JP2008039585A - センサ装置の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力センサを金属ブラケットにねじ締め固定し、さらに金属ブラケットを被取付部材に固定してなる圧力センサの取付構造において、金属ブラケットの被取付部材への取付時に発生する衝撃によるセンサ特性の悪化を防止する。
【解決手段】ボルト６０と第１のナット１００によるねじ締めの軸力が加わる部分において圧力センサＳ１と金属ブラケット２００との間に、金属ブラケット２００を被取付部材へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収するゴムリングなどよりなる緩衝部材２２０を介在させ、この緩衝部材２２０を介してボルト６０とナット１００による締め付けを行っている。
【選択図】図２

Description

本発明は、センサ装置を金属ブラケットにねじ締め固定し、さらに当該金属ブラケットを被取付部材に固定してなるセンサ装置の取付構造に関する。

従来より、この種のセンサ装置としては、たとえば特許文献１に記載の圧力センサが提案されている。このものは、車両に取り付けられる圧力センサであって、排気ガスを圧力媒体として、この排気ガスの圧力をメタルダイアフラムで受け、その歪みを電気信号に変換することにより、圧力を検出するものである。

ここで、従来では、このようなセンサ装置は上記特許文献１にも示されているように、ボルトを有しており、一般的に、このボルトによって、センサ装置を金属ブラケットにねじ締めする。

具体的には、金属ブラケットには、センサ装置取付用の貫通穴が設けられており、この貫通穴にセンサ装置のボルトの先端側を挿入し、貫通穴から突出するボルトの先端側の部位にナットを装着してねじ締めを行う。これにより、センサ装置が金属ブラケットに固定される。さらに、この金属ブラケットを車両などの被取付部材に取り付けることによって、当該センサ装置は使用される。
特開２００３−３１５１９３号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、従来のセンサ装置の金属ブラケットへの取付構造では、次のような問題が生じることがわかった。ここで、図１０は、従来の一般的な手法によって本発明者が試作した試作品としてのセンサ装置の取付構造を示す概略図である。

図１０に示されるように、センサ装置Ｊ１は、ねじが形成されたボルト６０を備えている。このボルト６０は、樹脂にインサートされるなどによりセンサ装置Ｊ１に一体化されており、金属ブラケット２００に設けられた貫通穴２１０に挿通されている。つまり、ボルト６０の先端側の部位が、貫通穴２１０を通り抜けて金属ブラケット２００におけるセンサ装置Ｊ１側とは反対側の面から突出している。

そして、この金属ブラケット２００の貫通穴２１０から突出するボルト６０の先端側の部位には、ナット１００がねじ締めされて装着されており、これらの締め付けにより、センサ装置Ｊ１が金属ブラケット２００にねじ締めされて固定されている。

こうして、金属ブラケット２００に固定されたセンサ装置Ｊ１は、図１０に示されるように、金属ブラケット２００を介して、被取付部材３００に固定される。ここで、被取付部材３００は、自動車などの車両である。

この金属ブラケット２００の被取付部材３００への固定方法は、一般的な方法と同様であり、生産性向上のためにインパクトレンチ４００を使用したものである。つまり、インパクトレンチ４００によって、ねじ５００を締めることにより、金属ブラケット２００を被取付部材３００に固定する。

このインパクトレンチ４００は作業性は良いが、内蔵されたインパクト機構により固定対象となる部品に衝撃が印加される。ここで、この衝撃が金属ブラケット２００、ボルト６０を介してセンサ装置Ｊ１にダメージを与えセンサ特性を変化させる場合があり、高精度なセンサ特性を維持するうえで妨げになっている。

なお、被取付部材３００と金属ブラケット２００との固定方法は、上記したインパクトレンチ４００による方法以外でもよいが、いずれにせよ、被取付部材３００と金属ブラケット２００とを固定するにあたっては、何らかの衝撃が発生する。そして、この衝撃が、上記と同様に、金属ブラケット２００、ボルト６０を介してセンサ特性に悪影響を及ぼすことは十分に考えられる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、センサ装置を金属ブラケットにねじ締め固定し、さらに当該金属ブラケットを被取付部材に固定してなるセンサ装置の取付構造において、金属ブラケットの被取付部材への取付時に発生する衝撃によるセンサ特性の悪化を防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ボルト（６０）とナット（１００）によるねじ締めの軸力が加わる部分においてセンサ装置（Ｓ１）と金属ブラケット（２００）との間に、金属ブラケット（２００）を被取付部材（３００）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材（２２０）を介在させ、この緩衝部材（２２０）を介してボルト（６０）とナット（１００）による締め付けを行ったことを第１の特徴とする。

それによれば、金属ブラケット（２００）の被取付部材（３００）への取付時に発生する衝撃が、緩衝部材（２２０）によって緩和されるため、当該衝撃によるセンサ特性の悪化を防止することができる。

また、本発明は、ボルト（６０）とナット（１００）によるねじ締めの軸力が加わる部分においてナット（１００）と金属ブラケット（２００）との間に、金属ブラケット（２００）を被取付部材（３００）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材（２２０）を介在させ、この緩衝部材（２２０）を介してボルト（６０）とナット（１００）による締め付けを行ったことを、第２の特徴とする。

