(57)【要約】【課題】  接続端子を確実に外部環境から保護することができる接続端子の封止構造を提供する。【解決手段】  コネクタ側ハウジング１０に埋設した接続端子としてのピン（１１ｂ）の一端が接続室２０に突出し、接続室２０においてピン（１１ｂ）がリード線（２３ｂ）の端部と電気的に接続された状態で接続室２０にポッティング材２７が注入・硬化されている。接続室２０において上方に延びるピン（１１ｂ）の先端部が絶縁性部材としてのキャップ材３０により被覆されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１０）に埋設した接続端子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の一端が接続室（２０）に突出し、当該接続室（２０）において前記接続端子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）がリード線（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）の端部と電気的に接続された状態で同接続室（２０）にポッティング材（２７）が注入・硬化されてなる接続端子の封止構造であって、
前記接続室（２０）において上方に延びる接続端子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の先端部を絶縁性部材（３０，４０）により被覆したことを特徴とする接続端子の封止構造。
【請求項２】
前記絶縁性部材は、接続端子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の先端部に挿入して被せるキャップ材（３０）であることを特徴とする請求項１に記載の接続端子の封止構造。
【請求項３】
前記キャップ材（３０）の外周面に凹凸（３２）を形成したことを特徴とする請求項２に記載の接続端子の封止構造。
【請求項４】
前記キャップ材（３０）の外周面に抜け止め用突起（３３）を形成したことを特徴とする請求項２または３に記載の接続端子の封止構造。
【請求項５】
前記接続室（２０）に複数の接続端子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が突出し、各接続端子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の先端部に被せるキャップ材（３０）が一体化していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の接続端子の封止構造。
【請求項６】
前記絶縁性部材はコーティング膜（４０）であることを特徴とする請求項１に記載の接続端子の封止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続端子の封止構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサにおける接続端子の封止構造の一例を図１０に示す。図１０においてハウジング１００には接続端子１０１が埋設されている。接続端子１０１の左側端部がハウジング１００の左端面において突出し、圧力センサチップ１０２と電気的に接続されている。接続端子１０１の右側端部は接続室１０３に突出し、接続室１０３においてリード線１１０と半田１１１により接合されている。接続室１０３において半田接合部を含めた接続端子１０１がポッティング材１１２により封止され、外部の被水等から保護している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ポッティング材（樹脂）１１２によるシールの信頼性を確保するためには、接続端子１０１の先端とポッティング材１１２の上面との距離ｄをできる限り大きくすることが望ましい。しかしながら、一般的には大型化を招く（体格上の制約）等により、上記ｄ値（ポッティング材の深さ）を十分大きくすることが難しい。
【０００４】
そして、上記ｄ値（ポッティング材の厚み）が十分確保できない場合、熱ストレスの繰り返しによって、図１１に示すように、ポッティング材（樹脂）１１２にクラック１２０が発生したり、ポッティング材（樹脂）１１２の注入量のばらつきにより、図１２に示すように、接続端子１０１の先端が露出してしまう。このようなことが発生すると、被水した場合に電流リークが起こり、センサが誤動作したり内部が腐食してしまう。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、接続端子を確実に外部環境から保護することができる接続端子の封止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の接続端子の封止構造は、接続室において上方に延びる接続端子の先端部を絶縁性部材により被覆したことを特徴としている。よって、ポッティング材の上面の経時変化やポッティング材の上面の高さが低い等によりポッティング材だけでは接続端子が露出してしまう場合においても、接続室において上方に延びる接続端子の先端部が絶縁性部材で被覆されているので、接続端子を確実に外部環境から保護することができる。
【０００７】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の接続端子の封止構造において絶縁性部材は、接続端子の先端部に挿入して被せるキャップ材であると、容易に接続端子の先端部を絶縁性部材により被覆することができる。
【０００８】
