JP2000337988A

JP2000337988A - 圧力検出装置

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Publication number: JP2000337988A
Application number: JP14532899A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Tokunaga; 正寿徳永; Seiichiro Otake; 精一郎大竹
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-25
Also published as: DE10025322A1; FR2794240B1; FR2794240A1; JP3509627B2

Abstract

(57)【要約】【課題】センサ素子が配設された本体部から突出する
突出部を有する樹脂製のコネクタケースに対し、該突出
部を介して鉄鋼材料よりなるハウジングをかしめ固定し
てなる圧力検出装置において、コネクタケースにおける
突出部の根元部への応力集中を抑制することにより、セ
ンサ素子への応力の影響抑制及びコネクタケースの破壊
防止を可能とする。【解決手段】コネクタケース３の本体部３１は略柱状
であり、突出部３３は本体部の一端側にて外周側面３２
の全周から突出する。この突出部３３は、ハウジング７
の一端側に設けられた開口部７４を塞ぐように挿入さ
れ、開口部７４の開口縁部７５が、突出部３３の先端面
３５と側面３４とが成す角部の形状に沿って折り曲げら
れ、かしめられている。コネクタケース３において、本
体部３１の外周側面３２と突出部３３の側面３４との成
す角度θ１が鈍角となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力検出用のセン
サ素子が配設された樹脂製の第１のケースに第２のケー
スを接続してなる圧力検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、この種の圧力検出装置としては、
図３に概略断面構成として示すような圧力センサが実用
化されており、主に自動車用のエアコン冷媒圧力やパワ
ーステアリング油圧など、おおよそ検出圧力が０〜１０
ＭＰａの範囲で使用されている。

【０００３】このものは、信号取り出し用のターミナル
Ｊ１がインサート成形された樹脂ケース（第１のケー
ス）Ｊ２と金属製のハウジング（第２のケース）Ｊ３と
を接続して一体に組み付けるとともに、樹脂ケース（第
１のケース）Ｊ２内に圧力検出用のセンサ素子Ｊ４を収
納保持した構成を有する。また、ハウジングＪ３の圧力
導入孔Ｊ３２は、センサ素子Ｊ４に印加するための高圧
の測定圧力をセンサ内に導入するための孔である。

【０００４】ここで、樹脂ケースＪ２とハウジングＪ３
の接続は、かしめ固定によりなされている。樹脂ケース
Ｊ２は、図３中の上下方向に延びる略柱状の本体部（セ
ンサ素子配設部）Ｊ２１とこの本体部Ｊ２１の外周側面
から突出する突出部（接続部）Ｊ２２とを備え、ハウジ
ングＪ３の端部Ｊ３１が、この突出部Ｊ２２の側面Ｊ２
３に係止するように、折り曲げられかしめられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構
成の圧力検出装置（圧力センサ）においては、樹脂ケー
スＪ２は、測定圧力によってハウジングＪ３から離れる
方向（図３の上方向）に押される。このとき、樹脂ケー
スＪ２における突出部Ｊ２２の根元部Ｊ２５に対して応
力が加わる。

【０００６】上記圧力センサの樹脂ケースＪ２において
は、本体部Ｊ２１の外周側面Ｊ２４と突出部Ｊ２２の上
記側面Ｊ２３との成す角度θ１が、図３の様に直角にな
っているため、その根元部Ｊ２５に、応力が集中する。

【０００７】この集中した応力は、樹脂ケースＪ２の根
元部Ｊ２５付近の変形を招き、樹脂ケースＪ２側に配設
され、しかも比較的根元部Ｊ２５近くに位置するセンサ
素子Ｊ４のセンサ特性に悪影響を与える恐れがある。更
に、場合によっては、この集中した応力によって樹脂ケ
ースＪ２自身の破壊に至ることがある。

【０００８】特に、上記従来の圧力センサを、ブレーキ
油圧や高圧力の燃料圧といった別の用途に使用すること
を考えた場合、検出圧力が０〜２０ＭＰａといったより
高い圧力まで使用されるため、これらの問題はより生じ
易い。

【０００９】また、樹脂ケースＪ２は、コネクタとし
て、ターミナルＪ１を介して外部の配線部材に接続され
ることになるが、この外部配線部材からのセンサ取り外
し時に、上記直角な根元部Ｊ２５に応力集中が発生し、
それによる樹脂ケースＪ２自身の破壊や、センサ特性へ
の悪影響の可能性がある。更に、外部からセンサの特に
樹脂ケースＪ２に衝撃が加わった場合にも同様の問題が
生じ得る。

