JP6966248B2 - Sensor unit - Google Patents
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Description
本発明は、温度検知素子を備えたセンサーユニット、特に、車両のエンジンの吸気道内の吸気温度を検知するセンサーユニットに関する。 The present invention relates to a sensor unit provided with a temperature detecting element, particularly a sensor unit for detecting the intake air temperature in the intake air passage of a vehicle engine.
特許文献1に記載のエンジン用スロットルボディ装置は、スロットルバルブにより開閉される吸気道を有するスロットルボディにねじ止めされるユニットハウジングに、スロットルボディの側壁を貫通して吸気道に閉じた先端部を臨ませる中空筒体が一体に形成され、この中空筒体の先端内面にセンサ素子を密着させて吸気温センサが収納される。中空筒体の中空部には、吸気温センサの収容後に合成樹脂がポッティングされる。 The throttle body device for an engine described in Patent Document 1 has a unit housing screwed to a throttle body having an intake passage opened and closed by a throttle valve, and a tip portion that penetrates the side wall of the throttle body and is closed to the intake passage. The hollow cylinder to face is integrally formed, and the intake air temperature sensor is housed by bringing the sensor element into close contact with the inner surface of the tip of the hollow cylinder. Synthetic resin is potted in the hollow portion of the hollow cylinder after the intake air temperature sensor is accommodated.
しかしながら、上記合成樹脂は、中空筒体の開口側から有底の先端部側へ流し込まれるため、中空筒体内に存在している空気が先端部側へ送られてしまうことから、センサ素子の周辺に気泡ができやすくなり、また、合成樹脂による充填が不均一となるおそれがある。このため、吸気温の測定の応答性が低くなり、また、製品ごとの充填状態の違いによる測定性能ばらつきが生じやすくなるという問題がある。 However, since the synthetic resin is poured from the opening side of the hollow cylinder to the bottomed tip side, the air existing in the hollow cylinder is sent to the tip side, so that the periphery of the sensor element Bubbles are likely to be formed in the air, and the filling with the synthetic resin may be non-uniform. For this reason, there is a problem that the responsiveness of the measurement of the intake air temperature becomes low, and the measurement performance tends to vary due to the difference in the filling state of each product.
そこで本発明は、樹脂剤を充填するときに、中空の筒状体内の空気が先端部に残ることを防ぐことができ、これにより、温度測定の応答性を確保し、測定性能ばらつきを抑えることができる温度センサを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can prevent air in the hollow tubular body from remaining at the tip when the resin agent is filled, thereby ensuring the responsiveness of temperature measurement and suppressing the variation in measurement performance. It is an object of the present invention to provide a temperature sensor capable of performing.
上記課題を解決するために、本発明のセンサーユニットは、ハウジングと、ハウジングから延出した中空の筒状体と、筒状体の延出方向の先端部の内部に配置される温度検知素子とを備え、筒状体は、先端部の壁部を貫通する孔部を有し、筒状体の内部には樹脂剤が充填されていることを特徴としている。
これにより、樹脂剤の充填の際に筒状体の内部の空気を外部へ逃がしやすくなり、特に、先端部側に空気が残ることを防ぐことができるため、筒状体の先端部周辺の温度測定の応答性を確保でき、測定ごとのばらつきを抑えることが可能となる。
In order to solve the above problems, the sensor unit of the present invention includes a housing, a hollow cylindrical body extending from the housing, and a temperature detecting element arranged inside the tip of the tubular body in the extending direction. The tubular body has a hole penetrating the wall portion of the tip portion thereof, and the inside of the tubular body is filled with a resin agent.
This makes it easier for the air inside the cylindrical body to escape to the outside when the resin agent is filled, and in particular, it is possible to prevent air from remaining on the tip side, so that the temperature around the tip of the tubular body is high. The responsiveness of the measurement can be ensured, and the variation in each measurement can be suppressed.
本発明のセンサーユニットにおいて、筒状体の内部に樹脂剤が充填されたときも孔部内の通気状態が維持されるように、筒状体の内面における孔部の開口面積と樹脂剤の物性値が設定されていることが好ましい。
これにより、孔部と外部との間の空気の流通が確保できるため、樹脂剤充填の際に筒状体内部に残った空気や気泡を外部へ導きやすくなる。
In the sensor unit of the present invention, the opening area of the hole on the inner surface of the cylinder and the physical property value of the resin so that the ventilation state in the hole is maintained even when the inside of the cylinder is filled with the resin agent. Is preferably set.
As a result, the air flow between the hole and the outside can be ensured, so that the air and air bubbles remaining inside the cylindrical body at the time of filling with the resin agent can be easily guided to the outside.
