圧力感応装置及び圧力感応装置の継手接合方法
【課題】流体を継手１を介してキャップ部材２内に導入される流体の圧力を検知する圧力感応装置において、継手１とキャップ部材２を確実に接合する。
【解決手段】銅製の継手１のフランジ部１１にニッケルメッキ層１１ａを形成する。銅製の継手１のフランジ部１１とステンレス製のキャップ部材２１との間にニッケル系部材からなるワッシャ状の環状部材３を介在させる。環状部材３の外周縁またはニッケルメッキ層１１ａの全周に亘ってレーザー溶接する。環状部材３またはニッケルメッキ層１１ａと、フランジ部１１の一部と、平坦部２１の一部を溶融させて溶接する。フランジ部１１と平坦部２１との間において軸線Ｌの周りの全周に溶融固化層（Ａ１）を形成する。溶融固化層は、継手１の軸線Ｌに向けて深く浸入するように形成する。レーザー光は、銅に対する反射率よりもニッケル系部材に対する反射率が小さい波長のものを用いる。
【解決手段】銅製の継手１のフランジ部１１にニッケルメッキ層１１ａを形成する。銅製の継手１のフランジ部１１とステンレス製のキャップ部材２１との間にニッケル系部材からなるワッシャ状の環状部材３を介在させる。環状部材３の外周縁またはニッケルメッキ層１１ａの全周に亘ってレーザー溶接する。環状部材３またはニッケルメッキ層１１ａと、フランジ部１１の一部と、平坦部２１の一部を溶融させて溶接する。フランジ部１１と平坦部２１との間において軸線Ｌの周りの全周に溶融固化層（Ａ１）を形成する。溶融固化層は、継手１の軸線Ｌに向けて深く浸入するように形成する。レーザー光は、銅に対する反射率よりもニッケル系部材に対する反射率が小さい波長のものを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルにおける冷媒等の流体の圧力の変化に応じたオン／オフ信号を出力する圧力スイッチや、流体の圧力を検出して圧力信号を出力する圧力センサなど、流体を継手から導入してこの流体の圧力に応じた情報を得るための圧力感応装置及び圧力感応装置の継手接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧力感応装置として、例えば特開２００４−１２１４０号公報（特許文献１）に開示された圧力スイッチがある。この圧力スイッチは、検出対象の流体が流れる配管に接続される継手と圧力容器とを有し、圧力容器はキャップ部材（本体ケース）とダイヤフラムとから構成されている。そして、継手を介して圧力容器内（キャップ部材内）に流体を導入し、この圧力容器内の圧力が設定圧力になるのをスイッチ部により検知するものである。
【０００３】
ここで、継手は銅製（銅管）であり、キャップ部材は特に明記されていないが一般にステンレス製（ＳＵＳ製）である。そして、継手とキャップ部材とは、ろう付けにより接合されている。このように、継手とキャップ部材をろう付けするのは、銅とステンレスとの溶接が困難なことによる。また、銅とステンレスとを固着するためにニッケル板を介在させ、銅とニッケルの接触部分、ニッケルとステンレスとの接触部分をそれぞれ溶接する技術が、例えば特開２００６−３２０７２号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
また、特開２００１−７１１５０号公報（特許文献３）には、鉄系金属からなる金属部材と、銅系金属からなる金属部材とを、ニッケル膜を介して抵抗溶接する技術が開示されている。
【０００５】
また、特開２００７−１３６５２５号公報（特許文献４）には、アルミニウム系被溶接材と鉄系被溶接材とをレーザー光を用いて溶接する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２１４０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２０７２号公報
【特許文献３】特開２００１−７１１５０号公報
【特許文献４】特開２００７−１３６５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の圧力スイッチの製造工程では、継手とキャップ部材とのろう付けを、バーナーろう付け及び炉中ろう付けにより行われている。このため、フラックスや焼けを落とすために、酸洗いを行う必要がある。酸洗いを行うことは環境保護や公害防止という観点から好ましくなかった。
【０００８】
特許文献２の溶接技術は、溶接部材にプロジェクション（突起）を形成してこのプロジェクションの部分を圧接して電気溶接するものである。また、特許文献３の溶接技術も同様な電気溶接（抵抗溶接）するものである。このため、２つの部材を固着するだけであれば銅とステンレスの溶接に適用できるが、圧力スイッチのキャップ部材と継手のように、そのキャップ部材と継手との全周に亘って確実に接合し、高圧に対して高い密閉性を要求される場合には適用するのが困難である。
【０００９】
特許文献４の技術ではレーザー光を用いているが、このレーザー光は溶接する箇所を過熱する程度にしか開示されておらず、上記他の文献と同様に、圧力スイッチのキャップ部材と継手との全周に亘って確実に接合するには、この特許文献４の開示技術では改良の余地がある。
【００１０】
本発明は、流体を継手からキャップ部材で構成される圧力容器に導入して、流体の圧力を検知する圧力スイッチ等の圧力感応装置において、銅製の継手とステンレス製のキャップ部材を、高い密閉性を得ながら確実に接合することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の圧力感応装置は、圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置であって、前記継手の軸線を中心とする前記キャップ部材の前記平坦部と、前記継手の前記フランジ部との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層が形成されるとともに、少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周がニッケルメッキ層またはニッケル系部材の溶接残存部で覆われ、前記溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とが接合されていることを特徴とする。なお、ニッケル系部材とは純粋なニッケル自体も含む概念である。
【００１２】
