JP6233897B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、車両のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の油圧ブロックに設けられ、ブレーキ液圧を検出するために電子制御装置（ＥＣＵ）の回路基板に接触している車両用圧力センサに関する。

一般に、車両は、車両を減速又は停止させるためのブレーキシステムを含む。ブレーキシステムは、ユーザすなわち運転手からの操作力を伝達するためのブレーキペダルと、油圧ブレーキ圧を生じるためにブレーキペダルに接続されたブースタ及びマスタシリンダと、ブースタ及びマスタシリンダからの液圧ブレーキ圧の入力に基づいて車両の車輪を停止するための車輪ブレーキとを含む。

車両は、運転手が制動力を生じるためにブレーキシステムのブレーキペダルを押圧した後に、ブレーキ圧が路面の摩擦力よりも大きい場合、すなわちブレーキ圧から生じる車輪ブレーキの摩擦力がタイヤ又は路面から生じる制動力よりも大きい場合、車両のタイヤを路面上でスリップさせるスリップ効果の影響を受ける可能性がある。ブレーキシステムが動作しているこのような状況では、ステアリングシステムがロックされる可能性があり、従って、運転手は、所望の方向に車両を操縦しない可能性がある。

スリップ効果に拘らず運転手が車両を操縦することができるように、ブレーキペダル踏力を電子的に制御するために、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が開発された。ＡＢＳは、複数の電磁弁を含む油圧装置と、車輪ブレーキに伝達されるブレーキ圧を調整するための低圧アキュムレータ及び高圧アキュムレータと、電動部品を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）とを含む。また、油圧装置は、運転手のブレーキペダル踏力に応じてマスタシリンダから生じるブレーキ動作圧を検出し、検出したブレーキ動作圧を電気信号としてＥＣＵに伝達するための圧力センサを含む。ＥＣＵは、伝達された電気信号に基づいてブレーキ動作を制御する。

かかる既存の圧力センサは、マスタシリンダの前端に形成された孔内に設けられ、更なるコネクタ及びケーブルを介してＥＣＵの回路基板に電気的に接続される。しかしながら、運転手のブレーキペダル踏力によって制動力が生じると、圧力センサは、微小な振動によって動く可能性がある。既存の圧力センサは、ばねによって弾性的に加圧され、回路基板に電気的に接続される。比較的大きな振動が入力されると、圧力センサは、ＥＣＵの回路基板から離れる可能性があり、回路基板の端子は、正しく接続されず、接触が不十分になり、それにより、不安定な信号及び電力を生じる可能性がある。

更に、かかる圧力センサは、回路基板の端子を、線形ばねを介してＥＣＵの端子に電気的に接続するように設けられる。しかしながら、ＥＣＵの端子の位置が変わると、回路基板の端子の位置は、線形のばねを介する電気的な相互接続のためにＥＣＵの端子に対して同一の軸線上に変えられる必要がある。このような場合、圧力センサの部品は、回路基板に基づいて交換される必要があり、既存の圧力センサは、設計の自由度が低い。

本発明の一態様は、電子制御装置（ＥＣＵ）の回路基板との不十分な接触を防止し、様々な回路基板の端子に正しく接続可能な圧力センサを提供する。

更に、高い設計自由度を有するこの圧力センサは、回路基板の端子の位置が変化しても、圧力センサの一部を交換することなくＥＣＵに電気的に接続される。

本発明の一態様によれば、センサモジュールと、前記センサモジュールに結合された接続基板と、クランク形状に折り曲げられることによって形成された段付き部を含むばねであって、一端が前記接続基板に電気的に接続され、縦方向の中間に設けられた前記段付き部により両端が異なる直線上に配置されたばねと、前記センサモジュール、前記接続基板、及び前記ばねを収容するためのハウジングを含み、前記ばねの前記段付き部より下方の下部を着座させる下部ばねホルダと、前記ばねの前記段付き部より上方の上部を収容し、前記ばねの外側を支持するために前記下部ばねホルダに結合された上部ばねホルダとを更に含む車両用の圧力センサが提供される。

