特開 2024-176881 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】P2024176881

(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】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095730

(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】松山 賢一

(72)【発明者】

【氏名】平井 一徳

(72)【発明者】

【氏名】滝本 和哉

【テーマコード（参考）】

2F055

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB20

2F055CC02

2F055DD01

2F055EE40

2F055FF43

2F055GG25

(57)【要約】

【課題】温度変化に伴う機械的応力の影響を抑制し得る圧力センサを提供すること。
【解決手段】外部機器Ａに接続される圧力センサチップ１１を備える圧力センサユニット１０であって、外部機器とセンサとの間に介在する回路基板５０と、センサと回路基板とに導通接続される中継接続端子３６と、回路基板と外部機器とに導通接続される中継接続端子３７と、接続部材および端子部材を位置決め支持するとともにこれら部材と重ねられる回路基板を保持する端子台２４と、を備え、回路基板に対する接続部材の相対的な位置関係を調整する内壁部５５の切欠５８を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部機器に接続されるセンサを備えるセンサユニットにより構成される圧力センサであって、
前記外部機器との間に介在するように配置されて前記センサに接続される回路基板と、前記センサおよび前記回路基板の間に位置して当該センサおよび当該回路基板に導通接続される接続部材および前記回路基板に導通接続される当該回路基板の前記外部機器への導通接続用の端子部材の一方または双方と、前記接続部材および前記端子部材の一方あるいは双方を固定して位置決め支持する端子台と、を備え、
前記回路基板は前記接続部材および前記端子部材の一方あるいは双方に載置され、
前記回路基板に対する前記接続部材、前記端子部材および前記端子台のうちの少なくとも１つ以上の相対的な位置関係を調整する調整部を有することを特徴とする圧力センサ。

【請求項2】

前記調整部は、前記接続部材および前記端子部材の一方あるいは双方の前記端子台における支持位置と、該接続部材および該端子部材の一方あるいは双方の前記回路基板への接続位置と、の間の離隔間隔を調整す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】

前記調整部は、前記支持位置において、前記接続位置に対する離隔方向に前記接続部材および前記端子部材の一方または双方の少なくとも一部が当該離隔間隔を調整可能に変形する変形部を備えることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。

【請求項4】

前記調整部は、前記接続位置に対する離隔間隔を調整する前記変形部の変形を可能にする空間を有することを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。

【請求項5】

前記調整部は、前記端子台における前記支持位置に形成されている凹部を有して、前記変形部の当該凹部から離隔する方向または該凹部内に進入する方向への変形を可能にすることを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。

【請求項6】

前記調整部は、前記変形部の前記凹部から離隔する方向への変形を許容する空間を形成する部材により前記端子台が覆われていることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。

【請求項7】

前記調整部は、前記変形部を前記支持位置に位置決め保持する弾性材を備えて、当該弾性材が前記支持位置および前記接続位置の間の離隔間隔を調整する方向への当該変形部の変形を許容するように弾性変形することを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。

【請求項8】

前記変形部は、前記支持位置および前記接続位置の間において、当該支持位置および当該接続位置との間の離隔方向に伸長または収縮するように変形することを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。

【請求項9】

前記変形部は、前記支持位置および前記接続位置の間の離隔方向の断面形状が波形に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。

【請求項10】

前記変形部は、前記支持位置および前記接続位置の間の離隔方向の断面形状が湾曲形に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。

【請求項11】

前記変形部は、前記支持位置および前記接続位置の間の少なくとも一部の幅が当該接続位置側よりも狭い板形状に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。

【請求項12】

前記変形部は、前記回路基板の平面方向に対する交差方向にずれている前記支持位置および前記接続位置の間に位置して、該回路基板の平面方向における当該支持位置および当該接続位置との間の離隔間隔を調整可能に変形することを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。

【請求項13】

前記調整部は、前記端子台に対する前記回路基板の保持位置がスライド自在にされて構成されて、当該回路基板に対する当該端子台の相対的な位置関係が調整されることを特徴とする請求項１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、容易かつ信頼性高く組み立て作業をすることのできる簡易な構造の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（特許文献１を参照）。

【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ように設置可能な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、センサユニットは、設置するセンサに導通接続する端子を保持する端子台を備えて、その端子に測定機器を接続することでセンサの検出信号を利用可能にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－９８６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この種の各種センサは、外部環境に晒されることから、周囲環境の温度変化、または設置される機器の運転、停止に伴ない、配管を伝わる流体の温度変化などがセンサユニットに繰り返し作用することがある。

【0006】

例えば、図１８（ａ）に示すように、センサ１１の前段に各種電気信号等を調整する回路基板５０を設置するセンサユニット１０である場合、図１８（ｂ）に黒矢印や白矢印で図示するように、回路基板５０と端子片３６ｄ、３７ｄとを導通接続するはんだ付け等による接合箇所および端子台２４の線膨張係数の差により、当該箇所に機械的応力が繰り返し加わる。長期にわたりこのような応力が作用すると、はんだ付け箇所のクラック、はんだ付け部の配線パターンの剥離等の接合品質が低下してしまう恐れがある。なお、図１８に図示する圧力センサ１００は、理解の一助になるように、以下で説明する実施形態と共通の構成には同一の符号を付している。

