JP4739106B2

JP4739106B2 - センサ装置

Info

Publication number: JP4739106B2
Application number: JP2006121547A
Authority: JP
Inventors: 環次石原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: JP2007292624A; EP1850095A3; EP1850095A2

Description

本発明は、センサ装置に関し、特に、自動車に搭載される排出ガス再循環システム（ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システム）などに用いられるセンサ装置に関する。

従来、自動車のエンジンコントロールシステムに使用されるＥＧＲセンサなどのセンサ装置においては、装置内部にゴミ等の異物が侵入するのを防ぐ遮蔽部材が配設されている。また、過酷な環境下においても、このような遮蔽部材の脱落を防止可能としたセンサ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１記載のセンサ装置においては、例えば、筐体の内周壁に凹部を形成すると共に、当該凹部に、弾性部材で構成される遮蔽部材の外周部を嵌入させることにより、遮蔽部材の脱落を確実に防止している。
特許第３６２１２６８号公報

しかしながら、上述のような従来のセンサ装置においては、筐体内に形成した内周壁に、遮蔽部材の外周部を嵌入させなければならないため、その取付作業が煩雑化するという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、装置内部を遮蔽する遮蔽部材を簡単に取り付けると共に、当該遮蔽部材の脱落を確実に防止することができるセンサ装置を提供することを目的とする。

本発明のセンサ装置は、装置の筐体に軸支される駆動軸と、前記駆動軸に弾接して筐体内部を遮蔽する遮蔽部材と、前記遮蔽部材の筐体外への脱落を防止する脱落防止手段とを備え、筐体内部で前記駆動軸の移動を検出して電気信号を出力し、前記脱落防止手段は、筐体の端部に形成された切り欠きを除く前記筐体の端部全体を変形させて前記遮蔽部材を筐体内に封止するセンサ装置であって、前記切り欠きは、当該切り欠きを除く前記筐体の端部全体を変形させた場合に、当該筐体の端部が前記遮蔽部材を変形させることがない程度に、前記遮蔽部材における筐体外側の端部よりも僅かに外側の位置まで形成されることを特徴とする。

この構成によれば、筐体の所定位置に形成された切り欠きの周辺部分を変形させて遮蔽部材を筐体内に封止することから、筐体の内周壁に凹部を設け、当該凹部に遮蔽部材の外周部を嵌入させる等の作業が必要なくなるので、遮蔽部材を簡単に取り付けると共に、当該遮蔽部材の脱落を確実に防止することが可能となる。特に、筐体の所定位置に形成された切り欠きの周辺部分を変形させて遮蔽部材を筐体内に封止することから、切り欠きを基準として筐体を変形させることができるので、遮蔽部材の取付作業をより簡単に行うことが可能となる。
また、この構成によれば、遮蔽部材の端部よりも外側部分に配置される筐体部分を変形させることができるため、遮蔽部材を変形させることなく、当該遮蔽部材を筐体に取り付けることが可能となる。

上記センサ装置において、前記脱落防止手段は、筐体の所定位置に形成された複数の切り欠きの間に配置される筐体部分を変形させることが好ましい。この場合には、複数の切り欠きの間に配置される筐体部分が変形し易くなるので、更に遮蔽部材の取付作業を簡単に行うことが可能となる。

特に、上記センサ装置において、前記脱落防止手段は、熱かしめにより前記複数の切り欠きの間に配置される筐体部分を変形させることが好ましい。この場合には、複数の切り欠きの間に配置される筐体部分を変形させる際に要するコストを低減しつつ、遮蔽部材の取付作業を簡単に行うことができる。

例えば、上記センサ装置においては、前記遮蔽部材を、Ｙリングで構成することが好ましい。この場合には、封止された空間内で適切に筐体内部を遮蔽することが可能となる。

本発明によれば、装置内部の遮蔽する遮蔽部材を簡単に取り付けると共に、当該遮蔽部材の脱落を確実に防止することができるセンサ装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係るセンサ装置が、ＥＧＲバルブの位置検出を行うＥＧＲセンサに適用される場合について説明する。しかし、本発明に係るセンサ装置は、これに限定されるものではなく、その他の検出対象の位置等を検出する場合にも適用することが可能である。

図１は、本実施の形態に係るセンサ装置が適用されるＥＧＲセンサの分解斜視図である。図２は、本実施の形態に係るＥＧＲセンサの斜視図である。図３は、本実施の形態に係るＥＧＲセンサを図１に示す下方側から見た場合の斜視図である。

なお、本実施の形態に係るＥＧＲセンサは、駆動モータで位置制御が行われるＥＧＲバルブの位置検出を行うものとする。また、ＥＧＲバルブの位置は、自動車内の各種制御を行う制御装置により制御されるものとする。この制御装置は、走行状態などに応じてＥＧＲバルブの位置制御を行うと共に、ＥＧＲセンサからのフィードバック信号を受けてＥＧＲバルブの位置調整を行う。

