CN100545580C - 检测装置及转动角度传感器 - Google Patents

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Abstract

提供一种检测装置和转动角度传感器，可减小基板的弯曲应力，避免电路断线，剥离，和焊接图案的开裂，提高可靠性和降低生产成本。检测装置包括由箱体(11)和箱盖(12)组成的外箱(13)。箱体(11)的支撑座(16)有装配凸块(17)，装配凸块(17)嵌入安装了检测元件的印刷基板(15)的装配孔(15a)，以固定印刷基板(15)的位置。装配凸块(17)有自其外周面凸起的肋状凸条(18)，肋状凸条(18)通过与相应的印刷基板(15)的装配孔(15a)的内周面接触，发生弹性或塑性变形，使印刷基板(15)在沿支撑座(16)的支撑面的方向上定位。箱盖(12)的凸块(19)发生弹性或塑性变形，把基板(15)压向支撑座(16)的支撑面，以使基板(15)夹紧在凸块(19)和支撑面间，在垂直于支撑座(16)的支撑面的方向上定位。

Description

检测装置及转动角度传感器
技术领域
本发明涉及一种检测装置及转动角度传感器，特别是关于，将固定了检测如磁性等物理量的检测元件的基板安装在外箱内的预定位置的检测装置及转动角度传感器。
背景技术
目前，在将安装了元件的基板固定在外箱内而组成的混合集成电路和各种传感器等电子装置中，外箱由箱体和附着于箱体开口处的箱盖组成，基板被箱体和盖夹紧而固定于外箱内的预定位置。例如，专利文献1揭示了树脂箱装配结构，如图11所示，其中印刷板61安装在树脂箱64内，由构成树脂箱64的箱体部分62和箱盖63夹紧。箱体部分62包括带有斜体65a的肋65，调节印刷板61倾斜度的凸块66，而箱盖63上形成有凸起件67，凸起件67把印刷板61压向斜体65a，以使凸块66与斜体65a把印刷基板61固定在树脂箱64内。
在上面所述对印刷基板的装配结构中，当箱盖63安装在箱体62上时，印刷板61也同样固定在树脂箱64内。所以，安装简易而效率高。但是，存在以下问题。即如图12所示，假定D代表箱盖63固定在箱体62上时的、箱体62的凸块66的末端与箱盖63的凸起件67的末端间的距离，T为印刷基板61的厚度，把印刷基板6夹在凸块66和凸起件67间的条件是D≤T。在这种情况下，印刷基板61的弯曲量等于T-D。由于箱体62，箱盖63，凸块66和凸起件67的尺寸误差，距离D也有误差α。因此，为了把印刷基板61夹在凸块66和凸起件67之间，距离D需要减小α值或更多。
然而，当凸块66的末端和凸起件67的末端间的距离D减小时，印刷基板61的弯曲量T-D会增加。这增加了印刷基板61的弯曲应力，也导致印刷基板61的电路断线，剥离，焊接图像开裂的更多的发生。而且，当为了减小印刷板61的弯曲应力，而增加箱体62和箱盖63的尺寸精确度，减小α值，生产成本又会增加。
专利文件1：日本的未经审查的专利申请申请公开号：H9-326567
发明内容
发明所要解决的问题
本发明旨在提供降低基板的弯曲应力，从而避免如电路断线，剥离，焊接图像开裂等故障发生，提供高可靠性和低生产成本的检测装置和转动角度传感器。
解决问题的技术方案
为了达到所述目标，本发明的检测装置中，承托检测物理量的检测元件的基板，安装在一个包括箱体和装配在箱体开口处的箱盖的外箱中，通过箱盖和箱体固定在外箱内的预定位置。箱体包括一从箱体内底面凸起的支撑座，以支撑基板。箱盖包括凸向支撑座的凸起件，以使基板夹在凸起件和支撑座之间。支撑座包括嵌入基板的装配孔内的装配凸块，以使基板固定在支撑座上。装配凸块有自其外周面沿半径方向凸起的肋状凸条。箱盖的凸起件由可发生弹性或塑性变形的材料组成并与上述基板接触。上述装配凸块的肋状凸条与基板的装配孔内周面接触，并由可发生弹性或塑性变形的材料组成。
本发明的检测装置中，通过装配凸块的肋装凸条的弹性或塑性变形，基板在沿支撑座的支撑表面方向定位在外箱内的预定位置上。同样，通过箱盖的凸起件的末端的弹性或塑性变形，把基板压向箱体的支撑座的支撑表面，从而将基板夹在中间，定位在预定的位置上，垂直于支撑座的支撑表面。在这种情况下，即使根据箱盖，箱体，基板的装配孔的预期尺寸误差，装配凸块的直径和凸起件的凸起长度增加，也因为装配凸块的肋状凸条和凸起件发生弹性或塑性变形，可使装配凸块的肋状凸条和箱盖的凸起件对基板的压力减小，从而使基板应力减小。
