JP2004101217A

JP2004101217A - センサ装置の取付け構造

Info

Publication number: JP2004101217A
Application number: JP2002259712A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sugiura; 杉浦　浩; Osamu Kuno; 久納　理
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】ワンタッチで容易に取付け可能なセンサ装置の取付け構造を提供すること。
【解決手段】センサ素子３を内部に保持したセンサケース２を取付け部８に固定するセンサ装置１の取付け構造において、センサケース２及び当該ケース２が取り付けられる取付け部８の一方に第１貫通孔９を形成し、他方にその第１貫通孔９に挿通される固定部材７を設ける。このとき固定部材７は、その先端に係止部７ｃを有し、挿通時に係止部７ｃが第１貫通孔９の開口端の周囲部に係止することにより、センサケース２が取付け部８に固定される。
従って、固定部材７を用いることにより、特別な工具を用いて締め付けによる固定をしなくても、センサ装置１を取付け部８に容易に固定することができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定部材により取付け部に固定されるセンサ装置の取付け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、センサケース内にセンサ素子を保持するセンサ装置として、例えば気体の圧力を測定する半導体式圧力センサがある。この半導体式圧力センサは、例えば自動車エンジンのインテークマニホールド（以下、インマニと言う）内の圧力を測定する吸気圧センサ装置として利用される。
【０００３】
この吸気圧センサ装置１は、図４に示すようにセンサケース２の第１貫通孔９に金属リング１４を介して取付けネジ１５が挿入され、且つ、その取付けネジ１５をインマニ側の取付け部８の所定の箇所に形成された取付け孔１６にネジ締めすることにより固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来技術では、インマニ側の取付け部８にセンサ装置１を取り付ける際、ネジ取付け用の工具が必要であり、またネジ締めするために所定の工数が必要である。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑み、ワンタッチで容易に取付け可能なセンサ装置の取付け構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、請求項１に記載のセンサ装置の取付け構造は、センサ素子を内部に保持したセンサケースを取付け部に固定するものであり、センサケース及び当該ケースが取り付けられる取付け部の一方に第１貫通孔を形成し、他方にその第１貫通孔に挿通される固定部材を設けている。そして、固定部材の第１貫通孔に挿通される先端に、第１貫通孔の開口端の周囲部に係止するための係止部が設けられ、固定部材が第１貫通孔を貫通した際に、係止部によってセンサケースが取付け部に固定されることを特徴とする。
【０００７】
このように、第１貫通孔に挿通される固定部材の先端に、第１貫通孔の開口端の周囲部に係止する係止部を設けたことにより、固定部材が第１貫通孔を貫通させるだけで、固定部材先端の係止部が第１貫通孔の開口端の周囲部に係止することとなる。従って、専用の工具を用いることなく容易にセンサケースを取付け部に固定することができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、固定部材は、センサケース及び取付け部の他方に一体的に形成されることが好ましい。この場合、第１貫通孔をセンサケース或いは取付け部のいずれか一方にのみ形成することとなるので、孔精度による位置ずれの問題を解消することができる。
【０００９】
請求項３に記載のように、固定部材と第１貫通孔との間に、第１貫通孔に挿入され、第１貫通孔の深さと略同等の長さを有する円筒部と、この円筒部の両端部に連結するように形成され、第１貫通孔の開口部の拡径方向に延びて、開口部の周囲部に係止するフランジ部とからなる弾性変形可能な緩衝部材を配置することが好ましい。
【００１０】
このように、固定部材と第１貫通孔の間には緩衝部材が設けられており、固定部材の第１貫通孔への挿通時、緩衝部材が弾性変形することにより、固定部材の第１貫通孔への挿通を容易としている。また、円筒部は第１貫通孔と略同等の長さを有し、円筒部に連結するフランジ部は、第１貫通孔の開口端の周囲部に係止密着するため、緩衝部材は第１貫通孔を気密にシールすることができる。
