JP4132584B2 - コネクタ付きセンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力などを検知するセンサエレメント側のリードピンとコネクタハウジング側のコンタクトピンとを結線材で接続して組み立てられるコネクタ付きセンサの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアコンの冷媒圧力や自動車のブレーキオイル圧力等を検出する、流体圧検出用の液封型半導体圧力センサが、特開平１０−９００９６号公報等で知られている。
図６は、従来の圧力センサの構造図であり、図６（ａ）は接続作業時の状態を示す正面図、図６（ｂ）は接続完了時を示す正面図、図６（ｃ）はセンサ部側を示す外観図である。
【０００３】
図６（ａ）において、５１はコネクタハウジング部であって、コンタクトピン５２は、このコネクタハウジング部５１内を貫通して一体化されている。５３はＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）であって、コンタクトピン５２と圧力検出エレメントのリードピン２とを電気的に接続する結線材である。５４は圧力センサ部であって、詳細な構造は説明を省略するが、圧力検出エレメント５５と、中心軸に沿って圧力導入通路を有する継手部５６等からなる。３は圧力検出エレメントのオイル封入用パイプである。
【０００４】
図６（ｂ）において、５７はＯリングであって、コネクタハウジング部５１の底部の溝にはめ込まれている。５８は筒状のかしめカバーである。コネクタハウジング部５１の底部に圧力センサ部５４の上部がはめ込まれて結合された後に、かしめカバー５８の上下の開口部がかしめられることにより一体化され、Ｏリング５７により密閉される。
コネクタハウジング部５１の図示上方の開口部に、ケーブル付きの外部コネクタが挿入されると、外部コネクタの端子がコンタクトピン５２に接続される。圧力センサ部５４の出力は、リードピン２、ＦＰＣ５３、コンタクトピン５２、外部コネクタ、ケーブルを介して外部に出力される。
【０００５】
図６（ｃ）において、１３はステムである。このステム１３は、シールガラスであって、複数本のリードピン２およびオイル封入用パイプ３を一体化し、圧力検出エレメント５５の中心穴に固着されている。なお、３ａはオイル封入口であって、圧力検出エレメント内の液封室にオイルを充填した後に、押しつぶされて密着されている。
【０００６】
ＦＰＣ５３は、その導体にあけられた穴にリードピン２が差し込まれ、圧力検出エレメント５５の上面に置かれ、リードピン２の根本部分で半田付けされる。なお、全てのリードピン２がＦＰＣ５３を介してコンタクトピン５２に接続されるのではない。複数のリードピン２の中には、圧力センサの調整用の外部端子が含まれている。このような調整用のリードピン２はコンタクトピン５２には接続されない。
【０００７】
上述した従来の圧力センサにおいては、リードピン２とコンタクトピン５２との間を電気的に接続するために、ＦＰＣ５３を使用している。ＦＰＣ５３を使用している理由は、図６（ａ）に示したように、コネクタハウジング部５１と圧力センサ部５４とが重ね合わされる以前の状態で、リードピン２とコンタクトピン５２とを電気的に接続し、図６（ｂ）に示すように、ＦＰＣ５３を数回折り曲げて組み込むためである。ＦＰＣ５３は、絶縁フィルムの片面に１０μｍ〜５０μｍ厚の導体がエッチングでパターン形成されたものであって、非常に屈曲性が高いという利点がある。
【０００８】
しかし、ＦＰＣ５３をリードピン２に半田付けする場合、ＦＰＣ５３をリードピン２に挿入する必要がある。ＦＰＣ５３は柔らかいため、機械でのハンドリングで簡単に変形してしまい、自動化された製造装置でＦＰＣ５３をリードピン２に挿入することは非常に困難である。ＦＰＣ５３をコンタクトピン５２に接続する側でも同様に、自動接続が難しい。また、図６（ｃ）に示すように、リードピン２のピッチが狭いため、隣のリードピン２と半田ブリッジを起こさずに自動半田付けを行うことが困難であるという問題もある。
【０００９】
また、ＦＰＣ５３は、導体が薄いために、接続方法としては、半田付け以外に、機械的接触によるコネクタや、導電性接着剤による接着に限られていた。しかし、機械的接触によるコネクタはその収容スペースや価格の点で問題がある。導電性接着剤は、過酷な使用環境では信頼性に乏しい。そのため、半田付けが採用されている。
しかし、半田付けに関しては、環境問題から鉛フリーの検討が進んでいる。ところが、鉛フリーになると濡れ性が悪くなったり、融点が高くなったりするとの問題があった。また、車載用圧力センサなど、温度条件が厳しい条件で使用される場合には、半田付けであっても耐久性，信頼性に不安があった。
