JPH0821778A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気回路と圧力変換器との嵌合ミスがなく、
組み付けを容易にすると共に確実に固定的に結合し得る
圧力センサを提供することを目的とする。 【構成】 圧力導入口１３を有するハウジング１２内
に、容量性圧力変換器１４と電気回路基板２３を用いた
電気回路２２と中空の支持部材１７を配置し、前記ハウ
ジング１２に電気コネクタ１８を結合させた圧力センサ
において、電気コネクタ１８が本体部を貫通し回路基板
２３に電気的に結合される複数のコネクタ端子２５〜２
６と、回路基板２３及び支持部材１７を内包するフラン
ジ部分１８ｂとを有し、前記圧力変換器１４が回路基板
２３から突出した複数の端子Ｘ，Ｙを受容する凹所１９
ｃと、該凹所内に設けられ前記突出端子Ｘ，Ｙが接合さ
れる複数の金属端子２０，２１を有し、該金属端子２
０，２１と前記突出端子Ｘ，Ｙを凹所１９ａの部分で電
気的に結合させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容量性圧力変換器を有す
る圧力センサであって、電気回路と圧力変換器の組付性
の改善と圧力変換器のトリミング手法の好適な圧力セン
サに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の圧力センサの断面図であっ
て、ハウジング１内に容量性圧力変換器２と、この圧力
変換器２を押える中空の支持部材５と、この支持部材５
に前記圧力変換器２との間に所定の間隔をとって支持さ
れる電気回路基板３を用いた電気回路４と、この電気回
路４に結合する複数のコネクタ端子６を有したカップ形
の電気コネクタ７とを備えている。

【０００３】上記電気回路４は両面に電子部品を実装し
た電気回路基板３を有し、この回路基板３と電気コネク
タ７内に突出する複数のコネクタ端子６とを、回路基板
３のコネクタ８に挿入される嵌合脱去が可能な端子突出
部６ａを介して電気的に結合している。

【０００４】また、前記電気回路４（電気回路基板３）
と圧力変換器２は、該圧力変換器２の受圧一面と反対側
面２ａに配置され該反対側面から垂直方向に突き出た金
属端子９，１０によって電気的に結合されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の圧力セ
ンサは、電気コネクタ７に設けられたコネクタ端子６と
前記電気回路４とを嵌合脱去が可能な端子突出部６ａを
介して電気的に結合していたので、量産組立工程におい
て外部へ信号の受け渡しをするコネクタ端子６と一体の
突出部６ａに曲がりや寸法的なバラツキがあった場合、
この端子突出部６ａが前記コネクタ８に旨く嵌合しない
ことがある等の欠点を有していた。

【０００６】また、前記圧力変換器２の圧力に対する容
量変化の特性バラツキ調整は、電気回路４で行われてい
たが、調整可能な範囲が狭いことから圧力変換器２のも
つ固有のバラツキを小さくする必要があった。

【０００７】この発明の目的は、圧力センサの構造の改
良及び圧力変換器の歩留りを向上させるトリミング手法
・構造により、安価に且つ確実な性能の圧力センサを得
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は圧力導入口を有
するハウジングと、該ハウジング内に配置される容量性
圧力変換器と、前記ハウジング内に前記圧力変換器から
所定の間隔をとって固定される両面に電子部品を実装し
た電気回路基板を用いる電気回路と、この電気回路基板
を支持する中空の支持部材と、この支持部材と前記回路
基板を内包し前記ハウジングに結合されるカップ形の電
気コネクタとを具備する圧力センサにおいて、前記電気
コネクタが本体部を貫通し前記回路基板に電気的に結合
される複数のコネクタ端子と、前記回路基板及び支持部
材を内包するフランジ部分とを有し、前記圧力変換器が
前記回路基板から突出した複数の端子を受容する凹所
と、該凹所内に設けられ前記突出端子が接合される複数
の金属端子を有し、この圧力変換器の金属端子と前記回
路基板の突出端子を凹所部分で電気的に結合させた圧力
センサを要旨とするものである。

