JP2020187029A - Pressure detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力検出装置に関する。 The present invention relates to a pressure detector.
自動車の環境対応や燃費向上の為に、電動モータによって油圧を発生させる油圧システムや、燃料に圧力を加えて噴射する燃料噴射システム等の採用が拡大している。これらのシステムでは、圧力を検出するために圧力センサが備えられている。一般的に油圧検出用圧力センサ(以下、圧力センサと呼ぶ)は、強度的な信頼性を確保するために金属製の筐体に収納されており、測定対象物である作動油や液体燃料等の圧力媒体が流れる金属配管にネジ締めによって取り付けられる。金属配管は、たとえば自動車のボディやエンジンなど、ボディGND電位の構造物に固定されている。そのため、圧力センサの金属筐体の電位は、金属配管と同様にボディGND電位となる。 In order to respond to the environment of automobiles and improve fuel efficiency, the adoption of hydraulic systems that generate flood control by electric motors and fuel injection systems that apply pressure to fuel to inject it is expanding. These systems are equipped with pressure sensors to detect pressure. Generally, a pressure sensor for detecting oil pressure (hereinafter referred to as a pressure sensor) is housed in a metal housing to ensure strong reliability, and is a measurement target such as hydraulic oil or liquid fuel. It is attached by screw tightening to the metal pipe through which the pressure medium flows. The metal pipe is fixed to a structure having a body GND potential, such as an automobile body or an engine. Therefore, the potential of the metal housing of the pressure sensor becomes the body GND potential as in the metal piping.
圧力センサは、自動車に搭載された電子制御装置(ECU:Electoronic Control Unit)とハーネスを介して接続される。このハーネスの周囲に不要な電磁波が存在すると、ハーネスがアンテナとなって電磁波を拾い易くなる。すると、電磁波がハーネスを伝ってノイズとして圧力センサ内に流れ込む。圧力センサにおいて圧力を検出する検出素子は、金属筐体との間に絶縁層を介して配置されている。これは、検出素子と金属筐体の間に容量が比較的大きい寄生容量が電気的に接続されていることに相当する。ハーネスから圧力センサに流れ込むノイズは交流であるため、上記の寄生容量が大きいほど、圧力センサから寄生容量を介して金属筐体にノイズが流れ易くなる。このとき、途中にある処理回路をノイズが流れることで、処理回路が誤動作を引き起こすおそれがある。 The pressure sensor is connected to an electronic control device (ECU: Electrical Control Unit) mounted on the automobile via a harness. If unnecessary electromagnetic waves are present around the harness, the harness acts as an antenna and easily picks up the electromagnetic waves. Then, the electromagnetic wave travels through the harness and flows into the pressure sensor as noise. A detection element that detects pressure in the pressure sensor is arranged between the pressure sensor and the metal housing via an insulating layer. This corresponds to an electrically connected parasitic capacitance having a relatively large capacitance between the detection element and the metal housing. Since the noise flowing from the harness to the pressure sensor is alternating current, the larger the parasitic capacitance, the easier it is for noise to flow from the pressure sensor to the metal housing via the parasitic capacitance. At this time, noise may flow through the processing circuit in the middle, causing the processing circuit to malfunction.
上記の課題を解決するために、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、チップコンデンサを圧力センサ内に設置し、チップコンデンサの一方の電極をハウジングに電気的に接続することで、圧力センサに入力するノイズをチップコンデンサを介してハウジングおよび被測定体に出力して、圧力センサのノイズに対する耐性を確保する技術が示されている。
In order to solve the above problems, the technique described in
特許文献1に記載の技術では、基板とハウジングが導電性接着剤により接着されることで、基板の配線パターン上に実装されたチップコンデンサとハウジングが電気的に接続されている。そのため、電磁波ノイズ耐性を高めるためには新たにチップコンデンサを追加していく必要があり、それに伴って部品点数が増加していくという問題がある。
In the technique described in
本発明による圧力検出装置は、圧力媒体から受ける圧力により変形する変形部を有する金属筐体と、前記変形部の変形を検出することで前記圧力を検出する検出素子と、前記検出素子とコネクタ端子とを電気的に接続するための金属めっき配線が形成された樹脂成型部材と、を備え、前記金属めっき配線が有する第1の面と、前記金属筐体が有する第2の面とは、絶縁体を間に挟んで所定間隔で対向して配置されている。 The pressure detecting device according to the present invention includes a metal housing having a deformed portion that is deformed by the pressure received from the pressure medium, a detecting element that detects the pressure by detecting the deformation of the deformed portion, and the detecting element and the connector terminal. A resin molded member on which a metal-plated wiring for electrically connecting the two is provided, and the first surface of the metal-plated wiring and the second surface of the metal housing are insulated from each other. They are arranged so as to face each other at predetermined intervals with the body in between.
