KR20160038775A - 물리량 측정 장치 - Google Patents

Abstract

센서 모듈(2)과, 센서 모듈(2)을 수납하는 하우징(1)과, 하우징(1)에 마련된 커넥터(3)와, 커넥터(3)에 마련된 터미널 단자(4)와, 센서 모듈(2)과 커넥터(3)의 사이의 공간에 배치되며, 터미널 단자(4)와 패드의 사이에 마련된 탄성을 갖는 도전성 부재(51)를 구비하고 있다. 센서 모듈(2)은 다이어프램부(21)의 주연부에 통 형상부(22)가 일체로 형성된 세라믹제의 모듈 본체(20)와, 다이어프램부(21)의 평면(21A)에 형성된 검지부와, 통 형상부(22)의 다이어프램부(21)의 평면(21A)보다 직경 방향 외측에 인접한 평면(22B)에 각각 마련된 패드 및 전자 부품(25)을 구비하고 있다. 패드와 도전성 부재(51)는 접속되어 있다.

Description

물리량 측정 장치{PHYSICAL QUANTITY MEASURING DEVICE}

본 발명은 센서 모듈을 구비한 물리량 측정 장치에 관한 것이다.

물리량 측정 장치로서, 압력을 측정하는 압력 센서가 있다. 이 압력 센서로서, 도입되는 피측정 유체의 압력에 의해 변위하는 다이어프램부와 통 형상부가 일체로 형성되며, 다이어프램부 중 피측정 유체가 접촉하는 면과는 반대측에 다이어프램부의 변위를 검지하는 검지부가 형성된 스트레인 게이지식의 것이 있다.

이 스트레인 게이지식 압력 센서의 종래 예로서, 스트레인 게이지 저항이 감압 소자에 형성되며, 감압 소자와 출력 단자를 플렉시블 회로 기판에서 접속하고, 이 플렉시블 회로 기판에 전자 부품으로서 ASIC를 탑재하며, 또한 단부를 커넥터에 장착한 센서(특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제 2006-78379 호 공보)가 있다.

스트레인 게이지식 이외의 압력 센서의 종래예로서, 다이어프램을 갖는 용량형 압력 검지 소자가 하우징에 수납되며, 용량형 압력 검지 소자 상에 조건 부착 전자 회로가 배치된 정전 용량식 압력 센서(특허문헌 2: 일본 특허 공개 제 2011-257393 호 공보)가 있다.

특허문헌 2의 종래예에서는, 압력 검지 소자는, 세라믹 베이스와, 이 세라믹 베이스에 마련되며, 피측정 유체의 압력에 의해 변위하는 다이어프램을 갖는다. 세라믹 베이스의 다이어프램과는 반대측의 면에 조건 부착 전자 회로가 마련되어 있다. 조건 부착 전자 회로는 커넥터 하우징에 탑재된 검지 장치 단자에 전기적으로 접속된다.

스트레인 게이지식 이외의 압력 센서의 다른 종래예로서 가변 콘덴서가 하우징에 수납된 정전 용량식 압력 센서(특허문헌 3: 일본 특허 공개 제 1999-94668호 공보)가 있다.

특허문헌 3의 종래예에서는, 가변 콘덴서는, 하우징에 수납된 강고한 기판과, 이 기판에 마련된 가요성의 다이어프램을 갖고, 기판에 신호 조정 회로가 마련되어 있다. 하우징에는 커넥터가 마련되며, 이 커넥터에 장착된 커넥터 단자는 신호 조정 회로에 전기적으로 접속되어 있다.

스트레인 게이지식의 압력 센서에서는, ASIC 등의 전자 부품이 다이어프램부에 간섭하지 않도록 설치되는 것이 요구된다. 그 때문에, 전자 부품의 설치 위치는 제한되게 되며, 특허문헌 1의 종래예에서는, 전자 부품은 플렉시블 기판에 장착되어 있다. 전자 부품을 플렉시블 기판에 장착하기 위해서는, 플렉시블 기판을 고정해야 하여 전자 부품의 플렉시블 회로 기판으로의 장착 작업이 번잡하게 된다. 또한, 전자 부품이 장착된 상태에서, 플렉시블 기판을 감압 소자에 전기적으로 접속해야 하기 때문에, 압력 센서의 조립 작업의 효율이 좋지 않아, 제조 비용이 비싸지게 된다.

특허문헌 2나 특허문헌 3의 종래예는, 정전 용량식이기 때문에, 전자 부품을 설치할 때, 전술의 스트레인 게이지식 특유의 과제는 생기지 않는다.

즉, 특허문헌 2의 종래예에서는, 조건 부착 전자 회로는, 압력 검지 소자의 다이어프램과는 반대측의 면에 다이어프램과는 멀어진 기판에 마련되어 있기 때문에, 다이어프램과 간섭하는 일이 없다. 또한, 특허문헌 2의 종래예에서는, 조건 부착 전자 회로와 검지 장치 단자를 전기적으로 접속하기 위한 구체적인 수단이 개시되어 있지 않는다.

