JP2014160023A - センサ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定部材を用いて被取付部材にセンサを固定する構造において、耐振性に優れたセンサ取付構造を提供する。
【解決手段】 冷却排管３０の取付凹部３２に挿入された温度センサ１を一対の切欠部３５を通してクリップ１０の係合片部１１で挟持することにより、取付凹部３２に対する温度センサ１の軸線方向の移動を規制して温度センサ１を固定する。また、この温度センサ１を固定した状態で、クリップ１０に設けた突出部１３をフランジ部２４と係合することで、温度センサ１を取付凹部３２への挿入方向に押圧する。これにより、クリップ１０を用いて冷却排管３０に温度センサ１を固定する構造において耐振性に優れたセンサ取付構造を提供することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、管路内を流動する媒体の温度を検出する温度センサ等のセンサ取付構造に関する。

従来、例えば車両の排気ガスや冷却水等の温度を測定するための温度センサは、特許文献１に示すように、アルミ鋳造製の管路内を流動する媒体の温度を検出するため、管路壁に形成されたネジ山付きの取付基部内にねじ込まれた状態で取り付けられ、感温素子が設けられる先端側の部分が管路内に配置されるようになっていた。また、近年では、コスト低減や軽量化によりセンサが取り付けられる管路（被取付部材）を樹脂材料で形成するものが提案されている。樹脂材料で形成された管路では、ネジ山構造に換えて取付基部に切欠部を形成し、その切欠部を通して取り付けたクリップ（固定部材）でセンサを固定する構造を採用するようになっていた。
しかしながら、このようなセンサ取付構造では、クリップの取付部分の下方に設けられたゴム材料からなるＯリングの反発力のみで、センサのスラストガタを抑える構成となっていたため、大きな振動を受けた場合には、センサが動いてしまうという問題を有していた。

特開２０１２−９３３４０号公報

本発明の課題は、固定部材を用いて被取付部材にセンサを固定する構造において、耐振性に優れたセンサ取付構造を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の課題を解決するために、本発明のセンサ取付構造は、
フランジ部を有するセンサと、
該センサを挿入して取り付ける取付凹部が形成されるとともに、その取付凹部の軸線に対して対称的な溝形状をなす一対の切欠部が取付凹部の外面に形成された被取付部材と、
前記取付凹部に挿入されたセンサを前記一対の切欠部を通して挟持した状態で取り付けられ、取付凹部に対するセンサの軸線方向の移動を規制することでセンサを取付凹部に固定する固定部材と、を備え、
前記固定部材には、前記センサを固定した状態で前記フランジ部と係合して、センサを前記取付凹部への挿入方向に押圧する押圧係合凸部が設けられることを特徴とする。

このように、被取付部材の取付凹部に挿入されたセンサを固定する際には、取付凹部の外面に形成された一対の切欠部を通して固定部材でセンサを挟持し、取付凹部に対するセンサの軸線方向の移動を規制する。このとき、固定部材に設けられた押圧係合凸部がセンサのフランジ部と係合してセンサを取付凹部への挿入方向に押圧することで、センサの固定状態を強固なものにする。これにより、大きな振動を受けた場合でも、センサが動いてしまうという不具合を回避でき、固定部材を用いて被取付部材にセンサを固定する構造において耐振性に優れたセンサ取付構造を提供することができる。

本発明の一実施形態の温度センサが取り付けられた冷却排管を示す斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 図１のＣ−Ｃ断面図。 センサ固定用のクリップを示す平面図。 同じくクリップを示す側面図。 変形例１のクリップを示す平面図。 変形例２のクリップを示す斜視図。

以下、本発明のセンサ取付構造の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るセンサを、車両エンジンを冷却する冷却水の水温を測定するための温度センサに適用した場合を例示する。図１ないし図３に示すように、温度センサ１は、各種構成部材を収容するセンサハウジング２と、サーミスタからなる感温素子３と、感温素子３に接続される一対の信号線４と、信号線４の外周部分を密封状態で包囲する絶縁チューブ５とを備えている。

センサハウジング２は、先端（下端）が閉じた長細い筒形状に形成された温度検出部２１と、温度検出部２１の上側部分に設けられる嵌入取付部２２と、嵌入取付部２２の上側部分に設けられるコネクタ接続部２３とから構成される。

