JP2010190655A - センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】継手1にセンサモジュール2を設け、このセンサモジュール2を筐体3で収納し、この筐体3にターミナル端子5を設け、センサモジュール2のダイアフラム22とターミナル端子5とをフレキシブル基板6で電気的に接続し、継手1にキャップ状のベース4を設け、このベース4の頂部41にダイアフラム22が露出する開口41Aを形成し、このベース4の開口が形成された頂部と交差する側面にフレキシブル基板6の一部を設け、この一部に電子実装品8を設けた。そのため、電子実装品8を設けるための板状の回路基板が不要となり、製造コストを低いものにできる。しかも、電子実装品8を設ける箇所がベース4の側面であるため、ベース4と電子実装品8とが横並びに配置される。
【選択図】図2
Description
このタイプの圧力センサには、ケースの内部にセンサモジュールが収納され、このセンサモジュールの上に回路基板が配置された従来例1(特許文献1)がある。この従来例1では、回路基板は樹脂製ホルダに保持されるとともに接続ピンを介してコネクタ部と接続され、このコネクタから回路基板で生成された信号が外部に出力される構成である。
従来例2,3は、それぞれセンサモジュールのダイアフラムにキャップを設け、このキャップの周面にフレキシブル基板の一端部側を這わせて配置し、センサモジュールから離隔配置された回路基板にフレキシブル基板の他端部を接続したものである。この回路基板の上面には電子部品が設けられている。
従来例2,3では、センサモジュールの上にキャップが設けられ、このキャップから回路基板が離隔配置され、これらの回路基板とキャップとの間にフレキシブル基板が配置されているため、従来例1と同様に、センサモジュールと回路基板までの寸法が長くなり、圧力センサが大型化せざるを得ないという問題がある。しかも、フレキシブル基板の他に電子部品を設けるための回路基板を別途必要とするので、製造コストが高いものとなる。
従って、本発明では、電子実装品をフレキシブル基板に設けたから、電子実装品を設けるための回路基板が不要となり、製造コストを低いものにできる。しかも、電子実装品を設ける箇所がベースの側面であるため、ベースと電子実装品とが横並びに配置されることで、従来採用されている積層構造とはならず、センサの高さ寸法を小さくして小型化を図ることができる。
この構成の本発明では、増幅回路は他の電子実装品に比べて大きさが大きなものであるため、この増幅回路がセンサモジュールの検出部より継手側に配置されることで、センサの小型化をより効率的に実現することができる。
この構成の本発明では、ベースの側面を平板状とすることで、このベース側面にフレキシブル基板の一部を介して設けられる電子実装品として通常使用される平板状の部品を使用することができる。そのため、電子実装品の構造を従来と比べて変更することを要しないから、センサの製造コストを低いものにできる。
この構成の本発明では継手を鍔部と重ね合わせ、この重ね合わせた部分を溶接する。そのため、溶接に際して、鍔部がベースの位置決めを兼ねることになるので、適正な位置で継手とベースとを溶接固定することができる。
この構成の本発明では、スペーサによりフレキシブル基板が接着されるので、センサの運搬に際して、筐体の内部でフレキシブル基板が揺れることを防止することができる。そのため、センサ運搬時にフレキシブル基板の両端部に大きな力がかかることがないので、フレキシブル基板とターミナル端子との間やフレキシブル基板とセンサモジュールの検出部との間が離れることがなくなり、断線等に伴う不都合を回避することができる。
図1は、本実施形態にかかるセンサの正断面図であり、図2は、センサの側断面図である。
図1及び図2において、センサは、継手1と、この継手1に設けられるセンサモジュール2と、このセンサモジュール2を収納する筐体3と、この筐体3の内部に収納され継手1に設けられるキャップ状のベース4と、筐体3に設けられたターミナル端子5と、このターミナル端子5とセンサモジュール2とを電気的に接続するフレキシブル基板6と、このフレキシブル基板6の一部を支持するスペーサ7と、フレキシブル基板6に設けられる電子実装品8とを備えている。
軸部11は、その一端部が図示しない被取付部に螺合されるねじ部とされ、その他端部がセンサモジュール2と接合される。
フランジ部12のセンサモジュール2が設けられた底面側には取付溝12Aがリング状に形成されている。この取付溝12Aは、センサモジュール2の外周径と略同じ径の内壁面12A1と、この内壁面12A1と同心円上に形成される外壁面12A2と、これらの内壁面12A1と外壁面12A2との下端縁を連結する底面12A3とから形成された断面矩形状の空間であり、その深さがDであり、その幅がWである。
