(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子（３２）がインサートされているコネクタ部（３４）及び開口周縁にセンサ係止段部（４０）を形成しているセンサ収納凹部（３３）を形成しているセンサ収納ケース（３０）と、上記センサ係止段部（４０）に係合される鍔部（２３）及び圧力導入パイプ（２４）を有する圧力センサ素子（２１）と、上記圧力導入パイプ（２４）の外周にスリーブ（２６）を介して挿通支持されると共に、圧力センサ素子（２１）から支出されるリードピン（２５）及び上記の接続端子（３２）に半田付け（３９），（４１）される回路を有する回路基板（２７）と、上記圧力導入パイプ（２４）が挿入される圧力導入口（３６）を有すると共に上記センサ収納ケース（３０）の外周面で密嵌着されるステム（３１）と、上記圧力導入口（３６）内に収納されていて、上記ステム（３１）をセンサ収納ケース（３０）に対して密嵌着したとき、上記圧力センサ素子（２１）に設けられている鍔部（２３）をセンサ係止段部（４０）へ弾圧的押圧して圧力センサ素子を位置決めする押圧位置決め手段（４２）を有していることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
リードピン（２５）及び接続端子（３２）に半田付けされている回路基板（２７）の厚さ方向が、センサ収納ケース（３０）内で浮かされていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力流体の圧力を検出するに使用される圧力センサであって、特に圧力センサの組立て時に使用していた圧力センサ取付け用の組付ねじを省いて、組立作業性及び経済性を高めると共に、小型化も可能な構成とする圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体圧力検出素子を内蔵する従来の圧力センサとして、例えば図６で示す如き構造のものがある。以下この従来例の概略構成について説明する。
【０００３】
１は圧力センサ素子であって、この圧力センサ素子１の鍔部１Ａが、センサ嵌入部材２とセンサホルダ３とによって挟持されている。４は中央部に圧力導入口５を有するステムであって、このステム４上に、上記センサホルダ３が嵌合保持される。そしてこのとき、圧力センサ素子１に設けられている圧力導入パイプ１Ｂが上記ステム４の中央部に設けられている圧力導入口５内に嵌入されるが、嵌入時には圧力導入パイプ１Ｂと圧力導入孔５との間の隙間を埋めるために、圧力導入パイプ１Ｂには、Ｏリング６及びシールリング７が取付けられて、圧力導入パイプ１Ｂと圧力導入孔５との間は密閉されている。上記センサ嵌入部材２の上面には、回路基板８が載置され、該回路基板８は、押え部材９によりセンサ嵌入部材２との間で挟持される。１０は上記ステム４の上側開口縁に形成されている鍔部１３に、加締め手段により固定されるケースであって、このケース１０には、接続端子１１をインサートしているコネクタ部１２が一体形成されている。なお１４は、圧力センサ素子１から引き出されているリードピン１５と上記回路基板８の回路とを電気接続する導電性スプリング、１６は、回路基板８の回路と上記接続端子１１とを電気接続する導電性スプリング、１７は、センサ嵌入部材２、センサホルダー３、ステム４を共締めする固定ねじを示す。
【０００４】
次に上記圧力センサの組付け手順について述べると、先ずステム４の圧力導入孔５内に、Ｏリング６及びシールリング７を装着し、そのステム４上には、センサホルダ３を嵌合させる。しかる後センサホルダ３の上から圧力センサ素子１の圧力導入パイプ１Ｂを、圧力導入孔５に向けて挿入した後、センサホルダ３の上から、センサ嵌入部材２を圧力センサ素子１に向けて嵌合する。
【０００５】
次に固定ねじ１７を用いてセンサ嵌入部材２、センサホルダ３、ステム４を共締めして、圧力センサ素子１の鍔部１Ａをセンサ嵌入部材２とセンサホルダ３により挟持固定する。
【０００６】
このとき使用される固定ねじ１７は、センサ嵌入部材２の周方向複数個所（３〜４個所）で螺着されている。次にセンサ嵌入部材２の上から、導電性スプリング１４をリードピン１５に向けて挿入し、さらに回路基板８、押え部材９、導電性スプリング１６、ケース１０の順で係合せしめた後、そのケース１０の下側開口縁を、ステム４に設けられている鍔１３に加締めることにより、圧力センサが構成されるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにして構成される従来の圧力センサにあっては、その組付け工程中において、圧力センサ素子１を固定するための固定手段として、複数本の固定ねじ１７を使用して、センサ嵌入部材２、センサホルダ３、ステム４のそれぞれを共締めしているために、複数本のねじ部品が必要となることは勿論のこと、ねじの締付作業（工程）が必要となることから、部品点数の増大と組付工数の増大に伴ないコスト高を引き起し、さらには生産性も阻害されるものであった。
【０００８】