複数のばねが設けられてもよく、前記複数のばねの同一の位置に段付き部が形成される。前記圧力センサは、前記ばね及び前記接続基板を収容するための内側フレームと、前記内側フレームを収容するためのカバーフレームとを含んでもよい。前記圧力センサは、前記ばねが貫通することができるように前記複数のばねを固定して支持するための遮断部材を更に含んでもよい。前記遮断部材は、前記ばねに沿って異物が侵入する経路を遮断するために設けられてもよく、前記下部ばねホルダと前記上部ばねホルダの間に介在してもよい。

前記圧力センサは、前記ばねの前記段付き部より下方の前記下部を着座させる前記下部ばねホルダと、前記ばねの前記段付き部より上方の前記上部を収容するために前記下部ばねホルダに結合された前記上部ばねホルダであって、前記上部ばねホルダの下端に締結用の締結フックを含む上部ばねホルダとを含んでもよい。前記ハウジングは、前記上部ばねホルダの前記締結フックが締結される締結部を含んでもよい。

本発明の実施形態によれば、段付き部を含み、両端が直線上に配置されないばねを使用することにより、前記ばねを接続基板と安定的に接触させることができる。

従って、前記接続基板の端子の位置が変化すると、ばね同士間の距離をばねの一端とばねの他端で異なるように設定することによって、ばね又はばねの一部を交換することなく、柔軟な対応を行うことができる。その結果、車両のモデルに基づいて異なるように設定された設置空間に適用されるように設計された様々な電子制御装置（ＥＣＵ）に、既存の製造ラインが適用されることができる。

本発明の一実施形態に係る圧力センサの斜視図である。 図１の圧力センサの断面図である。 図１の圧力センサの分解斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る圧力センサの分解斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に係る圧力センサの斜視図である。 図５の圧力センサの断面図である。 図５の圧力センサの分解斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に係る圧力センサの分解斜視図である。

本発明の実施形態が詳細に参照されるが、その一例は添付の図面に示され、全体を通して同様の参照番号は同様の部材を示す。実施形態は、本発明を説明するために、図面を参照することにより、以下に記述される。

以下、本発明の実施形態に係る圧力センサが、図１乃至図８を参照して詳細に記述される。

図１は、本発明の一実施形態に係る圧力センサ１０の斜視図であり、図２は、図１の圧力センサ１０の断面図であり、図３は、図１の圧力センサ１０の分解斜視図である。

図１乃至３を参照すると、圧力センサ１０は、センサモジュール１１と、接続基板１４と、ばね１５と、ハウジング１２と、ばねホルダ１６とを含む。

センサモジュール１１は、圧力を検出するための様々なセンサゲージを含む。接続基板１４は、センサが取り付けられたセンサモジュール１１の端部に接続されるように設けられる。センサモジュール１１及び接続基板１４の詳細な技術的構成及び機能の記述はここでは省略される。

ばね１５は、接続基板１４に電気的に接続されるように設けられる。ばね１５の個数及び配置形態は、接続基板１４に含まれる端子（図示せず）に一対一で対応するように決定される。例えば、４つのばねは、正方形に配置することができる。しかしながら、ばね１５の個数及び配置形態は、図面に示す例に限らなくてもよく、接続基板１４の端子の形状に基づいて様々に変えることができる。

ばね１５は、接続基板１４の端子と接触するものであり、真空状態であっても接続基板１４に安定的に接続されるように、接続基板１４に所定量の弾性が加えられた状態で接続基板１４に接続される。例えば、ばね１５は、所定の長さを有するコイルばねであり、ばね１５は、縦方向に圧縮された状態で接続基板１４に接続される。ばね１５は、ばね１５の上部と下部でばね間の配置距離が異なるように、両端が直線上に配置されないように形成される。例えば、ばね１５は、ばね１５が縦方向の中間で「クランク」形状に折り曲げられた状態に形成された段付き部１５１を含む。しかしながら、ばね１５の形状は、図示の例に限らなくてもよく、従って、ばね１５は両端が直線上に配置されない様々な形状を有することができる。

段付き部１５１により、ばね間の距離は、ばね１５の上部と下部では異なるように設定されることができる。従って、ばね１５は、接続基板１４の端子の位置の変化に柔軟に対応することができる。詳細には、接続基板１４の端子の位置が変わっても、ばね１５は、ばね１５を取り換えることなく、ばね１５の段付き部１５１の位置を変えることにより接続基板１４の端子に接続することができる。従って、ばね１５及びばね１５の一部、例えば、ばねホルダ１６を交換せずに、接続基板１４の端子の位置に基づいてばね１５を接続基板１４に接続することによって、設計の自由度は改善されることができる。

