JP6521539B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本開示は、圧力センサに関する。

圧力センサとは、圧力を感知または測定するように構成されたデバイスを指す。たとえば、圧力センサは、ブレーキシステムを制御するための情報を検出することができる。一般に、ブレーキシステムは、車両の速度を低減させまたは車両を制動するために車両内に設けられる。ブレーキシステムは、使用者の操作力を伝達するように構成されたペダルと、ペダルに接続され、ブレーキ圧力を形成するように構成されたブースタおよびマスタシリンダと、ブースタおよびマスタシリンダから入力されるブレーキ圧力に基づいて車両の車輪を制動するように構成された車輪ブレーキとを含む。

そのようなブレーキシステムでは、運転者がブレーキペダルを踏み、制動力が生成されたとき、道路上に生成される制動力よりブレーキ圧力が大きくなるため、車輪ブレーキ内で生成される摩擦力に応じて、車両のタイヤが道路上でスリップすることがある。そのような場合にブレーキが動作したとき、ステアリングシステムがロックされることがあり、車両が所望の方向に向かなくなることがある。

関連技術では、スリップにかかわらず操縦を可能にするようにブレーキのペダル作用を電子制御するように構成されたアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が開発されている。ＡＢＳは、車輪ブレーキに伝達されるブレーキ圧力を調整するように構成された複数のソレノイド弁と、低圧アキュムレータおよび高圧力アキュムレータを含む油圧ユニットと、電気で動作する構成要素を制御するように構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）とを含むことができる。加えて、油圧ユニットは、ブレーキペダルの効き目に比例してマスタシリンダ内で生成されるブレーキ動作圧力を検出し、検出されたブレーキ動作圧力を電気信号としてＥＣＵへ伝達するように構成された圧力センサを含むことができる。次いで、ＥＣＵは、圧力センサから伝達された電気信号に基づいて、ブレーキの動作を制御することができる。

本開示の一態様は、体積が小さい圧力センサを提供する。

本開示の一態様によれば、センサモジュールの内部に形成された通路内へ流れ込むガスの圧力を測定するように構成された歪みゲージを含むセンサモジュールと、歪みゲージに電気的に接続された基板と、センサモジュールの少なくとも一部分を覆い、基板を支持するように構成されたフレームと、基板に電気的に接続され、外部デバイスの接点に接触するように構成された端子と、端子を支持するように構成された端子ホルダと、一方の側がセンサモジュールまたはフレームに接続され、他方の側が端子ホルダの少なくとも一部分を覆うように構成されたハウジングとを含む圧力センサが提供される。

端子は、外部デバイスの接点に接触し、外部デバイスの接点から押圧力を受けるように構成された接触子と、接触子の下側に配置され、基板に電気的に接続されたコネクタ部とを含むことができる。

接触子は、端子ホルダの上側から突出することができる。

接触子は、端子ホルダの上面の内壁によって支持することができる。

コネクタ部は、基板上に形成された接点に弾性的に接続することができる。

コネクタ部は、基板上に形成された接点にはんだ付けすることができる。

端子は、弾性部分をさらに含むことができ、弾性部分は、接触子およびコネクタ部を接続し、外部デバイスの接点によって接触子に加えられる押圧力によって弾性的に変形するように構成される。

端子は、金属板に施される打抜き加工および曲げ加工によって一体に設けることができ、弾性部分は、打抜き時にワイヤ材料が繰返し左右に曲げられて上下に延び、打抜き時に左右に曲げられた屈曲部が、曲げ加工によって弾性部分の他方の部分に面するように設けることができる。

弾性部分は、弾性部分を形成するために使用されるワイヤ材料の打抜き時の内側上下方向における１つの屈曲部の距離ｄ１が、ワイヤ材料の打抜き時に互いに隣接して上下方向に延びる近傍屈曲部間の距離ｄ２より小さくなるように設けることができる。

センサモジュールは、通路の流入側に配置され、外部に露出されたポートを含む感知ポートと、感知ポートに接続され、ハウジングまたはフレーム内に配置された感知体とを含むことができる。感知体は、感知面を含むことができ、感知面に歪みゲージが取り付けられる。

感知面は、ハウジングの長手方向に対して平行な方向において平坦になるように形成することができる。

基板は、感知面と平行な方向に配置することができる。

基板は、感知面に重なる開口を含むことができ、開口を通って基板および歪みゲージを電気的に接続するように構成されたワイヤをさらに含むことができる。

感知面の厚さは、感知体の他方の面の厚さより小さくすることができる。

基板は、ハウジングの長手方向に対して垂直な方向に配置され、歪みゲージに接続された第１の基板と、ハウジングの長手方向に対して平行な方向に配置され、第１の基板および端子に電気的に接続された第２の基板とを含むことができる。

