JP7323599B2 - センサデバイスおよび接地接続 - Google Patents

Description

本発明は、産業センサ技術の分野に関し、特にセンサデバイスの電気的接地に関する。

センサデバイス、例えば流体センサデバイスは、温度センサのようなセンサ、および／または音叉型共振器のような機械的共振器を備え得る。センサデバイスは通常、少なくとも２つのプリント回路基板（ＰＣＢ）を相互接続し、静電気放電（ＥＳＤ）保護および電磁干渉（ＥＭＩノイズ）の防止のためにＰＣＢを接地することを必要とする。

デバイスとＰＣＢとの間の接地には、ばねフィンガまたはグラウンドコンタクトとしても知られるばねコンタクトが一般的に用いられる。ばねコンタクトは、ＰＣＢにはんだ付けされる。しかしながら、センサデバイスが車両に実装される場合のような多くの用途においては、振動によってばねコンタクトとＰＣＢとの間のはんだ接合部に応力および疲労が生じ、それにより接続部が弱くなる場合がある。

図１に示すセンサデバイス１０のような従来技術から知られているいくつかのセンサデバイスでは、ＰＣＢ１２、１４の接地は、センサデバイス１０の導電性ボディ１８およびＰＣＢ１２にはんだ付けされたピン１６によって実現される。ＰＣＢ１２、１４は、剛性接続手段２０によって相互接続される。ＰＣＢ１２、１４および電子構成要素を苛酷な環境の危険から保護および隔離するために、センサデバイス１０のキャビティ２２がエポキシ樹脂で充填され得る（この方法はＰＣＢポッティングとしても知られる）。しかしながら、エポキシ樹脂は、その剛性な材料特性から、振動の抑制が可能でない。さらに、はんだ付けおよびポッティングの工程に加えて複数の要素（１８、２０）の設置を伴うことから、そのようなセンサデバイスの製造性が影響を受ける。

したがって、振動に対する向上した耐性を有し、大量生産に適合した、すなわちより高い製造性を有する、センサデバイスのための簡略化された接地の解決策を提供することが目的である。

上記の目的は、独立請求項１に係るセンサデバイスによって実現される。前記センサデバイスは、少なくとも第１のプリント回路基板（ＰＣＢ）および第２のＰＣＢを収容するように構成された導電性ボディを備える。第１のＰＣＢおよび第２のＰＣＢは、可撓性導電手段により共に接続され、センサデバイスは、少なくとも１つの導電性ばねであって、ばねの第１の部分が、ＰＣＢの一方に押し付けられ、ばねの第２の部分が、導電性ボディとＰＣＢとの間の電気的接続を維持するために導電性ボディに押し付けられるように、スナップ嵌め、形状嵌めまたはプレス嵌めの接続により２つのＰＣＢの間に保持されている少なくとも１つの導電性ばねをさらに備える。

そのため、導電性ばねがスナップ嵌め、形状嵌めまたはプレス嵌めの接続により保持されるので、導電性ばねをＰＣＢまたは導電性ボディにはんだ付けする必要なく、導電性ボディとＰＣＢとの間の電気的接続、すなわち接地機能の働きを維持することができる。代わりに、導電性ばねとＰＣＢとの間の電気的接続が、ばねの第１の部分をＰＣＢに押し付けることにより実現される点が有利である。同様に、導電性ばねと導電性ボディとの間の電気的接続は、ばねの第２の部分を導電性ボディに押し付けることにより実現される。その結果、センサデバイスにおける電気的接地のための既知の解決策に対し、はんだ接合部、よって電気的接続部が振動により損傷するおそれがない。
導電性ばねを組み立てるためのはんだ不要の解決策と、可撓性導電手段、すなわちＰＣＢフレックスなどの可撓性の電気的接続部の使用とを組み合わせることで、特に振動に関する、剛性接続部により生じる欠点を回避することが可能となる。代わりに、本発明は、２つのＰＣＢの間に剛性接続部を有しないセンサデバイスを提供する。さらに、接地機能を確実にするために導電性ばねを設置するのにはんだ付け工程が必要でないため、製造が簡略化され、それにより繰り返し精度が向上し、組み立てプロセスのコストが低減する。その結果、センサデバイスが大量生産に適合可能となる。加えて、接地機能を確実にするために特定のはんだ付け工程が必要でないため、組み立てプロセスの自動化が可能となる。さらに、センサデバイスの製造性をさらに向上させる、ポッティング不要な組み立てプロセスを提供することが可能となる。

センサデバイスの有利な実施形態は、従属請求項の主題である。様々な有利な実施形態に従って、センサデバイスをさらに改善することができる。

一実施形態によれば、センサデバイスは、少なくとも１つの導電性ばねが装着されるプラスチックホルダをさらに備えてもよく、プラスチックホルダは、２つのＰＣＢの一方のみがプラスチックホルダと直接面接触し、２つのＰＣＢの他方が少なくとも１つのばねと直接面接触するように、２つのＰＣＢの間に配されてもよい。

プラスチックホルダの使用により、はんだ不要の解決策を提供することが可能となる。

一方のＰＣＢのみが、プラスチックホルダとの直接の接触面にある。それに伴い、プラスチックホルダは、一方のＰＣＢに載り、センサデバイスの組み立て済み状態においてプラスチックホルダの高さが２つのＰＣＢの間の距離よりも小さくなるような寸法となっている。したがって、プラスチックホルダと他方のＰＣＢ（ばねと接触するもの）との間の間隙が生じる。ゆえに、応力の緩和に対する最小の間隙がもたらされ、ばねによってＰＣＢが互いに対して移動することが可能となる。その結果、ばねは、はんだ不要のアセンブリにおいて、接地機能および応力緩和機能の組み合わせを提供する。

一実施形態によれば、プラスチックホルダは、少なくとも１つのばねを部分的に受けるように構成されたレセプタクルが本質的に横断して延びる起点となる基部を備えてもよい。

そのため、プラスチックホルダのレセプタクルは、いかなる締結具も必要とすることなく、ばねの装着のための保持機構を提供する。

一実施形態によれば、少なくとも１つのガイドアームが、ばねの第１の部分から延びてもよく、前記ガイドアームは、プラスチックホルダのレセプタクルの対応する溝に受けられるように構成される。

少なくとも１つのガイドアームは、ばねにガイド機構を提供することにより、プラスチックホルダのレセプタクルへのばねの装着を容易にすることを可能とする。また、プラスチックホルダに対するばねの正確な位置決めを確実にすることが可能となる。

一実施形態によれば、プラスチックホルダは、センサデバイスの対応する要素とのスナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続によって、流体センサの組み立て済み状態において定位置に保持されてもよい。

そのため、プラスチックホルダの組み立てを容易に実現することができ、スナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続によっていかなる器具の使用も必要としない。したがって、センサデバイスの製造をさらに簡略化することができる。

一実施形態によれば、プラスチックホルダは、センサデバイスの第１のアセンブリ要素から突出する対応するロック要素を受けるように構成された少なくとも１つの凹部を備える周部を有してもよい。

そのため、プラスチックホルダおよびヘッダアセンブリは、センサデバイスの組み立て済み状態においてスナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続を実現するように構成された構造的特徴を備える。

第１のアセンブリ要素は、端子が受けられるセンサデバイスのヘッダアセンブリであってもよい。

一実施形態によれば、プラスチックホルダは、第２のアセンブリ要素から突出する対応するロックアームを受けるように構成された少なくとも１つのレセプタクルを備えてもよく、少なくとも１つのレセプタクルは、ロックアームを備え、それにより、センサデバイスの組み立て済み状態において、第２のアセンブリ要素およびプラスチックホルダそれぞれのロックアームの間にスナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続が形成される。

そのため、プラスチックホルダおよび第２のアセンブリ要素、例えばコネクタは、センサデバイスの組み立て済み状態においてスナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続を実現するように構成された構造的特徴を備える。

一実施形態によれば、少なくとも１つの導電性ばねは、ばねの第１の部分とＰＣＢの一方との間に形成されたスナップ嵌め、プレス嵌めおよび／または形状嵌めの接続により２つのＰＣＢの間に保持されてもよい。

そのため、接地機能および応力緩和機能の両方を、いかなるはんだ接合部も必要とせずに有利に保持され得る導電性ばねによって実現することができる。

一実施形態によれば、ばねの第１の部分は、自由端部分で終端する主要部分を備えてもよく、自由端部分は、ＰＣＢの対応する貫通孔を通って主要部分から横断して延びる。

ＰＣＢの対応する貫通孔へのばねの自由端部分の挿入により、はんだ接合部を必要とすることなく、ばねを定位置に維持するための形状嵌めの接続を提供することが可能となる。

一実施形態によれば、少なくとも１つの導電性ばねは、少なくとも１つの導電性ばねが両方のＰＣＢと直接面接触するように、２つのＰＣＢの間で保持されてもよい。

そのため、プラスチックホルダの代替例と比較して、スナップ嵌め、プレス嵌めおよび／または形状嵌めの接続を、（アセンブリ要素のアセンブリピンのような）センサデバイスの既存の要素によって直接形成することができる。そのような接続は、はんだが不要であり、追加の要素を必要とせず、器具の必要なく実現することができるという利点を有する、すなわち組み立てを簡略化することを可能とする。

