JP2738196B2 - 加速度センサ - Google Patents

加速度センサ

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JP2738196B2
JP2738196B2 JP823492A JP823492A JP2738196B2 JP 2738196 B2 JP2738196 B2 JP 2738196B2 JP 823492 A JP823492 A JP 823492A JP 823492 A JP823492 A JP 823492A JP 2738196 B2 JP2738196 B2 JP 2738196B2
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勝吾 浅野
貴志 森川
英樹 松本
紀行 村田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関を備えた自動
車等の走行加速度を測定または検出するための加速度セ
ンサに関する。
【0002】
【従来の技術】図7〜図17は従来の加速度センサの構
成を示している。以下この従来例の構成について説明す
る。図において、107はサブ基台であり、その表面中
央部に位置決め穴140を有する環状突起108が形成
されている。101は振動板であり、その中央部がサブ
基台107の環状突起108に溶接により固定されてい
る。102は振動板101の上面に固定されたセンサ出
力用の圧電セラミック素子である。この圧電セラミック
素子102は、中央部に丸穴106を、表面全体にプラ
ス電極132を、裏面全体にマイナス電極139を有す
る。振動板101の中央部の表面に形成された環状ビー
ド141の外周に圧電セラミック素子102の中央部の
丸穴106を嵌め込んだ状態でマイナス電極139が振
動板101の表面に導通して接着されている。
【0003】圧電セラミック素子103は、前記圧電セ
ラミック素子102と同一の形状を有し、同様に中央部
に丸穴133を、表面全体にプラス電極134を、裏面
全体にマイナス電極135を有している。振動板101
の中央部の裏面に形成された環状ビード142の外周に
圧電セラミック素子103の中央部の丸穴133を嵌め
込んだ状態で、圧電セラミック素子103は表面のプラ
ス電極134を振動板101の裏面に導通して接着され
ている。
【0004】振動板101は、図14および図15に示
すように、金属円板の中央部にサブ基台107の位置決
め穴140と同径の位置決め穴144を有し、その回り
に同心円状に環状ビード141および142が、それぞ
れ表面および裏面に径を順次大きくして形成されてい
る。また振動板101は、図16および図17に示すよ
うに、その周縁に上向きのフランジ145を形成して加
速度センサの出力アップをした例もある。
【0005】図7〜図9において、表面のほぼ中央部に
環状突起108を有するサブ基台107はピン109、
110と共に基台111に一体成形されている。この環
状突起108に固定された振動板101の表面に導通接
着された圧電セラミック素子102のプラス電極132
と、振動板101の裏面に導通接着された圧電セラミッ
ク素子103のマイナス電極135は、それぞれリード
フレーム113、114および回路基板115を介して
センサ出力用ターミナル116へと接続されている。1
17、118はそれぞれリードフレーム113、114
と圧電セラミック素子102および圧電セラミック素子
103との半田付け部を示している。119は回路基板
115の電源供給用ターミナルであり、120はグラン
ド用ターミナルであり、それぞれ回路基板115に接続
されている。ターミナル116、119、120は、い
ずれもコネクタ121に一体成形されている。122は
回路基板115を支持するためのピンである。123は
金属シールドケースであり、コネクタ121および固定
部124と一体成形された外部ケース125および基台
111と接着などにより固定されている。126は金属
シールドケース123に圧入固定され、外部ケース12
5と溶接部127で接着固定された上部ケースである。
128は振動板101から切り起しで形成された端子で
あり、半田付け部129などの手段によって、リードフ
レーム130に接続されている。
【0006】図9において、151は貫通コンデンサで
あり、この貫通コンデンサ151の外側の面は金属シー