このダイアフラム22には図示しない歪みゲージ等が形成されて導入された流体の圧力を検出するようにされている。
ケース31は、センサモジュール2を収納する筒状部31Aと、この筒状部31Aの端部に一端部が接続されコネクタ32を保持するための大径部31Bとを備えており、この大径部31Bは、その他端側が開口されている。
コネクタ32は大径部31Bに保持されるリング状の基部32Aと、この基部32Aに一体形成されターミナル端子5が取り付けられた本体部32Bとを備えている。
本体部32Bは、ターミナル端子5が取り付けられた部分を境に、一方が筐体3の内部空間を構成する凹部とされ、他方が図示しないソケットをガイドするガイド用凹部とされる。
大径部31Bは金属製円板部材からなる蓋体33で閉塞されている。この蓋体33の周縁部は、大径部31Bと基部32Aとの間に挟持されている。蓋体33の中央部分には開口33Aが形成されている。
図1から図3において、ベース4は、ダイアフラム22の平面と対向配置される平板状の頂部41と、この頂部41に接続されセンサモジュール2の外周面に内周部が対向する壁部42と、この壁部42と同一面上に形成される脚部43とを備えた金属製の部材である。
頂部41はダイアフラム22を露出させるための開口41Aが形成されており、この開口41Aを通じてダイアフラム22とフレキシブル基板6の端部とがワイヤボンディングで電気的に接続されている。そして、頂部41にはフレキシブル基板6を係止するための係止突起41Bが形成されている。
頂部41の平面形状は、その互いに対向する一対の円弧部と、これらの円弧部の端部同士を接続する一対の直線部とから形成される。
鍔部42Cは、フランジ部12の取付溝12Aの外壁面12A2の近傍と係合するものであり、その平面形状は湾曲部42Aに沿って円弧状とされる。鍔部42Cはフランジ部12に係止された状態で溶接接合される。
脚部43は、鍔部42Cの近傍から中央部分にかけて幅方向寸法が短くなる括れ部43Aを有する。この括れ部43Aは平面がコ字状に切り欠かれた形状であり、互いに対向する位置に2カ所形成されている。
取付部材51の本体部51Aからターミナル端子5の端部が露出しており、この露出した端子にフレキシブル基板6の一端部が接続されている。
図1、図2及び図4において、スペーサ7はベース4を覆うものであり、継手1のフランジ部12に一端が係合又は接着される筒状部71と、この筒状部71の他端を塞ぐ天板部72とを備えている。
筒状部71は、その外周面がケース31の内周面と対向しており、内周面が取付溝12Aの外壁面12A2と略同一の円弧面とされ一部が軸方向に沿って切り欠かれた円筒部71Aと、この円筒部71Aの切り欠かれた部分を接続する平板部71Bとが一体に形成されたものであり、円筒部71Aの開口端部から所定長さにかけてフレキシブル基板6を挿通させるための挿通溝71Cが円筒部71Aの軸方向に沿って形成されている。
天板部72は筒状部71の端面と同様の形状を有するものであり、円筒部71Aに対応した円弧面72Aと、平板部71Bに対応した直線面72Bとを有する。
円弧面72Aの外周縁に沿って立上部72Cが形成されており、この立上部72Cは直線面72Bに対応する位置で欠損されている。そして、天板部72には、その中央部分にフレキシブル基板6を係合する係合用突起72Dが2個互いに離れて形成されている。これらの係合用突起72Dの間にフレキシブル基板6を支持するテーパ面72Eが形成されている。
図1、図2及び図5において、フレキシブル基板6は、ターミナル端子5に接続される第一端部61と、ダイアフラム22と接続される第二端部62と、この第二端部62を挟んで互いに反対側に設けられる第一取付面部63及び第二取付面部64と、第一取付面部63と第一端部61との間に設けられるとともにスペーサ7の天板部72に接着される中間面部65と、この中間面部65と第一端部61との間を接続する第一接続部66と、第一取付面部63と中間面部65との間を接続する第二接続部67とを有するものである。
第二端部62はベース4の頂部41に熱圧着で固定されるもので、その輪郭形状が頂部41の平面形状に対応しており、その内部にダイアフラム22を露出させるための開口62Aが形成されている。そして、第二端部62には、頂部41に形成された係止突起41Bと係合する係合孔62Bが形成されている。この係合孔62Bを挿通した係止突起41Bは第二端部62と半田付け又は導電性接着剤により接着固定されており、これにより、フレキシブル基板6と筐体3とが電気的に接続されることになる。
第一接続部66は、天板部72と蓋体33との間に収納するために、中間面部65に近接した箇所で折り曲げられており、この折り曲げられた部分は係合用突起72Dの間に形成されたテーパ面72Eで支持されている(図1参照)。
