JP2000304640A - 静電容量形圧力センサユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多品種少量生産に適し且つ組立が簡単な静電
容量型圧力センサユニットを得る。 【解決手段】 コネクタ本体４７を第１及び第２のコネ
クタ本体構成体５５及び５７により構成する。回路基板
６３に端子金具ユニット７５を取付けて回路基板ユニッ
ト６１を構成する。端子金具ユニット７５の嵌合用支持
体部７７を第２のコネクタ本体構成体５７の貫通孔７１
内に挿入しながら、回路基板ユニット６１を第２のコネ
クタ本体構成体５７の内部に収納する。そして接続用端
子金具７６…の第２の端子部７６ｂを圧力センサ素子２
１の出力電極に半田付け接続する。また第１のコネクタ
本体構成体５５と第２のコネクタ本体構成体５７とを組
み合わせる際にＯリング４０を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】】

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量の変化に
基づいて圧力を検出するタイプの静電容量型圧力センサ
ユニットに関するものである。

【０００３】

【従来の技術】特開平９−２１８１２３号公報等には、
金属製の収納ケースの内部に収納した静電容量形圧力セ
ンサ素子の上に絶縁樹脂製のコネクタが配置され、収納
ケースの内部に配置されたコネクタの基部に向かって収
納ケースの開口部側の端部がかしめられて構成された静
電容量型圧力センサユニットが開示されている。コネク
タの内部には、圧力センサ素子からの信号を処理する信
号処理回路を備えた回路基板ユニットが収納され、圧力
センサ素子と回路基板ユニットとはフレキシブル基板
や、端子金具等を介して電気的に接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な静電容量型圧力センサユニットでは、使用箇所及び使
用状況によってコネクタの形状を変える必要性がある。
従来は各機種ごとにまたは必要に応じてコネクタを個別
に設計していた。そのため多品種少量生産をする場合に
は、どうしても製造コストを下げることが難しかった。
また従来の静電容量型圧力センサユニットの構造では、
コネクタの内部に回路基板ユニットを配置する作業が面
倒であり、また組み立てが面倒であった。

【０００５】本発明の目的は、多品種少量生産に適した
静電容量型圧力センサユニットを提供するこにある。

【０００６】本発明の他の目的は、組み立てが簡単な静
電容量型圧力センサユニットを提供するこにある。

【０００７】本発明の更に他の目的は、コネクタ側から
到来する外来ノイズから信号処理回路を保護できる静電
容量型圧力センサユニットを提供するこにある。

【０００８】本発明の更に他の目的はシールド性能が高
い静電容量型圧力センサユニットを提供するこにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明で改良しようとす
る静電容量型圧力センサユニットは、圧力被測定流体の
圧力を検出する静電容量型圧力センサ素子と、収納ケー
スと、回路基板ユニットと、コネクタとを基本的構成要
素として備えている。

【００１０】静電容量型圧力センサ素子は、表面に第１
の静電容量検出用電極パターンを有し裏面が圧力感知面
を構成する絶縁性材料からなる第１の絶縁性基体（また
はダイアフラム基板）と、第１の絶縁性基体に対して固
定されて裏面に第１の静電容量検出用電極パターンと間
隔をあけて対向する第２の静電容量検出用電極パターン
を有する絶縁性材料からなる第２の絶縁性基体（または
ベース基板）とから構成される。この静電容量型圧力セ
ンサ素子は、具体的には、第１の絶縁性基体の圧力感知
面に作用する圧力の変化を第１の静電容量検出用電極と
第２の静電容量検出用電極パターンとの間の静電容量の
変化に基づいて検出する。

【００１１】収納ケースは、金属製であって、一端に開
口部を有し他端に底壁部を有する筒状のケース本体を具
備している。そして収納ケースは、ケース本体の底壁部
に圧力測定の対象となる圧力被測定流体を導入する流体
導入口を有している。

【００１２】回路基板ユニットは、回路パターンを備え
た回路基板の上に、圧力センサ素子の出力を処理するた
めの信号処理回路を構成する複数の電気回路部品の少な
くとも一部が実装されて構成されている。

【００１３】コネクタは、一面に開口部を有する基部内
に回路基板ユニットを収納する収納室を備えた電気絶縁
性を有するコネクタ本体と、このコネクタ本体に固定さ
れ一端が収納室内に突出して回路基板ユニットの回路パ
ターンに電気的に接続され且つ他端が外部に露出する複
数の接続用導体を備えている。

【００１４】圧力センサ素子は、その圧力感知面を収納
ケースの底壁部に向けた状態で収納ケースのケース本体
内に収納されている。具体的には、圧力センサ素子は、
第１の絶縁性基体の圧力感知面と収納ケースの底壁部と
の間に流体導入口から導入された流体が入る流体室を構
成するように収納ケースのケース本体内に収納されてい
る。

【００１５】また収納ケースの開口部側の端部は、コネ
クタ本体の基部側にかしめられている。このような静電
容量型圧力センサユニットでは、一般的には圧力センサ
素子と回路基板ユニットの回路パターンとが、複数本の
金属製端子金具を用いて電気的に接続されている。