【００１０】
このように、ＦＰＣおよび半田付けを用いることは、信頼性および製造工程の自動化に関して種々の問題があった。
そこで、電気的に接続するために抵抗溶接を採用することが考えられた。しかし、抵抗溶接をするためには、ＦＰＣでは導体が薄過ぎる。そのため、ＦＰＣに代えて、導体に厚みのある結線材料を使用することが考えられる。導体が厚くなると屈曲耐久性が悪くなる。しかし、上述した構造では、折り曲げは組み立て時の１回だけで、完成後は再度折り曲げられることはないので、可動部を有する機器に使用する場合ほどには屈曲耐久性を必要としない。
ところが、抵抗溶接は接続部に大電流を流して溶接するものである。上述した圧力センサのような電子部品の接続部分に大電流を流すとなれば、電子部品に予想しない電圧が加わって破壊されるおそれがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、結線材とリードピンとの電気的接続部、および、結線材とコンタクトピンとの電気的接続部の耐久性，信頼性を向上するとともに、製造装置の自動化に適した構造のコネクタ付きセンサを提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明においては、複数のリードピンが突出するセンサエレメントを有するセンサ本体部と、外部接続用の複数のコンタクトピンが突出するコネクタハウジング部とが、前記リードピンと前記コンタクトピンの少なくとも各１本を結線材で電気的に接続された状態で重ね合わされることにより、一体化されたコネクタ付きセンサであって、前記センサエレメントは、前記リードピンとともにオイル封入用パイプが前記リードピンよりも高く突出する圧力検出用のセンサエレメントであり、前記結線材は、１または複数本の結線導体が、少なくとも電気的接続部を除いて絶縁カバーに貼り付けられたものであり、折り曲げられた状態で、重ね合わされた前記センサ部と前記コネクタハウジング部内に収容され、前記複数のリードピンは、円形状配置にされ、前記絶縁カバーは、円形状部を有し、該円形状部は、前記オイル封入用パイプとの係合部を有し、該円形状部の直径が前記複数のリードピンの前記円形状配置の直径よりも大きくされ、前記複数のリードピンの円形状配置の上に載置され、前記結線導体は、前記結線導体の一端部の導体幅が局所的に拡げられ前記リードピンの直径よりも大きい部分を有し、該部分において前記結線導体の一端部と前記リードピンの少なくとも各１本が重ね合わされ、レーザスポット溶接されることにより電気的に接続されているものである。
したがって、レーザスポット溶接により電気的接続部の耐久性，信頼性を向上させることができる。レーザ光は、センサ内部の半導体回路等に悪影響を与えない。１または複数本の結線導体が絶縁カバーに貼り付けられたものを結線材に使用するため、レーザスポット溶接が可能な厚みのある導体を有し、折り曲げに必要な程度の屈曲性がある結線材を使用できるので、組み立て工程の自動化に適している。
さらに、１または複数本の結線導体が絶縁カバーで挟まれた結線材を使用した場合には、結線導体と絶縁カバーとの間の接着強度が高まると同時に、結線導体の絶縁がほぼ完全になる。
配線部分の結線導体幅については、電気抵抗と結線材の可撓性を考慮して決めることができる。これに対して、結線導体の一端部では、導体幅を局所的に拡げるため、結線材の位置決め精度を高くすることができなくても、結線導体とリードピンとのレーザスポット溶接を確実に行うことができ、電気的接続が保証され信頼性を高めることができる。
複数のリードピンの上に絶縁材の絶縁カバーが載置されたときの座りが良好となるので、押さえ治具で結線導体の上から押さえ付けたときにも複数のリードピン上に安定して保持される。その結果、レーザスポット溶接を確実に行うことができ、電気的接続が保証され信頼性を高めることができる。
オイル封入用パイプと絶縁カバーの係合部とにより結線材が位置決めされる。その結果、レーザスポット溶接を確実に行うことができ、電気的接続が保証され信頼性を高めることができる。なお、係合部は、絶縁カバーに設けられた穴でもよいが、Ｕ字状の切り欠きとすれば、この穴にオイル封入用パイプを通す必要がないので、一層、位置決めが行いやすくなる。
【００１８】