마찬가지로, 특허문헌 3의 종래예에서는, 신호 조정 회로는, 다이어프램과는 멀어진 강고한 기판에 마련되어 있기 때문에, 다이어프램과 간섭하는 일이 없다. 또한, 특허문헌 3의 종래예에서는, 커넥터 단자와 신호 조정 회로를 전기적으로 접속하기 위한 구체적인 수단이 개시되어 있지 않다.

일본 특허 공개 제 2006-78379 호 공보 일본 특허 공개 제 2011-257393 호 공보 일본 특허 공개 제 1999-94668호 공보

본 발명의 목적은 측정 정밀도를 저하시키는 일 없이 조립 작업을 용이하게 실행할 수 있는 물리량 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 물리량 측정 장치는, 센서 모듈과, 상기 센서 모듈을 수납하는 하우징과, 상기 하우징에 마련된 커넥터와, 상기 커넥터에 마련된 터미널 단자와, 상기 센서 모듈과 상기 커넥터의 사이의 공간에 배치되며, 상기 터미널 단자와 상기 센서 모듈의 사이에 마련된 탄성을 갖는 도전성 부재를 구비하고, 상기 센서 모듈은, 도입되는 피측정 유체의 압력에 의해 변위하는 다이어프램부 및 상기 다이어프램부에 일체로 형성된 통 형상부를 갖는 세라믹제의 모듈 본체와, 상기 다이어프램부 중 상기 피측정 유체가 접촉하는 면과는 반대측에 위치하는 평면에 형성되며, 상기 다이어프램부의 변위를 검지하는 검지부와, 상기 검지부와 전자 부품을 거쳐서 전기적으로 접속되며, 상기 다이어프램부의 평면보다 직경 방향 외측에 인접한 평면에 형성된 패드를 구비하고, 상기 패드와 상기 도전성 부재가 접속되며, 상기 전자 부품은 상기 통 형상부의 평면에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 하우징에 센서 모듈을 수납하고, 도전성 부재의 일단을 터미널 단자의 단부에 접속하며, 센서 모듈을 덮도록 커넥터를 하우징에 장착한다. 커넥터를 하우징에 장착함으로써, 도전성 부재는 탄성 변형되어 패드에 가압되며, 확실하게 접속된다. 도전성 부재의 타단과 패드는 고정된다. 그 때문에, 터미널 단자와 패드의 전기적인 접속 작업을 용이하게 실행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 전자 부품과 패드가 모듈 본체 중 다이어프램부의 평면과는 다른 위치에 있는 통 형상부의 평면에 배치되어 있다. 그 때문에, 피측정 유체가 센서 모듈에 도입되어 다이어프램부가 변위하여도, 그 변위가 전자 부품 등으로 방해받는 일이 없으므로, 물리량의 적정한 측정을 실행할 수 있다. 또한, 다이어프램부의 변위가 전자 부품에 기계적인 영향을 주는 일이 없다. 또한, 도전성 부재가 접속되는 패드는, 센서 모듈 중 다이어프램부가 아니고 통 형상부의 평면에 형성되어 있으므로, 탄성 부재가 그 탄성력으로 패드를 압압하여도, 다이어프램부의 변위가 방해되는 것은 아니다.

또한, 전자 부품은 다이어프램부로부터 직경 방향으로 멀어진 통 형상부의 평면에 배치되어 있으므로, 다이어프램부의 평면 상에 전자 부품이 배치되는 경우에 비해 패드의 위치나 크기가 제한되지 않는다. 즉, 전자 부품을 통 형상부의 평면의 일부에 설치하면, 전자 부품을 설치한 영역의 다이어프램부를 사이에 둔 반대측의 영역에는 큰 공간이 생기기 때문에, 이 공간에 외부와 전기적으로 접속하기 위한 패드 등을 배치할 수 있다.

또한, 모듈 본체가 세라믹제의 경질 부재이기 때문에, 이것에 전자 부품을 직접 모듈 본체에 장착함으로써, 휘기 쉬운 플렉시블 회로 기판에 전자 부품을 장착하는 특허문헌 1의 종래예에 비하여, 전자 부품의 센서 모듈로의 전기적인 접속 작업을 용이하게 실행할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 통 형상부는, 상기 다이어프램부의 주연부에 일체로 형성되며, 또한 상기 하우징에 장착되는 피장착부가 내주에 형성되며, 상기 통 형상부의 피장착부에는, 상기 통 형상부의 직경 방향으로 연장된 모듈측 평탄면을 갖는 단차부가 형성되어 있는 구성이 바람직하다.

