JP2004061366A - Pressure sensor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【従来技術】
圧力センサは,シリコン基板上に形成した歪ゲージと,シリコン基板を精密にエッチングして形成した圧力検知用のダイヤフラムとを有する感圧素子を利用したセンサである。そして,この圧力センサは,上記歪ゲージにより,圧力によるダイヤフラムのひずみ量を計測することにより圧力を測定する。
【0002】
感圧素子を配置する受圧面を有するコネクタハウジングと,センサハウジングとからなる圧力センサにおいて,上記の感圧素子は,センサハウジングに挿入したコネクタハウジングと,センサハウジングとの間の圧力室に収容されるよう構成されている。
【0003】
上記感圧素子への電源供給や信号出力のため,上記コネクタハウジングの内部にターミナルピンを貫通させ,該ターミナルピンの一方の端部を上記受圧面から突出させておくのが一般的である。受圧面から突出するターミナルピンの外周において,コネクタハウジング本体とターミナルピンの外周との間に生じ得る隙間を確実にシールする必要がある。従来の圧力センサにおいては,このシール材としてシリコーン系接着剤等が適用されていた。
【0004】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記従来の圧力センサにあっては,次のような問題がある。
即ち,シリコーン系接着剤は,シリコン系オイル等により膨潤し接着力低下,浸透漏れ等を生じる場合がある。また,硬化前接着剤を塗布する工程においては,液状接着剤の垂れ等を生じ易く作業性が良くない。さらに,所定の硬化時間が経過するまで安静に保持しておく必要があり,生産性を高くするうえでの障壁となっていた。
【0005】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,作業効率良くターミナルピンのシール作業を実施することができ,シール性が良好な圧力センサ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題の解決手段】
第1の発明は,相互に電気的に接続されたターミナルピンと感圧素子とを配置した受圧面を有するコネクタハウジングと,該コネクタハウジングを挿入するセンサハウジングと,上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとの間に形成される圧力室とを有し,該圧力室に面した上記受圧面には,上記ターミナルピンの周囲を内方に窪ませて形成した窪み部を有しており,該窪み部には上記ターミナルピンの周囲に生じる隙間をシールするシール剤を配設してなる圧力センサを製造する方法において,
上記窪み部に上記シール剤を配設するに当たっては,予め上記窪み部に収容可能な形状に成形した熱可塑性接着剤よりなる成形シール剤を準備し,
該成形シール剤を上記ターミナルピンを突出させた上記窪み部内に挿入配置し,
上記成形シール剤を加熱溶融させて上記窪み部内において流動させ,上記ターミナルピンの周囲に生じる隙間を覆うように配置した後凝固させることを特徴とする圧力センサの製造方法にある(請求項1)。
【0006】
上記第1の発明による圧力センサの製造方法においては,予め上記窪み部に収容可能な形状に成形した熱可塑性接着剤よりなる成形シール剤を準備しておく。そして,上記圧力センサにおける上記窪み部に上記シール剤を配設するに当たって,この成形シール剤を利用している。
【0007】
そのため,上記圧力センサの製造において,上記窪み部に配設するシール剤となる成形シール剤の取り扱いが容易である。例えば,液状の接着剤を上記窪み部に充填するごとく,液状の接着剤が垂れてしまう等の問題が生じることがない。上記第1の発明による圧力センサの製造方法によれば,上記ターミナルピンを突出させた上記窪み部内に,上記成形シール剤を挿入配置するだけで良くその作業性は極めて良好である。
【0008】
さらに,上記成形シール剤を加熱溶融させて上記窪み部内において流動させ,その後冷却して凝固させるだけで良い。
そのため,液状の接着剤のごとく硬化するまでの待ち時間が必要なく,生産効率にも優れている。また,成形シール剤を加熱,溶融して,上記窪み部内を流動させるため,上記ターミナルピンの周囲に生じる隙間を確実に覆うことができ,そのシール性は確実である。
【0009】
このように,上記第1の発明によれば,作業効率良くターミナルピンのシール作業を実施することができ,シール性が良好な圧力センサ及びその製造方法することができる。
【0010】
第2の発明は,相互に電気的に接続されたターミナルピンと感圧素子とを配置した受圧面を有するコネクタハウジングと,該コネクタハウジングを挿入するセンサハウジングと,上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとの間に形成される圧力室とを有し,該圧力室に面した上記受圧面には,上記ターミナルピンの周囲を内方に窪ませて形成した窪み部を有しており,該窪み部には上記ターミナルピンの周囲に生じる隙間をシールするシール剤を配設してなる圧力センサを製造する方法において,
上記コネクタハウジングを作製するに当たっては,上記ターミナルピンを予めセットした金型内に合成樹脂材料を射出するインサート成形により行い,
該インサート成形時には,成形後に上記窪み部となる位置に対応する上記ターミナルピンの外周に,熱可塑性接着剤を成形してなる成形シール剤を予め配設しておき,該成形シール剤及び上記ターミナルピンをセットした上記金型内に上記合成樹脂材料を射出充填すると共に,上記合成樹脂材料の熱により上記成形シール剤を加熱溶融させてその後凝固させることを特徴とする圧力センサの製造方法にある(請求項3)。
【0011】