請求項２に記載の発明においては、複数のリードピンが突出するセンサエレメントを有するセンサ本体部と、外部接続用の複数のコンタクトピンが突出するコネクタハウジング部とが、前記リードピンと前記コンタクトピンの少なくとも各１本を結線材で電気的に接続された状態で重ね合わされることにより、一体化されたコネクタ付きセンサであって、前記結線材は、１または複数本の結線導体が、少なくとも電気的接続部を除いて絶縁カバーに貼り付けられたものであり、折り曲げられた状態で、重ね合わされた前記センサ部と前記コネクタハウジング部内に収容され、前記複数のリードピンは、円形状配置にされ、前記絶縁カバーは、円形状部を有し、該円形状部は、該円形状部の直径が前記複数のリードピンの前記円形状配置の直径よりも大きくされ、前記複数のリードピンの円形状配置の上に載置され、前記結線導体は、該結線導体の一端部の導体幅が局所的に拡げられ前記リードピンの直径よりも大きい部分を有し、該部分において前記結線導体の一端部と前記リードピンの少なくとも各１本が重ね合わされ、レーザスポット溶接されることにより電気的に接続され、かつ、前記結線導体に接続される前記コンタクトピンの先端部は凹部を有し、前記コネクタハウジングは、前記コンタクトピンの凹部の前後に所定間隔を置いて支持部を有し、前記コンタクトピンの凹部の溝面は前記支持部と同じ高さであり、前記コンタクトピンに接続される前記結線導体の他端部は、前記支持部の少なくとも一方および前記コンタクトピンの凹部の溝面に当接していることにより、前記コンタクトピンの凹部に位置決めされ、前記コンタクトピンの凹部の溝面に重ね合わされて、レーザスポット溶接されることにより電気的に接続されているものである。
したがって、レーザスポット溶接により電気的接続部の耐久性，信頼性を向上させることができる。レーザ光は、センサ内部の半導体回路等に悪影響を与えない。１または複数本の結線導体が絶縁カバーに貼り付けられたものを結線材に使用するため、レーザスポット溶接が可能な厚みのある導体を有し、折り曲げに必要な程度の屈曲性がある結線材を使用できるので、組み立て工程の自動化に適している。
さらに、１または複数本の結線導体が絶縁カバーで挟まれた結線材を使用した場合には、結線導体と絶縁カバーとの間の接着強度が高まると同時に、結線導体の絶縁がほぼ完全になる。
配線部分の結線導体幅については、電気抵抗と結線材の可撓性を考慮して決めることができる。これに対して、結線導体の一端部では、導体幅を局所的に拡げるため、結線材の位置決め精度を高くすることができなくても、結線導体とリードピンとのレーザスポット溶接を確実に行うことができ、電気的接続が保証され信頼性を高めることができる。
複数のリードピンの上に絶縁材の絶縁カバーが載置されたときの座りが良好となるので、押さえ治具で結線導体の上から押さえ付けたときにも複数のリードピン上に安定して保持される。その結果、レーザスポット溶接を確実に行うことができ、電気的接続が保証され信頼性を高めることができる。
コンタクトピンと結線導体との、レーザスポット溶接時の幅方向の位置ずれを防ぐことができる。また、結線導体は、コンタクトピンの凹部およびコネクタハウジングの支持部によって高さ方向の位置合わせを行うことができる。その結果、レーザスポット溶接を確実に行うことができ、電気的接続が保証され信頼性を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のコネクタ付きセンサの実施の一形態の説明図である。図１（ａ）は接続作業時の状態を示す平面図、図１（ｂ）は接続作業時の状態を示す断面図である。ただし、後述するガイド部５ｅの上部の、破断線より上は正面からみた外形である。
図中、従来の図６と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図１（ａ）において、１は圧力センサ部、４は結線材、５はコネクタハウジング部である。結線材４は、圧力センサ部１とコネクタハウジング部５とが重ね合わされて形成される内部にＵ字状に折り曲げられた状態で収容される。
４-１は結線材の絶縁カバー、４-１ａは絶縁カバーの円形部、４-１ｂは絶縁カバーの開口部、４-１ｃは絶縁カバーの切り欠き部である。４-２は結線材の３本の結線導体、４-２ｄは導体上においてレーザスポット溶接された溶接部である。
５ｃ，５ｄはひれ状に張り出したガイド部であり、この図では隠れているが上下それぞれに２カ所設けられている。５ｅは紙面手前にひれ状に張り出したガイド部である。５ｆはこのガイド部５ｅに設けられた係合部である。
【００２２】
図１（ｂ）のコネクタハウジング５側において、６はコンタクトピン、５ａはコンタクトピン６が圧力センサ部１の側に突出した部分の両側に設けられた凸部、５ｂはオイル封入用パイプの先端を収容する収容部である。５ｇは凹部であり、凹部５ｇ内において、コンタクトピン６が外部コネクタ側に突出している。
コネクタハウジング５側において、図示しない外部コネクタが、図示左側から挿入される。外部コネクタは、コネクタハウジング５の左半分を受け入れる凹部を有し、ガイド部５ｃ，５ｄ，５ｅによって案内され嵌合される。