ルドケース123に半田付けされ、内側の面はターミナ
ル116、119に半田付けされている。
【0007】次に、上記従来の加速度センサの動作につ
いて説明する。自動車等の走行により発生した加速度
が、外部ケース125、基台111およびサブ基台10
7を介して振動板101に伝えられて、振動板101に
歪みが発生する。この振動板101の歪みは、圧電セラ
ミック素子102および103に引張力と圧縮力とを交
互に与えるため、圧電セラミック素子102および10
3に電荷が発生する。この電荷は、回路基板115のイ
ンピーダンス変換回路で電圧に変換され、必要な帯域お
よび最適な出力レベルになるようにフィルタ回路および
増幅回路を通って出力される。
【0008】このように、上記従来の加速度センサで
も、自動車等における加速度の測定または検出をするこ
とができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の加速度センサでは、金属シールドケースと貫通コン
デンサの半田接合の際に、貫通コンデンサの浮きおよび
傾きが発生するために、加速度センサの内部の気密を保
つことが困難となり、金属シールドケースの外側からの
流体が侵入し、加速度センサとして信頼性が劣化すると
いう問題があった。
【0010】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であり、外部からの液体の侵入を防ぎ気密性を確保する
ことにより、加速度センサとしての信頼性を向上させる
ことのできる優れた加速度センサを提供することを目的
とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、金属シールドケースの貫通コンデンサ保
持部をラッパ状の絞り加工し、半田付けする際に発生す
るガスや膨脹した空気を外部に逃がす通気口を設け、金
属シールドケースと貫通コンデンサの外周を接合するリ
ング状になった第1の半田の溶融温度を、ターミナルと
貫通コンデンサの内周を接合するリング状になった第2
の半田の溶融温度よりも低くするようにしたものであ
る。
【0012】
【作用】したがって、本発明によれば、第1の半田が溶
融すると、金属シールドケースの絞り部の形状がラッパ
状になっているために、金属シールドケースと貫通コン
デンサの外周面との隙間に溶けた半田が流れ込みやすく
なり、第1の半田が第2の半田よりも先に溶融すること
により、また、半田付けする際に発生するガスや膨脹し
た空気を外部に逃がす溝および穴を設けることにより、
貫通コンデンサの上面に位置した第2の半田の自重によ
って貫通コンデンサが金属シールドケースの絞り部に確
実に規制され、貫通コンデンサが傾いたり浮いたりする
ことがなく正しい姿勢で半田付けされる。さらに、貫通
コンデンサの外周及び内周を気密状態に半田付けした後
に、ガス逃がし用の溝および穴を接着剤で密封すること
により、加速度感知部である圧電セラミック素子および
回路基板を確実に気密封止することができるため、特性
の安定した極めて信頼性の高い加速度センサを得ること
ができる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1〜図3は本発明の一実施例における
加速度センサの構成を示し、図1は同センサの図2のB
−B線に沿う断面図であり、図3は同センサの図2のA
−A線に沿う断面図である。図4は振動板の平面図およ
び断面図である。
【0014】図1〜図5において、7はサブ基台であ
り、中央部には環状突起8を有し、ピン9、10、22
と共に基台11に一体成形されている。1はサブ基台7
の環状突起8に固定された振動板であり、中央部には位
置決め穴58を有し、表面にはセンサ出力用の圧電サラ
ミック素子2が、裏面には圧電サラミック素子3がそれ
ぞれ固定されている。圧電サラミック素子2は裏面のマ
イナス電極が振動板1の表面に導通接着されている。圧
電サラミック素子3は表面のプラス電極が振動板1の裏
面に導通接着されている。圧電サラミック素子2のセン
サ出力用プラス電極12と圧電サラミック素子3のマイ
ナス電極は、それぞれリードフレーム13、14および
回路基板15を介してセンサ出力用ターミナル16に接
続されている。17、18はそれぞれリードフレーム1
3、14と圧電サラミック素子2、3との半田付け部を
示している。
【0015】30はリードフレームであり、振動板1に