上記第2の発明による圧力センサの製造方法によれば,上記熱可塑性接着剤よりなる上記成形シール剤を,予め配設した上記ターミナルピンを上記金型内にセットする。この金型内に上記合成樹脂材料を射出充填するインサート成形のみにより,上記窪み部から突出する上記ターミナルピンの外周を確実にシールすることができる。
【0012】
すなわち,上記成形シール剤は,インサート成形時における高温の合成樹脂材料の熱により加熱溶融され,上記ターミナルピンの外周に密着すると共に上記コネクタハウジングの本体をなす上記合成樹脂材料と一体不可分に密着する。そして,上記熱可塑性接着剤は,上記コネクタハウジングの冷却と共に上記窪み部となる位置において凝固し,上記ターミナルピンと上記コネクタハウジングとの隙間を確実にシールする。
そのため,上記製造方法によれば,上記ターミナルピンに上記成形シール剤を配設しておくだけで上記窪み部にシール剤を配設した圧力センサを製造することができ,その生産性は極めて良好である。
【0013】
第3の発明は,相互に電気的に接続されたターミナルピンと感圧素子とを配置した受圧面を有するコネクタハウジングと,該コネクタハウジングを挿入するセンサハウジングと,上記コネクタハウジングと上記センサハウジングとの間に形成される圧力室とを有し,該圧力室に面した上記受圧面には,上記ターミナルピンの周囲を内方に窪ませて形成した窪み部を有しており,該窪み部には上記ターミナルピンの周囲に生じる隙間をシールするシール剤を配設してなる圧力センサにおいて,
上記窪み部に配設された上記シール剤は,熱可塑性接着剤よりなることを特徴とする圧力センサにある(請求項6)。
【0014】
上記第3の発明による圧力センサは,上記窪み部に熱可塑性接着剤からなるシール剤を配設してある。熱可塑性接着剤からなるシール剤によれば,シリコーン系オイル等に対して膨潤するおそれが少なく,膨潤に伴う接着力の低下や浸透による漏れ等を生じるおそれが少ない。
そのため,上記圧力センサは,そのシール性を長期間に渡って維持することができ,その優れた圧力計測性能を長期間に渡って発揮し得る。
【0015】
【発明の実施の形態】
上記第1〜第3の発明においては,上記熱可塑性接着剤としては,ポリアミド系,ポリオレフィン系,ポリエステル系,スチレンエラストマー系,EVA系(エチレン酢酸ビニル共重合体),反応性エポキシ系,反応性ウレタン系,アクリル系等を適用することができる。
また,上記合成樹脂材料としては,PPS,PBT,PA,PC,PET等を適用することができる。
上記第1の発明においては,上記成形シール剤は,上記ターミナルピンの上記窪み部に突出する突出部よりも大きい径の貫通穴を中央部に有するリング形状を呈していることが好ましい(請求項2)。
この場合には,上記成形シール剤の中央部にある上記貫通穴に上記突出部を貫通させて,上記窪み部内に上記成形シール剤を挿入配設できる。そのため,上記ターミナルピンの外周全周に渡って上記成形シール剤を確実に配設することができる。その後,該成形シール剤を加熱溶融させた場合には,上記ターミナルピンの外周をその全周に渡って確実にシールすることができる。
【0016】
また,上記貫通穴は,上記ターミナルピンの上記突出部よりも大きい径にしてある。そのため,上記成形シール剤を,上記窪み部の最深部まで確実に挿入配設でき,製造された上記圧力センサにあっては上記窪み部と上記シール剤との間に隙間等を生じるようなことがない。
【0017】
なお,上記ターミナルピンにおける上記突出部の形状としては,略円形状や矩形等,任意の形状が考えられる。したがって,上記貫通穴は,任意形状の突出部よりも大きい径,すなわち,突出部を容易に挿入し得る程度の形状及び大きさとすることが必要である。また,同様に,上記リング形状とは,2重円形状に限定されるものではなく,内側の形状,外側の形状とも任意の形状の組み合わせが考えられる。
【0018】
上記第2の発明においては,請求項1〜3のいずれか1項において,上記熱可塑性接着剤は,融点が135℃〜265℃の範囲にあることが好ましい(請求項4)。
この場合には,上記コネクタハウジングの射出成形時に,上記ターミナルピンに予め配設した上記成形シール剤を適度に溶融できる。そして,上記熱可塑性接着剤を上記窪み部内において適切に流動させ,上記ターミナルピンの周囲の隙間を確実に覆うように配設させることができる。
【0019】
一方,融点が,135℃より低い場合には,圧力計測時において上記シール剤が軟化してしまい上記圧力室におけるシール性が不十分となる恐れがある。また,上記金型内への上記合成樹脂材料の射出充填量が少ない射出成形の初期段階において,上記成形シール剤が溶融し,合成樹脂材料の流動と共に上記熱可塑性接着剤が他所へ流動してしまうおそれがある。
【0020】
融点が,265℃を超える場合には,上記コネクタハウジングの射出成形時において,上記成形シール剤が十分溶融しないおそれがある。成形シール剤が十分に溶融しないと,上記ターミナルピンの周囲の隙間に上記シール剤が適切に配置されないおそれがある。
【0021】
また,上記熱可塑性接着剤は,ポリアミドを主成分とするものであることが好ましい(請求項5)。
この場合には,射出成形時において,PPS,PBT等の合成樹脂材料に溶解することがない。そのため,上記コネクタハウジングにおける上記窪み部に確実に上記シール剤を配設させることができる。また,上記圧力センサの使用時において,シリコーンオイル,フッ素オイル等の影響によりそのシール性が低下するおそれがない。
【0022】
上記第3の発明においては,上記熱可塑性接着剤は,融点が135℃〜265℃の範囲にあることが好ましい(請求項7)。
この場合には,高温の流体等の圧力計測にも対応でき,圧力計測対象の温度によらず高いシール性を維持できる。また,融点が上記温度範囲にある上記成形シール剤によれば,窪み部に配設した上記シール材を溶融させて実施するシール作業やメンテナンス作業等の作業性が良好である。
【0023】
一方,融点が,135℃より低い場合には,高温の流体等の圧力計測時において上記シール剤が軟化してシール性が不十分となり,圧力センサの性能が不良となる恐れがある。また,融点が,265℃を超える場合には,上記シール剤を加熱溶融させようとすると上記コネクタハウジングを形成する合成樹脂材料を溶融させてしまい,シール作業やメンテナンス作業の実施が困難となる。