請求項３に記載のように、請求項２に記載の接続端子の封止構造においてキャップ材の外周面に凹凸を形成することにより、ポッティング材との接触面積を大きくすることができ、接着強度の向上を図ることができる。
【０００９】
請求項４に記載のように、請求項２または３に記載の接続端子の封止構造においてキャップ材の外周面に抜け止め用突起を形成することにより、キャップ材をポッティング材から抜けにくくすることができる。
【００１０】
請求項５に記載のように、請求項２〜４のいずれか１項に記載の接続端子の封止構造において接続室に複数の接続端子が突出し、各接続端子の先端部に被せるキャップ材が一体化していると、各接続端子の先端部にキャップ材を容易に被せることができる。
【００１１】
請求項６に記載のように、請求項１に記載の接続端子の封止構造において絶縁性部材はコーティング膜であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に、本実施の形態における圧力センサの縦断面図を示す。圧力センサは金属製の圧力導入側ハウジング１と樹脂製のコネクタ側ハウジング１０とを具備しており、図２は、コネクタ側ハウジング１０の右の部分におけるリード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃとの接続箇所における平面図である。このセンサは車載用圧力センサであって、主に燃料圧力やエンジンオイル圧力等の流体圧力を測定し、これを電圧出力に変換するものである。
【００１３】
図１において、圧力導入側ハウジング１は全体形状として柱状をなし、左右に延びている。圧力導入側ハウジング１の左側の外周面には取付け用のネジ部２が形成されている。また、圧力導入側ハウジング１の右側には外周面に六角ボルト部３が形成されている。圧力導入側ハウジング１の中心部には圧力導入用の貫通穴４が設けられている。圧力導入側ハウジング１の右側における貫通穴４の一端開口部には、ダイヤフラム５が配置され、ダイヤフラム５が中央に透孔６ａを有するプレート６で押さえられ、ダイヤフラム５およびプレート６がレーザー溶接されている。これにより、圧力導入側ハウジング１の右側における貫通穴４の一端開口部が気密状態を保持した状態で閉じられている。
【００１４】
一方、コネクタ側ハウジング１０は全体形状として柱状をなし、左右に延びている。コネクタ側ハウジング１０の左面と圧力導入側ハウジング１の右面とが対向する状態で圧力導入側ハウジング１がコネクタ側ハウジング１０にかしめ着されている。
【００１５】
コネクタ側ハウジング１０の内部には接続端子としてのピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが埋設されている（ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがインサートモールドされている）。ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは真鍮製である。なお、ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃは圧力検出用のピンであり、ピン１１ｄは検査用のピンである。コネクタ側ハウジング１０の左面には凹部１２が形成され、前記ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの左端部が凹部１２の底面から突出している。
【００１６】
凹部１２の底面には台座１３が固定され、この台座１３の上にセンサチップ１４が接合されている。センサチップ１４には凹部が形成され、この凹部により薄肉部、即ち、ダイヤフラム１４ａが形成されている。台座１３とセンサチップ１４とが接合されている状態でセンサチップ１４の凹部内が基準圧力室（例えば真空室）となっている。ダイヤフラム１４ａには４つのゲージ（不純物拡散層）が形成されている。センサチップ１４内において、４つのゲージを用いたフルブリッジ回路が構成されるように結線されている。そして、ダイヤフラム１４ａの両面に加わる圧力の差によりダイヤフラム１４ａでの応力が変化し、この応力の変化に伴ないピエゾ抵抗効果により各ゲージ（不純物拡散層）の抵抗が変化し、これがブリッジ回路により検出される。詳しくは、フルブリッジ回路の４つの端子のうちの２つの端子間に定電流を流したときにおける他の２つの端子間の電位差が圧力に応じた電気信号として取り出される。センサチップ１４において信号処理回路として増幅回路が形成され、増幅回路は、前述のフルブリッジ回路の２つの端子間電圧（出力信号）を入力し、その信号を増幅して出力する。
【００１７】
センサチップ１４とピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの端部とはアルミワイヤ１５にてボンディングされ、センサチップ１４への定電流の印加およびセンサチップ１４からの圧力検出信号の出力が可能となっている。凹部１２の底面から突出するピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはシール材１６にてシールされている。また、圧力導入側ハウジング１とコネクタ側ハウジング１０とが連結固定された状態において凹部１２内にはオイル１７が配置され、凹部１２の開口部を塞ぐように前記ダイヤフラム５が配置されている。ここで、コネクタ側ハウジング１０にＯリング１８とバックアップリング１９をセットし、内部にオイル１７を注入した後、真空中で圧力導入側ハウジング１をかしめることによりダイヤフラム５とコネクタ側ハウジング１０との間にオイル１７を気密的に閉じ込めることができる。
