物理量测量装置的制作方法

本发明涉及具备传感器模组的物理量测量装置。

背景技术：

作为物理量测量装置，有测量压力的压力传感器。作为该压力传感器，有下述应变仪式的压力传感器：将通过被导入的被测量流体的压力而变位的隔膜部和筒状部一体地形成，在隔膜部中的与被测量流体接触的面相反侧形成有检测隔膜部的变位的检测部。

作为该应变仪式压力传感器的以往例，有下述传感器：在感压元件上形成有应变仪电阻，将感压元件和输出端子用柔性电路基板连接，在该柔性电路基板上作为电子零件而搭载asic，并且将端部安装在连接器上（文献1：特开2006－78379号公报）。

作为应变仪式以外的压力传感器的以往例，有下述静电电容式压力传感器：在壳体中收存有具有隔膜的电容型压力检测元件，在电容型压力检测元件之上配置有带条件的电子电路（文献2：特开2011－257393号公报）。

在文献2的以往例中，压力检测元件具有陶瓷基体、和设在该陶瓷基体上且通过被测量流体的压力而变位的隔膜。在陶瓷基体的与隔膜相反侧的面上设有带条件的电子电路。带条件的电子电路与搭载在连接器壳体上的检测装置端子电气地连接。

作为应变仪式以外的压力传感器的其他以往例，有下述静电电容式压力传感器：在壳体中收存有可变电容器（文献3：特开平11－94668号公报）。

在文献3的以往例中，可变电容器具有收存在壳体中的坚硬的基板和设在该基板上的挠性的隔膜，在基板上设有信号调整电路。在壳体中设有连接器，安装在该连接器上的连接器端子与信号调整电路电气地连接。

在应变仪式的压力传感器中，要求将asic等电子零件以不与隔膜部干涉的方式设置。因此，电子零件的设置位置被限制，在文献1的以往例中，电子零件安装在柔性基板上。为了将电子零件安装到柔性基板上，必须将柔性基板固定，电子零件向柔性电路基板的安装作业变复杂。而且，必须在安装着电子零件的状态下将柔性基板与感压元件电气地连接，所以压力传感器的组装作业的效率较差，制造成本变高。

文献2及文献3的以往例是静电电容式，所以当设置电子零件时不发生上述应变仪式特有的课题。

即，在文献2的以往例中，带条件的电子电路由于在压力检测元件的与隔膜相反侧的面上与隔膜离开设置，所以不会与隔膜干涉。并且，在文献2的以往例中，没有公开用来将带条件的电子电路与检测装置端子电气地连接的具体的手段。

同样，在文献3的以往例中，由于信号调整电路设在与隔膜离开的坚硬的基板上，所以不会与隔膜干涉。并且，在文献3的以往例中，没有公开用来将连接器端子与信号调整电路电气地连接的具体的手段。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种不使测量精度下降而能够容易地进行组装作业的物理量测量装置。

本发明的物理量测量装置的特征在于，具备传感器模组、壳体、连接器、终端端子和有弹性的导电性部件，上述壳体收存上述传感器模组，上述连接器设在上述壳体上，上述终端端子设在上述连接器上，上述导电性部件配置在上述传感器模组与上述连接器之间的空间中且设在上述终端端子与上述传感器模组之间；上述传感器模组具有模组主体、检测部和垫，上述模组主体为陶瓷制，且具有通过被导入的被测量流体的压力而变位的隔膜部及一体地形成在上述隔膜部上的筒状部，上述检测部形成在上述隔膜部中的位于与上述被测量流体接触的面相反侧的平面上，且检测上述隔膜部的变位；上述垫经由电子零件与上述检测部电气地连接，且形成在与比上述隔膜部的平面靠径向外侧相邻的平面上；上述垫与上述导电性部件连接；上述电子零件配置在上述筒状部的平面上。

