JP2004125767A

JP2004125767A - センサ装置

Info

Publication number: JP2004125767A
Application number: JP2002328554A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Tokunaga; 徳永　正寿; Yasuaki Makino; 牧野　泰明
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】センシング部とコネクタ部とがハーネスなどを介さずに直結されてなるアッシーをケース内に収納してなるセンサ装置において、溶着やポッティングなどのシールのための工程を廃止しても、水分などの液体がセンシング部へ侵入するのを防止できるようにする。
【解決手段】センシング部１０と、センシング部１０と一体に接合されセンシング部１０と外部との電気的接続を行うコネクタ部２０と、センシング部１０を収納するセンシング部用ケース部３１およびコネクタ部２０を収納するコネクタ部用ケース部３２を有するケース３０とを備えるセンサ装置Ｓ１において、ケース３０は、センシング部用ケース部３１とコネクタ部用ケース部３２とが一体成形されたものである。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センシング部とコネクタ部とがハーネスなどを介さずに直結されてなるアッシーをケース内に収納してなるセンサ装置、いわゆる直結防水コネクタ式センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３、図４は、この種のセンサ装置の従来の一般的な構成を示す概略断面図である。これらのセンサ装置は、温度センサや磁気センサなどに用いられるもので、センシングを行うセンシング部１０と、センシング部１０と一体に接合されてセンシング部１０と外部との電気的な接続を行うコネクタ部２０とを備えている。
【０００３】
図３、図４では、センシング部１０はリードフレーム１３にセンシング素子１１と回路素子１２を搭載し、ワイヤ１４で接続したものをモールド樹脂１５で封止してなるものである。そして、センシング部１０のリードフレーム１３には、コネクタ部２０のターミナル２１の一端側が直結されることによって、センシング部１０とコネクタ部２０とは電気的・機械的に接続されている。
【０００４】
ここで、これら両図３および４において、ケース３０は、センシング部１０を収納するセンシング部用ケース部３１およびコネクタ部２０を収納するコネクタ部用ケース部３２を有し、これら両ケース部３１、３２が接合されたものとなっている。図３では、センシング部用ケース部３１およびコネクタ部用ケース部３２が、両ケース部３１、３２の接触部分Ｄ１にて接着や溶着などにより接合されている。
【０００５】
図４では、センシング部用ケース部３１がコネクタ部用ケース部３２にくい込んで互いに溶着などで接合された形となっており、センシング部用ケース部３１の内部にはコネクタ部用ケース部３２を構成する樹脂がポッティングされた形となっている。この図４に示すものは、コネクタ部２０としてのターミナル２１と一体化されたセンシング部１０をセンシング部用ケース部３１に収納した状態のものを金型にセットし、樹脂成形することにより作ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなセンサ装置においては、ケース３０の内部に収納されているセンシング部１０に水分などの液体が侵入すると、電気的短絡などによる誤作動や破損が生じる恐れがある。
【０００７】
そこで、上記したような従来構成では、センシング部用ケース部３１とコネクタ部用ケース部３２との接合部における気密性を十分に確保するために、当該接合部を溶着したり、センシング部用ケース部３１内に樹脂をポッティングしたりするなどにより、別途シールの工夫がなされている。
【０００８】
しかしながら、このようなシール構造を採用したとしても、上記接合部における溶着が不完全である場合などシール性の確保が難しく、また、シールに要するコストアップも避けられない。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、溶着やポッティングなどのシールのための工程を廃止しても、水分などの液体がセンシング部へ侵入するのを防止できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センシング部（１０）と、センシング部と一体化されセンシング部と外部との電気的接続を行うコネクタ部（２０）と、センシング部を収納するセンシング部用ケース部（３１）およびコネクタ部を収納するコネクタ部用ケース部（３２）を有するケース（３０）とを備えるセンサ装置において、ケースは、センシング部用ケース部とコネクタ部用ケース部とが一体成形されたものであることを特徴とする。
【００１１】