また、本発明は、ボルト（６０）とナット（１００）によるねじ締めの軸力が加わる部分においてセンサ装置（Ｓ１）と金属ブラケット（２００）との間、および、ナット（１００）と金属ブラケット（２００）との間に、それぞれ、金属ブラケット（２００）を被取付部材（３００）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材（２２０）を介在させ、この緩衝部材（２２０）を介してボルト（６０）とナット（１００）による締め付けを行ったことを、第３の特徴とする。

これら第２および第３の特徴を有する取付構造においても、金属ブラケット（２００）の被取付部材（３００）への取付時に発生する衝撃が、緩衝部材（２２０）によって緩和されるため、当該衝撃によるセンサ特性の悪化を防止することができる。

ここで、上記各構成において、センサ装置（Ｓ１）と金属ブラケット（２００）との間におけるボルト（６０）の部分に、第２のナット（６１）を装着してもよく、この場合、緩衝部材（２２０）は、この第２のナット（６１）と金属ブラケット（２００）との間に介在することになる。

また、緩衝部材（２２０）としては、金属よりもヤング率が小さいもを採用することが好ましく、具体的には、樹脂材料、ゴム材料、ゲル材料などが挙げられる。また、緩衝部材（２２０）の形状としては、ボルト（６０）が挿入される中空部を有する環状をなすものにできる。

また、緩衝部材（２２０）を介在させてねじ締めを行う場合、締め付けの緩みが懸念されるが、このことを考慮して、緩衝部材（２２０）のボルト（６０）側の部位に、緩衝部材（２２０）よりも固い金属よりなり、ボルト（６０）とナット（１００）によるねじ締めのゆるみを抑制する金属リング（２３０）を設けることが、好ましい。また、この金属リング（２３０）は、緩衝部材（２２０）のボルト（６０）側とは反対側の部位に設けてもよい。

具体的には、緩衝部材（２２０）が、ボルト（６０）が挿入される中空部を有する環状をなすものである場合においては、緩衝部材（２２０）のボルト（６０）側の部位に金属リング（２３０）を設けることとは、環状の緩衝部材（２２０）の内周に金属リング（２３０）を設けることであり、緩衝部材（２２０）のボルト（６０）側とは反対側の部位に金属リング（２３０）を設けることとは、環状の緩衝部材（２２０）の外周に金属リング（２３０）を設けることである。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサ装置としての圧力センサＳ１の概略断面構成を示す図である。この圧力センサＳ１は、被取付部材としての車両に取り付けられるオイル封止型差圧センサである。

また、図２は、本実施形態の圧力センサＳ１を金属ブラケット２００へ取り付けてなる取付構造の要部を示す概略断面図である。本実施形態の圧力センサＳ１は、上記図１０に示されるものと同様に、最終的に金属ブラケット２００を介して被取付部材３００に固定されるが、図２は、このうちの金属ブラケット２００とセンサ装置Ｓ１とのねじ止め部分を示すものである。

なお、限定するものではないが、本実施形態は、たとえば、車両のディーゼルエンジンの排気管に設けられたＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の圧力損失を検出するために当該排気管に取り付けられ、当該ＤＰＦ前後の排気管の差圧を検出する差圧（相対圧）検出型の圧力センサとして適用することができる。

［センサ構成等］
まず、図１を参照して、圧力センサＳ１の基本構成を述べる。図１において、ケース１０は圧力センサＳ１の本体を区画するもので、たとえば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂材料などを、成形することにより作られる。

このケース１０においては、一面側（図１中の上面側）に凹部としての第１の圧力検出室１１ａが形成されており、当該一面と反対の面側（図１中の下面側）に第１の圧力検出室１１ａと連通する凹部としての第２の圧力検出室１１ｂが形成されている。

ここで、図１に示されるように、第１の圧力検出室１１ａおよび第２の圧力検出室１１ｂは、ともにその中央部がその周囲よりも更に凹んだ２段階の凹形状となっており、この中央部にて両圧力検出室１１ａ、１１ｂを連通する穴としての穴部１１ｃが形成されている。そして、ケース１０には、この穴部１１ｃを遮断するように圧力検出用のセンサ素子２０が設けられている。

センサ素子２０は、印加される圧力に基づいて信号を出力するセンシング部として構成されるものである。具体的には、センサ素子２０は、印加された圧力値に応じたレベルの電気信号を発生するものである。

具体的に、このようなセンサ素子２０としては、シリコン基板等の半導体基板に薄肉部としてのダイアフラム（図示せず）を有する半導体ダイアフラム式のセンサチップを採用することができる。

このような半導体ダイアフラム式のセンサチップは、たとえば、半導体プロセスによってシリコン半導体チップに対して、ダイアフラムおよび拡散抵抗素子などにより構成されるブリッジ回路などを形成してなるものである。そして、圧力によってセンサチップのダイアフラムが歪み、その歪みによって生じる抵抗値変化を電気信号に変換して出力する機能を有するものである。

そして、センサ素子２０には、ガラス等よりなる台座３０が接合されており、これらセンサ素子２０と台座３０とは一体化されている。ここで、センサ素子２０と台座３０とは、たとえば陽極接合などにより接合することができる。

そして、図１に示されるように、センサ素子２０は、この台座３０を介して、ケース１０における第１の圧力検出室１１ａの中央部の底面に、図示しないシリコーン系接着剤等の接着剤により接着されている。

それによって、センサ素子２０および台座３０は、ケース１０に取り付け固定された形で設けられている。ここで、台座３０には、穴部１１ｃを介して第２の圧力検出室１１ｂと連通する貫通孔３１が形成されている。