フレームおよび基板は、センサモジュールの感知体の外周を覆う閉ループを形成することができる。

フレームは、基板の側面を支持するように構成された少なくとも１つの支持突起を含むことができ、基板は、支持突起に締結される支持溝を含むことができる。

基板の上側は、端子孔を含むことができ、端子孔内へコネクタ部が挿入される。

端子孔は、基板の長手方向に細長く形成することができる。

コネクタ部の端部は、端子孔内へ挿入されるように基板に対して垂直な方向に延ばすことができる。

コネクタ部の端部の幅方向は、ハウジングの長手方向に等しくすることができる。

例示的な実施形態によれば、圧力センサの体積を低減させるとともに、圧力センサが設けられる製品全体の体積低減を可能にすることができる。

第１の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。 第１の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。 第１の例示的な実施形態による圧力センサの一部分の拡大図である。 第１の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。 第１の例示的な実施形態による端子を示す図である。 第１の例示的な実施形態による端子を示す図である。 第２の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。 第２の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。 第２の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。 第３の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。 第３の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。 第３の例示的な実施形態による、第１の基板および第２の基板が互いに接続される構造の斜視図である。 第３の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。 第４の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。 第４の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。 第４の例示的な実施形態による、フレームおよび基板が互いに接続される構造の分解斜視図である。 第４の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。 第４の例示的な実施形態による端子ホルダおよびハウジングが互いに接続される構造を示す図である。 第４の例示的な実施形態による端子ホルダおよびハウジングが互いに接続される構造を示す図である。 第５の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。 第５の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。 第５の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。 第５の例示的な実施形態による端子を示す図である。 第５の例示的な実施形態による端子を示す図である。 第５の例示的な実施形態による基板および端子が互いに接続された構造の斜視図である。 第６の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。 第６の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。 第６の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。

以下、いくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。図面内の要素に割り当てられた参照番号に関しては、それらの要素が異なる図面内に示される場合でも、可能な限り、同じ要素を同じ参照番号によって示すことに留意されたい。しかし、開示する特定の例示的な実施形態に本開示を限定することを意図するものではないことを理解されたい。

本明細書では、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用して、構成要素について説明することがある。これらの用語はそれぞれ、対応する構成要素の本質、順序、または並びを定義するために使用されるものではなく、対応する構成要素を他の構成要素から区別するためにだけ使用される。本明細書で、１つの構成要素が別の構成要素に「接続」、「結合」、または「接合」されると記載されている場合、第１の構成要素を第２の構成要素に直接接続、結合、または接合することもできるが、第１の構成要素と第２の構成要素との間に第３の構成要素を「接続」、「結合」、および「接合」することもできることに留意されたい。

例示的な実施形態のいずれか１つに含まれ、他の例示的な実施形態において同じ機能を果たす構成要素は、１つの例示的な実施形態および他の例示的な実施形態で使用される同じ名称で示す。別途定義しない限り、１つの例示的な実施形態に提供される説明は、他の例示的な実施形態にも適用することができ、より詳細な繰返しの説明は、例示的な実施形態間で重なる範囲内で省略する。

図１は、第１の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。図２Ａは、第１の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。図２Ｂは、第１の例示的な実施形態による圧力センサの一部分の拡大図である。図３は、第１の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。

第１の例示的な実施形態による図１〜図３を参照すると、圧力センサ１０は、センサモジュール１１と、ハウジング１２と、フレーム１３と、基板１４と、端子ホルダ１６と、Ｏリング１７と、端子１８とを含む。

センサモジュール１１は、内部に配置された通路Ｐ内へ流れ込むガスの圧力を測定することができる。センサモジュール１１は、感知ポート１１０、感知体１１３、および歪みゲージＳを含む。

感知ポート１１０は、ガスが流れ込む通路Ｐの流入側に配置することができ、外部に露出されたポートを含む。感知ポート１１０は、圧力測定対象物に接続することができ、対象物から感知体１１３へ流れるガスを伝達することができる。感知ポート１１０は、ハウジング支持部１１１およびフレーム支持部１１２を含む。

ハウジング支持部１１１は、ハウジング１２の端部を配置することを可能にするように、階段状に設けることができる。同様に、フレーム支持部１１２は、フレーム１３の端部を配置することを可能にするように、階段状に設けることができる。フレーム支持部１１２の直径は、ハウジング支持部１１１の直径より小さくすることができる。

感知体１１３は、感知ポート１１０内に設けられた通路に接続される通路を含む。感知体１１３は、ハウジング１２および／またはフレーム１３内に配置することができる。そのような配置に基づいて、感知体１１３が外部の力によって損傷されるのを防止することができ、また、感知ポート１１０に接続された対象物を除いて、別の要素の影響を受けるのを防止することができる。したがって、センサモジュール１１によって行われる測定の精度を改善することができる。感知体１１３は感知板１１３ａを含み、感知板１１３ａに歪みゲージＳが取り付けられる。感知板１１３ａは、歪みゲージＳによって行われる測定の精度を改善するために平坦に設けることができる。感知板１１３ａは、感知ポート１１０の反対側に設けることができる。感知板１１３ａは、たとえばハウジング１２の長手方向に対して垂直な方向に長くなるように配置することができる。