【００１１】
請求項４に記載のように、第１貫通孔が形成されたセンサケース及び取付け部の他方に、固定部材と共に当該固定部材を挿通させる第２貫通孔を形成しても良い。この場合、固定部材をセンサケース或いは取付け部に直接形成しなくても良いため、製造工程が容易となる。
【００１２】
請求項５に記載のように、固定部材と第２貫通孔との間に、第２貫通孔に挿入され、第２貫通孔の深さと略同等の長さを有する円筒部と、この円筒部の両端部に連結するように形成され、第２貫通孔の開口部の拡径方向に延びて、開口部の周囲部に係止するフランジ部とからなる弾性変形可能な緩衝部材を配置することが好ましい。
【００１３】
このように、固定部材と第２貫通孔の間には緩衝部材が設けられており、固定部材の第２貫通孔への挿通時、緩衝部材が弾性変形することにより、固定部材の第２貫通孔への挿通を容易としている。また、円筒部は第２貫通孔と略同等の長さを有し、円筒部に連結するフランジ部は、第２貫通孔の開口端の周囲部に係止密着するため、緩衝部材は第２貫通孔を気密にシールすることができる。更に、この際、緩衝部材は、第１貫通孔の開口端の一方とも接しており、第１貫通孔も気密にシールすることができる。
【００１４】
請求項６に記載のように、用いられる固定部材は、その先端から挿通方向に形成された孔と、この孔の外周部において挿通方向に延びる少なくとも１本の溝状スリットとを有し、固定部材が第１，第２貫通孔の少なくとも一方に挿通される際に、固定部材の外径が縮小方向に変形することが好ましい。
【００１５】
固定部材は、先端から挿通方向に延びる孔と、その孔の外周部に挿通方向に延びるスリットとを有していることから、分割された自由度の高い構造を有している。従って、固定部材をその先端から貫通孔へ挿入した場合、固定部材は貫通孔内でその外径が縮小する方向に狭窄変形するため、容易に貫通孔を貫通することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、半導体式圧力センサ装置の取付け構造について、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。尚、図１（ａ）は、半導体式圧力センサ装置を取付け部に固定した状態を示す断面図であり、図１（ｂ）は緩衝部材の断面図、図１（ｃ）は固定部材の断面図である。
【００１７】
半導体式圧力センサ装置１は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱性樹脂により一体に成形されたセンサケース２の内部空間に、破線で示される半導体式圧力センサのセンサチップ３を保持している。
【００１８】
センサチップ３は、図示されないが、例えば単結晶シリコンからなるダイヤフラム上に複数個の拡散抵抗を形成して、この拡散抵抗をブリッジ接続した構成となっている。そして、図１（ａ）で示される矢印方向から圧力導入路４ａを有するポート部４を介して、センサケース２の内部空間まで測定圧力が伝搬し、センサチップ３のダイヤフラムが圧力に応じて変形する。そして、その変形に応じた拡散抵抗の抵抗変化値をブリッジ回路から電圧として取り出し、図示されない信号処理回路で増幅した後、外部に出力される。
【００１９】
ここで、センサケース２は、少なくとも２箇所の第２貫通孔５を有しており、当該第２貫通孔５には緩衝部材６を介して固定部材７が挿通されることによって、固定部材７がセンサケース２に設けられている。
【００２０】
第２貫通孔５は、例えば略円柱形状を有しており、当該第２貫通孔５に緩衝部材６を装着するように形成されている。
【００２１】
緩衝部材６としては、例えばＨ−ＮＢＲ（水素を添加したアクリロニトリルブタジエンゴム）、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム等種々のゴムが用いられる。しかしながら、ゴム以外にも適正な弾性を有するものであれば、緩衝部材６の材料として用いることができる。
【００２２】
また、緩衝部材６は、図１（ｂ）に示すように、第２貫通孔５の深さと略同等の長さを有する円筒部６ａと、この円筒部６ａの両端部に連結するように形成され、第２貫通孔５の開口部の拡径方向に延びて、開口部の周囲部に係止するフランジ部６ｂとにより構成される。緩衝部材６の効果については、後述の取付け方法にて説明する。尚、本例では第２貫通孔５に緩衝部材６を装着させる例を示したが、取付け部８の第１貫通孔９に装着させても良い。
【００２３】
