstruktur des Drucksensors
offenbart.
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Ein
Drucksensor weist auf: ein Gehäuse 10; eine Erfassungseinheit 20,
die an einem Ende des Gehäuses 10 befestigt ist;
ein Gehäuseelement 50, das mit dem einen Ende
des Gehäuses 10 verbunden ist, wobei das Gehäuseelement 50 ein
erstes Verbindungselement 51, ein zweites Verbindungselement 52,
eine Durchführung 53 und ein Druckzuführungsloch 54A aufweist;
und eine Membran 34, die derart am Gehäuseelement 50 befestigt
ist, dass sie die Erfassungseinheit 20 bedeckt, wobei die
Durchführung 53 das erste Verbindungselement 51 mit dem
zweiten Verbindungselement 52 verbindet, die Membran 34 über
das Druckzuführungsloch 54A mit einem Druck des
Kühlmittels beaufschlagt wird und die Erfassungseinheit 20 dazu
ausgelegt ist, den Druck des Kühlmittels zu erfassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-221315 [0002]
- - US 7121144 [0002]