JP5499169B2 - 圧力センサユニットおよびブレーキ装置 - Google Patents

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Description

この発明は、圧力センサがホルダに固定された状態で使用される圧力センサユニット及びそれを用いたブレーキ装置に関するものである。

圧力センサは一般に、圧力センサを保持するホルダ等に固定して使用される。ホルダはブレーキ装置等の空気圧力を測定すべき機器にボルト等でしっかりと固定することが可能である。しかし、圧力センサにひずみが生じると測定誤差の原因になるため、圧力センサをホルダに固定する際には、ボルトを用いることはできない。一方、圧力センサが使用中にホルダに対して動いたりすると、やはり測定誤差の原因となる。そこで、圧力センサをひずみなく、かつ、使用中にホルダに対して動かないように固定する方法が必要である。

例えば特許文献1においては、圧力センサとなる感圧チップをガラス台座の上に真空室中で陽極接合し、この台座を樹脂ケースの底面に接着剤で接合して固定している。

特許文献2においては、圧力センサとなるダイヤフラムを備えた圧力センサを継ぎ手部材の上端にレーザ溶接によって固定し、ステンレス製の中間部材を鋳込んで作られたアルミダイカスト製のベース部材の連通穴にこの継ぎ手部材を挿入し、継ぎ手部材と中間部材をレーザ溶接によって固定している。

特許文献3においては、圧力センサとなる圧力センサチップをケースの一部を構成する蓋部に柔らかいシリコーン樹脂で接着して固定している。

特開平7−294352号公報(第3頁、第1図) 特開平10−318871号公報(第3頁、第2図) 特開平9−280989号公報(第3頁、第3図)

前記のような従来技術では、圧力センサをホルダに対して固定する組立作業において、接着や溶接など手間のかかる作業を要する。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、圧力センサをホルダに対して容易に固定することができる圧力センサユニットを提供することを目的とする。

本発明の圧力センサユニットにおいては、ホルダは第1のホルダ部材と第2のホルダ部材とを有し、圧力センサをそれら2つのホルダ部材に設けた収納孔に収納しつつ、第1のホルダ部材の嵌合溝と第2のホルダ部材の嵌合爪とを嵌合させることでそれら2つのホルダ部材が固定されるとともに、圧力センサがホルダに固定されるようにした。

本発明の圧力センサユニットは、圧力センサをホルダに対して固定する組立作業を簡略化できる。

本発明の実施の形態1における圧力センサユニットの垂直断面図である。 本発明の実施の形態1におけるホルダの分解斜視図である。 図2を別角度から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態1における第3のホルダ部材の単品斜視図である。 本発明の実施の形態1における第2のホルダ部材の単品斜視図である。 本発明の実施の形態1における第1のホルダ部材の単品斜視図である。 図6中の矢印方向から見た時の嵌合爪46と嵌合溝34とが嵌合された状態を示す拡大図である。 本発明の実施の形態2における第3のホルダ部材の単品斜視図である。 本発明の実施の形態2における第2のホルダ部材の単品斜視図である。 本発明の実施の形態2における第1のホルダ部材の単品斜視図である。 図10中の矢印方向から見た時の嵌合爪246と嵌合溝234とが嵌合された状態を示す拡大図である。 図9中の矢印方向から見た時の嵌合爪256と嵌合溝244とが嵌合された状態を示す拡大図である。 本発明の実施の形態3における圧力センサユニットの垂直断面図である。

実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形態1における圧力センサユニットの垂直断面図である。

円柱状の圧力センサユニット1は空気によって駆動される機器2に取り付けられ、機器2の空気が通る回路である空気回路21の空気圧力を測定するものである。図1に示すように、圧力センサユニット1は、圧力センサ6と電子基板7とを、第1のホルダ部材3、第2のホルダ部材4、第3のホルダ部材から成るホルダで保持する構成となっている。

圧力センサユニット1は、圧力センサ6が設けられた側が空気回路21を向くように、不図示のボルトで機器2に固定されている。これにより、空気回路21の空気圧力が圧力センサユニット1の圧力センサ6まで伝達されるようになる。なお、図1中の矢印は空気圧力印加方向を示している。また、圧力センサユニット1と機器2との間には、密封のため、弾性体のOリング11が設けられている。

図2は本発明の実施の形態1におけるホルダの分解斜視図である。図2に示すように、円筒状のホルダは、第1のホルダ部材3、第2のホルダ部材4、第3のホルダ部材5の3つのホルダ部材で構成される。