本発明のセンサーユニットにおいて、孔部は、筒状体の内面における開口面積よりも、外面における開口面積の方が大きいことが好ましい。
これにより、筒状体内に充填した樹脂剤が孔部から外部へ漏れ出ることを抑えることができる。
In the sensor unit of the present invention, it is preferable that the hole portion has a larger opening area on the outer surface than the opening area on the inner surface of the tubular body.
As a result, it is possible to prevent the resin agent filled in the tubular body from leaking to the outside from the hole.
本発明のセンサーユニットにおいて、筒状体の先端部の内面の延出方向直交断面の面積である第1面積は、温度検知素子の延出方向直交断面の面積である第2面積よりも大きいことが好ましい。
これにより、筒状体の内面と温度検知素子との間に隙間が形成されるため、この隙間による毛細管現象によって、樹脂剤を先端部まで充填させやすくなる。
In the sensor unit of the present invention, the first area, which is the area of the orthogonal cross section of the inner surface of the tip of the tubular body in the extending direction, is larger than the second area, which is the area of the orthogonal cross section of the temperature detecting element in the extending direction. Is preferable.
As a result, a gap is formed between the inner surface of the tubular body and the temperature detecting element, and the capillary phenomenon caused by this gap makes it easier to fill the resin agent to the tip portion.
本発明のセンサーユニットにおいて、第1面積と第2面積との差は、延出方向において先に行くほど小さくなることが好ましい。
これにより、筒状体の内面と温度検知素子との間で毛細管現象を生じさせやすくし、筒状体内の温度検知素子を樹脂剤で確実に囲むことが可能となる。
In the sensor unit of the present invention, it is preferable that the difference between the first area and the second area becomes smaller toward the extension direction.
As a result, a capillary phenomenon is likely to occur between the inner surface of the tubular body and the temperature detecting element, and the temperature detecting element in the tubular body can be reliably surrounded by the resin agent.
本発明のセンサーユニットにおいて、温度検知素子の先端面の曲率は、孔部が設けられた壁部の内面の曲率よりも大きいことが好ましい。
これにより、筒状体の内面と温度検知素子との間に隙間が形成されるため、毛細管現象が生じやすくなり、温度検知素子のまわりを樹脂剤で確実に囲むことができる。
In the sensor unit of the present invention, the curvature of the tip surface of the temperature detecting element is preferably larger than the curvature of the inner surface of the wall portion provided with the hole portion.
As a result, a gap is formed between the inner surface of the tubular body and the temperature detection element, so that a capillary phenomenon is likely to occur, and the temperature detection element can be reliably surrounded by the resin agent.
本発明のセンサーユニットにおいて、筒状体の先端部は、エンジンの吸気道の内部に配置されることが好ましい。
これにより、エンジンの吸気道の吸気温度を精度良く、かつ、確実に検知することができる。
In the sensor unit of the present invention, it is preferable that the tip end portion of the tubular body is arranged inside the intake passage of the engine.
As a result, the intake air temperature of the intake air passage of the engine can be detected accurately and reliably.
本発明によると、合成樹脂を充填するときに、中空の筒状体内の空気が先端部に残ることを防ぐことができ、これにより、温度測定の応答性を確保し、測定性能ばらつきを抑えることができる。 According to the present invention, when the synthetic resin is filled, it is possible to prevent the air in the hollow cylindrical body from remaining at the tip portion, thereby ensuring the responsiveness of temperature measurement and suppressing the variation in measurement performance. Can be done.
