JP2020176860A - In-vehicle sensor and manufacturing method of pedestal of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載用センサおよび車載用センサの台座の製造方法に係り、特に、圧力の検出を台座とこの台座に設置されたセンサ素子とを用いて行うものに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an in-vehicle sensor and a pedestal for an in-vehicle sensor, and more particularly to a method for detecting pressure by using a pedestal and a sensor element installed on the pedestal.
従来、図7で示すようなオイルセンサ301が知られている(特許文献1参照)。従来のオイルセンサ301は、筐体内部空間303が設けられている筐体305と、台座307と、この台座307の1つの面に貼り付けられている薄い板状のセンサ素子309とを備えて構成されている。
Conventionally, an
台座307とセンサ素子309とは筐体内部空間303内に配置されており、台座307の、センサ素子309が設けられている側とは反対側に凹部313が形成されていることで、台座307の、センサ素子309が設けられている側には薄肉部315が形成されている。
The
そして、筐体305に設けられているオイル流入路311を通って、筐体内部空間303に入ってきたオイルは、台座307の凹部313にも入り込み、オイルの圧力によって薄肉部315と薄い板状のセンサ素子309とが弾性変形するようになっている。この弾性変形量を歪ゲージ等で検出することでオイルの圧力を検出するようになっている。
Then, the oil that has entered the housing
なお、図8で示すように、台座307に凹部を設ける代わりに、貫通孔317を設けてある場合もある。
As shown in FIG. 8, instead of providing the recess in the
ところで、図7や図8で示すように、オイルが凹部313や貫通孔317内を通って、オイルがセンサ素子309に向かって一方向でしか入らないと、オイルが凹部313や貫通孔317に異物が詰まりやすく、オイルセンサ301が機能しなくなるおそれが大きいという問題がある。
By the way, as shown in FIGS. 7 and 8, when the oil passes through the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、オイルの圧力を検出する車載用センサにおいて、車載用センサが機能しなくなるおそれを極力無くすことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to eliminate as much as possible the possibility that the vehicle-mounted sensor will not function in the vehicle-mounted sensor that detects the oil pressure.
本発明は、表面の一部に形成されている接合面と、この接合面に対して凹んだ態様で、前記接合面の縁の一部から前記接合面の縁の他の一部まで延びている凹部とが設けられている台座と、前記接合面を覆うようにして、前記接合面に密着し、前記台座に設けられているセンサ素子とを有する車載用センサである。 The present invention extends from a part of the edge of the joint surface to another part of the edge of the joint surface in a manner recessed with respect to the joint surface formed on a part of the surface. It is an in-vehicle sensor having a pedestal provided with a recess and a sensor element provided on the pedestal in close contact with the joint surface so as to cover the joint surface.
本発明によれば、オイルの圧力を検出する車載用センサにおいて、車載用センサが機能しなくなるおそれを極力無くすことができるという効果を奏する。 According to the present invention, in an in-vehicle sensor that detects oil pressure, it is possible to eliminate as much as possible the possibility that the in-vehicle sensor will not function.