本発明によれば、少ない部品点数で耐ノイズ性に優れた圧力センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pressure sensor having excellent noise resistance with a small number of parts.
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る圧力検出装置1の構成を示す縦断面図である。圧力検出装置1は、自動車に搭載されて用いられるものであり、センサ素子2、圧力ポート3、コネクタサブアセンブリー5、ベース部材6、樹脂成型部材7、および金属めっき配線8を備える。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the
圧力ポート3の上部には、測定対象とする圧力媒体の受圧面として作用する矩形状のダイアフラム3aが設けられている。ダイアフラム3aの上面、すなわち受圧面と反対側の面は、センサ素子2が載置される台座面3bである。圧力ポート3は、作動油や液体燃料等の圧力媒体をダイアフラム3aの受圧面に導入する。これにより、ダイアフラム3aが圧力媒体の圧力に応じて変形し、歪が発生する。センサ素子2は、たとえばダイアフラム3aの歪に応じた抵抗値の変化を測定することで、ダイアフラム3aの変形量すなわち歪量を検出し、それによって圧力媒体の圧力を検出する。
A
圧力ポート3とベース部材6は、いずれもSUS等の金属製であり、溶接等によって互いに接合されている。ベース部材6の上には、樹脂成型部材7が接着剤9によって固定されている。以下では、圧力ポート3とベース部材6を合わせたものを「金属筐体」と呼ぶ。なお、圧力ポート3とベース部材6を接合して金属筐体とするのではなく、圧力ポート3とベース部材6が一体形成されているものを金属筐体として用いても問題ない。
The
コネクタサブアセンブリー5は、コネクタ端子5aを有する。コネクタ端子5aには不図示のハーネスが接続される。圧力検出装置1は、このハーネスを介して自動車のECUと接続されることで、圧力検出結果をECUに出力する。コネクタサブアセンブリー5には、センサ素子2等を外部から遮蔽するためのカバー10が一体成形により設けられている。
The
樹脂成型部材7は、金属めっき配線8が形成された樹脂製の構造体である。本実施形態の圧力検出装置1では、樹脂成型部材7を用いることで、従来使用されていたリードフレーム等の金属部材を不要としている。樹脂成型部材7には、コネクタ端子5aを挿入するための挿入部7c(図2参照)が形成されている。この挿入部7cの内壁には、金属めっき配線8が配置されている。金属めっき配線8の他端側には、ワイヤ11を用いたワイヤボンディングによりセンサ素子2と接続されるボンディング部8a(図2参照)が設けられている。ワイヤ11には、たとえばアルミニウム(Al)や金(Au)などが使用される。コネクタ端子5aを樹脂成型部材7の挿入部7cに挿入して導電ペースト5bにより封入することで、ワイヤ11、金属めっき配線8、導電ペースト5b、コネクタ端子5aおよびハーネスを介して、センサ素子2がECUと電気的に接続される。
The
圧力検出装置1を組み立てる際には、金属めっき配線8が形成された樹脂成型部材7をベース部材6の上に接着剤9で固定し、センサ素子2と金属めっき配線8のボンディング部8aをワイヤ11で接続する。その後、異物等からセンサ素子2を保護するために、センサ素子2の表面にシリコーンゲル12をポッティングする。そして、樹脂成型部材7の挿入部7c内に導電ペースト5bを塗布した後、コネクタ端子5aを挿入部7cに挿入して固定する。この状態で、カバー10とベース部材6を溶接等により接合することで、コネクタサブアセンブリー5と金属筐体を一体化する。これにより、圧力検出装置1が構成される。
When assembling the
センサ素子2は、歪検出素子と処理回路がシリコン基板上に一体的に形成された1チップ構成の圧力検出素子である。そのため、処理回路をレイアウトするための回路基板は不要である。ダイアフラム3aにて受圧された圧力に対してセンサ素子2が発生した出力信号は、ワイヤ11、金属めっき配線8、コネクタ端子5aを通り、ハーネスにてECUに伝送される。
The
次に、樹脂成型部材7および金属めっき配線8の詳細形状について、図2を参照して説明する。図2は、金属めっき配線8が形成された樹脂成型部材7の外観を示す図である。図2において、左側の図は樹脂成型部材7の投影図であり、右側の図は平面図である。
Next, the detailed shapes of the
図2に示すように、樹脂成型部材7には挿入部7cが形成されている。挿入部7cの内壁には、金属めっき配線8の一端側がコネクタ接触部8bとして配置されている。なお、図2の右側の図では、挿入部7cにおいて図中右側の内壁にコネクタ接触部8bが配置されている様子を示しているが、コネクタ端子5aと確実に接触できるものであれば、挿入部7cにおいて任意の位置の内壁にコネクタ接触部8bを配置することができる。金属めっき配線8の他端側には、センサ素子2とワイヤボンディングで接続するためのボンディング部8aが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
導電ペースト5bがコネクタ接触部8bを含む挿入部7c内に塗布された状態で、コネクタ端子5aが挿入部7cに挿入されると、コネクタ端子5aは導電ペースト5bを介してコネクタ接触部8bに接触する。これにより、コネクタ端子5aと金属めっき配線8との電気的な接続を確保することができる。
When the
また、樹脂成型部材7には、コネクタ端子5aを挿入部7cに挿入する際に位置決めを行うための差し込みガイド7bが設けられている。差し込みガイド7bの位置や形状は、コネクタサブアセンブリー5に設けられている不図示の突起部の位置や形状に対応するように形成されている。もしも差し込みガイド7bが存在しないと、コネクタ端子5aを挿入部7cに挿入する際にコネクタ端子5aの位置や向きがずれてしまい、コネクタ端子5aがコネクタ接触部8bに正確に接触されない恐れがある。そこで、本実施形態では樹脂成型部材7に差し込みガイド7bを設けることで、コネクタサブアセンブリー5を組み込む際に、差し込みガイド7bがコネクタサブアセンブリー5の突起部と嵌合してコネクタ端子5aの位置決めが行われるようにしている。こうして位置決めされた状態で、コネクタ端子5aが挿入部7cに挿入される。