一実施形態によれば、ばねの第１の部分は、曲げタブにより形成される第２の部分が突出する平坦部であってもよい。

平坦な第１の部分は、前記第１の部分がＰＣＢに押し付けられたときに電気的接続を確実にするための良好に適合した接触面を提供する。第２の部分が第１の部分から突出するので、第１および第２の部分は、連続的な電気的接続を確実にするように結合されている。第２の部分の曲げタブは、導電性ボディの壁に接触し押し付けられるように特に構成される。

一実施形態によれば、ばねの第１の部分には、***が設けられてもよく、第１の部分の***は、ＰＣＢの一方に押し付けられるようになっており、第２の部分は、曲げタブにより形成されてもよく、前記第１の部分から突出する。

***の機構により、第１の部分、すなわち***がＰＣＢに押し付けられたときに、ばねとＰＣＢとの間の電気的接触をさらに改善することが可能となる。

第２の部分が第１の部分から突出するので、第１および第２の部分は、連続的な電気的接続を確実にするように結合されている。第２の部分の曲げタブは、導電性ボディの壁に接触し押し付けられるように特に構成される。

一実施形態によれば、少なくとも１つの導電性ばねは、第１の部分からばねの基部まで延びる第３の部分を備えてもよく、基部は、第３の部分が第１のＰＣＢと第２のＰＣＢとの間で予圧状態にあるように、第１の部分に幾何学的に対向している。

ばねの第３の部分が２つのＰＣＢの間で予圧状態にあるので、ばねは、ＰＣＢに応力の緩和をもたらすように、ＰＣＢを横断する方向に沿った十分なばね力を与える。そのため、導電性ばねは、接地機能を提供するのみならず、それに加えて、（はんだ接合部のような）剛性接続部に対する応力が生じないため、特に振動下におけるＰＣＢの保持を向上させる応力緩和機能を提供することを可能とする。ゆえに、ＰＣＢの電気的接地および応力緩和の２つの機能が、はんだ付け工程を必要とせずにセンサデバイスに組み付けることが可能な単一の構成要素、すなわち導電性ばねによって実現される点が有利である。

一実施形態によれば、少なくとも１つのばねは、前記ばねが本質的に横断して延びる起点となるシールド基部と一体に形成されてもよく、前記シールド基部は、２つのＰＣＢの間で平行に配置される。

そのため、接地機能を果たすばねは、追加の機能、すなわちシールド機能を提供することができる。シールド基部が２つのＰＣＢの間に配されると、２つのＰＣＢの間でのクロストーク（すなわち意図しない電磁結合）を防止することが可能となる。

上記の目的は、センサデバイスを組み立てるための、独立請求項１５に係る方法によってさらに実現される。センサデバイスを組み立てるための前記方法は、ａ）少なくとも１つの導電性ばねをプラスチックホルダに装着するステップと、ｂ）プラスチックホルダを第１のＰＣＢ上に配するステップであって、第１のＰＣＢは、可撓性導電手段によって第２のＰＣＢに接続される、配するステップと、ｃ）ばねの第１の部分を前記第２のＰＣＢに押し付けるように、第２のＰＣＢをプラスチックホルダの上に配置するステップと、ｄ）導電性ボディとＰＣＢとの間の電気的接続を維持するために、ばねの第２の部分を前記導電性ボディに押し付けるように、ＰＣＢを収容するための導電性ボディを組み立てるステップとを含む。

そのため、プラスチックホルダに装着された導電性ばねは、ＰＣＢまたは導電性ボディにはんだ付けされる必要なく、導電性ボディとＰＣＢとの間の電気的接続を維持すること、すなわち接地機能を果たすことを可能とする。代わりに、導電性ばねとＰＣＢとの間の電気的接続は、単純にばねの第１の部分をＰＣＢに押し付けることにより実現される。同様に、導電性ばねと導電性ボディとの間の電気的接続は、単純にばねの第２の部分を導電性ボディに押し付けることにより実現される。その結果、センサデバイスにおける電気的接地のための既知の解決策に対し、はんだ接合部、よって電気的接続部が振動により損傷するおそれがない。
導電性ばねを組み立てるためのはんだ不要の解決策と、可撓性導電手段、すなわちＰＣＢフレックスなどの可撓性の電気的接続部の使用とを組み合わせることで、特に振動に関する、剛性接続部により生じる欠点を回避することが可能となる。代わりに、本発明は、２つのＰＣＢの間に剛性接続部を有しないセンサデバイスを提供する。さらに、接地機能を確実にするために導電性ばねを設置するのにはんだ付け工程が必要でないため、製造が簡略化され、それにより繰り返し精度が向上し、組み立てプロセスのコストが低減する。その結果、センサデバイスを組み立てるための方法が、大量生産に適合可能となる。加えて、接地機能を確実にするために特定のはんだ付け工程が必要でないため、組み立てプロセスの自動化が可能となる。さらに、センサデバイスの製造性をさらに向上させる、ポッティング不要な組み立てプロセスを提供することが可能となる。

センサデバイスを組み立てるための方法の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。様々な有利な実施形態に従って、センサデバイスを組み立てるための方法をさらに改善することができる。

一実施形態によれば、ステップａ）において、ばねのガイドアームが、プラスチックホルダのレセプタクルの対応する溝に受けられてもよい。

そのため、プラスチックホルダへのばねの組み付けを、ばねのガイドアームにより提供されるガイド機構によって簡略化することができる。また、プラスチックホルダに対するばねの正確な位置決めを確実にすることが可能となる。

一実施形態によれば、ステップｃ）において、コネクタに接続された第２のＰＣＢは、挿入方向を横断する回転軸を中心としてプラスチックホルダ上に回転移動されてもよい。

そのため、センサデバイスの組み立てが、いかなる器具も必要とせず、自動化に適合された簡単な組み立てステップにより実現され、それによりセンサデバイスの製造性が向上する。

一実施形態によれば、ステップｄ）において、プラスチックホルダは、センサデバイスの対応する要素とのスナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続によって定位置に保持されてもよい。

そのため、プラスチックホルダの組み立ては、容易に実現することができ、スナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続によっていかなる器具の使用も必要としない。したがって、センサデバイスの製造をさらに簡略化することができる。

さらなる特徴および利点について、図面を参照して説明する。本説明において、本発明の好適な実施形態を例示するよう意図された添付の図面が参照される。そのような実施形態が本発明の全範囲を表すものではないことを理解されたい。

添付の図面は、本発明の複数の実施形態を例示するように、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を成す。これらの図面は、本説明と共に、本発明の原理を説明する機能を果たす。図面は、単に本発明がどのように生産および使用され得るかの好適および代替的な例を例示することを目的としたものであり、例示および説明されている実施形態のみに本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、実施形態の複数の態様は、個々にまたは種々の組み合わせで、本発明に係るソリューションを形成し得る。よって、以下で説明されている実施形態は、単独またはそれらの任意の組み合わせとしてみなすことができる。さらなる特徴および利点が、添付の図面に例示するような本発明の様々な実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかとなるであろう。図面において、同様の参照符号は同様の要素を指す。

従来技術から知られているセンサデバイスの切断図である。 本発明の第１の実施形態に係るセンサデバイスの切断図である。 図３（図３Ａおよび図３Ｂ）は、第１の実施形態に係る導電性ばねの２つの概略図である。 第１の実施形態に係るセンサデバイスのためのプラスチックホルダへ３つの導電性ばねを装着する際の斜視図である。 第１の実施形態に係るセンサデバイスのためのプラスチックホルダに装着された３つの導電性ばねの斜視図である。 第１の実施形態に係る流体センサのＰＣＢへプラスチックホルダを装着する際の斜視図である。 第１の実施形態に係る流体センサのＰＣＢに装着されたプラスチックホルダの斜視図である。 第１の実施形態に係る流体センサの組み立て済み状態の斜視図である。 第１の実施形態に係るセンサデバイスのための、変形例に係る導電性ばねの概略図である。 図９に示す変形例に係る導電性ばねを備える第１の実施形態に係るセンサデバイスの切断図である。 本発明の第２の実施形態に係るセンサデバイスの切断図である。 本発明の第３の実施形態に係るセンサデバイスの斜視図である。

次に、添付の図面を参照して本発明を説明する。単に説明の目的で、また当業者にはよく知られる詳細によって本開示を不明瞭にすることのないように、様々な構造、システムおよびデバイスが図面に模式的に図示されている。しかしながら、添付の図面は、本開示の例示的な例を説明および解説するために含まれている。本明細書において用いる単語および語句は、関連分野の当業者によるそれらの単語および語句の理解と整合した意味を有するものとして理解および解釈されるべきである。用語または語句の特別な定義、すなわち当業者により理解される通常のまたは慣例的な意味と異なる定義が、本明細書における当該用語または語句の一貫した使用によって示唆されることは意図されていない。

以下において、１つの図に関して既に説明および例示したものと同じ参照符号を有する要素は、他の図に関して再び詳細に説明は必ずしもせず、同じ参照符号の先行する説明が参照される。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るセンサデバイス１００の切断図を例示する。