図１に示すように、本実施の形態に係るＥＧＲセンサは、ＥＧＲバルブの位置を検出し、当該ＥＧＲバルブの位置に応じた電気信号を制御装置に出力するセンサユニット１０と、センサユニット１０及び後述するコネクタユニットを保持するカバーユニット２０と、本ＥＧＲセンサと制御装置とを接続するコネクタユニット３０とを含んで構成される。

センサユニット１０は、図１に示すように、円筒形状を有し、その外周部分の中央近傍に、後述するセンサ収容部２１の端部と当接する係止部１１を備えている。この係止部１１よりも下方に配置された円筒部分がカバーユニット２０の内部に収容される。この係止部１１の近傍に、センサユニット１０が検知するＥＧＲバルブの位置に応じた電気信号を出力する端子（以下、「センサ端子」という）１２が設けられている。

カバーユニット２０には、センサユニット１０を収容するセンサ収容部２１、並びに、コネクタユニット３０を収容するコネクタ収容部２２が形成される。また、制御装置からの駆動信号を駆動モータに出力する端子（以下、「モータ端子」という）２３が取り付けられる端子固定部２４、並びに、当該モータ端子２３とコネクタユニット３０の端子（以下、「コネクタ端子」という）３１とを接続する端子接続部材２５が取り付けられる溝部２６が形成される。なお、カバーユニット２０自体は、エンジンの筐体にカラー２７を介してネジにて固定される。

カバーユニット２０の上面においては、図２に示す端子固定部２４ａにモータ端子２３ａが挿入され、端子固定部２４ｂにモータ端子２３ｂが挿入されている。また、端子固定部２４ａとコネクタユニット３０とを連結するように溝部２６ａが形成され、端子固定部２４ｂとコネクタユニット３０とを連結するように溝部２６ｂが形成されている。溝部２６ａには、端子接続部材２５ａが取り付けられ、図２に示す最も左方側のコネクタ端子３１とモータ端子２３ａとが接続される。一方、溝部２６ｂには、端子接続部材２５ｂが取り付けられ、図２に示す２番目に左方側のコネクタ端子３１とモータ端子２３ｂとが接続される。

コネクタユニット３０は、制御装置側のコネクタを受け入れられるように、図１に示す前方側に開口した形状を有する。コネクタユニット３０には、５つのコネクタ端子３１が取り付けられる。このコネクタユニット３０を介して、センサユニット１０からの電気信号が制御装置に出力される一方、制御装置からの駆動信号が駆動モータに出力される。

本実施の形態に係るＥＧＲセンサにおいては、図３に示すように、カバーユニット２０がＥＧＲバルブや駆動モータ等を収容する形状に設けられている。そして、カバーユニット２０から下方側に露出したモータ端子２３が、駆動モータと接続されるように構成されている。また、カバーユニット２０から下方側に露出したセンサユニット１０においては、ＥＧＲバルブの位置に応じて移動する駆動軸１３が突出している。この駆動軸１３がＥＧＲバルブの位置に応じて移動することで、ＥＧＲバルブの位置に応じた電気信号が制御装置に出力されるように構成されている。

図４は、本実施の形態に係るＥＧＲセンサのセンサユニット１０の断面図である。なお、図４においては、説明の便宜上、駆動軸１３の先端が上方に向けられた状態のセンサユニット１０について示している。

図４に示すように、センサユニット１０の筐体１００には、上方側に開口部１０１が形成されている。開口部１０１の内側には、中空上の空洞部１０２が形成され、この空洞部１０２は、蓋体１０３で蓋閉されている。蓋体１０３の中央部分には、駆動軸１３が貫通する貫通孔１０４が形成されている。駆動軸１３は、この貫通孔１０４を介して上下方向に直線運動が可能に構成されている。

センサユニット１０内の先端部に小径部１３ａが形成されている。この小径部１３ａの先に可動部材１０５が配設されている。また、可動部材１０５の近傍に、コイルばね１０６が配設されている。コイルばね１０６は、筐体１００の底面部１００ａに形成された係止片１０７によりガイドされる一方、その上端部の先に可動部材１０５が配置されている。可動部材１０５は、コイルばね１０６の付勢力により上方側に押し上げられた状態となっている。

空洞部１０２内であって可動部材１０５の近傍に、抵抗基板１０８が配設されている。抵抗基板１０８の上端部は、センサユニット１０内に配置されるセンサ端子１２の上端部と一緒に保持部材１０９で保持されている。また、抵抗基板１０８と筐体１００の内壁との間には、板ばね１１０が配設されている。板ばね１１０で可動部材１０５側に付勢されると共に、蓋体１０３のリブにてその上端部が保持されることで、抵抗基板１０８が一定位置で固定されている。

