CN111326868B - 传感器单元以及电子机器 - Google Patents
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Abstract
一种传感器单元以及电子机器,其目的在于,解决将传感器单元安装于安装对象时,另行需要连接传感器单元和安装对象的连接线的问题。所述传感器单元具备:传感器设备;保持件,表面被维持为基准电位,并保持所述传感器设备;以及外壳,容纳所述保持件,所述外壳具有与安装对象相接的安装面,在所述安装面上设置有连通所述外壳内外的连通部,所述保持件具有从所述连通部突出并与所述安装对象相接的突出部。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器单元以及电子机器。
背景技术
以往,已知一种将发送超声波的超声波传感器容纳在外壳内的传感器单元(例如,参照专利文献1)。
专利文献1公开了设有电路单元的保持件对超声波设备进行固定,并将保持件容纳在外壳内的传感器单元。在电路单元中设置有与超声波设备连接的导线、与外部控制元件连接的控制线以及与外壳内周面连接的接地线。
另外,在上述那样的传感器单元中,若输入有从外部而来的电磁波,则有可能造成超声波设备产生误操作或者降低超声波设备的检测灵敏度。因此,一般通过以下方式来带来对电磁波的屏蔽效果:电路单元和通过接地线连接的外壳自身由金属构成,或者外壳表面由金属镀层覆盖并使金属镀层与接地线连接,并将接地线的连接目标作为基准电位。
专利文献1:日本特开2013-172449号公报
但是,外壳由金属形成的情况比外壳由合成树脂形成的情况成本变高。因此,考虑到制造成本,优选为外壳由合成树脂形成并在与接地线连接的外壳表面形成金属镀层。另一方面,在电子机器中装入传感器单元时,存在使传感器单元与安装传感器单元的安装对象之间处于相同电位的情况。但是,当外壳由合成树脂形成并形成金属镀层时,存在另行需要用于连接金属镀层和安装对象的端子部或连接线的问题。
发明内容
第一适用例涉及的传感器单元具备传传感器设备;保持件,表面被维持为基准电位,并保持所述传感器设备;以及外壳,容纳所述保持件,所述外壳具有与安装对象相接的安装面,在所述安装面上设置有连通所述外壳内外的连通部,所述保持件具有从所述连通部突出并与所述安装对象相接的突出部。
在本适用例的传感器单元中,所述传感器设备为进行超声波的发送和超声波的接收中的至少任意一种的超声波设备。
在本适用例的传感器单元中,具备控制所述超声波设备的驱动的电路基板,所述电路基板包括施加所述基准电位的接地电极,所述保持件与所述电路基板的所述接地电极相接。
本适用例的传感器单元中,所述外壳具备容纳所述保持件的容纳部,在所述容纳部内侧壁设置有围绕所述保持件并与所述保持件相接的导电层。
本适用例的传感器单元中,所述外壳包括第一外壳和第二外壳,由所述第一外壳和所述第二外壳的间隙构成所述连通部,所述突出部被所述第一外壳与所述第二外壳夹持。
第二适用例涉及的电子机器具备:上述适用例的传感器单元;以及安装对象,安装于外壳的安装面,并相接于突出部。
附图说明
图1为示出本发明涉及的一个实施方式的图像扫描器的简要结构的外观图。
图2为示出本实施方式的图像扫描器的输送部概况的侧截面图。
图3为说明本实施方式的超声波传感器的重叠输送感测方法的模式图。
图4为示出本实施方式的发送单元的简要结构的立体图。
图5为将本实施方式的发送单元沿传感器中心轴线剖切后的剖视图。
图6为本实施方式的保持件的立体图。
图7为从+Zh侧观察保持本实施方式的超声波设备的保持件的俯视图。
图8为从-Zh侧观察时本实施方式的发送单元的俯视图。
图9为示出本实施方式的图像扫描器的控制方式的方框图。
附图标记说明
10…图像扫描器(电子机器);15…超声波传感器;20…超声波设备(传感器设备);21…作用面;22…固定面;23…布线;30…保持件;31…前端侧端部;32…基端侧端部;33…外周面部;34…保持件侧导电层;40…电路基板;40A…布线线缆;41…电路面;42…背面;43…连接器;50…外壳;51…第一外壳;52…第二外壳;52A…雄外壳;52B…雌外壳;53…外壳侧导电层;54…安装面;60…保护部;61…保护部件;62…帽;63…第三通过孔;111…发送侧安装对象;112…接收侧安装对象;151…发送单元;152…接收单元;311…接合面;312…定位部;321…倾斜端面;322…连接面;322A…布线孔;323…基板接合部;323A…基板接合面;323B…基板保持部;331…接面部;332…突出部;332A…露出部;332B…第一锷部;332C…第二锷部;511…保持面;512…第一内周面;513…第一通过孔;514…第二通过孔;515…阶梯差面;521…第一筒部;522…第二筒部;523…第二内周面;524…线缆口。
具体实施方式