第1のホルダ部材3には、圧力センサ6の一部を収納するための、円形の第1の収納孔33が設けられている。

図3は図2を別角度から見た分解斜視図である。図2及び図3に示すように、第1の収納孔33の底面中央には機器2の空気回路21と第1の収納孔33を連通するための開口部31が設けられており、その円周上はフランジ部32となっている。

図3に示すように、第2のホルダ部材4の第1の収納孔33に対向した位置には、円形の第2の収納孔43が設けられている。ここで、第2の収納孔43は、第1の収納孔33と反対方向に向かって穿った孔であり、圧力センサ6の第1の収納孔33に収納しきれない部分を収納する。第2の収納孔43の底面中央は開口部41となっており、その円周上はフランジ部42となっている。開口部41は、図1に示したケーブル63を通すために設けられたものである。

次に、圧力センサ6をホルダに収納する手順について図2及び図3を用いて説明する。まず、図3に示した圧力センサ6の底面61を、図2に示した第1のホルダ部材3のフランジ部32に乗せる。次に、図2に示すように、圧力センサ6の底面61とは反対側の上面62を第2のホルダ部材4のフランジ部42で押さえ込む。これにより、圧力センサ6がホルダに収納される。

また、図1に示すように、第2のホルダ部材4の圧力センサ6が設けられた側の反対側には、圧力センサ6の信号を電気的に処理する電子基板7が設けられている。圧力センサ6の上面62からは、圧力センサ6が検出した圧力信号を電子基板7に伝達するためのケーブル63が出ている。このケーブル63は、図2や図3に示した、第2のホルダ部材4に設けられた開口部41を通って電子基板7に接続されている。また、この電子基板7を保護するための蓋として、第3のホルダ部材5が、電子基板7を覆う構造になっている。

このように、ホルダを、第1のホルダ部材3、第2のホルダ部材4、第3のホルダ部材5に分割し、それぞれのホルダ部材の間に圧力センサ6と電子基板7とを挟み込み、積層させた構造にすることで、圧力センサユニット1の小型化と設置面積の省スペース化が図られる。

図1に示すように、カップ状の圧力センサ6には、空気圧力印加方向に直交するようにダイヤフラム64が設けられている。圧力センサ6は、ダイヤフラム64を機器2側に向けるようにして使用する。このダイヤフラム64に空気が達すると、その圧力によりダイヤフラム64は弾性変形する。このひずみ量を圧力センサ6に内蔵されているひずみゲージで検出することで、空気回路21の空気圧力が測定できるようになっている。そのため、圧力センサ6をホルダに固定する際に圧力センサ6に過大なひずみが生じると、それが検出誤差となって正確な圧力測定を阻害する。

なお、ひずみを生じさせないために、圧力センサ6とフランジ部32との間や、圧力センサ6とフランジ部42との間に、僅かな隙間を設けて固定させる方法も考えられる。しかしこの方法では、空気圧力が印加した時に、圧力センサ6がホルダに対して動いたり、隙間から空気が漏出して、やはり正確な圧力測定を阻害する。よって、圧力センサ6にひずみを生じさせず、できる限り隙間なく圧力センサ6をホルダに固定する方法が求められる。

そこで、本実施の形態1のホルダは、圧力センサ6がひずみを生じにくく、できる限り隙間なく圧力センサ6をホルダに固定するために、以下のような構造とした。

図4は本発明の実施の形態1における第3のホルダ部材5の単品斜視図である。図5は本発明の実施の形態1における第2のホルダ部材4の単品斜視図である。図6は本発明の実施の形態1における第1のホルダ部材3の単品斜視図である。

図6に示すように、第1のホルダ部材3の内壁の図中上側(第2のホルダ部材4側)に空気圧力の印加方向と直交する方向、ここでは円筒状のホルダの円周方向に沿って嵌合溝34を設けた。一方、図5に示すように、第2のホルダ部材4の図中下側(第1のホルダ部材3側)の部分は、その図中上側の部分より一段半径が小さくなっている。この部分の外径は、第1のホルダ部材3の内径より僅かに小さく、第1のホルダ部材3へ挿入可能になっている。この部分の外壁には嵌合溝34に嵌合する嵌合爪46を設ける。嵌合溝34及び嵌合爪46のペアは、ホルダの中心軸に対して180°回転させた位置にも同一形状のものをそれぞれ設ける。これにより、第1のホルダ部材3と第2のホルダ部材4とは、2カ所で固定されることになる。

