FR2853070A1 - Capteur de pression comportant un diaphragme metallique presentant une partie convexe - Google Patents

Abstract

Ce capteur de pression comprend un diaphragme (16) retenant de façon étanche un liquide, qui comprend une pluralité de parties convexes (16a) disposées concentriquement sur le diaphragme et possédant une section transversale en forme d'arc de cercle dans une direction radiale et une forme annulaire, avec un facteur de configuration situé dans une gamme comprise entre 2,5 et 3,5.Application notamment aux capteurs de pression dans des véhicules mûs par des moteurs diesel.

Description

CAPTEUR DE PRESSION COMPORTANT UN DIAPHRAGME MÉTALLIQUE PRÉSENTANT UNE

PARTIE CONVEXE

La présente invention concerne un capteur de pression possédant un diaphragme métallique pourvu d'une partie convexe.

Récemment, les normes d'émission visant à limiter 10 les gaz d'émission émis par un véhicule sont devenues strictes. De façon spécifique, des gaz d'émission, c'est-àdire les particules de carburant diesel émises par le véhicule mû par un moteur diesel, doivent diminuer. Pour réduire les particules de carburant diesel, on utilise un 15 filtre à particules de carburant diesel (désigné par DPF) pour le véhicule alimenté par un moteur diesel. Le système DPF inclut un filtre servant à piéger les particules de carburant diesel. Le filtre est disposé dans un tuyau d'échappement du véhicule. Lorsque les particules de 20 carburant diesel sont accumulées dans le filtre au-delà d'une quantité prédéterminée, les particules de carburant diesel sont brûlées. Par conséquent l'évacuation des particules de carburant diesel dans l'atmosphère est limitée.

Le système DPF inclut en outre un capteur de pression pour détecter une perte de pression des gaz d'émission. La perte de pression est une différence entre les gaz d'émission avant leur traversée du filtre et après leur traversée du filtre. Le capteur de pression est 30 utilisé dans un environnement difficile, comme dans les gaz d'échappement. Il est nécessaire de protéger une plaquette à circuits intégrés, c'est-à-dire une plaquette de capteur de pression servant à détecter la pression. C'est pourquoi il n'est pas suffisant de protéger la plaquette en 35 utilisant un gel. Par conséquent, la plaquette est renfermée de façon étanche dans un liquide au moyen d'un diaphragme métallique de telle sorte que le capteur fournit un capteur de pression du type étanchéifié par un liquide.

Ce capteur de pression du type étanchéifié par un 5 liquide inclut une chambre d'introduction de pression, une plaquette de capteur de pression et un diaphragme métallique. Le diaphragme métallique sépare la plaquette vis-à-vis d'un côté orifice de la chambre de sorte que le liquide (par exemple de l'huile) est renfermé de façon 10 étanche dans un espace disposé sur un côté de la plaquette.

Par conséquent, l'objet de détection (c'est-à-dire les gaz d'émission) destiné à être détecté par le capteur de pression ne vient pas directement en contact avec la plaquette.

Par conséquent le capteur peut être utilisé dans un 15 environnement difficile, par exemple dans un environnement corrosif. Cependant, l'huile renfermée dans cet espace est soumise à une dilatation ou à une contraction thermique sous l'effet d'une variation de la température atmosphérique de telle sorte que le capteur peut être défaillant. De 20 façon spécifique, la dilatation ou la contraction peut entraîner une erreur de détection du capteur.

Lorsque le capteur de pression du type étanchéifié par un liquide est utilisé pour une pression comparativement élevée, par exemple supérieure à 1 MPa, l'erreur 25 de détection du capteur est faible, de sorte que l'influence de l'erreur n'est essentiellement pas prise en compte. Cependant, lorsque le capteur de pression du type étanchéifié par un liquide est utilisé pour le système DPF du véhicule mû par un moteur diesel, le capteur est utilisé 30 avec une pression comparativement faible, égale par exemple à environ 100 kPa. Dans ce cas, l'erreur de détection du capteur devient élevée, de sorte que l'influence de l'erreur doit être prise en compte.

Compte tenu de ce qui précède, si le diaphragme 35 métallique possède une structure aisément déformable, la dilatation ou la contraction de l'huile sous l'effet de la variation de la température peut être relaxée (c'est-àdire absorbée) par une déformation du diaphragme métallique.

C'est pourquoi l'erreur de détection devient faible. Ce 5 capteur de pression du type étanchéifié par un liquide, qui possède un diaphragme métallique aisément déformable est décrit dans la demande de brevet japonais, N0 de publication H11-132887. D'une manière générale, dans le cas o le diaphragme métallique est constitué sous la forme d'un 10 diaphragme aisément déformable, il est efficace d'augmenter le diamètre du diaphragme. Cependant, le côté (c'est-à-dire les dimensions) du capteur devient plus important. Par conséquent le capteur selon l'art antérieur inclut le diaphragme métallique possédant une partie convexe telle 15 que le diaphragme possède une déformabilité élevée. Ici, la partie convexe est formée concentriquement sur le diaphragme, c'est-à- dire que la partie convexe possède une forme nervurée.