【0024】
また,上記熱可塑性接着剤は,ポリアミドを主成分として含有していることが好ましい(請求項8)。
この場合には,上記熱可塑性接着剤は,耐熱性,耐薬品性,接着性等に優れている。上記窪み部に配設した上記シール剤は,その優れたシール性を長期間に渡って発揮することができる。
【0025】
【実施例】
(実施例1)
本発明の実施例にかかる圧力センサ1の製造方法について,図1〜図6を用いて説明する。
本例は,図1に示すごとく,相互に電気的に接続されたターミナルピン10と感圧素子20とを配置した受圧面32を有するコネクタハウジング30と,該コネクタハウジング30を挿入するセンサハウジング40と,コネクタハウジング30とセンサハウジング40との間に形成される圧力室42とを有する圧力センサ1を製造する方法に関する。
【0026】
この圧力センサ1は,図2に示すごとく,圧力室42に面した受圧面32には,ターミナルピン10の周囲を内方に窪ませて形成した窪み部120を有している。そして,該窪み部120にはターミナルピン10の周囲に生じる隙間をシールするシール剤12を配設してなる。
本例の製造方法においては,窪み部120にシール剤12を配設するに当たっては,予め窪み部120に収容可能な形状に成形した熱可塑性接着剤よりなる成形シール剤129(図3)を準備しておく。
【0027】
そして,該成形シール剤129をターミナルピン10を突出させた窪み部120内に挿入配置する。そしてその後,この成形シール剤129を加熱溶融させて窪み部120内において流動させ,ターミナルピン10の周囲に生じる隙間を覆うように配置した後凝固させる。
以下にこの内容について詳しく説明する。
【0028】
本例の圧力センサ1は,図1に示すごとく,シールダイヤフラム43を有するセンサハウジング40に,ターミナルピン10と感圧素子20とを配置した受圧面32を有するコネクタハウジング30を挿入して組み立てたセンサである。
すなわち,本例の圧力センサ1は,圧力計測対象である流体とは隔離された圧力室42を有している。そして,圧力センサ1は,シールダイヤフラム43に作用する圧力を,圧力室42に封入した圧力伝達媒体を介して検知できるよう構成されている。
【0029】
感圧素子20は,シリコン基板上のシリコン層を加工して歪ゲージを形成するとともに,シリコン基板を精密にエッチングしてセンサダイヤフラムを形成したものである。
PPS樹脂よりなるコネクタハウジング30は,図2に示すごとく,後述するごとくターミナルピン10をインサートして一体成形されていると共に,センサハウジング40に挿入する挿入部35と,外部機器のコネクタ(図示略)と電気的に接続するためのソケット部300とを有している。
【0030】
コネクタハウジング30における挿入部35は,図2に示すごとく,上記挿入方向に略平行な軸を中心とした略円柱形状の挿入基部353と,該挿入基部353よりも小径である略円柱形状の挿入先端部351とを有している。そして,該挿入先端部351と挿入基部353との間には,コネクタテーパ面352を配設してある。
【0031】
挿入先端部351は,図2に示すごとく,その外周面に,圧力室42を密閉するためのOリング50及びバックアップリング51を配設できるよう構成されており,挿入先端部351の外周面には,Oリング50及びバックアップリング51を配設するためのリング溝350を設けてある。
【0032】
ソケット部300は,図2に示すごとく,外部機器(図示略)と電気的に接続するための外部コネクタ(図示略)を挿入することができるよう構成されていると共に,該ソケット部300の内部には,それぞれのターミナルピン10における一方の端部を突出させてある。そして,それぞれのターミナルピン10は,ソケット部300に挿入された上記外部コネクタの各電極と電気的に接触するよう構成されている。
【0033】
上記のターミナルピン10としては,図2に示すごとく,電源用,グランド用及び信号出力用の3本があり,これらのターミナルピン10は,すべてソケット部300から受圧面32へとコネクタハウジング30を貫通するように,インサート成形によってコネクタハウジング30内に一体的に配置されている。
【0034】
コネクタハウジング30の挿入方向の端面である受圧面32には,図2に示すごとく,その中央部に感圧素子20が配設してある。さらに,該感圧素子20の周辺には,内方に向かって窪む窪み部120を配設してあり,該窪み部120には,ターミナルピン10の端部である突出部110が突出している。さらに窪み部120には,ポリアミドを主成分とする熱可塑性接着剤によるシール剤12が充填されている。
そして,各ターミナルピン10は,図2に示すごとく,感圧素子20とボンディングワイヤ34により相互に電気的に接続されている。
【0035】
センサハウジング40は,ステンレススチールよりなると共に,図1に示すごとく,上記シールダイヤフラム43のコネクタハウジング30側に,上記挿入部35を挿入する凹部45と,該凹部45に挿入部35を挿入した状態で挿入部35と係合するカシメ部41とを有している。
【0036】
センサハウジング40における凹部45は,図1に示すごとく,上記挿入先端部351を挿入する略円柱形状の内周面を形成する第1凹部451と,上記挿入基部353を挿入する略円柱形状の第2凹部453とを有している。そして,該第2凹部453と上記第1凹部451との間に,センサテーパ面452が配設されている。
【0037】
凹部45の底面部分には,シールダイヤフラム43が配設されている。該シールダイヤフラム43は,その外周部に積層されたシールリング431の表面からレーザ溶接して,センサハウジング40まで達する溶接部435を設けることにより強固に固定されている。
