WO2005098388A1 - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

　一枚の金属板の両側を折り曲げて２つのバネ部４１、４２を有するバネターミナル４０の構造とする。このような構造を有するバネターミナルでは、２つのバネ部４１、４２の固有振動数が互いに異なっている。このため、圧力センサに外部振動が与えられた場合、バネターミナル４０の２つのバネ部４１、４２のいずれか一方が外部振動に共振したとしても、もう一方が基板３０内回路とターミナル５０とを電気的に接続し続けることができる。

Description

圧力センサ

技術分野

[0001] 本発明は、外部から受ける振動に対する耐振性を向上させた圧力センサに関する 背景技術

[0002] 従来より、圧力センサ内部の構造を簡略ィ匕し、小型な圧力センサを実現できる構造 が提案されている（例えば、特表 2003— 529070号公報参照)。

[0003] 図 8に、従来の圧力センサの概略断面図を示す。この図に示されるように、圧力セ ンサは、ハウジング：[1と、六角ケーシンク と、機器コネクタ J3とを備えて構成されて いる。

[0004] ハウジング は六角ケーシンク に連通するように固定されている。このハウジング J1の一端側には圧力導入子 U4があり、この圧力導入子 U4の終端部にはダイヤフラム を備えた圧力測定セル J5が配置されている。この圧力測定セル J5は、集積回路を有 する基 ¾[6のコンタクト面 J7を介して、基 6内の集積回路と電気的に接続されてい る。また、基 ¾[6内の集積回路は、圧縮パネ (S字状の板パネ) J8を介して機器コネク タ J3に設置されたコネクタコンタクト J9と電気的に接続されており、さらにコネクタコン タクト J9がターミナル J10に電気的に接続されている。

[0005] そして、機器コネクタ J3が圧力測定セル J5、基 6、圧縮パネ J8等を覆うように六 角ケーシンク 2に固定され、ノ ッケージとされている。なお、機器コネクタ J3に図示し な 、外部コネクタが接続され、外部との電気的な接続がなされるようになって!/、る。

[0006] 上記のような構成において、基 ¾[6内の集積回路とコネクタコンタクト J9とは、 S字 状の圧縮パネ J8によって電気的に接続されている。具体的には、圧縮パネ J8の一端 は導電接着剤で基 ¾[6に直接接続されている。一方、圧縮パネ J8の他端は、機器コ ネクタ J3が六角ケーシンク 2にはめ込まれたときに、機器コネクタ J3に設置されたコ ネクタコンタクト J9に接するようになつている。このようにして、基 8内の集積回路と コネクタコンタクト J9との電気的導通状態が図られている。 [0007] し力しながら、上記従来のように圧縮パネ J8で電気的導通状態を図る構造では、圧 力センサが外部振動を受けると、圧縮パネ J8がその外部振動に共振してしまうという 問題が生じる。ここで、圧縮パネ J8の一端は基板に直接接続されているが、圧縮パネ J8の他端はコネクタコンタクト J9に押し込まれて固定されているだけなので、圧縮パネ J8が外部振動を受けて共振すると、圧縮パネ J8の他端がコネクタコンタクト J9から離 れた状態、すなわち非接触状態になる可能性がある。このような状態になると、

6とコネクタコンタクト J9とが電気的に切断されてしまうこととなる。したがって、検出さ れた圧力値の信号を外部に取り出すことができなくなる。

[0008] また、圧縮パネ J8が共振すると、コネクタコンタクト J9に接触している圧縮パネ J8が コネクタコンタクト J9をこするように振れることがある。このようにして、圧縮パネ J8の他 端が振れることで圧縮パネ J8やコネクタコンタクト J9が摩耗してしまう。これにより、基 6からの出力が不安定になることや、圧力値を示す信号にノイズが含まれてしまう こと等の不具合が生じる。

[0009] 上記の問題は、圧力センサが振動を受けやすい環境となる場所 (例えば車両のェ ンジンルーム）に装備される場合、特に起こりやすい。

発明の開示

[0010] 本発明は、上記点に鑑み、圧力センサに外部力 振動が与えられる場合であって も、確実に信号を出力できる圧力センサを提供することを目的とする。

[0011] 上記目的を達成するため、請求項 1に記載の発明では、圧力導入孔（13)を有する ハウジング（10)と、中空筒形状であって、この中空筒形状の軸の一端側に前記ハウ ジングに導入された圧力によって変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、軸の他端 側に前記圧力導入孔と連通する通路（23)を有するステム（20)と、ダイヤフラム部上 に設けられ、ダイヤフラム部の変形に応じた電気信号を出力する検出部（24)と、電 気信号を受け取り、この電気信号に応じた出力信号を作成する基板 (30)と、固有振 動数が異なる複数のパネ部 (41、 42)を有すると共にパネ部の一端側 (41a, 42a)が 基板に接合されるパネターミナル (40)と、パネ部の他端側 (41b、 42b)が当接される と共に、出力信号を外部に出力するターミナル（50)とを備えることを特徴としている。

[0012] このように、基板とターミナルとの電気的接続にお！、て、固有振動数の異なる複数 のパネ部を有するパネターミナルを介するようにすることで、圧力センサが外部振動 を受けたときに、いずれか一方のパネ部が外部振動に対して共振してしまったとして も、もう一方のパネ部が共振しないようにすることができる。したがって、基板内の回 路とターミナルとを常に電気的に接続することができる。このようにして、圧力センサ の耐振性を向上させることができ、安定して信号を出力することができる。

[0013] また、パネターミナルにおいては、パネ部の一端側が基板に直接接合された状態 になっている。つまり、圧力センサが外部振動を受けた場合であっても、パネ部が基 板面に対してずれることがない。共振によってパネ部の他端側が振動したとしても、 パネ部の他端側が異なる振動数の外部振動で共振するため、パネ部の他端側がタ 一ミナルをこする状態が異なる。したがって、パネ部およびターミナルの摩耗の進み 方が異なり、冗長性を持つことから、パネ部およびターミナルの摩耗を軽減することが できる。

