JP2007132745A - 温度検出機能付き圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ安価にして信頼性及び耐久性に優れた温度検出機能付き圧力検出装置を提供する。
【解決手段】被測定媒体の圧力変化を電気信号に変換して出力する圧力センサ２と、被測定媒体の温度変化を電気信号に変換して出力する温度センサ素子４と、温度センサ素子４のリード部５が溶接される２本のセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂと、温度センサ素子４の保護壁１５及び圧力導入孔１３を有するハウジング８をもって温度検出機能付き圧力検出装置を構成する。ハウジング８の中心軸Ｙ−Ｙに対して温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘを傾斜する方向又は平行な方向に設定する。また、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂと温度センサ素子４のリード部５とをその溶接部において直交させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の吸気温度及び吸気圧力の検出などに用いられる温度検出機能付き圧力検出装置に係り、特に、センサ素子支持ピンに対する温度センサ素子リード部の取付構造に関する。

図４及び図５に、従来より知られているこの種の温度検出機能付き圧力検出装置の一例を示す（例えば、特許文献１参照。）。図４は公知例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の全体構成と被測定部への取付状態とを示す断面図であり、図５は公知例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の温度センサ素子設定部及びその周辺部の構成を示す要部断面図である。

これらの図に示すように、本例の温度検出機能付き圧力検出装置１は、被測定媒体の圧力変化を電気信号に変換して出力する圧力センサ２と、圧力センサ２から延出された２本の外部接続端子３（図４には１本のみ表示されている。）と、被測定媒体の温度変化を電気信号に変換して出力する温度センサ素子４と、温度センサ素子４のリード部５が溶接される２本のセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂと、一端がこれら２本のセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂにそれぞれ接続された２本の外部接続端子７（図４には１本のみ表示されている。）と、これらの各部材を一体に保持するハウジング８と、ハウジング８の外周面に設けられたシールド用のＯリング９と、ハウジング８の上面開口部に被着されたカバー１０とから主に構成されている。

ハウジング８は、図４に示すように、例えばエンジン吸気管などの被測定部１００に取り付けたときに当該被測定部１００の外面に設定される外面設定部８ａと被測定部１００内に挿入される挿入部８ｂとからなり、外面設定部８ａには、圧力センサ２の設定部１１と図示しない外部接続コネクタの挿入口１２とが形成され、挿入部８ｂには、圧力センサ２の設定部１１に連通する圧力導入孔１３と、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂの貫通孔１４と、温度センサ素子４の保護壁１５と、当該保護壁１５に開設された通気口１６とが形成されている。前記Ｏリング９は、挿入部８ｂの外面に備えられる。

温度センサ素子４は、図５に示すように、ハウジング８に設けられた挿入部８ｂの中心軸（以下、「圧力導入孔１３の中心軸」という。）Ｙ−Ｙに対してリード部５を含む温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘが直交するように配置されており、ハウジング８から垂直に延出されたセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂの先端部にリード部５がスポット溶接されている。

本例の温度検出機能付き圧力検出装置１は、図４に示すように、被測定部１００に開設された透孔１０１を通して挿入部８ｂを被測定部１００内に挿入し、Ｏリング９を透孔１０１の内面に密着し、かつ外面設定部８ａの下面を被測定部１００の外面に密着させることにより、被測定部１００に取り付けられる。
特開２００４−３５４２９４号公報

ところで、この種の温度検出機能付き圧力検出装置は、レイアウト上の制約が多いエンジン吸気管などに取り付けられるものであるため、小型化が強く要求される。

しかるに、前記公知例に係る温度検出機能付き圧力検出装置は、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対してリード部５を含む温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘが直交に配置されているので、挿入部８ｂの小径化が困難で、小型化の要求に対応することが難しいという問題がある。

なお、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対してリード部５を含む温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘを傾斜させるか平行に向ければ、挿入部８ｂの小径化を図ることができるが、単に圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対するリード部５を含む温度センサ素子４の取り付け角度を変更しただけでは、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂに対するリード部５の接続信頼性が低下し、耐久性に悪影響を及ぼす場合がある。

