KR0159023B1

KR0159023B1 - 압력 센서

Info

Publication number: KR0159023B1
Application number: KR1019950014496A
Authority: KR
Inventors: 사사끼 게이지; 고구찌 마사유끼
Original assignee: 다까요시 요꼬야마; 후지꼬끼 매뉴팩추어링 컴파니 리미티드
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1999-03-30
Also published as: JPH0821775A; US5587535A; EP0691533A2; EP0691533A3

Abstract

본 발명은, 다이어프램에서의 진동, 충격의 영향을 받지 않는, 변형 게이지와 프린트 기판과의 사이에 있어서의 전기적 접속을 실현하는 압력센서를 제공한다.

본 발명은, 압력센서를, 단면에 다이어프램(8)을 가지며, 동시에 다이어프램(8)의 표면에 변형 게이지(9)를 가진 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)와, 변형 게이지(9)를 둘러쌓도록 설치한 중간체(3)와, 이 중간체(3)의 개구를 덮도록 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)의 단면측과 서로 짝이 되는 신호쪽 접속구체(4)와를 가진 구조로 하고, 중간체(3)에 프린트 기판(21)을 설치하고, 동시에 프린트 기판(21)과 변형 게이지(9)와의 전기적 접속을, 변형 게이지(9)에서 튀어나오는 단자편(13), 이 단자편(13)과 미끄럼 접합된 프린트 기판(21)의 가장자리부에 설치한 도전부(25)와로 시행하였다. 이에 따라서, 다이어프램(8)에서 생기는 진동, 충격이, 프린트 기판(21)에 직접, 전하여지게 하지 않도록 함과 동시에, 동 진동, 충격을 단자편(13)과 도전부(25)와의 상대 변위로 흡수시켰다.

Description

압력 센서

제1도는 본 발명의 제1의 실시예의 압력센서의 외관을 보인 사시도.

제2도는 동 압력센서를 분해한 분해사시도.

제3도는 동 분해한 중간체의 각부구조를, 장착된 프린트 기판과 함께 보인 사시도.

제4도는 압력센서의 전체의 단면도.

제5도는 분해한 압력센서의 각 부품의 단면도.

제6도는 다른 방향에서 본 중간체 주변의 단면도.

제7도는 제4도중의 A부를 확대하여 보인 변형 게이지의 구조를 설명하기 위한 단면도.

제8도는 본 발명의 제2의 실시예의 압력센서를 보인 단면도.

제9도는 동 수나사 형식의 압력센서를 구성하는 압력을 받는 쪽의 접속구체(壓力受側接續口體)의 제조방법을 설명하기 위한 도면.

제10도는 종래의 압력센서에 있어서의 프린트 기판의 설치구조를 설명하기 위한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,40 : 압력을 받는 쪽의 접속구체 3 : 중간체

4 : 신호를 받는 쪽의 접속구체(信號受側接續口體)

6,45 : 압력도입구 7,44 : 통로

8,43 : 다이어프램 9 : 변형게이지

11 : 게이지 패턴 13 : 단자편(미끄러져 움직이는 부재)

17 : 대경부 18 : 소경부

21 : 프린트 기판 22 : 수좌(受座)

23 : 레버편(片) 23a : 돌기

25 : 도전부(미끄러져 움직이는 부재)

26 : 리셉터클부 27 : 판 용수철부(도전부재)

35 : 기기수용실 36 : 터미널부(단자)

38 : 삽입편(삽입부) 48 : 통상체

48a : 걸어 맞춤부

본 발명은, 배관등을 흐르는 유체의 압력을 감지하는 압력센서에 관한 것이다.

압력 배관을 가진 시스템, 예를들면 자동차용 공기조화장치에서는, 냉동 사이클중의 냉매 압력을 사용하여, 소정의 제어를 행하도록 하고 있다.

이러한 유체 압력의 감지에는, 압력 센서가 쓰여지고 있다.

이런 종류의 압력센서는, 통상, 일본국 특허출원공표 평 2-503831호에 개시되어 있는 것처럼, 2개로 분할된 본체로 이루어지며, 본체의 한쪽을 유체의 압력을 받는 쪽으로 하고, 다른쪽을 압력에 따른 출력전압신호를 출력하는 쪽으로 한 구조가 사용되고 있다.

구체적으로는, 유체의 압력을 받는 쪽은, 제10도에 보이는 것처럼 한쪽의 단부에 압력도입구(도시되지 않음)를 가지며, 다른쪽의 단면에 변형 게이지 a가 표면에 접착공정된 다이어프램 b를 가진 압력을 받는 쪽의 접속구체 c로서 구성되어 있다.

또 신호를 출력하는 쪽은, 이 압력을 받는 쪽의 접속구체 c의 단면과 짝이 되는 신호쪽 접속구체 d로서 구성되어 있다.

그런데, 압력센서는, 다이어프램 b의 변위로 일그러진 변형 게이지 a로부터의 출력을 증폭하여, 외부에 출력하는 것이 행해지고 있다.

여기에는, 일본국 특허출원공표 평 2-503831호에 개시되어 있는 것처럼, 증폭하는데 필요한 전자부품을 탑재한 프린트 기판을 센서내부에 설치하고, 이 프린트 기판에 변형 게이지와 신호쪽 접속구체에 있는 터미널부(외부기기와 접속가능한 단자)와의 사이를 전기적으로 접속하는 것이 행해지고 있다.

