專利名稱：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對外部振動(dòng)的抵抗力得到改善的壓力傳感器。
背景技術(shù)：
通常提出的是，通過簡化壓力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到小型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)(例如，國際專利申請公開文本No.JP2003-529070)。
在圖8中表示的是傳統(tǒng)的壓力傳感器的截面示意圖。如圖所示，壓力傳感器是這樣的結(jié)構(gòu)，其包括外殼J1，六邊形殼體J2，和設(shè)備連接器J3。
外殼J1以穿過六邊形殼體的方式被固定到殼體J2。在此外殼J1的一端設(shè)置壓力引入孔J4，帶有振動(dòng)膜的壓力測量單元J5被布置在此壓力引入孔J4的終端部分。該壓力測量單元J5通過具有集成電路的基片J6的接觸表面J7被電連接到基片J6的集成電路。此外，在基片J6中的集成電路通過壓縮彈簧J8(采用字母S形式的板簧)被連接到置于設(shè)備連接器J3的連接器觸點(diǎn)J9。另外，連接器觸點(diǎn)J9被電連接到端子J10。
設(shè)備連接器J3以這樣一種方式被固定到六邊形殼體J2，即覆蓋壓力測量單元J5，基片J6，和壓縮彈簧J8以構(gòu)成一個(gè)插件。此處，設(shè)備連接器J3具有外部連接器(沒有畫出)，于是被電連接到外部設(shè)備。
在上述構(gòu)造中，基片J6中的集成電路通過采用字母S形式的壓縮彈簧J8被電連接到連接器觸點(diǎn)J9。具體地，壓縮彈簧J8的一端通過導(dǎo)電粘接劑被直接連接到基片J6。另一方面，當(dāng)設(shè)備連接器J3被安裝進(jìn)六邊形殼體J2時(shí)，壓縮彈簧J8的另一端被用于與放置在設(shè)備連接器J3中的連接器觸點(diǎn)J9進(jìn)行接觸。通過這種方式，設(shè)定基片J6中的集成電路和連接器觸點(diǎn)J9之間的電連接狀態(tài)。
然而，在上述傳統(tǒng)的具體通過壓縮彈簧J8導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)中，存在一個(gè)問題，當(dāng)壓力傳感器承受外部振動(dòng)時(shí)，壓縮彈簧J8與外部振動(dòng)共振。此時(shí)，壓縮彈簧J8的一端被直接連接到基片J6，但是壓縮彈簧J8的另一端只是被壓縮并定位在連接器觸點(diǎn)J9上。因此，當(dāng)壓縮彈簧J8承受外部振動(dòng)并與之共振時(shí)，可能的是，壓縮彈簧J8的另一端可能成為與連接器觸點(diǎn)J9分離的狀態(tài)，就是說與連接器觸點(diǎn)J9不接觸的狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)這樣的狀態(tài)時(shí)，基片J6與連接器觸點(diǎn)J9電斷開。因此，檢測的壓力值信號不能被輸送給外部。
此外，當(dāng)壓縮彈簧J8產(chǎn)生共振時(shí)，在一些情況下，與連接器觸點(diǎn)J9接觸的壓縮彈簧J8以摩擦連接器觸點(diǎn)J9的方式振動(dòng)。在這種情況中，當(dāng)壓縮彈簧J8的另一端振動(dòng)時(shí)，壓縮彈簧J8和連接器觸點(diǎn)J9被磨損。這會(huì)引起故障，即基片J6的輸出變得不穩(wěn)定并且顯示壓力值的信號含有噪音。
特別是當(dāng)壓力傳感器被安裝在易于振動(dòng)的位置時(shí)(例如，在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域)，容易出現(xiàn)上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能可靠地輸出信號的壓力傳感器，即使當(dāng)壓力傳感器具有外部施加的振動(dòng)時(shí)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在權(quán)利要求1所述的發(fā)明中，壓力傳感器包括具有壓力引入孔(13)的外殼(10)；具有中空圓柱形的桿(20)，其在中空圓柱形的軸線的一端具有受到被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力作用可變形的振動(dòng)膜件(22)，在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；設(shè)置在振動(dòng)膜件上并響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形輸出電信號的傳感件(24)；接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號的基片(30)；具有多個(gè)固有頻率彼此不同的彈簧部分(41，42)的彈簧端子(40)，其中所述彈簧部分的一端(41a，42a)被粘接到基片；和所述彈簧部分的另一端(41b，42b)緊靠著并將輸出信號輸出給外界的端子(50)。
如上所述，通過具有固有頻率彼此不同的彈簧部分的彈簧端子，實(shí)現(xiàn)基片和端子之間的電連接。所以，當(dāng)壓力傳感器受到外部振動(dòng)時(shí)，即使一個(gè)彈簧部分與外部振動(dòng)共振，能防止另一個(gè)彈簧部分與外部振動(dòng)共振。因此，基片中的電路總是能與端子電連接。通過這種方式，提高壓力傳感器抗振動(dòng)以及提高壓力傳感器穩(wěn)定地輸出信號是可能的。