可動部材１０５は、この抵抗基板１０８上をその先端が摺動する摺動子１０５ａを備えている。ＥＧＲバルブの位置に応じて駆動軸１３が移動すると、これに応じて可動部材１０５が移動する。センサユニット１０においては、可動部材１０５の移動に伴う摺動子１０５ａの位置に応じて電気抵抗が変化することで、ＥＧＲバルブの位置に応じた電気信号がセンサ端子１２から出力されるように構成されている。

また、センサユニット１０においては、ゴミ等の異物や排出ガスがセンサユニット１０内に侵入しないように、開口部１０１の近傍に遮蔽部材を配設している。具体的には、蓋体１０３における駆動軸１３の近傍に、弾性素材で構成されるＹリング１１１を配設している。このＹリング１１１により、貫通孔１０４の端部からゴミ等の異物が侵入するのを防止している。なお、本実施の形態においては、遮蔽部材としてＹリング１１１を例示しているが、これに限定されるものではない。

以下、蓋体１０３に取り付けられるＹリング１１１及びその近傍の構成について説明する。図５は、本実施の形態に係る蓋体１０３に配設されるＹリング１１１及びその近傍の構成について説明するための断面図である。なお、図５は、Ｙリング１１１を蓋体１０３に固定する前の状態について示している。

図５に示すように、蓋体１０３における貫通孔１０４の近傍には、Ｙリング１１１を収容し、その脱落を防止する脱落防止手段としての遮蔽部材収容部１１２が設けられている。遮蔽部材収容部１１２は、蓋体１０３の底面部１０３ａから上方に向かって突出形成される円盤部１１２ａと、円盤部１１２ａにおける内側部分であって貫通孔１０４の周辺の形成された窪み部１１２ｂと、窪み部１１２ｂの内周壁に沿って上方に向かって形成される壁面部１１２ｃとを有する。

Ｙリング１１１は、腕部１１１ａを上方に向けた状態で窪み部１１２ｂに収容される。駆動軸１３が装着された状態において、図５に示すように、内側に配置される腕部１１１ａが駆動軸１３に弾接する一方、外周部分に配置される腕部１１１ａが円盤部１１２ａ又は壁面部１１２ｃの内壁部分に弾接することで、貫通孔１０４から異物等が侵入するのが防止される。

壁面部１１２ｃは、Ｙリング１１１を収容した状態で、Ｙリング１１１の上端部よりも高い位置まで延びている。また、壁面部１１２ｃの上端には、複数個の切り欠き部１１２ｄが形成されている。特に、本実施の形態においては、壁面部１１２ｃの上端に一定間隔を空けて３個の切り欠き部１１２ｄが形成されている。なお、これらの切り欠き部１１２ｄは、後述するように、Ｙリング１１１を蓋体１０３に取り付ける際、壁面部１１２ｃの上端を適切に変形させるために設けられている。

以下、本実施の形態において、蓋体１０３にＹリング１１１を取り付ける際の処理について説明する。図６及び図７は、本実施の形態に係る蓋体１０３に取り付けられるＹリング１１１周辺の拡大断面図である。なお、図６は、Ｙリング１１１を蓋体１０３に取り付ける前の状態について示し、図７は、Ｙリング１１１を蓋体１０３に取り付けた状態について示している。

図６に示すように、本実施の形態においては、切り欠き部１１２ｄの下端部が、Ｙリング１１１の上端部よりも僅かに上方の位置に配置されるように切り欠き部１１２ｄが形成されている。これは、それぞれの切り欠き部１１２ｄの間に配置される壁面部１１２ｃの上端部分のみを変形し易くするためである。

本実施の形態においては、このような切り欠き部１１２ｄを有する壁面部１１２ｃの上端部を、例えば、熱かしめにより変形させることでＹリング１１１を蓋体１０３に取り付ける。具体的には、熱かしめによりそれぞれの切り欠き部１１２ｄの間に配置される壁面部１１２ｃの上端部分を、駆動軸１０３側に折り曲げるように変形させる。例えば、切り欠き部１１２ｄの間に配置される壁面部１１２ｃの上端部分は、図７に示すように、駆動軸１３に対して略直角になる位置まで折り曲げられる。これにより、Ｙリング１１１が蓋体１０３から脱落するのが防止される。

このように本実施の形態に係るセンサ装置によれば、遮蔽部材収容部１１２の壁面部１１２ｃの所定位置に形成された切り欠き部１１２ｄの周辺部分を変形させて遮蔽部材（Ｙリング１１１）を遮蔽部材収容部１１２内に封止することから、従来のように、筐体の内周壁に凹部を設け、当該凹部に遮蔽部材の外周部を嵌入させる等の作業が必要なくなるので、Ｙリング１１１を簡単に取り付けると共に、当該Ｙリング１１１の脱落を確実に防止することが可能となる。