ハウジング１２は、圧力センサ１０の外形を形成することができる。ハウジング１２の一方の側は、センサモジュール１１に接続することができ、他方の側は、端子ホルダ１６に接続することができる。ハウジング１２は、センサモジュール１１と端子ホルダ１６との間に配置されたフレーム１３、感知体１１３、および／または基板１４を覆うことができる。ハウジング１２の上側は、端子ホルダ１６の一部分を覆うように内向きに曲げることができる。すなわち、ハウジング１２は、端子ホルダ１６が上へ離れるのを防止することができる。ハウジング１２は、主として円筒形に設けることができるが、ハウジング１２の形は、上記の例に限定されるものではない。

フレーム１３は、ハウジング１２の内部に配置することができ、感知体１１３を覆うことができる。フレーム１３は、感知体１１３が別の構成要素との干渉を受けないように、感知体１１３から所定の距離だけ離れることによって、感知体１１３を覆うことができる。フレーム１３の一方の側は、基板１４に接続することができ、他方の側は、感知ポート１１０に接続することができる。フレーム１３は、たとえば、金属材料から形成することができる。フレーム１３は、基板１４を支持するために、収容溝１３１および支持突起１３２を含む。収容溝１３１は、フレーム１３の上側の端部から後退するように設けることができる。支持突起１３２は、フレーム１３の上側の端部から突出するように設けることができる。

基板１４は、歪みゲージＳによって測定された信号を受け取り、受け取った信号を、端子１８を介して外部へ伝達することができる。基板１４および歪みゲージＳは、所定のワイヤを介して互いに接続することができる。このワイヤは、端子１８に電気的に接続することができ、端子１８は、基板１４内に形成された内部回路に沿って基板１４の接点に接続される。基板１４は、フレーム１３の上側に配置することができる。基板１４は、フレーム１３に接続するために、接続突起１４１および接続溝を含む。接続突起１４１および接続溝は、それぞれ収容溝１３１および支持突起１３２に接続することができる。

端子ホルダ１６は、端子１８を支持することができる。端子ホルダ１６は、端子１８を収容するために、端子案内孔１６２を含む。端子案内孔１６２の形は、端子１８の形に対応することができる。端子案内孔１６２の直径は、端子１８の外径に対応することができる。端子案内孔１６２を使用することで、端子１８が外部デバイスの接点に接触するとき、外部デバイスの接点から端子１８へ伝達される力によって端子１８が曲がるのを防止することができる。端子ホルダ１６は、基板１４の上側に配置することができる。端子ホルダ１６の上端に、端子案内孔１６２の一部分を遮蔽するように構成された遮蔽体１６３を設けることができる。遮蔽体１６３は、端子１８の弾性部分１８２の上端を支持することができ、したがって端子１８が端子案内孔１６２の上側から離れるのを防止することができる。遮蔽体１６３によって遮蔽されていない部分から、端子１８の接触子１８１が突出することができる。図２Ｂは、圧力センサ１０の一部分を示すが、接触子１８１は省略されている。

端子ホルダ１６の上面は、Ｔ字状の孔を含む。図示のように、端子ホルダ１６の上面は、互いに異なる幅を有する第１の孔ｈ１および第２の孔ｈ２を含むことができる。第２の孔ｈ２の幅は、遮蔽体１６３の幅によって、第１の孔ｈ１の幅より小さくすることができる。加えて、図４Ｂを参照すると、接触子１８１は、弾性部分１８２から遠くへ離れるにつれて幅が減少する部分を含むことができる。接触子１８１のうち、弾性部分１８２に近づくにつれて幅がより大きくなる部分は、挿入されているとき、遮蔽体１６３によって遮蔽されない幅広い第１の孔ｈ１を通って、端子案内孔１６２から突出することができる。また、接触子１８１の端部は、折り返して、第１の孔ｈ１より幅が狭い第２の孔ｈ２を通って、端子案内孔１６２内へ挿入することができる。ここで、接触子１８１のうち、弾性部分１８２に隣接する幅がより大きい部分の幅は、第１の孔ｈ１の幅に対応することができる。そのような形に基づいて、端子１８を所定の位置で維持することができる。

Ｏリング１７は、端子ホルダ１６とハウジング１２との間に配置することができる。Ｏリング１７を使用することで、端子ホルダ１６とハウジング１２との間の結合力を改善し、塵または水が端子ホルダ１６とハウジング１２との間に侵入するのを防止することができる。Ｏリング１７は、たとえば、端子ホルダ１６の階段状部分内へ挿入することができる。