Further, the
さらに、樹脂成型部材7には、チップコンデンサ等の電子部品が搭載される搭載部7aが設けられている。コネクタ端子5aは、搭載部7aへの電子部品の搭載に支障が生じないように、挿入部7cに挿入された際に搭載部7aに搭載された電子部品と干渉しないような形状にプレス成型されている。搭載部7aは、必要な電子部品を搭載した後、センサ素子2と同様にシリコーンゲル12でポッティングし、表面保護される(図1参照)。
Further, the
次に、本実施形態の特徴である寄生容量を用いたコンデンサ形成について、図3および図4を用いて以下に説明する。 Next, the capacitor formation using the parasitic capacitance, which is a feature of the present embodiment, will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.
図3は、センサ素子2が載置された圧力ポート3の部分拡大図である。図3に示すように、センサ素子2は圧力ポート3の上に接合剤4を介して接合されている。なお、前述のように、センサ素子2は歪検出素子と処理回路が一体的に形成された1チップ構成を有している。接合剤4は、たとえば無機系接着剤などの絶縁体であり、センサ素子2の面積に比べて極めて薄い厚さで塗布されている。そのため、センサ素子2を含む回路上では、接合剤4を間に挟んだセンサ素子2と圧力ポート3の接合部分は、比較的容量の大きな寄生容量Cicとして作用する。
FIG. 3 is a partially enlarged view of the
図4は、上記の寄生容量Cicの作用を説明する図である。図4(a)は本実施形態のノイズ対策が行われていない場合の回路模式図を示し、図4(b)は本実施形態のノイズ対策が行われている場合の回路模式図を示している。これらの回路模式図において示すICおよび保護回路は、センサ素子2や樹脂成型部材7の搭載部7aに搭載された電子部品によって構成される回路を示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating the action of the parasitic capacitance Cic. FIG. 4A shows a schematic circuit diagram when the noise countermeasures of the present embodiment are not taken, and FIG. 4B shows a circuit schematic diagram when the noise countermeasures of the present embodiment are taken. There is. The IC and the protection circuit shown in these schematic circuit diagrams show a circuit composed of electronic components mounted on the mounting
ノイズ対策が未実施である図4(a)の場合、保護回路を介してICに接続された配線からノイズが入力されると、ノイズはICと金属筐体との間に設けられた寄生容量CiCを伝って、ボディGND電位の金属筐体に流れ込む。その際、ノイズがICすなわちセンサ素子2の処理回路を通過することで、処理回路が誤動作を引き起こし、センサ素子2の出力が異常となる恐れがある。
In the case of FIG. 4A in which noise countermeasures have not been implemented, when noise is input from the wiring connected to the IC via the protection circuit, the noise is a parasitic capacitance provided between the IC and the metal housing. It flows through the CiC into the metal housing of the body GND potential. At that time, noise may pass through the IC, that is, the processing circuit of the
一方、ノイズ対策を施した図4(b)の場合、後述するように、金属めっき配線8と金属筐体との間にノイズパスとして作用する容量Ctが形成される。そのため、入力されたノイズはICを通らずに容量Ctを通って、ボディGND電位の金属筐体に流れ込む。これにより、ノイズによる処理回路の誤動作を回避し、センサ素子2の出力異常を防ぐことができる。
On the other hand, in the case of FIG. 4B in which noise countermeasures are taken, a capacitance Ct that acts as a noise path is formed between the metal-plated
一般的にコンデンサは、インダクタンスや抵抗分などの寄生成分を無視すると、同一周波数では静電容量が大きいほどインピーダンスが小さくなり、AC電流が流れ易くなる。すなわち、コンデンサの静電容量をC[F]とすると、コンデンサのインピーダンスZ[Ω]は以下の式(1)で表される。
Z=1/(ωC) ・・・(1)
