JP4075655B2

JP4075655B2 - Sensor device

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Publication number: JP4075655B2
Application number: JP2003082650A
Authority: JP
Inventors: 道毅黒田; 澄大塚; 真稔小野田; 秀章原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004004004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１のケースと第２のケースとをかしめ固定することにより、閉塞された所定の内圧を有する検出室を形成し、該検出室にセンシング部を設け、かしめを行うときに検出室の内圧が影響を受けるようになっているセンサ装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のセンサ装置として、例えば特開平７-２４３１９２６号公報に記載の圧力センサが提案されている。このような圧力センサの一般的な断面構成を図２０に示す。
【０００３】
これは、第１のケースとしてのコネクタケース３と第２のケースとしてのハウジング７とを組合せ固定することにより、閉塞された所定内圧を有する検出室１０を形成してなるものである。
【０００４】
この検出室１０は、コネクタケース３に形成された凹部３０を、ハウジング７、に溶接等にて固定されたメタルダイアフラム８によって区画したものであり閉塞された空間として形成されている。そして、この検出室１０の内部には、圧力伝達媒体としてのオイル１１が封入されており、そのオイル圧は所定圧力とされている。
【０００５】
また、検出室１０の内部には、センシング部としてのセンサ素子１が、コネクタケース３の凹部３０に固定され、オイル圧を受圧する形で設けられている。センサ素子１は、コネクタケース３に設けられたコネクタピン４にワイヤ６を介して電気的に接続されている。
【０００６】
このような圧力センサにおいては、測定圧力が、ハウジング７に設けられた圧力導入孔７２からメタルダイアフラム８へ導入され、それによって検出室１０内のオイル圧が変化する。このオイル圧の変化に基づく信号がセンサ素子１から出力され、コネクタピン４から出力信号として出力されるようになっている。
【０００７】
ここで、両ケース３、７の固定はかしめによってなされている。すなわち、メタルダイアフラム８が固定されたハウジング７の開口縁部７５を図中に示す２点鎖線の状態とし、コネクタケース３の凹部３０にセンサ素子１を収納すると共にオイル１１を一定量入れた状態で、両ケース３、７を嵌合させた後、この開口縁部７５を折り曲げて一軍の荷重にてかしめる。こうして、閉塞された検出室１０が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の圧力センサの製造芳法では、組み合わきれた両ケース３、７の固定かしめにより行っているため、コネクタケースー３の凹部３０の寸法やメタルダイアフラム８の溶接後の形状のばらつき、また、オイル１１の量のばらつき等により、かしめ後の検出室１０の容積が異なり、かしめ後の検出室１０の内圧すなわちオイル圧がばらつく。
【０００９】
上記のように、センサ素子１は検出室１０内のオイル圧の受圧するものであるために、オイル圧がばらつくと、狙い値に対してセンサの出力信号がばらつく。このような出力信号のばらつきは、出力のオフセットのばらつきとして現れて出力感度の高精度化を阻害する。
【００１０】
このような問題は、圧力センサに限らず、かしめを行うときに、検出室の内圧が影響を受けるようになっているセンサ装置を製造するにあたっては、共通した問題となる。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、第１のケースと第２のケースとを組合せ、かしめ固定することにより閉塞された検出室を形成してなり、かしめを行うときに検出室の内圧が影響を受けるようなセンサ装置において、検出室の内圧を精度良く狙い値とすることのできるセンサ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、凹部（３０）を有する第１のケース（３）と、この第１のケース（３）の凹部（３０）に接着により固定されたセンシング部（１）と、前記第１のケース（３）に設けられ前記センシング部（１）の出力信号を外部に取り出すためのコネクタピン（４）と、第２のケース（７）と、この第２のケース（７）に溶接されたメタルダイヤフラム（８）とを備え、前記凹部（３０）内にオイル（１１）を一定量注入した状態で、前記第１のケース（３）と、前記第２のケース（７）とをかしめ固定することにより、前記凹部（３０）とメタルダイヤフラム（８）とによって区画され閉塞された検出室（１０）を形成すると共に該検出室（１０）内に前記オイル（１１）を封入し、且つ、前記かしめの荷重によって前記検出室（１０）の内圧が影響を受けるセンサ装置の製造方法であって、
前記第１のケース（３）および第２のケース（７）に対して前記かしめを行うときに、前記センシング部（１）からの出力信号をモニターし、このモニターされた出力信号が所定値となるように前記かしめの荷重を制御し、前記検出室（１０）の内圧を所望圧力とするようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明のセンサ装置においては、センシング部の出力信号は、検出室の内圧によって変化する。また、かしめの荷重を加え続けていくと、検出室の寸法すなわち容積が小さくなるため、検出室の内圧は大きくなっていく。
【００１４】
このことから、本発明では、かしめを行いながらセンシング部の出力信号をモニターするようにしているため、モニターされた出力信号に基づいてかしめ荷重を制御しながら検出室の内圧が所望の値になった時点で、かしめを停止するようにすることにより、所望の検出室の内圧を実現することができる。
【００１５】
よって、本発明によれば、検出室の内圧を精度良く狙い値とすることのできるセンサ装置の製造方法を提供することができる。
【００１６】
ここで、かしめを行った後に、かしめ部分がスプリングバックすることが発生することがある。そのため、かしめ中と、かしめ後では、検出室の内圧が変動（減少）することがある。この場合、再度かしめを行うと、内圧上昇度が小さくなってゆくことが判った。この結果、検出室の内圧が最初は大きく上昇するが次第に上昇度が小さくなってゆき、検出室の内圧を狙いの値に容易に近づけることが可能となる。各かしめ後の出力信号をモニターして検出室の内圧が所望の値にでき、その時点でかしめを停止するようにすることにより、スプリングバックを考慮しながら所望の検出室の内圧を実現することができる。
【００１７】
請求項２の発明においては、前記第１のケース（３）および第２のケース（７）に対して複数回前記かしめを行い、該かしめを行うときには、前記センシング部（１）からの出力信号をモニターし、このモニターされた出力信号が所定値となるように前記かしめの荷重を制御し、前記検出室（１０）の内圧を所望圧力とするようにしたから、各かしめ後の出力信号をモニターして検出室の内圧が所望の値になった時点で、かしめを停止するようにすることにより、スプリングバックを考慮しながら所望の検出室の内圧を実現することができる。
【００１８】
この場合、請求項３の発明のように、かしめごとにかしめ荷重を減少するようにしても良く、これによると、モニターされた出力信号の変動量がさらに小さくなってゆき、検出室の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。
【００１９】
かしめ後のスプリングバック量はかしめ型の形状によっても異なるものである。しかるに請求項４の発明においては、複数種類のかしめ型を用意し、複数回のかしめを行うときに前記かしめ型を変更するようにしている。これによると、１回のかしめによる出力信号の変動量（かしめ時とかしめ後（スプリングバック後）の出力信号変動量）をかしめ型により調整できて、検出室の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。
【００２０】
請求項５の発明は、モニターされた出力信号が所定の内圧相当となったときに第１のケースと第２のケースとのかしめ部分に緩み止めを施したところに特徴を有する。これによると、スプリングバックを阻止できて検出室の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。
