JPH11173931A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH11173931A JPH11173931A JP34122897A JP34122897A JPH11173931A JP H11173931 A JPH11173931 A JP H11173931A JP 34122897 A JP34122897 A JP 34122897A JP 34122897 A JP34122897 A JP 34122897A JP H11173931 A JPH11173931 A JP H11173931A
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Abstract
囲に対応できる圧力センサを提供すること。 【解決手段】 第1端子35を弾性変形可能に設けるう
え、回路基板33の下面で押圧される鍔部63を有する
ものにした。従って、第1端子35には常に回路基板3
3による反力が生じ、この反力と第1端子35の熱膨張
によって生じる半田付け部分の応力とがキャンセルし合
うため、高温となる箇所に設置しても、半田付け部分の
実質的な応力を無くして劣化を防止できる。この際、第
1端子35は、熱膨張によってさらに弾性変形するた
め、第1端子35の鍔部63の当接部分に生じる応力も
低減できる。
Description
り、詳しくは、継手に設けられた圧力導入孔の一端を閉
塞するように取り付けられる圧力検出素子と、この圧力
検出素子に電気的に接続されて圧力に応じた電気信号を
出力する出力手段とを備えた圧力センサに関する。
気圧の圧力差を検出して電気信号に変換する圧力センサ
が用いられている。圧力センサは、油の流路中に取り付
けられる継手と、継手に溶接等によって取り付けられる
圧力検出素子と、圧力検出素子に電気的に接続される出
力手段とを備え、継手の圧力導入孔内に導かれた油圧が
圧力検出素子を形成するダイアフラムのひずみに変換さ
れ、このひずみがダイアフラム上のひずみゲージで検出
され、このひずみゲージの抵抗値に応じた電気信号が出
力手段から出力されるようになっている。
出素子の周囲に配置される台部材や、IC、抵抗、コン
デンサ等の電子回路部品が実装される回路基板、および
ケーブルを接続するためのコネクタなどで構成され、こ
れらの部品が端子を介して互いに結合されている。そし
て、特に回路基板と端子との接続や、コネクタのターミ
ナルと端子との接続は、回路基板のスルーホールやター
ミナルの挿通孔に端子の端部を挿通し、貫通した部分の
周囲を半田付けすることで行われている。
ジンルーム近く等、周囲の温度が非常に高くなる箇所に
設置される圧力センサでは、各部品が熱によって膨張す
るため、特に各部材を接続している端子が膨張すると、
強度的に弱い半田付け部分に応力が集中し、半田付け部
分の劣化につながるという問題がある。
いで広い使用温度範囲に対応できる圧力センサを提供す
ることにある。
継手に設けられた圧力導入孔の一端を閉塞するように取
り付けられる圧力検出素子と、この圧力検出素子に電気
的に接続されて圧力に応じた電気信号を出力する出力手
段とを備えているとともに、出力手段が複数の出力手段
構成部材およびこれらの出力手段構成部材を接続する端
子で構成され、この端子の少なくとも一端側が出力手段
構成部材の開口部に挿通されて半田付けされている圧力
センサであって、端子を出力手段構成部材間で弾性変形
可能に設け、かつ前記一端から後退した位置に出力手段
構成部材の開口部周りと当接する鍔部が設けられたもの
にすることを特徴とする。
を出力手段構成部材で押圧することより、端子が所定量
だけ弾性変形した状態に維持されるように圧力センサを
組み立てる。従って、端子には周囲の温度に関係なく常
に出力手段構成部材による反力が生じるため、この反力
で端子の熱膨張によって生じる半田付け部分の応力がキ
ャンセルされ、半田付け部分には実質的な応力は生じな
い。以上により、半田付け部分の劣化が防止され、前記
目的が達成される。また、端子は熱膨張によってさらに
弾性変形することにより、端子の鍔部と出力手段構成部
材の開口部周りとの当接部分に生じる応力も低減され
る。
は、他端側が当該他端側の出力手段構成部材に片持ち状
態に支持されることで弾性変形可能に設けられたもので
あってもよいし、両端側の出力手段構成部材間で略クラ
ンク状に折曲されて弾性変形可能に設けられたものであ
ってもよい。
に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る圧力セ
ンサ1を示す断面図である。圧力センサ1は、図示しな
い流路の開口部分に嵌合される継手10と、継手10に
ビーム溶接された圧力検出素子20と、検出した圧力に
応じて外部に電気信号を出力する出力手段30とを備え
たものであり、車載用で特にブレーキの油圧を検出する
センサである。なお、本実施形態では、継手10がフラ
ンジ40によって流路にボルト止めされるように構成さ