それによれば、従来、別々であったセンシング部用ケース部とコネクタ部用ケース部が一体成形されたケースとなるので、両ケース部の間の接合部が無くなり、気密性の確保といった問題はなくなる。そのため、溶着やポッティングなどのシールのための工程を廃止しても、水分などの液体がセンシング部へ侵入するのを防止することができる。
【００１２】
ここで、請求項２に記載の発明のように、ケース（３０）は樹脂を成形してなるものにできる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、コネクタ部（２０）は、センシング部（１０）まで延びるターミナル（２１）を備えており、センシング部は、センサ信号を出力するセンシング素子（１１）を備えており、センシング素子が、センシング部まで延びたターミナルの部分に搭載されることにより、センシング部とコネクタ部との電気的導通がなされていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、センシング部（１０）は、センサ信号を出力するセンシング素子（１１）をリード部材（４０）に搭載してなるものであり、リード部材は、コネクタ部（２０）にまで延びてコネクタ部における外部接続端子を兼用したものであることを特徴とする。
【００１５】
一般に、コネクタ部とセンシング部との電気的・機械的接続は、コネクタ部における外部接続端子としてのターミナルの一端部とセンシング部におけるセンシング素子を搭載するリード部材（リードフレーム等）の一端部とを溶接したり、かしめたりする等によりなされる。
【００１６】
しかし、これでは、この接続のための工数や部品点数の増加等によりコストアップが生じる。その点、請求項３の発明では、コネクタ部におけるターミナルを、センシング部におけるセンシング素子搭載用のリード部材として用いたり、請求項４の発明では、逆に、センシング部におけるセンシング素子搭載用のリード部材を、コネクタ部におけるターミナルとして用いている。
【００１７】
このように、これら請求項３および請求項４の発明では、一つの部材により、センシング部におけるセンシング素子搭載用のリード部材の役目とコネクタ部におけるターミナルの役目とを兼用させている。そのため、上記したコネクタ部とセンシング部との電気的・機械的接続のための工数や部品点数を減らすことができ、コストダウンが図れる。
【００１８】
なお、上記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一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るセンサ装置Ｓ１の概略断面構成を示す図である。このセンサ装置Ｓ１は温度や磁気、あるいは加速度や角速度などをセンシングするセンサとして適用可能である。
【００２０】
図示例では、センサ装置Ｓ１は、被取付部材Ｋ１に取り付けられ、被取付部材Ｋ１およびその周囲の温度や磁気、あるいは被取付部材Ｋ１に印加される加速度や角速度を検出するタイプのものである。
【００２１】
センシング部１０は、センシングを行いセンサ信号を出力するセンシング素子１１と、このセンシング素子１１からのセンサ信号を電気的に処理する回路素子１２とを備えている。
【００２２】
センシング素子１１は、例えば温度センサの場合はサーミスタ、磁気センサの場合は磁気抵抗素子、加速度または角速度センサの場合は加速度や角速度に応じて変位する可動体を備える素子、といったものを採用することができる。
【００２３】
なお、センサ信号を出力するセンシング素子１１はセンサ信号を電気的に処理する回路まで一体化されたものでも良く、その場合はセンシング部１０は回路素子１２を持たなくて良い。
【００２４】
センシング部１０において、これらセンシング素子１１および回路素子１２は、Ｃｕや４２アロイなどからなるリードフレーム１３に接着などにより搭載されている。各素子１１、１２およびリードフレーム１３の間は、ＡｕやＡｌなどのワイヤ１４により結線されることで電気的に接続されている。
【００２５】
そして、センシング部１０は、このようにしてリードフレーム１３にセンシング素子１１と回路素子１２を搭載しワイヤ１４による接続を行ったものを、エポキシ樹脂などからなるモールド樹脂１５で封止してなるものである。なお、場合に応じてモールド樹脂１５は無いものでも良い。例えば加速度や角速度のセンサの場合はモールド樹脂１５は無いものとする。
【００２６】
コネクタ部２０は、センシング部１０と直結されて一体に接合され、センシング部１０と外部との信号のやり取りなど、電気的な接続を行うものである。
【００２７】
本例のコネクタ部２０は、黄銅などからなるターミナル２１の途中部を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）などの樹脂などからなるホルダ２２で保持したものである。このようなコネクタ部２０はインサート成形などにより作ることができる。
【００２８】