以下,对本发明涉及的一个实施方式进行说明。
图1为示出本实施方式的图像扫描器10的简要结构的外观图。图2为示出图像扫描器10的输送部概况的侧截面图。需要说明的是,图2为从正交于输送方向(Y方向)的主扫描方向(X方向)观察图像扫描器10时的侧截面图。
图像扫描器10的简要结构
图像扫描器10作为电子机器的一例,如图1所示,该图像扫描器10具备装置本体11和纸张支持部12。如图2所示,装置本体11内部设置有输送纸张P的输送部13、读取被输送的纸张P的图像的扫描部14、检测纸张P的重叠输送的超声波传感器15、以及控制图像扫描器10的控制部16。需要说明的是,虽然本实施方式以纸张P作为对象物而示出超声波传感器15检测纸张P的重叠输送的例子,但是不限定于此。作为对象物,例如薄膜或布帛等各种各样的介质都可以作为对象。
在装置本体11中,如图1和图2所示,在与纸张支持部12的连接位置处设置有供给口11A。纸张支持部12所载置的纸张P被逐张地供给至供给口11A。所供给的纸张P通过输送部13沿装置本体11内预定的输送路径130输送。然后在该输送途中的读取位置处通过扫描部14读取出图像后,从装置本体11前侧下部开口的排出口11B排出。
输送部13的结构
输送部13将放置于纸张支持部12上的多张纸张P逐张向输送方向(Y方向)输送。即输送部13将从供给口11A输送来的纸张P引导并供给至装置本体11内,并沿预定的输送路径130输送供给的纸张P。
更为具体地,输送部13具备配置于输送路径130的Y方向上游侧(-Y侧)的第一供给辊对131、以及配置于相比第一供给辊对131在Y方向下游侧(+Y侧)的第二供给辊对132。进一步地,输送部13具备夹着纸张P的读取位置而配置于-Y侧的第一输送辊对133以及配置于+Y侧的第二输送辊对134。
第一供给辊对131由第一驱动辊131A和第一从动辊131B构成。同样地,第二供给辊对132由第二驱动辊132A和第二从动辊132B构成。另外,第一输送辊对133由第三驱动辊133A和第三从动辊133B构成。同样地,第二输送辊对134由第四驱动辊134A和第四从动辊134B构成。各从动辊131B-134B通过分别与其成对的驱动辊131A-134A的旋转而从动(连动旋转)。
构成各个辊对131-134的各个驱动辊131A-134A通过作为它们的动力源的输送电机135的动力而旋转驱动。需要说明的是,输送电机135在控制部16的控制下驱动各个驱动辊131A-134A。
另外,由于构成第二供给辊对132的第二从动辊132B为阻尼辊,因此其对外表面的纸张P的摩擦系数大于第二驱动辊132A对外表面的纸张P的摩擦系数。由此,第二供给辊对132起到将纸张P逐张分离并向+Y侧送出的分离机构的功能。因此,通过第一供给辊对131的旋转,积载于纸张支持部12的多张纸张P例如被从最上面一张按顺序逐张地从供给口11A供给至装置本体11内,进一步地,通过第二供给辊对132的旋转而被逐张分离并供给至+Y侧。
扫描部14的结构
如图2所示,输送路径130的第一输送辊对133与第二输送辊对134之间设置有读取纸张P的图像的读取位置并设置有扫描部14。
扫描部14由设置于夹持输送路径130的两侧的第一扫描部14A和第二扫描部14B组成。该扫描部14由可以用光照射输送中的纸张P的光源141和在主扫描方向(X方向)延伸的图像传感器142构成。在对纸张P的表面进行读取的通常读取模式时,第一扫描部14A进行读取动作;在对纸张P的正反面两面进行读取的读取模式时,第一扫描部14A和第二扫描部14B共同进行读取操作。构成第一扫描部14A和第二扫描部14B的光源141和图像传感器142与控制部16连接,并在控制部16的控制下执行对纸张P的图像进行读取的扫描处理。
超声波传感器15的结构
超声波传感器15被设置于输送路径130中第二供给辊对132与第一输送辊对133之间的位置。该超声波传感器15为重叠输送传感器并用于检测通过输送部13输送的纸张P的重叠输送。
超声波传感器15被构成为具备一对传感器单元。一对传感器单元中的一个为发送单元151,用于发送超声波。一对超声波元件中的另一个为接收单元152,用于接收超声波。
如图2所示,发送单元151被固定于输送路径130上设置的发送侧安装对象111。另外,接收单元152被固定于输送路径130上设置的接收侧安装对象112。发送侧安装对象111或接收侧安装对象112作为固定于装置本体11的部件可以作为图像扫描器10壳体的一部分,也可以为构成输送部13的一部分,例如还可以作为驱动各辊对131-134的输送电机135的控制单元等。
图3是说明超声波传感器15的重叠输送感测方法的模式图。
如图3所示,在本实施方式中,发送单元151和接收单元152被配置成相对于输送路径130在倾斜的传感器中心轴线15C的轴线上互相相对,并夹着输送纸张P的输送路径130。