【００１８】
コネクタ側ハウジング１０の右端部には接続室２０が形成され、接続室２０の上面および右側面は開口している。接続室２０の底面からピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃが突出し、同ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃは上方に延びている。詳しくは、接続室２０においてピン（接続端子）１１ａ，１１ｂ，１１ｃが鉛直方向に延びている。また、接続室２０の左側面には連結室（凹部）２１が形成され、この連結室２１は接続室２０よりも浅く、かつ、接続室２０と連通している。連結室２１の底面からピン１１ｄが突出し、同ピン１１ｄは上方に延びている。
【００１９】
コネクタ側ハウジング１０の接続室２０における右側開口部にはグロメット２２が嵌入され、接続室２０の右側開口部を塞いでいる。グロメット２２にはリード線（ワイヤ）２３ａ，２３ｂ，２３ｃの端部が貫通かつ密着した状態で支持されている。コネクタ側ハウジング１０の接続室２０において、各リード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃにおける芯線２４（図１参照）には、コンタクト（金具）２５が各々かしめ着されている。リード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃ毎のコンタクト（金具）２５には貫通孔２５ａが設けられ、この貫通孔２５ａにピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃが通っている。リード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃ毎のコンタクト（金具）２５とピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃとは半田２６により接合されている。グロメット２２をコネクタ側ハウジング１０に嵌入した状態においてコネクタ側ハウジング１０の接続室２０にはポッティング材２７が注入および硬化されている。これにより、接続室２０の内部の部材、即ち、前記はんだ接続部を含めたピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、リード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、コンタクト２５を封止（シール）し、外部の被水等から保護している。ポッティング材２７としてエポキシ樹脂を用いている。また、連結室２１のピン１１ｄもポッティング材２７にて封止されている。
【００２０】
このように、コネクタ側ハウジング１０に埋設した接続端子としてのピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの一端が接続室２０に突出し、接続室２０においてピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃがリード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃの端部と電気的に接続された状態で接続室２０にポッティング材２７が注入・硬化されている。
【００２１】
さらに、コネクタ側ハウジング１０の接続室２０において上方に延びる各ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部に絶縁性部材としてのキャップ材３０がそれぞれ挿入され、ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの上端部にキャップ材３０が被せられている。このキャップ材３０によりピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部が被覆されている。図３にはキャップ材３０の平面図を示す。図３のＡ−Ａ線での縦断面を図４に示す。
【００２２】
図３，４において、キャップ材３０は樹脂成形品よりなる。キャップ材３０は全体形状が円柱状をなし、その下面中心部にはピン挿入穴３１が形成されている。キャップ材３０の外周面には上下方向に延びる凹凸３２が全周にわたり多数形成されている。また、キャップ材３０の下部外周部には抜け止め用突起３３が全周にわたり形成されている。
【００２３】
図３，４に示したキャップ材３０を図１に示すように各ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部に各々嵌めた状態においてポッティング材２７がキャップ材３０の上面より僅かに下側まで注入されている。この状態において、キャップ材３０の外周面に形成した凹凸３２によりポッティング材２７との接触面積（接着面積）が大きくなり接着強度の向上が図られている（剥離しにくくしている）。また、キャップ材３０の外周面に形成した抜け止め用突起（フランジ）３３によりキャップ材３０がポッティング材２７から抜けにくくなっている。さらに、キャップ材３０の外周面に凹凸３２と突起３３とが形成されていることにより、外気からピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃにいたる接着界面の長さを長く取ることができ、シール性に優れている。
【００２４】