【００１０】このように、センサ素子が配設された本体
部の一面から突出する突出部を有する樹脂製の第１のケ
ースに対して、少なくとも該突出部を介して第２のケー
スを接続してなる圧力検出装置においては、突出部の根
元部が直角であるが故に、応力集中による上記の諸問題
が生じる。

【００１１】そこで、本発明は上記問題に鑑み、圧力検
出装置において、センサ素子が配設された樹脂製の第１
のケースにおける突出部の根元部への応力集中を抑制す
ることにより、上記諸問題を生じ難くすることを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１のケースにおける突
出部の根元部に応力が集中しにくくするためには、第２
のケース側から導入された測定圧力を受ける第１のケー
スの受圧面積を小さくすることが考えられる。例えば、
上記図３に示す従来品においては、樹脂ケースＪ２の本
体部Ｊ２１の径を細くすることが考えられるが、樹脂ケ
ースＪ２内にはセンサ素子Ｊ４やターミナルＪ１等が収
納されているため、細くするにも限界がある。

【００１３】そのため、圧力検出装置において、測定圧
力をより高圧化しようとしても、使用可能な圧力範囲が
制限されてしまう。

【００１４】そこで、本発明者等は、第１のケースの受
圧面積を小さくするのとは別に、第１のケースにおける
突出部の根元部構成を工夫することで、応力集中を発生
しにくくさせ得ることに着目し、本発明を創出するに至
った。

【００１５】即ち、請求項１記載の発明では、圧力検出
用のセンサ素子（１）が配設された本体部（３１）及び
該本体部の一面（３２）から突出する突出部（３３）を
有する樹脂製の第１のケース（３）と、少なくとも該突
出部を介して該第１のケースに接続された第２のケース
（７）とを備える圧力検出装置において、該本体部の一
面と該本体部の一面から突出方向に延びる該突出部の側
面（３４）との成す角度（θ１）を鈍角としたことを特
徴としている。

【００１６】本発明によれば、第１のケース（３）にお
ける本体部（３１）の一面（３２）と該本体部の一面か
ら突出方向に延びる突出部（３３）の側面（３４）との
成す角度（θ１）を鈍角としているため、該第１のケー
スにおける該突出部の根元部を鈍角なものとでき、従来
の直角である構成に比べて、該根元部への応力集中を抑
制することができる。

【００１７】また、第２のケース（７）を突出部（３
３）を介して第１のケース（３）に接続する構成として
は、請求項２記載の発明のように、該第２のケースの一
部（７５）を、該突出部の突出方向における先端面（３
５）から側面（３４）に渡って、該先端面と該側面とが
成す角部の形状に沿って折り曲げ、かしめたものとする
ことができる。

【００１８】また、請求項３記載の発明では、請求項２
の圧力検出装置において、第１のケース（３）、第２の
ケース（７）及びこれら両ケース（３、７）の接続につ
いての具体的構成を提供するものである。

【００１９】ここで、請求項２及び請求項３の圧力検出
装置のように、第１及び第２のケース（３、７）の接続
をかしめ固定により行うものとした場合において、本発
明者等は、このかしめの折り曲げ角度（θ２）の好適な
範囲を探求した。その結果、通常のかしめに用いられる
材料の降伏応力を考慮すると、図２に示す様に、該かし
めの折り曲げ角度は１０３°〜１３３°であれば、かし
め部分に加わる応力を該降伏応力以下とでき、好ましい
こと（請求項４の発明）がわかった。

【００２０】この範囲を逸脱すると、上述の応力集中に
より、第１のケース（３）の突出部（３３）の根元部自
身が破壊する前に、第２のケース（７）においてかしめ
部分が外れたり、破損しやすくなる。また、図２に示す
様に、かしめの折り曲げ角度（θ２）が１１６°の時、
かしめ部に加わる応力が最も小さく好ましいのである
が、このような応力集中の傾向は、該第１のケースを構
成する樹脂の成形精度等により、幅を持つ。この幅を考
慮すると、より好ましいかしめの折り曲げ角度（θ２）
としては１１１°〜１２１°である（請求項５の発
明）。

【００２１】また、上記のように、本体部（３１）の一
面（３２）と突出部（３３）の側面（３４）との成す角
度（θ１）は鈍角であるが、その度合は、請求項６記載
の発明のように、請求項４または請求項５に記載のかし
めの折り曲げ角度（θ２）と同じ角度とすることができ
る。