该超声波传感器15对由输送部13沿输送路径130输送的纸张P发送来自发送单元151的超声波。从发送单元151发送的超声波被输入纸张P,而透过纸张P的超声波被接收单元152接收。若通过接收单元152接收到超声波,则输出与接收单元152接收的超声波的音压相应的接收信号,并基于该接收信号的信号强度检测纸张P的重叠输送。
如图3所示,传感器中心轴线15C为穿过发送单元151的中心和接收单元152的中心的轴线,并成为超声波的收发方向。传感器中心轴线15C优选相对于在输送路径130上输送的纸张P的表面的法线呈5°以上角度倾斜,更优选地为10°以上的角度。
当传感器中心轴线15C与纸张P表面的法线方向一致时,存在发送单元151发送的超声波在纸张P与发送单元151之间进行多重反射的风险。另外,存在通过纸张P的超声波在接收单元152与纸张P之间进行多重反射的风险。该情况下,由于从发送单元151通过纸张P而被接收单元152接收的超声波,附加了在纸张P与发送单元151之间被多重反射的超声波和在接收单元152与纸张P之间被多重反射的超声波而被接收单元152接收,因此接收单元152不能进行正确的重叠输送检测。
对此,通过使传感器中心轴线15C倾斜于纸张P表面的法线,可以减少多重反射的超声波等不需要的超声波成分的接收,因此高精度的重叠输送检测成为可能。
发送单元151的详细的结构
接着,对发送单元151更详细的结构进行说明。需要说明的是,本实施方式中,由于接收单元152与发送单元151有同样的结构,因此省略了接收单元152的详细说明和图示。
图4为示出发送单元151的简要结构的立体图。图5为将发送单元151沿传感器中心轴线15C剖切后的剖视图。以下,在图5中,将与传感器中心轴线15C平行的方向作为Zh方向、将正交于Zh方向的方向作为Xh方向、将正交于Zh方向和Xh方向的方向作为Yh方向、将超声波作为在+Zh方向发送的超声波进行说明。图5为通过平行于包括Xh方向和Zh方向的XhZh平面的面将发送单元151剖切后的剖视图。
如图5所示,发送单元151构成为具备超声波设备20、保持件30、电路基板40、外壳50以及保护部60。
超声波设备20的结构
超声波设备20为多个超声波换能器配置成矩阵状而构成的传感器设备,如图5所示形成为薄板状。超声波设备20具有进行超声波的发送和接收的作用面21以及与作用面21为相反侧的固定面22,固定面22被固定于保持件30。
发送单元151通过对超声波换能器施加驱动电压,使超声波换能器发生振动,并从保持件30相反侧的作用面21沿着传感器中心轴线15C向输送路径130发送超声波。需要说明的是,在接收单元152中也设置有与发送单元151相同结构的超声波设备20,接收单元152的超声波设备20因沿着传感器中心轴线15C输入的超声波而产生振动,并根据振动振幅输出电气信号(接收信号)。
保持件30的结构
保持件30为保持超声波设备20的部件。
图6为保持件30的立体图,图7为从+Zh侧观察保持超声波设备20的保持件30的俯视图。
保持件30为从传感器中心轴线15C方向俯视为大致矩形状的块状部件。保持件30具有:前端侧端面31,设置于超声波的收发方向也就是与输送路径130相对侧;与前端侧端面31为相反侧的基端侧端面32;以及外周面部33,与前端侧端面31和基端侧端面32连续。
前端侧端面31具备相对于传感器中心轴线15C正交的接合面311。接合面311与超声波设备20的固定面22例如通过双面胶或粘合剂等接合部件而接合。
另外,前端侧端面31设置有对超声波设备20进行定位的多个定位部312。如图6和图7所示,本实施方式中的定位部312分别设置在接合面311的±Yh侧和-Xh侧,通过与超声波设备20的端缘相接来对超声波设备20进行定位。
基端侧端面32具有倾斜端面321、连接面322以及基板接合部323。
倾斜端面321为其法线相对于传感器中心轴线15C倾斜的面。如图7所示,在沿传感器中心轴线15C俯视时,倾斜端面321被设置在与超声波设备20的作用面21重叠的位置。虽然本实施方式示出倾斜端面321随着朝向+Xh侧而向-Zh侧倾斜的例子,但是倾斜端面321的倾斜方向不限定于此。例如,倾斜端面321也可以随着朝向+Yh侧而向-Zh方向倾斜,也可以向其他的倾斜方向倾斜。
如图5所示,连接面322为在倾斜端面321的+Xh侧从倾斜端面321连续的面。并且,保持件30设置有从连接面322贯通至接合面311的布线孔322A,该布线孔322A中穿过有连接超声波设备20和电路基板40的布线23。布线23例如可以为导线,也可以为FPC(FlexiblePrinted Circuits,柔性印刷电路)。
基板接合部323以在倾斜端面321的Yh方向的两端部处夹持倾斜端面321和连接面322的方式成对设置。基板接合部323比倾斜端面321和连接面322在-Zh侧更突出,并在突出前端侧设置有与电路基板40相接的基板接合面323A、以及用于定位电路基板40的端部的基板保持部323B。具体而言,基板接合面323A为相对于传感器中心轴线15C倾斜的平面,并成为与连接于电路基板40的布线线缆40A的延设方向大致平行的平面。另外,基板接合面323A设置有固定电路基板40的基板固定孔323C。
