特開 2024-176839 圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176839

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/14 20060101AFI20241212BHJP

【ＦＩ】

G01L19/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095664

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】滝本 和哉

(72)【発明者】

【氏名】松山 賢一

【テーマコード（参考）】

2F055

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB20

2F055CC02

2F055DD01

2F055EE40

2F055FF01

2F055GG25

(57)【要約】

【課題】内装する回路基板に加えられる応力を軽減するとともに、液密性を高精度に確保する構造を実現して、信頼性高く使用することのできる圧力センサを提供すること。
【解決手段】測定対象の圧力を検出するセンサチップ１１がケース２０内に内装される回路基板５０に接続される圧力センサ１００であって、センサチップは測定対象の圧力を受けるように液封室ＬＲに設置されて、回路基板はケース内に封止材２６を充填されて液密に形成される設置空間ＳＲにセンサチップと外部機器Ａとの間に介在するように設置されており、回路基板は、外部に引き出されて外部機器に接続されるリード線３８の芯線Ｃに導通接続されて、当該芯線は設置空間の手前まで被覆３８ｃで覆われている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の圧力を検出するセンサがケース内に内装される回路基板に接続される圧力センサであって、
前記センサは測定対象の圧力を受けるように圧力室に設置されて、前記回路基板は前記ケース内に封止材を充填されて液密に形成される設置空間に前記センサと外部機器との間に介在するように設置されており、
前記回路基板は、外部に引き出されて前記外部機器に接続される被覆接続部材の芯線に導通接続されて、当該被覆接続部材の芯線は前記設置空間の手前まで被覆で覆われていることを特徴とする圧力センサ。

【請求項2】

前記被覆接続部材の導通芯線は、前記設置空間を形成する空間形成部材を貫通して前記回路基板に導通接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項3】

前記被覆接続部材の導通芯線は、前記設置空間を形成する空間形成部材を貫通する外部接続部材を介して前記回路基板に導通接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項4】

前記被覆接続部材が撚線からなる芯線が被覆されている電線により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項5】

前記外部接続部材は、前記設置空間を形成する空間形成部材を貫通して前記被覆接続部材に接続可能なコネクタの構成部品であることを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂により液密にモールドされている圧力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

圧力や温度などを検出する各種センサは、測定対象の近傍に固定されて検出信号を測定機器などに送出するように利用されており、その測定機器に内蔵あるいは外付けされる形態で多用されている。

【0003】

この種の各種センサは、測定対象と同等の環境に晒される箇所に設置可能にセンサユニットに組み込まれて利用されるようになっており、例えば、センサチップに入出力する電気特性を変更する必要があるときなどには回路基板を内装する場合もある（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６６３３５９７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の圧力センサにおいては、図８に示すように、ハウジング１１２４内のセンサチップ１１２１に接続する回路基板１４３１がケース１１３５に収容されて、そのケース１１３５内に樹脂材料などの封止材１１３６を充填することで液密に封止するようになっている。

【0006】

このような構造では、回路基板１４３１やケース１１３５や封止材１１３６などの構成材の線膨張係数に差があることから、測定対象を含む内外等に温度差が生じるときには、その温度差に応じた応力が生じる場合がある。この応力は、回路基板１４３１自体やその回路基板１４３１に実装されている部品に対する負荷になる場合がある。

【0007】

また、このような圧力センサは、外部機器に電気的に接続可能に引き出したリード線を回路基板に接続することが多用されており、例えば、図８に示す圧力センサでは、回路基板１４３１に芯線Ｃを導通接続されているリード線１４３３が外部機器に接続可能に引き出されている。

【0008】

このような構造では、封止材１１３６を充填して液密にケース１１３５を封止しているが、リード線１４３３の被覆１４３３ｃが回路基板１４３１の一面側に密接する状態で封止材１１３６が充填される場合には、そのリード線１４３３から芯線Ｃの露出する境界端部、すなわち被覆端部を封止材１１３６内に埋め込んで液密に封止することが難しい。またリード線は細径の導線を撚り合わせた構造を有しているため、芯線内部には微小な空間が存在し、この微小空間を通って外部機器側の外気と圧力センサの回路基板部とが連通している。例えば、冷凍サイクルでの冷媒配管に取り付けられている圧力センサでは、ユニットの発停にともなう配管中の冷媒の温度変化が繰り返し作用する。このような場合、圧力センサ本体と外部機器側との温度差、圧力差、温度伸縮などにより、空気中の水分が芯線を介して圧力センサに浸入するという、いわゆる呼吸作用が生じる恐れがある。そのような場合、大気中の水分が回路基板１４３１の他端面側にまで浸入してしまい、結露による回路基板の短絡や、マイグレーションなどが発生する可能性がある。

