JP2014132218A - コネクタおよびそれを用いた検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外形寸法を小さく低コスト化が図れるコネクタおよびそれを用いた検出装置を提供する。
【解決手段】コネクタ１００を筒部１と、底板２およびコネクタ端子４で構成し、筒部１にコネクタ端子４を固定し、このコネクタ端子４と被接続部材と接続されるための接続箇所２８を筒部１の内側下に設けることで、外形寸法が小さな、低コストのコネクタ１００とすることができる。
このコネクタ１００に検出部である圧力センタモジュール２４を配置したハウジング本体２１を固定し、圧力センタモジュール２４に接続された接続導体２５を接続箇所２８でコネクタ端子４と接続することで、外形寸法が小さな、低コストの検出装置とすることができる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、圧力センサや温度センサなどに用いられるコネクタおよびそれを用いた検出装置に関する。

図７は、従来の圧力センサ７００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
この圧力センサ７００は、ハウジング本体５１内部の凹部５２にシール材であるＯリング５３上に圧力センサモジュール５４が載置されている。圧力センサモジュール５４からの電気信号を外部に取り出すためにコネクタ５５を構成する筒部５６内にコネクタ端子５７が固定される。

このコネクタ端子５７は筒部５６の底板５８を貫通しＬ字型に屈曲している。Ｌ字型に屈曲した一方の箇所５９は筒部５６の内側に露出し、他方の箇所６０は底板５８から離れて底板５６の下に配置される。コネクタ端子５７の他方の箇所６０の先端部６１には接続孔６２が形成される。

圧力センサモジュール５４に固定された接続導体６３の端部はコネクタ端子５７の接続孔６２に嵌合してレーザ溶接や半田接合で固定される。コネクタ５５とハウジング本体５１は互いに固定される。またコネクタ端子５７の接続孔６２は筒部５６の外側に位置している。

圧力センサモジュール５４は図示しない圧力センサチップと電気信号をコネクタ端子５７に出力する電気回路が形成された導電パターン付絶縁基板（プリント基板）からなる。またこの圧力センサモジュール５４は圧力を検出するための検出部であり、圧力センサチップはその検出片である。

尚、図７では、圧力センサモジュール５４はブラックボックスで示しており、前記したように圧力センサチップおよび導電パターン付絶縁基板は示されていない。
図８は、別の従来の圧力センサ８００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。

この圧力センサ８００は、ハウジング本体７１内部の凹部７２にシール材であるＯリング７３上に圧力センサモジュール７４が載置されている。圧力センサモジュール７４からの電気信号を外部に取り出すためのコネクタ７５の構成要素であるコネクタ端子７６はＬ字型に屈曲し、樹脂成形された支持部材７７に固定する。Ｌ字型に曲がったコネクタ端子７６の一方の箇所７８はコネクタ７５を構成する筒部８０の内側に位置し、他方の箇所７９には接続孔８１が形成される。また、このコネクタ端子７６はコネクタ７５を構成する底板８２を貫通している。接続孔８１は筒部８０内下に位置し、圧力センサモジュール７４に接続する接続導体８３の端部がこの接続孔８１に嵌合しレーザ溶接や半田接合によりコネクタ端子７６に固定される。

また、特許文献１では、圧力センサは、電気回路基板と、圧力センサモジュールと、ケースと、該基板と該モジュールとケースを収容するハウジング本体と、コネクタ部とを有する。ハウジング本体は、該基板および該モジュールならびにケースを収容する内部空間と上部周辺に立ち上がる立上部を有している。この立上部は、複数のスリットが設けられてケースをかしめ固定する部分とコネクタをかしめ固定する部分とに分けられている。またケースの周辺上部とコネクタ部の周辺下部に互いに嵌合する切欠部を設けている。さらに、ケースかしめ部分によってケースを固定し、コネクタかしめ部によって圧力センサ本体とケースを一体に固定した圧力センサとしている。これにより、製造途中で電気出力の調整が可能であり、部品点数の増加を招くことなくセンサ全体を小型化できることが記載されている。この圧力センサは前記の図７および図８に近い構成のものが記載されている。