【0007】

そこで、本発明は、周囲または流体の温度変化に伴う圧力センサの内部部品の線膨張係数の差による機械的応力の影響を抑制しつつ組み立て作業を行い得るセンサユニットを実現して、そのセンサユニットを備える圧力センサならびにそのセンサユニットの製造方法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】

【0008】

上記課題を解決するセンサユニットの発明の一態様は、外部機器に接続されるセンサを備えるセンサユニットにより構成される圧力センサであって、前記外部機器との間に介在するように配置されて前記センサに接続される回路基板と、前記センサおよび前記回路基板の間に位置して当該センサおよび当該回路基板に導通接続される接続部材および前記回路基板に導通接続される当該回路基板の前記外部機器への導通接続用の端子部材の一方または双方と、前記接続部材および前記端子部材の一方あるいは双方を固定して位置決め支持する端子台と、を備え、前記回路基板は前記接続部材および前記端子部材の一方あるいは双方に載置され、前記回路基板に対する前記接続部材、前記端子部材および前記端子台のうちの少なくとも１つ以上の相対的な位置関係を調整する調整部を有することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

このように本発明の一態様によれば、回路基板に対する接続部材、端子部材および端子台のうちの少なくとも１つ以上の相対的な位置関係が調整部により調整可能なので、例えば、回路基板に平面方向の機械的応力が負荷されるような現象が生じたとしても、その回路基板の相対的な位置関係が調整されて機械的応力の負荷が吸収されることによって損傷などしてしまうことが未然に防止される。

【0010】

したがって、周囲又は流体の温度変化に伴う、圧力センサの内部部品の線膨張係数の差による機械的応力の影響を抑制しつつ組み立て作業を行い得る簡易な構造のセンサユニットを実現することができ、そのセンサユニットを備え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】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るセンサユニットの一例である圧力センサユニットを備え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、その圧力センサの製造方法の概要を示す図であり、（ａ）はその各部品の積み重ね方向に離隔させている上方からの分解斜視図、（ｂ）はその一部品の下方からの斜視図である。

【図3】図３は、その要部部品を示す一方向からの斜視図である。

【図4】図４は、図３の要部部品に取り付けられる一接続端子を示す図であり、（ａ）はその立面正面図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその底面図、（ｄ）はその３部品のリードフレームを示す平面図である。

【図5】図５は、図３の要部部品に取り付けられる図４と異なる一接続端子を示す図であり、（ａ）はその立面正面図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその底面図、（ｄ）はその側面図である。

【図6】図６は、図３の要部部品への接続端子の取り付け状態を示す図であり、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその上面図である。

【図7】図７は、図６における接続端子の取付状態を説明する図であり、（ａ）はその一接続端子の一方向からの斜視図および他の接続端子の異なる方向からの斜視図、（ｂ）はその両接続端子の上面図である。

【図8】図８は、図３の要部部品への接続端子と回路基板との取り付け状態を示す図であり、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその斜視図、（ｃ）はその回路基板と接続端子の接続箇所の拡大斜視図である。

【図9】図９は、図８における接続箇所の接続状態を説明する図であり、（ａ）はその構造による効果を示す縦断面図、（ｂ）はその構造を採用しない場合を示す縦断面図である。

【図10】図１０は、本実施形態による作用効果を説明する図であり、（ａ）は機械的応力の無負荷時の拡大縦断面図、（ｂ）は回路基板側に押される負荷時の拡大縦断面図、（ｃ）は回路基板に引かれる負荷時の拡大縦断面図である。

【図11】図１１は、本実施形態の第１の他の態様を示す図であり、その一部拡大縦断面図である。

【図12】図１２は、本実施形態の第２の他の態様を示す図であり、（ａ）はその一態様を示す一部拡大縦断面図、（ｂ）は（ａ）と異なる態様を示す一部拡大縦断面図、（ｃ）は（ａ）、（ｂ）と異なる態様を示す一部拡大縦断面図である。

【図13】図１３は、本実施形態の第２の更なる他の態様を示す図であり、（ａ）～（ｄ）は図１２（ａ）～図１２（ｃ）を含めてそれぞれ異なる態様を示す一部拡大縦断面図である。

【図14】図１４は、本実施形態の第３の他の態様を示す図であり、その一部拡大縦断面図である。

【図15】図１５は、本実施形態の第４の他の態様を示す図であり、その一部拡大縦断面図である。

【図16】図１６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17】図１７は、本実施形態の第６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18】図１８は、本実施形態の着想前の技術を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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～図１０は本発明の一実施形態に係るセンサユニットの一例の圧力センサユニットを備える圧力センサならびにそのセンサユニットの製造方法を説明する図である。

【0013】

図１および図２において、圧力センサ１００は、構成部品を後述するように積み重ねるようにして組み立てた圧力センサユニット１０を外部環境の圧力特性を測定する対象箇所に取り付けて、圧力センサチップ１１の検出する圧力情報を接続されている外部機器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、樹脂製の防水ケース２０内に収容されてい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。

【0014】

ここで、防水ケース２０は、圧力センサユニット１０を収容可能な円筒形状に作製されて一端側の開口部２０ｂに、継手部材３０の固定されているキャップ２８の周縁部が連結されている。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そのキャップ２８の下流側の圧力室ＰＲに導入することを実現している。

