JP6314766B2 - Physical quantity sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、センサ部とターミナルとが金属製のロッドを介して電気的に接続された物理量センサおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a physical quantity sensor in which a sensor unit and a terminal are electrically connected via a metal rod and a method for manufacturing the same.

従来より、この種の物理量センサとして、圧力を測定する圧力センサが提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、この圧力センサでは、センサ部と、ターミナルと接続された配線基板との間がリード線で接続されており、リード線は、ターミナルと配線基板との間に直線状に配置されている。つまり、リード線は、完全に伸びた状態で配置されている。なお、リード線と、センサ部および配線基板とは、はんだ等の接続部材を介して接合されている。   Conventionally, as this kind of physical quantity sensor, a pressure sensor for measuring pressure has been proposed (for example, see Patent Document 1). Specifically, in this pressure sensor, a lead wire is connected between the sensor unit and the wiring board connected to the terminal, and the lead wire is arranged linearly between the terminal and the wiring board. ing. That is, the lead wire is arranged in a fully extended state. In addition, the lead wire, the sensor part, and the wiring board are joined via a connection member such as solder.

特開2007−139453号公報JP 2007-139453 A

しかしながら、上記のような圧力センサでは、材料クリープ等により、リード線と、センサ部および配線基板との間の接続部材に応力が発生し、接続部材にクラック等が発生する可能性がある。そして、当該クラックが発生すると、リード線と、センサ部および配線基板との間で導通不良が発生する可能性がある。   However, in the pressure sensor as described above, stress may be generated in the connection member between the lead wire, the sensor unit, and the wiring board due to material creep or the like, and a crack or the like may occur in the connection member. And when the said crack generate | occur | produces, a conduction | electrical_connection defect may generate | occur | produce between a lead wire, a sensor part, and a wiring board.

なお、上記では圧力センサを例に挙げて説明したが、このような問題は加速度センサや角速度センサ等の物理量センサにおいても同様に発生する。   In the above description, the pressure sensor has been described as an example. However, such a problem also occurs in a physical quantity sensor such as an acceleration sensor or an angular velocity sensor.

本発明は上記点に鑑みて、導通不良が発生することを抑制できる物理量センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the physical quantity sensor which can suppress that a conduction defect generate | occur | produces in view of the said point, and its manufacturing method.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンサ部(50)と、センサ部と電気的に接続されるターミナル(111)と、センサ部とターミナルとの間に配置され、センサ部とターミナルとを電気的に接続するロッド(80)と、を備え、開口部(20a)および中空部(20b)を有する有底円筒状とされ、底部がダイヤフラム部(20c)とされている第1メタルケース(20)と、開口部(30a)および中空部(30b)を有する有底筒状とされ、底部がダイヤフラム部(30c)とされていると共に中空部にセンサ部が配置されており、当該ダイヤフラム部に第1メタルケースに印加された荷重が伝達されるように第1メタルケースの中空部に配置されている第2メタルケース(30)と、第2メタルケースのダイヤフラム部とセンサ部との間に配置され、当該ダイヤフラム部に印加された荷重をセンサ部に伝達する荷重伝達部材(40)と、ターミナル(111)を有するコネクタ部材(100)と、中空部(10c)を有する筒状とされ、一端部側が第1メタルケースと接合されると共に、他端部側がコネクタ部材に組み付けられるハウジング(10)と、を有し、ロッドは、一端部および他端部を有する金属材料で構成され、センサ部とターミナルとを結ぶ仮想直線(L)に対して撓んだ撓み部(81)を有し、ハウジングの中空部内に配置されており、当該中空部内において撓み部を有していることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a sensor unit (50) that outputs a sensor signal corresponding to a physical quantity, a terminal (111) electrically connected to the sensor unit, a sensor unit, A rod (80) disposed between the terminal and electrically connecting the sensor part and the terminal, and having a bottomed cylindrical shape having an opening (20a) and a hollow part (20b), The first metal case (20), which is a diaphragm portion (20c), has a bottomed cylindrical shape having an opening (30a) and a hollow portion (30b), and the bottom portion is a diaphragm portion (30c). A sensor part is disposed in the hollow part, and a second metal case (disposed in the hollow part of the first metal case so that a load applied to the first metal case is transmitted to the diaphragm part ( 0), a connector having a terminal (111) and a load transmission member (40) disposed between the diaphragm portion and the sensor portion of the second metal case and transmitting the load applied to the diaphragm portion to the sensor portion A member (100), and a housing (10) having a hollow portion (10c), one end of which is joined to the first metal case, and the other end is assembled to the connector member; rod is made of a metal material having a one end and the other section, the deflected flexure with respect to the virtual straight line connecting the sensor unit and the terminal (L) have a (81), disposed in the hollow portion of the housing It is characterized by having a bent part in the hollow part .