Dans l'art antérieur, les dimensions et/ou la forme 20 de la partie convexe du diaphragme sont déterminées expérimentalement. C'est pourquoi, on ne connaît manifestement pas la relation entre la forme ou les dimensions de la partie convexe et la déformabilité du diaphragme.

Par exemple dans l'art antérieur on indique que la partie convexe du diaphragme possède une hauteur comprise entre 0,075 mm et 0,15 mm et que la partie convexe est formée dans une région, qui est disposée à l'extérieur des deux tiers du rayon du diaphragme. Cependant, l'art 30 antérieur ne décrit pas la corrélation entre la hauteur et la largeur de la partie convexe. En outre, dans l'art antérieur on décrit simplement l'agencement de la partie convexe disposée dans une zone étendue sur le diaphragme, de sorte que l'art antérieur ne décrit pas de façon précise 35 l'agencement de la partie convexe sur le diaphragme. C'est pourquoi, même lorsque la partie convexe est disposée dans la région indiquée ci- dessus, qui est disposée à l'extérieur des deux tiers du rayon du diaphragme, la déformabilité du diaphragme n'est pas suffisante pour absorber la dilatation ou la contraction de l'huile.

C'est pourquoi il est nécessaire de déterminer les dimensions de la partie convexe et le nombre des parties convexes pour obtenir une excellente déformabilité du diaphragme, qui permet au diaphragme d'être largement défor10 mable pour absorber la dilatation ou la contraction de l'huile provoquée par la variation de température.

Compte tenu des problèmes mentionnés précédemment, un but de la présente invention est de fournir un capteur de pression possédant un diaphragme métallique pourvu de 15 parties convexes. De façon spécifique le capteur possède une excellente déformabilité de sorte qu'une erreur de détection du capteur est réduite.

Le capteur de pression selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte: un diaphragme pour renfermer de façon étanche un liquide, le diaphragme comprenant une pluralité de parties convexes qui sont disposées concentriquement sur le diaphragme, chaque partie convexe possédant une section transversale en arc de cercle dans une direction radiale et possède une forme annulaire; la longueur de l'arc de cercle de chaque partie convexe possédant une longueur désignée par L, une hauteur 30 désignée par H, une largeur dans la direction radiale désignée par W et un pas de séparation entre deux parties convexes adjacentes dans la direction radiale désigné par P. le diaphragme possédant un rayon effectif 35 représenté par R et une distance entre un centre du dia- phragme et un centre de la partie convexe disposée la plus à l'extérieur du diaphragme désigné par rO, que le rayon effectif du diaphragme est défini en tant que rayon d'une partie du diaphragme auquel est appliquée une pression, le capteur possédant un facteur de configuration représenté par a, défini par a = (L/H) x (L/W)/P x (ro/R) et le facteur de configuration a se situe dans une gamme comprise entre 2,5 et 3,5.

Le diaphragme du capteur présente une excellente déformabilité de sorte que l'erreur de détection du capteur est réduite. De façon spécifique une dilatation ou une contraction du liquide renfermé de façon étanche dans le diaphragme conformément à la variation de la température 15 atmosphérique peut être absorbée par la déformation du diaphragme.

De préférence le diaphragme possède deux parties convexes.

De préférence, le diaphragme est réalisé en un 20 métal et le liquide est formé d'huile.

De préférence, la hauteur de la partie convexe est dans une gamme comprise entre 0,16 mm et 0,28 mm, la largeur de la partie convexe est dans une gamme comprise entre 1,3 mm et 1,5 mm, la partie convexe est disposée à 25 l'extérieur de la moitié du rayon effectif du diaphragme.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le rayon du diaphragme est égal à environ 9,3 mm, et le capteur est utilisé sous une pression comparativement faible.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le capteur est utilisé pour détecter une pression de gaz d'émission d'un véhicule mû par un moteur diesel.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci35 après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels - la figure 1 est une vue en coupe transversale représentant un capteur de pression selon une forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 2A est une vue en plan représentant un diaphragme métallique du capteur et la figure 2B est une vue en coupe transversale représentant le diaphragme du capteur conformément à la forme de réalisation préférée; - la figure 3 est une vue en coupe transversale à 10 plus grande échelle représentant une partie convexe du diaphragme du capteur conformément à la forme de réalisation préférée; - la figure 4A représente une vue en coupe transversale schématique expliquant la position de la 15 partie convexe, et la figure 4B est un graphique représentant une relation entre la position de la partie convexe et la déformation du diaphragme, conformément à la forme de réalisation préférée; - la figure 5 est un graphique représentant la 20 relation entre la pression et la déformation du diaphragme dans différents capteurs, conformément à la forme de réalisation préférée; - la figure 6 est un graphique tridimensionnel représentant une relation entre la position des parties 25 convexes et la déformation du diaphragme dans différents capteurs, conformément à la forme de réalisation préférée; et la figure 7 est un graphique représentant la relation entre un facteur de configuration aE et la déforma30 tion du diaphragme dans différents capteurs conformément à la forme de réalisation préférée.