In general, if parasitic components such as inductance and resistance are ignored in a capacitor, the impedance becomes smaller as the capacitance is larger at the same frequency, and AC current becomes easier to flow. That is, assuming that the capacitance of the capacitor is C [F], the impedance Z [Ω] of the capacitor is expressed by the following equation (1).
Z = 1 / (ωC) ・ ・ ・ (1)
上記の式(1)において、ω[rad/s]はコンデンサを流れるAC電流の角周波数を表しており、これはAC電流の周波数f[Hz]を用いて以下の式(2)で表される。
ω=2×π×f ・・・(2)
In the above equation (1), ω [rad / s] represents the angular frequency of the AC current flowing through the capacitor, which is expressed by the following equation (2) using the frequency f [Hz] of the AC current. To.
ω = 2 × π × f ・ ・ ・ (2)
上記のように、同じ周波数のAC電流であれば、静電容量Cが大きいほどインピーダンスZが小さくなり、AC電流が流れやすくなる。したがって、寄生容量Cicよりも容量Ctの値を大きくすることで、処理回路に流れ込むノイズを抑制し、センサ素子2のノイズ耐性を向上できることが分かる。
As described above, if the AC current has the same frequency, the impedance Z becomes smaller as the capacitance C is larger, and the AC current becomes easier to flow. Therefore, it can be seen that by making the value of the capacitance Ct larger than the parasitic capacitance Cic, the noise flowing into the processing circuit can be suppressed and the noise immunity of the
本実施形態では、金属めっき配線8と金属筐体との間に絶縁体である樹脂成型部材7を配置することで、金属めっき配線8と金属筐体の間に寄生容量を生じさせ、この寄生容量を上記の容量Ctとして用いることで、センサ素子2のノイズ耐性を向上している。以下ではこの点について、図5を参照して詳しく説明する。
In the present embodiment, by arranging the
図5は、金属めっき配線8と金属筐体の位置関係を示す図である。図5では、金属めっき配線8と金属筐体の位置関係を分かりやすくするため、コネクタサブアセンブリー5のうちコネクタ端子5aの先端部を除いた部分と、樹脂成型部材7とを除去して、圧力検出装置1の外観を示している。図5において、左側の図は圧力検出装置1の正面図であり、右側の図は平面図である。
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between the metal-plated
図5の右側でハッチング部に示したように、本実施形態の圧力検出装置1では、金属めっき配線8においてボンディング部8aとコネクタ接触部8bの間に、ベース部材6と平行な平板状の領域である平行平板領域8cが形成されている。この平行平板領域8cは、なるべく幅広く形成されており、かつ、ベース部材6となるべく近接して配置されている。これにより、金属めっき配線8と金属筐体とで平行平板コンデンサを形成し、ノイズパスとして作用する寄生容量Ctを積極的に発生させている。
As shown in the hatched portion on the right side of FIG. 5, in the
図5には示されていないが、平行平板コンデンサが形成されている部分において、金属めっき配線8と金属筐体(ベース部材6)の間には、樹脂等の絶縁体で構成された接着剤9が配置されている。そのため、空気の場合に比べて、絶縁体の比誘電率に応じた分だけ寄生容量Ctを大きくすることができる。これにより、前述のように寄生容量Ctの静電容量値を寄生容量Cicよりも大きくし、センサ素子2のノイズ耐性を確保することができる。
Although not shown in FIG. 5, in the portion where the parallel plate capacitor is formed, an adhesive composed of an insulator such as resin is provided between the metal-plated
従来技術は、ノイズパス用のコンデンサとして、一般的にチップコンデンサが用いられる。一方、本実施形態の圧力検出装置1では、金属めっき配線8の平行平板領域8cにおける下側の面、すなわちベース部材6側の面と、金属筐体におけるベース部材6の上側の面とは、接着剤9を間に挟んで、所定間隔で対向して配置されている。これにより、金属めっき配線8と金属筐体の間に平行平板コンデンサを形成し、この平行平板コンデンサによる寄生容量Ctをノイズパス用のコンデンサとして利用している。そのため、チップコンデンサを使用しなくて済むため、少ない部品点数で耐ノイズ性に優れた圧力検出装置1を実現することができる。
In the prior art, a chip capacitor is generally used as a capacitor for the noise pass. On the other hand, in the