구체적으로는, 제10도에 보이는 것처럼, 변형 게이지 a와 대응하는 신호쪽 접속구체 d의 단면에 요(凹)부 f를 형성하여, 변형 게이지 a의 주변에 기기수용실 g를 형성한다.

변형 게이지 a 주변부에는, 거의자상으로 형성된 복수개의 클립 h를 납땜하여 두고, 이들 클립 h에 프린트 기판 i의 가장자리를 끼워 맞추어서 프린트 기판 i의 전체를, 기기수용실 g에 수용, 상세히는 변형 게이지 a의 상방에 수용시키고 있다.

또 클립 h의 선단부는 프린트 기판 i에 납땜되어 프린트 기판 i를 유지하는 클립 h를 이용하여, 프린트 기판 i와 변형 게이지 a와의 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 또한 프린트 기판 i와 신호쪽 접속구체 d의 터미널과는 도시않된 접속부 구조로 전기적으로 접속하고 있다.

이러한 압력센서의 다이어프램 b는, 구조상, 유체의 압력변화를 요인으로 하여, 진동, 충격등이 일어나는 거동을 보인다.

그런데, 다이어프램 b의 표면에 있는 변형 게이지 a에, 클립 h를 개재시켜, 프린트 기판 i를 유지하는 구조로 하면, 다이어프램 b의 진동, 충격이 프린트 기판 i를 유지하고 있는 클립 h의 납땜부 j, 다시 프린트 기판 i에, 그대로 전해진다.

이 때문에, 발생하는 응력의 영향을 받아서, 납땜부 j의 땜납, 프린트 기판 i를 납땜하고 있는 땜납이, 변형 게이지 a, 프린트 기판 i로부터 벗겨지거나, 균열이 발생하거나 하는 염려가 있었다.

특히 자동차용으로 사용했을 때에는, 외부로부터의 진동, 충격이 가해지거나, 큰 온도변화가 가해졌을 경우에도, 마찬가지로 납땜부분에 응력이 발생하고, 동부분에, 좋지않은 상태가 일어날 염려가 있었다.

이러한 일이 일어나면, 변형 게이지로부터 프린트기판 i에 이르는 도전경로가 손상되어, 압력센서가 바르게 기능하지 않는 염려가 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 다이어프램에서 발생하는 진동, 충격의 영향을 받지 않는 변형 게이지와 프린트 기판과의 사이에서의 전기적 접속을 실현할 수 있는 압력센서를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 청구항 1에 기재된 발명은, 단면에 압력 도입구로부터의 압력을 받아 변위하는 다이어프램을 가지고, 또한 이 다이어프램의 표면에 동 다이어프램의 변형을 검출하는 변형 게이지를 가지고 구성되는 압력을 받는 쪽의 접속구체와, 이 압력을 받는 쪽의 접속구체의 단면부에 변형 게이지의 주변을 둘러싸도록 설치된 단통형(短筒形)의 중간체와, 이 중간체의 개구를 덮어 씌우도록 압력을 받는 쪽의 접속구체의 단면쪽과 짝이 되어 설치되며, 중간체내에 주위가 폐색된 기기수용실을 형성하는, 외부기기와 접속가능한 단자를 가지고 이루어지는 신호쪽 접속구체와, 중간체에 고정되어 기기수용실에 배치되고, 전자부품이 탑재되어 이루는 프린트 기판과, 이 프린트 기판과 신호쪽 접속구체의 단자와의 사이를 전기적으로 접속하는 제1의 접속부와, 변형 게이지와 프린트 기판과의 사이를, 다이어프램이 변위하는 방향과 거의 직각인 방향에서 서로가 미끄럼 접합하는 둘의 미끄럼접합부재와의 미끄럽접합에 따라 전기적으로 접촉하여 이루어지는 제2의 접속부와를 가지고, 압력센서를 구성한 것에 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 상기 목적을 간단한 구조로 실현하기 위하여, 청구항 1에 기재된 제2의 접속부를, 변형 게이지에 있는, 동 변형 게이지의 단자부로부터 상기 프린트 기판을 향하여 상기 다이어프램이 변위하는 방향으로 신장하는 단자편(端子片)과, 프린트 기판에 있는, 단자편과 다이어프램이 변위하는 방향과 거의 직각인 방향에서 미끄럼접합하는 도전부와를 가지고 구성한 것에 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 다시 상기 목적에 더하여, 프린트 기판에 응력을 주지않고, 프린트 기판과 신호쪽 접속구체와의 접속을 가능케하기 위하여, 청구항 1에 기재된 제1의 접속부를, 터미널과 도통하는 것으로서, 신호쪽 접속구체의 중간체의 개구와 마주보는 면에서 중간체를 향하여 돌출하는 삽입부와, 중간체에 있고 신호쪽 접속구체의 장착에 따라 삽입부가 꽂아지는 리셉터클(receptacle)부와, 이 리셉터클부와 프린트 기판과의 사이를 전기적으로 접속하는 변위 가능한 도전부재와를 가지고 구성한 것에 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 다시 상기 목적에 더하여, 변형 게이지를 다이어프램에 높은 정밀도, 또한 벗겨지는 등의 설치상의 문제없이도 설치하는 것을 가능케하기 위하여, 청구항 1에 기재된 변형 게이지를, 다이어프램의 표면에 게이지 패턴을 직접, 형성하여 구성한 것에 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 다시 상기 목적에 더하여, 누출이 없는 수나사형의 압력센서를 실현하기 위하여, 청구항 1에 기재된 압력을 받는 쪽의 접속구체를, 금속부재를 단조 가공으로, 내부의 통로를, 다이어프램쪽에 임한 통로끝을 크게하고, 압력 도입구에 연통하는 통로단을 작게한 자루모양으로 성형하고, 압력 도입구가 형성된 구부의 외주부에 수나사부를 형성하여 구성한 것에 있다.