請求項２の圧力感応装置は、請求項１に記載の圧力感応装置であって、前記溶融固化層が、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手の前記フランジ部との間で、外側から前記継手の軸線に向けて浸入するように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の圧力感応装置の継手接合方法は、圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、前記継手の少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周にニッケルメッキ層を形成し、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなるワッシャ状の環状部材を介在させ、前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材または前記ニッケルメッキ層の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材または該ニッケルメッキ層、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の圧力感応装置の継手接合方法は、圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなり、前記フランジ部の軸線の周りの外周を覆うカバー部を有するワッシャ状の環状部材を介在させ、前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の圧力感応装置によれば、溶接による溶融固化層は、銅、ニッケル及び鉄からなるので、この溶融固化層とステンレス製のキャップ部材の平面部とが全周において確実に接合され、かつ、溶融固化層と銅製の継手のフランジ部とが全周において確実に接合される。しがたって、銅製の継手とステンレス製のキャップ部材を、高い密閉性を得ながら確実に接合することができる。また、その製造工程において、ろう付け及び酸洗いの工程を必要としないので、製造時の最終工程で溶接が可能となり、一連のライン作業が可能となる。さらに、継手のフランジ部の軸線の周りの外周にニッケルメッキ層またはニッケル系部材の溶接残存部があるので、溶接時にレーザービームを照射するとき照射位置に位置ずれが生じても、レーザービームはニッケルメッキ層またはニッケル系部材に照射されて、レーザービームの銅による反射が抑えられ、溶接不良が発生しにくくなる。
【００１６】
請求項２の圧力感応装置によれば、請求項１の効果に加えて、溶融固化層が、キャップ部材の接続孔の周囲の平坦部と継手のフランジ部との間で、フランジ部の外周縁から継手の軸線に向けて浸入するように形成されているので、溶融固化層とキャップ部材及びフランジ部との接合面積が広くなり、さらに高い密閉性が得られる。
【００１７】
請求項３の圧力感応装置の継手接合方法によれば、レーザー溶接によりニッケルメッキ層がある請求項１の圧力感応装置が得られるとともに、その製造工程において、ろう付け及び酸洗いの工程を必要としないので、製造時の最終工程で溶接が可能となり、一連のライン作業が可能となる。さらに、継手のフランジ部の軸線の周りの外周にニッケルメッキ層があるので、レーザービームを照射するとき照射位置に位置ずれが生じても、レーザービームはニッケルメッキ層に照射されて、レーザービームの銅による反射が抑えられ、溶接不良が発生しにくくなる。
【００１８】
請求項４の圧力感応装置の継手接合方法によれば、レーザー溶接によりニッケル系部材がある請求項１の圧力感応装置が得られるとともに、その製造工程において、ろう付け及び酸洗いの工程を必要としないので、製造時の最終工程で溶接が可能となり、一連のライン作業が可能となる。さらに、継手のフランジ部の軸線の周りの外周にニッケル系部材があるので、レーザービームを照射するとき照射位置に位置ずれが生じても、レーザービームはニッケル系部材に照射されて、レーザービームの銅による反射が抑えられ、溶接不良が発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の圧力感応装置としての第１実施形態の圧力スイッチの縦断面図である。
【図２】第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図である。
【図３】第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図である。
【図４】第１実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。
【図５】第１実施形態における環状部材の他の例を示す図である。
【図６】第１実施形態における環状部材のさらに他の例を示す図である。
【図７】本発明の圧力感応装置としての第２実施形態の圧力スイッチの縦断面図である。
【図８】第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図である。
【図９】第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図である。
【図１０】第２実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の圧力センサの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の圧力感応装置及び圧力感応装置の継手接合方法の実施形態について図面を参照して説明する。図１は圧力感応装置としての第１実施形態の圧力スイッチの縦断面図、図２は第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図、図３は第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図、図４は第１実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。
【００２１】
この圧力スイッチは、検出対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手１と、ステンレス製のキャップ部材２と、円板４と、ストッパ５と、スイッチ部６と、カシメ板７とを有している。キャップ部材２と円板４は圧力容器１０を構成しており、円板４に隣接してストッパ５が配設されている。このストッパ５は円板４の所定量以上の変形を規制する。
【００２２】
スイッチ部６は、中央に軸孔６１ａが形成されたガイド６１と、ガイド６１の軸孔６１ａに嵌挿された軸６２と、ガイド６１の周囲に嵌合する円筒状の端子台６３とを有している。キャップ部材２、円板４及びストッパ５の外周はカシメ板７により端子台６３の端部にカシメにより固着されている。端子台６３には、Ｃ端子６４とＬ端子６５が固定され、Ｃ端子６４には接点板６４ａが取り付けられている。そして、接点板６４ａにはＣ接点６４ｂが、Ｌ端子６５にはＬ接点６５ａが取り付けられている。
【００２３】
以上の構成により、継手１を介して流体が、キャップ部材２と円板４から構成される圧力容器１０内に導入され、流体の圧力に応じて円板４が変形して軸６２を押す。そして、圧力が予め設定された設定圧力になると、軸６２に連動してＣ接点６４ｂがＬ接点６５ａに接触してスイッチがＯＮとなる。これにより、流体の圧力が設定圧力に達したことを検知できる。
【００２４】
継手１は軸線Ｌを中心線とする円筒状の銅管であり、この継手１のキャップ部材２側の端部１２近傍の外周には軸線Ｌを中心とする円板状のフランジ部１１が形成されている。なお、フランジ部１１は継手１本体を変形することにより一体成型されたものである。また、少なくともフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周（その全周）はニッケルメッキ層１１ａにより覆われている。キャップ部材２の中央には軸線Ｌを中心とする円形の接続孔２ａが形成されており、この接続孔２ａは継手１の端部１２に嵌合する同寸になっている。また、キャップ部材２は、接続孔２ａの周囲にフランジ部１１に対向するように平坦部２１を有している。そして、継手１とキャップ部材２は、後述のようにフランジ部１１と平坦部２１との間に溶接によって形成された溶融固化層Ａ１により接合されている。
