(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に可撓性を有するダイヤフラムと前記ダイヤフラムの周囲を保持する筒状のダイヤフラム支持体とが一体に形成された感圧部と、前記感圧部を収容して検出しようとする圧力を感圧部へ導入するようにしたハウジングとを備えた圧力センサにおいて、
前記ダイヤフラム支持体の中央に形成される空間の中に入って前記ダイヤフラムの近傍まで延びるよう前記ハウジングと一体に形成され、圧力導入側から前記ダイヤフラムに向かって外周部が段階的に縮径された第１段差部および第２段差部を有し、中央軸線位置には導入圧力を前記ダイヤフラムの近傍まで導く開口部を有する筒状突出部と、
前記第１段差部に周設されて前記ダイヤフラム支持体の内壁部と前記筒状突出部との間での圧力の漏れを防止するシール部材と、
前記シール部材の前記第１段差部からの脱落を防止するよう前記第２段差部に周設されて前記第２段差部の先端をかしめ加工することにより前記筒状突出部に止着されるワッシャと、
を備えていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記筒状突出部の中央軸線位置に設けられた前記開口部に挿通され長手方向に圧力導入のための通路が貫通形成されたピン部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記ピン部材は、前記開口部の圧力導入側から挿通され前記感圧部側の端部がかしめ加工によって抜け止めされていることを特徴とする請求項２記載の圧力センサ。
【請求項４】
中央に可撓性を有するダイヤフラムと前記ダイヤフラムの周囲を保持する筒状のダイヤフラム支持体とが一体に形成された感圧部と、前記感圧部を収容して検出しようとする圧力を感圧部へ導入するようにしたハウジングとを備えた圧力センサにおいて、
前記ダイヤフラム支持体の中央に形成される空間の中に入って前記ダイヤフラムの近傍まで延びるよう前記ハウジングと一体に形成され、圧力導入側から前記ダイヤフラムに向かって外周部が段階的に縮径された第１段差部および第２段差部を有し、中央軸線位置には導入圧力を前記ダイヤフラムの近傍まで導く開口部を有する筒状突出部と、
前記筒状突出部の前記第２段差部を半径方向外側にかしめ加工することによって前記第１段差部に形成される環状空間部に周設されて前記ダイヤフラム支持体の内壁部と前記筒状突出部との間での圧力の漏れを防止するシール部材と、
を備えていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】
前記筒状突出部の中央軸線位置に設けられた前記開口部に挿通され長手方向に圧力導入のための通路が貫通形成されたピン部材を備えていることを特徴とする請求項４記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記ピン部材は、前記開口部の圧力導入側から挿通され前記感圧部側の端部がかしめ加工によって抜け止めされていることを特徴とする請求項５記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力センサに関し、特に圧力によって変形されるダイヤフラムの片面に機械的な伸縮を受けることにより抵抗値の変化する素子を被着したダイヤフラム式の圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば自動車用エアコンシステムでは、冷凍サイクル内で変化する冷媒の圧力を監視する圧力センサが用いられている。このような圧力センサは、たとえば圧縮機の吸入側および吐出側の配管に取り付けられていて、冷媒圧力が所定の圧力になるよう圧縮機の能力を制御するのに用いられる。
【０００３】
この種の圧力センサは、たとえば実用新案登録第２５３１９２４号公報に示されているような圧力センサが知られている。すなわち、ダイヤフラム式の感圧部を有し、その感圧部を収容して検出しようとする圧力を感圧部へ導入するようにしたハウジングを有している。感圧部の圧力により変形を受けるダイヤフラムの片面に抵抗膜が印刷されていて、その抵抗膜がダイヤフラムの変形とともに伸縮することで変化する抵抗値を測定して圧力を検出している。
【０００４】
上記公報に記載の圧力センサでは、ハウジングは、圧力を導入する側から感圧部を収容する空間内に突出した筒状突出部を一体に有し、感圧部は中央に可撓性を有するダイヤフラムとこのダイヤフラムの周囲を保持する筒状のダイヤフラム支持体とを一体に形成した構成例にしている。その感圧部がハウジング内に収容されると、ハウジングに一体に形成された筒状突出部は、感圧部のダイヤフラム支持体の中央に形成されている空間の中に入るような形で配置されている。
【０００５】
感圧部は、外部から導入された圧力が感圧部のダイヤフラムにて受圧するようになっているため、この感圧部で圧力の漏れがあると、正確な圧力を測定できないばかりか、測定しようとしている流体を大気に放出してしまうことにもなる。したがって、このような圧力の漏れは厳重に防止しなければならないので、感圧部とこれを収容しているハウジングの内壁との間には、圧力の漏れを防ぐシール部材が設けている。
【０００６】
