(57)【要約】【課題】本発明では、部材数を抑えながらノイズの低減を図ることができ、且つ外部のコネクタとの接続作業時における信頼性を向上させることができること。【解決手段】圧力センサ１は、流体の圧力を検出する圧力センサチップ２（チップ２）とパッケージ４とハウジング５とコネクタ部６とノイズ低減用のチップコンデンサ９とを備える。パッケージ４はチップ２を収納し圧力導入孔１０が貫設される。ハウジング５はパッケージ４を収納して内底面５ａに圧力導入孔１０と連通する貫通孔１５が貫設される。コネクタ部６はパッケージ４から延出のコネクタ端子１８、及びハウジング５と一体に形成される嵌合部１９から構成される。チップコンデンサ９は両端部に端子９ａ，９ｂが配設される。コネクタ端子１８は内底面５ａに沿ってかしめ固定される。端子９ａは複数の中の何れか１つのコネクタ端子１８に表面実装され端子９ｂは他のコネクタ端子１８に表面実装される。【選択図】図１
2011007533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の圧力を検出する圧力センサチップと、前記圧力センサチップを内部に収納して前
記流体の圧力を導入する圧力導入孔が貫設された箱型のパッケージと、前記パッケージを
内部に収納して内底面には前記圧力導入孔と連通する貫通孔が貫設された箱型のハウジン
グと、外部のコネクタと接続されて前記圧力センサチップより検出される検出値を出力す
るコネクタ部と、両端部に各々端子が配設されるノイズ低減用のチップコンデンサと、を
備え、
前記コネクタ部は、前記圧力センサチップと電気的に接続されて前記パッケージから延
出する複数のコネクタ端子と、前記コネクタ端子の一端部を囲むように前記ハウジングと
一体に形成されて前記コネクタと嵌合する嵌合部とから構成され、
前記コネクタ端子は、長細の帯板状に形成されてなり、前記ハウジングの前記内底面に
沿ってかしめ固定され、前記チップコンデンサの一方の前記端子は、複数の中の何れか１
つの前記コネクタ端子に表面実装され、前記チップコンデンサの他方の前記端子は、他の
前記コネクタ端子に表面実装されることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記コネクタ端子の前記チップコンデンサの前記端子が表面実装される位置には、前記
チップコンデンサの前記両端部が各々嵌入される溝部が形成されることを特徴とする請求
項１記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記溝部はＶ字状に窪んで形成されることを特徴とする請求項２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、流体の圧力を測定するための圧力センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体の圧力を測定するための種々の圧力センサが提供されている。この種の
圧力センサの一例として、図６に示すような圧力センサ８０がある。圧力センサ８０は、
流体の圧力を検出する圧力センサチップ８１、パッケージ８２、ハウジング８３、プリン
ト配線板８４、回路部品８５、及びコネクタ部８６を備える。圧力センサチップ８１は、
半導体基板（シリコン基板）を加工して薄膜状に形成されるダイヤフラム及びそのダイヤ
フラム上にブリッジ回路を構成する複数のピエゾ抵抗素子からなる。例えば、水などの流
体によって圧力センサチップ８１に圧力が印加されると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、前記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。
【０００３】
パッケージ８２は、図６に示すように、合成樹脂材料によって箱型に形成されて圧力セ
ンサチップ８１を内部に収納し、その下壁部には流体の圧力を導入するための圧力導入孔
８７が貫設される。圧力導入孔８７は、パッケージ８２の下壁部から円筒状に下方へ突出
する導入管８２ａの軸心を通って外部へ真直ぐ貫通して形成される。
【０００４】
ハウジング８３は、図６に示すように、一面が開口する扁平な箱型の第１及び第２のケ
ース８３ａ，８３ｂ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り、パッケー