外部コネクタの凹部内には、突出部があり、この突出部が凹部５ｇに挿入される。さらに、この突出部には３本の長孔があり、３本のコンタクトピン６はこの長孔に挿入され、長孔内の接続端子と接続される。外部コネクタの突出部の根元側の周囲にはゴムパッキング部材があり、凹部５ｇの入り口を塞ぐ。
【００２３】
ガイド部５ｅは、左側面から見るとＴ字状である。外部コネクタに設けられた１対の爪片が、Ｔ字の上辺左右に設けられた係合部５ｆと係合すると、外部コネクタがコネクタハウジング５に係止される。この爪片は係合解除可能に設けられている。
なお、外部コネクタとの嵌合および嵌合された外部コネクタを係止する構造については、図示のような特定のものに限定されず、従来から知られたものを用いることができる。
【００２４】
図１（ｂ）の圧力センサ部１の側において、１１は圧力検出エレメント本体部、１２は圧力検出エレメント本体部の中央開口部、１３はハーメチックシールガラスによるステムであって、従来と同様に、中央開口部１２に固着され、複数のリードピン２およびオイル封入用パイプ３が貫通している。
１４は金属製のダイアフラム、１５は複数の連通穴を有するダイアフラムの保護カバーであって、これらの周縁部が圧力検出エレメント本体部１１の底面に固着されている。１６は液封室であって、圧力検出エレメント本体部１１の中央開口部１２において、ステム１３およびダイアフラム１４との間に形成された密閉部分である。オイル封入用パイプ３を通してオイルが充填されている。
【００２５】
１７はセンサチップであって、ステム１３上に接着され液封室１６内にある。このセンサチップ１７は、例えば、半導体圧力センサであって、半導体基板上にピエゾ抵抗型半導体圧力検出部と半導体温度検出部とが形成された圧力検出部を有する。加えて、この圧力検出部は、同一半導体基板または別の半導体基板にデータ書き込み可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ、データ一時記憶用のレジスタ、Ｄ／Ａ変換器、および、出力信号増幅回路等を有している。リードピン２とセンサチップ１７の外部入出力端子とは、液封室１６内において、図示を省略したボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
【００２６】
１８は流体導入通路１９を有する継手である。圧力検出エレメント本体部１１の下端面と継手１８とは、外周部の溶接によって一体化されている。流体の圧力は、流体導入通路１９を介してダイアフラム１４に伝達され、液封室１６内のオイルを通して、センサチップ１７の圧力および温度検出部に伝達される。
２０はＯリングであって、コネクタハウジング部５の底部の周縁近傍の溝にはめ込まれている。コネクタハウジング部５が圧力センサ部１の上部に重ね合わされた後に、図６のかしめカバー５８と同様なかしめカバーによって、一体化され、Ｏリング２０により密閉される。なお、一体化の方法としては、このようなかしめ方法に限らず、従来周知の任意の方法を採用することができる。
【００２７】
この実施の形態は、圧力センサ部１側にあって突出する複数のリードピン２と、コネクタハウジング部５側にあって突出する複数のコンタクトピン６とが、結線材４で電気的に接続された状態で重ね合わされ、一体化された圧力センサであって、リードピン２の先端部と結線導体４-２、および、コンタクトピン６の先端部と結線導体４-２とは、それぞれ重ね合わされてレーザスポット溶接されている。
【００２８】
図２は、図１に示した結線材の説明図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は概念的な断面図である。結線導体４-２に対しては、ハッチングを施して図示している。図中、図１と同一の部分には同じ符号を付している。
図２（ｂ）は、概念的に示されたものであって、図２（ａ）の特定の断面と対応したものではない。結線材４は、厚さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの厚みのある結線導体４-２が、プレスにて希望する形状に打ち抜かれたもので、両端部の領域を除けば、３本の短冊状になっている。これに、予め溶接部用の開口部４-１ｂがプレスで打ち抜かれた絶縁カバー４-１を両面より接着材で張り合わせて、結線導体４-２を絶縁カバー４-１で挟み込み、最後にガイドピン穴４-２ｂと外形とをプレスで打ち抜いたものである。導体材料としては、例えば、ニッケルを使用し、絶縁カバー４-１としては、例えば、ポリイミド，ポリエステルを使用する。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、絶縁カバー４-１は、コネクタハウジング５側となる左端部においては、幅を拡げて、ここから導体端部４-２ａが露出している。中間の配線部においては、短冊状の結線導体４-２を挟んで左右に延長している。一方、圧力センサ部１側となる右端部においては、円形部４-１ａが形成されている。図１に示したように、リードピン２は円形状に配置されているので、絶縁カバー４-１をリードピン２の円形配置よりも大きな円形部４-１ａとすることにより、結線材４を複数のリードピン２の上に安定して置くことができるようになる。