温度検出部２１の内部には、その先端側に感温素子３が配置される。感温素子３に接続される一対の信号線４は、絶縁チューブ５に包囲された状態で温度検出部２１の内部空間内で垂直に配置される。そして、温度センサ１を冷却排管３０（本発明の被取付部材）に取り付けた状態で、温度検出部２１は冷却排管３０の管路内に挿入される。温度検出部２１内に配置された感温素子３及び絶縁チューブ５と、温度検出部２１を形成するセンサハウジング２の外壁面との間の内部空間には、熱伝導性の高いシリコングリースが緩衝材６として充填される。

嵌入取付部２２は、円筒形状に形成され、冷却排管３０側の取付凹部３２内に嵌入されることで温度センサ１を冷却排管３０に取り付ける。温度検出部２１との境界面となる嵌入取付部２２の下端面２２ａは、温度センサ１を冷却排管３０に挿入して取り付けた状態で取付凹部３２の底面３２ａと当接して温度センサ１の軸線方向（上下方向）での位置決めを行う。

嵌入取付部２２の軸線方向のほぼ中央位置には、径方向外側へ突出するフランジ部２４が形成されている。そして、フランジ部２４下方の嵌入取付部２２の外壁面と取付凹部３２側の段差部３４との間でゴム材料からなるＯリング７（本発明の弾性部材）を挟持した状態で、温度センサ１が冷却排管３０に取り付けられる。これにより、Ｏリング７が温度センサ１と冷却排管３０との間の密封性を高めるとともに、Ｏリング７の反発力が温度センサ１のスラストガタを抑える。

フランジ部２４上方の嵌入取付部２２の外壁面には、嵌入取付部２２の軸線に対して対称的な一対の係合突起２５が形成されている。係合突起２５は、温度センサ１を冷却排管３０に固定するためのクリップ１０（本発明の固定部材）と係合する。嵌入取付部２２の内部には、温度検出部２１内に配置された一対の信号線４と個々に接続される一対のターミナル８が配置される。ターミナル８の上端部分は、コネクタ接続部２３まで延びて配置される。

コネクタ接続部２３は、温度センサ１を図示しない接続ケーブルのコネクタ（温度センサ１で検出した検出信号を外部に出力するためのコネクタ）に接続するための上面が開口したコネクタ形状に形成されている。コネクタ接続部２３の内部には、嵌入取付部２２から延びるターミナル８の上端部分が外部に露出して配置される。ターミナル８の露出部分には、接触抵抗を下げて良好な電気接続を可能にするために金メッキが施されている。

次に、温度センサ１が取り付けられる車両側の冷却排管３０、及び冷却排管３０に温度センサ１を固定するクリップ１０について説明する。冷却排管３０は、アルミ鋳造製のものに比べて重量を軽減することができる樹脂材料で形成されている。冷却排管３０の外周壁には、温度センサ１を取り付けるための取付基部３１が突出して設けられている。取付基部３１には、温度センサ１の嵌入取付部２２を嵌入する取付凹部３２が形成されている。

取付凹部３２の底面３２ａには、温度センサ１を取付基部３１に取り付けた状態で、長細筒形状の温度検出部２１を挿通して冷却排管３０の管路内に配置する挿通孔３３が形成されている。取付凹部３２の内周壁には、温度センサ１の嵌入取付部２２の外壁面との間でＯリング７を挟持する段差部３４が形成されている。

取付凹部３２の外面には、取付凹部３２の軸線に対して対称的な溝形状をなす一対の切欠部３５が形成されている。切欠部３５は、フランジ部２４上方の嵌入取付部２２の外壁面、すなわちセンサ固定用のクリップ１０と係合する一対の係合突起２５が形成された部分と対応する位置に形成されている。

センサ固定用のクリップ１０は、図４ないし図６に示すように一本の針金を折曲することで形成される。そして、クリップ１０は、温度センサ１の固定状態で相互に嵌入取付部２２を挟持する一対の係合片部１１と、一対の係合片部１１をつなぐ連結片部１２とを備える。一対の係合片部１１は、個々に開く方向への弾性変形と弾性変形後に先端が接近する向きへの復帰変形とを可能にしている。

係合片部１１のほぼ中央部分には、図５に示すクリップ１０の平面視で、外方に向かって突出する湾曲部１１ａが形成されている。この湾曲部１１ａは、フランジ部２４上方の嵌入取付部２２の外面形状に沿った円弧状をなすものであり、一対の係合片部１１による嵌入取付部２２の挟持領域を増やすことで、クリップ１０による温度センサ１の固定をより強固に行わせる。

