JP2019078672A - 圧力検出装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉性を確保しつつ小型化が可能な圧力検出装置の提供をすること。【解決手段】圧力検出装置（２０）は、樹脂製の保持部材（５０）と、この保持部材（５０）に保持されていると共に両端が保持部材（５０）から露出している金属板製の端子（６０）と、を有し、端子（６０）は、それぞれ種類の異なる金属によって構成された第１金属部（６１）と、第２金属部（６２）と、を含み、これらの第１金属部（６１）、及び、第２金属部（６２）は、保持部材（５０）から圧力センサ（２６）に向かって延びると共に連続して設けられ、第１金属部（６１）の表面は、第２金属部（６２）の表面よりも粗く形成されていると共に、保持部材（５０）に密着していることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、端子が樹脂製の保持部材によって保持された圧力検出装置に関する。

例えば、車両に搭載されたトランスミッションに充填されたオイルの圧力を検出するために圧力検出装置が用いられる。圧力検出装置として、樹脂製の保持部材によって端子を保持し、この端子と圧力を検知するセンサとが接続されたものが知られている。このような圧力検出装置に関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に示されるような、圧力検出装置は、樹脂製の保持部材と、この保持部材に保持されている金属板製の端子と、この端子に接続され保持部材によって周縁が囲われていると共に流体の圧力を検知可能な圧力センサと、を有する。

端子は、一部の部位において両面が保持部材によって覆われていると共に、両端が保持部材から露出している。

特開平９−４３０７６号公報

一般に、圧力検出装置の搭載される場所は、他の部品等との関係によって決められる。圧力検出装置を小型化することができれば、搭載する場所の自由度を高めることができ、好ましい。

しかし、圧力検出装置を小型化するために、保持部材を小型化すると、保持部材と端子との間から流体が漏れる虞が高まる。

本発明は、密閉性を確保しつつ小型化が可能な圧力検出装置の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、樹脂製の保持部材と、この保持部材に保持されていると共に両端が前記保持部材から露出している金属板製の端子と、この端子にワイヤを介して接続され平面視において前記保持部材によって周縁が囲われていると共に流体の圧力を検知可能な圧力センサと、を有する圧力検出装置において、
前記端子は、それぞれ種類の異なる金属によって構成された第１金属部と、第２金属部と、を含み、
これらの第１金属部、及び、第２金属部は、前記保持部材から前記圧力センサに向かって延びると共に連続して設けられ、
前記第２金属部は、少なくとも一部が前記保持部材から前記圧力センサに向かって露出していると共に、表面に前記ワイヤの一端が接続され、
前記第１金属部の表面は、前記第２金属部の表面よりも粗く形成されていると共に、前記保持部材に密着していることを特徴とする圧力検出装置が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記第１金属部及び前記第２金属部の境界部分である第１境界部は、前記保持部材の外部に露出している。

請求項３による発明によれば、圧力検出装置の製造方法において、
金属板状の第１金属板に表面処理を施し、表面が粗くなった第１金属部を得る第１金属部作成工程と、
この第１金属部に、この第１金属部とは異なる金属によって構成された第２金属部を接合し、端子を得る端子作成工程と、
前記端子のうち、前記第１金属部の両面を挟みこむように樹脂を一体成形し、前記端子に保持部材が一体的に形成された第１樹脂部品を得る第１樹脂部品作成工程と、を有することを特徴とする圧力検出装置の製造方法が提供される。

請求項１に係る発明では、保持部材に保持される端子は、それぞれ表面の粗さが異なる第１金属部と、第２金属部と、を含み、第１金属部の表面は、保持部材と密着している。第１金属部の表面は、第２金属部の表面よりも粗く形成されている。これにより、保持部材と端子との接触面積を広くすることができ、保持部材と端子との密着をより強くすることができる。即ち、保持部材と端子との気密性を向上させることができる。密閉性を確保しつつ小型化が可能な圧力検出装置を提供することができる。

請求項２に係る発明では、第１金属部及び第２金属部の境界部分である第１境界部は、保持部材の外部に露出している。第１境界部が保持部材によって覆われている場合に比べて、保持部材及び第１金属部の接触面積を広く確保することができる。これにより、より気密性を確保することができる。

請求項３に係る発明では、表面の粗い第１金属部の両面を挟みこむように樹脂を一体成形する。これにより、保持部材と端子との接触面積を広くすることができ、保持部材と端子との密着をより強くすることができる。即ち、保持部材と端子との気密性を向上させることができる。密閉性を確保しつつ小型化が可能な圧力検出装置を提供することができる。