即ち、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対してリード部５を含む温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘを傾斜させる構造とした場合、その傾斜角度が小さくなるほど、図６にハッチングで示すように、中心軸Ｙ−Ｙに対する中心軸Ｘ−Ｘの設定誤差に対応して生じるセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂとリード部５との溶接部の面積変化が大きくなるので、中心軸Ｙ−Ｙに対する特定の傾斜角度を温度センサ素子４の取付角度として設定し、当該傾斜角度における溶接部の面積に応じた最適なスポット溶接条件を設定しておいても、温度センサ素子４の取付角度に誤差が生じた場合に最適なスポット溶接が困難になり、接続信頼性が低下して、温度検出機能付き圧力検出装置の耐久性が劣化する。一方、スポット溶接時に、中心軸Ｙ−Ｙに対する中心軸Ｘ−Ｘの傾斜角度を高精度に規制すれば、かかる不都合を回避することができるが、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂに対する温度センサ素子４の位置決めに要する作業効率が低下し、温度検出機能付き圧力検出装置が高コスト化する。

本発明は、かかる従来技術の実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型かつ安価にして信頼性及び耐久性に優れた温度検出機能付き圧力検出装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明は、単にハウジングに形成された圧力導入孔の中心軸に対してリード部を含む温度センサ素子の中心軸を傾斜する方向又は平行な方向に設定するだけではなく、溶接の安定化及び製造の容易化を図るための手段を採る。

具体的には、本発明は、第１に、被測定媒体の圧力変化を電気信号に変換して出力する圧力センサと、被測定媒体の温度変化を電気信号に変換して出力する温度センサ素子と、当該温度センサ素子のリード部が溶接される２本のセンサ素子支持ピンと、前記温度センサ素子の保護壁及び前記圧力センサの設定部に連通する圧力導入孔を有するハウジングとを備えた温度検出機能付き圧力検出装置において、前記ハウジングの中心軸に対して前記温度センサ素子の中心軸を傾斜する方向又は平行な方向に設定すると共に、前記温度センサ素子のリード部が溶接される前記センサ素子支持ピンの先端部を前記温度センサ素子のリード部との交叉角度が大きくなる方向に曲折したことを特徴とする。

本発明は、第２に、前記第１の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記センサ素子支持ピンと前記温度センサ素子のリード部とをその溶接部においてほぼ直交させたことを特徴とする。

本発明は、第３に、前記第１の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記センサ素子支持ピンの先端部の幅寸法を前記リード部の幅寸法の２倍以下に形成し、当該先端部に前記リード部を溶接したことを特徴とする。

本発明は、第４に、前記第１の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記温度センサ素子の端部から前記センサ素子支持ピンとの溶接部までの前記リード部の長さを５ｍｍ以下に設定したことを特徴とする。

本発明は、第５に、前記第１の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記保護壁に、前記リード部を含む前記温度センサ素子の全体を前記被測定媒体にさらし得る形状及びサイズの通気口を設けたことを特徴とする。

本発明は、第６に、前記第１の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記２本のセンサ素子支持ピンの間に前記圧力導入孔を設けたことを特徴とする。

本発明は、第７に、前記第１の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記圧力導入孔の入口周囲に高さが２ｍｍ以上の周壁を形成したことを特徴とする。

本発明の温度検出機能付き圧力検出装置は、圧力導入孔の中心軸に対して温度センサ素子の中心軸を傾斜させか、平行に向けるので、圧力導入孔の中心軸に対して温度センサ素子の中心軸を直交させる場合に比べてハウジングの挿入部を小径化することができる。また、温度センサ素子のリード部が溶接されるセンサ素子支持ピンの先端部を温度センサ素子のリード部との交叉角度が大きくなる方向に曲折したので、予め定められた圧力導入孔の中心軸に対する温度センサ素子の設定角度から若干温度センサ素子の取付角度がずれたとしてもセンサ素子支持ピンとリード部との溶接部の面積変化を小さくすることができ、常に最適なスポット溶接条件にてセンサ素子支持ピンとリード部との溶接部を溶接することができて、溶接部の接続信頼性ひいては温度検出機能付き圧力検出装置の耐久性を高めることができる。さらに、スポット溶接に際して圧力導入孔の中心軸に対する温度センサ素子の中心軸を高精度に規制する必要がないので、温度センサ素子の位置決め作業を効率化することができ、温度検出機能付き圧力検出装置を高能率かつ低コストに製造することができる。