基板保持部323B由在与基板接合面323A相交方向上立起来的面构成。
为使电路基板40固定于基板接合部323,使电路基板40的一端缘抵接于基板保持部323B来进行定位,并使固定螺钉从设置于电路基板40的固定孔向基板固定孔323C进行螺合从而将电路基板40的背面固定于基板接合部323。
在这样的保持件30中,对从超声波设备20发送至保持件30侧的超声波的多重反射进行抑制。也就是说,若在发送单元151中超声波设备20发送超声波,则不只从作用面21朝向输送路径130方向也还从固定面22朝向保持件30方向发送超声波。另外,在接收单元152中存在通过超声波设备20的作用面21接收的超声波在保持件30侧通过超声波设备20的情况。
在此,在倾斜端面321的法线与传感器中心轴线15C一致的情况下,倾斜端面321与超声波设备20之间超声波发生多重反射。若在发送单元151发生这样的超声波的多重反射,则从作用面21朝向接收单元152的超声波发生重叠而发送超声波的音压变动,从而降低通过超声波传感器15重叠输送感测的精度。另外,若在接收单元152发生超声波的多重反射,则除了本来应该在作用面21接收的超声波以外还重叠有多重反射后的超声波、或者多重反射的超声波与本来应该接收的超声波在不同的定时被接收而增大接收噪声,从而降低重叠输送感测的精度。
于此相对,本实施方式中倾斜端面321的法线相对于传感器中心轴线15C倾斜。因此,即便从超声波设备20沿着传感器中心轴线15C的保持件30侧输入超声波,倾斜端面321也会将该超声波向不同于传感器中心轴线15C的方向反射。由此,能够抑制上述那样的重叠输送感测的精度的降低。
另外,由于电路基板40的背面42相对于传感器中心轴线15C倾斜,从超声波设备20的保持件30侧输入的超声波沿着传感器中心轴线15C通过倾斜端面321,即使在到达电路基板40的情况下,也会通过电路基板40向倾斜于传感器中心轴线15C的方向反射。由此,也抑制了在电路基板40与超声波设备20之间的超声波的多重反射。
另外,如图7所示,在从Zh方向俯视下,保持件30成为前端侧端面31与基端侧端面32重叠的形状。也就是,前端侧端面31沿Yh方向的尺寸,与从+Yh侧的基板接合部323的+Yh侧端面到-Yh侧的基板接合部323的-Yh侧端面的尺寸成为相同的尺寸W4。
另外,前端侧端面31沿Xh方向的尺寸,与从倾斜端面321的-Xh侧的端缘到连接面322的+Xh侧的端缘的尺寸为相同的尺寸W5。
并且,从Zh方向看时,保持件30的外周面部33具备:接面部331,配置于前端侧端面31的边缘与基端侧端面32的边缘连结成的平面上;以及突出部332,从接面部331立起来。
接面部331构成为与外壳50的内周面相接的面。
突出部332以与外壳50的厚度相同的尺寸或者比外壳50的厚度大的尺寸而从接面部331突出。更具体而言,突出部332具备突出于保持件30±Yh侧的露出部332A、设置成从一对露出部332A遍及-Xh侧的接面部331的第一锷部332B、以及设置成从一对露出部332A遍及+Xh侧的接面部331的第二锷部332C。
在保持件30收纳至外壳50时,这些突出部332为露出外壳50外侧的部分。
在发送单元151固定在发送侧安装对象111时,露出部332A与发送侧安装对象111相接。需要说明的是,虽然本实施方式示出一对露出部332A中任一个与发送侧安装对象111相接的例子,但是在发送单元151被一对发送侧安装对象111夹持并保持的情况下,两个露出部332A与发送侧安装对象111相接。
第一锷部332B和第二锷部332C为构成后述的外壳50的第一外壳51与第二外壳52夹持的部分。通过第一锷部332B和第二锷部332C,可以确定保持件30相对于外壳50的相对位置。
另外,如图6所示,外周面部33设置有将保持件30相对于外壳50固定的保持件固定孔333。本实施方式中,外周面部33的±Xh侧的接面部331上分别设置有两个保持件固定孔333。
并且,如图5所示,本实施方式中的保持件30的前端侧端面31、基端侧端面32、以及外周面部33的各个表面由保持件侧导电层34覆盖。因此,将发送单元151固定于发送侧安装对象111,露出部332A与发送侧安装对象111相接,保持件30和发送侧安装对象111进行电气的导通而成为相同电位。