これによれば、ロッドと、センサ部およびターミナルとの接続部に応力が発生した際、撓み部が変位することによって当該応力を緩和できる。このため、各接続部に応力集中が発生することを抑制でき、ロッドとセンサ部およびターミナルとの間で導通不良が発生することを抑制できる。   According to this, when a stress is generated in the connecting portion between the rod, the sensor portion, and the terminal, the stress can be relieved by the displacement of the bending portion. For this reason, it can suppress that stress concentration generate | occur | produces in each connection part, and can suppress that a conduction | electrical_connection defect generate | occur | produces between a rod, a sensor part, and a terminal.

また、請求項に記載の発明は、ターミナルとロッドの他端部とを接続する第1接続工程と、センサ部とロッドの一端部とを接続する第2接続工程と、ロッドに撓み部を形成する工程と、ターミナルを有するコネクタ部材(100)を用意する工程と、中空部(10c)を有する筒状のハウジング(10)を用意する工程と、を行い第1接続工程を行った後、ロッドの一端部がハウジングの一端部側から突出するように、ハウジングの他端部にコネクタ部材を組み付ける工程を行い、第2接続工程は、ロッドの他端部をハウジングの一端部側から突出させたまま行い、さらに、開口部(20a)および中空部(20b)を有する有底筒状とされ、底部がダイヤフラム部(20c)とされている第1メタルケース(20)を用意する工程と、開口部(30a)および中空部(30b)を有する有底筒状とされ、底部がダイヤフラム部(30c)とされている第2メタルケース(30)を用意する工程と、を行い、第2接続工程を行った後、第2メタルケースの中空部内にセンサ部を収容すると共に、第1メタルケースの中空部内に第2メタルケースを収容する工程を行い、撓み部を形成する工程は、第1メタルケースの開口部をハウジングの一端部に近づけ、ロッドをハウジングの中空部内で撓ませることによって行い、第1メタルケースとハウジングの一端部とを接合する工程を行うことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a first connection step for connecting the terminal and the other end of the rod, a second connection step for connecting the sensor portion and one end of the rod, and a bending portion on the rod. forming, after the step of preparing a connector member (100) having a terminal, a step of preparing a housing (10) cylindrical having a hollow portion (10c), a row physician first connecting step The step of assembling the connector member to the other end of the housing is performed so that the one end of the rod protrudes from the one end of the housing, and the second connection step projects the other end of the rod from the one end of the housing. And a step of preparing a first metal case (20) having a bottomed cylindrical shape having an opening (20a) and a hollow portion (20b), the bottom portion being a diaphragm portion (20c). Open Preparing a second metal case (30) having a bottomed cylindrical shape having a portion (30a) and a hollow portion (30b), the bottom portion being a diaphragm portion (30c), and a second connecting step The step of housing the sensor portion in the hollow portion of the second metal case and the step of housing the second metal case in the hollow portion of the first metal case and forming the bent portion The opening of the case is brought close to one end of the housing and the rod is bent in the hollow portion of the housing to perform a step of joining the first metal case and one end of the housing .

これによれば、ロッドと、センサ部およびターミナルとの接続部に応力が発生した際に当該応力を緩和する撓み部を有する物理量センサを製造できる。   According to this, when a stress is generated in the connecting portion between the rod, the sensor portion, and the terminal, a physical quantity sensor having a bending portion that relaxes the stress can be manufactured.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態における圧力センサの断面図である。It is sectional drawing of the pressure sensor in 1st Embodiment of this invention. 図1に示す圧力センサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the pressure sensor shown in FIG. 図2に続く圧力センサの製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pressure sensor following FIG. 2.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、本発明の物理量センサを圧力センサに適用した例について説明する。なお、本実施形態の圧力センサは、例えば、被取付部材としての自動車のエンジンに取り付けられ、当該エンジンにおける燃焼室内の圧力を検出するのに利用されると好適である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the physical quantity sensor of the present invention is applied to a pressure sensor will be described. The pressure sensor of the present embodiment is preferably attached to, for example, an automobile engine as a member to be attached and used to detect the pressure in the combustion chamber of the engine.

図1に示されるように、圧力センサは、両端が開口部10a、10bとされた中空部10cを有する円筒状のハウジング10を備えている。本実施形態のハウジング10は、円筒状の本体部11と、当該本体部11よりも内径および外径が短くされ、外周壁面に被取付部材にネジ結合可能なネジ部13が形成された細長円筒状のパイプ部12とを有している。このようなハウジング10は、例えば、SUS630等の金属が切削や冷間鍛造等により一体成型されて構成される。   As shown in FIG. 1, the pressure sensor includes a cylindrical housing 10 having a hollow portion 10 c having openings 10 a and 10 b at both ends. The housing 10 of the present embodiment includes a cylindrical main body 11 and an elongated cylinder having an inner diameter and an outer diameter shorter than the main body 11 and a screw portion 13 that can be screwed to an attached member on an outer peripheral wall surface. And a pipe-shaped portion 12. Such a housing 10 is configured by integrally molding a metal such as SUS630 by cutting or cold forging.