【００３０】
円形部４-１ａには、外周に沿って開口部４-１ｂが形成され、また、外周の一部にＵ字状の切り欠き部４-１ｃが形成されている。
開口部４-１ｂは、結線導体４-２とリードピン２の先端との導通性を確保するために設けられている。結線導体４-２とリードピン２とは、３組、各１本ずつ重ね合わされ、レーザスポット溶接されることにより電気的に接続される。図示の例では、開口部４-１ｂが、３組に共通して１個だけ設けられている。したがって、この開口部４-１ｂにおいて、３本の結線導体４-２がその上下両面を露出させている。その結果、３カ所の溶接部における絶縁カバー４-１の除去を、プレス打ち抜き等による１個の穴あけで実現することができる。したがって、絶縁カバー４-１の部分的な除去を簡単にかつ１工程で行うことができる。
図１（ｂ）に示されたように、オイル充填用パイプ３の先端は、リードピン２の先端よりも高くなっている。開口部４-１ｃは、オイル封入用パイプ３との係合部となり、オイル封入用パイプ３を、結線材４の位置出し用として利用することができる。
【００３１】
一方、結線導体４-２に関しては、図２（ａ）に示すように、導体端部４-２ａは一定長にわたって細幅に形成されており、後述するように、この部分でコンタクトピン６の凹部６ａと重ね合わされてレーザスポット溶接される。
中間の配線部分において、結線導体４-２は並行した短冊状である。結線導体幅については、電気抵抗と結線材の可撓性を考慮して決める。
結線導体４-２の右端の近傍においては、上述した開口部４-１ｂによる絶縁カバー４-１の露出部に対応して、導体幅が局所的に拡げられた導体ラウンド部４-２ｃが形成されている。この導体ラウンド部４-２ｃは、ほぼ円形状に形成されている。ここにおいて、リードピン２と結線導体４-２とが重ね合わされ、レーザスポット溶接される。
溶接箇所が直線的でないため、両者の位置決めが難しいが、導体ラウンド部４-２ｃにおける導体幅が拡げられ、かつ、リードピン２の直径よりも大きくされているために、レーザスポット溶接時の位置決めの許容誤差を大きくすることができる。レーザスポット溶接では、半田ブリッジの心配がないので、複数の導体ラウンド部４-２ｃ間の間隔を狭くすることができる。
【００３２】
４-２ｂは２個のガイドピン穴であって、絶縁カバー４-１および結線導体４-２を貫通している。このガイドピン穴４-２ｂに搬送装置側のピンを差し込むことにより、結線材４の搬送や位置出しに使用される。結線導体４-２の剛性により結線材を変形させることがない。この搬送装置により、結線材４をリードピン２およびまたはコンタクトピン６に対する適正な位置に置くことができる。ガイドピン穴４-２ｂは、結線導体の幅を拡げた部分に設けたので、この部分での電気抵抗の増加を防ぐことができる。
なお、このガイドピン穴４-２ｂは、絶縁カバー４-１で挟まれていない部分の結線導体４-２に設けてもよい。
【００３３】
図３は、図１に示したコネクタ付きセンサにおけるレーザスポット溶接方法を説明するための光学系の概要図である。
結線導体４-２とリードピン２とを溶接する例で示しているが、結線導体４-２とコンタクトピン６とを溶接する場合も同様である。
図中、３１はＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）のレーザ発振器、３２はレーザ光を導く光ファイバ、３３はレーザ光を加工面に集光する集光レンズ、３４はレーザ光、３５は押さえ治具である。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、レーザスポット溶接は、溶接対象物、図示の例ではリードピン２と結線導体４-２とを重ね合わせ、上から押さえ治具３５にて押さえ付けて、集光されたレーザ光３４を照射することにより行う。
この場合の押さえ治具３５は、中央部に円錐台形状の穴がある筒状体である。この中を集光されたレーザ光が通過して、押さえ治具３５の底面で対象部を押さえ付ける。
【００３５】
図４は、図１に示したセンサの結線導体４-２とリードピン２との溶接部の説明図である。図４（ａ）は溶接部の拡大図、図４（ｂ）は溶接部の拡大断面図である。図１，図２と同様な部分には同じ符号を付している。