図7は、図6中の矢印方向から見た時の嵌合爪46と嵌合溝34とが嵌合された状態を示す拡大図である。図7に示されるように、嵌合溝34は、その片方の端に導入口35を有している。導入口35の横幅は、嵌合爪46の横幅より広くなっており、嵌合爪46が図中上下方向に出入り可能になっている。嵌合溝34の導入口35より図中右側の部分、つまり嵌合溝34の導入口35が設けられた側とは反対側の部分は、嵌合爪46の図中上下方向の動きを制限できるように、嵌合爪46の図中上下方向の高さと同じ高さを有した溝となっている。

嵌合爪46を嵌合溝34に嵌合させるときは、まず、嵌合爪46を図中上側から導入口35へ挿入し、嵌合爪46を嵌合溝34の底面に接させる。この時点で、圧力センサ6が第1の収納孔33及び第2の収納孔43に収納された状態となる。次に、嵌合爪46を図中右方向へスライドさせることにより、図7に示した嵌合溝34に嵌合爪46が嵌合した状態となる。この状態においては、嵌合爪46が図中上下方向、つまり空気圧力印加方向に平行な方向に動かないようになり、第1のホルダ部材3と第2のホルダ部材4とが固定されている。

図1に示される寸法Aは、圧力センサ6の空気圧力印加方向に平行な方向の全長寸法である。寸法Bは、嵌合面から第1のホルダ部材3の収納孔33の奥のフランジ部32までの深さである。寸法Cは、嵌合面から第2のホルダ部材の収納孔43の奥のフランジ部42までの深さである。ここで、寸法Bと寸法Cの和は、嵌合溝34に嵌合爪46を嵌合させた状態において、前記第1の収納孔33の底面から前記第2の収納孔43の底面までの距離となる。寸法B及び寸法Cは、第1のホルダ部材3及び台のホルダ部材4を成形した時にそれぞれ測定され、寸法Bと寸法Cの和が寸法Aと等しくなるように精度管理されている。

これにより、圧力センサ6に過大なひずみを与えにくくなる。また、圧力センサ6も、空気圧力印加方向に隙間なく固定することができ、ホルダに対して動きにくくなる。なお、圧力センサ6を取り外すときは、前述の手順と逆の手順で取り外すことができる。

また、第2のホルダ部材4と第3のホルダ部材5で挟み込まれた電子基板7についても、上記と同様の構造で固定されている。この点を以下に説明する。図5に示すように、第2のホルダ部材4の内壁に円筒状のホルダの円周方向に沿って嵌合溝44を2カ所設け、さらにそれぞれの嵌合溝44の片方の端に導入口45を設けた。一方、図4に示すように、第3のホルダ部材5の外壁にはこの嵌合溝44に嵌合する嵌合爪56を2カ所設けた。

第2のホルダ部材4と前記第3のホルダ部材4とで電子基板7を挟み、嵌合爪56を導入口45から挿入してスライドさせて嵌合爪56を嵌合溝44に嵌合させることで、第2のホルダ部材4と第3のホルダ部材5とが固定されるとともに、電子基板7がホルダに固定されるようにした。

このように電子基板7をホルダに固定するため、電子基板7に過大なひずみを生じさせにくい。図1に示すように、電子基板7の表面には、多数の電子部品71およびコネクタ72がはんだ付けによって実装されているが、ベースとなる電子基板7がひずむと、はんだ部分に亀裂が生じて通電不良を招くことがある。その点、本実施の形態における圧力センサユニット1においては、前述のように電子基板7を固定することで、通電不良を防止することができる。

本実施の形態1では、嵌合溝又は嵌合爪をそれぞれのホルダ部材に2カ所設けて固定したが、この数はいくつでも構わない。一般には、この数が多いほど嵌合部分の接触面積が大きくなり、嵌合力が増す。第1のホルダ部材に嵌合溝を、第2のホルダ部材に嵌合爪を設けたが、嵌合溝及び嵌合爪はそれぞれ逆のホルダ部材に設けてもよい。第2のホルダ部材と第3のホルダ部材の嵌合溝及び嵌合爪についても同様である。

なお、第1のホルダ部材3、第2のホルダ部材4及び第3のホルダ部材5は、熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイド樹脂にガラス繊維を配合して強化した材料を金型で射出成形してそれぞれ製造する。

この時、各ホルダ部材の各部分の寸法は、各ホルダ部材の成形に用いる金型の寸法によって決定付けられる。前記の嵌合構造で重要となる第2の収納孔の深さ寸法B及び第1の収納孔の深さ寸法Cについては、事前に圧力センサ6の全長寸法Aを確認して、対応する金型部分の寸法を測定管理して金型を製作しておけば、各ホルダ部材は精度良く効率的に大量生産することができる。