このコネクタ部２０のターミナル２１におけるセンシング部１０側の一端部は、センシング部１０に直結される接合部２１ａとして構成されている。このターミナル２１における接合部２１ａとセンシング部１０においてモールド樹脂１５から突出するリードフレーム１３の一端側とは、はんだ接合や溶接などにより接合されている。
【００２９】
なお、ターミナル２１における接合部２１ａとリードフレーム１３の一端側とは、上記のはんだ接合や溶接により１箇所の接合にて電気的・機械的に接合しても良いし、かしめと溶接あるいはかしめとはんだ接合というように、２箇所接合を行って、機械的接合と電気的接合とを別々の接合箇所に振り分けるようにしても良い。
【００３０】
このようにして直結され一体化したセンシング部１０およびコネクタ部２０は、ＰＰＳやＰＢＴなどの樹脂やセラミックなどを成型することで作られるケース３０に収納されている。
【００３１】
このケース３０は、センシング部１０を収納するセンシング部用ケース部３１およびコネクタ部２０を収納するコネクタ部用ケース部３２とを有する。本例では、さらに、被取付部材Ｋ１にセンサ装置Ｓ１を取り付けるためのフランジ部３３を有する。そして、このケース３０は、その全体が一体に成形されたものである。
【００３２】
ケース３０は、図１に示すように、被取付部材Ｋ１に形成された穴部Ｋ２に挿入される。そして、フランジ部３３には例えばネジ穴３３ａが設けられており、このネジ穴３３ａおよび被取付部材Ｋ１に設けられたネジ穴Ｋ３を介して、センサ装置Ｓ１は被取付部材Ｋ１にネジ結合される。
【００３３】
また、ケース３０におけるコネクタ部用ケース部３２の内部において、コネクタ部２０のホルダ２２は、コネクタ部用ケース部３２との接触部を接着、溶着、熱かしめするなどにより機械的に固定されている。この固定は、気密性を必要とせず簡単な固定のみで十分であり、スナップフィットなどの別部材を用いて行っても良い。
【００３４】
そして、コネクタ部２０のターミナル２１における接合部２１ａとは反対側の他端部２１ｂは、コネクタ部用ケース部３２に形成された開口部３２ａ内にて外部に露出している。そして、このターミナル２１の他端部２１ｂと開口部３２ａとが一体となって雄型コネクタを形成し、外部配線部材と結合可能となっている。
【００３５】
なお、ケース３０におけるフランジ部３３は、センサ装置の種類や形状によってその大きさや向き、個数などが変わる。当然ケース３０にはフランジ部３３が無いものであっても良く、その場合は、別体の金具などの取付部材を用いて、ケース３０と被取付部材Ｋ１とを固定するようにしても良い。
【００３６】
また、被取付部材Ｋ１の穴部Ｋ２とケース３０との間にシール用のＯリングを介在させても良いし、当該穴部Ｋ２の内面およびこれに対応するケース３０の外面にネジを形成し、当該穴部Ｋ２にてケース３０を直接ネジ結合させるようにしても良い。
【００３７】
ケース３０における各部３１〜３３の境界は厳密には決められないが、図示例では、センシング部３０およびターミナル２１における接合部２１ａとリードフレーム１３の一端側との接合部分を収納する比較的細い部分、すなわち被取付部材Ｋ１の下側に位置する部分がセンシング部用ケース部３１である。そして、フランジ部３３は図中、ケース３０における右方へ突出した部分、コネクタ部用ケース部３２は残りの部分である。
【００３８】
このようなセンサ装置Ｓ１においては、センシング素子１１からのセンサ信号を回路素子１２にて処理し、これをリードフレーム１３からターミナル２１を介して外部に出力するようになっている。
【００３９】
ところで、本実施形態では、ケース３０を、センシング部用ケース部３１とコネクタ部用ケース部３２とが一体成形されたものとしたことを特徴としている。つまり、本実施形態は、全体が一体に成形されたケース３０を有し、このケース３０内に、直結され一体化したセンシング部１０およびコネクタ部２０を収納してなることを特徴とする。
【００４０】
それによれば、従来、別々であったセンシング部用ケース部３１とコネクタ部用ケース部３２が一体成形されたケース３０となるので、両ケース部３１、３２の間の接合部が無くなり、気密性の確保といった問題はなくなる。そのため、溶着やポッティングなどのシールのための工程を廃止しても、水分などの液体がセンシング部１０へ侵入するのを防止することができる。
【００４１】
また、加速度センサや角速度センサでは、センシング部用ケース部３１の内部に樹脂をポッティングすると、センサ特性が機能しないが、本実施形態ではそのようなポッティングの必要がないので加速度や角速度のセンサとして適用可能である。つまり、本センサ装置Ｓ１は適用対象が拡がったものとなる。
【００４２】
なお、センシング部１０は、センシング部は目的に応じてセンシングを行うとともにコネクタ部に直結されて電気的に接続されていれば良いものであり、上記構成に限定されない。また、コネクタ部も、センシング部と直結されて一体に接合され、センシング部と外部との電気的な接続を行うものであれば、上記ターミナルとホルダによる構成に限定されるものではない。
【００４３】