【0015】

圧力センサユニット１０は、短尺な円筒形状に作製されて軸方向の下端面がキャップ２８に接合固定されるハウジング１２と、圧力センサチップ１１が設置されてハウジング１２の内筒内中心に位置するように配置される支柱１３と、そのハウジング１２の内筒内の支柱１３周りに充填されて閉塞させつつその内筒内を貫通する部材を固定するハーメチックガラス１４と、を備えている。

【0016】

また、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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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４０にボンディングワイヤ１１ｗを介して導通接続されることにより、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。

【0020】

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。

【0021】

リードピン４０は、有底の短尺な概略円筒形状に形成された樹脂製の端子台２４の底面部２４ｂに電源用端子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、端子台２４の底面部２４ｂに形成されている挿通孔２４ｈ内に挿通されつつハーメチックガラス１４に固定支持されている。ここで、端子台２４は、概略円筒形状の側壁部２４ｓの一部が平面状に形成されて、後述するそれぞれ３つで１組の中継接続端子３６（３６Ａ～３６Ｃ）、３７（３７Ａ～３７Ｃ）を取り付け保持させる端子保持部５１、５３が円筒中心の対称位置に配置されている。この端子台２４は、ハウジング１２の上端面に、シリコーン系接着剤により接着されている。また、リードピン４０が突出するハーメチックガラス１４の上端面全体には、シリコーン系接着剤からなる被覆層１４ａが所定の厚さで形成されている。なお、被覆層はエポキシ樹脂などの接着剤でも良い。

【0022】

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。また、複数のリードピン４０の内、電源用端子と出力信号用端子の他端側には端子台２４の側壁部２４ｓに保持されている中継接続端子３６の端子片３６ｅが例えば、スポット溶接（溶融金属接合でもよい）されて端面に導通接続されている。また、端子台２４の側壁部２４ｓの中継接続端子３６の反対（対面）側には後述するように外部機器Ａからのリード線３８が接続される中継接続端子３７が保持されている。これら中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄには、載せるようにして設置される回路基板５０が溶融はんだ（導通接続材料）Ｓを塗布されるはんだ付けにより接続されている。すなわち、中継接続端子３６が接続部材を構成し、中継接続端子３７が端子部材を構成している。なお、導通接続材料としては、はんだＳ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。

【0023】

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。

【0024】

ここで、端子台２４は、円筒形の側壁部２４ｓの開口側に端子台キャップ２５が取り付けられて、リードピン４０、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３６ｅ、３７ｄおよび回路基板５０の設置空間ＳＲが閉塞されており、圧力センサチップ１１の支柱１３がハーメチックガラス１４で固定されているハウジング１２と共に圧力センサユニット１０を構築している。この圧力センサユニット１０は、ハウジング１２と継手部材３０の連結されているキャップ２８の外周縁部とが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。この圧力センサユニット１０が防水ケース２０内に内装されて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防水処理されつつ固定されている。ここで、端子台２４および端子台キャップ２５は、設置空間ＳＲを閉塞することで、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、または回路基板５０と中継接続端子３６、３７との接続箇所等が封止材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、圧力センサユニット１０は、継手部材３０の連結されているキャップ２８に固定されているハウジング１２から端子台２４、回路基板５０、および端子台キャップ２５までを載せるように積み重ねる（スタッキングする）手順で組み立てるようになっている。端子台２４は、中継接続端子３６、３７を側壁部２４ｓの端子保持部５１、５３にセットした後に、ハウジング１２上に載せてリードピン４０の端部を中継接続端子３６の端子片３６ｅにスポット溶接し、この後に、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄ上に回路基板５０を載せてはんだ付けすることで導通接続するようになっている。ここで、リードピン４０の端面には中継接続端子３６の端子片３６ｅをスポット溶接に限らず、はんだ付け、かしめなどで導通接続してもよいことはいうまでもない。なお、端子台２４の底面部２４ｂには、組み立て作業可能に適宜に挿通孔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２４Ｈも開口されている。

【0026】

詳細には、端子台２４は、図３～図７に示すように、側壁部２４ｓに形成されている端子保持部５１、５３に中継接続端子３６、３７を取り付けて保持させるようになっている。

【0027】

中継接続端子３６は、長尺の形状に形成されて延在する両端側に位置する一端側および他端側の端片（端子片）が互いに対面する形状、所謂、Ｕ字形状の平行方向に延長されている両端側の端子片３６ｄ、３６ｅの間の平面部３６ｆを端子台２４の端子保持部５１の外面に対して平行姿勢になるように設置して、その端子片３６ｄ、３６ｅを側壁部２４ｓ内に延長させるように形成されている。中継接続端子３７は、同様に端子片３７ｄを端子台２４の側壁部２４ｓ内に延長させて端子保持部５３の外面に平面状の接続面３７ｆを平行姿勢になるように沿わせつつ、その端子片３７ｄの反対側を折り曲げた屈曲片３７ｅを備えるＵ字形状に形成されている。この中継接続端子３７の接続面３７ｆには、外部機器Ａからのリード線３８の芯線Ｃがはんだ付けされて接続されることにより、圧力センサチップ１１からリードピン４０、中継接続端子３６、３７および回路基板５０を介して外部機器Ａまで電気的に接続される。