圧力検出エレメント本体部１の中心にあるステム１３からは、８本のリードピン２が突出しているが、実際にコンタクトピン６に接続する本数は、この例ではリードピン総数よりも少なく、３本である。リードピン２は、これ以外にも、圧力検出エレメントの調整に使用するリードピンが必要で、これらを合わせて円周状に配置されている。この他、圧力検出エレメント内の回路に接続されていないダミー用のリードピンを配置してもよい。
【００３６】
レーザスポット溶接前に基本的な調整を行っておく。温度および圧力のゼロ点調整、感度調整等の調整データを結線導体４-２に接続されないリードピン２を用いてレジスタに一時記憶させ、調整が完了した段階で、補正値を不揮発メモリに記憶させ、圧力検出時には、記憶された補正値をＤ／Ａ変換して温度検出部の出力とともに圧力検出部に出力する。記憶された補正データおよび検出温度により補正された圧力データが、圧力検出部から出力され増幅されて、結線材４の結線導体４-２に接続されたリードピン２に出力される。
【００３７】
円形部４-１ａは、複数のリードピン２上に載置される。この円形部４-１ａの直径は、８本のリードピン２の円形状配置の直径よりも大きくされているので、載置されたときの座りが良くなり、レーザスポット溶接時に押さえ付けたときにも複数のリードピン２上に安定して保持される。
ステム１３には、リードピン２以外にオイル封入用パイプ３が立っている。このパイプの長さをリードピン２より長くし、円形部４-１ａの一部にＵカット状の切り欠き部４-１ｃを設けることにより、製造時に、結線材４の位置出しに使用することができる。
【００３８】
円形部４-１ａの３カ所の導体ラウンド部４-２ｃを、それぞれ、３本のリードピン２の上にＴ字状に継ぐように合わせ、上部よりレーザ光により、結線導体４-２からリードピン２まで貫通して溶融させることにより、両者を溶接する。
既に説明したように、結線材４は、従来のＦＰＣ５３に比べて剛性があるため、電気的接続を自動化することができる。
図示の例では、溶接部が３カ所あるが、１カ所の溶接を終了すると、押さえ治具３５を持ち上げ、圧力センサ部１が載置されているテーブルを駆動して、集光レンズ部３３および押さえ治具３５が次の溶接スポット位置に来るようにして、押さえ治具３５で押さえ付けてレーザスポット溶接する。
【００３９】
図５は、図１に示したセンサの結線導体４-２とコンタクトピン６との溶接部の説明図である。図５（ａ）は溶接部の平面図、図５（ｂ）は溶接部の拡大説明図、図５（ｃ）は溶接部のＸ−Ｘ拡大断面図である。図１，図２と同様な部分には同じ符号を付している。
各コンタクトピン６の先端部は、図１（ｂ）にも示したように、コネクタハウジング５の裏面から突出している。コンタクトピン６の先端部には、凹部６ａが形成されている。一方、この凹部６ａの前後には、所定間隔を置いて２カ所に凸部５ａが形成されている。凹部６ａの側壁は、コネクタハウジング５の凸部５ａよりも高く、凹部６ａの溝は、凸部５ａの高さと同じ高さとなるようにしている。
図示右側の凸部５ａの頂面の前後幅は、他方のそれよりも短くされ、結線材４の絶縁カバー４-１が当接するのを避けることにより、絶縁カバー４-１の厚みの影響が位置決めに影響しないようにしている。
【００４０】
結線材４の導体端部４-２ａは、コンタクトピン６の凹部６ａの両壁に案内されて、導体端部４-２ａの幅方向を凹部６ａの溝に正確に位置合わせされる。導体端部４-２ａは、コンタクトピン６の凹部６ａの溝面およびコネクタハウジング５の凸部５ａに当接して高さ方向に位置決めされる。コネクタハウジング５の凸部５ａと凹部６ａの溝の間の２カ所において、押さえ治具４１を導体端部４-２ａに押し当てると、導体端部４-２ａの中間部は、凹部６ａの溝にＴ字状に継いだ状態で押圧される。
その結果、図５（ｂ），図５（ｃ）に示す状態となり、上部からレーザスポットにより、結線導体４-２からコンタクトピン６までが貫通して溶融されて溶接される。
【００４１】
なお、図５（ｃ）に示したように、コンタクトピン６の先端部が突き出ている根元部分は、コネクタハウジング５の底面より１段深くされている。しかし、この部分は、凹部６ａの溝部の高さ未満であればよく、コネクタハウジング５の底面と同じ平面上であってもよい。コネクタハウジング５の凸部５ａは、導体端部４-２ａを凹部６ａの溝の高さに位置決めする支持部であるので、凸部５ａを設ける代わりに、コネクタハウジング５の底面で支持をしてもよい。
図５（ｃ）の状態で、導体端部４-２ａは、コネクタハウジング５の２カ所の凸部５ａおよび凹部６ａの溝に当接して位置決めされているが、溶接終了後に、結線材４を曲げた場合には、導体端部４-２ａは、結線材４の延長方向にある図示右側の凸部５ａから離れる場合もある。しかし、既に、溶接が完了しているので、さほど大きな問題はない。
【００４２】
