JP2021085668A - Sensor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサユニットに関する。 The present invention relates to a sensor unit.
例えば自動車等の車両に搭載され、油圧の制御を行う油圧制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の油圧制御装置は、オイルが流れる油路を有する油路ボディと、油路内を流れるオイルの圧力を計測する油圧センサと、ボルトを介して油圧センサを油路ボディに押し付けて固定する固定部材とを備える。 For example, a hydraulic control device that is mounted on a vehicle such as an automobile and controls the flood control is known (see, for example, Patent Document 1). The hydraulic control device described in Patent Document 1 presses an oil passage body having an oil passage through which oil flows, a hydraulic sensor for measuring the pressure of oil flowing in the oil passage, and a hydraulic sensor against the oil passage body via bolts. It is provided with a fixing member for fixing.
しかしながら、特許文献1に記載の油圧制御装置では、油路ボディに対する固定部材の位置や姿勢によっては、圧力センサが正確に位置決めされず、圧力センサをボディに対して均一に押し付けることができないという問題があった。圧力センサをボディに対して均一に押し付けることができない場合、圧力センサで計測される圧力が不正確となるおそれがある。 However, in the hydraulic control device described in Patent Document 1, the pressure sensor is not accurately positioned depending on the position and posture of the fixing member with respect to the oil passage body, and the pressure sensor cannot be pressed uniformly against the body. was there. If the pressure sensor cannot be pressed evenly against the body, the pressure measured by the pressure sensor may be inaccurate.
本発明の目的は、圧力センサをボディに対して均一に押し付けることができるセンサユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sensor unit capable of uniformly pressing a pressure sensor against a body.
本発明のセンサユニットの一つの態様は、流体が通過可能な流路を有するボディに設置して用いられるセンサユニットであって、前記流路を通過する前記流体の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサを前記ボディに対して押し付ける板状のブラケットであって、厚さ方向に貫通し、前記圧力センサが取り付けられるセンサ用孔と、前記センサ用孔を介して配置され、厚さ方向に貫通し、ボルトが挿入される2つのボルト用孔とを有するブラケットと、前記ブラケットを前記ボディに対して位置決めする位置決め部とを備えることを特徴とする。 One aspect of the sensor unit of the present invention is a sensor unit used by being installed on a body having a flow path through which a fluid can pass, and a pressure sensor for detecting the pressure of the fluid passing through the flow path. A plate-shaped bracket that presses the pressure sensor against the body, which penetrates in the thickness direction and is arranged via a sensor hole to which the pressure sensor is attached and a sensor hole, and is arranged in the thickness direction. It is characterized by including a bracket having two bolt holes through which a bolt is inserted, and a positioning portion for positioning the bracket with respect to the body.
本発明のセンサユニットの一つの態様によれば、圧力センサをボディに対して均一に押し付けることができる。 According to one aspect of the sensor unit of the present invention, the pressure sensor can be uniformly pressed against the body.
以下、図1〜図4を参照して、本発明のセンサユニットの実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸を設定する。一例として、X軸とY軸を含むXY平面が水平となっており、Z軸が鉛直となっている。本明細書中において、上下方向、水平方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。 Hereinafter, embodiments of the sensor unit of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In the following, for convenience of explanation, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are set as the three axes orthogonal to each other. As an example, the XY plane including the X-axis and the Y-axis is horizontal, and the Z-axis is vertical. In the present specification, the vertical direction, the horizontal direction, the upper side and the lower side are simply names for explaining the relative positional relationship of each part, and the actual arrangement relationship and the like are the arrangement relationship and the like indicated by these names. The arrangement relationship may be other than the above.