【００２１】
この場合、緩み止めは、かしめ部分をボルト等の締結部材にて押さえ込むようにしても良いし（請求項６）、かしめ部分を溶接することにより行うようにしても良い（請求項７）。さらに、緩み止めは、かしめ部分に凹凸形態を付加することにより行うようにしても良いし（請求項８）、あるいは、かしめ部分を焼入れすることにより行うようにしても良い（請求項９）。
【００２２】
また、かしめ型として巻かしめ型を用い、組み合わされた前記第１および第２のケースに対して前記巻かしめ型により前記かしめを行い、前記センシング部からの出力信号をモニターし、このモニターされた出力信号に基づいてかしめを制御するようにしても良い（請求項１０）。これによると、巻かしめ型であるから、かしめ部のスプリングバック自体が少なく、検出室の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。
【００２８】
なお、上記各手段の括孤内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図５に示す第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るセンサ装置としての圧力センサＳ１の全体概略を示す断面図である。この圧力センサＳ１は、例えば車両に搭載され、エアコン冷媒圧を被測定圧力として検出するものとして適用可能である。
【００３０】
圧力検出用のセンシング部としてのセンサ素子１は、ガラス製の台座２に陽極接合され、第１のケースとしてのコネクタケース３の一端側に形成された凹部３０にシリコンゴム等の接着剤にて固定されている。このセンサ素子１は、圧力信号を電気信号に変換することができるもので、例えば、半導体ダイアフラム式のセンサ素子を採用できる。
【００３１】
コネクタケース３は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂を型成形することたより作られたものである。コネクタケース３の内部には、電気信号を出力するためのコネクタピン４がインサートモールドにより一体成形されて保持されている。
【００３２】
また、コネクタケース３は、コネクタピン４の一端側を例えばワイヤハーネス等の外部配線部材（図示せず）を介して車両のＥＣＵ等の外部回路（図示せず）に電気的に接続するための接続部３ａを有している。また、コネクタピン４の他端側は、ケース３の凹部３０にてシリコンゴム等の界面シール剤５にて封止されている。
【００３３】
また、コネクタケース３の凹部３０において、センサ素子１は、コネクタピン４の他端側とワイヤボンディング等により形成されたボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。それによって、センサ素子１からの電気信号は、ボンディングワイヤ６からコネクタピン４を介して、上記外部回路へ伝達されるようになっている。
【００３４】
第２のケースとしてのハウジング７は、例えば炭素鋼にめっきを施したもの等の鉄鋼材料等よりなる本体部７１を備えており、この本体部７１は、被測定圧力が導入される圧力導入孔７２と、装置を適所に固定するためのネジ部７３とを有する。
【００３５】
更に、ハウジング７においては、薄い例えばＳＵＳ等の金属製のメタルダイヤフラム８と例えばＳＵＳ等の金属製の押さえ部材（リングウェルド）９とが本体部７１に全周溶接されており、圧力導入孔７２の一端に気密接合されたものとなっている。
【００３６】
ここで、組合せられたコネクタケース３とハウジング７との固定構造について、詳細に述べる。図１に示す様に、コネクタケース３は、センサ素子１及びコネクタピン４が配設された略柱状の本体部３１を備え、この本体部３１における上記凹郡３０側には、全周に渡って段差を持って突出する突出部３２が形成されている。また、ハウジング７の本体部７１におけるコネクタケース３との接続側には、開口部７４が設けられている。
【００３７】
そして、組合せられたコネクタケース３とハウジング７とにおいて、ハウジング７の開口部７４を塞ぐように、コネクタケース３の突出部３２が挿入されており、この突出部３２と開口部７４の開口縁部７５が重ね合わされている。そして両部３２、７５の重ね合わせ部分において、ハウジング７の開口縁部７５がコネクタケース３の突出部３２の傾斜する接合面３２ａに沿ってかしめられることで折り曲げられている。
【００３８】
このようにして、コネクタケース３とハウジング７とがかしめ固定され、コネクタケース３の凹部３０とハウジング７のメタルダイヤフラム８との間で、区画された検出室１０が構成されている。この検出室１０には圧力伝達媒体であり封入液であるオイル１１が封入されている。このオイル１１は熱による膨張、収縮の小さいものを用いる。
【００３９】
また、検出室１０の外周囲には、検出室１０を気密封止するためのＯリング１２が、コネクタケース３の端面のうち圧力検出室１０の外周囲に位置する部位に形成された溝部１３内に収納された形で配設されている。
【００４０】
溝部１３は、Ｏリング１２の外周形状に対応した形状を有するリング状のもので、Ｏリング１２は、この溝部１３内に収納され、コネクタケース３とハウジング７の押さえ部材９とにより挟まれて押圧されている。
【００４１】
このように、圧力センサＳ１においては、両ケース３、７をかしめ固定することにより、これら両ケース３、７の間に介在するメタルダイアフラム８によって区画され閉塞された検出室１０が形成されている。そして、この検出室１０の内圧すなわち本実施形態ではオイル圧は所定圧力となっている。
【００４２】
そして、本センサＳ１においては、検出室１０に収納された圧力検出用のセンサ素子１によって、検出室１０内の圧力をセンサ素子１からの出力として検出するようになっている。この検出の具体的な作動について述べる。
【００４３】
圧力センサＳ１は、例えば、ハウジング７のネジ部７３及びネジ部７３に取り付けられたＯリング１４によって、車両のエアコン冷媒配管系の適所に、該配管系内部と連通するように取り付けられる。そして、該配管系内の被測定圧力がハウジング７の圧力導入孔７２より圧力センサＳ１内に導入される。
【００４４】
すると、この被測定圧力がメタルダイヤフラム８に受圧され、検出室１０内のオイル１１を介して、センサ素子１に伝達される。この被測定圧力に応じた圧力を受圧したセンサ素子１は、圧力信号を電気信号（出力電圧）に変換し出力する。この出力信号は、センサ素子１からボンディングワイヤ６、コネクタピン４を介して、上記外部回路へ伝達され、エアコン冷媒圧が検出される。
【００４５】
次に、かかる圧力センサＳ１の製造方法について説明する由まず、例えばＰＰＳ等の熱可塑性樹脂を用い、複数の分割された成形型を用いてコネクタピン４がモールドされたコネクタケース３を成形する。
【００４６】
この成形されたコネクタケース３の凹部３０に台座２、センサ素子１を配設しセンサ素子１とコネクタビン４とをボンディングワイヤ６により結線した後、Ｏリング１２を溝部１３内部に配置する。
【００４７】
次に、センサ素子１側が上になるようにコネクタケース３を配置し、コネクタケース３の凹部（オイル室）３０の上方から、ディスペンサ等によりフッ素オイル等よりなるオイル１１を一定量注入する。
【００４８】
また、上述のように、メタルダイヤフラム８及び押さえ部材９が全周溶接され、圧力導入孔７２の一端に気密接合されたハウジング７を用意する。このときのハウジング７は、その開口縁部７５が図１中の２点鎖線の状態となっているものである。
【００４９】
次に、コネクタケース３の突出部３２をハウジング７の開口部７４へ挿入し、検出室１０を形成する。具体的には、ハウジング７を上から水平を保ったまま、'コネクタケース３に嵌合するように降ろす。この状態のものを真空室に入れて真空引きを行い、検出室１０内の余分な空気を除去する。
【００５０】
その後、コネクタケース３とハウジング７の押さえ部材９とが十分接するまで両ケース３、７を押さえ合わせ、Ｏリング１２によりシールされた検出室１０を形成する。この検出室１０を形成した後、組み合わされた両ケース３、７を上記真空室から取り出す。
【００５１】
次に、コネクタケース３の突出部３２とハウジング７における開口部７４の開口縁部７５との重ね合わせ部分において、ハウジング７の関口縁部７５をかしめることにより、コネクタケース３の突出部３２の接合面３２ａに沿って折り曲げることでコネクタケース３とハウジング７とをかしめ固定する。
【００５２】