結線導体４-２とリードピン２との溶接、および、結線導体４-２とコンタクトピン６とのスポット溶接は、同一の工程で一括して行ってもよいが、いずれか一方を先に行ってもよい。溶接が完了すると、圧力センサ部１と、コネクタハウジング部５とを重ね合わせて一体化することによりコネクタ付きセンサが完成する。
【００４３】
上述した説明では、結線導体４-２は、開口部４-１ｂを除き、絶縁フィルムである絶縁カバー４-１を、接着材で両側から張り合わされて、絶縁カバー４-１で挟み込まれたものであった。このようにすることにより、結線導体４-２と絶縁カバー４-１との間の接着強度が高まると同時に、結線導体４-２の絶縁がほぼ完全になる。しかし、コネクタ付きセンサに用いる場合は、屈曲耐久性がさほど要求されないので、片面だけの絶縁カバー４-１に結線導体４-２が貼り付けられたものを結線材４として用いてもよい。この場合、絶縁カバーのある側が、Ｕ字状の折り曲げ部の外側になるようにすれば、結線導体４-２が圧力エレメント本体部１１のような金属部分と接触するおそれがなくなる。
【００４４】
上述した説明では、センサエレメントの複数のリードピンの内の一部が結線材の結線導体によってコネクタのコンタクトピンに接続されていた。これは、リードピンの中には、センサエレメント内の調整用回路の入出力端子としてのみ使用されるものがあったからである。しかし、従来、調整用回路が、センサエレメント内に内蔵されず、コネクタハウジング内に収容されるものもある。
この場合、センサエレメントの複数のリードピンが全て結線材の結線導体と接続される。しかし、結線材の全ての結線導体がコンタクトピンに接続されるのではなく、一部はコネクタハウジング内の調整用回路に接続される。
【００４５】
このような従来タイプの圧力センサであっても、電気的接続を行う結線材の結線導体とリードピン、および、電気的接続を行う結線材の結線導体とコンタクトピンを、レーザスポットによる重ね合わせ溶接で電気的接続を行うことができる。結線材の結線導体とコネクタハウジング内の調整用回路との電気的接続についても、この調整用回路の入出力端子の形状を、上述したコンタクトピンと同じ形状として、コンタクトピンと横に並べて配置することによって、コンタクトピンとの接続と同様にしてレーザスポットによる重ね合わせ溶接ができる。
【００４６】
上述した説明では、図１に示したような、特定の圧力センサ部１および特定のコネクタハウジング部５を一例として説明した。また、圧力検出センサについて説明をした。しかし、本発明は、これらの形状および一体化方法、圧力センサに限られることなく、コネクタ付きセンサ一般に適用することができる。
センサ本体部とコネクタハウジング部とが、リードピンとコンタクトピンの少なくとも各１本を結線材で電気的に接続された状態で重ね合わされることにより一体化されるコネクタ付きセンサであればよい。センサの検出対象として、例えば、加速度センサ、温度センサ、湿度センサ、ガス検出センサ等に適用することができる。
【００４７】
上述した説明では、同じレーザスポット溶接であっても、リードピンと結線導体との間の接続構造、および、コンタクトピンと結線導体との間の接続構造を異ならせていた。すなわち、リードピンの先端部は、ほぼ平面状であり、この上に結線導体の端部を重ね合わせていた。一方、コンタクトピンの先端部は、凹部を有し、この凹部の溝面に結線導体の端部を重ね合わせていた。
しかし、逆に、コンタクトピンの先端部をほぼ平面状にして、この上に結線導体の端部を重ね合わせてもよい。また、リードピン側とコンタクトピン側とで、接続構造をいずれか一方に統一してもよい。
なお、結線材側の結線導体の形状は、採用する接続構造に応じて異なることになる。絶縁カバーについては、電気的接続部において絶縁導体を露出させるために、絶縁カバーに開口部を設ける構成、および、絶縁カバーの端部から絶縁導体を露出させる構成を説明したが、両構成は、上述した接続構造のいずれにも適用することができる。
【００４８】
上述した説明では、リードピンと結線導体との間、コンタクトピンと結線導体との間の電気的接続のいずれについても、レーザスポット溶接を用いた。しかし、いずれか一方のみにレーザスポット溶接を用い、他方については、半田付け等の従来周知の電気的接続方法を用いてもよい。
また、上述したレーザスポット溶接による電気的接続は、コネクタ付きセンサのリードピンとコンタクトピンとをそれぞれ結線材の結線導体で電気的に接続する場合に限らず、一般にピン状の導体と結線材の結線導体を重ね合わせてレーザスポット溶接して電気的接続構造を形成する場合に適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、上述した説明から明らかなように、結線材とリードピンとの電気的接続部、および、結線材とコンタクトピンとの電気的接続部の耐久性，信頼性を向上することができるという効果がある。温度条件が厳しい車載関係のセンサに使用するのに適したものである。
