(57)【要約】【課題】圧力伝達媒体が漏れることを抑制する。【解決手段】ケース１０を用意した後、ケース１０の一面１０ａ側に封止部材１００を構成する溶液を塗布して当該溶液を硬化することにより、ケース１０と一体化された封止部材１００を形成する。これによれば、ケース１０のうちの封止部材１００が配置される壁面の面粗度が大きい場合であっても、液体である溶液は当該壁面に沿って流れるため、封止部材１００が当該壁面に沿って形成される。このため、ケース１０と封止部材１００との間に隙間が形成されず、圧力検出室９０から圧力伝達媒体９１が漏れることを抑制できる。【選択図】図３
2015175631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンサ部（４０）と、
一面（１０ａ）側に凹部（１２）が形成され、前記凹部に前記センサ部が備えられるケース（１０）と、
収容凹部（７１）を有し、当該収容凹部に前記ケースの一面側が挿入されることで前記ケースと一体に組みつけられるハウジング（７０）と、
前記ケースの一面と、前記ハウジングのうちの前記ケースの一面と対向する部分との間に配置され、前記測定媒体が印加されるメタルダイヤフラム（８０）と、
前記凹部および前記メタルダイヤフラムで囲まれる部分を含む空間を圧力検出室（９０）としたとき、前記圧力検出室内に充填される圧力伝達媒体（９１）と、
前記ケースの一面と前記メタルダイヤフラムとの間に配置されて前記圧力検出室を封止する封止部材（１００）と、を備え、
前記封止部材は、前記ケースと一体化されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記ケースの内部に保持されていると共に一部が前記ケースから露出し、露出している部分にて前記センサ部と電気的に接続されるターミナル（５０）と、
前記ケースと前記ターミナルとの隙間を封止するシール部材（５１）と、を備え、
前記シール部材は、前記ケースと一体化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】
前記封止部材と前記シール部材とは、一体化されてい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】
測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンサ部（４０）と、
一面（１０ａ）側に凹部（１２）が形成され、前記凹部に前記センサ部が備えられるケース（１０）と、
収容凹部（７１）を有し、当該収容凹部に前記ケースの一面側が挿入されることで前記ケースと一体に組みつけられるハウジング（７０）と、
前記ケースの一面と、前記ハウジングのうちの前記ケースの一面と対向する部分との間に配置され、前記測定媒体が印加されるメタルダイヤフラム（８０）と、
前記凹部および前記メタルダイヤフラムで囲まれる部分を含む空間を圧力検出室（９０）としたとき、前記圧力検出室内に充填される圧力伝達媒体（９１）と、
前記ケースの一面と前記メタルダイヤフラムとの間に配置されて前記圧力検出室を封止する封止部材（１００）と、を備え、
前記封止部材が前記ケースと一体化されている圧力センサの製造方法において、
前記ケースを用意する工程と、
前記ケースの一面側に前記封止部材を構成する溶液を塗布する工程と、
前記溶液を硬化することにより、前記ケースと一体化された前記封止部材を形成する工程と、を行うことを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項５】
前記ケースを用意する工程では、前記ケースの内部に保持されると共に一部が前記ケースから露出するようにターミナル（５０）がインサート成形されたものを用意し、
前記ケースに、当該ケースと前記ターミナルとの隙間を封止するシール部材（５１）を構成する溶液を塗布する工程と、
前記溶液を硬化することにより、前記ケースと一体化された前記シール部材を形成する工程と、を行うことを特徴とする請求項４に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項６】
前記封止部材を構成する溶液を塗布する工程および前記シール部材を構成する溶液を塗布する工程を同時に行い、
前記封止部材を形成する工程および前記シール部材を形成する工程を同時に行うことを特徴とする請求項５に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項７】
前記封止部材を構成する溶液を塗布する工程および前記シール部材を構成する溶液を塗布する工程では、互いの前記溶液が連なるように塗布し、
