JPH0581718U - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立工数の削減とコストダウンを図り、併せ
て断線等に対する信頼性を高めるためにプリント基板と
コネクタとの間の接続部位を減らす。 【構成】 検出チップ部７とそれに付随する回路部品
８，８…をフレキシブルプリント基板５に装着するとと
もに、蓋体を兼ねたコネクタ９の端子部１０を予めフレ
キシブルプリント基板５に接続してコネクタ９をフレキ
シブルプリント基板５に固定する。フレキシブルプリン
ト基板５をハウジング２内に収容したのち、コネクタ９
を蓋体としてハウジング２に嵌合固定してハウジング２
を密閉する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば車両に搭載されてサスペンション系の制御やエアバッグの作 動制御のために車両の加速度を検出する加速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両に搭載される加速度センサの一つとして半導体タイプと称されるものが普 及しつつある。この半導体タイプの加速度センサは、図６に示すように、ＬＳＩ 技術を利用してシリコン基板５１上に例えばエッチング等の処理により片持ちば り形状の重錘部（振り子部）５２を形成するとともに、その重錘部５２の根元部 にピエゾ抵抗素子の歪みゲージ部５３を形成し、さらに前記重錘部５２と同じシ リコン基板５１上に例えば増幅回路等の信号処理回路部５４を同時に組み込むこ とにより加速度センサの中心となる検出チップ部５５を１チップ化したもので、 前記重錘部５２に加速度（減速度）が加わると、歪みゲージ部５３に歪みが生じ ることから、その変化を電気信号出力として取り出すことを基本としている（類 似技術が、例えば「日経メカニカル」，１９９１年９月２日号（第３５７号）， 日経ＢＰ社発行，Ｐ３２〜３３に記載されている）。

【０００３】 そして、上記のように１チップ化された検出チップ部５５は、図７に示すよう に例えば絶縁性のシリコーンオイル５６等が充填されたケース５７内に封入され て検出ユニット５８としてユニット化された上で、図８，９に示すように他の回 路部品５９，５９…とともにプリント基板６０上に実装され、このプリント基板 ６０はハウジング６１におさめられる。なお、６２はハウジング６１を密閉する ための蓋体で、この蓋体６２には外部機器との接続のためのコネクタ６３が予め 一体に固定され、コネクタ６３はハーネス６４を介してプリント基板６０に接続 されている。

【０００４】 ここで、前記検出ユニット５８の内部にシリコーンオイル５６が充填されてい るのは、万一、加速度作用方向の過大入力が作用した場合に、強度的に弱い重錘 部５２の根元部の変形や破損を防ぐためで、シリコーンオイル５６はその粘性抵 抗により重錘部５２の変位量を規制するオイルダンパーとしての役割をする。

【０００５】 また、上記の構造に代わるものとして、例えば図１０に示すように、プリント 基板６０に接続されたハーネス６５をハウジング６６の外部に引き出して、この ハーネス６５の端末部にコネクタ６３を接続したものもある。なお、６７は蓋体 、６８は穴６９に装着されたシール用のグロメットである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

図８に示した従来の加速度センサの構造においては、プリント基板６０とハー ネス６４、およびハーネス６４とコネクタ６３の端子部とをそれぞれ半田付けに て接続しなければならないために組立工数の増加を招くばかりでなく、半田付け 部位が二箇所となるために断線等に対する接続信頼性の面で必ずしも十分でない 。

【０００７】 また、図１０に示した従来の加速度センサの構造においては、図８に示したも のと異なりコネクタ６３がハウジング６６に固定されていることなく、コネクタ ６３がハーネス６５を介してプリント基板６０に半田付けにて接続されているだ けであるため、コネクタ６３の結合に際してその結合方向が制約されないという 利点を有するものの、プリント基板６０とハーネス６５との接続部およびコネク タ６３とハーネス６５との接続部のうち少なくともいずれか一方については、そ のハーネス６５をハウジング６６の穴６９に引き通した後でなければ半田付け等 による接続作業を行うことができず、その組立作業性の低下により組立工数の増 加を招くほか、接続信頼性の面でも図８に示したものと同様の問題を残している 。

【０００８】 本考案は以上のような課題に着目してなされたもので、組立作業性を改善する ことによって組立工数とコストの低減を図り、併せて接続信頼性の向上を図った 加速度センサの構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、加速度を検出する検出チップ部とこの検出チップ部に付随するその 他の回路部品とをハウジング内に収容して蓋体にて密閉するとともに、外部機器 との接続のためのコネクタを備えた加速度センサにおいて、前記検出チップ部お よび回路部品をフレキシブルプリント基板上に装着するとともに、蓋体を兼ねた コネクタの端子部を予め前記フレキシブルプリント基板に接続することで前記コ ネクタをフレキシブルプリント基板に固定し、前記フレキシブルプリント基板を ハウジング内に収容した上で前記コネクタを蓋体として前記ハウジングに嵌合固 定したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】

