(57)【要約】【課題】搭載自由度が向上する物理量センサを提供する。【解決手段】流体の物理量を検出する物理量センサであって、内部に空間２１が形成されるとともに、空間２１に流体を流入させる第１流路２５、および、空間２１から流体を流出させる第２流路２６が形成されたケース２０と、空間２１に配置され、第１流路２５から空間２１に導入された流体の物理量に応じた信号を出力するセンサ部１２と、を備え、ケース２０は、ケース２０の外側に向かって突出した第１凸部２０ｃおよび第２凸部２０ｄを有しており、第１流路２５、第２流路２６は、それぞれ、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄの内部に形成されるとともに、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄの突出方向に延設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の物理量を検出する物理量センサであって、
内部に空間（２１）が形成されるとともに、前記空間に流体を流入させる第１流路（２５）、および、前記空間から流体を流出させる第２流路（２６）が形成されたケース（２０）と、
前記空間に配置され、前記第１流路から前記空間に導入された流体の物理量に応じた信号を出力するセンサ部（１２）と、を備え、
前記ケースは、前記ケースの外側に向かって突出した第１凸部（２０ｃ）および第２凸部（２０ｄ）を有しており、
前記第１流路、前記第２流路は、それぞれ、前記第１凸部、前記第２凸部の内部に形成されるとともに、前記第１凸部、前記第２凸部の突出方向に延設されている物理量センサ。
【請求項２】
前記センサ部は、前記第１流路から前記空間に流入した流体の圧力に応じた信号を出力する請求項１に記載の物理量センサ。
【請求項３】
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記第１流路および前記第２流路が直線状に並ぶように配置されている請求項１または２に記載の物理量センサ。
【請求項４】
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記第１流路および前記第２流路が互いに垂直となるように配置されている請求項１または２に記載の物理量センサ。
【請求項５】
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記第１流路および前記第２流路が互いに平行となり、前記第１流路での流体の流れと前記第２流路での流体の流れが互いに逆の向きとなるように配置されている請求項１または２に記載の物理量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の物理量を検出する物理量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１では、内部に空間が形成されるとともに、この空間に流体を導入する圧力導入孔が形成された金属製のハウジングと、ハウジングの内部に配置され、圧力導入孔から導入された流体の圧力を検出する検出素子とを備える圧力センサが提案されている。この圧力センサでは、ハウジングを適所に固定するために、ハウジングの一部がおねじ形状とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の圧力センサのように、ハウジングの一部をおねじ形状とした場合、流体が流れる配管にめねじ加工を施し、おねじ形状とされた部分を配管に締結することにより、圧力センサを配管に固定することができる。
【０００５】
しかしながら、このような固定方法では、めねじ加工をするために配管を肉厚にする必要がある。また、圧力センサを搭載する場所にねじ締め工具を動かすための空間が必要である。そのため、圧力センサの搭載自由度が低い。
【０００６】
また、流体の圧力以外の物理量、例えば温度を検出するセンサにおいても、このような固定方法ではセンサの搭載自由度が低い。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、搭載自由度が向上する物理量センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流体の物理量を検出する物理量センサであって、内部に空間（２１）が形成されるとともに、空間に流体を流入させる第１流路（２５）、および、空間から流体を流出させる第２流路（２６）が形成されたケース（２０）と、空間に配置され、第１流路から空間に導入された流体の物理量に応じた信号を出力するセンサ部（１２）と、を備え、ケースは、ケースの外側に向かって突出した第１凸部（２０ｃ）および第２凸部（２０ｄ）を有しており、第１流路、第２流路は、それぞれ、第１凸部、第２凸部の内部に形成されるとともに、第１凸部、第２凸部の突出方向に延設されている。
【０００９】
これによれば、ケースの外側に向かって突出した第１凸部と第２凸部の内部に第１流路と第２流路が形成されているため、各凸部を配管に嵌合し、配管の内部の流路を第１、第２流路に連結させて、配管を流れる流体をケースの内部の空間に流入させることができる。このような方法で物理量センサを配管に設置する場合、めねじ加工をするために配管を肉厚にすることや、ねじ締め工具を動かすための空間を用意することが不要となる。したがって、物理量センサの搭載自由度が向上する。
【００１０】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図２】モールド部材の断面図である。
【図３】センサ部近傍の断面図である。
【図４】圧力センサが配管に嵌合された様子を示す断面図である。
