JPH04238236A - 差圧センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、差圧センサに関し、特
に、受圧部に設けた歪み検出部で、当該受圧部の表裏の
２つの面に加わる２つの流体圧の差圧を検出し、かつ組
立ておよび分解が容易な構造を有した差圧センサに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、先に、図８に示す如き、薄
板状の１枚の金属製ダイヤフラム５１の一方の面に、複
数の歪みゲージで構成される歪み検出部５２を設け、ダ
イヤフラム５１に表裏の２つの面（図中上面および下面
）にそれぞれ流体圧を接液させて、２つの流体圧の差圧
を検出するように構成された差圧センサを提案した（Ｐ
ＣＴ／ＪＰ８９／００７４５，ＷＯ９０／０１１５３）
。この差圧センサで、歪み検出部５２は保護膜で覆われ
、流体圧から保護される。ダイヤフラム５１は、円柱形
の保持ブロック５３の下部の凹部に収容され、接着剤５
４で固着され、保持ブロック５３と、これを収容する穴
５４ａを有したケーシング５４とによって挟み込まれた
状態で取り付けられる。ケーシング５４は、例えば、差
圧センサが組付けられる油圧機械等の壁部の一部である
。保持ブロック５３とケーシング５４には、第１の流体
を通す孔５５と第２の流体を通す孔５６が形成される。 孔５５，５６で、第１および第２の流体を、ダイヤフラ
ム５１の表裏の面に誘導する。保持ブロック５３とケー
シング５４との間には、３個のシールリング５７が配設
される。ダイヤフラム５１の上面に配設された歪み検出
部５２の検出信号は、引出し線５８で取り出される。引
出し線５８は、上方に引き出され、保持ブロック５３に
形成された孔を通って、当該ブロック５３の上側まで延
設される。引出し線５８が配線される孔には、ガラスハ
ーメチックシール５９が施されており、絶縁性と密閉性
が維持される。保持ブロック５３の上面には、歪み検出
部５２から出力された検出信号を増幅する電気回路部６
０が設けられる。図示された構成では、保持ブロック５
３はネジ部６１を利用してケーシング５４に固定される
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した差圧センサの
構造では、その組立て性について、次のような課題を有
している。ガラスハーメチックシール５９を作製するに
は、高温にさらす必要がある。そこで、歪み検出部５２
に対する高温の影響をさけるため、ダイヤフラム５１を
取り付けない状態での保持ブロック５３に引出し線５８
を配設し、この保持ブロック５３にガラスハーメチック
シール５９を形成する。次いで、ガラスハーメチックシ
ール５９の完成後に、ダイヤフラム５１と信号取出し用
の引出し線５８とを接続し、ダイヤフラム５１を保持ブ
ロック５３に取り付ける。引出し線５８とダイヤフラム
５１上の所定箇所との接続は、目視することが困難な保
持ブロック５３内部での作業となるため、非常に繁雑な
作業となる。また、仮に接続が行われたとしても、接続
部の信頼性は、それ程高いものではない。