つまり、第２の圧力検出室１１ｂは、穴部１１ｃを介して台座３０の貫通孔３１まで通じているが、その先はセンサ素子２０により遮断されている。言い換えれば、このセンサ素子２０を境として、第１の圧力検出室１１ａと第２の圧力検出室１１ｂとは、遮断された形となっている。

また、ケース１０に設けられた配線部材としてのターミナル１０ａは、センサ素子２０からの信号を取り出すためのものである。この本例では、図１に示されるように、ターミナル１０ａは黄銅等の導電性金属よりなる棒状部材であり、たとえば、ケース１０にインサート成形されることで固定されている。

ターミナル１０ａの一端側はセンサ素子２０の近傍において第１の圧力検出室１１ａ内に露出しており、センサ素子２０とアルミや金などからなるワイヤ４０により結線され電気的に接続されている。このワイヤ４０は、たとえば通常のワイヤボンディング法などにより形成できるものである。

ここで、第１の圧力検出室１１ａ内に露出しているターミナル１０ａの一端部の周囲には、ターミナル１０ａとケース１０との隙間をシールするためのシール材５０が設けられている。このシール材５０は、たとえば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂などからなるものである。

そして、ターミナル１０ａは、その一端部から、ケース１０におけるセンサ素子２０の搭載面すなわち第１の圧力検出室１１ａの底面と平行な方向に延びるように配置されている。そして、ターミナル１０ａのうちワイヤ４０との接続部とは反対側の端部が、ケース１０の開口部１０ｂから外部に露出している。

そして、このターミナル１０ａの露出端部は、ケース１０の開口部１０ｂとともに、図示しない外部配線部材に接続可能となっており、それによって、センサ素子２０は、ワイヤ４０、ターミナル１０ａを介して外部回路（たとえば、車両のＥＣＵ等）に対して信号のやり取りが可能となっている。

つまり、ケース１０の開口部１０ｂの部分は、そこに露出するターミナル１０ａとともに、外部との接続を行うためのコネクタ部として構成されている。このように、ケース１０は、センシング部であるセンサ素子２０が設置されるセンシング部設置部として機能するとともに、コネクタケースとしても機能するものである。

また、図１に示されるように、外部から圧力を導入するための圧力ポート１２、１３が、ケース１０に組み付けられている。第１の圧力ポート１２は、ケース１０の一面側すなわち第１の圧力検出室１１ａ側（第１のダイアフラム８１側）に組み付けられ、第２の圧力ポート１３は、ケース１０の他面側すなわち第２の圧力検出室１１ｂ側（第２のダイアフラム８２側）に組み付けられている。

これら圧力ポート１２、１３は、上記ケース１０と同様に、たとえば、ＰＢＴやＰＰＳ等の樹脂材料などを成形することにより作られる。また、第１の圧力ポート１２、第２の圧力ポート１３には、それぞれ、図１中において２点鎖線にて示す導入ポート１２ａ、１３ａが設けられている。

ここで、ケース１０と第１の圧力ポート１２、および、ケース１０と第２の圧力ポート１３とは、雄ねじとなるボルト６０および雌ねじとなるナット６１を用いて接合されることで、一体に組み付けられている。

これらボルト６０およびナット６１は、この種のセンサ装置に用いられる締結部材として使用可能なものであるならば、特に材質を限定するものではないが、鉄系金属などよりなるものである。

そして、ケース１０と第１および第２の圧力ポート１２、１３とを積層した状態で、これら３部材１０、１２、１３をボルト６０が貫通しており、このボルト６０に装着されたナット６１と当該ボルト６０との締め付け力により、これら３部材１０、１２、１３が締結されている。

また、図１において、第２の圧力ポート１３から突出する部分は、後述する金属ブラケット２００の貫通穴２１０に挿通される部分である（図２参照）。また、図１に示されるナット６１は、圧力センサＳ１の金属ブラケット２００の取付構造において（図２参照）、圧力センサＳ１と金属ブラケット２００との間におけるボルト６０の部分に装着される第２のナット６１として構成される。

ここで、ケース１０における第１の圧力検出室１１ａおよび第２の圧力検出室１１ｂには、圧力媒体としてのオイル７０が充填されている。このオイル７０は、フッ素系オイルやシリコーン系オイルなどからなるものである。

そして、ケース１０と第１の圧力ポート１２との間には第１のダイアフラム８１が固定されており、ケース１０と第２の圧力ポート１３との間には第２のダイアフラム８２が固定されている。

本実施形態では、第１および第２のダイアフラム８１、８２は、ＣｒやＮｉなどの耐食性や耐熱性にすぐれた金属からなるメタルダイアフラムであり、たとえば（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋２０Ｎ）で表される孔食指数が５０以上であり且つＮｉを３０重量％以上含む材料からなるものにできる。

図１に示されるように、第１のダイアフラム８１は、第１の圧力検出室１１ａを覆うように配置され、第１の圧力検出室１１ａ内のオイル７０を封止している。一方、第２のダイアフラム８２は、第２の圧力検出室１１ｂを覆うように配置され、第２の圧力検出室１１ｂ内のオイル７０を封止している。

また、ケース１０において、第１および第２のダイアフラム８１、８２が押しつけられて固定される部位には、Ｏリング９０が設けられている。ここでは、これらＯリング９０は、第１の圧力検出室１１ａの外周部および第２の圧力検出室１１ｂの外周部に設けられている。

