压力感应装置
阅读：962发布：2023-03-12
专利汇可以提供压力感应装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及压 力 感应装置。在用压力检测部（2）检测通过接头（1）而导入至盖部件（21）内的 流体 的压力的压力感应装置中，可靠地接合接头和盖部件，同时简化制造工序并减少未完成的中间库存品。在 黄 铜 制的接头的 基座 部（11）与不锈 钢 制的盖部件（21）之间介入有 垫圈 状的包层部件（3）。作为包层部件，盖部件侧的第一层（31）使用 不锈钢 材料、基座部侧的第二层（32）使用无 氧 铜材料。对第一层（31）和盖部件（21）的边界部分的整个周向进行 激光 焊接 。形成焊接痕（7）。对第二层（32）和基座部（11）的边界部分的整个周向进行 激光焊接 。形成焊接痕（8）。在基座部（11）侧形成一边退出激光一边逐渐减小输出的退出痕（8a）。，下面是压力感应装置专利的具体信息内容。
1.一种压力感应装置，具备：与供压力检测对象的流体流动的配管连接的黄铜制的接头；以及具有盖部件的压力检测部，其中，该盖部件从该接头导入流体且为不锈钢制，该压力感应装置的特征在于，
具备包层部件，该包层部件是介于上述盖部件和上述接头之间的垫圈状的包层部件，层叠上述盖部件侧的由不锈钢材料构成的第一层和上述接头侧的由无氧铜材料构成的第二层而形成，
上述第一层与上述盖部件在该第一层和该盖部件的边界部分的整个周向上通过焊接接合，上述第二层与上述接头在该第二层和该接头的边界部分的整个周向上通过焊接接合。
2.根据权利要求1所述的压力感应装置，其特征在于，
在上述接头的上述第二层侧形成直径与上述包层部件相同的圆柱状的基座部，该基座部和该第二层的焊接如下进行：利用激光焊接对上述边界部分的整个周向焊接一周后，使该焊接的轨道向该基座部侧退出而形成退出痕。
压力感应装置
技术领域
[0001] 本发明涉及输出与制冷循环中的制冷剂等流体的压力变化相应的开/关信号的压力开关、检测流体的压力并输出压力信号的压力传感器等用于将流体从接头导入并得到与该流体的压力相应的信息的压力感应装置。
背景技术
[0002] 以往，作为压力感应装置例如有图6所示的压力开关。该压力开关具有：与供检测对象的流体流动的配管连接的接头10、压力检测部20、开关部4、铆接板5、以及聚酰胺树脂制的壳体6。压力检测部20包括：与接头10连接的盖部件20a、与盖部件20a一起构成压力容器的圆板20b、以及限制圆板20b超过预定量的变形的垫圈状的限制器20c。
[0003] 开关部4具有：在中央形成有轴孔41a的导向件41、嵌插在导向件41的轴孔41a中的轴42、以及嵌合在导向件41周围的圆筒状的端子板43。盖部件20a、圆板20b及限制器20c的外周利用铆接板5通过铆接固定在端子板43的端部。在端子板43上固定C端子44和L端子45，在C端子44上安装有接点板44a。并且，在接点板44a上安装有C接点44b，在L端子45上安装有L接点45a。另外，端子板43收放在壳体6内。
[0004] 根据以上的结构，流体通过接头10的导入路10a被导入由盖部件20a和圆板20b构成的压力容器内，圆板20b根据流体压力发生变形而推压轴42。并且，当压力达到预先设定的设定压力时，C接点44b与轴42连动并与L接点45a接触而使开关接通。由此，能够检测出流体的压力达到了设定压力。
[0005] 在此，接头10为黄铜制（黄铜制），盖部件20a为不锈钢制（SUS制），接头10和盖部件20a由钎焊接合。另外，与该现有技术的压力开关同样地利用钎焊接合接头和盖部件而成的压力开关公开于例如日本特开2002-55012号公报中。
[0006] 现有技术文献
[0008] 专利文献1：日本特开2002-55012号公报
发明内容
