(57)【要約】【課題】耐ノイズ性の高いセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ部と、このセンサ部に接続した入力端子板２３及び出力端子板２５を備えたセンサ装置１において、入力端子板２３と出力端子板２５の少なくともいずれか一方に分断箇所２３ｃ又は２５ｃを設け、この分断箇所２３ｃ又は２５ｃを、回路部品（コイル２８や抵抗）で接続した。また、上記分断箇所を設けた端子板２３又は２５に並列に、接地されたコンデンサ２９を接続した。これにより、入力信号や出力信号の伝達経路に、ＬＣ回路やＲＣ回路からなるノイズフィルタが形成される。よって、入力信号や出力信号に混入した高周波ノイズを軽減することができる。【選択図】図１
2011007530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出するセンサ素子を有し、検出された物理量に対応した電気信号を生成するセンサ部と、このセンサ部に接続され少なくともいずれか一方にノイズ除去フィルタが実装された入力端子板及び出力端子板と、前記センサ部を収容し前記入力端子板の一端並びに前記出力端子板の一端を露出させる端子孔が形成されたケースとを備え、
前記ノイズ除去フィルタは、分断箇所で分断した前記端子板の当該分断箇所を接続する回路部品と、一端がこの端子板に接続され他端が接地されるコンデンサとからなることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記回路部品は、コイルであることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、物理量を検出し対応した電気信号を生成するセンサ部に、入力端子板、出力端子板、及び接地端子板をそれぞれ直接接続し、入力端子板と接地端子板をコンデンサで接続し、並びに出力端子板と接地端子板をコンデンサで接続したセンサ装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
本従来例は、入力信号及び出力信号に含まれる高周波ノイズをコンデンサを通じて接地端子板に放出し、それぞれの信号中に含まれる高周波ノイズを軽減している。また、本従来例ではそれぞれの端子板がセンサ部に直接接続されているため、プリント配線板を用いる必要がなく、安価にセンサ装置を構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４１４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例では、入力端子板又は出力端子板に並列に接続されたコンデンサによって、高周波ノイズを軽減している。しかし本従来例では、高周波ノイズを軽減する手段はコンデンサだけであるので、軽減できるノイズの強度には自ずと限界があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、従来よりも耐ノイズ性を一層向上させたセンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、物理量を検出するセンサ素子を有し、検出された物理量に対応した電気信号を生成するセンサ部と、このセンサ部に接続され少なくともいずれか一方にノイズ除去フィルタが実装された入力端子板及び出力端子板と、前記センサ部を収容し前記入力端子板の一端並びに前記出力端子板の一端を露出させる端子孔が形成されたケースとを備え、前記ノイズ除去フィルタは、分断箇所で分断した前記端子板の当該分断箇所を接続する回路部品と、一端がこの端子板に接続され他端が接地されるコンデンサとからなることを特徴とする。
【０００８】
この発明では、入力端子板と出力端子板の少なくともいずれか一方に分断箇所を設け、この分断箇所を抵抗やコイルなどの回路部品で接続している。また、分断箇所を設けた前記端子板には、一端が接地されたコンデンサが接続されている。従って、入力端子板や出力端子板にはＬＣ回路やＲＣ回路からなるノイズフィルタが形成されるため、コンデンサだけを用いた従来例よりも高周波ノイズを軽減することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１のセンサ装置において、前記回路部品は、コイルであることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、上記回路部品をコイルとし、入力端子板または出力端子板の少なくともいずれか一方にＬＣ回路を形成することで、高周波ノイズを軽減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、従来よりも耐ノイズ性を一層向上させたセンサ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るセンサブロック２の模式図である。
【図２】本発明の実施形態の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る端子２３〜２６、パッケージ３、及び第１のケース５１の上面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る、リードフレームＡから切り離す前のセンサブロック２の模式図である。
【図５】出力端子板２５に分断箇所２５ｃを設けたセンサブロック２の模式図である。