【図５】他の実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【図６】他の実施形態にかかる圧力センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサは、例えば、車両の燃料噴射系における燃料パイプ等に取り付けられ、燃料パイプ内における測定媒体の圧力の検出に用いられると好適である。図１に示すように、圧力センサは、モールド部材１０と、ケース２０とを備えている。
【００１４】
まず、モールド部材１０の構成について説明する。図１、図２に示すように、モールド部材１０は、回路部１１と、センサ部１２と、リードフレーム１３と、これらを封止するモールド樹脂１４とを有している。
【００１５】
回路部１１は、センサ部１２と電気的に接続されてセンサ部１２の駆動制御やセンサ部１２から出力されるセンサ信号の増幅等を行うものである。回路部１１としては、シリコン基板等に半導体集積回路が形成されたＩＣチップが用いられる。
【００１６】
センサ部１２は、測定媒体の物理量に応じた信号を出力するものであり、矩形板状のシリコン基板等を用いて構成されている。本実施形態では、センサ部１２は、測定媒体の圧力に応じた信号を出力する。
【００１７】
図３に示すように、センサ部１２は、長手方向の一端部側に形成されたダイヤフラム部１２ａと、ダイヤフラム部１２ａに形成され、ダイヤフラム部１２ａの変形によって抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子１２ｂとを有している。
【００１８】
また、センサ部１２のうちのダイヤフラム部１２ａが形成される側と反対側の他端部には、ピエゾ抵抗素子１２ｂと電気的に接続される図示しないパッド部が形成されている。
【００１９】
リードフレーム１３は、図２に示すように、回路部１１、およびセンサ部１２の他端部を図示しない接着剤を介して搭載するアイランド部１３ａと、外部との電気的接続を行う端子としてのリード部１３ｂとを備えている。なお、このリードフレーム１３は、一般的なＣｕや４２アロイ等の導電性に優れた金属にて構成され、エッチング加工やプレス加工等によって所定形状に加工されている。
【００２０】
そして、回路部１１とセンサ部１２の他端部に形成されたパッド部とがボンディングワイヤ１５を介して電気的に接続されているとともに、回路部１１とリード部１３ｂの一端部とがボンディングワイヤ１６を介して電気的に接続されている。なお、これらボンディングワイヤ１５、１６は、金やアルミニウム等で構成されている。
【００２１】
そして、これら回路部１１、センサ部１２、リードフレーム１３、ボンディングワイヤ１５、１６がモールド樹脂１４により封止されて一体化されている。具体的には、センサ部１２のうちダイヤフラム部１２ａが形成された一端部側が露出するとともに、リード部１３ｂのうちボンディングワイヤ１６を介して回路部１１に接続された側と反対側の端部が露出するように、モールド樹脂１４によって一体化されている。なお、モールド樹脂１４は、一般的なエポキシ樹脂等で構成されるものであり、金型を用いたトランスファーモールド法等によって成形される。
【００２２】
また、センサ部１２は、上記のように矩形板状とされており、一端部が露出するようにモールド樹脂１４に封止されているが、図３に示すように、センサ部１２の一端部側では、センサ部１２の側面の周囲に隙間部１７を介してモールド樹脂１４が配置されている。
【００２３】
なお、センサ部１２における側面と直交する一面および当該一面と反対側の他面上にはモールド樹脂１４は配置されていない。また、センサ部１２の側面とモールド樹脂１４との間の隙間部１７は、例えば、センサ部１２の側面が封止されるようにモールド樹脂１４を形成した後、レーザ加工等をすることによって形成される。以上がモールド部材１０の構成である。モールド部材１０は、インサート成形によりケース２０と一体に成形されることによってケース２０内に保持されている。
【００２４】
ケース２０は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより作られる。図１に示すように、ケース２０は、円柱状のボディ部２０ａと、ボディ部２０ａの端部からボディ部２０ａの軸方向に延設されるとともにボディ部２０ａとの連結部分においてボディ部２０ａよりも径が小さくされた円柱状のコネクタ部２０ｂとを有している。モールド部材１０は、ボディ部２０ａの内部に形成された空間である圧力室２１にセンサ部１２が配置されるように、ケース２０に保持されている。
【００２５】
コネクタ部２０ｂには、ボディ部２０ａとは反対側において開口し、コネクタ部２０ｂの軸方向に沿ってボディ部２０ａに向かって延設された凹部２２が形成されている。また、コネクタ部２０ｂには、凹部２２の内部とコネクタ部２０ｂの外部とを連結するように側壁を貫通する貫通孔２３が形成されている。
【００２６】
また、ケース２０には、センサ部１２と外部回路等とを電気的に接続するための金属棒状のターミナル２４が複数本備えられている。各ターミナル２４は、溶接によってリードフレーム１３ｂと電気的に接続されており、インサート成形によりケース２０と一体に成形されることによってケース２０内に保持されている。
【００２７】
具体的には、各ターミナル２４は、一端部が凹部２２内にて露出するように、ケース２０に保持されている。そして、ターミナル２４は、図示しないワイヤハーネス等の外部配線部材を介して外部回路等と電気的に接続される。この外部配線部材は、凹部２２および貫通孔２３に嵌合されることでケース２０に固定される。そして、センサ部１２は、回路部１１、リード部１３ｂ、ターミナル２４を介して外部回路と接続される。
【００２８】
