JP2645475B2 - 半導体式圧力検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐電波障害性に優れた半導体式圧力検出装置
に関する。本発明の圧力検出装置は、自動車エンジンの
制御などに用いることができる。

［従来の技術］ 排気ガス規制の強化に伴い、自動車用エンジンなどに
おいては、その運転状態のいかんを問わず常に最良の燃
焼状態が得られるように制御する必要がある。そこでこ
の一環として、圧力検出装置を用い、エンジンの吸気圧
力を検出して電気信号に変換し、この信号によって燃料
の供給量を電子的に制御したり、点火時期を制御したり
エンジンの燃焼状態を最適な状態に維持する方法が行な
われている。また大気圧の変化を検知して高度補正を行
なう方法なども行なわれている。

ところでこのような圧力検出装置としては、自動車用
として耐熱性、耐震性などに優れたものが要求され、こ
れに応ずるものとして半導体式圧力センサが広く採用さ
れている。しかしながら半導体式圧力センサから得られ
る電気信号のレベルは小さいため、通常は増幅回路を用
いて所定のレベルにまで増幅してから制御用として利用
するようになっている。

しかしながら、このような半導体式圧力センサを用い
た半導体式圧力検出装置は、圧力センサから増幅回路に
至る部分で電磁波ノイズを拾いやすく、耐電波障害性が
劣るという不具合がある。そのため市街地など電磁波ノ
イズレベルの高い所を走行した場合や、自動車に搭載さ
れている無線通信装置を使用した場合などには、エンジ
ンの燃焼状態に変動を与えるという欠点があった。

そこでこの欠点を解消するため、半導体式圧力センサ
と増幅回路を搭載した回路基板等をシールドケースに収
容し、半導体式圧力センサから回路基板部の入力に至る
部分にノイズが到達しないようにするとともに、外部リ
ードとの接続用ターミナル部分を貫通コンデンサとし、
外部リードからのノイズが圧力検出装置内に侵入しない
ようにした半導体式圧力検出装置が提案されている。

例えば特開昭57−128824号公報には、圧力センサと増
幅回路基板部とを薄いハウジングの内に入れ、このハウ
ジングの外側にシールド板を被せ、ハンダ、溶接などで
ハウジングとシールド板とを固着する。そして更にセン
サ出力導出用のターミナルハウジング、取付け部などを
備えた樹脂製ケースに上記ハウジングを収容した圧力検
出装置が開示されている。

