(57)【要約】【課題】撓みを抑制した状態でシールすることのできるダイアフラムおよびダイアフラムを備える油圧センサを提供する。【解決手段】ダイアフラム４００は、一側に配置されるエンジンオイルＬ１によって撓み変形するゴム製の膜部４１０と、膜部４１０の外周に形成されて、エンジンオイルＬ１の他側への浸入を抑制するゴム製のシール部４２０と、を備えている。また、シール部４２０は、膜部４１０の膜厚方向の一方側に突出するリブ４２１と、他方側に突出するビード４２２と、を備えている。そして、側断面視におけるビード４２２の中心線Ｃ２を、側断面視におけるリブ４２１の中心線Ｃ１よりも外周側に位置させている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側に存在するエンジンオイルによって撓み変形するゴム製の膜部と、
前記膜部の外周に形成されて、前記エンジンオイルの他側への浸入を抑制するゴム製のシール部と、
を備え、
前記シール部は、
前記膜部の膜厚方向の一方側に突出するリブと、
前記膜部の膜厚方向の他方側に突出するビードと、
を備え、
側断面視における前記ビードの中心線が、側断面視における前記リブの中心線よりも外周側に位置することを特徴とするダイアフラム。
【請求項２】
前記ビードの幅を、ゼロより大きく前記リブの幅の１／２倍よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のダイアフラム。
【請求項３】
前記ビードの高さを、ゼロより大きく前記リブの高さの２／９倍よりも小さくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダイアフラム。
【請求項４】
前記ビードの中心線の前記リブの中心線からの外周側への位置ずれ量を、ゼロより大きく前記リブの幅の１／４倍よりも小さくするとともに、前記ビードの高さの３／４倍よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のダイアフラム。
【請求項５】
前記リブは、側断面視で、先端が半円状をしているとともに、前記ビードは、側断面視で半円状をしており、
前記リブの先端の曲率半径が前記リブの幅の１／２倍となっており、前記ビードの高さおよび曲率半径が前記ビードの幅の１／２倍となっていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のダイアフラム。
【請求項６】
前記膜部の膜厚、前記リブの幅、前記リブの高さ、前記リブの曲率半径、前記ビードの幅、前記ビードの高さおよび前記ビードの曲率半径の各値は、前記膜部および前記シール部を形成するゴムの硬度を考慮して設定されており、
設定された各値および前記ゴムの硬度に基づいて、前記ビードの中心線の前記リブの中心線からの外周側への位置ずれ量が設定されていることを特徴とする請求項５に記載のダイアフラム。
【請求項７】
前記ゴムの硬度をＨｓ６０とし、前記膜部の膜厚を０．３ｍｍ、前記リブの幅を１．６ｍｍ、前記リブの高さを１．８ｍｍ、前記リブの曲率半径を０．８ｍｍ、前記ビードの幅を０．６ｍｍ、前記ビードの高さを０．３ｍｍ、前記ビードの曲率半径を０．３ｍｍ、前記ビードの中心線の前記リブの中心線からの外周側への位置ずれ量を０．３ｍｍとしたことを特徴とする請求項６に記載のダイアフラム。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載のダイアフラムと、
前記ダイアフラムが内部に配置されるハウジングと、
を備え、
前記ハウジングには、前記エンジンオイルが導入される導入路と、前記エンジンオイルの圧力を検知する圧力検知部が収容されるとともに、前記エンジンオイルの圧力を前記圧力検知部に伝達する伝達用オイルが充填される収容空間と、が形成されており、
前記ダイアフラムは、前記導入路と前記収容空間とを画成するように前記ハウジングの内部に配置されており、
前記ハウジングは、第１ハウジングと、前記第１ハウジングに取り付けられる第２ハウジングと、を備えており、
前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに取り付けた状態で、前記シール部が前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとで挟持されて、前記収容空間が前記ダイアフラムにより封止されることを特徴とする油圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアフラムおよびダイアフラムを備える油圧センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の油圧センサとしては、特許文献１に開示されたものが提案されている。この特許文献１には、エンジンオイルが導入される導入路と、エンジンオイルの圧力を検知する圧力検知部が配置される空間と、を互いに連通するようにハウジングに形成した油圧センサが開示されている。
【０００３】
さらに、ハウジング内には金属ダイアフラムが配置されており、この金属ダイアフラムによってエンジンオイルが導入される導入路と、圧力検知部が配置される空間と、が画成されている。また、圧力検知部が配置される空間内には、圧力検知部を保護するオイルが充填されている。
【０００４】