[0014] 請求項 2に記載の発明では、圧力導入孔（13)を有するハウジング（10)と、中空筒 状であって、この中空筒形状の軸の一端側にハウジングに導入された圧力によって 変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、軸の他端側に圧力導入孔と連通する通路（ 23)を有するステム（20)と、ダイヤフラム部上に設けられ、ダイヤフラム部の変形に応 じた電気信号を出力する検出部（24)と、電気信号を受け取り、この電気信号に応じ た出力信号を作成する基板 (30)と、固有振動数が異なる複数のパネ部 (41、 42)を 有するパネターミナル (40)と、パネ部の一端側 (41a、 42a)が接合されると共に、バ ネ部の他端側 (41b、 42b)を基板に備えられた電極（33)に当接し、出力信号を外 部に出力するターミナル（50)とを備えることを特徴としている。

[0015] このように、固有振動数が異なる複数のパネ部を有するパネターミナルによって、圧 力センサに外部振動が与えられたとしても、パネ部のうちいずれか 1つが共振の影響 を受けるだけであり、共振の影響を受けない他のパネ部によって基板内の回路とター ミナルとを常に電気的に接続することが可能となる。したがって、圧力センサが外部 力も振動を受けても、常に信号を出力することができる。

[0016] また、パネ部の一端側がターミナルに固定されているので、圧力センサが外部振動 を受けたとしても、パネ部の他端側が異なる振動数の外部振動で共振するため、バ ネ部の他端側が基板をこする状態が異なり、パネ部および基板の摩耗の進み方が異 なり、冗長性を持つことから、パネ部および基板の摩耗を軽減することができる。

[0017] 請求項 3に記載の発明では、ハウジングにおいてステムが配置された面に対向する 位置にコネクタケース（60)がハウジングと接合されており、基板にはパネ部の他端側 が当接する電極（33)が備えられると共に、この電極は、ハウジングとコネクタケースと の組み付け中心軸を中心とした任意の半径を有する円（E)において、その円の周方 向に延びる扇形状になって 、ることを特徴として 、る。

[0018] このように、電極が扇形になっていることで、コネクタケースが組み付け中心軸に対 して回転した場合であっても、電極がその回転方向に沿うような形状となっていること から、ターミナルに接合されたパネターミナルのパネ部の他端側が電極力 外れるま での組み付け余裕度を大きくとることができる。したがって、圧力センサに与えられる 外部振動に対する耐振性の向上、ハウジングとコネクタケースとを組み付ける際にバ ネ部の他端側が電極力も外れてしまわないことから圧力センサの歩留まりの低減、さ らには圧力センサの信頼性を向上させることができる。

[0019] 請求項 4に記載の発明では、圧力導入孔（13)を有するハウジング（10)と、中空筒 形状であって、この中空筒形状の軸の一端側にハウジングに導入された圧力によつ て変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、軸の他端側に圧力導入孔と連通する通路 (23)を有するステム（20)と、ダイヤフラム部上に設けられ、ダイヤフラム部の変形に 応じた電気信号を出力する検出部（24)と、電気信号を受け取り、この電気信号に応 じた出力信号を作成する基板 (30)と、固有振動数特性が等 ヽ複数のパネ部 (43a 、 43b)を有すると共に、パネ部の一端側が基板に接合されるパネターミナル (43)と 、パネ部の他端側が当接されると共に、出力信号を外部に出力するターミナル (50、 53、 55)と、を備え、パネターミナルにおいては、パネ部の曲がり形状が複数のパネ 部にお 、てそれぞれ異なって 、ることを特徴として 、る。

[0020] このように、基板とターミナルとの電気的接続にぉ 、て、同じ固有振動数特性を有 するパネターミナルを、各パネ部の曲がり形状が異なるように基板 ターミナル間に設 置する。これにより、各パネ部が共振する振動数をそれぞれ異なるようにすることがで きる。したがって、圧力センサが外部振動を受けて各パネ部のうちいずれか一方が共 振してしまっても、他方のパネ部は共振しないため、基板とターミナルとを常に電気 的に接続し続けることができる。このようにして、圧力センサの耐振性を向上させるこ とができ、信号を確実に出力することができる。

[0021] また、各パネ部の一端側が基板に固定されているので、圧力センサが外部振動を 受けたとしても、各パネ部の他端側が異なる振動数の外部振動で共振するため、各 パネ部の他端側が基板をこする状態が異なる。したがって、各パネ部および基板の 摩耗の進み方が異なり、冗長性を持つことから、各パネ部および基板の摩耗を軽減 することができる。

[0022] 請求項 5に記載の発明では、圧力導入孔（13)を有するハウジング（10)と、中空筒 状であって、この中空筒形状の軸の一端側にハウジングに導入された圧力によって 変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、軸の他端側に圧力導入孔と連通する通路（ 23)を有するステム（20)と、ダイヤフラム部上に設けられ、ダイヤフラム部の変形に応 じた電気信号を出力する検出部（24)と、電気信号を受け取り、この電気信号に応じ た出力信号を作成する基板 (30)と、固有振動数特性が等 、複数のパネ部 (43a、 43b)を有するパネターミナル (43)と、パネ部の一端側が接合されると共に、パネ部 の他端側を基板に備えられた電極 (33)に当接し、出力信号を外部に出力するターミ ナル（50)と、を備え、パネターミナルにおいては、パネ部の曲がり形状が複数のパネ 部にお 、てそれぞれ異なって 、ることを特徴として 、る。

