JP5761113B2 - 圧力検出装置及びその生産方法 - Google Patents
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Description
流体が流入可能な流路を有する流体流入部材と、
前記流体流入部材の上面に設けられ、前記流路に流入した流体の圧力を検出する半導体式圧力センサと、
前記流体流入部材の上面に設けられ、前記半導体式圧力センサを取り囲む第1樹脂部と、この第1樹脂部に保持されており一端部が前記半導体圧力センサと電気的に接続されている第1リード端子と、を有する第1ユニットと、
前記半導体式圧力センサを上側から覆うように前記第1樹脂部と結合され、前記半導体式圧力センサが内部に位置する密閉空間を形成する蓋部と、
前記蓋部を上側から覆う第2樹脂部と、この第2樹脂部に保持されており前記第1リード端子の他端部と電気的に接続されている第2リード端子と、を有する第2ユニットと、
前記流体流入部材と前記第1ユニットと前記蓋部と前記第2ユニットとを結合し、前記第1ユニット、前記蓋部、及び前記第2ユニットを覆うが前記第2ユニットのうち前記第2リード端子の前記第1リード端子と接続されていない端部は外部に覗かせる樹脂カバー部と、を備え、
前記蓋部は、前記第1樹脂部と結合されているとともに前記樹脂カバー部によって上側から押さえられている、
ことを特徴とする。
流体が流入可能な流路を有する流体流入部材の上面に、前記流路に流入した流体の圧力を検出する半導体式圧力センサを設けるステップと、
前記流体流入部材の上側に、前記半導体式圧力センサを取り囲む第1樹脂部と、この第1樹脂部に保持されており一端部が前記半導体圧力センサと電気的に接続される第1リード端子と、を有する第1ユニットを配置するステップと、
前記第1樹脂部に前記半導体式圧力センサを上側から覆う蓋部を結合し、この蓋部によって前記半導体式圧力センサが内部に位置する密閉空間を形成するステップと、
前記蓋部の上側に、第2樹脂部と、この第2樹脂部に保持されており前記第1リード端子の他端部と電気的に接続される第2リード端子と、を有する前記第2ユニットを配置するステップと、
前記第2ユニットを配置した後、前記流体流入部材と前記第1ユニットと前記蓋部と前記第2ユニットとを結合し、前記第1ユニット、前記蓋部、及び前記第2ユニットを覆うが前記第2ユニットのうち前記第2リード端子の前記第1リード端子と接続されていない端部は外部に覗かせ、前記蓋部を上側から押さえる樹脂カバー部をアウトサート成形により成形するステップと、を備える。
なお、ベース板ユニット30は第1ユニットの一例であり、端子ユニット50は第2ユニットの一例である。また、以下では、圧力検出装置100の構成の理解を容易にするため、図1に示す両端矢印と対応させて記した上下方向に従って、適宜、各部の配置を説明する。
台座11bには圧力センサ20が載置され、所定の方法で固定されている。台座11bの中心部には、流路13の上端部である開口部13aが位置する。
圧力センサ20は、流路13が下側から導き入れた流体の圧力をダイアフラムによって受け、ダイアフラムの変位に伴うブリッジ回路の出力電圧によって流体の圧力を検出する。
リング部材31と第1樹脂部32と第1リード端子33とは、インサート成形により一体的に成形されている。つまり、ベース板ユニット30は、このように一体的に成形された各部により構成されるユニットである。
また、第1樹脂部32は、上方に立設し、ベース板ユニット30に対する蓋部40の位置を決めるためのピン32aを有する。
第1リード端子33の一端部は、圧力センサ20と、ワイヤW(例えば、アルミからなる)によって導通接続されている。ワイヤWの接続には、ワイヤボンディング装置が用いられる。
蓋部40の内面は、図1に示すように、凹曲面41となっている。蓋部40は、第1樹脂部32の上端面と溶着されており(例えば、レーザー溶着による)、これにより、蓋部40と第1樹脂部32との間には圧力基準室Bが形成されている。
ノイズ吸収用コンデンサ52を上側から覆う部材である。第2樹脂部53は、ノイズ吸収用コンデンサ52をこのように覆うことで、樹脂カバー部60の成形時に、射出成形温度及び圧力からノイズ吸収用コンデンサ52を保護する。