이 구성에서는, 통 형상부에 단차부가 형성되어 있으므로, 통 형상부의 평면중 단차부에 상당하는 부분도 전자 부품을 설치하기 위한 공간으로서 이용할 수 있어서, 전자 부품을 배치하기 쉬워진다. 또한, 통 형상부의 단차부보다 개구측에 위치하는 피장착부는, 그 내경이 다이어프램부의 직경보다 크므로, 모듈 본체를 장착하는 대상물의 외경을 크게 할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 통 형상부의 평면에 온도 측정 소자가 마련되어 있는 구성이 바람직하다.

이 구성에서는, 온도 측정 소자에 의해, 온도 보정을 실행할 수 있다. 피측정 유체의 열이 세라믹제의 모듈 본체를 통하여 온도 측정 소자에 정확하게 전달되게 되어, 온도 보정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 온도 측정 소자는, 모듈 본체의 피측정 유체가 도입되는 측의 부위로부터 멀어진 위치에 설치되어도, 측정 정밀도는, 그만큼 저하되지 않는다. 특히, 온도 측정 소자가 마련되어 있는 장소는 통 형상부이며, 다이어프램부는 아니므로, 온도 측정 소자에 의해 다이어프램부의 변위가 저해되지 않는다. 또한, 본 발명에 있어서, 온도 측정 소자란, 통 형상부의 평면에 장착되는 칩 부품이어도 좋고, 또는 통 형상부의 평면에 인쇄 등이 된 페이스트를 소성하여 형성된 것이어도 좋고, 그 구체적인 구성은 문제되는 것은 아니다.

이것에 대하여, 특허문헌 3에서는, 온도 반응 서미스터는 다이어프램의 피측정 유체가 도입되는 측에 배치되어 있으므로, 온도 반응 서미스터는 피측정 유체의 압력이 큰 경우에는, 측정 정밀도에 영향을 미치게 된다. 또한, 피측정 유체가 도전성을 갖는 경우, 온도 측정 정밀도에 영향을 미치므로, 서미스터의 절연 코팅 등이 필요하다.

본 발명에서는, 상기 커넥터는 상기 하우징에 코킹하여 끼워 맞추어지는 구성이 바람직하다.

이 구성에서는, 하우징으로의 커넥터의 접속 작업이 용이해진다.

본 발명에서는, 상기 커넥터에는 걸림고정용 돌기가 형성되며, 상기 걸림고정용 돌기에 걸림고정되는 걸림고정용 홈이 상기 센서 모듈의 외주에 형성되어 있는 구성이 바람직하다.

이 구성에서는, 커넥터가 센서 모듈에 대하여 회전 방지되므로, 패드와 도전성 부재의 접속 개소, 도전성 부재와 터미널 단자의 접속 개소가 어긋나지 않는다.

본 발명에서는, 상기 하우징은, 외주부에 상기 통 형상부의 피장착부가 장착되며 내부에 상기 피측정 유체가 도입되는 도입 구멍이 형성된 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부에는, 상기 모듈측 평탄면과 대향하는 하우징측 평탄면이 형성되며, 상기 모듈측 평탄면과 상기 하우징측 평탄면의 사이에는 O 링이 배치되어 있는 구성이 바람직하다.

이 구성에서는, O 링을 마련하기 위한 단면 ㄷ자 형상의 홈을 하우징에만 형성하는 작업이 불필요해져, O 링을 보지하기 위한 구조가 간단하게 된다. 즉, 돌출부의 기단측에는 하우징측 평탄면을 형성하면 되므로, 돌출부에 ㄷ자 형상 홈을 형성하는 경우에 비해 홈 가공이 용이하다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 물리량 측정 장치의 전체를 도시하는 단면도이다.
도 2는 물리량 측정 장치의 도 1과는 다른 방향에서 도시하는 단면도이다.
도 3은 커넥터의 요부를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 센서 모듈의 평면도이다.
도 5는 센서 모듈의 일부를 파단한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 물리량 측정 장치의 전체를 도시하는 것이며 도 2에 상당하는 도면이다.

본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 5에 근거하여 설명한다.

도 1 및 도 2에는, 제 1 실시형태의 물리량 측정 장치의 전체 구성이 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 물리량 측정 장치는 하우징(1)과, 하우징(1)에 수납되는 센서 모듈(2)과, 하우징(1)에 마련된 커넥터(3)와, 커넥터(3)에 각각 마련된 3개의 터미널 단자(4)와, 터미널 단자(4)와 센서 모듈(2)을 전기적으로 접속하는 접속 부재(5)를 구비하여 구성되어 있다.

하우징(1)은 피측정 유체를 도입하는 도입 구멍(1A)이 형성되는 이음부(11)와, 이음부(11)의 중앙 부분으로부터 직경 방향으로 연장되어 형성된 플랜지부(12)와, 플랜지부(12)의 외주부에 일체 형성된 슬리브부(13)를 갖는 금속제 부재이다. 본 실시형태에서 측정되는 피측정 유체에는, 물 등의 액체나 공기 등의 기체가 포함된다.

