JPH08136381A - 圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、金属薄板上に圧電セラミック４が
焼成されてなる圧電振動板５自らが発振回路の一部を構
成すべく発信回路９に接続させることにより、部品点数
が少なく簡単な構成で製造工程上も加工組み付けの高い
精度を必要とせず、温度変化の影響を受けにくい圧力検
出装置を得ることを目的としている。 【構成】 本発明の圧力検出装置は、凹状のハウジング
３の上面に、金属薄板上に圧電セラミック４が焼成され
てなる圧電振動板５を載置すると共に、これとハウジン
グの鍔２を気密溶接した圧力容器６と、スペーサ７を介
してブラケット８によりかしめ固定された圧力検出装置
であって、前記圧電振動板５は、自らが発振回路の一部
を構成すべく発信回路９に接続され、前記圧力容器内の
圧力に応じて変化する圧電振動板５の共振周波数によっ
て決まる発信回路９の発信周波数を測定することにより
圧力を検出できるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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
る圧力検出装置に係り、特に圧電振動板の共振周波数を
利用した全く新規な圧力検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧力検出装置としては、
特開平６−１７４５７５号公報の第１図に示される静電
容量式圧力検出装置が提案されており、その構成は図３
に示すようなものであった。以下、この静電容量式圧力
検出装置の構造を図３に基づいて簡単に説明すると、３
は、内部に圧力を導入しても変形やたわみを生じない金
属製のハウジングであり、当該ハウジング３の下端には
圧力導入口１が開けられていると共に、その上方に圧力
導入室１０が設けられている。また、ハウジング３内部
の圧力導入室１０の上側には、たわみ自在な薄膜状の金
属薄板１１がハウジング３の肩部に全周溶接などの手段
により張り付けられている。

【０００３】１７は、ダイヤフラム１２と、該ダイヤフ
ラム１２より厚い板厚の指示部材１３の外周部を電極の
微少間隔が保たれるようにして低融点ガラス１４にて接
合して一体化した圧力検出器であり、該圧力検出器のダ
イヤフラム１２と支持部材１３には互いに向かい合った
それぞれの表面に電極１５と１６を印刷などにより形成
され、電極間１５と１６間に静電容量を持つコンデンサ
を形成するようにしたものである。

【０００４】この装置において、圧力導入口１から圧力
導入室１０に導かれた圧力は、前記金属薄板１１を介し
てダイヤフラム１２を変位させ、このダイヤフラム１２
のたわみ変位に応じた静電容量が出力される。この出力
は、図示していないが電子回路に接続されて、圧力に応
じた電気信号が出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような静電容量式の圧力検出装置は、ダイヤフラム１２
と該ダイヤフラム１２より厚い指示部材１３の外周部を
電極の微少間隔が保たれるようにして低融点ガラス１４
にて接合して一体化した構造であり、互いに向かい合っ
たそれぞれの表面に電極１５と１６を印刷などにより形
成し、電極間１５と１６間に静電容量を持つコンデンサ
を形成するようにしたものであるから、部品点数も多
く、前記ダイヤフラム１２の電極１５と指示部材１３の
電極１６の間隙寸法が両者の間の静電容量を決定するの
に重要な意味をもち、この寸法精度が圧力検出の精度を
左右するので低融点ガラス１４による接合など製造工程
上高い精度の加工組み付け技術を要求され製造原価を押
し上げていた。

【０００６】また、原理的にコンデンサを形成してその
静電容量を検出するものであるが、コンデンサの静電容
量は温度変化の影響を受けやすいのでそれによる検出誤
差をできる限り少なくする各種の工夫が必要になってい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な問題点を解決するためになされたもので、金属薄板上
に圧電セラミック４が焼成されてなる圧電振動板５自ら
が発振回路の一部を構成すべく発信回路９に接続させる
ことにより、部品点数が少なく簡単な構成で製造工程上
も加工組み付けの高い精度を必要とせず、温度変化の影
響を受けにくい圧力検出装置を得ることを目的としてい
る。