此外，所述彈簧端子處于這種狀態(tài)，各個(gè)彈簧部分的端部部分被直接粘接到基片。就是說，即使當(dāng)壓力傳感器承受外部振動(dòng)時(shí)，能防止彈簧部分被移動(dòng)到基片的表面。即使各個(gè)彈簧部分的另一端共振并振動(dòng)，各個(gè)彈簧部分的另一端與不同頻率的外部振動(dòng)共振并由此摩擦處于不同狀態(tài)的端子。因此，各個(gè)彈簧部分和端子磨損的程度是不同的，并且磨損的程度具有冗余。因此，降低各個(gè)彈簧部分和端子的磨損是可能的。
在如權(quán)利要求2所述的本發(fā)明中，壓力傳感器包括具有壓力引入孔(13)的外殼(10)；具有中空圓柱形的桿(20)，其在中空圓柱形的軸線的一端具有受到被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力易于變形的振動(dòng)膜件(22)，在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；設(shè)置在振動(dòng)膜件上并響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形輸出電信號的傳感件(24)；接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號的基片(30)；具有多個(gè)固有頻率相互不同的彈簧部分(41，42)的彈簧端子(40)；和將輸出信號輸出給外界的端子(50)，其中所述彈簧部分的一端(41a，42a)被粘接到所述端子，所述彈簧部分的另一端(41b，42b)緊靠著設(shè)置在基片上的電極(33)。
即使外部振動(dòng)被施加給壓力傳感器，因?yàn)閺椈啥俗泳哂卸鄠€(gè)固有頻率彼此不同的彈簧部分，只有一個(gè)彈簧部分承受共振效應(yīng)，并且通過不承受共振效應(yīng)的另一個(gè)彈簧部分，基片中的電路總是能被電連接所述端子。因此，即使當(dāng)壓力傳感器承受外部振動(dòng)時(shí)，各個(gè)彈簧部分的另一個(gè)端部與不同頻率的外部振動(dòng)共振并因此摩擦不同狀態(tài)的基片。因此，各個(gè)彈簧部分和基片的磨損程度是不同的，并且磨損的程度具有冗余。因此，降低各個(gè)彈簧部分和基片的磨損是可能的。
在如權(quán)利要求3所述的本發(fā)明中，壓力傳感器還包括被粘接到外殼的連接器罩(60)，所述粘接位置是與在外殼中布置所述桿的表面相反的位置。另外，所述基片具有電極(33)，彈簧部分的另一端部緊靠著該電極，并且每一個(gè)電極(33)形成為在圓(E)的圓周方向伸展的扇形，所述圓(E)的圓心在連接外殼和連接器罩的中心軸線上，并且具有任意半徑。
因?yàn)殡姌O分別以扇形形成，即使當(dāng)連接器罩圍繞其中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述電極沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向被定形。因此，這能擴(kuò)大用于連接的容差程度，直到被粘接到端子的彈簧端子的彈簧部分的另一端脫離電極。因此，當(dāng)外殼被連接到連接器罩時(shí)，由于彈簧部分的另一端脫離所述電極，提高壓力傳感器對外部振動(dòng)的抵抗力并且防止壓力傳感器收得率的下降，改進(jìn)壓力傳感器的可靠性是可能的。
在如權(quán)利要求4所述的本發(fā)明中，壓力傳感器包括具有壓力引入孔(13)的外殼(10)；具有中空圓柱形的桿(20)，其在中空圓柱形的軸線的一端，具有受到被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力作用可變形的振動(dòng)膜件(22)，在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；設(shè)置在振動(dòng)膜件上并響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形輸出電信號的傳感件(24)；接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號的基片(30)；具有多個(gè)固有頻率彼此相同的彈簧部分(43a，43b)的彈簧端子(43)，其中彈簧部分的一端被粘接到基片；和彈簧部分的另一端抵靠著并向外界輸出輸出信號的端子(50，53，55)。另外，彈簧端子的彈簧部分在彈簧部分的彎曲形式上彼此不同。
為了實(shí)現(xiàn)基片和端子之間的電連接，具有固有頻率彼此相同的彈簧部分的彈簧端子以這樣一種方式被置于基片和端子之間，即各個(gè)彈簧部分彎曲形式彼此不同。由此，各個(gè)彈簧部分能具有彼此不同的共振頻率。因此，即使當(dāng)壓力傳感器承受外部振動(dòng)并且一個(gè)彈簧部分與外部振動(dòng)共振時(shí)，另一個(gè)彈簧部分不與外部振動(dòng)共振，于是總能保持基片和端子之間的電連接。通過這種方式，提高壓力傳感器對振動(dòng)的抵抗力并由此壓力傳感器可靠地輸出信號是可能的。
此外，因?yàn)楦鱾€(gè)彈簧部分的一端被固定到基片，即使當(dāng)壓力傳感器承受外部振動(dòng)時(shí)，彈簧部分的另一端與不同頻率的外部振動(dòng)共振，于是彈簧部分的另一端在摩擦基片的狀態(tài)上是彼此不同的。因此，各個(gè)彈簧部分和基片在磨損的程度上彼此不同并且磨損的程度具有冗余。相應(yīng)地，降低各個(gè)彈簧部分和基片的磨損是可能的。
在如權(quán)利要求5所述的本發(fā)明中，壓力傳感器包括具有壓力引入孔(13)的外殼(10)；具有中空圓柱形的桿(20)，其在中空圓柱形的軸線的一端，具有受到被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力易于變形的振動(dòng)膜件(22)，在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；設(shè)置在振動(dòng)膜件上并響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形輸出電信號的傳感件(24)；接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號的基片(30)；具有多個(gè)固有頻率彼此相同的彈簧部分(43a，43b)的彈簧端子(43)；和向外界輸出輸出信號的端子(50)。此處，彈簧部分的一端被粘接到端子，彈簧部分的另一端抵靠再著設(shè)置在基片上的電極(33)。此外，彈簧端子的彈簧部分的彎曲形式彼此不同。