【０００９】また本発明は、前記圧力変換器の凹所部分
に固定コンデンサ又は可変コンデンサを前記変換器の金
属端子間に電気回路として電気的に結合させた圧力セン
サであってもよい。

【００１０】

【作用】圧力変換器の金属端子が凹所部分に設けられ、
電気コネクタのフランジ部内に内包された電気回路基板
から突出する端子と、前記圧力変換器の金属端子が凹所
部分で電気的に接合されるため、嵌合ミスが回避され組
付が容易である。

【００１１】また、前記凹部に変換器の圧力に対応する
容量特性のバラツキを吸収・トリミングする固定コンデ
ンサ又は可変コンデンサが、前記変換器と電気的に接続
される構成とした場合には、該変換器の固有の容量特性
のバラツキが幅広く許容され歩留りの向上及び電気回路
での調整の簡易化をもたらすことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を一実施例を図１乃至図４に従
って説明する。本発明の圧力センサ１１の平面図を図１
に、外観正面図を図２に示し、該センサの断面図が図３
に示されている。

【００１３】ハウジング１２内には圧力導入口１３を通
じて受圧する平坦な円盤形状をなした容量性圧力変換器
１４のダイヤフラム１５がガスケット１６等で気密にシ
ールされ、この圧力変換器１４のダイヤフラム１５と反
対側面には電気コネクタ１８のフランジ部１８ｂに内包
された電気回路２２と中空の支持部材１７とが前記圧力
変換器１４と重なるように配置され、前記ハウジング１
２の開口縁部１２ａをカシメ等することにより固着して
いる。

【００１４】前記圧力変換器１４はアルミナ等のセラミ
ック材料で形成されたダイヤフラム１５を有し、該ダイ
ヤフラム１５はガラスシール材等によりセラミック基部
１９に対して所定の間隔を設けて対向配置される。この
ダイヤフラム１５とセラミック基部１９の対向面には、
加えられる圧力によって変化する静電容量を有したコン
デンサが金属被覆で形成されている。

【００１５】本発明による圧力変換器１４と電気回路２
２との電気的な結合は、半田付により行われる。図３に
示す実施例では、圧力変換器１４の出力がセラミック基
部１９の一面１９ａから側壁面１９ｂにかけて凹状にな
ったところ（凹所１９ｃ）に固定される扇形の金属端子
２０，２１を介して引き出される。この圧力変換器１４
の外観図を図４の（ａ）に示す。

【００１６】前記回路基板２３から突き出た突出端子
Ｘ，Ｙと前記圧力変換器１４の金属端子２０，２１は、
前記凹所１９の位置で結合するように構成されている。
この金属端子２０，２１と前記突出端子Ｘ，Ｙとの結合
は、変換器セラミック基部１９の側壁面１９ｂ側から光
ビームやヒータ等の半田付装置を用いて半田付で確実に
固着される。

【００１７】前記回路基板２３はポリブチレンテレフタ
レート等の電気絶縁材料で中空円筒状に整形された支持
部材１７によって圧力変換器１４と所定の間隔を保持し
て位置が定まるようにしてあり、また該回路基板２３は
容量性圧力変換器１４に加えられる圧力に相当した電気
信号を出力するような電気回路２２を備えている。

【００１８】この電気回路２２は例えば特開平２−７８
９１２号公報で開示されているため詳細な説明は省略す
るが、集積回路ユニット、抵抗器、コンデンサ等の回路
構成要素を有することを付記しておく。本実施例では、
前記電気回路２２は耐熱、耐湿度の特性が良好なセラミ
ック材料の両面スルーホールの電気回路基板２３を有し
ている。