【0009】

そこで、本発明は、内装する回路基板に加えられる応力を軽減するとともに、液密性を高精度に確保する構造を実現して、信頼性高く使用することのできる圧力センサを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決する圧力センサの発明の一態様は、測定対象の圧力を検出するセンサがケース内に内装される回路基板に接続される圧力センサであって、前記センサは測定対象の圧力を受けるように圧力室に設置されて、前記回路基板は前記ケース内に封止材を充填されて液密に形成される設置空間に前記センサと外部機器との間に介在するように設置されており、前記回路基板は、外部に引き出されて前記外部機器に接続される被覆接続部材の芯線に導通接続されて、当該被覆接続部材の芯線は前記設置空間の手前まで被覆で覆われていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0011】

このように本発明の一態様によれば、回路基板の実装部品は設置空間内に位置して封止材が接触することを回避することができ、回路基板の実装部品に応力負荷が加わることを未然に防止することができる。また、接続する被覆接続部材は回路基板を設置する設置空間の手前まで被覆で覆われて、芯線は封止材内から設置空間内に導入される、すなわち、リード線の被覆端部が封止材の中に存在していることから、その被覆と芯線との間などから設置空間内に水分が浸入することが未然に防止され、液密性を高精度に確保することができる。したがって、信頼性高く使用することのできる圧力センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサを示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【図2】図２は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサを示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【図3】図３は、本実施形態の第１の他の態様を示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【図4】図４は、本実施形態の第２の他の態様を示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【図5】図５は、本実施形態の第３の他の態様を示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【図6】図６は、本実施形態の第４の他の態様を示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【図7】図７は、本実施形態の第５の他の態様を示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【図8】図８は、本実施形態の従来技術を示す図であり、その概略全体構成を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る圧力センサを説明する図である。

【0014】

＜第１実施形態＞
図１において、圧力センサ１００は、圧力センサチップ（センサ）１１が設置されている圧力センサユニット１０を、例えば冷凍サイクルにおいて冷媒の圧力を測定するためにユニット中の冷媒配管に取付け、圧力センサチップ１１の検出する圧力情報を冷凍サイクルを制御する制御装置である外部機器Ａに出力するように作製されている。本実施形態の圧力センサ１００は、円筒形状に形成されている金属製の防水ケース２０を備える圧力センサユニット１０を、例えば、圧力を検出する気体や液体などの流体が導かれる測定対象の配管に金属製の継手部材３０で連結することにより接続可能に構築されている。

【0015】

ここで、防水ケース２０は、圧力センサユニット１０のセンサチップ１１を収容する肉厚の円筒形状の金属製のハウジング１２の一端面側に被せて溶接などすることで固定されており、そのハウジング１２の他端面側には、継手部材３０の固定されている円盤形状の金属製のキャップ２８の周縁部が溶接などされて連結されている。この継手部材３０は、圧力測定対象の配管などにねじ止め可能に雌ねじ３０ｓが形成されており、その雌ねじ３０ｓ内に連通するポート３０ａを介して、配管から矢印Ｐ方向に供給される流体を、キャップ２８、ハウジング１２及び後述のダイヤフラム３２で囲まれた空間である圧力室ＰＲに導入することを実現している。ここで、防水ケース２０、ハウジング１２およびキャップ２８は、外周縁部がＴＩＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接等により外側から溶接されて所望の接合強度で一体化されている。

【0016】

ハウジング１２は、圧力センサチップ１１が一端側に設置される支柱１３を内筒内中心に位置するように配置されて、このハウジング１２内面と支柱１３外面との間に充填されて閉塞状態を確保しつつ内部を貫通する部材を液密に固定するハーメチックガラス１４が形成されている。