図1に示すように、圧力制御装置100は、ボディ20と、ボディ20に設置されたセンサユニット1とを備える。圧力制御装置100は、例えば自動車等の車両に搭載され、油圧の制御を行う油圧制御装置として用いられる。
図3に示すように、ボディ20は、流体Qが通過可能な流路201を内部に有する。ボディ20は、例えば、複数枚の板状の部材が重なって組み立てられた組立体で構成される。なお、流体Qとしては、特に限定されず、例えば、圧力制御装置100が自動車用の油圧制御装置として用いられる場合、トランスミッションオイルとすることができる。
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 3, the
センサユニット1は、ボディ20の上部に設置して用いられる。センサユニット1は、圧力センサ2と、バスバー6と、ケース5と、キャップ8と、ブラケット3と、位置決め部4とを備える。以下、各部の構成について説明する。
圧力センサ2は、流路201を通過する流体Qの圧力を検出する。圧力センサ2は、回路基板(図示せず)が内蔵されたセンサ本体23と、センサ本体23の上部に突出した3本の端子21と、センサ本体23の下部に設置された圧力検出素子24とを有する。
The sensor unit 1 is used by being installed on the upper part of the
The
センサ本体23は、外形形状が円柱状または円盤状をなす部分である。センサ本体23の外周部には、周方向に沿ったリング状のフランジ部22が設けられている。本実施形態では、フランジ部22は、端子21の軸と直交する方向、すなわち、XY平面と平行な方向に突出した状態となる。
各端子21は、Z軸方向に向かって突出しており、センサ本体23の内部で前記回路基板と電気接続されている。
The
Each
圧力検出素子24は、例えば歪ゲージを有し、流体Qから作用する力によって、歪ゲージの抵抗値が変化するよう構成される。そして、前記回路基板は、圧力検出素子24での抵抗値を、流体Qの圧力値として変換することができる。図3に示すように、本実施形態では、ボディ20は、XY平面と平行な流路201につながる側孔202がZ軸方向に沿って設けられている。流路201を通過した流体Qは、側孔202に入り込んで、圧力検出素子24を押圧することができる。このとき、圧力検出素子24は、流体Qから力を受けて、前記のように流体Qの圧力値が検出される。
The
また、圧力センサ2とボディ20との間には、リング状のパッキン203が側孔202と同心状に配置されている。これにより、流体Qが圧力センサ2とボディ20との間から漏出するのを防止することができる。パッキン203は、弾性を有し、圧力センサ2とボディ20との間で圧縮状態となっているのが好ましい。これにより、圧力センサ2とボディ20との間の液密性が高まり、流体Qの漏出防止に寄与する。
Further, between the
圧力センサ2に対してボディ20と反対側、すなわち、圧力センサ2の上側には、バスバー6が配置される。バスバー6は、線状をなし、導電性を有する金属材料で構成される。バスバー6は、圧力センサ2の各端子21に電気接続されており、図2に示すように、電流供給用バスバー6Aと、接地用バスバー6Bと、出力用バスバー6Cとを含む。電流供給用バスバー6Aは、圧力センサ2への電流供給に用いられる。接地用バスバー6Bは、圧力センサ2の接地に用いられる。出力用バスバー6Cは、圧力センサ2の出力に用いられる。電流供給用バスバー6Aと、接地用バスバー6Bと、出力用バスバー6Cとは、XY平面と平行な一方向に等間隔に配置されている。
The
また、バスバー6には、外部コネクタ(図示せず)が電気接続される。そして、バスバー6と外部コネクタとが電気接続された状態では、電流供給用バスバー6Aを介して、外部からの電流が圧力センサ2に供給される。また、接地用バスバー6Bを介して、圧力センサ2が外部に接地される。また、出力用バスバー6Cを介して、圧力センサ2の出力が外部に送信される。
An external connector (not shown) is electrically connected to the
バスバー6は、長さ方向(長手方向)の途中の2箇所に、屈曲または湾曲した曲げ部63を有する。2つの曲げ部63のうち、一端側の曲げ部631は、曲げ方向がX軸回りとなっており、他端側に位置する曲げ部632は、曲げ方向がZ軸回りとなっている。このように、バスバー6は、その長さ方向の一端側をブラケット3の短手方向とし、他端側をブラケット3の長手方向として屈曲または湾曲する形状をなしている。これにより、センサユニット1を、少なくとも面方向において、小型化することができる。
The