Un capteur de pression 1 possédant un diaphragme métallique 16 selon une forme de réalisation préférée de la présente invention est représenté sur la figure 1. Le 35 capteur de pression 1 est un capteur de pression du type retenant de façon étanche un liquide. De façon spécifique le capteur 1 est un capteur de pression du type à pression différentielle. Le capteur 1 est utilisé par exemple pour détecter une pression de gaz d'émission dans un système DPF 5 d'un véhicule mû par un moteur diesel. C'est pourquoi le capteur 1 est utilisé à une pression comparativement faible (par exemple 100 kPa).

Le capteur 1 comporte un boîtier 2 et une plaquette formant capteur de pression. Le boîtier 2 inclut la 10 première chambre de pression 3 et la seconde chambre de pression 4 de telle sorte que le boîtier comprend deux chambres de pression 3, 4. Le boîtier est constitué d'un corps de boîtier 6, d'un boîtier supérieur 7 et d'un boîtier inférieur 8, qui sont intégrés entre eux.

Le corps de boîtier 6 est formé d'une matière plastique et possède une forme de plaque rectangulaire. Le corps 6 du boîtier comprend un boîtier de connecteur 9 disposé sur le côté droit de la figure 1. De façon spécifique, le boîtier 9 du connecteur fait saillie vers le côté 20 droit du corps 6 du boîtier. Le corps 6 du boîtier inclut en outre une concavité 6a disposée au centre du corps 6 du boîtier. La plaquette 5 du capteur de pression est montée dans la concavité 6a. Un trou traversant 6b est formé dans le fond de la concavité 6a. Le trou traversant 6b traverse 25 le corps 6 du boîtier. De multiples écrous d'insertion 10 pour le raccordement sont disposés en quatre coins du corps 6 du boîtier. Les écrous d'insertion 10 sont formés au moyen d'un procédé de moulage par insertion.

Le corps 6 du boîtier comprend en outre de 30 multiples bornes 11, formées au moyen du procédé de moulage par insertion. Une extrémité de chaque borne 11, qui est une extrémité de gauche de la borne de la figure 1, est disposée à proximité de la plaquette 5 du capteur de pression. De façon spécifique, l'extrémité de gauche de la 35 borne Il est exposée dans la concavité 6a et est disposée sur le côté droit de la concavité 6a. Une partie principale de la borne 11 est disposée dans le corps 6 du boîtier et s'étend vers le côté droit du corps 6 du boîtier. De ce fait, l'autre extrémité de la borne est disposée dans le 5 boîtier 9 du connecteur de sorte que la borne 11 et le boîtier 9 du connecteur forment un connecteur. Ici, une extrémité de la borne 11, qui fait saillie à partir du corps 6 du boîtier, est fermée de façon étanche par un matériau d'étanchéité tel que du silicone.

La plaquette 5 du capteur de pression est constituée d'un substrat en silicium monocristallin, d'une partie de détection de pression (c'est-àdire un diaphragme en silicium), quatre résistances piézoélectriques et une base.

La partie de détection de pression est disposée au centre 15 du substrat et possède une paroi mince servant à former le diaphragme. Les résistances piézoélectriques sont disposées sur la partie de détection de pression, et les résistances fournissent un circuit en pont. Le substrat possédant la partie de détection de pression et les résistances est fixé 20 à la base. La plaquette 5 est ainsi agencée.

La plaquette 5 est fixée au fond de la concavité 9a présente dans le corps 6 du boîtier, à l'aide d'un adhésif.

Chaque électrode disposée sur la plaquette 5 est connectée électriquement à une extrémité de la borne 11 au moyen d'un 25 fil de liaison 12. Un trou traversant formé dans la base de la plaquette 5 raccorde le trou traversant 6b du corps 6 du boîtier de telle sorte que le trou traversant 6b s'étend entre un côté inférieur du corps 6 du boîtier et un côté inférieur (c'est-à-dire un côté arrière) de la plaquette 5. 30 Le boîtier supérieur 7 est un capot possédant une concavité circulaire. Le boîtier supérieur 7 est disposé sur le corps 6 du boîtier ce qui forme la première chambre de pression 3. Le côté supérieur de la plaquette 5, sur laquelle est disposée la partie de détection de pression, 35 est tourné vers la première chambre de pression 3. C'est-à- dire que la partie de détection de pression de la plaquette 5 est exposée dans la chambre 3. Un trou de vis, utilisé pour une vis correspondant à l'écrou d'insertion 10 du corps 6 du boîtier est disposé dans le boîtier supérieur 7. 5 Le premier orifice 7a pour son raccordement à la première chambre de pression 3 est formé d'un seul tenant dans le boîtier supérieur 7.

