JP2015219174A - Pressure sensor packaging structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に空間を有する被取付部材に取り付けられ、被取付部材の空間の圧力を検出する圧力センサの実装構造に関するものである。 The present invention relates to a mounting structure of a pressure sensor that is attached to a mounted member having a space inside and detects the pressure in the space of the mounted member.
従来より、圧力に応じたセンサ信号を出力する圧力検出素子を備える圧力センサを内部に空間が形成される被取付部材に実装して構成した衝突検出装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a collision detection device has been proposed in which a pressure sensor including a pressure detection element that outputs a sensor signal corresponding to pressure is mounted on a mounted member in which a space is formed (for example, Patent Document 1). reference).
具体的には、この衝突検出装置では被取付部材には開口部が形成されている。そして、圧力センサは、被取付部材の開口部に固定され、被取付部材の空間の圧力に応じたセンサ信号を外部回路に出力する。このため、外部回路では、被取付部材の空間の圧力に応じたセンサ信号に基づいて各種の処理を行う。 Specifically, in this collision detection device, an opening is formed in the attached member. And a pressure sensor is fixed to the opening part of a to-be-attached member, and outputs the sensor signal according to the pressure of the space of a to-be-attached member to an external circuit. For this reason, in an external circuit, various processes are performed based on the sensor signal according to the pressure of the space of a to-be-attached member.
しかしながら、圧力センサは、圧力に応じたセンサ信号を出力するため、被取付部材から脱落した場合には周囲の圧力に応じたセンサ信号を出力する。そして、上記衝突検出装置では、圧力センサの固定状態を把握できない。このため、外部回路では、圧力センサが被取付部材から脱落した場合でも圧力センサから周囲の圧力に応じたセンサ信号が出力されるため、誤った処理を行ってしまう可能性がある。 However, since the pressure sensor outputs a sensor signal corresponding to the pressure, the sensor outputs a sensor signal corresponding to the ambient pressure when the pressure sensor falls off the attached member. And the said collision detection apparatus cannot grasp | ascertain the fixed state of a pressure sensor. For this reason, in the external circuit, even when the pressure sensor is detached from the member to be attached, a sensor signal corresponding to the ambient pressure is output from the pressure sensor, which may cause erroneous processing.
本発明は上記点に鑑みて、被取付部材から脱落したか否かを判定できる圧力センサを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the pressure sensor which can determine whether it fell out from the to-be-attached member in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、圧力に応じたセンサ信号を出力する圧力検出素子(22)と、圧力検出素子を搭載する本体部(11)と、本体部と連結され、圧力を圧力検出素子に導入する圧力導入孔(15)が形成されたポート部(12)とを有するケース(10)と、を備え、内部に空間(3a)を構成すると共に開口部を有する被取付部材(3)の開口部にポート部における本体部と反対側の一端部が挿入され、被取付部材の空間の圧力を検出する圧力センサの実装構造において、以下の点を特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a pressure detection element (22) that outputs a sensor signal corresponding to pressure, a main body (11) on which the pressure detection element is mounted, and a connection to the main body. And a case (10) having a port portion (12) in which a pressure introduction hole (15) for introducing pressure into the pressure detection element is formed, forming a space (3a) inside and opening an opening portion. In the mounting structure of the pressure sensor for detecting the pressure in the space of the mounted member, one end of the port portion opposite to the main body is inserted into the opening of the mounted member (3) having the following features. .
すなわち、被取付部材の空間の温度を変化させる温度調整手段(7)と、被取付部材の空間の状態に応じた検出信号を出力する検出手段(22)と、検出信号に基づき、ポート部の一端部が被取付部材に挿入されているか否かを判定する判定手段(9、23)と、を有していることを特徴としている。 That is, the temperature adjustment means (7) for changing the temperature of the space of the attached member, the detection means (22) for outputting a detection signal corresponding to the state of the space of the attached member, and the port portion based on the detection signal And determining means (9, 23) for determining whether or not one end is inserted into the attached member.
これによれば、判定手段によってポート部の一端部が被取付部材に挿入されているか否かを判定できる。このため、外部回路がセンサ信号に基づいて誤った処理を行うことを抑制できる。 According to this, it can be determined by the determination means whether the one end part of the port part is inserted in the to-be-attached member. For this reason, it can suppress that an external circuit performs a wrong process based on a sensor signal.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明の圧力センサを被取付部材に実装して(取り付けて)衝突検出装置を構成し、当該衝突検出装置を車両に搭載した例について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an example will be described in which the pressure sensor of the present invention is mounted (attached) on a mounted member to constitute a collision detection device, and the collision detection device is mounted on a vehicle.
