雙重隔膜式壓力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有雙重隔膜的液體密封型的壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]液體的壓力檢測用的壓力傳感器被用于家電、汽車用空調(diào)制冷裝置等。作為這樣的壓力傳感器，已知有如圖5A?5B所示那樣的在容器I內(nèi)密封了壓力傳導(dǎo)介質(zhì)2 (液體)的壓力傳感器(液體密封型壓力傳感器10)。圖5A是從壓力傳感器的隔膜上方觀察時(shí)的俯視圖，圖5B是沿圖5A的隔膜的直徑方向進(jìn)行了剖切的剖面圖。一般來說，液體密封型(液封型)壓力傳感器10與氣體的壓力檢測用傳感器比較，能夠用于對更高的壓力進(jìn)行檢測。液封型壓力傳感器10構(gòu)成為在金屬隔膜3和壓力傳感單元4之間具備密封上述壓力傳導(dǎo)介質(zhì)2(液體)的空間的容器I。在該壓力傳感器的金屬隔膜3成形有為同心圓狀的波形形狀3a。作為該壓力傳導(dǎo)介質(zhì)2 (液體)，優(yōu)選油2a等體積根據(jù)壓力難以改變的液體。如圖6的箭頭所示，通過使要測定、檢測的外部液體的液壓經(jīng)由具有波型3a的金屬隔膜3以及密封在密封空間的油2a傳導(dǎo)至壓力傳感單元4，從而對外部液體的液壓進(jìn)行檢測。由于圖5A?5B、圖6所示的液封型壓力傳感器10具備金屬隔膜3，因此具有不使壓力傳感單元4與外部液體直接接觸而能夠全面地保護(hù)壓力傳感單元4不受外部液體的影響的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]用于該液封型壓力傳感器10的金屬隔膜3的材料主要采用不銹鋼，并且使用厚度被加工成為15 μπι?40 μπι的不銹鋼。還可以使用不銹鋼以外的磷青銅等的非鐵金屬。作為用于將該金屬隔膜3所受的外部液體的壓力向內(nèi)部的壓力傳感單元4傳導(dǎo)的壓力傳導(dǎo)介質(zhì)2 (油2a)，優(yōu)選例如娃油。該油2a被密封在金屬隔膜3和壓力傳感單元4之間的空間。該油2a具有在一定的溫度下使金屬隔膜3受到的外部液體的壓力正確地傳導(dǎo)至壓力傳感單元4的功能。然而，所密封的油2a針對溫度的變化而產(chǎn)生體積變化，即，如圖4所示，如果加熱，則從原有的虛線的位置開始膨脹，如果冷卻則進(jìn)行收縮。該溫度變化引起的體積變化如圖4的箭頭所示，由于作為壓力而作用于構(gòu)成密封的空間的容器I的內(nèi)壁，并且作為壓力還作用于在相同空間內(nèi)搭載的壓力傳感單元4，因此給壓力傳感單元4的溫度特性帶來嚴(yán)重的不良影響。在該壓力傳感器的金屬隔膜3成形有為同心圓狀的波形形狀3a。用于以下目的:通過使同心圓狀的波形形狀3a的形狀和/或尺寸等變化，從而降低金屬隔膜3自身的彈簧系數(shù)(剛性)，并在相同的受壓面積下增大金屬隔膜的實(shí)際面積而抑制內(nèi)壓的上升。
[0004]關(guān)于這樣構(gòu)成的液體密封型壓力傳感器，有關(guān)于磁阻變換器的發(fā)明的文獻(xiàn)，其中具有關(guān)于以下構(gòu)成的溫度補(bǔ)償用隔膜的記述，即熱膨脹系數(shù)不同的多個(gè)隔膜相互重合而層疊，根據(jù)該多個(gè)隔膜的熱膨脹系數(shù)差而進(jìn)行溫度補(bǔ)償(專利文獻(xiàn)I)。
[0005]還記載有為了降低由溫度變化引起的隔膜變形，將熱膨脹系數(shù)不同的不銹鋼分別分開用于內(nèi)層和外層的技術(shù)內(nèi)容(專利文獻(xiàn)2)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本實(shí)開平3-115831號(hào)公報(bào)(實(shí)用新型登錄權(quán)利要求的(4)之中的第10行至第13行)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-186209號(hào)公報(bào)(摘要的課題、技術(shù)方案)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]然而，由于對產(chǎn)品的小型化等的要求，當(dāng)金屬隔膜的受壓面積減小，在與現(xiàn)有技術(shù)相同的隔膜板厚和/或波形狀的情況下，彈簧常數(shù)變大，內(nèi)壓上升也變大。因此，為了進(jìn)一步降低金屬隔膜的剛性，對降低板厚等進(jìn)行研究。然而，如果進(jìn)一步降低板厚，則會(huì)新產(chǎn)生由于波形形狀加工的限度、材料強(qiáng)度降低所導(dǎo)致的變形、使用困難等次級(jí)因素。
[0012]本發(fā)明是在考慮到上述問題后進(jìn)行的，本發(fā)明的目的為提供一種確保隔膜材料的板厚在加工限度以上，并將由溫度變化引起的內(nèi)壓的上升控制在最小限度的雙重隔膜式壓力傳感器。
