JP2017067644A - Pressure detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の圧力を検出する圧力検出装置に関する。 The present invention relates to a pressure detection device that detects the pressure of a fluid.
自動車の環境対応や燃費向上のために、中高圧センサが用いられている。中高圧センサは、例えば、エンジン油圧、可変バルブ油圧、パワーステアリング圧、筒内噴射(DI)圧、ブレーキ油圧、又は、サスペンション、トランスミッション、エアーコンディショナーにおける作動流体の圧力を測定する。中高圧センサは、測定対象の各種機器に装着されて、例えば、数MPaから数百MPa程度の中高圧を測定する圧力検出装置である。 Medium- and high-pressure sensors are used for environmental protection and fuel efficiency improvement of automobiles. The medium / high pressure sensor measures, for example, engine oil pressure, variable valve oil pressure, power steering pressure, in-cylinder injection (DI) pressure, brake oil pressure, or pressure of the working fluid in the suspension, transmission, and air conditioner. The medium-high pressure sensor is a pressure detection device that is attached to various devices to be measured and measures medium-high pressure, for example, about several MPa to several hundred MPa.
このような圧力検出装置の一例として、端面に圧力導入口からの圧力を受けて変位するダイヤフラムを有し、かつこのダイヤフラムの表面に同ダイヤフラムの歪みを検出する歪ゲージを有して構成される圧力受側接続口体を具備した圧力センサが知られている。この圧力センサは、さらに、中間体と、信号側接続口体と、プリント基板と、第1の接続部と、第2の接続部とを具備する(下記特許文献1の請求項1等を参照)。 As an example of such a pressure detection device, the end face has a diaphragm that is displaced by receiving pressure from the pressure introduction port, and the surface of the diaphragm has a strain gauge that detects distortion of the diaphragm. A pressure sensor having a pressure receiving side connection port is known. The pressure sensor further includes an intermediate body, a signal side connection port body, a printed circuit board, a first connection portion, and a second connection portion (see claim 1 of Patent Document 1 below). ).
また、圧力検出装置の別の例として、隔壁部を持つ、閉鎖したペデスタル端部と、モニタすべき流体圧力源に変換器を取り付けるための細長結合部と、ペデスタル端部と結合部との中間でポート・フィッティングから半径方向外側に延びる支持フランジとを有するほぼ管状のポート・フィッティングを含む圧力変換器が知られている。この圧力変換器は、さらに、回路基板と、カバー部材と、ハウジング部材とを含む(下記特許文献2の請求項1等を参照)。 Another example of a pressure sensing device is a closed pedestal end with a septum, an elongate coupling for attaching the transducer to the fluid pressure source to be monitored, and an intermediate between the pedestal end and coupling. Pressure transducers are known that include a generally tubular port fitting having a support flange extending radially outward from the port fitting. The pressure transducer further includes a circuit board, a cover member, and a housing member (see claim 1 of Patent Document 2 below).
前述のように、圧力検出装置は、測定対象の機器に取り付けられ、例えば、数MPaから数百MPa程度の中高圧の流体の圧力を測定するため、取り付け後に不具合が生じても容易には取り外すことができない。そのため、圧力検出装置には、長期間に亘って流体の圧力を正確に測定することができる高い信頼性が求められる。 As described above, the pressure detection device is attached to the device to be measured. For example, the pressure detection device measures the pressure of a medium to high pressure fluid of several MPa to several hundred MPa. I can't. For this reason, the pressure detection device is required to have high reliability capable of accurately measuring the pressure of the fluid over a long period of time.
圧力検出装置の信頼性を向上させるための手段として、部品点数の削減、及び、製造工程の簡略化が有効である。しかし、例えば、前記特許文献1及び2に記載されているような従来の圧力検出装置は、部品点数が多く、製造工程が複雑であるため、信頼性を向上させることが困難である。 As means for improving the reliability of the pressure detection device, it is effective to reduce the number of parts and to simplify the manufacturing process. However, for example, the conventional pressure detection devices as described in Patent Documents 1 and 2 have a large number of parts and a complicated manufacturing process, so that it is difficult to improve reliability.
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも部品点数を削減することができ、製造工程の簡略化が可能であり、信頼性を向上させることができる圧力検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a pressure detection device that can reduce the number of parts as compared with the prior art, can simplify the manufacturing process, and can improve reliability. The purpose is to do.
前記目的を達成すべく、本発明の圧力検出装置は、流体が導入される圧力ポートと、該圧力ポートの受圧部に配置された圧力センサと、該圧力センサの端子部に接続される中継端子を有する端子台と、該中継端子に接続されて前記圧力センサの信号を外部へ出力するコネクタ端子を有するコネクタ部と、を備えた圧力検出装置であって、前記端子台は、前記コネクタ端子の挿入端部を受容する凹部を有し、前記中継端子は、前記凹部に配置され、前記挿入端部を受容して前記コネクタ端子に接続される受容接続部を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a pressure detection device according to the present invention includes a pressure port into which a fluid is introduced, a pressure sensor disposed in a pressure receiving portion of the pressure port, and a relay terminal connected to a terminal portion of the pressure sensor. And a connector portion having a connector terminal connected to the relay terminal and outputting a signal of the pressure sensor to the outside, wherein the terminal block is connected to the connector terminal. It has a recessed part which receives an insertion end, The relay terminal is arranged in the recessed part, and has a receiving connection part which receives the insertion end and is connected to the connector terminal.
本発明によれば、従来よりも部品点数を削減することができ、製造工程の簡略化が可能であり、信頼性を向上させることができる圧力検出装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the number of parts can be reduced compared with the past, a manufacturing process can be simplified, and the pressure detection apparatus which can improve reliability can be provided.
以下、本発明の圧力検出装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a pressure detection device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る圧力検出装置1の縦断面図である。図2は、図1に示す圧力検出装置1のII−II線に沿う横断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pressure detection device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the pressure detection device 1 shown in FIG.
