JP2015129682A - proximity sensor unit - Google Patents

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小野　貴敏
Takatoshi Ono
貴敏 小野
仁和 下中
Yoshikazu Shimonaka
仁和 下中
正峰 安井
Seiho Yasui
正峰 安井
巧 大林
Takumi Obayashi
巧 大林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a proximity sensor unit in which the accuracy of detecting the position of an object to be detected whose positional deviation is suppressed is high.SOLUTION: The proximity sensor comprises a case 21 having an inner bottom face 21C, a circuit board 31 held inside the case 21, sensors such as a magnetism detection element 32, etc., placed on the circuit board 31, and a sealing part 24 for sealing up the circuit board 31 inside the case 21. The sensors are placed on a surface of the circuit board 31 that faces the inner bottom face 21C, and the sealing part 24 has a plurality of projections 24A projecting from the case 21. This enables the proximity sensor unit 100 to be positioned by the projections 24A, and a pressing force on the sensors to be dispersed by the circuit board 31, making it possible to provide a proximity sensor in which the accuracy of detecting the position of an object to be detected whose positional deviation is suppressed is high.

Description

本発明は、近接状態を検出する近接センサユニットに関するものである。   The present invention relates to a proximity sensor unit that detects a proximity state.

近年、燃料カバーの開閉状態や車両のステアリングの回転トルク等を検出するために非接触の近接センサユニットが使われ始めてきている。これは機械式のスイッチと比較し寿命が長いことから徐々に広まってきている。   In recent years, non-contact proximity sensor units have begun to be used to detect the open / close state of a fuel cover, the rotational torque of a vehicle steering, and the like. This is gradually spreading because it has a longer life than mechanical switches.

このような従来の近接センサユニット１０について、図４、図５を用いて説明する。図４は近接センサユニット１０の分解斜視図で、図５は近接センサユニット１０の斜視図である。   Such a conventional proximity sensor unit 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an exploded perspective view of the proximity sensor unit 10, and FIG. 5 is a perspective view of the proximity sensor unit 10.

ここで、近接センサユニット１０は、ケース１と、集磁リング２と、センサ部３と、シールド４とを備える。ケース１は樹脂製で、集磁リング２と、センサ部３と、シールド４が内蔵される。   Here, the proximity sensor unit 10 includes a case 1, a magnetism collecting ring 2, a sensor unit 3, and a shield 4. The case 1 is made of resin and includes a magnetism collecting ring 2, a sensor unit 3, and a shield 4.

ここで、集磁リング２は中央に孔２Ａを有する。この孔２Ａには近接状態を検出する対象物となる磁石（図示せず）が挿入される。   Here, the magnetism collecting ring 2 has a hole 2A in the center. A magnet (not shown) serving as an object for detecting the proximity state is inserted into the hole 2A.

センサ部３は、基板５と、磁界検出素子６を備える。基板５は、ガラスエポキシ基板等のプリント基板である。磁界検出素子６はホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等である。磁界検出素子６は基板５にハンダ付け等で固定される。   The sensor unit 3 includes a substrate 5 and a magnetic field detection element 6. The substrate 5 is a printed board such as a glass epoxy board. The magnetic field detection element 6 is a Hall IC (Integrated Circuit) or the like. The magnetic field detection element 6 is fixed to the substrate 5 by soldering or the like.

シールド４は、金属製で集磁リング２の周囲に配置される。シールド４は、集磁リング２に対する外部からの磁界の影響を抑制している。   The shield 4 is made of metal and is disposed around the magnetism collecting ring 2. The shield 4 suppresses the influence of an external magnetic field on the magnetism collecting ring 2.

このような近接センサユニット１０は、車両のステアリングの回転トルクを検出するために用いられていた。   Such a proximity sensor unit 10 has been used to detect the rotational torque of a vehicle steering.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。   As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.