センサテーパ面452は,図1に示すごとく,コネクタハウジング30の上記挿入先端部351に配設されたOリング50を第1凹部451に滑らかに挿入できるよう上記挿入方向とのなす角Rを25度に設定してある。
【0038】
センサハウジング40は,図1に示すごとく,シールダイヤフラム43の被計測環境側に圧力計測対象としての流体,気体等をシールダイヤフラム43側へ導入する圧力導入孔441と,圧力計測対象としての流体等を収容する配管パイプ等に対して圧力センサ1を取り付けるためのネジ部442とを有している。
【0039】
圧力センサ1は,図1に示すごとく,コネクタハウジング30におけるコネクタテーパ面352と,センサハウジング40におけるセンサテーパ面452とが密着するよう,コネクタハウジング30をセンサハウジング40に挿入して組み立てたものである。
【0040】
さらに,図1に示すごとく,コネクタハウジング30とセンサハウジング40とは,コネクタテーパ面352とセンサテーパ面452との間において,上記かしめ部41をかしめる際に生じる挿入方向の荷重を作用させた状態で組み付けてある。
なお,図1に示すごとく,コネクタテーパ面352とセンサテーパ面452との当接によって,コネクタハウジング30の先端面とセンサハウジング40の凹部45の底部とは接触することなく,両者の間に所定の隙間が形成されている。
【0041】
圧力センサ1は,コネクタハウジング30の受圧面32とセンサハウジング40のシールダイヤフラム43とが対峙して形成された空間よりなる圧力室42を有している。この圧力室42には,上記圧力伝達媒体としてシリコンオイルが充填されている。
【0042】
圧力室42は,挿入先端部351に配設されたリング溝350と,第1凹部451との間隙に装着されたOリング50及びバックアップリング51によりシールされている。このOリング50は,リング溝350における挿入方向の反対側の端面により押圧されたバックアップリング51により保持され,高圧にも耐え得るよう構成されている。
【0043】
圧力センサ1は,センサハウジング40に設けられたねじ部442により,圧力計測対象としての流体等を収容する配管パイプ等に取り付けられるよう構成してある。そして,圧力導入孔441を経由してシールダイヤフラム43側に導入される圧力計測対象としての流体の圧力は,圧力室42に充填されたシリコンオイルを介して感圧素子20のセンサダイヤフラムに伝達されるよう構成してある。
【0044】
次に,本例の圧力センサ1の製造方法について説明する。特に,コネクタハウジング30における窪み部120にシール剤を形成するシール工程について詳細に説明する。
圧力センサ1の製造するに当たっては,まず,センサハウジング40とコネクタハウジング30とを作製する。
【0045】
センサハウジング40は,その本体部分を機械加工により作製した後,レーザ溶接によりシールダイヤフラム43を接合して作製する。
コネクタハウジング30は,射出成形によりターミナルピン10を一体成形して作製する。そして,該ターミナルピン10の外周をシールするため,窪み部120にシール剤12を配設するシール工程を実施する。
【0046】
シール工程を実施するに当たっては,予め,窪み部120に収容可能な形状に成形した熱可塑性接着剤よりなる成形シール剤129(図3)を準備しておく。この成形シール剤129は,ポリアミドを主成分とする熱可塑性接着剤よりなり,その中央部分にターミナルピン10の突出部110より大きい径の貫通穴128を有するリング形状を呈している。また,その外形は,図3に示すごとく,窪み部120に挿入することができるよう該窪み部120よりもひと回り小さく成形されている。
【0047】
上記成形シール剤129は,図4,図5に示すごとく,窪み部120に配置する。ここでは,成形シール剤129の貫通穴128にターミナルピン10の突出部110を貫通させ,窪み部120の底面と成形シール剤129の端面とが当接するように配置する。
【0048】
上記のごとく各窪み部120に配置した成形シール剤129を加熱溶融する。加熱され溶融状態となった成形シール剤129は,窪み部120内おいて流動し,ターミナルピン10の周囲に生じる隙間を覆うように配置される。そしてその後,熱可塑性接着剤を自然冷却により凝固させることにより,図7に示すごとく,窪み部120にシール剤12が配設できる。
シール剤12を配設したコネクタハウジングに対して,さらに,感圧素子20を実装すると共に,該感圧素子20とターミナルピン10とをボンディングワイヤ34により結線して上記コネクタハウジング30を得る。
【0049】
そして,上記のごとく作製されたセンサハウジング40とコネクタハウジング30とを組み立てるに当たっては,図1に示すごとく,コネクタハウジング30のコネクタテーパ面352と,センサハウジング40のセンサテーパ面452とが当接するまで,コネクタハウジング30をセンサハウジング40に挿入する。
【0050】
そしてその後,センサハウジング40における上記かしめ部41をかしめることにより,コネクタハウジング30とセンサハウジング40とを組み付ける。上記のごとくコネクタハウジング30とセンサハウジング40とをかしめ固定することにより,コネクタテーパ面352とセンサテーパ面452との間に挿入方向の荷重を作用させた状態の圧力センサ1を組み立てることができる。
【0051】
以上のごとく,本例の圧力センサ1の製造方法においては,特に,上記シール工程に特徴を有している。シール工程においては,予め窪み部120に収容可能な形状に成形した成形シール剤129を利用する。
そのため,ターミナルピン10を突出させた窪み部120内に,成形シール剤129を挿入配置するだけで良くその作業性は極めて良好である。従来のごとく液状の接着剤等を取り扱う必要がなく,液状の接着剤が垂れてしまう等の問題が生じることがない。
【0052】
また,シール工程においては,成形シール剤129を加熱溶融させて窪み部120内において流動させ,その後自然冷却により凝固させるだけで良い。