【００１６】本発明においては、コネクタ本体を、複数
のコネクタ用端子導体が固定される端子導体固定部及び
この端子導体固定部と一体に形成されて基部の一部を構
成する基部構成部分を備えた第１のコネクタ本体構成体
と、第２の絶縁性基体と接触する端面を備えて基部構成
部分と組み合わされて基部を構成する第２のコネクタ本
体構成体とから構成する。そして第２のコネクタ本体構
成体に回路基板ユニットの回路基板を支持させる。本発
明のように、コネクタ本体を第１及び第２のコネクタ本
体構成体により構成すると、機種によって形状の異なる
コネクタを用いる必要がある場合に、収納ケース内に配
置される第２のコネクタ本体構成体を共通の部品として
使用して、第１のコネクタ本体構成体を変更することに
より対処できる。そのため部品点数は多くなるものの、
多品種少量生産をする場合には、結果として製造コスト
を下げることができる。特に第２のコネクタ本体構成体
に圧力センサ素子と回路基板ユニットの回路パターンと
を電気的に接続する複数の接続用端子金具を支持させる
と、少なくとも回路基板ユニットの回路パターンと複数
の接続用端子金具との接続作業をコネクタ本体の組み立
て前に行うことができ、組み立ての作業性が著しく向上
する。またこのようにすると、複数種類の構造の第１の
コネクタ本体構成体に対して、第２のコネクタ本体構成
体、回路基板ユニット及び複数の接続用端子金具を組み
合わせたアセンブリまたは組立体を事前に別工程で用意
しておくことができるので、製造スピードを上げること
ができて、しかも製造コストを下げることができる。

【００１７】なお第１のコネクタ本体構成体と第２のコ
ネクタ本体構成体とは、圧力センサ素子に対してコネク
タを組み合わせる方向に分離可能にまたは組み立て可能
に構成されているのが好ましい。このような構成にする
と、回路基板の第２のコネクタ本体構成体への装着作業
が容易になるだけでなく、第１のコネクタ本体構成体に
支持された複数のコネクタ用端子導体と回路基板の回路
パターンとの電気的な接続が簡単になる。

【００１８】第１及び第２のコネクタ本体構成体は、そ
れぞれ絶縁樹脂を主成分とする絶縁材料により形成され
ているのが好ましい。一般的にはＰＢＴ等の合成樹脂に
ガラスを混練した絶縁材料等を用いることができる。そ
して第１のコネクタ本体構成体の基部構成部分と第２の
コネクタ本体構成体とは嵌め合い構造を介して結合する
のが好ましい。このようにすると静電容量形圧力センサ
ユニットを実際に組み立てるまでの間に、第１及び第２
のコネクタ本体構成体を相互に仮固定することができる
ため、ユニットの組み立て作業が容易になる。

【００１９】そして第２のコネクタ本体構成体が筒形状
を有している場合には、第２のコネクタ本体構成部の内
壁部には、第１のコネクタ本体構成体の基部構成部分と
結合される側に位置する開口部から挿入された回路基板
ユニットの回路基板を収納する環状の段部を形成する。
そして回路基板を、第１のコネクタ本体構成体の基部構
成部分と第２のコネクタ本体構成体との間に挟持するこ
となく、環状の段部内に収納する。このような回路基板
の収納構造を採用すると組み立て作業中及び作業後のい
ずれにおいても、回路基板に無理な応力が加わることが
ないので、信号処理回路を構成する電気回路部品と回路
パターンとの接続箇所に無理な力が加わって接続不良が
発生するといった不具合が発生するのを防止できる。

【００２０】圧力センサ素子の第２の絶縁性基体の側壁
部には、第１及び第２の静電容量検出用電極パターンに
接続された複数個の出力電極を収納ケースと接触しない
ように形成する。また圧力センサ素子の第２の絶縁性基
体（ベース基板）には複数の嵌合用凹部を形成し、第２
のコネクタ本体構成体には嵌合用凹部に嵌合される複数
の嵌合用凸部を形成する。そして複数の嵌合用凹部に複
数の嵌合用凸部を嵌合した状態で、第２のコネクタ本体
構成体に支持した複数の接続用端子金具の端部を複数個
の出力電極に半田，導電性接着剤等により接続する。こ
のようにすると、圧力センサ素子をコネクタ本体に組み
合わせた状態で、収納ケースに収納する場合に、圧力セ
ンサ素子と回路基板ユニットの回路パターンとの電気的
な接続を簡単に行えるだけでなく、圧力センサ素子と第
２のコネクタ本体構成体との間に相対的な動きが発生し
なくなるため、複数の出力電極と複数の接続用端子金具
との間の接続ぶ接続不良を発生させるような無理な力が
加わり難くなる。

【００２１】コネクタ側から入る外来ノイズによる信号
処理回路の誤動作を防止するためには、第１のコネクタ
本体構成体の基部構成部分内に、複数のコネクタ用端子
導体のうち１本以上のコネクタ用端子導体に対して一方
の電極が接続された１以上の貫通コンデンサの他方の電
極が接続され且つ回路基板ユニットの回路基板とほぼ全
体的に対向する大きさを有する導電性板状部材を収納
し、この導電性板状部材を収納ケースに対して電気的に
接続するのが好ましい。このようにするとコネクタ用端
子導体を通して入り込むノイズは貫通コンデンサを介し
て収納ケース側に流れ、またコネクタ本体を通過して入
り込むノイズは、導電性板状部材がシールド板の作用を
果たして収納ケースへと流れる。したがって外来ノイズ
の影響を大幅に除去できる。なお導電性板状部材を収納
ケースに対して電気的に接続するために、導電性板状部
材に１以上の接触片を一体に設け、第２のコネクタ本体
構成体には１以上の接触片を収容し且つ１以上の接触片
が収納ケースの内壁面と接触するのを許容する１以上の
凹部を形成する。このようにすると第１及び第２のコネ
クタ本体構成体を組み立て状態で、１以上の接触片をコ
ネクタ本体の外部に位置させることがき、且つコネクタ
本体を収納ケースに収納する作業を行うだけで、導電性
板状部材を収納ケースに対して電気的に接続することが
できる。

【００２２】また導電性板状部材には、回路基板に向か
って延びる接続片を一体に設、この接続片を回路基板の
回路パターンのアースパターンに接続するようにしても
よい。このようにすると、特別な接続線を用いることな
く回路パターンのアースパターンを導電性板状部材を介
して収納ケースに電気的に接続することができ、接続構
造が非常に簡単になる。