ジ８２を内部に収納する。第１のケース８３ａの下端部には下方へ円筒状に突出するポー
ト部８３ｃが配設される。そして、ハウジング８３の内底面８３ｄには、パッケージ８２
の導入管８２ａが嵌入する穴部８３ｅが穿設される。穴部８３ｅの内底面には、導入管８
２ａの圧力導入孔８７と連通する貫通孔８８が貫設され、穴部８３ｅの内周面には、弾性
材料から環状に形成されて導入管８２ａの外径と略等しくした内径を有するＯリング８９
が嵌着される。そして、穴部８３ｅに嵌入する導入管８２ａがＯリング８９に挿通される
ことで、パッケージ８２とハウジング８３との隙間が封止される。尚、Ｏリング８９は、
その上に配設されているワッシャ９０により上方向の移動が規制されている。
【０００５】
プリント配線板８４は、図６に示すように、第１のケース８３ａの開口周縁部に固定さ
れており、プリント配線板８４の上面と下面には圧力センサチップ８１から検出される検
出値を信号処理するための複数の回路部品８５が実装されている。また、プリント配線板
８４の下面略中心部には、パッケージ８２の上端部が嵌入する凹所８４ａが形成されてい
る。コネクタ部８６は、外部のコネクタとの接続が可能となっており、ハウジング８３の
左端部に貫設される導出孔９２より導出されるリード線９１を通じて、プリント配線板８
４に形成される導電パターンと電気的に接続されている。
【０００６】
ところで、圧力センサ８０は、上述の通り複数の回路部品８５が実装されたプリント配
線板８４が配設されているのに対して、特許文献１に記載されている圧力センサは、この
ようなプリント配線板が存在せず、導電パターンが形成されたパッケージの内面に圧力セ
ンサチップからの検出値を信号処理するための集積回路チップが実装された２チップ構成
となっている。また、当該圧力センサのコネクタ部は、パッケージから延出して圧力セン
サチップより検出される検出値を出力する複数のコネクタ端子と、コネクタ端子の一端部
を囲むようにハウジングと一体に形成されて外部コネクタと嵌合する嵌合部とから構成さ
れる。従って、当該圧力センサは、圧力センサ８０に比べて部材数が少ないためコスト削
減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３３７９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の圧力センサは、プリント配線板が配設されていない
ため、上述の２チップ以外にノイズを低減させるための回路部品を容易に実装させること
ができないという問題があった。これに対して、コネクタ端子間を跨ぐように直接ノイズ
低減用のチップコンデンサを表面実装させるという考えもある。しかし、外部のコネクタ
がコネクタ部の嵌合部と嵌合する度にコネクタ端子の一端部に外力がかかり、コネクタ端
子とチップコンデンサとの接合部に応力が加わるので、圧力センサと外部のコネクタとの
接続作業を繰り返し行うことで前記接合部が破損してしまう恐れがあった。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、部材数を抑えながらノイ
ズの低減を図ることができ、且つ外部のコネクタとの接続作業時における信頼性を向上さ
せることができる圧力センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、流体の圧力を検出する圧力センサチッ
プと、前記圧力センサチップを内部に収納して前記流体の圧力を導入する圧力導入孔が貫
設された箱型のパッケージと、前記パッケージを内部に収納して内底面には前記圧力導入
孔と連通する貫通孔が貫設された箱型のハウジングと、外部のコネクタと接続されて前記
圧力センサチップより検出される検出値を出力するコネクタ部と、両端部に各々端子が配
設されるノイズ低減用のチップコンデンサと、を備え、前記コネクタ部は、前記圧力セン
サチップと電気的に接続されて前記パッケージから延出する複数のコネクタ端子と、前記
コネクタ端子の一端部を囲むように前記ハウジングと一体に形成されて前記コネクタと嵌
合する嵌合部とから構成され、前記コネクタ端子は、長細の帯板状に形成されてなり、前
記ハウジングの前記内底面に沿ってかしめ固定され、前記チップコンデンサの一方の前記
端子は、複数の中の何れか１つの前記コネクタ端子に表面実装され、前記チップコンデン