【０００４】本発明の目的は、ダイヤフラムの表裏の２
つの面に流体を直接に接液させて差圧を検出するように
構成した差圧センサで、組立ておよび分解の作業が容易
であり、信頼の高い接続構造を有する差圧センサを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するのための手段】本発明に係る差圧セン
サは、表裏の面を有する受圧部の一方の面に歪み検出部
を備え、この歪み検出部で、受圧部の表裏の面に加わる
第１および第２の流体圧の差圧を検出するダイヤフラム
部材と、ハーメチックシール部で保持して複数本の信号
引出し線を備えたプラグと、貫通する孔を有し、この孔
の一方の側にダイヤフラム部材を配置し、孔の他方の側
にプラグを着脱自在に固着したケーシングと、ケーシン
グに配置したダイヤフラム部材を押え付けつつ、ケーシ
ングに固定具で結合されたケーシングカバーとからなり
、信号引出し線と歪み検出部とをフレキシブル配線板で
接続し、ケーシングおよびケーシングカバーに、ダイヤ
フラム部材の受圧部の表裏面に第１および第２の流体圧
を導く流路を形成したことを特徴とする。前記の構成に
おいて、ハーメチックシール部に、ガラスと熱硬化性樹
脂と熱可塑性樹脂のうち、いずれか１つを用いたことを
特徴とする。前記の各構成において、信号引出し線の形
状を抜け防止形状としたことを特徴とする。前記の各構
成において、ハーメチックシール部の形状を、段付き形
状としたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明による差圧センサでは、ダイヤフラムの
受圧部に設けられる歪み検出部からの検出信号を取出す
ための、引出し線のハーメチックシールを、ケーシング
に着脱自在なプラグに、別部材として設けるようにした
。したがって、信号引出し線のハーメチックシール部分
の作製が容易となり、組立て性が向上する。また、ダイ
ヤフラム部材の歪み検出部とプラグの信号引出し線との
接続を、フレキシブル配線板で接続するようにしたため
、さらに、組立て性が向上し、接続部の接続信頼性が高
められる。また信号引出し線の形状、およびハーメチッ
クシール部分の形状に段付き部等を設けると、高圧によ
る抜けを防ぐことができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例は、図１〜図７に基
づいて説明する。図１は本発明に係る差圧センサの典型
的構造を示した縦断面図、図２〜図７はねじ込み式プラ
グの各種構造を示す縦断面図である。図１において１は
ケーシング、２はケーシングカバーである。これらの部
材は、ケーシング１に形成された複数のねじ穴３に、図
示しないねじを螺合することにより、結合される。ケー
シングカバー２は板状の部材であり、ねじ穴３に対応す
る箇所に孔２ａ、中央部に圧力流体を流すための孔２ｂ
が形成されている。ケーシング１とケーシングカバー２
からなる部材の外観形状は、円柱体である。ケーシング
１の中央部には、上下方向に比較的に径の大きい孔が形
成され、下部の凹部１ａは径を異ならせて段付き形状に
形成され、上部にはテーパー形状のねじ孔部１ｂが形成
される。凹部１ａには、金属材で形成されたダイヤフラ
ム基体４が収容され、固定される。ダイヤフラム基体４
は、筒形状の支持部４ａと、薄板状のダイヤフラム部４
ｂとから形成される。ダイヤフラム部４ｂは、表裏の両
面で圧力を受ける受圧部として機能する。ケーシング１
とケーシングカバー２を組み付けた状態において、ダイ
ヤフラム基体４とケーシングカバー２との間には、Ｏリ
ング５が介設される。ダイヤフラム基体４のダイヤフラ
ム部４ｂの上面には、絶縁膜を形成し且つこの絶縁膜の
上に歪みゲージ膜と配線膜を形成することにより、流体
圧でダイヤフラム部４ｂに生じる歪みを検出するための
歪み検出部６が形成される。このようにしてダイヤフラ
ム部４ｂに形成された歪み検出部は、保護膜で被覆され
、流体圧から保護される。ケーシング１には、横方向に
、流体を流すための孔７が形成されており、この孔７を
介して圧油等の第１の流体圧がダイヤフラム部４ｂに導
入され、ダイヤフラム部４ｂの一方の面に加えられる。 他方、ケーシングカバー２の中央の孔２ｂと、ダイヤフ
ラム基体４の下部の穴４ｃとを通して、第２の流体圧を
ダイヤフラム部４ｂの他方の面に加える。これによりダ
イヤフラム基体４のダイヤフラム部の表裏の２つの面に
加わる２つの流体圧の差を求めることができる。次に、
８はねじ込み式プラグである。このプラグ８は、前述し
たケーシング１のねじ孔１ｂに、例えば管用ねじ構造に
より、高いシール性を保持して螺合されている。プラグ
８の内部には、図中上下方向に複数の孔を有し、これら
の各孔には、信号引出し線９が配設され、ハーメチック
シール構造が適用される。プラグ８には所要数の複数本
の引出し線９が保持され、それぞれの引出し線９の上端
と下端は，プラグ８の上面および下面より突き出ている
。図１に示される、ダイヤフラム基体４とプラグ８がケ
ーシング１に組み付けられた状態において、引出し線９
のそれぞれの下端と、歪み検出部６の出力端との間は、
フレキシブル配線板（ＦＰＣ）１０を介して接続される
。フレキシブル配線板１０は、変形性が高く、伸縮力あ
るいは捩じりの力が加わったときにも適宜に変形し、不
都合が生じない。この配線構造により、差圧に起因して
ダイヤフラム部で生じた歪みは、歪み検出部６で電気信
号に変換され、その出力端から出た差圧に関する信号は
、フレキシブル配線板１０および信号引出し線９を通し
て、外部回路へ送られる。