ハウジング１２は、圧力センサ１０の外装を形成するように、センサモジュール１１、接続基板１４、及びばね１５を収容する。ハウジング１２にセンサモジュール１１が設けられている側とは反対側における端部には、ばね保護部材１３が設けられる。ばね保護部材１３は、ばね１５の変形を防止するように、ばねホルダ１６から突出するばね１５の部分を収容する。ばね１５及び圧力センサ１０が、装置、例えば、車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に設けられる場合、ばね保護部材１３は、ばね１５及び圧力センサ１０がこの装置内に設けられるように取り外される。ハウジング１２は、内部に、ばね１５を固定して支持するばねホルダ１６を含む。すなわち、ばねホルダ１６内に含まれるセンサモジュール１１、接続基板１４、及びばね１５は、圧力センサ１０のハウジング１２に連続的に積み重ねられて接続される。更に、ハウジング１２は、ハウジング１２の側面にＯリング１７を含む。ここで、センサモジュール１１及び接続基板１４の詳細な技術的構成及び機能の記述は、ここでは省略される。

ハウジング１２は、内側フレーム１２２とカバーフレーム１２１とを含む。カバーフレーム１２１は、圧力センサ１０の外装を形成するように、内側フレーム１２２及びばね１５等の構成要素を収容する。内側フレーム１２２は、センサモジュール１１と接続基板１４との間に設けられ、接続基板１４が所定の空間だけセンサモジュール１１の上端から離間することができるように空間を維持する。更に、内側フレーム１２２は、接続基板１４によって各位置を維持するために接続基板１４を固定する構造を含む。例えば、内側フレーム１２２は、内側フレーム１２２が接続基板１４に結合される内側フレーム１２２の端部に締結フランジ１２２２を含む。締結フランジ１２２２は、内側フレーム１２２の端部から所定の高さだけ突出し、複数の締結フランジ１２２２、例えば、４つの締結フランジが接続基板１４の外周面に締結される。しかしながら、内側フレーム１２２及び締結フランジ１２２２は、図示の例に限定されなくてもよく、従って、内側フレーム１２２と、内側フレーム１２２及び接続基板１４の間の締結手段の形状は、様々に変えることができる。

ハウジング１２は、溶接によってセンサモジュール１１に固定される。例えば、内側フレーム１２２からセンサモジュール１１に結合される端部（以下、内側フレーム１２２の第１の端部１２１１と呼ぶ）と、カバーフレーム１２１からセンサモジュール１１に結合される端部（以下、カバーフレーム１２１の第１の端部１２２１と呼ぶ）は、溶接によってセンサモジュール１１に固定される。

ばね１５は、所定の長さを有するコイルばねであり、縦方向に沿う力を受けるので、ばねホルダ１６は、ばね１５の座屈を防止するためにばね１５を収容するように設けられる。ばねホルダ１６は、ばね１５の段付き部１５１よりも上方の上部を収容して支持する上部ばねホルダ１６１と、ばね１５の段付き部１５１より下方の下部を支持する下部ばねホルダ１６２とを含む。上部ばねホルダ１６１は、ばね１５が挿入される案内孔１６１１を含む。下部ばねホルダ１６２は、ばね１５の段付き部１５１が下部ばねホルダ１６２の外周面に取り付けられるように形成される。ばね１５の段付き部１５１及び段付き部１５１より下方の下部は、ばね１５の座屈を防止するように下部ばねホルダ１６２の上面及び側面１６２１に取り付けられる。更に、下部ばねホルダ１６２におけるばね１５の位置を固定し、ばね１５の座屈及び変形を防止するための手段が設けられる。上部ばねホルダ１６１の端部には、ばね案内部１６１３が設けられる。ばね案内部１６１３は、上部ばねホルダ１６１から下方に突出し、ばね１５の外側を外側から支持するように下部ばねホルダ１６２の側面１６２１の外側に結合される。更に、ばね案内部１６１３は、内部にばね１５を収容し、下部ばねホルダ１６２の側面１６２１に結合される半円筒形状を有する。