また、ケース２０は、ボディ部２０ａの外側に向かって突出した第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄを有している。第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄはそれぞれ円柱状とされており、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄの内部には、それぞれ、測定媒体となる流体を圧力室２１に流入させるための流路２５、測定媒体を圧力室２１から流出させるための流路２６が形成されている。流路２５、２６は、それぞれ、第１流路、第２流路に相当する。
【００２９】
流路２５、流路２６は、それぞれ、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄの突出方向に延設されている。具体的には、流路２５、流路２６は、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄの軸方向に沿って直線状に延設されており、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄの先端部において開口している。
【００３０】
本実施形態では、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄは、ボディ部２０ａのうちコネクタ部２０ｂとは反対側の端部から突出しており、流路２５、流路２６が圧力室２１を挟んで直線状に並ぶように配置されている。これにより、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄは、ボディ部２０ａと共にＴ字状のケース２０を構成している。以上がケース２０の構成である。
【００３１】
このような圧力センサは、測定媒体が流れる配管等に取り付けられて用いられる。具体的には、図４に示すように、配管３１、配管３２にそれぞれ第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄが嵌合され、配管３１に形成された流路３３が流路２５と連結され、配管３２に形成された流路３４が流路２６に連結される。そして、図４中の矢印のように測定媒体が流路３３、流路２５を通って圧力室２１に流入し、流路２６、流路３４を通って流出することで、ダイヤフラム部１２ａに測定媒体の圧力が印加され、ピエゾ抵抗素子１２ｂの抵抗値が変化して、測定媒体の圧力が検出される。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態では、ケース２０が第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄを有しており、第１凸部２０ｃ、第２凸部２０ｄの内部に流路２５、流路２６が形成されており、ケース２０の内部にモールド部材１０が配置されている。したがって、上記のように、測定媒体が流れる配管に圧力センサを嵌合し、測定媒体の圧力を検出することができる。これにより、圧力センサの搭載自由度が向上する。
【００３３】
例えば、圧力センサをねじ締めにより配管に固定する場合には、圧力センサを搭載する場所にねじ締め工具を動かすための空間が必要であるが、本実施形態ではこのような空間が不要である。そのため、搭載する場所の確保が容易になり、密集度の高いエンジン等にも搭載することができる。また、圧力センサをねじ締めで配管に固定する場合には、配管を肉厚にする必要があるが、本実施形態では肉薄の配管にも圧力センサを固定することができる。
【００３４】
また、圧力センサを車両のエンジンコンパートメント内に搭載する場合、圧力センサにかかる熱負荷が高くなるため、圧力センサの使用温度上限を考慮して搭載場所を設定する必要がある。そして、ねじ締め工具を動かすための空間を確保するために圧力センサを熱負荷が高い場所に配置せざるを得ない場合には、遮熱板などで圧力センサを保護することが必要となり、車両の製造コストが増加する。これに対して、本実施形態では、上記のように圧力センサの搭載自由度が向上するため、圧力センサを熱負荷が低い場所に搭載することが可能となる。したがって、遮熱板等が不要となり、車両の製造コストの増加が抑制される。
【００３５】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００３６】
例えば、図５に示すように、流路２５および流路２６が互いに垂直となるように第１凸部２０ｃおよび第２凸部２０ｄを配置し、ケース２０のうち第１凸部２０ｃおよび第２凸部２０ｄが形成された部分をＬ字状としてもよい。また、図６に示すように、流路２５および流路２６が互いに平行となり、流路２５での流体の流れと流路２６での流体の流れが互いに逆の向きとなるように第１凸部２０ｃおよび第２凸部２０ｄを配置してもよい。これにより、ケース２０のうち第１凸部２０ｃおよび第２凸部２０ｄが形成された部分はＵ字状となる。このように、ケース２０の形状によって、圧力センサを様々な場所への配置に対応させることができる。
【００３７】
また、流体の圧力以外の物理量、例えば温度を検出する物理量センサに本発明を適用してもよい。また、流体の圧力および温度を検出する物理量センサに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１２    センサ部
２０    ケース
２０ｃ  第１凸部
２０ｄ  第２凸部
２１    圧力室
２５    流路
２６    流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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