JP2007057461A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 コネクタを用いずに圧力検出部と回路処理部との間、および回路処理部と外部入出力部との間の電気的接続を実現でき、かつ、小型化することができる圧力センサを提供する。
【解決手段】 センサチップ２１から出力された電気信号は、センサチップ２１からセラミック基板３０まで引き伸ばされたフレキシブルプリント基板３１を介してセラミック基板３０の電気回路に入力されるようになっている。また、セラミック基板３０は、出力信号を外部に出力するための電極を備え、出力信号は、少なくとも電極を覆うようにセラミック基板３０上に配置され、ハウジング１０の長軸方向に電気を通すシート状のゴム端子３２と電極とを介して、ターミナル４０に出力されるようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧力媒体の圧力を検出する圧力センサに関する。

従来より、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の圧力センサが知られている。このような圧力センサは、燃焼圧を検出する圧力検出部と、圧力検出部で検出された圧力に応じた信号を処理する回路処理部と、回路処理部で処理された信号を外部に出力する外部入出力部と、を備えて構成されている。

これら圧力検出部、回路処理部は圧力センサの外形をなすハウジング内部に収納される。そして、圧力検出部と回路処理部との間、回路処理部と外部入出力部との間がそれぞれコネクタ（例えばバネターミナルなど）を介して電気的に接続された状態になっている。

このハウジングの外形は、エンジンに固定されるネジ部と六角形状の嵌合部（以下、六角部という）とを備えて構成されている。また、ケースプラグがハウジングの六角部に設けられたかしめ部にてかしめ固定される。これにより、ケースプラグを介して入出力部から外部に信号が出力される。

上記構成を有する圧力センサでは、圧力検出部にて検出した圧力検出信号を回路処理部に出力する。そして、回路出力部にて信号増幅、チップコンデンサによるノイズ対策処理を行い、外部入出力部を介して処理した信号を外部へ出力するようになっている。

近年、エンジンに搭載しシリンダ圧を検出する圧力センサに対して、エンジンに対する搭載スペースが小さくなっていることから小型化が望まれている。したがって、圧力センサの外形をなすハウジングが小型化されることに伴い、ハウジング内部に圧力検出部、回路処理部を収納するスペース、ハウジングに外部入出力部を搭載するスペースが狭くなる。

ハウジングが小型化されると、エンジンに固定するためのネジ径も小さくなるため、ハウジングを構成する六角部のサイズも小さくなる。これに伴い、回路処理部を収納する六角部内のスペースも小さくなる。しかしながら、ケースプラグをハウジングにはめ込んだときにケースプラグを六角部の端面に押し付けてかしめ部にてかしめ固定するため、ケースプラグを押し付けるための六角部の端面の肉厚を確保しなければならない。このため、六角部の肉厚を薄くして六角部内に回路処理部を収納するスペースを確保することはできない。

上記従来の圧力センサでは、圧力検出部と回路処理部との間、回路処理部と外部入出力部との間の接続にコネクタを用いて電気的接続を行っているが、上記のように、六角部内にスペースを確保することが難しいことから、スペースを必要とするコネクタを用いてそれぞれを電気的に接続することは困難になってしまう。

本発明は、上記点に鑑み、コネクタを用いずに圧力検出部と回路処理部との間、および回路処理部と外部入出力部との間の電気的接続を実現でき、かつ、小型化することができる圧力センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、圧力検出素子（２１）から出力された電気信号は、圧力検出素子から基板（３０）まで引き伸ばされたフレキシブルプリント基板（３１）を介して基板の電気回路に入力される。そして、基板は、出力信号を外部に出力するための電極（３５）を備え、出力信号は、少なくとも電極を覆うように基板上に配置され、金属ハウジングの長軸方向に電気を通すシート状のゴム端子（３２）と電極とを介して、ターミナルに出力されるようになっていることを特徴とする。

このように、圧力検出素子から出力される電気信号を、フレキシブルプリント基板を介して基板内の電気回路に入力する。これにより、バネターミナルなどのスペースを必要とするコネクタを用いることなく圧力検出素子（圧力検出部）と電気回路（回路処理部）との電気的接続を実現させることができる。フレキシブルプリント基板は薄いため、特に金属ハウジングの長軸方向のスペースを縮小させることができ、金属ハウジングの小型化ひいては圧力センサの小型化を実現させることができる。