【００２５】
なお、図１に示すフランジ部１１のニッケルメッキ層１１ａ、溶融固化層Ａ１及び平坦部２１を含む溶接部は、この第１実施形態及び後述の第２実施形態において異なる構造をしているが、この溶接部以外の構造は第１実施形態と第２実施形態において共に同じ構造である。
【００２６】
図２に示すように、溶接部にはニッケル系部材からなる環状部材３が用いられる。環状部材３はワッシャ状の形状をしており、中心に継手１の端部１２に嵌合する抜き孔３ａが形成されている。そして、図３に示すように、溶接前は継手１の端部１２を環状部材３の抜き孔３ａに嵌合させて、継手１のフランジ部１１のニッケルメッキ層１１ａと平坦部２１との間に環状部材３を介在させ、継手１の端部１２をキャップ部材２の接続孔２ａに嵌合させて組み付けられる。
【００２７】
図３に示すように、溶接時には、レーザービームＢ１を軸線Ｌに対して直角にして環状部材３の外周縁に照射する。継手１、キャップ部材２及び環状部材３の組み付け品を、例えば図２に矢印で示すように軸線Ｌの周りに回転させ、環状部材３の外周縁の全周に亘って溶接する。このレーザービームＢ１のビーム径は環状部材３の板厚ｄ（図２参照）と同じまたはそれ以上のビーム径を有している。例えば、板厚ｄは０．２mm、ビーム径も０．２mmである。なお、板厚ｄは０．１５mm〜０．２mmが最適であり、厚くても０．５mm以下が望ましい。
【００２８】
また、上記溶接に使うレーザーは、ＹＡＧレーザーであり、波長は０．８μｍ以上の波長（例えば１μｍ）である。これは、ニッケル系部材（環状部材３あるいはニッケルメッキ層１１ａ）は、波長が略０．８μｍ以上のレーザー光に対して銅よりも反射率の低い特性を有しているからである。これにより、ニッケル系部材（環状部材３あるいはニッケルメッキ層１１ａ）でレーザー光の熱エネルギーを効率よく吸収することができ、確実に溶接することができる。すなわち、溶接に使うレーザーとしては、銅に対する反射率よりもニッケル系部材に対する反射率が小さいような波長のものを用いる。
【００２９】
このレーザーによる溶接時には、レーザーの照射によって環状部材３の外周縁側から軸線Ｌ側に向けて溶融ホールが形成される。このときフランジ部１１の一部と平坦部２１の一部も溶融する。そして、溶融ホールに融液が流れてレーザーの通過後に冷却固化し、溶融固化層Ａ１が形成される。上記の溶接により、図４に示すように、継手１のフランジ部１１とキャップ部材２の平坦部２１との間において軸線Ｌの周りの全周に溶融固化層Ａ１が形成され、この溶融固化層Ａ１は、平坦部２１とフランジ部１１との間で、継手１の軸線Ｌに向けて深く浸入するように形成される。また、この溶融固化層Ａ１は、フランジ部１１の一部が溶融することによる銅と、環状部材３及びニッケルメッキ層１１ａが溶融することによるニッケルと、平坦部２１が溶融することによる鉄とが溶融固化したものとなる。
【００３０】
ここで、上記のレーザービームＢ１は、理想的な照射状態である。溶接前の状態で、継手１のフランジ部１１にはニッケルメッキ層１１ａが形成されている。このため、図３に示す、フランジ部１１の斜め下方から照射するレーザービームＢ２のように照射位置がずれても、このレーザービームＢ２はニッケルメッキ層１１ａに照射される。したがって、このニッケルメッキ層１１ａによりレーザー光の熱エネルギーを効率よく吸収することができ、確実に溶接することができる。
【００３１】
また、レーザービームＢ１からレーザービームＢ２の成す角度の範囲内にレーザー光を照射すればよいし、溶接に用いるレーザービームのスポット径はさほど小さくなくてもよい。したがって、レーザービームの照射位置の位置出しやスポット径の制御に余裕があり、溶接装置等のコスト及び製造コストも低減できる。
【００３２】
なお、ニッケルメッキ層１１ａを形成する場合には、無電界メッキではなく、電界メッキにより行うのが好ましい。これは、無電界メッキであると、ニッケルメッキ層にリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）などの低融点材料が含まれるので、溶接を阻害してしまう可能性があるからである。しかし、電界メッキであればそのような問題は生じない。また、ニッケルメッキ層１１ａはフランジ部１１の部分だけに形成した例を示したが、他の部分にも形成されていてもよい。
【００３３】
図５は第１実施形態の圧力スイッチの溶接時に用いる環状部材の他の例を示す図である。図５(A) の環状部材３′は、ニッケル線材をリング状にしたものである。図５(B) の環状部材３″は、ニッケル粉体を押し固めてリング状に形成したものである。この他に、環状部材としては、ニッケルペーストを溶剤に混ぜてディスペンサで溶接箇所に塗布し、それを乾燥させたり、継手１のフランジ部１１側に塗ったりしてもよい。これによっても、同様な効果が得られる。また、ニッケル線材を使う場合、例えば図６に示すように、ニッケル線材を巻き線として構成してもよい。図６(A) は角線を渦状に巻いたものであり、図６(B) は丸線を渦状に巻いたものである。このように渦状に巻くと、径を適宜設定して量を調節することができる。図６(C) は平角線を螺旋状に巻いたものであり、この場合は厚みを適宜設定して量を調節することができる。
【００３４】
以上の溶接により、図１及び図４に示すように、製造された圧力スイッチ（圧力感応装置）は、継手１の軸線Ｌを中心とするキャップ部材２の平坦部２１と、継手１のフランジ部１１との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層Ａ１が形成されるとともに、少なくともフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周が溶接残存部としてのニッケルメッキ層１１ａで覆われている。
【００３５】
図７は圧力感応装置としての第２実施形態の圧力スイッチの縦断面図、図８は第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図、図９は第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図、図１０は第２実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。なお、第１実施形態と同じ部材には第１実施形態と同符号を付記して詳細な説明は省略する。
【００３６】
図８及び図９に示すように、溶接部にはニッケル系部材からなる環状部材８が用いられる。この第２実施形態における環状部材８は、図８及び図９に示すように、第１実施形態の環状部材３と同様なワッシャ状のワッシャ部８１と、このワッシャ部８１の外周に該ワッシャ部８１と一体に形成されたカバー部８２とを有している。カバー部８２はフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周（その全周）を覆うように構成されている。そして、図８に示すように、溶接前は継手１の端部１２を環状部材８の抜き孔８ａに嵌合させて、継手１のフランジ部１１と平坦部２１との間に環状部材８を介在させ、継手１の端部１２をキャップ部材２の接続孔２ａに嵌合させて組み付けられる。
