JPH0569649U - 差圧センサユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 差圧センサユニットにおいて、部品点数を少
なくし、組立て及び分解を容易にする。 【構成】 受圧部１０の表裏両面にそれぞれ流体圧が印
加され、受圧部の起歪部に設けた歪み検出部１１で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
ユニットであり、２つの流体圧のそれぞれを導入するた
めの２つの流体圧導入用部材１，２と、受圧部を有し、
歪み検出部で差圧を検出する差圧検出用部材３とからな
る。差圧検出用部材は、２つの流体圧導入用部材の間に
介設され、この差圧検出用部材は、一方の流体圧導入用
部材と対向する外周面と、他方の流体圧導入用部材と対
向する内周面を有し、且つ内周面と外周面のそれぞれに
接触する２つの封止部材１６，１９を設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は差圧センサユニットに係り、特に、部品点数が少なく且つ組立て及び 分解が容易な構造を有した差圧センサユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

本発明者は、先に、図２に示すように、薄板状の１枚の金属製ダイヤフラム５ １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つの面にそれぞれ流体圧を印加させて、２つの流体圧の差 圧を検出するように構成される差圧センサユニットを提案した（ＰＣＴ／ＪＰ８ ９／００７４５，ＷＯ９０／０１１５３）。この差圧センサユニットで、歪み検 出部５２は保護膜で覆われ、圧力流体から保護される。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６２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、差圧センサユニ ット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及び第２の流体を、ダイヤフラム５１の表裏の各面に誘 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５ ７が配設される。

【０００３】 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６０が設けられる。図示された構成では、保 持ブロック５３はネジ部６１を利用してケーシング５４に固定される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記構成を有する従来の差圧センサユニットでは、組立て性に関し、次のよう な問題を有していた。

【０００５】 保持ブロック５３は、ハーメチックシール５９の完成後に、組立てに供する。 そのため、ダイヤフラム５１の起歪部と、信号を取り出すための引出し線５８と の接合は、目視できない作業となり、非常に困難となる。またかかる構造は、接 続部の信頼性に欠ける構造である。

【０００６】 更に、ケーシング５４内に２つの流体圧を通す孔が形成されているために、流 体封止の溜めのＯリング５７が３か所に使用されている。この結果、部品点数が 多くなるという不具合がある。また、図２中に示されていないが、差圧センサユ ニットとして用いるためには、ネジ部及び押え用部品が必要となる。従って、部 品点数が更に増大する。

【０００７】 加えて、ケーシング５４内に２つの流体を導入するための孔が形成されている ため、例えば、流体通路５６にテーパ管用ネジを有するニップル等を使用する場 合、ケーシング５４の回転位置が定まらず、この結果流体通路５５の位置が定ま らないという不具合が存在した。これによれば、実際の差圧測定において、非常 に不便を生じていた。

【０００８】 本考案の目的は、部品点数が少なく、組立て及び分解が容易な差圧センサユニ ットを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る差圧センサユニットは、受圧部の表裏両面にそれぞれ流体圧が印 加され、受圧部の起歪部に設けた歪み検出部で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ユニットであり、２つの流体圧のそれぞれを導入する ための２つの流体圧導入用部材と、受圧部を有し、歪み検出部で差圧を検出する 差圧検出用部材とからなることを特徴とする。

【００１０】 前記の構成において、好ましくは、２つの流体圧導入用部材の一方に、取付け 用のねじ部を形成する。

【００１１】 前記の構成において、好ましくは、２つの流体圧導入用部材の一方に、歪み検 出部で出力された検出信号を所定レベルに増幅する増幅器を備える。

【００１２】 前記の構成において、好ましくは、差圧検出用部材は、２つの流体圧導入用部 材の間に介設され、この差圧検出用部材は、一方の流体圧導入用部材と対向する 外周面と、他方の流体圧導入用部材と対向する内周面を有し、且つ内周面と外周 面のそれぞれに接触する２つの封止部材を設けている。

【００１３】 前記の構成において、好ましくは、歪み検出部から検出信号を取り出すための 信号線は、差圧検出用部材に設けたハーメチックシール部を通して且つフレキシ ブルプリント回路を用いて信号処理回路部まで引き出される。