また、パイプ部12の先端部(ハウジング10の開口部10a側)には、先端部に向かって径が小さくなるテーパ状とされ、ネジ部13が被取付部材にネジ結合されたときに測定媒体をシールする圧力シール部14が形成されている。そして、パイプ部12のうちの圧力シール部14よりも先端側の端部には、開口部20aおよび中空部20bを有する有底筒状とされ、底部が薄肉のダイヤフラム部20cとされた第1メタルケース20が備えられている。この第1メタルケース20は、底部の略中央部に開口部20a側に突出する伝達部20dを有しており、開口部20aとダイヤフラム部20cの間の中間部分がパイプ部12の先端部とレーザ溶接等されて接合されている。   Further, the tip of the pipe portion 12 (the opening 10a side of the housing 10) has a tapered shape whose diameter decreases toward the tip, and the measurement medium when the screw portion 13 is screwed to the attached member. A pressure seal portion 14 is formed for sealing. The first end of the pipe portion 12 having a bottomed cylindrical shape having an opening 20a and a hollow portion 20b at the end on the tip side of the pressure seal portion 14 is a thin-walled diaphragm portion 20c. A metal case 20 is provided. The first metal case 20 has a transmission portion 20d that protrudes toward the opening 20a at a substantially central portion of the bottom, and an intermediate portion between the opening 20a and the diaphragm portion 20c is connected to the tip of the pipe portion 12. It is joined by laser welding or the like.

そして、第1メタルケース20には、開口部30aおよび中空部30bを有する有底筒状とされ、底部が薄肉のダイヤフラム部30cとされた第2メタルケース30が備えられている。詳述すると、第2メタルケース30は、当該第2メタルケース30のダイヤフラム部30cが第1メタルケース20の伝達部20dと当接するように、第1メタルケース20内に収容されている。なお、第1、第2メタルケース20、30は、例えば、SUS630等の金属が切削や冷間鍛造等により一体成型されて構成される。   The first metal case 20 is provided with a second metal case 30 having a bottomed cylindrical shape having an opening 30a and a hollow portion 30b, and having a thin bottom diaphragm portion 30c. Specifically, the second metal case 30 is accommodated in the first metal case 20 so that the diaphragm portion 30c of the second metal case 30 contacts the transmission portion 20d of the first metal case 20. The first and second metal cases 20 and 30 are formed by integrally molding a metal such as SUS630 by cutting or cold forging.

そして、第2メタルケース30の中空部30bには、ダイヤフラム部30c側から順に、荷重伝達部材40、センサ部50、絶縁部材60、予荷重印加部材70が配置されている。   And in the hollow part 30b of the 2nd metal case 30, the load transmission member 40, the sensor part 50, the insulation member 60, and the preload application member 70 are arrange | positioned in an order from the diaphragm part 30c side.

荷重伝達部材40は、先細り形状とされ、軸方向に沿った断面が略台形状となる円錐体とされている。そして、先端側の一面がダイヤフラム部30cと当接するように配置されている。このような荷重伝達部材40は、SUS630等の金属が切削や冷間鍛造等されて構成される。   The load transmission member 40 has a tapered shape, and is a cone having a substantially trapezoidal cross section along the axial direction. And it arrange | positions so that one surface of the front end side may contact | abut with the diaphragm part 30c. Such a load transmission member 40 is configured by cutting or cold forging a metal such as SUS630.

センサ部50は、圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部51と、当該センシング部51と電気的に接続される電極52を有しており、荷重伝達部材40側にセンシング部51が配置されている。本実施形態では、センシング部51は、水晶等の圧電材料にて構成された円板状の圧電素子で構成され、圧力に応じたセンサ信号(電荷)を出力する。また、電極52は、SUS630等の金属にて構成された円板状とされている。   The sensor unit 50 includes a sensing unit 51 that outputs a sensor signal according to pressure, and an electrode 52 that is electrically connected to the sensing unit 51. The sensing unit 51 is disposed on the load transmission member 40 side. ing. In the present embodiment, the sensing unit 51 is composed of a disk-shaped piezoelectric element made of a piezoelectric material such as quartz, and outputs a sensor signal (charge) corresponding to pressure. The electrode 52 has a disk shape made of a metal such as SUS630.