本発明の実施形態に係る車載用センサ1は、たとえば、自動車や二輪車のエンジン(原動機)の潤滑や冷却等に使用されるオイルの圧力を測定するものであり、エンジン(図示せず)のシリンダーブロックに一体的に設置されて使用される。
The in-
車載用センサ1は、図1〜図3で示すように、筐体(ハウジング)3と台座5とセンサ素子7とを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the in-
台座5は、たとえばガラスで構成されており、台座5の表面の一部には、たとえば平面状に形成されている接合面9が形成されている。また、台座5には、凹部(切り込み;溝状部)11が設けられている。
The
凹部11は、接合面9に対して凹んだ態様で、接合面9の縁の一部から接合面9の縁の他の一部まで連続してたとえば直線状に延びている(通しで延びている)。
The
センサ素子7は、薄い板状に形成されており、凹部を含む接合面9を覆うようにして、厚さ方向の一方の面が接合面9に密着し、たとえば陽極接合によって台座5に一体的に設けられている。
The
台座5にセンサ素子7を設置した状態では、センサ素子7と台座5の凹部11とで貫通孔13が形成されている。換言すれば、貫通孔13は、台座5とセンサ素子7とが一体化していることで形成されている台座・センサ素子接合体15を貫通している。
When the
そして、貫通孔13の長手方向(貫通方向)の中央部のところに位置しているセンサ素子7の部位がオイルの圧力で弾性変形し、この弾性変形量をたとえば歪ゲージで測定することで、オイルの圧力を検出するようになっている。
Then, the portion of the
台座5の接合面9に対して直交する方向で見ると、図4(a)(c)で示すように、凹部11(貫通孔13)は、「X」字状に形成されている。なお、図4(b)で示すように、凹部11(貫通孔13)が「I」字状に形成されていてもよい。
When viewed in a direction orthogonal to the
筐体3の内部には、図3で示すように、筐体内部空間17が設けられており、筐体3には、オイル経路(オイル流路)19が設けられている。オイル経路19は、筐体3の外部と筐体内部空間17とをつないでいる。
As shown in FIG. 3, a housing
台座5にセンサ素子7を設置したことで形成されている台座・センサ素子接合体15は、筐体内部空間17内に設置されている。
The pedestal /
また、台座・センサ素子接合体15のセンサ素子7の環状の縁部21が筐体内部空間17の壁面に密着していることで、台座・センサ素子接合体15が筐体内部空間17を第1の部位(第1の内部空間)23と第2の部位(第2の内部空間)25とに分離している。縁部21は、台座・センサ素子接合体15のセンサ素子7の、台座5に接している面とは反対側の面の一部で形成されており、所定の幅で環状(たとえば、図4で示すように、「ロ」字状)に形成されている。
Further, since the
また、車載用センサ1では、台座・センサ素子接合体15の台座5が、第1の部位23側に位置しており(第1の部位23内に位置しており)、台座・センサ素子接合体15のセンサ素子7が、第2の部位25側に位置している。すなわち、台座・センサ素子接合体15のセンサ素子7の、台座5に接している面とは反対側の面のうちで、筐体内部空間17の壁面に密着している縁部21を除く面が、第2の部位25に面している。
Further, in the in-
オイル経路19は、筐体3の外部と第1の部位23とをつないでいる。そして、台座・センサ素子接合体15の貫通孔13には、第1の部位23内のオイルが入り込むようになっている。
The
ここで、車載用センサ1についてさらに詳しく説明する。説明の便宜のために所定の一方向を高さ方向とする。
Here, the vehicle-mounted
筐体3は、図2、図3で示すように、筐体本体(ケース)27と端子支持体29と検出部設置体(ステム)31とを備えて構成されている。検出部設置体31には回路基板33が設けられている。筐体本体27と端子支持体29と検出部設置体31と回路基板33とのそれぞれは、お互いが分離可能な別体で構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the housing 3 includes a housing body (case) 27, a
端子支持体29は、金属製の端子35を絶縁性の樹脂37でインサート成形したことで形成されている。検出部設置体31は、絶縁性の樹脂で構成されており、検出部設置体31には、台座・センサ素子接合体15と回路基板33とが一体的に設置されている。筐体本体27は、金属で構成されている。
The
端子支持体29は、図3等で示すように、コネクタ接続部位39と筐体本体係合部41とを備えて構成されている。コネクタ接続部位39には、他のコネクタ(図示せず)が接続されるようになっている。
As shown in FIG. 3 and the like, the
筐体本体係合部41は、背の低い円柱状(中心軸が高さ方向に延びている円柱形状)に形成されており、コネクタ接続部位39の下側に位置しており、筐体本体27に係合するようになっている。
The housing
端子35は、筒状のコネクタ接続部位39の内側で樹脂37から上方に突出しており、また、筐体本体係合部41の下面で樹脂37から下方に僅かに突出している。
The terminal 35 projects upward from the
筐体本体27は、図3等で示すように、端子支持体係合部43とオイル経路形成部45とを備えて構成されている。端子支持体係合部43は、中央に円柱状の貫通孔が設けられた背の低い円柱状に形成されている。
