(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を形成する外枠部材と、前記凹部を第一の凹部と第二の凹部とに分離し且つ端面が前記外枠部材の端面より前記凹部の底側に位置するように形成されている仕切部材と、を備えるケース本体と、
前記第一の凹部に配置され、圧力検出面が前記仕切部材の端面より前記凹部の開口側に位置し、且つ、裏面が前記仕切部材の端面より前記第一の凹部の底側に位置するように配置されているセンサ素子と、
前記第一の凹部のうち前記センサ素子の前記裏面側に配置され、前記センサ素子に電気的に接続されるセンサ回路部と、
前記第一の凹部を充満するように前記第一の凹部に注入されるポッティング樹脂と、
を備えることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記仕切部材は、前記外枠部材よりも薄肉に形成されている請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記外枠部材における前記凹部の開口端に取り付けられ、圧力検出空間に開口する導入口を形成するカバーを備える請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記導入口は、前記第一の凹部より前記第二の凹部側に形成される請求項３に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記圧力センサが車両の上下方向に設置された場合に、前記導入口は、前記圧力センサの前記圧力検出面より低い位置に形成される請求項３または４に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の側突を検出するために、例えば、特許文献１に、車両ドアのドア内空間に圧力センサを配置して、車両ドアに物体が衝突することによるドア内空間の圧力変化を検出することが開示されている。この圧力センサとして、圧力検出面を備えるセンサ素子と、センサ素子の裏面側に配置されるセンサ回路部とを備えており、圧力検出面が露出するように且つセンサ回路部を埋設するようにポッティング樹脂を注入しているものがある。
【特許文献１】特開２００６−３０６１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような圧力センサの場合、ポッティング樹脂を注入する際に、センサ素子の圧力検出面が露出するように非常に高精度な液面管理を必要とする。例えば、ポッティング樹脂の注入量を管理することで、ポッティング樹脂の液面管理を行う場合には、ポッティング樹脂の注入量を高精度に管理するためのディスペンサー装置などが必要であった。そのため、設備費用が高騰するという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ディスペンサー装置などを用いることなくポッティング樹脂の液面管理を安価に且つ容易に行うことができる圧力センサ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】
【０００５】
本発明の圧力センサは、
凹部を形成する外枠部材と、凹部を第一の凹部と第二の凹部とに分離し且つ端面が外枠部材の端面より凹部の底側に位置するように形成されている仕切部材と、を備えるケース本体と、
第一の凹部に配置され、圧力検出面が仕切部材の端面より凹部の開口側に位置し、且つ、裏面が仕切部材の端面より第一の凹部の底側に位置するように配置されているセンサ素子と、
第一の凹部のうちセンサ素子の裏面側に配置され、センサ素子に電気的に接続されるセンサ回路部と、
第一の凹部を充満するように第一の凹部に注入されるポッティング樹脂と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の圧力センサによれば、ポッティング樹脂を第一の凹部に注入する際に、仕切部材の端面を超える量のポッティング樹脂を注入すると、超過分のポッティング樹脂は第二の凹部に流れ込む。つまり、第一の凹部に注入するポッティング樹脂の量を、第一の凹部の体積よりも多くし、且つ、第一の凹部および第二の凹部の体積の総和よりも少なくすることで、第一の凹部におけるポッティング樹脂の液面は、仕切部材の端面と同一高さとなる。このように、注入するポッティング樹脂の量をディスペンサー装置などを用いて高精度に管理することなく、ポッティング樹脂の液面管理を安価に且つ容易に行うことができる。