前記封止部材を形成する工程および前記シール部材を形成する工程では、前記封止部材および前記シール部材を一体化させることを特徴とする請求項６に記載の圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ部が配置される圧力検出室に圧力伝達媒体が充填され、当該圧力検出室が封止部材によって封止された圧力センサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の圧力センサとして、センサ部を搭載したケースがハウジングにかしめ固定によって一体に組みつけられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、この圧力センサでは、ケースの一面に凹部が形成されており、センサ部は当該凹部に搭載されている。また、ハウジングには収容凹部が形成されている。そして、ケースは、一面側がハウジングの収容凹部に挿入され、ハウジングにおける収容凹部の開口端部にてかしめ固定されることにより、ハウジングに一体に組みつけられている。
【０００４】
また、ケースの一面とハウジングとの間にはメタルダイヤフラムが備えられており、ケースの一面に形成された凹部およびメタルダイヤフラムで囲まれる空間にて圧力検出室が構成されている。そして、この圧力検出室には、メタルダイヤフラムに印加された圧力をセンサ部に伝達するためのオイル等の圧力伝達媒体が充填されている。
【０００５】
さらに、ケースの一面には、凹部を囲むように環状の溝部が形成されている。そして、この溝部には、ケースとハウジング（メタルダイヤフラム）とを一体化する際に押し潰されることによって圧力検出室を封止するＯリングが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９８６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記圧力センサでは、ケースに形成された溝部の面粗度が大きい（溝部の壁面が粗い）と、Ｏリングと溝部（ケース）との間に隙間が形成される場合がある。そして、Ｏリングと溝部との間に隙間が形成された場合には、圧力伝達媒体が隙間を介して圧力検出室から漏れるために検出精度が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、圧力伝達媒体が漏れることを抑制できる圧力センサおよびその製造方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンサ部（４０）と、一面（１０ａ）側に凹部（１２）が形成され、凹部にセンサ部が備えられるケース（１０）と、収容凹部（７１）を有し、当該収容凹部にケースの一面側が挿入されることでケースと一体に組みつけられるハウジング（７０）と、ケースの一面と、ハウジングのうちのケースの一面と対向する部分との間に配置され、測定媒体が印加されるメタルダイヤフラム（８０）と、凹部およびメタルダイヤフラムで囲まれる部分を含む空間を圧力検出室（９０）としたとき、圧力検出室内に充填される圧力伝達媒体（９１）と、ケースの一面とメタルダイヤフラムとの間に配置されて圧力検出室を封止する封止部材（１００）と、を備え、封止部材は、ケースと一体化されていることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、圧力検出室を封止する封止部材がケースと一体化されており、ケースと封止部材との間に隙間が形成されない。このため、圧力検出室から圧力伝達媒体が漏れることを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサの製造方法に関する発明であり、ケースを用意する工程と、ケースの一面側に封止部材を構成する溶液を塗布する工程と、溶液を硬化することにより、ケースと一体化された封止部材を形成する工程と、を行うことを特徴としている。
【００１２】
これによれば、ケースの一面側に溶液を塗布し、当該溶液を硬化することによってケースと一体化された封止部材を形成している。このため、ケースのうちの封止部材が構成される壁面の面粗度が大きい場合であっても、液体である溶液は当該壁面に沿って流れるため、封止部材が壁面に沿って形成される。つまり、ケースのうちの封止部材が構成される壁面の面粗度が大きい場合であっても、ケースと封止部材との間に隙間が形成されない。したがって、圧力検出室から圧力伝達媒体が漏れることを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態における圧力センサの断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に続く圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態における圧力センサの断面図である。
【図６】図５に示す圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の圧力センサは、例えば、自動車に搭載され、当該自動車におけるエアコンの冷媒配管内の冷媒圧力を検出するものに適用されると好適である。
【００１７】
図１に示されるように、圧力センサには、本発明のケースに相当するコネクタケース１０が備えられている。このコネクタケース１０は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより作られ、本実施形態では略円柱状とされている。また、コネクタケース１０には、一端部側（図１中紙面下側）の一面１０ａに窪み部１１が形成されていると共に窪み部１１の略中央部に凹部１２が形成され、他端部側（図１中紙面上側）に開口部１３が形成されている。そして、凹部１２にはセンサチップ２０と台座３０とが陽極接合等されて構成されるセンサ部４０が図示しない接着剤等を介して搭載されている。