本发明的转动角度传感器，承托检测轴的转动量的检测元件的基板安装在包括箱体和装配在箱体开口处的箱盖的外箱内，上述轴穿过箱体延伸向箱盖，可转动地安装在外箱中，通过箱盖和箱体把基板固定在外箱内预定的位置上。箱体包括从箱体的内底面凸起的支撑座，以支撑基板，箱盖包括凸向支撑座的凸起件，以把基板夹在凸起件和支撑座之间。支撑座包括嵌入基板的装配孔的装配凸块，以使基板固定在支撑座上。装配凸块包括有自其外周面沿半径方向凸起的肋状凸条。箱盖的凸起件与基板接触并由可发生弹性或塑性变形的材料组成，装配凸块的肋状凸条与基板的装配孔的内周面接触并由可发生弹性或塑性变形的材料组成。
本发明的转动角度传感器中的作用与以上所述的检测装置相似。而且，根据用户对可靠性和成本的要求，用同样的外箱，可制造出接触检测轴的转动量的接触型传感器和非接触地检测轴的转动量的非接触型传感器，同类型的外箱可被多类转动角度传感器普遍使用。
本发明的转动角度传感器中，当检测元件以非接触的方式检测轴的转动量时，因为以非接触方式检测轴的转动量，没必要用到检测轴的转动量所需的电接触装置。所以，避免了电接触装置所产生的特有问题，例如，噪音和接触不良导致的转动信号的检测失败等。
检测元件可以是通过检测附着于轴的磁性发生部的磁场的来检测轴的转动量的磁性检测元件。通过磁性检测元件检测磁性发生部的磁场，以非接触的方式检测轴的转动量。这避免了如噪音和接触不良导致的转动信号检测失败等的问题。
检测元件可以包括与轴联动的电接触装置和输出与电接触装置的接触位置相应的电信号的变换元件。在这种情况下，可以用电接触装置和转换元件来检测轴的转动量，成本相对低而规格等易改变。
或者，检测元件可以是附着于基板的电位计。通常，电位计的成本低，只要通过简单改变安装在基板的电位计的规格就可以较易改变转动传感器的规格。
本发明的检测元件或者转动角度传感器中，当箱盖安装在箱体的开口处，箱体和箱盖其中的一方有固定爪，与另一方上形成的固定件相扣合。通过所谓的简易安装结构，箱盖安装在箱体的开口处。固定爪可以带有倾斜件。这使固定爪和固定件容易扣合，箱体和箱盖通过倾斜件与固定件相接实现稳固安装。
另外，箱体和箱盖可以相互熔接或粘接。箱盖熔接或粘接到箱体开口处时，外箱的密封性提高。
本发明的有益效果
如以上所述的本发明，即使根据外箱的箱盖，箱体和基板的装配孔的预期尺寸误差，装配凸块的直径和凸起件的凸起长度增加，也会因为装配凸块的肋状凸条和凸起件发生的弹性或塑性变形，而减小装配凸起的肋状凸条和箱盖的凸起件对基板的压力，基板产生的应力就减小。因此，可以避免因为基板的变形造成的电路断线，剥离，和焊接图案的开裂的产品不合格现象，得到可靠的产品。而且，提高了生产效率和成品率。因此，大大降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明的第一个实施例(检测装置)纵向剖视图。
图2是图1主要部分的扩大的剖视图。
图3是装配凸起嵌入基板装配孔，其肋状凸条压接在装配孔内周面的说明图。
图4是本发明的第二个实施例(转动角度感应器)的纵向剖视图。
图5是图4沿X-X线的剖视图。
图6是本发明的第三个实施例(转动角度传感器)的纵向剖视图。
图7是本发明的第四个实施例(转动角度传感器)的纵向剖视图。
图8是本发明的第五个实施例(转动角度传感器)的纵向剖视图。
图9是本发明的第五个实施例的固定爪的变形例的横断面剖视图。
图10是装配凸块的肋状凸条的变形例的横断面剖视图。
图11是现有技术的箱体结构的横断面视图。
图12是图11的箱体结构存在问题的说明图。
具体实施方式
以下参考附图，描述本发明的检测装置和角度转动传感器实施例。
实施例1
图1是本发明第一个实施例的检测装置纵向剖视图，图2是检测装置的局部放大剖视图。检测装置10包括由箱体11和装配在箱体111的开口处11a上并通过粘合剂等固定的箱盖12组成的外箱13。承托如感应磁场的霍尔元件等的检测元件14的印刷基板15安装在箱体11中。印刷基板15通过箱盖12和箱体11安装在外箱13内的预定的位置，如下面描述。