本発明による圧力検出装置が搭載されているモジュールユニットの底面図である。 図１に示されたモジュールユニットの断面図である。 図１に示された圧力検出装置の平面図である。 図３の４−４線断面図である。 第１金属部作成工程から端子作成工程までを説明する図である。 端子の表面にめっき処理を施す工程を説明する図である。 端子に保持部材を一体的に形成する工程を説明する図である。 保持部材と流体導入部材とを連結させるベース部材を形成する工程を説明する図である。 圧力検出センサをボンディングする工程を説明する図である。 蓋部をレーザー溶着する工程を説明する図である。 図４に示された保持部材と端子との境界を拡大し比較した図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは、コネクタを前方にした圧力検出装置を上方から見た状態を基準として左右をいい、上下とは圧力検出装置が取り付けられた状態を基準に上下をいう。また、図中、Ｌｅは左、Ｒｉは右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞

図１を参照する。圧力検出装置２０は、例えば、モジュールユニット１０に組み込まれて、車両に搭載されたトランスミッションに設けられる。圧力検出装置２０は、トランスミッションに充填されたオイルの圧力、即ち油圧を検知するための装置である。

図２を併せて参照する。モジュールユニット１０は、樹脂製のケース１２と、このケース１２に収納された圧力検出装置２０と、この圧力検出装置２０に接続されたリードフレーム１４と、このリードフレーム１４が接続された基板１５と、この基板１５からケース１２の外部まで延び外部機器が接続されるコネクタ端子１６と、ケース１２内に充填されていると共に圧力検出装置２０、リードフレーム１４、基板１５及びコネクタ端子１６をケース１２の内部に固定している充填樹脂部１７と、ケース１２の上面に固定された金属製の板材である金属板材１８と、を有する。

ケース１２は、天井部１２ａと、この天井部１２ａの外縁から下方に延びる壁部１２ｂと、この壁部１２ｂと一体形成されたモジュールユニット１０を外部器機に固定するための固定部１２ｃと、壁部１２ｂに囲まれると共に天井部１２ａから下方に突起した突起部１２ｄと、からなる。

充填樹脂部１７は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂によって構成される。ケース１２に圧力検出装置２０、リードフレーム１４、基板１５及びコネクタ端子１６を配置した後、液体状の樹脂をケース１２内に流し込み、硬化することにより、充填樹脂部１７は、形成される。

金属板材１８は、例えば、ステンレス鋼から成る。金属板材１８は、モジュールユニット１０の強度を向上するために用いているため、モジュールユニット１０の強度を向上できるものであればステンレス鋼以外の金属を使用することもできる。

図３及び図４を参照する。圧力検出装置２０は、流体を導入可能な流体導入部材３０と、この流体導入部材３０と一体成形されたベース部材４０と、このベース部材４０に一体成形された樹脂製の保持部材５０と、この保持部材５０に保持されていると共に両端が保持部材５０から露出している金属板製の端子６０と、流体導入部材３０の上面に固定されたガラス製の台座２５と、この台座２５の上面に固定され流体の圧力を検知可能な圧力センサ２６と、この圧力センサ２６及びそれぞれの端子６０を接続するワイヤ２７と、保持部材５０の上面に固定され圧力センサ２６を覆っている蓋部２８と、を有する。

流体導入部材３０は、例えば、略円板状に形成されたステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属によって構成される。流体導入部材３０は、略円板状の本体部３１の中心に流体を導入させる穴状の導入部３２が空けられてなる。

ベース部材４０は、保持部材５０の下面、側面及び上面を覆っている。ベース部材４０は、例えば、合成樹脂であるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂からなる。ベース部材４０は、強度を確保されると共に、保持部材５０と流体導入部材３０とを一体形成可能とするものである。即ち、ベース部材４０は、強度を確保されると共に、保持部材５０と流体導入部材３０との一体成形を可能とする樹脂であれば、ポリフェニレンサルファイド樹脂以外も採用できる。

保持部材５０は、合成樹脂であるポリフェニレンサルファイド樹脂などからなる。ポリフェニレンサルファイド樹脂は、強度を有すると共に、金属との接合に適している。即ち、保持部材５０は、強度を有すると共に、金属との接合に適した樹脂であれば、ポリフェニレンサルファイド樹脂以外も採用できる。