本実施の形態1においては、各ホルダ部材の材料にガラス繊維で強化されたポリフェニレンサルファイド樹脂を採用した。この材料は、ヤング率が5GPa以上あり、高い剛性が得られるため十分な強度が確保できる。また、この材料により、高い寸法精度を得ることができる。しかし、各ホルダ部材の材料はこれに限定されるものではなく、ポリアミド6やポリアミド66、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチルなどの熱可塑性樹脂の他に、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を用いても良い。また、ガラス繊維やタルクなどの無機フィラーで強化されている必要はない。さらに、強化された材料であっても、強化材の種類やその配合率は問わない。つまり、成形する時に流動性を呈し、金型へ流し込んだ後で硬化させることができる材料であれば、その種類は問わない。

また、本実施の形態1においては、ホルダの製造方法は射出成形による例を示した。しかし、各ホルダ部材の製造方法はこれに限るものではなく、注型成形、圧縮成形、RIM成形など、金型を用いる他の成形方法でもよい。

以上、本実施の形態1の圧力センサユニット1は、溶接や接着といった手間のかかる作業を要さずに圧力センサ6をホルダに対して固定することができるので、組立作業が簡略化される。

また、圧力センサ6が故障した時には、ホルダを破壊することなく、圧力センサ6を容易に取り外して交換することができるようになる。

また、圧力センサ6の空気圧力印加方向に平行な方向と第1の収納孔33及び第2の収納孔43の深さ方向とが一致するように、圧力センサ6が第1の収納孔33及び第2の収納孔43に収納され、嵌合溝34に嵌合爪46を嵌合させた状態において、第1の収納孔33の底面から第2の収納孔43の底面までの距離(寸法Bと寸法Cの和)が、圧力センサ6の空気圧力印加方向に平行な方向の全長寸法(寸法A)に等しいため、圧力センサ6にひずみを生じさせにくく、圧力センサ6が使用中にホルダに対して動きにくい。

また、圧力センサ6をホルダに固定する際に接着剤やレーザ溶接を使用しないため、接着剤の収縮や溶接に伴う収縮による圧力センサ6にひずみが生じにくく、これらを原因とする測定誤差が生じにくい。

また、電子基板7に過大なひずみを与えず、電子基板7上のはんだに亀裂を生じさせるなどのダメージを与えにくい。

また、電子基板7が故障しても、圧力センサ6と同様に容易に取り外して交換することができる。

また、圧力センサのタイプによってはダイヤフラムをカップ状のボディにレーザ溶接などの方法で一体化して作られることがあり、圧力センサの全長寸法がばらつくことがある。その場合でも、その都度各ホルダ部材を樹脂成形するための金型を新規に製作し直さなくとも、金型の対応する部分の寸法だけを微調整すれば、容易に対処可能である。

さらに、本実施の形態1の圧力センサユニット1においては、圧力センサ6と電子基板7を別々のパーツに分け、高い剛性のあるホルダの両面に設けている。従来の圧力センサユニットの中には、電子基板上に圧力センサを直接実装したものがある。このようなタイプの圧力センサユニットでは、空気圧力が電子基板に直接印加することにより、電子基板7にひずみが作用してはんだにクラックが発生したり、電子基板7が変形して媒体圧力が逃げるなどの問題が発生する。これと比較して、本実施の形態1の圧力センサユニット1は、空気圧力が電子基板7に直接印加することがなく、信頼性が高くなる。

実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2における第3のホルダ部材25の単品斜視図である。図9は、本発明の実施の形態における第2のホルダ部材24の単品斜視図である。図10は、本発明の実施の形態2における第1のホルダ部材23の単品斜視図である。本実施の形態2における圧力センサユニットの構成は、基本的に実施の形態1における圧力センサユニット1の構成と同様である。実施の形態1と異なる点は、各ホルダ部材に設けられた嵌合構及び嵌合爪の形状である。

図10に示したように、第1のホルダ部材23に設けられた嵌合溝234は、突起37を有している。図9に示したように、第2のホルダ部材24には嵌合爪246が設けられている。この嵌合溝234と嵌合爪246は、ホルダの中心軸に対して180°回転させた位置にも同一形状のものをそれぞれ設ける。これにより、第1のホルダ部材23と第2のホルダ部材24とは、2カ所で固定されることになる。

