JP2012215510A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中継ターミナル部材と出力側ターミナル部材の、ターミナル平面方向の位置決めを、容易且つ正確に行えるようにする。
【解決手段】出力側ターミナル部材の出力側ターミナルは、短冊状で平行に配置されている。中継ターミナル部材２０は、中継ターミナル２００、２０１として、出力側ターミナルと電気的に接続される円弧状の接続部が同心円状に配置された複数の円弧状中継ターミナル２００と、出力側ターミナル２２１と電気的に接続される中心接続部が円弧状中継ターミナル２００の中心に配置された中心部中継ターミナル２０１とを備えている。中心部中継ターミナル２０１の中心接続部に突起部２０３を設け、出力側ターミナルにおける中心接続部に電気的に接続される部位に孔を設け、突起部２０３を孔に挿入することにより、中継ターミナル部材２０と出力側ターミナル部材のターミナル平面方向の位置決めを行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、物理量に応じた電気信号を出力するセンサ装置に関するものである。

内燃機関に噴射される燃料の圧力を検出するセンサ装置を、インジェクタのボデーに螺子締結するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このようにセンサ装置を螺子締結する構造では、センサ装置を回転させて螺子締結が完了した時点において、インジェクタボデーに対するセンサ装置の回転方向位置は特定の位置に定まらない。そのため、モールドＩＣから取り出された複数のセンサターミナルは回転方向位置が不特定となる。

一方、インジェクタボデーに取り付けられるコネクタは、インジェクタボデーのうち特定の所定位置に取り付けられることを要するので、インジェクタボデーに配置されたコネクタの複数のターミナル（以下、入出力ターミナルという）と、回転方向位置が不特定な複数のセンサターミナルとを電気接続することは困難となる。換言すれば、螺子締結完了時点でセンサターミナルが入出力ターミナルと対向するピンポイント位置となるよう螺子締結することは困難である。

そこで、特許文献１に示されたセンサ装置は、図７に示すように、インジェクタボデーに螺合されるハウジング９０を備え、このハウジング９０の一端側にモールドＩＣ９１を配置し、モールドＩＣ９１における反ハウジング側に中継ターミナル部材９２を配置している。

この中継ターミナル部材９２は、モールドＩＣ９１のセンサターミナル９３と出力側ターミナル部材の出力側ターミナル９４とを中継するための複数の中継ターミナル９５をモールド成形して一体化したものである。複数の中継ターミナル９５のうち１つを除いては円弧状の部分を有しており、それらの中継ターミナル９５は同心円状に配置されている。

また、センサ装置は、短冊状の複数の出力側ターミナル９４を平行に並べて配置してモールド成形により一体化した出力側ターミナル部材を備えている。

そして、ハウジング９０、モールドＩＣ９１、および中継ターミナル部材９２を一体化した後にそれらをインジェクタボデーに螺子締結する。続いて、中継ターミナル部材９２における反ハウジング側に出力側ターミナル部材を配置し、中継ターミナル９５と出力側ターミナル９４とがハウジング９０の回転軸方向に重なった部位でそれらを溶接する。

特開２０１０−２４２５７４号公報

しかしながら、従来のセンサ装置は、一般的には、構成部品であるハウジング９０、モールドＩＣ９１、および中継ターミナル部材９２の相互の相対的な位置決めをして接着剤で固定される。しかしながら、接着剤の硬化時の収縮により構成部品相互の位置がずれてしまい、ハウジング９０の回転軸に対する円弧状の複数の中継ターミナル９５の偏心量が大きくなってしまう。

そのため、ハウジング９０の回転軸を基準にして出力側ターミナル部材の位置決めを行った場合に、中継ターミナル部材と出力側ターミナル部材の、ハウジングの回転軸に対して垂直方向（すなわち、ターミナル平面方向）の位置関係が大きくずれてしまい、ひいては中継ターミナル９５と出力側ターミナル９４との重なり部位が所定の範囲から外れてしまい、中継ターミナル９５と出力側ターミナル９４を溶接することができないという問題があった。