次に、金属めっき配線8と金属筐体の間の距離について説明する。寄生容量Ctの静電容量値を大きくするためには、先に説明したように、なるべく金属めっき配線8の平行平板領域8cを金属筐体に近づければよい。しかし、数百[V]程度の大きさのサージ電圧が入力された場合でも、金属めっき配線8と金属筐体との間の絶縁を確保して導通状態にならないように、ある程度の距離を保つ必要がある。
Next, the distance between the metal-plated
空気の絶縁破壊は、一般的に電位傾度E[V/m]が3[MV/m]以上で発生することが知られている。絶縁体にボイド等の欠陥があった場合、絶縁破壊が起こると周囲の樹脂が炭化し、金属めっき配線8と金属筐体が導通するなどの不具合につながり兼ねないため、避けねばならない。ここで、一般的にサージ試験で想定されているサージ電圧の値は、300[V]程度である。したがってこれらの値から、金属めっき配線8と金属筐体の間の最小距離は0.1[mm]と計算される。
It is generally known that dielectric breakdown of air occurs when the potential gradient E [V / m] is 3 [MV / m] or more. If there is a defect such as a void in the insulator, if dielectric breakdown occurs, the surrounding resin will be carbonized, which may lead to problems such as conduction between the metal-plated
また、本実施形態の圧力検出装置1を用いてEMC試験を行った結果、寄生容量Ctが9[pF]を下回ると、期待したノイズ耐性を発揮しないことが確かめられた。ここで、平行平板コンデンサ容量C[F]は、極板の面積をA[m2]、極板間距離をd[m]、誘電率をε[F/m]とすると、以下の式(3)で表される。
C=(εA)/d ・・・(3)
Further, as a result of conducting an EMC test using the
C = (εA) / d ... (3)
上記の式(3)において、圧力検出装置1に対応する値をA、εにそれぞれ代入し、C=9[pF]時の極板間距離dを算出すると、d=0.9[mm]と計算される。したがって、金属めっき配線8と金属筐体の間の最大距離は0.9[mm]と求められる。
In the above equation (3), when the values corresponding to the
以上説明したように、圧力検出装置1における金属めっき配線8と金属筐体の間の距離は、0.1[mm]〜0.9[mm]の範囲で設定することが望ましい。ただし、最大距離の0.9[mm]については、金属めっき配線8の平行平板領域8cの面積や、金属めっき配線8と金属筐体の間に挟まれて配置される接着剤9の誘電率に応じて変化するため、この限りではない。
As described above, it is desirable that the distance between the metal-plated
また、圧力検出装置1のノイズ耐性を向上させるには、寄生容量Ctの静電容量値を大きくする代わりに、寄生容量Cicの静電容量値を小さくすることも効果的である。具体的には、たとえばセンサ素子2を圧力ポート3に接合する接合剤4を厚くすることで、寄生容量Cicの静電容量値を小さくすることができる。すなわち、前述の式(3)から、極板間距離dを大きくすると平行平板コンデンサ容量Cが小さくなることが分かる。そのため、センサ素子2の歪検出性能に影響のない範囲で接合剤4を厚くし、センサ素子2と圧力ポート3の間の距離を離すことで、寄生容量CiCの静電容量値を小さくして圧力検出装置1のノイズ耐性を向上させることが可能である。
Further, in order to improve the noise immunity of the
なお、圧力検出装置1において寄生容量Ctを発生させる位置は、なるべく図4に示す回路の入口付近、すなわち、樹脂成型部材7においてチップコンデンサ等の電子部品が搭載される搭載部7aよりも、コネクタ端子5aと接続される挿入部7cに近い側の位置とすることが望ましい。この場合、センサ素子2から見た接続順序は、ワイヤ11、金属めっき配線8のボンディング部8a、電子部品、寄生容量Ctの順となる。すなわち、金属めっき配線8において、ボンディング部8aと平行平板領域8cとの間の電気経路上に、搭載部7aに搭載された電子部品が接続されている。これにより、入力されたノイズを効果的に寄生容量Ctから金属筐体に流すことができるため、さらなるノイズ耐性の向上を図ることができる。
The position where the parasitic capacitance Ct is generated in the
図6は、本実施形態の圧力検出装置1に対するEMC試験結果の例を示す図である。図6(a)は、これまで説明したノイズ対策用の構造を有さない場合のEMC試験結果の例を示し、図6(b)は、ノイズ対策用の構造を設けた場合のEMC試験結果の例を示している。図6(a)と図6(b)を比較すると、本実施形態のノイズ対策用の構造により、広い周波数範囲にわたって良好なノイズ耐性が得られることが分かる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of EMC test results for the
以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the first embodiment of the present invention described above, the following effects are exhibited.