為了實(shí)現(xiàn)基片和端子之間的電連接，具有固有頻率彼此相同的彈簧部分的彈簧端子以這樣一種方式被置于基片和端子之間，即各個(gè)彈簧部分彎曲形式彼此不同。由此，各個(gè)彈簧部分能具有彼此不同的共振頻率。因此，即使當(dāng)外部振動(dòng)被施加給壓力傳感器時(shí)，各個(gè)彈簧部分中只有一個(gè)承受共振效應(yīng)。于是，通過另一個(gè)不承受共振效應(yīng)的彈簧部分，總能保持基片和端子之間的電連接，并且即使當(dāng)壓力傳感器承受外部振動(dòng)時(shí)，壓力傳感器總能輸出信號。
此外，因?yàn)楦鱾€(gè)彈簧部分的一端被固定到基片，即使當(dāng)壓力傳感器承受外部振動(dòng)時(shí)，彈簧部分的另一端與不同頻率的外部振動(dòng)共振，于是彈簧部分的另一端在摩擦基片的狀態(tài)上是彼此不同的。因此，各個(gè)彈簧部分和基片在磨損的程度上彼此不同并且磨損的程度具有冗余。相應(yīng)地，降低各個(gè)彈簧部分和基片的磨損是可能的。
在如權(quán)利要求6所述的本發(fā)明中，壓力傳感器還包括被粘接到外殼的連接器罩(60)，所述粘接位置是與在外殼中布置所述桿的表面相反的位置。另外，所述基片具有電極(33)，彈簧部分的另一端部緊靠著該電極，并且每一個(gè)電極(33)形成為在圓(E)的圓周方向伸展的扇形，所述圓(E)的圓心在連接外殼和連接器罩的中心軸線上，并且具有任意半徑。
所述電極形成為扇形，并且所述電極沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向被定形。因此，這能擴(kuò)大用于連接的容差程度，直到被粘接到端子的彈簧端子的彈簧部分的另一端脫離電極。因此，當(dāng)外殼被連接到連接器罩時(shí)，由于彈簧部分的另一端脫離所述電極，提高壓力傳感器對外部振動(dòng)的抵抗力并且防止壓力傳感器收益的下降，改進(jìn)壓力傳感器的可靠性是可能的。
如權(quán)利要求7所述的本發(fā)明中，所述彈簧部分形成為在該部分的一端和另一端構(gòu)造的字母V的形狀。通過這種方式，所述彈簧部分能形成為字母V的形狀。
如上所述在括號內(nèi)的各種裝置的參照序號指示各種裝置和在下述實(shí)施例中所述的具體裝置之間的對應(yīng)關(guān)系。


圖1是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓力傳感器的截面示意圖。
圖2(a)和2(b)是第一實(shí)施例的彈簧端子的示意圖，其中圖2(a)是彈簧端子附近的示意圖，圖2(b)是從圖2(a)中箭頭A剖開的視圖。
圖3(a)和3(b)是第二實(shí)施例的彈簧端子的示意圖，其中圖3(a)是彈簧端子附近的示意圖，圖3(b)是從連接器罩一側(cè)看時(shí)的基片的視圖。
圖4是是第三實(shí)施例的彈簧端子附近的示意圖。
圖5(a)，5(b)和5(c)是表示第一實(shí)施例中的彈簧端子的圖6(a)，6(b)和6(c)是表示第二實(shí)施例中的彈簧端子的圖7(a)，7(b)，7(c)和7(d)是表示第三實(shí)施例中的彈簧端子的實(shí)施例的視圖。
圖8是現(xiàn)有技術(shù)中壓力傳感器的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例(第一實(shí)施例)此后，將參照相應(yīng)

本發(fā)明的第一實(shí)施例。在此實(shí)施例中所述的壓力傳感器被用在壓力傳感器承受幾KHz振動(dòng)的位置，例如在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)和類似的位置。
圖1是第一實(shí)施例中壓力傳感器100的截面示意圖。如圖所示，壓力傳感器100被構(gòu)造成包括外殼10，桿20，基片30，彈簧端子40，端子50，和連接器罩60。
外殼10是由金屬制成并且通過切削，冷鍛或者類似的加工而成的中空外罩，并且具有螺紋部分11，通過螺紋配合其能被連接到要測量的本體。所述螺紋部分11形成在外殼10一端的外圓周表面上。一個(gè)孔從形成在外殼10一端的開口12延伸到外殼10的另一端，就是說，壓力引入孔13形成在外殼10內(nèi)，并且此壓力引入孔13被用作壓力引入通道。
桿20是由金屬制成的中空圓柱體的件，并且具有形成在桿20的外圓周部分上的陽螺紋部分21，以被擰緊到形成在外殼10的壓力引入孔13上的陰螺紋14，于是被外殼10容納。此桿20在它的軸線一端具有受到被引進(jìn)外殼10的壓力變形的薄振動(dòng)膜22，并在另一端具有與振動(dòng)膜22連通的通道23。所述通道23和外殼10的壓力引入孔13成為連通狀態(tài)，于是要被測量的本體的壓力從壓力引入孔13被輸送給振動(dòng)膜22。
此外，由單晶硅制成并用于感知壓力的傳感芯片24被安裝在桿20的振動(dòng)膜22上。此傳感芯片24具有集成電路，當(dāng)振動(dòng)膜22受到被引入桿20內(nèi)的壓力作用而變形時(shí)，傳感芯片24充當(dāng)?shù)氖莻鞲屑?應(yīng)變計(jì))的作用，即將響應(yīng)變形的電阻變化轉(zhuǎn)化為電信號并將該電信號輸出。
