JPH0723714Y2

JPH0723714Y2 - 圧力センサ

Info

Publication number: JPH0723714Y2
Application number: JP16990888U
Authority: JP
Inventors: 聡宏小林; 務榊原; 薫大橋; 敏男油谷
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2003-12-28
Also published as: JPH0289320U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、圧力センサに関し、特にセンサの信号を処理
する電気回路の組付け構造に関する。

［従来の技術］例えば油圧などの圧力検出に利用される圧力センサは、
圧力導入ポートと、該ポートから印加される圧力に応じ
て変形するダイアフラムと、該ダイアフラムの変形を検
出する歪ゲージと、該歪ケージの信号を処理する電子回
路を備えている。

ところで、この種の圧力センサの電子回路は、プリント
板上に構成されたり、あるいはハイブリッドICとして構
成されたりするが、いずれにしても、ある程度の大きさ
と厚みを有し、また外部との接続のためにピンなどを有
する。従って、この電子回路はダイアフラムとは別体に
構成され、この回路とダイアフラム上の歪ゲージとの間
は金属端子などによって互いに電気的に接続される。

従来の圧力センサの例を第３図及び第４図にそれぞれ示
す。

［考案が解決しようとする課題］第３図に示す圧力センサを説明する。51がケーシングで
あり、圧力導入ポート51aを有している。52がダイアフ
ラムであり、その中央部に薄肉に形成された変形部52a
が備わっている。この変形部には、図示しない歪ゲージ
が設けられている。ダイアフラム52の一端面に、端子板
55が固着されている。この端子板55は、歪ゲージとその
信号を処理する電子回路との間の電気信号の中継を行な
う。その電子回路を搭載したプリント基板56は、その略
全周に渡ってケーシング51に固定されている。端子板55
に設けられたピン55aによって、端子板55とプリント基
板56上の電子回路とが電気的に接続されている。ピン55
aとプリント基板56との接続部分は、半田57によって固
着されている。

ところで、例えば自動車に利用される圧力センサの場
合、非常に温度変化の大きな環境で使用される。しか
し、第３図の圧力センサでは、端子板55とプリント基板
56の両方がケーシング51に固定されているので、ピン55
aとケーシング51との熱膨張係数が違うと、温度変化を
受けて、ピン55aとプリント基板56とを接続した部分（5
7）に大きな応力が加わる。このため、その応力を受け
る部分で電気接続不良が発生し易く、温度変化に対する
信頼性が低い。

第４図に示す圧力センサを説明する。この圧力センサの
ケーシングは、61と64の２つの部材を組合せて構成され
ている。部材61には、圧力導入ポート61aが備わってい
る。62がダイアフラムであり、その中央部に薄肉に形成
された変形部62aが備わっている。この変形部には、図
示しない歪ゲージが設けられている。また、ダイアフラ
ム62に端子板65が固着されている。信号を処理するハイ
ブリッドIC68が搭載されたプリント基板66は、その略全
周に渡ってケーシング64に固定されている。端子板のピ
ン65aとプリント基板66との接続部分は半田67によって
電気的に接続されている。

従って第４図の圧力センサも、第３図のものと同様に、
温度変化を受けると、ピン65aとケーシングとの熱膨張
係数の違いにより、ピン65aとプリント基板66との接続
部分（67）に応力が生じ、電気接続不良を生じ易い。

本考案は、周囲温度変化に基づく上述の電気接続不良の
発生を防止することを課題とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するために、本考案においては、その内
部に圧力導入ポートが形成されたケーシング部材；前記
圧力導入ポートの一端に対向する位置に設けられた薄肉
の可撓部とそれの外周を支持する肉厚部とを備える検出
部材；前記検出部材の可撓部に装着され撓み量を電気的
変化として出力する撓み検出手段；前記検出部材の肉厚
部に固着され、一方の端部近傍に、その厚み方向に突出
する形で支持部が形成され、該支持部の頂部に段部を有
し、他方の端部近傍に、その厚み方向に突出する形で導
電性のピンが形成され、該ピンが前記撓み検出手段の端
子と電気的に接続された、接続端子部材；一端が前記接
続端子部材の支持部の頂部近傍に係合する形で支持さ
れ、他端が該接続端子部材のピンの頂部近傍で電気的及
び機械的に接続された、電子回路組体；及び前記電子回
路組体とセンサの外部とを電気的に接続する出力端子部
材；を設ける。