箱体11包括自箱体11内底面凸起的支撑座16，以承托印刷基板15。支撑座16上有2个以上装配凸块17。装配凸块17垂直地突出于承托印刷基板15的支撑面。如图3所示，装配凸块17恰好嵌入印刷基板15的装配孔15a，从而固定印刷基板15。每个装配凸块17有自外周面沿半径方向凸起的肋状凸条18。
支撑座16，装配凸块17和肋状凸条18，都是与箱体11成一体地、由可弹性或塑性变形的树脂材料组成。如图3所示，因为所述树脂材料的上述特性，通过与印刷基板装配孔15a内周面接触，每个装配凸块17的肋状凸条18发生弹性或塑性变形。
通过装配凸块17的肋状凸条18的弹性或塑性变形，印刷基板15支撑座16的支撑面方向上定位在外箱13内。
箱盖12由树脂材料组成，包括向箱体11的支撑座16凸起的凸起件19。印刷板15夹在凸起件19的末端19a和支撑座16间。凸起件19(盖12)引导末端19a与印刷基板15接触，由可发生弹性或塑性变形的材料所组成。通过凸起件19的弹性或塑性变形，印刷基板15压向箱体11中的支撑座16的支撑面。因此，印刷板15夹在凸起件19和支撑座间，在垂直于支撑座16的支撑面的方向上固定在外部箱13中。
凸起件19可以连同箱盖12一体由同样的树脂材料组成。或者，凸起件19可以由可发生弹性或塑性变形而由不同于箱盖12的材料组成。
在具有所述结构的检测装置10中，当装配凸块17嵌入印刷基板15的装配孔15a，箱盖12安装并固定在箱体11开口处时，通过装配凸起17的肋状凸条18的弹性或塑性变形，印刷基板15沿支撑座16的支撑面方向固定在外箱13内的预定位置上。而且，通过凸起件19的弹性或塑性变形，印刷基板15被压向箱体11中的支撑座16的支撑面，从而夹在支撑面和凸起件19间。因此，印刷基板15在垂直于支撑座16的支撑面的方向上，固定在外箱的预定的位置上。
在这种情况下，即使根据箱盖12，箱体11，及印刷基板15的装配孔15a的预期尺寸误差，装配凸块17的直径和凸起件19的凸起的长度增加，也会由于这些装配凸块17的肋状凸条18及凸起件19的弹性或塑性变形，装配凸块17的肋状凸条18和箱盖12的凸起件19给印刷基板15的压力减小，印刷基板15的应力大大减小。因此，可以避免印刷基板15的变形而带来的电路断线，剥离和焊接图案开裂等，获得可靠的产品。而且，因为印刷基板15被紧紧固定，检测装置10可靠性提高。而且，提高了感应器的生产效率和成品效率，大大降低其成本。
实施例2
图4是本发明的第二个实施例的转动角度传感器的整体纵向剖视图。图5是以图4的线X-X的剖视图。通过把第一个实施例的检测装置10应用到转动角度传感器得到转动角度传感器20。箱体11有轴承件21。轴22穿过轴承部21延伸至箱盖12，安装在外部箱13中且可转动。外箱13内装有印刷基板15，印刷基板15支撑着检测轴22转动量的检测元件23，例如，霍尔元件或者光电变换元件等的非接触性检测元件，或者滑块在电阻器上滑动的电位计等的接触性检测元件。与第一个实施例相似，印刷基板15通过箱盖12和箱体11固定在外箱13内的预定的位置上。在图4和图5中，与图1、图2相同的元件用相同的符号表示，省略其中重复的描述。
根据此转动角度传感器20，装配凸块17的肋状凸条18和箱盖12的凸起件19发生弹性或者塑性变形，印刷基板15的应力大大降低。因此，可避免由印刷基板15的变形造成电路断线，剥离，和焊接图案开裂等。检测轴22的转动量的转动角度传感器也有与第一实施例相似的有益效果。而且根据本实施例，根据用户对可靠性和转动角度传感器成本的要求，检测轴22的转动量的接触型传感器和检测轴22的转动量的非接触型传感器可用相同的外箱13生产。外箱13可以为多类型转动角度传感器通用。因此，通过减少外箱13的类型数量，可以降低零件管理成本，从而降低多类转动角度传感器生产的成本。
实施例3
图6是本发明的第三个实施例的转动角度传感器的纵向剖视图。通过在第二个实施例的转动角度传感器20中应用以非接触方式来检测轴22的转动量的转动角度传感器，获得转动角度传感器30。箱体11有轴承体31。轴22穿过轴承件31到达箱盖12的轴承件12b，可转动地安装在外箱13中。用于以非接触的方式检测轴22的转动量的磁体33附在轴22的位于外箱13内的部分上。与磁体33相对地，印刷基板15安装在外箱13中。该印刷基板15支撑着由霍尔元件组成的可以感应磁体33的磁场的转动检测元件34，以非接触方式检测轴22的转动量。与第一个实施例相似，通过箱盖12和箱体11，印刷基板15安装在外箱13的预定位置中。图6中，与图4和图5中相同的元件，用相同的符号标示，省略其重复的描述。