【００２２】また、第２のケース（７）としては鉄鋼材
料よりなるものを用いることができ、第１のケース
（３）としてはポリフェニレンサルファイドよりなるも
のを用いることができる。

【００２３】以上本発明によれば、センサ素子が配設さ
れた樹脂製の第１のケースにおいて、従来直角であった
角度（θ１）を鈍角にするといった非常に簡単な構成を
採用することで、第１のケースにおける突出部の根元部
への応力集中を抑制し、センサ素子への応力の影響抑制
及びケースの破壊防止が可能となる。

【００２４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、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。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
る圧力検出装置（圧力センサ）１００の全体概略を示す
断面図である。圧力検出装置１００は例えば車両に搭載
されブレーキ油圧や高圧力の燃料圧を検出するものとし
て適用可能である。

【００２６】圧力信号を電気信号に変換するための圧力
検出用のセンサ素子（集積化センサ素子）１は、ガラス
製の台座２に陽極接合されコネクタケース（本発明でい
う第１のケース）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。

【００２７】コネクタケース３は、樹脂（本例ではＰＰ
Ｓ（ポリフェニレンサルファイド））の型成形により作
られたもので、その内部には、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。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（外部配線部
材）（図示せず）を介して外部回路（車両のＥＣＵ等）
（図示せず）に電気的に接続するための接続部３ａを有
し、コネクタピン４の他端側はコネクタケース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。

【００２８】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、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。

【００２９】ハウジング（本発明でいう第２のケース）
７は、被測定圧（検出圧力）が導入される圧力導入孔７
２と装置を適所に固定するためのネジ部７３とを有する
鉄鋼材料等よりなる（例えば炭素鋼にめっきを施したも
の等）の本体部７１を備える。

【００３０】更に、ハウジング７は、薄い金属（例えば
ＳＵＳ等）製のシールダイヤフラム８と金属（例えばＳ
ＵＳ等）製の押さえ部材（リングウェルド）９が本体部
７１に全周溶接され、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。

【００３１】コネクタケース３とハウジング７とは、か
しめにて接続固定されており、コネクタケース３の凹部
とハウジング７のシールダイヤフラム８との間で、圧力
検出室１０が構成されている。この圧力検出室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、シールダイヤフラム８及び上記界面シール剤５によ
り液封構造を構成している。

【００３２】ここで、コネクタケース３、ハウジング
７、及びこれら両部材３、７の接続構成について、より
詳細に述べる。

【００３３】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、及び本体部３１における一端側（凹部３０
側）の外周側面（本発明でいう本体部の一面）３２か
ら、全周に渡って突出する突出部３３を有した構成とな
っている。そして、本体部３１の外周側面３２と本体部
３１の外周側面３２から突出方向に延びる突出部３３の
側面３４との成す角度θ１は、９０°よりも大きい鈍角
としている。

【００３４】また、ハウジング７におけるコネクタケー
ス３との接続側（本発明でいう第２のケースの一端側）
には開口部７４が設けられ、この開口部７４を塞ぐよう
にコネクタケース３の突出部３３が挿入されている。こ
こで、開口部７４の開口縁部７５が、突出部３３の突出
方向における先端面３５から側面３４に渡って、両面３
４、３５が成す角部の形状に沿って折り曲げられ、かし
められている。

【００３５】このかしめの折り曲げ角度θ２は、後述す
る如く１０３°〜１３３°であることが好ましく、より
好ましくは１１１°〜１２１°である。

【００３６】なお、本実施形態では、図１に示す様に、
突出部３３の側面３４が、根元部から先端面３５との角
部に渡って直線状となっており、上記角度θ１とこの折
り曲げ角度θ２とは略同一としているため、上記角度θ
１の好適な範囲も、折り曲げ角度θ２と同じ範囲であ
る。

【００３７】また、コネクタケース３の凹部３０とハウ
ジング７のシールダイヤフラム８との間で構成される圧
力検出室１０の外周囲には、圧力検出室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（Ｏリング溝）１３内に収納され、配設されてい
る。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。

【００３８】かかる構成を有する圧力検出装置１００の
製造方法について説明する。まず、コネクタケース３を
例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可
塑性樹脂を用いて、複数の分割された成形型を用いて成
形する。

【００３９】次に、成形されたコネクタケース３の凹部
に台座２、センサ素子１を配設し、センサ素子１とコネ
クタピン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。そして、
コネクタケース３のセンサ素子１側を上にして、コネク
タケース３の凹部の上方から、ディスペンサ等によりオ
イル１１を一定量注入する。