サの他方の前記端子は、他の前記コネクタ端子に表面実装されることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、前記コネクタ端子は、長細の帯板状に形成されてなり、前記ハウジ
ングの前記内底面に沿ってかしめ固定され、前記チップコンデンサの一方の前記端子は、
複数の中の何れか１つの前記コネクタ端子に表面実装され、前記チップコンデンサの他方
の前記端子は、他の前記コネクタ端子に表面実装されるので、プリント配線板が配設され
なくても前記チップコンデンサを容易に実装することができ、更に、外部の前記コネクタ
との接続作業の際に、前記コネクタ端子と前記チップコンデンサとの接合部に加わる応力
を、前記コネクタ端子と前記ハウジングの内底面とのかしめ固定による固定部で緩和させ
ることができる。従って、部材数を抑えながらノイズの低減を図ることができ、且つ外部
のコネクタとの接続作業時における信頼性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記コネクタ端子の前記チップコンデン
サの前記端子が表面実装される位置には、前記チップコンデンサの前記両端部が各々嵌入
される溝部が形成されることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、前記チップコンデンサの前記コネクタ端子への位置決めが容易とな
り作業性を向上させることができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記溝部はＶ字状に窪んで形成されるこ
とを特徴とする。                                          
【００１５】
この発明によれば、前記チップコンデンサの前記両端部の一角を前記溝部に対向させて
嵌入さることができ位置決めがより容易となる。更に、前記チップコンデンサと前記溝部
とが半田や接着剤によって接合される面積は、例えばコ字状に窪んで形成されるよりも広
くなり接合強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、部材数を抑えながらノイズの低減を図ることができ、且つ外部のコネクタ
との接続作業時における信頼性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の断面図である。
【図２】同上における第１のケースの上面図である。
【図３】同上におけるコネクタ端子を示し、（ａ）が上面図で、（ｂ）が断面図である。
【図４】同上におけるコネクタ端子に溝部が形成された断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は同上における溝部がＶ字状に形成された断面図である。
【図６】従来の圧力センサの一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。尚、以下の説明で
は、図１において上下左右方向を規定し、図１の正面を前面として説明を行う。
【００１９】
本実施形態の圧力センサ１は、流体の圧力を測定するためのもので、図１に示すように
圧力センサチップ２と、集積回路チップ３と、パッケージ４と、ハウジング５と、コネク
タ部６と、オイル７と、封止材８と、チップコンデンサ９とから構成される。そして、圧
力センサ１は、例えば浴槽の給湯器における水（または温水）の流路に取り付けられて、
前記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等に適応可能である。
【００２０】
圧力センサチップ２は、従来技術で述べた通り、ダイヤフラムと複数のピエゾ抵抗素子
からなり、図１に示すように、シリコン基板を加工（エッチング）して凹所２ａを形成し
ている。集積回路チップ３は、圧力センサチップ２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２の前記抵抗素子が圧力センサ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恐れが
あるため、集積回路チップ３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。
【００２１】
パッケージ４は、図１に示すように、合成樹脂材料によって一面（図中の上面）が開口