端子６０は、保持部材５０によって３つ保持されている。それぞれの端子６０は、保持部材５０に挟まれ保持される第１金属部６１と、この第１金属部６１の一端部から圧力センサ２６に近づく方向に延びる第２金属部６２と、第１金属部６１の他端部から圧力センサ２６から遠ざかる方向に延びる第３金属部６３と、が連続して一体的になる。

第１金属部６１及び第２金属部６２は、例えば、溶接によって接合されている。第１金属部６１及び第２金属部６２の境界部分である第１境界部６４には、ナゲット（貴金属の塊）が形成されている。第１境界部６４は、保持部材５０の外部に露出している。

第１金属部６１及び第３金属部６３は、例えば、溶接によって接合されている。第１金属部６１及び第３金属部６３の境界部分である第２境界部６５には、ナゲットが形成されている。第２境界部６５は、保持部材５０の外部に露出している。

第１金属部６１は、第２金属部６２、及び、第３金属部６３と種類の異なる金属であると共に、第２金属部６２、及び、第３金属部６３の表面よりも表面が粗く形成されている。

第１金属部６１は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる。第１金属部６１は、ベース部材４０及び保持部材５０の両方を貫通している。換言すれば、第１金属部６１の一部は、ベース部材４０及び保持部材５０の両方によって覆われている。

第２金属部６２は、例えば、リン青銅（Ｃ５１９１）からなる。第２金属部６２は、少なくともワイヤ２７が接続される部位にめっき（例えば、ニッケルめっき）７８が施されている。

第３金属部６３は、第２金属部６２と種類の異なる金属を採用しても良いし、同種類の金属を採用しても良い。

なお、第１境界部６４及び／又は第２境界部６５が保持部材５０に挟まれ保持される構成としても良い。

次に、製造方法について説明する。

図５を参照する。図５（ａ）に示すよう、第１金属板７１を、容器７２に充填された化学薬液７３に含浸させ、化学エッチング処理（表面処理）をする。化学薬液７３による化学エッチング処理は、例えば、ＳＵＳ３０４ Ａ−１０３０１処理（メック株式会社）である。

図５（ｂ）に示すよう、第１金属板７１を所定時間含浸する。所定時間含浸されることにより、第１金属板７１の表面は、粗くなる。これにより、第１金属部６１が作成される。所定時間とは、第１金属板７１の表面が粗くされるのに必要な時間である。所定時間は、第１金属板７１の素材や化学薬液７３の種類、濃度等によって変化する。

次に、図５（ｃ）に示すよう、表面が粗く形成された第１金属部６１を化学薬液７３から取り出す。これにより、第１金属部６１作成工程は、終わる。

次に、図５（ｄ）に示すよう、第２金属部６２、及び、第３金属部６３を用意する。

次に、図５（ｅ）に示すよう、第２金属部６２の一端部と第１金属部６１の一端部とをスポット溶接する。その後、第１金属部６１の他端部と第３金属部６３の一端部とをスポット溶接する。第２金属部６２と、第１金属部６１と、第３金属部６３と、がこの順に連続して一体的に形成された端子６０を得ることができる。これにより、端子６０作成工程は、終わる。

図６を参照する。図６（ａ）及び６（ｂ）に示すよう、めっき処理に先立って、端子６０の表面にマスキングをする。マスキングは、めっき７８を施さない部位にマスキングテープ７４を貼ることにより行う。この時、第２金属部６２の表面の一部は、マスキングをしない。

次に、図６（ｃ）に示すよう、端子６０にめっき処理を施すための電源７６、ニッケル板７７と共にめっき液７５を用意する。用意した後、図７（ｄ）に示すように、第２金属部６２を下方にして端子６０を電源に繋ぐと共に、端子６０をめっき液７５に含浸させる。溶液を介して、端子６０の表面にめっき７８が施される。

次に、図６（ｅ）及び図６（ｆ）に示すよう、めっき７８が施された端子６０を電源から外し、端子６０を溶液から出す。これにより、めっき処理を施す工程は、終わる。

図７を参照する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すよう、第１金型１０１を用意した後、端子６０、６０を第１金型１０１内における所定の位置に配置する。

次に、図７（ｃ）に示すよう、端子６０、６０を第１金型１０１における所定の位置に配置した後、第１金型１０１を閉じる。端子６０は、閉じられた第１金型１０１の内部に配置される。閉じられた第１金型１０１の内部には、キャビティが形成されている。

次に、図７（ｄ）に示すよう、第１金型１０１内のキャビティに樹脂を流し込む。流し込んだ後、第１金型１０１を冷却することにより、樹脂が硬化する。樹脂が硬化することで、端子６０、６０と保持部材５０とが一体とされる。