(1)圧力検出装置1は、圧力媒体から受ける圧力により変形する変形部、すなわちダイアフラム3aを有する金属筐体と、変形部の変形を検出することで圧力を検出するセンサ素子2と、センサ素子2とコネクタ端子5aとを電気的に接続するための金属めっき配線8が形成された樹脂成型部材7とを備える。金属めっき配線8が有する第1の面、すなわち平行平板領域8cにおける金属筐体側の面と、金属筐体が有する第2の面、すなわちベース部材6の上面とは、絶縁体である接着剤9を間に挟んで所定間隔で対向して配置されている。このようにしたので、金属めっき配線8と金属筐体の間に寄生容量Ctを生じさせ、少ない部品点数で耐ノイズ性に優れた圧力センサである圧力検出装置1を提供することができる。
(1) The
(2)第1の面と第2の面との間の静電容量、すなわち寄生容量Ctの静電容量は、センサ素子2と金属筐体との間の静電容量、すなわち寄生容量Cicの静電容量よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、センサ素子2に流れるノイズ量を減らして、ノイズによるセンサ素子2の誤動作を防ぐことができる。
(2) The capacitance between the first surface and the second surface, that is, the capacitance of the parasitic capacitance Ct is the capacitance between the
(3)樹脂成型部材7には、センサ素子2とコネクタ端子5aを電気的に接続するために、コネクタ端子5aを挿入するための挿入部7cが形成されている。挿入部7cの内壁には金属めっき配線8が形成されており、挿入部7cに挿入されたコネクタ端子5aは、金属めっき配線8と導電ペーストを介して電気的に接続される。このようにしたので、コネクタ端子5aと金属めっき配線8との電気的な接続を確保することができる。
(3) The resin molded
(4)樹脂成型部材7には、コネクタ端子5aを挿入部7cに挿入する際に位置決めを行うためのガイド部、すなわち差し込みガイド7bが形成されている。このようにしたので、コネクタ端子5aの位置や向きのずれを防止し、コネクタ端子5aを金属めっき配線8に確実に接触させることができる。
(4) The
(5)樹脂成型部材7は、絶縁性の接着剤9により金属筐体と接合されている。この接着剤9が絶縁体として、金属めっき配線8が有する第1の面、すなわち平行平板領域8cにおける金属筐体側の面と、金属筐体が有する第2の面、すなわちベース部材6の上面との間に配置されている。このようにしたので、接着剤9の量を制御して接着層の厚さを調節することで、寄生容量Ctについて所望の静電容量を得ることができる。
(5) The
(6)金属めっき配線8は、センサ素子2とワイヤボンディングにより接続された接続部、すなわちボンディング部8aを有し、ボンディング部8aと金属めっき配線8の第1の面、すなわち平行平板領域8cにおける金属筐体側の面との間の電気経路上に、電子部品が接続されている。このようにしたので、さらなるノイズ耐性の向上が図れる。
(6) The metal-plated
(7)金属めっき配線8が有する第1の面、すなわち平行平板領域8cにおける金属筐体側の面と、金属筐体が有する第2の面、すなわちベース部材6の上面との間の所定間隔は、0.1mm以上であることが好ましい。このようにすれば、絶縁破壊による金属めっき配線8と金属筐体の導通を避けることができる。
(7) The predetermined distance between the first surface of the metal-plated
(8)金属筐体は、圧力媒体を変形部に導入する圧力ポート3と、樹脂成型部材7と接合されるベース部材6とを含む。このようにしたので、耐ノイズ性が高い圧力検出装置1を構成することができる。
(8) The metal housing includes a
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、第1の実施形態で説明した圧力検出装置1とは異なる方法で、コネクタ端子5aを樹脂成型部材7の挿入部7cに固定する例を説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an example of fixing the
図7は、本発明の第2の実施形態に係る圧力検出装置1Aの構成を示す縦断面図である。本実施形態の圧力検出装置1Aは、第1の実施形態で説明した図1の圧力検出装置1と比べて、コネクタ端子5aの先端部の構造が異なっている。具体的には、本実施形態におけるコネクタ端子5aは、先端がバネ性を有するプレスフィット端子となっている。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the pressure detecting device 1A according to the second embodiment of the present invention. The pressure detection device 1A of the present embodiment has a different structure of the tip of the