【００３７】
図９に示すように、溶接時には、レーザービームＢ１を軸線Ｌに対して直角にして環状部材８のワッシャ部８１とカバー部８２との境界位置の外周縁に照射する。継手１、キャップ部材２及び環状部材８の組み付け品を、例えば図８に矢印で示すように軸線Ｌの周りに回転させ、環状部材８の上記外周縁の全周に亘って溶接する。このレーザービームＢ１のビーム径は環状部材８のワッシャ部８１の板厚ｄ（図８参照）と同じまたはそれ以上のビーム径を有している。この板厚ｄは第１実施形態と同様である。また、上記溶接に使うレーザーの条件は第１実施形態と同様である。
【００３８】
以上の溶接により、第１実施形態と同様に、レーザーの照射によって環状部材８の上記外周縁側から軸線Ｌ側に向けて溶融ホールが形成される。このときフランジ部１１の一部と平坦部２１の一部も溶融する。そして、溶融ホールに融液が流れてレーザーの通過後に冷却固化し、溶融固化層Ａ２が形成される。上記の溶接により、図１０に示すように、継手１のフランジ部１１とキャップ部材２の平坦部２１との間において軸線Ｌの周りの全周に溶融固化層Ａ２が形成され、この溶融固化層Ａ２は、平坦部２１とフランジ部１１との間で、継手１の軸線Ｌに向けて深く浸入するように形成される。また、この溶融固化層Ａ２は、フランジ部１１の一部が溶融することによる銅と、環状部材８が溶融することによるニッケルと、平坦部２１が溶融することによる鉄とが溶融固化したものとなる。
【００３９】
この第２実施形態においても、上記のレーザービームＢ１は、理想的な照射状態であるが、溶接前の状態で、環状部材８は継手１のフランジ部１１を覆うカバー部８２を有している。このため、図９に示す、フランジ部１１の斜め下方から照射するレーザービームＢ２のように照射位置がずれても、このレーザービームＢ２はカバー部８２に照射される。したがって、このカバー部８２によりレーザー光の熱エネルギーを効率よく吸収することができ、確実に溶接することができる。
【００４０】
また、レーザービームＢ１からレーザービームＢ２の成す角度の範囲内にレーザー光を照射すればよいし、溶接に用いるレーザービームのスポット径はさほど小さくなくてもよい。したがって、第１実施形態と同様に溶接装置等のコスト及び製造コストも低減できる。
【００４１】
以上の溶接により、図７及び図１０に示すように、製造された圧力スイッチ（圧力感応装置）は、継手１の軸線Ｌを中心とするキャップ部材２の平坦部２１と、継手１のフランジ部１１との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層Ａ２が形成されるとともに、少なくともフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周が、環状部材８のカバー部８２が一部溶融した状態の溶接残存部としてのニッケル系部材８２′で覆われている。
【００４２】
以上の各実施形態では圧力感応装置として圧力スイッチを例に説明したが、図１１に示すように、圧力感応装置としての圧力センサに本発明を適用してもよい。図１１において図１と同様な要素及び対応する要素には同符号を付記して重複する詳細な説明は省略する。この実施形態の圧力センサはカシメ板９１によってケース９２に固着されたキャップ部材２を備えており、キャップ部材２とケース９２は圧力容器１０を構成している。そして、継手１を前記第１実施形態及び第２実施形態と同様にレーザー溶接により接合されている。この圧力センサは、センサ素子９３によりキャップ部材２内の流体の圧力を感知し、その圧力に応じたセンサ信号を端子９４及び図示しないリード線を介して外部に出力する。この実施形態の圧力センサにおいても継手１、環状部材３（または８）及びキャップ部材２のレーザー溶接による作用は前記第１実施形態及び第２実施形態と同じである。
【００４３】
なお、各実施形態において溶融固化層Ａ１，Ａ２の深さは、溶接点とレーザービームとの相対的な線速度、及び、レーザービームの出力により設定することができる。
【００４４】
銅とステンレス（あるいは鉄）の直接的な溶接は困難である。しかし、上記各実施形態のように、銅と合金を作りやすいニッケルを同時に溶融して溶融部分内の鉄の含有量を少なくすることにより、溶接が可能であり、圧力スイッチや圧力センサにおいて継手１側から加えた高圧の流体に対する耐圧性を確保することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 継手
１１ フランジ部
１１ａ ニッケルメッキ層
２ キャップ部材
２１ 平坦部
３ 環状部材
８ 環状部材
８２ カバー部
Ａ１，Ａ２ 溶融固化層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルにおける冷媒等の流体の圧力の変化に応じたオン／オフ信号を出力する圧力スイッチや、流体の圧力を検出して圧力信号を出力する圧力センサなど、流体を継手から導入してこの流体の圧力に応じた情報を得るための圧力感応装置及び圧力感応装置の継手接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧力感応装置として、例えば特開２００４−１２１４０号公報（特許文献１）に開示された圧力スイッチがある。この圧力スイッチは、検出対象の流体が流れる配管に接続される継手と圧力容器とを有し、圧力容器はキャップ部材（本体ケース）とダイヤフラムとから構成されている。そして、継手を介して圧力容器内（キャップ部材内）に流体を導入し、この圧力容器内の圧力が設定圧力になるのをスイッチ部により検知するものである。
【０００３】
ここで、継手は銅製（銅管）であり、キャップ部材は特に明記されていないが一般にステンレス製（ＳＵＳ製）である。そして、継手とキャップ部材とは、ろう付けにより接合されている。このように、継手とキャップ部材をろう付けするのは、銅とステンレスとの溶接が困難なことによる。また、銅とステンレスとを固着するためにニッケル板を介在させ、銅とニッケルの接触部分、ニッケルとステンレスとの接触部分をそれぞれ溶接する技術が、例えば特開２００６−３２０７２号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
また、特開２００１−７１１５０号公報（特許文献３）には、鉄系金属からなる金属部材と、銅系金属からなる金属部材とを、ニッケル膜を介して抵抗溶接する技術が開示されている。
【０００５】
また、特開２００７−１３６５２５号公報（特許文献４）には、アルミニウム系被溶接材と鉄系被溶接材とをレーザー光を用いて溶接する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２１４０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２０７２号公報
【特許文献３】特開２００１−７１１５０号公報