具體地，當(dāng)振動(dòng)膜22受到引入桿20內(nèi)的壓力而變形時(shí)，按照該變形，使放置在振動(dòng)膜22上的傳感芯片24上的應(yīng)變計(jì)變形。此時(shí)，通過由此變形導(dǎo)致的壓電電阻效應(yīng)，應(yīng)變計(jì)的電阻被改變。因此，通過感知這種電阻的變化，能測量施加給應(yīng)變計(jì)的壓力，即被引進(jìn)桿20的壓力。然后，響應(yīng)傳遞給振動(dòng)膜22的壓力，傳感芯片24產(chǎn)生電信號。這對壓力傳感器100的基本性能有影響。
基片30包括集成電路芯片31，它具有將傳感芯片24感知的信號轉(zhuǎn)換為輸出給外界的信號的功能；用于處理該信號的電路和布線圖案。具體地，傳感芯片24和基片30被粘接并且通過電線32相互被電連接，于是傳感芯片24的信號被輸入到基片30上布置的電路和集成電路芯片31。通過粘接劑或者類似的，此基片30處于這樣一種狀態(tài)，即被放置在容納桿20的外殼10的上面。
彈簧端子40用于電連接基片30中的電路和端子50，并且由兩側(cè)被彎成彈簧形式的金屬板制成。此外，此彈簧端子40由例如磷青銅、鈹銅、鈦青銅、不銹鋼或者類似的材料制成，并且通過導(dǎo)電粘接劑被直接粘接到布置基片30的電極的位置。用作彈簧端子40的彈簧的部分緊靠著端子50，于是基片30能被電連接到端子50。
此外，由于用于此實(shí)施例壓力傳感器100的端子50的數(shù)量是3個(gè)，如后面所述，三個(gè)彈簧端子40被布置在基片30上。每一個(gè)彈簧端子40被電連接到每一個(gè)端子50。
端子50被制成L字母形式的棒形零件，并且被放置在連接器罩60內(nèi)部。此外，端子50的底部部分51采用平的形狀(見圖2(a)，這將在后面說明)，用作上述彈簧端子40的彈簧的部分被用于緊靠著此底部部分51。在此實(shí)施例中，用于啟動(dòng)壓力傳感器100的電源供應(yīng)、用于接地和用于輸出信號的三個(gè)端子50被置于連接器罩60內(nèi)。端子50的頂部被連接到外部連接器(沒有畫出)，并通過配線零件電連接到壓力傳感器100外部的其它電路等。
連接器罩60是用于輸出由壓力傳感器100感知的壓力值信號的連接器，并且由樹脂或者類似材料制成。通過O形環(huán)70，連接器罩60被安裝在外殼10的另一端，以將連接器罩60壓縮在這樣狀態(tài)的方式，固定外殼10的另一端。由此，連接器罩60與外殼10成為整體而構(gòu)成一個(gè)包裝外殼，用于防止布置在該包裝外殼內(nèi)的傳感芯片24、基片30、電連接等受潮和受到外部的機(jī)械力作用。
接著，參照圖2說明上述的彈簧端子40。圖2是用于此實(shí)施例的彈簧端子40的示意圖，其中圖2(a)是彈簧端子40的周圍區(qū)域的示意圖，圖2(b)是從圖2(a)的箭頭A看時(shí)的視圖。
如上所述，彈簧端子40由單個(gè)金屬板制成。具體地，彈簧端子40具有這樣的結(jié)構(gòu)，該金屬板的兩側(cè)被彎曲以形成多個(gè)板簧部分，即兩個(gè)彈簧部分41，42。每一個(gè)彈簧部分41，42具有成字母V形的端部41a和另一個(gè)端部41b，或端部42a和另一個(gè)端部42b。在此實(shí)施例中，如圖2(a)所示，由于在該金屬板兩端的彎曲部分長度彼此不同，彈簧部分41，42之一比另一個(gè)更易彎曲。然后，彈簧部分41，42的一端41a，42a被粘接到基片30。
在此實(shí)施例中，構(gòu)成彈簧端子40的金屬板的厚度為0.08mm。此外，金屬板的寬度為1.2mm，但是在此金屬板兩端上的每一個(gè)彎曲部分的寬度為1.0mm。如上所述，在金屬板中，被粘接到基片的部分其寬度被制造得大于形成彈簧的部分的寬度，這是因?yàn)榛?0上的粘接面積被擴(kuò)大以可靠地將彈簧端子40固定在基片30上。
此外，金屬板兩端的彎曲部分之一具有的長度為，例如2.5mm，另一部分具有的長度為5.0mm。因?yàn)樵诮饘侔鍍啥说膹澢糠珠L度彼此不同，各個(gè)彈簧部分41，42的固有頻率彼此不同。
在具有如圖2(b)所示構(gòu)造的彈簧端子40中，當(dāng)彈簧端子40，即各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b被端子50向基片30方向壓縮時(shí)，各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b成為緊靠著端子50?？傊?dāng)各個(gè)彈簧部分41，42被端子50壓縮時(shí)，由于各個(gè)彈簧部分41，42的回復(fù)力，各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b成為與端子50的底部緊密接觸的狀態(tài)，于是彈簧端子40能被電連接到端子50。
在具有上述構(gòu)造的壓力傳感器100中，振動(dòng)膜22受到從壓力引入孔13引入的壓力而被拉緊，于是響應(yīng)它的應(yīng)力顯示為電阻的電信號被輸出到基片30。然后，此電信號通過基片30中的電路被轉(zhuǎn)換為輸出信號，此輸出信號通過彈簧端子40從基片30中的電路被輸出到端子50，于是壓力被感知。
象這樣，當(dāng)機(jī)械振動(dòng)被施加給壓力傳感器100時(shí)，彈簧端子40的彈簧部分41，42與機(jī)械振動(dòng)可能產(chǎn)生共振。當(dāng)機(jī)械振動(dòng)的頻率幾乎等于彈簧部分的固有頻率時(shí)，共振產(chǎn)生。然而，由于彈簧端子40設(shè)置有兩個(gè)固有頻率彼此不同的彈簧部分41，42，即使彈簧部分41，42之一與機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生共振，另一個(gè)彈簧部分不會(huì)與機(jī)械振動(dòng)共振。因此，即使當(dāng)機(jī)械振動(dòng)被施加給壓力傳感器100時(shí)，也能維持基片30中的電路與端子50之間的電連接，因此壓力傳感器100能輸出穩(wěn)定的信號。