【0017】

この圧力センサユニット１０では、ハウジング１２の下端面に金属製のダイヤフラム３２が接合固定されている。ダイヤフラム３２は、キャップ２８側に気密な圧力室ＰＲを形成しつつ、ハウジング１２内の支柱１３側の圧力センサチップ１１の設置空間を圧力室ＰＲから隔絶させている。

【0018】

そして、この圧力センサユニット１０では、ハウジング１２の内筒内におけるハーメチックガラス１４とダイヤフラム３２とにより形成される圧力センサチップ１１の設置空間に、例えば、圧力伝達媒体として所定量のシリコーンオイル（フッ素系不活性液体などでもよい）が充填されて液封室ＬＲとして機能するようになっている。

【0019】

これにより、圧力センサチップ１１は、継手部材３０を連結された配管から圧力室ＰＲ内に導入された検出対象の流体の圧力を、ダイヤフラム３２を介して液封室ＬＲ内の圧力伝達媒体の圧力変動として検出する圧力センサとして機能する。すなわち、本実施形態の圧力室ＰＲは、液封室ＬＲを備える構造に構築されており、継手部材３０から導入される測定対象の流体圧力を圧力センサチップ１１で検出可能にする構造に作製されている。なお、圧力室としては、液封室を備えることなく、測定対象の流体圧力を直接センサチップに負荷して測定するようにしてもよく、また、その測定対象は、液体に限らず、各種ガスなどの気体や微細な流体粒の含まれるミスト状の気体であってもよいことは言うまでもない。

【0020】

ここで、圧力センサチップ１１は、外部機器Ａからの複数のリード線（被覆接続部材）３８のそれぞれに、後述する回路基板５０を介して接続されているリードピン（ピン部材）４０とボンディングワイヤ１１ｗを介して導通接続させることにより電源供給されるとともに、検出信号を圧力情報として出力するように設置されている。また、ハウジング１２の内筒内におけるハーメチックガラス１４とダイヤフラム３２との間の液封室ＬＲには、オイル充填用パイプ４４を介して圧力伝達媒体が充填されるようになっている。これらリードピン４０およびオイル充填用パイプ４４は、支柱１３を中心に同一円状に等間隔で整列し、ハーメチックガラス１４などの絶縁物を介して、ハウジング１２とは絶縁して支持されている。なお、オイル充填用パイプ４４は、一方の端部を圧力伝達媒体の充填後に閉塞される。

【0021】

ここで、ダイヤフラム３２は、ハウジング１２の下端面に、複数の連通孔３４ａを有するダイヤフラム保護カバー３４が接合固定されることにより、外力や圧力室ＰＲ内への急激な圧力によって損傷してしまうことが未然に防止されるようになっている。また、ハーメチックガラス１４の一端側に凹形状のフレーム１６が固定されて蓋状のシールド板１７が取り付けられており、フレーム１６はシールド板１７に形成されて急激な圧力変動を抑制する連通孔１７ａを介して圧力センサチップ１１側とダイヤフラム３２側との間で圧力伝達媒体を流動自在に収容している。

【0022】

リードピン４０は、電源用端子２本と、出力信号用端子１本と、組み立て時に使用する調整用端子５本が配列されてボンディングワイヤ１１ｗを介して圧力センサチップ１１に電気的に接続されており、これらリードピン４０は、ハウジング１２の一端面側から突出するようにハーメチックガラス１４に固定支持されている。

【0023】

このハウジング１２の一端面側には、短尺な概略円筒形状に形成された樹脂製のスペーサ２４の一端部を防水ケース２０の一端側開口側から嵌め込み、スペーサ２４の一端部がハウジング１２一端面に当接しているとともに、スペーサ２４の他端側開口側には蓋部材（空間形成部材)２５が閉塞するように固定されている。この構造により、リードピン４０およびリード線３８を接続する回路基板５０の設置空間ＳＲを備える圧力センサユニット１０が構築されている。なお、圧力センサユニット１０の防水ケース２０内は、ウレタン系樹脂などの封止材２６が充填されることにより回路基板５０の設置空間ＳＲが防水処理されつつ固定されており、この回路基板５０は、リードピン４０とリード線３８の芯線Ｃとにはんだ付けされて位置決め支持されている。なお、回路基板５０は、外周端部の一部などが接着剤などでスペーサ２４の内面に補助するように固定してもよい。