感圧部は、測定しようとする圧力以外に余計な圧力を受けると、測定値に狂いが生じてしまうため、シール部材をどこに配置するかが重要になってくる。感圧部への影響が少ない場所としては、ハウジングの筒状突出部とダイヤフラム支持体の中央に形成された圧力導入空間の内壁との間であり、そこにシール部材を嵌挿配置している。このシール部材が圧力によって移動しないように、上記公報に記載の圧力センサでは、感圧部の内周面またはハウジングの筒状突出部の外周面に溝を形成し、その溝にシール部材を納め、感圧部と筒状突出部とで挟み込むようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧力センサでは、そのシール部材を収める溝を加工することが難しいという問題点があった。すなわち、感圧部は、最初からシール部材を固定することを考慮して溝が形成されている場合はよいが、感圧部を外部から調達した場合には新たに溝加工をする必要があり、しかも、感圧部の材質は熱膨張係数の小さなセラミックスである場合には、加工が難しく、その分、コストアップに繋がる。また、ハウジングの筒状突出部の場合は、感圧部の圧力を導入する側と反対側に電子回路や外部回路との電気的接続を行うコネクタを取り付けるため、感圧部から先のハウジングが比較的長く形成されている。つまり、ハウジングの筒状突出部が、コネクタ取付け端面よりも奥の方に形成されているため、特殊な長いバイトを使って加工しなければならず、コストも上がってしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、製造コストの安価な圧力センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、中央に可撓性を有するダイヤフラムと前記ダイヤフラムの周囲を保持する筒状のダイヤフラム支持体とが一体に形成された感圧部と、前記感圧部を収容して検出しようとする圧力を感圧部へ導入するようにしたハウジングとを備えた圧力センサにおいて、前記ダイヤフラム支持体の中央に形成される空間の中に入って前記ダイヤフラムの近傍まで延びるよう前記ハウジングと一体に形成され、圧力導入側から前記ダイヤフラムに向かって外周部が段階的に縮径された第１段差部および第２段差部を有し、中央軸線位置には導入圧力を前記ダイヤフラムの近傍まで導く開口部を有する筒状突出部と、前記第１段差部に周設されて前記ダイヤフラム支持体の内壁部と前記筒状突出部との間での圧力の漏れを防止するシール部材と、前記シール部材の前記第１段差部からの脱落を防止するよう前記第２段差部に周設されて前記第２段差部の先端をかしめ加工することにより前記筒状突出部に止着されるワッシャと、を備えていることを特徴とする圧力センサが提供される。
【００１０】
このような圧力センサによれば、ハウジング内にて外部から感圧部に圧力を導入するようハウジングと一体に形成された筒状突出部に段階的に縮径された第１段差部および第２段差部を有し、第１段差部にはシール部材を、第２段差部にはそのシール部材の脱落防止用のワッシャを配置し、そのワッシャを筒状突出部の先端部をかしめて筒状突出部に止着するようにした。これにより、シール部材を配置する筒状突出部の外周部における加工が容易になり、圧力センサの製造コストを低減させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、自動車用エアコンシステムに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの全体構造を示す中央縦断面図、図２は本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの要部構造を示す部分拡大断面図である。
【００１３】
本発明による圧力センサは、金属製のハウジング１を有し、図の上部は自動車用エアコンシステムの配管に接続されて冷媒の圧力を導入する圧力導入ポートを形成している。ハウジング１のほぼ中央部には、感圧部２が挿設されている。この感圧部２は、中央に薄肉で可撓性を有するダイヤフラム３とこのダイヤフラムの周囲を保持するよう肉厚に形成された筒状のダイヤフラム支持体４とがたとえばセラミックスによって一体に形成されている。
【００１４】
ハウジング１の内部中央において、感圧部２のダイヤフラム支持体４の中央に形成されている空間の中に突出するように垂設された筒状突出部５がハウジング１と一体に形成されている。この筒状突出部５は、下方に向かって２段階に縮径された第１段差部６および第２段差部７を有し、軸線位置には、開口部８を有している。第１段差部６には、この筒状突出部５と感圧部２との間をシールするＯリング９が配置され、第２段差部７にはそのＯリング９の下方への移動を規制するワッシャ１０が配置され、このワッシャ１０は、第２段差部７の先端部をかしめ加工することによって保持されている。
【００１５】
筒状突出部５の開口部８には、たとえば樹脂製のピン１１が挿通されており、下端部はかしめ加工によって抜け止めされている。このピン１１は、ハウジング１の圧力導入ポートにエアコンシステムの配管が接続された場合に、その配管側に設けられている弁を押圧して開けるためのもので、上部が閉止された筒状体の側部に長手方向のスリットを入れて配管から導入された圧力を感圧部２まで導入するための通路１２が形成されている。
【００１６】
感圧部２のダイヤフラム３の下面には、抵抗膜が印刷されている。この抵抗膜は、導入された圧力によるダイヤフラム３の変形に伴って伸縮を受けることで抵抗値が変化し、その抵抗値の変化を測定して圧力を間接的に検出している。ダイヤフラム３に印刷された抵抗膜は、フレキシブルプリント基板１３の一端に接続されている。このフレキシブルプリント基板１３の他端側には、圧力検出回路が実装されている。