【0028】

端子保持部５１は、端子台２４の側壁部２４ｓの内側に中継接続端子３６を固定する固定溝である溝５５ｇを介在させるように対面する複数本の内壁部５５が形成されており、この内壁部５５のそれぞれの上面は、同一平面となる高さに形成されている。また、同様に、端子保持部５３は、端子台２４の側壁部２４ｓの内側に中継接続端子３７を固定する固定溝である溝５６ｇを介在させるように対面する一枚の内壁部５６が形成されている。これら内壁部５５、５６の間には側壁部２４ｓの内側に溝５７ｇを介在させるように対面する一対の内壁部５７が形成されている。すなわち、端子台２４の側壁部２４ｓおよび内壁部５５～５７の間には、溝５５ｇ～５７ｇが連続する形態で形成されている。

【0029】

端子保持部５１は、端子台２４の側壁部２４ｓに対面する４本の内壁部５５の間の３か所のスリット５５ｓの底面に中継接続端子３６Ａ～３６Ｃ毎の端子片３６ｅを接する状態に差し込んで位置決めするようになっている。その状態では、スリット５５ｓよりも大きめに形成されている中継接続端子３６Ａ～３６Ｃの平面部３６ｆが内壁部５５の側壁部２４ｓ側対面部に接しており、３つの中継接続端子３６Ａ～３６Ｃの端子片３６ｄは、内壁部５５の上面と接するよう、同一平面上となる位置で折り返されている。中継接続端子３６Ａ～３６Ｃは、平面部３６ｆにおける端子片３６ｅに隣接する個所をその平面部３６ｆの平面方向に延長した突片（固定部）３６ｈ、３６ｉを備えている。また、端子台２４の側壁部２４ｓと側壁５５との間の溝５５ｇの底面には、突片３６ｈ、３６ｉの差込溝５５ｈが形成されている。この差込溝５５ｈに突片３６ｈ、３６ｉが差し込まれることにより、中継接続端子３６Ａ～３６Ｃが立っている状態を維持するようになっている。このような端子保持部５１の構造により、端子台２４の開口端である上方から、中継接続端子３６Ａ～３６Ｃの端子片３６ｅを溝５５ｇおよびスリット５５ｓに適合するように挿入し組み込むことができる、すなわちこのような構造により固定部を形成している。なお、突片３６ｉは、図２に図示するのは省略して、図４に図示している。

【0030】

中継接続端子３６は、それぞれ形状の異なる中継接続端子３６Ａ～３６Ｃの３つで１組に作製されて、平面部３６ｆに対する直角方向に端子片３６ｄ、３６ｅがそれぞれ折り曲げられており、そのうちの端子片３６ｅは端子片３６ｄよりも間隔の狭くなる並列状態で端子台２４の底面部２４ｂと平行方向に延長される形態になるように形成されている。詳細には、この中継接続端子３６は、端子片３６ｅが小型の圧力センサチップ１１に対応して支柱１３を中心とした同一円状に等間隔に配列されたリードピン４０に接続することから、中央に寄って幅狭間隔に並列されて延長される形状に形成される。また、端子片３６ｄは任意の間隔に設定可能な回路基板５０に接続することから、端子片３６ｅよりも接続作業をし易くするように広めの間隔に並列されて延長される形状に形成されている。なお、この中継接続端子３６は、図４（ｄ）に示すように、３つで１組の中継接続端子３６Ａ～３６Ｃをリードフレーム３６ＬＦで一体化した状態で打ち抜き形成した後に、端子片３６ｄ、３６ｅをそれぞれ平面部３６ｆや突片３６ｈ、３６ｉに対して折り曲げて作製するようになっている。また、内壁部５５のスリット５５ｓが、溝５５ｇから端子台２４の底面２４ｂ側へと開放となっているが、後述の端子固定用接着剤２６ｇを溝５５ｇに注入して中継接続端子３６を固定するとき、平面部３６ｆの背面側（端子台２４の外方側）が端子固定用接着剤２６ｇを受け止めるようになっており、端子台２４の底面２４ｂ側への端子固定用接着剤２６ｇの漏出を防ぐようになっている。

【0031】

端子保持部５３は、上面側および下面側に中継接続端子３７の端子片３７ｄおよび屈曲片３７ｅを差し込み可能に端子台２４の側壁部２４ｓを貫通するスリット５３ａ、５３ｂが形成されている。また、端子保持部５３には、その端子片３７ｄおよび屈曲片（交差部）３７ｅが端子台２４の側壁部２４ｓのスリット５３ａ、５３ｂを貫通して内側の溝５６ｇを交差する方向から通過した後に内壁部５６の上面や溝５６ｇの底面に接する状態で位置決めされるようになっている。