また、特許文献２では、圧力センサは、圧力導入孔を有するハウジングと、ピエゾ抵抗効果を有する半導体素子よりなるセンサエレメントと、センサエレメントを固定するホルダと、電磁シールド作用を有する圧力ケースとを有している。センサエレメントとホルダと圧力ケースを気密に溶接して参照用圧力空間を形成した圧力センサ本体とする。この圧力センサ本体をハウジングに電気的に絶縁して保持する。こうすることで、高周波の電磁ノイズの影響をなくした絶対圧方式もしくはシールドゲージ圧方式の圧力センサを提供できることが記載されている。この圧力センサは図８に近い構成のものである。

特開平１１−１４４８５号公報 特開２００１−１３３３４５号公報

しかし、前記の図７においては、コネクタ端子５７と接続導体６３の接続箇所（接続孔６２）がコネクタ５５を構成する筒部５６の外側に位置するので、コネクタ５５の外形寸法が大きくなり、製造コストが増大する。また、このコネクタ５５に固定するハウジング本体５１の外形寸法が大きくなり、このコネクタを用いた圧力センサの外形寸法は大きくなり、製造コストは増大する。

また、前記の図８においては、コネクタ端子７６と接続導体８３の接続箇所（接続孔８１）を筒部８０の内側下に位置させているため、コネクタ７５の外形寸法は小型化できる。しかし、コネクタ７５はコネクタ端子７６と、筒部８０と、底板８２とおよびコネクタ端子７６を固定するための樹脂成形された支持部材７７で構成される。筒部８０と底板８２は樹脂の一体成型で形成されるが、支持部材７７は個別の樹脂成型で形成される。そのため、支持部材７７が余分に必要となり、部品点数が増え製造コストが増大する。

また、前記の図７、図８および特許文献１、２では、コネクタを構成するコネクタ端子を筒部と繋がる底板に固定し、コネクタ端子と接続導体との接続箇所が筒部の内側に位置させてコネクタおよびこのコネクタを用いた検出装置の外形寸法を縮小化し低コスト化を図ることについては記載されていない。

この発明の目的は、前記の課題を解決して、外形寸法を小さく低コスト化が図れるコネクタおよびそれを用いた検出装置を提供することである。

前記の目的を達成するために、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明によれば、筒部と、該筒部と一体化され開口部を有する底板と、該底板に固定されたＬ字型に屈曲したコネクタ端子とを具備するコネクタにおいて、コネクタ端子の一方の箇所が前記筒部の内側に露出し他方の箇所が前記底板から開口部を横切るように延在し、該開口部に位置する前記のコネクタ端子に被接続部材と接続するための接続箇所を備える構成とする。

また、特許請求の範囲の請求項２に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明において、前記筒部および前記底板が、樹脂で一体成型されて形成されるとよい。
また、特許請求の範囲の請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明において、前記コネクタ端子の前記他方の箇所と前記底板との固定が、前記底板内部、底板下面もしくは底板上面であるとよい。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記接続箇所に接続孔を設けるとよい。
また、特許請求の範囲の請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載のコネクタと、検出部と、該検出部の少なくとも一部を配置し前記コネクタに固定するハウジング本体と、前記検出部と接続する前記被接続部材とを具備する検出装置とする。

また、特許請求の範囲の請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明において、前記検出部が、検出片と電気回路が形成された導電パターン付絶縁基板とで構成されるとよい。

また、特許請求の範囲の請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明において、前記検出片が、圧力センサチップ、温度センサチップ、電流プローブもしくは電圧プローブのいずれか一つであるとよい。

また、特許請求の範囲の請求項８に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明において、前記コネクタ端子の前記接続孔に前記被接続部材を嵌合しレーザ溶接もしくは半田接合して前記コネクタ端子と前記被接続部材を固定するとよい。

また、特許請求の範囲の請求項９に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明において、前記検出片が、前記ハウジング本体と離れて設置されるとよい。
また、特許請求の範囲の請求項１０に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明において、前記ハウジング本体が、樹脂成型で形成されるとよい。