この構造によると、フレキシブルプリント基板の採用により、フレキシブルプ リント基板上に検出チップ部やその他の回路部品とともにコネクタを実装した上 で、前記フレキシブルプリント基板を折り曲げながらハウジング内に収納するの と同時に、前記コネクタを蓋体としてハウジングに嵌合固定することができる。 したがって、コネクタ接続のための工数と接続部位とを従来よりも減らすことが できる。

【００１１】

【実施例】

図１の（Ａ），（Ｂ）は本考案の一実施例を示す図で、加速度センサ１の矩形 状のハウジング２内には、樹脂製のベースプレート３と蓋体を兼ねたコネクタ９ とが収容されており、これらのベースプレート３とコネクタ９の上面には互いに 共有する一枚のフレキシブルプリント基板５が図２に示すように接着剤６にて接 着固定されている。そして、前記ベースプレート３はビス４にてハウジング２に 固定されているとともに、蓋体を兼ねたコネクタ９によってハウジング２の内部 が完全に密閉されている。

【００１２】 前記フレキシブルプリント基板５のうちベースプレート３上に位置する部分に は、加速度を検出するための１チップ化された検出チップ部７とその他の周辺回 路の回路部品８，８…とが実装されており、他方、フレキシブルプリント基板５ のうちコネクタ９上に位置する部分には、前記コネクタ９の端子部１０が半田付 けにて接続されている。

【００１３】 前記検出チップ部７は、図６に基づいて先に説明したように、片持ちばり形状 の重錘部５２とその根元部のピエゾ抵抗素子タイプの歪みゲージ部（検出部）５ ３、および増幅回路等の信号処理回路部５４とを共通のシリコン基板５１上に形 成することにより、加速度センサ１の中心となる検出部を実質的に１チップ化し た公知の構造のものである。

【００１４】 そして、前記ベースプレート３のうち検出チップ部７の下側に相当する部分に は図１の（Ｂ）および図３に示すように検出チップ部７よりも十分に大きい円形 の穴１２が形成されており、さらに検出チップ部７が実装されたフレキシブルプ リント基板５についても、前記ベースプレート３側の穴１２とオーバーラップす るようにして検出チップ部７の外側に四つの円形の穴１３が形成されている。し たがって、前記検出チップ部７は、ベースプレート３側の穴１２とフレキシブル プリント基板５側の四つの穴１３とを形成することによって残されたブリッジ部 １４のみによって支えられており、これによって加速度センサ１自体に過大な加 速度入力が作用した場合には前記ブリッジ部１４自体の加速度入力方向の自己弾 性変形によって加速度入力を緩衝させる構造となっている。

【００１５】 なお、必要とされる緩衝効果の度合によっては、ベースプレート３側にのみ穴 １２を形成し、フレキシブルプリント基板５側の複数の穴１３をなくすことも可 能であるが、緩衝効果を高める上ではベースプレート３側の穴１２とフレキシブ ルプリント基板５側の穴１３とを併存させるのが望ましい。

【００１６】 ここで、前記加速度センサ１の組立手順の一例について説明すると、図１の（ Ｂ）に示すように予め展開形状に形成したフラットなフレキシブルプリント基板 ５に対して検出チップ部７や回路部品８，８…あるいはコネクタ９等の必要な部 品を実装して半田付けを施した上で、図２に示したようにフレキシブルプリント 基板５にベースプレート３およびコネクタ９をそれぞれ接着剤６にて接着固定す る。そして、前記ベースプレート３およびコネクタ９が固定されたフレキシブル プリント基板５をその長手方向中央部から二つ折りにするとともに、図１の（Ａ ）に示すようにベースプレート３の外周端面をハウジング２の内周面に合わせな がらハウジング２の開口端面側から内部に挿入してビス４にて固定し、最後にコ ネクタ９をハウジング２に嵌合させて固定する。このような手順で組み立てるこ とにより、前記ブリッジ部１４に加えて、フレキシブルプリント基板５の屈曲部 １５がその自己弾性力によって加速度入力方向の緩衝材として機能することにな る。

【００１７】 したがって、本実施例構造によれば、コネクタ９を検出チップ部７やその他の 回路部品８，８…とともに予めフレキシブルプリント基板５に実装して固定して おくことにより、従来のようにハーネスを使ってプリント基板とコネクタとを接 続する必要がなくなることから、その分だけ組立作業性を改善して組立工数の削 減とコストダウンを図ることができる。しかも、フレキシブルプリント基板５と コネクタ９の端子部１０を直接接続することによって両者の間の接続位置も一箇 所だけとなり、断線等に対する接続信頼性も向上する。