また、半導体式圧力センサと回路基板部とを有するハ
ウジングと、貫通コンデンサをもつアースプレートと、
アースプレートを覆いターミナルを保持し樹脂からなる
アバー部材とからなるものが知られている。この圧力検
出装置では、ハウジングの一端開口周縁部に鍔部を有
し、鍔部にアースプレートの周縁部を当接させて電気的
導通を図るとともに、パッキンを介してカバー部材で覆
い、締結部材でカバー部材、アースプレート及びハウジ
ングを一体的に固定している。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記した従来の圧力検出装置において、ハウジングと
アースプレートとの固定を溶接などで行なう場合には、
溶接のための高価な設備が必要となる。また、鍔部を有
し、締結部材にてカバー部材、アースプレート及びハウ
ジングを一体的に固定する例では、鍔部部の為に、その
外形形状が比較的大きなものとなり、重量が大きくなる
とともに圧力検出装置の配置スペース面で不具合があっ
た。またハウジングなどの形状は比較的複雑なものとな
り、製作が容易でないとともに、締結部材が必要となっ
て部品点数が多いという問題もあった。更にターミナル
を保持するカバー部材からなる所謂コネクタ部を有する
ものにおいては、ターミナルを差し込む際にターミナル
に力が加わると共にターミナルの金属とカバー部材と樹
脂との熱膨張差にする応力も加わり、ターミナルに形成
されたハンダ付け部が破壊し易くなるが、その点につい
て何ら対策がとられていなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、従来
に比べて小型化でき、かつターミナルに形成されたハン
ダ付け部が破壊しにくい半導体式圧力検出装置を提供す
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体式圧力検出装置は、一端部に感圧部を
もち他端部が開口する内部空間を形成する容器状の導電
性ハウジングと、 前記ハウジングに保持され前記感圧部に作用する圧力
を電気信号に変換する半導体圧力センサと、 前記ハウジングの内部空間に収納されるとともに前記
半導体圧力センサと電気接続され前記半導体圧力センサ
の出力を増幅する回路基板部と、 貫通コンデンサが貫通して保持され前記ハウジングの
開口から前記ハウジングに圧入固定されて該開口を覆う
アースプレートと、 弾性力を有するリング状のシール部材と、 一端開口部が前記シール部材を介して前記ハウジング
の開口端部と機械的に押圧固定され前記アースプレート
及び前記貫通コンデンサを覆うと共に他端部も開口して
いるカバー部材と、 前記回路基板部から延び、前記貫通コンデンサを貫通
してハンダ付けにより固定されているリード線と、 前記アースプレートと前記カバー部材との間に介在す
るブッシュと、 前記ブッシュ内に曲げ部を有し、前記ブッシュを介し
て前記カバー部材に保持されると共に、その一端が前記
カバー部材の他端部の開口にまで導出し他端が前記リー
ド線とハンド付けにより接合されているターミナル部と
を備えたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の半導体式圧力検出装置では、アースプレート
はハウジングに圧入固定され、両者の圧接により電気的
導通が可能となっている。従って従来のようにハウジン
グに鍔部を設け、その鍔部でアースプレートとの接触面
積を確保するとともにカバー部材を固定するものに比
べ、ハウジングの外形形状を小さくすることができる。

又、ターミナル部がブッシュ内にて曲げ部を有するこ
とにより、ターミナル部に加わる力、及び、ハンダ付け
部に加わる応力がその曲げ部及びブッシュにて吸収され
る。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１） 第１図に本発明の一実施例の半導体式圧力検出装置を
示す。この圧力検出装置は、一端部に感圧部10をもち他
端部が開口する断面円形の内部空間1aを形成する容器状
のハウジング１と、ハウジング１の内部空1aに収納され
オペアンプ22などの増幅回路を持つ回路基板部２と、ハ
ウジング１の開口を覆うアースプレート３と、アースプ
レート３を覆いハウジング１と結合固定されたカバー部
材４とから構成される。

感圧部10は圧力室10aと、圧力室10aの開口を覆って接
着されたダイアフラム10bと、圧力室10a内に固定された
台座10cに接着された半導体式圧力センサ10dと、から構
成されている。なお、圧力室10aにはシリコンオイル10e
が封入されている。またハウジング１にはガラス製絶縁
シール11を介してワイヤ12が保持され、ワイヤ12の一端
は圧力センサ10dとワイヤボンディング線10fにより接続
されている。またワイヤ12の他端は内部空間1aに突出
し、回路基板２にハンダ付けにより固定されている。な
おハウジング１はネジ部13をもち、他部品に螺合可能と
なっている。

アースプレート３は外径が内部空間1aの内径よりわず
かに大きいシャーレ形状をなし、その開口を回路基板部
２に向けた状態でハウジング１の内部空間1a内に圧入固
定されている。そしてアースプレート３の外周側壁部表
面がハウジング１内周表面と圧接され、電気的導通が図
られている。このアースプレート３には貫通コンデンサ
31が保持され、回路基板２から伸びるリード線21が貫通
コンデンサ31を貫通してハンダ付けにより固定されてい
る。

アースプレート３の底部外周表面にはリング状パッキ
ン32（シール部材）が配置されている。カバー部材４は
一端がハウジング１の内部空間1a内に挿入されハウジン
グ１の端部14がカバー部材４の端部外側面に締結される
ことによりカバー部材４とハウジング１とは固定されて
いる。また、カバー部材４の端面にはパッキン32を介し
てアースプレート３の底面に押圧され、パッキン32はア
ースプレート３とカバー部材４との間をシールし、かつ
アースプレート３とハウジング１との間をシールしてい
る。なお、リード線21はターミナル41にハンダ付けによ
り接合され、ターミナル41はブッシュ42を介してカバー
部材４に保持されている。