このＯリング９０は、ゴムなどの通常のＯリング材料からなるものである。そして、このＯリング９０の配設により、第１および第２のダイアフラム８１、８２によるオイル７０の封止がより確実なものとなっている。

つまり、図１に示されるように、圧力ポート１２、１３は、ダイアフラム８１、８２を介してＯリング９０に押し当てられるようにケース１０に組み付けられている。このようにして、本実施形態では、ダイアフラム８１、８２およびＯリング９０によって、オイル７０が充填され封止された圧力検出室１１ａ、１１ｂを封止している。

なお、各ダイアフラム８１、８２の周辺部は、Ｏリング９０を介して圧力ポート１２、１３とケース１０における圧力検出室１１ａ、１１ｂの開口縁部との間に挟み付けられている。図示しないが、各ダイアフラム８１、８２はそれぞれ、各圧力ポート１２、１３に対して、フロロシリコーン系樹脂あるいはフッ素系樹脂等の樹脂からなる接着剤を介して接着されている。

このようにして、ケース１０の一面側には、第１のダイアフラム８１によって内部に圧力媒体としてのオイル７０を封止してなる第１の圧力検出室１１ａが設けられ、ケース１０の他面側には、第２のダイアフラム８２によって内部に圧力媒体としてのオイル７０を封止してなる第２の圧力検出室１１ｂが設けられている。

詳細な作動は後述するが、このような圧力検出室１１ａ、１１ｂを有する本実施形態の圧力センサＳ１においては、第１の圧力検出室１１ａのオイル７０による圧力と第２の圧力検出室１１ｂのオイル７０による圧力とが、センシング部としてのセンサ素子２０に印加され、これら両圧力の差にもとづいて圧力検出を行うようになっている。

［圧力センサの製造方法等］
次に、本圧力センサＳ１の製造方法の一例について、述べる。ターミナル１０ａがインサート成形などにより保持されてなるケース１０を用意し、このケース１０において、第１の凹部１１ａ内に露出したターミナル１０ａの一端部をシール材５０によってシールする。

次に、台座３０と一体化されたセンサ素子２０を、ケース１０の第１の凹部１１ａに接着することにより固定し、センサ素子２０とターミナル１０ａとの間でワイヤボンディングを行いワイヤ４０による結線を行う。

次に、第１の圧力ポート１２に対して第１のダイアフラム８１を接着するとともに、ケース１０の第１の凹部１１ａにオイル７０を注入し、ケース１０に対してＯリング９０をセットする。

そして、真空中にて、ケース１０と第１の圧力ポート１２とを、ボルト６０とナット６１とをネジ結合させながら一体化することにより、オイル７０の封止を行う。ここで、オイル７０中に気泡が入らないようにネジ締めを行っていく。

その後、第１の圧力ポート１２と同様に、第２の圧力ポート１３についても、第２のダイアフラム８２、オイル７０、Ｏリング９０を介在させながら、真空中にてケース１０に対してボルト６０およびナット６１を用いてネジ結合する。その後、特性調整や検査を行い、こうして、図１に示す圧力センサＳ１が完成する。

［圧力センサの取付構造等］
この圧力センサＳ１は、図２に示されるように、鉄系金属などよりなる金属ブラケット２００に固定され、本実施形態の取付構造を構成する。上述したように、本実施形態の圧力センサＳ１は、ねじが形成されたボルト６０を備えており、このボルト６０が、金属ブラケット２００に設けられた貫通穴２１０に挿通されている。

つまり、図２に示されるように、ボルト６０の先端側の部位が、貫通穴２１０を通り抜けて金属ブラケット２００における圧力センサＳ１側とは反対側の面から突出している。そして、この金属ブラケット２００の貫通穴２１０から突出するボルト６０の先端側の部位には、ナット１００がねじ締めされて装着されている。

上述したが、この図２に示される圧力センサＳ１の金属ブラケット２００の取付構造において、圧力センサＳ１と金属ブラケット２００との間におけるボルト６０の部分に装着されたナット６１は第２のナット６１として構成されており、一方、金属ブラケット２００の貫通穴２１０から突出するボルト６０の先端側の部位に装着されナット１００は、第１のナット１００として構成されている。なお、これらナット６１、１００としては、たとえば六角ナットを採用できる。

そして、本取付構造においては、これらボルト６０および第１、第２のナット６１、１００を介した締め付けにより、圧力センサＳ１が金属ブラケット２００にねじ止めされており、両者Ｓ１、２００が互いに固定されている。

ここにおいて、本実施形態の取付構造では、図２に示されるように、ボルト６０と両ナット６１、１００によるねじ締め部、すなわち、ねじ締めの軸力が加わる部分において、圧力センサＳ１と金属ブラケット２００との間には、金属ブラケット２００を被取付部材３００（図１０参照）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材２２０が介在している。

特に、本実施形態では、緩衝部材２２０は、第２のナット６１と金属ブラケット２００との間に介在している。ここで、ねじ締めの軸力が加わる部分とは、金属ブラケット２００、第２のボルト６１、圧力センサＳ１のうち、ボルト６０の軸方向にて第１のナット１００と重なり合う部分である。

具体的に、図２では、緩衝部材２２０は、第１のナット１００の外径の範囲内に位置することで、ねじ締めの軸力が加わる部分に位置している。それによって、緩衝部材２２０を介してボルト６０と第１のナット１００による締め付けが行われている。