청구항 6에 기재된 발명은, 이것에 더하여, 다시 별도 결합수단을 필요로 하지 않으며, 압력을 받는 쪽의 접속구체, 중간체, 신호쪽 접속구체와의 삼자를 결합하는 것을 가능케 하기 위하여, 압력을 받는 쪽의 접속구체를, 본체부의 외주부에, 동본체부와 동심상(同心狀)으로 뻗어나와, 중간체, 상기 신호를 받는 쪽의 접속구체의 주위를 덮는 얇은 금속의 통상체를 가지며, 동 통상체의 선단부에, 동 선단부가 변형되어, 신호를 받는 쪽의 접속구체의 외주부와 걸어 맞추어진 걸어맞춤부를 가지고 구성한 것에 있다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 프린트 기판은, 변형 게이지가 아니고, 이 변형 게이지와는 별체인 중간체에 독립하여 설립됨과 동시에 동 프린트 기판과 변형 게이지와의 사이는, 다이어프램이 변위하는 방향에 대하여 미끄럼접합이 자유자재로 되는 두개의 미끄러져 움직이는 부재를 개재시켜 전기적 접속으로 접속된다.

이에 따라서, 다이어프램에서 생기는 진동, 충격은, 프린트 기판에는 직접 전해지지 않는다.

게다가, 다이어프램에 생기는 진동, 충격은, 변형 게이지와 프린트 기판과를 전기적으로 접속하고 있는 두개의 미끄러져 움직이는 부재의 상대변위에 따라 흡수된다.

이 일은, 프린트 기판에 발생하는 응력은 최소한으로 억제되며, 종래와 같이 납땜한 땜납이 벗겨지거나, 균열이 발생하거나 하는 일이 없게 되어, 변형 게이지로부터 프린트 기판에 이르는 도전경로를 양호하게 유지한다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 프린트 판에 설치된 도전부재와 변형 게이지로부터 돌출하는 단자편이 미끄럼 접합되는 간단한 구조에 의하여, 다이어프램에 생기는 진동, 충격을 흡수하여, 프린트 기판과 변형 게이지와의 사이의 도전경로를 양호하게 유지한다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 신호쪽 접속구체가 압력쪽 접속구체와 짝지음에 따라서, 신호쪽 접속구체의 내면으로부터 돌출한 삽입부가 중간체에 있는 리셉터클부에 삽입되어 각기 독립하여 장착되어 있는 프린트 기판과 터미널과의 사이를 도통한다.

이때, 리셉터클과 프린트 기판과의 사이는, 변위가능한 도전부재를 개재시켜 접속되어 있으므로, 접속시에 생기는 충격등은, 도전부재의 변위로 흡수되어, 프린트 기판에는 전해지지 않는다.

이에 따라서, 프린트 기판에 응력을 주지않고, 프린트 기판과 신호쪽 접속구체와의 접속이 행해진다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 직접적인 형성에 따라, 다이어프램의 표면에는 변형 게이지를 높은 정밀도로 동시에 벗겨짐등의 문제없이 다이어프램에, 변형 게이지가 형성된다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 별도, 어댑터를 필요로 함이 없이, 선단에 수나사부가 붙은 압력센서가 조립된다.

이 일은, 어댑터와 압력을 받는 쪽의 접속구체와를 접속하여 수나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체를 조립하는 구조에 보이는 것같은 빈틈이 생길 염려가 있는 부위는 없으며, 유체의 누출은 없다.

청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 통상체로 중간체, 신호를 받는 쪽의 접속구체의 주위를 덮을 수 있도록 압력을 받는 쪽의 접속구체의 신호를 받는 쪽의 접속구체의 단측에 짝맞추어서, 통상체의 단부를 변형시켜서 동부분을 신호를 받는 쪽의 접속구체의 외주부에 걸어맞추면, 별도, 결합수단을 필요로 하지 않고, 압력을 받는 쪽의 접속구체, 중간체, 신호쪽 접속구체의 삼자가 결합된다.

[실시예]

이하 본 발명을 제1도 내지 제7도에 보인 제1의 실시예에 의거하여, 설명한다.

제1도는 본 발명을 적용한 압력센서의 외관, 제2도는 동 압력센서의 분해사시도, 제4도는 동 압력센서의 단면도, 제5도는 동 압력센서의 분해단면도를 각기 보이고 있으며, 도면중 1은 본체이다.

본체(1)는 제2도 및 제5도에 보이는 것같이 압력을 받는 쪽의 접속구체(2), 중간체(3), 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)를 가지고 있으며, 이들 셋의 부품이 축심방향으로 직렬로 연결되어, 전체를 구성하고 있다.

즉, 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)는, 제4도에 보이는 것처럼 금속부재, 예컨대 SUS 또는 알루미늄 합금에서 유저통상(有底筒狀)으로 형성되어 있고, 개구단에서 기단측의 대부분을 차지하는 부위에는 예를들면 내면에 암나사부(5a)를 가진 육각너트부(5)가 설치되어 있다. 그리고, 이 육각너트부(5)의 개구단을 압력도입구(6)라 하고, 내부공간을 통로(7)라 하고 있다.

