JP2004245783A

JP2004245783A - 圧力検出装置

Info

Publication number: JP2004245783A
Application number: JP2003038232A
Authority: JP
Inventors: Teruo Oda; 輝夫小田; Ineo Toyoda; 稲男豊田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】ハウジングを細くするのに適切な構成を有する圧力検出装置を提供する。
【解決手段】圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング１０と、ハウジング１０に収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子２０と、ハウジング１０内にて感圧素子２０よりもハウジング１０の一端１１側に設けられ感圧素子２０に圧力を伝達するロッド３０と、ハウジング１０内にて感圧素子２０よりもハウジング１０の他端１２側に設けられ感圧素子２０からの信号を取り出すためのターミナル４２とを備える圧力検出装置において、感圧素子２０の一面には電極部２１が形成されるとともに、感圧素子２０の一面とターミナル４２とが対向しており、感圧素子２０の電極部２１とターミナル４２とは、導電性接続部材５０を介して電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング内に、感圧素子と該感圧素子に圧力を伝達する圧力伝達部材とを収納してなる圧力検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の圧力検出装置としては、圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジングと、ハウジングに収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子と、ハウジング内にて感圧素子よりもハウジングの一端側に設けられ感圧素子に圧力を伝達する圧力伝達部材と、ハウジング内にて感圧素子よりもハウジングの他端側に設けられ感圧素子からの信号を取り出すためのターミナルとを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このものでは、ターミナルは例えばハーメチック部材等にて保持されることでターミナルアッシーとして構成されている。そして、ターミナルは感圧素子の外周に配置され、ターミナルと感圧素子とはワイヤボンディングにて接続された構成となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２５３３７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、このような圧力検出装置をエンジンの燃焼圧センサに適用する場合、ハウジングにおける圧力伝達部材の収納部をエンジンブロックの穴に挿入し、燃焼室内の圧力を圧力伝達部材で受圧して検出する。
【０００６】
ここで、エンジンに対しては、小型化や軽量化の要望があり、圧力検出装置の搭載スペースも小さくする必要がある。そのため、圧力検出装置においては細径化すなわちハウジングの細径化が望まれている。
【０００７】
しかしながら、上述したように従来の圧力検出装置においては、感圧素子とターミナルとのワイヤボンディングを行うために、ターミナルを感圧素子の外周に位置させることになる。
【０００８】
そのため、ターミナルアッシーの大きさは感圧素子のサイズよりも大きくなり、ハウジングの径は、ハウジング収納部品のなかで最も大きなターミナルアッシーのサイズによって決められる。言い換えれば、ハウジングの径は、感圧素子よりも大きいターミナルアッシーの大きさに規定され、圧力検出装置の細径化にとって制約が生じてしまうことになる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、ハウジングを細くするのに適切な構成を有する圧力検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング（１０）と、ハウジングに収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子（２０）と、ハウジング内にて感圧素子よりもハウジングの一端側に設けられ感圧素子に圧力を伝達する圧力伝達部材（３０）と、ハウジング内にて感圧素子よりもハウジングの他端側に設けられ感圧素子からの信号を取り出すためのターミナル（４２）とを備える圧力検出装置において、感圧素子の一面には電極部（２１）が形成されるとともに、感圧素子の一面とターミナルとが対向しており、感圧素子の電極部とターミナルとは、導電性接続部材（５０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