发送侧安装对象111或接收侧安装对象112为设置于图像扫描器10中的其他电气驱动部件,可以示例出对驱动控制输送电机135的电机驱动控制部的框架、扫描部14的框架、以及控制部16的框架等。被装入电子机器中的这些电气驱动部件为了除去噪声等的影响,需要设定通用的基准电位(接地电位)。将超声波传感器15安装至电气驱动部件的框架时,以往是在安装对象的电气驱动部件的框架上设置框架接地端子,需要通过导线将超声波传感器15的各个保持件30与被设置于安装对象的电气驱动部件的壳体的框架接地端子相连接。于此相对,本实施方式的保持件30的突出部332露出于外壳50外。因此,将该超声波传感器15的发送单元151或接收单元152固定于安装对象的电气驱动部件的框架也就是发送侧安装对象111或接收侧安装对象112时,通过直接接触露出部332A,能够使得保持件30与安装对象111、112导通并能够维持共通的接地电位。
电路基板40的结构
如上文所述,电路基板40被固定于保持件30的基板接合面323A。
该电路基板40可以为装入驱动超声波设备20的驱动电路。另外,电路基板40也可以为连接发送单元151的外部设置的驱动电路与超声波设备20的中继电路。
该电路基板40具有电路面41和背面42。在电路面41设置有连接器43并连接有布线线缆40A。该布线线缆40A延设成与电路基板40的平面方向大致平行并从第二外壳52设置的线缆口524被引出至发送单元151的外部。布线线缆40A中除了包括驱动超声波设备20的控制信号或者为了收发来自超声波设备20的输出信号的控制线之外,还包括施加预定的基准电位(接地电位)的框架接地线。并且,电路基板40具有连接至框架接地线的接地电极44,该接地电极44被延设至电路基板40的背面42。
若将背面42与基板接合面323A接触并将电路基板40固定于保持件30,则设置于背面42的接地电极44与保持件30的表面的保持件侧导电层34相接,从而使保持件30的表面成为接地电位。由此,与保持件30相接的发送侧安装对象111也成为接地电位。
外壳50的结构
外壳50是由合成树脂形成并通过从±Zh侧夹持装入保持件30而对其进行保持的外壳。
图8为从-Zh侧观察发送单元151时的俯视图。
外壳50如图4、图5和图8所示的那样具有第一外壳51和第二外壳52。
第一外壳51为大致的筒状部件且筒剖面为矩形状。第一外壳51设置于保持件30的+Zh侧,-Zh侧的端部形成为沿突出部332的+Zh侧端面的形状并与突出部332的+Zh侧端面相接。
如图5所示,第一外壳51的筒内侧部设置有沿正交于传感器中心轴线15C的平面的保持面511。该保持面511与沿保持件30的前端侧端面31的外周边缘的局部相接。另外,第一外壳51具有从保持面511的外周边缘的-Zh侧立起来的第一内周面512。第一内周面512具有与保持件30的前端侧端面31的传感器中心轴线15C正交的剖面形状相同的形状,Yh方向的尺寸为W4且Xh方向的尺寸为W5。因此,在保持件30的接面部331中位于比突出部332更靠近+Zh侧的面抵接于第一内周面512。
第一外壳51的-Zh侧设置有沿着传感器中心轴线15C的第一通过孔513。第一通过孔513被配置在固定于保持件30的超声波设备20的附近。
第一外壳51的+Zh侧上设置有在输送路径130侧开口并与第一通过孔513连通的第二通过孔514。该第二通过孔514为具有相对于传感器中心轴线15C倾斜的第一倾斜中心轴线15C1的孔部,并比第一通过孔513的口径大。第一通过孔513与第二通过孔514之间设置有连接第一通过孔513的+Zh侧的开口边缘至第二通过孔514的外周端缘的阶梯差面515。该阶梯差面515为正交于第一倾斜中心轴线15C1的平面并在该阶梯差面515设置有保护部60。
保护部60具备保护部件61和固定保护部件61的帽62。
保护部件61是使超声波沿传感器中心轴线15C通过并抑制纸屑等异物侵入至第一外壳51内的板状部件。保护部件61例如构成为多个线材平行配置或者在互相相交的方向上配置成网状。另外,保护部件61也可以作为穿透设置于板状部件的多个贯通孔的结构。贯通孔的形状没有特别的限定,可以为圆形也可以为多边形且各贯通孔的开口大小或形状也可以互不相同。进一步地,保护部件61也可以构成为具有不织布或连续气泡结构的网格材料而形成的多孔材质部件。
这样的保护部件61沿着阶梯差面515配置。因此,保护部件61的法线相对于传感器中心轴线15C倾斜。因此,能够抑制超声波设备和保护部件61之间的多重反射并抑制由于多重反射而导致的重叠输送感测精度的降低。
另外,帽62为铆接于第二通过孔514的部件,通过将保护部件61夹持在帽62与阶梯差面515之间而保持保护部件61。该帽62中设置有沿传感器中心轴线15C贯通的第三通过孔63。因此,从发送单元151的超声波设备20输出的超声波沿传感器中心轴线15C通过第一通过孔513、设置于保护部件61的孔以及第三通过孔63而发送至输送路径130侧。另外,接收单元152将通过沿传感器中心轴线15C的第三通过孔63、设置于保护部件61的孔以及第一通过孔513输入的超声波由超声波设备20接收。
如图4和图8所示,第二外壳52由相对于与通过传感器中心轴线15C且相对于XhZh平面平行的面呈对称形状的雄外壳52A和雌外壳52B构成。