そして、センサ部50(電極52)は、銅等の金属で構成され、センサ部50と後述する第1ターミナル111とを電気的に接続するためのロッド80の一端部と電気的に接続されている。本実施形態では、ロッド80は、一端部および他端部を有するNi等の金属材料で構成されており、センサ部50とロッド80とは、抵抗溶接によって接合されている。   And the sensor part 50 (electrode 52) is comprised with metals, such as copper, and is electrically connected with the one end part of the rod 80 for electrically connecting the sensor part 50 and the 1st terminal 111 mentioned later. Yes. In the present embodiment, the rod 80 is made of a metal material such as Ni having one end and the other end, and the sensor unit 50 and the rod 80 are joined by resistance welding.

絶縁部材60は、センサ部50と予荷重印加部材70とを絶縁するものでアルミナ等で構成されており、貫通孔60aが形成された円環状とされている。そして、貫通孔60aからロッド80が引き出されるようになっている。   The insulating member 60 insulates the sensor unit 50 from the preload applying member 70 and is made of alumina or the like, and has an annular shape in which a through hole 60a is formed. The rod 80 is drawn out from the through hole 60a.

予荷重印加部材70は、中空部70aを有する両端が開口部とされた円筒状とされており、SUS630等の金属にて構成されている。そして、予荷重印加部材70は、絶縁部材60側と反対側の端部が第2メタルケース30から突出しており、荷重伝達部材40、センサ部50、絶縁部材60に所定の予荷重が印加されるように、当該絶縁部材60側と反対側の端部が第1メタルケース20とレーザ溶接等されて接合されている。また、ロッド80は、予荷重印加部材70の中空部70aを介してハウジング10の中空部10c内に引き出されている。   The preload application member 70 has a cylindrical shape with both ends having hollow portions 70a as openings, and is made of a metal such as SUS630. The end of the preload application member 70 opposite to the insulating member 60 protrudes from the second metal case 30, and a predetermined preload is applied to the load transmission member 40, the sensor unit 50, and the insulating member 60. As described above, the end opposite to the insulating member 60 is joined to the first metal case 20 by laser welding or the like. Further, the rod 80 is drawn into the hollow portion 10 c of the housing 10 through the hollow portion 70 a of the preload applying member 70.

なお、第2メタルケース30内には、内壁の側面に沿ってポリイミド等で構成された円筒状の絶縁チューブが配置されており、第2メタルケース30と荷重伝達部材40、センサ部50との絶縁が図れるようになっている。同様に、予荷重印加部材70には、内壁の側面に沿ってポリイミド等で構成された円筒状の絶縁チューブが配置されており、予荷重印加部材70とロッド80との絶縁が図れるようになっている。   A cylindrical insulating tube made of polyimide or the like is disposed along the side surface of the inner wall in the second metal case 30, and the second metal case 30, the load transmission member 40, and the sensor unit 50 are arranged. Insulation can be achieved. Similarly, the preload applying member 70 is provided with a cylindrical insulating tube made of polyimide or the like along the side surface of the inner wall, so that the preload applying member 70 and the rod 80 can be insulated. ing.

また、ハウジング10における開口部10bには、Oリング90を介して、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂にて構成された略円柱部材のコネクタ部材100が備えられている。   In addition, the opening 10 b in the housing 10 is provided with a substantially cylindrical connector member 100 made of resin such as PPS (polyphenylene sulfide) through an O-ring 90.

このコネクタ部材100は、一端部(図1中紙面下側の端部)に凹部101が形成されていると共に他端部(図1中紙面上側の端部)に凹部102が形成され、略中央部に窪み部103が形成されている。そして、コネクタ部材100は、一端部側がハウジング10の開口部10bから中空部10c内に挿入され、ハウジング10における開口部10b側の開口端部15がかしめられることにより、ハウジング10と一体化されている。   The connector member 100 has a recess 101 formed at one end (the end on the lower side in FIG. 1) and a recess 102 formed at the other end (the end on the upper side in FIG. 1). A depression 103 is formed in the part. The connector member 100 is integrated with the housing 10 by inserting one end portion side into the hollow portion 10c from the opening portion 10b of the housing 10 and caulking the opening end portion 15 on the opening portion 10b side of the housing 10. Yes.

また、コネクタ部材100には、第1、第2ターミナル111、112がインサートモールドによりコネクタ部材100と一体に成形されることによって備えられている。具体的には、第1ターミナル111は、一端部が凹部101内に突出すると共に他端部が窪み部103内に突出するようにコネクタ部材100に備えられている。また、第2ターミナル112は、一端部が凹部102内に突出すると共に他端部が窪み部103内に突出するように備えられている。   Further, the connector member 100 is provided with first and second terminals 111 and 112 formed integrally with the connector member 100 by insert molding. Specifically, the first terminal 111 is provided in the connector member 100 such that one end portion projects into the recess 101 and the other end portion projects into the recess 103. Further, the second terminal 112 is provided such that one end projects into the recess 102 and the other end projects into the recess 103.