【０００７】
そして、センサ素子の圧力検出面が仕切部材の端面より凹部の開口側（第一の凹部の底側とは反対側）に位置し、且つ、センサ素子の裏面側（圧力検出面の反対面側）が仕切部材の端面より第一の凹部の底側に位置するように配置することで、センサ素子の圧力検出面を確実にポッティング樹脂から露出させることができる。さらに、センサ素子の裏面側およびセンサ回路部をポッティング樹脂の内部に埋設させ、当該部分に対する防水効果を発揮することができる。
【０００８】
好ましくは、仕切部材は、外枠部材よりも薄肉に形成されているとよい。仕切部材は、第一の凹部から溢れたポッティング樹脂が乗り越えて、第二の凹部に流れ込み易くすることが望まれる。従って、仕切部材は、出来るだけ薄く形成されることが望ましい。一方、外枠部材は、圧力センサ自体の外面を形成する部材であるため、ある程度の強度を必要とする。従って、上記のように、仕切部材を外枠部材よりも薄肉に形成することで、両者の要請に適用することができる。
【０００９】
また、好ましくは、外枠部材における凹部の開口端に取り付けられ、圧力検出空間に開口する導入口を形成するカバーを備えるとよい。カバーを備えることで、センサ素子の圧力検出面が被水することを抑制できる。
【００１０】
特に、カバーを備える場合、導入口は、第一の凹部より第二の凹部側に形成されるとよい。上述したように、第二の凹部は、ポッティング樹脂のうち第一の凹部の超過分が流れ込むのみである。そして、この第二の凹部には、センサ素子およびセンサ回路部が配置されていない。この第二の凹部を第一の凹部よりも導入口側に配置することで、第一の凹部に配置されているセンサ素子の圧力検出面と導入口との離間距離を大きくすることができる。また、前記圧力センサが車両の上下方向に設置された場合に、導入口は、圧力検出面より低い位置に形成されるようにしてもよい。これにより、圧力検出空間の水が導入口から侵入して、圧力検出面に到達することを抑制できる。つまり、第二の凹部が圧力検出面の被水防止作用を有することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態の圧力センサ１は、車両ドアのドア内空間に配置され、車両ドアに物体が衝突することによるドア内空間の圧力変化を検出し、当該衝突の検出に用いるセンサを例に挙げる。この圧力センサ１について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、圧力センサ１の正面図、すなわち、車両の側方から見た図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、図１〜図３において、上下方向は、車両上下方向に相当する。
【００１２】
図１〜図３に示すように、圧力センサ１は、ケース本体１０と、端子２０と、プリント基板３０（本発明の「センサ回路部」に相当する）と、センサ素子４０と、ポッティング樹脂５０と、カバー６０とから構成される。
【００１３】
ケース本体１０は、樹脂からなり、外枠部材１１と、仕切部材１２と、取付部１３と、コネクタ部１４とから構成される。外枠部材１１は、図２の左側端面に開口する凹部１５を形成している。この外枠部材１１の外形は、直方体をなしている。
【００１４】
仕切部材１２は、板状からなり、外枠部材１１により形成される凹部１５の内部であって、凹部１５の車両上下方向中央部より車両下方に、水平方向に延びるように配置されている。つまり、仕切部材１２は、凹部１５を第一の凹部１５ａと第二の凹部１５ｂとに分離している。さらに、仕切部材１２は、その端面が外枠部材１１の端面より凹部１５の底側に位置するように形成されている。この仕切部材１２は、外枠部材１１よりも薄肉の板状に形成されている。
【００１５】
ここで、第一の凹部１５ａは、図３に示すように、その開口側から見た場合に、長方形をなしている。第二の凹部１５ｂは、第一の凹部１５ａの下方に形成されており、開口側から見た場合に、水平方向の長手方向となるほぼ長円形をなしている。さらに、凹部１５の最下面のうち開口側が、図３の左右方向両端から中央部に向かって、下方に傾斜するように形成されている。さらに、凹部１５の最下面のうち図３の左右方向中央部は、開口側に向かって、下方に傾斜するように形成されている。つまり、凹部１５の最下面において、図３の左右方向中央部のうち開口側が最も低い位置に位置し、その位置に向かって傾斜している。
【００１６】