次に、図７（ｅ）及び図７（ｆ）に示すよう、端子６０が一体成形された保持部材５０を第１金型１０１から取り出す。これにより、端子６０に保持部材５０を一体的に形成する工程は、終わる。

図８を参照する。図８（ａ）に示すよう、第２金型１０２を用意する。

次に、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すよう、保持部材５０と流体導入部材３０とを第２金型１０２の所定の位置に配置した後、第２金型１０２を閉じる。保持部材５０と流体導入部材３０とは、閉じられた第２金型１０２の内部に配置される。閉じられた第２金型１０２の内部には、樹脂を流し込むキャビティが形成されている。

次に、図８（ｄ）に示すよう、第２金型１０２の内部に樹脂を流し込む。樹脂を流し込んだ後は、第２金型１０２を冷却し、樹脂を硬化させる。保持部材５０の外周を覆う様に流し込まれた樹脂が硬化することで、保持部材５０と流体導入部材３０及びベース部材４０とが一体成形される。ベース部材４０が保持部材５０の外周を覆う様に配置されることにより、端子６０と保持部材５０との気密性を更に向上させることができる。

次に、図８（ｅ）及び図８（ｆ）に示すよう、保持部材５０と流体導入部材３０及びベース部材４０とが一体成形された成形体８２を第２金型１０２から取り出す。これにより、保持部材５０と流体導入部材３０とを連結させるベース部材４０を形成する工程は、終わる。

図９を参照する。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すよう、台座２５の上面に接着された圧力センサ２６を図８の工程で加工した成形体８２に接着する。圧力センサ２６は、流体導入部材３０における流体が通る導入部３２の上に配置させつつ接着させる。

次に、図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すよう、圧力センサ２６及び端子６０、６０のそれぞれにワイヤ２７をワイヤ・ボンディングにより接続する。ワイヤ・ボンディングにより接続することにより、圧力センサ２６及び端子６０、６０を電気的に接続可能とする。ワイヤ２７は、圧力センサ２６と、第２金属部６２と、に固定される。これにより、圧力検出センサを接着する工程は、終わる。

図１０を参照する。図１０（ａ）に示すよう、蓋部２８を図９で作製した作製品上に配置させる。

次に、図１０（ｃ）及び図１０（ｃ）に示すよう、蓋部２８と保持部材５０とをレーザーを用いて溶着することにより、蓋部２８と保持部材５０とを一体化させる。これにより、蓋部２８をレーザー溶着する工程は、終わる。蓋部２８をレーザー溶着する工程を終えることにより、圧力検出装置２０は、完成する。

次に、本発明の作用及び効果を説明する。

図４を参照する。端子６０は、保持部材５０に挟まれ保持されている。

図１１（ａ）を併せて参照する。図１１（ａ）は、リン青銅のみからなる端子１６０が保持部材１５０に挟まれ保持されることで、端子１６０の表面と保持部材１５０の樹脂が接触していることを示している。端子１６０の表面は、比較的滑らかに形成されている。この場合、保持部材１５０の樹脂と端子１６０との接触面積が狭いため、保持部材１５０と端子１６０との接着は弱い。即ち、保持部材１５０と端子１６０との気密性が確保されていない。

図１１（ｂ）を併せて参照する。図１１（ｂ）は、端子６０が保持部材５０に挟まれ保持されることで、端子６０の表面と保持部材５０の樹脂が密着していることを示している。端子６０の表面は、粗く形成されている。この場合、保持部材５０の樹脂と端子６０との接触面積が広いため、保持部材５０と端子６０との密着は強い。従って、保持部材５０と端子６０との気密性が確保されている。

端子６０は、保持部材５０に挟まれ保持される第１金属部６１と、この第１金属部６１の一端部から圧力センサ２６に近づく方向に延びる第２金属部６２と、第１金属部６１の他端部から圧力センサ２６から遠ざかる方向に延びる第３金属部６３と、が連続して一体的に構成されてなる。

第１金属部６１は、第２金属部６２、及び、第３金属部６３と種類の異なる金属であると共に、第２金属部６２、及び、第３金属部６３の表面よりも表面が粗く形成されている。

保持部材５０に挟まれ保持される第１金属部６１が粗く形成されていることで、保持部材５０の樹脂と端子６０との接触面積を広くすることができる。樹脂との接触面積が広い第１金属部６１が保持部材５０に保持されることで、保持部材５０と端子６０との密着を強くすることができる。この場合、保持部材５０と端子６０との気密性は、確保されている。

