JP4855121B2 - センサ装置 - Google Patents

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、自動車などのエンジンコントロールシステムに使用されるスロットルポジションセンサや、ＥＧＲセンサなどの電気部品においては、これらを構成するセンサ、コネクタ及びカバー部材を一体に設けることが要請されている。しかし、コネクタ等の形状には種々の要求があるため、製品毎に個々に成型金型を準備しなければならず、その製造コスト及び製造時間を低減することが困難となっていた。

かかる事態に対応すべく、例えば、カバー部材（電気部品用ケーシング）に電気部品端子の一端を露出させた状態でインサート成型すると共に、コネクタハウジングにコネクタ端子の一端を露出させた状態でインサート成型し、電気部品端子の一端とコネクタ端子の一端とを接続するようにした電気部品が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる電気部品によれば、コネクタ等の形状の要求に応じて容易にコネクタハウジング等を製造することができるので、製品毎に個々に成型金型を準備する必要がなくなる。この結果、製品の製造コスト及び製造時間を低減することが可能となる。
特開２００３−１４２１７７号公報

しかしながら、上述のような従来の電気部品においては、電気部品端子等をカバー部材等にインサート成型することから、その成型加工に要するコストを低減することが困難であり、製品の製造コストが上昇するという問題がある。また、インサート成型されるカバー部材等が大きくなると、電気部品端子等を引き回す距離が長くなり、その寸法精度を出すことが困難になるという問題も発生する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、装置本体を構成するユニットに配設される端子間の寸法精度を高く維持しつつ、装置本体の製造コストを低減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、センサユニットと、外部装置側のコネクタを受け入れ当該外部装置と前記センサユニットとを電気的に接続するコネクタユニットと、前記センサユニット及び前記コネクタユニットを収容し保持するカバーユニットとをジョイントして成り、前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子、前記センサユニットに配設された端子、及び前記コネクタユニットに配設された端子のいずれか２つ又は全てを前記カバーユニットの表面に露出する位置で接続し、少なくとも前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子と、前記コネクタユニットに配設された端子とを、前記カバーユニットの表面に露出する位置で端子接続部材により接続し、前記端子接続部材は、前記カバーユニットの表面において前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子と前記コネクタユニットに配設された端子との間に形成された溝部に取り付けられたことを特徴とする。

この構成によれば、センサユニット、コネクタユニット及びカバーユニットがジョイントしてセンサ装置が構成されると共に、カバーユニットの表面に露出した位置でこれらのユニットに配設された端子が接続されることから、装置を一体で成型する専用の成型金型や、各ユニットにおいてインサート成型するための成型金型を準備する必要がなくなるので、装置本体の製造コストを低減することが可能となる。また、カバーユニットの表面に露出した位置でこれらのユニットに配設された端子が接続され、装置内部で端子間を引き回す必要がなくなるので、その距離が長くなった場合においても、その寸法精度を高く維持することが可能となる。また、端子接続部材で各ユニットに配設された端子間を接続することができるので、各ユニットの様々な配置に柔軟に対応することが可能となる。

例えば、前記端子接続部材は、導電性を有する線材で構成することが可能である。この場合には、加工性に優れた端子接続部材を安価に実現することが可能となる。

特に、前記線材を、曲げ加工により前記センサユニットに配設された端子、前記コネクタユニットに配設された端子、及び前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子のいずれか２つ又は全てを接続する形状とすることが好ましい。この場合には、曲げ加工を施した形状の線材により各ユニットに配設された端子を接続できるので、安価に、各ユニットの様々な配置に柔軟に対応することが可能となる。

また、上記センサ装置において、前記カバーユニットの表面に露出する前記センサユニットに配設された端子、前記コネクタユニットに配設された端子、及び前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子にのみメッキ処理を施すことが好ましい。このようにカバーユニットの表面に露出する各ユニットの端子にのみメッキ処理を施し、端子接続部材へのメッキ処理を省略することにより、メッキ処理に要するコストを低減することが可能となる。