そのため,液状の接着剤のごとく硬化するまでの待ち時間が必要なく生産性に優れている。また,成形シール剤129を加熱,溶融して,窪み部120内を流動させるため,ターミナルピン10の周囲に生じる隙間を確実に覆うことができ,そのシール性は確実である。
【0053】
このように,本例の製造方法においては,作業効率良くターミナルピン10のシール作業を実施することができ,シール性が良好な圧力センサを効率良く製造することができる。
なお,本例の圧力センサ1におけるセンサハウジング40に代えて,シールダイヤフラム43を有していないセンサハウジングを適用することもできる。この場合には,圧力計測対象である流体が圧力室に流入し,感圧素子20のセンサダイヤフラムに直接作用することとなる。
【0054】
(実施例2)
本例は,実施例1の圧力センサの製造方法における上記シール工程の手順を変更した例である。本例では,コネクタハウジングに一体成形する前のターミナルピンに,予め成形シール剤を配設している。この内容について,図8〜図11を用いて説明する。
本例によるシール工程においては,図8に示すごとく,まず,曲げ加工により作製したターミナルピン10に,予め成形した成形シール剤129を装着する。ここでは,図10に示すごとく,ターミナルピン10における上記窪み部120に突出する突出部110に当たる部分(図9)に,成形シール剤129を配置する。
【0055】
次に,図11に示すごとく成形シール剤129を配設したターミナルピン10を,図10に示すごとくコネクタハウジング30を射出成形するための金型500にセットする。
金型500は,3本のターミナルピン10を一体成形できるよう構成された,分割金型501〜503よりなる3分割構造の金型である。この金型500は,上記ターミナルピン10におけるソケット部300側となる端部を支持する保持部(図示略)を有している。また,コネクタハウジング30における窪み部120を成形するための凸部520を有し,該凸部520の略中央部にはターミナルピン10における突出部110を差し込むためのピン穴部325を有している。ターミナルピン10を金型500にセットするに当たっては,図11に示すごとく,ターミナルピン10における突出部110をピン穴部325に差し込むと共に,他方の端部を上記保持部に支持させる。
【0056】
そして,295℃程度に加熱溶融されたPPS樹脂よりなる合成樹脂材料を,金型300内に射出し,コネクタハウジング30を成形する。
ターミナルピン10に配設された成形シール剤129は,射出成形時の上記合成樹脂材料の熱により加熱溶融される。溶融された成形シール剤129は,コネクタハウジング30における上記窪み部120に相当する位置において流動し,上記ターミナルピン10の周囲に生じる隙間を覆うように配置されることとなる。
そしてその後,合成樹脂材料を射出成形した金型500を冷却する。そうすると,図9に示すごとく,窪み部120内においてターミナルピン10の外周にシール剤12が密着凝固したコネクタハウジング30を得ることができる。
【0057】
このように本例の製造方法においては,コネクタハウジング30における窪み部120へのシール剤12の配設は,コネクタハウジング30の射出成形と同時に実現でき,生産効率が非常に高い。
また本例の製造方法によれば,成形シール剤129と合成樹脂材料とを共に溶融させ,窪み部120とシール剤12とを同時に形成するため,窪み部120の内周面とシール剤12との密着性が高く,シール性をさらに確実にできる。
なお,その他の構成及び作用効果については,実施例1と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における,圧力センサの構造を示す断面図。
【図2】実施例1における,コネクタハウジングの構造を示す断面図。
【図3】実施例1における,成形シール剤を示す上面図。
【図4】実施例1における,コネクタハウジングへの成形シール剤の取り付け手順を示す説明図。
【図5】実施例1における,コネクタハウジングへの成形シール剤の取り付け手順を示す説明図。
【図6】実施例1における,成形シール剤を配置したコネクタハウジングを示す断面図。
【図7】実施例1における,シール剤を配設したコネクタハウジングを示す断面図。
【図8】実施例2における,ターミナルピンへの成形シール剤の取り付け手順を示す説明図。
【図9】実施例2における,シール剤を配設したコネクタハウジングを示す断面図。
【図10】実施例2における,シール剤を装着したターミナルピンを示す側面図。
【図11】実施例2における,コネクタハウジングを成形する金型に,ターミナルピンをセットした状態を示す断面図。
【符号の説明】
1...圧力センサ,
10...ターミナルピン,
110...突出部,
12...シール剤,
120...窪み部,
129...成形シール剤,
20...感圧素子,
30...コネクタハウジング,
34...ボンディングワイヤ,
35...挿入部,
350...リング溝,
351...挿入先端部,
352...コネクタテーパ面,
353...挿入基部,
40...センサハウジング,
42...圧力室,
45...凹部,
500...金型,
501,502,503...分割金型,[0001]
[Prior art]
The pressure sensor is a sensor using a pressure-sensitive element having a strain gauge formed on a silicon substrate and a diaphragm for pressure detection formed by precisely etching the silicon substrate. The pressure sensor measures the pressure by measuring the amount of strain of the diaphragm caused by the pressure using the strain gauge.
