JP2003270069A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサユニットの小型化が進んだ場合でも当
該センサユニット側の端子用リードと継手部材側の端子
板とを溶接によって確実に接続できるようにすること。 【解決手段】 圧力センサユニット１において、信号出
力端子用リード４ａ〜４ｃは、センサケース２からの引
き出し位置が、継手部材９側の端子板１２ａ〜１４ａと
の接合方向と直交した面に投影した場合に互いに重なら
ない形態となるように設定され、且つセンサケース２か
らの突出長がセンサ特性調整端子用リード４ｄ〜４ｆの
突出長より大きく設定される。継手部材９において、端
子板１２ａ〜１４ａの端子保持部１０からの突出位置
は、それら端子板１２ａ〜１４ａを信号出力端子用リー
ド４ａ〜４ｃとの接合方向と直行した面に投影した場合
に互いに重ならない形態となるように設定される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、センサケースから
複数本の信号出力端子用リードを引き出して成るセンサ
ユニットと、その信号出力端子用リードに溶接によって
接合される端子板などを有した継手部材とを備えたセン
サ装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、自動車におけるブレーキ油圧系統
やディーゼルエンジンのコモンレール式インジェクタな
どでの圧力検出を行うために、金属製センサケースの受
圧側（先端部側）にダイヤフラム及びこのダイヤフラム
の変形に応動する圧力センサチップを配置すると共に、
そのセンサケースの基端部側から複数本の端子用リード
を引き出した構造のセンサユニットを共用部品として用
いることが行われている。ところが、自動車にあって
は、センサユニットの端子用リードを電気的に接続する
相手部材として、種々のコネクタ類やプリント配線基板
などが対象となるものであって、その相手部材の形態が
きわめて多様であるため、センサユニットにおける端子
用リードの引き出し位置や長さ寸法或いは形状を、上記
相手部材に要求される仕様に応じて種々変更する必要が
生じ、そのコストの高騰を招くという事情があった。 【０００３】このような事情に対処するため、従来で
は、センサユニットを電気的に接続するための相手部材
に合致した形状の複数種類の継手部材を設けることによ
り、同一仕様のセンサユニットを用意するだけで済むよ
うに構成し、以て量産効果によるコストダウンを図るこ
とが考えられている。尚、この継手部材は、センサユニ
ット側の複数本の端子用リードがそれぞれ電気的に接続
される複数個の端子板を有する絶縁材料製の端子保持部
と、この端子保持部が有する複数個の端子板にそれぞれ
電気的に接続された複数個の端子片を外部に露出させた
状態で有する絶縁材料製のコネクタ部とを一体化した単
純な形状のものである。従って、これを複数種類用意し
たとしても、センサユニットを複数種類用意する場合に
比べてコストが低くなる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記のような構成とす
る場合には、センサユニット側の端子用リード及び継手
部材側の端子板間の接続状態を確実に保持できる接続手
段が必要であるが、センサユニットの小型化が進んでい
る近年の状況下では、なるべくスペースを必要としない
接続手段を採用することが望ましい。このような接続手
段の代表的な例は、ハンダ接続や溶接（電気抵抗溶接や
レーザ溶接）であるが、ハンダを使用する場合には、ク
リープ現象に伴い接続部分の強度が経年劣化するという
問題と、鉛による環境問題を抱えている。このため、溶
接による接続手段を選択することが望ましいが、この手
段を採用した場合には、溶接部分を一対の溶接用工具