在本发明中，在壳体中收存传感器模组，将导电性部件的一端与终端端子的端部连接，以将传感器模组覆盖的方式将连接器安装到壳体上。通过将连接器安装到壳体上，导电性部件弹性变形而被垫推压，被可靠地连接。导电性部件的另一端与垫被固定。因此，能够容易地进行终端端子与垫的电气的连接作业。

而且，在本发明中，电子零件和垫配置在模组主体中的处于与隔膜部的平面不同的位置处的筒状部的平面上。因此，即使被测量流体被导入到传感器模组中而隔膜部变位，由于该变位不会被电子零件等妨碍，所以也能够进行物理量的适当的测量。此外，隔膜部的变位不会给电子零件带来机械性的影响。进而，连接导电性部件的垫由于不是形成在传感器模组中的隔膜部而是形成在筒状部的平面上，所以即使弹性部件用其弹性力推压垫，隔膜部的变位也不会被妨碍。

并且，由于电子零件配置在从隔膜部在径向上离开的筒状部的平面上，所以与在隔膜部的平面上配置电子零件的情况相比，垫的位置及大小不会被限制。即，如果将电子零件设置到筒状部的平面的一部分上，则在设置有电子零件的区域的夹着隔膜部的相反侧的区域中产生较大的空间，所以能够在该空间中配置用来与外部电气地连接的垫等。

进而，由于模组主体是陶瓷制的硬质部件，所以通过对其将电子零件直接安装到模组主体上，与向容易挠曲的柔性电路基板安装电子零件的文献1的以往例相比，能够容易地进行电子零件向传感器模组的电气的连接作业。

在本发明中，优选的是以下结构：上述筒状部一体地形成在上述隔膜部的周缘部上，并且在上述筒状部的内周上形成有装接在上述壳体上的被装接部；在上述筒状部的被装接部上，形成有台阶部，上述台阶部具有沿上述筒状部的径向延伸的模组侧平坦面。

在该结构中，由于在筒状部上形成有台阶部，所以能够将筒状部的平面中的与台阶部对应的部分也作为用来设置电子零件的空间利用，容易配置电子零件。并且，位于比筒状部的台阶部靠开口侧的被装接部由于其内径比隔膜部的直径大，所以能够使装接模组主体的对象物的外径较大。

在本发明中，优选的是以下结构：在上述筒状部的平面上设有温度测量元件。

在该结构中，能够通过温度测量元件进行温度修正。被测量流体的热经由陶瓷制的模组主体被向温度测量元件正确地传递，能够使温度修正的精度提高。温度测量元件即使设置在模组主体的从被导入被测量流体的一侧的部位离开的位置，测量精度也不怎么下降。特别是，由于设置温度测量元件的场所是筒状部，不是隔膜部，所以不通过温度测量元件阻碍隔膜部的变位。另外，在本发明中，温度测量元件既可以是向筒状部的平面安装的芯片零件，或者也可以是将印刷等在筒状部的平面上的膏烧制而形成的，其具体的结构没有限制。

相对于此，在文献3中，由于温度反应热敏电阻配置在隔膜的被导入被测量流体的一侧，所以温度反应热敏电阻在被测量流体的压力较大的情况下，给测量精度带来影响。此外，在被测量流体具有导电性的情况下，由于给温度测量精度带来影响，所以需要热敏电阻的绝缘涂层等。

在本发明中，优选的是以下结构：上述连接器敛缝嵌合在上述壳体上。

在该结构中，连接器向壳体的连接作业变得容易。

在本发明中，优选的是以下结构：在上述连接器上形成有卡止用突起，在上述传感器模组的外周上形成有与上述卡止用突起卡止的卡止用槽。

在该结构中，由于连接器相对于传感器模组被阻止旋转，所以垫与导电性部件的连接部位、导电性部件与终端端子的连接部位不会偏移。

在本发明中，优选的是以下结构：上述壳体具有突出部，上述突出部在外周部上装接上述筒状部的被装接部且在内部形成有导入上述被测量流体的导入孔；在上述突出部上，形成有与上述模组侧平坦面对置的壳体侧平坦面；在上述模组侧平坦面与上述壳体侧平坦面之间配置有o形环。