【特許文献４】特開２００７−１３６５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の圧力スイッチの製造工程では、継手とキャップ部材とのろう付けを、バーナーろう付け及び炉中ろう付けにより行われている。このため、フラックスや焼けを落とすために、酸洗いを行う必要がある。酸洗いを行うことは環境保護や公害防止という観点から好ましくなかった。
【０００８】
特許文献２の溶接技術は、溶接部材にプロジェクション（突起）を形成してこのプロジェクションの部分を圧接して電気溶接するものである。また、特許文献３の溶接技術も同様な電気溶接（抵抗溶接）するものである。このため、２つの部材を固着するだけであれば銅とステンレスの溶接に適用できるが、圧力スイッチのキャップ部材と継手のように、そのキャップ部材と継手との全周に亘って確実に接合し、高圧に対して高い密閉性を要求される場合には適用するのが困難である。
【０００９】
特許文献４の技術ではレーザー光を用いているが、このレーザー光は溶接する箇所を過熱する程度にしか開示されておらず、上記他の文献と同様に、圧力スイッチのキャップ部材と継手との全周に亘って確実に接合するには、この特許文献４の開示技術では改良の余地がある。
【００１０】
本発明は、流体を継手からキャップ部材で構成される圧力容器に導入して、流体の圧力を検知する圧力スイッチ等の圧力感応装置において、銅製の継手とステンレス製のキャップ部材を、高い密閉性を得ながら確実に接合することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の圧力感応装置は、圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置であって、前記継手の軸線を中心とする前記キャップ部材の前記平坦部と、前記継手の前記フランジ部との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層が形成されるとともに、少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周がニッケルメッキ層またはニッケル系部材の溶接残存部で覆われ、前記溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とが接合されていることを特徴とする。なお、ニッケル系部材とは純粋なニッケル自体も含む概念である。
【００１２】
請求項２の圧力感応装置は、請求項１に記載の圧力感応装置であって、前記溶融固化層が、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手の前記フランジ部との間で、外側から前記継手の軸線に向けて浸入するように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の圧力感応装置の継手接合方法は、圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、前記継手の少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周にニッケルメッキ層を形成し、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなるワッシャ状の環状部材を介在させ、前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材または前記ニッケルメッキ層の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材または該ニッケルメッキ層、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の圧力感応装置の継手接合方法は、圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなり、前記フランジ部の軸線の周りの外周を覆うカバー部を有するワッシャ状の環状部材を介在させ、前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の圧力感応装置によれば、溶接による溶融固化層は、銅、ニッケル及び鉄からなるので、この溶融固化層とステンレス製のキャップ部材の平面部とが全周において確実に接合され、かつ、溶融固化層と銅製の継手のフランジ部とが全周において確実に接合される。しがたって、銅製の継手とステンレス製のキャップ部材を、高い密閉性を得ながら確実に接合することができる。また、その製造工程において、ろう付け及び酸洗いの工程を必要としないので、製造時の最終工程で溶接が可能となり、一連のライン作業が可能となる。さらに、継手のフランジ部の軸線の周りの外周にニッケルメッキ層またはニッケル系部材の溶接残存部があるので、溶接時にレーザービームを照射するとき照射位置に位置ずれが生じても、レーザービームはニッケルメッキ層またはニッケル系部材に照射されて、レーザービームの銅による反射が抑えられ、溶接不良が発生しにくくなる。
【００１６】
請求項２の圧力感応装置によれば、請求項１の効果に加えて、溶融固化層が、キャップ部材の接続孔の周囲の平坦部と継手のフランジ部との間で、フランジ部の外周縁から継手の軸線に向けて浸入するように形成されているので、溶融固化層とキャップ部材及びフランジ部との接合面積が広くなり、さらに高い密閉性が得られる。
【００１７】
請求項３の圧力感応装置の継手接合方法によれば、レーザー溶接によりニッケルメッキ層がある請求項１の圧力感応装置が得られるとともに、その製造工程において、ろう付け及び酸洗いの工程を必要としないので、製造時の最終工程で溶接が可能となり、一連のライン作業が可能となる。さらに、継手のフランジ部の軸線の周りの外周にニッケルメッキ層があるので、レーザービームを照射するとき照射位置に位置ずれが生じても、レーザービームはニッケルメッキ層に照射されて、レーザービームの銅による反射が抑えられ、溶接不良が発生しにくくなる。
【００１８】
請求項４の圧力感応装置の継手接合方法によれば、レーザー溶接によりニッケル系部材がある請求項１の圧力感応装置が得られるとともに、その製造工程において、ろう付け及び酸洗いの工程を必要としないので、製造時の最終工程で溶接が可能となり、一連のライン作業が可能となる。さらに、継手のフランジ部の軸線の周りの外周にニッケル系部材があるので、レーザービームを照射するとき照射位置に位置ずれが生じても、レーザービームはニッケル系部材に照射されて、レーザービームの銅による反射が抑えられ、溶接不良が発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の圧力感応装置としての第１実施形態の圧力スイッチの縦断面図である。
【図２】第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図である。
【図３】第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図である。
【図４】第１実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。