【００２３】また第１のコネクタ本体構成体と第２のコ
ネクタ本体構成体とが組み合わされた状態でコネクタ本
体の外周部にＯリング嵌合溝が形成されるように、第１
のコネクタ本体構成体及び第２のコネクタ本体構成体の
形状を定めるのが好ましい。そしてＯリング嵌合溝内に
Ｏリングを嵌合させる。このようにすると、第１のコネ
クタ本体構成体と第２のコネクタ本体構成体とを組み合
わせる際に、Ｏリングを装着できるので、Ｏリングの装
着が容易になる。コネクタ本体を一体で形成して、しか
もＯリング嵌合溝を形成する場合には、型抜きの関係か
ら、どうしてもＯリング嵌合溝をＯリング嵌合溝の内部
に型割り線（パーティングライン）を形成することにな
る２つの型を用いて形成せざるをえない。そのためパー
ティングラインには、樹脂のバリが現れることになり、
このバリがＯリングのシール性能を低下させる。これに
対して第１のコネクタ本体構成体及び第２のコネクタ本
体構成体を用いてコネクタ本体を構成すると、Ｏリング
のシール性能に影響を与えるようなバリがＯリング嵌合
溝内に形成されるのを防止できる。そのためこのような
構造を採用すると、シール性能が大幅に向上する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下図１〜図７を参照して、本発
明に係る静電容量型圧力センサユニットの実施の形態の
一例を説明する。図１（Ａ）は本例の静電容量型圧力セ
ンサユニット１の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩ
Ｂ−ＩＢ線断面図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のＩＣ−Ｉ
Ｃ線断面図である。また図２は図１（Ｂ）の断面図の状
態で収納ケース３を除く収容部分を分解して示した分解
図であり、図３は図１（Ｃ）の断面図の状態で収納ケー
スを除く収容部分を分解して示した分解図である。但し
図２及び図３では、金属製の収納ケース３は図示してい
ない。

【００２５】図１に示すように金属製の収納ケース３
は、ケース本体５と取付部７とから構成される。ケース
本体５は、筒状の周壁部９の一端に開口部１１を有し且
つ他端に底壁部１３を有している。そして底壁部１３に
は、圧力測定の対象となる気体や液体等の圧力被測定流
体をケース本体５の内部に導入する流体導入口１５が形
成されている。また取付部７は、流体導入口１５が形成
された底壁部１３の中央部に一体に設けられて流体導入
口１５と連通する通路１６を内部に有する筒部１７と、
筒部１７の先端外周に設けられたネジ部１９とを備えて
いる。収納ケース３のケース本体５の内部には、静電容
量型圧力センサ素子２１が収納されている。

【００２６】圧力センサ素子２１は、セラミック基板等
の絶縁性材料からなるダイアフラム基板または第１の絶
縁性基体２３と、セラミック基板等の絶縁性材料からな
るベース基板または第２の絶縁性基体２５とから構成さ
れる。第１の絶縁性基体２３は、表面に図示しない第１
の静電容量検出用電極パターンを有し、裏面が圧力感知
面２３ａを構成する。また、第２の絶縁性基体２５は、
第１の絶縁性基体２３に対して固定されて裏面（第１の
絶縁性基体２３の表面と対向する面）に前述した第１の
静電容量検出用電極パターンと所定の間隔をあけて対向
する図示しない第２の静電容量検出用電極パターンを有
している。なお電極パターンの一例に関しては、特開平
８−９４４６９号公報、特開平１０−９００９７号公報
（特願平８−２４７３９５号）等などに記載されてい
る。図４に示すように、第１の絶縁性基体２３の平面輪
郭形状はほぼ円形を呈している。第１の絶縁性基体２３
の裏面（底面）には円形状の凹部２４が形成され、この
凹部２４の底壁面が圧力感知面２３ａを構成している。
図４に示すように、第２の絶縁性基体２５の側壁部２７
には、３つの出力電極（図示せず）が形成された平面部
２９が形成されている。

【００２７】図示しない３つの出力電極と第１及び第２
の静電容量検出用電極パターンとの電気的な接続構造に
ついては、特開平８−９４４６９号公報等の図１及び図
３に記載されている。なお特開平８−９４４６９号公報
に記載の出力電極と同様に、３つの出力電極は、ガラス
銀塗料等の導電性ペーストを用いて導電性厚膜により形
成してもよいし、蒸着等を用いて導電性薄膜により形成
してもよい。３つの出力電極のうち１つの出力電極は第
１の静電容量検出用電極パターン（対向電極パターン）
に接続されており、３つの出力電極のうち２つの出力電
極は第２の静電容量検出用電極パターンに含まれる主電
極パターンと基準電極パターンとにそれぞれ接続されて
いる。また第２の絶縁性基体２５の側壁部２７には、平
面部２９と対向する位置（平面部２９に対して１８０度
反対側の位置）に、径方向外側と上下方向に向かって開
口する溝部３１が形成されている。第２の絶縁性基体２
５には、側壁部２７の平面部２９に沿い且つ表面側に開
口する熱拡散抑制用の凹部（溝部）３３が形成されてい
る。また第２の絶縁性基体２５には、溝部３１と凹部３
３とが並ぶ方向と直交する方向に並ぶ２つの円柱状の凹
部３５，３５が形成されている。