[0023] このように、基板とターミナルとの電気的接続にぉ 、て、同じ固有振動数特性を有 するパネターミナルを、パネ部の曲がり形状がそれぞれ異なるように基板-ターミナル 間に設置する。これにより、各パネ部が共振する振動数がそれぞれ異なるため、圧力 センサに外部振動が与えられたとしても、パネ部のうちいずれか 1つが共振の影響を 受けるだけである。したがって、共振の影響を受けない他のパネ部によって基板内の 回路とターミナルとを常に電気的に接続することが可能となり、圧力センサが外部か ら振動を受けても、常に信号を出力することができる。

[0024] また、パネ部の一端側がターミナルに固定されているので、圧力センサが外部振動 を受けたとしても、パネ部の他端側が異なる振動数の外部振動で共振するため、バ ネ部の他端側が基板をこする状態が異なり、パネ部および基板の摩耗の進み方が異 なり、冗長性を持つことから、パネ部および基板の摩耗を軽減することができる。

[0025] 請求項 6に記載の発明では、ハウジングにおいてステムが配置された面に対向する 位置にコネクタケース（60)がハウジングと接合されており、基板にはパネ部の他端側 が当接する電極（33)が備えられると共に、この電極は、ハウジングとコネクタケースと の組み付け中心軸を中心とした任意の半径を有する円（E)において、その円の周方 向に延びる扇形状になって 、ることを特徴として 、る。

[0026] このように、電極が扇形になっていると共に、電極がその回転方向に沿うような形状 となっている。これにより、ターミナルに接合されたパネターミナルのパネ部の他端側 が電極力も外れるまでの組み付け余裕度を大きくとることができる。したがって、コネク タケースが組み付け中心軸に対して回転した場合であっても、圧力センサに与えら れる外部振動に対する耐振性の向上、ハウジングとコネクタケースとを組み付ける際 にパネ部の他端側が電極力 外れてしまわないことから圧力センサの歩留まりの低 減、さらには圧力センサの信頼性を向上させることができる。

[0027] 請求項 7に記載の発明では、パネ部は、一端側と他端側とで構成されるくの字形状 になっていることを特徴としている。このように、パネ部をくの字形状とすることができる

[0028] なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段と の対応関係を示すものである。

図面の簡単な説明

[0029] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。

[図 2]第 1実施形態におけるパネターミナルの概略図であり、 (a)はパネターミナル近 傍の概略図、（b)は (a)の A矢視図である。

[図 3]第 2実施形態におけるパネターミナルの概略図であり、 (a)はパネターミナル近 傍の概略図、 (b)はコネクタケース側力も見た基板を示した図である。

[図 4]第 3実施形態におけるパネターミナル近傍の概略図である。

[図 5]第 1実施形態においてパネターミナルの一例を示した図である。

[図 6]第 1実施形態においてパネターミナルの一例を示した図である。

[図 7]第 3実施形態においてパネターミナルの一例を示した図である。 [図 8]従来の圧力センサの概略断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0030] (第 1実施形態）

以下、本発明の第 1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示さ れる圧力センサは、数 kHzの振動を受ける環境となる場所に用いられ、例えば車両 のエンジンルーム等に設置されるものである。

[0031] 図 1は、本実施形態における圧力センサ 100の概略断面図である。この図に示され るように、圧力センサ 100は、ハウジング 10と、ステム 20と、基板 30と、パネターミナ ノレ 40と、ターミナノレ 50と、コネクタケース 60とを備えて構成されている。

[0032] ノ、ウジング 10は、切削や冷間鍛造等により加工された中空形状の金属製のケース であり、その一端側の外周面には、被測定体にネジ結合可能なネジ部 11が形成され ている。ハウジング 10の一端側には、ハウジング 10の一端に形成された開口部 12か らハウジング 10の他端側に延びる孔、すなわち圧力導入孔 13が形成されており、こ の圧力導入孔 13が圧力導入通路としての役割を果たす。

[0033] ステム 20は、中空円筒形状にカ卩ェされた金属製の部材であり、ステム 20の外周部 に設けられた雄ねじ部 21が、ハウジング 10の圧力導入孔 13に形成された雌ねじ部 14にネジ止めされてハウジング 10内に収納されている。このステム 20は、その軸一 端側にハウジング 10に導入された圧力によって変形可能な薄肉状のダイヤフラム部 22を有し、軸他端側にダイヤフラム部 22に繋がる通路 23を有する。そして、通路 23 とハウジング 10の圧力導入孔 13とが連通された状態にされ、被測定体の圧力が圧 力導入孔 13からダイヤフラム部 22に伝えられるようになつている。

[0034] また、このステム 20のダイヤフラム部 22上には、単結晶 Si (シリコン)力もなる圧力 検出用のセンサチップ 24が固定されている。このセンサチップ 24は集積回路を有し 、ステム 20内部に導入された圧力によってダイヤフラム部 22が変形したとき、この変 形に応じた抵抗値の変化を電気信号に変換して出力する検出部 (歪みゲージ)とし て機能するものである。

[0035] 具体的には、ステム 20内に導入された圧力によりダイヤフラム部 22が変形すると、 これに応じてダイヤフラム部 22上に設置されたセンサチップ 24上の歪みゲージが変 形する。このとき、この変形によるピエゾ抵抗効果により、歪みゲージの抵抗値が変化 する。したがって、この抵抗値の変化を検出することにより歪みゲージに加えられた 応力、すなわちステム 20内に導入された圧力を検出することができる。そして、ダイヤ フラム部 22を伝導した圧力に応じた電気信号をセンサチップ 24が生成する。このこと は、圧力センサ 100の基本性能を左右する。

[0036] 基板 30は、センサチップ 24で検出された信号を外部出力するための信号に変換 する機能を有する ICチップ 31や信号を処理する回路、配線パターンを備えたもので ある。具体的には、センサチップ 24と基板 30とはワイヤ 32でボンディングされて電気 的に接続され、センサチップ 24の信号が基板 30に配置された回路および ICチップ 3 1に入力されるようになっている。この基板 30はステム 20を収納したハウジング 10に 接着剤等で設置された状態になって 、る。