Le boîtier inférieur 8 possède un agencement symétrique au boîtier supérieur 7. Le boîtier inférieur 8 est 10 monté sur le fond du corps 6 du boîtier ce qui conduit à la formation de la seconde chambre de pression 4. Le côté inférieur de la plaquette 5, sur lequel est placée la partie de détection de pression, est connecté à la seconde chambre de pression 4 par l'intermédiaire du trou traver15 sant 6b. C'est-à-dire que le côté arrière de la partie de détection de pression de la plaquette 5 est raccordé à la seconde chambre de pression 4. Un autre trou de vis pour une vis correspondant à l'écrou d'insertion 10 du corps 6 du boîtier est disposé dans le boîtier inférieur 8. Le 20 second orifice 8a pour le raccordement à la seconde chambre de pression 4 est formé d'un seul tenant dans le boîtier inférieur 8.

La circonférence du boîtier supérieur 7 est disposée à la partie supérieure du corps 6 du boîtier et la cir25 conférence du boîtier inférieur 8 est disposée sur le fond du corps 6 du boîtier. Une vis 13 est fixée à l'écrou d'insertion 10 au moyen du trou de vis du boîtier supérieur 7 à partir du côté supérieur du boîtier supérieur 7. A cet instant, l'extrémité supérieure de la vis 13 est vissée 30 dans un écrou 14 à partir du fond du boîtier inférieur 8.

Par conséquent le boîtier supérieur 7, le corps 6 du boîtier et le boîtier inférieur 8 sont raccordés d'un seul tenant au moyen d'une paire de joints toriques 15 dans cet ordre. De façon spécifique, un anneau torique 15 est 35 disposé entre le boîtier supérieur 7 et le corps 6 du boîtier, et l'autre anneau torique 15 est disposé entre le boîtier inférieur 8 et le corps 6 du boîtier. C'est pourquoi, les première et seconde chambres de pression 3, 4 sont fermées d'une manière étanche à l'air.

Un diaphragme métallique 16 est monté dans la première chambre de pression 3. Le diaphragme métallique 16 possède une forme de disque et inclut une partie convexe 16a. La périphérie circonférentielle du diaphragme métallique 16 est enserrée entre la partie supérieure du corps 6 10 du boîtier et le fond de la circonférence du boîtier supérieur 7. La partie supérieure du diaphragme métallique 16 et la partie inférieure du boîtier supérieur 7 sont fixées à l'aide d'un adhésif (non représenté) tel qu'un composé de fluorosilicone. Le fond du diaphragme métallique 15 16 et la partie supérieure du corps 6 du boîtier sont fermés d'une manière étanche à l'air à l'aide d'une bague torique 17.

Par conséquent la première chambre de pression 3 est divisée en une partie supérieure et une partie 20 inférieure par le diaphragme métallique 16. La partie inférieure de la première chambre de pression 3 fournit une chambre d'étanchéité pour l'huile, disposée sur le côté de la plaquette du capteur de pression de telle sorte que l'huile 18 en tant que liquide est renfermée de façon 25 étanche dans la chambre d'étanchéité à huile. L'huile 18 est par exemple une huile fluorée ou analogue, qui n'affecte pas (c'est-à-dire n'endommage pas) la plaquette 5 du capteur de pression.

Un autre diaphragme métallique 16 est monté dans la 30 seconde chambre de pression 4 de la même manière que le diaphragme métallique 16 dans la première chambre de pression 3, bien que d'autres diaphragmes métalliques 16 dans la seconde chambre de pression 4 soient montés verticalement, d'une manière symétrique par rapport au diaphragme 35 métallique 16 situé dans la première chambre de pression 3.

Le pourtour circonférentiel de l'autre diaphragme métallique 16 dans la seconde chambre de pression 4 est enserré entre le fond du corps 6 du boîtier et la partie supérieure de la périphérie du boîtier inférieur 8. Le fond de l'autre 5 diaphragme métallique 16 et la partie supérieure du boîtier inférieur 8 sont réunis par un adhésif (non représenté) tel qu'un composé de fluorosilicone. La partie supérieure de l'autre diaphragme métallique 16 et le fond du corps 6 du boîtier et fermée d'une manière étanche à l'air au moyen de 10 la bague torique 17.

Par conséquent la seconde chambre de pression 4 est divisée en une partie supérieure et une partie inférieure par l'autre diaphragme métallique 16. La partie supérieure de la seconde chambre de pression 4 fournit une autre 15 chambre renfermant l'huile de façon étanche et qui est disposée sur le côté de la plaquette du capteur de pression de telle sorte que l'huile 18 est renfermée de façon étanche dans l'autre chambre. L'huile 18 charge le côté arrière de la partie de détection de pression de la 20 plaquette 5 du capteur de pression par l'intermédiaire du trou traversant 6b.