嵌合爪246を嵌合溝234にスライドさせて嵌合し、第1のホルダ部材23と第2のホルダ部材24とを固定するのは実施の形態1と同様である。図11は、図10中の矢印方向から見た時の嵌合爪246と嵌合溝234とが嵌合された状態を示す拡大図である。図11に示されるように、嵌合溝234は、導入口35を有している。導入口35の横幅は、嵌合爪246の横幅より広く取られており、嵌合爪246が図中上下方向に出入り可能になっている。嵌合溝234の、導入口35の図中右側の部分は、嵌合爪246の図中上下方向の動きを制限できるように、嵌合爪246の図中上下方向の高さとほぼ同じ高さを有した溝となっている。

嵌合爪246を嵌合溝234に嵌合させるときは、まず、嵌合爪246を図中上側から導入口35へ入れ、嵌合爪246を嵌合溝234の底面に接させる。次に、嵌合爪246を図中右方向へスライドさせることにより、嵌合爪246は突起37を乗り越え、最終的に突起37を乗り越えた地点で図11に示した状態となり、固定される。この状態において、嵌合爪246は、空気圧力印加方向に平行な方向(図中上下方向)及びホルダ円周方向(図中左右方向)への動きを制限される。なお、嵌合爪246が突起37を乗り越える際に、嵌合爪246及び突起37は弾性変形するが、樹脂の可塑性により、乗り越えた後は元の形状に戻る。

同様に、図9に示す第2のホルダ部材24の嵌合溝244にも突起47を設けた。それに対応し、図8に示す第3のホルダ部材25に設けた嵌合爪256は、図中上面が僅かに削られ2つの山が1つの谷を挟むような形状になっている。図12は、図9中の矢印方向から見た時の嵌合爪256と嵌合溝244とが嵌合された状態を示す拡大図である。嵌合溝244と嵌合爪256との嵌合も、嵌合溝234と嵌合爪246との嵌合と同様にする。図12に示したように、嵌合溝244及び嵌合爪256が嵌合された状態では、嵌合爪256の図中上面に設けられた谷が、突起47と噛み合う状態で固定される。この状態において、嵌合爪256は、空気圧力印加方向に平行な方向(図中上下方向)及びホルダ円周方向(図中左右方向)への動きを制限される。

圧力センサユニットは、空気によって駆動される機器2に取り付けられるため、機器2の振動が圧力センサユニットに及ぶことがある。実施の形態1で示した嵌合構造では、この振動によって嵌合爪46又は嵌合爪56が嵌合溝34又は44からそれぞれ外れ、圧力センサ6や電子基板7が圧力センサユニット1から分離する恐れがある。また、圧力センサユニット1を組み立てる際や、組み立てた圧力センサユニット1を機器2にボルト等で固定する時なども、嵌合爪46又は嵌合爪56が嵌合溝34又は44からそれぞれ外れやすいと、作業性が悪くなる。

そこで、本実施の形態2のような嵌合構造にすることで、振動や外力が作用した時に、嵌合爪が嵌合溝から外れにくくなる。また、本実施の形態2においては、圧力センサ6や電子基板7が故障した場合には、嵌合爪を嵌合時にスライドさせた方向とは逆方向にスライドさせることで容易に外すことができるので、取り外しやすさは十分に確保されている。

実施の形態1と同様に、嵌合溝又は嵌合爪をそれぞれのホルダ部材に2カ所設けて固定したが、この数はいくつでも構わない。一般には、この数が多いほど嵌合部分の接触面積が大きくなり、嵌合力が増す。また、第1のホルダ部材に嵌合溝を、第2のホルダ部材に嵌合爪を設けたが、嵌合溝及び嵌合爪はそれぞれ逆のホルダ部材に設けてもよい。第2のホルダ部材と第3のホルダ部材の嵌合溝及び嵌合爪についても同様である。

以上、本実施の形態2における圧力センサユニットにおいては、嵌合溝に設けた突起は嵌合爪のスライド方向の動きを規制するためのものであり、機器の振動が圧力センサユニットに伝わっても、嵌合爪が嵌合溝から外れにくい。

また、圧力センサユニットを機器に取り付ける際も、容易にホルダが分離することがないので、作業性を向上することができる。

また、嵌合爪は嵌合溝の突起を完全に乗り越えた地点で固定され、常時は嵌合爪と嵌合溝の突起が接触した位置で固定されていない。これにより、嵌合爪および嵌合溝の突起の部分には応力が作用しないため、クリープ破壊やクレイジング破壊など特定の環境下で発生する破損は回避でき、信頼性が高まる。