（電気抵抗溶接の場合はスポット状の電極ヘッド、レー
ザ溶接の場合は固定治具）により挟み込む工程が必要に
なるため、その溶接用工具のためのスペースの確保が課
題となってくる。このような課題は、センサユニットの
小型化、つまり信号出力端子用リード間の小寸法化が進
むのに伴い深刻な問題となる。 【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、センサユニットの小型化が進んだ場
合でも当該センサユニット側の端子用リードと継手部材
側の端子板とを溶接によって確実に接続できるようにな
るセンサ装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明による手段によれ
ば、センサユニット側のセンサケースから引き出された
複数本の信号出力端子用リードと、継手部材側の端子保
持部から突出された複数個の端子板とを溶接によって接
合する。これにより、センサユニットの信号出力端子用
リードと、継手部材のコネクタ部から外部に露出された
複数個の端子片とが、上記端子板を介して電気的に接続
された状態となる。この場合、上記した複数本の信号出
力端子用リードのセンサケースからの引き出し位置は、
それらリードを端子板との接合方向と直交した面に投影
した場合に互いに重ならない形態となるように設定され
ており、また、上記した複数個の端子板の端子保持部か
らの突出位置は、それら端子板を信号出力端子用リード
との接合方向と直交した面に投影した場合に互いに重な
らない形態となるように設定されている。さらに、信号
出力端子用リードのセンサケースからの突出長は、その
センサケースから引き出されたセンサ特性調整用端子
（これは継手部材側に接続する必要のない端子である）
の突出長より大きく設定されている。この結果、信号出
力端子用リード及び端子板間を溶接により接合する際
に、その溶接部分の上下方向（互いの接合方向）に溶接
用工具のためのスペースを確保できるようになる。従っ
て、センサユニットを小型化した場合、つまり信号出力
端子用リード間の寸法が小さい場合でも、その端子用リ
ードと継手部材側の端子板とを溶接によって確実に接続
できるようになる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明を圧力センサ装置に
適用した一実施例について図１ないし図５を参照しなが
ら説明する。図４及び図５は圧力センサユニット１の縦
断面図及び底面図である。これら図４及び図５におい
て、金属製のセンサケース２は、全体としてほぼ円柱形
状をなすもので、その基端部側に環状のフランジ部２ａ
が一体的に突出形成されている。このセンサケース２の
受圧側（先端部側）の端面には、比較的浅い凹部２ｂ並
びに当該凹部２ｂの底面に開口した状態のセンサ収納室
２ｃが形成されており、このセンサ収納室２ｃ内に、周
知構成の半導体圧力センサチップ３が接着剤を利用して
ダイボンディングされている。また、センサケース２の
基端部側には、比較的深い凹部２ｄが形成されるのに応
じて、その凹部２ｄの周囲に円筒形状部２ｅが存する構
成となっている。尚、センサケース２には、その外周部
にリング状の溝部２ｆが形成されている。 【０００８】センサケース２には、これを軸方向に貫通
する３本の信号出力端子用リード４ａ〜４ｃ（図２参
照）と、例えば３本のセンサ特性調整端子用リード４ｄ
〜４ｆ（図２参照）とが、当該センサケース２と電気的
に絶縁された状態で設けられている。具体的には、各端
子用リード４ａ〜４ｆは、断面円形に形成されたもの
で、センサケース２に設けられた貫通孔（符号なし）内
に電気的な絶縁のためのガラスハーメチック構造５を介
して挿通されており、先端側が前記凹部２ｂ内に露出さ
れた状態とされると共に、基端側がセンサケース２の基
端部側の端面（前記凹部２ｄの底面）から軸方向へ引き