本実施形態の圧力検出装置1は、例えば、自動車の環境対応や燃費向上のために、測定対象の各種機器に装着され、例えば、数MPaから数百MPa程度の中高圧を測定する中高圧センサである。より具体的には、圧力検出装置1によって、例えば、エンジン油圧、可変バルブ油圧、パワーステアリング圧、筒内噴射(DI)圧、ブレーキ油圧、又は、サスペンション、トランスミッション、エアーコンディショナーにおける作動流体の圧力等を測定することができる。 The pressure detection device 1 according to the present embodiment is mounted on various devices to be measured, for example, for environmental compatibility of automobiles and fuel consumption improvement, and measures, for example, a medium to high pressure sensor of about several MPa to several hundred MPa. It is. More specifically, the pressure detection device 1 allows, for example, engine oil pressure, variable valve oil pressure, power steering pressure, in-cylinder injection (DI) pressure, brake oil pressure, pressure of working fluid in the suspension, transmission, air conditioner, etc. Can be measured.
圧力検出装置1は、主に、圧力ポート10と、圧力センサ20と、端子台30と、コネクタ部40と、を備えている。また、本実施形態の圧力検出装置1は、さらに、ベース部50と、カバー部材60とを備えている。
The pressure detection device 1 mainly includes a
圧力ポート10は、測定対象機器に接続される概ね円筒形の部材であり、内部に流体を導入するための中空部11を有する管状に形成されている。圧力ポート10は、長手方向の一端に流体を導入する開口部12を有し、長手方向の他端に流体の圧力を受ける壁部13を有している。壁部13は、圧力ポート10の開口部12とは反対側の端部を閉鎖するとともに、中空部11に面する凹部14を有している。
The
圧力ポート10は、壁部13に設けられた凹部14が、圧力ポート10の長手方向からの平面視で、例えば、圧力センサ20の形状に対応する正方形又は長方形等の矩形に形成されている。この凹部14の底部は、流体の圧力を受けて変形する受圧部15である。すなわち、受圧部15は、圧力ポート10の壁部13に設けられた矩形の薄肉部であり、圧力ポート10の中空部11に導入された流体の圧力を受けて変形するダイヤフラムとして機能する。圧力ポート10の受圧部15の中空部11と反対側の端面には、圧力センサ20が配置されている。
In the
圧力ポート10は、開口部12側の端部が受圧部15側の端部よりも径の大きい大径部16とされ、受圧部15側の端部が開口部12側の端部よりも径の小さい小径部17とされている。圧力ポート10の小径部17すなわち受圧部15が形成された端部は、図2に示すように、外周面の一部に平坦部17aを有する円筒状に形成されている。圧力ポート10の小径部17は、第1の平坦部17a1と第2の平坦部17a2の2つの平坦部17aを有している。第1の平坦部17a1の表面と第2の平坦部17a2の表面は、互いに垂直な面である。
The
圧力ポート10は、大径部16の外周面にねじ部16aを有している。ねじ部16aは、例えば、測定対象機器のソケットの内ねじ又は雌ねじに螺合される雄ねじ部である。圧力ポート10は、大径部16と小径部17との間に、径方向外側へ張り出すフランジ部18と、径方向内側へ窪む溝部19とを有している。フランジ部18は、周縁部に厚さ方向の段差部18aを有している。段差部18aには、ベース部50の開口部51の縁部が係合している。
The
圧力ポート10の素材は、例えば、炭素鋼、アルミニウム合金、銅合金、ステンレス鋼等の金属材料である。圧力ポート10は、例えばレーザ溶接によって、フランジ部18の周縁部がベース部50の開口部51の縁部に接合されている。これにより、圧力ポート10とベース部50との間に、密閉性を有する接続部C1である溶接部Wが形成されている。すなわち、圧力ポート10とベース部50との間の接続部C1は、気密性及び液密性を有し、圧力ポート10とベース部50との間を封止している。
The material of the
ベース部50は、例えば圧力ポート10との溶接性に優れた金属材料を素材とする板状の部材である。ベース部50は、圧力ポート10の中心軸CL方向から見て、例えば円形の外形を有し、中央部に、例えば円形の開口部51を有している。ベース部50は、開口部51が圧力ポート10のフランジ部18の段差部18aに係合し、前述のように、開口部51の縁部が、圧力ポート10のフランジ部18の周縁部に接合されて、圧力ポート10に固定されている。ベース部50及び圧力ポート10のフランジ部18のコネクタ部40に対向する面には、端子台30が固定されている。
The
端子台30は、例えば角部が丸められた概ね直方体のブロック状に形成され、一つの面が、例えば接着剤によって、コネクタ部40に対向するベース部50の表面及び圧力ポート10のフランジ部18の表面に接合されて固定されている。図2に示すように、端子台30は、圧力ポート10の中心軸CL方向から見た平面形状が概ね長方形であり、長手方向中央部の幅がやや広く、長手方向両端部の幅がやや狭くなっている。端子台30は、中央部に圧力センサ20が配置された圧力ポート10の受圧部15を配置するための開口部31を有し、長手方向の一端に複数の凹部32と中継端子33を有している。
The
端子台30の開口部31は、圧力ポート10の円柱状の小径部17の外周面に沿う円弧部31aと、圧力ポート10の平面状の平坦部17aに沿う直線部31bとを有する、概ね扇形の形状に形成されている。端子台30の開口部31は、圧力ポート10の第1の平坦部17a1に対向する第1の平面部である第1の直線部31b1と、圧力ポート10の第2の平坦部17a2に対向する第2の平面部である第2の直線部31b2との2つの直線部31bを有している。第1の平面部である第1の直線部31b1と、第2の平面部である第2の直線部31b2とは、互いに垂直に形成されている。
