压力传感器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种压力传感器，在压力传感器中，通过焊接来对盖部件（2）和压力检测元件（3）的壳体（31）进行固定安装，并提高焊接部分的耐久性。使盖部件的凸缘部（21）与压力检测元件的壳体抵接，对凸缘部和壳体的外侧的整周进行激光焊接。激光照射到比凸缘部的与壳体的抵接面（21a）更偏靠碗状部（22）一侧。由此，激光焊接形成的熔融固化层（10）以最深部的顶部（10a）位于相比凸缘部的与壳体的抵接面更向凸缘部的中心侧离开的位置的方式形成。即、通过使凸缘部的母材自身残留于熔融固化层与凸缘部的抵接面之间，降低了凸缘部欲从壳体离开的力。
【专利说明】压力传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测冷冻循环中的制冷剂等流体的压力并输出压力信号的压力传感器。
【背景技术】
[0002]以往，作为这种压力传感器存在例如日本特开2005 - 308397号公报的图6(专利文献I)所公开的技术。该现有的压力传感器的结构如下:将来自外部的流体从压力导入管导入到盖部件(帽部件)的内部空间(压力室)，通过配置在其上部的膜片和压力检测元件的液封室的液体而由半导体传感器片检测出压力。另外，压力检测元件和盖部件通过焊接压力检测元件的壳体和盖部件的外周部而相互紧固，并且利用圆筒状的铆接罩而将压力检测元件和盖部件一体地固定。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2005 — 308397号公报(图6)
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]在专利文献I的压力传感器中，压力检测元件的壳体和盖部件(帽部件)利用焊接被固定安装。与该现有的压力传感器同样，为了焊接壳体和盖部件，现有技术例如像图6(A)那样。在该现有的结构中，以盖部件a和壳体b彼此的抵接面为中心因焊接而形成熔融固化层20。
[0008]因此，存在由于压力传感器长时间承受压力而在熔融固化层20与盖部件a的界面产生裂纹之类的问题。在焊接的技术中，已知熔融固化层与母材的界面在强度上最弱。另夕卜，如图6 (B)所示，在盖部件a和壳体b中，强度弱的盖部件a因加压而较大地变形。SP、如图6 (B)中空心箭头所示，对盖部件a施加朝向离开壳体b的方向的力。该力的一部分如实心箭头所示那样，相对于熔融固化层20和盖部件a的界面成为剥离方向的力而作用。因此，在现有的压力传感器中，在该焊接部分的耐久性方面尚有改良的余地。
[0009]本发明是为了消除如上所述的问题点而提出的方案，目的是提供一种提高了压力检测元件的壳体与盖部件的焊接部分的强度、耐久性高的压力传感器。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]方案I的压力传感器，其特征在于，具备:构成供作为压力检测对象的流体导入的压力室的金属制的盖部件；与该盖部件抵接的金属制的壳体；以及内置于该壳体中且检测经由上述压力室而施加的压力的压力检测传感器，利用焊接对上述盖部件与上述壳体的外周进行接合，在上述盖部件与上述壳体的抵接部的整个周向上，以偏靠该盖部件一侧的方式形成由该盖部件与该壳体的焊接而形成的熔融固化层。
[0012]方案2的压力传感器根据方案I所述的压力传感器，其特征在于，上述盖部件和上述壳体为不锈钢制。
[0013]方案3的压力传感器根据方案I或2所述的压力传感器，其特征在于，通过激光焊接形成上述熔融固化层。
[0014]本发明的效果如下。
[0015]根据方案I的压力传感器，在盖部件的压力室内产生流体引起的高压，盖部件上作用欲使盖部件从压力检测元件的壳体离开的力，但因盖部件和壳体的焊接而形成的熔融固化层偏靠盖部件一侧地形成，因此盖部件(母材)的一部分存在于熔融固化层与壳体之间，在该部分，作用于上述盖部件的力的一部分作用于按压熔融固化层的方向。因此，在熔融固化层与盖部件的界面欲剥离的力被降低，焊接部分的耐久性变高。
[0016]根据方案2的压力传感器，除了方案I的效果以外，由于盖部件和壳体为不锈钢制，因此能够进行牢固的焊接。