在该结构中，不需要仅在壳体上形成用来设置o形环的截面コ字状的槽的作业，用来保持o形环的构造变得简单。即，只要在突出部的基端侧形成壳体侧平坦面就可以，所以与在突出部上形成コ字状槽的情况相比，槽加工较容易。

附图说明

图1是表示有关本发明的第1实施方式的物理量测量装置的整体的剖视图。

图2是物理量测量装置的从与图1不同的方向表示的剖视图。

图3是表示连接器的主要部的剖视图。

图4是有关本发明的第1实施方式的传感器模组的俯视图。

图5是将传感器模组的一部分剖断的侧视图。

图6是表示有关本发明的第2实施方式的物理量测量装置的整体的图，是相当于图2的图。

具体实施方式

基于附图说明本发明的实施方式。

基于图1至图5说明本发明的第1实施方式。

在图1及图2中，表示第1实施方式的物理量测量装置的整体结构。

在图1及图2中，物理量测量装置具备壳体1、收存在壳体1中的传感器模组2、设在壳体1上的连接器3、分别设在连接器3上的3条终端端子4、和将终端端子4与传感器模组2电气地连接的连接部件5而构成。

壳体1是具有接头部11、凸缘部12和套筒部13的金属制部件，上述接头部11形成有将被测量流体导入的导入孔1a，上述凸缘部12从接头部11的中央部分沿径向延伸而形成，上述套筒部13一体形成在凸缘部12的外周部上。在本实施方式中测量的被测量流体中，包括水等液体及空气等气体。

接头部11的一端部是与未图示的被安装部拧合的螺纹部14。接头部11的另一端部是设有传感器模组2的突出部15。

在突出部15的中间部分设有前端部的直径比基端部小的阶差。该阶差的平面是与突出部15的轴向正交的平面，为沿径向延伸的壳体侧平坦面15a。在突出部15的前端部，形成有随着朝向前端而直径变小的倾斜面15b。

被凸缘部12、突出部15及套筒部13分隔的空间s是用来收存传感器模组2的空间。空间s与以规定宽度的俯视环状形成在凸缘部12的外周平面部上的凹部s1连通。凹部s1是为了将传感器模组2的角部收存而形成的。凹部s1的平面从传感器模组2的底面离开。

用来收存传感器模组2的空间s的俯视形状是圆形，传感器模组2的俯视形状是大致圆形，它们的直径大致相等。

套筒部13的开口端为将连接器3敛缝嵌合的卡止部13a。

在图3中表示连接器3的概要。

在图1至图3中，连接器3是具备基部31和主体部32的合成树脂制零件，上述基部31被卡止部13a保持且为环状，上述主体部32一体形成在该基部31上且支承终端端子4。

在基部31的与主体部32相反侧的端部3a的外周部上，形成有用来将卡止部13a卡止的肩部31a。基部31的比肩部31a靠开口端侧为凹部31b。在凹部31b与套筒部13的内周之间，设有由o形环构成的密封部件33。

在基部31的内周中的夹着轴芯相互位于相反侧的部分上形成有卡止用突起31c。卡止用突起31c在俯视中形成为矩形状（参照图4）。

在基部31的内周，形成有与模组主体20的角部卡合的台阶部31s（参照图2）。因此，即使由被从接头部11的导入孔1a导入的被测量流体对模组主体20向浮起的方向作用力，也由于模组主体20与连接器3的台阶部31s卡合且连接器3由卡止部13a敛缝固定在接头部11上，所以模组主体20不会浮起。

主体部32具有镶嵌成形有终端端子4的板部32a、和一体形成在板部32a的外周缘部上的筒部32b。

在图1及图2中，终端端子4是l型的金属件，构成l型的一方的长尺寸部其基端卡止在板部32a上并且从中央部到前端而在筒部32b的内部露出。终端端子4的构成l型的另一方的长尺寸部对置于板部32a。