図２に示すように、第１のＰＣＢ１０２が、可撓性導電手段１０６によって第２のＰＣＢ１０４に接続される。可撓性導電手段１０６は、第１のＰＣＢ１０２と第２のＰＣＢ１０４との間の可撓性の電気的接続部を提供する。可撓性導電手段１０６は、ＰＣＢフレックスまたはフレキシブルＰＣＢであってもよい。可撓性導電手段１０６は、導電性回路パターンが固定された絶縁性ポリマー薄膜から形成される。フレキシブルＰＣＢ１０６のような可撓性導電手段１０６を用いることで、第１のＰＣＢ１０２と第２のＰＣＢ１０４との間の剛性の相互接続を回避することが可能となる。

電気コンポーネント１０８が、各ＰＣＢ１０２、１０４に接続される。

端子ピン１１０が、第１のＰＣＢ１０２にはんだ付けされる。端子ピン１１０は、センサデバイス１００のヘッダアセンブリ１１４のような第１のアセンブリ１１４に収容された端子ブロック１１２から延びる。温度センサまたは共振器のような感応要素（不図示）が、端子ピン１１０に接続される。

端子ピン１１６が、第２のＰＣＢ１０４にはんだ付けされる。端子ピン１１６は、消費者による接続のためのコネクタである。

センサデバイス１００の第２のアセンブリを構成するコネクタ１１８が、図２に示されている。

コネクタ１１８およびヘッダアセンブリ１１４は、導電性ボディ１２０によって共に保持される。図２に示すように、流体センサ１００の組み立て済み状態において、導電性ボディ１２０は、コネクタ１１８の第１の境界部１２２に圧着される。導電性ボディ１２０はさらに、コネクタ１１８の第２の境界部１２４と導電性ボディ１２０の対応する段差１２６との間の形状嵌め（form-fit connection）の接続によってコネクタ１１８に取り付けられる。

ヘッダアセンブリ１１４の段差１２８と導電性ボディ１２０の境界部１３０との間にも、形状嵌めの接続が形成される。

よって、導電性ボディ１２０は、第１のＰＣＢ１０２および第２のＰＣＢ１０４を収容するように構成される。

静電気放電（ＥＳＤ）保護および電磁干渉（ＥＭＩノイズ）の防止のためにＰＣＢ１０２、１０４を電気的に接地するには、ＰＣＢ１０２、１０４と導電性ボディ１２０との間に電気的接続を形成することが必要となる。電気的接地機能は、導電性ばね２００によって実現される。

本発明の第１の実施形態において、導電性ばね２００は、プラスチックホルダ３００に配される。プラスチックホルダ３００は、図２に示すように、流体センサ１００の組み立て済み状態において、ばね２００の第１の部分２０２が第２のＰＣＢ１０４に押し付けられるように、２つのＰＣＢ１０２、１０４の間に配される。

さらに、ばね２００の第２の部分２０４が、導電性ボディ１２０とＰＣＢ１０２、１０４との間の電気的接続を維持するように、導電性ボディ１２０に押し付けられる。

ばね２００の構造が、図３Ａおよび図３Ｂに示されている。第１の実施形態に係るセンサデバイス１００のためのばね２００について、図２、図３Ａおよび図３Ｂを参照して以下でさらに説明する。

ばね２００の第１の部分２０２は、ＰＣＢ１０２、１０４の表面に平行な平面内にある平坦部２０２ａである。第１の部分２０２の平坦構造２０２ａは、第２のＰＣＢ１０４が前記第１の部分２０２に押し付けられたときに電気的接続を確実にするための良好に適合した接触面を提供する。変形例において、第１の部分２０２には***が設けられ、***は、電気的接触をさらに改善するように、前記第１の部分２０２に押し付けられる。

第２の部分２０４は、曲げタブ２０４ａにより形成され、その頂点２０４ｂは、センサデバイス１００の組み立て済み状態において導電性ボディ１２０に押し付けられる。曲げタブ２０４ａは、第１の部分２０２から、平坦な第１の部分２０２と角度Ａをなすような方向に延びる（図３Ｂ参照）。曲げタブ２０４ａは、自由端２０４ｃを有する。

図３Ｂに例示するように、第１の部分２０２と第２の部分２０４との間の角度Ａおよび第２の部分２０４の頂点２０４ｂにおける角度Ｂはともに、センサデバイス１００の組み立て済み状態（組み立て済み状態は図２に示されている）において頂点２０４ｂを導電性ボディ１２０に押し付けることが可能となるように構成される。

第１の部分２０２および第２の部分２０４は、特に頂点２０４ｂにおいて、電気的接触をさらに改善するために、導電性層により覆われていてもよい。そのような導電性層は、ニッケルめっき層を下地とした金めっきから形成されてもよい。

ばね２００は、プラスチックホルダ３００のレセプタクル３０４の対応する基部３０２に載るように構成された平坦基部２０６を有する。

ばね２００の保持性を向上させるために、ばね２００の基部２０６の舌片２０８（図３Ａ参照）が、プラスチックホルダ３００の基部３０２に対して曲げられている、すなわち圧着されていてもよい。

ばね２００は、第１の部分２０２と基部２０６との間に延びる第３の部分２１０をさらに備える。そのため、第３の部分２１０はいかなる自由端も有しない。ばね２００の第３の部分２１０は、（図２に例示するように）２つのＰＣＢ１０２、１０４の間で予圧状態にあるように構成される。よって、第３の部分２１０は、ＰＣＢ１０２、１０４に応力の緩和をもたらすように、ＰＣＢ１０２、１０４を横断する方向Ｄに沿った十分なばね力を与えるように構造的に構成される。第３の部分２１０は、方向Ｄに沿ってその復元力を及ぼす圧縮ばねとして動作する。図３Ｂに示すように、第３の部分２１０は、３点曲げ舌片２１０ａである。第３の部分２１０の形状は、嵩を低減しつつばね２００の有効ストロークを長くすることが可能な点で有利である。

変形例において、第３の部分２１０は、圧縮ばねとして動作するが、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示すばね２００の３点曲げ舌片２１０ａの設計とは異なる構造を有する。

導電性ばね２００は、接地機能を提供するのみならず、それに加えて、（はんだ接合部のような）剛性接続部における応力および剛性接続部による応力が生じないため、特に振動下におけるＰＣＢ１０２、１０４の保持性を向上させる応力緩和機能を提供することを可能とする。ゆえに、ＰＣＢ１０２、１０４の電気的接地および応力緩和の２つの機能が、はんだ付け工程を必要とせずにセンサデバイス１００に組み付けることが可能な単一の構成要素、すなわち導電性ばね２００によって実現される点が有利である。

図２に見ることができるように、流体センサ１００の組み立て済み状態において、プラスチックホルダ３００は、第１のＰＣＢ１０２のみがプラスチックホルダ３００と直接面接触し、第２のＰＣＢ１０４のみがばね２００の第１のばね部分２０２と直接面接触するように、２つのＰＣＢ１０２、１０４の間に配される。これは、ばね２００およびプラスチックホルダ３００の特定の寸法、ならびにプラスチックホルダ３００に対するばね２００の配置により可能となる。この特徴について、図４に関してさらに説明する。

図４は、第１の実施形態に係るセンサデバイス１００のための３つのばね２００を受けるように構成されたプラスチックホルダ３００を例示する。変形例において、プラスチックホルダ３００は、１つのばね２００のみを受けるように構成される。別の変形例において、プラスチックホルダ３００は、２つ、４つまたはそれより多くのばね２００を受けるように構成される。

プラスチックホルダ３００は、基部３０８を備える。基部３０８には、第１のＰＣＢ１０２に接続された電気コンポーネント１０８を収容するための１つまたは複数の孔３０９が設けられてもよい。

プラスチックホルダ３００は、例えば射出成形により１つの部品として一体に形成され、そのため容易に製造可能である。

図４に示すように、３つレセプタクル３０４が、基部３０８から横断して、すなわちカーテシアン座標のＺ方向と平行な方向に沿って延びる。各レセプタクル３０４は、ばね２００の基部２０６を支持するための基部３０２を備える。各レセプタクル３０４は、基部３０２に向かって互いに対向する２つの溝３１０により形成される。溝３１０は、ばね２００がそこに受けられたときに、ばね２００の第２の部分２０４および第３の部分２１０が溝３１０から外方に突出する（突出の態様は、図５の図の右側においてより一層明らかである）ことが可能となるように、基部３０８上に位置し、互いに離隔している。ゆえに、溝３１０は、（図２に例示するような）センサデバイス１００の組み立て済み状態における第２の部分２０４と導電性部分１２０との間の接触も、ばね２００の第３の部分２１０により実現される応力緩和機能も妨げることなく、ばね２００の保持を可能とする。