上部ばねホルダ１６１及び下部ばねホルダ１６２は、互いに結合される構造に設けられている。例えば、下部ばねホルダ１６２の中心には、所定の高さに突出する結合突起１６２２が設けられ、上部ばねホルダ１６１には、結合突起１６２２に対応する結合孔１６１２が設けられる。下部ばねホルダ１６２の結合突起１６２２は、上部ばねホルダ１６１と下部ばねホルダ１６２が互いに結合することができるように、上部ばねホルダ１６１の結合孔１６１２に挿入される。結合突起１６２２は下部ばねホルダ１６２に設けられ、結合孔１６１２は上部ばねホルダ１６１に設けられているが、本発明は、図示の例に限らなくてもよく、結合突起１６２２及び結合孔１６１２の位置は変えてもよい。結合突起１６２２及び結合孔１６１２に加えて、上部ばねホルダ１６１と下部ばねホルダ１６２の間の結合手段は異なってもよい。

更に、ばね１５に沿って異物が侵入することを防止するように、遮断部材１８が設けられてもよい。図４を参照すると、例えば、遮断部材１８は、複数のばね１５が貫通できるように設けられる。遮断部材１８は、上部ばねホルダ１６１と下部ばねホルダ１６２との間に介在する。ここで、遮断部材１８は、全てのばね１５、例えば、４つのばねが貫通することができる単一部材に形成されてもよい。或いは、遮断部材１８は、ばね１５毎に個別に設けられた部材としてもよい。遮断部材１８の形状は、図４に示す例に限らなくてもよく、異なってもよい。

遮断部材１８は、ばね１５に対してインサート成形又は曲げ成形を行うことで形成されてもよい。かかる方法は様々に変更することができ、別の方法を用いて、ばね１５に沿って異物が侵入する経路を遮断してもよい。

図５乃至図８は、本発明の別の実施形態に係る圧力センサ２０を示すために提供される。図５は、本発明の他の実施形態に係る圧力センサ２０の斜視図であり、図６は、図５の圧力センサ２０の断面図であり、図７は、図５の圧力センサ２０の分解斜視図である。

図５乃至図７を参照すると、圧力センサ２０は、センサモジュール２１と、接続基板２４と、ばね２５と、ハウジング２２とを含む。以下、図１乃至図３を参照して記述される部品と略同一の部品は、図１乃至３を参照して記述される部品と同一の名称を用いて参照され、繰り返しの記述は、簡略化のため、ここでは省略する。

センサモジュール２１は、圧力を検出するための様々なセンサゲージを含む。接続基板２４は、センサが取り付けられるセンサモジュール２１の端部に接続されるように設けられる。センサモジュール２１及び接続基板２４の詳細な技術的構成及び機能の記述はここでは省略する。

ばね２５は、接続基板２４に電気的に接続されるように設けられる。ばね２５の個数及び配置形態は、接続基板２４に含まれる端子（図示せず）に一対一で対応するように決定される。例えば、４つのばねは、正方形に配置される。しかし、ばね２５の個数及び配置形態は、図面に示す例に限らなくてもよく、接続基板２４の端子の形状に基づいて様々に変えることができる。

ばね２５は、接続基板２４の端子と接触するものであり、真空状態であっても接続基板２４に安定的に接続されるように、接続基板２４に所定量の弾性が加えられた状態で接続基板２４に接続される。例えば、ばね２５は、所定の長さを有するコイルばねでもよく、ばね２５は、縦方向に圧縮された状態で接続基板２４に接続されてもよい。ばね２５は、ばね２５の上部と下部でばね間の配置距離が異なるように、両端が異なる直線又は平面上に配置することができるように形成される。例えば、ばね２５は、ばね２５が縦方向の中間で「クランク」形状に折り曲げられた状態に形成された段付き部２５１を含む。段付き部２５１により、ばね間の距離は、ばね２５の上部と下部で異なるように設定することができる。従って、ばね２５は、接続基板２４の端子の位置の変化に柔軟に対応することができる。