また、基板内の電気回路とターミナルとの電気的接続を、基板上の電極を覆うように設置されたゴム端子を用いて図っている。これにより、スペースを要するコネクタを用いることなく電気回路（回路処理部）とターミナル（外部入出力部）との電気的接続を実現させることができる。このように、シート状のゴム端子を用いることで、特に金属ハウジングの長軸方向における電気的接続のためのスペースを縮小させることができる。

以上のように、フレキシブルプリント基板やシート状のゴム端子を用いることにより、金属ハウジングのサイズを小型化したとしても、金属ハウジング内部の限られたスペース内に圧力検出部、回路処理部を収納できる。このようにして、電気的接続にコネクタを用いることなく圧力センサの小型化を実現できる。

本発明では、フレキシブルプリント基板の一端側が基板に電極が設けられた面で電気的に接続されると共に、フレキシブルプリント基板の他端側が窓部（３４）に挿入され、基板において電極が設けられた面とは反対側の面に導かれ、圧力検出素子まで引き伸ばされるようになっていることを特徴とする。

このように、フレキシブルプリント基板の一端側を、基板において電極が設けられた面に電気的に接続すると共に、基板に設けられた窓部を介して他端側を電極が設けられた面とは反対側に導く。これにより、基板内の電気回路に対する圧力検出素子との電気的接続、基板内の電気回路に対するターミナルとの電気的接続、をそれぞれ基板の片面のみで行うことができる。このように、基板の片面を電気的接続のための共有スペースとすることで、金属ハウジング内における基板（回路処理部）の収納スペースを小さくでき、ひいては圧力センサを小型化できる。

本発明では、フレキシブルプリント基板の一端側の複数の孔に基板上の複数のピン（３３）が差し込まれることでフレキシブルプリント基板の一端側が複数のピンに引っ掛かるようになっていることを特徴とする。

このように、フレキシブルプリント基板を複数のピンに引っ掛ける構造とする。これにより、フレキシブルプリント基板の他端側に予期せぬ引っ張り力が働いたとしても、この複数のピンに引っ掛かるため、基板に対するフレキシブルプリント基板の接続強度を向上させることができる。

本発明では、基板から出力信号を外部に出力するための電極と、圧力検出素子から基板まで引き伸ばされたフレキシブルプリント基板を介して基板の電気回路に入力するための複数のピンと、がそれぞれ基板の同一面に配置されていることを特徴とする。

このように、基板の片面に電極とピンとを配置させる。これにより、基板内の電気回路とターミナルとの電気的接続、および基板内の電気回路と圧力検出素子との電気的接続を基板の片面だけで実現させることができるため、基板における電気的接続のためのスペースを低減させることができる。

本発明では、基板のうち金属ハウジングと接する面の外周部に電気回路のボディアース端子（３９）を備えたことを特徴とする。

このように、金属ハウジングに接する基板の面にボディアース端子を備える。これにより、金属ハウジングに基板を設置するだけで基板内の電気回路を金属ハウジングに電気的に接地することができる。

本発明では、ケースプラグが金属ハウジングの他端側に挿入されると、突起部（５２）が金属ハウジングの内部に設けられた段部（１６）に押し付けられ、ターミナルの他端側がゴム端子を押しつぶした状態になると共に、ケースプラグが金属ハウジングの他端側の端面に設けられたかしめ部（１７）でかしめ固定されるようになっていることを特徴とする。

このように、ケースプラグが金属ハウジングに固定されると、ターミナルがゴム端子を押さえ付けた状態となる。これにより、基板の電極とターミナルとをゴム端子を介して電気的に接続することができる。また、ケースプラグの突起部により、ケースプラグの他端側の端面がくぼんだスペースを確保することができ、このくぼみにゴム端子等を収納することができる。

本発明では、ゴム端子１つで複数個のターミナルとそれに対応する電極とをそれぞれ導通可能にしたことを特徴とする。

このように１枚のゴム端子を用いる。これにより、基板に対するゴム端子の設置を容易に行うことができる。

本発明では、少なくとも電極上に配置する形状にしたゴム端子と、ゴム端子が覆い被さらないスペースにチップコンデンサ（３６）を実装可能にしたパターンを持つ基板と、を備えたことを特徴とする。