ケース本体１０の取付部１３は、外枠部材１１の上方に半円状に形成されている部分である。この取付部１３には、図１の左右方向に貫通する貫通孔１３ａが形成されている。この取付部１３のうち図２の右端面が車両ドア（図示せず）のドア内空間のうちインナパネル（図示せず）側に当接した状態で、貫通孔１３ａにボルトを挿通して、インナパネルに固定する。つまり、凹部１５がドア内空間のうちアウタパネル（図示せず）側を向くように、ケース本体１０が固定されている。コネクタ部１４は、外枠部材１１の下方であって、下方に開口するように形成されている。
【００１７】
端子２０は、ケース本体１０のうち外枠部材１１およびコネクタ部１４にインサート成形されている。この端子２０の一端は、第一の凹部１５ａの底面に露出し、他端は、コネクタ部１４に露出している。
【００１８】
プリント基板３０は、第一の凹部１５ａの底側に配置可能な形状に形成されており、両面に回路が印刷されている。また、図２においては、プリント基板３０の右面側（裏面側）に、電子部品３１が実装されている。このプリント基板３０は、端子２０の一端に支持されており、当該端子２０に電気的に接続されている。
【００１９】
センサ素子４０は、圧力を検出可能な素子である。具体的には、センサ素子４０は、素子筐体４１と、センサ素子回路部４２と、ゲル状コーティング４３と、リード４４とから構成される。素子筐体４１は、樹脂からなり、凹部を有する矩形状に形成されている。センサ素子回路部４２は、素子筐体４１の凹部底面に取り付けられ、表面に圧力が付与された場合にそれに応じた電気信号を出力する回路である。ゲル状コーティング４３は、センサ素子回路部４２の表面を被覆するように、素子筐体４１の凹部内部に充填されている。このゲル状コーティング４３の露出面が、センサ素子４０の「圧力検出面」に相当し、当該露出面に空気圧力を受けている場合にセンサ素子回路部４２へ当該圧力を伝達することができる。つまり、ゲル状コーティング４３の露出面に接する空気圧力を、センサ素子回路部４２が検出する。さらに、このゲル状コーティング４３は、センサ素子回路部４２の防水機能を有している。リード４４は、一端がセンサ素子回路部４２に接続され、他端が素子筐体４１の外部に延出している。
【００２０】
このように構成されるセンサ素子４０は、第一の凹部１５ａに配置されている。具体的には、ゲル状コーティング４３の露出面がケース本体１０の第一の凹部１５ａの開口側を向くように、センサ素子４０がプリント基板３０の表面（図２の左面）に実装されている。このとき、センサ素子４０のリード４４がプリント基板３０の表面に印刷されている回路に電気的に接続されるように実装されている。つまり、プリント基板３０は、センサ素子４０の裏面側に配置されている。さらに、素子筺体４１の開口端面およびセンサ素子４０の圧力検出面であるゲル状コーティング４３の露出面が、仕切部材１２の端面より凹部１５の開口側に位置し、且つ、センサ素子４０の裏面（素子筺体４１の開口と反対側）が仕切部材１２の端面より第一の凹部１５ａの底側に位置するように配置されている。つまり、センサ素子４０のうち、素子筺体４１の開口端面およびゲル状コーティング４３の露出面が、仕切部材１２よりも凹部１５の開口側に突出しているように位置している。
【００２１】
ポッティング樹脂５０は、第一の凹部１５ａを充満するように第一の凹部１５ａに注入される。具体的には、ポッティング樹脂５０は、プリント基板３０、および、センサ素子４０のうちリード４４が露出しないように、且つ、センサ素子４０のうち素子筐体４１の開口端面およびゲル状コーティング４３が露出するように、充填されている。つまり、ポッティング樹脂５０を充填した状態において、「センサ素子４０のうち素子筐体４１の開口端面およびゲル状コーティング４３の露出面」がポッティング樹脂５０から車両側方に露出している。つまり、この露出部分が、本発明における側方端面に相当する。
【００２２】
カバー６０は、樹脂からなり、外枠部材１１により形成される凹部１５の開口を覆うように、凹部１５の開口端に取り付けられている。ただし、その一部にドア内空間（本発明における圧力検出空間に相当する）に開口する導入口１００が形成されている。つまり、カバー６０は、センサ素子４０の圧力検出面とドア内空間に開口する導入口１００とを連通する導入通路を形成している。そして、この導入口１００は、センサ素子４０の圧力検出面よりも下方に形成されており、さらに詳細には、第二の凹部１５ｂよりもさらに下方に形成されている。さらに、導入口１００は、下方に開口するように形成されている。