【図６】入力端子板２３及び出力端子板２５に分断箇所２３ｃ及び２５ｃを設けたセンサブロック２の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を圧力を検出するための圧力センサ装置に適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では図２において上下左右方向を規定しており、図２は、図３のＸ−Ｘ線断面矢視図である。
【００１４】
本実施形態のセンサ装置１は、流体の圧力を測定するためのもので、センサブロック２と、パッケージ３と、オイル４と、ハウジング５とから構成される。このセンサ装置１は、例えば浴槽の給湯器における水の流路にとりつけられて、この流路内の圧力によって浴槽の水位を検出する水位センサなどに適用可能である。
【００１５】
センサブロック２は、図１に示すように、圧力センサチップ２１と、集積回路チップ２２と、入力端子板２３と、接地端子板２４と、出力端子板２５と、ダミー端子板２６とを備え、パッケージ３に収容されており、端子板２３〜２５の左端部及び５つのダミー端子板２６の左端部あるいは右端部が、パッケージ３の左右側壁部から露出する。また、各々のチップ２１、２２及び端子板２３〜２６は、ボンディングワイヤ２７を通じて電気的に接続されている。
【００１６】
圧力センサチップ２１は、ダイヤフラムと複数のピエゾ抵抗素子（図示せず）とからなり、シリコン基板を加工して凹部２１ａを形成している。集積回路チップ２２は、圧力センサチップ２１から検出される検出値を信号処理する。また、圧力センサチップ２１のピエゾ抵抗素子は、センサ装置１外部の雰囲気温度の影響を受け易く、ダイヤフラムの撓みによる抵抗値の変化を正しく検出することができないおそれがあるため、集積回路チップ２２は、周囲の温度を検出して前記検出値に対する温度補正も行っている。
【００１７】
パッケージ３から露出した端子板２３〜２６の左右の端部には、それぞれ凹部２３ａ〜２６ａが形成され、更に３つの端子板２３〜２５の左端部には、各々短手方向の幅を端子板２３〜２５の短手方向の幅より小さくした端子片２３ｂ〜２５ｂが延設されている。また入力端子板２３は、図１に示すように、パッケージ３の内部において分断箇所２３ｃで入力端子片２３ｄと分断片２３ｅとに分断され、チップインダクタ２８が入力端子片２３ｄと分断片２３ｅに橋架される形で表面実装されている。さらに、集積回路チップ２２に接続された分断片２３ｅにチップコンデンサ２９が表面実装されて、接地端子板２４に接続されている。
【００１８】
パッケージ３は、合成樹脂材によって一面（図２中の上面）が開口する扁平な略矩形状に形成される本体部３ａと、本体部３ａ下端部の外面より円筒状に突出する導入管３ｂとから構成される。パッケージ３の内底面には、センサブロック２の圧力センサチップ２１が凹部２１ａを下方に向けながら固着され、圧力センサチップ２１と対向する位置には、導入管３ｂの軸心を通って外部へまっすぐ貫通する圧力導入孔３ｃが形成される。そして、圧力導入孔３ｃと凹部２１ａとは連通しており、その孔内に流体からの圧力を圧力センサチップ２１に伝達するためのオイル４が充填される。オイル４は、非腐食性を有しており、流体が腐食性を有するものであっても、流体と圧力センサチップ２１との間にオイル４が介在することで圧力センサチップ２１の腐食を防ぐことができる。
【００１９】
パッケージ３内部に収容されたセンサブロック２は、コーティング樹脂などからなりパッケージ３の開口から充填される封止材３１によって封止され、更にパッケージ３の上面には、開口を塞ぐように矩形板状のカバー３２が取り付けられている。
【００２０】
ハウジング５は、図２に示すように、一面が開口する扁平な矩形箱状に形成された第１のケース５１及び第２のケース５２が、互いの開口面同士を付き合わせることで結合されてなる。第１のケース５１の下端部には、下方へ円筒状に突出するポート部５１ａが形成される。第１のケース５１の内底面５１ｈには下方へ窪んでなる段部５１ｂが形成され、さらに段部５１ｂの底面には穴部５１ｃが穿設される。そして、パッケージ３の導入管３ｂが穴部５１ｃに挿入されて本体部３ａの下端部が段部５１ｂに嵌合される。このとき、第１のケース５１の内底面５１ｈの左右両端部には、図２及び図３に示すように、それぞれの端子板２３〜２６の凹部２３ａ〜２６ａと各々対向する位置に突起部５１ｄが突設されており、突起部５１ｄが凹部２３ａ〜２６ａに嵌合されてかしめ固定される。
【００２１】
また、端子板２３〜２５の端子片２３ｂ〜２５ｂは、図２に示すように、ハウジング５の左壁部５ａに形成される導出口５ｂを通じて外部に導出される。ハウジング５の左壁部５ａの周縁には、左方向から見た時に端子片２３ｂ〜２５ｂの先端部を囲むように略ロ字形状に突出してなるオス型のコネクタ５ｃが形成される。従って、コネクタ５ｃと抜差自在に接続されるメス型のコネクタ（図示せず）を通じて、圧力センサチップ２１で検出される検出値がセンサ装置１外部へ取り出し可能となっている。
【００２２】
穴部５１ｃの内底面には、図２に示すように、パッケージ３の圧力導入孔３ｃと対向する位置に圧力導入孔３ｃの内径と略同じ内径を有する貫通孔５１ｅがポート部５１ａを通じて下方へ向かって貫設される。また、穴部５１ｃの内周面には、図２に示すように、弾性材料から環状に形成されて導入管３ｂの外径と略等しくした内径を有するＯリング５３が嵌着される。Ｏリング５３は、その上に配設されているワッシャ５４により上方向の移動が制限されている。そして、導入管３ｂが穴部５１ｃに挿入されるとともにＯリング５３に挿通されることで、パッケージ３とハウジング５との隙間が封止される。