［作用］本考案によれば、電子回路組体は端子部材によってその
両端が支持される。また、電気的な接続を行なうための
ピンは端子部材の一方の端部のみに集中的に配置されて
いるので、それらのピンと電子回路組体とを半田付けな
どで電気的及び機械的に接続することにより、電子回路
組体は、その一方の端部のみが端子部材に固定され、他
方の端部は単に端子部材から外れないように係合し支持
される。

従って、この圧力センサにおいては、周囲温度が変化す
ると、端子部材のピンが膨張／収縮するが、それに固定
された電子回路組体は他端が固定されていないので、ピ
ンの膨張／収縮に従動する形で電子回路組体はその全体
が動く。このため、周囲温度変化によるピンの膨張／収
縮に対しては、ピンと電子回路組体との接続部に機械的
な応力が加わる恐れはなく、従って温度変化に対する電
気接続部の信頼性が向上する。またこのような構造によ
り、全体の厚み方向の寸法が小さくなり、圧力センサを
小型化できる。

本考案の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照した
実施例説明により明らかになろう。

［実施例］第１図に本考案を実施する一形式の圧力センサの縦断面
を示し、第２図にそれの主要部を分解した状態を示す。
第１図及び第２図を参照してこの圧力センサを説明す
る。

ケーシング10は、圧力導入ポート11がその中央部に形成
された円筒状の接続部12と、この圧力センサの外周を覆
う比較的大径の円筒状の覆い部13を備えている。覆い部
13の内側には、ケーシングの一端面14から突出する円筒
状の突起部15が形成されており、圧力導入ポート11は、
接続部12と突起部15の両者を貫通する形で形成されてい
る。接続部12の外周には、ねじ12aが形成されている。1
6はシール用のＯリングである。

ダイアフラム20は、ケーシング10の覆い部13の内側に嵌
合できるように、外形は概略で円板形状になっている。
また、ダイアフラム20の中央部には、ケーシング10の突
起部15が挿入できるように、円形の溝21が形成されてい
る。この溝21によって極めて薄肉に形成された変形部22
は、外力に応じてその厚み方向に撓むことができる。そ
してこの変形部22の一方の面には、歪ゲージ23が装着さ
れている。歪ゲージ23は、アモーファス金属で構成さ
れ、図示しないが、４つの検出部を備え、各々の検出部
が、変形部22の厚み方向の撓みに対して、圧縮又は引張
り方向の応力を受け、それを抵抗値の変化として検出す
る。４つの検出部は、ブリッジ回路を構成するように電
気的に接続されている。

ケーシング10とダイアフラム20とを組合せることによ
り、ダイアフラム20の肉厚の周辺部24は、ケーシング10
の覆い部13と突起部15との間の空間に配置され、突起部
15はダイアフラム20の溝21に入る。また、周辺部24の内
周壁24aとその一端面25との交わる位置の円周状の角部
分には、その全周に渡る環形状の溝26が形成されてお
り、内周壁24aには段差が形成されている。

従って、ケーシング10とダイアフラム20とを組合せるこ
とにより、ケーシング10の突起部15の外周壁（及び端面
14）とダイアフラム20の溝26とによって、それらに囲ま
れる環状の空間が形成される。その空間に、シール用の
Ｏリング29が配置される。

この圧力センサを組立てる場合、まず、ケーシング10の
突起部15の外側にＯリング29を嵌合し、その後でケーシ
ング10にダイアフラム20とを装着する。この場合、Ｏリ
ング29の内径が突起部15の外径と同等の大きさであるか
ら、ケーシング10にダイアフラム20とを装着する時にＯ
リング29が径方向に位置ずれする恐れは全くなく、従っ
てＯリング29は所定の空間に確実に位置決めされる。こ
のため、組立てのミスによってＯリング29の部分でシー
ル不良が発生する可能性は皆無である。