The
図2に示すように、端子台30の上面の短手方向には、コネクタ部40から延びる複数のコネクタ端子41に対応して、複数の凹部32と中継端子33が隣接して設けられている。本実施形態の圧力検出装置1において、端子台30は、例えば、コネクタ部40の3本のコネクタ端子41に対応する3つの凹部32と3つの中継端子33を有している。
As shown in FIG. 2, a plurality of
図3は、図1に示す圧力検出装置1の縦断面図における端子台30の凹部32及び中継端子33周辺の拡大図である。
3 is an enlarged view of the periphery of the
端子台30の凹部32は、コネクタ部40に対向する端子台30の上面に開口部32aを有し、ベース部50に対向する端子台30の底面に向けて掘り下げられ、所定の深さに底部32bを有する矩形の穴である。凹部32は、コネクタ部40からベース部50へ向けて延びる細長いコネクタ端子41の先端部である挿入端部41aを受容する。凹部32は、コネクタ端子41の挿入端部41aが挿入された状態で、挿入端部41aの先端が底部32bに到達せず、挿入端部41aの先端と底部32bとの間に間隔が形成される深さを有している。
The
端子台30の中継端子33は、例えば、Au、Cu、Al等の導電性を有する金属材料を素材とする細長い板状の部材であり、例えばインサート成形によって、端子台30と一体に結合されている。中継端子33は、凹部32の内壁面32c及び底部32bに沿って配置された概ねU字形の凹形状を有する受容接続部33aと、端子台30の上面に沿って配置されて端子台30の中央部の開口部31へ向けて延びるワイヤ接続部33bと、凹部32から端子台30の長手方向の端部へ延びる埋設部33cとを有している。
The
中継端子33の受容接続部33aは、凹部32に配置され、凹部32に挿入されたコネクタ端子41の挿入端部41aを凹形状の内側に受容して、コネクタ端子41に接続される。本実施形態において、受容接続部33aは、コネクタ端子41の挿入端部41aに向けて突出する突起部33dを有している。
The receiving
また、本実施形態において、受容接続部33aは、互いに対向する一対の突起部33dを有している。突起部33dは、例えば、細長い板状の中継端子33が厚さ方向に湾曲して厚さ方向に突出した部分であり、概ね円弧状の断面形状を有している。なお、突起部33dの数は、2つに限定されず、受容接続部33aの片側から挿入端部41aへ向けて突出する1つの突起部33dを形成してもよいし、3つ以上の突起部33dを形成してもよい。
In the present embodiment, the receiving
中継端子33のワイヤ接続部33bは、一端が受容接続部33aに接続され、端子台30の上面に沿って端子台30の中央部の開口部31へ向けて延び、他端が開口部31の近傍で凹部32の深さ方向に曲折されて端子台30に埋設されている。ワイヤ接続部33bは、端子台30の表面に露出して、例えば、ワイヤボンディングによって形成されたワイヤ22の一端に接続されている。図2に示すように、ワイヤ22の他端は、圧力センサ20の端子部21に接続されている。
One end of the
中継端子33の埋設部33cは、一端が受容接続部33aに接続され、凹部32の開口部32aから端子台30の長手方向の端部へ延び、概ね全体が端子台30に埋設されている。
One end of the embedded
本実施形態の圧力検出装置1において、端子台30は、凹部32に隣接するガイド部34を有している。ガイド部34は、端子台30と一体に設けられ、端子台30のコネクタ部40に対向する表面からコネクタ部40へ向けて突出するように形成され、中継端子33のワイヤ接続部33bの凹部32側の端部と、埋設部33cを被覆している。ガイド部34は、凹部32の外側から内側へ向けて凹部32の深さ方向に傾斜するガイド面34aを有する。
In the pressure detection device 1 of the present embodiment, the
ガイド面34aは、端子台30のコネクタ部40に対向する面の長手方向において、凹部32の開口部32aの両側に設けられている。凹部32の開口部32aの両側の一対のガイド面34aは、コネクタ部40から端子台30へ向かう凹部32の深さ方向において、互いの間隔が漸減している。
The guide surfaces 34 a are provided on both sides of the opening 32 a of the
圧力センサ20は、例えば、シリコン基板上にセンサ素子と制御回路とが形成されて1チップ化された半導体ひずみセンサであり、例えば接着剤23によって圧力ポート10の受圧部15に接合されて固定されている。圧力センサ20は、図2に示すように、圧力ポート10の中心軸CL方向から見た平面形状が、受圧部15の平面形状に対応する正方形や長方形等の矩形に形成されている。圧力センサ20は、端子台30に設けられた中継端子33に接続される端子部21を有している。
The
圧力センサ20の端子部21と、端子台30の中継端子33とは、金属のワイヤ22によって接続されている。ワイヤ22は、例えばAlやAu等を素材としてワイヤボンディングを行うことによって形成することができる。圧力センサ20は、端子部21がワイヤ22によって端子台30の中継端子33に接続された状態で、絶縁性を有するゲル24によって覆われている。
The
ゲル24は、例えばシリコン樹脂を素材とし、ポッティングによって形成することができる。なお、図2では、圧力センサ20の端子部21と端子台30の中継端子33とのワイヤ22による接続を示すために、圧力センサ20を覆うゲル24を圧力センサ20のコネクタ部40に対向する表面に沿って切断した状態を示している。
The
コネクタ部40は、例えば、自動車の電子制御装置(ECU)等へ信号を伝送する信号線のコネクタ等に接続され、その信号線を介して圧力センサ20からの信号をECU等の外部機器へ伝送する。コネクタ部40は、端子台30の中継端子33に接続されて圧力センサ20の信号を外部へ出力するコネクタ端子41と、コネクタ端子41と一体に結合されたハウジング42とを有している。
The
コネクタ端子41は、例えば、Au、Cu、Al等の導電性を有する金属材料を素材とする細長い板状、棒状、又は針状の部材であり、例えばインサート成形によって、ハウジング42と一体に結合されている。コネクタ端子41は、端子台30の中継端子33に接続される挿入端部41aと、外部機器のコネクタの端子に接続される出力端部41bとを有している。
The