【0024】

ここで、防水ケース２０内のハウジング１２、スペーサ２４および蓋部材２５により形成される設置空間ＳＲに回路基板５０を配置することにより、回路基板５０の周囲に熱伝導率の低い空気層を形成することができ、圧力センサ周囲や配管からの温度変化が急激に回路基板５０に伝わることを防ぐことができる。また、回路基板５０自体や、回路基板５０に搭載されている実装部品が封止材２６と接触しないように配置することで、周囲温度変化に伴う封止材２６の収縮、膨張による機械的応力が、接続部材、実装部品、特にこれらのはんだ付け部分に作用することを防ぐことができる。

【0025】

そして、このリードピン４０は、両端部がハウジング１２の内筒内におけるハーメチックガラス１４の両面側に貫通して、液封室ＬＲ側である一端側にはボンディングワイヤ１１ｗを介して圧力センサチップ１１が導通接続されるとともに、電源用端子と出力信号用端子に該当するリードピン４０の他端側は、回路基板５０の複数個所の貫通穴（不図示）を蓋部材２５に向かう方向に貫通してはんだ付けなどされて導通接続されている。

【0026】

また、外部機器Ａに接続可能に引き出されるリード線３８は、蓋部材２５を貫通する貫通穴２５ｈを芯線Ｃが貫通した後に、さらに回路基板５０の一か所で貫通する貫通穴（不図示）をハウジング１２に向かう方向に貫通してはんだ付けなどされて導通接続されている。この回路基板５０に接続するリード線３８は、設置空間ＳＲを形成する蓋部材２５の手前まで芯線Ｃ周りの被覆３８ｃを剥いだ状態で封止材２６内に埋設（モールド）されており、その芯線Ｃおよび被覆３８ｃの間、すなわち、境界領域である被覆端部まで封止材２６を存在させて確実に液密に封止するように作製されている。ここで、回路基板５０には、組み立て作業可能に適宜に貫通穴などが開口されており、例えば、オイル充填用パイプ４４の挿通孔（不図示）も開口されている。なお、リードピン４０やリード線３８の接続は、はんだなどの溶融金属だけでなく、例えば、導電性材料を含む接着剤等を塗布するようにしてもよいことは言うまでもない。また、上述のように、はんだ付けや導電性接着剤での導通接続の他に、溶接（例えば、レーザ等でのスポット溶接）などにより導通接続してもよく、溶接の手段としては特に限定する必要もない。

【0027】

ここで、回路基板５０は、圧力センサチップ１１と外部機器Ａとの間に直列に介在して回路構成の一部として機能するようになっており、本実施形態においては、圧力センサチップ１１および外部機器Ａの異なる入出力電圧を調整するなど、例えば、外部機器Ａの入力電圧ＤＣ１２ＶやＤＣ３．３Ｖを圧力センサチップ１１の動作電圧ＤＣ５Ｖにするなど入出力電圧の変換調整回路が搭載されている。この種の変換調整回路は本実施形態に限らず、本実施形態とは異なる駆動・出力電圧の電圧出力形式、または２線式／３線式等の電流出力形式、あるいはデジタル出力形式など、様々な駆動電圧や圧力検出信号の信号方式に対応するための任意の変換調整回路である。なお、これらの変換調整回路は、図示されてはいない複数の電子部品が実装されることにより構成されている。

【0028】

このように、本実施形態の圧力センサ１００にあっては、センサチップ１１と外部機器Ａとの間に直列に接続して介在させる回路基板５０を、封止材２６が充填されて液密に封止されるケース２０内の設置空間ＳＲ内に収容する。したがって、圧力センサ１００では、スペーサ２４および蓋部材２５がハウジング１２の一端面側に形成する設置空間ＳＲ内に位置する回路基板５０は、作製時において溶融する高温樹脂の封止材２６が直接接触する機械的負荷が、また使用時などにおける温度変化に応じた構成材料の線膨張係数の相違による伸縮度差に起因する熱応力が基板自体や実装部品に応力負荷として加えられてしまうことを未然に防止することができる。