ハウジング２２は、圧力センサ２０の外装を形成するように、センサモジュール２１、接続基板２４、及びばね２５を収容する。ハウジング２２にセンサモジュール２１が設けられている側とは反対側の端部には、ばね保護部材２３が設けられる。ハウジング２２は、内部に、ばね２５を固定して支持するばねホルダ２６を含む。すなわち、ばねホルダ２６内に含まれるセンサモジュール２１、接続基板２４、及びばね２５は、圧力センサ２０のハウジング２２に連続的に積み重ねられて接続される。ハウジング２２は、溶接によってセンサモジュール２１に固定される。

ハウジング２２は、接続基板２４を着座させる少なくとも１つの台座フランジ２２１を含み、接続基板２４が、所定の間隔だけセンサモジュール２１から離間できるようにする。例えば、台座フランジ２２１は、ハウジング２２の所定の高さから所定の高さに内側に向かって形成される。接続基板２４を安定的に支持するために、図面では４つの台座フランジが示されているが、台座フランジ２２１の個数、高さ、及び形状は、図示の例に限らなくてもよく、様々に変えることができる。台座フランジ２２１は、ハウジング２２と一体的に形成され、ハウジング２２を打ち抜き、打ち抜かれた部分を内側に向かって曲げるという方法を適用することによって形成される。かかる加工方法により、ハウジング２２の構造及び工程を簡略化することができ、コストを削減することができる。

ここでは、台座フランジ２２１がハウジング２２内に形成されることによって形成される開口は、ばねホルダ２６が締結される締結部２２２となる。締結部２２２は、ハウジング２２の開口によって形成されるので、圧力センサ２０を閉塞するように、開口した締結部２２２を密閉するようにＯリング２７が設けられる。Ｏリング２７は、所定の厚みを有するリング形状で設けられ、締結部２２２を閉塞するように所定の大きさの閉塞部２７１を含み、接続基板２４と下部ばねホルダ２６２との間に介在する。図６を参照すると、接続基板２４は、台座フランジ２２１に着座し、Ｏリング２７は、圧力センサ２０の内側を閉塞するように接続基板２４の上面上に配置され、Ｏリング２７の閉塞部２７１は、圧力センサ２０を密閉するように、開口した締結部２２２を閉塞する。

ばね２５は、所定の長さを有するコイルばねであり、縦方向に沿う力を受けるので、ばねホルダ２６は、ばね２５の座屈を防止するためにばね２５を収容するように設けられる。ばねホルダ２６は、ばね２５の段付き部２５１よりも上方の上部を収容して支持する上部ばねホルダ２６１と、ばね２５の段付き部２５１より下方の下部を支持する下部ばねホルダ２６２とを含む。

上部ばねホルダ２６１は、ばね２５の段付き部２５１よりも上方の上部が挿入される案内孔２６１１と、下部ばねホルダ２６２に結合されるように上部ばねホルダ２６１の中心に結合孔２６１２とを含む。下部ばねホルダ２６２は、ばね２５の段付き部２５１より下方の下部が挿入される案内孔２６２１と、上部ばねホルダ２６１の結合孔２６１２に締結される下部ばねホルダ２６２の中心に結合突起２６２３とを含む。

上部ばねホルダ２６１及び下部ばねホルダ２６２は、互いに結合されるような構造に設けられる。例えば、所定の高さに突出した結合突起２６２３は、下部ばねホルダ２６２の中心に設けられ、結合突起２６２３に対応する結合孔２６１２は、上部ばねホルダ２６１に設けられる。下部ばねホルダ２６２の結合突起２６２３は、互いに結合されるように上部ばねホルダ２６１の結合孔２６１２に挿入される。

ばね２５の段付き部２５１は、下部ばねホルダ２６２の上方に配置され、従って、上部ばねホルダ２６１の案内孔２６１１と下部ばねホルダ２６２の案内孔２６２１は、段付き部２５１の長さだけ、互い違いに配置される。上部ばねホルダ２６１の案内孔２６１１と下部ばねホルダ２６２の案内孔２６２１のこのような互い違いの配置を維持するために、上部ばねホルダ２６１の案内孔２６１１に挿入される案内突起２６２２が設けられる。図６に示すように、案内突起２６２２は、上部ばねホルダ２６１の案内孔２６１１に挿入される。