溝３１０の最高点３１２とプラスチックホルダ３００の基部３０８との間の全高Ｈは、（図２に例示するような）センサデバイス１００の組み立て済み状態における２つのＰＣＢ１０２、１０４の間の距離ｄ１よりも小さくなるような寸法となっている。ゆえに、高さｄ２の間隙（図２参照）が、センサデバイス１００の組み立て済み状態におけるプラスチックホルダ３００の最高点３１２と第２のＰＣＢ１０４との間に存在する。ゆえに、図２に示すように、第１のＰＣＢ１０２のみが、第１のＰＣＢ１０２上にあるプラスチックホルダ３００と直接面接触する。プラスチックホルダ３００と第２のＰＣＢ１０４との間の間隙ｄ２は、応力の緩和のため、すなわちばね２００の第３の部分２１０がその復元力を及ぼすことを可能とするための十分な空間を提供する。
その結果、例えば図１に例示するような従来技術の流体センサと比較して、例えば振動下において、いかなる剛性の相互接続による影響も受けないＰＣＢ１０２、１０４の相互移動が可能となる。

プラスチックホルダ３００へのばね２００の装着を容易にし、レセプタクル３０４へのその保持性を向上させるために、ばね２００は、２つのガイドアーム２１２をさらに備える。

図３Ａおよび図４に示すように、ガイドアーム２１２は、第１の部分２０２から基部２０６に向かって延びる。ガイドアーム２１２は、第２の部分２０４および第３の部分２１０とは異なる側に延びる。ガイドアーム２１２は、ばね２００に安定性をもたらすために、プラスチックホルダ３００の各レセプタクル３０４の溝３１０にそれぞれ受けられるように構成される。図４に示すように、ガイドアーム２１２の２つの自由端２１２ａの間の距離ｄ３（図４参照）は、ばね２００の第１の部分２０２の長さの距離ｄ４および同じレセプタクル３０４の溝３１０の間の距離ｄ５よりも実質的に大きい。それにより、図５に示すように、ばね２００がプラスチックホルダ３００のレセプタクル３０４に受けられたときに、ばね２００のガイドアーム２１２をわずかに応力を受けている状態に保つことが可能となる。
したがって、それにより、第２の部分２０４の頂点２０４ｂが導電性ボディ１２０（導電性ボディ１２０は図２に示されている）に押し付けられたときにばね２００がレセプタクル３０４から転倒することが防止されるため、レセプタクル３０４およびその溝３１０内へのばね２００の保持性が向上する。

プラスチックホルダ３００をヘッダアセンブリ１１４およびコネクタ１１８に対して保持するために、プラスチックホルダ３００とヘッダアセンブリ１１４との間、およびプラスチックホルダ３００とコネクタ１１８との間のスナップ嵌め、プレス嵌めまたは／および形状嵌めの接続が行われる。スナップ嵌め、プレス嵌めまたは／および形状嵌めの接続により、組み立て工程を容易にすることが可能となり、いかなる器具の使用も必要としない。ゆえに、センサデバイス２００の製造を簡略化することができる。

図４に示すように、プラスチックホルダ３００は、上記で既に説明したレセプタクル３０４にそれぞれ隣接する２つのレセプタクル３１４を備える。各レセプタクル３１４は、コネクタ１１８のロックアーム（コネクタ１１８のロックアームについては図６～図８に関して以下で説明する）を受けるように構成された空間３１６を備える。各レセプタクル３１４はまた、基部３０８から延び、フック形状３２０ａの自由端３２０を有するロックアーム３１８を備える。プラスチックホルダ３００のロックアーム３１８のフック形状３２０ａは、センサデバイス１００の組み立て済み状態においてコネクタ１１８の対応するロックアームとのスナップ嵌めの接続を行うように構成される。よって、スナップ嵌めの接続によりプラスチックホルダ３００をコネクタ１１８に対して保持することが可能となる。

図４に示すように、プラスチックホルダ３００にはさらに、基部３０８の周部３２４に凹部３２２が設けられる。凹部３２２は、ヘッダアセンブリ１１４から突出する対応するロック要素（ヘッダアセンブリ１１４から突出するロック要素については、図６に関して以下で説明する）と相補的な形状を有する。ゆえに、プラスチックホルダ３００とヘッダアセンブリ１１４との間に形状嵌めの接続を実現することができる。

変形例において、プラスチックホルダ３００は、スナップ嵌めまたはプレス嵌めの接続によってヘッダアセンブリ１１４に取り付けられてもよい。

第１の実施形態に係るセンサデバイス１００を組み立てるための方法について、図４～図８によって以下で説明する。

図４は、３つの別個のばね２００がプラスチックホルダ３００に装着されたセンサデバイス１００を組み立てるための方法の工程を例示する。各ばね２００は、ばね２００の基部２０６がレセプタクル３０４の基部３０２と接触するまで、基部３０８を横断し溝３１０と平行（すなわちカーテシアン座標のＺ方向と平行）な挿入方向Ｍ１に沿って挿入される。プラスチックホルダ３００へのばね２００の保持性を向上させるために、ばね２００の舌片２０８をプラスチックホルダ３００の基部３０２に圧着してもよい。

そのため、図５に示す以下の工程に示すように、各ばね２００がプラスチックホルダ３００のそれぞれのレセプタクル３０４に受けられる。各ばねのガイドアーム２１２は、各レセプタクル３０４の対応する溝３１０に受けられる。ガイドアーム２１２は、レセプタクル３０４へのばね２００の装着をガイドする一助となっている。ばね２００のガイドアーム２１２はレセプタクル３０４内でわずかに応力を受けているため、プラスチックホルダ３００へのばね２００の保持性を向上させることが可能となる。

図６に示すように、第１のＰＢＣ１０２は、ヘッダアセンブリ１１４に接続される。第２のＰＣＢ１０４は、コネクタ１１８に接続される。図６は、センサデバイス１００のヘッダアセンブリ１１４およびコネクタ１１８が、ＰＣＢ１０２、１０４およびフレックスＰＣＢ１０６を共通の平面（ＸＹ）内に位置合わせするように、互いに対して位置決めされる工程を例示する。ピン端子１１０は第１のＰＣＢ１０２にはんだ付けされ、ピン端子１１６は第２のＰＣＢ１０４にはんだ付けされる。ピン端子１１０、１１６の数は限定されない。

３つのばね２００を備えるプラスチックホルダ３００は、挿入方向Ｍ１に沿って第１のＰＣＢ１０２に組み付けられるように、第１のＰＣＢ１０２の上方に位置付けられる。

図６に示すように、２つのロック要素１３２がヘッダアセンブリ１１４から突出する。各ロック要素１３２の自由端１３２ａは、プラスチックホルダ３００の対応する凹部３２２の相補的な形状を有する。ゆえに、プラスチックホルダ３００とヘッダアセンブリ１１４のロック要素１３２との間の形状嵌めの接続が可能である。ロック要素１３２の自由端１３２ａは、凹部３２２の対応する段差とのスナップ嵌めの接続をもたらすためのフック形状を有してもよい。

図７により示す以下の工程において、プラスチックホルダ３００は、可撓性導電手段１０６によって第２のＰＣＢ１０４に接続されている第１のＰＣＢ１０２上に配される。プラスチックホルダ３００は、（図６に示す）挿入方向Ｍ１に沿って第１のＰＣＢ１０２に組み付けられている。ヘッダアセンブリ１１４の各ロック要素１３２は、プラスチックホルダ３００の対応する凹部３２２にスナップ嵌め、形状嵌めまたはプレス嵌めされ、それにより、ヘッダアセンブリ１１４へのプラスチックホルダ３００の保持が確実となる。

図７に示すように、２つのロックアーム１３４がコネクタ１１８から突出する。各ロックアーム１３４の自由端１３４ａは、フック形状を有する。各ロックアーム１３４は、プラスチックホルダ３００の対応するレセプタクル３１４に受けられるように構成される。上記で既に説明したように、各レセプタクル３１４はまた、基部３０８から延び、フック形状３２０ａの自由端３２０を有するロックアーム３１８を備える。プラスチックホルダ３００のロックアーム３１８のフック形状３２０ａは、センサデバイス１００の組み立て済み状態においてコネクタ１１８の対応するロックアーム１３４とのスナップ嵌めの接続を行うように構成される。よって、図８に示し後述するように、スナップ嵌めの接続によりプラスチックホルダ３００をコネクタ１１８に対して保持することが可能となる。

図７から図８までにおいて、コネクタ１１８は、プラスチックホルダ３００の上に第２のＰＣＢ１０４を配置する（図８参照）ように、方向Ｍ２（図７において回転軸を示す矢印Ｍ２により示す、Ｍ２はＭ１を横断する）に従って回動されている。それにより、第２のＰＣＢ１０４と各ばね２００との間の電気的接触を確実にするように、第２のＰＣＢ１０４は、各ばね２００の平坦な第１の部分２０２に押し付けられる。

よって、図７は、第２のＰＣＢ１０４がコネクタ１１８に接続され、挿入方向Ｍ１（前記方向Ｍ１は図６に示されている）を横断する回転軸（Ｍ２）を中心としてプラスチックホルダ３００上に回転移動される組み立て方法の工程を示す。

コネクタ１１８の各ロックアーム１３４は、プラスチックホルダ３００のレセプタクル３１４の空間３１６に挿入される。コネクタ１１８は、ロックアーム１３４および対応するロックアーム３１８のフック形状の自由端１３４ａ、３２０ａの相互保持により、プラスチックホルダ３００にスナップ嵌めされる。