【図５】第１実施形態における環状部材の他の例を示す図である。
【図６】第１実施形態における環状部材のさらに他の例を示す図である。
【図７】本発明の圧力感応装置としての第２実施形態の圧力スイッチの縦断面図である。
【図８】第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図である。
【図９】第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図である。
【図１０】第２実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の圧力センサの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の圧力感応装置及び圧力感応装置の継手接合方法の実施形態について図面を参照して説明する。図１は圧力感応装置としての第１実施形態の圧力スイッチの縦断面図、図２は第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図、図３は第１実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図、図４は第１実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。
【００２１】
この圧力スイッチは、検出対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手１と、ステンレス製のキャップ部材２と、円板４と、ストッパ５と、スイッチ部６と、カシメ板７とを有している。キャップ部材２と円板４は圧力容器１０を構成しており、円板４に隣接してストッパ５が配設されている。このストッパ５は円板４の所定量以上の変形を規制する。
【００２２】
スイッチ部６は、中央に軸孔６１ａが形成されたガイド６１と、ガイド６１の軸孔６１ａに嵌挿された軸６２と、ガイド６１の周囲に嵌合する円筒状の端子台６３とを有している。キャップ部材２、円板４及びストッパ５の外周はカシメ板７により端子台６３の端部にカシメにより固着されている。端子台６３には、Ｃ端子６４とＬ端子６５が固定され、Ｃ端子６４には接点板６４ａが取り付けられている。そして、接点板６４ａにはＣ接点６４ｂが、Ｌ端子６５にはＬ接点６５ａが取り付けられている。
【００２３】
以上の構成により、継手１を介して流体が、キャップ部材２と円板４から構成される圧力容器１０内に導入され、流体の圧力に応じて円板４が変形して軸６２を押す。そして、圧力が予め設定された設定圧力になると、軸６２に連動してＣ接点６４ｂがＬ接点６５ａに接触してスイッチがＯＮとなる。これにより、流体の圧力が設定圧力に達したことを検知できる。
【００２４】
継手１は軸線Ｌを中心線とする円筒状の銅管であり、この継手１のキャップ部材２側の端部１２近傍の外周には軸線Ｌを中心とする円板状のフランジ部１１が形成されている。なお、フランジ部１１は継手１本体を変形することにより一体成型されたものである。また、少なくともフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周（その全周）はニッケルメッキ層１１ａにより覆われている。キャップ部材２の中央には軸線Ｌを中心とする円形の接続孔２ａが形成されており、この接続孔２ａは継手１の端部１２に嵌合する同寸になっている。また、キャップ部材２は、接続孔２ａの周囲にフランジ部１１に対向するように平坦部２１を有している。そして、継手１とキャップ部材２は、後述のようにフランジ部１１と平坦部２１との間に溶接によって形成された溶融固化層Ａ１により接合されている。
【００２５】
なお、図１に示すフランジ部１１のニッケルメッキ層１１ａ、溶融固化層Ａ１及び平坦部２１を含む溶接部は、この第１実施形態及び後述の第２実施形態において異なる構造をしているが、この溶接部以外の構造は第１実施形態と第２実施形態において共に同じ構造である。
【００２６】
図２に示すように、溶接部にはニッケル系部材からなる環状部材３が用いられる。環状部材３はワッシャ状の形状をしており、中心に継手１の端部１２に嵌合する抜き孔３ａが形成されている。そして、図３に示すように、溶接前は継手１の端部１２を環状部材３の抜き孔３ａに嵌合させて、継手１のフランジ部１１のニッケルメッキ層１１ａと平坦部２１との間に環状部材３を介在させ、継手１の端部１２をキャップ部材２の接続孔２ａに嵌合させて組み付けられる。
【００２７】
図３に示すように、溶接時には、レーザービームＢ１を軸線Ｌに対して直角にして環状部材３の外周縁に照射する。継手１、キャップ部材２及び環状部材３の組み付け品を、例えば図２に矢印で示すように軸線Ｌの周りに回転させ、環状部材３の外周縁の全周に亘って溶接する。このレーザービームＢ１のビーム径は環状部材３の板厚ｄ（図２参照）と同じまたはそれ以上のビーム径を有している。例えば、板厚ｄは０．２mm、ビーム径も０．２mmである。なお、板厚ｄは０．１５mm〜０．２mmが最適であり、厚くても０．５mm以下が望ましい。
【００２８】
また、上記溶接に使うレーザーは、ＹＡＧレーザーであり、波長は０．８μｍ以上の波長（例えば１μｍ）である。これは、ニッケル系部材（環状部材３あるいはニッケルメッキ層１１ａ）は、波長が略０．８μｍ以上のレーザー光に対して銅よりも反射率の低い特性を有しているからである。これにより、ニッケル系部材（環状部材３あるいはニッケルメッキ層１１ａ）でレーザー光の熱エネルギーを効率よく吸収することができ、確実に溶接することができる。すなわち、溶接に使うレーザーとしては、銅に対する反射率よりもニッケル系部材に対する反射率が小さいような波長のものを用いる。
【００２９】
このレーザーによる溶接時には、レーザーの照射によって環状部材３の外周縁側から軸線Ｌ側に向けて溶融ホールが形成される。このときフランジ部１１の一部と平坦部２１の一部も溶融する。そして、溶融ホールに融液が流れてレーザーの通過後に冷却固化し、溶融固化層Ａ１が形成される。上記の溶接により、図４に示すように、継手１のフランジ部１１とキャップ部材２の平坦部２１との間において軸線Ｌの周りの全周に溶融固化層Ａ１が形成され、この溶融固化層Ａ１は、平坦部２１とフランジ部１１との間で、継手１の軸線Ｌに向けて深く浸入するように形成される。また、この溶融固化層Ａ１は、フランジ部１１の一部が溶融することによる銅と、環状部材３及びニッケルメッキ層１１ａが溶融することによるニッケルと、平坦部２１が溶融することによる鉄とが溶融固化したものとなる。
【００３０】
ここで、上記のレーザービームＢ１は、理想的な照射状態である。溶接前の状態で、継手１のフランジ部１１にはニッケルメッキ層１１ａが形成されている。このため、図３に示す、フランジ部１１の斜め下方から照射するレーザービームＢ２のように照射位置がずれても、このレーザービームＢ２はニッケルメッキ層１１ａに照射される。したがって、このニッケルメッキ層１１ａによりレーザー光の熱エネルギーを効率よく吸収することができ、確実に溶接することができる。
【００３１】