[0037] パネターミナル 40は、基板 30内回路とターミナル 50とを電気的に接続するもので あり、一枚の金属板の両側が折り曲げられてパネ状とされたものである。また、このバ ネターミナル 40は、例えばリン青銅、ベリリウム銅、チタン銅、ステンレス等で形成され ており、導電接着剤で基板 30の電極が配置された位置に直接接着されている。そし て、パネターミナル 40のパネとされる部分がターミナル 50に当接されることにより、基 板 30とターミナル 50との間で電気的な接続が可能になる。

[0038] また、このパネターミナル 40は、本実施形態の圧力センサ 100に用いられるターミ ナル 50の数が後述するように 3本であることから、 3つのパネターミナル 40が基板 30 に設置されることとなる。そして、各パネターミナル 40が各ターミナル 50に電気的に 接続されている。

[0039] ターミナル 50は、 L字状の棒状部材で構成されるものであり、コネクタケース 60に設 置されている。また、ターミナル 50の下端部 51は平面形状になっており（後述する図 2 (a)参照）、上記パネターミナル 40のパネとされる部分力この下端部 51に当接する ようになつている。本実施形態では、圧力センサ 100を稼働するための電源用および 接地用、そして信号出力用の 3本のターミナル 50がコネクタケース 60に設置されて いる。そして、ターミナル 50の先端部分が図示しない外部コネクタに接続されることで 、圧力センサ 100の外部にある相手側回路等へ配線部材を介して電気的に接続さ れる。

[0040] コネクタケース 60は、圧力センサ 100で検出された圧力値の信号を外部に出力す るためのコネクタをなすものであり、榭脂等により形成されたものである。このコネクタ ケース 60は、 Oリング 70を介してハウジング 10の他端側にはめ込まれた状態で、ノヽ ウジング 10の他端がコネクタケース 60を押さえるようかしめ固定される。これにより、コ ネクタケース 60はハウジング 10と一体化してパッケージを構成し、該パッケージ内部 のセンサチップ 24、基板 30、電気的接続部等を湿気'機械的外力より保護するよう になっている。

[0041] 次に、上記パネターミナル 40について図 2を参照して説明する。図 2は、本実施形 態に用いられるパネターミナル 40の概略図であり、 (a)はパネターミナル 40近傍の概 略図、（b)は（a)の A矢視図である。

[0042] 上述のように、パネターミナル 40は、一枚の金属板で構成されている。具体的には 、金属板の両側が折り曲げられて、板パネが複数、すなわち 2つのパネ部 41、 42が 設けられた構造になっている。各パネ部 41、 42は、それぞれ一端側 41a、 42aと他 端側 41b、 42bとでくの字形状をなしている。本実施形態では、図 2 (a)に示されるよ うに、折り曲げられる金属板の長さが両端で異なっているので、パネ部 41、 42のうち 一方が他方よりもたわみやすくなつている。そして、パネ部 41、 42の一端側 41a、 42 aが基板 30に接着されて 、る。

[0043] 本実施形態では、パネターミナル 40を構成する金属板の厚みは 0. 08mmである。

また、金属板の幅は 1. 2mmである力 折り曲げられた両側の金属板の幅は 1. 0m mになっている。このように、金属板において基板に接着される部分の幅がパネをな す部分よりも大きくなつているのは、基板 30に対する接着面積を大きくしてパネターミ ナル 40が基板 30に確実に固定されるようにするためである。

[0044] また、金属板の両端が折り曲げられる長さは、例えば一方が 2. 5mm,他方が 5. 0 mmになっている。このように、折り曲げられる金属板の長さが両端で異なることで、 各パネ部 41、 42の固有振動数が異なったものとなっている。

[0045] このような構造を有するパネターミナル 40にお 、ては、図 2 (b)に示されるように、バ ネターミナノレ 40、すなわち各ノ ネ咅 41、 42の他端佃 J41b、 42b力ターミナノレ 50によ つて基板 30方向に押されることで、各パネ部 41、 42の他端側 41b、 42bがターミナ ル 50に当接されるようになつている。つまり、各パネ部 41、 42力ターミナル 50に押さ れると、各パネ部 41、 42に復元力が働くことによって、ターミナル 50の下端部 51に 各パネ部 41、 42の他端側 41b、 42bが密着することにより電気的な接続が可能とな る。

[0046] 上記の構成を有する圧力センサ 100では、圧力導入孔 13から導入された圧力によ つてダイヤフラム部 22が歪むので、その歪みに応じた抵抗値を示す電気信号が基板 30に出力される。そして、この電気信号が基板 30内回路で出力信号に変換され、こ の出力信号が基板 30内回路力もパネターミナル 40を介してターミナル 50に出力さ れて、圧力検出されるようになっている。

[0047] このような圧力センサ 100に対して機械的振動が与えられた場合、機械的振動によ つてパネターミナル 40のパネ部 41、 42が共振することが起こりうる。共振は、機械的 振動の振動数およびパネ部の固有振動数がほぼ同じ場合に起こるが、パネターミナ ル 40には固有振動数が異なる 2つのパネ部 41、 42が設けられているため、パネ部 4 1、 42のうちいずれか一方が機械的振動に共振してしまったとしても、もう一方が共振 してしまうことはない。したがって、圧力センサ 100に機械的振動が与えられたとして も、基板 30内回路とターミナル 50とを電気的に接続し続けることが可能となり、圧力 センサ 100から安定した信号を出力することができる。

[0048] このように、基板 30内回路とターミナル 50との電気的接続において、固有振動数 の異なる 2つのパネ部 41、42を有するパネターミナル 40を介するようにすることで、 圧力センサ 100が外部振動を受けたときに、 2つのパネ部 41、 42のうちいずれか一 方が外部振動に対して共振してしまうことがあったとしても、もう一方は共振しないの で基板 30とターミナル 50とを確実に電気的に接続した状態にすることができる。これ により、圧力センサ 100の耐振性を向上させることができ、安定した信号を出力するこ とがでさる。