なお、第1のホルダ部材と第2のホルダ部材との嵌合構造を、第2のホルダ部材と第3のホルダ部材との嵌合構造に適用してもよい。また逆に、第2のホルダ部材と第3のホルダ部材との嵌合構造を第1のホルダ部材と第2のホルダ部材との嵌合構造に適用してもよい。

実施の形態3.
図13は、本発明の実施の形態3における圧力センサユニット81の断面構成図である。圧力センサユニット81の基本的な構成は、実施の形態1の圧力センサユニット1と同様である。実施の形態1と異なる点は、第1のホルダ部材の収納孔33の内壁と圧力センサ6との間に弾性体Oリング12を介在させた点である。

実施の形態1において、事前に圧力センサの設計全長寸法を確認して、該当する金型部分の寸法を測定管理して金型製作しておけば、第1のホルダ部材3、第2のホルダ部材4、第3のホルダ部材5は精度良く効率的に大量生産することができることを説明した。

しかし、例えば射出成形のような加工プロセスで製造する場合は、個々の寸法ばらつきが少なからず発生し、第1のホルダ部材3の収納孔33の深さB及び第2のホルダ部材4の収納孔43の深さCが変動することがある。センサとしてより精密な圧力測定が求められる場合には、この寸法ばらつきが問題となることがある。寸法Bと寸法Cの和が寸法Aより大きければ、ホルダの中で圧力センサ6がホルダに対して動くことになり、場合によっては第1のホルダ部材3と圧力センサ6の間にできた隙間から空気が漏出するからである。

そこで、本実施の形態3の圧力センサユニット81においては、第1のホルダ部材3の収納孔33の内壁と圧力センサ6の外壁との間にリング状の弾性体12を介在させ、これを弾性変形させた状態で圧力センサ6を固定するようにした。なおここでは弾性体リングとしてOリング12を用いたが、弾性体であればその種類、材質は問わない。

これにより、万一寸法ばらつきによって寸法Bと寸法Cの和が寸法Aよりも多少大きくなったとしても、第1のホルダ部材3と圧力センサ6の隙間から漏出した空気は、Oリング12でシーリングされることになる。

以上、本実施の形態3における圧力センサユニットにおいては、シーリングを確実にして、空気漏れに対する信頼性を向上させることができる。

なお、本実施の形態3における第1のホルダ部材3、第2のホルダ部材4、第3のホルダ部材5を、実施の形態2で説明した第1のホルダ部材23、第2のホルダ部材24、第3のホルダ部材25にそれぞれ置き換えてもよい。

実施の形態4.
実施の形態1乃至3で説明した本発明の圧力センサユニットは、電気車用のブレーキ装置に適用できる。電気車用のブレーキ装置は、空気圧縮機とその空気圧縮機で圧縮された空気を溜めるタンクを備えている。実施の形態1乃至3で説明した本発明の圧力センサユニットは、タンクの空気圧等を検出するのに用いることができる。実施の形態1乃至3で説明した本発明の圧力センサユニットは、圧力センサ6がホルダに対して動きにくくなっているため、電気車の走行中の振動や印加される空気圧による測定誤差が生じにくい。したがって、実施の形態1乃至3で説明した本発明の圧力センサユニットは、電気車用のブレーキ装置に適用するのに好適である。

ただし、実施の形態1乃至3で説明した本発明の圧力センサユニットは、電気車のブレーキ装置以外にも、空気圧を測定する必要のある他の機器にも用いることができる。例えば、電気車の自動扉、トイレ、パンタグラフ、ワイパ、汽笛等である。

1 圧力センサユニット
2 空気によって駆動される機器
3 第1のホルダ部材
4 第2のホルダ部材
5 第3のホルダ部材
6 圧力センサ
7 電子基板
12 Oリング
34 嵌合溝
37 突起
44 嵌合溝
46 嵌合爪
47 突起
56 嵌合爪
23 第1のホルダ部材
24 第2のホルダ部材
25 第3のホルダ部材
234 嵌合溝
244 嵌合溝
246 嵌合爪
256 嵌合爪

Claims (14)