【００１８】
センサチップ２０は、圧力に応じて変形可能とされたダイヤフラムを有し、このダイヤフラムにブリッジ回路を構成するようにゲージ抵抗が形成されたものが用いられる。すなわち、センサチップ２０は、ダイヤフラムに圧力が印加されるとゲージ抵抗の抵抗値が変化してブリッジ回路の電圧が変化し、この電圧の変化に応じてセンサ信号を出力する半導体ダイヤフラム式のものが用いられる。
【００１９】
また、コネクタケース１０には、センサ部４０（センサチップ２０）と外部回路等とを電気的に接続するための金属棒状のターミナル５０（図１中では１本のみ図示）が複数本備えられている。これら各ターミナル５０は、インサート成形によりコネクタケース１０と一体に成形されることによってコネクタケース１０内に保持されている。
【００２０】
具体的には、各ターミナル５０は、コネクタケース１０を貫通しており、一端部がコネクタケース１０から窪み部１１内にて露出し、他端部がコネクタケース１０から開口部１３内に突出するように、コネクタケース１０に保持されている。
【００２１】
そして、窪み部１１内に突出する各ターミナル５０の一端部は、ボンディングワイヤ６０を介してセンサ部４０（センサチップ２０）と電気的に接続されている。一方、開口部１３内に突出している各ターミナル５０の他端部は、図示しないワイヤハーネス等の外部配線部材を介して外部回路等と電気的に接続されるようになっている。
【００２２】
また、窪み部１１には、窪み部１１に突出するターミナル５０とコネクタケース１０との隙間を封止するゴムで構成されるシール部材５１が配置されている。
【００２３】
そして、このようなコネクタケース１０にハウジング７０が組みつけられている。具体的には、ハウジング７０には収容凹部７１が形成されている。そして、この収容凹部７１内にコネクタケース１０の一面１０ａ側が挿入され、ハウジング７０における収容凹部７１の開口端部７２がコネクタケース１０にかしめられることでコネクタケース１０とハウジング７０とが組みつけられている。
【００２４】
ハウジング７０は、例えば、ステンレス、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料が切削や冷間鍛造等されて構成されるものである。そして、外部空間から収容凹部７１に測定媒体を導入する圧力導入孔７３が形成されていると共に、圧力センサを測定対象物に固定するためのネジ部７４が圧力導入孔７３の外周壁面に形成されている。
【００２５】
また、コネクタケース１０の一面１０ａと、ハウジング７０の収容凹部７１の底面との間には、ＳＵＳ等で構成される円形のメタルダイヤフラム８０とメタルダイヤフラム８０の外縁部分に配置されるＳＵＳ等で構成される環状のリングウェルド８１とが配置されている。
【００２６】
具体的には、メタルダイヤフラム８０およびリングウェルド８１は、ハウジング７０に対してレーザ溶接等されて固定されている。そして、ハウジング７０には、ハウジング７０、メタルダイヤフラム８０およびリングウェルド８１が溶け合った溶接部８２が形成されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、収容凹部７１の底面が本発明のケースの一面と対向する部分に相当している。また、メタルダイヤフラム８０は、外縁部分がリングウェルド８１と共にハウジング７０に対して固定される部分であり、窪み部１１を閉塞する部分が測定媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム部として機能する部分である。
【００２８】
そして、このようにコネクタケース１０にハウジング７０が組み付けられることにより、窪み部１１（凹部１２）、メタルダイヤフラム８０、リングウェルド８１にて囲まれる空間にて圧力検出室９０が構成されている。また、この圧力検出室９０には、フッ素オイル等の圧力伝達媒体９１が充填されている。これにより、メタルダイヤフラム８０に測定媒体の圧力が印加されると圧力伝達媒体９１を介してセンサ部４０に圧力が印加される。
【００２９】
また、コネクタケース１０の窪み部１１には、凹部１２を囲むように環状の封止部材１００が配置されている。この封止部材１００は、ゴムで構成され、コネクタケース１０と一体化されることによってコネクタケース１０に保持されている。そして、コネクタケース１０とハウジング７０とのかしめによるかしめ圧で押し潰されることで圧力検出室９０を封止している。
【００３０】
以上が本実施形態における圧力センサの構成である。次に、上記圧力センサの製造方法について図２を参照しつつ説明する。
【００３１】
まず、図２に示されるように、下側金型２０１と第１上側金型２０２とを合致することによって内部にキャビティ２０３を構成する金型を用意し、当該キャビティ２０３（金型）内にターミナル５０を配置する。
【００３２】