このように、電極上に少なくともゴム端子を配置させ、基板上のうちゴム端子が接地されないスペースにチップコンデンサを実装する。これにより、基板上のスペースを有効利用することができる。

本発明では、基板の電極とゴム端子との位置ずれ防止を目的とした固定突起パターン（３６）を有した基板を備えたことを特徴とする。

このように、基板に固定突起パターン（例えばチップコンデンサ）を備える。これにより、基板の電極に対するゴム端子の位置ずれを防止することができる。

本発明では、電極を介して電気回路からターミナルへ電気信号を出力するゴム端子の断面形状を、ゴム端子のうち電極に接する側の接触面積を電極に接する側とは反対側よりも小さくした台形の形状としたことを特徴とする。

このように、ゴム端子の断面形状を台形形状とする。これにより、ゴム端子のうち電極と接触する側の面積が接触しない側の面積よりも小さいため、ゴム端子と電極以外の電気的端子に接触しないようにすることができる。

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ものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される圧力センサは、被測定体として例えばエンジンに搭載され、エンジンのシリンダ圧を測定するために用いられる。

図１は、本発明の一実施形態に係る圧力センサＳ１の概略断面図である。この図に示されるように、圧力センサＳ１の外形は、ハウジング１０によって構成されている。

ハウジング１０は、切削や冷間鍛造等により加工された中空形状の金属製のケースであり、その一端側の外周面には、被測定体にネジ結合可能なネジ部１１が形成されている。本実施形態では、ハウジング１０に設けられたネジ部１１の径はＭ８である。

また、ハウジング１０の一端側には、ハウジング１０の一端に形成された開口部からハウジング１０の他端側に延びる通路１２が形成されている。一方、ハウジング１０の他端側、すなわちハウジング１０においてネジ部１１とは反対側には、レンチを用いて圧力センサＳ１を被測定体に取り付けるためのレンチとの嵌合部１３が形成されている。この嵌合部１３の外周は多角形状、詳しくは六角形状になっている。本実施形態では、嵌合部１３の六角形状において対向する面間の距離、すなわち二面の幅が例えば１４ｍｍとなっている。なお、ハウジング１０は、本発明の金属ハウジングに相当する。

このようなハウジング１０の一端側には圧力検出部が設けられている。圧力検出部は被測定体の圧力媒体の圧力を検出するものであり、ダイヤフラム２０と、センサチップ２１と、を備えて構成されている。

ダイヤフラム２０は、被測定体の圧力によって変形可能な薄肉状のものであり、ハウジング１０の一端側の端部に接合されている。このダイヤフラム２０上には、単結晶Ｓｉ（シリコン）からなる圧力検出用のセンサチップ２１が固定されている。このセンサチップ２１は、ハウジング１０の通路１２内に配置され、ダイヤフラム２０上に固定されている。

上記センサチップ２１は集積回路を有し、圧力によってダイヤフラム２０が変形したとき、この変形に応じた抵抗値の変化を電気信号に変換して出力する検出部（歪みゲージ）として機能するものである。

具体的には、圧力によりダイヤフラム２０が変形すると、これに応じてダイヤフラム２０上に設置されたセンサチップ２１上の歪みゲージが変形する。このとき、この変形によるピエゾ抵抗効果により、歪みゲージの抵抗値が変化する。したがって、この抵抗値の変化を検出することにより歪みゲージに加えられた応力、すなわち圧力を検出することができる。そして、センサチップ２１はダイヤフラム２０を伝導した圧力に応じた電気信号（例えば電圧信号）を生成して出力する。以上が圧力検出部の構成である。なお、センサチップ２１は、本発明の圧力検出素子に相当する。

また、ハウジング１０の内部には、上記圧力検出部にて検出された電気信号を処理する回路処理部が設けられている。この回路処理部は、圧力検出部から入力される電気信号を処理するものであり、セラミック基板３０と、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）３１と、ゴム端子３２と、を備えて構成されている。