ダイアフラム20は、固定部材30によってケーシング10に
固定される。固定部材30は、環状に形成されており、外
径は覆い部13の内径と同等であり、内径はダイアフラム
20の小径部27の外径より少し大きい。また、固定部材30
の外周にはねじ31が形成されており、これが、ケーシン
グの覆い部13の内周壁に形成されたねじ13aと螺合す
る。つまり、ダイアフラム20をケーシング10に組合せた
後で、固定部材30をケーシング10にねじ込めば、固定部
材30の端面32が、ダイアフラム20に形成されたフランジ
28の端面を押圧し、それをケーシング10に固定する。

このような固定方法を用いているので、ダイアフラム20
には、その厚み方向にのみ比較的均等に押圧力が加わる
ことになり、変形部22に異常な応力を与えるような径方
向の力が加わる心配がない。またこの例では、ダイアフ
ラム20の大径部、即ちフランジ28の外径を、ケーシング
10の覆い部13の内径よりも少し小さくしてある。従っ
て、覆い部13の内壁とフランジ28の周壁との間には空間
33が形成される。このため、ケーシングの覆い部13に径
方向の外力が印加され、覆い部13に撓みを生じたとして
も、その力がダイアフラム20に伝達される恐れはない。
またこの例では、フランジ28によって段差を設けた部分
を固定部材30で押圧しているので、ケーシングの覆い部
13に印加される外力によって固定部材30が変形する場合
でも、それがダイアフラム20の変形部22に及ぼす影響は
より小さくなっている。

ダイアフラム20の一端面には、端子板35が固着され、該
端子板の各電極がダイアフラム20上の歪ゲージ23の各端
子と電気的に接続される。なお、ダイアフラム20の変形
部22の変形を妨げないように、端子板35の中央には開口
部36が設けられている。端子板35の一端には支持部37が
形成され、他端には金属製の端子38が設けられている。
図面には１つの端子のみが現われているが、端子板35に
は端子38が４つ備わっている。

40は、ハイブリッドICであり、歪ゲージ23の抵抗値変化
を電圧の変化に変換するための電気回路を備えている。
このハイブリッドIC40は、端子板35上に固定され、かつ
それと電気的に接続される。即ち、ハイブリッドIC40の
一端40aは、端子板の支持部37に設けられた突起部37aに
当接され、他端40bは端子38に半田付けされ、突起部37a
と端子38によって挟まれる形で固定される。端子38に備
わった突起38a及び38bは、それぞれ、ハイブリッドIC40
の表面及び裏面の電気回路端子と接続される。つまり、
端部40bは２つの突起38a,38bによって表と裏から挟まれ
た状態で固定される。また端部40aは、突起部37aに押し
付けられているが、固定はされていない。突起部37aの
高さ（厚み方向寸法）は、ハイブリッドIC40の厚みより
も大きくなっている。端子38は周囲温度に応じて膨張及
び収縮するので、その変化に伴なってハイブリッドIC40
の端部40bの位置は厚み方向に動く。しかし、ハイブリ
ッドIC40は他端40aが固定されていないので、端子38の
変形に伴なって全体が厚み方向に動くことになる。この
ため、端子38とハイブリッドIC40との接続部（半田付け
した部分）に応力が作用する恐れはなく、その部分の接
続状態には高い信頼性が得られる。なお、ハイブリッド
IC40が厚み方向に動く場合でも、その端部40aを支持す
る突起部37aの高さに余裕を持たせてあるので、その部
分からハイブリッドIC40の端部40aが脱落する恐れはな
い。

ハイブリッドIC40と外部回路との接続は、貫通コンデン
サ41を介して行なわれる。なお図面では貫通コンデンサ
41が１つだけ現われているが、実際には３つ備わってい
る。各々の貫通コンデンサのピンの一端41aが、それぞ
れ、ハイブリッドIC40の、電源端子，出力端子，及びア
ース端子に接続される。ピンの他端41bに、リード線48
が接続される。

ハイブリッドIC40の右側に配置される３つの部材42,43
及び44は、静電シールドのため、及び外部からの流体の
浸入を防止するために備わっている。部材42及び44はそ
れぞれ平板状の金属をプレス加工により整形した円形の
プレートであり、43はシール用のＯリングである。プレ
ート42及び44には、それぞれ、貫通コンデンサ41の支持
部41cを通すための穴42a及び44aが開口している。