【００２８】なおこのような構造を有する圧力センサ素
子２１は、第１の絶縁性基体２３の圧力感知面２３ａに
作用する圧力の変化を前述した第１の静電容量検出用電
極パターンと第２の静電容量検出用電極パターン（主電
極パターン）との間の静電容量の変化に基づいて検出す
る。圧力センサ素子２１は、圧力感知面２３ａが底壁部
１３と対向するように収納されている。圧力センサ素子
２１の圧力感知面２３ａと底壁部１３との間には、圧力
被測定流体が入る流体室３７が形成されている。圧力感
知面２３ａと底壁部１３との間には、圧力感知面２３ａ
と底壁部１３と周壁部９の内周面と接触して、流体室３
７をシールするシール部材としてのＯリング３９が配置
されている。

【００２９】コネクタ４１は、一面に開口部を有する基
部４３内に後述する回路基板ユニット６１を収納する収
納室４５を備えた電気絶縁性を有するコネクタ本体４７
と、このコネクタ本体４７に固定され一端が収納室４５
内に突出して回路基板ユニット６１の回路パターンに電
気的に接続され且つ他端が外部に露出する３本のコネク
タ用端子導体４９ａ〜４９ｃとを備えている。コネクタ
本体４７の基部４３は、圧力センサ素子２１よりも収納
ケース３の開口部１１側に位置するように収納ケース３
のケース本体５内に収納されている。コネクタ本体４７
の基部４３の端面は、圧力センサ素子２１の第２の絶縁
性基体２５の表面と接触している。

【００３０】本発明では、コネクタ本体４７を、３本の
コネクタ用端子導体４９ａ〜４９ｃが固定される端子導
体固定部５１及びこの端子導体固定部５１と一体に形成
されて基部４３の一部を構成する基部構成部分５３を備
えた第１のコネクタ本体構成体５５と、第２の絶縁性基
体２５の表面と接触する端面を備えて基部構成部分５３
と組み合わされて基部４３を構成する第２のコネクタ本
体構成体５７とから構成されている。第１及び第２のコ
ネクタ本体構成体５５及び５７は、ＰＢＴ等の合成樹脂
にガラスを混練した絶縁材料を用いて形成されている。
そして第１のコネクタ本体構成体５５の基部構成部分５
３と第２のコネクタ本体構成体５７とは嵌め合い構造を
介して結合されている。第１のコネクタ本体構成体５５
と第２のコネクタ本体構成体５７とは、圧力センサ素子
２３に対してコネクタ４１を組み合わせる方向に分離可
能にまたは組み立て可能に構成されている。このような
構成にすると、第１のコネクタ本体構成体５５に支持さ
れた３本のコネクタ用端子導体４９ａ〜４９ｃと回路基
板ユニット６１の回路基板６３の回路パターンとの電気
的な接続が簡単になるだけでなく、Ｏリング４０の取付
が簡単になってしかもＯリング４０のシール効果を十分
に発揮させることができる。Ｏリング４０を嵌合する０
リング嵌合溝を形成するための環状段部５２が基部構成
部分５３の下側端部の外周に形成されている。この環状
段部５２は１つの型を用いてい形成されているので、環
状段部５２を形成する面上に型割り線（パーティングラ
イン）は形成されていない。

【００３１】第１のコネクタ本体構成体５５の基部構成
部分５３の内部には、リン青銅板等の金属板を機械加工
して形成した導電性板状部材５６が収納されている。図
１〜図３及び図６に示すように、この導電性板状部材５
６には、２つの貫通コンデンサＣ，Ｃが支持されてい
る。２つの貫通コンデンサＣ，Ｃは、３本のコネクタ用
端子導体４９ａ〜４９ｃのうち出力端子導体として用い
られるコネクタ用端子導体４９ｂを除く入力端子とアー
ス端子を構成するコネクタ用端子導体４９ａ及び４９ｃ
に対して一方の電極が接続されており、他方の電極が導
電性板状部材５６に電気的に接続されている。そして導
電性板状部材５６の本体部分５６ａは、回路基板ユニッ
ト６１の回路基板６３とほぼ全体的に対向する大きさを
有している。これにより導電性板状部材５６が、回路基
板６３に対するシールド板として機能する。図６に示す
ように導電性板状部材５６の本体部分５６ａには、３本
のコネクタ用端子導体４９ａ〜４９ｃが貫通する３個の
貫通孔Ｔｈ１〜Ｔｈ３が形成されている。また導電性板
状部材５６は、本体部分５６ａに一対の接触片５６ｂ，
５６ｂを一体に備えている。図２に示されるように、一
対の接触片５６ｂ，５６ｂは、本体部分５６ａの板面と
直交し且つ下側（回路基板６３側）に延びる直線部分５
６ｂ1 と、この直線部分５６ｂ1 の先端側にあって外側
に向かい且つ上側に向かって凹となる（図示の状態では
下側に向かって凸となる）ように湾曲する湾曲部５６ｂ
2 とから構成される。湾曲部５６ｂ2 の外面部には、打
ち出しにより接点用突起５６ｂ3 が形成されている。図
１（Ｂ）に示すように、接点用突起５６ｂ3 はケース本
体５の内壁面に湾曲部５６ｂ2 のバネ力で押し付けられ
ており、これにより導電性板状部材５６はケース本体５
に対して電気的に接続される。更に導電性板状部材５６
の本体部分５６ａには１本の接続端子片５６ｃが一体に
設けられている。この接続端子片５６ｃは、一対の接触
片５６ｂ，５６ｂの直線部分５６ｂ1 と並ぶように延び
ており、回路基板６３に設けられた図示しない回路パタ
ーンに含まれるアースパーンに電気的に接続される。

【００３２】図２，図３及び図５に示すように、第１の
コネクタ本体構成体５５の基部構成部分５３の内部に
は、導電性板状部材５６の本体部分５６ａの外周部と一
対の接触片５６ｂ，５６ｂの直線部分５６ｂ1 の一部が
収納される環状の段部５４が形成されている。環状の段
部５４が、導電性板状部材５６の本体部分５６ａの外周
部と当接するストッパ手段として機能する。