【0029】

さらに、この圧力センサ１００では、その回路基板５０に接続するリード線３８の被覆３８ｃが設置空間ＳＲを形成する蓋部材２５の手前で剥がれており、そのリード線３８の芯線Ｃが蓋部材２５を貫通して導通接続されている。したがって、リード線３８の芯線Ｃが撚線だとしても、その被覆３８ｃの端部は設置空間ＳＲ外で封止材２６内に埋設することができ、芯線Ｃ周りに伝わる水分が存在したとしても回路基板５０側に浸入してしまうことを未然に防止することができる。また本形態では、芯線Ｃは蓋部材２５の貫通穴２５ｈを挿通させているが、さらに芯線Ｃと蓋部材２５の貫通穴２５ｈとの間に接着剤を塗布してもよい。芯線Ｃは撚線であるため内部に微小な隙間を生じていることがある。そのため、貫通穴２５ｈに接着剤を塗布することにより微小な隙間を封止して固定することで、封止材２６と接着剤により二重のシール構造とすることができる。そうすることにより、大気中の水分がリード線３８の芯線Ｃ内部の微小な空間を伝わり、設置空間ＳＲ内に浸入してしまうことをさらに防止することができる。

【0030】

この結果、圧力センサ１００は、回路基板５０やリードピン４０などの存在する設置空間ＳＲの液密性を高精度に確保することができ、結露による短絡やマイグレーションなどが発生することを抑制して信頼性高く使用することができる。

【0031】

＜第２実施形態＞
次に、図２は本発明の第２実施形態に係る圧力センサを説明する図である。ここで、本実施形態は上述実施形態と略同様に構成されていることから同様の構成には同一の符号を付して詳細な説明を割愛し特徴部分を説明する（以下で説明する他の形態においても同様）。

【0032】

図２において、圧力センサ１００は、上述実施形態のスペーサ２４に代えて、有底の円筒形状に形成されている樹脂製のスペーサ１２４が、防水ケース２０の一端側開口側から嵌め込まれて底部１２４ｂがハウジング１２の一端面側に当接して固定されており、そのスペーサ１２４の他端側開口側に蓋部材２５が固定されて、リードピン４０およびリード線３８を接続する回路基板５０の設置空間ＳＲを備える圧力センサユニット１０が構築されている。

【0033】

ここで、この圧力センサ１００では、スペーサ１２４の円筒内中段の内面に段差１２４ａが形成されており、そのスペーサ１２４の段差１２４ａに回路基板５０の周縁端部を載置する状態で組み立てた後に、ハウジング１２の反対側開口を蓋部材２５で蓋をして封止材２６を充填することで、回路基板５０の設置空間ＳＲを液密構造に作製する。

【0034】

そして、圧力センサ１００では、上述実施形態のリード線３８の芯線Ｃに代えて、蓋部材２５の貫通穴２５ｈを貫通するコンタクトピン（外部接続部材）１２６の一端部が、回路基板５０の貫通穴をハウジング１２に向かう方向に貫通してはんだ付けなどされて導通接続されており、リード線３８の被覆端部より突出した芯線Ｃは、そのコンタクトピン１２６の他端部にはんだ付けなどされて導通接続されている。

【0035】

このため、外部機器Ａに接続可能に引き出されるリード線３８は、設置空間ＳＲを形成する蓋部材２５の手前まで芯線Ｃ周りの被覆３８ｃを剥いだ状態でコンタクトピン１２６に接続されて封止材２６内に埋設されている。その芯線Ｃおよび被覆３８ｃの端部は封止材２６により液密に封止されている。

【0036】

このように、本実施形態の圧力センサ１００にあっては、リード線３８が蓋部材２５を貫通するコンタクトピン１２６を介して回路基板５０に接続されており、リード線３８の被覆３８ｃを剥がれた芯線Ｃは設置空間ＳＲを形成する蓋部材２５の手前でコンタクトピン１２６に導通接続されている。したがって、この圧力センサ１００でも、上述実施形態と同様の作用効果を得ることができ、設置空間ＳＲの液密性を高精度に確保して信頼性高く使用することができる。なお、本実施形態においても上述第１実施形態と同じく、コンタクトピン１２６の蓋部材２５の貫通穴２５ｈの挿通部において接着剤を塗布してもよい。貫通穴２５ｈにはコンタクトピン１２６挿通の為の微小な隙間を生じていることがある。そのため、貫通穴２５ｈに接着剤の塗布により微小な隙間を封止して固定することができるので、封止材２６と接着剤により二重のシール構造とすることができる。そうすることにより、大気中の水分がコンタクトピン１２６と貫通穴２５ｈとの微小な空間を伝わり、設置空間ＳＲ内に浸入してしまうことをさらに防止することができる。