こうすることで、エンジンオイルの圧力が金属ダイアフラムに作用した際に、空間内に充填されたオイルを介してエンジンオイルの圧力を圧力検知部に伝達されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０３５８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、圧力検知部が配置される空間を画成するハウジングに金属ダイアフラムの外周縁部を溶接することで、圧力検知部が配置される空間を封止している。このように、金属ダイアフラムを溶接することで空間を封止すると、空間を確実に封止することが難しい上、封止に手間がかかってしまうという問題がある。また、金属ダイアフラムとは別にＯリング等のシール用の部材を用いて空間を封止することも考えられるが、金属ダイアフラムとは別の部材を用いた場合、油圧センサが大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、膜部の周縁部にシール部が形成されたゴム製のダイアフラムを用いて、圧力検知部が配置される空間を封止することが考えられる。このように、ダイアフラムにシール機能を持たせるようにすれば、より容易かつより確実に圧力検知部が配置される空間を封止することができ、油圧センサの小型化を図ることが可能となる。
【０００８】
しかしながら、ゴム製のダイアフラムを用いた場合、圧力検知部が配置される空間を封止した際に、膜部が撓んでしまうおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、撓みを抑制した状態でシールすることのできるダイアフラムおよびダイアフラムを備える油圧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】
【００１０】
本発明のダイアフラムは、一側に存在するエンジンオイルによって撓み変形するゴム製の膜部と、前記膜部の外周に形成されて、前記エンジンオイルの他側への浸入を抑制するゴム製のシール部と、を備え、前記シール部は、前記膜部の膜厚方向の一方側に突出するリブと、前記膜部の膜厚方向の他方側に突出するビードと、を備え、側断面視における前記ビードの中心線が、側断面視における前記リブの中心線よりも外周側に位置するようにしている。
【００１１】
なお、前記ビードの幅を、ゼロより大きく前記リブの幅の１／２倍よりも小さくなるようにしてもよい。
【００１２】
また、前記ビードの高さを、ゼロより大きく前記リブの高さの２／９倍よりも小さくなるようにしてもよい。
【００１３】
また、前記ビードの中心線の前記リブの中心線からの外周側への位置ずれ量を、ゼロより大きく前記リブの幅の１／４倍よりも小さくするとともに、前記ビードの高さの３／４倍よりも大きくなるようにしてもよい。
【００１４】
また、前記リブの先端を側断面視で半円状とするとともに、前記ビードを側断面視で半円状とし、前記リブの先端の曲率半径が前記リブの幅の１／２倍となり、前記ビードの高さおよび曲率半径が前記ビードの幅の１／２倍となるようにしてもよい。
【００１５】
また、前記膜部の膜厚、前記リブの幅、前記リブの高さ、前記リブの曲率半径、前記ビードの幅、前記ビードの高さおよび前記ビードの曲率半径の各値を、前記膜部および前記シール部を形成するゴムの硬度を考慮して設定し、設定された各値および前記ゴムの硬度に基づいて、前記ビードの中心線の前記リブの中心線からの外周側への位置ずれ量を設定してもよい。
【００１６】
また、前記ゴムの硬度をＨｓ６０とし、前記膜部の膜厚を０．３ｍｍ、前記リブの幅を１．６ｍｍ、前記リブの高さを１．８ｍｍ、前記リブの曲率半径を０．８ｍｍ、前記ビードの幅を０．６ｍｍ、前記ビードの高さを０．３ｍｍ、前記ビードの曲率半径を０．３ｍｍ、前記ビードの中心線の前記リブの中心線からの外周側への位置ずれ量を０．３ｍｍとしてもよい。
【００１７】
また、本発明の油圧センサは、前記ダイアフラムと、前記ダイアフラムが内部に配置されるハウジングと、を備え、前記ハウジングには、前記エンジンオイルが導入される導入路と、前記エンジンオイルの圧力を検知する圧力検知部が収容されるとともに、前記エンジンオイルの圧力を前記圧力検知部に伝達する伝達用オイルが充填される収容空間と、が形成されており、前記ダイアフラムは、前記導入路と前記収容空間とを画成するように前記ハウジングの内部に配置されており、前記ハウジングは、第１ハウジングと、前記第１ハウジングに取り付けられる第２ハウジングと、を備えており、前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに取り付けた状態で、前記シール部が前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとで挟持されて、前記収容空間が前記ダイアフラムにより封止されるようにしている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撓みを抑制した状態でシールすることのできるダイアフラムおよびダイアフラムを備える油圧センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態にかかる油圧センサを模式的に示す側断面図である。
【図２】一実施形態にかかるダイアフラムを模式的に示す平面図である。
【図３】一実施形態にかかるダイアフラムを模式的に示す側面図である。
【図４】一実施形態にかかるダイアフラムの図１のＡ部に相当する部位を拡大して示す側断面図である。
【図５】パターン１からパターン３に示すダイアフラムの各構成の厚さや幅等を説明するための表である。
【図６】図５に示す各パターンのダイアフラムを用いて撓みの有無をシミュレーションした際に得られた結果を説明するための表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下では、自動車用のエンジンオイルの圧力を測定する油圧センサを例示する。また、エンジンオイルの圧力を圧力検知部に伝達する伝達用オイルとしてシリコンオイルを用いたものを例示する。