言い換えるならば、第１のナット１００を締め付けていくと、第１のナット１００による締め付け力は図４中の下方に作用するが、ねじ締めの軸力が加わる部分とは、金属ブラケット２００、第２のナット６１および圧力センサＳ１のうち当該第１のナット１００による下方への締め付け力を受ける部位に相当する。

ここで、図３（ａ）〜（ｃ）は、この緩衝部材２２０の種々の平面形状を示すものである。緩衝部材２２０は、図３（ａ）に示されるように、ボルト６０が挿入される中空部を有する環状をなすものとして構成できる。それにより、緩衝部材２２０は、上記ねじ締めの力により、ボルト６０に挿入された状態で第２のナット６１と金属ブラケット２００に挟まれて固定されている。

また、図３（ｂ）に示されるように、緩衝部材２２０は、ボルト６０が挿入される中空部を有する環状をなすものとして、一部が切り欠かれた環状のものであってもよい。また、環状の緩衝部材２２０としては、円環状以外にも多角形の環状などでもよい。さらには、図３（ｃ）に示されるように、緩衝部材２２０は、ボルト６０の周囲に不連続に配置される複数個のものであってもよい。

また、緩衝部材２２０は、金属ブラケット２００を被取付部材３００（上記図１０参照）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する機能を有するものであり、それを実現するために、金属よりもヤング率が小さいものとする。なお、一般的なねじ締め構成では、ボルトとナットとの間に金属製のスプリングワッシャを介在させ、ねじの緩み止めを行っているが、このような金属製のスプリングワッシャでは、ヤング率が高いため当該衝撃を吸収することができない。

そのようなヤング率の小さな緩衝部材２２０としては、樹脂材料、ゴム材料、ゲル材料などが挙げられる。より具体的には、樹脂材料としてはシリコン樹脂など、ゴム材料としてはクロロプレンゴムなど、ゲル材料としてはシリコーンゲルなどが挙げられる。そして、これらの材料を採用して緩衝部材２２０を構成することにより、上記効果を有する緩衝部材２２０を適切に実現することができる。

たとえば、例えばヤング率が低い、すなわちバネ定数が１００Ｎ／ｍ程度と小さいゴム部材を、緩衝部材２２０として用いた場合、衝撃伝達率は１／１０程度に減衰することができる。そして、このような小さいバネ定数を確保した部材を用いれば、十分に衝撃が吸収できるため、緩衝部材２２０としては上記図３に示される形状以外にも、様々な構造をとることが可能になる。

上記図２に示される圧力センサＳ１の金属ブラケット２００への取付方法は、たとえば、次のようである。圧力センサＳ１におけるボルト６０に緩衝部材２２０を装着し、次に、ボルト６０の先端部側の部分を金属ブラケット２００の貫通穴２１０に挿入して、ボルト６０の先端部側を貫通穴２１０の挿入側とは反対側から突出させる。

そして、このボルト６０の突出部に第１のナット１００を装着し、ねじ締めを行っていく。それにより、第１のナット１００と第２のナット６１との間に介在する緩衝部材２２０および金属ブラケット２００が、両ナット６１、１００にて締め付けられ、圧力センサＳ１と金属ブラケット２００とが固定される。こうして、図２に示される圧力センサＳ１の取付構造が完成する。

そして、このように、金属ブラケット２００に固定された本実施形態の圧力センサＳ１は、上記図１０に示されたものと同様に、金属ブラケット２００を介して、インパクトレンチによって被取付部材としての車両３００に固定される。そして、車両のディーゼルエンジンにおけるＤＰＦ前後の排気管の差圧を検出することとなる。

［作動等］
この圧力センサＳ１の圧力検出動作について、具体的に述べておく。たとえば、上記図１において、第１の圧力ポート１２の導入ポート１２ａが上記排気管におけるＤＰＦの上流側に対してゴムホースなどにより接続され、第２の圧力ポート１３の導入ポート１３ａが上記排気管におけるＤＰＦの下流側に対してゴムホースなどにより接続されるようになっている。

それにより、第１の圧力ポート１２へＤＰＦの上流側圧力（すなわち前圧）が導入され、第２の圧力ポート１３へＤＰＦの下流側圧力（すなわち後圧）が導入される。そして、各圧力ポート１２、１３に導入された上記圧力は、ダイアフラム８１、８２を介してセンサ素子２０に伝達される。

具体的には、第１の圧力ポート１２へ導入されたＤＰＦの上流側圧力が第１のダイアフラム８１に対して印加され、第２の圧力ポート１３へ導入されたＤＰＦの下流側圧力が第２のダイアフラム８２に対して印加される。

そして、第１および第２のダイアフラム８１、８２に印加された圧力がそれぞれオイル７０を介して、センシング部としてのセンサ素子２０に受圧される。そして、第１のダイアフラム８１側から受圧された圧力と第２のダイアフラム８２側から受圧された圧力との差圧をセンサ素子２０により検出する。

たとえば、圧力検出室１１ａ、１１ｂに設けられているセンサ素子２０が、半導体ダイアフラム式のものである場合には、このセンサ素子２０において、図示しないダイアフラムの表面に、第１の圧力検出室１１ａ内のオイル７０から圧力が伝達されるようになっている。