特開２０１１−１９１０９４号公報JP 2011-191094 A

しかしながら、従来の近接センサユニットは、軸に固定する或いは所定の大きさの角穴に挿入する等して使用するものであったが、位置ずれが生じて、対象物の位置検出精度が劣化する場合があった。   However, the conventional proximity sensor unit is used by being fixed to a shaft or inserted into a square hole of a predetermined size, but the positional deviation occurs, and the position detection accuracy of the object deteriorates. There was a case.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、位置ずれが抑制され対象物の位置検出精度が高い近接センサユニットを提供することを目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a proximity sensor unit in which positional deviation is suppressed and the position detection accuracy of an object is high.

上記目的を達成するために本発明の近接センサユニットは、内底面を有するケースと、ケース内に保持される基板と、基板に配置されたセンサと、ケース内で基板を封止する封止部と、を備え、センサは基板において内底面と対向する面に配置され、封止部はケースから突出する複数の突起を有する。   In order to achieve the above object, a proximity sensor unit of the present invention includes a case having an inner bottom surface, a substrate held in the case, a sensor arranged on the substrate, and a sealing portion for sealing the substrate in the case. The sensor is disposed on a surface of the substrate facing the inner bottom surface, and the sealing portion has a plurality of protrusions protruding from the case.

本発明によれば、内底面を有するケースと、ケース内に保持される基板と、基板に配置されたセンサと、ケース内で基板を封止する封止部と、を備え、センサは基板において内底面と対向する面に配置され、封止部はケースから突出する複数の突起を有する。これにより、突起で近接センサユニットの位置ずれを予防でき、封止部が突起側から押圧されても基板により押圧力を分散できるので、位置ずれが抑制され対象物の位置検出精度が高い近接センサユニットを提供できる。   According to the present invention, a case having an inner bottom surface, a substrate held in the case, a sensor disposed on the substrate, and a sealing portion for sealing the substrate in the case are provided, and the sensor is provided on the substrate. It arrange | positions in the surface facing an inner bottom face, and the sealing part has several protrusion which protrudes from a case. This prevents the proximity sensor unit from being displaced due to the protrusion, and even if the sealing portion is pressed from the protrusion side, the pressing force can be dispersed by the substrate, so the proximity sensor is suppressed and the position detection accuracy of the object is high. Unit can be provided.

本発明の一実施の形態による近接センサユニットの断面図Sectional drawing of the proximity sensor unit by one embodiment of this invention 同近接センサユニットの斜視図Perspective view of the proximity sensor unit 同近接センサユニットの配置を示す断面図Sectional drawing which shows arrangement | positioning of the proximity sensor unit 従来の近接センサユニットの分解斜視図Exploded perspective view of a conventional proximity sensor unit 従来の近接センサユニットの斜視図A perspective view of a conventional proximity sensor unit

（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態による近接センサユニット１００について、図面を用いて説明する。 (Embodiment)
Hereinafter, a proximity sensor unit 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は近接センサユニット１００の断面図、図２は同斜視図である。   FIG. 1 is a sectional view of the proximity sensor unit 100, and FIG. 2 is a perspective view thereof.

近接センサユニット１００は、ケース２１と、センサ部２２と、配線部２３と、封止部２４を備える。   The proximity sensor unit 100 includes a case 21, a sensor unit 22, a wiring unit 23, and a sealing unit 24.

ケース２１は例えば樹脂製で、上面開口で形成される。ケース２１は外側の外底面２１Ａ及び外側面２１Ｂと、内側の内底面２１Ｃ及び内底面２１Ｃから内側に突出する複数のリブ２１Ｄを備える。   The case 21 is made of, for example, resin and is formed with an upper surface opening. The case 21 includes an outer outer bottom surface 21A and an outer surface 21B, and an inner inner bottom surface 21C and a plurality of ribs 21D protruding inward from the inner bottom surface 21C.