【０００８】上記構成を有する差圧センサでは、ダイヤ
フラム基体４とプラグ８とを、別々の工程で作製するこ
とができる。プラグ８の作製では、孔内に信号引出し線
９をハーメチックシール構造で固定するため、高温の環
境に置かれる工程を含んでいる。しかし、このプラグ８
の高温工程は、ダイヤフラム基体８には関係ないので、
特に問題は生じない。別々に完成されたダイヤフラム基
体４とプラグ８については、まず最初に、プラグ８の引
出し線９の下端にフレキシブル配線板１０の信号線の一
端を接続する。その後、フレキシブル配線板１０をケー
シング１の中央の孔に挿通させる。プラグ８を孔部１ｂ
に螺着し、固定する。ケーシング１の中央孔の他の開口
部から突き出たフレキシブル配線板１０の信号線の他端
を、ダイヤフラム基体４の歪み検出部６の出力端に接続
する。この状態で、ダイヤフラム基体４を、フレキシブ
ル配線板１０を折畳みながら、凹部１ａに組み込む。図
１において、フレキシブル配線板１０は、折り畳まれた
状態で示されている。その後、ケーシングカバー２を配
置し、孔２ａおよびねじ孔３を利用して、ねじで、ケー
シング１とケーシングカバー２を結合する。

【０００９】以上の如く、プラグ８による結合構造とフ
レキシブル配線板１０とを用いることにより、差圧セン
サの組立て性は大幅に良好なものとなった。また、前述
の手順を逆に行えば、差圧センサを分解することができ
、分解も容易に行うことができるようになった。また、
歪み検出部６の出力信号を外部に取出すための信号引出
し線９のハーメチックシール部分を取出し、プラグ８の
一部とし、単独部品として形成したため、他の部品に影
響を与えることなく、ハーメチックシール部分の製造が
自由に行えるようになった。このことは、差圧センサ全
体の製作コストの低減という効果をもたらすことになる
。

【００１０】次に、前述したねじ込み式プラグ８の内部
構造について説明する。図２において、８は前記のプラ
グ、８ａは雄ねじ部、８ｂは孔、９は信号引出し線であ
る。引出し線９は、孔８ｂの内部に挿通された状態で、
配置される。１１はガラスハーメチックシールである。 ガラスハーメチックシール１１は、孔８ｂ内にて、引出
し線９を、その内部に埋設・保持し、シールを行ってい
る。この構造は、被測定流体の圧力が低いときに有効で
ある。流体圧が高圧のときは、プラグ８をケーシング１
に高い強度で締め込む必要があるので、ガラスの代わり
に、プラスチック等の熱硬化性または熱可塑性の樹脂を
用いる方が、締め付け応力を緩和する意味で、望ましい
。図３に示したプラグ８の他の実施例では、引出し線１
９を段付きとし、その下半部１９ａの径を大きくしてい
る。これにより、圧力による引出し線１９の抜けを防止
している。プラグのその他の構成は、前記実施例と同じ
である。図４は引出し線の変更実施例を示す。図４（Ａ
）に示される信号引出し線２９では、中央部をかしめて
異径の引出し線として形成されている。図４（Ｂ）に示
される引出し線３９では、平板状の引出し線を捩じって
形成したものである。いずれも、引出し線の抜け出しを
防止したものである。図５の実施例は、プラグ８におけ
るハーメチックシール部の抜け出しを防止するためのも
のである。このため、孔８ｂの径を部分的に異ならせ、
段付き構造としている。孔８ｂの形状に合わせて、引出
し線は、前述した引出し線１９が使用されるのが望まし
い。図６のプラグ８では、複数本の信号引出し線９を、
１つの孔８ｂおよび１つのハーメチックシール１１で保
持するように構成されている。この実施例によれば、構
造が簡素になり、製作が容易となる。図７に示されたプ
ラグ８では、図６に示されたプラグ構造において、孔８
ｂに段付き部を形成し、ハーメチックシール１１の樹脂
の抜けを防止する構造としている。