【0037】

＜第１の他の形態＞
上述実施形態の第１の他の態様の圧力センサ１００としては、図３に示すように、上述実施形態における金属製の防水ケース２０に代えて、設置空間ＳＲの外方だけでなく、ハウジング１２の外周面全体から継手部材３０側に向かってキャップ２８を超える位置まで延長されている概略円筒形状に形成されている樹脂製の防水ケース２２０を備えている。

【0038】

この圧力センサ１００では、ハウジング１２に防水ケース２０やキャップ２８を溶接して液密性を確保するのに代えて、樹脂製の防水ケース２２０で全体を覆って圧力センサユニット１０の液密性を確保しており、封止材２６が防水ケース２２０の一端側の蓋部材２５の外側に充填されるのに加えて、防水ケース２２０の他端側のキャップ２８の外側にも封止材２２６が充填されてハウジング１２との間を液密にされている。

【0039】

＜第２の他の形態＞
上述実施形態の第２の他の態様の圧力センサ１００としては、図４に示すように、上述の他の態様における防水ケース２２０に代えて、概略円筒形状の樹脂製の防水ケース３２０が取り付けられており、上述の第１の他の態様と同様に、その防水ケース３２０の一端側および他端側の蓋部材２５やキャップ２８の外側に封止材２６、２２６が充填されて液密性が確保されている。

【0040】

この圧力センサ１００では、上述のスペーサ１２４に代えて、その段差１２４ａの位置（高さ）で一端側開口側を省略した有底の円筒形状に形成されている樹脂製のスペーサ３２４がハウジング１２の一端面側に底部３２４ｂを当接させて固定されており、そのスペーサ３２４の一端側開口側にリードピン４０およびリード線３８を接続する回路基板５０が固定されている。

【0041】

そして、防水ケース３２０は、ハウジング１２と略同一の外形を有する蓋部材３２５を取り付け可能に形成されており、そのハウジング１２の外周面全体を覆う箇所と蓋部材３２５の外周端部を覆う箇所との間に縮径されている小径領域３２０ｒが形成されている。この構造により、防水ケース３２０は、小径領域３２０ｒの両端側でハウジング１２と蓋部材３２５とが接近することを制限することにより、互いの離隔間隔を確保して回路基板５０を設置する設置空間ＳＲを確保するようになっている。なお、コンタクトピン１２６は、同様に、蓋部材３２５の貫通穴３２５ｈを貫通して回路基板５０に導通接続されている。

【0042】

要するに、この防水ケース３２０は、スペーサ２４、１２４、２２４を用いることなく、小径領域３２０ｒの一端側の段差３２０ａにハウジング１２の外周端を突き当てるとともに、他端側の段差３２０ｂに蓋部材３２５の外周端を突き当てて組み立てることで回路基板５０を設置可能な設置空間ＳＲを形成している。

【0043】

＜第３の他の形態＞
上述実施形態の第３の他の態様の圧力センサ１００としては、図５に示すように、上述の他の態様における防水ケース３２０に代えて、２部品で樹脂製の防水ケース４２０Ａ、４２０Ｂが取り付けられている。

【0044】

防水ケース４２０Ａは、上述の防水ケース３２０の小径領域３２０ｒの段差３２０ａの位置で蓋部材３２５を一体に形成したキャップ形状に形成されており、それぞれに対応する段差４２０ａ、小径領域４２０ｒ、および蓋形状部４２０ｃを備えている。防水ケース４２０Ｂは、防水ケース４２０Ａの小径領域４２０ｒを収容する内径を有し、リード線３８側まで延長されて封止材２６を充填する空間を確保している。