さらに、コネクタ部材100には、窪み部103に図示しない接着剤を介して配線基板120が搭載されている。配線基板120は、表裏面に配線パターン(図示せず)が形成され、表裏面に形成された配線パターンがスルーホールに埋め込まれた電極を介して適宜接続されたものである。そして、この配線基板120の表裏面には、センサ信号を増幅したりする電子部品121が複数搭載されている。なお、本実施形態では、窪み部103の底面には収容凹部103aが形成されており、配線基板120のうちの窪み部103の底面と対向する裏面に搭載された電子部品121は、収容凹部103aに収容されるようになっている。   Further, the wiring board 120 is mounted on the connector member 100 via an adhesive (not shown) in the recess 103. The wiring substrate 120 has a wiring pattern (not shown) formed on the front and back surfaces, and the wiring patterns formed on the front and back surfaces are appropriately connected via electrodes embedded in the through holes. A plurality of electronic components 121 for amplifying sensor signals are mounted on the front and back surfaces of the wiring board 120. In the present embodiment, an accommodation recess 103 a is formed on the bottom surface of the recess 103, and the electronic component 121 mounted on the back surface of the wiring board 120 facing the bottom surface of the recess 103 is an accommodation recess 103 a. Is to be housed.

そして、配線基板120は、窪み部103に露出する第1、第2ターミナル111、112の他端部とボンディングワイヤ131、132を介して電気的に接続されている。   The wiring board 120 is electrically connected to the other ends of the first and second terminals 111 and 112 exposed in the recess 103 via bonding wires 131 and 132.

また、第1ターミナル111は、一端部に当該一端部と他端部とを結ぶ直線に対する法線方向に広げられた接合部111aを有する断面T字状とされている。そして、第1ターミナル111は、一端部がロッド80の他端部と電気的に接続されている。本実施形態では、ロッド80と第1ターミナル111とは、抵抗溶接によって接合されている。なお、第2ターミナル112の一端部は、図示しない外部回路とワイヤハーネス等を介して電気的に接続される。   In addition, the first terminal 111 has a T-shaped cross section having a joint portion 111a that is widened in a normal direction to a straight line connecting the one end portion and the other end portion at one end portion. One end of the first terminal 111 is electrically connected to the other end of the rod 80. In the present embodiment, the rod 80 and the first terminal 111 are joined by resistance welding. Note that one end of the second terminal 112 is electrically connected to an external circuit (not shown) via a wire harness or the like.

そして、ロッド80は、ハウジング10の中空部10c内において、センサ部50と第1ターミナル111とを結ぶ仮想直線Lに対して撓んだ撓み部81を有している。言い換えると、ロッド80は、仮想直線Lに対して曲がった部分を有しており、直線状には配置されていない。   The rod 80 has a bent portion 81 that is bent with respect to an imaginary straight line L that connects the sensor portion 50 and the first terminal 111 in the hollow portion 10 c of the housing 10. In other words, the rod 80 has a bent portion with respect to the virtual straight line L and is not arranged in a straight line.

以上が本実施形態における圧力センサの構成である。このような圧力センサは、被取付部材としての自動車のエンジンにネジ部13がネジ結合されて取り付けられ、当該エンジンにおける燃焼室内の圧力を検出するのに用いられる。そして、ダイヤフラム部20c(第1メタルケース20)に圧力が印加されると、伝達部20d、ダイヤフラム部30c(第2メタルケース30)、荷重伝達部材40を介してセンサ部50にダイヤフラム部20cに発生した荷重が伝達される。このため、圧電材料で構成されたセンシング部51にて分極が発生し、圧力に応じたセンサ信号(電荷)が電極52およびロッド80を介して配線基板120に伝達されて圧力の検出が行われる。   The above is the configuration of the pressure sensor in the present embodiment. Such a pressure sensor is attached to a vehicle engine as a member to be attached by screwing the screw portion 13 and is used to detect the pressure in the combustion chamber of the engine. When pressure is applied to the diaphragm portion 20c (first metal case 20), the diaphragm portion 20c is transferred to the sensor portion 50 via the transmission portion 20d, the diaphragm portion 30c (second metal case 30), and the load transmission member 40. The generated load is transmitted. For this reason, polarization occurs in the sensing unit 51 made of a piezoelectric material, and a sensor signal (charge) corresponding to the pressure is transmitted to the wiring board 120 via the electrode 52 and the rod 80 to detect the pressure. .

続いて、上記圧力センサの製造方法について図2を参照しつつ説明する。   Next, a method for manufacturing the pressure sensor will be described with reference to FIG.