[0049] また、パネターミナル 40においては、各パネ部 41、 42の他端側 41b、 42bの幅より も一端側 41a、 42aの幅を大きくして、基板 30に対する接合面積を大きくしている。こ れにより、圧力センサ 100が外部振動を受けた場合であっても、パネ部 41、 42が基 板 30の面に対して振れることがない。このため、共振によってパネ部 41、 42の他端 側 41b、 42bが振動したとしても、パネ部 41、 42の他端部 41b、 42b力ターミナル 50 をこすることはない。したがって、パネ部 41、 42およびターミナル 50の摩耗を防止す ることがでさる。

[0050] (第 2実施形態）

本実施形態では、第 1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態 では、パネターミナル 40がターミナル 50に接着されていることが第 1実施形態と異な る。

[0051] 図 3は、本実施形態におけるパネターミナル 40の概略図であり、 (a)はパネターミナ ル 40近傍の拡大図、 (b)はコネクタケース 60側から見た基板 30の概略図である。

[0052] 図 3 (a)に示されるように、パネターミナル 40はターミナル 50の下端部 51に接合さ れた状態になっており、パネターミナル 40は、例えば抵抗溶接によりターミナル 50の 下端部 51に接合される。なお、本実施形態で用いられるパネターミナル 40は、第 1 実施形態と同じものが採用される。

[0053] また、図 3 (b)に示されるように、基板 30にはパネターミナル 40を介してターミナル 5 0と電気的な接続がなされるように電極 33が配置されている。この電極 33は、ハウジ ング 10とコネクタケース 60との組み付け中心軸を中心とした任意の半径を有する円 Eにおいて、その円 Eの周方向に延びる形状、すなわち扇形状になっている。そして 、ノ ネターミナノレ 40の各ノ ネ咅 41、 42の他端佃 J41b、 42b力 この扇形の電極 33に 当接することで基板 30内回路とターミナル 50とが電気的に接続されるようになってい る。

[0054] このように、第 1実施形態と同様に、固有振動数の異なる複数のパネ部 41、 42で基 板 30内回路とターミナル 50とを電気的に接続していることから、圧力センサ 100に与 えられる外部振動に対する耐振性を向上させることができる。

[0055] また、電極 33が扇形になっていることで、コネクタケース 60が組み付け中心軸に対 して回転した場合であっても、電極 33がその回転方向に沿うような形状となっている ことから、ターミナル 50に接合されたパネターミナル 40の各パネ部 41、 42の他端側 41b、 42bがその電極 33に沿うように移動するので、パネ部 41、 42の他端側 41b、 4 2bが電極 33から外れるまでの組み付け余裕度を大きくとることができる。したがって、 基板 30に設置された扇形の広い電極 33に各パネ部 41、 42の他端側 41b、 42bが 常に接触するようにでき、圧力センサ 100から確実に信号を出力することができる。

[0056] そして、パネ部 41、 42の一端側 41a、 42aがターミナル 50に接合された状態にな つているので、圧力センサ 100が外部振動を受けたとしても、パネ部 41、 42が異なる 振動数の外部振動で共振するため、摩耗の進み方が異なり、冗長性を持つことから 、パネターミナル 40および電極 33の摩耗を防止することができる。

[0057] さらに、ハウジング 10とコネクタケース 60との組み付けの際に、確実にパネ部 41、 4 2の他端側 41b、 42bを電極 33に接触させることができるので、圧力センサ 100の歩 留まりの低減および圧力センサ 100の信頼性を向上させることができる。

[0058] (第 3実施形態）

本実施形態では、第 1および第 2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上 記第 1および第 2実施形態では、各パネ部 41、 42がそれぞれ異なる固有振動数を 有するパネターミナル 40を採用している。し力しながら、本実施形態では、各パネ部 においてそれぞれ同じ固有振動数特性を有するパネターミナルを採用し、このパネ ターミナルの設置状態を互いに変えることで、各パネ部が外部振動に共振する振動 数を互いに異なるようにする。以下、このことについて、図 4を参照して説明する。

[0059] 図 4は、本実施形態に係るパネターミナル 43近傍の概略図である。まず、本実施形 態において、パネターミナル 43は、一枚の金属板で構成されると共に、金属板の両 側が折り曲げられて板パネが複数、すなわち 2つのパネ部 43a、 43bが設けられた構 造になっている。また、折り曲げられる金属板の長さが両端で等しくなつていると共に 、各パネ部 43a、 43bは同じ固有振動数特性を有している。このため、各パネ部 43a 、 43bは、同じ振動数で共振する。このようなパネターミナル 43は、はんだ Sl、 S2を 介して基板 30に接着される。パネターミナル 43において、金属板の厚みは例えば 0 . 08mm、金属板の幅は例えば 1. 2mmである。

[0060] 図 4に示されるように、これらはんだ Sl、 S2は、パネターミナル 43の長手方向にお ける長さがそれぞれ異なっている。具体的には、基板 30の表面に対向するパネター ミナル 43の部分において、その長手方向の中心点を Mlとすると、各はんだ Sl、 S2 のパネ部分側の各端が、中心点 Mlに対して非対称の位置にある。

[0061] このようなはんだ S l、 S2の配置により、各パネ部 43a、 43bは、各はんだ Sl、 S2の 各パネ部分側の各端カゝらそれぞれ板パネとして機能する。すなわち、この板パネとし て機能する位置が各パネ部 43a、 43bで異なることで各パネ部 43a、 43bの曲がり形 状がそれぞれ違う形状となるため、各パネ部 43a、 43bにおいて圧力センサ 100が受 ける振動に共振する振動数がそれぞれ異なるのである。したがって、同じ固有振動 数特性を有する各パネ部 43a、 43bを備えたパネターミナル 43が、図 4に示されるよ うなはんだ Sl、 S2の配置の基づき基板 30に設置されることで、各パネ部 43a、 43b が共振する振動数をそれぞれ異なる振動数に変えることができる。