[0002]
In a pressure sensor comprising a connector housing having a pressure-receiving surface on which a pressure-sensitive element is disposed and a sensor housing, the pressure-sensitive element is housed in a pressure chamber between the connector housing inserted into the sensor housing and the sensor housing. It is configured to:
[0003]
In general, a terminal pin is penetrated into the connector housing to supply power or output a signal to the pressure-sensitive element, and one end of the terminal pin is projected from the pressure receiving surface. It is necessary to reliably seal a gap that may occur between the connector housing body and the outer periphery of the terminal pin on the outer periphery of the terminal pin protruding from the pressure receiving surface. In a conventional pressure sensor, a silicone adhesive or the like has been applied as the sealing material.
[0004]
[Problem to be solved]
However, the conventional pressure sensor has the following problems.
That is, the silicone-based adhesive may swell due to silicone-based oil and the like, causing a decrease in adhesive strength, leakage of penetration, and the like. Further, in the step of applying the pre-curing adhesive, the liquid adhesive is apt to sag and the workability is not good. In addition, it is necessary to keep the substrate at rest until a predetermined curing time elapses, which has been a barrier to increasing productivity.
[0005]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor capable of performing a terminal pin sealing operation with high working efficiency and having a good sealing property, and a method of manufacturing the same. .
[Means for solving the problem]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a connector housing having a pressure receiving surface on which a terminal pin and a pressure sensing element electrically connected to each other are arranged, a sensor housing for inserting the connector housing, and a connector housing and the sensor housing. A pressure chamber formed therebetween, and the pressure receiving surface facing the pressure chamber has a recess formed by inwardly recessing the periphery of the terminal pin. Is a method for manufacturing a pressure sensor comprising a sealant for sealing a gap formed around the terminal pin,
When disposing the sealant in the depression, a molded sealant made of a thermoplastic adhesive molded in advance into a shape that can be accommodated in the depression is prepared.
The molded sealant is inserted and arranged in the recess where the terminal pin protrudes,
A method for manufacturing a pressure sensor, characterized in that the molded sealant is heated and melted, caused to flow in the recess, disposed so as to cover a gap formed around the terminal pin, and then solidified (claim 1). .
[0006]
In the method for manufacturing a pressure sensor according to the first aspect of the invention, a molded sealant made of a thermoplastic adhesive molded in a shape that can be accommodated in the recess is prepared in advance. The molded sealant is used for disposing the sealant in the depression in the pressure sensor.
[0007]
Therefore, in the manufacture of the pressure sensor, it is easy to handle the molded sealant serving as the sealant provided in the depression. For example, there is no problem that the liquid adhesive drips as if the liquid adhesive is filled in the recess. According to the method of manufacturing a pressure sensor according to the first aspect of the present invention, it is only necessary to insert and dispose the molded sealant in the recess where the terminal pin is projected, and the workability is extremely good.
[0008]
Further, it is only necessary to heat and melt the molded sealant to flow in the recess, and then cool and solidify.
Therefore, there is no need to wait for curing like a liquid adhesive, and the production efficiency is excellent. Further, since the molded sealant is heated and melted to flow in the recess, the gap formed around the terminal pin can be surely covered, and the sealing property is assured.
[0009]
As described above, according to the first aspect of the invention, it is possible to seal the terminal pins with high working efficiency, and to provide a pressure sensor with good sealing properties and a method of manufacturing the same.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a connector housing having a pressure-receiving surface on which terminal pins and pressure-sensitive elements electrically connected to each other are arranged, a sensor housing into which the connector housing is inserted, and the connector housing and the sensor housing. A pressure chamber formed therebetween, and the pressure receiving surface facing the pressure chamber has a recess formed by inwardly recessing the periphery of the terminal pin. Is a method for manufacturing a pressure sensor comprising a sealant for sealing a gap formed around the terminal pin,
In manufacturing the connector housing, insert molding is performed by injecting a synthetic resin material into a mold in which the terminal pins are set in advance.
At the time of the insert molding, a molding sealant formed by molding a thermoplastic adhesive is provided in advance on the outer periphery of the terminal pin corresponding to the position to be the recess after molding, and the molding sealant and the terminal are formed. A method for manufacturing a pressure sensor, characterized in that the synthetic resin material is injected and filled into the mold in which pins are set, and the molded sealant is heated and melted by the heat of the synthetic resin material and then solidified. (Claim 3).
[0011]
According to the method of manufacturing a pressure sensor according to the second aspect of the present invention, the terminal pin provided with the molding sealant made of the thermoplastic adhesive is set in the mold. Only by insert molding in which the synthetic resin material is injected and filled into the mold, the outer periphery of the terminal pin protruding from the recess can be reliably sealed.
[0012]
That is, the molding sealant is heated and melted by the heat of the high-temperature synthetic resin material at the time of insert molding, and adheres to the outer periphery of the terminal pin and inseparably adheres to the synthetic resin material forming the body of the connector housing. . Then, the thermoplastic adhesive solidifies at the position of the concave portion with cooling of the connector housing, and reliably seals the gap between the terminal pin and the connector housing.
Therefore, according to the manufacturing method, it is possible to manufacture a pressure sensor in which the sealing agent is provided in the recess only by arranging the molding agent in the terminal pin, and the productivity is extremely good. It is.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a connector housing having a pressure receiving surface on which terminal pins and pressure sensing elements electrically connected to each other are arranged, a sensor housing for inserting the connector housing, and a connector housing and the sensor housing. A pressure chamber formed therebetween, and the pressure receiving surface facing the pressure chamber has a recess formed by inwardly recessing the periphery of the terminal pin. Is a pressure sensor provided with a sealant for sealing a gap generated around the terminal pin.
The pressure sensor according to
[0014]
In the pressure sensor according to the third aspect of the invention, a sealant made of a thermoplastic adhesive is provided in the recess. According to the sealant made of a thermoplastic adhesive, there is little risk of swelling with respect to silicone-based oil and the like, and there is little risk of a decrease in adhesive strength due to swelling and leakage due to penetration.