【００２１】
本実施形態にかかる油圧センサ１０は、図１に示すように、外郭を構成するハウジング１００を備えており、このハウジング１００の内部には、エンジンオイルＬ１が導入される導入路１２１ａが形成されている。さらに、ハウジング１００の内部には、導入路１２１ａに導入されたエンジンオイルＬ１の圧力を検知する圧力検知部３００が収容される収容空間Ｓ１が、導入路１２１ａと連通するように形成されている。
【００２２】
本実施形態では、ハウジング１００は、第１ハウジング１１０と、第１ハウジング１１０に取り付けられる第２ハウジング１２０と、を備えている。そして、第２ハウジング１２０を第１ハウジング１１０に取り付けた状態で、互いに連通する導入路１２１ａおよび収容空間Ｓ１が内部に形成されたハウジング１００が形成されるようになっている。
【００２３】
第１ハウジング１１０は、樹脂材料により形成されており、圧力検知部３００を保持するホルダ部１１１と、相手側コネクタのハウジングと嵌合するコネクタハウジング部１１２と、を備えている。
【００２４】
ホルダ部１１１の先端側の外周には、第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０とを取り付けた状態において第２ハウジング１２０側に向けて突出する突部１１１ａが全周に亘って形成されている。そして、第２ハウジング１２０を第１ハウジング１１０に取り付ける際に、この突部１１１ａによって後述するゴム製のダイアフラム４００のシール部４２０が押圧されるようにしている。さらに、本実施形態では、突部１１１ａの先端が平坦面１１１ｂとなっており、この平坦面１１１ｂによってダイアフラム４００のシール部４２０が押圧されるようになっている。なお、平坦面１１１ｂは、図１に示す状態で略水平に延在するように形成されている。
【００２５】
そして、突部１１１ａの内側の凹んだ部位に圧力検知部３００が配置されている。この圧力検知部３００は、圧力センサ素子３１０と、外部出力用の回路基板３２０と、を備えている。なお、圧力センサ素子３１０としては、従来公知のものを用いることができ、例えば、半導体基板に形成したダイアフラム上に複数のピエゾ抵抗素子をブリッジ状に配置した圧力センサチップを用いることができる。また、図示省略したが、回路基板３２０上には様々な電子部品が実装されている。
【００２６】
一方、コネクタハウジング部１１２は、略筒状に形成されており、このコネクタハウジング部１１２の内側には、相手側コネクタのハウジングが嵌合する嵌合空間１１２ａが形成されている。
【００２７】
そして、第１ハウジング１１０には、コネクタピン２００がインサート成形により一体に形成されている。なお、第１ハウジング１１０にインサート成形されるコネクタピン２００の数は適宜設定することができる。このコネクタピン２００は、図１に示すように、クランク状に屈曲させた形状をしており、先端が嵌合空間１１２ａ内で露出するように、第１ハウジング１１０にインサート成形されている。そして、コネクタピン２００の嵌合空間１１２ａ内で露出する部位が、相手側コネクタの端子部に電気的に接続されるコネクタ端子部２１０となっている。このように、本実施形態では、コネクタハウジング部１１２は、コネクタ端子部２１０の周囲を覆うように形成されている。
【００２８】
一方、コネクタピン２００の他端側は、ホルダ部１１１を貫通するように形成されており、第２ハウジング１２０側に向けて突出する他端が外部出力用の回路基板３２０に電気的に接続されている。
【００２９】
第２ハウジング１２０は、本実施形態では、金属製の筐体であり、エンジン内のエンジンオイルＬ１に先端が浸されるように被取付部材（図示せず）に取り付けられる取付部１２１を備えている。この取付部１２１の外周には、図示せぬネジ部が形成されており、このネジ部を被取付部材（図示せず）に形成したネジ部に螺合させることで、取付部１２１が被取付部材（図示せず）に取り付けられるようにしている。なお、取付部１２１の被取付部材（図示せず）への取り付け方法は、これに限られるものではない。そして、取付部１２１には、貫通孔が形成されており、この貫通孔が導入路１２１ａの一部を構成している。したがって、取付部１２１を被取付部材（図示せず）に取り付けた際には、取付部１２１の先端の開口からエンジンオイルＬ１が導入路１２１ａ内に導入されるようになっている。なお、本実施形態にかかる油圧センサ１０では、ダイアフラム４００よりも貫通孔側に存在し、貫通孔に連通する空間も導入路１２１ａの一部を構成している。
【００３０】
また、第２ハウジング１２０は、取付部１２１の他端（図１の下側）に連設されて、第２ハウジング１２０がエンジン内に配置過ぎてしまうことを抑制する幅広のフランジ部１２２と、このフランジ部１２２に連設される略円筒状の周壁部１２３と、を備えている。そして、フランジ部１２２と周壁部１２３とで画成される空間Ｓ２内にホルダ部１１１を挿入し、周壁部１２３の先端１２３ａを屈曲させてカシメ固定することで、第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０とが取り付けられるようになっている。
【００３１】
さらに、本実施形態では、周壁部１２３に段差部１２３ｂが形成されており、空間Ｓ２内にホルダ部１１１を挿入した際に、この段差部１２３ｂにホルダ部１１１の突部１１１ａを嵌合させるようにしている。
【００３２】