コネクタ端子41は、中間部41cと挿入端部41aとの間、及び、出力端部41bとの間が、それぞれ概ね直角に曲折されている。これにより、コネクタ端子41は、挿入端部41aと出力端部41bがコネクタ部40の中心軸CL方向に沿って延び、中間部41cが中心軸CL方向に垂直なコネクタ部40の径方向に沿って延びている。挿入端部41a及び出力端部41bの先端部は、それぞれ、先端に近付くほど細くなる先細形状を有している。
The
ハウジング42は、例えば絶縁性を有する樹脂材料を素材とし、コネクタ端子41をインサート成形することによって、コネクタ端子41と一体に形成されている。ハウジング42は、例えばECU等の外部機器に接続された信号線のコネクタ等に係合する係合部42aと、係合部42aの中心軸CL方向の一端から係合部42aの径方向に延出するフランジ部42bとを有している。
The
係合部42aは、フランジ部42bと反対側の端部に、外部機器に接続された信号線のコネクタ等を係合させる係合凹部42cが設けられ、内側に中空部を有する概ね有底筒状に形成されている。係合凹部42c内には、コネクタ部40のハウジング42に埋設されたコネクタ端子41の出力端部41bが露出している。
The
係合部42aは、中心軸CL方向から見た外形が、例えば、一対の対向する直線状の平坦部と、その両側の一対の円弧状の湾曲部とを有するフィールドトラック形に形成されている。係合部42aの係合凹部42cの底部には、係合部42aの長手方向に、複数のコネクタ端子41が、より具体的には、図2に示すように、3つのコネクタ端子41が、中継端子33の受容接続部33aに対応する間隔を開けて配置されている。
The engaging
フランジ部42bは、係合部42aの係合凹部42cと反対側の端部から、係合部42aの中心軸CL方向と垂直な方向に延出し、係合部42aの中心軸CL方向から見た外形が、例えば円形に形成されている。フランジ部42bには、コネクタ端子41の中間部41cが埋め込まれている。フランジ部42bは、端子台30に対向する面の凹部32に対向する位置から、コネクタ端子41の挿入端部41aを端子台30の凹部32に向けて突出させている。フランジ部42bの外縁部には、カバー部材60が接続されている。
The
カバー部材60は、例えば、炭素鋼、アルミニウム合金、銅合金、ステンレス鋼等の金属材料を素材として、中心軸CL方向の両端に開口部61,62を有する筒状に形成されている。カバー部材60は、例えばインサート成形によってコネクタ部40と一体に結合され、コネクタ部40のフランジ部42bに接続されている。これにより、カバー部材60とコネクタ部40との間に、密閉性を有する接続部C2が形成されている。
The
カバー部材60の中心軸CL方向の一方の開口部61は、コネクタ部40のフランジ部42bに埋設され、コネクタ部40によって閉塞されている。この開口部61の近傍には、複数の貫通孔63が設けられている。貫通孔63には、コネクタ部40の樹脂材料が充填され、コネクタ部40からのカバー部材60の脱落が防止されている。カバー部材60の中心軸CL方向の他方の開口部62の周囲には、中心軸CLに垂直な径方向の内側から外側へ延出するフランジ部64が形成されている。フランジ部64は、中心軸CLに沿って延在するカバー部材60の端部が、径方向の内側から外側へ向けて曲折されることによって形成されている。
One
カバー部材60のフランジ部64とベース部50の周縁部とは、例えば、レーザ溶接によって接合され、カバー部材60とベース部50との間に密閉性を有する接続部C3である溶接部Wが形成されている。このように、カバー部材60の中心軸CL方向の一方の開口部61は、コネクタ部40によって閉塞され、カバー部材60の中心軸CL方向の他方の開口部62は、ベース部50及び圧力ポート10のフランジ部18によって閉塞されている。そして、これらの間に密閉性を有する接続部C1,C2,C3が形成されることで、圧力センサ20及び端子台30を密閉された状態で収容する収容部65が形成されている。
The
なお、本実施形態の圧力検出装置1において、カバー部材60は、一方の開口部61と他方の開口部62との間の部分の外形が、カバー部材60の中心軸CL方向から見て、図2に示すように、六角ナット形状を有する。
In the pressure detection device 1 according to the present embodiment, the
本実施形態の圧力検出装置1は、例えば、以下の手順によって組み立てることができる。まず、圧力ポート10の受圧部15に、例えば接着剤23によって圧力センサ20を接合して固定する。次に、圧力ポート10のフランジ部18の段差部18aに、ベース部50の開口部51の縁部を係合させ、例えばレーザ溶接によって圧力ポート10とベース部50とを接合する。
The pressure detection device 1 of the present embodiment can be assembled by the following procedure, for example. First, the
次に、圧力ポート10の小径部17を、端子台30の開口部31に挿入し、圧力ポート10の小径部17の平坦部17aと、端子台30の開口部31の直線部31bとを対向させて位置合わせする。そして、圧力ポート10のフランジ部18及びベース部50のコネクタ部40に対向する面に、例えば接着剤によって端子台30を接合して固定する。その後、例えばワイヤボンディング装置によって、圧力センサ20の端子部21と端子台30の中継端子33のワイヤ接続部33bとを接続するワイヤ22を形成し、ポッティング装置によって圧力センサ20を覆うゲル24を形成する。
Next, the
次に、例えば、インサート成形によってコネクタ端子41及びカバー部材60が一体化されたコネクタ部40を用意する。そして、コネクタ部40のコネクタ端子41の挿入端部41aと、端子台30の凹部32とを位置合わせして、端子台30の凹部32にコネクタ端子41の挿入端部41aを挿入し、凹部32に配置された中継端子33の受容接続部33aによって挿入端部41aを受容する。これにより、コネクタ部40のコネクタ端子41と、圧力センサ20の端子部21とが、ワイヤ22及び中継端子33を介して電気的に接続される。最後に、カバー部材60のフランジ部64とベース部50とを、例えばレーザ溶接によって接合する。以上により、図1に示す圧力検出装置1を製造することができる。
Next, for example, the
以下、本実施形態の圧力検出装置1の作用について説明する。 Hereinafter, the operation of the pressure detection device 1 of the present embodiment will be described.