基片30中的電路與端子50之間的電連接通過具有兩個(gè)固有頻率彼此不同的彈簧部分41，42的彈簧端子實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)壓力傳感器100受到外部振動(dòng)時(shí)，即使兩個(gè)彈簧部分41，42之一與外部振動(dòng)可能產(chǎn)生共振，另一個(gè)彈簧部分不會(huì)與外部振動(dòng)產(chǎn)生共振。因此，基片30中的電路與端子能可靠地彼此電連接。借此，提高壓力傳感器100對振動(dòng)的抵抗力并由此使壓力傳感器輸出穩(wěn)定的信號是可能的。
此外，在彈簧端子40中，各個(gè)彈簧部分41，42的一端41a，42a的寬度大于另一端41b，42b的寬度，以擴(kuò)大在基片30的粘接面積。因此，即使當(dāng)壓力傳感器100受到外部振動(dòng)時(shí)，彈簧部分41，42與基片30有關(guān)的表面不會(huì)振動(dòng)。由此，即使當(dāng)各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b振動(dòng)時(shí)，各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b不會(huì)摩擦端子50。因此，防止彈簧部分41，42和端子50上的磨損是可能的。
(第二實(shí)施例)在此實(shí)施例中，將只說明與第一實(shí)施例不同的部分。該實(shí)施例不同于第一實(shí)施例之處在于彈簧端子40被粘接到端子50。
圖3是此實(shí)施例中彈簧端子40的示意圖，其中圖3(a)是彈簧端子40的周圍區(qū)域的示意圖，圖3(b)是從連接器觸頭60一側(cè)看時(shí)基片30的視圖。
如圖3(a)所示，彈簧端子40處于被粘接到端子50的底部51的狀態(tài)。例如通過電阻焊，所述彈簧端子40被粘接到端子50的底部。此處，對于在此實(shí)施例中使用的彈簧端子40，采用和第一實(shí)施例中一樣的零件。
此外，如圖3(b)所示，基片30具有以這樣的方式被布置在其上的電極33，即電極33通過彈簧端子40被電連接到端子50。每一個(gè)電極33形成為在圓E的圓周方向延伸的形狀，即形成為扇形的形狀，該圓E的圓心在裝配外殼和連接器罩的中心軸線上，具有任意半徑。彈簧端子40的各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b緊靠著那些均形成為扇形的電極33，于是基片30中的電路被電連接到端子50。
在這種方式中，如同第一實(shí)施例中，因?yàn)榛?0中的電路通過多個(gè)固有頻率彼此不同的彈簧部分41，42被電連接到端子50，提高壓力傳感器100對外部振動(dòng)的抵抗力是可能的。
此外，每一個(gè)電極33均形成為扇形。因此，即使當(dāng)連接器罩60相對裝配的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被粘接到端子50的彈簧端子40各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b沿著電極33移動(dòng)，因?yàn)殡姌O33的形狀是沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向形成的。因此，裝配容差能被放大到各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b脫離電極33為止。因此，各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b總是能與放置在基片30上的扇形寬電極33接觸，由此，壓力傳感器100能可靠地輸出信號。
因?yàn)楦鱾€(gè)彈簧部分41，42的一端41a，42a處于與端子50粘接的狀態(tài)，即使當(dāng)壓力傳感器100受到外部振動(dòng)時(shí)，彈簧部分41，42與不同頻率的外部振動(dòng)共振，結(jié)果在磨損的程度上是不同的，并且磨損的程度具有冗余。因此，防止彈簧端子40和電極33的磨損是可能的。
另外，當(dāng)外殼10與連接器罩60連接時(shí)，各個(gè)彈簧部分41，42的另一端41b，42b能可靠地與電極33接觸。因此，防止壓力傳感器100收德率的降低并提高壓力傳感器100的可靠性是可能的。
(第三實(shí)施例)在此實(shí)施例中，只說明與第一和第二實(shí)施例不同的部分。在上述第一和第二實(shí)施例中，采用了其中各個(gè)彈簧部分的固有頻率不同的彈簧端子40。然而，在此實(shí)施例中，使用的彈簧端子其各個(gè)彈簧部分具有一樣的固有頻率，并且該彈簧端子的布置狀態(tài)被改變，于是各個(gè)彈簧部分與外部振動(dòng)產(chǎn)生共振的頻率，被設(shè)定成彼此不同。之后，將參照圖4進(jìn)行說明。
圖4是依照本實(shí)施例的彈簧端子43的周圍部分的示意圖。首先，在此實(shí)施例中，彈簧端子43由單個(gè)金屬板制成并且具有的結(jié)構(gòu)為，將該金屬板的兩側(cè)彎曲以形成多個(gè)即兩個(gè)彈簧部分43a，43b。此外，在該金屬板兩側(cè)的彎曲部分被制成長度彼此相同，并且各個(gè)彈簧部分43a，43b具有一樣的固有頻率。因此，各個(gè)彈簧部分43a，43b以一樣的固有頻率共振。象這樣的彈簧端子43通過釬料S1，S2被焊接到基片30。在彈簧端子43中，金屬板的厚度是例如0.08mm，并且該金屬板的寬度是例如1.2mm。
如圖4所示，這些釬料S1，S2在彈簧端子43的縱向方向上的長度彼此不同。具體地，假設(shè)在彈簧端子43的與基片30表面相對的部分中縱向方向的中間點(diǎn)為M1，各個(gè)釬料S1，S2在各個(gè)彈簧部分一側(cè)的各個(gè)端部在位置上相對中間點(diǎn)M1是不對稱的。