또 통로(7)와 마주보는 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)의 저벽부분에는, 동부분을 얇게 성형해서 이루는 다이어프램(8)이 형성되어 있다. 물론, 다이어프램(8)의 두께는, 압력도입구(6)에서 유입하는 유체의 압력변화를 감지(변위)할 수 있는, 두께 치수로 설정되어 있다.

이 다이어프램(8)의 표면에는 변형 게이지(9)가 설치되어 있다.

변형 게이지(9)는 오차없이 높은 정밀도로, 다이어프램(8)에 맞붙도록, 제7도에 보이는 것처럼 다이어프램(8)에 직접적으로 형성되어 있다.

상술하면, 다이어프램(8)의 표면에, 절연막의 고착 경화에 따라, 절연체(10)를 설치하고, 이 절연체(10)의 표면에, 예컨대, 구리 및 구리합금의 증착 및 에칭 가공에 의해 게이지 패턴을 형성하고, 다시 그위에 보호막(12)을 설치하여, 변형 게이지(9)를 형성하고 있다.

또, 이 변형 게이지(9)의 외주 근처 부위에는, 제2도, 제7도에 보이는 것처럼, 직경방향을 따라 넷의 단자부(13)가 일렬상으로 형성되어 있다.

이들 단자부(13)에는, 예컨대 단자편(14)(한쪽의 미끄러져 움직이는 부재)이 같은 방향으로 일렬상으로 돌출하여 설치되어 있다.

상술하면, 단자편(14)은 예컨대 거의 역 L자상으로 구부린 판 용수철로 구성되어 있으며, 짧은쪽 부분(14a)의 판면부분이 단자부(13)에 납땜되어 있다.

그리고, 이 납땜에 의해, 각 단자편(14)의 긴쪽 부분(14b)을, 단자부(13)가 늘어선 방향과 평행방향으로, 다이어프램(8)이 변위하는 방향을 향하여 돌출하도록 배치되어 있다.

또한, 15는 육각 너트부(5)의 기단측의 외주부분에 설치되어 있는 고정용의 날밑부(sword guard), 25는 단자편(14)을 고정한 땜납을 나타낸다(제7도에만 도시).

또, 중간체(3)는, 절연재료, 예컨대 합성수지 부재에서 단통상으로 형성된 본체부(16)를 가지고 있다.

이 본체부(16)의 일단부에는 제4도 및 제6도에 보이는 것처럼 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)의 기단부의 외경에 대응한 내경치수와, 날밑부(15)의 외형에 대응한 외경치수를 가지고 있는 원형의 대경부(17)가 형성되어 있다.

이 대경부(17)가 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)의 기단부에 끼우고 떼는 것이 가능하게 끼워넣어 진다.

대경부(17)의 길이는, 변형 게이지 단에서 날밑부(15)까지의 거리보다 긴 치수로 설정되어 있어서, 대경부(17)의 대부분을 변형 게이지(9)의 주변에서 윗쪽으로 돌출시키고 있다.

또 이 튀어나오는 본체부(16)의 타단부는 대경부(17)보다 외경이 작은 원형의 소경부(18)로 되어 있다. 이 소경부(18)내에는, 제2도 및 제3도에 보이는 것처럼, 중심에서 떨어진 위치에 구형의 개구(19)가 형성되어 있고, 변형 게이지(9)의 주위를 상기 대경부(17)와 소경부(18)로 둘러싸고 있다.

구형의 개구(19)에는, 증폭회로를 구성하는 각종 전자부품(20)을 탑재한 구형의 프린트 기판(21)이 고정되어 있다.

상술하면, 제6도에도 보이는 것처럼 구형의 개구(19)를 구성하는 주벽중, 단자편렬의 양단측에 있는 한쌍의 벽부의 예컨대 최하위로 되는 부위에는, 각기 프린트 기판(21)의 가장자리를 받는 수좌(22)가 안쪽으로 돌출하여 설치되어 있다.

각 벽부의 중앙에는, 동 벽부분을 상측에서 하측으로 연장하는 대판상으로 형성하여 되는 한쌍의 레버(lever)편(23)이 형성되어 있다. 레버편(23)은, 벽부와 이어지는 상단부를 지점으로, 전후방향으로 변위하는 탄력성을 가지고 있다.

또 각 레버편(23)의 하부전면에는, 수좌(22)에서 프린트 기판(21)의 두께 수치분, 떨어진 부위에, 돌기(23a)가 형성되어 있어서, 프린트 기판(21)을 수좌(22)와 맞닿을 때까지 개구(19)로부터 끼워 넣으므로서, 탄성복귀하는 레버편(23)에 있는 돌기(23a)에 따라, 수좌(22)상의 프린트 기판(21)을 빠져 나오지 않도록 유지시켜 놓았다.

또, 변형 게이지(9)의 단자편(13)과 같은 방향에 있는 개구(19)의 벽부에는, 프린트 기판(21)의 가장자리와의 사이에서 간격을 형성하기 위한 요부(24)가 형성되어 있다.

이에 따라서, 중간체(3)가 압력을 받는 쪽의 접속구체(3)에 장착하는데 수반하여, 변형 게이지(9)에서 일어나는 단자편(13)의 선단부(긴쪽부분(14b)의 선단부)가, 프린트 기판(21)의 가장자리에 따라서, 요부(24)내를 끼워 통하도록 되어 있다.