特に、遮蔽部材収容部１１２の壁面部１１２ｃの所定位置に形成された切り欠き部１１２ｄの周辺部分を変形させてＹリング１１１を遮蔽部材収容部１１２内に封止することから、切り欠き部１１２ｄを基準として壁面部１１２ｃを変形させることができるので、Ｙリング１１１の取付作業をより簡単に行うことが可能となる。

また、本実施の形態に係るセンサ装置においては、遮蔽部材収容部１１２の壁面部１１２ｃに形成された複数の切り欠き部１１２ｄの間に配置される壁面部１１２ｃの上端部分を変形させている。これにより、複数の切り欠き部１１２ｄの間に配置される壁面部１１２ｃの上端部分が変形し易くなるので、更にＹリング１１１の取付作業を簡単に行うことが可能となる。

さらに、本実施の形態に係るセンサ装置において、切り欠き部１１２ｄは、図６に示すＹリング１１１の上端部よりも僅かに上側の位置まで形成されている。これにより、Ｙリング１１１の上端部よりも上側部分に配置される壁面部１１２ｃの上端部分を容易に変形させることができるため、Ｙリング１１１を変形させることなく、蓋体１０３に取り付けることが可能となる。

なお、複数の切り欠き部１１２ｄの間に配置される壁面部１１２ｃの上端部分を変形させる際、本実施の形態に係るセンサ装置においては、熱かしめによりこれを変形させる。このように熱かしめにより壁面部１１２ｃの上端部分を変形させることにより、壁面部１１２ｃの変形に要するコストを低減しつつ、Ｙリング１１１の取付作業を簡単に行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、壁面部１１２ｃに複数の切り欠き部１１２ｄを形成する場合について示しているが、必ずしも切り欠き部１１２ｄの数は、複数個に限定されるものではない。壁面部１１２ｃの上端を適切に変形させることが可能であれば、単一の切り欠き部１１２ｄのみを形成するようにしても良い。

また、上記実施の形態においては、センサユニット１０の筐体１００に蓋体１０３を取り付ける場合について示しているが、これに限定されるものではない。蓋体１０３を含めた形状を有する筐体１００を予め用意しておいても良い。この場合にも、上記実施の形態と同様に、筐体１００の内部を遮蔽するＹリング１１１を簡単に筐体１００に取り付けると共に、当該Ｙリング１１１の脱落を確実に防止することが可能となる。

本実施の形態に係るセンサ装置が適用されるＥＧＲセンサの分解斜視図である。上記実施の形態に係るＥＧＲセンサの斜視図である。上記実施の形態に係るＥＧＲセンサを図１に示す下方側から見た場合の斜視図である。上記実施の形態に係るＥＧＲセンサのセンサユニットの断面図である。上記実施の形態に係る蓋体に取り付けられるＹリング及びその近傍の構成について説明するための断面図である。上記実施の形態に係る蓋体に取り付けられるＹリング周辺の拡大断面図である。上記実施の形態に係る蓋体に取り付けられるＹリング周辺の拡大断面図である。

符号の説明

１０センサユニット
１３駆動軸
２０カバーユニット
３０コネクタユニット
１００筐体
１０１開口部
１０２空洞部
１０３蓋体
１０４貫通孔
１１１Ｙリング
１１２遮蔽部材収容部
１１２ａ円盤部
１１２ｂ窪み部
１１２ｃ壁面部
１１２ｄ切り欠き部

Claims

装置の筐体に軸支される駆動軸と、前記駆動軸に弾接して筐体内部を遮蔽する遮蔽部材と、前記遮蔽部材の筐体外への脱落を防止する脱落防止手段とを備え、筐体内部で前記駆動軸の移動を検出して電気信号を出力し、前記脱落防止手段は、筐体の端部に形成された切り欠きを除く前記筐体の端部全体を変形させて前記遮蔽部材を筐体内に封止するセンサ装置であって、
前記切り欠きは、当該切り欠きを除く前記筐体の端部全体を変形させた場合に、当該筐体の端部が前記遮蔽部材を変形させることがない程度に、前記遮蔽部材における筐体外側の端部よりも僅かに外側の位置まで形成されることを特徴とするセンサ装置。
前記脱落防止手段は、筐体の所定位置に形成された複数の切り欠きの間に配置される筐体部分を変形させることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
前記脱落防止手段は、熱かしめにより前記複数の切り欠きの間に配置される筐体部分を変形させることを特徴とする請求項２記載のセンサ装置。
前記遮蔽部材は、Ｙリングで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセンサ装置。