セラミック基板３０は、センサチップ２１で検出された信号を外部出力するための信号に変換する機能を有する電気回路や配線パターンを備えたものである。すなわち、セラミック基板３０は積層構造をなしており、その内部に電気回路を備えたものとして構成される。なお、セラミック基板３０は、本発明の基板に相当する。

図２は、セラミック基板３０を表裏面それぞれから見た図である。図２（ａ）はセラミック基板３０の表面側を見た図、図２（ｂ）はセラミック基板３０の裏面側を見た図である。

図２（ａ）に示されるように、セラミック基板３０の表面側には、４つのピン３３が設けられている。これらのピン３３は、セラミック基板３０内の電気回路と外部、すなわちセンサチップ２１とを電気的に接続するための電極部品である。

そして、セラミック基板３０に設けられた各ピン３３とセンサチップ２１との電気的接続にＦＰＣ３１が用いられている。なお、図２ではＦＰＣ３１を省略してある。本実施形態では、厚さが約１００μｍ、幅が約４ｍｍとされ、４本の配線が設けられたＦＰＣ３１が用いられる。

ＦＰＣ３１の一端側には上記各ピン３３を挿入して電気的接続を図るための複数の穴が、図２（ａ）に示される各ピン３３の配置に対応して設けられている。そして、図１に示されるように、ＦＰＣ３１に設けられた各穴に各ピン３３がそれぞれ挿入されることで、ＦＰＣ３１が各ピン３３に引っ掛けられ、ＦＰＣ３１内の各配線と各ピン３３とがそれぞれ電気的に接続される。そして、ＦＰＣ３１は、各ピン３３にはんだ付けされて固定される。

このように、ＦＰＣ３１を各ピン３３に引っ掛けることで、ＦＰＣ３１の他端側に予期せぬ引っ張り力が働いたとしても、ＦＰＣ３１が各ピン３３に引っ掛かるため、セラミック基板３０に対するＦＰＣ３１の接続強度を向上させることができる。

一方、ＦＰＣ３１の他端側は、セラミック基板３０に設けられた窓部３４に挿入されてＦＰＣ３１の表面から裏面側に導かれ、圧力検出部まで引き伸ばされた状態になっている。この窓部３４は、ＦＰＣ３１が通るサイズになっている。

そして、ＦＰＣ３１の他端側は、センサチップ２１にフリップチップ実装されている。したがって、セラミック基板３０内の電気回路とセンサチップ２１との電気的接続は、ＦＰＣ３１および各ピン３３によって図られている。

また、セラミック基板３０の表面には、複数の電極３５が設けられている。これらの電極３５は、セラミック基板３０内の電気回路と外部とを電気的に接続するためのものであり、後述する複数のターミナル４０にそれぞれ対応して設けられている。また、セラミック基板３０の表面において、各ピン３３、各電極３５そして窓部３４を除いた場所に複数のチップコンデンサ３６が設置されている。これらのチップコンデンサ３６は、固定突起パターンとなるものであって、圧力センサＳ１の外部から入力されるノイズを除去する機能を有するものであり、セラミック基板３０内の電気回路に接続されている。このように、セラミック基板３０の片面に電極３５とピン３３とを配置させることで、セラミック基板３０における電気的接続のためのスペースを低減させることができる。また、セラミック基板３０に固定突起パターン（チップコンデンサ３６）を備えることで、セラミック基板３０の電極３５に対するゴム端子３２の位置ずれを防止できる。

さらに、セラミック基板３０の表面には、少なくとも各電極３５を覆うように１枚のゴム端子３２が配置されている。このゴム端子３２は、異方性導電シートとして構成されるものであり、弾力性のあるゴム部材の内部にＡｕ（金）で形成された複数の配線がシートの表裏面に垂直な方向に配置されて保持された状態になっている。したがって、このゴム端子３２は、それを構成するシートの表裏面の面方向には電気的に絶縁されているが、シートの表面と裏面との間、すなわちハウジング１０の長軸方向には電流が流れるようになっている。