Ici, le capteur 1 est monté par exemple dans un tuyau d'émission du moteur du véhicule à alimentation diesel. Le premier orifice 7a de la première chambre de 25 pression 3 est raccordé au côté amont d'un filtre, et le second orifice 8a de la seconde chambre de pression 4 est raccordé au côté aval du filtre (non représenté). Le filtre est disposé sur le côté d'émission de sorte que le filtre réalise un filtrage des gaz d'émission, c'est-à-dire que le 30 filtre piège ou retient les particules de carburant diesel.

Par conséquent le capteur 1 détecte une différence de pression (c'est-àdire une perte de pression) entre le gaz d'émission avant la traversée du filtre et après la traversée du filtre.

La description détaillée du diaphragme métallique

16 va être donnée en référence aux figures 2A, 2B et 3. Le diaphragme 16 est réalisé en un métal tel que de l'acier inoxydable et possède une épaisseur de 1,25 pm et a une forme de disque. De multiples parties convexes 16a sont 5 disposées concentriquement sur la surface du diaphragme 16 et sont disposées sur la périphérie du diaphragme 16. Les parties convexes 16a, qui possèdent une forme annulaire, sont deux parties convexes dans le capteur 1 de cette forme de réalisation. La partie convexe 16 possède une section 10 transversale en arc de cercle, dans une direction radiale.

La partie convexe 16a fait saillie à partir du disque vers le haut de sorte que le diaphragme est cannelé.

La partie convexe 16a et le diaphragme 16 comportent les dimensions indiquées ci-après. Comme représenté 15 sur la figure 3, L représente une longueur de l'arc de cercle de partie convexe 16a, H représente une hauteur de la partie convexe 16a, W représente une largeur de la convexité dans la direction radiale, P représente un pas (c'est-à-dire une distance) entre les centres de deux 20 parties convexes 16a dans la direction radiale, rO désigne un rayon de la partie convexe 16a disposée sur le côté le plus extérieur (c'est-à-dire que rO représente une distance entre le centre du diaphragme le plus extérieur 16 et le centre de la partie convexe 16a) et R désigne un rayon 25 effectif du diaphragme 16 (c'est-à-dire un rayon d'une partie du diaphragme qui est soumis à la pression). Ici, un paramètre a. en tant que facteur de configuration est défini par: O = (L/H) x (L/W)/P x (ro/R) et Dans le capteur 1, le paramètre a. est réglé de manière à être situé dans une gamme entre 2,5 et 3,5.

De façon spécifique, la hauteur H de la partie convexe 16a est égale à 0, 22 mm, la largeur W de la partie convexe 16a est égale à 1,44 mm, le pas P entre les parties 35 convexes 16a est égal à 2,1 mm, la distance rO entre la partie convexe l6a et le centre du diaphragme 16 est égale à 7, 75 et le rayon effectif R du diaphragme est égal à 9,3 mm.

Lorsque le paramètre ax est réglé de manière à être 5 situé dans une gamme entre 2,5 et 3,5, le capteur 1, c'està-dire le diaphragme 16 présente les avantages suivants.

Dans le capteur 1, la pression est introduite dans la première chambre de pression 3 au moyen du premier orifice 7a. La pression est appliquée à la partie supérieure de la 10 partie de détection de pression de la plaquette de capteur de pression 5 au moyen du diaphragme 16 et de l'huile 18.

D'autre part, la pression est également introduite dans la seconde chambre de pression 4 par l'intermédiaire du second orifice 8a. La pression est appliquée à la partie 15 inférieure de la partie de détection de pression de la plaquette 5 du capteur de pression par l'intermédiaire du diaphragme 16 et de l'huile 18. Par conséquent, la différence entre la pression introduite dans la première chambre de pression 5 et la pression introduite dans la seconde 20 chambre de pression 4 est détectée par la plaquette 5 du capteur de pression. De façon spécifique, la plaquette 5 détecte la perte de pression des gaz d'émission avant la traversée du filtre et après la traversée du filtre.

Ici, les gaz d'émission du moteur du véhicule à 25 alimentation diesel en tant qu'objet de détection (c'est-àdire un fluide sous pression) sont introduits dans les première et seconde chambres de pression 3, 4 de sorte que le capteur 1 est utilisé dans un tel environnement difficile. Cependant, la plaquette 5 est isolée de façon étanche 30 par le diaphragme métallique 7 et au moyen de l'huile 18 de sorte que la plaquette 5 n'est pas directement en contact avec les gaz d'émission. C'est pourquoi la plaquette 5 est protégée vis-à-vis d'un environnement difficile, c'est-àdire l'environnement corrosif.