【0045】

要するに、この防水ケース４２０Ａ、４２０Ｂは、スペーサ２４、１２４、２２４や蓋部材２５を用いることなく、小径領域４２０ｒの一端側の段差４２０ａにハウジング１２の外周端を突き当てるだけで回路基板５０を設置可能な設置空間ＳＲを形成するとともに、防水ケース４２０Ａの小径領域４２０ｒに防水ケース４２０Ｂを装着して構築されている。この防水ケース４２０Ａ、４２０Ｂは、防水ケース４２０Ａの開口側に封止材２２６を充填してハウジング１２とキャップ２８との間を液密に封止するとともに、防水ケース４２０Ｂの開口側に封止材２６を充填して、リード線３８の被覆端部が封止材２６に埋設するように設置することにより液密性を確保することができる。

【0046】

ここで、この圧力センサ１００では、上述の蓋部材２５と同様に、回路基板５０に接続されてリード線３８の芯線Ｃに導通接続するコンタクトピン１２６を貫通する貫通穴４２０ｈが防水ケース４２０Ａの蓋形状部４２０ｃに形成されており、その防水ケース４２０Ａ内に形成する設置空間ＳＲ内にリードピン４０とコンタクトピン１２６との双方にはんだ付けされて導通接続されることで回路基板５０は中空に位置決め支持されている。

【0047】

＜第４の他の形態＞
上述実施形態の第４の他の態様の圧力センサ１００としては、図６に示すように、上述態様における蓋部材２５などに代えて、円筒形状のスペーサ３２４に加えて、有底の円筒形状の樹脂製のスペーサ５２４を天地逆向きにしてキャップの形態で防水ケース２０内に嵌め込んで、ハウジング１２の一端面側との間に回路基板５０を設置する設置空間ＳＲを形成するようになっている。すなわち、スペーサ５２４は、外周壁部５２４ｓが封止材２６の侵入を防止するスペーサ２４として機能するとともに、底部５２４ｂが蓋部材２５の蓋形状部として機能することにより回路基板５０などを設置可能な設置空間ＳＲを形成して確保するように形成されている。

【0048】

そして、スペーサ５２４には、回路基板５０に導通接続されているコンタクト部材５３１を内部に位置させるコネクタハウジング５３３が底部５２４ｂに一体成形されており、このコンタクト部材５３１およびコネクタハウジング５３３により雄タイプのコネクタ５３０が構成されている。このコンタクト部材５３１は、コネクタハウジング５３３と一体のスペーサ５２４の底部５２４ｂの貫通穴５２４ｈを貫通して回路基板５０に導通接続されており、そのスペーサ５２４の外側には、上述実施形態と同様に、防水ケース２０の一端側開口側に封止材２６が充填されて液密性が確保されている。

【0049】

この構造により、圧力センサユニット１０は、雄タイプのコネクタ５３０を備えて、リード線３８の一端部に接続されている不図示の雌タイプのコネクタをコネクタハウジング５３３内に差し込むことで、コンタクト部材５３１およびリード線３８を介して回路基板５０に外部機器Ａを接続可能に作製されている。

【0050】

すなわち、圧力センサユニット１０は、リード線３８の芯線Ｃを回路基板５０などの設置空間ＳＲ内に位置させることなく、そのリード線３８の被覆３８ｃを設置空間ＳＲの外側で剥いで、雄タイプのコネクタ５３０に接続する雌タイプのコネクタ側に接続する構造にすることができ、リード線３８から水分が設置空間ＳＲ内に浸入してしまうことはない。なお、本形態においても、コンタクト部材５３１と貫通穴５２４ｈ挿通部において接着剤を塗布してもよい。貫通穴５２４ｈにはコンタクト部材５３１の挿通の為の微小な隙間が空いていることがある。そのため、貫通穴５２４ｈに接着剤と塗布することにより微小な隙間を封止して固定することで、封止材２６と接着剤とにより二重のシール構造とすることができる。そうすることにより、リード線３８の芯線Ｃを伝わってきた大気中の水分が設置空間ＳＲ内部に浸入してしまうことをさらに防止することができる。