以下、本発明に係る温度検出機能付き圧力検出装置の実施形態例を、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は第１実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の要部断面図、図２は第２実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の要部断面図、図３は第３実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の要部断面図である。これらの図において、図５との対応部分には、図５と同一の符号が表記されている。

図１に示すように、第１実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置１Ａは、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対して温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘが傾斜する方向に設定されている。中心軸Ｙ−Ｙに対する中心軸Ｘ−Ｘの傾斜角度θは、７０度以下の任意の角度とすることが望ましい。傾斜角度θが７０度を超えると、挿入部８ｂの小径化に関して顕著な効果が望めなくなるからである。かかる構成をとることにより、本例の温度検出機能付き圧力検出装置１Ａは、図５に示した従来の温度検出機能付き圧力検出装置１に比べてハウジング８の挿入部８ｂを小径化することができ、被測定部への取り付けを容易化することができる。

ハウジング８から垂直に延出された２本のセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂの先端部には、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対して（９０＋θ）度の角度で傾斜する溶接部６ｃが同一の向きに形成されており、当該溶接部６ｃに温度センサ素子４のリード部５がスポット溶接される。これにより、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対して温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘを角度θで傾斜できると共に、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂと温度センサ素子４のリード部５とをその溶接部６ｃにおいて直交させることができるので、予め定められた設定角度θから若干温度センサ素子４の取付角度がずれたとしても、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂとリード部５との溶接部の面積変化を小さくすることができ、各溶接部を予め定められた最適なスポット溶接条件にて安定に溶接することができる。また、スポット溶接に際して圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対する温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘを高精度に規制する必要がないので、温度センサ素子４の位置決め作業を効率化することができ、温度検出機能付き圧力検出装置の生産性の向上と低コスト化とを図ることができる。

また、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂの先端部に形成される溶接部６ｃの幅寸法Ｃ１は、リード部５の幅寸法Ｃ２の２倍以下とすることが望ましい。このように、両者の幅寸法の比を２倍以下とすることにより、溶接部における両者の熱容量差を許容範囲内とすることができるので、高品質なスポット溶接を実施することができる。

一方、温度センサ素子４の端部からセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂとの溶接部までのリード部５の長さＤは、５ｍｍ以下とすることが望ましい。このように、リード部５の長さを規制すると、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂを含めた温度センサ系全体の固有振動数を高めることができるので、温度検出機能付き圧力検出装置の耐振動耐久性を高めることができる。

保護壁１５には、リード部５を含む温度センサ素子４の全体を被測定媒体にさらし得る形状及びサイズの通気口１６が開口される。これにより、温度センサ素子４の出力応答性を早めることができると共に、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂとリード部５とのスポット溶接を容易化することができる。

圧力導入孔１３は、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂを保持する２つの貫通孔１４の間に設けられる。これにより、被測定媒体の流れの方向に左右されることなく、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂの抵抗により生じる圧力損失を最小にすることができるので、圧力センサ２の出力応答性を早めることができる。

また、この圧力導入孔１３の入口側の周囲には、汚損防止用の周壁１３ａが設けられる。この周壁１３ａの高さＥは、２ｍｍ以上とすることが望ましい。このように、圧力導入孔１３の入口側の周囲に所定高さの周壁１３ａを設けると、ハウジング８の内壁を伝わってくるオイル等の圧力導入孔１３内への侵入やそれに伴う圧力導入孔１３の目詰まりを防止できるので、温度検出機能付き圧力検出装置の耐汚損性を高めることができる。

その他の部分の構成については、図４及び図５に示した公知例に係る温度検出機能付き圧力検出装置と等価であるので、説明を省略する。

次に、本発明に係る温度検出機能付き圧力検出装置の第２例を、図２に基づいて説明する。本例の温度検出機能付き圧力検出装置１Ｂは、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対して温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘを平行に配置したことを特徴とする。

本例の温度検出機能付き圧力検出装置においては、図２に示すように、各センサ素子支持ピン６ａ，６ｂの先端部に形成される溶接部６ｃが、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙと直交する向きに形成される。その他の部分については、第１実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置１Ａと同じであるので、重複を避けるために対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

本例の温度検出機能付き圧力検出装置１Ｂは、圧力導入孔１３の中心軸Ｙ−Ｙに対して温度センサ素子４の中心軸Ｘ−Ｘを平行に配置したので、図１、図２及び図５の比較から明らかなように、ハウジング８の挿入部８ｂを最も小径化することができる。