図２は、このかしめ工程における装置構成を模式的に示す図であり、かしめ前の状態の圧力センサＳ１とかしめ装置との関係を示すものである。
【００５３】
図２に示すように、かしめの際には、電源１００から圧力センサＳ１のコネクタピン４に電源電圧が供給され、電源電圧が供給されたセンサ素子１は圧力検出可能な状態となっている。また、センサ素子１からの出力信号としての出力電圧をモニターし、このモニターされた出力電圧が、かしめ装置１１０にフィードバックされるようになっている。
【００５４】
一方、かしめ装置１１０においては、かしめ荷重の制御は例えばサーボモータ１１１を用いてかしめ油圧を制御することで可能になっている。そして、フィードバックされた出力電圧によってサーボモータ１１１が制御されることで、フィードハックされた出力電圧に基づいてかしめ荷重が制御できるようになっている。
【００５５】
図３、図４は、このかしめ工程を示す工程図である。まず、図３に示すかしめの第１段階では、かしめ型たるかしめ治具１２０を図中の白抜き矢印に示すように下方に移動させる。それにより、ハウジング７の開口縁部７５が、上記図１に２点鎮線にて示した状態から、図３に示すようなコネクタケース３の突出部３２の接合面３２ａに沿って仮曲げされた状態となる。
【００５６】
次に、図４に示すかしめの第２段階では、上記第１段階の治具１２０とは異なるかしめ型たるかしめ治具１３０を備えるかしめ装置に、ワークをセットする。この第２段階のかしめ装置が、上記図２に示すかしめ装置１１０である。なお、この第２段階のかしめ治具１３０は、図４に示すように、最終的なかしめ形状に対応した形状となっている。
【００５７】
このかしめの第２段階では、図４中の白抜き矢印に示すように、かしめ治具１３０を下方へ移動させて、仮曲げされたハウジング７の開口縁部７５をコネクタケース３の突出部３２の接合面３２ａに押し付ける。ここで、かしめの荷重を加え続けていくと、検出室１０の寸法すなわち容積が小さくなるため、検出室１０のオイル圧すなわち内圧は大きくなっていく。
【００５８】
このとき、かしめ装置１０にフィードバックされるセンサ素子１の出力電圧は、検出室１０の内圧とともに変化する。そして、かしめ装置１１０によって、モニターされた出力電圧に基づいてかしめ荷重を制御しながら、検出室１０の内圧が狙いの値になった時点で、かしめを停止する。それにより、所望の検出室１０の内圧を実現することができる。
【００５９】
図５は、このかしめの第２段階における、（ａ）かしめ荷重の時間変化、（ｂ）検出室１０の内圧の時間変化を模式的に示す図である。図５に示すように、はじめのうちは、かしめ荷重を急激に増加させて大きな荷重を加えることにより、検出室１０の内圧を狙い値（例えば０．１ｋｇ／ｃｍ^２）の近傍までいち早く増加させる。
【００６０】
検出室１０の内圧が狙い値の近傍まで来たら、緩やかにかしめ荷重を低くしていき、検出室１０の内圧の増加速度を緩やかにし、狙いの内圧を精度良く実現するようにしている。
【００６１】
このようなかしめ工程の終了に伴い、コネクタケース３とハウジング７とのかしめ固定が完了し、コネクタケース３の凹部とハウジング７のメタルダイヤフラム８との間で、区画されかつ所定内圧を有する検出室１０が形成される。そして圧力センサＳ１が完成する。
【００６２】
以上述べてきたように、本実施形態の製造方法によれば、かしめ中にセンサ素子１の出力電圧をモニターしながら、すなわちかしめ中における検出室１０の内圧変動をモニターしながらかしめ荷重を制御することがでさる。
【００６３】
そのため、本実施形態によれば、検出室１０の内圧を精度良く狙い値とすることのできるセンサ装置の製造方法を提供することができる。そして、検出室１０の内圧ばらつきにより発生する出力のばらつきが低減された高精度な圧力センサを適切に製造することができる。
【００６４】
図６ないし図８は第２の実施形態を示している。コネクタケース３の突出部３２の接合面３２ａはほぼ水平をなしていて、ハウジング７の開口縁部７５は、第１段階のかしめでは円弧状に折曲されている。図６に示すかしめ型たるかしめ治具１４０は第２段階（白抜き矢印方向に押圧する段階）のかしめ治具であり、押圧面１４０ａは実質的に平坦である。さらにこの実施形態は次の点に着目した実施形態である。すなわち、かしめを行った後に、かしめ部分がスプリングバックすることが発生することがある。そのため、かしめ中と、かしめ後では、検出室の内圧が変動（減少）することがある。この場合、再度かしめを行うと、内圧はさらに上昇するがその上昇量が小さくなってゆくことが判った。
【００６５】
この点に着目した第２の実施形態では、前記かしめ治具１４０によるかしめを図７に示すように複数回行う。そして、各回のかしめ終了後に前記センサ素子１からの出力電圧をモニターする。このモニターされた出力電圧が所望の値つまり狙い値になったところで、かしめを停止する（制御する）。
【００６６】
この場合の出力電圧は図８（ａ）で示すように変化する。この図において、各回のかしめ後の出力電圧は大きくなるが、前回との差（出力電圧上昇量、内圧上昇量）Δ１、Δ２・・・は小さくなる。出力電圧上昇量の変化を図８（ｂ）に示す。このように、かしめ回数が多くなるにつれ上昇量（Δ１、Δ２・・・）が小さくなり、狙い値に近づけることができる。各かしめ後の出力信号をモニターして検出室１０の内圧が所望の値にでき、その時点でかしめを停止するようにすることにより、スプリングバックを考慮しながら所望の検出室１０の内圧を実現することができる。
【００６７】
この場合、第３の実施形態として示す図９のように、かしめごとにかしめ荷重を減少するようにしても良く、これによると、モニターされた出力電圧上昇量がさらに小さくなってゆき、検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。
【００６８】
図１０及び図１１は第４の実施形態を示している。この実施形態においては、複数のかしめ治具（かしめ型）１５１、１５２、１５３を用意している。かしめ治具１５１は、押圧面１５１ａが周縁へ向かうほど下降となる円錐テーパー面状をなしている。このかしめ治具１５１は一回のかしめによる出力電圧上昇量Δ（内圧上昇量）が小さい。かしめ治具１５２は、押圧面１５２ａが平坦面をなしていて、これは、一回のかしめによる出力電圧上昇量が中程度である。かしめ治具１５３は、押圧面１５３ａが周縁へ向かうほど競りあがる円錐テーパー面状をなしていて、これは一回のかしめによる出力電圧上昇量が大きいものである。
【００６９】
この実施形態においては、最初または最初から複数回のかしめは前記かしめ治具１５３を使用し、その後の一回または複数回のかしめはかしめ治具１５２を使用し、その後の一回または複数回のかしめはかしめ治具１５３を使用する（変更する）ようにしている。これによると、出力電圧変動量をかしめ型により調整（減少方向に調整）できて、検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。
【００７０】
図１２及び図１３は第５の実施形態を示している。この実施形態においては、かしめ治具１５４によりかしめて検出室１０内が狙い値（所定の内圧相当）になったとき、そのかしめ状態で、締結部材たるボルト１５５によりかしめ部分に緩み止めを施している。すなわち、コネクタケース３の突出部３２の接合面３２ａにボルト１５５を締めこんで、その頭部１５５ａにて開口縁部７５を押さえ込む。これによりかしめ部分つまみ開口縁部７５の緩み止めを施す。
【００７１】
この実施形態によれば、モニターされた出力電圧が狙い値となったときにコネクタケース３とハウジング７とのかしめ部分に緩み止めを施したから、スプリングバックを阻止できて検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。すなわち、前記緩み止めをしない場合には図２１に示すようにスプリングバックによって出力電圧が降下するが（出力電圧降下量ΔＱ）、この実施形態のように緩み止めを施すとスプリングバックを阻止できて、図１３に示すように出力電圧の降下がなく、検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することができるものである。なお、締結部材としてはタッピングねじでも良い。
【００７２】
図１４は第６の実施形態を示している。この実施形態においては、コネクタケース３の接合面３２ａ部分に金属製の溶接用リング１５６を予めモールドしておき、モニターされた出力電圧が狙い値となったときに溶接用リング１５６にハウジング７の開口縁部７５を溶接する。このようにしてもスプリングバックを阻止できて、出力電圧の降下がなく、検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することができるものである。