この発明によれば、コネクタを筒部と、底板およびコネクタ端子で構成し、筒部にコネクタ端子を固定し、このコネクタ端子の被接続部材との接続箇所を筒部の内側下に設けることで、外形寸法が小さな、低コストのコネクタとすることができる。

このコネクタに検出部を配置したハウジング本体を固定し、検出部に固定するまたは検出部と接続される被接続部材を前記の接続箇所でコネクタ端子と接続することで、外形寸法が小さな、低コストの検出装置とすることができる。

この発明の第１実施例のコネクタ１００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。 この発明の第２実施例のコネクタ２００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。 この発明の第３実施例のコネクタ３００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。 この発明の第４実施例の検出装置４００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。 この発明の第５実施例の検出装置５００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。 この発明の第６実施例の検出装置６００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。 従来の圧力センサ７００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。 別の従来の圧力センサ８００の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。

実施の形態を以下の実施例で説明する。

図１は、この発明の第１実施例のコネクタ１００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。図１において、コネクタ端子４が底板２に隠れる箇所も実線で示した。

コネクタ１００は、筒部１と、この筒部１と一体成形され筒部１の内側に位置する開口部３を有する底板２と、底板２に固定されたＬ字型に屈曲したコネクタ端子４で構成される。Ｌ字型に屈曲したコネクタ端子４の一方の箇所５は筒部１の内側に露出し、その先端部分６は図示しない外部配線の接続端子と結合する。またＬ字型に屈曲したコネクタ端子４の他方の箇所７は開口部３を横切るように延在する。コネクタ端子４の屈曲箇所８とその近傍および開口部を横切ったコネクタ端子４の他方の箇所７の端部９は底板２に固定される。

また、コネクタ端子４の他方の箇所７は開口部３に露出し、この露出した他方の箇所７が図示しない被接続部材（例えば、図４の接続導体２５）との接続箇所となる。この接続箇所には被接続部材を通すための接続孔１０が形成される。この接続孔１０は筒部１の内側に配置される。

このコネクタ端子４に形成される接続孔１０は、例えば、図４に示す圧力センサモジュール２４などの検出部とコネクタ端子４を接続する接続導体２５（被接続部材）を固定するために用いられる。具体的には検出部である圧力センサモジュール２４に固定または接続された接続導体２５（接続ピンなど）の先端をこの接続孔１０に嵌合し、この嵌合箇所をレーザ溶接や半田接合することでコネクタ端子４と接続導体２５を固定する。接続孔１０において、コネクタ端子４の他方の箇所７の下側の底板２の開口部がコネクタ端子４の他方の箇所７の上方の底板２の開口部より狭くなっている。これにより、コネクタ端子４の下側の底板２が接続導体２５を接続孔１０に入れやすくするためのガイドとなる。

このコネクタ１００の筒部１と底板２は樹脂成形され、コネクタ端子４の固定はこの樹脂成形時に一体化して行なわれる。
前記したように、接続個所である接続孔１０が筒部１の内側に位置しているため、コネクタ１００の外形寸法を小さくできる。また、使用部材を節約できるためコネクタ１００の製造コストを低減できる。

また、このコネクタ１００の結合部１１（樹脂で筒部１および底板２と一体成型で形成される）に、例えば図４に示すように、圧力センサモジュール２４を収納したハウジング本体２１を固定することで、検出装置４００である圧力センサの外形寸法を小さくできて製造コストを低減することができる。

尚、ここでは接続孔１０を用いてコネクタ端子４と接続導体２５を接続する例を挙げたが、コネクタ端子４に接続孔１０を設けないで直接コネクタ端子４と接続導体２５を接触させてレーザ溶接や半田接合などをして接続しても構わない。この場合も接続箇所は筒部１の内側に位置させる。

また、筒部１の平面形状はここでは角が丸みを持つ長方形の例を示したが、これに限るものではなく四角形や円形などの場合もある。

図２は、この発明の第２実施例のコネクタ２００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
このコネクタ２００と図１のコネクタ１００との違いは、コネクタ端子４の他方の箇所７を底板２の下面１２に配置させた点である。コネクタ端子４の他方の箇所７と底板２の下面１２とは接着剤で固定する。また、コネクタ端子４の一方の箇所５が底板２を貫通して底板２と一体成形されている場合には、コネクタ端子４の他方の箇所７は底板２の下面１２に接触固定されている。

