JP2015532418A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

接続板に対する接続状態を安定的に維持することができる圧力センサを提供する。圧力センサは、センサモジュールと、センサモジュールに結合された接続板と、一端が接続板に電気的に接続されたばねと、ばねを収容するための、一端に第１の結合部を有するばねホルダと、接続板とばねを収容するための、ばねホルダ上の第１の結合部に結合される第２の結合部を有するハウジングとを含む。

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）の回路基板に接触す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し下げた後に、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に送信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、それによって、不安定な信号及び電力を生じる可能性がある。更に、既存の圧力センサは、複数の部品を含んでいるにも拘らず、大きさが比較的小さく、部品の組立工程が複雑である。圧力センサは精密部品であり、従って、組立は正確に行われる必要がある。しかしながら、部品の個数が増えると、製造工程において不良すなわち不完全な部品が製造される可能性があり、製造コストが上昇する可能性がある。

本発明の一態様は、部品の個数を減らすことによって、製造工程が簡略化されることができ、製造コストが削減されることができる圧力センサを提供する。

更に、この圧力センサは、電子制御装置（ＥＣＵ）の回路基板との不十分な接続を防止し、様々な回路基板の端子に正しく接続されることができる。

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、一端が前記接続基板に電気的に接続されたばねと、前記ばねを収容し、一端に第１の締結部を含むばねホルダと、前記接続基板及び前記ばねを収容し、前記ばねホルダの前記第１の締結部に締結されるように第２の締結部を含むハウジングとを含む車両用の圧力センサが提供される。

前記第１の締結部はフック形状で設けられてもよく、前記第２の締結部は前記第１の締結部が締結される受容部の形状で設けられてもよい。

前記ハウジングは内側に突出するフランジを含んでもよく、前記接続基板は前記ハウジング内の前記フランジ上に着座してもよい。前記接続基板と前記ばねホルダとの間にはＯリングが介在してもよく、Ｏリングは、前記第２の締結部を密閉するように設けられてもよい。

前記ばねはコイルばねでもよい。前記圧力センサは、前記ばねに取り付けられ、前記ばねに沿って異物が侵入する経路を遮断するように設けられた遮断部材を更に含んでもよい。

前記ばねの両端は、異なる直線又は平面上に配置されてもよい。例えば、前記ばねは、各ばねが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夫々の段付き部を含む複数のコイルばねでもよく、前記夫々の段付き部は、前記ばねの同一の位置に形成されてもよい。前記ばねホルダは、前記ばねの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、前記下部ばねホルダに結合され、前記ばねの前記段付き部より上方の上部を収容し、前記第１の締結部を含む上部ばねホルダとを含んでもよい。前記圧力センサは、前記ばねに取り付けられた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ように前記下部ばねホルダと前記上部ばねホルダとの間に介在してもよい。

本発明の実施形態によれば、単一のハウジングを使用することにより、圧力センサの構造が簡略化されることができ、組立工程における作業及び製造コストが削減されることができる。更に、圧力センサの組立工程において、欠陥率を低下させることができる。

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、図面を参照することによって本発明を説明するために以下に記述される。

以下、本発明の実施形態に係る圧力センサが、図１乃至図５を参照して詳細に記述される。

図１乃至図３は、本発明の一実施形態に係る圧力センサ１０を示すために提供される。図１は圧力センサ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とを含む。以下、図１乃至図３を参照して提供される記述を通して、略同一の部品は、同一の名称で呼ばれ、繰り返しの記述は省略される。

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の一端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、正方形に配置される。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られることができる。

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、所定の長さを有し、縦方向に圧縮された状態で接続基板１４に接続されたコイルばねである。ばね１５は、ばね１５の上部及び下部が異なるばね間配置距離を有するように形成される。詳細には、ばね１５は、両端が同一の直線上に存在しないように形成される。例えば、ばね１５は、ばね１５の両端が異なる直線又は平面上に配置されるように形成される。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ることによって形成された段付き部１５１を含む。段付き部１５１により、ばね同士間の距離は、ばね１５の上部と下部において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。しかしながら、ばね１５の形状は、図示の例に限られなくてもよく、従って、ばね１５は、両端が同一の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。

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一端には、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、電気装置の端子に設けられる場合、ばね保護部材１３は、ばね１５及び圧力センサ１０が設けられることができるように取り外される。ハウジング１２は、内部に、ばね１５を固定及び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、Ｏリング１７、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。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。