れているが、このようなフランジ40を予め継手10と
一体に設けてもよい。
上下(以下、上および下の記載は、図中での位置を意味
し、必ずしも実際に取り付けられた場合の位置を意味す
るものではない)に貫通した圧力導入孔11を有してい
る。この圧力導入孔11は、径寸法が約2.5mm以上で
あり、ドリルによって容易に加工されるものである。圧
力導入孔11の上端側は、大きな径寸法にドリル加工さ
れた嵌合部12となっており、この嵌合部12にはパイ
プ13が圧力導入孔11から一部突出した状態に嵌合し
ている。パイプ13は、引抜加工によって得られる金属
製の部材であり、その貫通孔14の径寸法は、圧力導入
孔11の径寸法よりも充分に小さく、ドリル加工では困
難な大きさである。
は、図2にも示すように、下方(圧力検出素子20の取
付方向の前方側)に向かうに従って圧力導入孔11の中
央側に位置するようになるテーパ面15が設けられてい
る。このテーパ面15の角度は、圧力導入孔11の径方
向に対して30°〜60°、好ましくは35°〜55
°、より好ましくは40°〜50°傾斜したものであ
る。テーパ面15のさらに外周側には、一段低い位置決
め溝16が設けられ、後述するケース31の取付時に利
用されるようになっている。
1(図2)の上面に酸化シリコン等の絶縁膜を介して歪
みゲージを設けた歪みゲージ型の素子(モジュール)で
ある。この圧力検出素子20では、ダイアフラム21が
下方の筒状部22と一体に形成され、筒状部22の内側
面22Aをパイプ13の外側面13Aに接触させること
により、圧力検出素子20全体が案内面としての外側面
13Aにガイドされながら継手10の上部に配置され、
これによって筒状部22の内部と圧力導入孔11とが連
通してダイアフラム21の感圧面に油圧が作用する。
15と対向当接する別のテーパ面23が設けられ、各テ
ーパ面15,23同士が当接した状態でその傾斜角度に
沿った方向からビーム溶接されている。この際、ビーム
溶接は、溶け込み部Aがパイプ13に達するように行わ
れており、パイプ13が溶接箇所に対応した位置に配置
されていることで溶接時の裏あて部材を兼用している。
なお、各テーパ面15,23の傾斜角度が前述した下限
の角度(30°)よりも小さい場合には、溶接面積がさ
ほど大きくならないことで溶接強度の向上が望めないう
え、溶接機が継手10の周縁に設けられた立上部17に
干渉して溶接が不可能となる場合がある。また、反対
に、上限の角度(60°)よりも大きいと、溶接機と筒
状部22の上部側に形成された膨出部分とが干渉し合う
うえ、溶接機や治具の調整が困難になって作業性が悪化
する。
6に係止されることで位置決めされた電磁遮蔽用の金属
製ケース31と、ケース31内の底部分に配置されて圧
力検出素子20を囲う樹脂製の台部材32と、台部材3
2の上方に配置された回路基板33と、これらの各部材
31〜33の全体を覆うコネクタ34とで構成されてい
る。そして、ケース31は、継手10に対してプロジェ
クション溶接等されている。また、台部材32および回
路基板33が第1端子35で接続され、回路基板33お
よびコネクタ34が第2端子36で接続されている。
に、側面の一部をプレスや切り起こし等で加工した支持
部37が設けられ、この支持部37上に回路基板33が
載置されるようになっている。また、ケース31の上端
縁の一部には、回路基板33の上面に折り曲げられる接
点部38が設けられ、接点部38を介して回路基板33
に設けられたアースラインとケース31(最終的にはフ
ランジ40)とが電気的に接続されているとともに、回
路基板33が上方から押さえ込まれている。
ンサートモールドされている。第1端子35の下端側は
一部が露出しており、この露出した部分と圧力検出素子
20の前述した歪みゲージとがワイヤーボンディング等
で電気的に接続されている。
サ等の電子回路部品が実装されて電気回路が形成されて
おり、図3に示すように、この回路の入力側には第1端
子35の上端側が挿通されて半田付けされたスルーホー
ル51が設けられ、出力側には複数の第2端子36(図
1、図4において一つのみを図示)の下端側が半田付け
されている。
ンサートモールドされた複数のターミナル53が設けら
れており、図4に示すように、これらのターミナル53
の下端側に設けられた挿通孔55には第2端子36の上
端側が挿通されて半田付けされている。そして、各ター
ミナル53は、受部材52ごとコネクタ本体54の内側
から固定され、先端のみが露出するようになっている。
また、コネクタ本体54の下端側は、継手10における
立上部17の内側にOリング56を介して位置するよう
になっており、立上部17の先端をかしめることで継手
10に固定されるようになっている。
子20のダイアフラム21に作用する圧力は、ダイアフ
ラム21上の歪みゲージおよびこれに第1端子35を介
して接続された回路基板33の電気回路によって電気抵
抗値に変換され、さらに、電気回路によってその抵抗値