本発明によれば、装置本体を構成するユニットに配設される端子間の寸法精度を高く維持しつつ、装置本体の製造コストを低減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を、ＥＧＲバルブの位置の検出を行うＥＧＲセンサに適用す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バルブの位置を検出するものとする。また、ＥＧＲバルブの位置は、自動車内の各種制御を行う、外部装置としての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出力を受けて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、センサユニット１０、カバーユニット２０及びコネクタユニット３０を備えている。これらのユニットをジョイントし、後述する端子で電気的に接続することで本実施の形態に係るＥＧＲセンサが形成される。

センサユニット１０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。カバーユニット２０は、センサユニット１０及びコネクタユニット３０を保持する。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）２１を保持すると共に、当該モータ端子２１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２２を保持する。コネクタユニット３０は、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。

図１に示すように、センサユニット１０は、円筒形状を有する。また、その外周部分の中央近傍に、後述するカバーユニット２０のセンサ収容部２３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の内部に挿入される。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。なお、センサ端子１２は、コネクタユニット３０側に突出するように設けられている。

センサユニット１０の下端部からは、図２に示すように、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。なお、この駆動軸１３に応じて移動すると共に、抵抗基板上を摺動する摺動子を有する可動部（図示略）を備える点は公知のセンサユニットと同様であるため、その詳細な説明は省略する。センサユニット１０においては、ＥＧＲバルブの位置に応じて駆動軸１３が移動する。そして、駆動軸１３の移動に伴って移動する摺動子の抵抗基板上の位置に応じた電気信号がセンサ端子１２から制御装置に出力されるように構成されている。

カバーユニット２０は、溶解性の樹脂材料を用いて成型加工される。カバーユニット２０は、図２に示すように、ＥＧＲバルブとＥＧＲバルブを駆動する駆動モータとを下方側から収容可能な形状に形成される。カバーユニット２０から下方側に露出したモータ端子２１が、不図示の駆動モータと接続されるように構成されている。

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２３、並びに、コネクタユニット３０を収容するコネクタ収容部２４が形成される。センサユニット１０及びコネクタユニット３０は、熱かしめによりカバーユニット２０に固定される。また、カバーユニット２０には、モータ端子２１が取り付けられる端子固定部２５、並びに、端子接続部材２２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。

本実施の形態において、モータ端子２１の上端部は、端子接続部材２２の一端を挟み込む形状を有する。また、コネクタ端子３１は、端子接続部材２２の他端及びセンサ端子１２の端部を挟み込む形状を有する。端子接続部材２２における図１に示す右方側の端部が、モータ端子２１の上端部に挟み込まれた状態で端子接続部材２２がモータ端子２１に接続されると共に、端子接続部材２２における左方側の端部が、コネクタ端子３１の上端部に挟み込まれた状態で端子接続部材２２がコネクタ端子３１に接続される。

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。例えば、形状の異なる制御装置側のコネクタを受け入れる場合には、このコネクタユニット３０の形状を変更するだけで制御装置の各種コネクタの形状に対応可能である。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。図１に示す前方側の３つがセンサ端子１２に接続され、同図に示す後方側の２つが端子接続部材２２を介してモータ端子２１に接続される。

図３及び図４は、本実施の形態に係るＥＧＲセンサを組み立てた状態を説明するための図である。図３は、本実施の形態に係るＥＧＲセンサの上面図である。図４は、本実施の形態に係るＥＧＲセンサをコネクタユニット３０側から見た場合の斜視図である。

図３及び図４に示すように、カバーユニット２０の上面においては、図３に示す左方側の端部近傍に端子固定部２５ａが形成され、右方側の端部近傍に端子固定部２５ｂが形成されている。前者にモータ端子２１ａが収容され、後者にモータ端子２１ｂが収容される。なお、端子固定部２５ａ及び２５ｂには、それぞれモータ端子２１ａ及び２１ｂが挿入される溝が形成されている。