キャップ材３０の材料について言及すると、絶縁性材料を用いるとともにポッティング材２７との密着性のよいものを用いる。ここで、キャップ材３０の材料として熱可塑性樹脂を用いると、キャップ材３０を製造しやすい。また、キャップ材３０の材料として、エポキシ、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の樹脂材料を挙げることができ、樹脂材料以外にもアクリルゴム、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等のゴム材料、あるいはセラミック等を挙げることができる。さらに、絶縁性部材としてのキャップ材３０の材料を選択する上で、熱膨張係数がポッティング材２７の熱膨張係数と近い材料であるとよく、これにより、密着性（シール性）の向上を図る上で好ましいものとなる。
【００２５】
次に、組み立て順序を、図５，６および図１を用いて説明する。
図５に示すように、圧力導入側ハウジング１の貫通穴４の一端開口部にダイヤフラム５を配置するとともにプレート６で押さえ、かつ、レーザー溶接にてダイヤフラム５およびプレート６を気密的に溶接する。これにより、貫通穴４の一端側の開口部をダイヤフラム５により塞ぐ。この圧力導入側ハウジング１をオイル１７を封止した状態でコネクタ側ハウジング１０にかしめて固定する。一方、リード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃの先端部をグロメット２２に貫通した状態で固定するとともにリード線２３ａ，２３ｂ，２３ｃの芯線２４の先端部にコンタクト（金具）２５をかしめ着する。そして、グロメット２２をコネクタ側ハウジング１０に嵌入する。このとき、コンタクト２５の貫通孔２５ａにピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃを通す。さらに、コンタクト２５とピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃとをはんだ付けする。
【００２６】
この状態で、ピン１１ｄから前述のブリッジ回路に検査信号（擬似信号）を送って増幅後のセンサ出力信号をモニタして正しく増幅処理が実行されているか検査する。
引き続き、図６に示すように、各ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部にキャップ材３０を各々圧入して被せる。その結果、キャップ材３０によりピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部が被覆される。
【００２７】
その後、図１に示すように、コネクタ側ハウジング１０の接続室２０にポッティング材２７を注入するとともにポッティング材２７を硬化する。具体的にはポッティング材としてエポキシ樹脂を用いた場合、１２５℃で１時間放置する。なお、キャップ材３０はポッティング材２７に完全に埋没していなくてもよいが、外周面に形成した凹凸３２と突起３３が浸る高さとすることにより凹凸３２と突起３３による効果が得られる。
【００２８】
このようにして組み立てられた圧力センサにおいては、キャップ材３０によりシール性が向上し、ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃを確実に外部環境から保護することができる。つまり、図１０でのｄ値（ポッティング材の厚み）が十分確保できない場合、熱ストレスの繰り返しによって、図１１に示すように、ポッティング材（樹脂）にクラックが発生しやすい状況になっても、図１の本実施形態においてはキャップ材３０によりピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃが露出することを回避することができる。また、ポッティング材の注入量のばらつきによりピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端とポッティング材２７の上面との高さの差が少ない場合（図１２の場合）においても、図１の本実施形態においてはキャップ材３０によりピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃが露出するのを回避することができる。その結果、被水に対して確実にシールでき、電流リークやセンサの誤動作や内部腐食を防止することができる。
【００２９】
以上のごとく、本実施形態は下記の特徴を有している。
（１）接続端子の封止構造として、図１に示すように、接続室２０において上方に延びる接続端子としてのピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部を、絶縁性部材としてのキャップ材３０により被覆した。よって、ポッティング材２７の上面の経時変化やポッティング材２７の上面の高さが低い等によりポッティング材２７だけではピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃが露出してしまう場合においても、接続室２０において上方に延びるピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部がキャップ材３０で被覆されているので、ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃを確実に水分等の外部環境から保護することができる。
【００３０】