连接部件5具有导电性部件51和弹性部件52，上述导电性部件51一端与终端端子4的另一方的长尺寸部电气地连接，另一端与传感器模组2连接，且具有弹性，上述弹性部件52将导电性部件51的另一端朝向传感器模组2施力。

导电性部件51是将板状部件弯折而形成的连结金属件。通过连结金属件的弹性力将导电性部件51的一端向终端端子4施力，将导电性部件51的另一端向传感器模组2施力。另外，导电性部件51的一端与终端端子4之间及导电性部件51的另一端与传感器模组2根据需要用导电性粘接剂或熔接（未图示）粘接固定。

弹性部件52是硅橡胶制的方柱状的缓冲件，其一端部嵌合在形成于连接器3的基部31上的凹部31d中。弹性部件52的另一端抵接在导电性部件51的另一端上。

在图4及图5中表示传感器模组2的具体的结构。

在图4及图5中，传感器模组2具备具有隔膜部21及一体形成在隔膜部21的周缘部上的筒状部22的陶瓷制的模组主体20、检测隔膜部21的变位的检测部23、与检测部23电气地连接的垫24、和分别设在模组主体20上的电子零件25及温度测量元件26而构成。

隔膜部21是通过从接头部11导入的被测量流体的压力而变位的部件，形成为较薄的圆板状。隔膜部21中的与突出部15对置的面为与被测量流体接触的面（参照图1及图2）。

隔膜部21的与被测量流体接触的面相反侧的面是形成检测部23的平面21a。

检测部23具有形成在4个部位的应变仪23a、和与这些应变仪23a连接的导电图案（未图示）。

在筒状部22的外周部上，与筒状部22的轴向平行地分别形成有外周槽20a和卡止用槽20b。

外周槽20a为了当在传感器模组2的平面上图案印刷检测部23或导电图案（未图示）等时，将传感器模组2用未图示的定位装置定位而使用。

为了正确地进行传感器模组2的定位，外周槽20a的配置为非等间隔地配置的3个部位。即，这些外周槽20a中的两个部位的外周槽20a夹着传感器模组2的轴芯处于相互相反侧的位置，在与这些两个部位的外周槽20a中的某一方接近的位置配置着其余1个部位的外周槽20a。

卡止用槽20b是为了相对于连接器3限制传感器模组2的周向的移动而与连接器3的卡止用突起31c卡止的结构，在本实施方式中，匹配于卡止用突起31c而分别形成在夹着筒状部22的轴芯相互为相反侧的位置。另外，容许卡止用槽20b和卡止用突起31c的传感器模组2的轴向的移动。

两个部位的卡止用槽20b分别为俯视矩形状，并且以开口端相互朝向相反侧的方式形成。

筒状部22其内周为用来装接在壳体1上的被装接部27。在被装接部27的隔膜部21的附近，形成有具有沿筒状部22的径向延伸的模组侧平坦面22a的台阶部27a。被装接部27中的比台阶部27a靠开口端侧对置于突出部15的外周（参照图1及图2）。

如图1及图2所示，在模组侧平坦面22a与壳体1的壳体侧平坦面15a之间配置有o形环6。模组侧平坦面22a和壳体侧平坦面15a限制o形环6的突出部15的轴向的移动，在传感器模组2装接在突出部15上的状态下相互平行。

模组侧平坦面22a和壳体侧平坦面15a分别使筒状部22的径向的宽度尺寸与o形环6的厚度尺寸相同或稍小，以使o形环6被筒状部22和突出部15夹持。

突出部15的从壳体侧平坦面15a到倾斜面15b的轴向尺寸只要至少有o形环6的厚度尺寸就可以。

如图4及图5所示，在筒状部22上，形成有分别设置垫24、电子零件25及温度测量元件26的平面22b。平面22b形成在与隔膜部21的平面21a的径向外侧相邻且与平面21a同面上。

垫24配置在3个部位，分别连接在导电性部件51的端部上。在垫24与检测部23之间形成有导电性图案（未图示），导电性图案与电子零件25及温度测量元件26电气地连接。