이음부(11)의 일 단부는, 도시하지 않는 피부착부에 나사 결합되는 나사부(14)이다. 이음부(11)의 타단부는 센서 모듈(2)이 마련되는 돌출부(15)이다.

돌출부(15)의 중간 부분에는 기단부보다 선단부의 직경이 작은 단차가 형성되어 있다. 이 단차의 평면은, 돌출부(15)의 축 방향과 직교 평면이며 직경 방향으로 연장된 하우징측 평탄면(15A)으로 되어 있다. 돌출부(15)의 선단부에는, 선단을 향함에 따라서 직경이 작아지는 경사면(15B)이 형성되어 있다.

플랜지부(12), 돌출부(15) 및 슬리브부(13)로 구획되는 공간(S)은 센서 모듈(2)을 수납하기 위한 공간이다. 공간(S)은 플랜지부(12)의 외주 평면부에 소정 폭의 평면 링 형상으로 형성된 오목부(S1)와 연통되어 있다. 오목부(S1)는 센서 모듈(2)의 코너부가 수납되도록 하기 위해서 형성된 것이다. 오목부(S1)의 평면은 센서 모듈(2)의 저면으로부터 멀어져 있다.

센서 모듈(2)을 수납하기 위한 공간(S)의 평면 형상은 원형이고, 센서 모듈(2)의 평면 형상은 대략 원형이며, 이들 직경은 거의 동일하다.

슬리브부(13)의 개구단은 커넥터(3)를 코킹하여 끼워 맞추는 걸림고정부(13A)로 되어 있다

도 3에는 커넥터(3)의 개요가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3에 있어서, 커넥터(3)는 걸림고정부(13A)에 보지되는 링 형상의 기부(31)와, 이 기부(31)에 일체로 형성되며 터미널 단자(4)를 지지하는 본체부(32)를 구비한 합성 수지제 부품이다.

기부(31)의 본체부(32)와는 반대측의 단차부(3A)의 외주부에는 걸림고정부(13A)를 걸림고정하기 위한 숄더부(31A)가 형성되어 있다. 기부(31)의 숄더부(31A)보다 개구단측은 오목부(31B)로 되어 있다. 오목부(31B)와 슬리브부(13)의 내주의 사이에는, O 링으로 이루어지는 시일 부재(33)가 마련되어 있다.

기부(31)의 내주 중 축심을 사이에 두고 서로 반대측에 위치하는 부분에 걸림고정용 돌기(31C)가 형성되어 있다. 걸림고정용 돌기(31C)는 평면에서 보아 직사각형 형상으로 형성되어 있다(도 4 참조).

기부(31)의 내주에는, 모듈 본체(20)의 코너부에 결합하는 단차부(31S)가 형성되어 있다(도 2 참조). 그 때문에, 이음부(11)의 도입 구멍(1A)으로부터 도입되는 피측정 유체에 의해 모듈 본체(20)에 부상(浮上)하는 방향으로 힘이 가해져도, 모듈 본체(20)가 커넥터(3)의 단차부(31S)에 결합되어 있으며, 또한 커넥터(3)가 걸림고정부(13A)로 이음부(11)에 코킹하여 고정되어 있으므로, 모듈 본체(20)가 부상하는 일이 없다.

본체부(32)는 터미널 단자(4)가 인서트 성형되는 판부(32A)와, 판부(32A)의 외주연부에 일체로 형성된 통부(32B)를 갖는다.

도 1 및 도 2에 있어서, 터미널 단자(4)는 L자형의 금구이며, L자형을 구성하는 한쪽의 장척부는, 기단이 판부(32A)에 걸림고정되는 동시에 중앙으로부터 선단에 걸쳐서 통부(32B)의 내부에 노출되어 있다. 터미널 단자(4)의 L자형을 구성하는 다른쪽의 장척부는 판부(32A)에 대향하고 있다.

접속 부재(5)는, 일단이 터미널 단자(4)의 다른쪽의 장척부에 전기적으로 접속되며 타단이 센서 모듈(2)에 접속되는 탄성을 갖는 도전성 부재(51)와, 도전성 부재(51)의 타단을 센서 모듈(2)을 향하여 부세하는 탄성 부재(52)를 갖는다.

도전성 부재(51)는 판 형상 부재를 절곡하여 형성된 연결 금구이다. 연결 금구의 탄성력에 의해, 도전성 부재(51)의 일단이 터미널 단자(4)에 부세되며, 도전성 부재(51)의 타단이 센서 모듈(2)에 부세된다. 또한, 도전성 부재(51)의 일단과 터미널 단자(4)의 사이 및 도전성 부재(51)의 타단과 센서 모듈(2)은 필요에 따라서 도전성 접착제나 용접(도시하지 않음)으로 접착 고정된다.

탄성 부재(52)는 실리콘 고무제의 사각기둥 형상의 쿠션이며, 그 일 단부가 커넥터(3)의 기부(31)에 형성된 오목부(31D)에 끼워 맞추어져 있다. 탄성 부재(52)의 타단은 도전성 부재(51)의 타단에 접촉되어 있다.