固定部材７は、例えばＰＢＴやＰＰＳ等の耐熱性を有する樹脂材料により形成されており、固定部材７の後端に緩衝部材６のフランジ部６ｂと圧接する固定部７ａと、第２貫通孔５及び取付け部８の第１貫通孔９に挿入される柱部７ｂ、及び第１貫通孔９を挿通後、当該第１貫通孔９の開口端の周囲部に係止するための係止部７ｃとにより構成されている。
【００２４】
また、固定部材７は、図１（ｃ）に示すように、第２貫通孔５及び第１貫通孔９に挿入される先端から挿通方向に所定の深さを有する孔１０と、その孔１０の外周部に挿通方向に所定の深さを有する少なくとも１本の所定幅をもった溝状のスリット１１（図１（ｃ）では６本の例）とを有している。ここで、固定部材７は、係止部７ｃを有する柱部７ｂが緩衝材６を介して第２貫通孔５、及び第１貫通孔９内に挿入できる程度に変形可能である必要がある。従って、孔１０及びスリット１１は、上述の条件に適合するように所定の形状と深さを持って形成される。
【００２５】
固定部７ａは、その外径が少なくとも第２貫通孔５の直径よりも大きく形成されている。従って、固定部７ａが緩衝部材６を介して、センサケース２の上面に固定されるため、固定部材７が第２貫通孔５及び第１貫通孔９を全て擦り抜けてしまうことは無い。
【００２６】
柱部７ｂは、緩衝部材６を介して第２貫通孔５、及び第１貫通孔９に挿入されやすいように、緩衝部材６の内径及び第１貫通孔９の直径に対して略同等か好ましくは若干小さめに形成される
また、固定部材７の先端には、先端から後端に向かって、その外径が大きくなるよう例えばテーパ状に係止部７ｃが形成されており、固定部材７が第１貫通孔９を挿通後、スプリングバックした係止部７ｃが第１貫通孔９の開口端の周囲部に固定される。尚、固定部材７効果については、後述の取付け方法にて説明する。
【００２７】
取付け部８は、アルミ等の金属か、或いはＰＰＳ等の耐熱性のある樹脂を用いて形成されており、固定部材７を貫通させる第１貫通孔９を有している。尚、センサ装置１のポート部４も、例えばＨ−ＮＢＲ（水素を添加したアクリロニトリルブタジエンゴム）、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム等種々のゴム、或いはゴム以外の適正な弾性を有する材料を用いたＯ−リング１２により、取付け部８に対して気密に固定されている。
【００２８】
第１貫通孔９は、固定部材７を挿通可能な大きさの貫通孔であり、好ましくは、固定部材７の柱部７ｂと同形状で、ほぼ同じ大きさか若干大きめに形成されることが好ましい。
【００２９】
次に、本センサ装置１の取付け方法を、図２（ａ）〜（ｃ）の工程別断面図を用いて説明する。尚、図２（ａ）は取付け部８にセンサ装置１のポート部４を挿入した状態、図２（ｂ）は取付け部８の第１貫通孔９に固定部材７を挿入した状態、図２（ｃ）は固定部材７が第１貫通孔９を貫通し、取付け部８に係止された状態を示す断面図である。
【００３０】
先ず、図２（ａ）に示すように、センサ装置１のセンサケース２に設けられた第２貫通孔５に対して緩衝部材６を装着させる。このとき、緩衝部材６の円筒部６ａは第２貫通孔５の内壁と接し、フランジ部６ｂは第２貫通孔５の両開口端の周囲部に係止するように取り付けられる。そして、緩衝部材６が第２貫通孔５に装着された状態で、固定部材７の先端の係止部７ｃが緩衝部材６を介して第２貫通孔５を貫通するように、固定部材７が第２貫通孔５を挿通する。尚、緩衝部材６は、先に固定部材７の柱部７ｂに円筒部６ａを装着させた後、固定部材７が第２貫通孔５に挿入される際に、第２貫通孔５に装着されても良い。
【００３１】
そして、センサ装置１のポート部４が、予め取付け部８に設けられた圧力取出し用孔１３に挿入される。この際、ポート部４には予めＯ−リング１２が固定されており、Ｏ−リング１２は、ポート部４と圧力取り出し用孔１３との間を気密にシールする。そしてポート部４の挿入と共に、固定部材７の先端が取付け部８の第１貫通孔９のほぼ直上に位置するように、センサ装置１の位置決めがなされる。
【００３２】
位置決めがなされた後、図２（ｂ）に示すように、固定部材７が取付け部８の第１貫通孔９に挿通される。第１貫通孔９への固定部材７の挿入は、図２（ｂ）に示すように１本ずつ順次行っても良いし、複数本を同時に実施しても良い。このとき、緩衝部材６はセンサケース２の第２貫通孔５の両開口端の周囲部に係止しており、弾性を有する材料にて形成されている。従って、固定部材７の第１貫通孔９への挿通時に、固定部材７の固定部７ａからの圧力により、その挿通方向の長さを縮小するように弾性変形することで、固定部材７の挿通をしやすくしている。
【００３３】