【0032】

このような構造のため、中継接続端子３７は、中継接続端子３７Ａ～３７Ｃ毎に同一形状に作製されており、端子片３７ｄおよび屈曲片３７ｅは、端子保持部５３の上面および下面に接するように、接続面３７ｆに対し直交する同一方向に折り曲げて形成されている。そのうちの端子片３７ｄは端子台２４の側壁部２４ｓ内にスリット３５ａから回路基板５０を載置可能な程度に差し込まれる形状に形成されている。この中継接続端子３７は、幅広の接続面３７ｆに対して端子片３７ｄや屈曲片３７ｅを幅狭に形成して、そのうちの端子片３７ｄの両側に同一方向に折り曲げて端子保持部５３の上面に食い込むように引っ掛ける係合片３７ｇが形成されている。なお、この係合片３７ｇは、後述する端子固定用接着剤２６ｇによる固定で十分な場合には省略してもよい。

【0033】

これにより、中継接続端子３６は、端子保持部５１に取り付けられて長尺の端子片３６ｄ、３６ｅが端子台２４の側壁部２４ｓの内側の内壁部５５間（スリット５５ｓ）に位置決めされつつ突片３６ｈ、３６ｉがその側壁部２４ｓおよび内壁部５５間の溝５５ｇ底面の差込溝５５ｈに差し込まれて位置決め保持する状態で取り付けることができ、また端子片３６ｅの端子台２４内部への突出量も一定となるように取り付けることができる。このような構成により、それぞれ端子片３６ｄは内壁部５５上面の高さに、また、端子片３６ｅは内壁部５５間のスリット５５ｓ底面の高さに、さらに端子片３６eの端子台２４内部への突出量も一定に位置決め支持することができる。このように、端子片３６ｅのリードピン４０が配列している平面に対する位置関係、つまり端子片３６ｅの延在方向および端子片３６ｅの幅方向に対するリードピン４０端面の位置が安定するとともに、端子片３６ｅとリードピン４０端部との高さ方向を安定して位置決めを行うことができる。このことは、リードピン４０の端面と端子片３６ｅとをスポット溶接を行ううえで、両者の相対的な位置関係を一定にすることが必要である。また、中継接続端子３７は、端子保持部５３に取り付けられて端子片３７ｄが端子台２４の側壁部２４ｓの内側の内壁部５６上面に位置決め保持される状態で取り付けることができる。すなわち、端子台２４の内壁部５５の溝５５ｇ側が中継接続端子３６の支持位置として機能する。

【0034】

このため、中継接続端子３６、３７は、端子片３６ｅおよび屈曲片（固定部）３７ｅを端子台２４の側壁部２４ｓを貫通して内壁部５５、５６との間に形成される回路基板５０を重ねるように載せる方向の深さの溝５５ｇ、５６ｇ内に位置させることができる。この中継接続端子３６、３７は、その溝５５ｇ、５６ｇ内に端子固定用接着剤２６ｇを注入することによって位置決め固定することができ、その内壁部５５、５６による溝５５ｇ、５６ｇは、側壁部２４ｓおよび内壁部５７の間の溝５７ｇの両側に連続しているので、その幅広の溝５７ｇ内にディスペンサを差し込んで端子固定用接着剤２６ｇを注入して固定作業を容易に完了する手順（製造方法）を実行することができる（図６を参照）。この後に、中継接続端子３６、３７は、端子片３６ｅをリードピン４０に安定姿勢でスポット溶接して導通接続することができるとともに、端子片３６ｄ、３７ｄに載せる回路基板５０を安定姿勢のままはんだ付けして導通接続することができる。ここで、端子台２４には、内壁部５７に対面する円弧形状の側壁部２４ｓの内面に平面部２９が形成されている。これは端子台キャップ２５下面の突起２５ａと係合することにより、端子台キャップ２５を端子台２４に載置した時に、端子台キャップ２５の水平方向のズレ、および回転防止として機能する。端子台２４と端子台キャップ２５とを密着するように載置することにより、端子台２４、端子台キャップ２５の周囲に封止材２６を充填した時に、端子台２４内部への封止材２６の漏出を防止することができる。

【0035】

これら中継接続端子３６、３７は、はんだ付けする端子片３６ｄ、３７ｄや接続面３７ｆに溶融はんだの濡れ性を良くするめっきＭが施されて接続不良の発生を少なく導通接続可能に作製されており、その中継接続端子３７の接続面３７ｆの隣接個所にもめっきＭを施してはんだ付けした接続ライン３８の導通線Ｃが外れてしまうことを抑制するようになっている。ここで、中継接続端子３６、３７は、はんだ付けに必要な領域のみにめっきＭが施されて、それ以外の領域にはめっきＭを施されていないので溶融はんだの流れ出しは抑制されることになる。本例のようにめっきＭによりはんだの濡れ性を良くする箇所を設けるほかに、はんだ付け面は金属素地表面の状態のままとし、はんだの流動を制限する箇所にレジスト、コーティングなどを施すなどを行っても良い。