図３は、この発明の第３実施例のコネクタ３００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
このコネクタ３００と図１のコネクタ１００との違いは、コネクタ端子４の他方の箇所７を底板２の上面１３に配置させた点である。コネクタ端子４の他方の箇所７と底板２の上面１３とは接着剤で固定し、端部９は筒部１に埋設される。

また、底板２を点線４３で示すように部分的で厚く形成し、コネクタ端子４の屈曲箇所８付近と端部９を底板２に一体成形されている場合には、コネクタ端子４の他方の箇所７は底板２の薄い箇所の上面１３に接触固定されている。
この実施例３の場合も実施例１と同様の効果が得られる。

図４は、この発明の第４実施例の検出装置４００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。この検出装置４００は前記の図１のコネクタ１００を用いた圧力センサである。

樹脂成型で形成されたハウジング本体２１内部の凹部２２にシール材であるＯリング２３を配置しその上に検出部である圧力センサモジュール２４を載置する。この圧力センサモジュール２４は、図示しない検出片である圧力センサチップと電気信号を出力する電気回路が形成された導電パターン付絶縁基板からなる。また、圧力センサチップと導電パターン付き絶縁基板を収納し、圧力センサチップの電極パッドおよび導電パターン付き絶縁基板の導電パターンと接続される金属端子を備えた樹脂ケースを備えたものとすることもできる。圧力センサチップに電気回路が形成されている場合には、導電パターン付絶縁基板を不要とすることができる。

圧力センサモジュール２４からの電気信号を外部に取り出すため図１で示したコネクタ１００がハウジング本体２１に固定される。コネクタ１００を構成するコネクタ端子４は図示しない外部回路の配線端子と接続する。コネクタ１００とハウジング本体との固定の仕方はハウジング本体２１の上部に図示しない切り込みを入れ、ハウジング本体２１にコネクタ１００を差し込んだ後、ハウジング本体２１の切り込み箇所を折り曲げてコネクタ１００を包み込むようにして互いを固定する。

コネクタ端子４の接続孔１０に圧力センサモジュール２４の図示しない端子に一端２６が固定する接続導体２５（接続ピンなど）の他端２７を嵌合し、レーザ溶接もしくは半田接合をして接続導体２５とコネクタ端子４を固定する。そのため、この接続導体２５とコネクタ端子４の接続箇所２８（接続孔１０）は筒部１の内側に位置する。この接続導体２５を介して圧力センサモジュール２４からの電気信号がコネクタ端子４に伝達される。

コネクタ１００にハウジング本体２１を固定し、前記の接続箇所２８を封止用の樹脂２９などで被覆して防水機能を有する圧力センサ（検出装置４００）は完成する。前記の接続導体２５の直径は０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ程度であり、コネクタ端子４に形成される接続孔１０の直径は１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度である。

図１のコネクタ１００は、接続導体２５を嵌合する接続孔１０が筒部１の内側に位置しているため、このコネクタ１００に固定するハウジング本体２１の外形寸法も小さくできる。その結果、圧力センサの外形寸法を小さくできる。また、使用部材が節約されるため圧力センサの製造コストを低減できる。

尚、前記の接続導体２５の一端２６は圧力センサモジュール２４を構成する図示しない導電パターン付絶縁基板と接続している。また、電気回路が圧力センサチップに形成されている場合には、接続導体の一端２６は圧力センサチップに形成される電極パッドと接続される。前述の樹脂ケースを備える場合は、接続導体の一端２６は樹脂ケースの金属端子と接続される。

また、図４では説明を簡略化するために、圧力センサモジュール２４はブラックボッスク化して示した。また、図中の符号の３０は媒体（気体や液体）の圧力を圧力センサチップに伝達するための圧力伝達口である。

前記のコネクタ１００をコネクタ２００，コネクタ３００に替えても同様の効果が得られる。

図５は、この発明の第５実施例の検出装置５００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。この検出装置５００は図１のコネクタ１００を用いた温度センサの例を示した。