まず、図2(a)に示されるように、第1、第2ターミナル111、112がインサート成形された上記コネクタ部材100を用意し、コネクタ部材100の窪み部103に電子部品121を搭載した配線基板120を配置する。そして、配線基板120と第1、第2ターミナル111、112の他端部とをボンディングワイヤ131、132を介して電気的に接続する。   First, as shown in FIG. 2A, the connector member 100 in which the first and second terminals 111 and 112 are insert-molded is prepared, and the electronic component 121 is mounted in the recess 103 of the connector member 100. A substrate 120 is placed. Then, the wiring board 120 and the other end portions of the first and second terminals 111 and 112 are electrically connected via bonding wires 131 and 132.

次に、図2(b)に示されるように、第1ターミナル111の一端部にロッド80の他端部を溶接接合によって接合する。   Next, as shown in FIG. 2B, the other end of the rod 80 is joined to one end of the first terminal 111 by welding.

続いて、図2(c)に示されるように、ハウジング10の中空部10cにコネクタ部材100の一端部を挿入し、ハウジング10の開口端部15をかしめることにより、ハウジング10にコネクタ部材100を組み付ける。このとき、ロッド80は、一端部がハウジング10の開口部10aから突出しており、直線状になっている。   Subsequently, as shown in FIG. 2C, the connector member 100 is inserted into the housing 10 by inserting one end of the connector member 100 into the hollow portion 10 c of the housing 10 and caulking the open end 15 of the housing 10. Assemble. At this time, one end of the rod 80 protrudes from the opening 10a of the housing 10 and is linear.

次に、図3(a)に示されるように、センサ部50(電極52)とロッド80の一端部とを電気的に接続する。そして、第2メタルケース30内に、荷重伝達部材40、センサ部50、絶縁部材60、予荷重印加部材70を配置した後、このものを第1メタルケース20内に配置する。   Next, as shown in FIG. 3A, the sensor unit 50 (electrode 52) and one end of the rod 80 are electrically connected. And after arrange | positioning the load transmission member 40, the sensor part 50, the insulating member 60, and the preload application member 70 in the 2nd metal case 30, this is arrange | positioned in the 1st metal case 20. FIG.

続いて、図3(b)に示されるように、ハウジング10の中空部10c内において、ロッド80に撓み部81が構成されるように第1メタルケース20をハウジング10に近づけ、第1メタルケース20とハウジング10とを溶接接合によって接合する。以上の工程を行うことにより、上記圧力センサが製造される。   Subsequently, as shown in FIG. 3B, in the hollow portion 10c of the housing 10, the first metal case 20 is brought close to the housing 10 so that the bending portion 81 is formed on the rod 80. 20 and the housing 10 are joined by welding joining. By performing the above steps, the pressure sensor is manufactured.

なお、図2(b)の工程を行う際には、図3(b)に工程において撓み部81が形成され易いように、予め仮曲げ部等を形成しておくようにしてもよい。   When performing the process of FIG. 2B, a temporary bending part or the like may be formed in advance so that the bending part 81 is easily formed in the process of FIG.

以上説明したように、本実施形態では、ロッド80に撓み部81が形成されている。このため、材料クリープ等により、ロッド80と、センサ部50および第1ターミナル111との接続部に応力が発生した際、撓み部81が変位することによって当該応力を緩和できる。このため、接続部に応力集中が発生することを抑制でき、ロッド80とセンサ部50および第1ターミナル111との間で導通不良が発生することを抑制できる。   As described above, in this embodiment, the bending portion 81 is formed on the rod 80. For this reason, when a stress is generated in the connecting portion between the rod 80 and the sensor unit 50 and the first terminal 111 due to material creep or the like, the stress can be relieved by the displacement of the bending portion 81. For this reason, it can suppress that stress concentration generate | occur | produces in a connection part, and can suppress that the electrical conduction defect generate | occur | produces between the rod 80, the sensor part 50, and the 1st terminal 111. FIG.

また、圧力センサが振動環境下で使用されることによってロッド80とセンサ部50および第1ターミナル111との接続部に応力が発生する場合においても、撓み部81が変位することによって当該応力を緩和でき、導通不良が発生することを抑制できる。   Further, even when a stress is generated in the connecting portion between the rod 80, the sensor unit 50, and the first terminal 111 due to the use of the pressure sensor in a vibration environment, the bending portion 81 is displaced to relieve the stress. It is possible to suppress the occurrence of poor conduction.

さらに、ロッド80は、センサ部50および第1ターミナル111と抵抗溶接によって接合され、センサ部50および第1ターミナル111と一体化されている。このため、仮に接続部が破壊される場合には母材破壊となるため、ロッド80を構成する材料や撓み部81の形状によって破壊寿命を高精度に導出することができる。   Further, the rod 80 is joined to the sensor unit 50 and the first terminal 111 by resistance welding, and is integrated with the sensor unit 50 and the first terminal 111. For this reason, if the connecting portion is broken, the base material is broken, and therefore, the fracture life can be derived with high accuracy by the material constituting the rod 80 and the shape of the bent portion 81.