【００７３】
図１５及び図１６は第７の実施形態を示しており、この実施形態においては、かしめ部分（開口縁部７５）に凹凸形態を付加することにより緩み止めを行うようにしている。すなわち、かしめ型たるかしめ治具１５４の押さえ面１５４ａに小突起１５４ｂが形成されており、これにより開口縁部７５が凹凸形態とされる。これによってもスプリングバックを阻止できて、出力電圧の降下がなく、検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することができるものである。
【００７４】
この場合、前記小突起１５４ｂに代えて、第８の実施形態として示す図１７のように放射状に延びる突部１５４ｃでも良い。
【００７５】
また、第９の実施形態と示す図１８のように、開口縁部７５を焼入れすることにより緩み止めを行うようにしても良い。すなわち、加熱装置１５７によりかしめ治具１５４を加熱することにより開口縁部７５を加熱し、その後冷却配管１５８に冷却液体例えば水を通すことによりかしめ治具１５４を介して開口縁部７５を冷却して焼入れして、硬化させる。このようにしても、スプリングバックを阻止できて、出力電圧の降下がなく、検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することができるものである。
【００７６】
図１９には第１０の実施形態を示している。この実施形態においては、巻かしめ型たるかしめ治具１５９を用い、組み合わされたハウジング７及びコネクタケース３に対して前記かしめ治具１５９を白抜き矢印で示すように旋回させながら降下させることにより開口縁部７５をかしめてゆく。このとき、センサ素子１からの出力電圧をモニターし、このモニターされた出力電圧が狙い値になったときにかしめを停止する。これによると、巻かしめ型１５９によりかしめるから、開口縁部７５のスプリングバック自体が少なく、検出室１０の内圧を正確に所望の値に設定することが可能となる。
【００７７】
なお、本発明は、上記圧力センサＳ１に限らず、かしめを行うときに、検出室の内圧が影響を受けるようになっているセンサ装置について適用可能なことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサ装置としての圧力センサの全体概略断面図である。
【図２】かしめ工程における装置構成を模式的に示す図である。
【図３】かしめ工程の第１段階を示す工程図である。
【図４】かしめ工程の第２段階を示す工程図である。
【図５】かしめ工程の第２段階におけるかしめ荷重の時間変化、および検出室の内圧の時間変化を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係り、かしめ工程の第２段階を示す工程図である。
【図７】かしめ工程の第２段階におけるかしめ荷重の時間変化を示す図である。
【図８】（ａ）はかしめ工程の第２段階における出力電圧の時間変化を示す図、（ｂ）は同出力電圧上昇量の回数による変化を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態を示す図７相当図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係り、かしめ工程の第２段階を示す工程図である。
【図１１】かしめ治具の種類と出力降下量とを示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係り、かしめ工程の第２段階における緩み止めを行っている状態を示す工程図である。
【図１３】出力電圧の変化を示す図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係り、かしめ工程の第２段階における緩み止めを行っている状態を示す工程図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係り、かしめ工程の第２段階における緩み止めを行っている状態を示す工程図である。
【図１６】かしめ治具を下方から見た図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態に係る図１６相当図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態に係り、かしめ工程の第２段階における緩み止めを行っている状態を示す工程図である。
【図１９】本発明の第１０の実施形態に係り、かしめ工程の第２段階における緩み止めを行っている状態を示す工程図である。
【図２０】従来のセンサ装置としての圧力センサの全体概略断面図である。
【図２１】スプリングバック発生時における出力電圧の変化を説明するための参考図である。
【符号の説明】
１…センサ素子（センシング部）、３…コネクタケース（第１のケース）、７…ハウジング（第２のケース）、８…メタルダイアフラム、１O…検出室、１１…オイル、１２０、１３０、１４０、１５１〜１５３…かしめ治具（かしめ型）、１５９はかしめ治具（巻かしめ型）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, the first case and the second case are caulked and fixed to form a closed detection chamber having a predetermined internal pressure, and a sensing unit is provided in the detection chamber to detect when caulking is performed. The present invention relates to a method for manufacturing a sensor device in which the internal pressure of a chamber is affected.
[0002]
[Prior art]
As a conventional sensor device of this type, for example, a pressure sensor described in JP-A-7-243926 has been proposed. A general cross-sectional structure of such a pressure sensor is shown in FIG.
[0003]
This is formed by combining and fixing a connector case 3 as a first case and a housing 7 as a second case, thereby forming a closed detection chamber 10 having a predetermined internal pressure.
[0004]
The detection chamber 10 is formed as a closed space in which a recess 30 formed in the connector case 3 is partitioned by a metal diaphragm 8 fixed to the housing 7 by welding or the like. The detection chamber 10 is filled with oil 11 as a pressure transmission medium, and the oil pressure is set to a predetermined pressure.
[0005]
Further, inside the detection chamber 10, the sensor element 1 as a sensing unit is provided in a form that is fixed to the recess 30 of the connector case 3 and receives oil pressure. The sensor element 1 is electrically connected to a connector pin 4 provided in the connector case 3 via a wire 6.