【００３３】また図２，図３及び図７に示すように、第
２のコネクタ本体構成体５７は環状の筒形形状を有して
おり、内部に第１のコネクタ本体構成体５５の基部構成
部分５３と結合される側に位置する開口部５９から挿入
される回路基板ユニット６１の回路基板６３及びこの回
路基板６３に実装された電気回路部品の大部分を収納す
る。第２のコネクタ本体構成部５７の内壁部には、回路
基板６３を収納する環状の段部６０が形成されている。
この例では、図８に示すように回路基板６３に形成した
３個の貫通孔６２ａ〜６２ｃに、３本のコネクタ用端子
導体４９ａ〜４９ｃを挿入し、貫通孔６２ｄに接続端子
片５６ｃの先端を挿入する。そして回路基板６３の裏面
上に形成した図示しない４つの半田付け電極にコネクタ
用端子導体４９ａ〜４９ｃの先端部及び接続端子片５６
ｃの先端部を半田付け接続することにより、回路基板６
３の回路パターンと３本のコネクタ用端子導体４９ａ〜
４９ｃとを電気的に接続し、接続端子片５６ｃとアース
パターンとを電気的に接続する。回路基板６３は、コネ
クタ用端子導体４９ａ〜４９ｃに支持されている。なお
図２，図３及び図８では、回路基板６３の両面に形成さ
れた回路パターンと回路基板６３上に実装された電気回
路部品の図示を省略してある。

【００３４】回路基板ユニット６１の回路基板６３は、
１層構造以上のガラスエポキシ基板材料等からなる基板
部材の両面に所定の回路パターンが形成された構造を有
している。図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、回路基
板６３の裏面上には、圧力センサ素子２１の出力を処理
するための信号処理回路を構成する複数の電気回路部品
のうちの集積回路素子６９が実装されている。３個の貫
通孔６２ａ〜６２ｃの内部には回路基板６３の表面側の
回路パターンと裏面側の回路パターンとを電気的に接続
するスルーホール導電部がそれぞれ形成されている。

【００３５】また回路基板６３には、端子金具ユニット
７５が固定されている。端子金具ユニット７５は、圧力
センサ素子２１の図示しない３つの出力電極と回路基板
６３の図示しない回路パターンとを電気的に接続する３
本の接続用端子金具７６…と、この３本の接続用端子金
具７６…に対して設けられて各接続用端子金具７６…を
電気的に相互に絶縁してしかも各端子金具７６…の間隔
を一定に維持するための絶縁支持体（７７，７８）とか
ら構成されている。

【００３６】図１（Ｃ）及び図３に示すように、３本の
接続用端子金具７６…は、それぞれ回路基板６３の回路
パターンに含まれる半田付け電極に半田等により接続さ
れる第１の端子部７６ａと、圧力センサ素子２１の対応
する出力電極に半田等により接続される第２の端子部７
６ｂと、第１の端子部７６ａと第２の端子部７６ｂとを
連結し且つ第１の端子部７６ａ及び第２の端子部７６ｂ
を同じ方向に向けるようにＵ字状またはコの字状に曲が
っている連結部７６ｃとを具備している。そして絶縁体
支持部の一部を構成する嵌合用支持体部７７は、３本の
接続用端子金具７６の第２の端子部７６ｂに隣接した連
結部７６ｃの部分を支持して貫通孔７１内に嵌合され
る。絶縁支持体部の残りの部分を構成する連結部支持体
部７８は、３本の接続用端子金具７６の第１の端子部７
６ａに隣接した連結部７６ｃの部分を支持する。連結部
支持体部７８には、回路基板６３に設けた図示しない一
対の係止用貫通孔に嵌合されて一対の係止用貫通孔の裏
面側開口部と係合する一対のフック片７９，７９が一体
に設けられている。端子金具ユニット７５は、３本の接
続用端子金具７６の第１の端子部７６ａを回路基板６３
に形成した図示しない３個の貫通孔に挿入し、一対のフ
ック片７９，７９を回路基板６３に形成した一対の係止
用貫通孔の裏面側開口部に係止させて回路基板６３に対
して仮固定する。そしてその後、３本の接続用端子金具
７６の第１の端子部７６ａを回路基板６３の裏面に設け
た図示しない半田付け電極に半田付けする。図２，図３
及び図８に示すように、回路基板ユニット６１は、回路
基板６３に、端子金具ユニット７５及び図示しない電気
回路部品を実装することにより構成される。

【００３７】この例では、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示す
ように、回路基板ユニット６１を第１のコネクタ本体構
成体５５の基部構成部分５３と第２のコネクタ本体構成
体５７との間に挟持することなく、第２のコネクタ本体
構成体５７内に収納する。このとき回路基板６３は、第
２のコネクタ本体構成体５７の内部に形成された環状の
段部６０と接触しないかまたは僅かに接触した状態にあ
る。回路基板６３の裏面上に形成した図示しない半田付
け電極にコネクタ用端子導体４９ａ〜４９ｃを半田付け
接続する作業は、第２のコネクタ本体構成体５７が第１
のコネクタ本体構成体５５に組み合わされる前に行われ
る。そのため回路基板６３の周囲には半田付け作業の邪
魔になるものは存在せず、半田付け作業が容易になる。
前述の通り、第２のコネクタ本体構成体５７の環状の段
部６０は、収納する回路基板６３と実質的に接触しない
（接触したとしても軽く接触する）ように形成されてい
る。これによって組み立て作業時及び組み立て後に回路
基板６３に無理な力が加わるのを阻止している。