센서 모듈(2)의 구체적인 구성이 도 4 및 도 5에 도시되어 있다.

도 4 및 도 5에 있어서, 센서 모듈(2)은 다이어프램부(21) 및 다이어프램부(21)의 주연부에 일체로 형성된 통 형상부(22)를 갖는 세라믹제의 모듈 본체(20)와, 다이어프램부(21)의 변위를 검지하는 검지부(23)와, 검지부(23)와 전기적으로 접속된 패드(24)와, 모듈 본체(20)에 각각 마련된 전자 부품(25) 및 온도 측정 소자(26)를 구비하며 구성되어 있다.

다이어프램부(21)는 이음부(11)로부터 도입되는 피측정 유체의 압력에 의해 변위하는 것이며, 얇은 원판 형상으로 형성되어 있다. 다이어프램부(21) 중 돌출부(15)에 대향하는 면이 피측정 유체와 접촉하는 면이 된다(도 1 및 도 2 참조).

다이어프램부(21)의 피측정 유체가 접촉하는 면과는 반대측의 면은 검지부(23)가 형성되는 평면(21A)이다.

검지부(23)는 4개소에 형성된 스트레인 게이지(23)와, 이들 스트레인 게이지(23A)와 접속된 도전 패턴(도시하지 않음)을 갖는다.

통 형상부(22)의 외주부에는 통 형상부(22)의 축 방향과 평행하게 외주 홈(20A)과 걸림고정용 홈(20B)이 각각 형성되어 있다.

외주 홈(20A)은, 센서 모듈(2)의 평면에 검지부(23)나 도전 패턴(도시하지 않음) 등을 패턴 인쇄할 때에, 센서 모듈(2)을 도시하지 않는 위치 결정 장치로 위치 결정하기 위해서 이용된다.

센서 모듈(2)의 위치 결정을 정확하게 실행하기 위해서, 외주 홈(20A)의 배치는 비등간격으로 배치된 3개소가 된다. 즉, 이들 외주 홈(20A) 중 2개소의 외주 홈(20A)은 센서 모듈(2)의 축심을 사이에 두고 서로 반대측의 위치에 있으며, 이들 2개소의 외주 홈(20A) 중 어느 한쪽에 근접한 위치에 나머지 1개소의 외주 홈(20A)이 배치되어 있다.

걸림고정용 홈(20B)은 커넥터(3)에 대하여 센서 모듈(2)의 둘레 방향의 이동을 규제하기 위해서 커넥터(3)의 걸림고정용 돌기(31C)에 걸림고정되는 것이며, 본 실시형태에서는, 걸림고정용 돌기(31C)에 맞춰서 통 형상부(22)의 축심을 사이에 두고 서로 반대측이 되는 위치에 각각 형성되어 있다. 또한, 걸림고정용 홈(20B)과 걸림고정용 돌기(31C)의 센서 모듈(2)의 축 방향의 이동은 허용된다.

2개소의 걸림고정용 홈(20B)은 각각 평면이 직사각 형상이 되며, 또한 개구단이 서로 반대측을 향하도록 형성되어 있다.

통 형상부(22)는, 그 내주가 하우징(1)에 장착하기 위한 피장착부(27)가 된다. 피장착부(27)의 다이어프램부(21)의 근방에는, 통 형상부(22)의 직경 방향으로 연장된 모듈측 평탄면(22A)을 갖는 단차부(27A)가 형성되어 있다. 피장착부(27) 중 단차부(27A) 보다 개구단측은 돌출부(15)의 외주에 대향한다(도 1 및 도 2 참조).

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 모듈측 평탄면(22A)과 하우징(1)의 하우징측 평탄면(15A)의 사이에는 O 링(6)이 배치되어 있다. 모듈측 평탄면(22A)과 하우징측 평탄면(15A)은 O 링(6)의 돌출부(15)의 축 방향의 이동을 규제하는 것이며, 센서 모듈(2)이 돌출부(15)에 장착된 상태에서는, 서로 평행으로 되어 있다.

모듈측 평탄면(22A)과 하우징측 평탄면(15A)은, O 링(6)이 통 형상부(22)와 돌출부(15)에서 협지되도록, 각각 통 형상부(22)의 직경 방향의 폭 치수가 O 링(6)의 두께 치수와 동일하거나, 약간 작게 되어 있다.

돌출부(15)의 하우징측 평탄면(15A)으로부터 경사면(15B)까지의 축 방향 치수는 적어도 O 링(6)의 두께 치수이면 된다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 통 형상부(22)에는, 패드(24), 전자 부품(25) 및 온도 측정 소자(26)가 각각 마련되는 평면(22B)이 형성되어 있다. 평면(22B)은 다이어프램부(21)의 평면(21A)의 직경 방향 외측에 인접하며 또한 평면(21A)과 동일면 상에 형성되어 있다.