[0062] 以上、説明したように、本実施形態では、固有振動数特性が等しいパネ部 43a、 43 bを、各パネ部 43a、 43bの曲がり形状が異なるように基板 30-ターミナル 50間に設 置する。これにより、各パネ部 43a、 43bが共振する振動数をそれぞれ異なるようにす ることができる。したがって、圧力センサ 100が外部振動を受けて各パネ部 43a、 43b のうちいずれか一方が共振してしまっても、他方は共振しないため、基板 30とターミ ナル 50とを常に電気的に接続し続けることができる。このようにして、圧力センサ 100 の耐振性を向上させることができ、信号を確実に出力することができる。

[0063] また、各パネ部 43a、 43bの一端側が基板 30に固定されているので、圧力センサ 1 00が外部振動を受けたとしても、各パネ部 43a、 43bの他端側が異なる振動数の外 部振動で共振するため、各パネ部 43a、 43bの他端側が基板 30をこする状態が異な る。したがって、各パネ部 43a、 43bおよび基板 30の摩耗の進み方が異なり、冗長性 を持つことから、各パネ部 43a、 43bおよび基板 30の摩耗を軽減することができる。

[0064] (第 4実施形態）

本実施形態では、第 1一第 3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記 第 3実施形態では、はんだ S l、 S2を介してパネターミナル 43を基板 30に設置して V、るが、第 2実施形態のようにパネターミナル 43をターミナル 50の下端部分に接合 するようにしても良い。この場合、第 3実施形態と同様に、はんだ Sl、 S2を介してバ ネターミナル 43をターミナル 50の下端部 51に接合することとなる。つまり、ターミナル 50の下端部 51に各パネ部 43a、 43bの一端側を接合した時、各パネ部 43a、 43bが 異なる曲がり形状でターミナル 50と基板 30との間に設置されることとなる。本実施形 態では、第 3実施形態で用いられるパネターミナル 43と同じものを採用する。

[0065] したがって、図 4に示されるパネターミナル 43を、第 2実施形態と同様に、パネター ミナル 43をターミナル 50の下端部 51に接合することができる。このような場合、第 2 実施形態で採用されるターミナル 50を用いる。

[0066] また、第 2実施形態と同様に、基板 30には扇形状の電極 33が配置されており（図 3

(b)参照）、パネターミナル 43の各パネ部 43a、 43bの他端側力 この扇形の電極 33 に当接することで基板 30内の回路とターミナル 50とが電気的に接続されるようになつ ている。

[0067] 以上、説明したように、同じ固有振動数特性を有するパネターミナル 43をターミナ ル 50の下端部 51にはんだ Sl、 S2を介して接合すると共に各パネ部 43a、 43bの曲 力 Sり形状がそれぞれ異なるようにする。これにより、各パネ部 43a、 43bが共振する振 動数がそれぞれ異なるため、圧力センサ 100に外部振動が与えられたとしても、共振 の影響を受けな 、 、ずれか一方によって基板 30内の回路とターミナル 50とを常に電 気的に接続することができる。したがって、圧力センサ 100に与えられる外部振動に 対する耐振性を向上させることができる。

[0068] また、パネ部 43a、 43bの一端側がターミナル 50に固定されているので、圧力セン サ 100が外部振動を受けたとしても、パネ部 43a、 43bの他端側が異なる振動数の外 部振動で共振するため、パネ部 43a、 43bの他端側が基板 30をこする状態が異なり 、パネ部 43a、 43bおよび基板 30の摩耗の進み方が異なり、冗長性を持つことから、 パネ部 43a、 43bおよび基板 30の摩耗を軽減することができる。

[0069] (他の実施形態）

上記第 1および第 2実施形態では、パネターミナル 40にお 、て金属板の両側を折 り曲げる長さを変えて、各パネ部 41、 42の固有振動数を異なるものにしている力 こ れは一例を示したものにすぎない。すなわち、各パネ部 41、 42において固有振動数 を異なるものにすることは、他の方法によっても可能である。以下、図 5および図 6に パネターミナルの一例を示す。なお、図 6 (a)—（c)は、各パネターミナル 82、 83をタ 一ミナル 50側から見た図である。 [0070] 図 5 (a)は、各パネ部 45a、 45bの板厚が異なるパネターミナル 45を示した図である 。このように、各パネ部 45a、 45bの厚みを変えることで各パネ部 45a、 45bの固有振 動数が異なるようにすることができる。

[0071] 図 5 (b)は、各パネ部 46a、 46bで異なる幅を有するパネターミナル 46を示した図で ある。このように、幅の異なるパネ部 46a、 46bを設けるようにしても良い。

[0072] また、図 5 (c)は、 2つのパネ部 47a、 47bのうち、パネ部 47aに穴 Hを開けたバネタ 一ミナノレ 47を示した図である。このように、ノネ咅47aゝ 47bのうち、 ヽずれ力一方に 穴 Hを開けるようにして、各パネ部 47a、 47bの重さに差をつけて各パネ部 47a、 47b の固有振動数が異なるようにすることができる。

[0073] また、図 6 (a)は、各パネ部 82a、 82bのうち!/、ずれか一方のパネ部 82bの形状が、 他方のパネ部 82aの形状と異なるパネターミナル 82を示した図である。図 6 (a)に示 されるように、パネ部 82bには深い溝 CUが形成されている。この溝 CUによって、各 パネ部 82a、 82bの固有振動数を異なるようにすることができる。なお、溝 CUは図 6 ( a)に示されるものに限るものではない。例えば、溝 CUの左右の金属板の幅は、左右 で異なって!/ヽても構わな 、し、溝 CUが浅くても構わな 、。