図1に示されるように、本実施形態の衝突検出装置1は、2つの圧力センサ2と、この圧力センサ2が取り付けられる被取付部材としてのチューブ3とを備えている。そして、リンフォース4、サイドメンバ5、アブゾーバ6、冷却配管7等と共に、バンパ8内に配置されている。また、各圧力センサ2は、車両のECU(Engine Control Unit)9と接続されている。
As shown in FIG. 1, the collision detection device 1 of the present embodiment includes two
リンフォース4は、バンパ8内に配置される金属製の部材であり、車幅方向(図1中紙面左右方向)に延設されている。サイドメンバ5は、リンフォース4の延設方向の両端に備えられる金属製の部材であり、車両前後方向(図1中紙面上下方向)に延設されている。
The
チューブ3は、ポリエチレン等の合成樹脂で構成される部材であり、内部に空間3a(図2参照)を構成すると共に両端が開口部とされた円筒部材とされ、車幅方向に延設されている。そして、リンフォース4よりも車両前方側に配置されている。
The
アブゾーバ6は、チューブ3を覆うように配置されるものであり、発泡樹脂製部材で構成される部材である。
The
冷却配管7は、図2に示されるように、リンフォース4のうちのチューブ3と対向する部分に形成された凹部4aに配置され、チューブ3の空間3aを冷却するものである。なお、本実施形態では、この冷却配管7は、本発明の温度調整手段に相当し、内燃機関を冷却する配管等で構成される。
As shown in FIG. 2, the
ECU9は、マイコンや周辺機器等で構成され、圧力センサ2と接続されていると共に車両本体に配置されている。そして、圧力センサ2で検出される圧力に基づいて、エアバッグシステム等を制御する。
The ECU 9 is composed of a microcomputer, peripheral devices, and the like, and is connected to the
圧力センサ2は、チューブ3の両端の開口部に1つずつ固定され、チューブ3の空間3aの圧力を検出するものである。ここで、本実施形態の圧力センサ2の構成について図3を参照しつつ説明する。なお、各圧力センサ2はそれぞれ同じ構成とされている。
The
圧力センサ2は、断熱樹脂材料等を型成形することによって構成されたケース10を備えており、このケース10は、本体部11と、本体部11と連結されたポート部12とによって構成されている。そして、本体部11に凹部13および開口部14が形成されていると共に、ポート部12に凹部13と外部空間(チューブ3の空間3a)とを連通する圧力導入孔15が形成されている。
The
ケース10の凹部13には、センサユニット20が配置されている。このセンサユニット20は、一面21aおよび他面21bを有し、配線パターンやビア等を介して一面21aと他面21bとの間が電気的に接続されるセラミック基板やプリント基板等の配線基板21を有している。配線基板21の一面21aには、センサチップ22や回路チップ23が搭載されている。そして、センサチップ22は回路チップ23とボンディングワイヤ24を介して電気的に接続され、回路チップ23は配線基板21とボンディングワイヤ25を介して電気的に接続されている。また、配線基板21の他面21bには、コンデンサ等の電子部品26が図示しない導電性接着剤等を介して搭載されている。
A
センサチップ22は、圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部、および温度に応じた検出信号を出力するセンシング部が形成されたものである。本実施形態では、圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部は、圧力に応じて抵抗値が変化する抵抗体を用いて構成され、温度に応じた検出信号を出力するセンシング部は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体を用いて構成されている。なお、本実施形態では、このセンサチップ22が本発明の圧力検出素子および検出手段に相当している。 The sensor chip 22 is formed with a sensing unit that outputs a sensor signal according to pressure and a sensing unit that outputs a detection signal according to temperature. In the present embodiment, the sensing unit that outputs a sensor signal corresponding to pressure is configured using a resistor whose resistance value changes according to pressure, and the sensing unit that outputs a detection signal corresponding to temperature corresponds to the temperature. Accordingly, a resistor whose resistance value changes is used. In the present embodiment, the sensor chip 22 corresponds to the pressure detection element and detection means of the present invention.