As shown in FIG. 3 and the like, the
さらに説明すると、端子支持体係合部43の中心軸は、高さ方向に延伸しているとともに、中央の円柱状の貫通孔は、大径部47と中径部49と小径部51とで構成されている。端子支持体係合部43の中心軸と大径部47の中心軸と中径部49の中心軸と小径部51の中心軸とはお互いが一致している。また、大径部47と中径部49と小径部51とは、上から下に向かってこの順にならんでいる。
Further explaining, the central axis of the terminal
オイル経路形成部45は、端子支持体係合部43よりも小径の円筒状に形成されており、端子支持体係合部43の下側に設けられている。端子支持体係合部43の中心軸とオイル経路形成部45の中心軸とはお互いが一致している。
The oil
なお、オイル経路形成部45の外周面(側面)には、オスネジ(図示せず)が形成されている。オスネジは、管用ネジになっており、車載用オイルセンサ1をエンジンのシリンダーブロックに設置するときに使用される。
A male screw (not shown) is formed on the outer peripheral surface (side surface) of the oil
また、端子支持体係合部43の大径部47の開口部の縁には、端子支持体29を保持しているカシメ部53が設けられている。カシメ部53をカシメたことにより、端子支持体29が筐体本体27に一体的に支持されているとともに、端子支持体29と筐体本体27とで筐体内部空間17が形成されている。
Further, a
検出部設置体31は、図3等で示すように、円環状の縁部55が形成されている鍔状部57と、円筒状部59とを備えて構成されている。円筒状部59には鍔状部57が設けられており、鍔状部57の中心軸と円筒状部59の中心軸とは高さ方向に延びておりお互いが一致している。
As shown in FIG. 3 and the like, the detection
台座5は直方体形状に形成されており、センサ素子7は、矩形な平板状に形成されており、凹部11は、台座5の6つの矩形な表面のうちの1つの表面(上面)に形成されている。センサ素子7は、この厚さ方向の一方の面が台座5の凹部11が形成されている1つの表面(上面)に密着したことで、台座5に設置されている。
The
台座5とセンサ素子7とが一体化していることで形成されている台座・センサ素子接合体15も、直方体状に形成されている。なお、台座・センサ素子接合体15の高さ寸法の値は、台座5の高さ寸法の値に比べて、センサ素子7の厚さの値分だけ大きくなっている。
The pedestal / sensor element joint 15 formed by integrating the
また、凹部11の表面の面粗度と、台座5の側面の表面(凹部11が形成されている上面に対して直交している4つの矩形な平面)の面祖度とは、お互いが一致している。
Further, the surface roughness of the surface of the
回路基板33は、検出部設置体31の鍔状部57の上面に設置されている。台座・センサ素子接合体15は、鍔状部57の中央部で開口している貫通孔61を塞ぐようにして、検出部設置体31の鍔状部57の下面に設置されている。台座・センサ素子接合体15と鍔状部57との接触部(縁部)21は、上述したように、所定の幅の「ロ」字状に形成されている(図4参照)。また、台座・センサ素子接合体15は、検出部設置体31の円筒状部59内に位置している。
The circuit board 33 is installed on the upper surface of the flange-shaped
筐体本体27内に、台座・センサ素子接合体15と回路基板33とが一体的に設置されている検出部設置体31を設置し、さらに、筐体本体27に端子支持体29を設置しカシメ部53をカシメることで、図3で示すように、筐体本体27と、台座・センサ素子接合体15と回路基板33とが一体的に設置されている検出部設置体31と、端子支持体29とが一体化しているとともに、筐体3の内部に、筐体内部空間17(お互いが遮断されている第1の部位23と第2の部位25)が形成されている。
A detection
筐体内部空間17の第1の部位23には、オイル経路19を通ってオイルが入るようになっており、第2の部位25は空気経路63によって大気開放されており、この場合、センサ素子7が、筐体内部空間17に入ってきたオイルの圧力(ゲージ圧)が測定されるようになっている。
Oil enters the
なお、第2の部位25を真空状態にして、センサ素子7によって筐体内部空間17に入ってきたオイルの圧力(絶対圧)を測定するようにしてもよい。また、図3に参照符号65、67で示すものはパッキンやシールである。
The
次に、車載用センサ1の台座5の製造方法について、図6を参照しつつ説明する。
Next, a method of manufacturing the
ここで、高さ方向に対して直交する水平な所定の一方向を縦方向とし、高さ方向と縦方向とに対して直交する水平な所定の他の一方向を横方向とする。 Here, a predetermined horizontal direction orthogonal to the height direction is defined as the vertical direction, and another horizontal predetermined direction orthogonal to the height direction and the vertical direction is defined as the horizontal direction.