[0006]
In such a pressure sensor, the measurement pressure is introduced into the metal diaphragm 8 from the pressure introduction hole 72 provided in the housing 7, thereby changing the oil pressure in the detection chamber 10. A signal based on the change in the oil pressure is output from the sensor element 1 and output from the connector pin 4 as an output signal.
[0007]
Here, both cases 3 and 7 are fixed by caulking. That is, the opening edge 75 of the housing 7 to which the metal diaphragm 8 is fixed is in the state of the two-dot chain line shown in the figure, and the sensor element 1 is housed in the concave portion 30 of the connector case 3 and a certain amount of oil 11 is added. Then, after fitting both the cases 3 and 7, the opening edge 75 is bent and caulked with a load of one army. Thus, the closed detection chamber 10 is formed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the manufacturing method of the conventional pressure sensor described above, since the fixed cases 3 and 7 are fixed and caulked, the size of the concave portion 30 of the connector case 3 and the variation of the shape of the metal diaphragm 8 after welding, Further, the volume of the detection chamber 10 after caulking differs due to variations in the amount of the oil 11, and the internal pressure of the detection chamber 10 after caulking, that is, the oil pressure varies.
[0009]
As described above, since the sensor element 1 receives the oil pressure in the detection chamber 10, if the oil pressure varies, the output signal of the sensor varies with respect to the target value. Such variations in the output signal appear as variations in the output offset, which hinders high accuracy of output sensitivity.
[0010]
Such a problem is not limited to the pressure sensor, and is a common problem in manufacturing a sensor device in which the internal pressure of the detection chamber is affected when caulking.
[0011]
Therefore, in view of the above problem, the present invention forms a closed detection chamber by combining the first case and the second case and fixing them by caulking, and the internal pressure of the detection chamber affects when caulking. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a sensor device that can accurately set the internal pressure of a detection chamber to a target value.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
For the above purposeAchievementTherefore, in the invention described in claim 1,A first case (3) having a recess (30), a sensing unit (1) fixed by adhesion to the recess (30) of the first case (3), and the first case (3) A connector pin (4) provided for taking out an output signal of the sensing unit (1) to the outside, a second case (7), and a metal diaphragm (8) welded to the second case (7) And by caulking and fixing the first case (3) and the second case (7) in a state where a predetermined amount of oil (11) is injected into the recess (30), A detection chamber (10) defined by a recess (30) and a metal diaphragm (8) is formed and the oil (11) is sealed in the detection chamber (10), and the caulking load is applied. The internal pressure of the detection chamber (10) Kicking A method of manufacturing a sensor device,
When the caulking is performed on the first case (3) and the second case (7), an output signal from the sensing unit (1) is monitored, and the monitored output signal has a predetermined value. The caulking load is controlled so that the internal pressure of the detection chamber (10) is a desired pressure.Features.
[0013]
In the sensor device of the present invention, the output signal of the sensing unit changes depending on the internal pressure of the detection chamber. Further, when the caulking load is continuously applied, the size, that is, the volume of the detection chamber decreases, and the internal pressure of the detection chamber increases.
[0014]
Therefore, in the present invention, since the output signal of the sensing unit is monitored while caulking, the internal pressure of the detection chamber becomes a desired value while controlling the caulking load based on the monitored output signal. At this point, the desired internal pressure of the detection chamber can be realized by stopping the caulking.
[0015]
Therefore, according to this invention, the manufacturing method of the sensor apparatus which can make the internal pressure of a detection chamber the target value accurately can be provided.
[0016]
Here, after caulking, the caulking portion may spring back. Therefore, the internal pressure in the detection chamber may fluctuate (decrease) during and after caulking. In this case, it was found that when the caulking is performed again, the increase in the internal pressure is reduced. As a result, the internal pressure of the detection chamber increases greatly at first, but gradually decreases, and the internal pressure of the detection chamber can be easily brought close to the target value. By monitoring the output signal after each caulking, the internal pressure in the detection chamber can be set to the desired value, and by stopping the caulking at that point, the desired internal pressure in the detection chamber can be realized while considering springback. Can do.
[0017]
In the invention of claim 2,The caulking is performed a plurality of times on the first case (3) and the second case (7), and when the caulking is performed, an output signal from the sensing unit (1) is monitored and monitored. The caulking load is controlled so that the output signal becomes a predetermined value, and the internal pressure of the detection chamber (10) is set to a desired pressure.Therefore, by monitoring the output signal after each caulking and stopping the caulking when the internal pressure in the detection chamber reaches the desired value, the desired internal pressure in the detection chamber is realized while considering the springback. can do.
[0018]
In this case, as in the invention of claim 3, the caulking load may be reduced for each caulking. According to this, the fluctuation amount of the monitored output signal is further reduced, and the internal pressure of the detection chamber is reduced. It becomes possible to set to a desired value accurately.
[0019]
The amount of springback after caulking varies depending on the shape of the caulking die. However, in the invention of claim 4, a plurality of types of caulking dies are prepared, and the caulking dies are changed when caulking a plurality of times. According to this, the fluctuation amount of the output signal by one caulking (the fluctuation amount of the output signal after caulking and after caulking (after springback)) can be adjusted by the caulking type, and the internal pressure of the detection chamber can be accurately set to a desired value. It becomes possible to set.
[0020]
The invention of claim 5 is characterized in that when the monitored output signal corresponds to a predetermined internal pressure, the caulking portion between the first case and the second case is locked. According to this, springback can be prevented and the internal pressure of the detection chamber can be accurately set to a desired value.
[0021]
In this case, the loosening prevention may be performed by pressing the caulking part with a fastening member such as a bolt (Claim 6) or by welding the caulking part (Claim 7). Further, the loosening prevention may be performed by adding a concavo-convex shape to the caulking portion (Claim 8), or may be performed by quenching the caulking portion (Claim 9).
[0022]
Further, a caulking die is used as the caulking die, the caulking die is used for the combined first and second cases, the output signal from the sensing unit is monitored, and this is monitored. The caulking may be controlled based on the output signal (claim 10). According to this, since it is a caulking type, there is little spring back of the caulking portion, and the internal pressure of the detection chamber can be accurately set to a desired value.
[0028]
In addition, the code | symbol in the bracket of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall outline of a pressure sensor S1 as a sensor device according to an embodiment of the present invention. The pressure sensor S1 is mounted on a vehicle, for example, and can be applied to detect an air conditioner refrigerant pressure as a pressure to be measured.
[0030]
A sensor element 1 as a pressure detecting sensing part is anodically bonded to a glass pedestal 2 and is bonded to a recess 30 formed on one end side of a connector case 3 as a first case with an adhesive such as silicon rubber. It is fixed. The sensor element 1 can convert a pressure signal into an electric signal, and for example, a semiconductor diaphragm type sensor element can be adopted.
[0031]
The connector case 3 is made by molding a resin such as PPS (polyphenylene sulfide). Inside the connector case 3, a connector pin 4 for outputting an electrical signal is integrally formed and held by an insert mold.
[0032]
The connector case 3 is for electrically connecting one end side of the connector pin 4 to an external circuit (not shown) such as an ECU of the vehicle via an external wiring member (not shown) such as a wire harness. It has the connection part 3a. Further, the other end side of the connector pin 4 is sealed with an interfacial sealant 5 such as silicon rubber in a recess 30 of the case 3.