【００１８】 さらに上記の実施例構造によれば、例えば加速度センサ１の車両搭載状態にお いて、検出すべき加速度方向の過大入力が作用した場合には、前記フレキシブル プリント基板５の屈曲部１５が弾性変形して緩衝効果を発揮することにより過大 入力が吸収・緩和される。しかも、図３に示すように加速度センサ１として最も 重要な検出チップ部７はフレキシブルプリント基板５の四箇所のブリッジ部１４ で支えられているだけであるから、同様に前記ブリッジ部１４が入力方向に弾性 変形して過大入力を吸収・緩和する役目をする。これによって検出チップ部７を 過大入力から保護して重錘部５２（図６参照）の根元部での変形や破損を防止す ることができるのである。

【００１９】 図４，５は本考案の他の実施例を示す図で、本実施例では、ハウジング２１ま たは３１と、フレキシブルプリント基板２２および蓋体を兼ねたコネクタ２３等 から構成されて、ビス２４により車体側の取付面２５に固定される加速度センサ １の構造において、図４，５ともに外観形状の同じハウジング２１または３１と 共通のフレキシブルプリント基板２２およびコネクタ２３を使用した上で、図４ では図７と同様の検出チップ部５５を含む検出ユニット５８による加速度検出方 向を上下方向（Ｚ方向）に設定しているのに対し、図５では検出ユニット５８に よる加速度検出方向を水平方向（Ｙ方向）に設定したものである。

【００２０】 なお、図４，５に示すいずれの構造においても、フラットなフレキシブルプリ ント基板２２の上に検出ユニット５８やその他の回路部品２５，２５…とともに コネクタ２３を実装してその端子部２６を半田付けにてフレキシブルプリント基 板２２に接続した上、フレキシブルプリント基板２２のうち検出ユニット５８の 背面側にベースプレート２７を接着固定する。そして、ハウジング２１または３ １内にフレキシブルプリント基板２２を折り曲げて挿入し、最後に蓋体を兼ねた コネクタ２３をハウジング２１または３１に嵌合固定することでハウジング２１ または３１内が密閉される。

【００２１】 本実施例の場合には、前述した第１の実施例と同様の作用効果が得られるのに 加えて、共通の部品を使用しながら加速度センサ１の取付部位や使用態様等に応 じて検出ユニット５８の加速度検出方向（検出ユニットの向き）を任意に設定で きる利点がある。

【００２２】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、検出チップ部およびそれに付随する回路部品を フレキシブルプリント基板上に装着するとともに、蓋体を兼ねたコネクタの端子 部を予め前記フレキシブルプリント基板に接続することで前記コネクタをフレキ シブルプリント基板に固定し、前記フレキシブルプリント基板をハウジング内に 収容した上で前記コネクタを蓋体としてハウジングに嵌合固定した構造としたた め、コネクタを検出チップや回路部品とともに予めフレキシブルプリント基板側 に実装することができ、従来のようにハーネスを介してプリント基板とコネクタ とを接続する必要がなくなることから、その分だけ組立作業性を改善して組立工 数の削減とコストダウンを図ることができ、またフレキシブルプリント基板とコ ネクタとの間の接続部位が一箇所だけとなることによって断線等に対する接続信 頼性も大幅に向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す図で、（Ａ）は加速度
センサの断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のフレキシブルプ
リント基板のみの展開図。

【図２】図１の（Ｂ）のａ−ａ線に沿う断面図。

【図３】図１の（Ｂ）の要部拡大斜視図。

【図４】本考案の他の実施例を示す加速度センサの断面
図。

【図５】本考案の他の実施例を示す加速度センサの断面
図。

【図６】半導体タイプの加速度センサの検出チップ部の
要部拡大斜視図。

【図７】図６に示す検出チップ部を中心として構成され
た加速度検出のための検出ユニットの断面図。

【図８】図７に示す検出ユニットを含む従来の加速度セ
ンサの断面図。

【図９】図８に示す加速度センサのプリント基板のみの
平面説明図。

【図１０】従来の加速度センサの他の例を示す断面図。

【符号の説明】

１…加速度センサ ２…ハウジング ５…フレキシブルプリント基板 ７…検出チップ部 ８…回路部品 ９…コネクタ １０…端子部 １２，１３…穴 １４…ブリッジ部 ２１…ハウジング ２２…フレキシブルプリント基板 ２３…コネクタ ２６…端子部 ３１…ハウジング ５８…検出ユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加速度を検出する検出チップ部とこの検
   出チップ部に付随するその他の回路部品とをハウジング
   内に収容して蓋体にて密閉するとともに、外部機器との
   接続のためのコネクタを備えた加速度センサにおいて、 前記検出チップ部および回路部品をフレキシブルプリン
   ト基板上に装着するとともに、蓋体を兼ねたコネクタの
   端子部を予め前記フレキシブルプリント基板に接続する
   ことで前記コネクタをフレキシブルプリント基板に固定
   し、 前記フレキシブルプリント基板をハウジング内に収容し
   た上で前記コネクタを蓋体として前記ハウジングに嵌合
   固定したことを特徴とする加速度センサ。