また、コネクタユニット３０の上端部近傍と端子固定部２５ａとを接続するように溝部２６ａが形成されると共に、コネクタユニット３０の上端部近傍と端子固定部２５ｂとを接続するように溝部２６ｂが形成されている。溝部２６ａは、図３に示す上下方向に略直線形状を有する。一方、溝部２６ｂは、コネクタユニット３０の上端部近傍から図３に示す上方に形成され、その途中で同図に示す右上方側に屈曲した形状を有する。

端子接続部材２２は、端子接続部材２２ａ及び端子接続部材２２ｂで構成される。端子接続部材２２ａは、溝部２６ａに取り付けられ、図３に示す最も上方側のコネクタ端子３１とモータ端子２１ａとを接続する。一方、端子接続部材２２ｂは、溝部２６ｂに取り付けられ、図３に示す２番目に上方側のコネクタ端子３１とモータ端子２１ｂとを接続する。

なお、本実施の形態においては、端子接続部材２２を、導電性を有する線材（好ましくは、丸線材）で形成している。このように端子接続部材２２を、導電性を有する線材で構成することにより、加工性に優れた端子接続部材２２を安価に実現することが可能となる。

端子接続部材２２を形成する際には、線材を、溝部２６ａ及び２６ｂの長さに対応させた長さに切断する。そして、溝部２６ａ及び２６ｂの形状に沿った形状に加工（曲げ加工）を施す。これにより、溝部２６ａ及び２６ｂに取り付けられ、適切にモータ端子２１及びセンサ端子３１間を接続する端子接続部材２２ａ及び２２ｂが形成される。

以下、本実施の形態に係るＥＧＲセンサの製造工程について図１を参照しながら説明する。なお、以下においては、センサユニット１０は、既に組み立てられているものとする。また、コネクタユニット３０には、既にコネクタ端子３１が取り付けられているものとする。

まず、専用の金型を用いてカバーユニット２０を成型加工する。また、このカバーユニット２０が有する溝部２６の形状に対応させて線材を切断し、曲げ加工を施すことで端子接続部材２２を形成する。

そして、カバーユニット２０のコネクタ収容部２４に、コネクタユニット３０を上方から挿入する。そして、熱かしめによりカバーユニット２０におけるコネクタユニット３０の周辺部分を変形させることで、コネクタユニット３０をカバーユニット２０に固定する。

次に、カバーユニット２０のセンサ収容部２３に、センサユニット１０を上方から挿入する。このとき、センサユニット１０は、センサ端子１２がコネクタ端子３に挟み込まれるようにカバーユニット２０に装着される。そして、熱かしめによりカバーユニット２０におけるセンサユニット１０の周辺部分を変形させることで、センサユニット１０をカバーユニット２０に固定する。なお、センサユニット１０の係止部１１がセンサ収容部２３の端部に当接するので、センサユニット１０が所定位置以上にカバーユニット２０内に入り込むことはない。

次に、端子固定部２５に形成された溝に、モータ端子２１を挿入する。モータ端子２１を挿入した後、端子接続部材２２を構成する線材をカバーユニット２０の溝部１６に取り付ける。このとき、端子接続部材２２は、一端がコネクタ端子３１に挟み込まれるようにカバーユニット２０に装着される一方、他端がモータ端子２１に挟み込まれるようにカバーユニット２０に装着される。なお、モータ端子２１を事前にカバーユニット２０に組み込んでおいても良い。

その後、カバーユニット２０の表面から露出している端子部分（モータ端子２１、コネクタ端子３１）に対して上方からメッキ処理を施す。これにより、カバーユニット２０の表面から露出している端子部分にメッキ処理が施される。このようにしてセンサユニット１０、カバーユニット２０及びコネクタユニット３０が一体化されると共に、各ユニットが電気的に接続される。なお、このとき、端子接続部材２２にメッキ処理を施すことはない。

最後に、センサユニット１０及びコネクタユニット３０が固定されたカバーユニット２０を、ネジ２７を用いてエンジンの筐体に取り付ける。これにより、本実施の形態に係るＥＧＲセンサの製造工程が完了する。