なお、センサ部50とロッド80との間に導電性を有するバネ部材を配置し、当該バネ部材により、センサ部50とロッド80とを電気的に接続すると共にセンサ部50とロッド80との間に発生する応力を緩和することも考えられる。しかしながら、このような構造では、バネ接点による荷重管理等の製造工程が必要となると共に構造が複雑になる。これに対し、本実施形態の圧力センサでは、ロッド80に撓み部81を形成するのみでよいため、製造工程を複雑にすることなく、ロッド80とセンサ部50および第1ターミナル111との間で導通不良が発生することを抑制できる。   Note that a conductive spring member is disposed between the sensor unit 50 and the rod 80, and the sensor unit 50 and the rod 80 are electrically connected by the spring member, and between the sensor unit 50 and the rod 80. It is also conceivable to relieve the stress generated in the film. However, such a structure requires a manufacturing process such as load management by a spring contact and makes the structure complicated. On the other hand, in the pressure sensor of this embodiment, since it is only necessary to form the bending portion 81 in the rod 80, the manufacturing process is not complicated, and the rod 80, the sensor portion 50, and the first terminal 111 can be connected. Occurrence of poor conduction can be suppressed.

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

例えば、上記第1実施形態では、ロッド80と、センサ部50および第1ターミナル111とが抵抗溶接されている例について説明したが、ロッド80とセンサ部50および第1ターミナル111とは、レーザ溶接等で接合されていてもよい。また、ロッド80と、センサ部50および第1ターミナル111とは、はんだを介して電気的に接続されていてもよい。   For example, in the first embodiment, the example in which the rod 80, the sensor unit 50, and the first terminal 111 are resistance-welded has been described. However, the rod 80, the sensor unit 50, and the first terminal 111 are laser-welded. Etc. may be joined. Moreover, the rod 80, the sensor part 50, and the 1st terminal 111 may be electrically connected through the solder.

また、上記第1実施形態では、本発明の物理量センサとして圧力センサを説明したが、本発明の物理量センサを加速度センサや角速度センサ等の他のセンサに適用することも可能である。   In the first embodiment, the pressure sensor has been described as the physical quantity sensor of the present invention. However, the physical quantity sensor of the present invention can be applied to other sensors such as an acceleration sensor and an angular velocity sensor.

10 ハウジング
50 センサ部
80 ロッド
81 撓み部
100 コネクタ部材
111 ターミナル


DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Housing 50 Sensor part 80 Rod 81 Deflection part 100 Connector member 111 Terminal


Claims (3)