【0051】

＜第５の他の形態＞
上述実施形態の第５の他の態様の圧力センサ１００としては、図７に示すように、上述の実施態様における有底の円筒形状のスペーサ１２４よりも小径に形成されてハウジング１２の一端面側に固定される樹脂製のスペーサ６２４を備えており、そのスペーサ６２４の開口側に空間キャップ６２５を被せて閉塞することで回路基板５０を設置する設置空間ＳＲを備える圧力センサユニット１０が構築されている。この圧力センサユニット１０は、ハウジング１２の外周面より大径に形成されて、他端面側のキャップ２８を嵌め込んで反対側の空間キャップ６２５の閉塞端部付近まで延長されている概略円筒形状の防水ケース５２０内に、ハウジング１２の外周側から空間キャップ６２５まで封止材６２６を充填することにより、設置空間ＳＲ周りの液密性を確保するようになっている。

【0052】

スペーサ６２４は、底部６２４ｂを貫通するリードピン４０と設置空間ＳＲ内の回路基板５０との間に側壁部６２４ｓの外方側面から両コンタクト部材６３６の端子片６３６ａ、６３６ｂが挿通され、挿通部分を端子固定用接着剤により固定する。その後、リードピン４０と端子片６３６ａ、回路基板５０と端子片６３６ｂを導通接続することによって、圧力センサチップ１１を回路基板５０に接続することを可能に構築されている。また、同様に、スペーサ６２４は、両コンタクト部材６３６の反対側の側壁部６２４ｓの外方側面から片コンタクト部材６３７の端子片６３７ａを挿通し、挿通部分を端子固定用接着剤により固定する。その後、回路基板５０と端子片６３７ａとを導通接続するとともに、その片コンタクト部材６３７の側壁部６２４ｓの外面に位置する平面部６３７ｆに、リード線３８の被覆端部より突出するように被覆３８ｃを剥いだ芯線Ｃをはんだ付けして導通接続するようになっている。このようにコンタクト部材６３６、６３７をスペーサ６２４に接着剤で固定することにより、各端子片のスペーサからの脱落防止、挿通位置のずれ防止になっている。導通接続後、接続部分及びリード線３８の被覆端部が封止されるよう、防水カバー２０内部に封止材６２６を充填する。この構造により、この他の態様においても、圧力センサチップ１１はリードピン４０や回路基板５０がコンタクト部材６３６、６３７を介してリード線３８に直列に導通接続されている。

【0053】

すなわち、この他の態様では、外部機器Ａに接続可能に引き出されるリード線３８が設置空間ＳＲの外側で片コンタクト部材６３７に接続されており、その被覆３８ｃが剥がされている芯線Ｃおよびリード線３８の被覆端部は封止材６２６内に液密に埋設されている。さらに、スペーサ６２４から一旦封止材６２６内を迂回するように構成される両コンタクト部材６３６を介して設置空間ＳＲ内でリードピン４０と導通接続している。この結果、この圧力センサ１００は、回路基板５０やリードピン４０などの存在する設置空間ＳＲの液密性を高精度に確保することができ、結露による短絡やマイグレーションなどが発生することを抑制して信頼性高く使用することができる。また、側壁部６２４ｓの端子片６３６ａ、６３６ｂ、６３７ａの挿通部には、該端子片が挿通できる程度の微小な隙間が形成されていることがある。本形態におけるコンタクト部材６３６、６３７の固定の為の接着剤の塗布量は、挿通部の隙間を完全に閉塞する程度の塗布量としても良い。こうすることによりコンタクト部材６３６、６３７に接着剤の塗布により微小な隙間を封止して固定することができるので、封止材６２６と接着剤とにより二重のシール構造とすることができる。そうすることにより、大気中の水分が設置空間ＳＲ内部に浸入してしまうことをさらに防止することができる。

【0054】

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により特定される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画され得る。

【符号の説明】

【0055】

１０……圧力センサユニット
１１……圧力センサチップ
２０、２２０、３２０、４２０Ａ、４２０Ｂ、５２０……防水ケース
２４、１２４、３２４、６２４……スペーサ
２５、３２５……蓋部材
２６、２２６、６２６……封止材
３０……継手部材
３８……リード線
３８ｃ……被覆
４０……リードピン
４４……オイル充填用パイプ
５０……回路基板
１００……圧力センサ
１２６……コンタクトピン
５２４……スペーサ
５３０……コネクタ
５３１……コンタクト部材
６２５……空間キャップ
６３６……両コンタクト部材
６３７……片コンタクト部材
Ａ……外部機器
Ｃ……芯線
ＳＲ……設置空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】