上記のように構成された本実施例の圧力検出装置の製
造方法を以下に説明する。まずハウジング１に感圧部10
及びワイヤ12を設ける。次にワイヤ12に回路基板部２を
ハンダ付けして固定し、リード線21を回路基板部２にハ
ンダ付けして固定する。そして貫通コンデンサ31をもつ
アースプレート３を内部空間1aに圧入固定し、貫通コン
デンサ31の穴にリード線21を通してハンダ付けする。そ
してリード線21先端に、ブッシュ42に保持されたターミ
ナル41をハンダ付けし、パッキン32配置して、カバー部
材４をターミナル41を通しながら内部空間1aに挿入す
る。最後にハウジング１の後部端部14をかしめることに
よりハウジング１とカバー部材４とを固定する。

上記のように構成された本実施例の圧力検出装置によ
れば、アースプレート３はハウジング１の内部空間1a内
に圧入固定されている。そしてハウジング１とアースプ
レート３とは、アースプレート３の外周側周面が内部空
間1a内周面に圧接することにより良好な電気的接触を維
持している。従ってハウジング１外周に鍔部などが必要
とされず、全体の形状を小型化することができる。なお
アースプレート３は厚さが1mm以下と薄いので、圧入時
にハウジング１に及ぼす影響が少なく、ハウジング１の
肉厚を薄くすることもできる。これにより一層小型軽量
化を図ることができる。更にカバー部材４とハウジング
１との固定は、機械的な結合であるために、溶接設備な
ど高価な設備を不要とし、かつ部分数の低減を図ること
ができる。またパッキンの形状も単純にすることがで
き、かつハウジング１とアースプレート３との界面を確
実にシールすることができるので、防水性能などシール
性に優れている。又ターミナル41がブッシュ42を介して
カバー部材４に保持されており、かつブッシュ内にて曲
げ部を有することによりターミナル41に加わる力、及び
ハンダ付け部に加わる圧力を吸収することができる。

（実施例２） 本実施例の半導体式圧力検出装置は、第２図に示すよ
うに、ハウジング５は外側縫剤51と、外側部材51に螺合
により固定された圧力センシングユニット52とからなる
こと、及びアースプレート６、パッキン７（シール部
材）の形状が異なること以外は実施例１と同様である。
なお実施例１と同一構成の部分は実施例１と同一の符号
を付して説明する。

外側部材51は、開口端より内部空間51aと、内部空間5
1aより内径の小さな第空間51bと、第２空間51bと連通す
る圧力導入通路51cとを有する。そして第２空間51b内に
圧力センシングユニット52が螺合により固定され、圧力
センシングユニット52の感圧部10に圧力通路51cから圧
力が作用する構成とされている。なお、ダイアフラム10
bは圧入されたブッシュ53により圧力センシングユニッ
ト52に押圧され、圧力室10aを覆っている。また圧力セ
ンシングユニット52は、端面がパッキン54を介して外側
部材51に当接し、シールされている。

アースプレート６は第３図に示すように、全体は円板
形状をなし、周縁部にはテーパー表面61が形成されてい
る。そして外周部には突出する係止突部62が３個形成さ
れている。また貫通コンデンサ31が挿通される取付穴63
が穿設されている。このアースプレート６は第４図に示
すように、係止突部62が内部空間51aの内周壁面に圧接
している。また内部空間51aのテーパー表面61に対向す
る内周面には、テーパー表面61とともにリング状の略Ｖ
字状空間（シール溝）を形成する第２テーパー表面55が
設けられている。そしてパッキン７は周縁部に断面略Ｖ
字状の突条部71をもち、その突条部71が上記Ｖ字状空間
に嵌合している。これによりパッキン７とアースプレー
ト６及びハウジング５との接触面積が大となり、かつカ
バー部材４が固定されるときにパッキン７が変形してＶ
字状空間を充填することにより、シール性が一層向上し
ている。

