JP3147537U - センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カバーとケースを組付ける際に生じる応力と被取付部に取り付ける際に生じる応力が検出部に伝達されにくいとともに強度の低下がないセンサ装置を提供する。
【解決手段】第一嵌合部である突起部１３１と第二嵌合部である孔部４２１とが嵌合した際に生じる応力を逃がす第一応力回避部と、取付部材１１にねじ締めした際に生じる応力を逃がす第二応力回避部とを、ケース本体１０に設けられた内壁部１２と、この内壁部１２の外側で対向配置され突起部１３１が設けられた外壁部１３と、取付部材１１との間に形成された空隙Ｓから構成した。これらの嵌合に際して応力が生じても、この応力は空隙Ｓで吸収されることになり、しかも、取付部材１１を被取付部にねじで取り付けるに伴って、応力が生じても、この応力は空隙Ｓで吸収されるので、これらの応力は検出部が設けられた基板に伝達されることがない。
【選択図】 図１

Description

本考案は、ケースに検出部が搭載された基板が収められ、この基板をカバーで覆ったセンサ装置に関する。

圧力センサ装置、その他のセンサ装置には、検出部が搭載された基板をケースに設け、このケースの基板をカバーで覆い、被取付部にねじで取り付ける構造のものがある。
この構造の圧力センサ装置として、圧力センサチップが固定された電子回路基板をケース部材に取り付け、このケース部材をカバー部材と嵌合するとともに電子回路基板をカバー部材で覆い、このカバー部材をねじで被固定面に固定するものがある。
この圧力センサ装置では、ケース部材とカバー部材とを嵌合するために、カバー部材がケース部材を抱え込む構成とされており、かつ、カバー部材の壁部につめ部を設け、このつめ部に嵌合する係止孔がケース部材の側壁部に形成されている。

以上の圧力センサ装置では、カバー部材を被固定面にねじ締め固定すると、カバー部材でケース部材を抱え込みにより生じる応力がケース部材とカバー部材との嵌合部分で強くなり、さらに、ケース部材及びケース部材に固定された電子回路基板に伝わることになって、電子回路基板にも歪み等が生じるおそれがある。電子回路基板に歪み等が生じると、電子回路基板に固定された圧力センサチップが変形し、センサの抵抗が伸縮による抵抗値変化が生じて測定誤差を生じる問題がある。
そこで、ねじ締めした際に応力を逃がす従来例として、特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１の従来例は、回路基板を搭載したベース部材をねじ締めして被固定部に固定した構成である。この特許文献１の従来例では、ベース部材をねじ締めした際に基板割れを防止するために、ねじ止め部と回路基板を搭載したベース部材との間にねじ締め付け応力逃げ部としての長孔が形成されている。

特開２００７−３０５９２１号公報

特許文献１の従来例では、長孔をベース部材に形成することで、ベース部材自体の強度が低下するという問題がある。
そのため、特許文献１の従来例をそのまま前述の構成の圧力センサ装置に用いることができない。

本考案の目的は、カバーとケースを組付ける際に生じる応力と被取付部に取り付ける際に生じる応力が検出部に伝達されにくいとともに強度の低下がないセンサ装置を提供することにある。

本考案のセンサ装置は、第一嵌合部と被取付部にねじで取り付けるための取付部材とがケース本体の周縁部に設けられたケースと、このケースに収められた基板と、この基板に搭載された検出部と、前記基板を覆うとともに前記第一嵌合部に嵌合する第二嵌合部が設けられたカバーと、前記ケースと前記基板との間に設けられた第一ガスケットと、前記基板と前記カバーとの間に設けられた第二ガスケットとを備え、前記ケース本体には前記第一嵌合部と前記第二嵌合部とが嵌合した際に生じる応力を逃がす第一応力回避部と、前記取付部材にねじ締めした際に生じる応力を逃がす第二応力回避部とが設けられ、前記ケースは、前記ケース本体に設けられた内壁部と、この内壁部の外側で対向配置され前記第一嵌合部が設けられた外壁部とを備えた二重壁構造であり、前記外壁部の端部は前記取付部材と接続され、前記第一応力回避部及び前記第二応力回避部は、前記ケースの前記内壁部と前記外壁部と前記取付部材との間に形成された空隙であることを特徴とする。