ハウジング１２は、接続基板１４を着座させる少なくとも１つの台座フランジ１２１を含み、接続基板１４が、所定の間隔だけセンサモジュール１１から離間できるようにする。例えば、台座フランジ１２１は、ハウジング１２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１４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１２１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１２１は、ハウジング１２と一体的に形成され、ハウジング１２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。ここで、ハウジング１２を単体として形成することにより、ハウジング１２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。

ハウジング１２は、単体として形成され、ばねホルダ１６に締結されて固定される。ここで、「締結」という用語は、溶接及び接着等の方法を除く物理的な接続方法を指す。

詳細には、上部ばねホルダ１６１の一端に第１の締結部１６１３が設けられ、ハウジング１２の第２の締結部１２２に締結され、第１の締結部１６１３が締結されるハウジング１２には、第２の締結部１２２が設けられる。例えば、第１の締結部１６１３は、上部ばねホルダ１６１の端部から所定の高さに突出するフック形状で設けられる。第２の締結部１２２は、第１の締結部１６１３を締結することができる受容部の形状で設けられる。例えば、第２の締結部１２２は、ハウジング１２に形成された溝又は開口である。

台座フランジ１２１がハウジング１２に形成されることによって形成されるこのような開口は、ばねホルダ１６に締結される第２の締結部１２２になる。第１の締結部１６１３は、上部ばねホルダ１６１をハウジング１２に結合するように設けられるが、本発明は、図面に示された例に限らなくてもよく、従って、上部ばねホルダ１６１をハウジング１２に結合する方法は様々に変えることができる。

台座フランジ１２１を形成するこのような工程により、ハウジング１２は、開口している第２の締結部１２２を含み、従って、Ｏリング１７は、圧力センサ１０を密閉するために、開口した第２の締結部１２２を密閉するように設けられる。Ｏリング１７は、所定の厚みを有するリングの形状で設けられ、接続基板１４と下部ばねホルダ１６２の間に介在する。図５を参照すると、例えば、Ｏリング１７は、第２の締結部１２２の開口部に対応する所定の大きさの閉塞部１７１を含む。接続基板１４は、台座フランジ１２１上に着座し、Ｏリング１７は、圧力センサ１０の内側を閉塞するように接続基板１４の上面に配置され、Ｏリング１７の閉塞部１７１は、圧力センサ１０を閉塞するように、開口した第２の締結部１２２を閉塞する。

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及び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の段付き部１５１よりも上方の上部が挿入される案内孔１６１１と、下部ばねホルダ１６２に結合されるように上部ばねホルダ１６１の中心に結合孔１６１２とを含む。下部ばねホルダ１６２は、ばね１５の段付き部１５１より下方の下部が挿入される案内孔１６２１と、上部ばねホルダ１６１の結合孔１６１２に結合される下部ばねホルダ１６２の中心に結合突起１６２３とを含む。

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１６２３は、下部ばねホルダ１６２の中心に設けられ、結合突起１６２３に対応する結合孔１６１２は、上部ばねホルダ１６１に設けられる。下部ばねホルダ１６２の結合突起１６２３は、互いに結合されるように上部ばねホルダ１６１の結合孔１６１２に挿入される。

ばね１５の段付き部１５１は、下部ばねホルダ１６２の上方に配置され、従って、上部ばねホルダ１６１の案内孔１６１１と下部ばねホルダ１６２の案内孔１６２１は、段付き部１５１の長さだけ、互い違いに配置される。上部ばねホルダ１６１の案内孔１６１１と下部ばねホルダ１６２の案内孔１６２１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１６１の案内孔１６１１に挿入される案内突起１６２２が設けられる。図３に示すように、案内突起１６２２は、上部ばねホルダ１６１の案内孔１６１１に挿入される。

第１の締結部１６１３は、ハウジング１２の第２の締結部１２２に締結されるように、上部ばねホルダ１６１の一端に設けられる。更に、上部ばねホルダ１６１が下部ばねホルダ１６２に結合されている間、第１の締結部１６１３が第２の締結部１２２に締結することができるように、下部ばねホルダ１６２の側面には溝１６２４が形成される。

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が貫通することが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の間に介在する。図４に示すように、遮断部材１８は、複数のばね１５を含む単一部材の形状で設けられる。或いは、遮断部材１８は、ばね１５毎に個別に設けられてもよい。

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、様々に変更されることができ、他の方法を用いて、ばね１５に沿って異物が侵入する経路を遮断してもよい。