电子零件25夹着平面21a与垫24相反地配置，具备1个asic电路251和多个电容器252。

温度测量元件26是经由模组主体20检测被测量流体的温度的芯片零件。

为了组装以上的结构的物理量测量装置，首先，用陶瓷制作模组主体20。

为了制作模组主体20，可以采用各种方法。例如向未图示的金属模填充陶瓷粉末而形成成形体，将该成形体烧结。此时，在金属模中，预先在金属模内设置用来形成模组侧平坦面22a的台阶部。由此，形成模组侧平坦面22a作为成形体的一部分。

将成形体向未图示的烧制炉投入，在以规定温度烧制后，从烧制炉取出。

在这样制作的模组主体20的隔膜部21或筒状部22的平面21a、22b上，形成检测部23、垫24、导电图案保护层。并且，将电子零件25及温度测量元件26安装到筒状部22的平面22b上。

进而，将金属的块体进行磨削加工等，形成壳体1。此时，在加工壳体1的同时，在突出部15上形成壳体侧平坦面15a。也制造构成物理量测量装置的其他零件。

然后，在壳体1的突出部15的外周部上装接o形环6，将安装着电子零件25及温度测量元件26、其他需要的部件的传感器模组2向突出部15装接。

进而，将终端端子4通过镶嵌成形一体化到连接器3上。将弹性部件52向连接器3的凹部31d嵌入，通过熔接等使终端端子4与导电性部件51的一端连接，在垫24上涂敷导电性粘接剂等，将连接器3向壳体1推入，用弹性部件52将导电性部件51的另一端向垫24推压。导电性部件51的另一端和垫24例如通过导电性粘接剂固定。

然后，将连接器3敛缝到壳体1上。

因而，在本实施方式中能够起到以下的作用效果。

（1）由于在壳体1中收存传感器模组2，在壳体1上设置连接器3，在连接器3上设置终端端子4，在终端端子4与传感器模组2的垫24之间设置有弹性的导电性部件51，所以通过将连接器3安装到壳体1上，导电性部件51弹性变形，与终端端子4的端部可靠地连接。因此，能够容易且可靠地进行终端端子4与垫24的电气的连接作业。

并且，由于传感器模组2具备在隔膜部21的周缘部上一体地形成有筒状部22的模组主体20、形成在隔膜部21的平面21a上的检测部23、和在筒状部22中与比平面21a靠径向外侧相邻的平面22b上分别设置的垫24及电子零件25，所以即使被测量流体被导入到传感器模组2中而隔膜部21变位，由于该变位不会被垫24及电子零件25妨碍，所以也能够进行物理量的适当的测量。由于电子零件25被配置在筒状部22的平面22b的一部分上，所以成为在夹着隔膜部21的平面21a的相反侧的位置处产生垫用的空间，所以能够容易地进行垫24的形成。由于模组主体20是陶瓷制的硬质部件，所以能够容易地进行电子零件25的电气的连接作业。

（2）由于在形成于筒状部22的内周上的被装接部27上形成有具有模组侧平坦面22a的台阶部27a，所以能够将筒状部22的平面22b中的相当于台阶部的部分也作为用来设置电子零件25的空间利用，另一方面，筒状部22的位于比台阶部27a靠开口侧的被装接部27由于其内径比隔膜部21的直径大，所以能够使装接模组主体20的突出部15的外径较大。

（3）由于在筒状部22的平面22b上设有温度测量元件26，所以即使在模组主体20的从被导入被测量流体的一侧的部位离开的位置设置温度测量元件26，测量精度也不怎么会下降。并且，温度测量元件26设在筒状部22上，没有设在隔膜部21上，所以不会因温度测量元件26阻碍隔膜部21的变位。