センサ部２２は、基板３１と磁界検出素子３２と周辺回路３３と複数の端子３４を備える。   The sensor unit 22 includes a substrate 31, a magnetic field detection element 32, a peripheral circuit 33, and a plurality of terminals 34.

基板３１は、プリント配線板である。基板３１はガラスエポキシ基板、紙フェノール基板等のリジッド基板が好ましい。押圧力が加えられても分散させることが出来るからである。この基板３１は複数のリブ２１Ｄで支持され、内底面２１Ｃとの間隔を維持している。   The substrate 31 is a printed wiring board. The substrate 31 is preferably a rigid substrate such as a glass epoxy substrate or a paper phenol substrate. This is because even if a pressing force is applied, it can be dispersed. The substrate 31 is supported by a plurality of ribs 21D and maintains a distance from the inner bottom surface 21C.

磁界検出素子３２は、ホールＩＣ等の磁界を検出する素子である。磁界検出素子３２は、基板３１の内底面２１Ｃと対向する面に配置されている。   The magnetic field detection element 32 is an element that detects a magnetic field such as a Hall IC. The magnetic field detection element 32 is disposed on a surface facing the inner bottom surface 21 </ b> C of the substrate 31.

周辺回路３３は、ダイオード、コンデンサや抵抗等から構成される回路である。周辺回路３３は磁界検出素子３２と端子３４を接続する。周辺回路３３は基板３１に対し、磁界検出素子３２と同じ面に配置される。   The peripheral circuit 33 is a circuit composed of a diode, a capacitor, a resistor, and the like. The peripheral circuit 33 connects the magnetic field detection element 32 and the terminal 34. The peripheral circuit 33 is disposed on the same surface as the magnetic field detection element 32 with respect to the substrate 31.

配線部２３は、複数の配線４１Ａ〜４１Ｃで構成される。複数の配線４１Ａ〜４１Ｃは被覆金属線が適しており、端子３４に接続される。   The wiring unit 23 includes a plurality of wirings 41A to 41C. The plurality of wirings 41 </ b> A to 41 </ b> C are suitably coated metal wires and are connected to the terminals 34.

封止部２４は、ケース２１内に配置されたセンサ部２２を水滴や蒸気から保護するよう覆っている。封止部２４は、上面に複数の突起２４Ａを備える。突起２４Ａの断面は鋸歯状、三角状、半円状、方形状等、様々な形状で実施できる。   The sealing part 24 covers the sensor part 22 arranged in the case 21 so as to protect it from water droplets and steam. The sealing portion 24 includes a plurality of protrusions 24A on the upper surface. The cross section of the protrusion 24A can be implemented in various shapes such as a sawtooth shape, a triangular shape, a semicircular shape, and a square shape.

ここで、突起２４Ａの断面は鋸歯状が好ましい。近接センサユニット１００が角穴等に挿入された後に抜けたりしないように、封止部２４の摩擦力を高めることが出来るためである。   Here, the cross section of the protrusion 24A is preferably a sawtooth shape. This is because the frictional force of the sealing portion 24 can be increased so that the proximity sensor unit 100 does not come out after being inserted into a square hole or the like.

硬度はショア（Ｓｈｏｒｅ）Ａで、３０以上１３０以下が好ましい。硬すぎると、押圧された際に、内部のセンサ部２２に加わる力が大きすぎ、柔らかすぎると封止部２４の形状が変化して挿入された角穴等から抜けやすくなるからである。封止部２４の材料は、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、エラストマー、シリコーン等が可能である。   The hardness is Shore A, preferably 30 or more and 130 or less. If it is too hard, the force applied to the internal sensor part 22 when pressed is too large, and if it is too soft, the shape of the sealing part 24 changes and it is easy to come out from the inserted square hole or the like. The material of the sealing portion 24 can be polyester resin, polyamide resin, urethane resin, elastomer, silicone, or the like.