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 在上述现有的压力开关的制造工序中，利用燃烧器钎焊及炉中钎焊来进行接头10和盖部件20a的钎焊。因此，为了去掉粘附的焊剂、烧伤，必需进行酸洗。从环境保护及防止公害的观点出发，进行酸洗并不理想。
[0011] 另外，在进行现有的压力开关的制造时，先制作利用钎焊来接合接头10及盖部件20a而得到的半成品，然后，通过在该半成品上组合圆板20b和限制器20c并进行等离子弧焊，由此来制造压力检测部20。然后，将该压力检测部20与开关部4进行组装。
[0012] 因此，存在接合接头10和盖部件20a而得到的半成品这一中间库存品，在成本方面存在问题。另外，由于接头10预先接合在盖部件20a上，因此存在使用规格或类型不同的接头时自由度低之类的问题。
[0013] 本发明的课题是，在将流体从接头导入由盖部件构成的压力检测部，并检测流体压力的压力开关等压力感应装置中，可靠地接合接头和盖部件的同时，提高该接合部分的耐腐食性。另外，能够后安装接头，简化制造工序，削减半成品等中间库存品。
[0014] 用于解决课题的方法
[0015] 方案一的压力感应装置具备：与供压力检测对象的流体流动的配管连接的黄铜制的接头；以及具有从该接头导入流体的不锈钢制的盖部件的压力检测部，该压力感应装置的特征在于，具备包层部件，该包层部件是介于上述盖部件和上述接头之间的垫圈状的包层部件，层叠上述盖部件侧的由不锈钢材料构成的第一层和上述接头侧的由无氧铜材料构成的第二层而形成，上述第一层与上述盖部件在该第一层和该盖部件的边界部分的整个周向上通过焊接接合，上述第二层与上述接头在该第二层和该接头的边界部分的整个周向上通过焊接接合。
[0016] 方案二的压力感应装置，根据方案一的压力感应装置，其特征在于，在上述接头的上述第二层侧形成直径与上述包层部件相同的圆柱状的基座部，该基座部和该第二层的焊接如下进行：利用激光焊接对上述边界部分的整个周向焊接一周后，使该焊接的轨道向该基座部侧退出而形成退出痕。
[0017] 发明的效果
[0018] 就方案一的压力感应装置而言，包层部件的由不锈钢材料构成的第一层和不锈钢制的盖部件在边界部分的整个周向上通过焊接接合，包层部件的无氧铜材料的第二层和黄铜制的接头在边界部分的整个周向上通过焊接接合。即、经由包层部件利用焊接接合盖部件和接头，因此在其制造工序中不需要钎焊及酸洗工序。另外，包层部件使用由不锈钢材料的第一层和无氧铜的第二层构成的部件，因此利用该包层部件提高了盖部件和接头的接合部分的耐腐食性。并且，与此同时，能够降低热对其他部件的影响，因而能够先组装具有盖部件的压力检测部，随后对该盖部件接合接头，因此不需要接合了接头和盖部件的称为半成品的中间库存品。
[0019] 方案二的压力感应装置利用激光焊接进行接头的基座部和包层部件的第二层的焊接，以在对边界部分的整个周向焊接一周后，使焊接的轨道向该基座部侧退出，形成退出痕的方式进行，因此，在对整个周向焊接一周时照射激光而形成的熔融孔利用被熔化液接合，在使焊接的轨道向基座部侧退出而形成退出痕的部分，熔融孔的终点不会影响气密性及强度，因此能够可靠地接合基座部和第二层。附图说明
[0020] 图1是本发明的第一实施方式的压力开关的纵向剖视图。
[0021] 图2是该压力开关的主要部分放大图。
[0022] 图3是与图2对应的主要部分外观放大图。
[0023] 图4是实施方式的进行激光焊接的装置的示意图。
[0024] 图5是本发明的第二实施方式的压力传感器的纵向剖视图。
[0025] 图6是表示现有的压力开关的一个例子的纵向剖视图。
具体实施方式
[0026] 接着，作为本发明的压力感应装置的一个例子，参照附图对压力开关的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的压力开关的纵向剖视图，图2是该压力开关的主要部分放大图，图2的左半边表示纵剖面，右半边表示外观侧面。另外，图3是与图2对应的主要部分外观放大图。此外，对于与上述的图6相同的要素及对应的要素附注相同符号而省略重复的详细说明。