係合片部１１の湾曲部１１ａには、図６に示すクリップ１０の側面視で、下方に向かって突出する突出部１３が形成されている。図３に示すように、突出部１３の下端部分１３ａは、クリップ１０で温度センサ１を固定した状態で嵌入取付部２２のフランジ部２４の上面２４ａと係合して、温度センサ１を取付凹部３２への挿入方向に押圧する押圧係合凸部として作用する。突出部１３の上端部分１３ｂは、嵌入取付部２２の外壁面に形成された係合突起２５と係合する。これにより、係合突起２５は、押圧係合凸部（突出部１３の下端部分１３ａ）による温度センサ１の押圧を付勢する付勢係合部として作用する。

連結片部１２は、図４に示すようにクリップ１０により温度センサ１を固定した状態で冷却排管３０の取付基部３１（取付凹部３２）の外面から所定間隔Ｌをあけて外部に突出して配置される。そして、その所定間隔Ｌとなる空間Ｓがクリップ１０を取り外す際の取外操作部として作用する。具体的には、このような空間Ｓが設けられた連結片部１２を摘んで引っ張ることにより、クリップ１０の係合片部１１による温度センサ１の挟持状態を解除して、クリップ１０を取り外すことができる。また、空間Ｓ内にマイナスドライバー等の棒状部材の先端部分を挿入し、この状態から棒状部材をテコの原理で倒し込んでクリップ１０を引き抜くことも可能である。この場合には、少ない力でクリップ１０を簡単に取り外すことができる。

しかして、温度センサ１は、冷却排管３０に設けられた取付基部３１の取付凹部３２内にＯリング７を介して挿入され、温度検出部２１が挿通孔３３を通して冷却排管３０の管路内に配置される。この状態から、一対の係合片部１１が取付凹部３２外面の一対の切欠部３５に個々に挿入されて温度センサ１の左右の外面（フランジ部２４上方の嵌入取付部２２の外壁面）を相互間で挟持するようにクリップ１０が取り付けられる。

そして、クリップ１０の係合片部１１は、その先端部分及び後端部分（連結片部１２側の部分）が切欠部３５と係合することで、取付凹部３２に対する温度センサ１の軸線方向（上下方向）の移動を規制して温度センサ１を取付凹部３２に固定する。このとき、係合片部１１に設けられた突出部１３の下端部分１３ａ（本発明の押圧係合凸部）は、温度センサ１の嵌入取付部２２のフランジ部２４の上面２４ａと係合して温度センサ１を取付凹部３２への挿入方向（下方向）に押圧する。また、この状態で、突出部１３の上端部分１３ｂが嵌入取付部２２の外壁面に形成された係合突起２５と係合することにより、係合突起２５が突出部１３による温度センサ１の押圧を付勢する。

以上のように、本実施形態の構成によれば、フランジ部２４を有する温度センサ１と、該温度センサ１を挿入して取り付ける取付凹部３２が形成されるとともに、その取付凹部３２の軸線に対して対称的な溝形状をなす一対の切欠部３５が取付凹部３２の外面に形成された冷却排管３０と、取付凹部３２に挿入された温度センサ１を一対の切欠部３５を通して挟持した状態で取り付けられ、取付凹部３２に対する温度センサ１の軸線方向の移動を規制することで温度センサ１を取付凹部３２に固定するクリップ１０と、を備え、クリップ１０には、温度センサ１を固定した状態でフランジ部２４と係合して、温度センサ１を取付凹部３２への挿入方向に押圧する突出部１３が設けられる。

このように、冷却排管３０の取付凹部３２に挿入された温度センサ１を固定する際には、取付凹部３２の外面に形成された一対の切欠部３５を通してクリップ１０の係合片部１１で温度センサ１を挟持し、取付凹部３２に対する温度センサ１の軸線方向の移動を規制する。このとき、クリップ１０に設けられた突出部１３が温度センサ１のフランジ部２４と係合して温度センサ１を取付凹部３２への挿入方向に押圧することで、温度センサ１の固定状態を強固なものにする。これにより、大きな振動を受けた場合でも、温度センサ１が動いてしまうという不具合を回避でき、クリップ１０を用いて冷却排管３０に温度センサ１を固定する構造において耐振性に優れたセンサ取付構造を提供することができる。