この温度センサ（検出装置５００）と図４の圧力センサ（検出装置４００）との違いは、温度センサモジュール３２（検出部）を構成する電気回路が形成された導電パターン付絶縁基板３３がハウジング本体３１に収納され、ハウジング本体３１の突出部３４の先端部３５に検出片である温度センサチップ３６（検出片）が配設されている点である。

温度センサチップ３６の電気信号は突出部３４内に敷設された内部配線３７により導電パターン付絶縁基板３３に形成される電気回路へ伝達される。
図１のコネクタ１００は接続導体２５を嵌合する接続孔１０が筒部１の内側に位置しているため、このコネクタ１００を固定するハウジング本体３１の外形寸法も小さくできる。その結果、温度センサの外形寸法を小さくできる。また、使用部材が節約されるため温度センサの製造コストを低減できる。

図６は、この発明の第６実施例の検出装置６００の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
この温度センサ（検出装置６００）と図５の温度センサ（検出装置５００）との違いは、温度センサチップ３６をハウジング本体４１から切り離した点である。

この場合にはハウジング本体４１には導電パターン付絶縁基板３３が収納され、温度センサチップ３６はハウジング本体３１からは切り離される。温度センサチップ３６の信号は外部配線４２により導電パターン付絶縁基板３３に形成される電気回路へ伝達される。この場合は温度センサチップ３６を除く温度センサの本体が小型化され低コスト化される。

また、前記の温度センサチップ３６に限らず検出片としては電流プローブ、電圧プローブなどでも構わない。この場合も前記と同様の効果を得ることができる。

１ 筒部
２ 底板
３ 開口部
４ コネクタ端子
５ 一方の箇所
６ 先端部分
７ 他方の箇所
８ 屈曲箇所
９ 端部
１０ 接続孔
１１ 結合部
１２ 下面
１３ 上面
２１,３１,４１ ハウジング本体
２２ 凹部
２３ Ｏリング
２４ 圧力センサモジュール
２５ 接続導体
２６ 一端
２７ 他端
２８ 接続箇所
２９ 樹脂
３０ 圧力伝達口
３２ 温度センサモジュール
３３ 導電パターン付絶縁基板
３４ 突出部
３５ 先端部
３６ 温度センサチップ
３７ 内部配線
４２ 外部配線
４３ 点線
１００，２００，３００ コネクタ
４００，５００，６００ 検出装置

Claims (10)

1. 筒部と、該筒部と一体化され開口部を有する底板と、該底板に固定されたＬ字型に屈曲したコネクタ端子とを具備するコネクタにおいて、コネクタ端子の一方の箇所が前記筒部の内側に露出し他方の箇所が前記底板から開口部を横切るように延在し、該開口部に位置する前記のコネクタ端子に被接続部材と接続するための接続箇所を備えることを特徴とするコネクタ。
2. 前記筒部および前記底板が、樹脂で一体成型されて形成されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記コネクタ端子の前記他方の箇所と前記前記底板との固定が、前記底板内部、底板下面もしくは底板上面であることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
4. 前記接続箇所に接続孔を設けることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
5. 請求項１に記載のコネクタと、検出部と、該検出部の少なくとも一部を配置し前記コネクタに固定するハウジング本体と、前記検出部と接続する前記被接続部材とを具備することを特徴とする検出装置。
6. 前記検出部が、検出片と電気回路が形成された導電パターン付絶縁基板とで構成されることを特徴とする請求項５に記載の検出装置。
7. 前記検出片が、圧力センサチップ、温度センサチップ、電流プローブもしくは電圧プローブのいずれか一つであることを特徴とする請求項６に記載の検出装置。
8. 前記コネクタ端子の前記接続孔に前記被接続部材を嵌合しレーザ溶接もしくは半田接合して前記コネクタ端子と前記被接続部材を固定することを特徴とする請求項５に記載の検出装置。
9. 前記検出片が、前記ハウジング本体と離れて設置されることを特徴とする請求項６に記載の検出装置。
10. 前記ハウジング本体が、樹脂成型で形成されることを特徴とする請求項５に記載の検出装置。