패드(24)는 3개소 배치되어 있으며, 각각 도전성 부재(51)의 단부에 접속되어 있다. 패드(24)와 검지부(23)의 사이에는 도전성 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있으며, 도전성 패턴과 전자 부품(25) 및 온도 측정 소자(26)가 전기적으로 접속되어 있다.

전자 부품(25)은 평면(21A)을 사이에 두고 패드(24)와는 반대로 배치되는 것이며, 1개의 ASIC 회로(251)와 복수의 콘덴서(252)를 구비한다.

온도 측정 소자(26)는 모듈 본체(20)를 통하여 피측정 유체의 온도를 검지하는 칩 부품이다.

이상의 구성의 물리량 측정 장치를 조립하려면, 우선 세라믹으로 모듈 본체(20)를 제작한다.

모듈 본체(20)를 제작하려면 여러 가지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 도시하지 않는 금형에 세라믹 분말을 충전하여 성형체를 형성하고, 이 성형체를 소결한다. 이 때, 금형에는, 모듈측 평탄면(22A)을 형성하기 위한 단차부를 미리 금형 내에 마련해 둔다. 이것에 의해, 모듈측 평탄면(22A)이 성형체의 일부로서 형성되게 된다.

성형체를 도시하지 않는 소성로에 투입하고, 소정 온도로 소성한 후, 소성로로부터 취출한다.

이와 같이 제작된 모듈 본체(20)의 다이어프램부(21)나 통 형상부(22)의 평면(21A, 22B)에 검지부(23), 패드(24), 도전 패턴 레지스터를 형성한다. 그리고, 전자 부품(25) 및 온도 측정 소자(26)를 통 형상부(22)의 평면(22B)에 장착한다.

또한, 금속의 블록체를 연삭 가공 등 하여, 하우징(1)을 형성한다. 이 때, 하우징(1)을 가공하는 동시에 돌출부(15)에 하우징측 평탄면(15A)을 형성한다. 물리량 측정 장치를 구성하는 다른 부품도 제조해 둔다.

그 후, 하우징(1)의 돌출부(15)의 외주부에 O 링(6)을 장착하고, 전자 부품(25) 및 온도 측정 소자(26), 그 이외의 필요한 부재가 장착된 센서 모듈(2)을 돌출부(15)에 장착한다.

또한, 터미널 단자(4)를 커넥터(3)에 인서트 성형에 의해 일체화한다. 커넥터(3)의 오목부(31D)에 탄성 부재(52)를 끼워맞추고, 터미널 단자(4)와 도전성 부재(51)의 일단을 용접 등으로 접속시켜, 패드(24)에 도전성 접착제 등을 도포하고, 커넥터(3)를 하우징(1)에 압입하고, 탄성 부재(52)로 도전성 부재(51)의 타단을 패드(24)에 가압한다. 도전성 부재(51)의 타단과 패드(24)는, 예를 들면 도전성 접착제로 고정된다.

그 후, 하우징(1)에 커넥터(3)를 코킹한다.

따라서, 본 실시형태에서는 다음의 작용 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 하우징(1)에 센서 모듈(2)을 수납하고, 하우징(1)에 커넥터(3)를 마련하며, 커넥터(3)에 터미널 단자(4)를 마련하고, 터미널 단자(4)와 센서 모듈(2)의 패드(24)와의 사이에 탄성을 갖는 도전성 부재(51)를 마련했으므로, 커넥터(3)를 하우징(1)에 장착하는 것에 의해, 도전성 부재(51)는 탄성 변형하여 터미널 단자(4)의 단부에 확실히 접속된다. 그 때문에, 터미널 단자(4)와 패드(24)의 전기적인 접속 작업을 용이하고 확실히 실행할 수 있다.

또한, 센서 모듈(2)은 다이어프램부(21)의 주연부에 통 형상부(22)가 일체로 형성된 모듈 본체(20)와, 다이어프램부(21)의 평면(21A)에 형성된 검지부(23)와, 통 형상부(22)에 있어서 평면(21A)보다 직경 방향 외측에 인접한 평면(22B)에 각각 마련된 패드(24) 및 전자 부품(25)을 구비하고 있기 때문에, 피측정 유체가 센서 모듈(2)에 도입되어 다이어프램부(21)가 변위하여도, 그 변위가 패드(24) 및 전자 부품(25)으로 방해받는 일이 없으므로, 물리량의 적정한 측정을 실행할 수 있다. 전자 부품(25)은 통 형상부(22)의 평면(22B)의 일부에 배치되어 있으므로, 다이어프램부(21)의 평면(21A)을 사이에 둔 반대측의 위치에 패드용의 공간이 생기게 되므로, 패드(24)의 형성을 용이하게 실행할 수 있다. 모듈 본체(20)가 세라믹제의 경질 부재이기 때문에, 전자 부품(25)의 전기적인 접속 작업을 용이하게 실행할 수 있다.