【００１４】

【作用】

本考案では、両面でそれぞれ異なる流体圧を受ける受圧部を有した差圧検出部 材を含む差圧センサにおいて、当該差圧検出部材と２つの流体圧導入用部材の３ つの構成要素で差圧センサユニットを構成し、構成を簡易化し、また差圧検出用 部材にハーメチックシール部を設け、これにより組立て性を良好にした。また構 造的に封止用のＯリングの数を少なくすることができ、導入する流体の通路の位 置関係を自由に設定することができる。

【００１５】

【実施例】

以下に、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１６】 図１に示されるように、本実施例による差圧センサユニットはケーシング１， ２と受圧部材３の３つの部分から構成される。ケーシング１，２及び受圧部材３ の外観形状は、それぞれ実質的に円柱体の形状を有する。

【００１７】 ケーシング１の上面部には、受圧部材３を収容する円形凹部４が形成され、円 形凹部４の内周面には、封止部材であるＯリング５を収容するための溝６が形成 される。また凹部４の底面近くの内周面部分には、受圧部材３を支持するための 段部７が形成される。ケーシング１の下面部には、差圧センサユニットを、油圧 機械等の所定部材に取り付けるための雄ネジ部８が形成される。ケーシング１の 中心線部分には、雄ネジ部８の先端から凹部４の底面に通じる導入孔９が形成さ れる。この導入孔９で第１の流体が導入される。

【００１８】 受圧部材３は、中心線部であって且つ一方の端面部に、その両面に圧力が印加 される受圧部１０が形成される。この受圧部１０はダイヤフラム状で薄肉に形成 され、その両面で異なる圧力を受けるように使用される。受圧部１０は圧力を受 けると、所定領域に歪みが発生する。この所定領域は、起歪部として作用する。 すなわち、受圧部１０の少なくとも一方の面に圧力を印加すると、受圧部１０は 変形し、その内部に印加圧力に比例した歪みを生じる。受圧部材３は、受圧部１ ０が下側位置になる姿勢で配置される。

【００１９】 受圧部１０の下面には、特に起歪部分に対応して歪み検出部１１が設けられる 。この歪み検出部１１は、例えば半導体成膜技術を用いて所定配列で所定個数の 歪みゲージを成膜し、ホィートストンブリッジ回路を形成することにより、歪み 、すなわち圧力を検出する。受圧部１０における歪み検出部１１が形成された面 は、導入孔９で導入される流体に接液する。

【００２０】 受圧部材３において、前記のダイヤフラム状受圧部１０を形成するようにした ため、その中心線部には受圧部１０の他方の面を底面とする円形穴１２が形成さ れている。後述するように、受圧部１０の他方の面には、第２の流体が導かれ、 接液する。

【００２１】 上記構造の受圧部材３は、一方の端面（図中下側）と他方の端面（図中上側） とを貫通する孔が少なくとも１つ形成され、この貫通孔にはハーメチックシール 部１３が形成される。このハーメチックシール部１３を挿通させて、歪み検出部 １１からワイヤボンディング１４を介して引き出された信号線１５が、反対側の 面に引き出される。

【００２２】 受圧部材３とケーシング１との間の封止は、溝６に配置されたＯリング１６に よって行われる。Ｏリング１６は、受圧部材３の外周面に当接する。

【００２３】 他方のケーシング２には、前述の第２の流体を、受圧部材３の受圧部１０の他 の面に導入するための導入孔１７が形成される。導入孔１７の入り口部１７ａは 、側面部に形成される。導入孔１７の出口部は、図中下面に形成された突出部１ ８の先端に形成される。突出部１８は、受圧部材３の中心線部に形成された穴１ ２に挿入されている。突出部１８の外周面にはＯリング１９を収容するための溝 ２０が形成される。Ｏリング１９で受圧部材３とケーシング２との間の封止を行 っている。Ｏリング１９は、受圧部材３の内周面に当接している。またケーシン グ２の図中上面には増幅器２１を配置するための凹所２２が形成される。この凹 所に、増幅器２１が配設されている。ケーシング２の一方の端面と凹所２２との 間には、これらを通じさせる孔２３が少なくとも１本形成される。この孔２３は 、前述の如くハーメチックシール部１３を利用して引き出した信号線１５を、更 にフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）２４を用いて増幅器２１の配置箇所まで 引き出すために使用される。２５は、増幅器２１を固定するための押えリングで ある。押えリング２５は、中央部に孔２５ａを有し、この孔２５ａを経由して、 増幅器２１からの信号線２６が外部に引き出される。