バスバー6は、ケース5の内側で、支持、固定されている。これにより、バスバー6の不本意な変形を防止するとともに、バスバー6を圧力センサ2の各端子21に対して、より正確に電気接続することができる。
図1、図2に示すように、ケース5は、長尺状をなすブラケット3の長手方向の途中に配置されている。なお、後述するように、ブラケット3は、圧力センサ2をボディ20に対して押し付ける部材である。また、ケース5は、ブラケット3に固定される固定部50を有する。これにより、ケース5がブラケット3から離脱するのを防止することができ、よって、バスバー6と圧力センサ2との位置関係を維持する、すなわち、バスバー6と圧力センサ2との電気接続を維持することができる。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
固定部50は、当該固定部50をZ軸方向に貫通する中空部51を有する。中空部51内では、バスバー6の長さ方向の一端部64が露出する。中空部51の下方には、圧力センサ2の一部が収納され、すなわち、各端子61が露出する。これにより、圧力センサ2の各端子21と、当該各端子21に電気接続されるバスバー6とを保護することができ、バスバー6と圧力センサ2とのより確実な電気接続が可能となる。
The fixed
また、ケース5は、固定部50から連続して延びるコネクタ部52を有する。コネクタ部52には、前記外部コネクタがX軸方向負側から挿入される凹部521を含む。凹部521内では、バスバー6の長さ方向の他端部65が露出する。これにより、簡単な構成で、前記外部コネクタとの電気接続が可能となる。
ケース5は、樹脂製であるのが好ましい。これにより、センサユニット1全体の軽量化を図ることができる。なお、ケース5を構成する樹脂材料としては、特に限定されず、例えば、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステルを用いることができる。
Further, the
The
ケース5の固定部50には、キャップ8が着脱自在に装着される。キャップ8は、板部81と、板部81から厚さ方向下側、すなわち、Z軸方向負側に突出する一対の突出部82とを有する。
板部81は、キャップ8がケース5の固定部50に装着された状態(以下「装着状態」と言う)で、固定部50の中空部51を上側から覆うことができる。これにより、中空部51内に、例えば塵や埃の異物等が入り込むことによる、端子21同士間のショートや、圧力センサ2の誤作動を防止することができる。
A
The
また、中空部51内において、キャップ8の板部81と、バスバー6の一端部64とは離間している、すなわち、非接触状態となっている。これにより、例えば、流路201を通過する流体Qの圧力変動により圧力センサ2がZ軸方向に若干移動しても、これに追従して、バスバー6の一端部64が変形することができる。その際、板部81は、一端部64から離間しているため、一端部64の変形を許容することができる。これにより、バスバー6と各端子21との電気接続の状態を好適に維持することができる。
Further, in the
一対の突出部82は、X軸方向に離間して配置されている。また、各突出部82は、弾性変形可能な弾性片で構成されている。そして、装着状態で、各突出部82が固定部50の内壁部に接触することにより、キャップ8が固定部50に固定される。これにより、キャップ8の固定部50からの離脱をより確実に防止することができ、よって、中空部51内が不本意に露出するのを防止して、中空部51内を確実に保護することができる。
The pair of
また、突出部82は、厚さが板部81側に向かって漸増する爪822を有する。装着状態で、爪822は、固定部50の内壁部に引っ掛かることができる。爪822の固定部50との引っ掛かりと、突出部82の固定部50との接触との相乗効果により、キャップ8の固定部50からの離脱をさらに確実に防止することができる。
Further, the protruding
キャップ8も、ケース5と同様に、樹脂製であるのが好ましい。これにより、ケース5とともに、センサユニット1全体の軽量化を図ることができる。なお、キャップ8を構成する樹脂材料としては、特に限定されず、例えば、ケース5と同じ樹脂材料を用いることができる。
The
図1〜図3に示すように、圧力センサ2の上側には、ブラケット3が配置されている。ブラケット3は、X軸方向に沿った長尺状な板部材で構成されている。ブラケット3は、厚さ方向がZ軸方向と平行となる姿勢で、圧力センサ2を下側に向かって、すなわち、ボディ20に対して押し付けることができる。
図4に示すように、ブラケット3は、センサ用孔31と、2つのボルト用孔32と、2つのケース用孔35と有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
As shown in FIG. 4, the