端子１８は、歪みゲージＳから外部デバイスへ伝達される信号を伝達することができる。端子１８は、端子ホルダ１６を通って基板１４に接続することができる。ここで、端子１８の一方の側は、基板１４に接続することができ、他方の側は、外部デバイスの接点に接続することができる。端子１８は、ハウジング１２の長手方向に沿って細長く配置することができる。端子１８は、外部デバイスの接点との接触力を改善するために、ハウジング１２の長手方向に沿って弾性的に変形することができる。端子１８の詳細な形は後述する。

図４Ａおよび図４Ｂは、第１の例示的な実施形態による端子を示す図である。図４Ａは、端子の斜視図であり、図４Ｂは、端子製造プロセスにおける打抜き時の端子の断面図である。

第１の例示的な実施形態による図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、端子１８は、図４Ａに示すような形で、金属板の打抜きおよび曲げ加工によって設けることができる。図４Ｂは、端子製造プロセスにおいて打抜き加工が実施された後に曲げ加工が実施される前の端子１８の状態を示す。図４Ｂには、曲げ加工が実施された後に得ることができる端子１８の形になるように打ち抜くべき板を示す。この板は、曲げ加工前で接点として使用されていないが、曲げ加工が実施された後に得られる端子と同じ参照番号を使用して示し、曲げ加工後の名称を使用して説明を提供する。

端子１８は、図４Ｂに示す形に打ち抜くことができ、次いで図４Ａに示す形に曲げることができる。接触子１８１は、端子１８の上側に設けることができ、弾性部分１８２は、接触子１８１の下側に設けることができる。加えて、ファスナ部１８３および／またはコネクタ部１８４を弾性部分１８２の下側に設けることができる。

接触子１８１は、端子ホルダ１６の上側から突出して外部デバイスの接点に接触し、外部デバイスの接点から押圧力を受けることができる。

弾性部分１８２は、接触子１８１が外部デバイスの接点から押圧力を受けたとき、弾性的に変形することができる。

ファスナ部１８３は、端子１８が端子ホルダ１６内に挿入されるときに端子ホルダ１６内に押し込み、次いで端子ホルダ１６の内壁に押し付けることができ、したがって端子１８を所定の位置に固定することを可能にすることができる。ファスナ部１８３の最遠縁部に、圧入突起１８３１を設けることができる。

コネクタ部１８４を、弾性部分１８２またはファスナ部１８３から端子ホルダ１６の下側の方向に延ばして、基板１４に電気的に接続することができる。

弾性部分１８２は、図４Ｂに示すように、打抜き時にワイヤ材料が繰返し左右に曲げられて上下に延びるように設けることができる。弾性部分１８２に施される曲げ加工によって、図４Ａに示すように打抜き時に左右に曲げられた屈曲部１８２１は、弾性部分１８２の他方の部分に面するように曲げることができる。

弾性部分１８２は、接触子１８１が外部デバイスの接点に押し付けられるたびに伸縮することができる。したがって、打抜き加工で形成された端子１８の破断面が端子ホルダ１６の内壁に接触するとき、それによって端子ホルダ１６の内壁面は繰返し悪影響を受けることがあり、したがって耐久性が劣化することがある。しかし、例示的な実施形態によれば、屈曲部１８２１が弾性部分１８２の他方の部分に面するように形成されるとき、弾性部分１８２は伸縮するが、端子ホルダ１６の内壁面に対する破断面の影響を低減させることができ、したがって耐久性を改善することができる。加えて、図４Ａに示すように弾性部分１８２が曲がっているとき、端子１８をより小さくすることができ、したがって圧力センサ１０をより小さくすることができる。

屈曲部１８２１は、他方の部分に面するように形成されるが、屈曲部１８２１は、空間が利用可能であるとき、より深く曲げることができる。

加えて、弾性部分１８２は、弾性部分１８２を形成するために使用されるワイヤ材料に対する距離に関連する以下の特徴を有することができる。図４Ｂに示すように、弾性部分１８２を形成するための打抜き時の内側上方方向および内側下方方向における１つの屈曲部１８２１の距離をｄ１とし、打抜き時に上下に互いに隣接している２つの屈曲部１８２１間の距離をｄ２とする。ここで、ｄ２はｄ１より大きくすることができる。

外部デバイスの接点に押し付けられることによって弾性部分１８２が圧縮されたとき、屈曲部１８２１は、比較的高い剛性を有することができ、この剛性は、変形抵抗として作用することができる。すなわち、弾性部分１８２が圧縮されたとき、屈曲部１８２１の内側（たとえば、ｄ１部分の寸法）および外側（たとえば、ｄ２部分の寸法）を互いに比較すると、内側を外側に比べて上下により圧縮することができる。したがって、ｄ１およびｄ２が互いに等しくなるように設計されているときは、ワイヤ材料がまず外側（またはｄ２部分の寸法）に接触するため、さらなる圧縮が生じることはない。しかし、ｄ２がｄ１より大きくなるように設計されている場合、ｄ１およびｄ２が互いに等しくなるように設計されている場合に比べて、小さい方の弾性部分１８２にさらなる変形を得ることができる。しかし、ｄ１およびｄ２が互いに等しくなるように設計されている場合が本開示から除外されるものではない。