また、さらに好ましくは、封止部２４の材料を熱可塑性ポリエステル樹脂または熱可塑性ポリアミド樹脂または熱可塑性ポリオリフィン樹脂とする。熱可塑性の樹脂を選定することで一度暖めて溶かしてケース２１内に流し込み常温で固めるホットメルトモールディング工法を使用することが可能となり、封止部２４とセンサ部２２との接着性を高められるためである。   More preferably, the material of the sealing portion 24 is a thermoplastic polyester resin, a thermoplastic polyamide resin, or a thermoplastic polyolefin resin. By selecting a thermoplastic resin, it is possible to use a hot melt molding method in which it is once warmed and melted, poured into the case 21 and hardened at room temperature, and the adhesion between the sealing portion 24 and the sensor portion 22 can be improved. It is.

また、硬度に関してはショアＡで、８０以上１１０以下とするのが特に好ましい。ショアＡを８０以上１１０以下とすることで、センサ部２２が受ける押圧力をより抑制した状態でセンサ部２２の位置ずれを抑制できるためである。   The hardness is particularly preferably 80 to 110 in Shore A. This is because, when Shore A is set to 80 or more and 110 or less, the displacement of the sensor unit 22 can be suppressed while the pressing force received by the sensor unit 22 is further suppressed.

つまり、より好ましくは、封止部２４の材料は熱可塑性ポリエステル樹脂または熱可塑性ポリアミド樹脂または熱可塑性ポリオリフィン樹脂とし、硬度はショアＡで８０以上１１０以下とする。   That is, more preferably, the material of the sealing portion 24 is a thermoplastic polyester resin, a thermoplastic polyamide resin, or a thermoplastic polyolefin resin, and the hardness is 80 to 110 in Shore A.

このような、近接センサユニット１００は、例えば車両の燃料カバー等に用いられる。図３は近接センサユニット１００の配置の一例を示す図である。   Such a proximity sensor unit 100 is used for a fuel cover of a vehicle, for example. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the proximity sensor unit 100.

燃料カバー１０１には角穴１０１Ａが設けられており、角穴１０１Ａ内に近接センサユニット１００が挿入される。また本体１０２には磁石１０３が設けられており、磁石１０３の磁界を磁界検出素子３２が検出することで、磁石１０３が磁界検出素子３２に対し所定の距離内にあることを判定できる。つまり、磁石１０３が配置された本体１０２に、近接センサユニット１００が配置された燃料カバー１０１が閉じられた状態にあることを検出できる。   The fuel cover 101 is provided with a square hole 101A, and the proximity sensor unit 100 is inserted into the square hole 101A. Further, the main body 102 is provided with a magnet 103, and it can be determined that the magnet 103 is within a predetermined distance from the magnetic field detection element 32 by detecting the magnetic field of the magnet 103 by the magnetic field detection element 32. That is, it can be detected that the fuel cover 101 in which the proximity sensor unit 100 is disposed is closed on the main body 102 in which the magnet 103 is disposed.

ここで、近接センサユニット１００の突起２４Ａは角穴１０１Ａの内部で押圧された状態にあり、角穴１０１Ａから近接センサユニット１００が抜けることを防止している。   Here, the protrusion 24A of the proximity sensor unit 100 is pressed inside the square hole 101A, thereby preventing the proximity sensor unit 100 from coming off from the square hole 101A.

また、基板３１は、リブ２１Ｄに対し上方から突起２４Ａにより押圧された状態にあるため、内底面２１Ｃと基板３１の間の間隔は殆ど変化しない。   Further, since the substrate 31 is pressed against the rib 21D from above by the protrusion 24A, the distance between the inner bottom surface 21C and the substrate 31 hardly changes.

なお、近接センサユニット１００は、車両の燃料カバー以外の用途にも使用できることは明らかであり、様々な開閉物の開閉状態の検出、あるいは近接物の検出に使用できる。   It is obvious that the proximity sensor unit 100 can be used for applications other than the fuel cover of the vehicle, and can be used for detection of the open / closed state of various opening / closing objects or detection of proximity objects.