【００１１】上記の差圧センサでは、ハーメチックシー
ル１１を、別部材として製作したプラグ８に設けるよう
にしたため、ハーメチックシール部分を高温にて作製し
た後に、差圧センサに組み込むことができる。そのため
、組み付けの容易化、配線の容易化、動作信頼性の向上
、ゲージ出力の応答性向上等を達成できる。かかるセン
サ構造は、差圧センサに限定されず、一般的に応力セン
サに適用することができる。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、差圧センサの製作において、組立て性が良好に
なり、同様に分解も容易にできるようになった。さらに
組立て性が向上したため、製作の自由度が増し、製作コ
ストを低減することができる。特に、電気配線部におけ
る接続部の形成を確実に行えるため、差圧センサの動作
信頼性が向上するという効果も発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る差圧センサの代表的な構造を示す
縦断面図である。

【図２】プラグの内部構造を示した縦断面図である。

【図３】プラグの他の実施例を示した縦断面図である。

【図４】プラグの他の実施例を示した縦断面図である。

【図５】プラグの他の実施例を示した縦断面図である。

【図６】プラグの他の実施例を示した縦断面図である。

【図７】プラグの他の実施例を示した縦断面図である。

【図８】従来の差圧センサの構造を示す縦断面図である
。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　ケーシング ２　　　　　　　　　　ケーシングカバー４　　　　　
　　　　　ダイヤフラム基体４ａ　　　　　　　　ダイ
ヤフラム部（受圧部）６　　　　　　　　　　歪み検出
部 ８　　　　　　　　　　ねじ込み式プラグ９　　　　　
　　　　　信号引出し線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表裏の面を有する受圧部の一方の面に
   歪み検出部を備え、この歪み検出部で、前記受圧部の表
   裏の面に加わる第１および第２の流体圧の差圧を検出す
   るダイヤフラム部材と、ハーメチックシール部で保持し
   て複数本の信号引出し線を備えたプラグと、貫通する孔
   を有し、この孔の一方の側に前記ダイヤフラム部材を配
   置し、前記孔の他方の側に前記プラグを着脱自在に固着
   したケーシングと、前記ケーシングに配置した前記ダイ
   ヤフラム部材を押え付けつつ、前記ケーシングに固定具
   で結合されたケーシングカバーとからなり、前記信号引
   出し線と前記歪み検出部とをフレキシブル配線板で接続
   し、前記ケーシングおよび前記ケーシングカバーに、前
   記ダイヤフラム部材の前記受圧部の表裏面に第１および
   第２の流体圧を導く流路を形成したことを特徴とする差
   圧センサ。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の差圧センサにおいて、
   前記ハーメチックシール部に、ガラスと熱硬化性樹脂と
   熱可塑性樹脂のうちいずれか１つを用いたことを特徴と
   する差圧センサ。
3. 【請求項３】　　請求項１または２記載の差圧センサに
   おいて、前記信号引出し線の形状を抜け防止形状とした
   ことを特徴とする差圧センサ。
4. 【請求項４】　　請求項１〜３記載のいずれか１項に記
   載の差圧センサにおいて、前記ハーメチックシール部の
   形状を、段付き形状としたことを特徴とする差圧センサ
   。