[0033]
In the recess 30 of the connector case 3, the sensor element 1 is electrically connected to the other end of the connector pin 4 via a bonding wire 6 formed by wire bonding or the like. Thereby, an electrical signal from the sensor element 1 is transmitted from the bonding wire 6 to the external circuit via the connector pin 4.
[0034]
The housing 7 as the second case includes a main body portion 71 made of a steel material such as carbon steel plated, and the main body portion 71 is a pressure introduction hole into which a pressure to be measured is introduced. 72 and a threaded portion 73 for fixing the apparatus in place.
[0035]
Further, in the housing 7, a thin metal diaphragm 8 made of metal such as SUS and a metal pressing member (ring weld) 9 made of metal such as SUS are welded to the main body 71 all around the pressure introduction hole 72. It is what was airtightly joined to one end of the.
[0036]
Here, the fixing structure of the combined connector case 3 and the housing 7 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the connector case 3 includes a substantially columnar main body 31 in which the sensor element 1 and the connector pin 4 are arranged. Thus, a projecting portion 32 projecting with a step is formed. An opening 74 is provided on the main body 71 of the housing 7 on the connection side with the connector case 3.
[0037]
In the combined connector case 3 and housing 7, the protruding portion 32 of the connector case 3 is inserted so as to close the opening 74 of the housing 7, and the opening edge of the protruding portion 32 and the opening 74 is inserted. 75 are superimposed. And in the overlapping part of both parts 32 and 75, the opening edge part 75 of the housing 7 is bent by caulking along the joining surface 32a which the protrusion part 32 of the connector case 3 inclines.
[0038]
In this way, the connector case 3 and the housing 7 are caulked and fixed, and a partitioned detection chamber 10 is configured between the concave portion 30 of the connector case 3 and the metal diaphragm 8 of the housing 7. The detection chamber 10 is filled with oil 11 which is a pressure transmission medium and is a filling liquid. The oil 11 is one that is small in expansion and contraction due to heat.
[0039]
Further, in the outer periphery of the detection chamber 10, an O-ring 12 for hermetically sealing the detection chamber 10 is formed in a groove portion 13 formed in a portion of the end surface of the connector case 3 that is positioned on the outer periphery of the pressure detection chamber 10. It is arranged in a form housed inside.
[0040]
The groove 13 is a ring having a shape corresponding to the outer peripheral shape of the O-ring 12. The O-ring 12 is accommodated in the groove 13 and is sandwiched between the connector case 3 and the pressing member 9 of the housing 7. It is pressed.
[0041]
In this way, in the pressure sensor S1, the detection chamber 10 that is partitioned and closed by the metal diaphragm 8 interposed between the cases 3 and 7 is formed by caulking and fixing the cases 3 and 7. . The internal pressure of the detection chamber 10, that is, the oil pressure in this embodiment is a predetermined pressure.
[0042]
In this sensor S 1, the pressure in the detection chamber 10 is detected as an output from the sensor element 1 by the sensor element 1 for pressure detection housed in the detection chamber 10. A specific operation of this detection will be described.
[0043]
The pressure sensor S1 is attached so as to communicate with the inside of the piping system at an appropriate position of the air conditioning refrigerant piping system of the vehicle by, for example, the screw portion 73 of the housing 7 and the O-ring 14 attached to the screw portion 73. Then, the pressure to be measured in the piping system is introduced into the pressure sensor S <b> 1 from the pressure introduction hole 72 of the housing 7.
[0044]
Then, the pressure to be measured is received by the metal diaphragm 8 and transmitted to the sensor element 1 through the oil 11 in the detection chamber 10. The sensor element 1 that has received a pressure corresponding to the pressure to be measured converts the pressure signal into an electric signal (output voltage) and outputs it. This output signal is transmitted from the sensor element 1 to the external circuit via the bonding wire 6 and the connector pin 4, and the air conditioner refrigerant pressure is detected.
[0045]
Next, the manufacturing method of the pressure sensor S1 will be described. First, the connector case 3 in which the connector pins 4 are molded is molded using a plurality of divided molds using, for example, a thermoplastic resin such as PPS.
[0046]
After the pedestal 2 and the sensor element 1 are disposed in the recess 30 of the molded connector case 3 and the sensor element 1 and the connector bin 4 are connected by the bonding wire 6, the O-ring 12 is disposed inside the groove 13.
[0047]
Next, the connector case 3 is arranged so that the sensor element 1 side is on the upper side, and a fixed amount of oil 11 made of fluorine oil or the like is injected from above the recess (oil chamber) 30 of the connector case 3 by a dispenser or the like.
[0048]
Further, as described above, the housing 7 is prepared in which the metal diaphragm 8 and the pressing member 9 are all-around welded and hermetically joined to one end of the pressure introduction hole 72. The housing 7 at this time has an opening edge 75 in a state of a two-dot chain line in FIG.
[0049]
Next, the protrusion 32 of the connector case 3 is inserted into the opening 74 of the housing 7 to form the detection chamber 10. Specifically, the housing 7 is lowered from the top so as to be fitted to the connector case 3 while being kept horizontal. The thing in this state is put into a vacuum chamber and evacuated, and excess air in the detection chamber 10 is removed.
[0050]
Thereafter, the cases 3 and 7 are pressed together until the connector case 3 and the pressing member 9 of the housing 7 are sufficiently in contact with each other to form the detection chamber 10 sealed by the O-ring 12. After the detection chamber 10 is formed, the combined cases 3 and 7 are taken out from the vacuum chamber.
[0051]
Next, in the overlapping part of the protrusion 32 of the connector case 3 and the opening edge 75 of the opening 74 in the housing 7, the entrance edge 75 of the housing 7 is caulked to thereby form the protrusion 32 of the connector case 3. The connector case 3 and the housing 7 are caulked and fixed by bending along the joint surface 32a.
[0052]
FIG. 2 is a diagram schematically showing the device configuration in this caulking step, and shows the relationship between the pressure sensor S1 and the caulking device in a state before caulking.
[0053]
As shown in FIG. 2, at the time of caulking, a power supply voltage is supplied from the power supply 100 to the connector pin 4 of the pressure sensor S1, and the sensor element 1 to which the power supply voltage is supplied is in a state where pressure can be detected. Further, the output voltage as an output signal from the sensor element 1 is monitored, and the monitored output voltage is fed back to the caulking device 110.
[0054]
On the other hand, in the caulking device 110, the caulking load can be controlled, for example, by controlling the caulking hydraulic pressure using the servo motor 111. The servo motor 111 is controlled by the output voltage that is fed back, so that the caulking load can be controlled based on the feed hacked output voltage.
[0055]
3 and 4 are process diagrams showing this caulking process. First, in the first stage of caulking shown in FIG. 3, the caulking die caulking jig 120 is moved downward as indicated by the white arrow in the figure. As a result, the opening edge 75 of the housing 7 is temporarily bent along the joint surface 32a of the protruding portion 32 of the connector case 3 as shown in FIG. It becomes a state.