センサ用孔31は、Z軸方向に貫通し、圧力センサ2が下側から挿入されて取り付けられる円形の孔である。また、センサ用孔31の縁部には、圧力センサ2のフランジ部22が当接する。そして、図3に示すように、ブラケット3は、ボルト30を介して、ボディ20に固定されれば、圧力センサ2をボディ20に対して押し付けることができる。これにより、圧力センサ2の圧力検出素子24が流体Qから力を受けることができる。
The
また、センサ用孔31からは、バスバー6の一端部64が露出している。これにより、バスバー6を圧力センサ2の各端子21に電気接続する際、上側から中空部51を介して、バスバー6および各端子21を一括して視認することができ、よって、電気接続作業をより簡単に行うことができる。
Further, one
2つのボルト用孔32は、センサ用孔31を介して、X軸方向両側に配置されている。各ボルト用孔32は、Z軸方向に貫通し、ボルト30が上側から挿入される円形の孔である。図3に示すように、各ボルト用孔32に挿入されたボルト30は、雄ねじ301が、ボディ20に設けられた雌ねじ204に締結される。これにより、ブラケット3をボディ20に固定することができる。なお、ボルト用孔32の配置数は、本実施形態では2つであるが、これに限定されず、例えば、3つ以上であってもよい。また、ボルト30は、ねじの呼びがM5以上M10以下であるのが好ましく、M6以上M8以下であるのがより好ましい。
The two
2つのケース用孔35も、センサ用孔31を介して、X軸方向両側に配置されている。なお、各ケース用孔35は、いずれも、2つのボルト用孔32の間に配置されている、すなわち、ボルト用孔32よりもセンサ用孔31に近い位置に配置されている。各ケース用孔35は、Z軸方向に貫通し、ケース5の固定に用いられる孔である。ケース5をブラケット3上に成形する際に、ケース5を構成する液体の樹脂材料が各ケース用孔35に入り込んで固化する。これにより、ケース5がブラケット3に固定される。なお、各ケース用孔35の平面視での形状については、図4に示す形状に限定されない。
The two case holes 35 are also arranged on both sides in the X-axis direction via the sensor holes 31. Each
なお、ブラケット3の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等の金属材料、ケース5と同じ樹脂材料等を用いることができる。
また、センサユニット1では、ブラケット3、バスバー6およびケース5は、インサート成形による一体成形品であるのが好ましい。これにより、センサユニット1を簡便に製造することができる。
The constituent material of the
Further, in the sensor unit 1, the
図4に示すように、ブラケット3は、長尺状をなし、その長手方向の中心線を介して非対称(中心線に関して非線対称)の外形形状である。これにより、ブラケット3を表裏反転して用いるのを防止することができる。ここで、「中心線O3」とは、センサ用孔31の中心O31を通るX軸方向と平行な線のことである。
As shown in FIG. 4, the
また、図2に示すように、ブラケット3の厚さ方向とバスバー6の長さ方向とが直交している。これにより、例えばブラケット3の厚さ方向とバスバー6の長さ方向とが同じ方向となる構成に比べて、センサユニット1を小型化、特に、高さ方向へ小型化することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the thickness direction of the
位置決め部4は、ブラケット3をボディ20に対して、XY平面方向、X軸回り、Y軸回りおよび圧力センサ2回り(Z軸回り)の方向とに位置決めする部分である。
例えば位置決め部4が省略されている場合、センサユニット1を組み立てる組立作業者等の技量によって、ボディ20に対するブラケット3の位置や姿勢が変わってしまうおそれがある。ボディ20に対するブラケット3の位置や姿勢が組立作業者によって変わってしまうと、ブラケット3が正確に位置決めされず、ブラケット3で圧力センサ2をボディ20に対して均一に押し付けることができないおそれがある。均一に押し付けられていない圧力センサ2では、計測される圧力が不正確となるおそれがある。
これに対し、センサユニット1では、位置決め部4により、ブラケット3がボディ20に対して正確に位置決めされることで、センサ用孔31の縁部が圧力センサ2のフランジ部22に対して位置ずれすることなく当接できるため、圧力センサ2をボディ20に対して均一に押し付けることができる。これにより、圧力センサ2で正確な計測を行うことができる。
The