図３は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この図に示されるように、電極３５上に配置されたゴム端子３２の断面形状は台形になっている。さらに、電極３５に対するゴム端子３２の接触面積が電極３５よりも小さくされている。すなわち、セラミック基板３０の電極３５からターミナル４０へ電気信号を繋ぐゴム端子３２を、セラミック基板３０の電極３５以外の電気的端子（例えばピン３３）に接触しないようにセラミック基板３０の電極３５側の接触面積を小さく、ターミナル４０側の面積を大きくした台形形の形状としている。

このように、ゴム端子３２のうち電極３５と接触する側の面積が接触しない側の面積よりも小さいため、ゴム端子３２と他の電気的端子との接触を防止できる。

このようなゴム端子３２がセラミック基板３０上に設けられた各電極３５上に配置されることで、このゴム端子３２を介して、各電極３５と各ターミナル４０との電気的接続が図られている。そして、ゴム端子３２は１枚のシートとして構成され、全ての電極３５を覆うように配置されるが、上述のようにシートの面方向には電気的に絶縁されているので、各電極３５に対応しないターミナル４０に電流が流れることはない。本実施形態では、ゴム端子３２の厚さとして例えば１ｍｍ程度のものを用いている。このように１枚のゴム端子３２を用いることで、セラミック基板３９に対するゴム端子３２の設置を容易に行うことができる。また、電極３５上に少なくともゴム端子３２を配置させ、セラミック基板３０上のうちゴム端子３２が設置されないスペースにチップコンデンサ３６を実装しているので、セラミック基板３０上のスペースを有効利用することができる。

図２（ｂ）に示されるように、セラミック基板３０の裏面には、回路チップ３７が固定されており、ワイヤ３８を介してセラミック基板３０内の電気回路と電気的に接続されている。この回路チップ３７はセンサチップ２１から入力される電気信号を増幅させる機能を有している。

また、セラミック基板３０の裏面のうち、外縁部にボディＧＮＤ端子３９が設けられている。このボディＧＮＤ端子３９は、セラミック基板３０がハウジング１０の内部、より詳しくは嵌合部１３の内部に設けられた溝部１４にはめ込まれることでハウジング１０、ひいては被測定体と電気的に接続される。本実施形態では、この溝部１４の径はφ１１となっている。そして、ハウジング１０が被測定体に設置されることでボディＧＮＤ端子３９が接地される。本実施形態では、ボディＧＮＤ端子３９にＡｇペーストが塗布されて、セラミック基板３０がハウジング１０の溝部１４に固定される。このように、ハウジング１０に接するセラミック基板３０の面にＧＮＤ端子３９を備えることで、ハウジング１０にセラミック基板３０を設置するだけでセラミック基板３０内の電気回路をハウジング１０に電気的に接地することができる。なお、ＧＮＤ端子３９は、本発明のボディアース端子に相当する。

ハウジング１０内部において、上記溝部１４は、テーパ面１５を介して通路１２と接続されている。これにより、セラミック基板３０の裏面から引き伸ばされたＦＰＣ３１をテーパ面１５や通路１２の壁面に当たってしまうことなくセンサチップ２１まで導くことができる。このテーパ面１５は、セラミック基板３０の裏面から出ているＦＰＣ３１に少なくとも対向する場所に設けられれば良い。以上が回路処理部の構成である。

上記回路処理部にて処理された信号は、コネクタとしての外部入出力部を介して圧力センサＳ１の外部と電気的な接続がなされるようになっている。図１に示されるように、外部入出力部は、ターミナル４０と、ケースプラグ５０と、を備えて構成されている。

ターミナル４０は、金属製の棒状部材で構成されるものであり、ケースプラグ５０にインサート成形されている。本実施形態では、圧力センサＳ１を稼働するための電源用および接地用、そして２本の信号出力用、合わせて４本のターミナル４０がケースプラグ５０に設置されている。

ケースプラグ５０は、圧力センサＳ１で検出された圧力値の信号を外部に出力するためのコネクタをなすものであり、樹脂等により形成されたものである。このケースプラグ５０の一端側には開口部５１が設けられており、各ターミナル４０の一端がこの開口部５１内に露出している。これにより、ターミナル４０の一端側の先端部分が図示しない外部コネクタに接続されることで、圧力センサＳ１の外部にある相手側回路等へ配線部材を介して電気的に接続される。一方、各ターミナル４０の他端側は、ケースプラグ５０の他端側の端面から突出している。