【００３８】図２，図３及び図５に示すように、第１の
コネクタ本体構成体５５の基部構成部分５３には、周方
向に所定の間隔をあけて４つの突出部６５が一体に設け
られている。４つの突出部６５は、基部構成部分５３か
ら離れて第２のコネクタ本体構成体５７に向かって突出
している。これに対して第２のコネクタ本体構成体５７
の一方の開口部５９には、４つの突出部６５がきつく嵌
合される４つの凹部６７が形成されている。これら４つ
の突出部６５と４つの凹部６７によって、第１のコネク
タ本体構成体５５の基部構成部分５３と第２のコネクタ
本体構成体５７とを嵌め合うための嵌め合い構造が構成
されている。また第２のコネクタ本体構成体５７には、
端子金具ユニット７５の嵌合用支持体部７７がスライド
可能に嵌合される貫通孔７１が形成されている。この貫
通孔７１は、横断面形状が矩形状になる角柱状の孔であ
り、第１のコネクタ本体構成体５５と対向する一方の端
面または上面から圧力センサ素子２１と対向する他方の
端面または下面まで、第２のコネクタ本体構成体５７の
内部を延びている。嵌合用支持体部７７及び貫通孔７１
の形状は、貫通孔７１が延びる方向に貫通孔７１の内部
を嵌合用支持体部７７がスライドし得るように定められ
ている。

【００３９】更に図１（Ｂ）及び図７（Ａ）に示すよう
に、第２のコネクタ本体構成体５７には、上側（回路基
板６３が位置する側）と径方向外側（ケース本体５の内
壁面が位置する側）とに向かって開口する一対の凹部７
３，７３が形成されている。この一対の凹部７３，７３
には、前述の導電性板状部材５６の一対の接触片５６
ｂ，５６ｂが嵌合される。この一対の凹部７３，７３
は、一対の接触片５６ｂ，５６ｂを収容し且つ一対の接
触片５６ｂ，５６ｂがケース本体５の内壁面と接触する
のを許容する形状を有している。また第２のコネクタ本
体構成体５７の一方の端面即ち上側端面には、一対の凹
部７３，７３に隣接して一対の突起７４，７４が一体に
設けられている。この一対の突起７４，７４は、上方
（第１のコネクタ本体構成体５５側）に向かって突出し
ており、第１のコネクタ本体構成体５５の基部構成部分
５３の内部に形成された環状の段部５４に嵌合された導
電性板状部材５６の本体部分５６ａの一部を環状の段部
５４に向けて押し付けている。

【００４０】また図３及び図７（Ａ）に示すように、第
２のコネクタ本体構成体５７の上側端面には、貫通孔７
１に隣接して、３本の接続用端子金具７６の連結部７６
ｃの一部が緩く嵌合される３本の溝７２が形成されてい
る。これら３本の溝７２は貫通孔７１の上部と第２のコ
ネクタ本体構成体５７の内部空間とを連通している。こ
の例では、第１のコネクタ本体構成体５５と第２のコネ
クタ本体構成体５７とが組み合わされた状態で、端子金
具ユニット７５の嵌合用支持体部７７が貫通孔７１内を
多少スライドし得るように、言い換えると３本の溝７２
の内部に位置する３本の接続用端子金具７６の連結部７
６ｃの部分がある程度自由に動くように（動きを拘束さ
れないように）３本の溝７２の深さが定められている。
このような構成にすると、３本の接続用端子金具の連結
部７６ｃが第１及び第２のコネクタ本体構成体５５及び
５７により拘束されていないので、収納ケース３のケー
ス本体５の開口端部をかしめるときに各部品の位置が変
位するときや、組み立て後の温度変化で各部品の位置が
変位しても、これらの変位を接続用端子金具７６の連結
部の変形または嵌合用支持体７７のスライドによりある
程度吸収することができる。その結果、接続用端子金具
７６の第１の端子部７６ａと回路基板６３の回路パター
ンとの接続部及び接続用端子金具７６の第２の端子部７
６ｂと圧力センサ素子２１の出力端子との接続部に無理
な力が加わるのを抑制することができて、接続不良が発
生する率が低下する。

【００４１】また図１，図２，図３及び図７（Ｂ）に示
されるように、第２のコネクタ本体構成体５７の下側端
面（圧力センサ素子２１と対向する面）には、３つの突
起８０〜８２が一体に設けられいてる。これら３つの突
起８０〜８２は、圧力センサ素子２１の第２の絶縁性基
体２５に形成された溝部３１と２つの凹部３５，３５に
嵌合される。この嵌合構造により、第２のコネクタ本体
構成体５７に対する圧力センサ素子２１の位置決めが完
了する。

【００４２】組み立てを行う際には、最初に導電性板状
部材５６を第１のコネクタ本体構成体５５に支持された
３本のコネクタ用端子導体４９ａ〜４９ｃに対して取り
付ける。このとき貫通コンデンサＣ，Ｃの一方の電極を
コネクタ用端子導体４９ａ及び４９ｃに半田付け接続す
る。次に、回路基板ユニット６１をコネクタ用端子導体
４９ａ〜４９ｃに対して取り付ける。このとき３本のコ
ネクタ用端子導体４９ａ〜４９ｃ及び導電性板状部材５
６の接続用端子片５６ｃを回路基板６３の貫通孔６２ａ
〜６２ｄに挿入し、回路基板６３の裏面側に設けた半田
付け電極に対して半田付け接続する。次に、回路基板ユ
ニット６１の嵌合用支持体部７７を貫通孔７１内に挿入
しながら、回路基板ユニット６１の回路基板６３を電気
回路部品と共に第２のコネクタ本体構成体５７の内部に
収納する。このとき第１のコネクタ本体構成体５５に一
体に設けられた４つの突出部６５が、第２のコネクタ本
体構成体５７に設けられた４つの凹部６７にそれぞれ嵌
合される。