が所定の電気信号に変換され、その電気信号が第2端子
36を介してコネクタ34のターミナル53から出力さ
れる。
して示されている。なお、図3ではIC等の図示を省略
した。第1端子35は、台部材32の側面から突出した
水平部61と、水平部61の先端から鉛直方向に折曲し
た鉛直部62とを備え、水平部61が片持ち状態に支持
された板バネとして作用することにより、第1端子35
が台部材32および回路基板33間で弾性変形可能にな
っている。また、鉛直部62には、先端より若干基端側
(水平部61側)に後退した位置に回路基板33の下面
と当接する鍔部63が設けられている。
が配置される以前の状態では(図示略)、鍔部63の上
端縁がケース31の支持部37の上端縁よりも上方に位
置しており、このため、回路基板33を支持部37上に
載置すると、回路基板33の下面で鍔部63が下方に押
圧されて第1端子35が弾性変形した状態になる(図中
の矢印参照)。そして、この状態で、第1端子35がス
ルーホール51に半田付けされる。
ている。第2端子36は、回路基板33上に半田付けさ
れる接続部64と、接続部64の一端から上方に折曲し
た第1鉛直部65と、第1鉛直部65の端部から折曲し
た水平部66と、水平部66からさらに上方に折曲した
第2鉛直部67とを備え、これによって回路基板33と
ターミナル53との間でクランク状に形成されており、
水平部66が板バネとして作用することで弾性変形可能
になっている。また、第2鉛直部67には、先端より若
干基端側(水平部66側)に後退した位置にターミナル
53の下面と当接する一対の鍔部68が設けられてい
る。
3を鍔部68に当接させた状態で半田付けした後、図1
に示すように、ターミナル53を受部材52ごとコネク
タ本体54の挿入部69に挿入配置し、さらに、コネク
タ本体54を継手10に固定することで弾性変形する。
つまり、第2端子36は、コネクタ34全体が継手10
に取り付けられた際に、初めて弾性変形するようになっ
ている。
継手10に圧力検出素子20をビーム溶接する。次い
で、ケース31を継手10に配置してプロジェクション
溶接をした後、台部材32を配置して接着し、この後、
ワイヤーボンディングを行って圧力検出素子20と第1
端子35を導通させる。さらに、第1端子35がスルー
ホール51に挿通されるように回路基板33を上方から
配置し、ケース31の接点部38を折り曲げて回路基板
33を固定し、これによって第1端子35を弾性変形さ
せた状態にして半田付けを行う。
ル53を第2端子36に半田付けし、受部材52をコネ
クタ本体54の挿入部69に挿入して接着剤あるいはラ
ッチ式で固定する。そして、コネクタ本体54を継手1
0に固定して第2端子36を所定の形状に弾性変形さ
せ、最後に、継手10をかしめてコネクタ34を固定
し、以上により圧力センサ1の組立が完了する。また、
圧力センサ1を車体等に取り付ける際には、フランジ4
0を用いてボルト止めすればよい。
うな効果がある。 1)第1、第2端子35,36は、台部材32および回
路基板33間、回路基板33およびターミナル53間で
それぞれ弾性変形可能であるうえ、第1、第2端子3
5,36には回路基板33またはターミナル53の各下
面で押圧される鍔部63,68が設けられているため、
圧力センサ1を組み立てた際には各端子35,36を所
定量だけ弾性変形させておくことができる。従って、各
端子35,36には周囲の温度に関係なく常に回路基板
33やターミナル53による反力が生じるため、これら
の反力で各端子35,36の熱膨張によって生じる半田
付け部分の応力をキャンセルでき、半田付け部分に実質
的な応力を生じないようにできる。以上により、圧力セ
ンサ1を車体のエンジン周り等、高温となる箇所に設置
しても、半田付け部分の劣化を有効に防止できる。
は、熱膨張によってさらに弾性変形するため、第1端子
35の鍔部63と回路基板33のスルーホール51周り
との当接部分や、第2端子36の鍔部68とターミナル
53の挿通孔55周りとの当接部分に生じる応力も低減
できる。
片持ち状態に支持されたり、クランク状に折曲されたり
して板バネとして作用するため、簡単な構造ながら各端
子35,36に対して十分な弾性力を付与できる。
りも小さい径寸法の貫通孔14を有するパイプ13が配
置されているため、パイプ13の肉厚によって圧力導入
孔11内の容積を小さくでき、圧力センサ1の応答性を
向上させることができる。
孔11の径寸法よりも小さいが、ドリル加工によって設
けられるものではなく、パイプ13自身の引抜加工と同
時に設けられるため、貫通孔14の加工を簡単にでき、
圧力導入孔11内の容積調整を容易にできる。
によって接合されているため、その接合強度を大きくで
きるうえ、その溶接の溶け込みがパイプ13にまで達し
ているため、継手10と圧力検出素子20とを溶接する
ことでパイプ13の溶接も同時に行うことができ、パイ
プ13の固定を強固にしかも効率的に行うことができ
る。
20との溶接箇所に対応した位置に配置されていること