また、フランジ部１２２には、略円環状の溝部１２２ａが形成されている。この溝部１２２ａは、ホルダ部１１１の突部１１１ａと対向する位置に形成されており、ダイアフラム４００のシール部４２０が溝部１２２ａに配置されるようになっている。なお、溝部１２２ａの底面も、図１に示す状態で略水平に延在する平坦面１２２ｂとなっており、この平坦面１２２ｂは、法線方向が、溝部１２２ａに配置したダイアフラム４００の膜厚方向（後述する膜部４１０の厚さ方向）と略一致するように形成されている。すなわち、本実施形態では、ハウジング１００は、法線方向をダイアフラム４００の膜厚方向と略一致させた２つの平坦面（平坦面１１１ｂおよび平坦面１２２ｂ）でダイアフラム４００のシール部４２０を挟持するように構成されている。
【００３３】
ゴム製のダイアフラム４００は、図２および図３に示すように、全体として略円板状をしている。そして、ダイアフラム４００は、図１の上側（一側）に存在するエンジンオイルＬ１によって撓み変形する略円板状の膜部４１０と、膜部４１０の外周に形成される略円環状のシール部４２０と、を備えている。なお、本実施形態では、約−３０℃〜１３０℃の範囲で温度が変化するエンジンオイルＬ１に接触することを考慮して、耐熱性に優れたフッ素ゴムを用いてダイアフラム４００を形成している。このフッ素ゴムとしては、例えば、氷点下等の低温下においても硬化することがなく所定の弾性を有するとともに、高温下においても所定の弾性を有する低温性のフッ素ゴムを用いることができる。また、ダイアフラム４００を形成するフッ素ゴムとして、Ｈｓ５５〜６５の硬度を有するフッ素ゴムを用いるのが好ましい。本実施形態では、硬度がＨｓ６０のフッ素ゴムを用いてダイアフラム４００を形成している。
【００３４】
また、図示省略したが、膜部４１０内には基布が配置されており、この基布によって膜部４１０の強度を高めている。基布は、例えば、芳香族ポリアミドを用いて形成することができる。なお、膜部４１０内に基布を設けないようにしてもよい。
【００３５】
また、シール部４２０は、膜部４１０の膜厚方向（図１の上下方向）の一方側に突出するリブ４２１と、膜部４１０の膜厚方向の他方側に突出するビード４２２と、を備えている。すなわち、シール部４２０は、膜部４１０の膜厚方向の両側に突出した形状をしている。なお、ビード４２２は、膜部４１０からの突出量（高さｆ）が、リブ４２１の膜部４１０からの突出量（高さｃ）よりも小さくなるように形成されている。
【００３６】
そして、本実施形態では、リブ４２１が溝部１２２ａ内に配置されるようにしている。すなわち、ダイアフラム４００のシール部４２０は、第２ハウジング１２０を第１ハウジング１１０に取り付ける際に、溝部１２２ａの平坦面１２２ｂによってリブ４２１が、突部１１１ａの平坦面１１１ｂによってビード４２２が押圧されるようになっている。なお、ビード４２２が溝部１２２ａ内に配置されるようにしてもよい。
【００３７】
そして、シール部４２０の膜厚方向の両側に突出させた部位（リブ４２１およびビード４２２）を潰すことで、リブ４２１を溝部１２２ａの平坦面１２２ｂに密着させるとともに、ビード４２２を突部１１１ａの平坦面１１１ｂに密着させている。こうすることで、圧力検知部３００が収容される収容空間Ｓ１がダイアフラム４００によって封止され、収容空間Ｓ１と導入路１２１ａとがダイアフラム４００によって画成されるようにしている。なお、シール部４２０を膜厚方向の両側に突出させるようにすれば、膜厚方向の一方側および他方側をそれぞれの平坦面に密着させることができるため、片側のみ突出させた場合よりも確実に収容空間Ｓ１を封止することができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、膜部４１０の一側に存在するエンジンオイルＬ１が収容空間Ｓ１（膜部４１０の他側）に浸入してしまうことが、シール部４２０によって抑制されるようにしている。
【００３９】
そして、ダイアフラム４００によって封止された収容空間Ｓ１内には、シリコンオイルＬ２が充填されている。このシリコンオイルＬ２は、エンジンオイルＬ１の圧力を圧力検知部３００に伝達する機能を有している。すなわち、本実施形態では、シリコンオイルＬ２が、エンジンオイルＬ１の圧力を圧力検知部３００に伝達する伝達用オイルに相当するものである。なお、ダイアフラム４００およびシリコンオイルＬ２は、圧力検知部３００をエンジンオイルＬ１から保護する機能（エンジンオイルＬ１の圧力検知部３００への接触を抑制する機能）を有している。
【００４０】
このような構成をした油圧センサ１０は、例えば、以下のようにして形成することができる。
【００４１】
まず、コネクタピン２００がインサートされた第１ハウジング１１０を形成し、第１ハウジング１１０のホルダ部１１１に圧力検知部３００を配置するとともに、コネクタピン２００を外部出力用の回路基板３２０に電気的に接続させる。
【００４２】
また、周壁部１２３の先端１２３ａが折り曲げられていない第２ハウジング１２０を形成する。
【００４３】
次に、第２ハウジング１２０の溝部１２２ａにダイアフラム４００のリブ４２１を配置した状態で、フランジ部１２２と周壁部１２３とで画成される空間Ｓ２内にホルダ部１１１を挿入する。
【００４４】
その後、周壁部１２３の先端１２３ａを折り曲げてカシメ加工を施すことで、第２ハウジング１２０を第１ハウジング１１０に取り付ける。
【００４５】
そして、ダイアフラム４００によって封止された収容空間Ｓ１内にシリコンオイルＬ２を充填する。なお、シリコンオイルＬ２の収容空間Ｓ１内への充填方法としては、従来公知の方法を用いることができる。
【００４６】
こうして、油圧センサ１０が形成される。なお、油圧センサ１０は、上述した方法以外の方法で形成することも可能である。
【００４７】