【００４３】第１のコネクタ本体構成体５５の基部構成
部分５３の段部５２には、予めＯリング４０を嵌合して
おく。したがって第１のコネクタ本体構成体５５と第２
のコネクタ本体構成体５７とを組み合わせたときに、Ｏ
リング４０は段部５２と第２のコネクタ本体構成体５７
の上側端面とによって構成されるＯリング嵌合溝内に嵌
合された状態になる。

【００４４】次に第２のコネクタ本体構成体５７の下側
端面に設けた３つの突起８０〜８２を圧力センサ素子２
１の第２の絶縁性基体２５に形成された溝部３１と２つ
の凹部３５，３５に嵌合する。そして次に、第２の絶縁
性基体２５の側壁部２７に形成された平坦部２９上に形
成された３つの出力電極（図示せず）に、３本の接続用
端子金具７６…の第２の端子部７６をそれぞれ半田また
は導電性接着剤を用いて接合してコネクタと圧力センサ
の組立体の製造を完了する。その後、収納ケース３のケ
ース本体５の底壁部１３上にＯリング３９を配置した後
に、前述のコネクタと圧力センサの組立体をケース本体
５の内部に収納し、ケース本体５の開口部１１側の端部
を第１のコネクタ本体構成体５５側に向かってかしめて
（カーリング加工して）、センサユニットの製造を完了
する。

【００４５】上記例のように、コネクタ本体４７を第１
及び第２のコネクタ本体構成体５５及び５７により構成
すると、機種によって形状の異なるコネクタを用いる必
要がある場合に、収納ケース３内に配置される第２のコ
ネクタ本体構成体５７を共通の部品として使用して、第
１のコネクタ本体構成体５５を変更することにより対処
できる。そのため部品点数は多くなるものの、多品種少
量生産をする場合には、結果として製造コストを下げる
ことができる。特に第２のコネクタ本体構成体５７に圧
力センサ素子２１と回路基板ユニット６１の回路パター
ンとを電気的に接続する３本の接続用端子金具７６を支
持させると、少なくとも回路基板ユニット６１の回路パ
ターンと接続用端子金具７６との接続作業をコネクタ本
体の組み立て前に行うことができ、組み立ての作業性が
著しく向上する。また、このようにすると、複数種類の
構造の第１のコネクタ本体構成体５５に対して、第２の
コネクタ本体構成体５７，回路基板ユニット６１及び接
続用端子金具７６を組み合わせたアセンブリまたは組立
体を事前に別工程で用意しておくことができるので、製
造スピードを上げることができて、しかも製造コストを
下げることができる。

【００４６】また第１のコネクタ本体構成体５５と第２
のコネクタ本体構成体５７とを組み合わせる際に、Ｏリ
ング４０を装着できるので、Ｏリングの装着が容易にな
る。コネクタ本体を一体で形成して、しかもＯリング嵌
合溝を形成する場合には、型抜きの関係から、どうして
もＯリング嵌合溝の内部に型割り線（パーティングライ
ン）を形成することになる２つの型を用いてＯリング嵌
合溝を形成せざるをえない。そのためパーティングライ
ンには、樹脂のバリが現れることになり、このバリがＯ
リングのシール性能を低下させる。これに対して本発明
のように第１のコネクタ本体構成体５５及び第２のコネ
クタ本体構成体５７を用いてコネクタ本体を構成する
と、Ｏリング４０のシール性能に影響を与えるようなバ
リがＯリング嵌合溝内に形成されるのを防止することが
でき、シール性能が大幅に向上する。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、多品種少量生産に適し
且つ組立が簡単な静電容量型圧力センサユニットを得る
ことができる。また本発明によれば、シールド性能が高
い静電容量型圧力センサユニットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本例の静電容量型圧力センサユニット
１の平面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線断面
図、（Ｃ）は図１（Ｂ）のＩＣ−ＩＣ線断面図である。

【図２】図１（Ｂ）の断面図の状態で収納ケースを除く
収容部分を分解して示した分解図である。

【図３】図１（Ｃ）の断面図の状態で収納ケースを除く
収容部分を分解して示した分解図である。

【図４】圧力センサ素子の平面図である。

【図５】第１のコネクタ本体構成体の底面図である。

【図６】導電性板状部材の平面図である。

【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は第２のコネクタ本体構成体
の平面図及び底面図である。

【図８】電気回路部品の図示を省略した回路基板ユニッ
トの平面図である。

【符号の説明】

１ 静電容量型圧力センサユニット ３ 収納ケース ５ ケース本体 ２１ 静電容量型圧力センサ素子 ３７ 流体室 ３９，４０ Ｏリング ４７ コネクタ本体 ４９ａ〜４９ｃ コネクタ用端子導体 ５１ 端子導体固定部 ５３ 基部構成部分 ５５ 第１のコネクタ本体構成体 ５６ 導電性板状部材 ５７ 第２のコネクタ本体構成体 ６１ 回路基板ユニット ６３ 回路基板 ７１ 貫通孔 ７５ 端子金具 ７６ 接続用端子金具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊野 慎治 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F055 CC02 DD09 EE25 FF43 GG25 HH11