出された状態とされている。 【０００９】尚、具体的に図示しないが、上記各端子用
リード４ａ〜４ｆの先端側端面は、実際には、押し潰し
などの手段により比較的大きい面積を有するように形成
されており、前記圧力センサチップ３は、これらの端子
用リード４ａ〜４ｆの先端側端面に対してボンディング
ワイヤ６により電気的に接続されている。上記信号出力
端子用リード４ａ〜４ｃは、それぞれ圧力センサチップ
３用のグランド端子（コモン端子）、電源端子、信号出
力端子として機能するものである。また、センサ特性調
整端子用リード４ｄ〜４ｆは、圧力センサチップ３の製
造ラインで使用されるテスト端子として設けられたもの
であるが、その本数は３本未満になる場合もある。 【００１０】ここで、上記のようなガラスハーメチック
構造５が用いられる関係上、図５に示すように、各端子
用リード４ａ〜４ｆ間の寸法は、その直径の２〜３倍以
上に設定されることになる。また、この図５に示すよう
に、信号出力端子用リード４ａ〜４ｃとセンサ特性調整
端子用リード４ｄ〜４ｆとは、センサケース２の中心軸
に対して点対称状に配置されている。さらに、上記各端
子用リード４ａ〜４ｆのセンサケース２からの引き出し
位置や寸法関係が本発明の要旨に直接的に係る部分であ
るが、これについては後で説明する。 【００１１】センサケース２の受圧側の端面には、金属
製のダイヤフラム７が前記凹部２ｂ及びセンサ収納室２
ｃを閉鎖するようにして配置される。このダイヤフラム
７は、その周縁部が例えば溶接手段により気密に固定さ
れるものであり、ダイヤフラム７により覆われた空間部
（凹部２ｂ及びセンサ収納室２ｃ）には、例えばシリコ
ーンオイル（図示せず）が封入される。尚、図示しない
が、このようなシリコーンオイルの封入は、センサケー
スに形成された連通孔を介して行われるものであり、そ
の封入後に上記連通孔をエキスパンダなどによりシール
する構成としている。また、センサケース２の受圧側の
端面には、ダイヤフラム７を覆った状態の金属製キャッ
プ８が例えば溶接手段により固定されるものであり、こ
のキャップ８には受圧口８ａが形成されている。 【００１２】上記のように構成された圧力センサユニッ
ト１は、出力側の被装着部位に対して図１及び図２に示
すような継手部材９を介して装着されるものであり、以
下、その装着のための構成について説明する。尚、図１
及び図２は圧力センサユニット１を継手部材９に組み付
ける前の状態での斜視図及び平面図である。図１及び図
２において、継手部材９は、共用部品とされた圧力セン
サユニット１の信号出力端子用リード４ａ〜４ｅを電気
的に接続する相手部材の形態に応じて複数種類用意され
るものであり、図１及び図２にはその一例を示してい
る。即ち、継手部材９は、樹脂などの絶縁材料により一
体成型された端子保持部１０及びコネクタ部１１を備え
た構造となっており、特に、端子保持部１０は、圧力セ
ンサユニット１の円筒形状部２ｅと同一外形を有した断
面円形に形成されている。継手部材９には、３本の導電
リード１２〜１４がインサート成形されている。各導電
リード１２〜１４は、一端側が端子保持部１０の端面か
ら所定寸法だけ突出されて端子板１２ａ〜１４ａとして
機能し、また、他端側がコネクタ部１１の端部から外部
に突出状に露出されて端子片１２ｂ〜１４ｂとして機能
する構成となっている。 【００１３】上記端子板１２ａ〜１４ａは、圧力センサ
ユニット１側の信号出力端子用リード４ａ〜４ｃとそれ
ぞれ溶接により接合されるものであり、このような溶接
を可能にするために、端子板１２ａ〜１４ａの端子保持
部１０からの突出位置、並びに信号出力端子用リード４
ａ〜４ｃのセンサケース２からの引き出し位置などを以
下のように設定している。 【００１４】即ち、信号出力端子用リード４ａ〜４ｃの
センサケース２からの引き出し位置は、それらリード４