【0036】

回路基板５０は、図８に示すように、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄに対応する個所の外周端面が、回路基板５０の平面に対し平行な方向である内方にＵ字形状に窪み、回路基板５０の平面と直交する表裏両面側に開口して接続位置として機能する接続領域の凹壁電極面（凹壁面）５０ｕが形成されている。この凹壁電極面５０ｕは、回路基板５０の外周端面から溶融はんだが全体（全面）に浸透し易い半円を内方に窪み距離Ｌだけ進入させて内面にはんだ濡れ性に優れるめっきＭが施されている。すなわち、凹壁電極面５０ｕは、回路基板５０外周端面から、基板の内方に向かって深さＬの小判状の切欠形状として形成されている。この凹壁面の内方に窪む形状を半円状とすることにより、はんだによるフィレット形成における凹壁面５０ｕ内部の応力が均等に作用する効果が期待できる。応力が均等となる事は、圧力センサに加わる冷熱繰り返し、いわゆるヒートサイクルによるはんだ付け部のクラックによる導通不良といった不具合に対する耐性を向上することができ、信頼性の高い接続をなし得ることができる。また回路基板５０の製作工程においても、実装部品の取付穴の加工や、回路基板５０の外形加工と同じ加工工具で製作することがでる。矩形形状では円盤状のカッターでの加工等、別行程、別工具が必要であり、半円状とすることで、生産性、品質の面で有利である。

【0037】

これに対して、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄは、回路基板５０の凹壁電極面５０ｕよりも幅広に形成されているとともに、凹壁電極面５０ｕの外周端面からの深さ（距離）Ｌよりも長めに形成されて、回路基板５０を安定姿勢で載せることができるようになっている。さらに端子台２４は、その回路基板５０の四隅に形成されている角凹部５０ｒに嵌まり込む支柱形状部５４が側壁部２４ｓの内面側に形成されて回路基板５０を位置決めすることができるようになっている。すなわち、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄが回路基板５０の凹壁電極面５０ｕ付近を支持する支持領域として機能する。なお、本実施形態では、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄに接続する双方の回路基板５０の接続領域に凹壁電極面５０ｕを形成するが、これに限るものではなく、凹壁電極面５０ｕを形成せず回路基板５０の外周端面で接続してもよいし、凹壁電極面５０ｕをいずれか一方のみにしてもよいが、双方に形成するのが接続作業性や信頼性からすると好適である。

【0038】

これにより、回路基板５０は、図９（ａ）に示すように、安定姿勢で中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄに載せられて端子台２４の支柱形状部５４に位置決めされる安定姿勢で保持されるとともに、その端子片３６ｄ、３７ｄに図９（ｂ）に示す半円の凹壁電極面５０ｕ´よりも大容量でフィレット高さも十分な安定形状のはんだＳにより凹壁電極面５０ｕが信頼性高く導通接続されている。はんだ付け箇所である接続領域は回路基板５０の裏側となってしまうため、接続領域を直接目視確認することはできない。しかし本実施形態の様に、凹壁部５０ｕ内部におけるフィレットの状態を目視若しくは画像認識等により管理することにより、はんだ付けが正常に行われたか否かを判断することができる。なお、回路基板５０には、組み立て作業時にオイル充填用パイプ４４を挿通する挿通孔５０Ｈも開口されている。

【0039】

そして、端子保持部５１には、図１０（ａ）に示すように、内壁部５５の端子台２４の側壁部２４ｓとの対面側上部に、溝５６ｇ内で注入固化される端子固定用接着剤２６ｇよりも高い位置に切欠（凹部）５８が形成されており（図１、図３、図６を参照）、本実施形態では、端子固定用接着剤２６ｇの高さを抑えて必要十分な大きさの切欠５８が形成されている。これにより、端子保持部５１では、リードピン４０、中継接続端子３６、３７および回路基板５０などの設置空間ＳＲを介在させても端子台２４等などを介する間接的な熱伝導が生じるが、この内壁部５５の切欠５８に対面する中継接続端子３６の一部を変形部として機能させて変形することを許容している。

【0040】

具体的には、端子台２４および回路基板５０の線膨張係数の相違により、温度変化による両者間の伸縮量に相違が生じても、中継接続端子３６は、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、内壁部５５に対して回路基板５０が端子台２４の底面部２４ｂと平行方向に揺動して伸縮することを許容する方向に、言い換えると、その切欠５８から離隔あるいは切欠５８内に進入する方向に復帰可能に、中継接続端子３６の一部（変形部）が弾性変形することができる。このため、内壁部５５の切欠５８は、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄと回路基板５０との間を導通接続するはんだＳの接合部分に機械的応力が加わって、はんだ付け部のクラック、回路基板５０の凹壁部５０ｕ周辺の回路パターンの剥離による導通不良などの接合品質が低下してしまうことを回避する調整部として機能することができる。

【0041】

このように、本実施形態の圧力センサ１００の圧力センサユニット１０においては、端子台２４における内壁部５５の溝５５ｇ側から回路基板５０の凹壁電極面５０ｕまでの離隔間隔を中継接続端子３６がその内壁部５５の切欠５８を利用して弾性変形することができ、周囲温度変化に伴う端子台２４と回路基板５０の線膨張係数の相違により中継接続端子３６と基板回路５０とのはんだＳの接合部間に機械的応力が発生しても、中継接続端子３６は基板回路５０と接近、離隔方向に伸縮を許容できる構造であるため、当該接合部間に過度な応力が作用することを防ぐことができる。

【0042】

したがって、端子台２４の内壁部５５の溝５５ｇ側に切欠５８を形成するだけの簡易な構造で、回路基板５０と端子台２４の線膨張係数の相違による、中継接続端子３６と基板回路５０とのはんだＳの接合部分への機械的応力の影響を抑制しつつ組み立て作業を行い得る圧力センサユニット１０を搭載する圧力センサ１００を提供することができる。