For example, when the
On the other hand, in the sensor unit 1, the
図1、図2に示すように、本実施形態では、位置決め部4は、ブラケット3のZ軸方向に貫通する2つの位置決め孔33と、各位置決め孔333に圧入された位置決めピン41とを有する。これにより、位置決め部4を簡単な構成とすることができる。
図4に示すように、2つの位置決め孔33は、センサ用孔31を介して、X軸方向両側に配置される。すなわち、2つの位置決め孔33の間に、センサ用孔31が配置される。これにより、2つの位置決め孔33をできる限り離間させることができ、よって、ボディ20に対するブラケット3の位置決め精度が向上する。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the
As shown in FIG. 4, the two
また、各位置決め孔33は、センサ用孔31の中心O31と各ボルト用孔32の中心O32とを結ぶ仮想線VL3−1から離れた位置、すなわち、仮想線VL3−1と交差しない位置に配置される。これにより、例えば、ブラケット3を表裏反転して用いるのを防止することができる。
Further, each
2つ位置決め孔33の中心O33同士を結ぶ仮想線VL3−2と、2つのボルト用孔32の中心O32同士を結ぶ仮想線VL3−3との交点O30は、センサ用孔31の内側(センサ用孔31の輪郭線上を含む)に位置する。これにより、圧力センサ2をボディ20に対して安定して、より均一に押し付けることができる。
The intersection O30 between the virtual line VL3-2 connecting the centers O33 of the two
なお、位置決め部4は、2つの位置決め孔33を有するが、位置決め孔33の配置数については、2つに限定されず、例えば、1つまたは3つ以上であってもよい。
また、各位置決め孔33の直径は、例えば、3mm以上8mm以下であるのが好ましく、5mm以上6mm以下であるのがより好ましい。
また、各位置決め孔33は、本実施形態ではブラケット3を貫通する貫通孔であるが、これに限定されず、ブラケット3の厚さ方向の途中までの非貫通孔であってもよい。
Although the
The diameter of each
Further, each
各位置決め孔33には、位置決めピン41が圧入されている。これにより、各位置決めピン41は、下側に向かって突出した状態となる。そして、図1に示すように、各位置決めピン41は、ボディ20に設けられた位置決め孔205に挿入され、はめ合わされる。これにより、ブラケット3をボディ20に対して、XY平面方向、X軸回り、Y軸回りおよび圧力センサ2回りの方向とに正確に位置決めすることができる。なお、位置決めピン41と位置決め孔205とのはめ合いは、「すきまばめ」が好ましい。
A
なお、位置決め部4は、本実施形態では位置決め孔33および位置決めピン41を有する構成となっているが、これに限定されず、位置決めピン41が省略されていてもよい。位置決めピン41が省略されている場合、ボディ20には、位置決め孔33に挿入され、はめ合わされる位置決めピンが設けられている。
The
また、位置決め部4は、本実施形態では位置決めピン41がブラケット3と別体で構成されているが、これに限定されず、位置決めピン41とブラケット3とが単一の部材となっていてもよい。
また、本実施形態では、位置決め部4は、2つのボルト用孔32の間に配置される。これにより、例えば、位置決め部4をセンサ用孔31に近づけて配置したい場合に有効な構成となる。
Further, in the
Further, in the present embodiment, the
以上、本発明のセンサユニットを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、センサユニットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。 Although the sensor unit of the present invention has been described above with reference to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and each part constituting the sensor unit has an arbitrary configuration capable of exhibiting the same function. Can be replaced with. Further, any component may be added.