また、第２の圧力検出室１１ｂと連通する台座３０の貫通孔３１にも、第２の圧力検出室１１ｂ内のオイル７０が入り込むことで充填されており、センサ素子２０において、当該図示しないダイアフラムの裏面に、第２の圧力検出室１１ｂ内のオイル７０から圧力が伝達されるようになっている。

そのため、図示しないセンサ素子２０のダイアフラムの表面に対して、第１のダイアフラム８１側からオイル７０を介してＤＰＦの上流側圧力が受圧され、当該ダイアフラムの裏面に対して、第２のダイアフラム８２側からオイル７０を介してＤＰＦの下流側圧力が受圧される。

そして、センサ素子２０の上記ダイアフラムは、その表裏両面からの圧力の差圧により歪み、この歪みに基づく信号がセンサ素子２０からワイヤ４０を介してターミナル１０ａから外部に出力される。こうして、圧力検出がなされる。

ところで、上述したように、金属ブラケット２００を被取付部材３００にインパクトレンチ４００を用いてねじ締め固定するとき（上記図１０参照）、インパクトレンチ４００から伝わった衝撃が、金属ブラケット２００からナット６０やボルト６１、１００を介して、圧力センサＳ１の本体に伝達されるおそれがある。

しかしながら、本実施形態の取付構造によれば、上記図２に示されるように、ねじ締めの軸力が加わる部分において圧力センサＳ１と金属ブラケット２００との間に、金属ブラケット２００を被取付部材３００へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材２２０を介在させている。

そのため、本実施形態によれば、金属ブラケット２００の被取付部材３００への取付時に発生する衝撃が、当該緩衝部材２２０によって吸収され緩和される。そして、当該衝撃が圧力センサＳ１本体へ伝達されるのを極力抑制できるため、センサ特性の悪化を防止することができる。

また、本実施形態の取付構造では、車両組付け時のインパクトレンチによる衝撃を緩和する効果以外にも、金属ブラケット２００を介して伝わってくる種々の衝撃に関しても、同様の効果が期待できる。

たとえば、本実施形態では、ハンマーで叩くことでねじの緩みを調べるハンマリング検査や圧力センサＳ１の落下などによる衝撃についても、耐量を向上させることができる。さらに、この緩衝部材２２０は、車両走行時のエンジン振動やボデー振動を吸収するため、車両での圧力センサＳ１の耐振性も向上させることが可能となる。

また、本実施形態の取付構造を被取付部材３００へ取り付ける方法としては、上記したインパクトレンチ以外の方法、たとえば溶接などでもよい。その場合でも、被取付部材への固定時には何らかの物理的な衝撃が発生するが、上記した緩衝部材２２０の機能が発揮されることで、衝撃を抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサＳ１の金属ブラケット２００への取付構造の要部を示す概略断面図である。なお、本実施形態の取付構造において、この図４に示されていない部分は、上記第１実施形態と同様である。

上記第１実施形態では、緩衝部材２２０を、圧力センサＳ１と金属ブラケット２００との間に介在させていた。それに対して、本実施形態では、図４に示されるように、緩衝部材２２０を、ねじ締めの軸力が加わる部分において第１のナット１００と金属ブラケット２００との間に介在させ、この緩衝部材２２０を介してボルト６０とナット１００による締め付けを行っている。

つまり、本実施形態では、緩衝部材２２０を、金属ブラケット２００の貫通穴２１０から突出するボルト６０の先端側の部位に装着し、第１のナット１００の締め付けにより固定した構成となっている。この場合の緩衝部材２２０としても、上記第１実施形態と同様のものを採用できる。

また、この場合の取付構造は、たとえば、圧力センサＳ１におけるボルト６０の先端部側の部分を金属ブラケット２００の貫通穴２１０に挿入し、貫通穴２１０から突出するボルト６０の先端部側に緩衝部材２２０を装着した後、第１のナット１００をボルト６０に装着し、ねじ締めを行うことにより完成させることができる。

その後は、上記実施形態と同様に、インパクトレンチによる被測定部材３００への取付（図１０参照）を行うが、本第２実施形態によっても、金属ブラケット２００の被取付部材３００への取付時に発生する衝撃によるセンサ特性の悪化を防止することができる。また、上記第１実施形態に述べたそれ以外の効果についても、本実施形態は同様に発揮することができる。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサＳ１の金属ブラケット２００への取付構造の要部を示す概略断面図である。なお、本実施形態の取付構造において、この図５に示されていない部分は、上記第１実施形態と同様である。

上記第１実施形態では、緩衝部材２２０を、金属ブラケット２００における圧力センサＳ１側および第１のナット１００側の一方に設けたが、本実施形態では、図５に示されるように、ねじ締めの軸力が加わる部分において緩衝部材２２０を、金属ブラケット２００における当該両側に設けている。

つまり、本実施形態では、緩衝部材２２０を、圧力センサＳ１と金属ブラケット２００との間、および、第１のナット１００と金属ブラケット２００との間に介在させ、この緩衝部材２２０を介してボルト６０とナット１００による締め付けを行っている。この場合の緩衝部材２２０としても、上記第１実施形態と同様のものを採用できる。

本実施形態の取付構造は、たとえば、圧力センサＳ１におけるボルト６０に緩衝部材２２０を装着し、次に、ボルト６０を金属ブラケット２００の貫通穴２１０に挿入し、貫通穴２１０から突出するボルト６０の先端部側に、もう一つの緩衝部材２２０を装着した後、第１のナット１００をボルト６０に装着し、ねじ締めを行うことにより完成させることができる。