ケースプラグ５０のうち、他端側の端部の外縁部分には突起部５２が設けられている。そして、ケースプラグ５０がハウジング１０の他端側に挿入され、突起部５２がハウジング１０の嵌合部１３の内部に設けられた段部１６に押し付けられる。そして、ケースプラグ５０の側面に設けられた引っ掛け部５３に、ハウジング１０の他端側の端部に設けられたかしめ部１７によってケースプラグ５０がハウジング１０にかしめ固定されている。

これにより、ケースプラグ５０はハウジング１０と一体化してパッケージを構成し、該パッケージ内部のセラミック基板３０、ゴム端子３２等を湿気・機械的外力より保護するようになっている。さらに、セラミック基板３０がゴム端子３２を介してケースプラグ５０に押し付けられることで、ハウジング１０に確実に固定され、圧力センサＳ１が外部から受ける振動に対する耐振性を確保することができる。

また、ケースプラグ５０の他端側の端面から突出した各ターミナル４０は、ケースプラグ５０がハウジング１０にかしめ固定されることでゴム端子３２を押さえ付けた状態になっている。そして、各ターミナル４０がケースプラグ５０の他端側の端面から突出した場所に対応してセラミック基板３０の表面にそれぞれ設けられた各電極３５に、ゴム端子３２を介して電気的に接続される。

以上が、本実施形態に係る圧力センサＳ１の構成である。

このようにケースプラグ５０がハウジング１０に固定されると、ハウジング１０の溝部１４の底からケースプラグ５０の他端側の端面までのハウジング１０の長軸方向の長さは、例えば３ｍｍというように小さくされている。また、上述のように、ハウジング１０の溝部１４の径は例えばφ１１になっている。

このように、ハウジング１０の嵌合部１３の内部に設けられたφ１１×３ｍｍのスペース、特に３ｍｍのスペースに回路処理部を収納できたのは、次の理由による。

まず、圧力検出部をハウジング１０の一端側に設け、ＦＰＣ３１を用いて圧力検出部と回路処理部との電気的な接続を実現していることである。ＦＰＣ３１は、上述のように、その厚さが約１００μｍになっていて非常に薄い。このため、従来のように配線を用いる場合よりも省スペースで電気的接続を実現させることができる。

すなわち、ＦＰＣ３１はハウジング１０の長軸方向において薄いため、セラミック基板３０上に配置させたとしてもスペースを必要としない。このように、ＦＰＣ３１を用いることで、センサチップ２１とセラミック基板３０内の電気回路との電気的接続にコネクタを用いなくても良い。

また、セラミック基板３０の各電極３５と各ターミナル４０との電気的接続にゴム端子３２を用いている。上述のように、ゴム端子３２は弾力性のあるゴム部材で構成されているため、ケースプラグ５０がハウジング１０にかしめられたときに、それ自身がつぶされることで寸法吸収することができる。すなわち、セラミック基板３０上の各部材（各電極３５やＦＰＣ３１）やケースプラグ５０の他端側の端面から突出した各ターミナル４０でゴム端子３２を押しつぶすことで、ハウジング１０の長軸方向におけるスペースを縮小させることができる。このように、ゴム端子３２を用いることで、セラミック基板３０の各電極３５と各ターミナル４０とを電気的に接続するためのコネクタを用いなくても良い。

なお、ケースプラグ５０の突起部５２をハウジング１０の長軸方向に引き伸ばすことでケースプラグ５０の他端側の端面にスペースを確保することもできるが、ケースプラグ５０をハウジング１０に押し込んでかしめ固定する際、引き伸ばされた突起部５２の強度が低下してしまい、かしめ固定する際につぶれてしまう。このため、ケースプラグ５０の突起部５２を引き伸ばすことはできない。したがって、上記のようにＦＰＣ３１やゴム端子３２を用いることでハウジング１０の長軸方向のスペースを小さくすることで、ケースプラグ５０の突起部５２の強度を確保しているのである。