이들 단자편(13)이 접촉하는 프린트 기판(21)의 각각의 가장자리에는, 각 단자편(13)과 상기 다이어프램(8)이 변위하는 방향과 직각인 방향에서 미끄럼 접합하는 도전부(25)(다른쪽의 미끄럼 접합부재, 도전부재에 상당)가 각기 형성되어 있어서, 프린트 기판(21)과 변형 게이지(9)와의 양자간을, 다이어프램(8)에서 생기는 변위는 흡수할 수 있도록, 상대변위 가능에 전기적으로 접속하고 있다(제2의 접속부).

또한, 단자편(13)의 선단부(긴쪽부분(14b)의 선단부)는, 도전부(25)에 대하여 탄성적으로 접속시켜 놓았다. 또는 필요에 응하여 접속부를 납땜에 의하여 접속하여도 된다.

또 도전부(25)와는 반대측에 있는 소경부(18)의 평탄부분(3a)의 상면에는, 제3도에는 보이는 것처럼 프린트 기판(21)의 가장자리에 따라서, 복수, 예컨대 세개의 리셉터클부(26)가 접속구(26a)를 윗쪽을 향하여, 소정의 간격으로 메워져 있다. 물론, 각 리셉터클부(26)의 접속구(26a)는 평탄부분(3a)의 윗면에서 개구하고 있다.

각 리셉터클부(26)에는, 제3도-제5도에 보이는 것처럼 프린트 기판(21)을 향하여 연장하는 판 용수철부(27)(도전부재)가 전반적으로 설치되어 있다. 이 판 용수철부(27)는, 예컨대 거의 계단상으로 형성되어 있고, 동 부분에 외력을 피하기 위한 변위 가능부(28)를 구성하고 있다.

그리고, 이 판 용수철부(27)의 선단부가 프린트 기판(21)의 주변부 윗면에 설치한 도전부(29)에 납땜되며, 리셉터클부(26)와 프린트 기판(21)과의 사이를 변위가능하도록 전기적으로 접속하고 있다.

또한, 중간체(3)는, 위치 결정기능을 가지게 하기 위하여, 레버편(23)이 있는 소경부(18)의 부분(18a)은, 다른 부분보다도 부분적으로 높이 성형되어 있는데다가, 동 레버편(23)과 리셉터클부(26)와의 사이에 있는 소경부(18)의 외주부분에 한쌍의 단부(30)를 형성하고 있다.

또 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)는, 절연재료, 예컨대 합성수지부재로부터 형성된 본체부(31)를 가지고 있다.

본체부(31)는, 제1도 및 제2도에 보이는 것처럼 한끝부분에 중간체(3)의 소경부(18)와 삽탈 가능한 캡(cap)부(32)를 가지며, 다른 끝부분에 타원통상의 접속 케이스(33)를 가지고 구성하고 있다. 또한 캡부(32)의 외경은, 중간체(3)의 대경부(17)와 같은 외형에 설정되어 있다.

이 캡부(32)가 중간체(3)의 소경부(18)에 밖에서 끼워져서, 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)를, 중간체(3)의 개구(19)를 씌우도록 압력쪽 접속구체(2)에 짜맞추어져 있다.

이 주위가 폐색되는 중간체(3)내의 공간을 이용하여, 기기수용실(35)를 형성하고 있다. 그리고 이 기기수용실(35)내에, 앞서 말했듯이 중간체(3)를 이용하여, 프린트 기판(21)을 소정대로 배치시키고 있다.

또한 캡부(32)의 내저면에는, 중간체(3)에 있는 단부(30)와 짝이되는 한쌍의 돌기부(도시되어 있지않음), 마찬가지로 높아진 부분(18a)과 짝이되는 한쌍의 요부분(34)(제5도에 도시)이 형성되어 있어서, 리셉터클부(26)가 나란히 선 방향과 접속 케이스(33)의 긴쪽방향과가 만났을 때만, 중간체(3)와 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)와가 소정대로 접속되도록 되어 있다.

결국, 리셉터클부(26)가 나란히 선 방향과 같은 방향에, 접속 케이스(33)의 방향이 위치정하여진다.

접속케이스(33)내에는, 리셉터클부(26)의 위치에 따라서, 복수개, 예컨대 3개의 터미널부(36)(단자에 상당)가 긴쪽방향으로 늘어서서 고정되어 있다.

터미널부(36)는, 어느 것이나 접속 케이스(33)내에서 외부로 노출하는 외부접속용의 부위(37)를 한쪽 끝부에 가지고 있다.

또 각 터미널부(36)의 다른쪽 끝부에는, 역(逆) L 자상, 즉 캡부(32)의 내저면을 따라 중계부분(38a)과 동 내저면에서 리셉터클부(26)쪽을 향하여 내려가는 삽입부분(38b)과를 가지고 이루어진 삽입편(38)(삽입부에 상당)이 형성되어 있다.

각 삽입부분(38b)은, 리셉터클부(26)에 끼워지는 길이로 설정되어 있으며, 캡부(32)와 중간체(3)가 접속되는 것을 이용하여, 삽입편(38), 리셉터클부(26)를 통하여, 터미널부(36)와 프린트 기판(21)과의 사이를 전기적으로 접속하고 있다(제1의 접속부).

