JP5900176B2 - 物理量検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、物理的な変化を検出する物理量検出装置に関するものである。

従来の物理量検出装置として、例えば車両用内燃機関のサージタンクに取り付けられてサージタンク内の圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサが知られており、この圧力センサは、電気ノイズ対策としてボディアースされている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、圧力センサにおけるグランド側電気信号の配線部材は、貫通コンデンサおよび金属製のカバーを介して、金属製のケースに電気的に接続される。また、そのケースがサージタンクにねじ結合され、これによりボディアースされるようになっている。

特許第４０４９１０９号明細書

しかしながら、従来の圧力センサは、貫通コンデンサとケースとを電気的に接続するために金属製のカバーが必要となり、小型化、低コスト化が難しいという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、金属製のカバーを不要にするとともに、接地端子と金属製のケースとの接続作業を容易にすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、物理量に応じた電気信号を作成して出力する回路チップ（５０）を備え、回路チップから出力されるグランド側電気信号のグランド信号配線部材が、コンデンサ（５１）を介して接地される物理量検出装置であって、回路チップおよびコンデンサを板状の金属製のリードフレーム（５２）に実装して、回路チップ、コンデンサおよびリードフレームをモールド樹脂にて封止したモールドＩＣ（５）と、被取り付け部材に取り付けられて被取り付け部材を介して接地されるとともに、モールドＩＣを内部に収容する筒状の金属製のケース（１、２）とを備え、リードフレームは、コンデンサに接続されるとともにモールドＩＣから突出する接地端子（５２２）を備え、接地端子はそれ自身の弾性復元力によりケースに当接していることを特徴とする。

これによると、リードフレームに設けた接地端子をケースに直接当接させるため、金属製のカバーを不要にすることができる。また、溶接や導電性接着剤を使用せずに接地端子とケースが接続されるため、それらの接続作業を容易にすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。

本発明の第１実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図１のモールドＩＣの接地端子を曲げる前の状態を示す斜視図である。 図１のモールドＩＣの接地端子を曲げた後の状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

本実施形態に係る物理量検出装置は、自動車のブレーキ液圧を制御するブレーキ液圧制御装置に取り付けられて、物理量としてのブレーキ液圧を検出するものである。そのブレーキ液圧制御装置は、本発明の被取り付け部材に相当し、ボディアースされる。

図１、図２に示すように、物理量検出装置は、導電性金属にて有底円筒状に形成された第１ケース１を備えている。この第１ケース１の外周部には、ブレーキ液圧制御装置に螺合されるねじ部１０が形成されている。また、第１ケース１は、一端に開口部を有する圧力導入孔１１を備えている。第１ケース１の底部側、すなわち圧力導入孔１１の反開口部側には、圧力導入孔１１を介して導かれるブレーキ液の圧力に応じて変形する薄肉部１２が形成されている。

第２ケース２は、導電性金属にて円筒状に形成され、第１ケース１に溶接にて接合されている。なお、第１ケース１および第２ケース２は、本発明のケースを構成している。

第１ケース１の薄肉部１２には、薄肉部１２の変形に応じて（換言すると、ブレーキ液圧に応じて）抵抗値が変化するゲージ３が貼付されている。

台座４は、電気絶縁性に富む樹脂にて略円筒状に形成され、薄肉部１２およびゲージ３を囲むようにして第１ケース１に接着にて接合されている。

第２ケース２内には、直方体形状のモールドＩＣ５が配置されている。このモールドＩＣ５は、ゲージ３の抵抗値変化に基づいて圧力に応じた電気信号を作成して出力する回路チップ５０、チップコンデンサ５１、電気良導体である銅合金製の板材よりなるリードフレーム５２を備えている。

回路チップ５０から出力されるグランド側電気信号のグランド信号配線部材は、チップコンデンサ５１を介して後述する接地端子に電気的に接続されている。なお、リードフレーム５２の一部がグランド信号配線部材を構成している。

回路チップ５０およびチップコンデンサ５１がリードフレーム５２に実装された後に、回路チップ５０、チップコンデンサ５１、およびリードフレーム５２は、電気絶縁性に富む樹脂よりなるモールド樹脂層５３にて封止されている。そして、リードフレーム５２の一部である中継端子５２０、信号出力端子５２１、および接地端子５２２が、モールド樹脂層５３から突出している。

中継端子５２０の一端は台座４にモールド成形されており、これにより台座４とモールドＩＣ５は一体化されている。そして、中継端子５２０とゲージ３との間でワイヤボンディングが行われ、中継端子５２０とゲージ３はワイヤ６により電気的に接続されている。

信号出力端子５２１には、外部コネクタと接続するためのコネクタ端子７が溶接にて接合されている。そして、第２ケース２における反第１ケース側の開口部は、電気絶縁性に富む樹脂よりなる円板状のキャップ８にて塞がれ、コネクタ端子７はこのキャップ８に形成された孔を貫通して外部に突出している。第２ケース２における反第１ケース側の端部には、キャップ８を支持する環状のプレート９が溶接にて接合されている。

図１〜図４に示すように、接地端子５２２は、モールドＩＣ５における第２ケース２の内周面に対向する４つの面のうち、対向する２つの面に、それぞれ２個配置されている。また、モールドＩＣ５の１つの面に配置された２個の接地端子５２２は、第２ケース２の軸線方向（以下、ケース軸線方向という）にずれている。