まず、平板状(たとえば、背の低い円柱状)の素材69の厚さ方向の一方の面(上面)に、円板状の切削工具71を用いて(回転しつつ移動させて)、所定の狭い幅の直線状の溝であってお互いが所定の距離だけ離れて平行に延びている複数本の溝(いずれ凹部11になる溝)73を、通し加工で形成する(溝形成工程)。
First, a disk-shaped
続いて、溝形成工程で溝73を形成した後、切削工具71を用いて(回転しつつ移動させて)、素材69を切り離して直方体形状の台座5を形成する(素材切断工程)。
Subsequently, after forming the
さらに説明すると、まず、素材保持体75の平面状の素材設置面(水平方向に展開している上面)に、素材69の厚さ方向の他方の面(下面)が面接触するようにして、たとえば、真空吸着により素材保持体75に素材69を一体的に設置する。
To be further explained, first, the other surface (lower surface) in the thickness direction of the
次に、溝形成工程では、円板状の切削工具71をこの中心軸を回転中心にして回転しつつ、素材保持体75に一体的に設置されている素材(設置済み素材)69に対して、縦方向や横方向に対して相対的に移動して、設置済み素材69の厚さ方向の一方の面(上面)に、複数本の溝73を形成する。
Next, in the groove forming step, the disc-shaped
続いて、素材切断工程では、円板状の切削工具71をこの中心軸を回転中心にして回転しつつ、設置済み素材69に対して、縦方向や横方向に対して相対的に移動して、設置済み素材69を複数個の台座5に分断する。
Subsequently, in the material cutting step, the disc-shaped
ここで、溝形成工程における溝73の形成についてさらに詳しく説明する。1本の溝73の形成は、溝形成準備状態から、切削工具71を回転しつつ縦方向の他方の側に向かって移動することでなされる。
Here, the formation of the
溝形成準備状態では、切削工具71の回転中心軸が横方向に延びており、横方向で、切削工具71が設置済み素材69の所定のところに位置しており、縦方向で、切削工具71が設置済み素材69の一方の端から一方の側に所定の距離だけ離れており、高さ方向で、切削工具71の下端が設置済み素材69の上面よりも僅かに下側(溝73の深さ分だけ下側)に位置している。
In the groove formation ready state, the rotation center axis of the
また、1本の溝73の形成を終えた状態では、縦方向で、切削工具71が設置済み素材69の他方の端から他方の側に所定の距離だけ離れている。
Further, in the state where the formation of one
2本目の溝73は、1本の溝73の形成と同様にしてなされる。ただし、1本の溝73を形成したときや設置済み素材69に対して、切削工具71が横方向で所定の距離だけ離れている。同様にして、3本目以降に溝73も形成される。
The
このようにして、横方向で所定に間隔があいて縦方向に延びている複数本の溝73が形成された後に、切削工具71に対して設置済み素材69を所定の角度(たとえば90°)インデックス位置決めし、上記溝形成準備状態にし、同様に切削工具71を移動して、複数本の溝73を形成する。
In this way, after a plurality of
これにより、保持済み素材69の上面には、お互いが交差(たとえば直交)している網目状の複数本の通しの溝(素材69の一方の縁から他方の縁まで連続して通っている溝)73が形成される。
As a result, on the upper surface of the retained
次に、素材切断工程についてさらに詳しく説明する。素材切断工程は、たとえば、溝形成工程で使用した切削工具71と素材保持体75とを用い、しかも、溝形成工程で素材保持体75に保持されている素材69をそのまま保持しつつ(いわゆるワンチャックで)、溝形成工程と同様にして保持済み素材69を分断する。
Next, the material cutting process will be described in more detail. In the material cutting step, for example, the cutting
素材切断工程と溝形成工程とが異なる点について説明する。素材切断工程では、切削工具71の下端が保持済み素材69の下面よりも下側に位置している。これにより、素材切断工程では、素材保持体75の上面が、切削工具71で削れてしまう。これを防止するために、素材保持体75の上面には、逃げ溝(図示しない切削工具用逃げ溝)が形成されていることが望ましい。
The difference between the material cutting process and the groove forming process will be described. In the material cutting step, the lower end of the
また、素材切断工程と溝形成工程とが異なる点は、切削工具71が、縦方向や横方向とお互いが隣接している溝73の間を通る。