그리고, 이렇게 동경을 이루어서 직렬로 짝이되는 압력을 받는 쪽의 접속구체(2), 중간체(3), 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)의, 주위에는, 접속구, 예를들면 알루미늄부재로 원통형으로 성형된 칼라(collar)(39)가 삽입되며, 세부품이 빠지지 않도록 결합시켜져 있다.

상술하면, 칼라(39)는, 미리 하단에는 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)의 날밑부(15)와 걸어 맞추어진 절곡부(39a)가 형성되어 있고, 육각너트부(5)에서 칼라(39)를, 절곡부(39a)가 날밑부(15)와 맞닿을 때까지 삽입한 후, 상단에 캡부(32)의 각 부에 형성된 단차(32a)로 향하는 변형력을 주어서, 동부분을 단차(32a)에 걸어맞춤으로써, 압력을 받는 쪽의 접속구체(2), 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)간을 결합시키고 있다.

또한, 도면중 1a는 부재간을 밀봉하기 위한 오링(O-ring), 39a는 단차(32a)에 걸어맞추어진 칼라선단의 걸어맞춤부를 보인 것이다.

이러한 압력센서를 조립할 때에는, 먼저, 예컨대 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)에 중간체(3)를 짜맞추는 것으로부터 시작한다.

이것은, 각 단자편(13)의 선단부와 요부(24)와의 위치를 맞추고, 이 상태에서 중간체(3)의 대경부(17)를 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)의 변형 게이지(9)의 주측에 끼우는 것으로 진행된다.

이 끼우는 것에 따라, 각 단자편이 요부(24)에 삽입되어, 프린트 기판(21)의 가장자리에 있는 도전부(25)에 미끄러져 접합된다. 날밑부(15)에 맞닿을 때까지, 중간체(3)가 삽입되면, 압력쪽 접속구체(2), 중간체(3)의 두 부품간의 맞붙음을 끝내고, 변형 게이지(9)와 프린트 기판(21)과의 사이의 전기적인 접속이 이루어진다.

이어서, 이 중간체(3)에 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)를 맞붙인다.

이것은, 삽입부분(38b)이 있는 방향을, 리셉터클부(26)의 방향에 맞추어, 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)의 캡부(32)를 중간체(3)의 소경부(18)에 끼워넣는다.

이에 따라, 캡부(32)의 내저면에 있는 한쌍의 돌기부, 요부부분(34)이 중간체(3)에 있는 단부(30), 높아진 부분(18a)에 꼭 끼어든다. 계속해서, 이들을 가이드로 하여 각 터미널부(36)의 삽입부분(38b)이 각 리셉터클부(26)에 끼워넣어진다.

단부(30), 높아진 부분(38b)에 맞닿을 때까지, 캡부(32)가 삽입되면, 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)의 맞붙음을 끝내고, 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)와 중간체(3)를 개재시켜 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)에 맞붙는다.

이에 따라서, 압력을 받는 쪽의 접속구체(2), 중간체(3), 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)는, 같은 직경을 이루어 직렬로 늘어선다.

이어서, 칼라(39)를 육각 너트부(5)쪽에서 끼우고, 동 칼라(39)를 절곡부(39a)가 날밑부(15)와 맞닿을 때까지 삽입한다.

그후, 칼라(39)의 상단을 변형시켜서, 캡부(32)에 있는 단차부(32a)에 걸어맞추어지면, 제1도 및 제4도에 보인 것과 같이, 압력센서가 이루어진다.

이와 같이 구성된 압력센서를 사용할 때는, 육각 너트부(5)를, 압력검출을 필요로 하는 부위, 예컨대 공조(空調) 배관의 검출포트부에 나사식 끼우기하여, 압력센서를 장착한 후, 터미널부(36)에 접속구(도시되지 않음)를 개재시켜, 외부기기를 전기적으로 접속하면 된다.

이에 따라서, 배관의 압력은, 다이어프램(8)의 변위로 일그러진 변형 게이지(9)에서 검출된다. 이 출력전압은 프린트 기판(21)에 탑재된 증폭회로로 증폭되며, 동 출력전압이 검출압력치로서, 터미널부(36)부에서 외부로 출력된다.

이때, 종래의 압력센서에 의하면, 다이어프램(8)에서 생기는 진동, 충격의 영향을 받아, 프린트 기판(21)의 변형 게이지(9)를 접속하는 땜납이 벗겨지거나, 동 땜납에 균열이 발생하는 것이 염려스러웠으나, 본 발명에 의하면 이런일은 없다.

즉, 본 발명의 압력센서는, 프린트 기판(21)이, 변형 게이지(9)가 아니고, 이 변형 게이지(9)와는 별체인 중간체(3)에 독립하여 설치되어 있으므로, 다이어프램(8)에서 생기는 진동, 충격은, 프린트 기판(21)에는 직접, 전해지지 않는다.

게다가, 이것에 더하여, 프린트 기판(21)과 변형 게이지(9)와의 사이에, 다이어프램(8)이 변위하는 방향에 대하여 미끄럼접합이 자유자재인, 단자편(13), 도전부(25)라고 하는 둘의 미끄러져 움직이는 부재를 개재시켜 전기적으로 접속되어 있으므로, 다이어프램(8)에서 생기는 진동, 충격은, 단자편(13)과 도전부(25)와의 상대변위에 의해 흡수되며, 프린트 기판(21)에 발생하는 응력은 최소한으로 억제된다.