圧力検出装置1は、例えば、自動車に搭載される各種機器に装着され、エンジン油圧、可変バルブ油圧、パワーステアリング圧、DI圧、ブレーキ油圧、又は、サスペンション、トランスミッション、エアーコンディショナー等の作動流体の圧力を測定する。圧力検出装置1は、例えば、数MPaから数百MPa程度の中高圧を測定する中高圧センサであり、取り付け後に不具合が生じても容易には取り外すことができない。そのため、圧力検出装置1は、長期間に亘って流体の圧力を正確に測定することができる高い信頼性が求められるが、従来の圧力検出装置は、部品点数が多く、製造工程が複雑であるため、信頼性を向上させることが困難である。 The pressure detection device 1 is mounted on, for example, various devices mounted on an automobile, and the pressure of working fluid such as engine oil pressure, variable valve oil pressure, power steering pressure, DI pressure, brake oil pressure, suspension, transmission, air conditioner, etc. Measure. The pressure detection device 1 is a medium to high pressure sensor that measures a medium to high pressure of, for example, about several MPa to several hundred MPa, and cannot be easily removed even if a malfunction occurs after attachment. For this reason, the pressure detection device 1 is required to have high reliability capable of accurately measuring the pressure of the fluid over a long period of time, but the conventional pressure detection device has a large number of parts and a complicated manufacturing process. Therefore, it is difficult to improve reliability.
例えば、前記特許文献1(特開平8−21775号公報)に記載されている従来の圧力センサは、圧力受側接続口体のダイヤフラムに設けられた歪ゲージの端子部に、板ばねから構成された端子片が突設されている。圧力センサは、この端子片の先端がプリント基板に形成された導電部に対して弾性的に接触することでプリント基板に電気的に接続されている。また、プリント基板の導電部に、リセプタクル部から延びる板ばね部がはんだ付けされて電気的に接続されている。信号受側圧力口体のターミナル部は、外部接続用の部位の差し込み部分が、プリント基板の導電部に接続されたリセプタクル部に差し込まれて、プリント基板と電気的に接続されている。 For example, a conventional pressure sensor described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-21775) is configured by a leaf spring at a strain gauge terminal portion provided on a diaphragm of a pressure receiving side connection port body. The terminal piece is protruding. The pressure sensor is electrically connected to the printed circuit board by elastically contacting the end of the terminal piece with a conductive portion formed on the printed circuit board. Further, a leaf spring portion extending from the receptacle portion is soldered and electrically connected to the conductive portion of the printed circuit board. The terminal portion of the signal receiving side pressure port body is electrically connected to the printed circuit board by inserting the insertion portion of the portion for external connection into the receptacle connected to the conductive portion of the printed circuit board.
すなわち、前記特許文献1に記載されている圧力センサでは、圧力受側接続口体のダイヤフラムに設けられた歪ゲージと、プリント基板とが端子片を介して接続されている。さらに、プリント基板に設けられたリセプタクル部に、信号受側圧力口体に設けられた外部接続用の部位の差し込み部分が差し込まれて接続されている。そのため、ひずみゲージとプリント基板との間、及び、プリント基板と差し込み部分との間を接続するために、端子片及びリセプタクル部が必要になる。さらに、圧力受側接続口体とプリント基板との位置合わせと、プリント基板と信号受側圧力口体との位置合わせが必要になる。 That is, in the pressure sensor described in Patent Document 1, the strain gauge provided on the diaphragm of the pressure receiving side connection port body and the printed board are connected via the terminal piece. Further, an insertion portion of a portion for external connection provided in the signal receiving side pressure port body is inserted into and connected to a receptacle portion provided in the printed circuit board. Therefore, in order to connect between the strain gauge and the printed circuit board and between the printed circuit board and the insertion portion, a terminal piece and a receptacle are required. Furthermore, it is necessary to align the pressure receiving side connection port body with the printed circuit board and align the printed circuit board with the signal receiving side pressure port body.
また、前記特許文献2(特開平2004−205514号公報)に記載されている従来の圧力変換器において、ポート・フィッティングに設けられた歪ゲージセンサは、支持部材に設けられた回路基板上の回路経路を介して回路基板上のICと接続される。さらに、ICは、回路基板上の接点ばねランディングゾーンに位置合わせされたばね部材を介して、コネクタ部に設けられた端子に接続されている。そのため、歪ゲージセンサとICとの間、及び、ICとコネクタ部の端子との間を接続するために、ポート・フィッティングの歪ゲージセンサと支持部材の回路基板との位置合わせ、支持部材の回路基板とばね部材との位置合わせ、及び、ばね部材とコネクタ部の端子との位置合わせが必要になる。 In the conventional pressure transducer described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-205514), the strain gauge sensor provided in the port fitting is a circuit on a circuit board provided in the support member. It is connected to the IC on the circuit board via the path. Further, the IC is connected to a terminal provided in the connector portion via a spring member aligned with the contact spring landing zone on the circuit board. Therefore, in order to connect between the strain gauge sensor and the IC and between the IC and the terminal of the connector portion, the alignment of the strain gauge sensor of the port fitting and the circuit board of the support member, the circuit of the support member It is necessary to align the substrate and the spring member and align the spring member and the terminal of the connector portion.