[0074] 図 6 (b)は、各パネ部 83a、 83bがそれぞれ異なる材料の金属板で構成されたパネ ターミナル 83を示した図である。一般に、金属板は弾性率 (弾性係数)、密度の変化 によって固有振動数が変化する。図 6 (b)に示される例は、この性質を利用したもの である。すなわち、各パネ部 83a、 83bにおいて、一方を例えばリン青銅で形成し、他 方を例えばベリリウム銅で形成する。そして、それらを土台となる金属板の端に接続 することでパネターミナル 83を構成する。このように、各パネ部 83a、 83bをそれぞれ 異なる材料で形成することで、それぞれ固有振動数が異なるようにすることができる。

[0075] なお、図 6 (b)に示されるパネターミナル 83の各パネ部 83a、 83bをそれぞれ同じ 材料で構成することも可能である。このような場合、各パネ部 83a、 83bをそれぞれグ レードの違うもの、すなわち弾性係数が異なるもので構成することで、各パネ部 83a、 83bの固有振動数を異なるようにすることができる。

[0076] 図 6 (c)は、各パネ部 84a、 84bのパネ部分の曲率がそれぞれ異なるパネターミナ ル 84を示した図である。図 6 (c)に示されるように、一方のパネ部 84aの曲率 R1と、 他方のパネ部 84bの曲率 R2と、がそれぞれ異なる。これにより、各パネ部 84a、 84b の固有振動数をそれぞれ異なるようにすることができる。

[0077] また、図 2、図 3 (a)、図 5、図 6に示すパネターミナル 40、 45— 47、 82— 84では、 一枚の金属板の両側を折り曲げた構造になっている力 パネターミナル 40、 45— 47 、 82— 84の構造はこれに限るものではない。すなわち、固有振動数がそれぞれ異な る 2つ（または複数）のパネ部、例えばパネターミナル 40の各パネ部 41、 42をそれぞ れ分離したものを用意して、単体のパネ部をそれぞれ基板 30に接合するようにしても よい。このように、固有振動数がそれぞれ異なるパネ部を介して基板 30内回路とター ミナル 50とを電気的に接続したとして、圧力センサ 100が外部力も振動を受けたとし ても、共振しないパネ部が基板 30とターミナル 50とを電気的に接続し続けることがで きる。同様に、図 4に示されるパネターミナル 43において、各パネ部 43a、 43bをそれ ぞれ分離したものを用意しても良い。

[0078] 以上に示した各パネターミナル 40、 45— 47では、金属板の両側が折れ曲がった 構造になっている力 金属板の両側を湾曲させた形状にしても良い。パネ部をこのよ うな湾曲構造としても、 2つの湾曲部分の固有振動数が異なるようにすれば、上記し たパネターミナルと同様の効果を得ることができる。

[0079] 上記第 3実施形態では、パネターミナル 43において基板 30に接着するはんだ S 1 、 S2の長さを変え、その結果、各パネ部 43a、 43bの曲がり形状を変えることで各バ ネ部 43a、 43bが共振する振動数をそれぞれ異なるようにしている力 これは一例を 示したものにすぎない。すなわち、各パネ部 43a、 43bにおいて共振する振動数をそ れぞれ異なるようにすることは、他の方法によっても可能である。以下、図 7にバネタ 一ミナルの一例を示す。

[0080] 図 7 (a)は、下端部分に段差 STを設けたターミナル 53にパネターミナル 43の各バ ネ部 43a、 43bが当接している様子を示した図である。図 7 (a)に示されるように、ター ミナル 53の下端部には段差 STが設けられている。この段差 STにより、パネターミナ ル 43の各パネ部 43a、 43bがそれぞれターミナル 53の下端部分に当接する際、各 パネ部 43a、 43bがターミナル 53の下端部分に接する高さがそれぞれ異なるようにな つている。これにより、各パネ部 43a、 43bの曲がり形状が変わり、共振する振動数を それぞれ異なるようにすることができる。この段差 STの高さは、例えば 0. 1-1. Om mである。

[0081] 図 7 (b)は、パネターミナル 43の各パネ部 43a、 43bのうちパネ部 43b側に溝 CLが 設けられた様子を示した図である。図 7 (b)に示されるように、パネ部 43b側の基板 3 0を掘り下げて溝 CLを形成することで、パネ部 43bが浮いた状態となる。これにより、 各パネ部 43a、 43bの曲がり形状を変えることができ、それぞれ異なる振動数に共振 するようにすることができる。なお、この溝 CLは、パネ部 43a側にあっても良い。また、 溝 CLは各パネ部 43a、 43bのいずれか一方に形成される力 その形状はどんな形 状であっても構わない。

[0082] 図 7 (c)は、基板 30の表面に対して斜めに曲げられたターミナル 55の下端部分に パネターミナル 43の各パネ部 43a、 43bが当接している様子を示した図である。この 図に示されるように、ターミナル 55の下端部分は、基板 30の表面に対して平行にな つておらず、斜めに曲げられた形状になっている。つまり、パネターミナル 43の各バ ネ部 43a、 43bがターミナル 55の下端部分に当接する高さがそれぞれ異なるようにな つている。これにより、各パネ部 43a、 43bの曲がり形状がそれぞれ異なるため、各バ ネ部 43a、 43bが共振する振動数をそれぞれ異なるようにすることができる。ターミナ ル 55の下端部分を基板 30に対して斜めに折り曲げる際、各パネ部 43a、 43bの接 点部分の高さの差は、例えば 0. 05mm程度になっている。