また、視覚装置等により中継ターミナル部材９２の位置を特定し、それに合わせて出力側ターミナル部材を位置決めすることも可能であるが、その場合は、視覚装置等の大掛かりな設備が必要であると共に、中継ターミナル部材９２の位置特定作業が容易ではないという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、中継ターミナル部材と出力側ターミナル部材の、ターミナル平面方向の位置決めを、容易且つ正確に行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、被取り付け部材（１０）に螺合されるハウジング（１２）と、ハウジング（１２）の一端側に配置され、信号処理用の電子部品（１６０）を樹脂にて封止したモールドＩＣ（１６）と、モールドＩＣ（１６）における反ハウジング側に配置され、モールドＩＣ（１６）と電気的に接続される複数の中継ターミナル（２００、２０１）をモールド樹脂により一体化した中継ターミナル部材（２０）と、中継ターミナル部材（２０）における反ハウジング側に配置され、中継ターミナル（２００、２０１）と電気的に接続される複数の出力側ターミナル（２２１）をモールド樹脂により一体化した出力側ターミナル部材（２２）とを備え、物理量に応じた電気信号を出力するセンサ装置であって、中継ターミナル部材（２０）は、中継ターミナル（２００、２０１）として、出力側ターミナル（２２１）と電気的に接続される円弧状の接続部が同心円状に配置された複数の円弧状中継ターミナル（２００）と、出力側ターミナル（２２１）と電気的に接続される中心接続部が円弧状中継ターミナル（２００）の中心に配置された中心部中継ターミナル（２０１）とを備え、出力側ターミナル（２２１）は、短冊状で平行に配置されており、出力側ターミナル（２２１）における中心接続部に電気的に接続される部位および中心接続部のうち、いずれか一方に突起部（２０３、２２６）が設けられると共に他方に孔（２０４、２２５）が形成され、突起部（２０３、２２６）が孔（２０４、２２５）に挿入されていることを特徴とする。

これによると、突起部（２０３、２２６）が孔（２０４、２２５）に挿入されることにより、中継ターミナル部材（２０）と出力側ターミナル部材（２２）のターミナル平面方向の相対位置が決められるため、視覚装置等の設備を用いることなく、両ターミナル部材のターミナル平面方向の位置決めを容易且つ正確に行うことができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のセンサ装置において、突起部（２０３、２２６）と孔（２０４、２２５）は隙間嵌めであることを特徴とする。

これによると、突起部（２０３、２２６）を孔（２０４、２２５）に挿入後、中継ターミナル部材（２０）と出力側ターミナル部材（２２）を相対的に回転させることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセンサ装置において、突起部（２０３、２２６）はプレス加工にて形成されることを特徴とする。

これによると、突起部（２０３、２２６）をターミナルの所定位置に精度よく形成することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のセンサ装置において、孔（２０４、２２５）はプレス加工にて形成されることを特徴とする。

これによると、孔（２０４、２２５）をターミナルの所定位置に精度よく形成することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲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ものである。

本発明の一実施形態に係るセンサ装置を備えるインジェクタの要部を示す正面断面図である。 出力側第１ターミナル部材を組み付ける前の状態を示すインジェクタの平面図である。 出力側第１ターミナル部材を組み付けた後の状態を示すインジェクタの平面図である。 図１のセンサ装置を示す正面断面図である。 （ａ）は図１の出力側第１ターミナル部材単体を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 一実施形態に係るセンサ装置の変型例を示す要部の断面図である。 （ａ）は従来のセンサ装置を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

本発明の一実施形態について説明する。図１は一実施形態に係るセンサ装置を備えるインジェクタの要部を示す正面断面図、図２は出力側第１ターミナル部材を組み付ける前の状態を示すインジェクタの平面図、図３は出力側第１ターミナル部材を組み付けた後の状態を示すインジェクタの平面図、図４は図１のセンサ装置を示す正面断面図、図５（ａ）は図１の出力側第１ターミナル部材単体を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図１、図４に示すように、インジェクタは、コモンレール（図示せず）から供給される高圧燃料をディーゼル内燃機関の気筒内に噴射するものであり、被取り付け部材としての金属製のインジェクタボデー１０には、高圧燃料が流通する高圧通路１００、および高圧通路１００から分岐した分岐通路１０１が形成されている。

インジェクタボデー１０の上端には、鍔付き円筒状の金属製のハウジング１２が螺合されている。このハウジング１２は、インジェクタボデー１０に螺合するための雄ねじ部１２０、および分岐通路１０１を介して導かれる燃料の圧力に応じて変形する薄肉部１２１を備えている。