ａ〜４ｃを端子板１２ａ〜１４ａとの接合方向と直交し
た面（図２における紙面と平行した面）に投影した場合
に互いに重ならない形態となるように設定しており、ま
た、信号出力端子用リード４ａ〜４ｃのセンサケース２
からの突出長を前記センサ特性調整端子用リード４ｄ〜
４ｆの突出長より大きく設定している。さらに、端子板
１２ａ〜１４ａの端子保持部１０からの突出位置は、そ
れら端子板１２ａ〜１４ａを信号出力端子用リード４ａ
〜４ｃとの接合方向と直行した面（図２における紙面と
平行した面）に投影した場合に互いに重ならない形態と
なるように設定している。 【００１５】このような設定とすることにより、信号出
力端子用リード４ａ〜４ｃ及びこれに対応した端子板１
２ａ〜１４ａの各間を溶接する工程を概略的に示す図３
のように、端子板１２ａ〜１４ａ上にそれぞれ重ね合わ
せた状態の信号出力端子用リード４ａ〜４ｃを一対の抵
抗溶接用電極ヘッド１５及び１６により確実に挟み込む
ことができる（図３では、信号出力端子用リード４ａ及
び端子板１２ａを挟み込んだ状態を示している）。そし
て、この状態で、当該電極ヘッド１５及び１６間に溶接
電流を流すことにより、端子板１２ａ〜１４ａに対して
信号出力端子用リード４ａ〜４ｃを溶接して接合するこ
とができる。 【００１６】一方、例えば金属により形成された円筒状
のスリーブ１７は、上記のような溶接工程後において、
継手部材９の端子保持部１０の周囲及びセンサケース２
の円筒形状部２ｅの周囲に、それらの間を覆うように配
置されるものであり、その配置状態で適宜手段（例え
ば、センサケース２に対する溶接やかしめ付け）より強
固に固定されるものである。また、図示しないが、その
スリーブ１７内に、シリコーン樹脂のような絶縁性樹脂
材料を充填し、以てその絶縁性樹脂材料により信号出力
端子用リード４ａ〜４ｃ及び端子板１２ａ〜１４ａ間の
接続部分を気密に覆った状態とする。 【００１７】尚、以上述べた形状の継手部材９の他に
も、端子板が当該継手部材９の端子板１２ａ〜１４ａと
同一配置状態とされた端子保持部に対して、圧力センサ
ユニット１の装着対象の相手部材の形態に応じて異なる
形状とされたコネクタ部を一体的に連結した状態の継手
部材（図示せず）が必要に応じて用意されるものであ
る。 【００１８】上記した本実施例の構成によれば、圧力セ
ンサユニット１の装着に際しては、継手部材９（或いは
図示しない他の継手部材）の中から、当該圧力センサユ
ニット１の信号出力端子用リード４ａ〜４ｃを電気的に
接続するための相手部材の形態に合致した形状のコネク
タ部を有するものを選択して利用する。従って、圧力セ
ンサユニット１の信号出力端子用リード４ａ〜４ｃを電
気的に接続するための相手部材の形態が多種類存在する
状況下であっても、同一仕様の圧力センサユニット１を
用意するだけで済むようになるから、量産効果により当
該圧力センサユニット１のコストダウン、ひいては全体
のコストダウンを実現できるようになる。尚、実際に
は、継手部材９の他に多種類の継手部材を用意すること
になるが、これらの継手部材は、端子板及び端子片のた
めの導電材料と端子保持部及びコネクタ部のための絶縁
材料とのみによって形成可能な非常に簡単な構造で済む
ものであって、比較的高価な圧力センサチップ３や製造
コストが嵩む金属製センサケース２などが必要となる圧
力センサユニット１に比べて安価に製造できるから、圧
力センサチップ１の量産効果によるコストダウン幅の方
が大きくなるものである。 【００１９】特に本実施例においては、複数本の信号出
力端子用リード４ａ〜４ｃのセンサケース２からの引き
出し位置を、それらリード４ａ〜４ｃが継手部材９の端
子板１２ａ〜１４ａとの接合方向と直交した面に投影さ
れた場合に互いに重ならない形態となるように設定する
と共に、上記端子板１２ａ〜１４ａの端子保持部１０か