第二外壳52设置于保持件30的-Zh侧,且+Zh侧的端部形成为沿突出部332的-Zh侧端面的形状,并与突出部332的-Zh侧端面相接。
第二外壳52通过将雄外壳52A和雌外壳52B组合而成为大致的筒状部件,由以传感器中心轴线15C作为中心轴线的筒状的第一筒部521、以及相对于传感器中心轴线15C倾斜的第二倾斜中心轴线15C2为中心的筒状的第二筒部522构成。
在第一筒部521的筒内侧配置保持件30的局部以及固定于保持件30的电路基板40。第一筒部521的内周面作为第二内周面523具有与正交于保持件30的基端侧端面32的传感器中心轴线15C的剖面形状相同的形状,Yh方向的尺寸为W4而Xh方向的尺寸为W5。因此,保持件30的接面部331中位于比突出部332更靠近-Zh侧的面抵接于第二内周面523。
第二筒部522被设为与第一筒部521连通并配置有连接于电路基板40的布线线缆40A。在第二筒部522与第一筒部521相反侧的开口端设置有将布线线缆40A向外部引出的线缆口524。
上述那样的外壳50中,第一外壳51与第二外壳52之间成为连通外壳50内外的连通部,突出部332配置成被第一外壳51和第二外壳52夹持并从连通部露出外壳50的外侧。
并且,如图5所示,本实施方式中的外壳50的内周面也就是保持面511、第一内周面512、第一通过孔513的内周面、第二通过孔514的内周面、第一筒部521的第二内周面523、以及第二筒部522的内周面上,通过涂覆例如金属层等的导电涂料而形成外壳侧导电层53。并且,通过第一内周面512和第二内周面523与保持件30相接,而使外壳侧导电层53与保持件侧导电层34相接,外壳50成为相同电位。也就是本实施方式的外壳50中,围绕保持件30的第一内周面512和第二内周面523构成容纳保持件30的容纳部的内侧壁,并且配置有围绕保持件30并维持接地电位的外壳侧导电层53。通过外壳50的外壳侧导电层53而获得屏蔽效果,可以在静电气或电磁波中对超声波设备20进行防护。
使±Yh侧的任一侧面抵接于发送侧安装对象111,固定螺钉插入于设置在第二外壳52的沿Yh方向的贯通孔525,来将如上所述的发送单元151拧紧固定于发送侧安装对象111。如图8所示,在本实施方式中,外壳50的+Yh侧的侧面作为对发送侧安装对象111相接的安装面54。因此,从发送单元151的+Yh侧的侧面露出的保持件30的露出部332A与发送侧安装对象111相接。由于保持件30的表面设置有保持件侧导电层34,通过使露出部332A与发送侧安装对象111接触,能够让发送单元151与发送侧安装对象111的基准电位处在相同的接地电位。
超声波传感器15的电路结构
图9为示出图像扫描器10的控制结构的方框图。
本实施方式的超声波传感器15具备驱动电路70,该驱动电路70中设置有发送驱动电路71、接收处理电路72以及接地电路73。需要说明的是,虽然本实施方式示出了驱动电路70与发送单元151或接收单元152被设置成分体的结构并通过布线线缆40A连接的例子,但是不限定于此。例如,发送驱动电路71也可以装入发送单元151内的电路基板40,接收处理电路72也可以装入接收单元152的电路基板40。
发送驱动电路71与设置于发送单元151的超声波设备20连接,并生成驱动各个超声波设备20的驱动信号。
接收处理电路72对从设置于接收单元152的超声波设备20输出的接收信号进行处理并向控制部16输出。
接地电路73被连接至框架接地线并对其施加接地电位。需要说明的是,由于接地电路73与图像扫描器10的装置本体11的壳体连接,图像扫描器10内的各个电气器件也就是输送电机135的驱动电路、扫描部14、超声波传感器15以及控制部16的基准电位被维持在共通的接地电位。
控制部16的结构
如图9所示,控制部16具有由CPU(Central Processing Unit)等构成的运算部161、以及由存储器等的记录电路构成的存储部162。
该控制部16与输送部13的输送电机135、扫描部14以及超声波传感器15连接,并控制这些输送电机135、扫描部14以及超声波传感器15的驱动。另外,控制部16连接至界面部17并接收从个人计算机等的外部机器输入的各种数据或信号,并将图像扫描器10读取的读取数据向外部机器输出。
存储部162记录有用于控制图像扫描器10的各种数据或者各种程序。
如图9所示,运算部161通过读取执行存储于存储部162的各种程序,来起到作为输送控制部161A、读取控制部161B以及重叠输送判定部161C等的功能。
输送控制部161A通过控制输送部13的输送电机135使多个辊对131-134旋转,将在纸张支持部12放置的纸张P逐张地供给至装置本体11内。进一步地,输送控制部161A将供给的纸张P沿输送路径130进行输送。
读取控制部161B在纸张P输送中控制扫描部14读取纸张P的图像。