そして、このような構成をした油圧センサ１０を、エンジン内のエンジンオイルＬ１に取付部１２１の先端が浸されるように取り付けることで、エンジン内のエンジンオイルＬ１の圧力が測定される。
【００４８】
具体的には、エンジン内のエンジンオイルＬ１が取付部１２１の先端の開口から導入路１２１ａ内に導入されて、ダイアフラム４００の膜部４１０がエンジンオイルＬ１によって押圧されることで、収容空間Ｓ１側に撓み変形するようになっている。なお、膜部４１０の撓み変形量は、エンジン内のエンジンオイルＬ１の圧力に応じて変化する。
【００４９】
そして、ダイアフラム４００の膜部４１０が収容空間Ｓ１側に撓み変形することで、エンジンオイルＬ１の圧力が収容空間Ｓ１に充填されたシリコンオイルＬ２に伝達されて、このシリコンオイルＬ２を介して圧力センサ素子３１０に伝達される。
【００５０】
そして、エンジンオイルＬ１の圧力が圧力センサ素子３１０に伝達されることで、圧力センサ素子３１０によってエンジンオイルＬ１の圧力が検知される。そして、センサ素子３１０によって検知されたエンジンオイルＬ１の圧力が、外部出力用の回路基板３２０およびコネクタ端子部２１０を介して外部に出力される。
【００５１】
ところで、本実施形態のように、ゴム製のダイアフラム４００を用いた場合、シール部４２０を潰して収容空間Ｓ１を封止する際に、膜部４１０が撓んでしまうおそれがある。そして、膜部４１０が撓んでしまうと、エンジンオイルＬ１の圧力の出力精度が不安定になってしまい、エンジン内のエンジンオイルＬ１の圧力を精度よく測定することができなくなってしまう。
【００５２】
そこで、本実施形態では、２つの平坦面（平坦面１１１ｂおよび平坦面１２２ｂ）でダイアフラム４００のシール部４２０を潰して収容空間Ｓ１を封止した際に、膜部４１０が撓んでしまうことを抑制できるようにした。
【００５３】
具体的には、リブ４２１よりも高さが低いビード４２２の側断面視における中心線Ｃ２が、側断面視におけるリブ４２１の中心線Ｃ１よりも外周側に位置するように、リブ４２１およびビード４２２を形成した（図４参照）。
【００５４】
こうすることで、シール部４２０を潰した際に、ビード４２２側で生じる内部応力の集中部（応力集中部）がリブ４２１側で生じる内部応力の集中部（応力集中部）よりも外側にずれるようにした。そして、ビード４２２側の応力集中部を外周側にずらすことで、膜部４１０のビード４２２側が外側に引っ張られ、膜部４１０が、図１に示す状態で水平方向に保たれるようにした。こうすれば、シール時における膜部４１０の撓みを抑制することができるようになる。
【００５５】
なお、本実施形態では、リブ４２１は、側断面視で中心線Ｃ１に対して略線対称の山型となるように形成されており、ビード４２２は、側断面視で中心線Ｃ２に対して略線対称の山型となるように形成されている。具体的には、リブ４２１は、側断面視で、先端が略半円状をしているとともに、根元側から途中までは略一定の幅で突出した形状をしている。すなわち、リブ４２１は、側断面視で、根元側に位置する長方形の先端側に半円を連結させた形状をしている。一方、ビード４２２は、側断面視で略半円状をしている。したがって、本実施形態では、リブ４２１のＲ（曲率半径ｄ）がリブ４２１の幅ｂの半分（１／２倍）となっており、ビード４２２の高さｆおよびＲ（曲率半径ｇ）がビード４２２の幅ｅの半分（１／２倍）となっている。
【００５６】
ここで、リブ４２１の幅（最も広い部位の幅）ｂおよび高さｃ、ビード４２２の高さｆおよび幅（最も広い部位の幅）ｅは、それぞれ下記の関係を満たすように設定するのが好ましい。このような関係を満たすように各値を設定すれば、より確実に膜部４１０の撓みを抑制することが可能となる。
【００５７】
まず、ビード４２２の幅ｅを、ゼロより大きくリブ４２１の幅ｂの１／２倍よりも小さくなるようにするのが好ましい。
【００５８】
ビード４２２の幅ｅをリブ４２１の幅ｂの１／２以上にすると、シール時にビード４２２側で生じる応力集中部のリブ４２１の中心線Ｃ１からの変位量が小さくなってしまうためである。このように、ビード４２２側で生じる応力集中部のリブ４２１の中心線Ｃ１からの変位量が小さくなると、効果的に膜部４１０を外側に引っ張ることができず、膜部４１０の撓みを抑制することが難しくなってしまう。
【００５９】
次に、ビード４２２の高さｆを、ゼロより大きくリブ４２１の高さｃの２／９倍よりも小さくなるようにするのが好ましい。
【００６０】
ビード４２２の高さｆをリブ４２１の高さｃの２／９以上にすると、シール時におけるビード４２２の潰し量が大きくなってしまうため、ビード４２２を潰した際に膜部４１０側に逃げるゴムの量が多くなってしまうためである。このように、膜部４１０側に逃げるゴムの量が多くなると、効果的に膜部４１０を外側に引っ張ることができず、膜部４１０の撓みを抑制することが難しくなってしまう。
【００６１】
また、ビード４２２の中心線Ｃ２のリブ４２１の中心線Ｃ１からの外周側への位置ずれ量ｈは、下記の関係を満たすように設定するのが好ましい。
【００６２】
具体的には、位置ずれ量ｈを、ゼロより大きくリブ４２１の幅ｂの１／４倍よりも小さくするとともに、ビード４２２の高さｆの３／４倍よりも大きくなるように設定するのが好ましい。
【００６３】
ビード４２２の位置ずれ量ｈをリブ４２１の幅ｂの１／４以上にすると、ビード４２２の外側に平坦面４２０ａを形成することが難しくなって、シール時に、外周端縁まで形成されたビード４２２を潰すことになってしまうためである。このように、ビード４２２を潰す際に外周端縁まで潰すようにすると、ビード４２２側で生じる応力集中部のリブ４２１の中心線Ｃ１からの変位量が大きくなりすぎてしまう。そのため、膜部４１０を外側に引っ張りすぎてしまい、膜部４１０が逆側に撓んでしまう。