なお、第１上側金型２０２には、キャビティ２０３に液状の樹脂を注入する際の流入経路となるランナー２０２ａおよび液状の樹脂がキャビティ２０３内に射出される際の出口となるゲート２０２ｂが形成されている。
【００３３】
そして、ゲート２０２ｂを介してキャビティ２０３内に液状の樹脂を注入して硬化することにより、ターミナル５０がインサート成形されたコネクタケース１０を構成する。なお、本実施形態では、第１上側金型２０２側の部分でコネクタケース１０のうちの一端部側が構成され、下側金型２０１側の部分でコネクタケース１０のうちの他端部側が構成されるように、下側金型２０１および第１上側金型２０２が構成されている。
【００３４】
次に、図３に示されるように、ターミナル５０がインサート成形されたコネクタケース１０を下側金型２０１に設置した状態のままで下側金型２０１から第１上側金型２０２を取り外す。そして、このコネクタケース１０が内部に収容されるように、下側金型２０１に第２上側金型２０４を合致させる。
【００３５】
なお、第２上側金型２０４は、コネクタケース１０のうちの一端部との間に封止部材１００に対応するキャビティ２０５を構成する形状とされている。また、第２上側金型２０４には、キャビティ２０５に液状のゴムを注入する際の流入経路となるランナー２０４ａおよび液状のゴムがキャビティ２０５内に射出される際の出口となるゲート２０４ｂが形成されている。
【００３６】
そして、ゲート２０４ｂを介してキャビティ２０５に液状のゴムを注入して硬化することにより、コネクタケース１０と一体化される封止部材１００を構成する。このとき、コネクタケース１０のうちの封止部材１００が構成される壁面の面粗度が大きい場合であっても、液状のゴムが壁面に沿って流れるため、封止部材１００が当該壁面に沿って形成される。このため、コネクタケース１０のうちの封止部材１００が構成される壁面の面粗度が大きい場合であっても、コネクタケース１０と封止部材１００との間に隙間が形成されない。
【００３７】
なお、本実施形態では、硬化されることで封止部材１００となる液状のゴムが本発明の封止部材を構成する溶液に相当する。また、本実施形態では、ゲート２０４ｂは、封止部材１００の形状に対応して環状とされている。しかしながら、ゲート２０４ｂの形状は特に限定されるものではなく、封止部材１００が環状に形成される（液状のゴムがキャビティ２０５に行き渡る）のであれば、どのような形状であってもよい。
【００３８】
その後は、従来と同様の工程を行うことにより、図１に示す圧力センサが製造される。簡単に説明すると、まず、コネクタケース１０にシール部材５１を形成する。そして、コネクタケース１０の凹部１２にセンサ部４０を搭載し、センサ部４０（センサチップ２０）とターミナル５０とをボンディングワイヤ６０を介して電気的に接続する。
【００３９】
次に、フッ素オイル等の圧力伝達媒体９１をディスペンサ等によって窪み部１１（圧力検出室９０）内に注入する。続いて、この状態のものを真空室にいれて余分な空気を除去する。その後、メタルダイヤフラム８０およびリングウェルド８１が溶接されているハウジング７０を用意し、真空室内で収容凹部７１にコネクタケース１０が嵌合するように、ハウジング７０をコネクタケース１０の上方から降ろす。
【００４０】
そして、コネクタケース１０とリングウェルド８１とが十分接するまで押さえ、封止部材１００を押し潰す。これにより、窪み部１１（凹部１２）、メタルダイヤフラム８０およびリングウェルド８１にて圧力検出室９０が構成される共に、封止部材１００によって当該圧力検出室９０が封止される。その後、ハウジング７０の収容凹部７１における開口端部７２をコネクタケース１０にかしめることでコネクタケース１０とハウジング７０とを一体化することにより、上記図１に示す圧力センサが製造される。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態では、液状のゴムを注入して硬化することによってコネクタケース１０と一体化された封止部材１００を形成している。このため、コネクタケース１０のうちの封止部材１００が構成される壁面の面粗度が大きい場合であっても、液状のゴムが壁面に沿って流れるため、封止部材１００が当該壁面に沿って形成される。つまり、コネクタケース１０のうちの封止部材１００が構成される壁面の面粗度が大きい場合であっても、コネクタケース１０と封止部材１００との間に隙間が形成されない。したがって、圧力検出室９０から圧力伝達媒体９１が漏れることを抑制することができ、検出精度が低下することを抑制できる。
【００４２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してシール部材５１もコネクタケース１０に一体化したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４３】
本実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、シール部材５１もコネクタケース１０と一体化されている。
【００４４】