Further, the difference between the material cutting step and the groove forming step is that the cutting
次に、車載用センサ1の動作について説明する。
Next, the operation of the vehicle-mounted
初期状態では、車載用オイルセンサ1がエンジンのシリンダーブロックに設置されており、車載用オイルセンサ1のオイル経路19の開口部がエンジンのシリンダーブロックのオイルの流路内に位置しているものとする。
In the initial state, the vehicle-mounted
この初期状態でエンジンが稼働すると、オイルの流れが発生する。そしてこのオイル流の一部が、オイル経路19内に入り、筐体内部空間17に至り、台座・センサ素子接合体15の貫通孔13に入り、センサ素子7の一部が弾性変形し、この弾性変形量を歪ゲージで測定し、この測定結果が回路基板33と端子35とにより電気信号として出力される。
When the engine operates in this initial state, oil flow occurs. Then, a part of this oil flow enters the
車載用センサ1によれば、台座5に接合面9の縁の一部から接合面9の縁の他の一部まで延びている凹部11が設けられており、センサ素子7が接合面9を覆うようにして接合面9に密着し台座5に設けられているので、台座・センサ素子接合体15を貫通している貫通孔13が形成されており、オイルの入口と出口が形成されていることになり、貫通孔13に異物が入っても異物が行き止まりになっていない貫通孔13から外へ排出されやすくなり、さらに、貫通孔13の一方の側に異物が詰まっても、オイルの圧力を検出することができる。そして、車載用センサ1が機能しなくなるおそれを極力無くすことができる。
According to the in-
また、従来のオイルセンサ301では、オイルが入り込む台座307の部位が、1つの凹部や1つの貫通孔で形成されているので、上記台座のオイルが入り込む部位の形状が限定されてしまう。
Further, in the
これに対して、車載用オイルセンサ1では、オイルが入り込む台座5の部位が切り込み11で形成されているので、オイルが入り込む台座5の部位の形状を比較的自由に変更することができる。
On the other hand, in the vehicle-mounted
また、車載用オイルセンサ1によれば、台座5の凹部11を「I」字状に形成することで、台座5での凹部11の形成が容易になる。また、台座5の凹部が「X」字状に形成されていることで、オイルの等の出入口を増やすことができ、車載用センサ1が機能しなくなるおそれを一層無くすことができる。
Further, according to the vehicle-mounted
また、車載用オイルセンサ1によれば、台座・センサ素子接合体15のセンサ素子7の環状の縁部21が筐体内部空間17の壁面に密着していることで、台座・センサ素子接合体15が筐体内部空間17を第1の部位23と第2の部位25とに分離しており、台座・センサ素子接合体15の台座5が、第1の部位23側に位置しており、オイル経路19が、筐体3の外部と第1の部位23とをつないでいるので、台座5がオイルの圧力を受けたときに、センサ素子7の環状の縁部21が筐体内部空間17の壁面により強く密着することになり、台座・センサ素子接合体15の筐体3への設置強度が高まる。
Further, according to the vehicle-mounted
また、車載用オイルセンサ1によれば、切り込み11が設けられている台座5が1つの大きな素材69から1つの切削工具71を用いて製造されるので、台座5の製造が容易になる。
Further, according to the vehicle-mounted
1 車載用センサ
3 筐体
5 台座
7 センサ素子
9 接合面
11 凹部(切り込み)
15 台座・センサ素子接合体
17 筐体内部空間
19 オイル経路
21 縁部
23 第1の部位
25 第2の部位
69 素材
71 切削工具
73 溝
1 In-vehicle sensor 3
15 Pedestal / sensor element joint 17 Housing
Claims (4)
前記接合面を覆うようにして、前記接合面に密着し、前記台座に設けられているセンサ素子と、
を有することを特徴とする車載用センサ。 A joint surface formed on a part of the surface and a recess extending from a part of the edge of the joint surface to another part of the edge of the joint surface in a recessed manner with respect to the joint surface. The pedestal provided and
A sensor element provided on the pedestal, which is in close contact with the joint surface so as to cover the joint surface,
An in-vehicle sensor characterized by having.