【００６４】
また、ビード４２２の位置ずれ量ｈをビード４２２の高さｆの３／４以下にすると、シール時にビード４２２側で生じる応力集中部のリブ４２１の中心線Ｃ１からの変位量が小さくなってしまうためである。このように、ビード４２２側で生じる応力集中部のリブ４２１の中心線Ｃ１からの変位量が小さくなると、効果的に膜部４１０を外側に引っ張ることができず、膜部４１０の撓みを抑制することが難しくなってしまう。
【００６５】
なお、本実施形態では、ダイアフラム４００の形成時に用いられるフッ素ゴムの硬度（Ｈｓ６０）を考慮して、膜部４１０の膜厚ａを０．３ｍｍに設定している。また、ダイアフラム４００の形成時に用いられるフッ素ゴムの硬度（Ｈｓ６０）を考慮して、リブ４２１の幅ｂを１．６ｍｍ、リブ４２１の高さｃを１．８ｍｍ、リブ４２１のＲ（曲率半径）ｄを０．８ｍｍに設定している。さらに、ダイアフラム４００の形成時に用いられるフッ素ゴムの硬度（Ｈｓ６０）を考慮して、ビード４２２の幅ｅを０．６ｍｍ、ビード４２２の高さｆを０．３ｍｍ、ビード４２２のＲ（曲率半径）ｇを０．３ｍｍに設定している。このように、本実施形態では、フッ素ゴムの硬度を考慮して、膜部４１０の膜厚ａ、リブ４２１の幅ｂ、リブ４２１の高さｃ、リブ４２１の曲率半径ｄ、ビード４２２の幅ｅ、ビード４２２の高さｆおよびビード４２２の曲率半径ｇの各値を設定している。
【００６６】
そして、上記ａ〜ｇの値およびフッ素ゴムの硬度（Ｈｓ６０）に基づいて、ビード４２２の中心線Ｃ２のリブ４２１の中心線Ｃ１からの外周側への位置ずれ量ｈを０．３ｍｍとしている。こうすれば、ビード４２２の外側には、幅０．２ｍｍの平坦面４２０ａが略円環状に形成されることになる。
【００６７】
このように、本実施形態にかかるダイアフラム４００は、膜部４１０の膜厚ａ、リブ４２１の幅ｂ、高さｃ、曲率半径ｄ、ビード４２２の幅ｅ、高さｆ、曲率半径ｇ、位置ずれ量ｈおよびフッ素ゴムの硬度を考慮した形状をしている。
【００６８】
ここで、本実施形態では、ビード４２２の高さｆ等が異なる３つのパターンのダイアフラムを設定し、各パターンのダイアフラムをシールした際に、膜部に撓みが生じるか否かについてのシミュレーションを行った。なお、各パターンのダイアフラムも、硬度がＨｓ６０のフッ素ゴムを用いて形成されている。
【００６９】
各パターンのダイアフラムのリブの高さ等は、図５に示す通りである。また、各パターンのダイアフラムのシミュレーション結果は、図６に示す通りである。なお、図６では、シールされていない状態の各パターンのダイアフラムの図、シールされた状態における各パターンのダイアフラムに生じる内部応力を示す応力分布図、および、撓みの有無の結果を表形式で示している。また、今回のシミュレーションでは、シール部全体の高さ（シール部の厚さ）が１．３ｍｍになるまで押圧した状態をシールされた状態とした。すなわち、パターン１，２については、全体の高さが２．１ｍｍのシール部を１．３ｍｍになるまで押し潰したときに生じるダイアフラムの内部応力が図６の応力分布図に示されている。そして、パターン３については、全体の高さが２．２ｍｍであるシール部を１．３ｍｍになるまで押し潰したときに生じるダイアフラムの内部応力が図６の応力分布図に示されている。
【００７０】
ここで、本実施形態で説明したダイアフラム４００は、図５に示すように、パターン２のダイアフラムである。そして、パターン１のダイアフラムは、位置ずれ量ｈが０ｍｍである点がパターン２のダイアフラムと異なっている。このように、パターン１のダイアフラムは、位置ずれ量ｈを、ゼロより大きくリブの幅ｂの１／４倍よりも小さくするという条件を満たしていないダイアフラムである。
【００７１】
一方、パターン３のダイアフラムは、ビードの高さｆが高くビードの幅ｅが広くなっている点がパターン２のダイアフラムと異なっている。このように、パターン３のダイアフラムは、ビードの幅ｅを、ゼロより大きくリブの幅ｂの１／２倍よりも小さくなるようにするという条件を満たしていないダイアフラムである。また、ビードの高さｆを、ゼロより大きくリブの高さｃの２／９倍よりも小さくなるようにするという条件を満たしていないダイアフラムである。さらに、位置ずれ量ｈを、ビードの高さｆの３／４倍よりも大きくなるようにするという条件を満たしていないダイアフラムである。
【００７２】
図６に示すように、ビード４２２の中心線Ｃ２をリブ４２１の中心線Ｃ１に略一致させたパターン１のダイアフラムでは、シール部を潰した際に、ビード側で生じる応力集中部の膜厚方向における位置が、リブ側で生じる応力集中部とほぼ同位置となっている。そして、このようなパターン１のダイアフラムでは、シール時に膜部が０．０２ｍｍだけリブの突出方向に撓んでしまう（図６参照）。このことは、位置ずれ量ｈを０ｍｍとした場合には、膜部のビード側があまり外側に引っ張られず、高さの高いリブの潰れにより膜部側に逃げたゴムを効果的に外側に引っ張ることができなかったために生じたものと考えられる。
【００７３】
また、図６に示すように、ビードの高さｆが高くビードの幅ｅが広くなっているパターン３のダイアフラムでは、ビード側で生じる応力集中部の膜厚方向における位置が、リブ側で生じる応力集中部よりも外側に位置している。ただし、ビード側で生じる応力集中部の大きさが比較的大きくなっている。すなわち、比較的広い範囲に大きな応力がかかってしまっている。そして、このようなパターン３のダイアフラムでは、シール時に膜部が３．０８ｍｍだけリブの突出方向に撓んでしまう。このパターン３のダイアフラムは、上述したように、ビードの幅ｅをリブの幅ｂの１／２倍よりも小さくする、ビードの高さｆをリブの高さｃの２／９倍よりも小さくする、位置ずれ量ｈをビードの高さｆの３／４倍よりも大きくするという条件を満たしていない。そのため、パターン３のダイアフラムの膜部の撓みは、ビード側で生じる応力集中部のリブの中心線からの変位量が小さくなること、シール時に膜部側に逃げるゴムの量が多くなること等の要因が複合的に作用することにより生じたものと考えられる。