【００１９】前記電気コネクタ１８はガラスで補強され
たポリブチレンテレフタレートのような電気絶縁材で形
成され、支持部材１７を内包して重なる関係に配置され
る。この電気コネクタ１８はカップ形をなすものであっ
て、外部へ信号の受け渡しをする複数本のコネクタ端子
２４，２５，２６と、このコネクタ端子２４〜２６を被
うコネクタ嵌合・着脱のためのガイド筒部１８ａと、こ
のガイド筒部１８ａと結合されるコネクタの抜け防止の
ための凸部１８ｄと、該凸部１８ｄに係合し前記ガイド
筒部１８ａの内側に嵌合した内筒２７と、前記支持部材
１７と電気回路２２とを内包し圧力変換器１４の一面１
９ａに重なるところまで一体成形で延びるフランジ部１
８ｂとを有する。そして、前記コネクタ１８の回路基板
２３で区画される内部空室２８，２９に電気回路２２の
電気部品が実装されるようになっている。

【００２０】前記コネクタ端子２４，２５，２６は、電
気コネクタ１８の本体部を貫通して回路基板２３の一面
まで延出し、前記フランジ部１８ｂの中に安定的に固着
された回路基板２３と半田付等により電気的に結合され
る。また、前記コネクタ１８のフランジ部分１８ｂの外
周には環状溝を設け、この環状溝にＯリング３０を図３
の如く挿入することにより、ハウジング縁部１２ａのカ
シメ部より水分や有害な塵埃が侵入することを防ぐこと
ができるようにしている。

【００２１】本発明による圧力センサは容量性のもので
あるため、圧力変換器１４に対する電気回路２２の調整
は、外部電界や浮遊容量の影響をさけるためハウジング
１２へ装着後に行う必要がある。このため図１及び図３
に示すように、電気コネクタ１８にガイド筒部１８ａの
内底面１８ｅからその反対面１８ｆまで貫通する複数の
調整孔３１，３２を設け、この調整孔３１，３２を通し
て外部から挿入される回転ドライバー等を用いて、電気
回路２２のトリマコンデンサ３３を調整し得るように構
成している。

【００２２】前記トリマコンデンサ３３の調整が終了し
たら前記調整孔３１，３２には、外部からの水分侵入を
防ぐため蛇腹状のパッキンと一体成形されたゴム栓３４
が各調整孔３１，３２の開孔部を密封するように挿入さ
れる。

【００２３】なお、本発明の圧力センサは上記実施例に
限定されるものではなく、例えば図４の（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示すような圧力変換器１４を適用する
ものであってもよい。

【００２４】図４（ｂ）の圧力変換器１４は、セラミッ
ク基部１９の一面１９ａから側壁面１９ｂにかけて切欠
された図４（ａ）に示すＵ形状の凹所１９ｃに代えて、
セラミック基部１９の一面１９ａから凹設された、２つ
の金属端子２０，２１が内入固定される円形凹所とした
ものである。

【００２５】また図４（ｃ）の圧力変換器１４は、セラ
ミック基部１９の一面１９ａから側壁面１９ｂにかけて
切り欠いた連続切欠形の凹所１９ｃを有し、この凹所１
９ｃ内に複数の金属端子２０，２１を対向離間する状態
に配置し、前記セラミック基部１９の金属端子２０，２
１のある凹所１９ｃと反対側に同様の切欠部１９ｃ´設
けたものであり、この切欠部１９ｃ´はセラミック基部
１９の切り欠き部が大きくなると、原料を成形し焼成す
る製造プロセスにおいて非対称形状のため寸法安定性が
悪くなるのを改善するのに有効となる。

【００２６】図４（ｄ）の圧力変換器１４は、セラミッ
ク基部１９の側壁面１９ｂに円形凹所１９ｃを設け、該
凹所内に金属端子２０，２１を配置したもので、セラミ
ック基部１９の一面１９ａに設けた孔と金属端子２０，
２１とがセラミック基部内で電気的に通じている。