【００４０】そして、シールダイヤフラム８が全周溶接
されたハウジング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し、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押さ
え、ハウジング７の開口部７４における開口縁部７５を
全周かしめて固定する。こうして、コネクタケース３と
ハウジング７とが組み付けられ、Ｏリング１２によって
シールされた圧力検出室１０が形成される。こうして、
図１に示す圧力検出装置１００が完成する。

【００４１】この圧力検出装置１００の作動について述
べる。該装置１００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、車両のブレーキオイル配管系の適所に、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
系内の油圧がハウジング７の圧力導入孔７２より装置１
００内に導入される。

【００４２】すると、この油圧がシールダイヤフラム８
から圧力検出室１０内のオイル１１を介して、センサ素
子１に伝達される。該油圧に応じた圧力（検出圧力）を
受圧したセンサ素子１は、圧力信号を電気信号に変換す
る。この電気信号は、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（車両
のＥＣＵ等）へ伝達され、ブレーキ油圧が検出される。

【００４３】ところで、本実施形態によれば、コネクタ
ケース（第１のケース）３における本体部３１の外周側
面３２と突出部３３の側面３４との成す角度θ１を鈍角
としているため、コネクタケース３における突出部３３
の根元部を鈍角なものとでき、従来の直角である該根元
部の構成に比べて、該根元部への応力集中を抑制するこ
とができる。

【００４４】また、本実施形態では、ハウジング（第２
のケース）７を突出部３３を介してコネクタケース３に
接続する構成として、ハウジング７の一部である開口部
７４における開口縁部７５を、突出部３３における先端
面３５から側面３４に渡って、両面３４、３５が成す角
部の形状に沿って折り曲げ、かしめたものとしているか
ら、特に、別体の接続部材を用いることなく簡単な接続
構成とできる。

【００４５】また、本実施形態では、このかしめ部にお
ける折り曲げ角度θ２の好ましい範囲として１０３°〜
１３３°、より好ましい範囲として１１１°〜１２１°
としているため、装置の使用時（圧力印加時）及び取り
扱い時（外部配線部材からの取り外しなど）等に、かし
め部分におけるハウジング７に集中する応力を、ハウジ
ング７の降伏応力以下にできる。

【００４６】よって、本実施形態の如くセンサ素子１が
コネクタケース３側に配設され、しかも突出部３３にお
ける根元部近くに位置していても、センサ特性への悪影
響を回避できる。また、装置の使用中に、突出部３３の
根元部自身を破壊させることなく、また、かしめ部分の
ゆるみや外れを生じさせることなく、比較的高い圧力
（例えば２０ＭＰａ）を印加させることが出来る。更に
は、コネクタピン４を介したコネクタケース３と外部配
線部材（図示せず）との着脱時においても、また、外部
からセンサの特にコネクタケース３に衝撃が加わった場
合においても、センサ特性の悪影響やコネクタケース３
の破壊が十分回避できる。

【００４７】ここで、上記折り曲げ角度θ２における好
ましい範囲を決定した根拠を、図２を参照して述べる。
図２は、本発明者等が、測定圧力の導入時やコネクタケ
ース３の外部配線部材から取り外し時などに、コネクタ
ケース３における突出部３３の根元部に加わる荷重（図
１の上方向）を装置１００の使用圧力範囲とした場合
の、ＦＥＭによるシミュレーション結果である。このシ
ミュレーションにおける材質は、コネクタケース３がＰ
ＰＳ、ハウジング７が鉄鋼材料としてのＳ１０Ｃであ
る。

【００４８】図２において、横軸は上記折り曲げ角度θ
２（単位：ｄｅｇ）であるが、上述のように、本実施形
態では、上記角度θ１とこの折り曲げ角度θ２とを略同
一としているため、横軸は上記角度θ１の値でもある。
また、縦軸は上記ハウジング７のかしめ部に加わる応力
（単位：ＭＰａ）である。また、図２中に示すハッチン
グ付きラインＬ１は、通常用いられるかしめ材料（本例
ではＳ１０Ｃ）の降伏応力である。

【００４９】この図２からわかるように、折り曲げ角度
θ２が１０３°〜１３３°であれば、該降伏応力Ｌ１以
下とでき、かしめ部分の外れや破損を防止することがで
きる。また、かしめの折り曲げ角度θ２が１１６°の
時、かしめ部に加わる応力が最も小さいのであるが、こ
のような応力集中の傾向はコネクタケース３を構成する
樹脂の成形精度等により、幅を持ち、この幅を考慮する
と、より好ましいかしめの折り曲げ角度θ２としては１
１１°〜１２１°である。