これに対し、本実施形態の圧力検出装置1は、流体が導入される圧力ポート10と、該圧力ポート10の受圧部15に配置された圧力センサ20と、該圧力センサ20の端子部21に接続される中継端子33を有する端子台30と、該中継端子33に接続されて圧力センサ20の信号を外部へ出力するコネクタ端子41を有するコネクタ部40と、を備えている。そして、端子台30は、コネクタ端子41の挿入端部41aを受容する凹部32を有し、中継端子33は、凹部32に配置され、挿入端部41aを受容してコネクタ端子41に接続される受容接続部33aを有している。
On the other hand, the pressure detection device 1 of the present embodiment includes a
この構成により、コネクタ部40のコネクタ端子41の挿入端部41aと、端子台30の凹部32とを位置合わせして、端子台30の凹部32にコネクタ端子41の挿入端部41aを挿入するだけで、圧力センサ20とコネクタ端子41とを中継端子33を介して接続することができる。したがって、本実施形態の圧力検出装置1によれば、前記従来の圧力検出装置よりも部品点数を削減し、製造工程を簡略化することができ、これにより信頼性を向上させることができる。
With this configuration, the
また、本実施形態の圧力検出装置1において、端子台30は、凹部32に隣接するガイド部34を有している。そして、ガイド部34は、凹部32の外側から内側へ向けて凹部32の深さ方向に傾斜するガイド面34aを有している。そのため、挿入端部41aと凹部32の位置が多少ずれた場合でも、挿入端部41aの先端をガイド部34のガイド面34aによって案内し、端子台30の凹部32に挿入することができる。したがって、コネクタ部40のコネクタ端子41の挿入端部41aを、端子台30の凹部32及び中継端子33の受容接続部33aへ容易かつ確実に挿入することができ、コネクタ端子41と中継端子33との接続信頼性を向上させることができる。
Further, in the pressure detection device 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態の圧力検出装置1において、中継端子33の受容接続部33aは、コネクタ端子41の挿入端部41aに向けて突出する突起部33dを有している。そのため、中継端子33の受容接続部33aとコネクタ端子41の挿入端部41aとの寸法公差によって、受容接続部33aと挿入端部41aとの間に隙間が形成される場合であっても、突起部33dを挿入端部41aに確実に接触させることができる。したがって、コネクタ端子41と中継端子33との接続信頼性を向上させることができる。
In the pressure detection device 1 of the present embodiment, the receiving
なお、中継端子33の受容接続部33aに形成する突起部33dを単数にすることで、中継端子33の製造を容易にすることができる。また、中継端子33の受容接続部33aに対向する2つの突起部33dを形成することで、これらの間にコネクタ端子41の挿入端部を挟持し、コネクタ端子41と中継端子33との接続信頼性を向上させることができる。さらに、中継端子33の受容接続部33aに形成する突起部33dを3つ以上にすることで、中継端子33とコネクタ端子41との間の接点を増加させ、コネクタ端子41と中継端子33との接続信頼性を向上させることができる。
In addition, manufacture of the
また、本実施形態の圧力検出装置1において、圧力ポート10の受圧部15が形成された端部は、外周面の一部に平坦部17aを有する円筒状に形成されている。また、端子台30は、圧力ポート10の受圧部15が配置される開口部31を有し、該開口部31は、圧力ポート10の外周面に沿う円弧部31aと、圧力ポート10の平坦部17aに沿う直線部31bとを有する。そのため、圧力ポート10の受圧部15が形成された小径部17を、端子台30の開口部31に挿入して、圧力ポート10の平坦部17aと端子台30の直線部31bを対向させて当接させることで、圧力ポート10の受圧部15を端子台30に対して位置決めすることができる。
In the pressure detection device 1 of the present embodiment, the end portion of the
より詳細には、圧力ポート10の互いに垂直な一対の平坦部17a1,17a2と、端子台30の開口部31の互いに垂直な一対の直線部31b1,31b2とが、それぞれ互いに対向して当接している。これにより、端子台30に対して圧力ポート10の受圧部15の位置が一意に決定され、受圧部15に位置合わせして配置された圧力センサ20の端子部21と、端子台30に設けられた中継端子33のワイヤ接続部33bとが、正確に位置合わせされる。したがって、本実施形態の圧力検出装置1によれば、圧力センサ20と中継端子33とを接続するワイヤ22を、例えばワイヤボンディング装置によって自動的に形成するときに、圧力センサ20と中継端子33とのワイヤ22による接続信頼性を向上させることができる。
More specifically, the pair of flat portions 17a1 and 17a2 perpendicular to each other of the
また、本実施形態の圧力検出装置1において、圧力センサ20は、センサ素子と制御回路とが1チップ化された半導体ひずみセンサである。そのため、圧力検出装置1は、例えば受圧部15に設けられたセンサ素子を、そのセンサ素子とは別に設けられた回路基板の制御回路に対して端子を介して接続し、さらに、その回路基板の制御回路とコネクタ部40のコネクタ端子41とを、別の端子を介して接続する構成と比較して、部品点数を削減し、製造工程を簡略化することができる。これにより、圧力センサ20とコネクタ端子41との接続信頼性を向上させることができる。
In the pressure detection device 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態の圧力検出装置1において、圧力ポート10は、一端に流体を導入する開口部12を有し、他端に流体の圧力を受ける壁部13を有する管状に形成され、受圧部15は、壁部13に設けられた矩形の薄肉部である。そのため、受圧部15は、圧力ポート10の開口部12から中空部11に導入された流体の圧力によって変形するダイヤフラムとして機能する。したがって、圧力ポート10の開口部12から中空部11に導入された流体の圧力を、受圧部15に固定された圧力センサ20によって正確に測定することができる。
In the pressure detection device 1 of the present embodiment, the
さらに、圧力ポート10の中心軸CL方向から見て、受圧部15が矩形に形成され、受圧部15の形状に対応する矩形の圧力センサ20が受圧部15に固定されている。これにより、例えば、受圧部15の表面に沿う互いに直交するX方向とY方向の変形をより効果的に補正し、圧力センサ20の圧力検出精度を向上させることができる。
Further, when viewed from the central axis CL direction of the
また、本実施形態の圧力検出装置1において、圧力センサ20は、端子部21と中継端子33とがワイヤ22によって接続され、絶縁性を有するゲル24によって覆われている。これにより、ゲル24によって圧力センサ20及び端子部21を保護することができ、圧力センサ20の信頼性及び圧力センサ20と中継端子33との接続信頼性を向上させ、圧力検出装置1の信頼性を向上させることができる。
Further, in the pressure detection device 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態の圧力検出装置1は、圧力ポート10に接続されて端子台30を支持するベース部50と、コネクタ部40に接続されて圧力センサ20及び端子台30を覆うカバー部材60と、を備えている。そして、圧力ポート10とベース部50との間、ベース部50とカバー部材60との間、及び、カバー部材60とコネクタ部40との間に、密閉性を有する接続部C1,C2,C3が形成され、圧力センサ20及び端子台30を密閉された状態で収容する収容部65が形成されている。これにより、圧力センサ20及び端子台30を外部環境から隔離して保護し、過酷な環境下で使用される圧力検出装置1の信頼性を向上させることができる。
Further, the pressure detection device 1 of the present embodiment includes a
また、本実施形態の圧力検出装置1において、圧力ポート10は、測定対象機器に螺合されるねじ部16aを有し、カバー部材60は、六角ナット形状を有している。そのため、圧力ポート10のねじ部16aを、例えば、測定対象機器のソケットの内ねじ又は雌ねじに螺合させるときに、カバー部材60に対して、例えば六角レンチによってトルクを加えて圧力検出装置1を測定対象機器に締結することができる。これにより、圧力検出装置1と測定対象機器との接続信頼性を向上させることができる。
Moreover, in the pressure detection apparatus 1 of this embodiment, the
以上説明したように、本実施形態の圧力検出装置1によれば、従来よりも部品点数を削減することができ、製造工程の簡略化が可能であり、信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the pressure detection device 1 of the present embodiment, the number of parts can be reduced as compared with the prior art, the manufacturing process can be simplified, and the reliability can be improved.