重叠输送判定部161C为检测纸张P的状态的状态检测部,在本实施方式中对超声波传感器15进行控制,并基于从接收单元152输入的接收信号而判定纸张P的重叠输送。
具体而言,在接收信号的电压值比预定的阈值小的情况下,判定纸张P为重叠输送。需要说明的是,在重叠输送判定部161C判定为重叠输送的情况下,输送控制部161A停止纸张P的输送。
本实施方式的作用效果
本实施方式的图像扫描器10具有构成超声波传感器15的发送单元151以及固定发送单元151的发送侧安装对象111。
发送单元151具备超声波设备20、保持超声波设备20并在表面形成保持件侧导电层34以维持接地电位的保持件30、以及容纳保持件30的外壳50。外壳50具备第一外壳51以及第二外壳52,保持件30的突出部332从构成连通部的第一外壳51与第二外壳52的间隙中突出,在将外壳50的安装面54与发送侧安装对象111接触并进行固定时,该突出部332也与发送侧安装对象111相接。
因此,发送单元151安装至发送侧安装对象111时,不需要连接发送单元151与发送侧安装对象111的框架接地线,通过简单的结构能够使得发送单元151与发送侧安装对象111接地。
需要说明的是,接收单元152中也与发送单元151相同,通过简单的结构能够使得接收单元152与接收侧安装对象112接地。
本实施方式的超声波传感器15具备设置控制超声波设备20的驱动的布线的电路基板40,电路基板40包括施加接地电位的接地电极44,保持件30相接于接地电极44。
因此,若在保持件30固定电路基板40,能够将保持件30的表面维持在接地电位,可以不需要连接保持件30与电路基板40的端子或导线。
本实施方式的超声波传感器15中,外壳50通过第一外壳51的第一内周面512以及第二外壳52的第二内周面523,构成容纳保持件30的容纳部,作为容纳部的内侧壁的第一内周面512和第二内周面523设置有外壳侧导电层53。也就是由于与保持件30的保持件侧导电层34相接外壳侧导电层53而围绕保持件30的外周,能够获得对超声波设备20在静电气或电磁波中进行保护的屏蔽效果。
本实施方式中,外壳50包括第一外壳51和第二外壳52,由第一外壳51和第二外壳52的间隙构成连通部,保持件30的突出部332被第一外壳51和第二外壳52夹持。
因此,通过保持件30的突出部332与第一外壳51和第二外壳52的端缘接触,能够相对于外壳50容易地定位保持件30。
变形例
需要说明的是,本发明不被上述的各个实施方式所限定,能够达到本发明的目的范围内的变形、改良、以及将各个实施方式进行适宜的组合等获得的结构也包括在本发明当中。
变形例1
虽然上述实施方式中示出发送单元151为使露出于+Yh侧的露出部332A相接于发送侧安装对象111的例子,但是不限定于此。
例如,也可以将露出于发送单元151的-Yh侧的露出部332A相接于发送侧安装对象111。另外,在发送单元151被2个发送侧安装对象111夹持而配置的情况下,也可以将露出于±Yh侧的一对露出部332A中的两个相接于发送侧安装对象111。
另外,也可以将外壳50的-Xh侧的侧面或+Xh侧的侧面作为固定于发送侧安装对象111的安装面54,这种情况下,也可以是,构成第一锷部332B或者第二锷部332C相接于发送侧安装对象111的结构。
需要说明的是,接收单元152也相同。
变形例2
上述实施方式中示出了保持件30设置成具有一对露出部332A、第一锷部332B以及第二锷部332C的突出部332围绕保持件30的外周方向的结构,将突出部332从第一外壳51和第二外壳52的间隙突出的例子。于此相对,也可以在大致筒状的外壳的安装面设置有连通外壳内外的连通孔的结构。这种情况下,也可以是,保持件构成为具备通过连通孔突出于外壳外侧的突出部的结构。
例如,在将外壳的+Yh侧的侧面作为安装面固定于发送侧安装对象111时,也可以在外壳的+Yh侧设置有连通孔,保持件只设置一个从连通孔露出外壳外的突出部的结构。
另外,也可以将外壳的-Zh侧作为安装面。这种情况下,也可以是,构成为外壳的-Zh侧端面设置连通孔,保持件的-Zh侧的局部设置有从外壳向-Zh侧突出并露出的突出部的结构。
变形例3
虽然上述实施方式中在外壳50的第一内周面512和第二内周面523设置有外壳侧导电层53与保持件30的保持件侧导电层34相接触,但是不限定于此。
例如,在外壳50由导电性的树脂构成的情况下,也可以不设置外壳侧导电层53。另外,在不需要外壳50拥有屏蔽效果的情况下,也可以不设置外壳侧导电层53。
变形例4
虽然示例了在保持件30的表面设置有保持件侧导电层34的结构,但是不限定于此。例如,若保持件30由导电性树脂或金属部件等构成,也可以不设置保持件侧导电层34。
另外,也可以在保持件30的局部设置保持件侧导电层34。也就是,也可以设置有从与电路基板40的接地电极44相接的基板接合面323A遍及至与安装对象111、112相接的露出部332A的保持件侧导电层34的结构,即使在这种情况下,也能够使保持件30和安装对象111、112导通。