通過這種方式布置釬料S1，S2，在各個(gè)彈簧部分43a，43b中，從各個(gè)釬料S1，S2在各個(gè)彈簧部分一側(cè)的各個(gè)端部開始的各個(gè)部分充當(dāng)板簧的作用。就是說，充當(dāng)板簧的位置在各個(gè)彈簧部分43a，43b之間是不同的，由此各個(gè)彈簧部分43a，43b在彎曲形狀上彼此不同。因此，各個(gè)彈簧部分43a，43b與施加給壓力傳感器100的振動(dòng)產(chǎn)生共振的頻率在各個(gè)彈簧部分43a，43b之間不同。因此，在如圖4所示的布置釬料S1，S2的基礎(chǔ)上，通過在基片30上放置彈簧端子43，該端子具有固有頻率一樣的各個(gè)彈簧部分43a，43b，各個(gè)彈簧部分43a，43b能產(chǎn)生共振的頻率能分別被改變?yōu)椴煌念l率。
如上所述，在本實(shí)施例中，具有一樣的固有頻率的彈簧部分43a，43b以彎曲形狀彼此不同的方式被放置在基片30和端子50之間。由此，使得各個(gè)彈簧部分43a，43b產(chǎn)生共振的頻率彼此不同是可能的。因此，即使當(dāng)壓力傳感100受到外部振動(dòng)并且各個(gè)彈簧部分43a，43b之一與外部振動(dòng)產(chǎn)生共振時(shí)，另一個(gè)彈簧部分不會(huì)與外部振動(dòng)產(chǎn)生共振，于是總能保持基片30和端子50之間的電連接。通過這種方式，提高壓力傳感器100對振動(dòng)的抵抗力并且對于壓力傳感器100可靠地輸出信號是可能的。
另外，因?yàn)楦鱾€(gè)彈簧部分43a，43b的一端被固定在基片30，即使當(dāng)壓力傳感器100受到外部振動(dòng)時(shí)，各個(gè)彈簧部分43a，43b的另一端與不同頻率的外部振動(dòng)產(chǎn)生共振，各個(gè)彈簧部分43a，43b的另一端在摩擦基片30的狀態(tài)上是彼此不同的。因此，各個(gè)彈簧部分43a，43b和基片30在磨損的程度上是彼此不同的并且磨損的程度具有冗余。因此，降低各個(gè)彈簧部分43a，43b和基片30的磨損是可能的。
(第四實(shí)施例)在本實(shí)施例中，只說明不同于第一至第三實(shí)施例的部分。在上述第三實(shí)施例中，通過釬料S1，S2彈簧端子43被放置在基片30上。然而，類似于第二實(shí)施例，在上述第三實(shí)施例中彈簧端子43可被粘接到端子50的底部。在這種情況下，正如在第三實(shí)施例中，彈簧端子43可通過釬料S1，S2被焊接到端子50的底部51?？傊?，當(dāng)各個(gè)彈簧部分43a，43b的一端被粘接到端子50的底部51時(shí)，它們以不同的彎曲形式被置于端子50和基片30之間。在本實(shí)施例中，采用和在第三實(shí)施例中使用的一樣的彈簧端子43。
因此，類似于第二實(shí)施例。圖4所示的彈簧端子43能被粘接到端子50的底部51。在這種情況下，使用在第二實(shí)施例中使用的端子50。
此外，在第二實(shí)施例中，基片30具有布置在它上面的扇形電極33(見圖3(b))，彈簧端子43的彈簧部分43a，43b的另一端緊靠著這些扇形電極33以電連接基片30中的電路和端子50。
如上所述，到目前為止，具有一樣的固有頻率特性的彈簧端子43通過釬料S1，S2被焊接到端子50的底部51，并且使得彈簧部分43a，43b彼此的彎曲形狀不同。由此，各個(gè)彈簧部分43a，43b產(chǎn)生共振的頻率彼此不同。因此，即使當(dāng)壓力傳感器100存在施加給它的振動(dòng)時(shí)，通過不受共振效應(yīng)影響的彈簧部分43a，43b之一，總能維持基片30中的電路和端子50之間的電連接。因此，提高壓力傳感器100對外部振動(dòng)的抵抗力是可能的。
另外，因?yàn)閺椈刹糠?3a，43b的一端被固定在端子50，即使當(dāng)壓力傳感器100承受外部振動(dòng)時(shí)，彈簧部分43a，43b的另一端與不同頻率的外部振動(dòng)產(chǎn)生共振。因此，彈簧部分43a，43b的另一端在它們摩擦基片30的狀態(tài)方面是彼此不同的，并且由此彈簧部分43a，43b和基片30在磨損的程度上彼此不同，磨損的程度具有冗余。因此，降低彈簧部分43a，43b和基片30的磨損是可能的。
(其它實(shí)施例)在第一和第二實(shí)施例中，在彈簧端子40中位于金屬板兩側(cè)的彈簧部分41，42以不同的長度被彎曲，以使得它們的固有頻率彼此不同，但是這只是一個(gè)實(shí)施例。就是說，也能通過其它方法使得各個(gè)彈簧部分41，42的固有頻率彼此不同。因此，在圖5和圖6中表示出彈簧端子的各種實(shí)施例。此處，圖6(a)至6(c)是當(dāng)從端子50一側(cè)看時(shí)彈簧端子82，83的視圖。
圖5(a)是彈簧端子45的視圖，其中各個(gè)彈簧部分45a，45b的厚度彼此不同。在這種方式中，通過使得各個(gè)彈簧部分45a，45b厚度彼此不同，使得各個(gè)彈簧部分45a，45b的固有頻率彼此不同。
圖5(b)是彈簧端子46的視圖，其中各個(gè)彈簧部分46a，46b的寬度彼此不同。在這種方式中，提供寬度彼此不同的各個(gè)彈簧部分46a，46b也是值得推薦的。
此外，圖5(c)是說明具有兩個(gè)彈簧部分47a，47b的彈簧端子47的視圖，其中彈簧部分47a具有在它中間形成的孔H。在這種方式中，通過在兩個(gè)彈簧部分47a，47b之一中形成孔H，使得各個(gè)彈簧部分47a，47b在重量上彼此不同是可能的，并且因此使得各個(gè)彈簧部分47a，47b在固有頻率上彼此不同是可能的。