以上のようにして、セラミック基板３０の片面のみで圧力検出部と回路処理部との電気的接続、回路処理部と外部入出力部との電気的接続を行っているため、ハウジング１０の長軸方向におけるスペースを小さくでき、ハウジング１０の長軸方向における３ｍｍという収納スペース内に回路処理部を収めることができるのである。このように、ハウジング１０のサイズ（ネジ径がＭ８）が小さく設定されたとしても、ハウジング１０の内部に回路処理部を収納することができ、コネクタを用いなくても圧力検出部と回路処理部との間、および回路処理部と外部入出力部との間の電気的接続を図ることができる。

上記の構成を有する圧力センサＳ１では、被測定体内部の圧力によってダイヤフラム２０が歪むので、その歪みに応じた抵抗値を示す電気信号がセンサチップ２１からＦＰＣ３１および各ピン３３を介してセラミック基板３０内の電気回路に入力される。そして、この電気信号がセラミック基板３０内の電気回路で出力信号に変換され、この出力信号が各電極３５およびゴム端子３２を介して各ターミナル４０に出力されて、圧力に応じた電気信号が外部回路に出力される。このようにして、圧力センサＳ１から圧力に応じた電気信号が出力される。この電気信号は、外部回路によって圧力値に変換され、エンジン制御等に用いられる。

以上、説明したように、本実施形態では、センサチップ２１から出力される電気信号を、ＦＰＣ３１を介してセラミック基板３０内の電気回路に入力することを特徴としている。これにより、バネターミナルなどのスペースを必要とするコネクタを用いることなくセンサチップ２１（圧力検出部）とセラミック基板３０内の電気回路（回路処理部）との電気的接続を実現できる。本実施形態で用いられるＦＰＣ３１は薄いため、特にハウジング１０の長軸方向のスペースを縮小させることができ、ハウジング１０の小型化ひいては圧力センサＳ１の小型化を実現させることができる。

また、本実施形態では、セラミック基板３０内の電気回路とターミナル４０との電気的接続を、セラミック基板３０上の電極３５を覆うように設置されたゴム端子３２を用いて図っていることを特徴としている。これにより、スペースを要するコネクタを用いることなくセラミック基板３０内の電気回路（回路処理部）とターミナル４０（外部入出力部）との電気的接続を実現できる。

また、本実施形態では、ＦＰＣ３１の一端側をセラミック基板３０において電極３５が設けられた面に電気的に接続し、セラミック基板３０に設けられた窓部３４を介して他端側を電極３５が設けられた面とは反対側に導いている。これにより、セラミック基板３０内の電気回路に対するセンサチップ２１との電気的接続、セラミック基板３０内の電気回路に対するターミナル４０との電気的接続、をそれぞれセラミック基板３０の片面のみで行うことができる。このように、セラミック基板３０の片面を電気的接続のための共有スペースとすることで、ハウジング１０の内部におけるセラミック基板３０（回路処理部）の収納スペースを小さくでき、圧力センサＳ１を小型化することができる。

以上のように、ＦＰＣ３１やシート状のゴム端子３２を用いることにより、ハウジング１０のサイズを例えばＭ８のネジ部１１を有するものに基づいて構成して小型化したとしても、ハウジング１０内部の限られたスペース内に圧力検出部、回路処理部を収納できる。このようにして、電気的接続にコネクタを用いることなく圧力センサＳ１の小型化を実現できる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、ゴム端子３２に含まれる配線はＡｕで形成されたものを用いているが、他の金属、例えばＡｇ（銀）で形成された配線を含んだものを用いても構わない。

上記実施形態では、セラミック基板３０の裏面に固定された回路チップ３７はワイヤ３８を介してセラミック基板３０内の電気回路と電気的に接続された状態になっているが、回路チップ３７をセラミック基板３０の裏面にフリップチップ接続するようにしても構わない。

上記実施形態では、回路処理部にセラミック基板３０を用いているが、電気回路を備えることができるものであれば、他の回路基板であっても構わない。

本発明の一実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。 図１に示されるセラミック基板を表裏面それぞれから見た図であり、（ａ）はセラミック基板の表面側を見た図、（ｂ）はセラミック基板の裏面側を見た図である。 図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１０…ハウジング、１２…通路、１６…段部、１７…かしめ部、
２０…ダイヤフラム、２１…センサチップ（圧力検出素子）、
３０…セラミック基板、３１…フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、
３２…ゴム端子、３３…ピン、３４…窓部、３５…電極、４０…ターミナル、
５０…ケースプラグ、５１…開口部、５２…突起部。