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に第１の静電容量検出用電極パター
   ンを有し裏面が圧力感知面を構成する絶縁性材料からな
   る第１の絶縁性基体と、前記第１の絶縁性基体に対して
   固定されて裏面に前記第１の静電容量検出用電極パター
   ンと間隔をあけて対向する第２の静電容量検出用電極パ
   ターンを有する絶縁性材料からなる第２の絶縁性基体と
   を具備する静電容量形圧力センサ素子と、 一端に開口部を有し他端に底壁部を有する筒状のケース
   本体を具備し、前記底壁部に圧力測定の対象となる流体
   を導入する流体導入口を有する金属製の収納ケースと、 回路パターンを備えた回路基板の上に前記圧力センサ素
   子の出力を処理するための信号処理回路を構成する複数
   の電気回路部品が実装されている回路基板ユニットと、 一面に開口部を有する基部内に前記回路基板ユニットを
   収納する収納室を備えた電気絶縁性を有するコネクタ本
   体及び前記コネクタ本体に固定され一端が前記収納室内
   に突出して前記回路ユニットの前記回路パターンに電気
   的に接続され且つ他端が外部に露出する複数のコネクタ
   用端子導体を備えたコネクタとを具備し、 前記圧力センサ素子が前記圧力感知面を前記底壁部に向
   けた状態で前記収納ケースの前記ケース本体内に収納さ
   れ、 前記コネクタ本体の前記基部が前記圧力センサ素子より
   も前記収納ケースの前記開口部側に位置し且つ前記基部
   の端面が前記圧力センサ素子の前記第２の絶縁性基体の
   表面と接触するように前記収納ケースの前記ケース本体
   内に収納され、 前記収納ケースの前記開口部側の端部が前記コネクタ本
   体の前記基部側にかしめられて構成される静電容量形圧
   力センサユニットにおいて、 前記コネクタ本体が、前記複数のコネクタ用端子導体が
   固定される端子導体固定部及び該端子導体固定部と一体
   に形成されて前記基部の一部を構成する基部構成部分を
   備えた第１のコネクタ本体構成体と前記第２の絶縁性基
   体と接触する前記端面を備えて前記基部構成部分と組み
   合わされて前記基部を構成する第２のコネクタ本体構成
   体とからなり、 前記第２のコネクタ本体構成体に前記回路基板ユニット
   の前記回路基板が支持されていることを特徴とする静電
   容量形圧力センサユニット。
2. 【請求項２】 前記第１のコネクタ本体構成体と前記第
   ２のコネクタ本体構成体とは、前記圧力センサ素子に対
   して前記コネクタを組み合わせる方向に分離可能にまた
   は組み立て可能に構成されている請求項１に記載の静電
   容量形圧力センサユニット。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２のコネクタ本体構成体
   はそれぞれ絶縁樹脂を主成分とする絶縁材料により形成
   されており、 前記第１のコネクタ本体構成体の前記基部構成部分と前
   記第２のコネクタ本体構成体とは嵌め合い構造を介して
   結合され、 前記第２のコネクタ本体構成部は筒形状を有しており、
   前記第２のコネクタ本体構成部の内壁部には、前記第１
   のコネクタ本体構成体の前記基部構成部分と結合される
   側に位置する開口部から挿入された前記回路基板ユニッ
   トの前記回路基板を収納する環状の段部が形成されてお
   り、 前記回路基板は、前記第１のコネクタ本体構成体の前記
   基部構成部分と前記第２のコネクタ本体構成体との間に
   挟持されることなく、前記段部内に収納されている請求
   項１に記載の静電容量形圧力センサユニット。
4. 【請求項４】 前記第２のコネクタ本体構成体に前記圧
   力センサ素子と前記回路基板ユニットの前記回路パター
   ンとを電気的に接続する複数の接続用端子金具が支持さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量形
   圧力センサユニット。
5. 【請求項５】 前記圧力センサ素子の前記第２の絶縁性
   基体の側壁部には、前記第１及び第２の静電容量検出用
   電極パターンに接続された複数個の出力電極が、前記収
   納ケースと接触しないように形成されており、 前記圧力センサ素子の前記第２の絶縁性基体には複数の
   嵌合用凹部が形成されており、 前記第２のコネクタ本体構成体に前記嵌合用凹部に嵌合
   される複数の嵌合用凸部が形成されており、 前記複数の嵌合用凹部に前記複数の嵌合用凸部が嵌合さ
   れた状態で、前記複数の接続用端子金具の端部が前記複
   数個の出力電極に半田等により接続されている請求項４
   に記載の静電容量形圧力センサユニット。
6. 【請求項６】 前記第１のコネクタ本体構成体の前記基
   部構成部分内には、前記複数のコネクタ用端子導体のう
   ち１本以上の前記コネクタ用端子導体に対して一方の電
   極が接続された１以上の貫通コンデンサの他方の電極が
   接続され且つ前記回路基板ユニットの前記回路基板とほ
   ぼ全体的に対向する大きさを有する導電性板状部材が収
   納されており、前記導電性板状部材が前記収納ケースに
   対して電気的に接続されている請求項１，２，３または
   ４に記載の静電容量形圧力センサユニット。
7. 【請求項７】 前記導電性板状部材には１以上の接触片
   が一体に設けられており、 前記第２のコネクタ本体構成体には前記１以上の接触片
   を収容し且つ前記１以上の接触片が前記収納ケースの内
   壁面と接触するのを許容する１以上の凹部が形成されて
   いる請求項６に記載の静電容量形圧力センサユニット。
8. 【請求項８】 前記導電性板状部材には、前記回路基板
   に向かって延びる接続片が一体に設けられており、 前記接続片が前記回路基板の回路パターンのアースパタ
   ーンに接続されている請求項７に記載の静電容量形圧力
   センサユニット。
9. 【請求項９】 前記第１のコネクタ本体構成体と前記第
   ２のコネクタ本体構成体とが組み合わされた状態で前記
   コネクタ本体の外周部にＯリング嵌合溝が形成されるよ
   うに、前記第１のコネクタ本体構成体及び前記第２のコ
   ネクタ本体構成体の形状が定められており、 前記Ｏリング嵌合溝内にＯリングが嵌合されている請求
   項１に記載の静電容量形圧力センサユニット。