また、第2リード端子51のコネクタ部70を構成する端部と逆側の端部は、第2部分532を上方に向かって貫いており、第1リード端子33と溶接されている。なお、第2樹脂部53と第2リード端子51との接触箇所には、含浸処理が施されている。
蓋部40は、前述のように第1樹脂部32にレーザー溶着で結合されているが、さらに、このように、樹脂カバー部60で押さえられていることにより、ベース板ユニット30の第1樹脂部32に、強固に固定される。そのため、流路13から流入した流体(例えば、油)に過剰圧が生じ、圧力センサ20を破壊し、流体が圧力基準室B内に到達したとしても、蓋部40の上部及び側部から流体が流出することを阻止することができる。
本実施形態に係る圧力検出装置100は、このようにして、圧力の検出対象である流体が漏れ出すことを極力抑制するフェールセーフ構造を有する。
この構成により、前記したように、圧力の検出対象である流体が漏れ出すことを極力抑制することができる。つまり、圧力検出装置100は、フェールセーフ構造を有する。
というのは、前述した特許文献1に係る圧力検出装置では、圧力センサからコネクタ部の電極リードまでの接続構造において、1)圧力センサとワイヤを介して導通された回路基板と、第一リード端子とを接続する、2)第一リードピンと貫通コンデンサとを接続する、第一リードピンと第一リード端子とを半田により接続する、3)第一リードピンと電極リードとを半田により接続する、といった複雑な工程が必要であり、組み付け性の向上に改善の余地があったが、本実施形態における圧力検出装置100では、圧力センサ20からコネクタ部70に至って導通構造を、主に、ベース板ユニット30が保持する第1リード端子33と、端子ユニット50が保持する第2リード端子51とによって構成しているためである。この構成によれば、ユニット化された第1ユニットの一例であるベース板ユニット30、第2ユニットの一例である端子ユニット50等を組み付け、各端子の接続部を溶接するだけでよい。
このため、本実施形態に係る圧力検出装置100の構成によれば、半田の供給、半田付けの温度管理等が不要となり(もしくは、必要最小限に留めることができ)、組み付け性が向上し、製品コストを抑えることもできる。
2)インサート成形により一体的に成形してなるベース板ユニット30(第1ユニットの一例)を用意し、ベース板ユニット30を流体流入部材10上に配置する。
具体的には、流体流入部材10の凸部11aとベース板ユニット30のリング部材31を抵抗溶接により接合する。そして、圧力センサ20と第1リード端子33とをワイヤボンディング装置により、ワイヤWで導通接続する。
3)ベース板ユニット30の第1樹脂部32に圧力センサ20を上側から覆う蓋部40をレーザー溶着により結合し、蓋部40によって圧力センサ20が内部に位置する密閉空間を形成する。
4)インサート成型により一体的に成型してなる端子ユニット50(第2ユニットの一例)を用意し、蓋部40の上側に配置する。
具体的には、端子ユニット50の第2樹脂部53が有する突起部532bを蓋部40の突起部挿入孔44に挿入し、端子ユニット50を蓋部40に対して仮止めする。そして、第1リード端子33と第2リード端子51とを抵抗溶接により接続する。
5)端子ユニット50を配置した後、樹脂カバー部60をアウトサート成形により成形する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下に変形の一例を示す。
また、第2リード端子51だけでなく、第1リード端子33にノイズ吸収用コンデンサを接続することもできる。この場合、例えば、第1樹脂部32の凹部32bと流体流入部材10の凹部11cの間に形成された空間C(図1参照)を利用し、空間C内に第1リード端子33と接続するチップコンデンサを配設すればよい。このようにすれば、さらに外来ノイズを低減することができる。
樹脂カバー部が、ダイレクトカプラ部を構成せずに、第2リード端子51と接続された(例えば、半田付けによる)電気コードのみ外部に露出させるようにし、この電気コードから検出信号を外部に供給させる等してもよい。