Claims (10)

1. 被測定体に固定されると共に、中空筒形状であって一端側に通路（１２）を備えた金属ハウジング（１０）と、
   前記通路の一端側を閉じるように配置され、前記被測定体内の圧力によって変形可能なダイヤフラム（２０）と、
   前記通路内に配置されると共に、前記ダイヤフラム上に設けられ、前記ダイヤフラムの変形に応じた電気信号を出力する圧力検出素子（２１）と、
   前記通路の他端側に固定され、前記圧力検出素子から入力される前記電気信号に応じた出力信号を処理する電気回路を有する基板（３０）と、
   前記出力信号を外部に出力するターミナル（４０）がインサート成形されると共に、前記金属ハウジングの他端側に設けられたケースプラグ（５０）と、を備え、
   前記圧力検出素子から出力された電気信号は、前記圧力検出素子から前記基板まで引き伸ばされたフレキシブルプリント基板（３１）を介して前記基板の電気回路に入力されるようになっており、
   前記基板は、前記出力信号を外部に出力するための電極（３５）を備え、前記出力信号は、少なくとも前記電極を覆うように前記基板上に配置され、前記金属ハウジングの長軸方向に電気を通すシート状のゴム端子（３２）と前記電極とを介して、前記ターミナルに出力されるようになっていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記基板には窓部（３４）が設けられており、前記フレキシブルプリント基板の一端側が前記基板に前記電極が設けられた面で電気的に接続されると共に、前記フレキシブルプリント基板の他端側が前記窓部に挿入されて前記基板において前記電極が設けられた面とは反対側の面に導かれ、前記圧力検出素子まで引き伸ばされるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記基板のうち前記電極が設けられた面には前記電気回路に接続された複数のピン（３３）が設けられ、前記フレキシブルプリント基板の一端側には前記複数のピンの場所に対応した複数の孔が設けられており、前記フレキシブルプリント基板の一端側の前記複数の孔に前記複数のピンが差し込まれることで前記フレキシブルプリント基板の一端側が前記複数のピンに引っ掛かるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
4. 前記基板から前記出力信号を外部に出力するための前記電極と、前記圧力検出素子から前記基板まで引き伸ばされた前記フレキシブルプリント基板を介して前記基板の電気回路に入力するための前記複数のピンと、がそれぞれ前記基板の同一面に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。
5. 前記基板のうち前記金属ハウジングと接する面の外周部に前記電気回路のボディアース端子（３９）を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
6. 前記ケースプラグの一端側には開口部（５１）が設けられ、前記ターミナルの一端側がこの開口部内に露出していると共に、前記ケースプラグの他端側の端面の外縁部には突起部（５２）が設けられ、前記ターミナルの他端側は、前記ケースプラグの他端側の端面から突出しており、
   前記ケースプラグの他端側が前記金属ハウジングの他端側に挿入されると、前記突起部が前記金属ハウジングの内部に設けられた段部（１６）に押し付けられ、前記ターミナルの他端側が前記ゴム端子を押しつぶした状態になると共に、前記ケースプラグが前記金属ハウジングの他端側の端面に設けられたかしめ部（１７）でかしめ固定されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
7. 前記ゴム端子１つで複数個の前記ターミナルとそれに対応する前記電極とをそれぞれ導通可能にしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
8. 少なくとも前記電極上に配置する形状にした前記ゴム端子と、前記ゴム端子が覆い被さらないスペースにチップコンデンサ（３６）を実装可能にしたパターンを持つ前記基板と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
9. 前記基板の電極と前記ゴム端子との位置ずれ防止を目的とした固定突起パターン（３６）を有した前記基板を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
10. 前記電極を介して前記電気回路から前記ターミナルへ電気信号を出力する前記ゴム端子の断面形状を、前記ゴム端子のうち前記電極に接する側の接触面積を前記電極に接する側とは反対側よりも小さくした台形の形状としたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧力センサ。

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