【００１７】
圧力センサは、また、その圧力検出回路の検出信号を外部に出力するコネクタ１４が感圧部２の移動を規制するリング状のストッパ１５を介して設けられている。このコネクタ１４は、感圧部２の調整を行った後、ハウジング１の下端部をかしめ加工することによりハウジング１に固定される。ハウジング１との間には、防水用のＯリング１６が配置され、外部からの水の浸入を防止している。コネクタ１４は、内部にフレキシブルプリント基板１３の圧力検出回路と接続された３本の接続ピン１７を有している。
【００１８】
以上のように、この第１の実施の形態の圧力センサは、ハウジング１内に形成された筒状突出部５に、検出しようとする冷媒の圧力が外部に漏れないようにシールするＯリング９を配置するための場所として、縮径された第１段差部６を形成し、さらに縮径された第２段差部７に安価なワッシャ１０を配置して、そのワッシャ１０はかしめ加工により固定するようにした。これにより、筒状突出部５の外周部における加工が容易になり、しかも溝加工の必要がなく、安価なワッシャを用いることができるため、圧力センサを安価に構成することができる。また、ピン１１のかしめ加工は、ワッシャ１０を止めるために筒状突出部５の下端部をかしめ加工するときに同時にすることができる。
【００１９】
以上の構成の圧力センサにおいて、ハウジング１の圧力導入ポートにエアコンシステム側の配管を接続し、ピン１１がその配管側に設けられている弁を開けて、その配管から圧力が導入されると、その圧力は、ピン１１に形成されたスリットおよび中央の中空部からなる通路１２を介して感圧部２に導入される。導入された圧力は、感圧部２のダイヤフラム３を変形させ、この変形がダイヤフラム３に印刷された圧力測定用の抵抗膜を伸縮させて抵抗値を変化させ、これをフレキシブルプリント基板１３に実装された圧力検出回路が検出して、圧力に応じた信号をコネクタ１４の接続ピン１７より出力する。
【００２０】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサの要部構造を示す部分拡大断面図である。この図において、図１および図２に示した要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２１】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態において、ハウジングと一体に形成された筒状突出部５の第１段差部６からＯリング９が脱落するのを防止するために設けたワッシャ１０の機能を、第２段差部７を半径方向外側にかしめ加工することで形成されるストッパ１８にて実現している。
【００２２】
すなわち、筒状突出部５は、その先端方向に向かって段階的に縮径された第１段差部６および第２段差部を有し、その第２段差部を半径方向外側にかしめ加工することでストッパ１８を形成して、第１段差部６にＯリング９を配置するための環状空間部を形成している。
【００２３】
このように、ハウジング１内に形成された筒状突出部５には、Ｏリング９を配置するための溝加工は必要なく、また、第１の実施の形態の場合に比較してワッシャ１０が不要なため、圧力センサをさらに安価に構成することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ハウジング内にて外部から感圧部に圧力を導入するようハウジングと一体に形成された筒状突出部の外周部に段階的に縮径された第１段差部および第２段差部を設け、第１段差部にシール部材を配置し、第２段差部にはそのシール部材の脱落防止用にワッシャを配置し、さらに、そのワッシャを筒状突出部の先端部をかしめて筒状突出部に止着する構成にした。これにより、ハウジングはシール部材を配置する筒状突出部の外周部における加工が容易になり、圧力センサの製造コストを低減させることができる。
【００２５】
また、筒状突出部の外周部に段階的に縮径された第１段差部および第２段差部を形成し、第１段差部にシール部材を配置し、第２段差部を半径方向外側にかしめてシール部材の脱落防止用のストッパとする構成にした。これにより、シール部材の脱落防止用の部品点数が減るため、圧力センサの製造コストをさらに低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの全体構造を示す中央縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサの要部構造を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサの要部構造を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  感圧部
３  ダイヤフラム
４  ダイヤフラム支持体
５  筒状突出部
６  第１段差部
７  第２段差部
８  開口部
９  Ｏリング
１０  ワッシャ
１１  ピン
１２  通路
１３  フレキシブルプリント基板
１４  コネクタ
１５  ストッパ
１６  Ｏリング
１７  接続ピン
１８  ストッパ
【図１】
0003920028.tif 000002
【図２】
0003920028.tif 000003
【図３】
0003920028.tif 000004