物理量に応じたセンサ信号を出力するセンサ部(50)と、
前記センサ部と電気的に接続されるターミナル(111)と、
前記センサ部と前記ターミナルとの間に配置され、前記センサ部と前記ターミナルとを電気的に接続するロッド(80)と、を備え、
開口部(20a)および中空部(20b)を有する有底円筒状とされ、底部がダイヤフラム部(20c)とされている第1メタルケース(20)と、
開口部(30a)および中空部(30b)を有する有底筒状とされ、底部がダイヤフラム部(30c)とされていると共に前記中空部に前記センサ部が配置されており、当該ダイヤフラム部に前記第1メタルケースに印加された荷重が伝達されるように前記第1メタルケースの中空部に配置されている第2メタルケース(30)と、
前記第2メタルケースのダイヤフラム部と前記センサ部との間に配置され、当該ダイヤフラム部に印加された荷重を前記センサ部に伝達する荷重伝達部材(40)と、
前記ターミナル(111)を有するコネクタ部材(100)と、
中空部(10c)を有する筒状とされ、一端部側が前記第1メタルケースと接合されると共に、他端部側が前記コネクタ部材に組み付けられるハウジング(10)と、を有し、
前記ロッドは、一端部および他端部を有する金属材料で構成され、前記センサ部と前記ターミナルとを結ぶ仮想直線(L)に対して撓んだ撓み部(81)を有し、前記ハウジングの中空部内に配置されており、当該中空部内において前記撓み部を有していることを特徴とする物理量センサ。
A sensor unit (50) for outputting a sensor signal corresponding to a physical quantity;
A terminal (111) electrically connected to the sensor unit;
A rod (80) disposed between the sensor part and the terminal and electrically connecting the sensor part and the terminal;
A first metal case (20) having a bottomed cylindrical shape having an opening (20a) and a hollow portion (20b), the bottom being a diaphragm portion (20c);
The bottomed cylindrical shape has an opening (30a) and a hollow part (30b), the bottom part is a diaphragm part (30c), and the sensor part is disposed in the hollow part, and the diaphragm part has the A second metal case (30) disposed in a hollow portion of the first metal case so that a load applied to the first metal case is transmitted;
A load transmitting member (40) disposed between the diaphragm portion of the second metal case and the sensor portion, and transmitting a load applied to the diaphragm portion to the sensor portion;
A connector member (100) having the terminal (111);
A cylindrical shape having a hollow portion (10c), one end side is joined to the first metal case, and the other end side is assembled to the connector member; and a housing (10),
The rod is made of a metal material having a one end and the other end portion, connecting said said sensor unit terminals have a deflected flexure with respect to the imaginary straight line (L) (81), of the housing A physical quantity sensor which is disposed in a hollow portion and has the bending portion in the hollow portion .
前記ロッドは、一端部が前記センサ部と溶接接合されていると共に、他端部が前記ターミナルと溶接接合されていることを特徴とする請求項1に記載の物理量センサ。   2. The physical quantity sensor according to claim 1, wherein one end of the rod is welded to the sensor unit and the other end is welded to the terminal. 物理量に応じたセンサ信号を出力するセンサ部(50)と、
前記センサ部と電気的に接続されるターミナル(111)と、
前記センサ部と前記ターミナルとの間に配置され、前記センサ部と前記ターミナルとを電気的に接続するロッド(80)と、を備え、
前記ロッドは、一端部および他端部を有する金属材料で構成され、前記センサ部と前記ターミナルとを結ぶ仮想直線(L)に対して撓んだ撓み部(81)を有する物理量センサの製造方法において、
前記ターミナルと前記ロッドの他端部とを接続する第1接続工程と、
前記センサ部と前記ロッドの一端部とを接続する第2接続工程と、
前記ロッドに前記撓み部を形成する工程と、
前記ターミナルを有するコネクタ部材(100)を用意する工程と、
中空部(10c)を有する筒状のハウジング(10)を用意する工程と、を行
前記第1接続工程を行った後、前記ロッドの一端部が前記ハウジングの一端部側から突出するように、前記ハウジングの他端部に前記コネクタ部材を組み付ける工程を行い、
前記第2接続工程は、前記ロッドの他端部を前記ハウジングの一端部側から突出させたまま行い、
さらに、開口部(20a)および中空部(20b)を有する有底筒状とされ、底部がダイヤフラム部(20c)とされている第1メタルケース(20)を用意する工程と、
開口部(30a)および中空部(30b)を有する有底筒状とされ、底部がダイヤフラム部(30c)とされている第2メタルケース(30)を用意する工程と、を行い、
前記第2接続工程を行った後、前記第2メタルケースの中空部内に前記センサ部を収容すると共に、前記第1メタルケースの中空部内に前記第2メタルケースを収容する工程を行い、
前記撓み部を形成する工程は、前記第1メタルケースの開口部を前記ハウジングの一端部に近づけ、前記ロッドを前記ハウジングの中空部内で撓ませることによって行い、
前記第1メタルケースと前記ハウジングの一端部とを接合する工程を行うことを特徴とする物理量センサの製造方法。
A sensor unit (50) for outputting a sensor signal corresponding to a physical quantity;
A terminal (111) electrically connected to the sensor unit;
A rod (80) disposed between the sensor part and the terminal and electrically connecting the sensor part and the terminal;
The rod is made of a metal material having one end and the other end, and a method of manufacturing a physical quantity sensor having a bent portion (81) bent with respect to an imaginary straight line (L) connecting the sensor portion and the terminal. In
A first connection step of connecting the terminal and the other end of the rod;
A second connection step of connecting the sensor unit and one end of the rod;
Forming the bent portion on the rod;
Preparing a connector member (100) having the terminal;
Line physicians and step, providing a cylindrical housing having a hollow portion (10c) (10)
After performing the first connection step, performing a step of assembling the connector member to the other end of the housing such that one end of the rod protrudes from the one end of the housing,
The second connection step is performed with the other end of the rod protruding from one end of the housing,
Further, a step of preparing a first metal case (20) having a bottomed cylindrical shape having an opening (20a) and a hollow portion (20b), and having a bottom portion as a diaphragm portion (20c),
A step of preparing a second metal case (30) having a bottomed cylindrical shape having an opening (30a) and a hollow portion (30b), and the bottom portion being a diaphragm portion (30c),
After performing the second connection step, the sensor unit is accommodated in the hollow portion of the second metal case, and the second metal case is accommodated in the hollow portion of the first metal case,
The step of forming the bent portion is performed by bringing the opening of the first metal case closer to one end of the housing and bending the rod in the hollow portion of the housing,
A method of manufacturing a physical quantity sensor, comprising performing a step of joining the first metal case and one end of the housing .
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