図８に示し、図２に関して上記で既に説明したように、プラスチックホルダ３００の最高点３１２と第２のＰＣＢ１０４との間には、高さｄ２の間隙が設けられる。ゆえに、プラスチックホルダ３００と第２のＰＣＢ１０４との間の間隙ｄ２は、応力の緩和のため、すなわちばね２００の第３の部分２１０がその復元力を及ぼすことを可能とするための十分な空間を提供する（第３の部分２１０は、２つのＰＣＢ１０２、１０４の間で予圧状態にある）。その結果、例えば図１に例示するような従来技術の流体センサと比較して、例えば振動下において、いかなる剛性の相互接続による影響も受けないＰＣＢ１０２、１０４の相互移動が可能となる。

図８に示すように、ばね２００の第２の部分２０４は、曲げタブ２０４ａの頂点２０４ｂがＰＣＢ１０２、１０４の表面を越えて、特にわずかに越えて延びるように突出する。そのため、導電性ボディ１２０がヘッダアセンブリ１１４およびコネクタ１１８に組み付けられると、ばね２００と導電性ボディ１２０との間の高信頼な電気的接触をもたらすように、突出する頂点２０４ｂが導電性ボディ１２０に確実に押し付けられる。

図８に例示する工程に続く工程において、導電性ボディ１２０は、センサデバイス１００を図２に示すようなその組み立て済み状態にするように、ヘッダアセンブリ１１４およびコネクタ１１８に組み付けられる。

上記で既に説明したように、図２に示す流体センサ１００の組み立て済み状態において、導電性ボディ１２０は、コネクタ１１８の第１の境界部１２２に圧着される。導電性ボディ１２０はさらに、コネクタ１１８の第２の境界部１２４と導電性ボディ１２０の対応する段差１２６との間の形状嵌めの接続によってコネクタ１１８に取り付けられる。

そのため、プラスチックホルダ３００に装着された導電性ばね２００は、ＰＣＢ１０２、１０４または導電性ボディ１２０にはんだ付けされる必要なく、導電性ボディ１２０とＰＣＢ１０２、１０４との間の電気的接続を維持すること、すなわち接地機能を果たすことを可能とする。代わりに、導電性ばね２００とＰＣＢとの間の電気的接続は、単純にばね２００の第１の部分２０２を第２のＰＣＢ１０４に押し付けることにより実現される。同様に、導電性ばね２００と導電性ボディ１２０との間の電気的接続は、単純にばね２００の第２の部分２０４、特に曲げタブ２０４ａの頂点２０４ｂを導電性ボディ１２０に押し付けることにより実現される。その結果、センサデバイスにおける電気的接地のための既知の解決策に対し、はんだ接合部、よって電気的接続部が振動により損傷するおそれがない。
導電性ばね２００を組み立てるためのはんだ不要の解決策と、ＰＣＢフレックス１０６の使用とを組み合わせることで、特に振動に関する、剛性接続部により生じる欠点を回避することが可能となる。代わりに、本発明は、２つのＰＣＢ１０２、１０４の間に剛性接続部を有しないセンサデバイス１００を提供する。さらに、接地機能を確実にするために導電性ばねを設置するのにはんだ付け工程が必要でないため、製造が簡略化され、それにより繰り返し精度が向上し、組み立てプロセスのコストが低減する。その結果、センサデバイスを組み立てるための方法が、大量生産に適合可能となる。加えて、接地機能を確実にするために特定のはんだ付け工程が必要でないため、組み立てプロセスの自動化が可能となる。さらに、センサデバイス１００の製造性をさらに向上させる、ポッティング不要な組み立てプロセスを提供することが可能となる。

図９は、第１の実施形態に係るセンサデバイス１００のための導電性ばね要素４００の概略図を例示する。図１０は、ばね２００の変形例として、ばね要素４００を備える、本発明の第１の実施形態に係るセンサデバイス１００の模式的切断図を例示する。図９および図１０は、以下で共に説明する。図２において既に説明および例示したものと同じ参照符号を有する要素は、再び詳細に説明はせず、上記のそれらの説明が参照される。

ばね要素４００は、共通のシールド基部４０６から延びる３つのばね４００ａ、４００ｂ、４００ｃを備える。代替例において、ばね要素４００は、シールド基部４０６および１つのみのばね４００ａを備える。別の変形例において、ばね要素４００は、シールド基部４０６および２つ、４つまたはそれより多くのばね４００ａ、ｂ、ｃ…を備える。

ばね４００ａ、４００ｂ、４００ｃは、シールド基部４０６と一体に形成される。ゆえに、ばね要素４００は、単一部品として形成される。

第１の変形例に係るばね２００のように、第２の変形例に係る各ばね４００ａ、４００ｂ、４００ｃは、電気的接地機能を果たす第２の部分４０４および応力緩和部として働く第３の部分４１０が延びる起点となる第１の平坦部４０２を備える。第１の変形例と同様に、各ばね４００ａ、４００ｂ、４００ｃは、第１の部分４０２から延びる２つのガイドアーム４１２を備える。

ばね２００と比較して、第２の変形例に係るばね４００ａ、４００ｂ、４００ｃは、ＰＣＢ１０２、１０４にシールド機能を提供する共通の基部４０６を共有する。したがって、ばね要素４００の基部４０６は、図１０に示すように、ＰＣＢ１０２、１０４の表面に実質的に対応する、プラスチックホルダの基部３０８を覆うような寸法となっている。ゆえに、シールド基部４０６がプラスチックホルダ３００に載ると、それに伴ってシールド基部４０６が２つのＰＣＢ１０２、１０４の間に配され（プラスチックホルダが２つのＰＣＢの間に配され）、それにより、２つのＰＣＢ１０２、１０４の間でクロストーク（すなわち意図しない電磁結合）が防止される。

したがって、ばね要素４００は、接地機能および応力緩和機能のみならず、さらにシールド機能も果たすことを可能とする。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係るセンサデバイス５００の切断図を例示する。

第１の実施形態に係るセンサデバイス１００と同様に、センサデバイス５００は、可撓性導電手段５０６により第２のＰＣＢ５０４に接続された第１のＰＣＢ５０２を備える。可撓性導電手段５０６は、第１のＰＣＢ５０２と第２のＰＣＢ５０４との間の可撓性の電気的接続部を提供する。可撓性導電手段５０６は、ＰＣＢフレックスまたはフレキシブルＰＣＢ５０６であってもよい。可撓性導電手段５０６は、導電性回路パターンが固定された絶縁性ポリマー薄膜から形成される。ＰＣＢフレックスのような可撓性導電手段５０６を用いることで、第１のＰＣＢ５０２と第２のＰＣＢ５０４との間の剛性の相互接続を回避することが可能となる。

端子ピン５１０が、第１のＰＣＢ５０２にはんだ付けされる。端子ピン５１０は、センサデバイス５００のヘッダアセンブリ５１４のような第１のアセンブリ５１４に収容された端子ブロック５１２から延びる。温度センサまたは共振器のような感応要素（不図示）が、端子ピン５１０に接続される。

端子ピン５１６が、第２のＰＣＢ５０４にはんだ付けされる。端子ピン５１６は、消費者による接続のためのコネクタである。

コネクタ５１８のような第２のアセンブリ５１８、およびヘッダアセンブリ５１４は、導電性ボディ５２０によって共に保持される。導電性ボディ５２０は、第１のＰＣＢ５０２および第２のＰＣＢ５０４を収容するように構成される。

導電性ボディ５２０は、参照される図２に関して既に説明した導電性ボディ５２０と同じように、ヘッダアセンブリ５１４およびコネクタ５１８に取り付けられる。

静電気放電（ＥＳＤ）保護および電磁干渉（ＥＭＩノイズ）の防止のためにＰＣＢ５０２、５０４を電気的に接地するには、ＰＣＢと導電性ボディ５２０との間に電気的接続を形成することが必要となる。電気的接地機能は、導電性要素６００によって実現される。

導電性要素６００は、共通のシールド基部６０６から延びる少なくとも２つのばね６００ａ、６００ｂを備える。代替例において、ばね要素６００は、シールド基部６０６および１つのみのばね６００ａを備える。別の変形例において、ばね要素６００は、シールド基部６０６および３つ以上のばね６００ａ、ｂ、…を備える。２つ以上のばね６００ａ、ｂは同じ構造を有しており、したがって構造に関する説明は、各ばねに当てはまる。

ばね６００ａ、６００ｂは、シールド基部６０６と一体に形成される。ゆえに、ばね要素６００は、単一部品として形成される。

変形例において、第２の実施形態に係るセンサデバイス５００には、導電性要素６００に代えて、少なくとも１つのばね６００ａ、すなわち共通のシールド基部６０６と一体に形成されていない個々のばね６００ａ、６００ｂが設けられる。

導電性要素６００は、シールド基部６０６が第１のＰＣＢ５０２に載るように、２つのＰＣＢ５０４、５０２の間に配される。

第１の実施形態のように、ばね６００ａの第１の部分６０２が、第２のＰＣＢ５０４に押し付けられる。さらに、ばね６００ａの第２の部分５０４が、導電性ボディ５２０とＰＣＢ５０２、５０４との間の電気的接続を維持するように、導電性ボディ５２０に押し付けられる。