プレート42,Oリング43及びプレート44は、ケーシングの
覆い部13の内側に挿入され、かしめによって固定され
る。プレート42と44は、それらの中央部が互いに当接す
る状態で固定される。従ってＯリング43が配置される部
分の空間の断面形状は、プレート42の周辺部42bとプレ
ート44の周辺に形成された斜面部44bと覆い部13の内壁1
3とによって三角形に形成される。つまり、プレート42,
44,Oリング43及びケーシング10によって三角シールが行
なわれる。

なお、45は樹脂製のカバーであり、該カバー45の内側の
空間には、エポキシ樹脂46が充填される。

第5a図及び第5b図に、端子板とハイブリッドICとの接続
部分の変形例を示す。この例では、端子板35の各端子38
Bが、その頂部で２又に分岐しており、その凹部38Ba
に、ハイブリッドIC70から延びるピン71が係合してい
る。その係合部が半田付けによって固定される。この実
施例では、ハイブリッドIC70を上から端子板35に乗せる
だけで両者が係合しハイブリッドIC70が動かなくなるの
で、組立て作業に関しては前述の実施例よりも更に容易
になる。温度変化に対する信頼性は前述の実施例と同様
である。

［効果］以上のとおり本考案によれば、周囲温度が大きく変動す
る場合でも、接続端子部材と電子回路組体との電気接続
を行なう部分に応力が加わる恐れがないので、その部分
の接続状態の信頼性が向上する。従って、自動車用など
周囲温度変化の激しい用途に利用しうる圧力センサが得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案を実施する一形式の圧力センサの縦断
面図である。第２図は、第１図の主要部を分解して示す断面図であ
る。第３図及び第４図は、各々従来の圧力センサの例を示す
断面図である。第5a図及び第5b図は、それぞれ、１つの変形例における
ハイブリッドIC70と端子板35との接続部分の構成を示す
正面図及び斜視図である。 10:ケーシング（ケーシング部材） 11:圧力導入ポート、12:接続部 13:覆い部、14:端面 15:突起部、16:Oリング 20:ダイアフラム（検出部材） 21:溝、22:変形部（可撓部） 23:歪ゲージ（撓み検出手段） 24:周辺部（肉厚部）、25:端面 26:溝、27:小径部 28:フランジ、29:Oリング 30:固定部材、31:ねじ 32:端面、33:空間 35:端子板（接続端子部材） 36:開口部 37:支持部（支持部）、37a:突起（段部） 38,38B:端子（ピン） 40,70:ハイブリッドIC（電子回路組体） 41:貫通コンデンサ（出力端子部材） 42,44:プレート、43:Oリング 48:リード線、71:ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者油谷敏男愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内審査官山川雅也

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】その内部に圧力導入ポートが形成されたケ
ーシング部材；前記圧力導入ポートの一端に対向する位置に設けられた
薄肉の可撓部とそれの外周を支持する肉厚部とを備える
検出部材；前記検出部材の可撓部に装着され撓み量を電気的変化と
して出力する撓み検出手段；前記検出部材の肉厚部に固着され、一方の端部近傍に、
その厚み方向に突出する形で支持部が形成され、該支持
部の頂部に段部を有し、他方の端部近傍に、その厚み方
向に突出する形で導電性のピンが形成され、該ピンが前
記撓み検出手段の端子と電気的に接続された、接続端子
部材；一端が前記接続端子部材の支持部の頂部近傍に係合する
形で支持され、他端が該接続端子部材のピンの頂部近傍
で電気的及び機械的に接続された、電子回路組体；及び前記電子回路組体とセンサの外部とを電気的に接続する
出力端子部材；を備える圧力センサ。
【請求項２】前記接続端子部材のピンは、その頂部近傍
に、接続端子部材の内側に向けて突出した２つの突起を
有し、それらの突起の厚み方向の間隔が前記電子回路組
体の厚みと同等に設定され、電子回路組体の他端は、ピ
ンの前記２つの突起によって表と裏から挟まれる形で配
置された、前記請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】前記接続端子部材のピンは、その頂部が２
又に分岐し、その分岐部の凹部に前記電子回路組体から
延びる導電性のピンの先端部が係合する形で構成され
た、前記請求項１記載の圧力センサ。