[0017]根据方案3的压力传感器，除了方案I或2的效果以外，还由于利用激光焊接形成熔融固化层，因此能够以更高的位置精度进行焊接。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的第一实施方式的压力传感器的纵剖视图。
[0019]图2是该实施方式的压力传感器的主要部分放大剖视图。
[0020]图3是说明该实施方式的压力传感器中的熔融固化层的作用的图。
[0021]图4是表示比较现有的焊接结构和实施方式的焊接结构并实施耐久试验时的试验条件的简图及试验结果的图。
[0022]图5是本发明的第二实施方式的压力传感器的纵剖视图。
[0023]图6是说明现有的压力传感器中的焊接部的结构及其问题点的图。
[0024]图中:
[0025]I—喇机管接头，2—盖部件,2A—压力室，21—凸缘部,21a一凸缘部的抵接面，22—碗状部，3—压力检测元件，3A—液封室，31—壳体，32—半导体传感器片(压力检测传感器)，4一膜片，5—防水罩，10一溶融固化层。
【具体实施方式】
[0026]以下参照附图对本发明的压力传感器的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的压力传感器的纵剖视图，图2是实施方式的压力传感器的主要部分放大剖视图。
[0027]该压力传感器具有:与流动有检测对象的流体的配管连接的黄铜制的喇叭管接头I ;不锈钢制的盖部件2 ;压力检测元件3 ;由不锈钢薄板构成的膜片4 ;以及由树脂形成的防水罩5。
[0028]盖部件2由其外周为圆环状的凸缘部21和碗状的碗状部22构成，喇叭管接头I通过钎焊等嵌合固定在形成于盖部件2的碗状部22的中央的贯通孔22a。由此，喇叭管接头I与碗状部22的内侧的压力室2A导通。
[0029]盖部件2和压力检测元件3如后文所述那样利用焊接固定安装，该盖部件2和压力检测元件3的组件成为在被圆筒状的防水罩5覆盖的状态下通过填充粘接剂65而一体固定的结构。[0030]压力检测元件3以不锈钢制的圆环状的壳体31为基部，在该壳体31内装有检测压力的作为“压力检测传感器”的半导体传感器片32。在由压力检测元件3的内部空间和膜片4形成的液封室3A，通过从未图示的管填充硅油等油，将管压瘪并进行焊接，从而该液封室3A被密封。另外，在壳体31的中央开口部固定安装有密封玻璃33，引线脚61及金属制的台座34被密封玻璃33固定。并且，半导体传感器片32安装成通过台座34而露出于液封室3A内。
[0031]半导体传感器片32和引线脚('J 一 K ^ >)61由接合线电连接。在压力检测元件3上安放有端子台62，端子62a与引线脚61焊接，端子62a与电线63软钎焊在一起。并且，在端子台62上覆盖有盖状材料64，在防水罩5内填充有粘接剂65。此外，在盖部件2与膜片4之间设有膜片保护用的保护罩4a，在该保护罩4a上形成有供流体通过的孔。另外，膜片4和保护罩4a通过焊接紧固在压力检测元件3的壳体31的内周侧的下端面。
[0032]通过以上的结构，来自喇叭管接头I的流体被导入到盖部件2的压力室2A，对配置在其上部的膜片4进行按压。施加给该膜片4的压力经由液封室3A内的油而传递到半导体传感器片32。半导体传感器片32通过该压力将检测压力转换成电信号，由引线脚61、端子62a以及电线63输出至外部。
[0033]在盖部件2的凸缘部21和壳体31的下端面抵接的状态下，盖部件2和压力检测元件3的壳体31通过激光焊接从外侧被焊接在一起。即、在凸缘部21和壳体31的外侧整个周向上进行焊接，该凸缘部21和壳体31通过利用焊接形成的熔融固化层10接合。
[0034]在该激光焊接时，激光照射到比凸缘部21的与壳体31的抵接面21a更偏靠凸缘部21的中心侧的位置，使熔融固化层10偏靠凸缘部21侧(盖部件2侧)地形成。由此，如图3所示，以熔融固化层10的最深部的顶部IOa位于从上述抵接面21a离开距离D的位置的方式进行焊接 。此外，在该实施方式中，凸缘部21的厚度为1.5mm,距离D为0.1mm~
0.2mm左右。