また、ブラケット3は、2つの位置決め孔33の間に2つのボルト用孔32が配置されていてもよい。
また、ブラケット3は、ボルト用孔32と位置決め孔33とがブラケット3の長手方向に沿って交互に配置されていてもよい。
また、圧力センサ2の端子21と、バスバー6とは、例えば、レーザ溶接等により接合されていてもよい。
Further, the
Further, in the
Further, the
100…圧力制御装置、1…センサユニット、2…圧力センサ、21…端子、22…フランジ部、23…センサ本体、24…圧力検出素子、3…ブラケット、31…センサ用孔、32…ボルト用孔、33…位置決め孔、35…ケース用孔、4…位置決め部、41…位置決めピン、5…ケース、50…固定部、51…中空部、52…コネクタ部、521…凹部、6…バスバー、6A…電流供給用バスバー、6B…接地用バスバー、6C…出力用バスバー、63…曲げ部、631…曲げ部、632…曲げ部、64…一端部、65…他端部、8…キャップ、81…板部、82…突出部、822…爪、20…ボディ、201…流路、202…側孔、203…パッキン、204…雌ねじ、205…位置決め孔、30…ボルト、301…雄ねじ、O3…中心線、O30…交点、O31…中心、O32…中心、O33…中心、Q…流体、VL3−1…仮想線、VL3−2…仮想線、VL3−3…仮想線
100 ... Pressure control device, 1 ... Sensor unit, 2 ... Pressure sensor, 21 ... Terminal, 22 ... Flange, 23 ... Sensor body, 24 ... Pressure detection element, 3 ... Bracket, 31 ... Sensor hole, 32 ... Bolt Hole, 33 ... Positioning hole, 35 ... Case hole, 4 ... Positioning part, 41 ... Positioning pin, 5 ... Case, 50 ... Fixed part, 51 ... Hollow part, 52 ... Connector part, 521 ... Recessed part, 6 ... Bus bar, 6A ... current supply bus bar, 6B ... grounding bus bar, 6C ... output bus bar, 63 ... bending part, 631 ... bending part, 632 ... bending part, 64 ... one end, 65 ... other end, 8 ... cap, 81 ... Plate part, 82 ... Protruding part, 822 ... Claw, 20 ... Body, 201 ... Flow path, 202 ... Side hole, 203 ... Packing, 204 ... Female screw, 205 ... Positioning hole, 30 ... Bolt, 301 ... Male screw, O3 ... Center line, O30 ... intersection, O31 ... center, O32 ... center, O33 ... center, Q ... fluid, VL3-1 ... virtual line, VL3-2 ... virtual line, VL3-3 ... virtual line
Claims (8)
前記流路を通過する前記流体の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサを前記ボディに対して押し付ける板状のブラケットであって、厚さ方向に貫通し、前記圧力センサが取り付けられるセンサ用孔と、前記センサ用孔を介して配置され、厚さ方向に貫通し、ボルトが挿入される2つのボルト用孔とを有するブラケットと、
前記ブラケットを前記ボディに対して位置決めする位置決め部とを備えることを特徴とするセンサユニット。 A sensor unit that is installed and used in a body that has a flow path through which fluid can pass.
A pressure sensor that detects the pressure of the fluid passing through the flow path, and
A plate-shaped bracket that presses the pressure sensor against the body, which penetrates in the thickness direction and is arranged via a sensor hole to which the pressure sensor is attached and a sensor hole, and is arranged in the thickness direction. A bracket with two bolt holes through which the bolt is inserted, and
A sensor unit including a positioning portion for positioning the bracket with respect to the body.
The sensor unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the bracket has an elongated shape and an asymmetrical shape via a center line in the longitudinal direction thereof.
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