本実施形態において、樹脂成型部材7の挿入部7cに挿入されたコネクタ端子5aは、プレスフィット端子のバネ性により挿入部7c内に固定され、挿入部7cの内壁に形成された金属めっき配線8のコネクタ接触部8bと接触する。そのため、図1の導電ペースト5bを用いなくても、コネクタ端子5aと金属めっき配線8との電気的な接続を確保することができる。
In the present embodiment, the
以上説明した本発明の第2の実施形態によれば、コネクタ端子5aは、先端がバネ性を有するプレスフィット端子である。挿入部7cに挿入されたコネクタ端子5aは、プレスフィット端子のバネ性により金属めっき配線8と電気的に接続される。このようにしたので、第1の実施形態で説明したのと同様の作用効果を奏しつつ、さらに導電ペーストを不要とすることができる。
According to the second embodiment of the present invention described above, the
なお、以上説明した実施形態では、歪検出素子と処理回路が一体となった1チップタイプのセンサ素子2を例に取り説明したが、1チップタイプ以外のセンサ素子、すなわち歪ゲージと処理回路が別々の基板上に形成されているセンサ素子においても、同様に本発明を適用可能である。
In the embodiment described above, the one-chip
また、実施形態で説明した圧力検出装置1、1Aは、自動車に搭載され、作動油や液体燃料等の圧力媒体の圧力を検出するものとして説明したが、他の用途で用いられる圧力検出装置についても、同様に本発明を適用可能である。金属筐体にセンサ素子が絶縁された状態で近接して配置され、金属筐体がGND電位になっているものであれば、様々な圧力検出装置について、本発明によるノイズ耐性の向上を有効に作用させることができる。たとえば荷重を歪みとして検出するセンサでは、大きな力がセンサに印加されるため、受圧部分に樹脂等を使用できない。また、センサ素子の台座も強固に構成する必要がある。したがって、こうしたセンサの筐体は必然的に金属により構成されることとなり、実施形態で説明した圧力検出装置1、1Aと類似の構成となるため、本発明を同様に適用することでノイズ耐性の向上を図ることができる。
Further, the
なお、上記センサにおいて使用されるセンサ素子についても前述のように、歪検出素子と処理回路が一体となった1チップタイプのセンサ素子であってもよいし、これらが別々の基板上に形成されていてもよい。いずれの場合でも、実施形態で説明したのと同様の作用効果が得られる。 As described above, the sensor element used in the sensor may be a one-chip type sensor element in which the strain detection element and the processing circuit are integrated, or these are formed on separate substrates. You may be. In any case, the same effects as described in the embodiment can be obtained.
以上説明したように、圧力検出装置において本発明を適用することでノイズパス用コンデンサを形成することができる。これはチップコンデンサを用いない構成であるため、接続信頼性の向上、コストダウン、そして省スペース化が期待できる。 As described above, the noise pass capacitor can be formed by applying the present invention to the pressure detection device. Since this is a configuration that does not use a chip capacitor, it can be expected to improve connection reliability, reduce costs, and save space.
以上説明した実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The embodiments and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. Moreover, although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.