次いで、図２（ｃ）に示されるように、固定部材７が完全に、第１貫通孔９を貫通し、貫通とほぼ同時に、固定部材７の先端にある係止部７ｃが、第１貫通孔９内で変形縮小し狭窄していた状態から解き放たれ、その反力により自動的に第１貫通孔９の開口端の周囲部に係止される。また、緩衝部材６は、固定部材７の挿通後、第１貫通孔９の開口端の周囲部を気密にシールするように、固定部材７が第１貫通孔９を挿通し、その開口端の周囲部に係止した状態で、取付け部８の上面と固定部材７の固定部７ａとの間の距離に対して、緩衝部材６の長さが、略同等か好ましくは若干大きめに形成されている。従って、第２貫通孔５の両開口端の周囲部、及び第１貫通孔９のセンサケース２側の開口端の周囲部は、緩衝部材６により密着封止されているので、第１貫通孔９を通して取付け部８側（固定部材７の先端側）の圧力がリークすることはなく、安定してセンサチップ３が圧力を検出することができる。
【００３４】
以上より、本実施の形態のように固定部材７を用いることで、ネジ締めの際に必要とする特別な工具や労力を用いずに、センサ装置１を取付け部８に容易に固定することができ、固定に要する工数を削減することができる。また、このとき緩衝部材６を用いることで、固定部材７の第１貫通孔９への挿通を容易とするとともに、第１貫通孔９の開口端の周囲部を気密にシールすることにより、センサとしての安定性を高めることができる。
【００３５】
尚、本実施の形態においては、センサケース２側から固定部材７を挿通させたが、逆に、センサケース２に第１貫通孔９を形成し、取付け部８に第２貫通孔５を形成し、この第２貫通孔５に緩衝部材６を勘合させ、取付け部８側から固定部材７を挿通させることにより、センサ装置１を取付け部８に固定しても良い。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図３（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。
【００３７】
第２の実施の形態におけるセンサ装置は、第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００３８】
第２の実施の形態において、第１の実施の形態と異なる点は、固定部材７がセンサケース２或いは取付け部８に一体成形されていることである。
【００３９】
ここで、図３（ａ）は取付け部８に固定部材７を形成し、センサ装置１を取付け部８に固定した状態を示す断面図であり、図３（ｂ）はセンサケース２に固定部材７を形成し、センサ装置１を取付け部８に固定した状態を示す断面図である。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、取付け部８に固定部材７が成形される場合、取付け部８は、例えばＰＰＳ等の耐熱性のある樹脂からなり、固定部材７が例えば一体樹脂成形される。そして、センサケース２の第１貫通孔９に緩衝部材６を介して固定部材７が挿通される。
【００４１】
このとき、緩衝部材６は、第１貫通孔９の深さと略同等の長さを有する円筒部６ａと、この円筒部６ａの両端部に連結するように形成され、第１貫通孔９の開口部の拡径方向に延びて、開口部の周囲部に係止するフランジ部６ｂとにより構成される。緩衝部材６は、取付け部８或いはセンサケース２の圧力により弾性変形し、固定部材７が第１貫通孔９に挿通されやすくしている。そして、固定部材７の柱部７ｂの長さに対して、緩衝部材６の長さが略同等か好ましくは若干大きめに形成され、固定部材７の係止部７ｃが緩衝部材６のフランジ部６ｂを介して第１貫通孔９の開口端の周囲部に係止することにより、第１貫通孔９は緩衝部材６により気密にシールされ、センサ装置１が取付け部８に固定される。
【００４２】
また、図３（ｂ）に示すように、センサケース２に固定部材７が形成される場合、センサケース２及び固定部材７は、例えばＰＰＳ等の耐熱性のある樹脂を用いて一体成形される。本例においても、緩衝部材６は、第１貫通孔９の深さと略同等の長さを有する円筒部６ａと、この円筒部６ａの両端部に連結するように形成され、第１貫通孔９の開口部の拡径方向に延びて、開口部の周囲部に係止するフランジ部６ｂとにより構成される。緩衝部材６は、固定部材７の上部にあるセンサケース２の圧力により弾性変形し、固定部材７が第１貫通孔９に挿通されやすくしている。そして、固定部材７の柱部７ｂの長さに対して、緩衝部材６の長さが略同等か好ましくは若干大きめに形成され、固定部材７の係止部７ｃが緩衝部材６のフランジ部６ｂを介して第１貫通孔９の開口端の周囲部に係止することにより、第１貫通孔９は緩衝部材６により気密にシールされ、センサ装置１が取付け部８に固定される。
【００４３】
以上にように、本実施の形態では、貫通孔の形成がセンサケース２或いは取付け部８の一方で良いので、センサケース２及び取付け部８の両方に第１，第２貫通孔５，９を形成する場合に起こるお互いの孔精度による位置ずれの問題を解消することができる。