【００２４】 上記の如き構成を有する差圧センサユニットの組立ては、次の通りである。ケ ーシング１の円形凹部４の中に、溝６にＯリング１６を配置した状態で、歪み検 出部１１、ハーメチクシール部１３、ボンディングワイヤ１４、信号線１５を備 えた受圧部材３を組み込む。その後に、受圧部材３の上面に出た信号線１５の一 端にＦＰＣ２４を接続させる。次に増幅器２１を備えたケーシング２を、ＦＰＣ ２４を孔２３に挿通させた状態で、且つ受圧部材３との間にＯリング１９を配設 した状態で、ケーシング１の上側に装着する。次に所定数のボルト２７を用いて 、２つのケーシング１，２を連結し、差圧センサユニット全体を一体化する。

【００２５】 上記構成に従えば、差圧センサユニットは、２つのケーシング１，２と受圧部 材３の３つの部品で作られる。よって、組立てが容易であり、信頼性が高い信号 取出し方法を実施することができる。

【００２６】 また、ケーシング１，２のそれぞれと受圧部材３との間に設けた２つのＯリン グ１６，１９で、被測定流体の封止を行うことができる。ケーシング１を所定の 部材にＯリング２８を介して取り付けた後に、ケーシング２を、その圧力流体を 導入するための導入孔１７の入り口部１７ａの位置関係を測定対象に合せてセッ トし、ボルト２７にて任意の位置に固定することができる。

【００２７】 なお図１の例では、ケーシング１の取付けネジ部８を、Ｏリング２８を用いた 管用平行ネジを用いているが、これの代りに管用テーパネジを用いることもでき る。ケーシング２における流体を導入するための入り口部１７ａの形成位置を、 増幅器２１の配置と異なる位置としたが、近傍の位置としても、反対の方向の位 置とすることもできる。

【００２８】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように本考案によれば、構成部品の点数を少なくでき、 組立てが容易であり、信頼性を向上できる。差圧センサユニットの内部に設けら れる封止用のＯリングについては、２個で済み、このことも構造の簡単化に寄与 する。一方のケーシングの流体を導入する孔の入り口部の位置を任意に設定する ことができ、自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る差圧センサユニットの内部構造を
示す縦断面図である。

【図２】従来の差圧センサユニットの内部構造を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１，２ …ケーシング ３ …受圧部材 ９，１７ …導入孔 １０ …受圧部 １１ …歪み検出部 １３ …ハーメチックシール部

フロントページの続き (72)考案者 坂本 幸男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)考案者 飛田 信幸 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 受圧部の表裏両面にそれぞれ流体圧が印
   加され、前記受圧部の起歪部に設けた歪み検出部で前記
   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
   ンサユニットにおいて、前記２つの流体圧のそれぞれを
   導入するための２つの流体圧導入用部材と、前記受圧部
   を有し、前記歪み検出部で差圧を検出する差圧検出用部
   材とからなることを特徴とする差圧センサユニット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の差圧センサユニットにお
   いて、前記２つの流体圧導入用部材の一方に、取付け用
   のねじ部を形成したことを特徴とする差圧センサユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 請求項１記載の差圧センサユニットにお
   いて、前記２つの流体圧導入用部材の一方に、前記歪み
   検出部で出力された検出信号を所定レベルに増幅する増
   幅器を配置することを特徴とする差圧センサユニット。
4. 【請求項４】 請求項１記載の差圧センサユニットにお
   いて、前記差圧検出用部材は、前記２つの流体圧導入用
   部材の間に介設され、この差圧検出用部材は、一方の流
   体圧導入用部材と対向する外周面と、他方の流体圧導入
   用部材と対向する内周面を有し、且つ前記内周面と前記
   外周面のそれぞれに接触する２つの封止部材を設けたこ
   とを特徴とする差圧センサユニット。
5. 【請求項５】 請求項１記載の差圧センサユニットにお
   いて、前記歪み検出部から検出信号を取り出すための信
   号線は、前記差圧検出用部材に設けたハーメチックシー
   ル部を通して且つフレキシブルプリント回路を用いて信
   号処理回路部まで引き出されることを特徴とする差圧セ
   ンサユニット。