このような圧力センサは、次のように製造される。すなわち、まず、図２の工程を行ってターミナル５０がインサート成形されたコネクタケース１０を構成する。そして、図４に示されるように、下側金型２０１から第１上側金型２０２を取り外した後、コネクタケース１０が内部に収容されるように、下側金型２０１に第３上側金型２０６を合致させる。
【００４５】
なお、第３上側金型２０６は、コネクタケース１０のうちの一端部との間に封止部材１００およびシール部材５１に対応するキャビティ２０５、２０７を構成する形状とされている。また、第３上側金型２０６には、第２上側金型２０４と同様のランナー２０４ａおよびゲート２０４ｂが形成されていると共に、キャビティ２０７に液状のゴムを注入する際の流入経路となるランナー２０６ａおよび液状のゴムがキャビティ２０７内に射出される際の出口となるゲート２０６ｂが形成されている。
【００４６】
そして、ゲート２０４ｂを介してキャビティ２０５に液状のゴムを注入して硬化することにより、コネクタケース１０と一体化される封止部材１００を構成する。また、ゲート２０６ｂを介してキャビティ２０７に液状のゴムを注入して硬化することにより、コネクタケース１０と一体化されるシール部材５１を構成する。
【００４７】
なお、本実施形態では、キャビティ２０５に液状のゴムを注入する工程と、キャビティ２０７に液状のゴムを注入する工程とを同時に行っている。また、キャビティ２０５、２０７に注入した液状のゴムを同時に硬化して封止部材１００およびシール部材５１を同時に形成している。そして、本実施形態では、硬化されることでシール部材５１となる液状のゴムが本発明のシール部材を構成する溶液に相当する。
【００４８】
このようにシール部材５１もコネクタケース１０と一体化するようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このような製造方法では、シール部材５１および封止部材１００を同一の工程で製造することができ、製造時間の短縮化および簡略化を図ることもできる。
【００４９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対してシール部材５１と封止部材１００とを一体化したものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５０】
本実施形態では、図５に示されるように、シール部材５１および封止部材１００が一体化されている。
【００５１】
このような圧力センサは、次のように製造される。すなわち、まず、図２の工程を行ってターミナル５０がインサート成形されたコネクタケース１０を構成する。そして、図６に示されるように、下側金型２０１から第１上側金型２０２を取り外した後、コネクタケース１０が内部に収容されるように、下側金型２０１に第４上側金型２０８を合致させる。
【００５２】
なお、第４上側金型２０８は、コネクタケース１０のうちの一端部との間に封止部材１００およびシール部材５１に対応する１つのキャビティ２０９を構成する形状とされている。また、第３上側金型２０６には、第２上側金型２０４と同様のランナー２０４ａおよびゲート２０４ｂが形成されている。
【００５３】
そして、ゲート２０４ｂを介してキャビティ２０９に液状のゴムを注入して硬化することにより、コネクタケース１０と一体化されると共に、互いに一体化されるシール部材５１および封止部材１００を構成する。
【００５４】
このようにシール部材５１および封止部材１００を一体化するようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００５６】
例えば、上記各実施形態では、金型を用いてコネクタケース１０と一体化された封止部材１００を形成する例について説明したが、コネクタケース１０と封止部材１００とが一体化されるのであれば製造方法は特に限定されない。つまり、金型を用いず、コネクタケース１０に液状のゴムを塗布して硬化することによって封止部材１００を形成するようにしてもよい。
【００５７】
また、上記第１実施形態では、第１上側金型２０２を全て取り外して第２上側金型２０４を下側金型２０１と合致させる例について説明したが、次のようにしてもよい。すなわち、複数の金型を合致させることによって第１上側金型２０２を構成する。そして、図２の工程を終了した後、第１上側金型２０２の一部の金型を取り外した後に他の金型を合致させることによって第２上側金型２０４と同様の機能を持つ金型を構成するようにしてもよい。同様に、第２、第３実施形態においても、第１上側金型２０２を全て取り外さないようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０    ケース（コネクタケース）
１０ａ  一面
１２    凹部
７０    ハウジング
７１    収容凹部
８０    メタルダイヤフラム
９０    圧力検出室
９１    圧力伝達媒体
１００  封止部材
【図１】
2015175631.tif 000003
【図２】
2015175631.tif 000004
【図３】
2015175631.tif 000005
【図４】
2015175631.tif 000006
【図５】
2015175631.tif 000007
【図６】
2015175631.tif 000008