前記凹部は、「I」字状もしくは「X」字状に形成されていることを特徴とする車載用センサ。 In the in-vehicle sensor according to claim 1,
An in-vehicle sensor characterized in that the recess is formed in an "I" shape or an "X" shape.
筐体内部空間が設けられている筐体と、
前記筐体に設けられ、前記筐体の外部と前記筐体内部空間とをつないでいるオイル経路と、
を備え、前記台座に前記センサ素子を設置したことで形成されている台座・センサ素子接合体は、前記筐体内部空間内に設置されており、前記センサ素子接合体のセンサ素子の環状の縁部が前記筐体内部空間の壁面に密着していることで、前記センサ素子接合体が前記筐体内部空間を第1の部位と第2の部位とに分離しており、
前記台座・センサ素子接合体の台座は、前記第1の部位側に位置しており、前記台座・センサ素子接合体のセンサ素子は、前記第2の部位側に位置しており、前記オイル経路は、前記筐体の外部と前記第1の部位とをつないでいることを特徴とする車載用センサ。 In the vehicle-mounted sensor according to claim 1 or 2.
A housing with an internal space and a housing
An oil path provided in the housing and connecting the outside of the housing and the space inside the housing,
The pedestal / sensor element joint formed by installing the sensor element on the pedestal is installed in the housing internal space, and is an annular edge of the sensor element of the sensor element joint. Since the portion is in close contact with the wall surface of the housing internal space, the sensor element joint separates the housing internal space into a first portion and a second portion.
The pedestal of the pedestal / sensor element joint is located on the first portion side, the sensor element of the pedestal / sensor element junction is located on the second portion side, and the oil path. Is an in-vehicle sensor characterized by connecting the outside of the housing to the first portion.
前記台座は直方体形状に形成されており、前記凹部は、前記台座の6つの矩形な表面のうちの1つの表面に形成されており、
平板状の素材の厚さ方向の一方の面に、切削工具を用いて、所定の幅の直線状の溝であってお互いが所定の距離だけ離れて平行に延びている複数本の溝を、通し加工で形成する溝形成工程と、
前記溝形成工程で溝を形成した後、前記切削工具を用いて、前記素材を切り離して前記直方体形状の台座を形成する素材切断工程と、
を有することを特徴とする車載用センサの台座の製造方法。
The method for manufacturing a pedestal for an in-vehicle sensor according to any one of claims 1 to 3.
The pedestal is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the recess is formed on one of the six rectangular surfaces of the pedestal.
Using a cutting tool, a cutting tool is used to create a plurality of linear grooves of a predetermined width on one surface of the flat material in the thickness direction, which extend in parallel with each other separated by a predetermined distance. Groove forming process formed by threading and
A material cutting step of forming a groove in the groove forming step and then using the cutting tool to separate the material to form the rectangular parallelepiped pedestal.
A method for manufacturing a pedestal of an in-vehicle sensor, which comprises.
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