变形例5
虽然上述实施方式中示例了作为电子机器的一例的图像扫描器10,但是不限定于此。在设置有对输送路径130上输送的印刷纸进行图像印刷的印刷头的印刷装置(打印机)中,在检测印刷纸的重叠输送时也适用上述那样的超声波传感器15。
另外,也可以在这样的印刷装置中在判定印刷纸的种类时采用超声波传感器15。也就是印刷装置将与从接收单元152的接收信号的信号强度相应的存储印刷纸种类的表格数据存储至存储部。并且,设置于印刷装置的控制部(计算机)起到状态检测部的功能,并参照表格数据而判定对应于来自接收单元152的接收信号的印刷纸种类。在这种情况下,印刷装置能够根据印刷纸的种类在印刷纸上形成最合适的图像。
另外,作为对象物不止限定于纸张P或印刷纸,如上所述也可以是薄膜或布帛等。
进一步地,在检测在管道等中流动的流体流速的流速检测装置中,也适用上述那样的超声波传感器15。也就是对于作为对象物的流体发送超声波并接收通过流体的超声波时,根据流体流速而变化超声波的前进方向。此时,通过检测接收信号的电压值变化,能够测定流体的流速。由于这样的流速检测装置通过接收信号的电压变化而测定流体流速,因此需要将从发送单元发送的超声波的音轴正确地朝向接收单元而设定基准位置。通过采用上述那样的超声波传感器,能够正确地设定基准位置并能够提高流速检测装置中的流速检测精度。
另外,上述实施方式中示例了具备发送超声波的发送单元151和接收超声波的接收单元152的超声波传感器15。与此相对,也可以只由发送超声波的发送单元构成超声波装置,也可以只由接收超声波的接收单元构成超声波装置。
例如,通过超声波发送数据的数据发送装置、采用超声波驱赶昆虫或者动物的驱虫装置或驱兽装置、针对触觉采用超声波的触觉传达装置等超声波装置也可以为只设置有作为发送单元的结构。另外,对从采用超声波的数据发送装置发送的超声波信号进行接收的数据接收装置等的超声波装置,也可以只设置作为接收单元的结构。
进一步地,虽然示出了发送单元和接收单元为分体的超声波装置的例子,但是也可以为设置进行超声波的收发处理的一体的收发单元的结构。在这种情况下,收发单元对测定对象发送超声波,并接收由测定对象反射而回到收发单元的反射超声波。在这种情况下,可以利用基于从通过收发单元发送的超声波的定时开始到收发单元接收到反射超声波的定时为止的时间,测定从超声波传感器到测定对象的距离的距离测定传感器。
变形例6
进一步地,虽然示例了作为传感器设备进行超声波的发送或者超声波的接收的超声波设备20,但不限定于此。
作为传感器设备,例如,也可以为通过发射激光并接收由测定对象反射的激光而对测定对象的表面形状进行测定的激光设备等。即使在这种情况下,将具有激光设备的传感器单元安装至安装对象时,通过将保持激光设备的保持件的局部从外壳中露出并与相对于安装对象的保持件的局部接触,能够将传感器单元与安装对象设定成相同的接地电位。
其他,本发明实施时具体的结构可以在能够达到本发明目的的范围内通过使上述各实施方式以及变形例进行适当的组合而构成,另外,也可以进行其他的构造等适当的变化。
Claims (6)
1.一种传感器单元,其特征在于,具备:
传感器设备;
保持件,表面被维持为基准电位,并保持所述传感器设备;以及
外壳,容纳所述保持件,
所述外壳具有与安装对象相接的安装面,
在所述安装面上设置有连通所述外壳内外的连通部,
所述保持件具有突出部,所述突出部从所述连通部突出,且具有与所述外壳的厚度相同的尺寸或者比所述外壳的厚度大的尺寸,并与所述安装对象相接。
2.根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,
所述传感器设备为进行超声波的发送和超声波的接收中的至少任意一种的超声波设备。
3.根据权利要求2所述的传感器单元,其特征在于,
所述传感器单元具备控制所述超声波设备的驱动的电路基板,
所述电路基板包括施加所述基准电位的接地电极,
所述保持件与所述电路基板的所述接地电极相接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器单元,其特征在于,
所述外壳具备容纳所述保持件的容纳部,
在所述容纳部内侧壁设置有围绕所述保持件并与所述保持件相接的导电层。
5.根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,
所述外壳包括第一外壳和第二外壳,由所述第一外壳和所述第二外壳的间隙构成所述连通部,
所述突出部被所述第一外壳与所述第二外壳夹持。
6.一种电子机器,其特征在于,具备:
权利要求1至5中任一项所述的传感器单元,以及
安装对象,安装于外壳的安装面,并相接于突出部。
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