設けられた位置決め用環状突起5の内側の溶接部28に
て振動板1に固定されている。19は回路基板15の電
源供給用ターミナルであり、20はグランド用ターミナ
ルであり、それぞれ回路基板15に接続されている。タ
ーミナル16、19、20はいずれもコネクタ21に一
体成形せれている。22は回路基板15を支持するピン
である。23は金属シールドケースであり、ターミナル
16、19、20がそれぞれ貫通する部分にはラッパ状
の絞り部71、72、73が形成されており、また底部
にはガス逃がし穴38が設けられている。25はコネク
タ21および固定部24と一体成形された外部ケースで
あり、絞り部71、72、73とガス逃がし穴38とを
結ぶガス逃がし溝37が設けられている。26は上部ケ
ースであり、金属シールドケース23と溶接部27で固
定されている。
【0016】29はターミナル16と貫通コンデンサ4
との半田付け部であり、34はターミナル19と貫通コ
ンデンサ36との半田付け部であり、33、35はそれ
ぞれ金属シールドケース23と貫通コンデンサ4、36
との半田付け部であり、32はターミナル20と金属シ
ールドケース23との半田付け部である。
【0017】次に、上記実施例のターミナル16、1
9、20の半田付け方法について図5と共に説明する。
図5(A)において、絞り部71には貫通コンデンサ3
6およびワッシャー半田66、67が装着され、絞り部
72にはワッシャー半田63が装着され、絞り部73に
は貫通コンデンサ4およびワッシャー半田64、65が
装着されている。ここで、ワッシャー半田65、67の
融点はワッシャー半田64、66の融点よりも低い温度
に設定されているものである。この状態で所定の温度に
設定されたリフロー炉を通すと、図5(B)に示すよう
に、融点の低いワッシャー半田65、67のみが先に溶
融する。これにより、絞り部71と貫通コンデンサ36
および絞り部73と貫通コンデンサ4が全周にわたって
半田付けされる。このとき図2に示すように、ガス逃が
し溝37およびガス逃がし穴38を介して半田が溶融す
るときに発生するガスを容易に外部に逃がすことができ
る。また、ワッシャー半田64、66がそれぞれ貫通コ
ンデンサ4、36を下方に押し付ける役目を果たすこと
により、貫通コンデンサ36、4は傾いたり浮いたりす
ることなく、気密状態にそれぞれ絞り部71、73に半
田付けされる。さらに、リフロー炉を通る間に周囲温度
が上昇して、図5(C)に示すように、ワッシャー半田
63、64、66が溶融する。これにより、ターミナル
16、19と貫通コンデンサ4、36およびターミナル
20と絞り部72が全周にわたって気密状態に半田付け
される。
【0018】ターミナル16、19、20が半田付けさ
れた後に、図2に示す基台11が金属シールドケース2
3に接着固定される。この際に、金属シールドケース2
3に設けられたガス逃がし穴38は接着剤で封印され
る。これにより、金属シールドケース23の外側の空気
と内側の空気を完全に遮断し、金属シールドケース23
の外側からの流体の侵入を完全に防ぐことができる。こ
のため、加速度感知部である圧電セラミック素子および
回路基板を確実に気密封止することができるため、特性
の安定した極めて信頼性の高い加速度センサを得ること
ができる。
【0019】上記実施例における加速度センサが車両に
装着された場合の動作については、従来の加速度センサ
と同一であるので説明は省略する。
【0020】なお、図6はリードピン型の加速度センサ
における第2の実施例を示している。金属シールドケー
ス50のリードピン45、46がそれぞれ貫通する部分
にはラッパ状の絞り部74、75が形成されており、ま
た底部にはガス逃がし穴58およびガス逃がし穴59が
設けられている。第1の実施例と同様にして、貫通コン
デンサ54を気密状態に半田付けした後に、ガス逃がし
穴58およびガス逃がし穴59を接着剤で封印すること
により、第1の実施例と同様の作用効果が得られるもの
である。
【0021】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、金属シールドケースの底面にある絞り部をラッパ状
に加工することにより、絞り部と貫通コンデンサの外周
のすきまに半田が流れ込み易くなり、貫通コンデンサ外
周の第1の半田の方が貫通コンデンサ内周の第2の半田
より溶融温度が低く早く解けるために、第1の半田の方
が解ける際に第2の半田が重りの役目を果たし、貫通コ