Le capteur 1 est monté sur le véhicule. C'est pourquoi la température atmosphérique autour du capteur 1 varie habituellement fortement. Lorsque la température varie, l'huile 18 renfermée de façon étanche dans les première et seconde chambres de pression 3, 4 se dilate ou 5 se contracte. La dilatation ou la contraction de l'huile 18 peut affecter la partie de détection de pression de la plaquette 5 de telle sorte que l'erreur de détection du capteur de pression 1 peut se produire. De façon spécifique, lorsque le capteur 1 est utilisé sous une pression 10 comparativement faible (par exemple 100 kPa), l'erreur de détection peut augmenter.

Compte tenu du problème indiqué précédemment, le capteur 1 possède une structure prédéterminée. De façon spécifique, le facteur de configuration at est réglé de 15 manière à être situé dans une gamme comprise entre 2,5 et 3,5. En outre le nombre de parties convexes 16a est fixé égal à deux. Dans ce cas, le diaphragme métallique 16 présente une excellente déformabilité (c'est-à-dire une flexibilité) sans augmentation du diamètre du diaphragme 20 16. C'est pourquoi la dilatation ou la contraction de l'huile 18 conformément à la variation de température peut être absorbée par la déformation du diaphragme 16. De façon spécifique, le diaphragme 16 se déforme (c'est-à-dire est déplacé) aisément de sorte que la dilation ou la contrac25 tion de l'huile 18 n'affecte pour l'essentiel pas la plaquette 5. Par conséquent, l'erreur de détection du capteur 16 est réduite.

L'avantage indiqué précédemment du capteur 1 va être décrit ci-après de façon détaillée. Les figures 4A à 7 30 représentent une relation entre une disposition des parties convexes 16a et la déformabilité du diaphragme. Ici le rayon effectif R du diaphragme 16 est égal à 9,3 mm.

Sur les figures 4A et 4B, dans le cas o le capteur 1 possède une seule partie convexe 16a, la déformation 35 (c'est-à-dire le déplacement) du diaphragme 16 possédant la partie convexe unique 16a disposée dans une position différente, est calculée par simulation. X représente l'axe central du diaphragme. Si représente une position de la partie convexe 16a munie de l'axe central X de la distance 5 rO égale à 7, 75 mm. S2 représente la position de la partie convexe 16a éloignée de l'axe central X à la distance rO égale à 5,65 mm. S3 représente la position de la partie convexe 16a éloignée de l'axe central X à la distance rO égal à 3,55 mm. S4 représente la position de la partie 10 convexe 16a éloignée l'axe central X à la distance rO égale à 1,45 mm. Ici la largeur de la partie convexe 16a est égale à 1,44 mm et la hauteur H de la partie convexe 16a est égale à 0,2 mm. Le capteur 1 est chauffé à 250C et une pression de 4 kPa lui est appliquée.

Comme cela est représenté sur la figure 4B, lorsque la convexité 16a est disposée dans les positions de Si et S2, dans le cas o le capteur possède la partie convexe unique 16a, la déformation du diaphragme 16 devient maximale.

Sur la figure 5, dans le cas o le capteur 1 possède des parties convexes multiples 16a, la déformation du diaphragme 16 comportant de multiples parties convexes 16a est calculée par simulation. De façon spécifique, lafigure 5 représente une relation entre la déformation du 25 diaphragme 16 et la pression appliquée au capteur 1 présentant différentes parties convexes 16a. S5 représente le capteur 1 comportant quatre parties convexes disposées respectivement en quatre positions S1-S4. S6 représente le capteur 1 possédant trois parties convexes disposées res30 pectivement dans trois positions Sl-S3. S7 représente le capteur 1 comportant deux parties convexes disposées respectivement dans deux positions de Si-S2. S8 représente le capteur 1 possédant une seule partie convexe disposée dans la position de Si. Ici le rayon effectif R du diaphragme 16 35 est égal à 9,3 mm. La largeur de la partie convexe 16a est égale à 1,44 mm et la hauteur H de la partie convexe 16a est égale à 0,2 mm. Le capteur 1 est chauffé à 250C et est soumis à la pression.

Comme représenté sur la figure 5, lorsque le 5 capteur 5 possède deux parties convexes 16a disposées dans les positions de Si et S2 (c'est-àdire lorsque le capteur 1 est le capteur S7), la déformation du diaphragme 16 devient maximale. C'est pourquoi il n'est pas suffisant de déformer le diaphragme 16 dans le capteur S8 comportant la 10 partie convexe unique 16a. En outre, dans le capteur S5, S6 comportant plus de deux parties convexes 16a, au moins une partie convexe 16a est disposée à l'intérieur de la moitié du rayon du diaphragme 16. De façon spécifique, la partie convexe 16a est disposée à proximité de l'axe central X du 15 diaphragme 16 de telle sorte que la résistance à la flexion du diaphragme 16 augmente. C'est pourquoi, la flexibilité du diaphragme 16 devient faible de sorte que le diaphragme 16 n'est pas déformé d'une manière suffisante.