以下、本発明の実施形態に係るセンサーユニットについて図面を参照しつつ詳しく説明する。図1は本実施形態に係るセンサーユニット10の構成を示す側面図、図2はセンサーユニット10の構成を示す平面図である。各図には、基準座標としてX−Y−Z座標が示されている。Z方向は、筒状部の延出方向に沿っており、X−Y面はZ方向に直交する面である。以下の説明において、Z方向に沿って見た状態を平面視ということがある。また、図1の上下を上下方向として説明するが、センサーユニット10の姿勢はこれに限定されない。
Hereinafter, the sensor unit according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing the configuration of the
本実施形態のセンサーユニット10は、自動二輪車や自動車その他の車両のエンジンに用いられるスロットルボディ(不図示)に取り付けられる。スロットルボディは、不図示のスロットルバルブによって開閉される吸気道を有し、センサーユニット10は前記吸気道内の吸気温度を電気的に検知する。
The
図1又は図2に示すように、センサーユニット10は合成樹脂製のユニットハウジング20を備えている。ユニットハウジング20は、ハウジング本体部22を有しており、ハウジング本体部22の上部を構成する本体上部21は、ハウジング本体部22から側方へ延出した形状となっている。図2に示すように、本体上部21 の上面には、ねじ孔23a、23bが設けられ、これらを通じてねじをスロットルボディの取り付け面に結合することによって、ユニットハウジング20がスロットルボディに固定される。
As shown in FIG. 1 or 2, the
ユニットハウジング20には、本体上部21の上面 から上側へ延びる中空の筒状体30が一体成形されている。この筒状体30の少なくとも先端部31が、スロットルボディの側壁に形成された挿通孔から挿入されて、エンジンの吸気道内に配置される。
The
ユニットハウジング20には、スロットルバルブの開度を電気的に検知するスロットルセンサ24が設けられ、スロットルセンサ24は、連結孔25によって、スロットルバルブを支持するバルブ軸(不図示)に連結される。
The
ユニットハウジング20内には、スロットルセンサ24及び吸気温センサ40に共通の回路基板が取り付けられており、この基板上の回路では、スロットルセンサ24による検知結果からスロットルバルブの開度を算出し、また、吸気温センサ40による検知結果から吸気温を算出する。
A circuit board common to the
ユニットハウジング20には角筒形状に形成されたカプラ26が設けられている。カプラ26は、角筒形状部分の内側に、上記回路基板に電気的に接続された 複数の端子27が設けられている。スロットルセンサ24及び吸気温センサ40による検知信号、並びに、上記回路による演算結果は、複数の端子27によって接続された不図示の制御ユニットへ出力される。
The
図3(A)は筒状体30の断面図であって、図2のA−A’線における断面図、図3(B)は図3(A)の先端部31を拡大した図である。図4は筒状体30の平面図である。
図3(A)、(B)に示すように、筒状体30の延出方向(Z方向)の先端部31には、その上壁部32を上下に貫通する孔部としてのエア抜き孔33が設けられている。筒状体30の内部には、筒状体30の内面34に先端面41aを接触させるように温度検知素子としてのサーミスタ41が配置され、さらに、このサーミスタ41から延びる端子42が配置されている。サーミスタ41は吸気道の吸気温度の変化に応じて抵抗値が変化し、この抵抗値の変化は、端子42に電気的に接続された上記回路において電圧として検知される。
FIG. 3A is a cross-sectional view of the
As shown in FIGS. 3A and 3B, an air bleeding hole as a hole that penetrates the
筒状体30の内部には、まずサーミスタ41と端子42が収容され、その後、筒状体30の下側から、上方向(図3のB方向)へ樹脂剤としての合成樹脂43が充填される。合成樹脂43としては、非導電性の樹脂剤、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂がある。合成樹脂43は、充填後に硬化させても良いし、硬化させずに筒状体30の内部空間を閉止するようにしてもよい。合成樹脂43の硬化方法は、樹脂剤に合わせて任意に選択でき、自然硬化、2液硬化、加熱硬化などを選択できる。
The
筒状体30の内部へ充填された合成樹脂43は、毛細管現象により、筒状体30の内面34とサーミスタ41の隙間を上方向へ侵入する。この充填においては、筒状体30内の空気をエア抜き孔33から外部へ逃がしやすくなっているため、筒状体30の内面34とサーミスタ41の間を合成樹脂43で満たすことができる。これにより、吸気温センサ40による温度検知の応答性と検知の安定性を確保することができる。
なお、温度検知素子としては、サーミスタに限定されず、例えば熱電対を用いることもできる。
The
The temperature detecting element is not limited to the thermistor, and for example, a thermocouple can be used.