する箱型に形成されて、その下壁部には圧力導入孔１０が貫設される導入管４ａが突出し
ている。パッケージ４の内底面の略中心部には、図１に示すように、圧力センサチップ２
が凹所２ａを下方に向けながら固着され、圧力センサチップ２と対向する位置には、導入
管４ａの圧力導入孔１０が配置される。圧力導入孔１０と凹所２ａ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２に伝達するためのオイル７が充填される。
オイル７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２との間にオイル７が介在することで圧力センサチップ２の腐食を防ぐこと
ができる。
【００２２】
そして、先述の集積回路チップ３は、図１に示すように、パッケージ４の内底面の圧力
センサチップ２が配置される右側近傍に固着される。圧力センサチップ２のピエゾ抵抗素
子、集積回路チップ３、及びパッケージ４の内底面に形成される導電パターンは、各々ボ
ンディングワイヤ１１を通じて電気的に接続され、後述する３本のコネクタ端子１８が前
記導電パターンと導通してパッケージ４の左側壁から外部に延出される。
【００２３】
上述の様な圧力センサチップ２や集積回路チップ３は、図１に示すように、パッケージ
４の上面から充填される封止材８によって封止され、更にパッケージ４の上面を塞ぐよう
に矩形板状のカバー１２が取り付けられる。尚、封止材８は、各チップ２，３を酸化から
保護するためのものであり、本実施形態ではシリコン基板との密着力が高いＪＣＲ（Ｊｕ
ｎｃｔｉｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎ）が封止材８として充填されている。
【００２４】
ハウジング５は、図１に示すように、一面が開口する扁平な箱型の第１及び第２のケー
ス１３，１４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り、パッケージ４を
内部に収納する。第１のケース１３の下端部には下方へ円筒状に突出するポート部１３ａ
が配設される。ハウジング５の内底面５ａには、図１に示すように、パッケージ４の底部
と略同形に下方へ窪んでなる段部５ｂが形成され、更に段部５ｂの底面には、パッケージ
４の導入管４ａが嵌入する穴部５ｃが穿設される。また、ハウジング５の内底面５ａの左
右両端部付近には、図１及び図２に示すように、各々４個の突起部５ｄが並んで突設され
ている。穴部５ｃの内底面には、導入管４ａの圧力導入孔１０と連通する貫通孔１５が貫
設され、穴部５ｃの内周面には、弾性材料から環状に形成されて導入管４ａの外径と略等
しくした内径を有するＯリング１６及びワッシャ１７が嵌着される。そして、穴部５ｃに
嵌入する導入管４ａがＯリング１６に挿通されることで、パッケージ４とハウジング５と
の隙間が封止される。
【００２５】
コネクタ部６は、図１及び図２に示すように、３本のコネクタ端子１８と、コネクタ端
子１８の一端部１８ａを囲むようにハウジング５の左端部と一体に形成された嵌合部１９
とから構成されたメス型のコネクタであり、外部のオス型のコネクタ（図示せず）と接続
可能になっている。そして、コネクタ部６は、前記コネクタと接続されて圧力センサチッ
プ２より検出される検出値をハウジング５の外部へ出力する。
【００２６】
３本のコネクタ端子１８は、図２及び図３（ａ）に示すように、各々長細の帯板状に形
成されてなり、手前から順に出力電圧端子Ｖｏｕｔ、グランド端子ＧＮＤ、電源電圧端子
ＶＤＤとなっている。そして、２個のノイズ低減用のチップコンデンサ９，９が各コネク
タ端子１８間を跨ぐように表面実装されている。即ち、図３（ａ）を点線位置で切った断
面図たる図３（ｂ）に示すように、チップコンデンサ９，９の前後方向両端部（図３中の
左右方向両端部）の下面には各々端子９ａ，９ｂが配設されており、チップコンデンサ９
，９の前方の端子９ａ，９ａが半田２１により出力電圧端子Ｖｏｕｔ、及びＧＮＤ端子の
上面後端部にそれぞれ接合され、後方の端子９ｂ，９ｂが同じく半田２１によりＧＮＤ端
子、及び電源電圧端子ＶＤＤの上面前端部にそれぞれ接合される。尚、チップコンデンサ
９は、半田２１の代わりに導電性の接着剤で固着させてもよい。また、本実施形態の２個
のチップコンデンサ９，９は、何れも隣接し合うコネクタ端子１８間を跨ぐように実装さ