回路チップ23は、センサ信号および検出信号に対して所定の処理を行う信号処理回路や検出信号を判定する判定処理回路等を有するものである。なお、本実施形態では、回路チップ23が本発明の判定手段に相当しており、回路チップ23は検出信号と閾値とを比較する判定を行う。
The
また、配線基板21の一面21aには、樹脂材料を型成形することにより作られたスリーブ27aが配置されている。具体的には、このスリーブ27aは、枠状とされており、センサチップ22および回路チップ23を囲むように、配線基板21の一面21aに配置されている。
A
そして、スリーブ27aで囲まれる空間に、センサチップ22や回路チップ23、ボンディングワイヤ24、25が封止されるように保護部材28aが配置されている。特に限定されるものではないが、保護部材28aとしては、例えば、シリコーンゲルやフッ素ゲル等の耐腐食性や耐薬品性等に優れたものが用いられる。
A
以上がセンサユニット20の構成である。そして、このセンサユニット20は、凹部13の底面に形成された圧力導入孔15の開口部を閉塞するように、凹部13の底面に搭載されている。具体的には、センサユニット20は、配線基板21の一面21aが凹部13の底面と対向するように、スリーブ27aのうちの配線基板21と反対側の端部が図示しない接着剤を介して凹部13の底面に固定されることにより、凹部13の底面に搭載されている。
The above is the configuration of the
ポート部12は、略円筒状とされており、本体部11と反対側の一端部がチューブ3に挿入される挿入部16とされている。
The
そして、挿入部16には、先端側の部分に、挿入部16がチューブ3に挿入された際、挿入部16(圧力センサ2)がチューブ3から脱落することを抑制する固定部17が形成されている。この固定部17は、先端側から後端側に向かって径が大きくなるテーパ形状とされており、先端側における径がチューブ3の内径よりも小さくされ、後端側における径がチューブ3の内径よりも大きくされている。
The
また、ケース10には、回路チップ23(配線基板21)と外部回路とを電気的に接続する金属製の棒状のターミナル31が備えられている。このターミナル31はインサートモールドによりケース10と一体に成形されることによってケース10内に保持されている。
Further, the
具体的には、ターミナル31は、一端部が凹部13内にて露出すると共に、他端部が開口部14内に突出するようにケース10内に保持されている。そして、凹部13内にて露出しているターミナル31の一端部は、ボンディングワイヤ41を介して回路チップ23(配線基板21)と電気的に接続されている。また、ターミナル31の他端部は、図示しない外部配線部材を介して外部回路と電気的に接続される。
Specifically, the terminal 31 is held in the
さらに、ケース10には、凹部13を閉塞するように、樹脂材料が型成形されることによって作られた蓋部50が図示しない接着剤等を介して接合されている。
Furthermore, a
以上が衝突検出装置1の構成である。そして、上記衝突検出装置1では、バンパ8に人や車両等が衝突すると、チューブ3の空間3aの圧力が変化する。このため、ECU9は、基本的には、センサチップ22から出力されたセンサ信号に基づいてエアバッグシステム等を制御する。
The above is the configuration of the collision detection apparatus 1. In the collision detection device 1, when a person or a vehicle collides with the
また、チューブ3の空間3aは冷却配管7によって冷却されており、チューブ3の空間3aはチューブ3外の空間と異なる温度とされている。そして、回路チップ23には、センサチップ22から、挿入部16がチューブ3に挿入されている場合にはチューブ3の空間3aの温度に応じた検出信号が入力され、挿入部16がチューブ3に挿入されていない場合にはチューブ3外の空間の温度に応じた検出信号が入力される。
The
このため、回路チップ23は、検出信号と閾値とを比較することにより、挿入部16がチューブ3に挿入されているか否かを判定し、判定結果をECU9に挿入する。そして、ECU9は、回路チップ23から入力された判定結果に基づき、ポート部12がチューブ3から脱落している場合には、音声手段、表示手段等を駆動することによってその旨を乗員に報知する。例えば、音声手段を駆動して電子音で乗員に報知するものとできる。また、表示手段を駆動してハンドルの前方またはダッシュボードの中央部に配された計器表示盤の一部に配置される液晶ディスプレイに異常発生の表示をして乗員に報知するものとできる。
For this reason, the
以上説明したように、本実施形態では、チューブ3の空間3aは冷却配管7によって冷却され、チューブ3の空間3aはチューブ3外の空間と異なる温度とされている。そして、回路チップ23は、センサチップ22から入力される検出信号と閾値とを比較することにより、ポート部12がチューブ3に挿入されているか否かを判定している。このため、ポート部12がチューブ3から脱落している場合に、センサチップ22からのセンサ信号に基づいてECU9がエアバッグシステム等を作動させることを抑制できる。
As described above, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してチューブ3外の温度を検出するセンサチップを備えるものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is provided with a sensor chip that detects the temperature outside the
本実施形態では、図4に示されるように、配線基板21の他面21bにセンサチップ29が配置され、当該センサチップ29が配線基板21とボンディングワイヤ30を介して電気的に接続されている。なお、このセンサチップ29は、センサチップ22に形成された温度に応じたセンサ信号を出力するセンシング部と同様のセンシング部が形成されたものである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
また、配線基板21の他面21bには、センサチップ29を囲むように、スリーブ27bが配置されている。そして、スリーブ27bで囲まれる空間に、センサチップ29およびボンディングワイヤ30が封止されるように保護部材28bが配置されている。
A
蓋部50には、外部空間と凹部13内の空間とを連通する貫通孔50aが形成されている。このため、凹部13内の空間の温度が外部空間の温度と等しくなり、センサチップ29は外部空間の温度に応じた基準信号を出力する。
The
そして、回路チップ23は、センサチップ22から出力される検出信号と、センサチップ29から出力される基準信号とを比較することにより、挿入部16がチューブ3に挿入されているか否かを判定する。
Then, the
すなわち、挿入部16がチューブ3に挿入されている場合、センサチップ22はチューブ3の空間3aの温度に応じた検出信号を出力し、センサチップ29は外部空間の温度に応じた基準信号を出力する。これに対し、挿入部16がチューブ3に挿入されていない場合、センサチップ22は外部空間の温度に応じた検出信号を出力する。このため、センサチップ22から出力される検出信号と、センサチップ29から出力される基準信号とを比較することにより、挿入部16がチューブ3に挿入されているか否かを判定する。
That is, when the
このように、チューブ3の空間3aの温度とチューブ3外の空間の温度とを比較することにより、挿入部16がチューブ3に挿入されているか否かを判定するようにしても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Thus, even if it is determined whether the
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.