第１の実施形態とは異なり、センサデバイス５００には、ばね要素６００を保持するためのプラスチックホルダが設けられていない。代わりに、ばね要素６００は、ばね要素６００のばね６００ａの第１の部分６０２と第２のＰＣＢ５０４との間に形成された形状嵌めの接続により２つのＰＣＢ５０２、５０４の間に保持される。

ばね６００の第１の部分６０２は、ＰＣＢ５０２、５０４の表面に平行な平面内にある平坦部６０２ａである。

第２の実施形態によれば、第１の部分６０２は、自由端部分６０３ｂで終端する主要部分６０３ａを備え、自由端部分６０３ｂは、ＰＣＢ５０４の対応する貫通孔５０３を通って主要部分６０３ａから横断して延びる。ばね６００ａの自由端部分６０３ｂとＰＣＢ５０４との間の形状嵌めの接続により、はんだ接合部を必要とすることなく、ばね６００ａを保持し、よってばね要素６００を保持することが可能となる。したがって、ばね要素６００をはんだなしでセンサデバイス５００に保持することができる。

変形例において、自由端部分６０３ｂは、ＰＣＢ５０４の孔５０３によりスナップ嵌めの接続またはプレス嵌めの接続を提供するような形状または構造を有してもよい。

第１の部分６０２の平坦構造６０２ａは、第１の部分６０２が第２のＰＣＢ５０４に押し付けられたときに電気的接続を確実にするための良好に適合した接触面を提供する。変形例（不図示）において、第１の部分６０２には***が設けられ、***は、電気的接触をさらに改善するように、前記第１の部分６０２に押し付けられる。

第２の部分６０４は、曲げタブ６０４ａにより形成され、その頂点６０４ｂは、センサデバイス５００の組み立て済み状態において導電性ボディ５２０に押し付けられる。曲げタブ６０４ａは、第１の部分６０２から、平坦な第１の部分６０２と角度Ａをなすような方向に延びる。曲げタブ６０４ａは、自由端６０４ｃを有する。

ばね６００ａについて図１１に例示するように、第１の部分６０２と第２の部分６０４との間の角度Ａおよび第２の部分６０４の頂点６０４ｂにおける角度Ｂはともに、センサデバイス５００の組み立て済み状態において頂点６０４ｂを導電性ボディ５２０に押し付けることが可能となるように構成される。

第１の部分６０２および第２の部分６０４は、特に頂点６０４ｂにおいて、電気的接触をさらに改善するために、導電性層により覆われていてもよい。そのような導電性層は、ニッケルめっき層を下地とした金めっきから形成されてもよい。

ばね６００ａは、第１の部分６０２とシールド基部６０６との間に延びる第３の部分６１０をさらに備える。そのため、第３の部分６１０はいかなる自由端も有しない。ばね６００ａの第３の部分６１０は、２つのＰＣＢ５０２、５０４の間で予圧状態にあるように構成される。よって、第３の部分６１０は、ＰＣＢ５０２、５０４に応力の緩和をもたらすように、ＰＣＢ５０２、５０４を横断する方向Ｄに沿った十分なばね力を与えるように構造的に構成される。第３の部分６１０は、方向Ｄに沿ってその復元力を及ぼす圧縮ばねとして動作する。図１１に示すように、第３の部分６１０は、３点曲げ舌片６１０ａである。第３の部分６１０の形状は、嵩を低減しつつ、ばね６００ａの、よってばね要素６００の有効ストロークを長くすることが可能な点で有利である。

変形例において、第３の部分６１０は、圧縮ばねとして動作するが、図１１に示すばね６００ａの３点曲げ舌片６１０ａの設計とは異なる構造を有する。

導電性ばね要素６００は、接地機能を提供するのみならず、それに加えて、（はんだ接合部のような）剛性接続部に対する応力および剛性接続部による応力が生じないため、特に振動下におけるＰＣＢ５０２、５０４の保持性を向上させる応力緩和機能を提供することを可能とする。ゆえに、ＰＣＢ５０２、５０４の電気的接地および応力緩和の２つの機能が、はんだ付け工程を必要とせずにセンサデバイス５００に組み付けることが可能な単一の構成要素、すなわち導電性要素６００によって実現される点が有利である。

センサデバイス５００へのシールド基部６０６の保持性をさらに向上させるために、シールド基部６０６は、基部６０６から横断して延びる舌片６０７を備えてもよい。シールド基部６０６は、舌片６０７がヘッダアセンブリ５１４から突出するロック要素５３２に当接するように、センサデバイス５００に配置される。ロック要素５３２に対する舌片５０７の当接は、ＰＣＢ５０２、５０４と平行な平面（ＸＹ）内におけるシールド基部６０６の変位を防止する。

図１２は、本発明の第３の実施形態に係るセンサデバイス７００の切断図を例示する。

第１および第２の実施形態に係るセンサデバイス１００および５００と同様に、センサデバイス７００は、可撓性導電手段７０６により第２のＰＣＢ７０４に接続された第１のＰＣＢ７０２を備える。可撓性導電手段７０６は、上記で既に説明した可撓性導電手段１０６、５０６と同様である。

可撓性導電手段７０６を用いることで、第１のＰＣＢ７０２と第２のＰＣＢ７０４との間の剛性の相互接続を回避することが可能となる。

端子ピン（図１２では視認不可能）が、第１のＰＣＢ７０２にはんだ付けされる。これらの端子ピンは、センサデバイス７００のヘッダアセンブリ７１４のような第１のアセンブリ７１４に収容された端子ブロック７１２から延びる。温度センサまたは共振器のような感応要素（不図示）が、端子ピン７１０に接続される。

端子ピン７１６が、第２のＰＣＢ７０４にはんだ付けされる。端子ピン７１６は、消費者による接続のためのコネクタである。

コネクタ７１８のような第２のアセンブリ７１８、およびヘッダアセンブリ７１４は、導電性ボディ７２０によって共に保持される。導電性ボディ７２０は、第１のＰＣＢ７０２および第２のＰＣＢ７０４を収容するように構成される。

導電性ボディ７２０は、参照される図２に関して既に説明した導電性ボディ１２０と同じように、ヘッダアセンブリ７１４およびコネクタ７１８に取り付けられる。

静電気放電（ＥＳＤ）保護および電磁干渉（ＥＭＩノイズ）の防止のためにＰＣＢ７０２、７０４を電気的に接地するには、ＰＣＢと導電性ボディ７２０との間に電気的接続を形成することが必要となる。電気的接地機能は、導電性要素８００によって実現される。

導電性要素８００は、共通のシールド基部８０６から延びる３つのばね８００ａ、８００ｂ、８００ｃを備える。代替例において、ばね要素８００は、シールド基部８０６および１つのみのばね８００ａを備える。別の変形例において、ばね要素８００は、シールド基部８０６および２つ以上のばね８００ａ、ｂ、…を備える。２つ以上のばね８００ａ、ｂは同じ構造を有し、したがってその説明が各ばねに当てはまる。

ばね８００ａ、８００ｂ、８００ｃは、シールド基部８０６と一体に形成される。ゆえに、ばね要素８００は、単一部品として形成される。

変形例において、第３の実施形態に係るセンサデバイス８００には、導電性要素８００に代えて、少なくとも１つのばね８００ａ、すなわち共通のシールド基部８０６と一体に形成されていない個々のばね８００ａ、８００ｂが設けられる。

導電性要素８００は、シールド基部８０６が第１のＰＣＢ７０２に載るように、２つのＰＣＢ７０２、７０２の間に配される。

第１および第２の実施形態のように、ばね８００ａの第１の部分８０２が、第２のＰＣＢ７０４に押し付けられる。さらに、ばね８００ａの第２の部分８０４が、導電性ボディ７２０とＰＣＢ７０２、７０４との間の電気的接続を維持するように、導電性ボディ７２０に押し付けられる。

第１の実施形態とは異なり、センサデバイス７００には、ばね要素８００を保持するためのプラスチックホルダが設けられていない。代わりに、ばね要素８００は、ばね要素８００のばね８００ａの第１の部分８０２と第２のＰＣＢ７０４との間に形成されたプレス嵌めの接続により２つのＰＣＢ７０２、７０４の間に保持される。

ばね８００の第１の部分８０２は、ＰＣＢ７０２、７０４の表面に平行な平面内にある平坦部８０２ａである。

第３の実施形態によれば、第１の部分６０２には、貫通孔６０５が設けられる。図１２に示す変形例において、貫通孔６０５は、円形の断面を有する。しかしながら、別の変形例において、貫通孔６０５は、長円形のような異なる形状の断面を有する。

アセンブリピン７２０が、第２のアセンブリ７１８、すなわちプラスチック材料で作製されたコネクタ７１８から延びる。アセンブリピン７２０は、少なくとも１つの長手方向舌片７２４が径方向に延びる実質的に円筒形の本体７２２を有する。円筒形本体７２２のアセンブリピン７２０は、第１の部分６０２の貫通孔６０５のうちの１つと同様の直径を有する。ゆえに、アセンブリピン７０２がＰＣＢ７０４の対応する貫通孔７０５を介してＰＣＢ７０４に挿通されたときに、少なくとも１つの長手方向舌片７２４は、ＰＣＢ７０４の貫通孔７０５およびばね８００ａの貫通孔８０５内でわずかに変形し、それによりプレス嵌めの接続をもたらす。
センサデバイス７００の第１のアセンブリ７１８のアセンブリピン７２０によるばね８００ａの第１の部分８０２とＰＣＢ７０４との間のこのプレス嵌めの接続により、はんだ接合部を必要とすることなく、ばね８００ａを保持し、よってばね要素８００を保持することが可能となる。したがって、ばね要素８００をはんだなしでセンサデバイス７００に保持することができる。