このような構成の考案によれば、ケース本体と基板との間に第一ガスケットを設け、基板とカバーとの間に第二ガスケットを設ける。そして、ケース側の第一嵌合部とカバー側の第二嵌合部とを互いに嵌合することで、ケースにカバーを取り付ける。ケースに設けられた取付部材をねじで被取付部に取り付ける。
本発明では、ケース側の第一嵌合部とカバー側の第二嵌合部との嵌合で応力が生じても、この応力は第一嵌合部が設けられた外壁部と内壁部と取付部材との間に形成された空隙で吸収される。そして、取付部材を被取付部にねじで取り付けるに伴って、応力、特に、ねじの軸と交差する方向に生じる応力が生じても、外壁部と内壁部と取付部材との間に形成された空隙で吸収される。
その上、ケース本体と基板との間に第一ガスケットが設けられ、基板とカバーとの間に第二ガスケットが設けられているので、基板にケース本体やカバーからの力が伝達されにくくなっている。そのため、カバーとケースとの嵌合やケースの被取付部への取り付けに際して生じる応力が基板に伝達されない。
従って、本考案では、センサ装置の組み立て、センサ装置の被取付部への取り付けに際して応力が生じても、検出部が設けられた基板に伝達されることがなく、検出精度の低下を防止できる。しかも、取付部材を被取付部にねじで取り付けるに伴って生じる応力を回避するために長孔を形成することがないので、強度が低下することがない。

本考案では、前記カバーは前記第一嵌合部と前記第二嵌合部とを嵌合させる際に位置あわせをするガイド部を備えた構成が好ましい。
この構成の考案では、ガイド部によって、第一嵌合部と第二嵌合部との嵌合を円滑に行えるので、センサ装置の組立を容易に行える。

前記ガイド部は前記第一嵌合部と前記第二嵌合部とを嵌合させる際に前記外壁部の内側への倒れ込みを規制するとともに前記第一嵌合部と前記第二嵌合部との離脱を阻止する構成が好ましい。
この構成の考案では、ケースとカバーとを嵌合させる際に、ガイド部が外壁部の内側への倒れ込みを規制し、かつ、嵌合された第一嵌合部と第二嵌合部との離脱をガイド部により阻止できるから、センサ装置の強度をより大きなものにできる。

前記検出部は圧力検出部である構成が好ましい。
本発明では、検出する圧力値に誤差を生じさせることが少ないセンサ装置を提供することができる。

前記第一嵌合部は前記外壁部の外側に向けて形成された突起部であり、前記第二嵌合部は前記カバーに設けられた孔部である構成が好ましい。
この構成の考案では、外側に配置されるカバーに第二嵌合部として孔部を形成したから、この孔部と内側に配置される第一嵌合部としての突起との嵌合状態が確実に視認することができる。そのため、センサ装置の組立を容易に行える。

以下、本考案の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態にかかるセンサ装置の全体構成を示す斜視図である。図２はケースの斜視図、図３はセンサ装置の底面図である。
図１から図３において、センサ装置は、ケース１と、このケース１に収められた基板２と、この基板２に搭載された検出部３と、基板２を覆うカバー４とを備えた構造である。

ケース１は、平面長方形状のケース本体１０と、このケース本体１０の四隅に設けられた取付部材１１と、ケース本体１０の長辺部に設けられた内壁部１２と、これらの内壁部１２の外側に対向配置された外壁部１３と、ケース本体１０の短辺部に設けられた起立壁１４とを備えている。
ケース本体１０には圧力検出測定用ポート部１０Ａ，１０Ｂが形成されている。本センサ装置は両圧力検出測定用ポート部１０Ａ，１０Ｂに導入される圧力の差を検出する差圧センサ装置であり、圧力検出測定用ポート部１０Ａは低圧測定ポート、圧力検出測定用ポート部１０Ｂは高圧測定ポートである。
取付部材１１は、円筒状の部材であり、その内部には図示しないねじを挿通するためのねじ挿通孔１１Ａが形成され、このねじによりケース１を図示しない被取付部に取り付ける。