（4）由于将导电性部件51由连结金属件构成，将其一端用弹性部件52朝向垫24施力，所以能够可靠地进行导电性部件51与垫24的连接。

（5）由于连接器3敛缝嵌合到壳体1上，所以连接器3向壳体1的连接作业变得容易。并且，在连接到壳体1上之后，连接器3难以从壳体1脱离。

（6）通过形成在连接器3上的卡止用突起31c与形成在传感器模组2的外周上的卡止用槽20b相互卡止，相对于连接器3阻止传感器模组2旋转，导电性部件51与垫24及终端端子4的连接部位不会偏移。因此，能够避免伴随着断线的不良状况。

（7）由于在壳体1的突出部15上形成有与模组侧平坦面22a对置的壳体侧平坦面15a，在模组侧平坦面22a与壳体侧平坦面15a之间配置有o形环6，所以用来保持o形环的构造变得简单。

接着，基于图6说明本发明的第2实施方式。

第2实施方式与第1实施方式相比，弹性的导电性部件的结构不同，其他结构与第1实施方式相同。另外，在第2实施方式的说明中，与第1实施方式相同或同样的结构赋予相同的附图标记而省略说明。

图6是相当于第1实施方式的图2的图。

在图6中，弹性的导电性部件7是设在终端端子4与传感器模组2的垫24之间的螺旋弹簧。螺旋弹簧仅通过来自垫24的推压而与终端端子4固定。另外，在连接器3上，设有导引螺旋弹簧的未图示的导引部。

在第2实施方式中，物理量测量装置的组装次序与第1实施方式大致相同。

在第2实施方式中，除了能够起到与第1实施方式的（1）～（3）（5）～（7）同样的效果以外，还能够起到以下的效果。

（8）由于使导电性部件7为设在终端端子4与传感器模组2的垫24之间的螺旋弹簧，所以与将导电性部件51由连结金属件构成且将该连结金属件的端部用由缓冲件构成的弹性部件向模组主体20施力的第1实施方式相比，零件件数减少，能够使物理量测量装置的结构变简单。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够达到本发明的目的的范围内的变形、改良等包含在本发明中。

例如，在上述各实施方式中，将直接设置到筒状部22的平面22b上的电子零件25由asic电路251和电容器252构成，但在本发明中，也可以仅为它们的一方，还可以代替这些电子部件而使用放大电路。

在上述各实施方式中，在形成于筒状部22的内周上的被装接部27上形成了具有模组侧平坦面22a的台阶部27a，但在本发明中，并不一定需要在筒状部22的被装接部27上形成台阶部27a。

在上述各实施方式中，为了限制o形环6的沿着突出部15的轴向的移动，在与筒状部22的轴向正交的方向上延伸而形成模组侧平坦面22a，在与突出部15的轴向正交的方向上延伸而形成壳体侧平坦面15a，但在本发明中，只要能够限制o形环6的移动，也可以是其他结构，例如是在突出部15上形成保持o形环6的槽的结构。

进而，陶瓷制的传感器模组2及壳体1的加工方法并不限定于上述实施方式。例如，也可以将作为传感器模组2的基体的模组主体20用金属模等成形，将该模组主体20切削或磨削加工而加工模组侧平坦面22a。

此外，在筒状部22的平面22b上设置温度测量元件26，但温度测量元件26只要根据需要设置就可以，根据物理量测量装置的机种，不需要设置温度测量元件26。

即使是在筒状部22的平面22b上设置温度测量元件26的情况，温度测量元件26也并不限定于芯片零件。例如，温度测量元件26也可以是将印刷等在筒状部22的平面22b上的膏烧制而形成的结构。

进而，在上述各实施方式中，壳体1由金属制部件形成，但在本发明中，也可以由合成树脂部件形成接头。

此外，将电子零件25夹着平面21a配置在与垫24相反侧，但并不限定于此。例如，只要传感器模组2的平面21a是较大的面积，也可以使电子零件25与垫24相邻。

进而，在上述各实施方式中，作为物理量测量装置例示压力传感器进行了说明，但在本发明中并不限定于此，例如可以也应用到压差传感器或温度传感器中。