このように本実施の形態においては、センサユニット１０と、制御装置側のコネクタを受け入れ当該制御装置とセンサユニット１０とを接続するコネクタユニット３０と、センサユニット１０及びコネクタユニット３０を収容するカバーユニット２０とをジョイントして成るセンサ装置において、センサユニット１０、コネクタユニット３０及びカバーユニット２０に配設された端子のいずれか２つの端子又は全てをカバーユニット２０の表面に露出する位置で接続している。

本実施の形態に係るセンサ装置によれば、センサユニット１０、コネクタユニット３０及びカバーユニット２０がジョイントして装置全体が構成されると共に、カバーユニット２０の表面に露出した位置でこれらのユニットに配設された端子が接続されることから、装置を一体で成型する専用の成型金型や、各ユニットにおいてインサート成型するための成型金型を準備する必要がなくなるので、装置本体の製造コストを低減することが可能となる。また、カバーユニット２０の表面に露出した位置でこれらのユニットに配設された端子が接続され、装置内部で端子間を引き回す必要がなくなるので、その距離が長くなった場合においても、その寸法精度を高く維持することが可能となる。

特に、本実施の形態に係るセンサ装置においては、センサユニット１０、コネクタユニット３０及びカバーユニット２０に配設された端子のいずれか２つの端子又は全てを接続する端子接続部材２２を備えている。これにより、端子接続部材２２で各ユニットに配設された端子間を接続することができるので、各ユニットの様々な配置に柔軟に対応することが可能となる。

また、本実施の形態に係るセンサ装置においては、カバーユニット２０の表面に露出するセンサユニット１０、コネクタユニット３０及びカバーユニット２０に配設された端子にのみメッキ処理を施している。このように、カバーユニット３０の表面に露出する各ユニットの端子にのみメッキ処理を施し、端子接続部材２２へのメッキ処理を省略することにより、メッキ処理に要するコストを低減することが可能となる。

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。

上記実施の形態においては、カバーユニット２０に保持されるモータ端子２１とコネクタ端子３１とを端子接続部材２２で接続す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。例えば、上述のように、直接接続されているセンサ端子１２とコネクタ端子３１とを端子接続部材２２で接続するようにしても良い。この場合には、センサユニット１０及びコネクタユニット３０の配置をより柔軟に設定することが可能となる。

本発明の一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センサの上面図である。 上記実施の形態に係るＥＧＲセンサをコネクタユニット３０側から見た場合の斜視図である。

符号の説明

１０ センサユニット
１２ センサ端子
２０ カバーユニット
２１ モータ端子
２２ 端子接続部材
２６ 溝部
３０ コネクタユニット
３１ コネクタ端子

Claims (4)

1. センサユニットと、外部装置側のコネクタを受け入れ当該外部装置と前記センサユニットとを電気的に接続するコネクタユニットと、前記センサユニット及び前記コネクタユニットを収容し保持するカバーユニットとをジョイントして成るセンサ装置であって、前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子、前記センサユニットに配設された端子、及び前記コネクタユニットに配設された端子のいずれか２つ又は全てを前記カバーユニットの表面に露出する位置で接続し、少なくとも前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子と、前記コネクタユニットに配設された端子とを、前記カバーユニットの表面に露出する位置で端子接続部材により接続し、前記端子接続部材は、前記カバーユニットの表面において前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子と前記コネクタユニットに配設された端子との間に形成された溝部に取り付けられたことを特徴とするセンサ装置。
2. 前記端子接続部材を、導電性を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
3. 前記線材を、曲げ加工により前記センサユニットに配設された端子、前記コネクタユニットに配設された端子、及び前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子のいずれか２つ又は全てを接続する形状としたことを特徴とする請求項２記載のセンサ装置。
4. 前記カバーユニットの表面に露出する前記センサユニットに配設された端子、前記コネクタユニットに配設された端子、及び前記カバーユニットの端子固定部に挿入し取り付けられた端子にのみメッキ処理を施した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。

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