長寸部67Bは、第一取付面部63側の部位がベース4の壁部42の外周に対向配置され、短寸部67A側の部位がスペーサ7の筒状部71の外周面に沿って配置され、その途中がスペーサ7の挿通溝71Cに挿通される。この長寸部67Bは、その側縁部がベース4の頂部41より突出することがない。
(1)継手1にセンサモジュール2を設け、このセンサモジュール2を筐体3で収納し、この筐体3にターミナル端子5を設け、センサモジュール2のダイアフラム22とターミナル端子5とをフレキシブル基板6で電気的に接続し、継手1にキャップ状のベース4を設け、このベース4の頂部にダイアフラム22が露出する開口41Aを形成し、このベース4の開口が形成された頂部と交差する側面にフレキシブル基板6の一部を設け、この一部に電子実装品8を設けた。そのため、電子実装品8を設けるための板状の回路基板が不要となり、製造コストを低いものにできる。しかも、電子実装品8を設ける箇所がベース4の側面であるため、従来採用されている積層構造ではなく、ベース4と電子実装品8とが横並びに配置される。そのため、センサの高さ寸法を小さくして小型化を図ることができる。
(8)ターミナル端子5に接続される第一端部61とスペーサ7に接着される中間面部65との間の第一接続部66を中間面部65に近接した箇所で折り曲げて天板部72と蓋体33との間に収納した。そのため、第一接続部66の長さに余裕があるから、第一接続部66の長さに誤差があっても、その誤差を吸収することができる。
(10)フレキシブル基板6として、ベース4の頂部41に接着される第二端部62と、この第二端部62の両側にそれぞれ設けられた第一取付面部63及び第二取付面部64とを備え、第一取付面部63と第二取付面部64とに電子実装品8を分けて配置したから、多くの電子実装品8を効率的にベース4の側面に配置することが可能となり、センサの長さ寸法をより小さなものにできる。
(16)脚部43は、その途中に幅方向寸法が短くなる括れ部43Aを有するから、括れ部43Aをフランジ部12の取付溝12Aの開口縁に係止した状態でベース4をフランジ部12の底面に対して斜めになるように保持し、その後、係止部分を中心としてベース4を回せば、ベース4の取付溝12Aへの挿入作業を容易に行える。
(17)ベース4の脚部43と取付溝12Aとの間に接着剤を充填させて接着層9を形成することで、括れ部43Aが接着剤に係止されることになり、抜け止め効果が大きなものとなる。
例えば、前記実施形態では、ベース4の脚部43を差し込むための取付溝12Aを継手1の底面に形成したが、本発明では、必ずしも、取付溝12Aを形成する必要がなく、継手1の底面はフラットな形状であってもよい。
さらに、前記実施形態では、ベース4の壁部42を湾曲部42Aと平板状の側面部42Bとを備えて構成したが、本発明は、ベース4の壁部42を円筒状にしてもよい。
そして、本発明では、スペーサ7を省略する構成であってもよい。スペーサ7を設ける場合であっても、前記実施形態の構造である必要はなく、例えば、天板部72に係合用突起72Dを省略してスペーサ7を有底円筒状の部材から構成するものでもよい。
Claims (5)
- 被検出流体を導入する導入孔が形成される継手と、この継手に設けられるとともに導入された流体の圧力により変位する検出部を有するセンサモジュールと、このセンサモジュールを収納するとともにターミナル端子が設けられた筐体と、前記センサモジュールの検出部と前記ターミナル端子とを電気的に接続するフレキシブル基板と、前記継手に設けられるとともに前記センサモジュールの検出部が露出する開口が頂部に形成されたキャップ状のベースとを備え、このベースの前記開口が形成された頂部と交差する側面に前記フレキシブル基板の一部が設けられるとともに前記フレキシブル基板の一部に電子実装品が設けられることを特徴とするセンサ。
- 請求項1に記載されたセンサにおいて、
前記電子実装品は増幅回路を有し、この増幅回路は前記センサモジュールの検出部より前記継手側に配置されていることを特徴とするセンサ。 - 請求項1又は請求項2に記載されたセンサにおいて、
前記ベースの側面は平板状とされることを特徴とするセンサ。 - 請求項3に記載されたセンサにおいて、
前記ベースの側面と交差する部分には前記継手を溶接するための鍔部が形成されていることを特徴とするセンサ。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載されたセンサにおいて、
前記ベースの上にはスペーサが設けられ、このスペーサは前記フレキシブル基板を接着することを特徴とするセンサ。
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