図５は、第２の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。図６は、第２の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。図７は、第２の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。

図５〜図７を参照すると、第２の例示的な実施形態による圧力センサ２０は、感知ポート２１０、感知体２１３、および歪みゲージＳを含む感知モジュール２１と、ハウジング２２と、フレーム２３と、基板２４と、支持体２５と、端子ホルダ２６と、端子２８とを含む。

感知モジュール２１の感知体２１３は、感知体２１３の側面に配置された平坦な感知面２１３ａを含む。感知面２１３ａは、基板２４に対して平行に配置することができる。たとえば、感知体２１３は、横断面が半円形に形成された円柱の形で設けることができる。感知面２１３ａの厚さは、感知体２１３の他方の面の厚さより小さくすることができる。そのような形に基づいて、感知面２１３ａの変形度または変容度は、他方の面の変形度より大きくすることができ、したがって感知面２１３ａに設けられる歪みゲージＳの感度を改善することができる。

ハウジング２２は、一方の側に作業孔２２１ａを含むハウジング本体２２１と、作業孔２２１ａ上に設けられたハウジングカバー２２２とを含む。作業孔２２１ａは、感知体２１３の少なくとも一部分、たとえば上側を外部に露出させることを可能にする。作業孔２２１ａによって、感知モジュール２１、フレーム２３、基板２４、およびハウジング本体２２１が接続されているままで、歪みゲージＳおよび基板２４を電気的に接続するために実施されるワイヤボンディングをより容易に行うことができる。ワイヤボンディングが実施された後、ハウジングカバー２２２を作業孔２２１ａに設け、したがって感知モジュール２１が外部に露出するのを防止することができる。たとえば、ハウジングカバー２２２は、レーザ溶接によって作業孔２２１ａに接続することができる。

基板２４を長手方向に支持するように構成された基板支持溝を、ハウジング本体２２１の内壁に設けることができる。基板支持溝は、ハウジング本体２２１の長手方向に沿って細長く形成することができる。そのような構造によって、基板２４を安定して支持することができる。

基板２４は、圧力センサ２０の長手方向に沿って長くなるように配置することができる。そのような配置に基づいて、圧力センサ２０のサイズをより小さくすることができる。基板２４は、基板２４に回路または電子素子を取り付ける空間を確保するために、所定の領域を有することが必要になることがある。したがって、基板２４が圧力センサ２０の長手方向に対して垂直な方向に配置されると、圧力センサ２０の直径が基板２４の領域だけ増大し、したがって圧力センサ２０の体積が必要以上に増大することがある。一方、上記のように、基板２４が圧力センサ２０の長手方向に沿って長くなるように配置されると、不要な体積を最小にすることができ、したがって圧力センサ２０の体積を低減させることができる。

基板２４は、歪みゲージＳと端子２８との間の電気的接続を形成するように内部回路が取り付けられる取付け部分２４１と、基板２４を感知モジュール２１から支持するように構成された脚部２４２と、感知体２１３の側面の一部分に重なる開口２４３とを含む。

脚部２４２は、取付け部分２４１から下向きに延ばすことができる。脚部２４２は両側に配置することができ、開口２４３は脚部２４２間の中心に位置する。すなわち、開口２４３は、２本の脚部２４２間の空間として画定することができる。

開口２４３は、感知面２１３ａの少なくとも一部分に重なることができる。そのような形に基づいて、基板２４、ハウジング本体２２１、およびセンサモジュール２１が接続された状態で、基板２４と歪みゲージＳとの間の電気的接続をより容易に実行することができる。

支持体２５は、基板２４をハウジング本体２２１内に安定して支持することができるように、基板２４の一方の面とハウジング本体２２１の内壁との間に配置することができる。支持体２５は、たとえば、シリコンエポキシから形成することができる。

端子ホルダ２６は、端子２８を支持することができる。端子ホルダ２６は、端子支持部を含み、端子支持部の形は端子２８の形に対応する。端子ホルダ２６は、端子２８が外部へ離れるのを防止するように、ハウジング本体２２１の上側に固定することができる。端子ホルダ２６の上面には、端子２８を外部に露出させることを可能にするように構成された少なくとも１つの端子孔を形成することができる。端子孔は、端子２８が外部へ突出することがないように、端子２８の上面の面積より小さくなるように形成することができる。そのような形に基づいて、追加の保護部材がなくても、圧力センサ２０を輸送する間に端子２８に加えられることのある損傷を最小にすることができ、または端子２８が損傷を受けないようにすることができる。

端子２８は、図７に示すように、複数回曲がっている形で設けることができる。そのような形に基づいて、端子２８は、端子２８が外部デバイスの接点に接触するときに弾性を得ることができ、したがって電気的接続を確保することができる。

図８は、第３の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。図９は、第３の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。図１０は、第３の例示的な実施形態による第１の基板および第２の基板が互いに接続される構造の斜視図である。図１１は、第３の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。