また、自動接続が容易になるという効果があり、安価にセンサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンサの実施の一形態の説明図である。
【図２】図１に示した結線材の説明図である。
【図３】図１に示したセンサの接続部におけるレーザスポット溶接方法の説明図である。
【図４】図１に示したセンサの結線導体４-２とリードピン２との溶接部の説明図である。
【図５】図１に示したセンサの結線導体４-２とコンタクトピン６との溶接部の説明図である。
【図６】従来の圧力センサの構造図である。
【符号の説明】
１ センサ部、２ リードピン、３ オイル封入用パイプ、３ａ オイル封入口４ 結線材、４-１ 絶縁カバー、４-１ａ 円形部、４-１ｂ 開口部、４-１ｃ切り欠き部、４-２ 結線導体、４-２ａ 導体端部、４-２ｂ ガイドピン穴、４-２ｃ 導体ラウンド部、４-２ｄ 溶接部、５ コネクタハウジング、６ コンタクトピン、６ａ 凹部、１１ 圧力検出エレメント本体部、１２ 中央開口部、１３ ステム、１４ ダイアフラム、１５ 保護カバー、１６ 液封室、１７ センサチップ、１８ 継手、１９ 流体導入通路、２０ Ｏリング

Claims (2)

1. 複数のリードピンが突出するセンサエレメントを有するセンサ本体部と、外部接続用の複数のコンタクトピンが突出するコネクタハウジング部とが、前記リードピンと前記コンタクトピンの少なくとも各１本を結線材で電気的に接続された状態で重ね合わされることにより、一体化されたコネクタ付きセンサであって、
   前記センサエレメントは、前記リードピンとともにオイル封入用パイプが前記リードピンよりも高く突出する圧力検出用のセンサエレメントであり、
   前記結線材は、１または複数本の結線導体が、少なくとも電気的接続部を除いて絶縁カバーに貼り付けられたものであり、折り曲げられた状態で、重ね合わされた前記センサ部と前記コネクタハウジング部内に収容され、
   前記複数のリードピンは、円形状配置にされ、
   前記絶縁カバーは、円形状部を有し、
   該円形状部は、前記オイル封入用パイプとの係合部を有し、該円形状部の直径が前記複数のリードピンの前記円形状配置の直径よりも大きくされ、前記複数のリードピンの円形状配置の上に載置され、
   前記結線導体は、前記結線導体の一端部の導体幅が局所的に拡げられ前記リードピンの直径よりも大きい部分を有し、
   該部分において前記結線導体の一端部と前記リードピンの少なくとも各１本が重ね合わされ、レーザスポット溶接されることにより電気的に接続されている、
   ことを特徴とするコネクタ付きセンサ。
2. 複数のリードピンが突出するセンサエレメントを有するセンサ本体部と、外部接続用の複数のコンタクトピンが突出するコネクタハウジング部とが、前記リードピンと前記コンタクトピンの少なくとも各１本を結線材で電気的に接続された状態で重ね合わされることにより、一体化されたコネクタ付きセンサであって、
   前記結線材は、１または複数本の結線導体が、少なくとも電気的接続部を除いて絶縁カバーに貼り付けられたものであり、折り曲げられた状態で、重ね合わされた前記センサ部と前記コネクタハウジング部内に収容され、
   前記複数のリードピンは、円形状配置にされ、
   前記絶縁カバーは、円形状部を有し、
   該円形状部は、該円形状部の直径が前記複数のリードピンの前記円形状配置の直径よりも大きくされ、前記複数のリードピンの円形状配置の上に載置され、
   前記結線導体は、該結線導体の一端部の導体幅が局所的に拡げられ前記リードピンの直径よりも大きい部分を有し、
   該部分において前記結線導体の一端部と前記リードピンの少なくとも各１本が重ね合わされ、レーザスポット溶接されることにより電気的に接続され、かつ、
   前記結線導体に接続される前記コンタクトピンの先端部は凹部を有し、
   前記コネクタハウジングは、前記コンタクトピンの凹部の前後に所定間隔を置いて支持部を有し、
   前記コンタクトピンの凹部の溝面は前記支持部と同じ高さであり、
   前記コンタクトピンに接続される前記結線導体の他端部は、前記支持部の少なくとも一方および前記コンタクトピンの凹部の溝面に当接していることにより、前記コンタクトピンの凹部に位置決めされ、前記コンタクトピンの凹部の溝面に重ね合わされて、レーザスポット溶接されることにより電気的に接続されている、
   ことを特徴とするコネクタ付きセンサ。

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