该转动角度传感器30中，装配凸块17的肋状凸条18和箱盖12的凸起件19作用于印刷基板15的压力减小，印刷基板15的应力大大减小。因此，可以避免印刷基板15的变形造成的电路断线，剥离和焊接图案的开裂，可以获得与第一实施例和第二实施例相似的有益效果。而且，该实施例中，因为通过磁体33和由霍尔元件组成的转动检测元件以非接触的方式检测轴22的转动量，所以能够避免电位计引起如噪音和因接触不良导致的转动信号检测失败的问题，获得可靠的转动角度传感器。
实施例4
图7是本发明的第四个实施例的转动角度传感器纵向剖视图。通过在第二个实施例的转动角度传感器20中应用利用电位计41检测轴转动量的转动角度传感器，得到转动角度传感器40。轴22穿过安装在印刷基板15上的电位计41，宽松并可转动地安装在箱盖12的轴承件12b上。装有电位计41的印刷基板15安装在外箱13内。与第一实施例相似，通过箱盖12和箱体11，印刷基板15安装在外箱内预定的位置中。图7中，与图4和图5相同的元件和部分，用相同的符号标示，省略其中重复的描述。
根据该转动角度传感器40，装配凸块17的肋状凸条18和箱盖12的锥形的凸起件19对印刷基板15的压力减小，印刷基板15的应力减小。因此，可以避免印刷基板15的变形造成的电路断线，剥离和焊接图案的开裂，取得与第一实施例，第二实施例和第三实施例相似的有益效果。而且，根据该实施例，因为可以用成本相对低的电位计作为检测轴22的转动量的元件，传感器的零部件成本进一步降低。通过简单改变安装在印刷基板15上的电位计41的规格，就可以轻易改变转动角度传感器的规格。
实施例5
图8是本发明的第五个实施例的转动角度传感器的外部整体视图。转动角度传感器50中的结构是，在参考图1中已描述的第一个实施例的检测装置10中，当箱盖12装配到箱体11的开口处11a时，箱盖12上的钩形的固定爪12a与箱体11的开口11a内周面上的固定孔11b配合，箱盖12通过所谓的简易安装结构装配到开口11a；其他结构与图1所示的完全相同。因此，在图8中，与图1相同的元件和部分，所用的符号标记相同，省略其中重复的描述。
根据该转动角度传感器50，除了第一个实施例的检测装置10的有益效果外，箱盖12可以通过所谓的简易安装装配到箱体11的开口11a。因此，传感器的安装方便，生产成本进一步降低。
其他实施例
本发明的检测装置和转动角度传感器不限于所述的实施例，多种结构可以包含于本发明的范围中。
例如，在第五个实施例中，箱盖12的每个固定爪12a可以设计成带斜体12c的固定爪12b，如图9所示。在图9(A)中，斜体12c作为引导件，使固定爪12b平稳地扣入固定孔11b。而且，固定爪12b与固定孔11b的一边缘部分接合，斜体12c与固定孔11b的另一边缘部分11b′接触。在图9(B)中，斜体12c作为引导件，使固定爪12b平稳地接合到两凸起(固定件11c和11d)的其中之一固定件11c上。而且，固定爪12b与保持件11c的一边缘接触，斜体12c与另一固定件11d接触。因此，箱体11和箱盖12稳固而精确地安装，相互间不活动。
第五个实施例中，箱盖12可以熔接或粘接在箱体11的开口11a上，而没有箱盖12和箱体11上的固定爪12a和固定孔11b作为组成部分。这种情况下，外箱的密封性得到加强，防尘和防潮能力提高。
也可以如图10所示，在每个装配凸块17的肋状凸条18的顶部形成锥体18a。锥体18a作为引导件，使印刷基板15的装配孔15a平稳地装配到装配凸块17上。
另外，在第四个实施例中，虽然轴22由粗部和细部组合而成(见图7)，粗部和细部也可以统一粗细，这样就加强了轴22的承受力。
工业实用性
正如以上所述，本发明适用于检测磁性等物理量的检测装置和角度传感器特别是，在提高可靠性和降低生产成本方面取得良好效果。

Claims (17)