により、パイプ13が裏あて部材としての役目を果たす
ため、溶接時の突き抜けを確実に防止できる。
いの当接部分は、テーパ面15,23とされ、これらの
テーパ面15,23の傾斜角度方向から溶接されている
ため、溶接面積が大きくなって圧力検出素子20の接合
強度を一層強固にでき、圧力センサ1をより高い圧力範
囲で使用することができる。
から突出して配置され、この突出部分の外側面13Aが
圧力検出素子20の案内面になっているため、圧力検出
素子20に設けられた筒状部22の内側面22Aをパイ
プ13の外側面13でガイドすることにより、圧力検出
素子20の取付作業を容易に行うことができる。
は貫通孔の寸法精度によっても大きく左右されるが、パ
イプ13が引抜加工で形成されているため、寸法精度の
高い貫通孔14を得ることができ、圧力センサ1の品質
をより安定させることができる。
られているため、ケース31を配置して位置決めするの
には、ケース31の底面から突出した突起部分をその位
置決め溝16に係止させるだけでよく、位置決め作業を
簡単に行える。
とにより、この位置決め溝16で継手10に生じる応力
を低減でき、特に圧力検出素子20への応力の影響を低
減させて出力変動を減少させることができ、信頼性を向
上させることができる。
るものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等
を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、第1端子35では、水平部
61の一端側が片持ち状態に支持されることにより、ま
た、第2端子36では、水平部66およびこの両端側の
第1、第2鉛直部65,67によってクランク状に形成
されることにより、それぞれが弾性力変形可能になって
いたが、本発明の端子の形状や構造等は任意であり、コ
イル状に設けることで弾性力を付与してもよい。
意であり、前記実施形態の鍔部63,68の形状等に限
定されるものではない。要するに、回路基33やターミ
ナル53等の出力手段構成部材に当接し、押圧される形
状であればよい。
子35,36のそれぞれ一端側に鍔部63,68が設け
られていたが、端子の両端がスルーホールや挿通孔に挿
通されて半田付けされる場合など、その両端側に鍔部を
設けてもよい。
の油圧を検出する圧力センサが示されていたが、本発明
の圧力センサは、それらに限定されないことは勿論であ
り、船舶、建築用重機、冷凍機、その他あらゆる機器に
適用でき、また、空気圧、水圧等、任意の流体の圧力検
出に適用できる。
端子の鍔部が出力手段構成部材で押圧され、端子が所定
量だけ弾性変形した状態に維持されるため、端子には周
囲の温度に関係なく常に出力手段構成部材側による反力
が生じる。従って、その反力で端子の熱膨張によって生
じる半田付け部分の応力がキャンセルされ、半田付け部
分には実質的な応力は生じないため、使用温度が高くて
も半田付け部分の劣化を防止できる。また、端子は熱膨
張によってさらに弾性変形するため、端子の鍔部と出力
手段構成部材の開口部周りとの当接部分に生じる応力も
低減できるという効果がある。
図である。
る。
図1における矢印IIIから見た図である。
り、図1における矢印IVから見た図である。
ナル 55 他の開口部である挿通孔 63,68 鍔部
Claims (3)
- 【請求項1】 継手に設けられた圧力導入孔の一端を閉
塞するように取り付けられる圧力検出素子と、この圧力
検出素子に電気的に接続されて圧力に応じた電気信号を
出力する出力手段とを備えているとともに、前記出力手
段が複数の出力手段構成部材およびこれらの出力手段構
成部材を接続する端子で構成され、この端子の少なくと
も一端側が出力手段構成部材の開口部に挿通されて半田
付けされている圧力センサであって、前記端子は、前記
出力手段構成部材間で弾性変形可能に設けられ、かつ前
記一端から後退した位置に出力手段構成部材の前記開口
部周りと当接する鍔部を有していることを特徴とする圧
力センサ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記端子は、他端側が当該他端側の出力手段構成部材に
片持ち状態に支持されることで弾性変形可能に設けられ
ていることを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記端子は、両端側の出力手段構成部材間で略クランク
状に折曲されて弾性変形可能に設けられていることを特
徴とする圧力センサ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
1997
- 1997-12-11 JP JP34122897A patent/JP3880176B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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