【００５０】このような図２に示す傾向は、センサ素子
１が配設された略柱状の本体部３１の外周側面３２から
突出する突出部３３を有してなる樹脂製のコネクタケー
ス３に対し、突出部３３を介して（突出部３３を利用し
て）ハウジング７をかしめ固定してなる圧力検出装置１
００を想定した場合、この圧力検出装置１００全般に言
えるものである。

【００５１】（他の実施形態）なお、コネクタケース３
とハウジング７との突出部３３を介した接続は、かしめ
ではなく、接着剤等を用いた接合により行ってもよい。
また、コネクタケース３は、ＰＰＳ以外の樹脂であって
もよい。

【００５２】要するに、本発明は、センサ素子が配設さ
れた樹脂製の第１のケースにおいて、従来直角であった
上記角度θ１を鈍角にすることで、該第１のケースにお
ける突出部の根元部への応力集中を抑制し、センサ素子
への応力の影響抑制及びケースの破損防止を図ることを
主たる特徴としており、他の構成部分は適宜設計変更し
て良いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る圧力検出装置の全体概
略断面図である。

【図２】上記実施形態においてかしめ部における折り曲
げ角度θ２と応力との関係を示すグラフである。

【図３】従来の圧力検出装置の全体概略断面図である。

【符号の説明】

１…センサ素子、３…コネクタケース、７…ハウジン
グ、３０…コネクタケースの凹部、３１…コネクタケー
スの本体部、３２…本体部の外周側面、３３…コネクタ
ケースの突出部、３４…突出部の側面、３５…突出部の
先端面、７４…ハウジングの開口部、７５…開口部の開
口縁部、θ１…本体部の外周側面と突出部の側面との成
す角度、θ２…かしめの折り曲げ角度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F055 AA11 AA21 BB20 CC60 DD20 EE40 FF23 GG01 GG12 GG25 HH03 HH08 2F078 HA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力検出用のセンサ素子（１）が配設さ
れた本体部（３１）及び前記本体部の一面（３２）から
突出する突出部（３３）を有する樹脂製の第１のケース
（３）と、少なくとも前記突出部を介して前記第１のケ
ースに接続された第２のケース（７）とを備える圧力検
出装置において、前記本体部の前記一面と前記本体部の前記一面から突出
方向に延びる前記突出部の側面（３４）との成す角度
（θ１）が鈍角であることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】前記第２のケース（７）の一部（７５）
が、前記突出部（３３）の突出方向における先端面（３
５）から前記側面（３４）に渡って、前記先端面と前記
側面とが成す角部の形状に沿って折り曲げられ、かしめ
られることにより、前記第１のケース（３）に接続され
ていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装
置。
【請求項３】前記第１のケース（３）において、前記
本体部（３１）は略柱状であり、前記突出部（３３）は
前記本体部の一端側にて前記本体部の外周側面（３２）
から突出するものであり、前記センサ素子（１）は、前記本体部の一端側に形成さ
れた凹部（３０）に収納固定されたものであり、前記第２のケース（７）の一端側には開口部（７４）が
設けられ、この開口部を塞ぐように前記突出部（３３）
が挿入されており、前記開口部の開口縁部（７５）が、前記突出部の前記先
端面（３５）から前記側面（３４）に渡って、前記先端
面と前記側面とが成す角部の形状に沿って折り曲げら
れ、かしめられていることを特徴とする請求項２に記載
の圧力検出装置。
【請求項４】前記かしめの折り曲げ角度（θ２）が１
０３°〜１３３°であることを特徴とする請求項２また
は３に記載の圧力検出装置。
【請求項５】前記かしめの折り曲げ角度（θ２）が１
１１°〜１２１°であることを特徴とする請求項４に記
載の圧力検出装置。
【請求項６】前記本体部（３１）の前記一面（３２）
と前記突出部（３３）の前記側面（３４）との成す角度
（θ１）が、前記かしめの折り曲げ角度（θ２）と略同
じ角度となっていることを特徴とする請求項４または５
に記載の圧力検出装置。
【請求項７】前記第２のケース（７）は鉄鋼材料より
なることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つ
に記載の圧力検出装置。
【請求項８】前記第１のケース（３）はポリフェニレ
ンサルファイドよりなることを特徴とする請求項１ない
し７のいずれか１つに記載の圧力検出装置。