図3(B)と図4に示すように、エア抜き孔33は、平面視円形状をなしており、その開口面積は上に行くほど大きくなるように設定されている。したがって、筒状体30の内面34における開口33aの面積よりも、外面35における開口33bの面積の方が大きくなっている。これにより、エア抜き孔33内に樹脂剤が入っても、外面35の開口33bから外部へ漏れることを抑えることが可能となる。ここで、例えば、エア抜き孔33の開口面積として、内面34における開口33aの直径を0.2mm、外面35における開口33bの直径を0.68mmとし、筒状体30に充填する合成樹脂43の物性(常温)として、粘性3800mPa・s、表面張力109×10−3N/mとしたとき、外面35における開口33bからの合成樹脂の漏れが抑えられた。この効果は、開口33aの直径を0.2mm未満としたときにも確認された。さらに、このような効果が得られる所定範囲としては、開口33aの直径0.2mm以下、合成樹脂43の粘性2000〜5000mPa・s、表面張力50×10−3〜300×10−3N/mが挙げられる。
なお、エア抜き孔33の開口形状は円形に限定されず、例えば矩形であってもよい。
As shown in FIGS. 3B and 4, the
The opening shape of the
さらに、筒状体30の内面34における開口面積と合成樹脂43の物性値を、それぞれ上記所定範囲に設定することにより、筒状体30の内部に合成樹脂43を充填したときに、筒状体30とサーミスタ41との隙間に合成樹脂43が充填され、かつ、エア抜き孔33には合成樹脂43が充填されずに通気状態が維持される。これにより、合成樹脂43を充填したときの筒状体30の内部、特に先端部31において、空気が入り込んだとしても、エア抜き孔33から外部へ抜けやすくなるため、先端部31付近には空気が残らず吸気温センサ40による温度検知の応答性を確保でき、空気が残っていることによって生じる、測定機会ごとのばらつきや製品ごとの性能のばらつきを抑えることができる。
Further, by setting the opening area on the
図3(A)、(B)に示すように、吸気温センサ40の先端面41aの曲率は、エア抜き孔33が設けられた上壁部32における内面34の曲率よりも大きくなっている。したがって、筒状体30の上下方向直交断面の面積(第1面積)と吸気温センサ40の上下方向直交断面の面積(第2面積)とは互いに同一ではなく、かつ、上へ行くほどその差は小さくなる。この構成により、吸気温センサ40の先端面41aを筒状部30の内面34に密着させたときに両者の間に隙間が生じ、かつ、この隙間は上に行くほど狭くなるため、樹脂剤を充填したときに毛細管現象を生じさせやすくなる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the curvature of the
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be improved or modified within the purpose of improvement or the idea of the present invention.
以上のように、本発明に係るセンサーユニットは、温度応答性を確保でき、また、測定機会ごとのばらつきや製品ごとの性能ばらつくことを抑えることができる点で有用である。 As described above, the sensor unit according to the present invention is useful in that it can secure temperature responsiveness and can suppress variations in measurement opportunities and performances in each product.
10 センサーユニット
20 ユニットハウジング
21 本体上部
22 ハウジング本体部
26 カプラ
30 筒状体
31 先端部
32 上壁部
33 エア抜き孔
33a、33b 開口
34 内面
35 外面
40 吸気温センサ
41 サーミスタ(温度検知素子)
41a 先端面
43 合成樹脂(樹脂剤)
10
Claims (5)
ハウジングから延出した中空の筒状体と、
前記筒状体の延出方向の先端部の内部に配置される温度検知素子とを備え、
前記筒状体は、前記先端部の壁部を貫通する孔部を有し、
前記筒状体の内部には樹脂剤が充填され、
前記孔部は、前記筒状体の内面における開口面積よりも、外面における開口面積の方が大きいことを特徴とするセンサーユニット。 With the housing
A hollow cylinder extending from the housing,
It is provided with a temperature detecting element arranged inside the tip portion of the tubular body in the extending direction.
The tubular body has a hole portion penetrating the wall portion of the tip portion, and has a hole portion.
The inside of the tubular body is filled with a resin agent ,
The sensor unit is characterized in that the hole portion has a larger opening area on the outer surface than an opening area on the inner surface of the tubular body.
ハウジングから延出した中空の筒状体と、 A hollow cylinder extending from the housing,
前記筒状体の延出方向の先端部の内部に配置される温度検知素子とを備え、 It is provided with a temperature detecting element arranged inside the tip portion of the tubular body in the extending direction.
前記筒状体は、前記先端部の壁部を貫通する孔部を有し、 The tubular body has a hole portion penetrating the wall portion of the tip portion, and has a hole portion.
前記筒状体の内部には樹脂剤が充填され、 The inside of the tubular body is filled with a resin agent,
前記筒状体の先端部の内面の前記延出方向直交断面の面積である第1面積は、前記温度検知素子の前記延出方向直交断面の面積である第2面積よりも大きく、 The first area, which is the area of the orthogonal cross section in the extending direction of the inner surface of the tip portion of the tubular body, is larger than the second area, which is the area of the orthogonal cross section in the extending direction of the temperature detecting element.
前記第1面積と前記第2面積との差は、前記延出方向において先に行くほど小さくなることを特徴とするセンサーユニット。 A sensor unit characterized in that the difference between the first area and the second area becomes smaller toward the end in the extension direction.
The sensor unit according to any one of claims 1 to 4 , wherein the tip end portion of the cylindrical body is arranged inside an intake passage of an engine.
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