また、磁界検出素子３２以外には電界検出素子を用いて電界を検出する構成でも良い。しかしながら、電界を検出するには、電力を用いて電界を放出することが必要であるため、基板３１に配置するセンサは簡便さと省電力の観点から磁界検出素子３２として、磁石の位置を検出するのが好ましい。   Moreover, the structure which detects an electric field using an electric field detection element other than the magnetic field detection element 32 may be sufficient. However, in order to detect the electric field, it is necessary to emit the electric field using electric power. Therefore, the sensor arranged on the substrate 31 detects the position of the magnet as the magnetic field detection element 32 from the viewpoint of simplicity and power saving. Is preferred.

このように本実施の形態によれば、内底面２１Ｃを有するケース２１と、ケース２１内に保持される基板３１と、基板３１に配置された磁界検出素子３２等のセンサと、ケース２１内で基板３１を封止する封止部２４とを備え、センサは基板３１において内底面２１Ｃと対向する面に配置され、封止部２４はケース２１から突出する複数の突起２４Ａを有する。これにより、突起２４Ａで近接センサユニット１００の位置決めがなされ、かつセンサにかかる押圧力は基板３１で分散されるため、位置ずれが抑制され対象物の位置検出精度が高い近接センサユニットを提供することができる。   Thus, according to the present embodiment, the case 21 having the inner bottom surface 21 </ b> C, the substrate 31 held in the case 21, the sensor such as the magnetic field detection element 32 disposed on the substrate 31, and the case 21 The sensor is disposed on a surface of the substrate 31 that faces the inner bottom surface 21 </ b> C, and the sealing portion 24 has a plurality of protrusions 24 </ b> A that protrude from the case 21. Accordingly, the proximity sensor unit 100 is positioned by the protrusion 24A, and the pressing force applied to the sensor is dispersed by the substrate 31, so that a proximity sensor unit with high positional detection accuracy with suppressed positional deviation is provided. Can do.

また、センサを磁界検出素子３２とすることで、簡便かつ省電力に構成できる。   Further, by using the magnetic field detection element 32 as the sensor, it can be configured simply and with low power consumption.

また、封止部２４は、熱可塑性ポリエステル樹脂または熱可塑性ポリアミド樹脂または熱可塑性ポリオリフィン樹脂のいずれかの材料で構成されるため、ホットメルトモールディング工法を使用することができ、基板３１への封止部２４の密着性が高まる。   Further, since the sealing portion 24 is made of any material of thermoplastic polyester resin, thermoplastic polyamide resin, or thermoplastic polyolefin resin, a hot melt molding method can be used, and sealing to the substrate 31 is possible. The adhesion of the portion 24 is increased.

また、封止部２４の材料の硬度はショアＡが３０以上１３０以下となるものとしているため、内部のセンサ部２２に加わる力を大きくなりすぎず、かつセンサ部２２が位置ずれしにくい構造とできる。   Further, since the hardness of the material of the sealing portion 24 is set so that the Shore A is 30 or more and 130 or less, the force applied to the internal sensor portion 22 does not become too large, and the sensor portion 22 is not easily displaced. it can.

また、封止部２４の材料の硬度はショアＡが８０以上１１０以下としているため、センサ部２２が受ける押圧力をより抑制した状態でセンサ部２２の位置ずれを抑制できる。   Moreover, since the hardness of the material of the sealing part 24 shall be 80 or more and 110 or less in Shore A, the position shift of the sensor part 22 can be suppressed in the state which suppressed the pressing force which the sensor part 22 receives more.

また、突起２４Ａは断面が鋸歯状となるようしているため、抜けにくいものとできる。   Further, since the protrusion 24A has a sawtooth cross section, it can be made difficult to come off.