なお本発明は上記実施例に限ることなく種々の対応が
可能である。例えばシャーレ状のアースプレートの開口
を回路基板部と反対方向へ向けた状態で圧入固定するこ
ともできる。またカバー部材とハウジングとの固定は、
カバー部材をハウジングに締結して行うこともできる
し、クランプなどにより行なってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の半導体式圧力検出装置
によれば、ハウジングの外周に鍔部などを設ける必要が
ないので、全体の形状を小型化でき、軽量化を図ること
ができる。またアースプレートとハウジングの固定も圧
入により行なわれるために、従来のようなハンダ付け、
溶接などを不要とすることができ、設備費の低減による
コストの低減を図ることができる。又、ターミナル部が
ブッシュ内にて曲げ部を有することにより、ターミナル
部に加わる力、及びハンダ付け部に加わる応力を、その
曲げ部及びブッシュにて吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半導体式圧力検出装置の断
面図である。第２図から第４図は本発明の第２の実施例
の半導体式圧力検出装置に関し、第２図はその全体断面
図、第３図はアースプレートの平面図、第４図はアース
プレートとハウジングの圧入部分を示す要部拡大断面図
である。 1,5……ハウジング、２……回路基板部 3,6……アースプレート、４……カバー部材 7,32……パッキン、10……感圧部 10d……圧力センサ、31……貫通コンデンサ 41……ターミナル、61……テーパー表面 62……係止突部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−57826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−3020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−9707（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端部に感圧部をもち他端部が開口する内
   部空間を形成する容器状の導電性ハウジングと、 前記ハウジングに保持され前記感圧部に作用する圧力を
   電気信号に変換する半導体圧力センサと、 前記ハウジングの内部空間に収納されるとともに前記半
   導体圧力センサと電気接続され前記半導体圧力センサの
   出力を増幅する回路基板部と、 貫通コンデンサが貫通して保持され前記ハウジングの開
   口から前記ハウジングに圧入固定されて該開口を覆うア
   ースプレートと、 弾性力を有するリング状のシール部材と、 一端開口部が前記シール部材を介して前記ハウジングの
   開口端部と機械的に押圧固定され前記アースプレート及
   び前記貫通コンデンサを覆うと共に、他端部も開口して
   いるカバー部材と、 前記回路基板部から延び、前記貫通コンデンサを貫通し
   てハンダ付きにより固定されているリード線と、 前記アースプレートと前記カバー部材との間に介在する
   ブッシュと、 前記ブッシュ内に曲げ部を有し、前記ブッシュを介して
   前記カバー部材に保持されると共に、その一端が前記カ
   バー部材の他端部の開口にまで導出し、他端が前記リー
   ド線とハンダ付けにより接合されているターミナル部と を備えたことを特徴とする半導体式圧力検出装置。
2. 【請求項２】前記アースプレートは一端開口をもつ椀状
   をなし、該一端開口が前記回路基板部に向かって前記ハ
   ウジングの開口に圧入され、前記シール部材は該アース
   プレートの底面裏面側に圧接されている特許請求の範囲
   第１項記載の半導体式圧力検出装置。
3. 【請求項３】前記カバー部材は前記ハウジングの開口端
   部を内周方向及び該開口の奥方向へ変形させることで該
   ハウジングに締結され、前記シール部材を介した前記ア
   ースプレートと変形した該開口端部との間で挟持されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の半導体式圧力検出装
   置。
4. 【請求項４】前記アースプレートは周縁部に外方へ突出
   する複数個の係止突部をもち、圧入により該係止突部が
   前記ハウジング内周壁面に圧接されている特許請求の範
   囲第１項記載の半導体式圧力検出装置。
5. 【請求項５】前記アースプレート周縁部と前記ハウジン
   グ内周面との間には断面略Ｖ字状のリング状溝が形成さ
   れ、該リング状溝を前記シール部材が充填してシールさ
   れている特許請求の範囲第１項記載の半導体式圧力検出
   装置。