[0027] 在该实施方式的压力开关中，在接头1与压力检测部2的盖部件21之间介入有包层部件3。压力检测部2、盖部件21、圆板22及限制器23与图6中的压力检测部20、盖部件20a、圆板20b及限制器20c的结构及作用相同，但不锈钢制（SUS制）的盖部件21相对于包层部件3利用激光来焊接这一点不同。此外，在盖部件21的中心形成有连接孔21a。
[0028] 接头1为黄铜制（黄铜制），以位于盖部件21侧的方式形成有圆柱状的基座部11，并且以与上述盖部件21的连接孔21a嵌合的方式，在该基座部11形成有直径比基座部11小的薄型圆柱状的轴套部12。并且，以贯通该基座部11和轴套部12的方式，形成有向盖部件21内导入流体的导入路1a。另外，在该接头1形成有阴螺纹部1b，该阴螺纹部1b用于连接与导入路1a连通并且未图示的配管。
[0029] 包层部件3形成为直径与接头1的基座部11相同的垫圈状的形状，在中心形成有与上述接头1的轴套部12嵌合的贯穿孔3a。该包层部件3层叠由与盖部件21相同的不锈钢材料构成的第一层31和由无氧铜材料构成的第二层32而成。第一层31和第二层32在其边界部分以金属原子相互扩散的状态接合。
[0030] 并且，包层部件3的贯穿孔3a与接头1的轴套部12嵌合，并且该轴套部12与盖部件21的连接孔21a嵌合。由此，包层部件3以第一层31位于盖部件21侧、以第二层32位于基座部11侧的方式而介于该盖部件21和基座部11之间。
[0031] 如图3中的焊接痕7所示，第一层31和盖部件21在其边界部分对整个周向都利用激光进行了焊接。另外，如焊接痕8所示，第二层32和基座部11在其边界部分对整个周向都利用激光进行了焊接。即、进行盖部件21和第一层31的不锈钢同类之间的焊接，进行基座部11的黄铜和第二层32的无氧铜的焊接。由此，接头1经由包层部件3固定在盖部件21上，确保接头1、盖部件21及圆板22形成的压力容器的气密性。
[0032] 此外，该实施方式的压力开关的制造工序的一个例子如下所述。首先，组装盖部件21、圆板22及限制器23，对这些部件的周围进行等离子弧焊接，形成压力检测部2。借助于O形密封圈91将该压力检测部2抵接在开关部4，利用铆接板5并通过铆接将该压力检测部2固定在端子板43的端部（开关部4）。并且，然后，如上所述，相对于盖部件21经由包层部件3对接头1进行焊接并固定。
[0033] 另外，作为其他制造工序的例子，如下所述。首先，组装盖部件21、圆板22及限制器23，对这些部件的周围进行等离子弧焊接，形成压力检测部2。如上所述，相对于该压力检测部2的盖部件21经由包层部件3对接头1进行焊接并固定。然后，借助于O形密封圈91将该压力检测部2抵接在开关部4，利用铆接板5并通过铆接将该压力检测部2固定在端子板43的端部（开关部4）。
[0034] 图4是进行激光焊接的装置的示意图，该利用激光的焊接是利用Yb（镱）光纤激光焊接来进行。作为接头1、包层部件3、盖部件21等组装品的工件Ｗ被旋转夹具10保持，以接头1及包层部件3的轴L为轴向一个方向旋转。照射激光的加工头20利用驱动器30在与轴L平行的方向上往复移动。这些动作由控制器40控制，并执行焊接。此外，焊接在保护气体中进行。
[0035] 如图3所示，在第二层32和基座部11（接头1）的焊接痕8上形成有从焊接痕8的一个部位向基座部11侧倾斜延伸的退出痕（逃がし痕）8a，该退出痕8a由如下退出焊接（逃がし溶接）形成。焊接第二层32和基座部11时，首先，从第二层32和基座部11的边界部分的A点位置开始焊接。通过旋转工件Ｗ，激光束沿图3的箭头P方向扫过，旋转一周再旋转10°~15°。即、从A点至B点焊接370°~375°。并且，在到达B点的时刻，在使工件Ｗ旋转的状态下将加工头20与轴L平行地向接头1侧移动。由此，激光束如图3的箭头Q那样扫过。而且，此时使激光的输出下降。由此，在从A点至B点的旋转角相当于10°~15°的部分形成重叠焊接的重叠部分，并且从B点的位置倾斜地形成退出痕8a。此外，焊接痕8和退出痕8a的间隔D为超过焊接宽度的退出量，例如为0.8mm。