第３の例示的な実施形態による図８〜図１１を参照すると、圧力センサ３０は、感知ポート３１０、感知体３１３、および歪みゲージＳを含む感知モジュール３１と、ハウジング３２と、フレーム３３と、第１の基板３４と、第２の基板３９と、端子ホルダ３６と、Ｏリング３７と、端子３８とを含む。感知体３１３は、感知体３１３の上面に配置された平坦な感知面３１３ａを含む。

フレーム３３は、第１の基板３４および／または第２の基板３９を支持することができる。フレーム３３の上側は、第１の基板３４を支持することができる。フレーム３３は、第１の基板３４を支持するように構成された支持突起３３２を含む。フレーム３３の内壁内に、第２の基板３９を長手方向に支持するために、基板支持溝を形成することができる。

第１の基板３４は、フレーム３３の上側に配置することができる。第１の基板３４は、ハウジング３２の長手方向に対して垂直な方向に配置することができる。第１の基板３４は、感知面３１３ａに重なる開口と、支持突起３３２に締結される支持溝３４２と、第２の基板３９に締結される嵌合突起３４４とを含む。支持溝３４２は、第１の基板３４の外周から内向きに後退させて設けることができる。嵌合突起３４４は、開口の一方の側で壁から突出することができる。第１の基板３４の開口によって、第１の基板３４、ハウジング３２、およびセンサモジュール３１が接続された状態で、第１の基板３４と歪みゲージＳとの間の電気的接続を容易に形成することができる。

第２の基板３９は、第１の基板３４と交差する方向に配置することができる。第２の基板３９は、ハウジング３２の長手方向に対して平行な方向に配置することができる。そのような形に基づいて、第１の基板３４および第２の基板３９に必要とされる回路および／または電子素子を分散して配置することができ、したがって第１の基板３４の面積を低減させることができ、したがって圧力センサ３０の体積全体を低減させることができる。第２の基板３９は、嵌合突起３４４に締結される嵌合溝３９４を含む。第２の基板３９および第１の基板３４は、嵌合溝３９４と嵌合突起３４４との間に形成される接点によって、互いに電気的に接続することができる。また、第２の基板３９および第１の基板３４は、追加のワイヤボンディングを介して電気的に接続することもできる。

図１２は、第４の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。図１３は、第４の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。図１４は、第４の例示的な実施形態によるフレームおよび基板が互いに接続される構造の分解斜視図である。図１５は、第４の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。

第４の例示的な実施形態による図１２〜図１５を参照すると、圧力センサ４０は、感知ポート４１０、感知体４１３、および歪みゲージＳを含む感知モジュール４１と、ハウジング４２と、フレーム４３と、基板４４と、Ｏリング４５と、端子ホルダ４６と、第１の端子４８と、第２の端子４９とを含む。感知体４１３は、感知体４１３の側面に配置された平坦な感知面４１３ａを含む。

フレーム４３は、基板４４をハウジング４２の長手方向に支持することができる。フレーム４３は、基板４４の側面を支持するために、少なくとも１つの支持突起４３２を含む。センサモジュール４１、フレーム４３、および基板４４が接続された状態で、フレーム４３および基板４４は、感知体４１３の外周を覆う閉ループを形成することができる。

基板４４は、取付け部分４４１と、感知面４１３ａに重なる開口４４３と、支持突起４３２に締結される支持溝４４４とを含む。

第１の端子４８は、図１５に示すように、複数回曲がっている形で設けることができる。そのような形に基づいて、第１の端子４８は、第１の端子４８が外部デバイスの接点に接触するときに弾性を得ることができ、したがって電気的に接続することができる。第１の端子４８の上側は、端子ホルダ４６の上側から突出することができる。

第２の端子４９は、基板４４の上側に設けることができる。第２の端子４９は、複数回曲がっている形で設けることができ、したがって弾性を有することができる。第２の端子４９は、第１の端子４８および基板４４を電気的に接続することができる。第２の端子４９によって、第１の端子４８と基板４４との間の電気的接続を容易に実行することができる。詳細には、第２の端子４９が基板４４上に設置され、第１の端子４８が挿入された端子ホルダ４６が基板４４に接続された状態で、第１の端子４８の下側部分を第２の端子４９に弾性的に接続することができる。このようにして、第１の端子４８、第２の端子４９、および基板４４の電気的接続を容易に実行することができる。

図１６Ａおよび図１６Ｂは、第４の例示的な実施形態による端子ホルダおよびハウジングが互いに接続された構造を示す図である。

図１６Ａおよび図１６Ｂを参照すると、フレーム４３は、フレーム４３の上側に形成された第１の湾曲部分４３５を含む。端子ホルダ４６は、フレーム４３内へ挿入される挿入部分４６１を含み、挿入部分４６１は、第１の湾曲部分４３５に対応する第２の湾曲部分４６１ａを含む。そのような形によって、フレーム４３および端子ホルダ４６が接続される正確な位置を案内することができ、したがってフレーム４３および端子ホルダ４６の互いに対する回転を防止することができる。したがって、第１の端子４８および第２の端子４９を互いに適切に接続することができる。