【０００８】すなわち、本発明の圧力検出装置は、下面
中央に圧力導入口１を備え上面外周部に鍔２を形成した
凹状のハウジング３の上面に、金属薄板上に圧電セラミ
ック４が焼成されてなる圧電振動板５を載置すると共
に、該圧電振動板５の外周部をハウジングの鍔２と気密
溶接して張り付けてなる圧力容器６と、該圧力容器６の
上面のスペーサ７を介して外周部がブラケット８によっ
てかしめ固定された圧力検出装置であって、前記圧電振
動板５は、自らが発振回路の一部を構成すべく発信回路
９に接続され、前記圧力容器内に加わる圧力に応じて変
化する前記圧電振動板５の共振周波数によって決まる前
記発信回路９の発信周波数を測定することによって圧力
を検出できるようにしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の圧力検出装置の断面図である。
圧力容器６は、下面中央に圧力導入口１を備えると共に
上方に圧力導入室１０および鍔２を形成してなる凹状の
ハウジング３と、金属薄板上に圧電セラミック４が焼成
されてなる圧電振動板５とからなり、両者はその外周部
にて気密溶接して張り付けられている。また、前記圧力
容器６は、スペーサー７を介して金属または樹脂製のブ
ラケット８にてかしめ固定されている。

【００１０】発振回路９は、前記圧電振動板５に接続さ
れていて、該圧電振動板５は前記発振回路の一部を構成
し、前記発信回路９での発信周波数は、前記圧電振動板
５の共振周波数により決まるようになっている。

【００１０】

【作用】上記のように構成された本発明の作動について
説明すると、圧力導入口１から圧力容器６内に導かれる
圧力流体は、図１で示すように圧電振動板５に圧力を及
ぼし、この圧力に応じて該圧電振動板５の共振周波数が
変化する。圧電振動板５は、自らがその一部を構成する
発信回路９に接続されていて、該発信回路９の発信周波
数は、圧電振動板５の共振周波数によって決まるもので
あるから、圧力導入口１から圧力容器６内に導かれる圧
力流体が圧電振動板５に及ぼす圧力に応じて発信回路の
発信周波数が変化することになり、この発信周波数を別
の周波数測定回路（図示せず）によって測定することに
より圧力導入口１から圧力容器６内に導かれる圧力流体
の圧力が検出できるものである。

【００１１】表１は、本発明を用いて圧力流体の圧力を
変化させたときの発信回路９の発信周波数の変化を実際
に実験測定したデータであり、

【００１２】

【表１】

【００１３】また、図２は、そのグラフであり、この実
験結果からも本発明により圧力導入口１から圧力容器６
内に導かれる圧力流体の圧力が検出できることがわか
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明の圧力検出装置は、金属薄板上に
圧電セラミック４が焼成されてなる圧電振動板５自体が
発振回路９の一部を構成させるようにしたものであるか
ら、圧力容器内に加わる圧力に応じて変化する前記圧電
振動板５の共振周波数によって決まる前記発信回路９の
発信周波数を測定することによって圧力を検出すること
ができる。また、本発明では、部品点数が少なく簡単な
構成で製造工程上も加工組み付けの高い精度を必要とし
ないので安価で、温度変化の影響を受けにくい圧力検出
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の圧力検出装置の断面図。

【図２】 本発明の圧力検出装置における周波数と圧力
特性の関係を示すグラフ。

【図３】 従来の圧力検出装置の断面図。

【符号の説明】

１ 圧力導入口。 ２ 鍔。 ３ ハウジング。 ４
圧電セラミック。 ５ 圧電振動板。 ６ 圧力容器。 ７ スペーサ。
８ ブラケット。 ９ 発信回路。 １０ 圧力導入口。 １１ 金属薄
板。 １２ ダイヤフラム。１３ 指示部材。 １４ 低融点
ガラス。 １５ 電極。 １６ 電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下面中央に圧力導入口１を備え上面外周部
   に鍔２を形成した凹状のハウジング３の上面に、金属薄
   板上に圧電セラミック４が焼成されてなる圧電振動板５
   を載置すると共に、該圧電振動板５の外周部をハウジン
   グの鍔２と気密溶接して張り付けてなる圧力容器６と、
   該圧力容器６の上面のスペーサ７を介して外周部がブラ
   ケット８によってかしめ固定された圧力検出装置であっ
   て、 前記圧電振動板５は、自らが発振回路の一部を構成すべ
   く発信回路９に接続され、前記圧力容器内に加わる圧力
   に応じて変化する前記圧電振動板５の共振周波数によっ
   て決まる前記発信回路９の発信周波数を測定することに
   よって圧力を検出できるようにしたことを特徴とする圧
   力検出装置。