（２）絶縁性部材としてのキャップ材３０は、ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部に挿入して被せるものであるので、容易にピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部を被覆することができる。
【００３１】
（３）図３，４に示すように、キャップ材３０の外周面に凹凸３２を形成したので、ポッティング材２７との接触面積を大きくすることができ、接着強度の向上を図ることができる。
【００３２】
（４）また、図３，４に示すように、キャップ材３０の外周面に抜け止め用突起３３を形成したので、キャップ材３０をポッティング材２７から抜けにくくすることができる。
次に、上記実施形態に対する別例を説明する。
【００３３】
上記実施形態はピン毎に（接続端子毎に）キャップ材３０を１つずつ嵌める構成とした。これに代わり、図７，８に示すようにしてもよい。図７は図２に代わる要部平面図である。図８は図７のＡ−Ａ線での縦断面図である。なお、図７はポッティング材２７の無い状態での平面図である（キャップ材の形状を分かり易くするためにポッティング材２７を省略している）。
【００３４】
図７，８においては、３つのピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃに被せるキャップ材３０を一体化している。詳しくは、各キャップ材３０の下部外周部に設ける抜け止め用突起３３を連結して（一体化して）、これにより各キャップ材３０を一体化している。
【００３５】
その結果、作業性を向上させることができる。つまり、接続室２０に複数のピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃが突出し、各ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部に被せるキャップ材３０が一体化していると、各ピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部にキャップ材３０を容易に被せることができる。
【００３６】
また、絶縁性部材としてキャップ材を用いるのではなく、図９に示すように、コーティング膜４０を用いてもよい。このように、絶縁性部材はコーティング膜４０であるので、容易にピン（接続端子）１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端を絶縁性部材（４０）で被覆することができる。なお、絶縁性部材としてのコーティング膜４０の材料を選択する上で、熱膨張係数がポッティング材２７の熱膨張係数と近い材料であるとよく、これにより、密着性（シール性）の向上を図る上で好ましいものとなる。
【００３７】
図９に代わり、絶縁性部材としてのコーティング膜４０として、ポリパラキシリレン等の真空チャンバー内において蒸着可能な樹脂材料を用いて、接続室２０内のピン１１ａ，１１ｂ，１１ｃを含めた接続室２０内の部品全体を被覆するようにしてもよい。
【００３８】
また、接続室２０においてピン（接続端子）１１ａ，１１ｂ，１１ｃは鉛直方向に延びていたが、これに限ることなく接続室において接続端子が斜め上方に延びている場合において接続端子の先端部を絶縁性部材により被覆するようにしてもよい。
【００３９】
また、図３，４に示したように、キャップ材３０の外周面に凹凸３２および抜け止め用突起３３を形成したが、凹凸３２のみを形成しても、あるいは、抜け止め用突起３３のみを形成してもよい。
【００４０】
これまでの説明においては本接続端子の封止構造を圧力センサに適用した場合について説明したが、圧力センサの他にも、例えば、加速度センサや温度センサに適用してもよい。あるいは、センサ以外の電気機器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態における圧力センサの縦断面図。
【図２】コネクタ側ハウジングの右の部分におけるリード線との接続箇所における平面図。
【図３】キャップ材の平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図５】組み立て順序を説明するための圧力センサの縦断面図。
【図６】組み立て順序を説明するための圧力センサの縦断面図。
【図７】別例におけるコネクタ側ハウジングの右の部分におけるリード線との接続箇所における平面図。
【図８】図７のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図９】他の別例におけるリード線との接続箇所における縦断面図。
【図１０】背景技術を説明するための圧力センサにおける接続端子の封止構造の一例を示す縦断面図。
【図１１】課題を説明するための縦断面図。
【図１２】課題を説明するための縦断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１…圧力導入側ハウジング、１０…コネクタ側ハウジング、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…ピン（接続端子）、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…リード線、２７…ポッティング材、３０…キャップ材、３２…凹凸、３３…抜け止め用突起、４０…コーティング膜。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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