図１７は、第５の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。図１８は、第５の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。図１９は、第５の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。

第５の例示的な実施形態による図１７〜図１９を参照すると、圧力センサ５０は、感知ポート５１０、感知体５１３、および歪みゲージＳを含むセンサモジュール５１と、ハウジング５２と、支持突起５３２を含むフレーム５３と、取付け部分５４１および開口５４３を含む基板５４と、端子ホルダ５６と、端子５８とを含む。感知体５１３は、感知体５１３の側面に配置された平坦な感知面５１３ａを含む。

図２０Ａおよび図２０Ｂは、第５の例示的な実施形態による端子を示す図である。図２１は、第５の例示的な実施形態による基板および端子が互いに接続された構造の斜視図である。図２０Ａは、端子の斜視図であり、図２０Ｂは、端子製造プロセスにおける打抜き時の端子の形を示す。

第５の例示的な実施形態による図２０Ａ〜図２１を参照すると、端子５８は、図２０Ｂに示す形に打ち抜いた後、図２０Ａに示す形に曲げることができる。端子５８の上側に接触子５８１を形成することができ、接触子５８１の下側に弾性部分５８２を形成することができる。加えて、弾性部分５８２の下側にファスナ部５８３および／またはコネクタ部５８４を形成することができる。弾性部分５８２は、屈曲部５８２１を含む。ファスナ部５８３は、圧入突起５８３１を含む。

図２０Ａに示すように、コネクタ部５８４の端部は、基板５４に対して垂直な方向に延ばすことができる。コネクタ部５８４の端部の幅方向は、基板５４の長さ方向または長手方向に等しくすることができる。すなわち、コネクタ部５８４の端部の幅方向は、ハウジング５２の長さ方向すなわち長手方向と同じにすることができる。図２０Ｂに示すように、打抜き加工が実施される前の状態で、コネクタ部５８４の端部は、ファスナ部５８３の長手方向と同じ方向に延ばすことができる。そのような形によって、端子５８および基板５４をより強力に接続することができ、外部デバイスの接点によって端子５８にかかる力によって端子５８のコネクタ部５８４が基板５４から離れるのを防止することができる。

図２１に示すように、コネクタ部５８４が挿入される端子孔５４９を、基板５４の上側に形成することができる。端子孔５４９は、基板５４の長手方向に細長く形成することができる。端子孔５４９は、コネクタ部５８４に接続可能な接点を含む。コネクタ部５８４は、端子孔５４９内へ挿入することによって、基板５４に物理的に接続することができる。同時に、コネクタ部５８４は、端子孔５４９内の接点に接続することによって、基板５４に電気的に接続することができる。そのような構造によって、基板５４は、端子５８を支持することができ、したがって圧力センサ５０が外部デバイスの接点に接続されるときに生成される接続力によって端子５８が押されたときに起こり得る基板５４からの端子５８の接続解除を防止することができる。コネクタ部５８４と端子孔５４９内の接点との間を強力に接続するために、コネクタ部５８４が端子孔５４９内に挿入される際に、たとえばはんだ付け等の方法を使用することができる。
図とは異なり、基板５４上に端子孔５４９をさらに設けなくてもよい。そのような場合には、基板５８４が基板５４上に配置された接点上に配置されたときに、たとえばはんだ付けによって、コネクタ部５８４を接続することができる。

図２２は、第６の例示的な実施形態による圧力センサの斜視図である。図２３は、第６の例示的な実施形態による圧力センサの分解斜視図である。図２４は、第６の例示的な実施形態による圧力センサの断面図である。

第６の例示的な実施形態による図２２〜図２４を参照すると、圧力センサ６０は、感知ポート６１０、感知体６１３、および歪みゲージＳを含む感知モジュール６１と、ハウジング６２と、支持突起６３２を含むフレーム６３と、取付け部分６４１、開口６４３、および端子孔６４９を含む基板６４と、端子ホルダ６６と、端子６８とを含む。

端子６８は、端子孔６４９に対応するコネクタ部６８４を含む。端子６８は、端子ホルダ６６の上面に形成された孔を通して外部に露出することができる。図２２に示すように、端子６８は、端子ホルダ６６の上側から突出しなくてもよい。端子ホルダ６６の上面に形成された孔は、端子６８の上面または接触子の幅より小さくすることができ、したがって端子ホルダ６６の上面に形成された孔を通って端子６８が離れるのを防止することができる。すなわち、外部デバイスの接点に接触する端子６８の接触子を、端子ホルダ６６の上面の内壁によって支持することができる。