従って、圧力検出装置２０における保持部材５０を小型化した場合でも、保持部材５０と端子６０との気密性を確保することができ、保持部材５０と端子６０との間から流体の漏れる虞を抑制することができる。

再び、図４を参照する。第１金属部６１及び第２金属部６２の境界部分である第１境界部６４は、保持部材５０の外部に露出している。第１境界部６４を保持部材５０の外部に露出させることにより、第１境界部６４が保持部材５０によって覆われている場合に比べて、保持部材５０及び第１金属部６１の接触面積を広く確保することができる。これにより、より気密性を確保することができる。

更に、第１金属部６１及び第３金属部６３の境界部分である第２境界部６５は、保持部材５０の外部に露出する構造をとることができる。第２境界部６５を保持部材５０の外部に露出させることにより、第２境界部６５が保持部材５０によって覆われている場合に比べて、保持部材５０及び第１金属部６１の接触面積を広く確保することができる。これにより、更に気密性を確保することができる。

次に、図５を参照する。端子６０は、金属板状の第１金属板７１を化学薬液７３に含浸する表面処理を行った後、表面処理で得られた第１金属部６１と、第１金属部６１よりも表面が滑らかな第２金属部６２及び第３金属部６３と、を溶接することにより作製される。

図７を併せて参照する。端子６０が一体成形された保持部材５０は、第１金属部６１の両面を挟むように保持部材５０の樹脂を流し込むことで作製される。保持部材５０の樹脂が第１金属部６１の両面を挟み流れ込むことで、保持部材５０と端子６０との接触面積を広くすることができる。

尚、本発明による圧力検出装置２０は、車両に搭載されたトランスミッションに充填されたオイルの圧力を検出するために用いられることを例に説明した。しかし、検出対象は、トランスミッションに充填されたオイルに限らず、流体の圧力を検出することができるものであればよい。車両等の乗り物の他、建機や工場設備等にも適用が可能である。

上述の実施形態では、めっき処理の例として電気ニッケルめっき処理を例示したが、無電解ニッケル処理を適用することも可能である。また、めっき処理後、端子６０と保持部材５０を一体とする場合を例示したが、端子６０と保持部材５０を一体とした後にめっき処理を行う事も可能である。更に、第３金属部６３をめっき処理しない場合を例示したが、第３金属部６３にめっき処理を行う事も可能である。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の圧力検出装置２０は、車両に搭載されたトランスミッションに充填されたオイルの圧力を検出するのに好適である。

１０…モジュールユニット
２０…圧力検出装置
２６…圧力センサ
２７…ワイヤ
５０…保持部材
６０…端子
６１…第１金属部
６２…第２金属部
６４…第１境界部
７１…第１金属板

Claims (3)

1. 樹脂製の保持部材と、この保持部材に保持されていると共に両端が前記保持部材から露出している金属板製の端子と、この端子にワイヤを介して接続され平面視において前記保持部材によって周縁が囲われていると共に流体の圧力を検知可能な圧力センサと、を有する圧力検出装置において、
   前記端子は、それぞれ種類の異なる金属によって構成された第１金属部と、第２金属部と、を含み、
   これらの第１金属部、及び、第２金属部は、前記保持部材から前記圧力センサに向かって延びると共に連続して設けられ、
   前記第２金属部は、少なくとも一部が前記保持部材から前記圧力センサに向かって露出していると共に、表面に前記ワイヤの一端が接続され、
   前記第１金属部の表面は、前記第２金属部の表面よりも粗く形成されていると共に、前記保持部材に密着していることを特徴とする圧力検出装置。
2. 前記第１金属部及び前記第２金属部の境界部分である第１境界部は、前記保持部材の外部に露出していることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
3. 樹脂製の保持部材と、この保持部材に保持されていると共に両端が前記保持部材から露出している金属板製の端子と、この端子にワイヤを介して接続され平面視において前記保持部材によって周縁が囲われていると共に流体の圧力を検知可能な圧力センサと、を有する圧力検出装置の製造方法において、
   金属板状の第１金属板に表面処理を施し、表面が粗くなった第１金属部を得る第１金属部作成工程と、
   この第１金属部に、この第１金属部とは異なる金属によって構成された第２金属部を接合し、前記端子を得る端子作成工程と、
   前記端子のうち、前記第１金属部の両面を挟みこむように樹脂を一体成形し、前記端子に前記保持部材が一体的に形成された第１樹脂部品を得る第１樹脂部品作成工程と、を有することを特徴とする圧力検出装置の製造方法。

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