また、基板３１に実装される周辺回路３３を備え、周辺回路３３は基板３１においてセンサと同じ面に配置されているため、周辺回路３３を押圧力から保護しうる。   In addition, since the peripheral circuit 33 is provided on the substrate 31 and the peripheral circuit 33 is disposed on the same surface as the sensor in the substrate 31, the peripheral circuit 33 can be protected from the pressing force.

本発明による近接センサユニットは、位置ずれが抑制され対象物の位置検出精度が高いものが得られ、開閉物或いは近接物の検知用として有用である。   The proximity sensor unit according to the present invention can be used for detecting an opening / closing object or a proximity object because the positional deviation is suppressed and the object has a high position detection accuracy.

２１ ケース
２１Ａ 外底面
２１Ｂ 外側面
２１Ｃ 内底面
２１Ｄ リブ
２２ センサ部
２３ 配線部
２４ 封止部
２４Ａ 突起
３１ 基板
３２ 磁界検出素子
３３ 周辺回路
３４ 端子
４１Ａ〜４１Ｃ 配線
１００ 近接センサユニット
１０１ 燃料カバー
１０１Ａ 角穴
１０２ 本体
１０３ 磁石 21 Case 21A Outer bottom surface 21B Outer side surface 21C Inner bottom surface 21D Rib 22 Sensor part 23 Wiring part 24 Sealing part 24A Protrusion 31 Substrate 32 Magnetic field detection element 33 Peripheral circuit 34 Terminal 41A to 41C Wiring 100 Proximity sensor unit 101 Fuel cover 101A Square hole 102 Body 103 Magnet

Claims (8)

内底面を有するケースと、前記ケース内に保持される基板と、前記基板に配置されたセンサと、前記ケース内で前記基板を封止する封止部と、を備え、前記センサは前記基板において前記内底面と対向する面に配置され、前記封止部は前記ケースから突出する複数の突起を有する近接センサユニット。 A case having an inner bottom surface; a substrate held in the case; a sensor disposed on the substrate; and a sealing portion that seals the substrate in the case; A proximity sensor unit that is disposed on a surface facing the inner bottom surface, and wherein the sealing portion has a plurality of protrusions protruding from the case. 前記センサは磁界検出素子である請求項１記載の近接センサユニット。 The proximity sensor unit according to claim 1, wherein the sensor is a magnetic field detection element. 前記封止部は、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、エラストマー、シリコーンのいずれかの材料で構成される請求項１記載の近接センサユニット。 The proximity sensor unit according to claim 1, wherein the sealing portion is made of any one of a polyester resin, a polyamide resin, a urethane resin, an elastomer, and silicone. 前記封止部は、熱可塑性ポリエステル樹脂または熱可塑性ポリアミド樹脂または熱可塑性ポリオリフィン樹脂のいずれかの材料で構成される請求項１記載の近接センサユニット。 The proximity sensor unit according to claim 1, wherein the sealing portion is made of any material of thermoplastic polyester resin, thermoplastic polyamide resin, or thermoplastic polyolefin resin. 前記封止部の材料の硬度はショアＡが３０以上１３０以下となる請求項１記載の近接センサユニット。 The proximity sensor unit according to claim 1, wherein the material of the sealing portion has a hardness of Shore A of 30 or more and 130 or less. 前記封止部の材料の硬度はショアＡが８０以上１１０以下となる請求項１記載の近接センサユニット。 2. The proximity sensor unit according to claim 1, wherein the material of the sealing portion has a hardness of Shore A of 80 or more and 110 or less. 前記突起は断面が鋸歯状となる請求項１記載の近接センサユニット。 The proximity sensor unit according to claim 1, wherein the protrusion has a sawtooth cross section. 前記基板に実装される周辺回路を備え、前記周辺回路は前記基板において前記センサと同じ面に配置される請求項１記載の近接センサユニット。 The proximity sensor unit according to claim 1, further comprising a peripheral circuit mounted on the substrate, wherein the peripheral circuit is disposed on the same surface of the substrate as the sensor.
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