また上記複数本の固定ねじ１７を螺着するためのねじ孔を形成するためのスペース及びステムの厚さが必要となり、またねじ孔よりも大きな径を有する固定ねじ１７の頭が配置されるスペースが必要となることから、圧力センサの全体形状が大型化してしまい、小型の圧力センサが要求される場合に、このような構成では不利である。また接続端子１１とリードピン１５とを電気的に導通する導通スプリング１４，１６は、回路基板８の回路に対して単なる弾圧接触であるので、振動等の影響で接触不良を起したり、また回路基板を損傷し、耐久性、接続信頼性に欠けるという問題点もあった。
【０００９】
本発明は、かかることに着目してなされたもので、固定ねじを使用することなく、圧力センサ素子を固定維持せしめることができる構造となして、部品点数の削減及び組立工数の削減に伴なうコスト低減と小型化を可能とする圧力センサの提供を第１の目的とする。
【００１０】
また本発明では、圧力センサの内部に組付けられている回路基板（プリント基板）に組付応力が加えられることのない回路基板取付構造となして、回路基板の損傷を有効に防止すると共に接触の信頼性と動作信頼性を高めることができる圧力センサの提供を第２の目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の請求項１では、接続端子がインサートされているコネクタ部及び開口周縁にセンサ係止段部を形成しているセンサ収納凹部を形成しているセンサ収納ケースと、上記センサ係止段部に係合される鍔部及び圧力導入パイプを有する圧力センサ素子と、上記圧力導入パイプの外周にスリーブを介して挿通支持されると共に、圧力センサ素子から支出されるリードピン及び上記の接続端子に半田付けされる回路を有する回路基板と、上記圧力導入パイプが挿入される圧力導入口を有すると共に上記センサ収納ケースの外周面で密嵌着されるステムと、上記圧力導入口内に収納されていて、上記ステムをセンサ収納ケースに対して密嵌着したとき、上記圧力センサ素子に設けられている鍔部をセンサ係止段部へ弾圧的押圧して圧力センサ素子を位置決めする押圧位置決め手段４２を有している圧力センサであることを特徴としている。
【００１２】
また上記第２の目的を達成するために、請求項２では、リードピン及び接続端子に半田付けされている回路基板の厚さ方向が、センサ収納ケース内で浮かされている圧力センサであることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態に基いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本実施形態である圧力センサの断面図であるが、この圧力センサを組立てるに必要である各構成部材について図２乃至図５で説明する。２１は半導体式圧力センサ素子であって、この圧力センサ素子２１の外ケース２２には、鍔部２３と、圧力導入パイプ２４が突設されている。２５は圧力センサ素子２１から支出される複数のリードピンを示す。
【００１５】
２６は上記の圧力導入パイプ２４の外周に嵌入されるスリーブ、２７は、所定の回路パターン及びノイズフィルタ等が搭載されている回路基板であって、この回路基板２７には、上記スリーブ２６及びリードピン２５を貫通する透孔２８，２９が穿設されている。
【００１６】
次に図４を基にしてセンサ収納ケース３０及びステム３１の構成について述べる。センサ収納ケース３０は、接続端子３２をインサート成形してなる樹脂製の筒状体であって、このセンサ収納ケース３０には、上記の圧力センサ素子２１を嵌入するセンサ収納凹部３３と、不図示である相手コネクタを嵌合するコネクタ部３４と、ステム加締め部３５が形成されている。なお４０は、センサ収納部３３の開口縁に形成されているセンサ係止段部を示す。上記ステム３１は、その中央軸線方向に、上記スリーブ２６の外周面が密嵌合される内径の圧力導入口３６と、上記センサ収納ケース３０を嵌入するケース嵌入凹部３７と、そのケース嵌入凹部３７の開口周縁に形成されている加締縁３８が形成されているものである。
【００１７】
以上が圧力センサの構成部材を示す実施形態であるが、次に上記構成部材による圧力センサの組立手順について説明する。
【００１８】
まず、圧力センサ素子２１の圧力導入パイプ２４に、スリーブ２６を挿入し、次いで下方からそのスリーブ２６を回路基板２７に設けられている透孔２９に挿入し、さらに圧力センサ素子２１のリードピン２５を回路基板２７に設けられている透孔２８内に挿入し、回路基板２７を圧力センサ素子２１に組付け、さらにそのリードピン２５と回路基板２７の回路パターンとを半田付け３９によって結合する（図３参照）。
【００１９】
次に、かくしてスリーブ２６及び回路基板２７を組付けてなる圧力センサ素子２１の外ケース部２２を、センサ収納ケース３０のセンサ収納凹部３３内に嵌め込み、このとき、図５で示すように圧力センサ素子２１に設けられている鍔部２３を、センサ収納ケース３０に形成されているセンサ係止段部４０に係合させ、次いでセンサ収納ケース３０にインサート成形されている接続端子３２と回路基板２７の回路とを半田付け４１によって結合し、その後、圧力導入パイプ２４にＯリング４４を装着する。
【００２０】
次にステム３１を、そのケース嵌入凹部３７の加締縁３８が上向きとなるように保持して、そのステム３１の圧力導入口３６内に、弾圧ばね４２、シールリング４３の順で落し込む。その後、そのステム３１のケース嵌入凹部３７内に、既に圧力センサ素子２１及び回路基板２７が組付けられているセンサ収納ケース３０を上方から嵌合させる。