また、レーザービームＢ１からレーザービームＢ２の成す角度の範囲内にレーザー光を照射すればよいし、溶接に用いるレーザービームのスポット径はさほど小さくなくてもよい。したがって、レーザービームの照射位置の位置出しやスポット径の制御に余裕があり、溶接装置等のコスト及び製造コストも低減できる。
【００３２】
なお、ニッケルメッキ層１１ａを形成する場合には、無電界メッキではなく、電界メッキにより行うのが好ましい。これは、無電界メッキであると、ニッケルメッキ層にリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）などの低融点材料が含まれるので、溶接を阻害してしまう可能性があるからである。しかし、電界メッキであればそのような問題は生じない。また、ニッケルメッキ層１１ａはフランジ部１１の部分だけに形成した例を示したが、他の部分にも形成されていてもよい。
【００３３】
図５は第１実施形態の圧力スイッチの溶接時に用いる環状部材の他の例を示す図である。図５(A) の環状部材３′は、ニッケル線材をリング状にしたものである。図５(B) の環状部材３″は、ニッケル粉体を押し固めてリング状に形成したものである。この他に、環状部材としては、ニッケルペーストを溶剤に混ぜてディスペンサで溶接箇所に塗布し、それを乾燥させたり、継手１のフランジ部１１側に塗ったりしてもよい。これによっても、同様な効果が得られる。また、ニッケル線材を使う場合、例えば図６に示すように、ニッケル線材を巻き線として構成してもよい。図６(A) は角線を渦状に巻いたものであり、図６(B) は丸線を渦状に巻いたものである。このように渦状に巻くと、径を適宜設定して量を調節することができる。図６(C) は平角線を螺旋状に巻いたものであり、この場合は厚みを適宜設定して量を調節することができる。
【００３４】
以上の溶接により、図１及び図４に示すように、製造された圧力スイッチ（圧力感応装置）は、継手１の軸線Ｌを中心とするキャップ部材２の平坦部２１と、継手１のフランジ部１１との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層Ａ１が形成されるとともに、少なくともフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周が溶接残存部としてのニッケルメッキ層１１ａで覆われている。
【００３５】
図７は圧力感応装置としての第２実施形態の圧力スイッチの縦断面図、図８は第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部斜視図、図９は第２実施形態の圧力スイッチの溶接前の要部縦断面図及び接合方法を説明する図、図１０は第２実施形態の圧力スイッチの溶接後の要部縦断面図である。なお、第１実施形態と同じ部材には第１実施形態と同符号を付記して詳細な説明は省略する。
【００３６】
図８及び図９に示すように、溶接部にはニッケル系部材からなる環状部材８が用いられる。この第２実施形態における環状部材８は、図８及び図９に示すように、第１実施形態の環状部材３と同様なワッシャ状のワッシャ部８１と、このワッシャ部８１の外周に該ワッシャ部８１と一体に形成されたカバー部８２とを有している。カバー部８２はフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周（その全周）を覆うように構成されている。そして、図８に示すように、溶接前は継手１の端部１２を環状部材８の抜き孔８ａに嵌合させて、継手１のフランジ部１１と平坦部２１との間に環状部材８を介在させ、継手１の端部１２をキャップ部材２の接続孔２ａに嵌合させて組み付けられる。
【００３７】
図９に示すように、溶接時には、レーザービームＢ１を軸線Ｌに対して直角にして環状部材８のワッシャ部８１とカバー部８２との境界位置の外周縁に照射する。継手１、キャップ部材２及び環状部材８の組み付け品を、例えば図８に矢印で示すように軸線Ｌの周りに回転させ、環状部材８の上記外周縁の全周に亘って溶接する。このレーザービームＢ１のビーム径は環状部材８のワッシャ部８１の板厚ｄ（図８参照）と同じまたはそれ以上のビーム径を有している。この板厚ｄは第１実施形態と同様である。また、上記溶接に使うレーザーの条件は第１実施形態と同様である。
【００３８】
以上の溶接により、第１実施形態と同様に、レーザーの照射によって環状部材８の上記外周縁側から軸線Ｌ側に向けて溶融ホールが形成される。このときフランジ部１１の一部と平坦部２１の一部も溶融する。そして、溶融ホールに融液が流れてレーザーの通過後に冷却固化し、溶融固化層Ａ２が形成される。上記の溶接により、図１０に示すように、継手１のフランジ部１１とキャップ部材２の平坦部２１との間において軸線Ｌの周りの全周に溶融固化層Ａ２が形成され、この溶融固化層Ａ２は、平坦部２１とフランジ部１１との間で、継手１の軸線Ｌに向けて深く浸入するように形成される。また、この溶融固化層Ａ２は、フランジ部１１の一部が溶融することによる銅と、環状部材８が溶融することによるニッケルと、平坦部２１が溶融することによる鉄とが溶融固化したものとなる。
【００３９】
この第２実施形態においても、上記のレーザービームＢ１は、理想的な照射状態であるが、溶接前の状態で、環状部材８は継手１のフランジ部１１を覆うカバー部８２を有している。このため、図９に示す、フランジ部１１の斜め下方から照射するレーザービームＢ２のように照射位置がずれても、このレーザービームＢ２はカバー部８２に照射される。したがって、このカバー部８２によりレーザー光の熱エネルギーを効率よく吸収することができ、確実に溶接することができる。
【００４０】
また、レーザービームＢ１からレーザービームＢ２の成す角度の範囲内にレーザー光を照射すればよいし、溶接に用いるレーザービームのスポット径はさほど小さくなくてもよい。したがって、第１実施形態と同様に溶接装置等のコスト及び製造コストも低減できる。
【００４１】
以上の溶接により、図７及び図１０に示すように、製造された圧力スイッチ（圧力感応装置）は、継手１の軸線Ｌを中心とするキャップ部材２の平坦部２１と、継手１のフランジ部１１との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層Ａ２が形成されるとともに、少なくともフランジ部１１の軸線Ｌの周りの外周が、環状部材８のカバー部８２が一部溶融した状態の溶接残存部としてのニッケル系部材８２′で覆われている。
【００４２】
以上の各実施形態では圧力感応装置として圧力スイッチを例に説明したが、図１１に示すように、圧力感応装置としての圧力センサに本発明を適用してもよい。図１１において図１と同様な要素及び対応する要素には同符号を付記して重複する詳細な説明は省略する。この実施形態の圧力センサはカシメ板９１によってケース９２に固着されたキャップ部材２を備えており、キャップ部材２とケース９２は圧力容器１０を構成している。そして、継手１を前記第１実施形態及び第２実施形態と同様にレーザー溶接により接合されている。この圧力センサは、センサ素子９３によりキャップ部材２内の流体の圧力を感知し、その圧力に応じたセンサ信号を端子９４及び図示しないリード線を介して外部に出力する。この実施形態の圧力センサにおいても継手１、環状部材３（または８）及びキャップ部材２のレーザー溶接による作用は前記第１実施形態及び第２実施形態と同じである。