(2) 통 형상부(22)의 내주에 형성된 피장착부(27)에, 모듈측 평탄면(22A)을 갖는 단차부(27A)를 형성했으므로, 통 형상부(22)의 평면(22B) 중 단차부에 상당하는 부분도 전자 부품(25)을 설치하기 위한 공간으로서 이용할 수 있는 한편, 통 형상부(22)의 단차부(27A)보다 개구측에 위치하는 피장착부(27)는, 그 내경이 다이어프램부(21)의 직경보다 크므로, 모듈 본체(20)를 장착하는 돌출부(15)의 외경을 크게 할 수 있다.

(3) 통 형상부(22)의 평면(22B)에 온도 측정 소자(26)가 마련되어 있으므로, 모듈 본체(20)의 피측정 유체가 도입되는 측의 부위로부터 멀어진 위치에 온도 측정 소자(26)가 설치되게 되어도, 측정 정밀도가 그 정도로 저하되지 않는다. 또한, 온도 측정 소자(26)는 통 형상부(22)에 마련되는 것이며, 다이어프램부(21)에는 마련되어 있지 않으므로, 온도 측정 소자(26)에 의해 다이어프램부(21)의 변위가 저해되지 않는다.

(4) 도전성 부재(51)를 연결 금구로 구성하고, 이 일단을 탄성 부재(52)와 패드(24)를 향하여 부세시켰으므로, 도전성 부재(51)와 패드(24)의 접속을 확실히 실행할 수 있다.

(5) 커넥터(3)는 하우징(1)에 코킹하여 끼워맞춰지므로, 하우징(1)으로의 커넥터(3)의 접속 작업이 용이해진다. 또한, 하우징(1)에 접속한 후에는, 커넥터(3)가 하우징(1)으로부터 벗어나기 어렵게 된다.

(6) 커넥터(3)에 형성된 걸림고정용 돌기(31C)와, 센서 모듈(2)의 외주에 형성된 걸림고정용 홈(20B)이 서로 걸림고정되는 것에 의해, 커넥터(3)에 대하여 센서 모듈(2)이 회전 방지되게 되어, 도전성 부재(51)와 패드(24)나 터미널 단자(4)의 접속 개소가 어긋나는 일이 없다. 그 때문에, 단선에 따른 문제점을 회피할 수 있다.

(7) 하우징(1)의 돌출부(15)에는, 모듈측 평탄면(22A)과 대향하는 하우징측 평탄면(15A)이 형성되며, 모듈측 평탄면(22A)과 하우징측 평탄면(15A)의 사이에 O 링(6)이 배치되어 있으므로, O 링을 보지하기 위한 구조가 간단하게 된다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 6에 근거하여 설명한다.

제 2 실시형태는 제 1 실시형태와는 탄성의 도전성 부재의 구성이 상이한 것이며, 다른 구성은 제 1 실시형태와 동일하다. 또한, 제 2 실시형태의 설명에 있어서, 제 1 실시형태와 동일 또는 마찬가지의 구성은 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

도 6은 제 1 실시형태의 도 2에 상당하는 도면이다.

도 6에 있어서, 탄성의 도전성 부재(7)는 터미널 단자(4)와 센서 모듈(2)의 패드(24)의 사이에 마련된 코일 스프링이다. 코일 스프링은, 터미널 단자(4)와는 패드(24)로부터의 가압만으로 고정되어 있다. 또한, 커넥터(3)에는, 코일 스프링을 가이드하는 도시하지 않는 가이드부가 마련되어 있다.

제 2 실시형태에 있어서, 물리량 측정 장치의 조립 순서는 제 1 실시형태와 거의 동일하다.

제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 (1) 내지 (3) 및 (5) 내지 (7)과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있는 것 이외에, 다음의 효과를 발휘할 수 있다.

(8) 도전성 부재(7)를, 터미널 단자(4)와 센서 모듈(2)의 패드(24)의 사이에 마련된 코일 스프링으로 했으므로, 도전성 부재(51)를 연결 금구로 구성하고, 이 연결 금구의 단부를 쿠션으로 이루어지는 탄성 부재로 모듈 본체(20)에 부세하는 제 1 실시형태에 비해, 부품 점수가 감소되어, 물리량 측정 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술의 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위로의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

예를 들면, 상기 각 실시형태에서는, 통 형상부(22)의 평면(22B)에 직접 설치하는 전자 부품(25)을 ASIC 회로(251)와 콘덴서(252)로 구성했지만, 본 발명에서는, 이들 중 한쪽만으로 하여도 좋고, 또한 이들 전자 부재를 대신하여 증폭 회로를 이용하여도 좋다.

상기 각 실시형태에서는, 통 형상부(22)의 내주에 형성된 피장착부(27)에, 모듈측 평탄면(22A)을 갖는 단차부(27A)를 형성했지만, 본 발명에서는, 통 형상부(22)의 피장착부(27)에 반드시 단차부(27A)를 형성하는 것을 필요로 하지 않는다.