それによれば、感圧素子のサイズの範囲内でターミナルを配置しつつ適切に感圧素子とターミナルとの電気的接続が実現できるので、従来のワイヤボンディングを行うものに比べてターミナルを収納するハウジングの部分を細くすることができる。
【００１２】
よって、本発明によれば、ハウジングを細くするのに適切な構成を有する圧力検出装置を提供することができる。
【００１３】
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を示す一例である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る圧力検出装置Ｓ１の概略断面構成を示す図である。限定するものではないが、この圧力検出装置Ｓ１は、被検出体であるエンジンの燃焼室内の圧力（燃焼圧）を検出する燃焼圧センサとして適用できる。
【００１５】
この圧力検出装置Ｓ１は大きくは、圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング１０と、ハウジング１０に収納され圧力に応じた信号を出力する感圧素子２０と、ハウジング１０内にて感圧素子２０よりもハウジング１０の一端１１側に設けられ感圧素子２０に圧力を伝達する圧力伝達部材としてのロッド３０と、ハウジング１０内にて感圧素子２０よりもハウジング１０の他端１２側に設けられ感圧素子２０からの信号を取り出すためのターミナル４２とを備えている。
【００１６】
ハウジング１０は、例えばステンレス等の金属からなる筒状のものである。このハウジング１０の一端１１側には、受圧部としての金属からなるダイアフラム１５が溶接等にて取り付けられている。このダイアフラム１５は、圧力を受けることにより歪むものである。
【００１７】
例えば、圧力検出装置Ｓ１を上記燃焼圧センサに適用する場合には、このハウジング１０の一端１１側すなわちダイアフラム１５側が燃焼室に露出するように、エンジンブロックの穴に挿入される。このとき、例えばハウジング１０の外周面にねじを形成し、エンジンブロックの穴とハウジング１０とネジ結合することで、圧力検出装置の取付が行われる。
【００１８】
また、ハウジング１０の一端１１側には、ハウジング１０内にステンレス等の金属からなる棒状のロッド３０が収納されている。このロッド３０の一端３１側は、ダイアフラム１５に接して配置されている。そして、図１中の白抜き矢印に示すように、ロッド３０の一端１１にはダイアフラム１５を介して、測定圧力が印加されるようになっている。
【００１９】
感圧素子２０は、ハウジング１０内にてロッド３０よりもハウジング１０の他端１２側の部位に収納されている。この感圧素子２０は、印加された圧力に応じた信号を出力するものであれば特に限定されないが、例えば、半導体基板にゲージ抵抗を形成したものを用いることができる。具体的には、シリコン基板にゲージ抵抗として拡散抵抗を形成し、この拡散抵抗によってブリッジ回路を形成したものを採用することができる。
【００２０】
そして、この感圧素子２０には、ガラスからなる介在部材２１が陽極接合等にて接合され、その介在部材２１の上には炭素鋼等の鋼材からなる半球２２が接着等にて接合され、感圧素子２０、介在部材２１および半球２２は一体化されている。
【００２１】
そして、半球２２の曲面とロッド３０の他端３２とが接して配置されており、ロッド３０からの圧力は、半球２２、介在部材２１を介して感圧素子２０へ伝達されるようになっている。
【００２２】
また、コネクタ部４０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等からなるコネクタプラグ４１にターミナル４２およびプレート４３をインサート成形にて一体化させたものである。このコネクタ部４０を外部の配線部材に結合することにより、圧力検出装置Ｓ１の信号をターミナル４２から外部へ取り出すことが可能となる。
【００２３】
ターミナル４２は銅等からなり、プレート４３はステンレス等の金属からなる。プレート４３は感圧素子を支持するものであり、このプレート４３により、感圧素子２０にロッドから圧力が印加されたときに感圧素子２０を受け止める役割が果たされる。
【００２４】
そして、ターミナル４２の一端側は、プレート４３に形成された穴から感圧素子２０側へ露出し、ターミナル４２の他端側はコネクタプラグ４１の開口部４１ａ内に露出している。ここで、ターミナル４２の一端側は感圧素子２０と電気的に接続される部分であり、他端側は外部配線部材等と接続される部分である。