図２、図４に示すように、４個の接地端子５２２は、ケース軸線方向に沿って見たときに、モールドＩＣ５から第２ケース２の内周面に向かって異なる向きに延びている。また、接地端子５２２の先端は、ケース軸線方向に沿って見たときに、円弧状になっている。そして、４個の接地端子５２２は、それ自身の弾性復元力により、その円弧状の部分の外周面が第２ケース２の内周面に当接するようになっている。

次に、物理量検出装置の組み付け手順について説明する。

まず、第１ケース１の薄肉部１２にゲージ３を貼付する。これと並行して、モールドＩＣ５のモールド樹脂層５３と台座４を同時に成形した後、モールドＩＣ５の信号出力端子５２１にコネクタ端子７を溶接にて接合し、さらに、４個の接地端子５２２を図４に示すように所定の向きに曲げる。なお、この時点では、中継端子５２０はＬ字状に曲げられていない。

続いて、台座４を第１ケース１に接着にて接合した後に、中継端子５２０とゲージ３とをワイヤ６により接続する。続いて、中継端子５２０を図１のようにＬ字状に曲げる。

続いて、４個の接地端子５２２の外接円が第２ケース２の内径よりも小さくなるように、図示しない治具にて接地端子５２２を変形させ、その状態を維持しつつ、台座４やモールドＩＣ５等を第２ケース２内に挿入する。

続いて、治具を外し、キャップ８をコネクタ端子７に装着し、プレート９を第２ケース２に溶接にて接合して、物理量検出装置が完成する。

ここで、治具を外すと、接地端子５２２は、それ自身の弾性復元力により、４個の接地端子５２２の外接円が大きくなるように復元し、接地端子５２２の先端に設けた円弧状の部分の外周面が第２ケース２の内周面に当接する。

したがって、物理量検出装置をブレーキ液圧制御装置に取り付けると、回路チップ５０から出力されるグランド側電気信号のグランド信号配線部材は、チップコンデンサ５１、接地端子５２２、第２ケース２、第１ケース１、およびブレーキ液圧制御装置を介して、ボディアースされる。

このように、本実施形態では、リードフレーム５２に設けた接地端子５２２を第２ケース２に直接当接させるため、金属製のカバーを不要にすることができる。

また、溶接や導電性接着剤を使用せずに接地端子５２２と第２ケース２が電気的に接続されるため、それらの接続作業を容易にすることができる。

さらに、接地端子５２２を複数個設けているため、振動等によりいずれかの接地端子５２２が第２ケース２から離れても、他の接地端子５２２と第２ケース２との当接状態が維持される。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、接地端子５２２の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

図５に示すように、本実施形態では、各接地端子５２２の長さを異ならせることにより、各接地端子５２２の固有振動値を異ならせている。これによると、いずれかの接地端子５２２が共振した場合でも、他の接地端子５２２は共振しないため、他の接地端子５２２と第２ケース２との当接状態が安定して維持される。

また、各接地端子５２２の長さを異ならせる代わりに、各接地端子５２２の幅を異ならせて、各接地端子５２２の固有振動値を異ならせるようにしてもよい。なお、接地端子５２２の幅は、接地端子５２２におけるケース軸線方向の寸法である。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、圧力を検出する物理量検出装置を示したが、本発明は、圧力以外の物理量、例えば、ヨーレートや加速度等の物理量を検出する物理量検出装置にも適用することができる。

また、上記各実施形態は、実施可能な範囲で任意に組み合わせが可能である。

１ 第１ケース
２ 第２ケース
５ モールドＩＣ
５０ 回路チップ
５１ コンデンサ
５２ リードフレーム
５２２ 接地端子

Claims (7)

1. 物理量に応じた電気信号を作成して出力する回路チップ（５０）を備え、前記回路チップから出力されるグランド側電気信号のグランド信号配線部材が、コンデンサ（５１）を介して接地される物理量検出装置であって、
   前記回路チップおよび前記コンデンサを板状の金属製のリードフレーム（５２）に実装して、前記回路チップ、前記コンデンサおよび前記リードフレームをモールド樹脂にて封止したモールドＩＣ（５）と、
   被取り付け部材に取り付けられて前記被取り付け部材を介して接地されるとともに、前記モールドＩＣを内部に収容する筒状の金属製のケース（１、２）とを備え、
   前記リードフレームは、前記コンデンサに接続されるとともに前記モールドＩＣから突出する接地端子（５２２）を備え、
   前記接地端子はそれ自身の弾性復元力により前記ケースに当接していることを特徴とする物理量検出装置。
2. 前記接地端子を複数個備えることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
3. 複数個の前記接地端子は、長さおよび幅のうち少なくとも一方が異なっていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
4. 複数個の前記接地端子は、前記ケースの軸線方向に沿って見たときに、前記モールドＩＣから前記ケースの内周面に向かって異なる向きに延びていることを特徴とする請求項２または３に記載の物理量検出装置。
5. 前記ケースは、前記被取り付け部材に螺合されるねじ部（１０）を有する第１ケース（１）と、前記第１ケースに接合された筒状の第２ケース（２）とを備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の物理量検出装置。
6. 前記ケースは、前記被取り付け部材の内部の圧力に応じて変形する薄肉部（１２）を備え、
   前記薄肉部の変形に応じて抵抗値が変化するゲージ（３）が前記薄肉部に接合されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の物理量検出装置。
7. 前記リードフレームは、銅または銅合金よりなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の物理量検出装置。

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