【００４３】
なお、各実施形態において溶融固化層Ａ１，Ａ２の深さは、溶接点とレーザービームとの相対的な線速度、及び、レーザービームの出力により設定することができる。
【００４４】
銅とステンレス（あるいは鉄）の直接的な溶接は困難である。しかし、上記各実施形態のように、銅と合金を作りやすいニッケルを同時に溶融して溶融部分内の鉄の含有量を少なくすることにより、溶接が可能であり、圧力スイッチや圧力センサにおいて継手１側から加えた高圧の流体に対する耐圧性を確保することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 継手
１１ フランジ部
１１ａ ニッケルメッキ層
２ キャップ部材
２１ 平坦部
３ 環状部材
８ 環状部材
８２ カバー部
Ａ１，Ａ２ 溶融固化層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置であって、
前記継手の軸線を中心とする前記キャップ部材の前記平坦部と、前記継手の前記フランジ部との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層が形成されるとともに、少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周がニッケルメッキ層またはニッケル系部材の溶接残存部で覆われ、前記溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とが接合されていることを特徴とする圧力感応装置。
【請求項２】
前記溶融固化層が、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手の前記フランジ部との間で、外側から前記継手の軸線に向けて浸入するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力感応装置。
【請求項３】
圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、
前記継手の少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周にニッケルメッキ層を形成し、
前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなるワッシャ状の環状部材を介在させ、
前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材または前記ニッケルメッキ層の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材または該ニッケルメッキ層、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにした
ことを特徴とする圧力感応装置の継手接合方法。
【請求項４】
圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、
前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなり、前記フランジ部の軸線の周りの外周を覆うカバー部を有するワッシャ状の環状部材を介在させ、
前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにした
ことを特徴とする圧力感応装置の継手接合方法。
【請求項１】
圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置であって、
前記継手の軸線を中心とする前記キャップ部材の前記平坦部と、前記継手の前記フランジ部との全周にて、溶接による銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層が形成されるとともに、少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周がニッケルメッキ層またはニッケル系部材の溶接残存部で覆われ、前記溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とが接合されていることを特徴とする圧力感応装置。
【請求項２】
前記溶融固化層が、前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手の前記フランジ部との間で、外側から前記継手の軸線に向けて浸入するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力感応装置。
【請求項３】
圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、
前記継手の少なくとも前記フランジ部の前記軸線の周りの外周にニッケルメッキ層を形成し、
前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなるワッシャ状の環状部材を介在させ、
前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材または前記ニッケルメッキ層の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材または該ニッケルメッキ層、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにした
ことを特徴とする圧力感応装置の継手接合方法。
【請求項４】
圧力検知対象の流体が流れる配管に接続される銅製の継手と、前記流体が導入される圧力容器を構成して中央に前記継手の端部が嵌挿される接続孔が形成されたステンレス製のキャップ部材とを備え、前記継手の外周にフランジ部が形成され、前記キャップ部材の前記接続孔の周囲の平坦部と前記継手のフランジ部とが対向して接合された圧力感応装置の、前記継手を前記キャップ部材に接合する圧力感応装置の継手接合方法であって、
前記キャップ部材の前記平坦部と前記継手のフランジ部との間に、ニッケル系部材からなり、前記フランジ部の軸線の周りの外周を覆うカバー部を有するワッシャ状の環状部材を介在させ、
前記環状部材の厚み以上のビーム径を有するレーザービームを、前記環状部材の前記軸線の周りの全周にて前記軸線に向けて照射し、該環状部材、前記平坦部の一部及び前記フランジ部の一部を溶融することにより、前記平坦部と前記フランジ部との間に銅、ニッケル及び鉄の溶融固化層を形成し、該溶融固化層により前記キャップ部材と前記継手とを接合するようにした
ことを特徴とする圧力感応装置の継手接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６０３９６（Ｐ２０１２−１６０３９６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６１０（Ｐ２０１１−２０６１０）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
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