上部ばねホルダ２６１の一端には、締結フック２６１３が設けられ、ハウジング２２の締結部２２２に結合される。例えば、締結フック２６１３は、上部ばねホルダ２６１の端部から所定の高さに突出する。更に、上部ばねホルダ２６１が下部ばねホルダ２６２に結合されている間、締結フック２６１３が締結部２２２に締結されることができるように、下部ばねホルダ２６２の側面には溝２６１３が設けられる。

締結フック２６１３は、上部ばねホルダ２６１をハウジング２２に結合されるように設けられているが、本発明は図面に示す例に限らなくてもよく、従って、上部ばねホルダ２６１とハウジング２２の間の結合手段は様々に変えることができる。

本発明の他の実施形態に係る図５乃至図７に示す圧力センサ２０は、ばね２５に沿って異物が侵入することを防止するための遮断部材２８を更に含んでもよい。図８を参照すると、例えば、遮断部材２８は、複数のばね２５が貫通することができるように設けられる。遮断部材２８は、上部ばねホルダ２６１と下部ばねホルダ２６２との間に介在する。ここでは、遮断部材２８は、全てのばね２５、例えば、４つのばねが貫通することができる単一の部材として形成することができる。或いは、遮断部材２８は、ばね２５毎に個別に設けられた部材でもよい。遮断部材２８の形状は、図８に示す例に限らなくてもよく、異なってもよい。遮断部材２８は、ばね２５に対してインサート成形又は発泡を行うことによって形成されてもよい。かかる方法は、様々に変えることができ、他の方法を用いて、ばね２５に沿って異物が侵入する経路を遮断してもよい。

本開示は具体的な例を含むが、当業者には、請求項及びそれらの均等物の精神及び範囲から逸脱せずに、これらの例において形態及び細部において様々な変更を行うことができることが明らかである。本書に記述された例は、単に説明的な意味に見なされるべきであり、限定を目的とするものと見なされるべきではない。各例における特徴及び態様の記述は、その他の例における類似の特徴及び態様に適用可能なものと見なされるべきである。記述された技術が異なる順序で行われた場合や、記述されたシステム、構造、装置、又は回路における構成要素が、異なるように組み合わされたり、その他の構成要素又はそれらの均等物による交換や補完が行われたりする場合、適当な結果を得ることができる。

従って、本開示の範囲は、この詳細な記述によってではなく、請求項及びその均等物によって定義され、請求項及びその均等物の範囲内の変形は全て、本開示に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (7)

1. センサゲージを含むセンサモジュールと、
   前記センサモジュールに結合された接続基板と、
   クランク形状に折り曲げられることによって形成された段付き部を含むばねであって、一端が前記接続基板に電気的に接続され、縦方向の中間に設けられた前記段付き部により両端が異なる直線上に配置されたばねと、
   前記センサモジュール、前記接続基板、及び前記ばねを収納するためのハウジングを含み、
   前記ばねの前記段付き部より下方の下部を着座させる下部ばねホルダと、
   前記ばねの前記段付き部より上方の上部を収容し、前記ばねの外側を支持するために前記下部ばねホルダに結合された上部ばねホルダと
   を更に含む圧力センサ。
2. 複数のばねが設けられ、前記複数のばねの同一の位置に段付き部が形成された請求項１の圧力センサ。
3. 前記ハウジングは、
   前記ばね及び前記接続基板を収容するための内側フレームと、
   前記内側フレームを収容するためのカバーフレームと
   を含む請求項１の圧力センサ。
4. 前記ばねに取り付けられる遮断部材を更に含み、
   前記遮断部材は、前記ばねに沿って異物が侵入する経路を遮断するために設けられ、下部ばねホルダと上部ばねホルダとの間に介在する請求項１の圧力センサ。
5. 前記遮断部材は、前記ばねが貫通することができるように設けられる請求項４の圧力センサ。
6. 前記遮断部材は、複数の前記ばねに同時に設けられた単一部材である請求項４に記載の圧力センサ。
7. 前記上部ばねホルダは、前記上部ばねホルダの下端に締結用の締結フックを含み、
   前記ハウジングは、前記上部ばねホルダの前記締結フックが締結される締結部を含む請求項１の圧力センサ。

Images