薄肉部１２１には、薄肉部１２１の変形に応じて（換言すると、高圧通路１００の燃料圧力に応じて）抵抗値が変化するセンサ部１４が貼付されている。

ハウジング１２におけるハウジング回転軸Ｘ方向の一端側には、薄肉部１２１およびセンサ部１４を囲むようにしてモールドＩＣ１６が配置されている。このモールドＩＣ１６は、センサ部１４の抵抗値変化に基づいて圧力に応じた電気信号を出力する電子部品としての信号処理回路用ＩＣ１６０、信号処理回路用ＩＣ１６０と電気的に接続されたリードフレーム１６１等を備えている。そして、信号処理回路用ＩＣ１６０およびリードフレーム１６１は、電気絶縁性に富む樹脂よりなるモールド樹脂層１６２にて封止されている。また、リードフレーム１６１の一部であるセンサターミナル（図示せず）が、モールド樹脂層１６２の外周側面から突出している。なお、ハウジング１２とモールドＩＣ１６は接着剤にて接合される。

モールドＩＣ１６における反ハウジング側には、円弧状中継ターミナル２００および中心部中継ターミナル２０１を有する中継ターミナル部材２０が配置されている。なお、モールドＩＣ１６と中継ターミナル部材２０は接着剤にて接合される。

中継ターミナル部材２０における反ハウジング側には、複数の第１ターミナルを有する出力側第１ターミナル部材２２が配置され、出力側第１ターミナル部材２２における反ハウジング側には、複数の第２ターミナルを有する出力側第２ターミナル部材２４が配置され、さらに、出力側第２ターミナル部材２４における反ハウジング側には、電気絶縁性に富む樹脂よりなる略円筒状の絶縁部材２６が配置されている。また、絶縁部材２６の貫通孔２６０内を複数のリード線２８が貫通している。さらに、貫通孔２６０とリード線２８との間は、ゴムにて円筒状に形成された防水部材２９にてシールされている。

インジェクタボデー１０の一端には、円筒状のカバー３０が螺合されており、カバー３０の開口端部に円板状のキャップ３２が圧入固定されている。そして、インジェクタボデー１０、カバー３０およびキャップ３２にて囲まれた空間に、ハウジング１２やモールドＩＣ１６等が収容されている。

図２、図４に示すように、中継ターミナル部材２０は、モールド樹脂よりなるモールド樹脂層２０２を備え、導電性金属をプレス成形した４つの中継ターミナル２００、２０１をモールド成形して一体化したものであり、板状になっている。４つの中継ターミナル２００、２０１は、一端部がモールド樹脂層２０２の外周側面から突出しており、それらの一端部がモールドＩＣ１６のセンサターミナルと溶接されている。

４つの中継ターミナル２００、２０１のうちの３つは円弧状中継ターミナル２００であり、この円弧状中継ターミナル２００は、同心円状に配置された円弧状の接続部を備え、その円弧状接続部がモールド樹脂層２０２の一端面側に露出している。そして、後述するように、円弧状接続部に出力側第１ターミナル部材２２のターミナルが電気的に接続される。

４つの中継ターミナル２００、２０１のうちの１つは、中心部中継ターミナル２０１であり、この中心部中継ターミナル２０１は、円弧状中継ターミナル２００の中心に配置された略矩形状の中心接続部を備え、その中心接続部には、円柱で且つハウジング回転軸Ｘ方向に延びる突起部２０３がプレス加工にて形成されている。また、その中心接続部がモールド樹脂層２０２の一端面側に露出し、中心接続部に出力側第１ターミナル部材２２のターミナルが電気的に接続される。

図３、図５に示すように、出力側第１ターミナル部材２２は、モールド樹脂よりなるモールド樹脂層２２０を備え、導電性金属よりなる４つの出力側第１ターミナル２２１をモールド成形して一体化したものである。モールド樹脂層２２０は、板状であり、中央部には矩形状の開口部２２２が形成されている。

４つの出力側第１ターミナル２２１は、細長い薄板をプレス成形した短冊状で、平行に配置されている。出力側第１ターミナル２２１における長手方向の中間部が開口部２２２内に位置しており、その中間部には、円弧状中継ターミナル２００における円弧状接続部や中心部中継ターミナル２０１における中心接続部に向けて突出した凸部２２３が成形されている。そして、この凸部２２３が、円弧状中継ターミナル２００における円弧状接続部や中心部中継ターミナル２０１における中心接続部と溶接されている。

また、各出力側第１ターミナル２２１における長手方向のいずれか一方の端部は、モールド樹脂層２２０から突出している。この長手方向に突出した側の端部２２４を、以下、突出端部２２４という。