  1. 空気圧力を検出し、検出した空気圧力に対応する電気信号を出力する圧力センサと、
    前記圧力センサから出力された電気信号を電気的に処理する電子基板と、
    前記圧力センサと前記電子基板とを保持するホルダと、
    を備えた圧力センサユニットにおいて、
    前記ホルダは、
    前記圧力センサの一部を収納し、圧力検出対象の空気回路に連通する第1の収納孔を有し、当該第1の収納孔内周面に第1のフランジが形成された第1のホルダ部材と、
    前記第1の収納孔に対向して設けられ、前記圧力センサの前記第1の収納孔に収納されない部分を収納する第2の収納孔を有し、当該第2の収納孔内周面に第2のフランジが形成された第2のホルダ部材とを備え、
    前記圧力センサは、前記第1のフランジと前記第2のフランジとで挟持されて前記第1の収納孔と前記第2の収納孔に固定され
    前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とは、それぞれ互いに対向して嵌り合う円筒状の端部を有し、
    前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とのうち、一方のホルダ部材の前記円筒状の端部には、周部に、径方向に突出する第1の嵌合爪が形成され、
    他方のホルダ部材の前記円筒状の端部は、前記一方のホルダ部材に対面する端面を有し、当該端面から当該円筒状の端部の軸方向に延びる導入溝と、当該導入溝に連通して周方向に延びる溝と、を備える第1の嵌合溝が形成され、
    前記第1の嵌合爪が、前記導入溝に挿入され、前記溝に沿って周方向に移動されることで、前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とが固定されるとともに、前記圧力センサが前記第1のフランジと前記第2のフランジとで挟持されることにより前記ホルダに固定され、
    前記第1の嵌合爪が、前記溝に沿って周方向に移動され、前記導入溝から外されることで、前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材との固定が解除されるとともに、前記圧力センサが前記ホルダから取外し可能となることを特徴とする圧力センサユニット。
  2. 前記第1の嵌合爪は2つ以上であり、
    前記第1の嵌合爪は前記第1の嵌合溝と同数であることを特徴とする請求項に記載の圧力センサユニット。
  3. 前記第1の嵌合溝は、前記第1の嵌合爪を空気圧力印加方向に平行な方向と直交する方向にスライドさせることで、前記第1の嵌合溝と前記第1の嵌合爪とが嵌合することを特徴とする請求項又はに記載の圧力センサユニット。
  4. 前記第1の嵌合溝は、空気圧力印加方向に平行な方向に突き出た突起を有し、前記第1の嵌合爪を空気圧力印加方向に平行な方向と直交する方向にスライドさせて前記第1の嵌合溝と前記第1の嵌合爪とを嵌合させる際に、前記第1の嵌合爪が前記突起を乗り越えることを特徴とする請求項に記載の圧力センサユニット。
  5. 前記圧力センサは、前記圧力センサの空気圧力印加方向に平行な方向と前記第1の収納孔及び前記第2の収納孔の深さの方向とが一致するように、且つ、前記第1のフランジと前記第2のフランジとで区切られた空間に配置されることを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の圧力センサユニット。
  6. 前記第1の収納孔の内壁と前記圧力センサとの間に弾性体リングを介在させたことを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の圧力センサユニット。
  7. 前記第1のホルダ部材及び前記第2のホルダ部材は樹脂から成ることを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の圧力センサユニット。
  8. 前記ホルダは、さらに第3のホルダ部材を備え、
    前記第2のホルダ部材及び前記第3のホルダ部材のうちの一方は、第2の嵌合溝を有し、
    他方は、前記第2の嵌合溝と同数の、前記第2の嵌合溝に対応する位置に設けられた第2の嵌合爪を有し、
    前記第2のホルダ部材と前記第3のホルダ部材とで前記電子基板を挟み、前記第2の嵌合爪を前記第2の嵌合溝に嵌合させることで前記第2のホルダ部材と前記第3のホルダ部材とが固定されるとともに前記電子基板が前記ホルダに固定されることを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の圧力センサユニット。
  9. 前記第2の嵌合溝は2つ以上であり、
    前記第2の嵌合爪は前記第2の嵌合溝と同数であることを特徴とする請求項に記載の圧力センサユニット。
  10. 前記第2の嵌合溝は、前記第2の嵌合爪を空気圧力印加方向に平行な方向と直交する方向にスライドさせることで、前記第2の嵌合溝と前記第2の嵌合爪とが嵌合することを特徴とする請求項又はに記載の圧力センサユニット。
  11. 前記第2の嵌合溝は、空気圧力印加方向に平行な方向に突き出た突起を有し、前記第2の嵌合爪を空気圧力印加方向に平行な方向と直交する方向にスライドさせて前記第2の嵌合溝と前記第2の嵌合爪とを嵌合させる際に、前記第2の嵌合爪が前記突起を乗り越えることを特徴とする請求項10に記載の圧力センサユニット。