ンデンサが傾いたり浮いたりすることがなく正しい姿勢
で半田付けすることができるという効果を有する。
【0022】さらに、半田付けする際に発生するガスや
膨脹した空気を外部に逃がす溝および穴を設けることに
より、貫通コンデンサの外周を確実に気密状態に半田付
けすることができる。
【0023】また、貫通コンデンサの外周及び内周を気
密状態に半田付けした後に、ガス逃がし用の溝および穴
を接着剤で密封し、金属シールドケースの外側の空気と
内側の空気を完全に遮断したものであり、金属シールド
ケースの外側からの流体の侵入を完全に防ぐことができ
ることにより、加速度感知部である圧電セラミック素子
および回路基板を確実に気密封止することができるた
め、特性の安定した極めて信頼性の高い加速度センサを
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における加速度センサの
側断面図
【図2】同第1の実施例における加速度センサの正面断
面図
【図3】同第1の実施例における加速度センサの上面図
【図4】同実施例における振動板の上面図および側面図
【図5】同実施例における貫通コンデンサの半田付け状
態を示す説明図
【図6】同第2の実施例における加速度センサの正面断
面図
【図7】従来の加速度センサの上面図
【図8】従来の加速度センサの正面断面図
【図9】従来の加速度センサの側断面図
【図10】従来の他の加速度センサの上面図
【図11】従来の他の加速度センサの側断面図
【図12】従来の加速度センサの圧電セラミック素子の
上面図
【図13】従来の加速度センサの圧電セラミック素子の
上面図
【図14】従来の加速度センサの振動板の上面図
【図15】従来の加速度センサの振動板の側面図
【図16】従来の加速度センサの振動板の上面図
【図17】従来の加速度センサの振動板の側面図
【符号の説明】
1 振動板 2 圧電セラミック 3 圧電セラミック 4 貫通コンデンサ 16 センサ出力用ターミナル 19 電源供給用ターミナル 20 グランド用ターミナル 23 金属シールドケース 36 貫通コンデンサ 37 ガス逃がし溝 38 ガス逃がし穴 71 絞り部 72 絞り部 73 絞り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 紀行 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番 1号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−269363(JP,A) 特開 平5−157763(JP,A) 特開 平4−27872(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面中央部に環状突起を有するサブ基台
    が電気的に絶縁される形で一体成形された基台と、中央
    部が前記環状突起に固定された振動板と、前記振動板の
    表裏両面に正負電極を互いに対向させて導通接着させた
    2枚の圧電セラミック素子と、前記圧電セラミック素子
    の電極にそれぞれ接続されたリード端子と、前記リード
    端子からの信号を処理する回路基板と、前記圧電セラミ
    ック素子と前記回路基板をシールドする金属ケースと、
    前記回路基板からの信号を出力するターミナルと、前記
    ターミナルに貫通し前記金属シールドケースに固定され
    た貫通コンデンサとを備えた加速度センサにおいて、金
    属シールドケースと貫通コンデンサの外周を接合する第
    1の半田の溶融温度をターミナルと貫通コンデンサの内
    周を接合する第2の半田の溶融温度よりも低くして、前
    記貫通コンデンサを前記金属ケースおよび前記ターミナ
    ルに固定して内部の気密性を保持することを特徴とする
    加速度センサ。
  2. 【請求項2】 貫通コンデンサを金属シールドケースに
    半田付けする際に発生するガスや膨脹した空気を外部に
    逃がすための通気口を有することを特徴とする請求項1
    記載の加速度センサ。
  3. 【請求項3】 金属シールドケースの貫通コンデンサ保
    持部をラッパ状に絞り加工したことを特徴とする請求項
    1記載の加速度センサ。
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