【００２３】
次に、上述した構成からなる圧力センサ１の製造方法について説明する。端子２０がインサート成形されたケース本体１０を成形し、プリント基板３０にセンサ素子４０を実装しておく。そして、ケース本体１０の凹部１５が上方を向くようにケース本体１０を配置する。その状態において、センサ素子４０が実装されたプリント基板３０を第一の凹部１５ａの底側に配置する。このとき、センサ素子４０がプリント基板３０より第一の凹部１５ａの開口側に位置するようにする。さらに、センサ素子４０の素子筺体４１の開口端面およびゲル状コーティング４３の露出面が、仕切部材１２の端面より凹部１５の開口側に位置し、且つ、センサ素子４０の裏面が仕切部材１２の端面より第一の凹部１５ａの底側に位置するように配置されている。
【００２４】
続いて、ポッティング樹脂５０を第一の凹部１５ａに注入する。ここで、ポッティング樹脂５０を第一の凹部１５ａに注入する際に、仕切部材１２の端面を超える量のポッティング樹脂５０を注入すると、超過分のポッティング樹脂５０は仕切部材１２を乗り越えて第二の凹部１５ｂに流れ込む。特に、仕切部材１２は外枠部材１１に比べて薄肉に形成されているため、第一の凹部１５ａから溢れたポッティング樹脂５０が仕切部材１２を乗り越えて第二の凹部１５ｂに流れ込み易くできる。なお、外枠部材１１を相対的に厚肉にすることで、圧力センサ１としての強度をある程度確保できる。
【００２５】
このように、第一の凹部１５ａに注入するポッティング樹脂５０の量を、第一の凹部１５ａの体積よりも多くし、且つ、第一の凹部１５ａおよび第二の凹部１５ｂの体積の総和よりも少なくすることで、第一の凹部１５ａにおけるポッティング樹脂５０の液面は、仕切部材１２の端面と同一高さとなる。つまり、素子筺体４１の開口端面およびゲル状コーティング４３の露出面と仕切部材１２の端面との相対的な位置決めを高精度に行うことで、センサ素子４０の圧力検出面がポッティング樹脂５０から確実且つ容易に露出するようにできる。従って、注入するポッティング樹脂５０の量を高精度に管理することなく、ポッティング樹脂５０の液面管理を安価に且つ容易に行うことができる。
【００２６】
続いて、ポッティング樹脂５０が硬化した後において、カバー６０を取り付け、圧力センサ１の製造が完成する。そして、製造した圧力センサ１を車両ドアのインナパネルに取り付ける。
【００２７】
次に、上述した圧力センサ１における被水防止性能について説明する。上述した圧力センサ１によれば、カバー６０を備えることにより、センサ素子４０の圧力検出面が直接被水することを抑制できる。特に、導入口１００は、第一の凹部１５ａより第二の凹部１５ｂ側であると共に、圧力検出面の下方に形成されているため、第二の凹部１５ｂは、ポッティング樹脂５０のうち第一の凹部１５ａの超過分が流れ込むのみである。そして、この第二の凹部１５ｂには、センサ素子４０およびプリント基板３０が配置されていない。この第二の凹部１５ｂを第一の凹部１５ａよりも導入口１００側に配置することで、第一の凹部１５ａに配置されているセンサ素子４０の圧力検出面と導入口１００との離間距離を大きくすることができる。このことに加えて、導入口１００を圧力検出面の下方に形成することで、ドア内空間の水が導入口１００から侵入して、圧力検出面に到達することを抑制できる。つまり、第二の凹部１５ｂがセンサ素子４０の圧力検出面に対する被水防止作用を有することになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】圧力センサ１の正面図、すなわち、車両の側方から見た図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：圧力センサ
１０：ケース本体、  １１：外枠部材、  １２：仕切部材
１３：取付部、  １３ａ：貫通孔、  １４：コネクタ部
１５：凹部、  １５ａ：第一の凹部、  １５ｂ：第二の凹部
２０：端子、  ３０：プリント基板、  ３１：電子部品
４０：センサ素子、  ４１：素子筐体、  ４２：センサ素子回路部
４３：ゲル状コーティング、  ４４：リード
５０：ポッティング樹脂、  ６０：カバー
１００：導入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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