内壁部１２は、ケース本体１０から起立して形成されている。内壁部１２と外壁部１３とは内外２重構造であり、これらの内壁部１２と外壁部１３とは同じ高さ寸法であり、内壁部１２のカバー４側の端部は平坦に形成され、外壁部１３のカバー４側の端部はテーパ状に形成されている。
これらの内壁部１２の外面と外壁部１３の内面とは４カ所において連結部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄで連結されている。これらの連結部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄは、それぞれケース１とカバー４とが近接離隔する方向に伸びて形成されている。
ケース１の内壁部１２と外壁部１３と取付部材１１との間に空隙Ｓが形成される。この空隙Ｓは後述するように、ケース１とカバー４とが嵌合した際に生じる応力を逃がす第一応力回避部と、取付部材１１にねじ締めした際に生じる応力を逃がす第二応力回避部とを兼ねるものであり、本実施形態では、空隙Ｓは連結部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄで５つの空間に分割される。

外壁部１３の連結部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの外側に延長した外面には外側用ガイド突起１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄがケース１とカバー４とが近接離隔する方向に伸びて形成されている。これらの外側用ガイド突起１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは外壁部１３のカバー４側の端部に突出して形成されている。
外壁部１３の両端は取付部材１１と接合されている。

外壁部１３の外側用ガイド突起１３Ａと外側用ガイド突起１３Ｂとの間、並びに、外側用ガイド突起１３Ｃと外側用ガイド突起１３Ｄとの間には、それぞれ第一嵌合部としての突起部１３１が外壁部１３の外側に向けて形成されている。これらの突起部１３１は外壁部１３のテーパ状端部と連続するガイド面が一端部に形成されこのガイド面とは反対側の他端部は直角に形成されている。この突起部１３１の幅寸法はＬである。
起立壁１４は隣り合う取付部材１１にそれぞれ一端部が接合された板部１４Ａと、これらの板部１４Ａの間に配置されカバー４の短辺部を係止する爪部１４Ｂとを備えている。この爪部１４Ｂと板部１４Ａとの間にはスリット１４Ｃが形成されており、爪部１４Ｂでカバー４を係止する際に、爪部１４Ｂが弾性変形するようになっている。
起立壁１４は外壁部を構成するものであり、この起立壁１４に対向して内壁部１４０がケース本体１０に起立して形成されている。この内壁部１４０と起立壁１４と取付部材１１との間に形成された空隙Ｓから第一応力回避部及び第二応力回避部が構成されている。

図４は図３の断面図であり、（Ａ）は図３のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図、（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。図５はセンサ装置の分解斜視図である。
これらの図において、基板２は、平面が長方形とされたプリント基板であり、そのカバー４と対応する上面の略中央部に検出部３が取り付けられ、その短辺側部にコネクタ部２１が取り付けられている。
検出部３は、基板２に並んで配置された圧力検出回路部３１と圧力検出部３２とを備え、圧力検出測定用ポート部１０Ａから導入された圧力を検出する。検出部３で検出された信号はコネクタ部２１に送られ、このコネクタ部２１から外部に出力される。

ケース本体１０と基板２との間には第一ガスケット５１が設けられ、基板２とカバー４との間には第二ガスケット５２が設けられている。
第一ガスケット５１は矩形状部５１１と、この矩形状部５１１を低圧測定領域と高圧測定領域との２つに区分けする分割用線部５１２とから構成される。分割用線部５１２で区画された低圧測定領域は、一方の圧力検出測定用ポート部１０Ａから導入される低い圧力の流体の漏出を防止する領域であり、高圧測定領域は他方の圧力検出測定用ポート部１０Ａから導入される高い圧力の流体の漏出を防止する高圧領域である。
第一ガスケット５１はケース本体１０に形成されたガスケット用ガイド凹部１０Ｃに案内される。
第二ガスケット５２は矩形状部５２１と、この矩形状部５２１を低圧測定領域と圧力検出回路部領域との２つに区分けする分割用線部５２２とから構成される。

カバー４は、平面長方形の平面部４１と、この平面部４１の長辺両側にそれぞれ設けられた壁部４２と、平面部４１に設けられ第二ガスケット５２を基板２に押しつける押圧部４３とを備えた構造である。
平面部４１の短辺にはケース１の爪部１４Ｂを案内する凹部４１Ａが形成されている。
壁部４２には第一嵌合部である突起部１３１と嵌合する第二嵌合部としての孔部４２１が形成されている。この孔部４２１は突起部１３１の幅寸法Ｌと同じか少し長い幅寸法と突起部１３１が係止するに十分な高さ寸法を有する。
壁部４２には外側用ガイド突起１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄにそれぞれ案内される外側用ガイドスリット４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄが形成されている。外側用ガイドスリット４２Ａと外側用ガイドスリット４２Ｂとの間、並びに、外側用ガイドスリット４２Ｃと外側用ガイドスリット４２Ｄとの間に孔部４２１がそれぞれ形成されている。