また、温度センサ１の外面には、温度センサ１がクリップ１０により固定された状態で突出部１３と係合して、その突出部１３による温度センサ１の押圧を付勢する係合突起２５が設けられる。これにより、冷却排管３０の取付凹部３２に温度センサ１を固定した状態での突出部１３による温度センサ１の押圧をより一層強めることができ、センサ取付構造の耐振性を高めることができる。

また、温度センサ１は、Ｏリング７を介して取付凹部３２内に挿入される。これにより、温度センサ１と冷却排管３０との間の密封性を高めることができ、さらにはＯリング７の反発力により温度センサ１のスラストガタを抑えることができる。

また、クリップ１０は、一対の切欠部３５に個々に挿入されて温度センサ１の左右の外面と個々に係合する一対の係合片部１１と、該一対の係合片部１１をつなぐ連結片部１２と、を備え、一対の係合片部１１が開くように弾性変形した後、各係合片部１１の先端が接近する向きに復帰変形して温度センサ１を挟持固定する。そして、このようなクリップ１０は、一本の針金を折曲形成して構成され、温度センサ１を押圧する突出部１３は、その針金を湾曲して形成される。これにより、簡単かつ安価にクリップ１０を形成することができる。

また、温度センサ１は、クリップ１０により挟持される部分（嵌入取付部２２）の外面形状が円形をなし、係合片部１１には、その円形となる温度センサ１の外面形状に沿った円弧状の湾曲部１１ａが形成される。これにより、一対の係合片部１１による嵌入取付部２２の挟持領域を増やすことができるので、クリップ１０による温度センサ１の固定をより強固に行わせることができる。なお、クリップにより挟持されるセンサ部分の外面形状は、必ずしも円形（正円形及び楕円形を含む）に限定するものではない。

また、連結片部１２は、温度センサ１を固定した状態で取付凹部３２の外面から所定間隔Ｌをあけて外部に突出し、その所定間隔Ｌとなる空間Ｓがクリップ１０を取り外す際の取外操作部となる。これにより、クリップ１０の取り外しが容易になり、ひいては冷却排管３０からの温度センサ１の取り外し作業を容易することができる。

次に、本発明に係る固定部材であるクリップの変形例について図７及び図８を参照して説明する。まず、図７に示す変形例１のクリップ４０は、連結片部１２の形状を除いて前述したクリップ１０と同一の形状である。クリップ１０の連結片部１２は平面視で湾曲形状に形成されているのに対して、クリップ４０の連結片部４１は平面視で矩形形状に形成されている。そして、クリップ４０により温度センサ１を冷却排管３０の取付凹部３２に固定した状態で、クリップ１０と同様に、冷却排管３０の取付基部３１外面から所定間隔Ｌ’をあけて連結片部４１が外部に突出して配置され、その所定間隔Ｌ’となる空間Ｓ’がクリップ４０を取り外す際の取外操作部として作用する。

ただし、この場合、空間Ｓ’を形成する所定間隔Ｌ’と横幅方向の広さ間隔Ｗとは、それぞれマイナスドライバーＭＤの先端部の矩形形状（刃幅及び刃厚）の規格値と対応した値に設定されている。例えば刃幅が４．５ｍｍ規格のマイナスドライバーＭＤと対応させた場合には、刃厚が０．６ｍｍとなる。このため、所定間隔Ｌ’は０．６ｍｍとほぼ同一の値（厳密には若干大きめの値）に設定され、広さ間隔Ｗは４．５ｍｍとほぼ同一の値（厳密には若干大きめの値）に設定される。すなわち、取外操作部を形成する空間Ｓ’は、マイナスドライバーＭＤの刃幅及び刃厚の設定寸法からなる矩形形状とほぼ同一の矩形状の空間である。これにより、刃幅４．５ｍｍ規格のマイナスドライバーＭＤを空間Ｓ’内にほぼ隙間なく挿入させることができるので、マイナスドライバーＭＤを倒し込んでクリップ４０を引き抜く際には、ガタ付きなくスムーズにクリップ４０を引き抜くことができる。