【００２５】
また、コネクタ部４０とハウジング１０との接合は、プレート４３とハウジング１０とを溶接したりやかしめたりする等により行われている。
【００２６】
ここにおいて、感圧素子２０とターミナル４２の一端側との接続は次のようにして行われている。感圧素子２０の一面には電極部２１が形成されており、この感圧素子２０の一面とターミナル４２の一端とが対向して配置されている。ここで、感圧素子２０の電極部２１は、蒸着やスパッタ等で成膜されたアルミ等の導電膜からなる。
【００２７】
そして、感圧素子２０の電極部２１とターミナル４２の一端とは、導電性接続部材５０を介して電気的に接続されている。この導電性接続部材５０としては、異方性導電性フィルム、異方性導電性接着剤、あるいは銀ペースト等の導電性接着剤等を採用することができる。
【００２８】
本例では、導電性接続部材５０は異方性導電性フィルムとしている。このような異方性導電性フィルムは、例えば樹脂フィルム中に銀等の粒子がフィルムの厚さ方向に配列されたものであり、当該フィルムの厚さ方向にのみ導電性を有するものである。
【００２９】
なお、導電性接続部材５０として導電性接着剤を採用する場合は、感圧素子２０の電極部２１間が導通しないように、導電性接着剤を間隔をあけて配置する必要がある。こうして、感圧素子２０、導電性接続部材５０、ターミナル４２の三者が電気的に接続されている。
【００３０】
このような圧力検出装置Ｓ１は、例えば、次のようにして作ることができる。コネクタ部４０に対して、導電性接続部材５０を介して、介在部材２１および半球２２が一体化された感圧素子２０を搭載する。
【００３１】
続いて、このものをロッド３０が挿入されたハウジング１０内へ挿入し、荷重を加えながら、ハウジング１０とコネクタ部４０のプレート４３とを溶接やかしめ等により接合する。こうして、圧力検出装置Ｓ１を製造することができる。
【００３２】
この圧力検出装置Ｓ１は、燃焼圧センサに適用される場合、上述したように、ダイアフラム１５側が燃焼室に露出するように、エンジンブロックの穴に挿入されて取り付けられる。
【００３３】
その状態にて、ダイアフラム１５に燃焼圧が印加されると、ダイアフラム１５が歪んでロッド３０がその長手方向に変位する。それによって、燃焼圧はロッド３０、半球２２、介在部材２１を介して感圧素子２０に印加される。
【００３４】
そして、感圧素子２０では、印加された圧力に応じた信号が出力され、その信号は、導電性接続部材５０からターミナル４２を介して外部へ取り出される。こうして、燃焼圧の検出が行われる。
【００３５】
ところで、本実施形態によれば、感圧素子２０のサイズの範囲内でターミナル４２を配置しつつ適切に感圧素子２０とターミナル４２との電気的接続が実現できるので、従来のワイヤボンディングを行うものに比べてターミナル４２を収納するハウジング１０の部分を細くすることができる。
【００３６】
よって、本実施形態によれば、ハウジング１０を細くするのに適切な構成を有する圧力検出装置Ｓ１を提供することができる。
【００３７】
なお、本発明は、細径化を図るために感圧素子２０の電極部２１とターミナル４２とを対向させ、両者を導電性接続部材５０を介して電気的に接続したことを要部とするものであり、圧力検出装置においてその他の部分は、適宜設計変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力検出装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１０…ハウジング、２０…感圧素子、２１…感圧素子の電極部、
３０…圧力伝達部材としてのロッド、４２…ターミナル、
５０…導電性接続部材。

Claims

圧力が検出される被検出体に取付可能なハウジング（１０）と、
前記ハウジングに収納され、圧力に応じた信号を出力する感圧素子（２０）と、
前記ハウジング内にて前記感圧素子よりも前記ハウジングの一端側に設けられ、前記感圧素子に圧力を伝達する圧力伝達部材（３０）と、
前記ハウジング内にて前記感圧素子よりも前記ハウジングの他端側に設けられ、前記感圧素子からの信号を取り出すためのターミナル（４２）とを備える圧力検出装置において、
前記感圧素子の一面には電極部（２１）が形成されるとともに、前記感圧素子の一面と前記ターミナルとが対向しており、
前記感圧素子の前記電極部と前記ターミナルとは、導電性接続部材（５０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする圧力検出装置。