이 일은, 프린트 기판(21)은, 다이어프램(8)에서 생기는 진동, 충격으로부터 보호된다.

따라서, 종래와 같이 프린트 기판(21)에 납땜한 땜납이 벗겨지거나, 균열이 발생하거나 하는 것을 피할 수 있다.

이 결과, 변형 게이지(9)에서 프린트 기판(21)에 달하는 도전경로를 양호하게 유지할 수 있고, 압력센서의 신뢰성을 높일 수 있다.

게다가, 그 구조는, 프린트 기판(21)에 설치한 도전부(25)와 변형 게이지(9)에서 튀어나오는 단자편(13)과를 미끄럼접합시킬 뿐이므로 간단하다.

또, 중간체(3)에 고정한 프린트 기판(21)과 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)와를 전기적으로 접속하는 구조로서, 중간체(3)에 리셉터클부(26)를 설치하고, 이 리셉터클부(26)와 프린트 기판(21)과의 사이를 판용수철부(27)를 개재시켜 접속하고, 상기 리셉터클부(26)에, 캡부(32)의 내면에서 돌출한 삽입편(38)이 삽입되는 구조를 채용하므로서 신호를 받는 쪽의 접속시에 생기는 충격등은, 판용수철부(27)의 변위로서 흡수되며, 프린트 기판(21)에 전지않고 해결된다.

더구나, 리셉터클부(26)와 삽입편(38)과의 위치결정은, 중간체(3)에 설치된 돌기, 높아진 부분(18a), 이들과 짝이되는 캡부(32)의 내저면에 설치한 요부(34)와를 가이드로 하여, 신호를 받는 쪽의 접속구체(2)와 중간체(3)와를 맞붙이는 것만으로 끝나므로, 간단하다.

다시 다이어프램(8)의 표면에 직접, 게이지 패턴(11)을 형성하는 변형 게이지(9)의 채용은, 벗겨지는 등의 문제가 없고, 높은 정밀도로 변형 게이지(9)를 다이어프램(8)에 설치할 수 있고, 이것에 의해서도 압력센서에 높은 신뢰성을 가져올 수 있다.

제8도 및 제9도는, 본 발명의 제2의 실시예를 보인다.

본 실시예에서는, 어댑터를 필요로 하지 않고, 제1의 실시예에서 보인 나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)를 가진 압력센서로부터, 수나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)를 가진 압력센서로 바뀔 수 있도록 한 것이다.

즉, 통상, 암나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체(2)를 가진 압력센서에서, 암나사형으로 바꾸는 경우, 선단의 육각 너트부(5)에 수나사부가 형성된 어댑터를 설치하고 있었으나, 이것으로는, 접속한 부재간에 유체가 누출되는 빈틈이 생길 수 있는데 더하여, 압력센서의 전장이 어댑터만큼, 커지게 되는 것을 볼 수 있다.

그래서, 제2의 실시예는, 다이어프램(8) 및 변형 게이지(9)의 크기를 바꾸지 않고, 주조가공을 사용하여, 수나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)를 일체로 성형하였다.

즉, 동 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)는, 제9도에 내보이는 것처럼 예컨대 원주상으로 성형되어 있는 SUS 또는 알루미늄합금이라고 하는 금속 블록(41)에 단조 가공을 시행하여, 먼저, 소정의 외형의 다이어프램(43), 동 다이어프램(43)의 크기에 대응한 통로(44), 동 통로(44)의 크기에 대응한 압력 도입구(45)와를 가진 개략적인 외형의 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)를 성형한다.

이어서, 이 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)의 구체부(45)의 선단부에 쥐어짜는 가공을 행하여, 통로(44)를 대상으로 하고, 압력도입구(45)의 외경을 수나사 지름에 대응한 지름치수로 성형한다.

그후, 이 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)의 각부에 얼굴내놓기(面出) 가공을 행하고, 압력도입구(45)가 형성된 구부(46)의 외주부에 수나사를 가공하여, 소정의 외형형상으로 가공한 후, 완성하면, 수나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)가 형성된다.

결국, 수나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)는, 금속부재의 단조가공을 사용하여, 다이어프램(43)을 면하고 있는 통로단을 크게 하고, 압력도입구(45)에 연통하는 통로단을 작게 한 대상으로 통로(44)에 성형하고, 구부(46)의 외주부에 수나사부를 형성하여 구성되어 있다.

즉, 자루모양으로 하므로서, 다이어프램 지름을 바꿀 필요가 없기 때문에, 변형 게이지(9)의 감도를 떨어뜨리지 않고도 해결된다.

이러한 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)를 사용하면, 별도, 어댑터를 필요로 함이 없이, 선단에 수나사부가 붙은 압력센서가 조립된다.

따라서, 어댑터를 사용하여 수나사형의 압력을 받는 쪽의 접속구체를 조립하는 구조에서 볼 수 있을 것 같은 빈틈이 생길 염려는 없으며, 유체의 누출은 없다.

더구나, 어댑터를 사용하지 않으므로, 그만큼 압력센서의 전장은 작아도 된다.

또 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)를 성형할 때에, 제9도에 보이는 것처럼 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)의 본체부(47)의 외주부에, 동본체부(47)와 동심상을 이루어 밖으로 내미는, 중간체(3), 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)의 캡부(32)의 주위를 덮는 것이 가능한 얇은 금속의 통상체(48)를 형성하여, 칼라로 하여도 된다.