Therefore, the pressure sensor can maintain its sealing performance over a long period of time, and can exhibit its excellent pressure measurement performance over a long period of time.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the first to third inventions, the thermoplastic adhesive includes polyamide, polyolefin, polyester, styrene elastomer, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), reactive epoxy, and reactive epoxy. Urethane type, acrylic type and the like can be applied.
Further, as the synthetic resin material, PPS, PBT, PA, PC, PET and the like can be applied.
In the first invention, it is preferable that the molded sealant has a ring shape having a through hole at a central portion having a diameter larger than a protruding portion protruding from the concave portion of the terminal pin. 2).
In this case, the molded sealant can be inserted and disposed in the recess by penetrating the projected portion through the through hole at the center of the molded sealant. Therefore, the molding sealant can be reliably disposed over the entire outer periphery of the terminal pin. Thereafter, when the molded sealant is heated and melted, the outer periphery of the terminal pin can be reliably sealed over the entire periphery.
[0016]
The diameter of the through hole is larger than the diameter of the protrusion of the terminal pin. Therefore, the molded sealant can be reliably inserted and disposed to the deepest part of the recess, and in the manufactured pressure sensor, a gap or the like is generated between the recess and the sealant. There is no.
[0017]
The shape of the protruding portion of the terminal pin may be an arbitrary shape such as a substantially circular shape or a rectangular shape. Therefore, it is necessary that the through hole has a diameter larger than that of the protrusion of any shape, that is, a shape and a size that allow the protrusion to be easily inserted. Similarly, the ring shape is not limited to the double circle shape, and any combination of the inner shape and the outer shape can be considered.
[0018]
In the second invention, it is preferable that the thermoplastic adhesive has a melting point in a range of 135 ° C. to 265 ° C. in any one of
In this case, at the time of injection molding of the connector housing, the molding sealant previously arranged on the terminal pin can be appropriately melted. Then, the thermoplastic adhesive can be appropriately flowed in the recessed portion, and can be disposed so as to surely cover the gap around the terminal pin.
[0019]
On the other hand, if the melting point is lower than 135 ° C., the sealant may be softened at the time of pressure measurement, and the sealing performance in the pressure chamber may be insufficient. Also, in the initial stage of injection molding in which the injection filling amount of the synthetic resin material into the mold is small, the molding sealant melts, and the thermoplastic adhesive flows to another place with the flow of the synthetic resin material. There is a possibility that it will.
[0020]
If the melting point exceeds 265 ° C., the molded sealant may not melt sufficiently during the injection molding of the connector housing. If the molded sealant does not melt sufficiently, the sealant may not be properly disposed in the gap around the terminal pin.
[0021]
Preferably, the thermoplastic adhesive has a polyamide as a main component.
In this case, it does not dissolve in synthetic resin materials such as PPS and PBT during injection molding. Therefore, the sealant can be reliably provided in the recessed portion of the connector housing. Further, when the pressure sensor is used, there is no possibility that the sealing property is deteriorated due to the influence of silicone oil, fluorine oil and the like.
[0022]
In the third aspect, the thermoplastic adhesive preferably has a melting point in a range of 135 ° C. to 265 ° C. (Claim 7).
In this case, pressure measurement of a high-temperature fluid or the like can be performed, and high sealing performance can be maintained regardless of the temperature of the pressure measurement target. In addition, according to the molded sealing agent having a melting point in the above temperature range, the workability such as a sealing operation and a maintenance operation performed by melting the sealing material provided in the depression is good.
[0023]
On the other hand, if the melting point is lower than 135 ° C., the above-mentioned sealing agent is softened at the time of measuring the pressure of a high-temperature fluid or the like, whereby the sealing property becomes insufficient, and the performance of the pressure sensor may be deteriorated. If the melting point exceeds 265 ° C., the synthetic resin material forming the connector housing will be melted when the sealing agent is heated and melted, and it will be difficult to perform sealing and maintenance operations.
[0024]
It is preferable that the thermoplastic adhesive contains polyamide as a main component.
In this case, the thermoplastic adhesive is excellent in heat resistance, chemical resistance, adhesiveness, and the like. The sealing agent provided in the depression can exhibit excellent sealing properties over a long period of time.
[0025]
【Example】
(Example 1)
A method for manufacturing the
As shown in FIG. 1, a
[0026]
As shown in FIG. 2, the
In the manufacturing method of the present embodiment, when disposing the
[0027]
Then, the molded
The details will be described below.
[0028]
As shown in FIG. 1, the
That is, the
[0029]
The pressure-
As shown in FIG. 2, the
[0030]
As shown in FIG. 2, the
[0031]
As shown in FIG. 2, the insertion
[0032]
As shown in FIG. 2, the
[0033]
As shown in FIG. 2, there are three
[0034]
As shown in FIG. 2, the pressure-
Each
[0035]
The
[0036]
As shown in FIG. 1, the
[0037]
A
As shown in FIG. 1, the
[0038]
As shown in FIG. 1, the
[0039]
As shown in FIG. 1, the
[0040]
Further, as shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 1, by the contact between the
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Next, a method for manufacturing the
In manufacturing the
[0045]
The
The
[0046]
Before performing the sealing step, a molding sealant 129 (FIG. 3) made of a thermoplastic adhesive molded into a shape that can be accommodated in the
[0047]
The molded
[0048]
As described above, the molded
The pressure-
[0049]
When assembling the
[0050]
Then, the
[0051]
As described above, the method of manufacturing the
Therefore, it is only necessary to insert the
[0052]
In the sealing step, it is only necessary to heat and melt the molded
Therefore, there is no need for a waiting time until the adhesive is hardened like a liquid adhesive, and the productivity is excellent. Further, since the molded
[0053]
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the sealing operation of the
In addition, instead of the
[0054]
(Example 2)
The present example is an example in which the procedure of the sealing step in the method of manufacturing the pressure sensor according to the first embodiment is changed. In this example, a molding sealant is provided in advance on the terminal pins before being integrally molded with the connector housing. This content will be described with reference to FIGS.