還有，圖6(a)是彈簧端子82的視圖，其中一個(gè)彈簧部分82b的形狀和另一個(gè)彈簧部分82a的形狀不同。如圖6(a)所示，彈簧部分82b具有在其中形成的深槽CU。該槽CU能使得各個(gè)彈簧部分82a，82b的固有頻率彼此不同。此處，槽CU不限于圖6(a)所示的形式。例如，金屬板在槽CU左右側(cè)的寬度可以彼此不同，而且槽CU可以制作得淺一些。
圖6(b)是說明彈簧端子83的視圖，其中各個(gè)彈簧部分83a，83b由不同材料的金屬板制成。通常，通過改變彈性(彈性系數(shù))和密度，改變金屬板的固有頻率。圖6(b)所示的實(shí)施例使用了這種特性。即，各個(gè)彈簧部分83a，83b的一部分例如由磷青銅制成，另一部分例如由鈹銅制成。然后，這些部分被連接到金屬板的端部以制成彈簧端子83。在這種方式中，通過由不同材料制成的各個(gè)彈簧部分83a，83b，使得彈簧部分83a，83b的固有頻率彼此不同。
圖6(b)中所示的彈簧端子83的各個(gè)彈簧部分83a，83b能由一樣的材料制成。在這種情況下，通過由不同等級的材料制造各個(gè)彈簧部分83a，83b，使得各個(gè)彈簧部分83a，83b的固有頻率彼此不同。
圖6(c)是說明彈簧端子84的視圖，其中各個(gè)彈簧部分84a，84b的曲率彼此不同。如圖6(c)所示，一個(gè)彈簧部分84a的曲率半徑R1和另一個(gè)彈簧部分84b的曲率半徑R2不同。由此，使得各個(gè)彈簧部分84a，84b的固有頻率彼此不同。
還有，在圖2，圖3(a)，圖5和圖6所示的彈簧端子40，45至47，82至84采用一塊金屬板的兩側(cè)被彎曲的結(jié)構(gòu)，但是彈簧端子40，45至47，82至84的結(jié)構(gòu)不限于這種結(jié)構(gòu)。即，制備兩個(gè)(或者多個(gè))固有頻率彼此不同的彈簧部分是可能的。例如，彼此獨(dú)立的彈簧端子40的單個(gè)彈簧部分41，42可以被分別粘接到基片30。當(dāng)在這種方式下，基片30中的電路通過固有頻率彼此不同的彈簧部分被電連接到端子50時(shí)，即使壓力傳感器100承受來自外部的振動(dòng)，不與振動(dòng)承受共振的彈簧部分能維持基片30和端子50之間的電連接。類似地，在圖4所示的彈簧端子43中，可以使用彼此獨(dú)立的各個(gè)彈簧部分43a，43b。
在上述的各個(gè)彈簧端子40，45至47中，提供了一種金屬板的兩側(cè)被彎曲(bent)的結(jié)構(gòu)，但是彈簧端子可以形成金屬板的兩側(cè)被彎曲成弧形(curved)的形狀。即使彈簧部分以類似這樣的彎曲成弧形形成，如果兩個(gè)弧形部分的固有頻率彼此不同，它們能產(chǎn)生和上述彈簧端子一樣的效果。
在第三實(shí)施例中，改變在彈簧端子43中被粘接到基片30的釬料S1，S2的長度，由此改變各個(gè)彈簧部分43a，43b的彎曲形狀，于是使得各個(gè)彈簧部分43a，43b的共振頻率彼此不同。然而，這只是一個(gè)實(shí)施例。就是說，通過其它方法也能使得各個(gè)彈簧部分43a，43b的共振頻率彼此不同。此后，彈簧端子的實(shí)施例表示在圖7中。
圖7(a)是說明彈簧端子43的各個(gè)彈簧部分43a，43b緊靠著在其底部具有臺階ST的端子53的狀態(tài)視圖。如圖7(a)所示，臺階ST形成在端子53的底部。當(dāng)彈簧端子43的各個(gè)彈簧部分43a，43b緊靠著端子53的底部時(shí)，由于此臺階ST，各個(gè)彈簧部分43a，43b以不同的高度與底部接觸。由此，使得各個(gè)彈簧部分43a，43b彼此有不同的彎曲形狀并且由此使得它們的共振頻率彼此不同是可能的。此臺階ST的高度例如為，從0.1mm至1.0mm。
圖7(b)是說明槽CL形成在端子43的各個(gè)彈簧部分43a，43b中的彈簧部分43b一側(cè)的狀態(tài)視圖。如圖7(b)所示，通過在彈簧部分43b一側(cè)切割基片30形成槽CL，彈簧部分43b成為漂浮狀態(tài)。由此，使得各個(gè)彈簧部分43a，43b彼此有不同的彎曲形狀并由此使得各個(gè)彈簧部分43a，43b與不同的共振頻率共振是可能的。這里，該槽CL可以形成在彈簧部分43a的一側(cè)。此外，該槽CL形成在各個(gè)彈簧部分43a，43b的一側(cè)，但是它可以形成為任何形狀。
圖7(c)是說明彈簧端子43的各個(gè)彈簧部分43a，43b緊靠著端子55的底部的狀態(tài)視圖。該端子55的底部被彎曲成相對于基片30表面為傾斜的。如圖所示，端子55的底部不平行于基片32的表面，而是彎曲和傾斜的。即，彈簧端子43的各個(gè)彈簧部分43a，43b以不同的高度緊靠著端子55的底部。由此，使得各個(gè)彈簧部分43a，43b彼此處于不同的彎曲形狀并由此使得各個(gè)彈簧部分43a，43b在共振頻率上彼此不同。當(dāng)端子55的底部被彎曲成相對基片30傾斜時(shí)，使得在各個(gè)彈簧部分43a，43b的接觸部分之間有高度差，例如為大約0.05mm。
圖7(d)是說明通過釬料S3彈簧端子43被焊接到基片30的狀態(tài)視圖。如圖7(d)所示，釬料S3的兩端就彈簧端子43的中間點(diǎn)MI而言處于不對稱的位置。由此，使得各個(gè)彈簧部分43a，43b彼此彎曲形狀不同，并且由此使得各個(gè)彈簧部分43a，43b的共振頻率彼此不同。
這里，圖7(d)所示的釬料S3的情況和在圖4中所示的釬料S1，S2之間的部分被填滿之后的情況相同?？傊鐖D4或者圖7(d)所示，按照基片30的電路設(shè)計(jì)使釬料導(dǎo)電是可能的。
在如圖5至圖7所示的實(shí)施例中，不必說，類似第二實(shí)施例，彈簧端子43，45至47，82至84可被粘接到端子50的底部51。
如上所述，在已經(jīng)說明的實(shí)施例中，彈簧端子43，45至47，82至84被用于壓力傳感器100。然而，彈簧端子43，45至47，82至84不僅能夠用于上述壓力傳感器100，而且還能用于包括承受振動(dòng)的任何場合。
權(quán)利要求