[0056]
Next, in the second stage of caulking shown in FIG. 4, the work is set in a caulking apparatus including a caulking die caulking jig 130 different from the jig 120 in the first stage. The second stage caulking device is the caulking device 110 shown in FIG. The second stage caulking jig 130 has a shape corresponding to the final caulking shape, as shown in FIG.
[0057]
In the second stage of caulking, as shown by the white arrow in FIG. 4, the caulking jig 130 is moved downward, and the opening edge 75 of the temporarily bent housing 7 is moved to the protrusion 32 of the connector case 3. Is pressed against the joint surface 32a. Here, if the caulking load is continuously applied, the size, that is, the volume of the detection chamber 10 is reduced, and therefore the oil pressure, that is, the internal pressure of the detection chamber 10 is increased.
[0058]
At this time, the output voltage of the sensor element 1 fed back to the caulking device 10 changes with the internal pressure of the detection chamber 10. Then, the caulking device 110 controls the caulking load based on the monitored output voltage, and stops the caulking when the internal pressure of the detection chamber 10 reaches the target value. Thereby, the desired internal pressure of the detection chamber 10 can be realized.
[0059]
FIG. 5 is a diagram schematically showing (a) a change with time of the caulking load and (b) a change with time of the internal pressure of the detection chamber 10 in the second stage of the caulking. As shown in FIG. 5, initially, the caulking load is increased suddenly and a large load is applied, so that the internal pressure of the detection chamber 10 is a target value (for example, 0.1 kg / cm 2).²) Quickly increase to the vicinity of.
[0060]
When the internal pressure of the detection chamber 10 reaches the vicinity of the target value, the caulking load is gradually lowered, and the increase rate of the internal pressure of the detection chamber 10 is moderated to achieve the target internal pressure with high accuracy.
[0061]
Upon completion of such a caulking process, the caulking and fixing of the connector case 3 and the housing 7 are completed, and the detection chamber is defined between the concave portion of the connector case 3 and the metal diaphragm 8 of the housing 7 and having a predetermined internal pressure. 10 is formed. And pressure sensor S1 is completed.
[0062]
As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the caulking load is controlled while monitoring the output voltage of the sensor element 1 during caulking, that is, while monitoring fluctuations in the internal pressure of the detection chamber 10 during caulking. That's right.
[0063]
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a method for manufacturing a sensor device that can accurately set the internal pressure of the detection chamber 10 to a target value. And the highly accurate pressure sensor by which the dispersion | variation in the output which generate | occur | produces by the internal pressure dispersion | variation in the detection chamber 10 was reduced can be manufactured appropriately.
[0064]
6 to 8 show a second embodiment. The joint surface 32a of the protrusion 32 of the connector case 3 is substantially horizontal, and the opening edge 75 of the housing 7 is bent in an arc shape in the first stage caulking. The caulking die caulking jig 140 shown in FIG. 6 is a caulking jig of the second stage (stage pressing in the direction of the white arrow), and the pressing surface 140a is substantially flat. Furthermore, this embodiment is an embodiment that focuses on the following points. That is, after caulking, the caulking portion may spring back. Therefore, the internal pressure in the detection chamber may fluctuate (decrease) during and after caulking. In this case, it was found that when caulking is performed again, the internal pressure further increases, but the amount of increase decreases.
[0065]
In the second embodiment focusing on this point, the caulking by the caulking jig 140 is performed a plurality of times as shown in FIG. Then, the output voltage from the sensor element 1 is monitored after the end of each caulking. When the monitored output voltage reaches a desired value, that is, a target value, the caulking is stopped (controlled).
[0066]
In this case, the output voltage changes as shown in FIG. In this figure, the output voltage after caulking each time increases, but the differences (output voltage increase, internal pressure increase) Δ1, Δ2,. The change in the output voltage increase is shown in FIG. Thus, as the number of caulking times increases, the amount of increase (Δ1, Δ2,...) Decreases, and can approach the target value. By monitoring the output signal after each caulking, the internal pressure of the detection chamber 10 can be set to a desired value, and the caulking is stopped at that time, thereby realizing the desired internal pressure of the detection chamber 10 while taking the spring back into consideration. can do.
[0067]
In this case, as shown in FIG. 9 shown as the third embodiment, the caulking load may be decreased for each caulking, and according to this, the monitored output voltage increase amount is further reduced, and the detection chamber The internal pressure of 10 can be accurately set to a desired value.
[0068]
10 and 11 show a fourth embodiment. In this embodiment, a plurality of caulking jigs (caulking dies) 151, 152, 153 are prepared. The caulking jig 151 has a conical tapered surface shape that descends as the pressing surface 151a moves toward the periphery. The caulking jig 151 has a small output voltage increase Δ (internal pressure increase) due to one caulking. In the caulking jig 152, the pressing surface 152a is a flat surface, and the amount of increase in output voltage due to one caulking is moderate. The caulking jig 153 has a conical tapered surface shape that competes as the pressing surface 153a moves toward the periphery, and this increases the amount of output voltage increase due to one caulking.
[0069]
In this embodiment, the caulking jig 153 is used for the initial or plural times of caulking from the beginning, and then the caulking jig 152 is used for the subsequent one or more times of caulking, and the subsequent one or more times of caulking is performed. For the caulking, a caulking jig 153 is used (changed). According to this, the output voltage fluctuation amount can be adjusted (adjusted in a decreasing direction) by the caulking type, and the internal pressure of the detection chamber 10 can be accurately set to a desired value.
[0070]
12 and 13 show a fifth embodiment. In this embodiment, when the inside of the detection chamber 10 reaches a target value (corresponding to a predetermined internal pressure) by caulking with the caulking jig 154, the caulking portion is prevented from loosening with a bolt 155 as a fastening member in the caulking state. Yes. That is, the bolt 155 is fastened to the joint surface 32a of the protruding portion 32 of the connector case 3, and the opening edge portion 75 is pressed by the head portion 155a. Thus, the caulking portion knob opening edge 75 is prevented from loosening.
[0071]
According to this embodiment, when the monitored output voltage reaches the target value, the caulking portion between the connector case 3 and the housing 7 is prevented from loosening, so that the spring back can be prevented and the internal pressure of the detection chamber 10 can be reduced. It becomes possible to set to a desired value accurately. That is, when the loosening prevention is not performed, the output voltage drops due to the spring back as shown in FIG. 21 (output voltage drop amount ΔQ). However, if the loosening prevention is applied as in this embodiment, the spring back can be prevented. As shown in FIG. 13, there is no drop in the output voltage, and the internal pressure of the detection chamber 10 can be accurately set to a desired value. The fastening member may be a tapping screw.
[0072]
FIG. 14 shows a sixth embodiment. In this embodiment, a metal welding ring 156 is pre-molded on the joint surface 32a portion of the connector case 3, and when the monitored output voltage reaches a target value, the welding ring 156 has the housing 7 attached to the welding ring 156. The opening edge 75 is welded. Even in this way, springback can be prevented, the output voltage does not drop, and the internal pressure of the detection chamber 10 can be accurately set to a desired value.
[0073]
FIGS. 15 and 16 show a seventh embodiment. In this embodiment, loosening is prevented by adding a concavo-convex shape to a caulking portion (opening edge portion 75). That is, the small protrusion 154b is formed on the pressing surface 154a of the caulking type caulking jig 154, and thereby the opening edge 75 is formed into an uneven shape. This also prevents springback, prevents the output voltage from dropping, and allows the internal pressure of the detection chamber 10 to be accurately set to a desired value.