また、図８に示す変形例２のクリップ５０は、クリップ１０のように針金を折曲形成したものではなく、金属板をプレス加工で打ち抜いて形成されている。クリップ５０は、クリップ１０と同様に弾性変形により温度センサ１の嵌入取付部２２を挟持する一対の係合片部５１と、一対の係合片部５１をつなぐ連結片部５２とを備えている。係合片部５１のほぼ中央部分には、嵌入取付部２２の外面形状に沿った円弧状の湾曲部５１ａが形成され、湾曲部５１ａの下端には、温度センサ１を取付凹部３２への挿入方向に押圧する押圧係合凸部５３が形成されている。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これはあくまで例示に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、実施形態中の構成では、車両エンジンの冷却水の温度を測定する温度センサを冷却排管に取り付けるためのセンサ取付構造として例示しているが、この構成に限定するものではない。すなわち、被取付部材の取付凹部にセンサを挿入して取り付ける構造のものであれば、センサ及び被取付部材の種類は限定しない。さらに、被取付部材及び固定部材の材質についても特に限定しない。例えば実施形態中では、被取付部材として樹脂材料で形成したものを例示しているが金属材料等からなる被取付部材としてもよい。また、固定部材として金属材料で形成したものを例示しているが樹脂材料等からなる固定部材としてもよい。

１ 温度センサ（センサ）
２ センサハウジング
３ 感温素子
４ 信号線
５ 絶縁チューブ
７ Ｏリング（弾性部材）
１０ クリップ（固定部材）
１１ 係合片部
１１ａ 湾曲部
１２ 連結片部
１３ 突出部（押圧係合凸部）
２２ 嵌入取付部
２４ フランジ部
２５ 係合突起（付勢係合部）
３０ 冷却排管（被取付部材、管路）
３２ 取付凹部
３５ 切欠部
Ｓ，Ｓ’ 空間（取外操作部）
ＭＤ マイナスドライバー

Claims (9)

1. フランジ部を有するセンサと、
   該センサを挿入して取り付ける取付凹部が形成されるとともに、その取付凹部の軸線に対して対称的な溝形状をなす一対の切欠部が取付凹部の外面に形成された被取付部材と、
   前記取付凹部に挿入されたセンサを前記一対の切欠部を通して挟持した状態で取り付けられ、取付凹部に対するセンサの軸線方向の移動を規制することでセンサを取付凹部に固定する固定部材と、を備え、
   前記固定部材には、前記センサを固定した状態で前記フランジ部と係合して、センサを前記取付凹部への挿入方向に押圧する押圧係合凸部が設けられることを特徴とするセンサ取付構造。
2. 前記センサの外面には、センサが前記固定部材により固定された状態で前記押圧係合凸部と係合して、その押圧係合凸部によるセンサの押圧を付勢する付勢係合部が設けられる請求項１に記載のセンサ取付構造。
3. 前記センサは、弾性部材を介して前記取付凹部内に挿入される請求項１又は請求項２に記載のセンサ取付構造。
4. 前記固定部材は、前記一対の切欠部に個々に挿入されて前記センサの左右の外面と個々に係合する一対の係合片部と、該一対の係合片部をつなぐ連結片部と、を備えたクリップから構成され、一対の係合片部が開くように弾性変形した後、各係合片部の先端が接近する向きに復帰変形してセンサを固定する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のセンサ取付構造。
5. 前記センサは、前記クリップにより挟持される部分の外面形状が円形をなし、
   前記係合片部には、その円形となるセンサの外面形状に沿った円弧状の湾曲部が形成される請求項４に記載のセンサ取付構造。
6. 前記クリップは、一本の針金を折曲形成して構成され、
   前記押圧係合凸部は、前記センサの押圧方向に突出形成された突出部からなる請求項４又は請求項５に記載のセンサ取付構造。
7. 前記連結片部は、前記センサを固定した状態で前記取付凹部の外面から所定間隔をあけて外部に突出し、その所定間隔となる空間が前記クリップを取り外す際の取外操作部となる請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のセンサ取付構造。
8. 前記取外操作部を形成する空間は、マイナスドライバーの刃幅及び刃厚の設定寸法からなる矩形形状とほぼ同一の矩形状の空間から構成される請求項７に記載のセンサ取付構造。
9. 前記センサは、感温素子を有する温度センサであり、
   前記被取付部材は、樹脂材料から形成されるとともに、媒体が流動する内部に前記感温素子が挿入して取り付けられる管路である請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のセンサ取付構造。

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