要するに、一体化したセンシング部とコネクタ部とはセンサのサブアッシーとして構成されるが、このサブアッシーはセンシングを行うセンシング部および外部との導通をとるためのコネクタ部を持っているものと言うことができる。
【００４４】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係るセンサ装置Ｓ２の概略断面構成を示す図である。ここでは、上記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同一部分には図中、同一符号を付して説明を簡略化することとする。
【００４５】
上記第１実施形態では、センシング部１０とコネクタ部２０とは、ターミナル２１における接合部２１ａとリードフレーム１３の一端側とをはんだや溶接する等によって接合されることで、一体化している。それに対し、本実施形態では、一つの部材により、センシング部におけるセンシング素子搭載用のリード部材の役目とコネクタ部におけるターミナルの役目とを兼用させたものである。
【００４６】
図２に示すように、コネクタ部２０のターミナル２１を、センシング部１０まで延びるものとし、センシング部１０のセンシング素子１１をこのセンシング部１０まで延びたターミナル２１の部分に搭載している。それにより、センシング部１０とコネクタ部２０との電気的導通がなされている。
【００４７】
こうして、上記第１実施形態において存在したリードフレーム１３を不要として、センシング部１０とコネクタ部２０との機械的・電気的接続を実現している。
【００４８】
そして、本実施形態では、一つの部材により、センシング部におけるセンシング素子搭載用のリード部材の役目とコネクタ部におけるターミナルの役目とを兼用できるため、コネクタ部２０とセンシング部１０との電気的・機械的接続のための工数や部品点数を減らすことができ、コストダウンが図れる。
【００４９】
また、本実施形態では、図２に示すターミナル２１をリードフレーム４０に置き換えても同様の効果が得られる。この場合のリードフレーム４０は、上記第１実施形態と同様の材質からなるものにでき、センシング部１０のセンシング素子１１および回路素子１２を搭載するリード部材である。
【００５０】
そして、本実施形態のリードフレーム４０は、図２に示すように、コネクタ部２０にまで延びてコネクタ部２０における外部接続端子を兼用したものである。つまり、このリードフレーム４０のコネクタ部側の端部４０ｂは、コネクタ部用ケース部３２に形成された開口部３２ａ内にて外部に露出し、当該開口部３２ａとともに雄型コネクタを形成し、外部配線部材と結合可能となっている。
【００５１】
なお、図２では示されていないが、このリードフレーム４０におけるコネクタ部２０側の部分は、多重（例えば二重、三重）に折り返した構成とすることで、外部配線部材との接続において強度を確保したものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサ装置の概略断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るセンサ装置の概略断面図である。
【図３】従来の一般的なセンサ装置の構成を示す概略断面図である。
【図４】従来の一般的なセンサ装置のもうひとつの構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…センシング部、２０…コネクタ部、３０…ケース、
３１…センシング部用ケース部、３２…コネクタ部用ケース部。

Claims

センシング部（１０）と、
前記センシング部と一体化され、前記センシング部と外部との電気的接続を行うコネクタ部（２０）と、
前記センシング部を収納するセンシング部用ケース部（３１）および前記コネクタ部を収納するコネクタ部用ケース部（３２）を有するケース（３０）とを備えるセンサ装置において、
前記ケースは、前記センシング部用ケース部と前記コネクタ部用ケース部とが一体成形されたものであることを特徴とするセンサ装置。
前記ケース（３０）は樹脂を成形してなるものであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
前記コネクタ部（２０）は、前記センシング部（１０）まで延びるターミナル（２１）を備えており、
前記センシング部は、センサ信号を出力するセンシング素子（１１）を備えており、
前記センシング素子が、前記センシング部まで延びた前記ターミナルの部分に搭載されることにより、前記センシング部と前記コネクタ部との電気的導通がなされていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。
前記センシング部（１０）は、センサ信号を出力するセンシング素子（１１）をリード部材（４０）に搭載してなるものであり、
前記リード部材は、前記コネクタ部（２０）にまで延びて前記コネクタ部における外部接続端子を兼用したものであることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。