1.一種壓力傳感器，包括外殼(10)，其具有壓力引入孔(13)；桿(20)，其具有中空圓柱形，在中空圓柱形的軸線的一端具有振動(dòng)膜件(22)，該振動(dòng)膜件(22)在被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力作用下可變形，該桿(20)在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；傳感件(24)，其設(shè)置在振動(dòng)膜件上并輸出響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形的電信號；基片(30)，其接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號；彈簧端子(40)，其具有多個(gè)固有頻率彼此不同的彈簧部分(41，42)，其中所述彈簧部分的一端(41a，42a)被粘接到基片；和端子(50)，其與所述彈簧部分的另一端(41b，42b)緊靠著并將輸出信號輸出給外界。
2.一種壓力傳感器，包括外殼(10)，其具有壓力引入孔(13)；桿(20)，其具有中空圓柱形，在中空圓柱形的軸線的一端具有振動(dòng)膜件(22)，該振動(dòng)膜件(22)在被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力作用下可變形，該桿(20)在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；傳感件(24)，其設(shè)置在振動(dòng)膜件上并輸出響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形的電信號；基片(30)，其接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號；彈簧端子(40)，其具有多個(gè)固有頻率彼此不同的彈簧部分(41，42)；和端子(50)，其將輸出信號輸出給外界，其中所述彈簧部分的一端(41a，42a)被粘接到所述端子，所述彈簧部分的另一端(41b，42b)緊靠著設(shè)置在基片上的電極(33)。
3.如權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，還包括被粘接到外殼的連接器罩(60)，所述粘接位置是與在外殼中布置所述桿的表面相反的位置，其中所述基片具有所述電極(33)，彈簧部分的另一端部緊靠著該電極，并且每一個(gè)電極(33)形成為在一圓(E)的圓周方向延伸的扇形，所述圓(E)的圓心在連接外殼和連接器罩的中心軸線上，并具有任意半徑。
4.一種壓力傳感器，包括外殼(10)，其具有壓力引入孔(13)；桿(20)，其具有中空圓柱形，在中空圓柱形的軸線的一端具有在被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力作用下可變形的振動(dòng)膜件(22)，在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；傳感件(24)，其設(shè)置在振動(dòng)膜件上并響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形輸出電信號；基片(30)，其接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號；彈簧端子(43)，其具有多個(gè)固有頻率彼此相同的彈簧部分(43a，43b)，其中彈簧部分的一端被粘接到基片；和端子(50，53，55)，其與彈簧部分的另一端緊靠著并向外界輸出所述輸出信號，其中彈簧端子的彈簧部分在彈簧部分的彎曲形式上彼此不同。
5.一種壓力傳感器，包括外殼(10)，其具有壓力引入孔(13)；桿(20)，其具有中空圓柱形，在中空圓柱形的軸線的一端具有在被引進(jìn)外殼內(nèi)的壓力作用下可變形的振動(dòng)膜件(22)，在該軸線的另一端具有與壓力引入孔連通的通道(23)；傳感件(24)，其設(shè)置在振動(dòng)膜件上并響應(yīng)振動(dòng)膜件的變形輸出電信號；基片(30)，其接收電信號并響應(yīng)該電信號產(chǎn)生輸出信號；彈簧端子(43)，其具有多個(gè)固有頻率彼此相同的彈簧部分(43a，43b)；和端子(50)，其將所述輸出信號向外界輸出，其中，彈簧部分的一端被粘接到端子，彈簧部分的另一端抵靠著設(shè)置在基片上的電極(33)，其中彈簧端子的彈簧部分的彎曲形式彼此不同。
6.如權(quán)利要求5所述的壓力傳感器，還包括被粘接到外殼的連接器罩(60)，所述粘接位置是與在外殼中布置所述桿的表面相反的位置，其中所述基片具有所述電極(33)，彈簧部分的另一端部緊靠著該電極，并且每一個(gè)電極(33)形成為在一圓(E)的圓周方向延伸的扇形，所述圓(E)的圓心在連接外殼和連接器罩的中心軸線上，并具有任意半徑。
7.如權(quán)利要求1-6中任一所述的壓力傳感器，其中所述彈簧部分形成為在該部分的一端和另一端構(gòu)造的字母V的形狀。
全文摘要
一種彈簧端子(40)具有這樣的結(jié)構(gòu)其具有由一塊單個(gè)金屬板的兩側(cè)被彎曲而形成的兩個(gè)彈簧部分(41，42)。在具有這樣結(jié)構(gòu)的彈簧端子中，兩個(gè)彈簧部分(41，42)的固有頻率彼此不同。為此，當(dāng)外部振動(dòng)被施加給壓力傳感器時(shí)，即使彈簧端子(40)的兩個(gè)彈簧部分(41，42)之一與外部振動(dòng)產(chǎn)生共振，另一個(gè)彈簧部分能保持基片(30)中的電路與端子(50)之間的電連接。
文檔編號G01L19/00GK1806164SQ20058000055
公開日2006年7月19日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者宮川治彥, 小田輝夫 申請人:株式會(huì)社電裝