[0035]由此，如图3所示，在盖部件2的碗状部22构成的压力室2A内产生流体引起的高压。通过该高压，如空心箭头所示，欲使碗状部22离开壳体31的力作用于盖部件2，但凸缘部21的一部分存在于熔融固化层10的顶部IOa与抵接面21a之间。因此，在该部分，作用于盖部件2的力的一部分如实心箭头所示，作用于向熔融固化层10按压凸缘部21的方向。因此，降低了在熔融固化层10与盖部件2的界面欲剥离的力，焊接部分的耐久性变高。
[0036]图4 (A)及(B)是表示对图6 (A)所示的现有的焊接结构与实施方式的焊接结构进行比较并调查压力一位移的关系时的试验条件的简图，图4 (A)表示与现有例对应的形成熔融固化层20的结构，图4 (B)表示与实施方式对应的形成熔融固化层10的结构。在这些试验中，代替压力检测元件(壳体)而使用不锈钢(SUS)板，从喇叭管接头施加压力并用位移计测定不锈钢板的位移。另外，盖部件的厚度为1.5mm，不锈钢板的厚度为6.7mm，焊接宽度为0.8mm,焊接深度为0.6mm,图4 (B)情况的距离D为0.2_。
[0037]如图4 (C)所示，在施加5MPa的压力时，实施方式的结构的试验品及现有结构的试验品因施加压力引起的位移的举动相同，但在现有结构中产生塑性变形、在实施方式的结构中没有产生塑性变形这点不同。即、在现有结构中产生塑性变形，存在在焊接部分产生浮起的可能性，但在实施方式的结构没有产生塑性变形，因此在焊接部分不会产生浮起。
[0038]图5是第二实施方式的压力传感器的纵剖视图。在图5中，对于与图1相同的部件标注相同符号并省略详细的说明。该压力传感器在盖部件2的贯通孔22a连接流入管71，来自该流入管71的流体被导入盖部件2的压力室2A。另外，盖部件2和压力检测元件3利用焊接紧固，成为以被防水罩72覆盖的状态通过填充粘接剂73而一体地固定的结构。
[0039]与第一实施方式相同，盖部件2为不锈钢制，由凸缘部21和碗状部22构成。另外，压力检测元件3具有不锈钢制的壳体31、和内置于壳体31的半导体传感器片32。在由壳体31和不锈钢薄板构成的膜片4形成的液封室3A中填充有硅油等油，半导体传感器片32安装成露出在液封室3A内。并且，半导体传感器片32将检测压力转换成电信号，该电信号经由引线脚73、基板74及电线75输出到外部。
[0040]在该第二实施方式中，在由盖部件2的凸缘部21和壳体31夹住膜片4的状态下，利用激光焊接从外侧进行焊接。即、在凸缘部21、膜片4及壳体31的外侧整个周向上进行焊接，该凸缘部21、膜片4及壳体31利用通过焊接形成的熔融固化层10而接合在一起。
[0041]在该激光焊接时，激光照射到凸缘部21的比壳体31侧的抵接面21a更偏靠凸缘部21的中心侧的位置，使熔融固化层10偏靠凸缘部21侧(盖部件2侧)地形成。由此，熔融固化层10的最深部的顶部IOa以位于从抵接面21a向凸缘部21侧(盖部件2侧)离开的位置的方式形成。因此，与第一实施方式相同，降低了在熔融固化层10和盖部件2的界面欲剥离的力，焊接部分的耐久性变高。
[0042]在实施方式中，盖部件和壳体为不锈钢制，因此能够实现可靠的焊接，但只要该盖部件和壳体为能够相互焊接的金属即可。
[0043]另外，在实施方式中，利用激光焊接进行焊接，但也可以利用等离子焊接等来进行焊接。
【权利要求】
1.一种压力传感器，其特征在于，具备: 构成供作为压力检测对象的流体导入的压力室的金属制的盖部件； 与该盖部件抵接的金属制的壳体；以及 内置于该壳体中且检测经由上述压力室而施加的压力的压力检测传感器， 利用焊接对上述盖部件与上述壳体的外周进行接合， 在上述盖部件与上述壳体的抵接部的整个周向上，以偏靠该盖部件一侧的方式形成由该盖部件与该壳体的焊接而形成的熔融固化层。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于， 上述盖部件和上述壳体为不锈钢制。
3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于， 通过激光焊接形成上述熔融固化层。
【文档编号】G01L7/08GK103674392SQ201310413924
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】石川琢郎 申请人:株式会社鹭宫制作所