らの突出位置を、それら端子板１２ａ〜１４ａが信号出
力端子用リード４ａ〜４ｃとの接合方向と直交した面に
投影された場合に互いに重ならない形態となるように設
定し、さらに、信号出力端子用リード４ａ〜４ｃのセン
サケース２からの突出長を、そのセンサケース２から引
き出されたセンサ特性調整用端子リード４ｄ〜４ｆ（こ
れは継手部材９側に接続する必要のない端子である）の
突出長より大きく設定しているから、信号出力端子用リ
ード４ａ〜４ｃ及び端子板１２ａ〜１４ａ間を溶接によ
り接合する際に、その溶接部分の上下方向（接合方向）
に溶接用工具である電極ヘッド１５及び１６のためのス
ペースを確保できるようになる。従って、圧力センサユ
ニット１を小型化した場合、つまり信号出力端子用リー
ド４ａ〜４ｃ間の寸法が小さい場合でも、それらの端子
用リード４ａ〜４ｃと継手部材９側の端子板１２ａ〜１
４ａとを溶接によって確実に接続できるようになる。 【００２０】尚、本発明は上記した実施例に限定される
ものではなく、以下に述べるような変形或いは拡大が可
能である。上記実施例では、信号出力端子用リード４ａ
〜４ｃと端子板１２ａ〜１４ａとの各間を電気抵抗溶接
により接合する構成としたが、図６に示す他の実施例の
ようにレーザ溶接により接合する構成としても良い。こ
の場合には、図６のように、端子板１２ａ〜１４ａ上に
それぞれ重ね合わせた状態の信号出力端子用リード４ａ
〜４ｃを一対の固定治具１８及び１９により挟み込み、
この状態で、一方の固定治具１８に形成された窓部１８
ａから溶接用レーザヘッド２１によるレーザ出力を照射
して溶接動作を行うことにより、端子板１２ａ〜１４ａ
と信号出力端子用リード４ａ〜４ｃとを接合する。ま
た、圧力センサユニットに限らず、他のセンサ一般に適
用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を分解状態で示す全体の斜視
図 【図２】分解状態での全体の平面図 【図３】溶接工程を説明するための概略図 【図４】圧力センサユニットの断面図 【図５】圧力センサユニットの底面図 【図６】本発明の他の実施例を示す図３相当図 【符号の説明】 １は圧力センサユニット、２はセンサケース、３は圧力
センサチップ、４ａ〜４ｃは信号出力端子用リード、４
ｄ〜４ｆはセンサ特性調整端子用リード、９は継手部
材、１０は端子保持部、１１はコネクタ部、１２〜１４
は導電リード、１２ａ〜１４ａは端子板、１２ｂ〜１４
ｂは端子片、１５、１６は電気抵抗溶接用ヘッド、１７
はスリーブ、１８、１９は固定治具を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 センサチップが設けられたセンサケース
   から複数本の信号出力端子用リード及び少なくとも１本
   のセンサ特性調整端子用リードが引き出されたセンサユ
   ニットと、 前記複数本の信号出力端子用リードがそれぞれ溶接によ
   って接合される複数個の端子板を突出させた状態で有す
   る絶縁材料製の端子保持部、並びに前記複数個の端子板
   にそれぞれ電気的に接続された複数個の端子片を外部に
   露出させた状態で有する絶縁材料製のコネクタ部を一体
   化して成る継手部材とを備え、 前記複数本の信号出力端子用リードの前記センサケース
   からの引き出し位置を、それらリードを前記端子板との
   接合方向と直交した面へ投影した形状が互いに重ならな
   い形態に設定すると共に、信号出力端子用リードの前記
   センサケースからの突出長を前記センサ特性調整端子用
   リードの突出長より大きく設定し、 前記複数個の端子板の前記端子保持部からの突出位置
   を、それら端子板を前記信号出力端子用リードとの接合
   方向と直交した面へ投影した形状が互いに重ならない形
   態に設定したことを特徴とするセンサ装置。