[0036] 利用激光进行焊接时，在第二层32和基座部11的边界部分，由于激光的照射而形成有熔融孔，但熔化液流到该熔融孔并在激光通过后固定。并且，利用了该熔融的固定连续，因来自B点的退出痕8a部分的熔化液，熔融孔在B点也固定。并且，由于使激光的输出在该退出痕8a的最终部分为0，因此第二层32和基座部11完全被焊接。
[0037] 此外，第一层31和盖部件21的焊接也以旋转370°~375°形成重叠部的方式进行焊接，由于熔融孔的产生是在接头1的黄铜的部分产生的，而不是在第一层31及盖部件21的不锈钢的部分产生的，因此在焊接该第一层31和盖部件21时不需要进行退出焊接。此外，就黄铜/无氧铜的焊接而言，由于黄铜成分中的Zn的沸点为930℃，比Cu的熔点1083℃低，因此出现空隙，易于形成熔融孔。
[0038] 光纤激光能够得到光束直径小的激光束，例如能够使光束直径为0.2毫米左右。由此，在包层部件3的半径方向深入尖细地焊接，能够不超过第一层31和第二层32的界面，而且能够不增大焊接宽度地进行焊接。
[0039] 如上所述，相对于黄铜制的接头1和不锈钢制的盖部件21，使层叠了由不锈钢材料构成的第一层31和由无氧铜材料构成的第二层32的包层部件3介于其间，在第一层31和盖部件21的边界部分的整个周向利用焊接进行接合，在第二层32和接头1的基座部11的边界部分的整个周向利用焊接进行接合。该包层部件3的第一层31和第二层的层叠接合部分强度高，而且耐腐食性高。此外，对于由黄铜和不锈钢构成的包层部件、实施例的由无氧铜和不锈钢构成的包层部件，在相同条件下进行了弯曲试验，结果，前者在层叠接合部分产生剥落，后者在层叠接合部分未产生剥落。
[0040] 在以上的第一实施方式中，作为压力感应装置以压力开关为例进行了说明，但如图5所示，也可以将本发明应用于作为压力感应装置的压力传感器。在图5中，对于与图1相同的要素及对应的要素附注相同符号而省略详细说明。该第二实施方式的压力传感器的压力检测部2也具备通过铆接板92固定在壳体93上的盖部件21，与第一实施方式相同，接头1通过包层部件3由焊接接合在该盖部件21上。并且，该压力传感器利用传感器元件94感知盖部件21内的流体的压力，并通过端子95及未图示的引线将与该压力相应的传感器信号输出到外部。在该第二实施方式的压力传感器中，接头1、包层部件3及盖部件21的利用激光进行焊接的作用也与第一实施方式相同。
[0041] 此外，关于使用了实施方式的包层部件3的压力开关、使用了由其他金属构成的包层部件的比较例的压力开关，对于从接头1侧施加的流体的耐压压力的不同如下表1所示。
[0042] （表1）
[0043]
[0044] 这样，由于利用光纤激光焊接对接头1和盖部件21进行固定，因此不需要酸洗的工序。而且，通过将激光的输出设定得较小，从而能够降低焊接黄铜时产生的锌的蒸发引起的烟雾的附着及空隙的产生，接合部分的加工质量变好。另外，由于预先组装具有盖部件21的压力检测部2，随后对该盖部件21接合接头1，因此不需要接合了接头1和盖部件21的半成品之类的中间库存品。
[0045] 另外，实施方式中的接头1是与导通路1a连通的相对于阴螺纹1b拧入配管的类型（喇叭形），但也可以是具有与导通路1a连通的孔且在其周围形成阳螺纹部并在外侧拧入配管的类型。这样，作为接头1，即使在制作其他类型的接头时，也能够后附接头1，因此压力检测部2及开关部4能够做成预先调整好的构件，制造时的自由度变高。
[0046] 符号说明
[0047] 1—接头，2—压力检测部，3—包层部件，4—开关部，7—焊接痕，8—焊接痕，8a—退出痕，11—基座部，21—盖部件，31—第一层，32—第二层。
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