【００４４】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【００４５】
本実施の形態においては、センサ装置の一例として半導体式圧力センサ１を示したが、それ以外にも、密着封止が必要とされるセンサ装置の取付けにおいて本発明を用いることができる。
【００４６】
本実施の形態においては、第１，第２貫通孔５，９の断面形状は略円形である例を示したが、それ以外の形状でも良く、固定部材７の断面形状に対して、第１貫通孔９、第２貫通孔５、緩衝部材６の断面形状が対応していれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）はセンサ装置を取付け部に固定した状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の緩衝部材の断面図、（ｃ）は（ａ）の固定部材の断面図である。
【図２】センサ装置の固定方法を示す工程別断面図であり、（ａ）は取付け部にポート部を挿入した状態、（ｂ）は取付け部の第１貫通孔に固定部材を挿入した状態、（ｃ）は固定部材が第１貫通孔を貫通し、取付け部に係止された状態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すセンサ装置を取付け部に固定した断面図であり、（ａ）は取付け部に固定部材を形成した場合、（ｂ）はセンサケースに固定部材を形成した場合である。
【図４】従来構造のセンサ装置を取付け部に固定した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・センサ装置、２・・・センサケース、４・・・ポート部、５・・・第２貫通孔、６・・・緩衝部材、６ａ・・・円筒部、６ｂ・・・フランジ部、７・・・固定部材、７ｃ・・・係止部、８・・・取付け部、９・・・第１貫通孔、１０・・・孔、１１・・・スリット

Claims

センサ素子を内部に保持したセンサケースを取付け部に固定するセンサ装置の取付け構造において、
前記センサケース及び当該センサケースが取り付けられる取付け部の一方に第１貫通孔を形成し、他方にその第１貫通孔に挿通される固定部材を設け、
前記固定部材の前記第１貫通孔に挿通される先端に、前記第１貫通孔の開口端の周囲部に係止するための係止部が設けられることによって、前記固定部材が前記第１貫通孔を貫通した際に、前記係止部によって前記センサケースが前記取付け部に固定されることを特徴とするセンサ装置の取付け構造。
前記固定部材は、前記センサケース及び前記取付け部の他方に一体的に形成されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置の取付け構造。
前記第１貫通孔に挿入され、当該第１貫通孔の深さと略同等の長さを有する円筒部と、この円筒部の両端部に連結するように形成され、前記第１貫通孔の開口部の拡径方向に延びて、当該第１貫通孔の開口部の周囲部に係止するフランジ部とからなる弾性変形可能な緩衝部材を、前記固定部材と前記第１貫通孔との間に配置したことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置の取付け構造。
前記センサケース及び前記取付け部の他方にも第２貫通孔を形成し、当該第２貫通孔に前記固定部材を挿通することによって、前記固定部材が前記センサケース及び前記取付け部の他方の部材に設けられることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置の取付け構造。
前記第２貫通孔内に挿入され、当該第２貫通孔の深さと略同等の長さを有する円筒部と、この円筒部の両端部に連結するように形成され、前記第２貫通孔の開口部の拡径方向に延びて、当該第２貫通孔の開口部の周囲部に係止するフランジ部とからなる弾性変形可能な緩衝部材を、前記固定部材と前記第２貫通孔との間に配置したことを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置の取付け構造。
前記固定部材は、その先端から挿通方向に形成された孔と、この孔の外周部において前記挿通方向に延びる少なくとも１本の溝状スリットとを有し、前記固定部材が前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔の少なくとも一方に挿通される際に、前記固定部材の外径が縮小方向に変形することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のセンサ装置の取付け構造。