10 流体流入部材
13 流路
20 半導体式圧力センサ
30 ベース板ユニット(第1ユニットの一例)
31 リング部材
32 第1樹脂部
33 第1リード端子
40 蓋部
50 端子ユニット(第2ユニットの一例)
51 第2リード端子
52 ノイズ吸収用コンデンサ
53 第2樹脂部
60 樹脂カバー部
70 コネクタ部
B 圧力基準室(密閉空間)
C 空間
Claims (7)
- 流体が流入可能な流路を有する流体流入部材と、
前記流体流入部材の上面に設けられ、前記流路に流入した流体の圧力を検出する半導体式圧力センサと、
前記流体流入部材の上面に設けられ、前記半導体式圧力センサを取り囲む第1樹脂部と、この第1樹脂部に保持されており一端部が前記半導体圧力センサと電気的に接続されている第1リード端子と、を有する第1ユニットと、
前記半導体式圧力センサを上側から覆うように前記第1樹脂部と結合され、前記半導体式圧力センサが内部に位置する密閉空間を形成する蓋部と、
前記蓋部を上側から覆う第2樹脂部と、この第2樹脂部に保持されており前記第1リード端子の他端部と電気的に接続されている第2リード端子と、を有する第2ユニットと、
前記流体流入部材と前記第1ユニットと前記蓋部と前記第2ユニットとを結合し、前記第1ユニット、前記蓋部、及び前記第2ユニットを覆うが前記第2ユニットのうち前記第2リード端子の前記第1リード端子と接続されていない端部は外部に覗かせる樹脂カバー部と、を備え、
前記蓋部は、前記第1樹脂部と結合されているとともに前記樹脂カバー部によって上側から押さえられている、
ことを特徴とする圧力検出装置。 - 前記第1リード端子は、前記第1樹脂部と一体的に成形されることで前記第1樹脂部に保持され、
前記第2リード端子は、前記第2樹脂部と一体的に成形されることで前記第2樹脂部に保持されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の圧力検出装置。 - 前記第1リード端子及び/又は前記第2リード端子にノイズ吸収用コンデンサが接続されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の圧力検出装置。 - 前記第1リード端子と前記第2リード端子とは溶接により電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 - 前記蓋部は、樹脂材料からなり、前記第1樹脂部とレーザー溶着で結合されている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 - 前記樹脂カバー部から覗いた前記第2リード端子の前記端部と、前記樹脂カバー部の一部とでコネクタ部が形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 - 流体が流入可能な流路を有する流体流入部材の上面に、前記流路に流入した流体の圧力を検出する半導体式圧力センサを設けるステップと、
前記流体流入部材の上側に、前記半導体式圧力センサを取り囲む第1樹脂部と、この第1樹脂部に保持されており一端部が前記半導体圧力センサと電気的に接続される第1リード端子と、を有する第1ユニットを配置するステップと、
前記第1樹脂部に前記半導体式圧力センサを上側から覆う蓋部を結合し、この蓋部によって前記半導体式圧力センサが内部に位置する密閉空間を形成するステップと、
前記蓋部の上側に、第2樹脂部と、この第2樹脂部に保持されており前記第1リード端子の他端部と電気的に接続される第2リード端子と、を有する前記第2ユニットを配置するステップと、
前記第2ユニットを配置した後、前記流体流入部材と前記第1ユニットと前記蓋部と前記第2ユニットとを結合し、前記第1ユニット、前記蓋部、及び前記第2ユニットを覆うが前記第2ユニットのうち前記第2リード端子の前記第1リード端子と接続されていない端部は外部に覗かせ、前記蓋部を上側から押さえる樹脂カバー部をアウトサート成形により成形するステップと、を備える、
ことを特徴とする圧力検出装置の生産方法。
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