第１の部分８０２の平坦構造８０２ａは、第１の部分８０２が第２のＰＣＢ７０４に押し付けられたときに電気的接続を確実にするための良好に適合した接触面を提供する。変形例（不図示）において、第１の部分８０２には***が設けられ、***は、電気的接触をさらに改善するように、前記第１の部分８０２に押し付けられる。

第１および第２の実施形態と同様に、ばね８００ａの第２の部分８０４は、曲げタブ８０４ａにより形成され、その頂点８０４ｂは、センサデバイス７００の組み立て済み状態において導電性ボディ７２０に押し付けられる。曲げタブ８０４ａは、第１の部分８０２から、平坦な第１の部分８０２と角度Ａをなすような方向に延びる。曲げタブ８０４ａは、自由端８０４ｃを有する。

ばね８００ａについて図１２に例示するように、第１の部分８０２と第２の部分８０４との間の角度Ａおよび第２の部分８０４の頂点８０４ｂにおける角度Ｂはともに、センサデバイス７００の組み立て済み状態において頂点８０４ｂを導電性ボディ７２０に押し付けることが可能となるように構成される。

第１の部分８０２および第２の部分８０４は、特に頂点８０４ｂにおいて、電気的接触をさらに改善するために、導電性層により覆われていてもよい。そのような導電性層は、ニッケルめっき層を下地とした金めっきから形成されてもよい。

第１および第２の実施形態と同様に、ばね８００ａは、第１の部分８０２とシールド基部８０６との間に延びる第３の部分８１０をさらに備える。そのため、第３の部分８１０はいかなる自由端も有しない。ばね８００ａの第３の部分８１０は、２つのＰＣＢ７０２、７０４の間で予圧状態にあるように構成される。よって、第３の部分８１０は、ＰＣＢ７０２、７０４に応力の緩和をもたらすように、ＰＣＢ７０２、７０４を横断する方向Ｄに沿った十分なばね力を与えるように構造的に構成される。第３の部分８１０は、方向Ｄに沿ってその復元力を及ぼす圧縮ばねとして動作する。図１２に示すように、第３の部分８１０は、３点曲げ舌片８１０ａである。第３の部分８１０の形状は、嵩を低減しつつ、ばね８００ａの、よってばね要素８００の有効ストロークを長くすることが可能な点で有利である。

変形例において、第３の部分８１０は、圧縮ばねとして動作するが、図１２に示すばね８００ａの３点曲げ舌片８１０ａの設計とは異なる構造を有する。

導電性ばね要素８００は、接地機能を提供するのみならず、それに加えて、（はんだ接合部のような）剛性接続部に対する応力および剛性接続部による応力が生じないため、特に振動下におけるＰＣＢ７０２、７０４の保持性を向上させる応力緩和機能を提供することを可能とする。ゆえに、ＰＣＢ７０２、７０４の電気的接地および応力緩和の２つの機能が、はんだ付け工程を必要とせずにセンサデバイス７００に組み付けることが可能な単一の構成要素、すなわち導電性要素８００によって実現される点が有利である。

センサデバイス８００へのシールド基部８０６の保持性をさらに向上させるために、シールド基部８０６は、基部８０６から横断して延びる舌片８０７を備えてもよい。シールド基部８０６は、舌片８０７がヘッダアセンブリ７１４から突出するロック要素７３２に当接するように、センサデバイス７００に配置される。ロック要素７３２に対する舌片８０７の当接は、ＰＣＢ７０２、７０４と平行な平面（ＸＹ）内におけるシールド基部８０６の変位を防止する。

第１の実施形態と比較して、第２および第３の実施形態のセンサデバイス５００、７００には、ばね／ばね要素を支持するためのプラスチックホルダ３００が設けられていない。代わりに、第２および第３の実施形態のばね要素６００、８００は、両方のＰＣＢ５０２、５０４、７０２、７０４と直接面接触する。すなわち、基部６０６、８０６が第１のＰＣＢ５０２、７０２と直接接触し、第１の部分６０２、８０２が第２のＰＣＢ５０４、７０４と直接面接触する。第２および第３の実施形態のセンサ５００、７００は、プラスチックホルダなどの追加の要素を必要としないが、ばね要素６００、８００の第１の部分とのプレス嵌め、スナップ嵌めまたは形状嵌めの接続を形成するように、第２のＰＣＢ５０４、７０４に貫通孔５０３、７０５を設けることを必要とする。

第１の実施形態に係るばね／ばね要素を保持するためのＰＣＢにおける貫通孔の存在は、プラスチックホルダ３００の使用により、必要でない。

変形例（不図示）において、センサデバイス１００、５００、７００は、例えば互いに積層され、ばねまたはばね要素が間に配置された、２つよりも多くのＰＣＢを備えてもよい。

第１、第２および第３の実施形態の全ては、接地機能および応力緩和機能の両方を果たす導電性ばね／ばね要素が、スナップ嵌め、形状嵌めまたはプレス嵌めの接続により、すなわち導電性ばね／ばね要素をはんだ付けする必要なく保持されるセンサデバイス１００、５００、７００を提供する。

接地機能を確実にするために導電性ばねを設置するのにはんだ付け工程が必要でないため、製造が簡略化され、それにより繰り返し精度が向上し、組み立てプロセスのコストが低減する。その結果、センサデバイスが大量生産に適合可能となる。

さらに、コンタクトばねがＰＣＢにはんだ付けされるセンサデバイスにおける電気的接地のための既知の解決策に対し、振動によりはんだ接合部に生じる損傷が防止される。代わりに、本発明は、２つのＰＣＢの間に剛性接続部を有しないセンサデバイス１００、５００、７００を提供する。

実施形態を特定の例に関して説明したが、本発明は限定されず、本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて開示の実施形態に対する多数の改変を行うことが可能である。よって、様々な実施形態および例を開示された特定の形態に限定することは意図されていない。むしろそれらは、特許請求の範囲内に収まる変更例および代替例を含み、個々の特徴を互いに自由に組み合わせて、本発明に係るさらなる実施形態または例を得ることができる。

１０ センサデバイス（従来技術）
１２、１４ ＰＣＢ
１６ ピン
１８ 剛性接続手段
２０ 導電性要素
２２ キャビティ

１００ 第１の実施形態に係るセンサデバイス
１０２、１０４ ＰＣＢ
１０６ 可撓性手段、フレキシブルＰＣＢ
１０８ 電気コンポーネント
１１０ 端子ピン（ピン端子）
１１２ 端子ブロック
１１４ ヘッダアセンブリ
１１６ 端子ピン（ピン端子）
１１８ コネクタ
１２０ 導電性ボディ
１２２、１２４ コネクタの境界部
１２６ 導電性ボディの段差
１２８ ヘッダアセンブリの段差
１３０ 導電性ボディの境界部
１３２ ヘッダアセンブリから突出するロック要素
１３２ａ ロック要素の自由端
１３４ コネクタから突出するロックアーム
１３４ａ ロックアームの自由端

２００ 第１の実施形態に係るセンサデバイスのための導電性ばね
２０２ 第１の部分
２０２ａ 平坦部
２０４ 第２の部分
２０４ａ 曲げタブ
２０４ｂ 頂点
２０４ｃ 自由端
２０６ 基部
２０８ 舌片
２１０ 第３の部分
２１０ａ ３点曲げタブ
２１２ ガイドアーム

３００ プラスチックホルダ
３０２ レセプタクルの基部
３０４ レセプタクル
３０６ レセプタクルの基部
３０８ プラスチックホルダの基部
３０９ 孔
３１０ 溝
３１２ 最高点
３１４ レセプタクル
３１６ 空間
３１８ ロックアーム
３２０ 自由端
３２０ａ フック形状
３２２ 凹部
３２４ 周部

４００ 第１の実施形態に係るセンサデバイスのためのばね要素
４００ａ、４００ｂ、４００ｃ ばね
４０２ 第１の部分
４０４ 第２の部分
４０６ シールド基部
４１２ ガイドアーム

５００ 第２の実施形態に係るセンサデバイス
５０２、５０４ ＰＣＢ
５０６ 可撓性手段、フレキシブルＰＣＢ
５１０ 端子ピン
５１２ 端子ブロック
５１４ 第１のアセンブリ、ヘッダアセンブリ
５１６ 端子ピン
５１８ 第２のアセンブリ、コネクタ
５２０ 導電性ボディ

６００ 第２の実施形態に係るセンサデバイスのためのばね要素
６００ａ、６００ｂ ばね
６０２ 第１の部分
６０２ａ 平坦部
６０３ａ 主要部分
６０３ｂ 自由端部分
６０４ 第２の部分
６０４ａ 曲げタブ
６０４ｂ 頂点
６０４ｃ 自由端
６０６ 基部
６１０ 第３の部分
６１０ａ ３点曲げタブ