本書では、クランク状のばね１５が記述されているが、本発明は、かかる形状に限られなくてもよく、一般的に用いられる直線型のコイルばねが用いられてもよい。図５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２５と、ハウジング１２とを含む。以下、図１乃至図３を参照して記述された部品と略同一の部品は、図１乃至３を参照して記述された部品の同一の名称及び同一の参照番号で呼ばれ、繰り返しの記述は、簡略化のため、ここでは省略される。

ばね２５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２５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される。しかしながら、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１４の端子の形状に基づいて様々に変えられることができる。

ばね２５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２５は、所定の長さ及び直線形状を有し、ばね２５が縦方向に圧縮された状態で接続基板１４に接続されるコイルばねでもよい。

ハウジング１２は、接続基板１４を着座させる台座フランジ１２１を含む第２の締結部１２２と、第２の締結部１２２を閉塞するためのＯリング１７と、ばね２５を固定及び支持する間にハウジング１２に締結されるばねホルダ１６とを含む。

ばね２５は、断面積と比較して比較的長い長さを有するコイルばねなので、ばねホルダ１６は、ばね２５の座屈を防止するために、ばね２５を収容して支持するように設けられる。記述されているように、ばねホルダ１６は、ばね２５の上部を収容する上部ばねホルダ１６１と、ばね２５の下部を支持する下部ばねホルダ１６２とを含む。しかしながら、本発明は、図面に示す例に限らなくてもよく、従って、本書に記述されるばねホルダ１６として、単一のばねホルダが設けられてもよい。

ハウジング１２の第２の締結部１２２に締結されるように、上部ばねホルダ１６１の一端には、第１の締結部１６１３が設けられる。例えば、第１の締結部１６１３は、上部ばねホルダ１６１の端部から所定の高さに突出する。更に、上部ばねホルダ１６１が下部ばねホルダ１６２に結合されている間、第１の締結部１６１３が第２の締結部１２２に締結されることができるように、下部ばねホルダ１６２の側面には溝１６２４が設けられる。

第１の締結部１６１３は、上部ばねホルダ１６１をハウジング１２に結合す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１６１をハウジング１２に結合する方法は、様々に変えることができる。

圧力センサ１０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１８を更に含む。遮断部材１８は、上部ばねホルダ１６１と下部ばねホルダ１６２の間に介在する。例えば、遮断部材１８は、複数のばね２５、例えば、４つのばねを含む単一部材の形状で設けられる。或いは、遮断部材１８は、ばね２５毎に個別に設けられてもよい。遮断部材１８は、ばね２５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、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。本書では遮断部材１８を含む圧力センサ１０の例が示されているが、遮断部材１８は省略されてもよい。

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ける様々な変更が行われることができることが分かる。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、又は回路における部品が、異なるように組み合わされたり、その他の部品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 (10)

1. 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、
   一端が前記接続基板に電気的に接続されたばねと、
   前記ばねを収容し、一端に第１の締結部を含むばねホルダと、
   前記接続基板及び前記ばねを収容し、前記ばねホルダの前記第１の締結部に締結されるように第２の締結部を含むハウジングと
   を含む圧力センサ。
2. 前記第１の締結部は、フック形状で設けられ、
   前記第２の締結部は、前記第１の締結部が締結される受容部の形状で設けられる請求項１の圧力センサ。
3. 前記ハウジングは、内側に突出するフランジを含み、
   前記接続基板は、前記ハウジング内の前記フランジ上に着座する請求項１の圧力センサ。
4. 前記接続基板と前記ばねホルダの間にはＯリングが介在し、
   前記Ｏリングは、前記締結部を閉塞するように設けられる請求項３の圧力センサ。
5. 前記ばねは、コイルばねである請求項１の圧力センサ。
6. 前記ばねに取り付けられた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請求項１又は５の圧力センサ。
7. 前記ばねの両端は、異なる直線又は平面上に配置される請求項１又は５の圧力センサ。
8. 前記ばねは、各ばねが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夫々の段付き部を含む複数のコイルばねであり、
   前記夫々の段付き部は、前記ばねの同一の位置に形成される請求項７の圧力センサ。
9. 前記ばねホルダは、
   前記ばねの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、
   前記下部ばねホルダに結合され、前記ばねの前記段付き部より上方の上部を収容し、前記第１の締結部を含む上部ばねホルダと
   を含む請求項７の圧力センサ。
10. 前記ばねに取り付けられた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ように前記下部ばねホルダと前記上部ばねホルダとの間に介在する請求項９の圧力センサ。

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