【0043】

ところで、上述の図１８に示すように、端子台２４の側壁部２４ｓに形成する端子保持部５１、５３がコの字形状に形成された中継接続端子１３６、３７を外面側から差し込まれる形態の場合には、その端子台２４を横向きに倒して側壁部２４ｓの端子保持部５１、５３の下側に開口する溝内に端子固定用接着剤２６ａを注入する作業を少なくとも２回以上行う。これに対して、本実施形態では、立てた状態の端子台２４のまま１回の注入作業で端子固定用接着剤２６ｇの形成を簡易かつ迅速に完了することができ、中継接続端子３６、３７の位置決め精度が横向きにする際に低下してしまうことも回避することができる。

【0044】

ここで、本実施形態の第１の他の態様としては、図１１に示すように、端子保持部５１に設置する中継接続端子３６の突片３６ｈ、３６ｉを延長した突片３６ｈｅ、３６ｉｅを形成して端子台２４の溝５５ｇの底に深く突き刺して位置決め固定するようにしてもよい。これにより、端子保持部５１においては、端子台２４の溝５５ｇ内に注入固化して中継接続端子３６を固定するための端子固定用接着剤２６ｇを省略することができる。また、その端子固定用接着剤２６ｇに代えて、ハーメチックガラス１４に端子台２４を固定する被覆層１４ａの凹部の位置を溝５５ｇ下に移動させて被覆層１４ｇを注入固化することによって、端子台２４自体と一緒に中継接続端子３６をも位置決め固定することもできる。

【0045】

本実施形態の第２の他の態様としては、図１８に示すように、端子保持部５１に端子台２４の外面側から差し込んで設置する中継接続端子１３６に代えて、図１２に示すように、その端子片３６ｄの平面部３６ｆ側に回路基板５０の凹壁電極面５０ｕとの離隔間隔をその離隔方向に伸長変形または収縮変形して調整可能にする後述の変形部を有する中継接続端子６６を設置するようにしてもよい。これにより、この端子保持部５１と回路基板５０との間の機械的応力に対応して中継接続端子６６の変形部が変形することで、本実施形態の内壁部５５の切欠５８による中継接続端子３６の揺動と同様の作用効果を得ることができ、中継接続端子３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄと回路基板５０との間を導通接続するはんだＳの接合部分に機械的応力が加わって接合品質が低下してしまうことを回避することができる。

【0046】

具体的には、例えば、端子片３６ｄの平面部３６ｆ側に、図１２（ａ）に示す断面波形の変形部６６ｒを形成して、また、図１２（ｂ）に示す断面湾曲形の変形部６６ｆを形成して、当該離隔間隔を容易に調整可能にしてもよい。さらに、図１２（ｃ）に示すように、端子片３６ｄの平面部３６ｆ側および回路基板５０の凹壁電極面５０ｕ側の端子台２４の底面部２４ｂからの高さ（端子台２４の円筒軸方向の長さ）を変える中継接続端子６６に代えて、当該離隔間隔を容易に調整可能にしてもよい。すなわち、図１２（ｃ）に示す中継接続端子６６は、端子台２４の円筒軸方向（回路基板５０の平面方向に対する交差方向）にオフセットされている回路基板５０の凹壁電極面５０ｕ側と端子台２４の内壁部５５の溝５５ｇ側との間の離隔距離を調整可能にしている。

【0047】

この第２の他の態様として、中継接続端子６６は、図１３に示す形状に代えてもよく、端子片３６ｄの平面部３６ｆ側に、正多角形あるいは異形の開口（四角形を図示）を有する変形部６６ｑを形成して（図１３（ａ））、また、端子片３６ｄとの間を幅狭に形成されて直線的に繋げる平板形状の変形部６６ｓを形成して（図１３（ｂ））、同様に、幅狭で傾斜する形状で繋げる平板形状の変形部６６ｉを形成して（図１３（ｃ））、同様に、幅狭で蛇行する形状で繋げる平板形状の変形部６６ｔを形成して（図１３（ｄ））、回路基板５０の凹壁電極面５０ｕとの離隔間隔を調整可能にしてもよい。

【0048】

ここで、これら中継接続端子６６は、図１８に示す端子保持部５３に端子台２４の外面側から差し込んで端子固定用接着剤２６ａにより位置決め固定して設置する中継接続端子３７に適用することができることは言うまでもない。