【００７４】
これに対して、上記の条件を全て満たすパターン２のダイアフラムでは、ビード側で生じる応力集中部の膜厚方向における位置が、リブ側で生じる応力集中部よりも外側に位置しており、ビード側で生じる応力集中部の大きさも適度な大きさとなっている。そのため、パターン２のダイアフラムでは、シール時に膜部が撓んでいない。このことは、パターン２のダイアフラムでは、膜部のビード側が適度に外側に引っ張られるため、膜部の厚さ方向の両側が潰れたシール部４２０によりバランスよく引っ張られ、結果としてダイアフラムの膜部の撓みが抑制されたものと考えられる。
【００７５】
このように、本実施形態で示すダイアフラム４００を用いれば、撓みを抑制した状態でシールすることが可能となるため、小型化を図りつつ検知精度をより向上させた油圧センサ１０を得ることができる。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態にかかるダイアフラム４００は、一側に存在するエンジンオイルＬ１によって撓み変形するゴム製の膜部４１０を備えている。さらに、ダイアフラム４００は、膜部４１０の外周に形成されて、エンジンオイルＬ１の他側への浸入を抑制するゴム製のシール部４２０を備えている。
【００７７】
また、シール部４２０は、膜部４１０の膜厚方向の一方側に突出するリブ４２１と、膜部４１０の膜厚方向の他方側に突出するビード４２２と、を備えている。
【００７８】
そして、側断面視におけるビード４２２の中心線Ｃ２が、側断面視におけるリブ４２１の中心線Ｃ１よりも外周側に位置するようにしている。
【００７９】
このように、本実施形態では、ビード４２２の側断面視における中心線Ｃ２が、側断面視におけるリブ４２１の中心線Ｃ１よりも外周側に位置するように、リブ４２１およびビード４２２を形成している。そのため、シール部４２０を潰した際に、ビード４２２側で生じる内部応力の集中部（応力集中部）を、リブ４２１側で生じる内部応力の集中部（応力集中部）よりも外側にずらすことができる。そして、ビード４２２側の応力集中部を外周側にずらすようにすれば、膜部４１０のビード４２２側が外側に引っ張られるようになって、シール時における膜部４１０の撓みが抑制されることとなる。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、撓みを抑制した状態でシールすることのできるダイアフラム４００を得ることができる。
【００８１】
なお、ビード４２２の幅ｅを、ゼロより大きくリブ４２１の幅ｂの１／２倍よりも小さくなるようにするのが好ましい。
【００８２】
こうすれば、ビード４２２側で生じる応力集中部のリブ４２１の中心線Ｃ１からの変位量が小さくなってしまうことが抑制されて、より効果的に膜部４１０のビード４２２側を外側に引っ張ることができるようになる。
【００８３】
また、ビード４２２の高さｆを、ゼロより大きくリブ４２１の高さｃの２／９倍よりも小さくなるようにするのが好ましい。
【００８４】
こうすれば、シール時におけるビード４２２の潰し量が大きくなってしまうことが抑制されて、ビード４２２を潰した際に、膜部４１０側に逃げるゴムの量を少なくすることができ、逃げたゴムによる膜部４１０の撓みを抑制することができる。
【００８５】
また、ビード４２２の中心線Ｃ２のリブ４２１の中心線Ｃ１からの外周側への位置ずれ量ｈを、ゼロより大きくリブ４２１の幅ｂの１／４倍よりも小さくするとともに、ビード４２２の高さｆの３／４倍よりも大きくなるようにするのが好ましい。
【００８６】
このように、位置ずれ量ｈを、リブ４２１の幅ｂの１／４倍よりも小さくすれば、ビード４２２の外側に平坦面４２０ａを形成することが可能となる。すなわち、ダイアフラム４００の外周端縁までビード４２２が形成されてしまうことが抑制される。その結果、シール時にダイアフラム４００の外周端縁が潰されてしまうことが抑制されて、膜部４１０を外側に引っ張りすぎてしまうことが抑制される。
【００８７】
また、位置ずれ量ｈを、ビード４２２の高さｆの３／４倍よりも大きくなるようにすれば、ビード４２２側で生じる応力集中部のリブ４２１の中心線Ｃ１からの変位量が小さくなってしまうことが抑制される。その結果、より効果的に膜部４１０のビード４２２側を外側に引っ張ることができるようになる。
【００８８】
また、リブ４２１の先端を側断面視で半円状とするとともに、ビード４２２を側断面視で半円状とするのが好ましい。このとき、リブ４２１の先端の曲率半径ｄをリブ４２１の幅ｂの１／２倍とするとともに、ビード４２２の高さｆおよび曲率半径ｇをビード４２２の幅ｅの１／２倍とするのが好ましい。
【００８９】
こうすれば、平坦面（平坦面１１１ｂや平坦面１２２ｂ）によって押圧された際に、リブ４２１やビード４２２が内側または外側に傾斜するように潰されたとしても、円弧部の一部が平坦面に接触した状態で潰されるようにすることができる。すなわち、平坦面との間に隙間が形成されることなくリブ４２１およびビード４２２を潰すことができるようになる。その結果、リブ４２１およびビード４２２の平坦面への密着性をより高めることができ、より確実にシールすることができるようになる。また、リブ４２１およびビード４２２の先端を半円状とすることで、リブ４２１やビード４２２をより容易に製造することができるようになる。