Sur la figure 6, dans le cas o le capteur 1 possède deux parties convexes 16a, la déformation du diaphragme 16 comportant les deux parties convexes 16a disposées dans des positions différentes, est calculée par simulation. S9 représente le capteur 1 possédant deux parties convexes 16a disposées respectivement dans les posi25 tions Si, S2. De façon spécifique, la première partie convexe 16a, qui est disposée à l'extérieur de la seconde partie convexe 16a, est disposée dans la position S1 et la seconde partie convexe 16a est disposée dans la position S2. S10 représente le capteur 1 comportant deux parties 30 convexes 16a disposées respectivement dans les positions S1, S3. S11 représente le capteur 1 comportant deux parties convexes 16a disposées respectivement dans les positions S2, S3. Dans ce cas, la première partie convexe 16a est disposée dans la position S2 et la seconde partie convexe 35 16a est disposée dans la partie S3. S12 représente le capteur 1 possédant deux parties convexes 16a disposées respectivement dans les positions Si, S4. S13 représente le capteur 1 comportant deux parties convexes 16a disposées dans les positions respectives S2, S3. Ici le rayon 5 effectif R du diaphragme 16 est égal à 9,3 mm. La largeur de la partie convexe 16a est égale à 1,44 mm et la hauteur H de la partie convexe 16a est égale à 0,2 mm. Le capteur 1 est chauffé à 250C et est soumis à la pression de 30 kPa.

Comme représenté sur la figure 6, lorsque le 10 capteur 1 possède deux parties convexes 16a situées dans la position de Si et S2 (c'est-à-dire lorsque le capteur 1 est le capteur S9), la déformation du diaphragme 16 devient maximale. Par conséquent, dans le cas o le capteur 1 comporte deux parties convexes 16a, les parties convexes 15 16a doivent être disposées autant que cela est possible, à l'extérieur du diaphragme 16. De façon spécifique la distance rO doit devenir aussi grande que possible.

Sur la figure 7, dans le cas o le capteur 1 possède des parties convexes multiples 16a, la déformation 20 du diaphragme 16 possédant des parties convexes multiples 16a ayant des agencements différents est calculée par simulation. De façon spécifique la figure 7 représente une relation entre la déformation du diaphragme 16 et le facteur de configuration a. S14 représente le capteur 1 25 présentant trois parties convexes 16a. De façon spécifique chaque partie convexe 16a possède une largeur W de 1,8 mm et un pas P de 2,5 mm, et la distance rO entre la partie convexe la plus extérieure 16a et l'axe central X égale à 6,8 mm. S15 représente le capteur 1 comportant quatre 30 parties convexes 16a. De façon spécifique chaque partie convexe 16a possède la largeur W égale à 1,44 mm, un pas P de 2,1 mm, et la distance rO entre la partie convexe la plus extérieure 16a et l'axe central X est égale à 7,75 mm.

S16 représente le capteur 1 possédant deux parties convexes 35 16a. De façon spécifique chaque partie convexe 16a possède une largeur W égale à 1,44 mm et un pas P égal à 2,1 mm, et la distance rO entre la partie convexe la plus extérieure 16a et l'axe central X est égale à 7,75 mm. S17 représente le capteur 1 possédant quatre parties convexes 16a. De 5 façon spécifique, chaque partie convexe 16a possède une valeur W égale à 0,95 mm et un pas p de 1,8 mm, et la distance rO entre la partie convexe la plus extérieure 16a et l'axe central X est égale à 7,1 mm. Ici le rayon effectif R du diaphragme 16 est égal à 9,3 mm. Le capteur 1 est 10 chauffé à 250C et reçoit une pression de 30 kPa.

Comme cela est représenté sur la figure 7, lorsque le facteur de configuration a se situe dans une certaine gamme A comprise entre 2,5 et 3,5, la déformation du diaphragme 16 devient maximale. De façon spécifique, même 15 lorsque le capteur 1 possède de multiples parties convexes 16a possédant des agencements différents, la déformation du diaphragme 16 devient maximale dans le cas o le facteur de configuration a se situe dans la gamme A comprise entre 2,5 et 3,5. Lorsque le capteur 1 possède deux parties convexes 20 16a possédant une largeur W de 1,44 mm, une hauteur H égale à 0,22 mm et un pas P égal à 2,1 mm et que la distance rO est égale à 7, 75 mm (c'est-à-dire lorsque le capteur 1 est le capteur S16), la déformation du diaphragme 16 devient maximale.

En outre, les auteurs à la base de l'invention ont étudié la relation entre la hauteur H de la partie convexe 16a et la déformation du diaphragme 16. En outre, les inventeurs ont étudié la relation entre la largeur W de la partie convexe 16a et la déformation du diaphragme 16. En 30 tant que résultat de ces études supplémentaires, il est préférable que la hauteur H de la partie convexe 16a soit située dans une gamme comprise entre 0,16 mm et 0,28 mm et que la largeur W de la partie convexe 16a soit située dans une gamme comprise entre 1,3 mm et 1, 5 mm.