さらに、４つの出力側第１ターミナル２２１のうち中心部中継ターミナル２０１と電気的に接続される出力側第１ターミナル２２１には、中心部中継ターミナル２０１における中心接続部と電気的に接続される部位である凸部２２３に円形の貫通した孔２２５がプレス加工にて形成されている。

そして、中心部中継ターミナル２０１の突起部２０３が出力側第１ターミナル２２１の孔２２５に挿入されることにより、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２のターミナル平面方向の相対位置が決められるようになっている。なお、突起部２０３と孔２２５は、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２とが相対的に回転可能なように、隙間嵌めになっている。

図１に示すように、出力側第２ターミナル部材２４は、モールド樹脂よりなるモールド樹脂層２４０を備え、導電性金属よりなる４つの出力側第２ターミナル２４１をモールド成形して一体化したものである。

出力側第２ターミナル２４１は、Ｌ字状になっており、両端部がモールド樹脂層２４０から突出している。そして、出力側第２ターミナル２４１の一端側は、出力側第１ターミナル２２１の突出端部２２４と溶接され、出力側第２ターミナル２４１の他端側は、リード線２８と電気的に接続されている。

すなわち、信号処理回路用ＩＣ１６０は、中継ターミナル部材２０、出力側第１ターミナル部材２２、および出力側第２ターミナル部材２４を介して、複数のリード線２８と電気的に接続されている。これらのリード線２８は、信号処理回路用ＩＣ１６０の電源用、接地用、センサ信号をエンジン制御用ＥＣＵに出力するセンサ信号出力用等に利用される。

次に、ハウジング１２やモールドＩＣ１６等のインジェクタボデー１０への組み付け手順について説明する。

まず、センササブアッシーを準備する。具体的には、ハウジング１２の薄肉部１２１にセンサ部１４を貼付する。続いて、モールドＩＣ１６をハウジング１２に接着剤にて固定した後に、センサ部１４とモールドＩＣ１６の信号処理回路用ＩＣ１６０とをボンディングワイヤにて接続する。

続いて、中継ターミナル部材２０をモールドＩＣ１６に接着剤にて固定した後に、中継ターミナル２００、２０１とモールドＩＣ１６のセンサターミナルとを溶接して、センササブアッシーが完成する。

また、リード線サブアッシーを準備する。具体的には、出力側第２ターミナル部材２４、リード線２８および防水部材２９を一体化し、キャップ３２と絶縁部材２６を一体化する。そして、リード線２８をカバー３０に通し、さらに、リード線２８を絶縁部材２６の貫通孔２６０に通したものが、リード線サブアッシーである。

次に、センササブアッシーにおけるハウジング１２の雄ねじ部１２０をインジェクタボデー１０に螺合して、センササブアッシーをインジェクタボデー１０に取り付ける。

続いて、センササブアッシーにおける中継ターミナル部材２０の上に出力側第１ターミナル部材２２を重ねる。そして、中心部中継ターミナル２０１の突起部２０３を出力側第１ターミナル２２１の孔２２５に挿入して、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２のターミナル平面方向の位置決めを行う。また、出力側第１ターミナル部材２２を回転させて、インジェクタボデー１０に対する出力側第１ターミナル部材２２の回転方向の位置決めを行う。この後、円弧状中継ターミナル２００における円弧状接続部や中心部中継ターミナル２０１における中心接続部と出力側第１ターミナル２２１の凸部２２３を溶接する。

ここで、中心部中継ターミナル２０１の突起部２０３を出力側第１ターミナル２２１の孔２２５に挿入することにより、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２のターミナル平面方向の相対位置が決められるため、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２のターミナル平面方向の位置決めを容易且つ正確に行うことができる。その結果、出力側第１ターミナル２２１の凸部２２３を、円弧状中継ターミナル２００における円弧状接続部や中心部中継ターミナル２０１における中心接続部に確実に対向させることができる。

続いて、出力側第１ターミナル２２１の上にリード線サブアッシーにおける出力側第２ターミナル部材２４を重ね、出力側第１ターミナル２２１と出力側第２ターミナル２４１とを溶接する。

続いて、センササブアッシー、出力側第１ターミナル部材２２、およびリード線サブアッシーを、インジェクタボデー１０に取り付けた状態のまま、樹脂にて二次成形する。

続いて、カバー３０をインジェクタボデー１０に螺合して、カバー３０をインジェクタボデー１０に取り付ける。

続いて、絶縁部材２６をカバー３０に圧入して、キャップ３２と絶縁部材２６をカバー３０に組み付けるとともに、絶縁部材２６の貫通孔２６０に防水部材２９を挿入する。以上により、ハウジング１２やモールドＩＣ１６等のインジェクタボデー１０への組み付けが完了する。