れているが、例えば、外形の大きめのチップコンデンサ９を使用して、中央のコネクタ端
子１８を跨ぐように前方と後方のコネクタ端子１８に実装されてもよい。
【００２７】
また、コネクタ端子１８のハウジング５の突起部５ｄと対向する位置には、図１に示す
ように、孔部１８ｂが貫設される。尚、パッケージ４には、コネクタ端子１８以外にもコ
ネクタ端子１８と同形の長細の帯板状に形成されて、更に突起部５ｄと対向する位置に孔
部２０ａが貫設された延出片２０が左壁部に１つ、右壁部に４つ延出される。そして、計
８つの突起部５ｄがそれぞれ対向する孔部１８ｂ，２０ａにかしめ固定されることで、コ
ネクタ端子１８及び延出片２０がハウジング５の内底面５ａに沿って固定される。即ち、
パッケージ４はコネクタ端子１８及び延出片２０を通じてハウジング５に固定される。
【００２８】
水などの流体がポート部１３ａ下面の開口部１３ｂより貫通孔１５内へ流入すると、オ
イル７を介して圧力センサチップ２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。すると前記歪みによりピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化して、その変化に応じて検出さ
れる検出値がコネクタ部６を通じてハウジング５の外部に取り出されることで流体の圧力
が測定される。
【００２９】
以下、本実施形態の圧力センサ１の作用について説明する。本実施形態の圧力センサ１
は、上述の通り、コネクタ端子１８が長細の帯板状に形成されてなり、ハウジング５の内
底面５ａに沿ってかしめ固定され、チップコンデンサ９の前方の端子９ａが何れか１つの
コネクタ端子１８に表面実装されて、後方の端子９ｂが他のコネクタ端子１８に表面実装
されるので、プリント配線板が配設されなくてもチップコンデンサ９を容易に実装するこ
とができる。更に、外部のコネクタとの接続作業の際に、コネクタ端子１８とチップコン
デンサ９との接合部に加わる応力を、コネクタ端子１８とハウジング５の内底面５ａとの
かしめ固定による固定部で緩和させることができる。従って、部材数を抑えながらノイズ
の低減を図ることができ、且つ外部のコネクタとの接続作業時における信頼性を向上させ
ることができる。尚、図１〜図３中では、前記固定部が前記接合部より左方に配置されて
いるが、この限りではなく前記固定部が前記接合部より右方に配置されてもよい。
【００３０】
ところで、上述のチップコンデンサ９の各端子９ａ，９ｂは、図３（ｂ）に示すように
隣接し合うコネクタ端子１８の上面に半田２１によって直接接合されているが、図４に示
すように、コネクタ端子１８の端子９ａ，９ｂが表面実装される位置にチップコンデンサ
９の前後方向両端部が各々嵌入される溝部２２を形成すれば、チップコンデンサ９のコネ
クタ端子１８への位置決めが容易となり作業性を向上させることができる。
【００３１】
また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、上述の溝部２２をＶ字状に形成すれば、チ
ップコンデンサ９の前後方向両端部の一角９ｃを溝部２２に対向させて嵌入さることがで
き位置決めがより容易となる。更に、チップコンデンサ９と溝部２２とが半田２１や接着
剤によって接合される面積は、図４中の溝部２２のようにコ字状に窪んで形成されるより
も広くなり接合強度を向上させることができる。尚、図４及び図５（ａ）は、図３（ｂ）
と同様に３本のコネクタ端子１８を前後方向に切った断面図で、図５（ｂ）は、１本のコ
ネクタ端子１８を左右方向に切った断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  圧力センサ
２  圧力センサチップ
４  パッケージ
５  ハウジング
５ａ  内底面
６  コネクタ部
９  チップコンデンサ
９ａ  端子
９ｂ  端子
１０  圧力導入孔
１５  貫通孔
１８  コネクタ端子
１９  嵌合部
【図１】
2011007533.tif 000003
【図２】
2011007533.tif 000004
【図３】
2011007533.tif 000005
【図４】
2011007533.tif 000006
【図５】
2011007533.tif 000007
【図６】
2011007533.tif 000008