1,1A 圧力検出装置
2 センサ素子
3 圧力ポート
3a ダイアフラム
3b 台座面
4 接合剤
5 コネクタサブアセンブリー
5a コネクタ端子
5b 導電ペースト
6 ベース部材
7 樹脂成型部材
7a 搭載部
7b 差し込みガイド
7c 挿入部
8 金属めっき配線
8a ボンディング部
8b コネクタ接触部
8c 平行平板領域
9 接着剤
10 カバー
11 ワイヤ
12 シリコーンゲル
1,
Claims (8)
前記変形部の変形を検出することで前記圧力を検出する検出素子と、
前記検出素子とコネクタ端子とを電気的に接続するための金属めっき配線が形成された樹脂成型部材と、を備え、
前記金属めっき配線が有する第1の面と、前記金属筐体が有する第2の面とは、絶縁体を間に挟んで所定間隔で対向して配置されている圧力検出装置。 A metal housing having a deformed part that is deformed by the pressure received from the pressure medium,
A detection element that detects the pressure by detecting the deformation of the deformed portion, and
A resin molded member having a metal-plated wiring for electrically connecting the detection element and the connector terminal is provided.
A pressure detecting device in which a first surface of the metal-plated wiring and a second surface of the metal housing are arranged so as to face each other at predetermined intervals with an insulator sandwiched between them.
前記第1の面と前記第2の面との間の静電容量は、前記検出素子と前記金属筐体との間の静電容量よりも大きい圧力検出装置。 In the pressure detection device according to claim 1,
A pressure detection device in which the capacitance between the first surface and the second surface is larger than the capacitance between the detection element and the metal housing.
前記樹脂成型部材には、前記検出素子と前記コネクタ端子を電気的に接続するために、前記コネクタ端子を挿入するための挿入部が形成されており、
前記挿入部の内壁には前記金属めっき配線が形成されており、
前記挿入部に挿入された前記コネクタ端子は、前記金属めっき配線と導電ペーストを介して電気的に接続される圧力検出装置。 In the pressure detection device according to claim 1 or 2.
The resin molded member is formed with an insertion portion for inserting the connector terminal in order to electrically connect the detection element and the connector terminal.
The metal-plated wiring is formed on the inner wall of the insertion portion.
The connector terminal inserted into the insertion portion is a pressure detection device that is electrically connected to the metal-plated wiring via a conductive paste.
前記樹脂成型部材には、前記検出素子と前記コネクタ端子を電気的に接続するために、前記コネクタ端子を挿入するための挿入部が形成されており、
前記挿入部の内壁には前記金属めっき配線が形成されており、
前記コネクタ端子は、先端がバネ性を有するプレスフィット端子であり、
前記挿入部に挿入された前記コネクタ端子は、前記プレスフィット端子のバネ性により前記金属めっき配線と電気的に接続される圧力検出装置。 In the pressure detection device according to claim 1 or 2.
The resin molded member is formed with an insertion portion for inserting the connector terminal in order to electrically connect the detection element and the connector terminal.
The metal-plated wiring is formed on the inner wall of the insertion portion.
The connector terminal is a press-fit terminal having a springy tip.
The connector terminal inserted into the insertion portion is a pressure detecting device that is electrically connected to the metal-plated wiring due to the springiness of the press-fit terminal.
前記樹脂成型部材は、絶縁性の接着剤により前記金属筐体と接合されており、
前記接着剤が前記絶縁体として、前記第1の面と前記第2の面との間に配置されている圧力検出装置。 In the pressure detection device according to any one of claims 1 to 4.
The resin molded member is joined to the metal housing by an insulating adhesive.
A pressure detection device in which the adhesive is arranged as the insulator between the first surface and the second surface.
前記金属めっき配線は、前記検出素子とワイヤボンディングにより接続された接続部を有し、
前記接続部と前記第1の面との間の電気経路上に、電子部品が接続されている圧力検出装置。 In the pressure detection device according to any one of claims 1 to 5.
The metal-plated wiring has a connection portion connected to the detection element by wire bonding.
A pressure detecting device in which an electronic component is connected on an electric path between the connecting portion and the first surface.
前記所定間隔は、0.1mm以上である圧力検出装置。 In the pressure detection device according to any one of claims 1 to 6.
A pressure detector having a predetermined interval of 0.1 mm or more.
前記金属筐体は、前記圧力媒体を前記変形部に導入する圧力ポートと、前記樹脂成型部材と接合されるベース部材とを含む圧力検出装置。 In the pressure detection device according to any one of claims 1 to 7.
The metal housing is a pressure detecting device including a pressure port for introducing the pressure medium into the deformed portion and a base member joined to the resin molding member.
Priority Applications (1)
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JP2019092276A JP2020187029A (en) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Pressure detection device |
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2019
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