本開示は特有の例を含むが、これらの例では、特許請求の範囲の神髄および範囲およびその均等物から逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を加えることができることが、当業者には明らかであろう。本明細書に記載する例は、限定の目的ではなく説明のみを意味すると見なされるべきである。各例における特徴または態様の説明は、他の例における類似の特徴または態様にも適用することができると見なされるべきである。記載の技法が異なる順序で実施される場合、および／または記載のシステム、アーキテクチャ、デバイス、もしくは回路内の構成要素が異なる形で組み合わされ、かつ／もしくは他の構成要素もしくはその均等物によって交換または補助される場合も、好適な結果を実現することができる。

したがって、本開示の範囲は、詳細な説明ではなく、特許請求の範囲およびその均等物によって定義され、特許請求の範囲およびその均等物の範囲内のすべての変形形態は、本開示内に包含されると解釈されるべきである。

Claims (14)

1. センサモジュールの内部に形成された通路内へ流れ込むガスの圧力を測定するように構成された歪みゲージを備えるセンサモジュールと、
   前記歪みゲージに電気的に接続された基板と、
   前記センサモジュールの少なくとも一部分を覆い、前記基板を支持するように構成されたフレームと、
   前記基板に電気的に接続され、外部デバイスの接点に接触するように構成された端子と、
   前記端子を支持するように構成された端子ホルダと、
   一方の側が前記センサモジュールまたは前記フレームに接続され、他方の側が前記端子ホルダの少なくとも一部分を覆うように構成されたハウジングと、を備える圧力センサであって、
   前記端子は、
   前記外部デバイスの前記接点に接触し、前記外部デバイスの前記接点から押圧力を受けるように構成された接触子と、
   前記接触子の下側に配置され、前記基板に電気的に接続されるコネクタ部と、を備えており、
   前記センサモジュールは、
   前記通路の流入側に配置され、外部に露出されたポートを備える感知ポートと、
   前記感知ポートに接続され、前記ハウジングまたは前記フレーム内に配置された感知体とを備えており、
   前記感知体は、感知面を含み、前記感知面に前記歪みゲージが取り付けられるとともに、
   前記感知面は、前記ハウジングの長手方向に平行な方向において平坦になるように形成され、かつ、前記基板は、前記感知面に対して平行な方向に配置されており、
   前記基板の上側は、端子孔を備え、前記端子孔内へ前記端子の前記コネクタ部が挿入されるように構成されており、
   前記端子の前記コネクタ部の端部は、前記端子孔内へ挿入されるように前記基板に対して垂直方向に延ばされる、
   圧力センサ。
2. 前記接触子は、前記端子ホルダの上側から突出する、
   請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記接触子は、前記端子ホルダの上面の内壁によって支持される、
   請求項１に記載の圧力センサ。
4. 前記コネクタ部は、前記基板上に形成された接点に弾性的に接続するように構成される、
   請求項１に記載の圧力センサ。
5. 前記コネクタ部は、前記基板上に形成された接点にはんだ付けされる、
   請求項１に記載の圧力センサ。
6. 前記端子は、弾性部分をさらに備え、
   前記弾性部分は、前記接触子および前記コネクタ部を接続し、前記外部デバイスの前記接点によって前記接触子に加えられる前記押圧力によって弾性的に変形するように構成される、
   請求項１に記載の圧力センサ。
7. 前記端子は、金属板に施される打抜き加工および曲げ加工によって一体に設けられ、前記弾性部分は、打抜き時にワイヤ材料が繰返し左右に曲げられて上下に延び、前記打抜き時に左右に曲げられた屈曲部が、前記曲げ加工によって前記弾性部分の他方の部分に面するように設けられる、
   請求項６に記載の圧力センサ。
8. 前記弾性部分は、前記弾性部分を形成するために使用される前記ワイヤ材料の打抜き時の内側上下方向における１つの屈曲部の距離ｄ１が、前記ワイヤ材料の打抜き時に互いに隣接して上下方向に延びる近傍屈曲部間の距離ｄ２より小さくなるように設けられる、
   請求項７に記載の圧力センサ。
9. 前記基板は、前記感知面に重なる開口を備え、前記開口を通って前記基板および前記歪みゲージを電気的に接続するように構成されたワイヤをさらに備える、
   請求項１に記載の圧力センサ。
10. 前記感知面の厚さは、前記感知体の他方の面の厚さより小さい、
    請求項１に記載の圧力センサ。
11. 前記フレームおよび前記基板は、前記センサモジュールの感知体の外周を覆う閉ループを形成する、
    請求項１に記載の圧力センサ。
12. 前記フレームは、前記基板の側面を支持するように構成された少なくとも１つの支持突起を備え、
    前記基板は、前記支持突起に締結される支持溝を備える、
    請求項１１に記載の圧力センサ。
13. 前記端子孔は、前記基板の長手方向に細長く形成される、
    請求項１に記載の圧力センサ。
14. 前記基板の前記開口は、前記歪みゲージの一部を収容する、請求項９に記載の圧力センサ。
    

Images