【００２７】図５は圧力変換器１４の特性をトリミング
する手法を提示している。例えば図５（ａ）に示すよう
にセラミック基部１９の一面１９ａから側壁面１９ｂに
かけて設けられた連続切欠形の凹所１９ｃに、複数の金
属端子２０，２１が所定の間隔をとって配置され、この
金属端子２０，２１の間に面実装型の固定コンデンサ３
５が導電パターンを通じて電気的に接続され半田付で固
着されている。また同様に図５（ｂ）では前記凹所１９
ｃに設けられた金属端子２０，２１間に面実装型の可変
コンデンサ３６が前記（ａ）と同じ手法で結線されてい
る。

【００２８】本発明では、圧力変換器１４の金属端子２
０，２１間に上記のような部品（面実装型の固定コンデ
ンサ３５又は可変コンデンサ３６）を設置して、電気回
路の接続という観点から電気的に並列に又は直列に或い
は直並列に結合させるように構成される。

【００２９】更にまた、前記可変コンデンサ３６は図示
していないが、セラミック基部１９に直接的にくし形等
にプリント印刷された導電パターンによるものであって
もよい。該プリント可変コンデンサをレーザー等によっ
て周知の態様で調整するように構成できるからである。

【００３０】

【発明の効果】本発明の圧力センサによれば、圧力変換
器に設けられた凹所の位置で電気回路と電気接続が可能
となるため、組付を容易に且つ確実に固定結合できると
いう効果を得ることができる。また、圧力変換器の凹所
にトリミング用のコンデンサを付加できるため、圧力変
換器の圧力対容量の特性バラツキを吸収でき製品の歩留
りがあがる効果を得ることができる。更にまた、前記圧
力変換器の形状が円盤形状で表面に凸部がないため、製
造においてのハンドリングが容易となる利点も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による圧力センサの平面図。

【図２】前記圧力センサの外観正面図。

【図３】図１のＡ−Ａ´線に沿う縦断面図。

【図４】前記圧力センサに内蔵される圧力変換器の構成
を示す外観斜視図。

【図５】前記圧力変換器の他の実施例を示す要部の外観
斜視図。

【図６】従来の圧力センサを示す縦断面図。

【符号の説明】

１２…ハウジング、１３…圧力導入口、１４…容量性圧
力変換器、１５…ダイヤフラム、１８…電気コネクタ、
１９ｃ…凹所、２０，２１…金属端子、２２…電気回
路、２３…電気回路基板、２４，２５，２６…コネクタ
端子、３５…固定コンデンサ、３６…可変コンデンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力導入口を有するハウジングと、該ハ
   ウジング内に配置される容量性圧力変換器と、前記ハウ
   ジング内に前記圧力変換器から所定の間隔をとって固定
   される両面に電子部品を実装した電気回路基板を用いる
   電気回路と、この電気回路基板を支持する中空の支持部
   材と、この支持部材と前記回路基板を内包し前記ハウジ
   ングに結合されるカップ形の電気コネクタとを具備する
   圧力センサにおいて、前記電気コネクタが本体部を貫通
   し前記回路基板に電気的に結合される複数のコネクタ端
   子と、前記回路基板及び支持部材を内包するフランジ部
   分とを有し、前記圧力変換器が前記回路基板から突出し
   た複数の端子を受容する凹所と、該凹所内に設けられ前
   記突出端子が接合される複数の金属端子を有し、この圧
   力変換器の金属端子と前記回路基板の突出端子を凹所部
   分で電気的に結合させたことを特徴とする圧力センサ。
2. 【請求項２】 前記凹所が圧力変換器の一面から側壁面
   にかけて切り欠いた連続切欠形の凹所であって、この凹
   所内に複数の金属端子が所定の間隔をとって配置され、
   該金属端子の間に面実装型の固定コンデンサ又は可変コ
   ンデンサが電気的に接続されていることを特徴とする請
   求項１記載の圧力センサ。