【００９０】
また、膜部４１０の膜厚ａ、リブ４２１の幅ｂ、高さｃ、曲率半径ｄ、ビード４２２の幅ｅ、高さｆおよび曲率半径ｇの各値は、フッ素ゴム（膜部４１０およびシール部４２０を形成するゴム）の硬度を考慮して設定するのが好ましい。そして、設定された各値およびゴムの硬度に基づいて、ビード４２２の中心線Ｃ２のリブ４２１の中心線Ｃ１からの外周側への位置ずれ量ｈを設定するのが好ましい。
【００９１】
このように、フッ素ゴムの硬度を考慮して、リブ４２１やビード４２２の幅や高さ等の数値を設定することで、エンジンオイルＬ１の圧力を測定する油圧センサ１０で用いるのに適したダイアフラム４００とすることが可能となる。
【００９２】
また、ゴムの硬度をＨｓ６０とし、膜部４１０の膜厚ａを０．３ｍｍ、リブ４２１の幅ｂを１．６ｍｍ、リブ４２１の高さｃを１．８ｍｍ、リブ４２１の曲率半径ｄを０．８ｍｍとしてもよい。そして、ビード４２２の幅ｅを０．６ｍｍ、ビード４２２の高さｆを０．３ｍｍ、ビード４２２の曲率半径ｆを０．３ｍｍ、ビード４２２の中心線Ｃ２のリブ４２１の中心線Ｃ１からの外周側への位置ずれ量ｈを０．３ｍｍとしてもよい。
【００９３】
このように、硬度がＨｓ６０のゴムを用い、リブ４２１やビード４２２の幅や高さ等の数値を上記のように設定すれば、現状考え得る最適なダイアフラム４００を得ることができる。特に、図６のシミュレーション結果に示すように、全体の高さ（通常時の厚さ）が２．１ｍｍのシール部を１．３ｍｍになるまで押し潰すことでシールされるようにすれば、シール時に膜部４１０の撓み量が０ｍｍとなるダイアフラム４００を得ることができる。
【００９４】
また、本実施形態にかかる油圧センサ１０は、上記ダイアフラム４００と、ダイアフラム４００が内部に配置されるハウジング１００と、を備えている。
【００９５】
また、ハウジング１００には、エンジンオイルＬ１が導入される導入路１２１ａと、エンジンオイルＬ１の圧力を検知する圧力検知部３００が収容される収容空間Ｓ１と、が形成されている。そして、収容空間Ｓ１内には、エンジンオイルＬ１の圧力を圧力検知部３００に伝達するシリコンオイル（伝達用オイル）Ｌ２が充填されている。
【００９６】
また、ダイアフラム４００は、導入路１２１ａと収容空間Ｓ１とを画成するようにハウジング１００の内部に配置されており、ハウジング１００は、第１ハウジング１１０と、第１ハウジング１１０に取り付けられる第２ハウジング１２０と、を備えている。
【００９７】
そして、第２ハウジング１２０を第１ハウジング１１０に取り付けた状態で、シール部４２０が第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０とで挟持されて、収容空間Ｓ１がダイアフラム４００により封止されるようにしている。
【００９８】
このように、センサ検知機能およびシール機能を持たせたゴム製のダイアフラム４００を用いて油圧センサ１０を形成することで、Ｏリング等のシール部材を別途設ける必要がなくなる。その結果、部品点数の増加を抑えることができるようになるため、構成の簡素化を図りつつコストの削減を図ることが可能となる。
【００９９】
また、撓みを抑制した状態でシールすることのできるダイアフラム４００を用いているため、エンジンオイルＬ１の圧力の出力精度が不安定になってしまうことが抑制され、エンジン内のエンジンオイルＬ１の圧力をより精度よく測定することが可能となる。
【０１００】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【０１０１】
例えば、上記実施形態では、油圧センサ１０の外郭を構成する第１ハウジング１１０および第２ハウジング１２０とでダイアフラム４００を挟持させたものを例示したが、これに限られるものではない。例えば、油圧センサ１０の外郭を構成する２つのハウジングのうちのいずれか一方のハウジングと、油圧センサ１０の外郭を構成するハウジングとは別の部材とでダイアフラム４００を挟持させるようにしてもよい。また、先行技術文献に開示されているように、予め形成した圧力検知エレメントを、外郭を構成するハウジングの内部に収容させるようにした油圧センサに本発明を適用することも可能である。例えば、圧力エレメントの外郭を構成する２つのハウジングでダイアフラム４００を挟持する構成とすることが可能である。なお、いずれの場合であっても、ダイアフラム４００のシール部４２０を挟持する２つのハウジングが、請求項５に記載の第１ハウジングおよび第２ハウジングに相当することとなる。
【０１０２】
また、膜部やシール部、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  油圧センサ
１００  ハウジング
１１０  第１ハウジング
１２０  第２ハウジング
３００  圧力検知部
４００  ダイアフラム
４１０  膜部
４２０  シール部
４２１  リブ
４２２  ビード
Ｃ１  側断面視におけるリブ４２１の中心線
Ｃ２  側断面視におけるビード４２２の中心線
Ｌ１  エンジンオイル
Ｌ２  シリコンオイル（伝達用オイル）
Ｓ１  収容空間
ａ  膜部の膜厚
ｂ  リブの幅
ｃ  リブの高さ
ｄ  リブの曲率半径
ｅ  ビードの幅
ｆ  ビードの高さ
ｇ  ビードの曲率半径
ｈ  位置ずれ量
【図１】
2019219198.tif 000003
【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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