[実施形態2]
次に、本発明の実施形態2に係る圧力検出装置について、図1から図3を援用し、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態に係る圧力検出装置1Aの縦断面図である。
[Embodiment 2]
Next, a pressure detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the
本実施形態の圧力検出装置1Aは、コネクタ部40のコネクタ端子41Aが、コネクタ部40に固定された部分と挿入端部41aとの間に湾曲部41dを有する点で、前述の実施形態1で説明した圧力検出装置1と異なっている。本実施形態の圧力検出装置1Aのその他の点は、前述の実施形態1の圧力検出装置1と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
The
圧力検出装置1Aは、コネクタ部40のコネクタ端子41Aが、コネクタ部40のハウジング42のフランジ部42bに埋設されて固定された中間部41cと、フランジ部42bから端子台30に向けて突出する挿入端部41aとの間に、湾曲部41dを有している。湾曲部41dは、例えば、細長い板状のコネクタ端子41Aを厚さ方向に湾曲させるように撓ませることによって形成され、挿入端部41aを含むコネクタ端子41Aの他の部分と比較して、高い弾力性を有している。
In the
圧力検出装置1Aは、例えば過酷な環境で使用されることで、急激な温度変化による熱ストレスの影響等によって構成部材が膨張又は収縮し、コネクタ部40のコネクタ端子41Aと端子台30の中継端子33との位置関係が変動することがある。このような場合でも、コネクタ端子41Aの湾曲部41dが弾性変形することで、挿入端部41aと中継端子33の受容接続部33aとの間に作用する応力を緩和することができる。
The
したがって、本実施形態の圧力検出装置1Aによれば、前述の実施形態1の圧力検出装置1と同様の効果を奏するだけでなく、より過酷な環境下であっても、コネクタ端子41Aと中継端子33との接続信頼性を向上させることができる。
Therefore, according to the
[実施形態3]
次に、本発明の実施形態3に係る圧力検出装置について、図1から図3を援用し、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態に係る圧力検出装置1Bの縦断面図である。
[Embodiment 3]
Next, a pressure detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the
本実施形態の圧力検出装置1Bは、コネクタ部40Bとカバー部材60Bとの間にOリングを備え、カバー部材60Bの開口部61を塑性変形させてかしめることによって、コネクタ部40Bとカバー部材60Bとが接続されている点、及び、コネクタ部40Bのコネクタ端子41が端子台30の中継端子33Bに溶接によって接続されている点で、前述の実施形態1で説明した圧力検出装置1と異なっている。本実施形態の圧力検出装置1Bのその他の点は、前述の実施形態1の圧力検出装置1と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
The
本実施形態の圧力検出装置1Bのコネクタ部40Bは、フランジ部42bの外周面に、Oリング70を係合させる環状溝42dを有している。また、カバー部材60Bは、一方の開口部61の縁部が、径方向の内側へ向けて曲折され、塑性変形されてかしめられることで、コネクタ部40Bのフランジ部42bに接続されている。Oリング70は、コネクタ部40Bの環状溝42dに配置され、カバー部材60Bの内周面との間で圧縮され、コネクタ部40Bとカバー部材60Bとの間を封止している。これにより、コネクタ部40Bとカバー部材60Bとの間に、密閉性を有する接続部C2Bが形成されている。
The
本実施形態の圧力検出装置1Bの中継端子33Bは、実施形態1の圧力検出装置1と同様に、端子台30の凹部32に配置され、コネクタ端子41の挿入端部41aを受容してコネクタ端子41に接続される受容接続部33aを有する。また、中継端子33Bは、受容接続部33aから、端子台30の凹部32の深さ方向に沿って、コネクタ部40Bに向けて延出する接続端部33eを有している。
The
中継端子33Bの接続端部33eは、弾力性を有し、厚さ方向に弾性変形する板ばね状の薄板によって形成されている。コネクタ端子41の挿入端部41aを、端子台30の凹部32に挿入して、中継端子33Bの接続端部33eに接続するときには、接続端部33eにコネクタ端子41の挿入端部41aを押し当てて弾性変形させる。これにより、接続端部33eの弾性力によって、接続端部33eをコネクタ端子41の挿入端部41aに向けて付勢した状態で、接続端部33eと挿入端部41aとを所定の面圧で接触させることができる。この状態で、接続端部33eとコネクタ端子41の挿入端部41aとを、例えば溶接によって接合することができる。
The
本実施形態の圧力検出装置1Bは、前述の実施形態1の圧力検出装置1と同様に、端子台30Bがコネクタ端子41の挿入端部41aを受容する凹部32を有し、中継端子33Bが凹部32に配置され、挿入端部41aを受容してコネクタ端子41に接続される受容接続部33aを有している。したがって、本実施形態の圧力検出装置1Bによれば、前述の実施形態1の圧力検出装置1と同様に、従来よりも部品点数を削減することができ、製造工程の簡略化が可能であり、信頼性を向上させることができる。
Similar to the pressure detection device 1 of the first embodiment, the
[実施形態4]
次に、本発明の実施形態4に係る圧力検出装置について、図1から図3を援用し、図6を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る圧力検出装置1Cの縦断面図の拡大図である。
[Embodiment 4]
Next, a pressure detection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is an enlarged view of a longitudinal sectional view of the pressure detection device 1C according to the present embodiment.