  12. 空気を圧縮する空気圧縮機と、
    前記空気圧縮機で圧縮された空気を溜めるタンクと、
    前記タンクの空気圧力を検出する圧力センサユニットとを備えたブレーキ装置において、
    前記圧力センサユニットは、
    前記タンクから空気の圧力を検出し、検出した空気圧力に対応する電気信号を出力する圧力センサと、
    前記圧力センサから検出された電気信号を電気的に処理する電子基板と、
    前記圧力センサと前記電子基板とを保持するホルダと、
    を備えた圧力センサユニットであって、
    前記ホルダは、
    前記圧力センサの一部を収納し、圧力検出対象の空気回路に連通する第1の収納孔を有し、当該第1の収納孔内周面に第1のフランジが形成された第1のホルダ部材と、
    前記第1の収納孔に対向して設けられ、前記圧力センサの前記第1の収納孔に収納されない部分を収納する第2の収納孔を有し、当該第2の収納孔内周面に第2のフランジが形成された第2のホルダ部材とを備え、
    前記圧力センサは、前記第1のフランジと前記第2のフランジとで挟持されて前記第1の収納孔と前記第2の収納孔に固定され
    前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とは、それぞれ互いに対向して嵌り合う円筒状の端部を有し、
    前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とのうち、一方のホルダ部材の前記円筒状の端部には、周部に、径方向に突出する第1の嵌合爪が形成され、
    他方のホルダ部材の前記円筒状の端部は、前記一方のホルダ部材に対面する端面を有し、当該端面から当該円筒状の端部の軸方向に延びる導入溝と、当該導入溝に連通して周方向に延びる溝と、を備える第1の嵌合溝が形成され、
    前記第1の嵌合爪が、前記導入溝に挿入され、前記溝に沿って周方向に移動されることで、前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とが固定されるとともに、前記圧力センサが前記第1のフランジと前記第2のフランジとで挟持されることにより前記ホルダに固定され、
    前記第1の嵌合爪が、前記溝に沿って周方向に移動され、前記導入溝から外されることで、前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材との固定が解除されるとともに、前記圧力センサが前記ホルダから取外し可能となることを特徴とするブレーキ装置。
  13. 前記第1の嵌合溝は2つ以上であり、
    前記第1の嵌合爪は前記第1の嵌合溝と同数であることを特徴とする請求項12に記載のブレーキ装置。
  14. 空気の圧力を検出する圧力センサと、
    前記圧力センサからの信号を電気的に処理する電子基板と、
    前記圧力センサと前記電子基板とを保持するホルダと、
    を備えた圧力センサユニットにおいて、
    前記ホルダは、
    前記圧力センサの一部を収納する第1の収納孔を有する第1のホルダ部材と、
    前記第1の収納孔に対向して設けられ、前記圧力センサの前記第1の収納孔に収納しきれない部分を収納する第2の収納孔を有する第2のホルダ部材とを備え、
    前記圧力センサの空気圧力印加方向に平行な方向と前記第1の収納孔及び前記第2の収納孔の深さ方向とが一致するように、前記圧力センサが前記第1の収納孔及び前記第2の収納孔に収納され、
    前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とは、それぞれ互いに対向して嵌り合う円筒状の端部を有し、
    前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とのうち、一方のホルダ部材の前記円筒状の端部には、周部に、径方向に突出する第1の嵌合爪が形成され、
    他方のホルダ部材の前記円筒状の端部は、前記一方のホルダ部材に対面する端面を有し、当該端面から当該円筒状の端部の軸方向に延びる導入溝と、当該導入溝に連通して周方向に延びる溝と、を備える第1の嵌合溝が形成され、
    前記第1の嵌合爪が、前記導入溝に挿入され、前記溝に沿って周方向に移動されることで、前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材とが固定されるとともに、前記圧力センサが前記ホルダに固定され、
    前記第1の嵌合爪が、前記溝に沿って周方向に移動され、前記導入溝から外されることで、前記第1のホルダ部材と前記第2のホルダ部材との固定が解除されるとともに、前記圧力センサが前記ホルダから取外し可能となり、
    前記第1の嵌合溝に前記第1の嵌合爪を嵌合させた状態において、前記第1の収納孔の底面から前記第2の収納孔の底面までの長さが、前記圧力センサの空気圧力印加方向に平行な方向の全長に等しいことを特徴とする圧力センサユニット。
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