７００ 第３の実施形態に係るセンサデバイス
７０２、７０４ ＰＣＢ
７０６ 可撓性手段、フレキシブルＰＣＢ
７１２ 端子ブロック
７１４ 第１のアセンブリ、ヘッダアセンブリ
７１６ 端子ピン
７１８ 第２のアセンブリ、コネクタ
７２０ 導電性ボディ
７２２ 円筒形本体
７２４ 長手方向舌片

８００ 第３の実施形態に係るセンサデバイスのためのばね要素
８００ａ、８００ｂ ばね
８０２ 第１の部分
８０２ａ 平坦部
８０５ 貫通孔
８０４ 第２の部分
８０４ａ 曲げタブ
８０４ｂ 頂点
８０４ｃ 自由端
８０６ 基部
８１０ 第３の部分
８１０ａ ３点曲げタブ

Ａ、Ｂ 角度
Ｄ、Ｍ１、Ｍ２ 方向
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５ 距離
Ｈ 高さ
ＸＹＺ カーテシアン座標

Claims (15)

1. 少なくとも第１のプリント回路基板（ＰＣＢ）および第２のプリント回路基板（ＰＣＢ）を収容するように構成されている導電性ボディ（１２０、５２０、７２０）を備えるセンサデバイスであって、
   前記第１のＰＣＢ（１０２、５０２、７０２）および前記第２のＰＣＢ（１０４、５０４、７０４）が、可撓性導電手段（１０６、５０６、７０６）により共に接続されており、
   前記センサデバイスが、少なくとも１つの導電性ばね（２００、４００、６００、６００ａ、８００、８００ａ）であって、
   前記ばねの第１の部分（２０２、６０２、８０２）が、２つの前記ＰＣＢの一方（１０２、５０２、７０２）に押し付けられ、
   前記ばねの第２の部分（２０４、６０４、８０４）が、前記導電性ボディと２つの前記ＰＣＢとの間の電気的接続を維持するために前記導電性ボディ（１２０、５２０、７２０）に押し付けられるように、
   スナップ嵌め、形状嵌めまたはプレス嵌めの接続により２つの前記ＰＣＢの間に保持されている少なくとも１つの導電性ばね（２００、４００、６００、６００ａ、８００、８００ａ）をさらに備える
   ことを特徴とするセンサデバイス。
   
2. 前記少なくとも１つの導電性ばね（２００）が装着されるプラスチックホルダ（３００）をさらに備え、
   前記プラスチックホルダ（３００）は、２つの前記ＰＣＢの一方（１０２）のみが前記プラスチックホルダ（３００）と直接面接触し、２つの前記ＰＣＢの他方（１０４）が前記少なくとも１つの導電性ばね（２００）と直接面接触するように、２つの前記ＰＣＢ（１０２、１０４）の間に配されている、
   請求項１に記載のセンサデバイス。
   
3. 前記プラスチックホルダ（３００）は、基部（３０８）を備え、
   前記少なくとも１つのばね（２００、４００）を部分的に受けるように構成されているレセプタクル（３０４）は、前記基部（３０８）を本質的に横断して前記基部（３０８）から延びる、
   請求項２に記載のセンサデバイス。
   
4. 少なくとも１つのガイドアーム（２１２、４１２）が、前記ばね（２００）の前記第１の部分（２０２、４０２）から延び、前記ガイドアーム（２１２、４１２）は、前記プラスチックホルダ（３００）の前記レセプタクル（３０４）の対応する溝（３１０）に受けられるように構成されている、
   請求項３に記載のセンサデバイス。
   
5. 前記プラスチックホルダ（３００）は、前記センサデバイスの対応する要素（１３２、１３４）とのスナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続によって定位置に保持されている、
   請求項４に記載のセンサデバイス。
   
6. 前記プラスチックホルダ（３００）は、少なくとも１つの凹部（３２２）を備える周部（３２４）を有し、
   前記少なくとも１つの凹部（３２２）は、前記センサデバイスの第１のアセンブリ要素（１１４）から突出する対応するロック要素（１３２）を受けるように構成されている、
   請求項５に記載のセンサデバイス。
   
7. 前記プラスチックホルダ（３００）は、前記センサデバイスの第２のアセンブリ要素（１１８）から突出する対応するロックアーム（１３４）を受けるように構成されている少なくとも１つのレセプタクル（３１４）を備え、
   前記少なくとも１つのレセプタクル（３１４）は、ロックアーム（３１８）を備え、それにより、前記センサデバイスの組み立て済み状態において、前記第２のアセンブリ要素（１１８）および前記プラスチックホルダ（３００）それぞれの前記ロックアーム（１３４、３１８）の間にスナップ嵌め、プレス嵌めまたは形状嵌めの接続が形成される、
   請求項６に記載のセンサデバイス。
   
8. 前記少なくとも１つの導電性ばね（６００、６００ａ～ｂ、８００ａ～ｂ）は、前記少なくとも１つの導電性ばね（６００、６００ａ～ｂ、８００ａ～ｂ）が２つの前記ＰＣＢ（５０２、５０４、７０２、７０４）の両方と直接面接触するように、２つの前記ＰＣＢ（５０２、５０４、７０２、７０４）の間で保持されている、
   請求項１に記載のセンサデバイス。
   
9. 前記ばね（６００、６００ａ、６００ｂ）の前記第１の部分（６０２）は、自由端部分（６０３ｂ）で終端する主要部分（６０３ａ）を備え、
   前記自由端部分（６０３ｂ）は、前記ＰＣＢ（５０４）の対応する貫通孔（５０３）を通って前記主要部分（６０３ａ）から横断して延びる、
   請求項１に記載のセンサデバイス。
   
10. 前記少なくとも１つの導電性ばね（８００、８００ａ、８００ｂ）は、前記ばねの前記第１の部分（８０２）と前記センサデバイスのアセンブリ要素（７１８）のアセンブリピン（７２０）との間に形成されているスナップ嵌め、プレス嵌め、および／または形状嵌めの接続により２つの前記ＰＣＢの間に保持されており、
    前記アセンブリピン（７２０）は、前記ＰＣＢ（７０４）の対応する貫通孔（７０５）および前記ばねの前記第１の部分（８０２）の対応する貫通孔（８０５）を通って延びる、
    請求項１に記載のセンサデバイス。
    
11. 前記ばねの前記第１の部分（２０２、４０２、６０２、８０２）は、平坦部であり、
    曲げタブにより形成されている前記第２の部分（２０４、４０４、６０４、８０４）は、前記平坦部から突出する、
    請求項１に記載のセンサデバイス。
    
12. 前記ばねの前記第１の部分（２０２、７０２、６０２、８０２）には、***が設けられており、前記第１の部分の前記***は、２つの前記ＰＣＢの一方（１０２、５０２、７０２）に押し付けられるようになっており、
    前記第２の部分（２０４、４０４、６０４、８０４）は、曲げタブにより形成され、前記第１の部分から突出する、
    請求項１に記載のセンサデバイス。
    
13. 前記少なくとも１つの導電性ばね（２００、４００、６００、８００）は、前記第１の部分から前記ばねの基部（２０６、４０６、６０６、８０６）まで延びる第３の部分（２１０、４１０、６１０、８１０）を備え、
    前記基部は、前記第３の部分が前記第１のＰＣＢ（１０２、５０２、７０２）と前記第２のＰＣＢ（１０４、５０４、７０４）との間で予圧状態にあるように、前記第１の部分に幾何学的に対向している、
    請求項１に記載のセンサデバイス。
    
14. 前記少なくとも１つのばね（４００ａ～ｃ、６００ａ～ｂ、８００ａ～ｃ）は、前記ばねが本質的に横断して延びる起点となるシールド基部（４０６、６０６、８０６）と一体に形成されており、前記シールド基部は、前記２つのＰＣＢ（１０２、５０２、７０２、１０４、５０４、７０４）の間で平行に配置されている、
    請求項１に記載のセンサデバイス。
    
15. ａ）少なくとも１つの導電性ばね（２００、４００）を挿入方向（Ｍ１）に沿ってプラスチックホルダ（３００）に装着することと、
    ｂ）前記プラスチックホルダ（３００）を前記挿入方向（Ｍ１）に沿って第１のＰＣＢ（１０２）上に配することであって、前記第１のＰＣＢ（１０２）は、可撓性導電手段（１０６）によって第２のＰＣＢ（１０４）に接続されている、配することと、
    ｃ）前記ばね（２００）の第１の部分（２０２）を前記第２のＰＣＢ（１０４）に押し付けるように、前記第２のＰＣＢ（１０４）を前記プラスチックホルダ（３００）の上に配置することと、
    ｄ）導電性ボディ（１２０）と前記ＰＣＢ（１０２、１０４）との間の電気的接続を維持するために、前記ばね（２００、４００）の第２の部分（２０４、４０４）を前記導電性ボディ（１２０）に押し付けるように、前記ＰＣＢ（１０２、１０４）を収容するための前記導電性ボディ（１２０）を組み立てることと
    を含む、
    請求項２に係るセンサデバイスを組み立てるための方法。
    

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