本実施形態の圧力検出装置1Cは、コネクタ部40Cにコネクタ端子41の中間部41cを露出させる凹部42eを有し、凹部42eに露出したコネクタ端子41の中間部41cに保護素子80が設けられている点で、前述の実施形態1で説明した圧力検出装置1と異なっている。本実施形態の圧力検出装置1Cのその他の点は、前述の実施形態1の圧力検出装置1と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
The pressure detection device 1C of the present embodiment has a
保護素子80は、圧力検出装置1Cの使用環境下において、コネクタ端子41によって伝送される圧力センサ20の出力信号に対するノイズを軽減する。したがって、本実施形態の圧力検出装置1Cによれば、前述の実施形態1の圧力検出装置1と同様の効果を得られるだけでなく、圧力センサ20の出力信号のノイズを軽減して、圧力検出精度を向上させることができる。
The
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1 圧力検出装置、1A 圧力検出装置、1B 圧力検出装置、1C 圧力検出装置、10 圧力ポート、12 開口部、13 壁部、15 受圧部、16a ねじ部、17 小径部(端部)、17a 平坦部、17a1 平坦部、17a2 平坦部、20 圧力センサ、21 端子部、22 ワイヤ、24 ゲル、30 端子台、31 開口部、31a 円弧部、31b 直線部、32 凹部、33 中継端子、33a 受容接続部、33d 突起部、34 ガイド部、34a ガイド面、40 コネクタ部、41 コネクタ端子、41a 挿入端部、41d 湾曲部、50 ベース部、60 カバー部材、65 収容部、C1 接続部、C2 接続部、C2B 接続部、C3 接続部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure detection apparatus, 1A Pressure detection apparatus, 1B Pressure detection apparatus, 1C Pressure detection apparatus, 10 Pressure port, 12 Opening part, 13 Wall part, 15 Pressure receiving part, 16a Screw part, 17 Small diameter part (end part), 17a Flat Part, 17a1 flat part, 17a2 flat part, 20 pressure sensor, 21 terminal part, 22 wire, 24 gel, 30 terminal block, 31 opening part, 31a arc part, 31b linear part, 32 concave part, 33 relay terminal, 33a receiving connection Part, 33d projection part, 34 guide part, 34a guide surface, 40 connector part, 41 connector terminal, 41a insertion end part, 41d bending part, 50 base part, 60 cover member, 65 accommodating part, C1 connection part, C2 connection part , C2B connection, C3 connection
Claims (10)
前記端子台は、前記コネクタ端子の挿入端部を受容する凹部を有し、
前記中継端子は、前記凹部に配置され、前記挿入端部を受容して前記コネクタ端子に接続される受容接続部を有することを特徴とする圧力検出装置。 A pressure port into which a fluid is introduced; a pressure sensor disposed at a pressure receiving portion of the pressure port; a terminal block having a relay terminal connected to a terminal portion of the pressure sensor; and the pressure connected to the relay terminal. A connector portion having a connector terminal for outputting a sensor signal to the outside, and a pressure detection device comprising:
The terminal block has a recess for receiving the insertion end of the connector terminal;
The said relay terminal is arrange | positioned at the said recessed part, and has the receiving connection part which receives the said insertion end part and is connected to the said connector terminal, The pressure detection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ガイド部は、前記凹部の外側から内側へ向けて前記凹部の深さ方向に傾斜するガイド面を有することを特徴とする請求項1に記載の圧力検出装置。 The terminal block has a guide portion adjacent to the recess,
The pressure detection device according to claim 1, wherein the guide portion has a guide surface that inclines in a depth direction of the recess from the outside to the inside of the recess.
前記端子台は、前記受圧部が配置される開口部を有し、該開口部は、前記圧力ポートの前記外周面に沿う円弧部と、前記圧力ポートの前記平坦部に沿う直線部とを有することを特徴とする請求項1に記載の圧力検出装置。 The end of the pressure port where the pressure receiving portion is formed is formed in a cylindrical shape having a flat portion on a part of the outer peripheral surface,
The terminal block has an opening in which the pressure receiving portion is disposed, and the opening has an arc portion along the outer peripheral surface of the pressure port and a linear portion along the flat portion of the pressure port. The pressure detection device according to claim 1.
前記圧力ポートと前記ベース部との間、前記ベース部とカバー部材との間、及び、前記カバー部材と前記コネクタ部との間に、密閉性を有する接続部が形成され、前記圧力センサ及び前記端子台を密閉された状態で収容する収容部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧力検出装置。 A base portion connected to the pressure port and supporting the terminal block; and a cover member connected to the connector portion and covering the pressure sensor and the terminal block;
Between the pressure port and the base portion, between the base portion and the cover member, and between the cover member and the connector portion, a connection portion having a sealing property is formed, and the pressure sensor and the The pressure detection device according to claim 1, wherein a housing portion for housing the terminal block in a sealed state is formed.
前記カバー部材は、六角ナット形状を有することを特徴とする請求項9に記載の圧力検出装置。 The pressure port has a threaded portion that is screwed into the measurement target device,
The pressure detection device according to claim 9, wherein the cover member has a hexagonal nut shape.
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