次に、本発明に係る温度検出機能付き圧力検出装置の第３例を、図３に基づいて説明する。本例の温度検出機能付き圧力検出装置１Ｃは、ハウジング８の挿入部８ｂを分割構造とし、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂとリード部５とのスポット溶接を容易化したことを特徴とする。

即ち、本例の温度検出機能付き圧力検出装置１Ｃは、ハウジング８の挿入部８ｂが基部８１と連結部８２とから構成されており、連結部８２には、圧力導入孔１３の一部と、貫通孔１４の一部と、温度センサ素子４の保護壁１５と、当該保護壁１５に開設された通気口１６とが形成されている。連結部８２は、少なくともセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂとリード部５との溶接部を覆う長さに形成されており、当該溶接部のスポット溶接が完了した後に基部８１の下面に固着される。

このようにすると、連結部８２を取り外した状態でセンサ素子支持ピン６ａ，６ｂとリード部５とのスポット溶接を実行できるので、ハウジング８の挿入部８ｂが小径化された結果、ハウジング８内へのスポット溶接用電極の挿入が困難になるという不都合を生じないので、所要のスポット溶接を効率よく行うことができ、トータルの温度検出機能付き圧力検出装置の生産性を高めることができる。

なお、前記各実施例においては、センサ素子支持ピン６ａ，６ｂと温度センサ素子４のリード部５とをその溶接部において直交させたが、必ずしも厳密な意味で直交させる必要はなく、実用上±１０度程度の取付誤差は許容される。

第１実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の要部断面図である。 第２実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の要部断面図である。 第３実施形態例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の要部断面図である。 公知例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の全体構成と被測定部への取付状態とを示す断面図である。 公知例に係る温度検出機能付き圧力検出装置の温度センサ素子設定部及びその周辺部の構成を示す要部断面図である。 単に温度センサ素子を傾斜させた場合に生じる不都合を示す説明図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 温度検出機能付き圧力検出装置
２ 圧力センサ
４ 温度センサ素子
５ リード部
６ａ，６ｂ センサ素子支持ピン
８ ハウジング
１３ 圧力導入孔
１４ センサ素子支持ピンの貫通孔
１５ 温度センサ素子の保護壁
１６ 通気口

Claims (7)

1. 被測定媒体の圧力変化を電気信号に変換して出力する圧力センサと、被測定媒体の温度変化を電気信号に変換して出力する温度センサ素子と、当該温度センサ素子のリード部が溶接される２本のセンサ素子支持ピンと、前記温度センサ素子の保護壁及び前記圧力センサの設定部に連通する圧力導入孔を有するハウジングとを備えた温度検出機能付き圧力検出装置において、
   前記ハウジングの中心軸に対して前記温度センサ素子の中心軸を傾斜する方向又は平行な方向に設定すると共に、前記温度センサ素子のリード部が溶接される前記センサ素子支持ピンの先端部を前記温度センサ素子のリード部との交叉角度が大きくなる方向に曲折したことを特徴とする温度検出機能付き圧力検出装置。
2. 請求項１に記載の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記センサ素子支持ピンと前記温度センサ素子のリード部とをその溶接部においてほぼ直交させたことを特徴とする温度検出機能付き圧力検出装置。
3. 請求項１に記載の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記センサ素子支持ピンの先端部の幅寸法を前記リード部の幅寸法の２倍以下に形成し、当該先端部に前記リード部を溶接したことを特徴とする温度検出機能付き圧力検出装置。
4. 請求項１に記載の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記温度センサ素子の端部から前記センサ素子支持ピンとの溶接部までの前記リード部の長さを５ｍｍ以下に設定したことを特徴とする温度検出機能付き圧力検出装置。
5. 請求項１に記載の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記保護壁に、前記リード部を含む前記温度センサ素子の全体を前記被測定媒体にさらし得る形状及びサイズの通気口を設けたことを特徴とする温度検出機能付き圧力検出装置。
6. 請求項１に記載の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記２本のセンサ素子支持ピンの間に前記圧力導入孔を設けたことを特徴とする温度検出機能付き圧力検出装置。
7. 請求項１に記載の温度検出機能付き圧力検出装置において、前記圧力導入孔の入口周囲に高さが２ｍｍ以上の周壁を形成したことを特徴とする温度検出機能付き圧力検出装置。

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