Dans la forme de réalisation préférée, le facteur de configuration ai est défini de telle sorte que le diaphragme 16 présente une excellente déformabilité (par exemple une excellente flexibilité). Lorsque le facteur de configuration a se situe dans la gamme A comprise entre 2,5 5 et 3,5, le diaphragme métallique 16 présente une excellente déformabilité de sorte que la dilatation ou la contraction de l'huile 18 enfermée de façon étanche dans les chambres de pression 3, 4 en fonction de la variation de la température peut être absorbée d'une manière suffisante. 10 C'est pourquoi, l'erreur de détection du capteur 1 est supprimée.

En outre, le rayon effectif R du diaphragme 16 et la hauteur H, la largeur W, le nombre et la position des parties convexes 16a sont optimisés pour l'obtention d'une 15 excellente déformabilité du diaphragme 16. La déformabilité du diaphragme 16 est améliorée sans accroître le rayon effectif R du diaphragme 16. De façon spécifique, le diaphragme 16 présente une excellente déformabilité sans accroissement de la taille (c'est-à-dire des dimensions) du 20 capteur 1.

En outre, lorsque le capteur 1 possède deux parties convexes 16a, le diaphragme 16 présente la déformabilité maximale.

Bien que le capteur 1 soit le capteur de pression 25 du type à pression différentielle comportant deux chambres de pression 3, 4 avec deux diaphragmes 16 pour enfermer l'huile 18 de façon étanche, le capteur 1 peut être un autre type de capteur de pression tel que le capteur de pression comportant la plaquette de capteur de pression, 30 dont le fond est soumis à la pression atmosphérique. De façon spécifique, le capteur 1 peut comporter un seul diaphragme de sorte qu'une seule chambre supérieure de pression est renfermée d'une manière étanche à l'air, c'est- à-dire que seule la partie supérieure de la plaquette 35 du capteur de pression est renfermée de façon étanche.

Bien que le capteur 1 soit utilisé pour le véhicule à alimentation diesel pour la détection de la pression des gaz d'émission, le capteur 1 peut être utilisé pour d'autres applications.

Bien que le capteur 1 possède un agencement prédéterminé tel que le boîtier 2 et analogue, le capteur 1 peut comporter d'autres agencements du boîtier et analogues. En outre, tant que le facteur de configuration ax est dans la gamme donnée A entre 2,5 et 3,5, le capteur 1 peut posséder 10 de multiples, c'est-à-dire plus de deux parties convexes multiples 16a. En outre le capteur 1 peut posséder un autre diaphragme 16 ayant une structure différente, dans la mesure o le facteur de configuration aE se situe dans la gamme A entre 2,5 et 3,5.

On comprendra que de tels changements et modifications entrent dans le cadre de la présente invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Capteur de pression, caractérisé en ce qu'il comporte: un diaphragme (16) pour renfermer de façon étanche un liquide, le diaphragme (16) comprenant une pluralité de parties convexes (16a) qui sont disposées concentriquement sur le diaphragme (16), chaque partie convexe (16a) possédant une section 10 transversale en arc de cercle dans une direction radiale et possède une forme annulaire; la longueur de l'arc de cercle de chaque partie convexe (16a) possédant une longueur désignée par L, une hauteur désignée par H. une largeur dans la direction 15 radiale désignée par W et un pas de séparation entre deux parties convexes adjacentes (16a) dans la direction radiale est désigné par P, le diaphragme (16) possédant un rayon effectif représenté par R et une distance entre un centre du 20 diaphragme (16) et un centre de la partie convexe (16a) disposée la plus à l'extérieur du diaphragme (16) désigné par rO, le rayon effectif du diaphragme (16) étant défini en tant que rayon d'une partie du diaphragme (16) auquel est appliquée une pression, le capteur possédant un facteur de configuration représenté par a, qui est défini par a = (L/H) x (L/W)/P x (ro/R) et le facteur de configuration (a) se situant dans une gamme comprise entre 2,5 et 3,5.

2. Capteur selon la revendication 1, dans lequel le diaphragme (16) possède deux parties convexes (16a).

3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le diaphragme (16) est réalisé en un métal et que le liquide est formé d'huile.

4. Capteur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, dans lequel, la hauteur de la partie convexe (16a) est dans une gamme comprise entre 0,16 mm et 0,28 mm, la largeur de la partie convexe (16a) est dans une gamme comprise entre 1,3 mm et 1,5 mm, la partie convexe (16a) est disposée à l'extérieur de la moitié du rayon effectif du diaphragme (16).

5. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, le rayon du diaphragme (16) est égal à environ 9,3 mm, et le capteur est utilisé sous une pression comparativement faible.

6. Capteur selon l'une quelconque des revendica15 tions 1 à 5, dans lequel le capteur est utilisé pour détecter une pression de gaz d'émission d'un véhicule à un moteur diesel.