[0083] 図 7 (d)は、はんだ S3を介してパネターミナル 43が基板 30に接着された様子を示 した図である。図 7 (d)に示されるように、はんだ S3の両端は、パネターミナル 43の中 心点 Mlに対して非対称の位置にある。これにより、パネターミナル 43の各パネ部 43 a、 43bの曲がり形状が異なることとなり、それぞれのパネ部 43a、 43bが共振する振 動数を異なるようにすることができる。

[0084] なお、図 7 (d)に示されるはんだ S3は、図 4に示されるはんだ Sl、 S2の間をはんだ で充填した場合と同じである。つまり、図 4または図 7 (d)に示されるように、基板 30の 回路設計に合わせたはんだ接合を行うことが可能である。

[0085] 上記図 5—図 7に示される例では、第 2実施形態のように、パネターミナル 43、 45— 47、 82— 84をターミナル 50の下端部 51に接合しても良いことは、言うまでもない。 上述のよう【こ、ノ ネターミナノレ 40、 43、 45一 47、 82一 84を圧力センサ 100【こ採用 する実施例について説明したが、上記圧力センサ 100に限らず、振動を受ける環境 となるどんな場所であっても採用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 圧力導入孔（13)を有するハウジング（10)と、

中空筒形状であって、この中空筒形状の軸の一端側に前記ハウジングに導入され た圧力によって変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、前記軸の他端側に前記圧力 導入孔と連通する通路（23)を有するステム（20)と、

前記ダイヤフラム部上に設けられ、前記ダイヤフラム部の変形に応じた電気信号を 出力する検出部（24)と、

前記電気信号を受け取り、この電気信号に応じた出力信号を作成する基板 (30)と 固有振動数が異なる複数のパネ部 (41、 42)を有すると共に前記パネ部の一端側 ( 41a、 42a)が前記基板に接合されるパネターミナル (40)と、

前記パネ部の他端側 (41b、 42b)が当接されると共に、前記出力信号を外部に出 力するターミナル (50)とを備えることを特徴とする圧力センサ。

[2] 圧力導入孔（13)を有するハウジング（ 10)と、

中空筒状であって、この中空筒形状の軸の一端側に前記ハウジングに導入された 圧力によって変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、前記軸の他端側に前記圧力導 入孔と連通する通路（23)を有するステム（20)と、

前記ダイヤフラム部上に設けられ、前記ダイヤフラム部の変形に応じた電気信号を 出力する検出部（24)と、

前記電気信号を受け取り、この電気信号に応じた出力信号を作成する基板 (30)と 固有振動数が異なる複数のパネ部 (41、 42)を有するパネターミナル (40)と、 前記パネ部の一端側 (41a、 42a)が接合されると共に、前記パネ部の他端側 (41b

、 42b)を前記基板に備えられた電極 (33)に当接し、前記出力信号を外部に出力す るターミナル（50)とを備えることを特徴とする圧力センサ。

[3] 前記ハウジングにおいて前記ステムが配置された面に対向する位置にコネクタケー ス（60)が前記ハウジングと接合されており、

前記基板には前記パネ部の他端側が当接する前記電極（33)が備えられると共に 、この電極は、前記ハウジングと前記コネクタケースとの組み付け中心軸を中心とした 任意の半径を有する円（E)において、その円の周方向に延びる扇形状になっている ことを特徴とする請求項 2に記載の圧力センサ。

[4] 圧力導入孔（13)を有するハウジング（ 10)と、

中空筒形状であって、この中空筒形状の軸の一端側に前記ハウジングに導入され た圧力によって変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、前記軸の他端側に前記圧力 導入孔と連通する通路（23)を有するステム（20)と、

前記ダイヤフラム部上に設けられ、前記ダイヤフラム部の変形に応じた電気信号を 出力する検出部（24)と、

前記電気信号を受け取り、この電気信号に応じた出力信号を作成する基板 (30)と 固有振動数特性が等しい複数のパネ部 (43a、 43b)を有すると共に、前記パネ部 の一端側が前記基板に接合されるパネターミナル (43)と、

前記パネ部の他端側が当接されると共に、前記出力信号を外部に出力するターミ ナル（50、 53、 55)と、を備え、

前記パネターミナルにおいては、前記パネ部の曲がり形状が前記複数のパネ部に ぉ 、てそれぞれ異なって 、ることを特徴とする圧力センサ。

[5] 圧力導入孔（13)を有するハウジング（ 10)と、

中空筒状であって、この中空筒形状の軸の一端側に前記ハウジングに導入された 圧力によって変形可能なダイヤフラム部（22)を有し、前記軸の他端側に前記圧力導 入孔と連通する通路（23)を有するステム（20)と、

前記ダイヤフラム部上に設けられ、前記ダイヤフラム部の変形に応じた電気信号を 出力する検出部（24)と、

前記電気信号を受け取り、この電気信号に応じた出力信号を作成する基板 (30)と 固有振動数特性が等し 、複数のパネ部 (43a、 43b)を有するパネターミナル (43) と、

前記パネ部の一端側が接合されると共に、前記パネ部の他端側を前記基板に備え られた電極 (33)に当接し、前記出力信号を外部に出力するターミナル (50)と、を備 え、

前記パネターミナルにおいては、前記パネ部の曲がり形状が前記複数のパネ部に ぉ 、てそれぞれ異なって 、ることを特徴とする圧力センサ。

[6] 前記ハウジングにおいて前記ステムが配置された面に対向する位置にコネクタケー ス（60)が前記ハウジングと接合されており、

前記基板には前記パネ部の他端側が当接する前記電極（33)が備えられると共に

、この電極は、前記ハウジングと前記コネクタケースとの組み付け中心軸を中心とした 任意の半径を有する円（E)において、その円の周方向に延びる扇形状になっている ことを特徴とする請求項 5に記載の圧力センサ。

[7] 前記パネ部は、前記一端側と前記他端側とで構成されるくの字形状になっていること を特徴とする請求項 1な!、し 6の 、ずれか 1つに記載の圧力センサ。