平面部４１の押圧部４３から外側に位置した部分には突起部１３１と孔部４２１とを嵌合させる際に位置あわせをするガイド部４４が設けられている。
このガイド部４４は、突起部１３１と孔部４２１とを嵌合させる際にケース１の外壁部１３の内側への倒れ込みを規制するとともに突起部１３１と孔部４２１との離脱を阻止するものである。つまり、ガイド部４４は、平面部４１の長辺中央部において壁部４２と略平行になるように設けられており、ケース１の内壁部１２と外壁部１３との間の寸法と略同じあるいはやや小さい厚さ寸法とされる。そして、ガイド部４４の幅寸法は、中央部分に位置する連結部１５Ｂと連結部１５Ｃとの間の寸法よりやや小さい。
ガイド部４４の先端部は内壁部１２と外壁部１３との間に挿入しやすくするためにテーパ状に形成されている。

本実施形態では、ケース１のケース本体１０に第一ガスケット５１を配置し、この第一ガスケット５１の上に検出部３が予め設けられた基板２を配置し、この基板２の上に第二ガスケット５２を配置し、この第二ガスケット５２の上からカバー４をケース１に向けて押しつける。
すると、カバー４は、そのガイド部４４がケース１の連結部１５Ｂと連結部１５Ｃとの間の空間に円滑に挿入されるとともに外側用ガイドスリット４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄにケース１の外側用ガイド突起１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄが案内される。カバー４をケース１に押し続けると、カバー４に形成された孔部４２１にケース１の突起部１３１が嵌合し、さらに、カバー４の短辺部をケース１の爪部１４Ｂが係止する。

カバー４がケース１に嵌合された状態では、ケース１の外壁部１３に応力が生じるが、本実施形態では、外壁部１３、内壁部１２及び取付部材１１で区画された空隙Ｓによって、この応力が吸収される。そして、カバー４のガイド部４４がケース１の外壁部１３の内側への変位を規制しているので、外壁部１３が内側に倒れ込むことがなく、かつ、孔部４２１がケース１の突起部１３１から離脱することもない。
カバー４がケース１に取り付けられたら、ケース１の取付部材１１を被取付部にねじで取り付ける。この際、取付部材１１を被取付部にねじで取り付けるに伴って、応力が生じても、この応力が空隙Ｓで吸収される。

従って、本実施形態では、次の作用効果を奏することができる、
（１）第一嵌合部である突起部１３１と第二嵌合部である孔部４２１とが嵌合した際に生じる応力を逃がす第一応力回避部と、取付部材１１にねじ締めした際に生じる応力を逃がす第二応力回避部とを、ケース本体１０に設けられた内壁部１２と、この内壁部１２の外側で対向配置され突起部１３１が設けられた外壁部１３と、取付部材１１との間に形成された空隙Ｓから構成したから、これらの嵌合に際して応力が生じても、この応力は空隙Ｓで吸収されることになり、しかも、取付部材１１を被取付部にねじで取り付けるに伴って、応力が生じても、この応力も空隙Ｓで吸収されるので、これらの応力は検出部３が設けられた基板２に伝達されることがない。そのため、装置の検出精度の低下を防止でき、しかも、長孔を形成することがないので、装置自体の強度の低下を防止できる。
（２）ケース本体１０と基板２との間に第一ガスケット５１を設け、基板２とカバー４との間に第二ガスケット５２を設けるから、カバー４とケース１との嵌合やケース１の被取付部への取り付けに際して生じる応力が基板２に伝達されない。従って、この点からも、装置の検出精度の低下を防止でき、しかも、長孔を形成することがないので、装置自体の強度の低下を防止できる。

（３）カバー４は、その壁部４２に形成された孔部４２１とケース１の突起部１３１とを嵌合させる際に位置あわせをするガイド部４４を有する構造としたから、ガイド部４４によって、孔部４２１と突起部１３１との嵌合を円滑に行えるので、センサ装置の組立を容易に行える。

（４）ガイド部４４は孔部４２１と突起部１３１とを嵌合させる際に外壁部１３の内側への倒れ込みを規制するとともに孔部４２１と突起部１３１との離脱を阻止する構成としたから、この点からも、センサ装置の強度をより大きなものにできる。