상기 각 실시형태에서는, O 링(6)의 돌출부(15)의 축 방향을 따른 이동을 규제하기 위해서, 통 형상부(22)의 축 방향과 직교하는 방향으로 연장되며, 모듈측 평탄면(22A)을 형성하고, 돌출부(15)의 축 방향과 직교하는 방향으로 연장되며 하우징측 평탄면(15A)을 형성했지만, 본 발명에서는, O 링(6)의 이동을 규제할 수 있는 것이면, 다른 구성, 예를 들면 돌출부(15)에 O 링(6)을 보지하는 홈을 형성하는 것이어도 좋다.

또한, 세라믹제의 센서 모듈(2)이나 하우징(1)의 가공 방법은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 센서 모듈(2)의 베이스가 되는 모듈 본체(20)를 금형 등으로 성형하고, 이 모듈 본체(20)를 절삭이나 연삭 가공을 하여 모듈측 평탄면(22A)을 가공하는 것이어도 좋다.

또한, 통 형상부(22)의 평면(22B)에 온도 측정 소자(26)를 마련했지만, 온도 측정 소자(26)는 필요에 따라서 마련하면 좋고, 물리량 측정 장치의 기종에 따라서는 온도 측정 소자(26)를 마련하는 것을 필요로 하지 않는다.

만일, 통 형상부(22)의 평면(22B)에 온도 측정 소자(26)가 마련되는 경우라도, 온도 측정 소자(26)는 칩 부품에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 온도 측정 소자(26)는 통 형상부(22)의 평면(22B)에 인쇄 등이 이뤄진 페이스트를 소성하여 형성된 것이어도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 하우징(1)을 금속제 부재로 형성했지만, 본 발명에서는, 합성 수지 부재로 이음부를 형성하는 것이어도 좋다.

또한, 전자 부품(25)을, 평면(21A)을 사이에 두고 패드(24)와는 반대측에 배치했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 센서 모듈(2)의 평면(21A)이 큰 면적이면, 전자 부품(25)을 패드(24)와 인접시키는 것이어도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 물리량 측정 장치로서 압력 센서를 예시하여 설명했지만, 본 발명에서는, 이것에 한정되는 일은 없으며, 예를 들면, 차압 센서나 온도 센서에도 적용 가능하다.

1 : 하우징
2 : 센서 모듈
3 : 커넥터
4 : 터미널 단자
21 : 다이어프램
21A : 평면
22 : 통 형상부
22B : 평면
25 : 전자 부품
51 : 도전성 부재

Claims (6)

1. 센서 모듈과,
   상기 센서 모듈을 수납하는 하우징과,
   상기 하우징에 마련된 커넥터와,
   상기 커넥터에 마련된 터미널 단자와,
   상기 센서 모듈과 상기 커넥터의 사이의 공간에 배치되며, 상기 터미널 단자와 상기 센서 모듈의 사이에 마련된 탄성을 갖는 도전성 부재를 구비하고,
   상기 센서 모듈은,
   도입되는 피측정 유체의 압력에 의해 변위하는 다이어프램부 및 상기 다이어프램부에 일체로 형성된 통 형상부를 갖는 세라믹제의 모듈 본체와,
   상기 다이어프램부 중 상기 피측정 유체가 접촉하는 면과는 반대측에 위치하는 평면에 형성되며, 상기 다이어프램부의 변위를 검지하는 검지부와,
   상기 검지부와 전자 부품을 거쳐서 전기적으로 접속되며, 상기 다이어프램부의 평면보다 직경 방향 외측에 인접한 평면에 형성된 패드를 구비하고,
   상기 패드와 상기 도전성 부재가 접속되며,
   상기 전자 부품은 상기 통 형상부의 평면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
   물리량 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 통 형상부는 상기 다이어프램부의 주연부에 일체로 형성되며, 또한 상기 하우징에 장착되는 피장착부가 내주에 형성되며,
   상기 통 형상부의 피장착부에는, 상기 통 형상부의 직경 방향으로 연장된 모듈측 평탄면을 갖는 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   물리량 측정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 통 형상부의 평면에 온도 측정 소자가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
   물리량 측정 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 커넥터는 상기 하우징에 코킹하여 끼워맞춰지는 것을 특징으로 하는
   물리량 측정 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 커넥터에는 걸림고정용 돌기가 형성되며,
   상기 걸림고정용 돌기에 걸림고정되는 걸림고정용 홈이 상기 센서 모듈의 외주에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   물리량 측정 장치.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징은, 외주부에 상기 통 형상부의 피장착부가 장착되며 내부에 상기 피측정 유체가 도입되는 도입 구멍이 형성된 돌출부를 갖고,
   상기 돌출부에는, 상기 모듈측 평탄면과 대향하는 하우징측 평탄면이 형성되며,
   상기 모듈측 평탄면과 상기 하우징측 평탄면의 사이에는 O 링이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
   물리량 측정 장치.

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