이러한, 통상체(48)를 가진 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)이면, 통상체(48)로 중간체(3), 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)의 주위를 덮도록 압력을 받는 쪽의 접속구체(40)를 신호를 받는 쪽의 접속구체(4)의 단측에 짜맞춘 후, 통상체(48)의 단부를 변형시켜서 동 부분을 캡부(32)의 단차(32a)의 외주부에 걸어맞게 되면, 제8도에 도시한 것처럼 별도, 결합수단, 즉 칼라를 필요로 하지 않고, 압력을 받는 쪽의 접속구체(40), 중간체(3), 신호쪽 접속구체(4)의 삼자를 결합할 수 있다.

단, 48a는 동 단차(32a)에 걸어맞추는 걸어맞춤부를 제시한다.

또한, 제8도에 있어서, 제1의 실시예와 같은 부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략하였다.

이상 설명한 바와 같이 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 다이어프램에서 발생하는 진동, 충격의 영향을 받지 않는 변형 게이지와 프린트 기판과의 사이에서의 전기적 접속을 실현할 수가 있다.

이 결과, 변형 게이지로부터, 프린트 기판에 이르는 도전경로를 양호하게 유지할 수 있고, 신뢰성이 높은 압력센서를 제공할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 이 청구항 1의 효과를 간단한 구조로 실현할 수 있다고 하는 효과를 이룬다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1의 효과에 더하여, 프린트 기판에 응력을 주지않고, 프린트 기판과 신호쪽 접속구체와를 접속할 수 있다고 하는 효과가 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1의 효과에 더하여 변형 게이지를 다이어프램에 고정밀도로 동시에 벗겨짐등의 설치상의 문제없이도 설치할 수 있는 효과를 갖는다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1의 효과에 더하여, 누출이 없고, 그위에 전장이 짧은, 수나사형의 압력센서를 실현할 수가 있다.

청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 청구항 5의 효과에 더하여, 별도, 결합수단을 필요로 하지 않고, 압력을 받는 쪽의 접속구체, 중간체, 신호쪽 접속구체와의 삼자를 결합시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

끝면에 압력도입구로부터의 압력을 받아 변위하는 다이어프램을 가지며, 동시에 이 다이어프램의 표면에 동 다이어프램의 변형을 검출하는 변형 게이지를 가지고 구성되는 압력을 받는 쪽의 접속구체와, 이 압력을 받는 쪽의 접속구체의 단면부에 상기 변형 게이지의 주측을 둘러싸도록 설치된 단통형의 중간체와, 이 중간체의 개구를 덮도록 상기 압력을 받는 쪽의 접속구체의 단면측과 짝이 되어 만들어지고, 상기 중간체내에 주위가 폐색된 기기수용실을 형성하고, 외부기기와 접속가능한 단자를 가지고서 이루는 신호쪽 접속구체와, 상기 중간체에 고정되어 상기 기기수용실에 배치되며, 전자부품이 탑재되어서 이루는 프린트 기판과, 이 프린트 기판과 상기 신호쪽 접속구체의 단자와의 사이를 전기적으로 접속하는 제1접속부와, 상기 변형 게이지와 상기 프린트 기판과의 사이를, 상기 다이어프램이 변위하는 방향과 거의 직각인 방향에서 상호 미끄러져 접하는 두개의 미끄럽접합부재와의 미끄럽접합에 의하여 전기적으로 접속하여 이루는 제2의 접속부와, 를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력센서.
제1항에 있어서, 상기 제2의 접속부는, 상기 변형게이지에 상기 프린트 기판을 향하여 상기 다이어프램이 변위하는 방향으로 신장하는 단자편을 가지며, 상기 프린트 기판에 상기 단자편과 상기 다이어프램이 변위하는 방향과 거의 직각인 방향으로부터 미끄럼접합하는 도전부재를 가지고서, 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력센서.
제1항에 있어서, 상기 제1의 접속부는, 상기 신호쪽 접속구체에, 상기 터미널과 도통하고, 상기 중간체의 개구와 마주보는 면에서 상기 중간체를 향하여 돌출하는 삽입부를 가지며, 상기 중간체에 상기 신호쪽 접속구체의 장착에 따라서 상기 삽입부가 끼워넣어지는 리셉서클부를 가지며, 동시에 이 리셉터클부와 상기 프린트 기판과의 사이를 전기적으로 접속하는 변위가능한 도전부재를 가지고, 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력센서.
제1항에 있어서, 상기 변형 게이지는, 상기 다이어프램의 표면에 게이지 패턴을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
제1항에 있어서, 상기 압력을 받는 쪽의 접속구체는, 금속부재를 단조가공으로, 내부의 통로를, 다이어프램쪽을 향한 통로단을 크게 하고, 압력도입구에 연통하는 통로단을 작게 한 자루모양으로 성형하고, 압력도입구가 형성된 구부의 외주부에 수나사부를 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
제5항에 있어서, 상기 압력을 받는 쪽의 접속구체는, 본체부의 외주부에, 동 본체와 동심상으로 튀어나와서, 상기 중간체, 상기 신호를 받는 쪽의 접속구체의 주위를 덮는 얇은 금속의 통상체를 가지며, 다시 동 통상체의 선단부에는, 동 선단부가 변형되어, 상기 신호를 받는 쪽의 접속구체의 외주부와 걸어 맞추어진 걸어맞춤부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 압력센서.