In the sealing step according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, first, a molded
[0055]
Next, as shown in FIG. 11, the
The
[0056]
Then, a synthetic resin material made of PPS resin heated and melted at about 295 ° C. is injected into the
The
Then, the
[0057]
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the disposition of the
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, since the molded
The other configuration and operation and effect are the same as in the first embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pressure sensor according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the connector housing according to the first embodiment.
FIG. 3 is a top view showing a molding sealant in Example 1.
FIG. 4 is an explanatory view showing a procedure for attaching a molded sealant to the connector housing in the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory view showing a procedure for attaching a molded sealant to the connector housing in the first embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the connector housing in which the molding sealant is arranged in the first embodiment.
FIG. 7 is a sectional view showing the connector housing in which the sealant is provided in the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory view showing a procedure for attaching a molding sealant to a terminal pin in the second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a connector housing in which a sealant is provided according to the second embodiment.
FIG. 10 is a side view showing a terminal pin provided with a sealant in the second embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which a terminal pin is set in a mold for molding a connector housing according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1. . . Pressure sensor,
10. . . Terminal pin,
110. . . Overhang,
12. . . Sealant,
120. . . Depression,
129. . . Molding sealant,
20. . . Pressure sensitive element,
30. . . Connector housing,
34. . . Bonding wire,
35. . . Insertion section,
350. . . Ring groove,
351. . . Insertion tip,
352. . . Connector taper surface,
353. . . Insertion base,
40. . . Sensor housing,
42. . . Pressure chamber,
45. . . Recess,
500. . . Mold,
501, 502, 503. . . Split mold,
Claims (8)
上記窪み部に上記シール剤を配設するに当たっては,予め上記窪み部に収容可能な形状に成形した熱可塑性接着剤よりなる成形シール剤を準備し,
該成形シール剤を上記ターミナルピンを突出させた上記窪み部内に挿入配置し,
上記成形シール剤を加熱溶融させて上記窪み部内において流動させ,上記ターミナルピンの周囲に生じる隙間を覆うように配置した後凝固させることを特徴とする圧力センサの製造方法。A connector housing having a pressure receiving surface on which terminal pins and pressure sensing elements electrically connected to each other are arranged, a sensor housing for inserting the connector housing, and a pressure formed between the connector housing and the sensor housing; The pressure receiving surface facing the pressure chamber has a recess formed by recessing the periphery of the terminal pin inward, and the recess has a recess around the terminal pin. In a method of manufacturing a pressure sensor comprising a sealant for sealing a gap generated in a pressure sensor,
When disposing the sealant in the depression, a molded sealant made of a thermoplastic adhesive molded in advance into a shape that can be accommodated in the depression is prepared.
The molded sealant is inserted and arranged in the recess where the terminal pin protrudes,
A method for manufacturing a pressure sensor, wherein the molded sealant is heated and melted to flow in the recessed portion, and is arranged so as to cover a gap formed around the terminal pin and then solidified.
上記コネクタハウジングを作製するに当たっては,上記ターミナルピンを予めセットした金型内に合成樹脂材料を射出するインサート成形により行い,
該インサート成形時には,成形後に上記窪み部となる位置に対応する上記ターミナルピンの外周に,熱可塑性接着剤を成形してなる成形シール剤を予め配設しておき,該成形シール剤及び上記ターミナルピンをセットした上記金型内に上記合成樹脂材料を射出充填すると共に,上記合成樹脂材料の熱により上記成形シール剤を加熱溶融させてその後凝固させることを特徴とする圧力センサの製造方法。A connector housing having a pressure receiving surface on which terminal pins and pressure sensing elements electrically connected to each other are arranged, a sensor housing for inserting the connector housing, and a pressure formed between the connector housing and the sensor housing; The pressure receiving surface facing the pressure chamber has a recess formed by recessing the periphery of the terminal pin inward, and the recess has a recess around the terminal pin. In a method of manufacturing a pressure sensor comprising a sealant for sealing a gap generated in a pressure sensor,
In manufacturing the connector housing, insert molding is performed by injecting a synthetic resin material into a mold in which the terminal pins are set in advance.
At the time of the insert molding, a molding sealant formed by molding a thermoplastic adhesive is provided in advance on the outer periphery of the terminal pin corresponding to the position to be the recess after molding, and the molding sealant and the terminal are formed. A method for manufacturing a pressure sensor, comprising: injecting and filling the synthetic resin material into the mold in which pins are set; heating and melting the molded sealant by the heat of the synthetic resin material; and then solidifying the molded sealant.
上記窪み部に配設された上記シール剤は,熱可塑性接着剤よりなることを特徴とする圧力センサ。A connector housing having a pressure receiving surface on which terminal pins and pressure sensing elements electrically connected to each other are arranged, a sensor housing for inserting the connector housing, and a pressure formed between the connector housing and the sensor housing; The pressure receiving surface facing the pressure chamber has a recess formed by recessing the periphery of the terminal pin inward, and the recess has a recess around the terminal pin. Pressure sensor with a sealant that seals the gap created in
The pressure sensor according to claim 1, wherein the sealant disposed in the depression is made of a thermoplastic adhesive.
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