【００２３】
水などの流体がポート部５１ａ下面の開口部５１ｆより貫通孔５１ｅ内へ流入すると、オイル４を介して圧力センサチップ２１のダイヤフラムが撓んでピエゾ抵抗素子に歪みが生じる。そして、この歪みによりピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化し、その変化に応じて検出される検出値を取り出すことで、流体の圧力が測定される。
【００２４】
次に、センサブロック２の製造方法を図４を参照して説明する。
【００２５】
まず、各端子板２３〜２６を備えたリードフレームＡを、フープ材などの薄い金属板を打ち抜き加工して形成する。本実施形態では、入力端子板２３が入力端子片２３ｄと分断片２３ｅとに分断されているが、分断片２３ｅは接続部Ａ１で外枠と接続されることで、リードフレームＡと一体となっている。次に、本体部３ａと導入管３ｂからなるパッケージ３を、合成樹脂材から一体に成形する。このとき本体部３ａの下面は、各端子板２３〜２６の隙間を埋めるように成形される。続いて、パッケージ３の内部に圧力センサチップ２１及び集積回路チップ２２を配設する。そして、チップインダクタ２８及びチップコンデンサ２９を前述のように表面実装し、各端子板２３〜２６と圧力センサチップ２１及び集積回路チップ２２とを、ボンディングワイヤ２７によって電気的に接続する。最後に、接続部Ａ１などを切断してリードフレームＡの外枠から各端子板２３〜２６を切り離し、図１で示すようなセンサブロック２が形成される。
【００２６】
上述のように、各端子板２３〜２６を一体的なリードフレームＡから形成することで、プリント配線板を用いずに、それぞれの端子板２３〜２６を集積回路チップ２２などに接続することができる。
【００２７】
本実施形態は、入力端子板２３を分断箇所２３ｃで入力端子片２３ｄと分断片２３ｅとに分断し、入力端子片２３ｄと分断片２３ｅに橋架される形でチップインダクタ２８が表面実装されている。また、分断片２３ｅと接地端子板２４とに橋架される形で、チップコンデンサ２９が表面実装されている。これにより、入力端子板２３と接地端子板２４には、ノイズ除去フィルタとしてＬＣ回路が形成される。従って、入力信号に混入した高周波ノイズ（チップインダクタ２８のインダクタンスをＬ、チップコンデンサ２９の静電容量をＣとすると、１／２π√ＬＣで表される共振周波数よりも高い周波数の高周波ノイズ）は、チップコンデンサ２９を通じて接地端子板２４に放出される。よって、コンデンサだけを用いた従来例よりも、入力信号に混入した高周波ノイズを軽減することができる。
【００２８】
なお、分断箇所２３ｃに挿入するチップ部品は、チップ抵抗であってもよい。この場合には、入力端子板２３と接地端子板２４に、ノイズ除去フィルタとしてＲＣ回路が形成される。従って、入力信号に混入した高周波ノイズ（チップ抵抗の抵抗値をＲ、チップコンデンサ２９の静電容量をＣとすると、１／２πＲＣよりも充分高い周波数の高周波ノイズ）は、チップコンデンサ２９を通じて接地端子板２４に放出される。よって、コンデンサだけを用いた従来例よりも、入力信号に混入した高周波ノイズを軽減することができる。
【００２９】
また、分断箇所２３ｃを金ワイヤや半田で接続することで、上記実施形態と同一のリードフレームＡから、従来例と同様のノイズ耐性を備えたセンサ装置を製造することも可能である。
【００３０】
また図５に示すように、入力端子板２３ではなく出力端子板２５にノイズ除去フィルタを形成してもよい。この場合、出力端子板２５に分断箇所２５ｃを設け、出力端子片２５ｄと分断片２５ｅに橋架される形でチップインダクタ２８（又はチップ抵抗）を表面実装する。そして、出力端子片２５ｄにチップコンデンサ２９を表面実装して、接地端子板２４に接続する。これにより、出力信号に混入した高周波ノイズを、コンデンサだけを用いた従来例よりも軽減することができる。
【００３１】
さらに図６に示すように、入力端子板２３と出力端子板２５の双方にノイズ除去フィルタを形成してもよい。この場合、入力端子板２３及び出力端子板２５に分断箇所２３ｃ及び２５ｃを設け、各端子板２３〜２５に、上述のような構成でチップインダクタ２８（又はチップ抵抗）及びチップコンデンサ２９を表面実装する。これにより、入力信号と出力信号のそれぞれに含まれる高周波ノイズを、共に軽減することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態ではセンサ装置として圧力を検出するための圧力センサ装置を例示したが、本発明の技術的思想が適用可能なセンサ装置は圧力センサ装置に限定されるものではなく、端子板をセンサ部に接続したセンサ装置であればよい。
【符号の説明】
【００３３】
１      センサ装置
２      センサブロック
２１    圧力センサチップ
２２    集積回路チップ
２３    入力端子板
２３ｃ  分断箇所
２３ｄ  入力端子片
２３ｅ  分断片
２４    接地端子板
２５    出力端子板
２８    チップインダクタ
２９    チップコンデンサ
【図１】
2011007530.tif 000003
【図２】
2011007530.tif 000004
【図３】
2011007530.tif 000005
【図４】
2011007530.tif 000006
【図５】
2011007530.tif 000007
【図６】
2011007530.tif 000008