例えば、上記第1実施形態では、温度調整手段として内燃機関を冷却する冷却配管7を用いた例について説明したが、温度調整手段はチューブ3の空間3aを冷却できるものであればよく、チューブ3の空間3aを冷却する冷却部材を新たに配置するようにしてもよい。また、温度調整手段として、チューブ3の空間3aを加熱するものを用いてもよい。例えば、排熱を流す排熱配管を凹部4aに配置することにより、チューブ3の空間3aを加熱するようにしてもよい。
For example, in the first embodiment, the example in which the
さらに、上記第1実施形態において、チューブ3の空間3aが冷却される場合には温度と共に圧力も変化するため、センサチップ22から出力される圧力に応じたセンサ信号(検出信号)に基づいて、挿入部16がチューブ3に挿入されているか否かを判定するようにしてもよい。この場合は、圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部が本発明の圧力検出素子および検出手段に相当する。同様に、上記第2実施形態において、センサチップ29を外部の圧力に応じた基準信号を出力するものとし、センサチップ22、29から出力されるセンサ信号(検出信号)および基準信号に基づいて、挿入部16がチューブ3に挿入されているか否かを判定するようにしてもよい。
Furthermore, in the said 1st Embodiment, when the
そして、上記第1実施形態では、回路チップ23において、検出信号に基づいてポート部12がチューブ3に挿入されているか否かの判定を行うものを説明したが、ECU9にてポート部12がチューブ3に挿入されているか否かを判定するようにしてもよい。この場合は、ECU9が本発明の判定手段に相当する。
In the first embodiment, the
3 チューブ
9 ECU
10 ケース
11 本体部
12 ポート部
22 センサチップ
23 回路チップ
3
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記圧力検出素子を搭載する本体部(11)と、前記本体部と連結され、前記圧力を前記圧力検出素子に導入する圧力導入孔(15)が形成されたポート部(12)とを有するケース(10)と、を備え、
内部に空間(3a)を構成すると共に開口部を有する被取付部材(3)の前記開口部に前記ポート部における前記本体部と反対側の一端部が挿入され、前記被取付部材の空間の圧力を検出する圧力センサの実装構造において、
前記被取付部材の空間の温度を変化させる温度調整手段(7)と、
前記被取付部材の空間の状態に応じた検出信号を出力する検出手段(22)と、
前記検出信号に基づき、前記ポート部の一端部が前記被取付部材に挿入されているか否かを判定する判定手段(9、23)と、を有していることを特徴とする圧力センサの実装構造。 A pressure detecting element (22) for outputting a sensor signal corresponding to the pressure;
A case having a main body portion (11) for mounting the pressure detection element, and a port portion (12) connected to the main body portion and having a pressure introduction hole (15) for introducing the pressure into the pressure detection element. (10)
One end portion of the port portion opposite to the main body portion is inserted into the opening portion of the mounted member (3) having a space (3a) therein and having an opening portion, and pressure in the space of the mounted member In the mounting structure of the pressure sensor that detects
Temperature adjusting means (7) for changing the temperature of the space of the mounted member;
Detection means (22) for outputting a detection signal corresponding to the state of the space of the mounted member;
Mounting of a pressure sensor, comprising: determination means (9, 23) for determining whether one end portion of the port portion is inserted into the attached member based on the detection signal Construction.
前記判定手段は、前記検出信号と前記基準信号とを比較することにより、前記ポート部の一端部が前記被取付部材に挿入されているか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の圧力センサの実装構造。 Detection means (29) for outputting a reference signal corresponding to the state of the external space in which the attached member is disposed;
The said determination means determines whether the one end part of the said port part is inserted in the said to-be-attached member by comparing the said detection signal and the said reference signal. Mounting structure of pressure sensor.
The detection means for outputting the detection signal outputs the detection signal according to the pressure in the space of the attached member, and is the pressure detection element. A mounting structure of the pressure sensor according to one.
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Cited By (2)
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JP2017165265A (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 株式会社デンソー | Collision detection device for vehicle |
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