（５）第一嵌合部と第二嵌合部とをケース１の突起部１３１とカバー４の孔部４２１との組み合わせとしたので、嵌合部の構造を簡易なものにできる。その上、ケース１の外壁部１３に突起部１３１を形成し、カバー４の壁部４２に孔部４２１を形成した。壁部４２は外壁部１３より外側に位置するので、突起部１３１が孔部４２１に嵌合されている状態が確実に視認することができるので、センサ装置の組立を容易に行える。

（６）ケース１の外壁部１３に外側用ガイド突起１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄを形成し、これらの外側用ガイド突起１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄに案内される外側用ガイドスリット４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄをカバー４の壁部４２に形成したから、カバー４をケース１に円滑に取り付けることができる。

なお、本考案は前述の実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本考案に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、第一嵌合部をケース１に設けられた突起部１３１とし、第二嵌合部をカバー４に形成された孔部４２１としたが、本考案では、この逆、つまり、ケース１に孔部を形成し、カバー４に突起部を形成するものでもよい。そして、孔部は貫通した孔に限定されるものではなく貫通されていない凹部であってもよい。
そして、カバー４にガイド部４４を設けたが、本考案では、ガイド部４４を省略してもよい。

さらに、本考案では、ケース１の外壁部１３に外側用ガイド突起１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄを形成することなく、平滑な表面とし、カバー４に外側用ガイドスリット４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄを設けることを要しない。
そして、本考案は連結部１５Ａ〜１５Ｄを外壁部１３と内壁部１２との間に設けることを要せず、そのため、取付部材１１、内壁部１２及び外壁部１３から形成される空隙Ｓも分割されることなく１つから構成されてもよい。
また、本考案では、検出部は圧力検出用に限定されるものではなく、温度測定等の測定装置にも本考案を利用することができる。

本考案は、圧力測定、その他の物理量測定のためのセンサ装置に利用することができる。

本考案の一実施形態にかかるセンサ装置の全体構成を示す斜視図。 ケースの斜視図。 センサ装置の底面図。 （Ａ）は図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。 センサ装置の分解斜視図。

符号の説明

１…ケース、２…基板、３…検出部、４…カバー、１０…ケース本体、１１…取付部材、１２…内壁部、１３…外壁部、４２…壁部、４４…ガイド部、５１…第一ガスケット、５２…第二ガスケット、１３１…突起部（第一嵌合部）、４２１…孔部（第二嵌合部）、Ｓ…空隙

Claims (5)

1. 第一嵌合部と被取付部にねじで取り付けるための取付部材とがケース本体の周縁部に設けられたケースと、このケースに収められた基板と、この基板に搭載された検出部と、前記基板を覆うとともに前記第一嵌合部に嵌合する第二嵌合部が設けられたカバーと、前記ケースと前記基板との間に設けられた第一ガスケットと、前記基板と前記カバーとの間に設けられた第二ガスケットとを備え、
   前記ケース本体には前記第一嵌合部と前記第二嵌合部とが嵌合した際に生じる応力を逃がす第一応力回避部と、前記取付部材にねじ締めした際に生じる応力を逃がす第二応力回避部とが設けられ、
   前記ケースは、前記ケース本体に設けられた内壁部と、この内壁部の外側で対向配置され前記第一嵌合部が設けられた外壁部とを備えた二重壁構造であり、前記外壁部の端部は前記取付部材と接続され、
   前記第一応力回避部及び前記第二応力回避部は、前記ケースの前記内壁部と前記外壁部と前記取付部材との間に形成された空隙であることを特徴とするセンサ装置。
2. 請求項１に記載されたセンサ装置において、
   前記カバーは前記第一嵌合部と前記第二嵌合部とを嵌合させる際に位置あわせをするガイド部を備えたことを特徴とするセンサ装置。
3. 請求項２に記載されたセンサ装置において、
   前記ガイド部は前記第一嵌合部と前記第二嵌合部とを嵌合させる際に前記外壁部の内側への倒れ込みを規制するとともに前記第一嵌合部と前記第二嵌合部との離脱を阻止することを特徴とするセンサ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載されたセンサ装置において、
   前記検出部は圧力検出部であることを特徴とするセンサ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載されたセンサ装置において、
   前記第一嵌合部は前記外壁部の外側に向けて形成された突起部であり、前記第二嵌合部は前記カバーに設けられた孔部であることを特徴とするセンサ装置。

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