その後は、上記実施形態同様に、インパクトレンチによる被測定部材３００への取付（図１０参照）を行うが、本第３実施形態によっても、金属ブラケット２００の被取付部材３００への取付時に発生する衝撃によるセンサ特性の悪化を防止することができる。また、上記第１実施形態に述べたそれ以外の効果についても、本実施形態は同様に発揮することができる。

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る圧力センサＳ１の金属ブラケット２００への取付構造の要部を示す概略断面図である。なお、本実施形態の取付構造においても、この図６に示されていない部分は、上記第１実施形態と同様である。

上記各実施形態にて、ボルト６０とナット６１、１００によるねじ締めにおいて、ねじの緩みが懸念される場合には、本実施形態のように、緩衝部材２２０とともに金属リング２３０を同時に組み込むようにしてもよい。この場合、この緩衝部材２２０および金属リング２３０を介してボルト６０とナット１００による締め付けが行われる。

図６では、緩衝部材２２０は、第２のナット６１と金属ブラケット２００との間に介在しており、この緩衝部材２２０におけるボルト６０に面した側の部位に、金属リング２３０が設けられている。

図７では、本実施形態における緩衝部材２２０および金属リング２３０の平面形状を示している。このように本実施形態では、環状の緩衝部材２２０の内周側に金属リング２３０が設けられている。

この金属リング２３０は、緩衝部材２２０の内側に入る大きさの環状の部材であり、緩衝部材２２０よりも固い金属よりなる。ここで、金属リング２３０と緩衝部材２２０とは、圧入や嵌入あるいは接着などにより固定されたものであってもよいし、金属リング２３０と緩衝部材２２０とが隙間を持って配置されていてもよい。

要するに、金属リング２３０と緩衝部材２２０とは、ボルト６０とナット６１、１００によるねじ締め力によって、図６に示される位置に固定されていればよい。よって、組み付け時において、これら両者２２０、２３０のボルト６０への挿入は別々に行ってもよいし、予め両者２２０、２３０を一体化したものを挿入してもよい。

このような緩衝部材２２０に金属リング２３０を組み込むことにより、上記した緩衝部材２２０による効果に加えて、第２のナット６１と金属ブラケット２００との間に金属リング２３０が噛み込まれた形となって、ボルト６０とナット６１、１００によるねじ締めのゆるみを抑制することができる。

なお、本第４実施形態は、上記第２実施形態および第３実施形態に示される緩衝部材２２０の配置構成についても適用できることは言うまでもない。

（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態に係る圧力センサＳ１の金属ブラケット２００への取付構造の要部を示す概略断面図であり、図９は、本実施形態における緩衝部材２２０および金属リング２３０の平面形状を示す図である。なお、本実施形態の取付構造においても、この図８、図９に示されていない部分は、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態も、緩衝部材２２０とともに金属リング２３０を同時に組み込むようにしたものであるが、本実施形態では、緩衝部材２２０におけるボルト６０に面した側とは反対側の部位に、金属リング２３０が設けられている。つまり、図９に示されるように、本実施形態では、環状の緩衝部材２２０の外周側に金属リング２３０が設けられている。

本実施形態の金属リング２３０も、緩衝部材２２０よりも固い金属よりなるが、その配置の関係上、緩衝部材２２０が入る大きさの中空部を持つ環状の部材である。この場合の金属リング２３０と緩衝部材２２０との結合状態は、上記第４実施形態と同様のものにできる。つまり、本実施形態においても、これら両部材２２０、２３０は互いに固定されたものでもよいし、離れて配置されたものでもよい。

そして、本第５実施形態においても、緩衝部材２２０に金属リング２３０を組み込むことにより、上記第４実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態も、上記第２実施形態および第３実施形態に示される緩衝部材２２０の配置構成について適用できることは言うまでもない。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態において、第２のナットとしてのナット６１は省略した構成であってもよい。つまり、上記各実施形態において、ねじ締めの軸力が加わる部分において、圧力センサＳ１の本体（ポート１３）と緩衝部材２２０とが直接接触した構成としたり、圧力センサＳ１の本体（ポート１３）と金属ブラケット２００とが直接接触した構成としたりしてもよい。

また、上記図１に示される圧力センサＳ１では、ボルト６０は、第１の圧力ポート１１側から挿入されケース１０を通って第２の圧力ポート１３側にて先端部が突出したものであり、この第２の圧力ポート１３から突出した先端部にて、金属ブラケット２００にねじ締めを行うものであった。

これとは反対に、ボルト６０を、第２の圧力ポート１３側から挿入されケース１０を通って第１の圧力ポート１１側にて先端部が突出したものとし、この第１の圧力ポート１１から突出した先端部を金属ブラケット２００の貫通穴２１０に挿入して、ねじ締めを行うようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、センサ装置は、被取付部材としての車両３００に金属ブラケット２００を介して圧力センサＳ１であったが、被取付部材は車両以外のものでもよいし、センサ装置としては、圧力センサ以外にも、加速度センサや光センサなど各種のセンサが適用可能である。