【００２１】
このとき圧力センサ素子２１の圧力導入パイプ２４下端は、シールリング４３を介して弾圧ばね４２の弾圧力を受けるために、その圧力センサ素子２１は弾圧ばね４２の弾圧力で押し上げられ、圧力センサ素子２１の鍔部２３がセンサ係止段部４０で係止位置決めされる。そこでステム３１に設けられている加締縁３８を、センサ収納ケース３０に設けられているステム加締め部３５に入り込むように加締めることにより、センサ収納ケース３０とステム３１とが一体に結合されて、圧力センサが組立て完成されるものである。このとき、センサ収納ケース３０内で位置される回路基板２７の周縁部における上下面は、センサ収納ケース３０と当接することがないように、そのセンサ収納ケース３０と回路基板２７の上面とは隙間（ａ）で隔設されている。
【００２２】
このように上記構成の圧力センサによれば、その圧力センサの組立時に、センサ収納ケース３０内に嵌合保持されている圧力センサ素子２１は、そのセンサ収納ケース３０にステム３１を嵌め込むことによって作用する弾圧ばね４２の弾圧押圧力を圧力センサ素子２１に作用せしめて、該圧力センサ素子２１の鍔部２３がセンサ収納ケース３０のセンサ係止段部４０内に押圧位置決めされるものである。
【００２３】
このようにセンサ収納ケース３０内に位置される圧力センサ素子２１は、弾圧ばね４２の弾圧押圧力を受けて、センサ収納ケース３０内で位置決めすることができるので、従来例において使用されていた固定ねじ１７の使用を省くことができ、これにより部品点数の削減と、その固定ねじ１７の螺着作業工程が省けることとなって、圧力センサの製作経済性が向上する。
【００２４】
また固定ねじ１７を使用しないことで、その固定ねじ１７を螺着すべきねじ孔等を設けるためのスペースの確保が不要となり、そのために、センサ収納ケース３０及びステム３１の外径を小さく設計することができ、これによって小型の圧力センサを得ることができる。
【００２５】
またセンサ収納ケース３０内で位置決めされている圧力センサ素子２１は、弾圧ばね４２によるばね力で押圧されるものであるが、そのばね力を振動による力（圧力センサ素子及び回路基板の質量と振動加速度との積）よりも大きく設定することにより、圧力センサの振動時においてその圧力センサ素子２１が振動されるようなことはなく、圧力センサ素子２１の有効な位置決めがなされる。
【００２６】
またセンサ収納ケース３０内で位置されている回路基板２７の板厚方向は隙間（ａ）によってセンサ収納ケース３０の壁面等に接圧されることがなく、センサ収納ケース３０内で浮いた状態で位置されているので、該回路基板２７において、応力を受けることがなく、このために、リードピン２５及び接続端子３２に接続される半田付け３９，４１に応力が加わることがなく、接続の信頼性と耐久性が高められる。
【００２７】
なお上記の実施形態においては、圧力センサ素子２１の押圧位置決め手段として、弾圧ばね４２を使用しているが、この弾圧ばね４２に限られるものではなく、例えばゴム状弾性体を使用してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧力センサ素子２１を内蔵する圧力センサの製作経済性、耐久性及び動作信頼性を高めることができると共に、小型化することができる圧力センサの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明よりなる圧力センサの実施形態を示した断面図。
【図２】本発明よりなる圧力センサに組付けられる圧力センサ素子２１、スリーブ２６、回路基板２７の分解図。
【図３】図２に示す部材の組立図。
【図４】本発明よりなる圧力センサの構成部材であるセンサ収納ケース３０及びステム３１の断面図。
【図５】本発明よりなる圧力センサのセンサ収納ケース３０にステム３１を取付ける前の断面図。
【図６】従来の圧力センサの断面図。
【符号の説明】
２１…圧力センサ素子            ２２…外ケース
２３…鍔部                      ２４…圧力導入パイプ
２５…リードピン                ２６…スリーブ
２７…回路基板                  ２８…透孔
２９…透孔                      ３０…センサ収納ケース
３１…ステム                    ３２…接続端子
３３…センサ収納凹部            ３４…コネクタ部
３５…ステム加締め部            ３６…圧力導入口
３７…ケース嵌入凹部            ３８…加締部
３９…半田付け                  ４０…センサ係止段部
４１…半田付け                  ４２…弾圧ばね
４３…シールリング              ４４…Ｏリング
４５…Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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