[0074]
In this case, instead of the small protrusions 154b, protrusions 154c extending radially as shown in FIG. 17 as the eighth embodiment may be used.
[0075]
Further, as shown in FIG. 18 showing the ninth embodiment, the opening edge 75 may be quenched to prevent loosening. That is, the opening edge 75 is heated by heating the caulking jig 154 with the heating device 157, and then the opening edge 75 is cooled via the caulking jig 154 by passing a cooling liquid such as water through the cooling pipe 158. Quench and harden. Even in this case, the spring back can be prevented, the output voltage does not drop, and the internal pressure of the detection chamber 10 can be accurately set to a desired value.
[0076]
FIG. 19 shows a tenth embodiment. In this embodiment, a winding caulking type caulking jig 159 is used, and the caulking jig 159 is lowered while being swung as shown by a white arrow with respect to the combined housing 7 and connector case 3. The edge 75 is caulked. At this time, the output voltage from the sensor element 1 is monitored, and the caulking is stopped when the monitored output voltage reaches a target value. According to this, the caulking die 159 is caulked, so that the springback of the opening edge portion 75 is small, and the internal pressure of the detection chamber 10 can be accurately set to a desired value.
[0077]
It should be noted that the present invention is not limited to the pressure sensor S1 and can be applied to a sensor device in which the internal pressure of the detection chamber is affected when caulking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic cross-sectional view of a pressure sensor as a sensor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing an apparatus configuration in a caulking process.
FIG. 3 is a process diagram showing a first stage of a caulking process.
FIG. 4 is a process diagram showing a second stage of the caulking process.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a temporal change in caulking load and a temporal change in internal pressure of a detection chamber in the second stage of the caulking process.
FIG. 6 is a process diagram showing a second stage of a caulking process according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a change in caulking load with time in the second stage of the caulking process.
FIG. 8A is a diagram showing a change with time of the output voltage in the second stage of the caulking process, and FIG. 8B is a diagram showing a change with the number of increases in the output voltage.
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 7 showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a process diagram showing a second stage of a caulking process according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing the types of caulking jigs and the output drop amount.
FIG. 12 is a process diagram showing a state where loosening prevention is performed in the second stage of the caulking process according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a change in output voltage.
FIG. 14 is a process diagram showing a state where loosening prevention is performed in the second stage of the caulking process according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a process diagram showing a state where loosening prevention is performed in the second stage of the caulking process according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a view of a caulking jig as viewed from below.
FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 16 according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a process diagram showing a state where loosening prevention is performed in the second stage of the caulking process according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a process diagram showing a state where loosening prevention is performed in the second stage of the caulking process according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is an overall schematic cross-sectional view of a pressure sensor as a conventional sensor device.
FIG. 21 is a reference diagram for explaining a change in output voltage when a springback occurs.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor element (sensing part), 3 ... Connector case (1st case), 7 ... Housing (2nd case), 8 ... Metal diaphragm, 1O ... Detection chamber, 11 ... Oil, 120, 130, 140, 151 to 153... Caulking jig (caulking type) 159 is an caulking jig (winding caulking type).

Claims

A first case (3) having a recess (30);
A sensing unit (1) fixed by adhesion to the recess (30) of the first case (3);
A connector pin (4) provided in the first case (3) for taking out an output signal of the sensing unit (1) to the outside;
A second case (7);
A metal diaphragm (8) welded to the second case (7),
By caulking and fixing the first case (3) and the second case (7) in a state where a fixed amount of oil (11) is injected into the recess (30), the recess (30) And a detection chamber (10) that is partitioned and closed by a metal diaphragm (8), and the oil (11) is sealed in the detection chamber (10), and the detection chamber (10) is loaded by the caulking load. 10) A manufacturing method of a sensor device in which the internal pressure is affected,
When the caulking is performed on the first case (3) and the second case (7), an output signal from the sensing unit (1) is monitored, and the monitored output signal has a predetermined value. The method of manufacturing a sensor device , wherein the caulking load is controlled so that the internal pressure of the detection chamber (10) is a desired pressure .

A first case (3) having a recess (30);
A sensing unit (1) fixed by adhesion to the recess (30) of the first case (3);
A connector pin (4) provided in the first case (3) for taking out an output signal of the sensing unit (1) to the outside;
A second case (7);
A metal diaphragm (8) welded to the second case (7),
By caulking and fixing the first case (3) and the second case (7) in a state where a fixed amount of oil (11) is injected into the recess (30), the recess (30) And a detection chamber (10) that is partitioned and closed by a metal diaphragm (8), and the oil (11) is sealed in the detection chamber (10), and the detection chamber (10) is loaded by the caulking load. 10) A manufacturing method of a sensor device in which the internal pressure is affected,
The caulking is performed a plurality of times on the first case (3) and the second case (7), and when the caulking is performed, an output signal from the sensing unit (1) is monitored and monitored. A sensor device manufacturing method , wherein the caulking load is controlled so that an output signal becomes a predetermined value, and an internal pressure of the detection chamber (10) is set to a desired pressure .

3. The method for manufacturing a sensor device according to claim 2, wherein the caulking load is reduced for each caulking.

Prepare multiple types of caulking molds,
3. The method of manufacturing a sensor device according to claim 2 , wherein the caulking die is changed when caulking is performed a plurality of times.

5. The device according to claim 1, wherein when the monitored output signal corresponds to a predetermined internal pressure, the caulking portion between the first case and the second case is locked. A method for manufacturing the sensor device according to any one of the above.

6. The method of manufacturing a sensor device according to claim 5, wherein the locking is performed by pressing the caulking portion with a fastening member such as a bolt.

6. The method for manufacturing a sensor device according to claim 5, wherein the locking is performed by welding the caulking portion.

6. The method of manufacturing a sensor device according to claim 5, wherein the locking is performed by adding an uneven shape to the caulking portion.

6. The method of manufacturing a sensor device according to claim 5, wherein the locking is performed by quenching the caulking portion.

A first case (3) having a recess (30);
A sensing unit (1) fixed by adhesion to the recess (30) of the first case (3);
A connector pin (4) provided in the first case (3) for taking out an output signal of the sensing unit (1) to the outside;
A second case (7);
A metal diaphragm (8) welded to the second case (7),
By caulking and fixing the first case (3) and the second case (7) in a state where a fixed amount of oil (11) is injected into the recess (30), the recess (30) And a detection chamber (10) that is partitioned and closed by a metal diaphragm (8), and the oil (11) is sealed in the detection chamber (10), and the detection chamber (10) is loaded by the caulking load. 10) A manufacturing method of a sensor device in which the internal pressure is affected,
As a caulking die, use a wound caulking die (159),
When the caulking die (159) performs the caulking with respect to the first case (3) and the second case (7), an output signal from the sensing unit (1) is monitored, and this monitor A method of manufacturing a sensor device , wherein the caulking load is controlled so that the output signal is a predetermined value, and the internal pressure of the detection chamber (10) is set to a desired pressure .