1.一种检测装置，其特征在于，承托检测物理量的检测元件的基板，安装在由箱体和装配在箱体开口处的箱盖组成的外箱中，通过上述箱盖和箱体，上述基板固定在上述外箱内的预定位置上，
上述箱体包含从箱体的内底面凸起的支撑座，以支撑基板，
上述箱盖包含向上述支撑座凸起的凸起件，以把基板夹紧在该凸起件和上述支撑座间，
上述支撑座包括嵌入到基板的装配孔的装配凸块，以把基板定位在支撑座上，
上述装配凸块有自其外周面沿半径方向凸起的肋状凸条，
上述箱盖的凸起件靠接在基板上，并由可弹性变形或塑性变形的材料做成，
上述装配凸块的凸条靠接在上述基板的装配孔的内周面，并由可弹性变形或塑性变形的材料做成。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，上述箱盖装配在箱体开口处时，形成在箱体或箱盖其中一方的固定爪，与形成在另一方上的固定部相契合。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，
上述固定部由孔组成，
上述固定爪包括由与上述固定部的孔的开口边缘的一部分契合的部分，以及与固定部的孔的开口边缘另一部分接触的斜体部分构成。
4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，
上述固定部由两个以上的凸块构成，
上述固定爪由与上述固定部的一边缘部分接合的部分，和与上述固定部的另一边缘部分接触的斜体部分构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置，其特征在于，其中的箱体与箱盖被熔接或粘接在一起。
6.一种转动角度传感器，其特征在于，承托检测轴的转动量的检测元件的基板，安装在由包括箱体和装配在箱体开口处的箱盖组成的外箱内，
上述轴穿过箱体并伸向箱盖，可转动地安装在外箱，
上述基板，通过箱盖和箱体，固定在外箱内的预定位置上，
上述箱体包括从箱体的内底面凸起以支撑基板的支撑座，
上述箱盖包括向支撑座凸起的凸起件，以把基板夹在该凸起件与支撑座之间，
上述支撑座包括嵌在基板的装配孔内以使基板定位在支撑座上的装配凸块，
上述装配凸块包括从其外周面沿半径方向凸起的肋状凸条，
上述箱盖的凸起件靠接在基板，且由可发生弹性变形或塑性变形的材料做成，
上述装配凸块的凸条与基板的装配孔的内周面靠接，且由可发生弹性变形或塑性变形的材料做成。
7.根据权利要求6所述的转动角度传感器，其特征在于，上述检测元件以非接触的方式检测上述轴的转动量。
8.根据权利要求7所述的转动角度传感器，其特征在于，上述检测元件是通过检测附在轴上的磁性发生部的磁性，来检测轴的转动量的磁性检测元件。
9.根据权利要求6所述的转动角度传感器，其特征在于，上述检测元件包括与轴联动的电接触装置，和输出与上述电接触装置的接触位置相应的电信号的转换元件。
10.根据权利要求9所述的转动角度传感器，其特征在于，上述检测元件是安装于基板上的电位计。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的转动角度传感器，其特征在于，上述箱盖装配在箱体开口处时，形成在箱体或箱盖其中一方的固定爪，与形成在另一方上的固定部相契合。
12.根据权利要求11所述的转动角度传感器，其特征在于，
上述固定部由孔组成，
上述固定爪包括由与上述固定部的孔的开口边缘的一部分契合的部分，以及与固定部的孔的开口边缘另一部分接触的斜体部分构成。
13.根据权利要求11所述的转动角度传感器，其特征在于，
上述固定部由两个以上的凸块构成，
上述固定爪由与上述固定部的一边缘部分接合的部分，和与上述固定部的另一边缘部分接触的斜体部分构成。
14.根据权利要求6至10中任一项所述的转动角度传感器，其特征在于，其中的箱体与箱盖被熔接或粘接在一起。
15.根据权利要求11所述的转动角度传感器，其特征在于，其中的箱体与箱盖被熔接或粘接在一起。
16.根据权利要求12所述的转动角度传感器，其特征在于，其中的箱体与箱盖被熔接或粘接在一起。
17.根据权利要求13所述的转动角度传感器，其特征在于，其中的箱体与箱盖被熔接或粘接在一起。
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