本発明の第１実施形態に係るセンサ装置としての圧力センサの概略断面図である。 第１実施形態に係る圧力センサの金属ブラケットへの取付構造の要部を示す概略断面図である。 第１実施形態における緩衝部材の種々の平面形状を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサの金属ブラケットへの取付構造の要部を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る圧力センサの金属ブラケットへの取付構造の要部を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係る圧力センサの金属ブラケットへの取付構造の要部を示す概略断面図である。 第４実施形態における緩衝部材および金属リングの平面形状を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る圧力センサの金属ブラケットへの取付構造の要部を示す概略断面図である。 第５実施形態における緩衝部材および金属リングの平面形状を示す図である。 本発明者が試作した試作品としてのセンサ装置の取付構造を示す図である。

符号の説明

６０…ボルト、６１…第２のナット、１００…第１のナット、
２００…金属ブラケット、２１０…金属ブラケットの貫通穴、２２０…緩衝部材、
２３０…金属リング、３００…被取付部材、
Ｓ１…センサ装置としての圧力センサ。

Claims (12)

1. ボルト（６０）を有するセンサ装置（Ｓ１）と、被取付部材（３００）に取り付けられるとともに貫通穴（２１０）を有する金属ブラケット（２００）とを備え、
   前記貫通穴（２１０）に前記ボルト（６０）を挿通し、前記貫通穴（２１０）から突出する前記ボルト（６０）の先端側の部位にナット（１００）を装着してねじ締めを行うことにより、前記センサ装置（Ｓ１）を前記金属ブラケット（２００）に固定してなるセンサ装置の取付構造において、
   前記ねじ締めの軸力が加わる部分において前記センサ装置（Ｓ１）と前記金属ブラケット（２００）との間には、前記金属ブラケット（２００）を前記被取付部材（３００）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材（２２０）が介在しており、この緩衝部材（２２０）を介して前記ボルト（６０）と前記ナット（１００）による締め付けが行われていることを特徴とするセンサ装置の取付構造。
2. ボルト（６０）を有するセンサ装置（Ｓ１）と、被取付部材（３００）に取り付けられるとともに貫通穴（２１０）を有する金属ブラケット（２００）とを備え、
   前記貫通穴（２１０）に前記ボルト（６０）を挿通し、前記貫通穴（２１０）から突出する前記ボルト（６０）の先端側の部位にナット（１００）を装着してねじ締めを行うことにより、前記センサ装置（Ｓ１）を前記金属ブラケット（２００）に固定してなるセンサ装置の取付構造において、
   前記ねじ締めの軸力が加わる部分において前記ナット（１００）と前記金属ブラケット（２００）との間には、前記金属ブラケット（２００）を前記被取付部材（３００）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材（２２０）が介在しており、この緩衝部材（２２０）を介して前記ボルト（６０）と前記ナット（１００）による締め付けが行われていることを特徴とするセンサ装置の取付構造。
3. ボルト（６０）を有するセンサ装置（Ｓ１）と、被取付部材（３００）に取り付けられるとともに貫通穴（２１０）を有する金属ブラケット（２００）とを備え、
   前記貫通穴（２１０）に前記ボルト（６０）を挿通し、前記貫通穴（２１０）から突出する前記ボルト（６０）の先端側の部位にナット（１００）を装着してねじ締めを行うことにより、前記センサ装置（Ｓ１）を前記金属ブラケット（２００）に固定してなるセンサ装置の取付構造において、
   前記ねじ締めの軸力が加わる部分において前記センサ装置（Ｓ１）と前記金属ブラケット（２００）との間、および、前記ナット（１００）と前記金属ブラケット（２００）との間には、それぞれ、前記金属ブラケット（２００）を前記被取付部材（３００）へ取り付けるときに発生する衝撃を吸収する緩衝部材（２２０）が介在しており、この緩衝部材（２２０）を介して前記ボルト（６０）と前記ナット（１００）による締め付けが行われていることを特徴とするセンサ装置の取付構造。
4. 前記貫通穴（２１０）から突出する前記ボルト（６０）の先端側の部位に装着される前記ナット（１００）を第１のナット（１００）として、前記センサ装置（Ｓ１）と前記金属ブラケット（２００）との間における前記ボルト（６０）の部分には、第２のナット（６１）が装着されており、
   前記緩衝部材（２２０）は、この第２のナット（６１）と前記金属ブラケット（２００）との間に介在していることを特徴とする請求項１または３に記載のセンサ装置の取付構造。
5. 前記緩衝部材（２２０）は、金属よりもヤング率が小さいものよりなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。
6. 前記緩衝部材（２２０）は、樹脂材料よりなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。
7. 前記緩衝部材（２２０）は、ゴム材料よりなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。
8. 前記緩衝部材（２２０）は、ゲル材料よりなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。
9. 前記緩衝部材（２２０）は、前記ボルト（６０）が挿入される中空部を有する環状をなすものであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。
10. 前記緩衝部材（２２０）の前記ボルト（６０）側の部位には、前記緩衝部材（２２０）よりも固い金属よりなり、前記ボルト（６０）と前記ナット（１００）によるねじ締めのゆるみを抑制する金属リング（２３０）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。
11. 前記緩衝部材（２２０）の前記ボルト（６０）側とは反対側の部位には、前記緩衝部材（２２０）よりも固い金属よりなり、前記ボルト（６０）と前記ナット（１００）によるねじ締めのゆるみを抑制する金属リング（２３０）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。
12. 前記被取付部材は車両（３００）であり、前記センサ装置はこの車両に取り付けられる圧力センサ（Ｓ１）であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のセンサ装置の取付構造。

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