【0049】

本実施形態の第３の他の態様としては、図１８に示す端子保持部５１に端子台２４の外面側から差し込んで端子固定用接着剤２６ａにより位置決め固定して設置する中継接続端子１３６と共に端子保持部５３を備える端子台２４の開口側上部に取り付ける端子台キャップ２５に代えて、図１４に示す上部キャップ６５を取り付けるとともに、端子保持部５１の外面側に切欠６８を形成するようにしてもよい。具体的には、上部キャップ６５は、端子台２４の外周側から少なくともハウジング１２の上面までを覆うことによって、防水ケース２０内に充填する封止材２６が端子台２４、および中継端子接続端子１３６に直接接触するのを回避し、図１０ａ、図１０ｂの様に、中継接続端子１３６の端子台２４の径方向への拡大、収縮の揺動が可能となる（上部キャップ６５により確保された空間で切欠６８から離隔する方向への揺動（変形調整）が確保されている）。また、端子保持部５１の外面側の切欠６８は、中継接続端子１３６が端子台２４の径方向に大きく揺動することを許容することできる。これにより、この第３の他の態様でも、本実施形態の内壁部５５の切欠５８による中継接続端子３６の揺動と同様に、中継接続端子１３６の切欠６８に対応する部分（変形部）が容易に変形して揺動することができ、中継接続端子１３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄと回路基板５０との間を導通接続するはんだＳの接合部分に機械的応力が加わって接合品質が低下してしまうことを回避することができる。

【0050】

ここで、この端子保持部５１の切欠６８は、図１８に示す端子保持部５３に上部キャップ６５と共に適用して、その端子保持部５３に設置する中継接続端子３７が中継接続端子１３６と同様に挙動するようにしてもよいことは言うまでもない。

【0051】

本実施形態の第４の他の態様としては、図１８に示す端子保持部５１の外面上部側を切り欠いて設置する弾性材６９が中継接続端子１３６を覆って保持することによって、中継接続端子１３６が弾性材６９の弾性変形を利用して端子台２４の径方向（上述の離隔間隔の調整方向）に保持箇所（変形部）が大きく揺動することを許容するようにしてもよい（図１５）。これにより、本実施形態の内壁部５５の切欠５８による中継接続端子３６の揺動と同様に、中継接続端子１３６、３７の端子片３６ｄ、３７ｄと回路基板５０との間を導通接続するはんだＳの接合部分に機械的応力が加わって接合品質が低下してしまうことを回避することができる。

【0052】

ここで、この端子保持部５１の弾性材６９は、図１８に示す端子保持部５３に適用して、その端子保持部５３に設置する中継接続端子３７が中継接続端子１３６と同様に挙動するようにしてもよいことは言うまでもない。

【0053】

ここで、図示することは省略するが、本実施形態の端子保持部５１、５３と中継接続端子３６、３７の構造を入れ替えてもよく、あるいは、その構造のうちの一方に統一して共通にしてもよいことは言うまでもない。

【0054】

例えば、本実施形態の第５の他の態様として、図１６に示すように、端子部材の中継接続端子３７を用いることなく、リード線３８を端子部材として端子台２５を貫通させて回路基板５０に直接はんだ付けなどして導通接続するようにしてもよい。この第５の他の形態では、中継接続端子３７の割愛により支持固定が解除されてリード線３８の変形と共に回路基板５０をスライド自在に保持することができ、端子台２４との相対的な位置関係を調整することができる。そして、この第５の他の形態は、あらかじめ回路基板５０にリード線３８を導通接続しておき、中継接続端子３６の端子片３６ｅをリードピン４０にスポット溶接し、この後に、リード線３８が接続されている回路基板５０を中継接続端子３６の端子片３６ｄに載置し、その当該載置部をはんだ付けして端子台キャップ２５を被せるようにして組み立て製造する。なお、この組み立て作業の後に、防水ケース２０と端子台２４および端子台キャップ２５との間に封止材２６が充填される。

【0055】

また、本実施形態の第６の他の態様として、図１７に示すように、中継接続端子３７をそのままにして（中継接続端子３６と同様の調整機能を付加してもよい）、接続部材の中継接続端子３６を用いることなく、リードピン４０を接続部材として回路基板５０に直接はんだ付けなどして導通接続するようにしてもよい。この第６の他の形態では、中継接続端子３６の割愛により支持固定が解除されて回路基板５０をスライド自在に保持することができ、端子台２４との相対的な位置関係を調整することができる。

【0056】

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】

【0057】

１０……圧力センサユニット
１１……圧力センサチップ
１４ａ、１４ｇ……被覆層
２０……防水ケース
２４……端子台
２４ｓ……側壁部
２５……端子台キャップ
２６……封止材
２６ａ、２６ｇ……端子固定用接着剤
３０……継手部材
３６（３６Ａ～３６Ｃ）、３７（３７Ａ～３７Ｃ）、６６、１３６……中継接続端子
３６ｄ、３６ｅ、３７ｄ、３７ｅ……端子片
３６ｆ……平面部
３６ｈ、３６ｈｅ、３６ｉ、３６ｉｅ……突片
３７ｅ……屈曲片
３７ｆ……接続面
３８……リード線
４０……リードピン
５０……回路基板
５０ｒ……角凹部
５０ｕ……凹壁電極面
５１、５３……端子保持部
５３ａ、５３ｂ……スリット
５４……支柱形状部
５５～５７……内壁部
５５ｇ～５７ｇ……溝
５５ｈ……差込溝
５５ｓ……スリット
５８……切欠
６５……上部キャップ
６６ａ、６６ｆ、６６ｉ、６６ｑ、６６ｒ、６６ｔ……変形部
６８……切欠
６９……弾性材
１００……圧力センサ
Ａ……外部機器
ＬＲ……液封室
Ｍ……めっき
Ｓ……導通接続材料
ＳＲ……設置空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】