本実施形態によると、中心部中継ターミナル２０１の突起部２０３を出力側第１ターミナル２２１の孔２２５に挿入することにより、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２のターミナル平面方向の相対位置が決められるため、視覚装置等の設備を用いることなく、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２のターミナル平面方向の位置決めを容易且つ正確に行うことができる。

また、突起部２０３と孔２２５は隙間嵌めになっているため、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２とが相対的に回転可能である。したがって、突起部２０３を孔２２５に挿入後、出力側第１ターミナル部材２２を回転させて、インジェクタボデー１０に対する出力側第１ターミナル部材２２の回転方向の位置決めを容易に行うことができる。

さらに、突起部２０３および孔２２５はプレス加工にて形成されるため、突起部２０３および孔２２５をターミナルの所定位置に精度よく形成することができる。

なお、上記実施形態では、中心部中継ターミナル２０１に突起部２０３を形成するとともに、出力側第１ターミナル２２１に孔２２５を形成したが、図６に示す変型例のように、中心部中継ターミナル２０１に孔２０４を形成するとともに、出力側第１ターミナル２２１に突起部２２６を形成し、その突起部２２６を孔２０４に挿入して、中継ターミナル部材２０と出力側第１ターミナル部材２２のターミナル平面方向の位置決めを行うように
してもよい。

上記実施形態では、本発明をインジェクタに適用したが、本発明はインジェクタ以外にも適用することができる。

また、上記実施形態では、圧力を検出するセンサ装置を示したが、本発明は圧力以外の物理量を検出するセンサ装置にも適用することができる。

１０ インジェクタボデー（被取り付け部材）
１２ ハウジング
１６ モールドＩＣ
２０ 中継ターミナル部材
２２ 出力側ターミナル部材
１６０ 信号処理回路用ＩＣ（電子部品）
２００ 円弧状中継ターミナル
２０１ 中心部中継ターミナル
２０３ 突起部
２０４ 孔
２２１ 出力側第１ターミナル
２２５ 孔
２２６ 突起部

Claims (6)

1. 被取り付け部材（１０）に螺合されるハウジング（１２）と、
   前記ハウジング（１２）の一端側に配置され、信号処理用の電子部品（１６０）を樹脂にて封止したモールドＩＣ（１６）と、
   前記モールドＩＣ（１６）における反ハウジング側に配置され、前記モールドＩＣ（１６）と電気的に接続される複数の中継ターミナル（２００、２０１）をモールド樹脂により一体化した中継ターミナル部材（２０）と、
   前記中継ターミナル部材（２０）における反ハウジング側に配置され、前記中継ターミナル（２００、２０１）と電気的に接続される複数の出力側ターミナル（２２１）をモールド樹脂により一体化した出力側ターミナル部材（２２）とを備え、
   物理量に応じた電気信号を出力するセンサ装置であって、
   前記中継ターミナル部材（２０）は、前記中継ターミナル（２００、２０１）として、前記出力側ターミナル（２２１）と電気的に接続される円弧状の接続部が同心円状に配置された複数の円弧状中継ターミナル（２００）と、前記出力側ターミナル（２２１）と電気的に接続される中心接続部が前記円弧状中継ターミナル（２００）の中心に配置された中心部中継ターミナル（２０１）とを備え、
   前記出力側ターミナル（２２１）は、短冊状で平行に配置されており、
   前記出力側ターミナル（２２１）における前記中心接続部に電気的に接続される部位および前記中心接続部のうち、いずれか一方に突起部（２０３、２２６）が設けられると共に他方に孔（２０４、２２５）が形成され、前記突起部（２０３、２２６）が前記孔（２０４、２２５）に挿入されていることを特徴とするセンサ装置。
2. 前記突起部（２０３、２２６）と前記孔（２０４、２２５）は隙間嵌めであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記突起部（２０３、２２６）は、円柱で且つ前記ハウジング（１２）の回転軸（Ｘ）方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。
4. 前記突起部（２０３、２２６）はプレス加工にて形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセンサ装置。
5. 前記孔（２０４、２２５）はプレス加工にて形成され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。
6. 前記被取り付け部材（１０）は、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタのボデーであり、
   前記物理量は、前記ボデー（１０）内を流通する燃料の圧力であ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。

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