[0013]技術(shù)方案
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的目的，提供一種雙重隔膜式壓力傳感器，具備:壓力傳感單元，搭載于具有凹部的金屬容器的底部；金屬隔膜，與上述容器凹部的開口部氣密接合；壓力傳導(dǎo)介質(zhì)，充滿由該金屬隔膜和上述容器的凹部形成的空間；和金屬端子，以與上述容器電絕緣且氣密的狀態(tài)貫穿上述容器的底部。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種確保隔膜材料的板厚在加工限度以上，并將由溫度變化引起的內(nèi)壓的上升控制在最小限度的雙重隔膜式壓力傳感器。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的雙重隔膜式壓力傳感器的剖面圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的圖1的虛線框內(nèi)的放大剖面圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的示出高溫時(shí)由于雙金屬變形引起的體積變化量和由于油的熱膨脹引起的體積變化量的雙重隔膜式壓力傳感器的剖面圖。
[0020]圖4是表示現(xiàn)有的雙重隔膜式壓力傳感器在高溫時(shí)內(nèi)壓以及外壓的作用方式的剖面圖。
[0021]圖5A是表示現(xiàn)有的雙重隔膜式壓力傳感器的金屬隔膜的俯視圖。
[0022]圖5B是表示現(xiàn)有的雙重隔膜式壓力傳感器的金屬容器的剖面圖。
[0023]圖6是表示現(xiàn)有的雙重隔膜式壓力傳感器在常溫時(shí)內(nèi)壓以及外壓的作用方式的剖面圖。
[0024]圖7是應(yīng)用于本發(fā)明的壓力傳感單元4的一個(gè)示例的主要部分剖面圖。
[0025]符號(hào)說明
[0026]4壓力傳感單元
[0027]20本發(fā)明的雙重隔膜式壓力傳感器
[0028]21金屬容器
[0029]21a 開口部
[0030]21b凹部底部
[0031]22貫穿孔
[0032]23金屬隔膜
[0033]23a外側(cè)金屬板部(外側(cè)隔膜)
[0034]23b內(nèi)側(cè)金屬板部(內(nèi)側(cè)隔膜)
[0035]24 硅油
[0036]25鍵合線
[0037]26金屬端子
[0038]26a上端部
[0039]26b下端部
[0040]27 玻璃
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下，針對本發(fā)明的雙重隔膜式壓力傳感器的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)予說明，在以下的實(shí)施方式以及附圖中，對同樣的構(gòu)成標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略重復(fù)的說明。并且，以下說明使用的附圖，為了容易觀察或者容易理解，未按照正確的比例、尺寸比進(jìn)行繪制。并且，只要不超出其主旨范圍，本發(fā)明不限于以下說明的實(shí)施方式的記載。
[0042]圖1所示的本發(fā)明的雙重隔膜式壓力傳感器20，具備以SUS304 (日本標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)中國標(biāo)準(zhǔn)GB S30408)等的不銹鋼為基材的金屬容器21。該金屬容器21具備在一側(cè)(上方側(cè))具有開口部21a的凹部。在具備該凹部的金屬容器21的凹部底部21b的中央，接合有壓力傳感單元4，并具備以包圍該壓力傳感單元4的方式配置的多個(gè)貫穿孔22。在該貫穿孔22設(shè)置有通過玻璃27等與金屬容器21保持電絕緣且被玻璃封窗密封(glass hermeticseal) 了的金屬端子26。該金屬端子26從位于金屬容器21內(nèi)部的上端部26a開始穿過被玻璃封窗密封了的貫穿孔22，下端部26b向容器外部導(dǎo)出。在該凹部狀金屬容器21的上述開口部21a的上邊沿部，焊接有本發(fā)明的在正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)染哂胁煌瑹崤蛎浵禂?shù)的金屬隔膜23 (23a、23b)。由該金屬隔膜23和金屬容器21構(gòu)成的空間為氣密空間。該氣密空間中填充有硅油24。硅油24通過從設(shè)于金屬容器21的凹部底部21b的多個(gè)金屬端子26中的未圖示的中空的金屬端子管注入到金屬容器21內(nèi)，并在注入后密封該管，從而進(jìn)行氣密性填充。其他的金屬端子26和上述壓力傳感單元4用