JP2017058279A - センサモジュール及びそれを備えたセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防水性を確保しながら、周囲環境を迅速に精度良く検知することができるセンサモジュール及びそれを用いたセンサ装置を提供する。【解決手段】センサモジュール（１）は、筐体（４）と、筐体に収容される回路基板（２）と、回路基板の実装面（２ａ）に実装され、筐体の周囲環境を測定対象としたセンサ（６）とを備え、筐体は、回路基板の実装面側に設けられ、防水性及び透湿性を有する第１シート（１８）で塞がれた通気孔（１６）を有するとともに、第１外周端（８ａ）を有するカバー（８）と、回路基板の実装面と反対側の非実装面（２ｂ）側に設けられ、第１外周端に突き合わされる第２外周端（１０ａ）を有するケース（１０）と、第１外周端と第２外周端との間の少なくとも一部に挟着され、防水性及び透湿性を有する第２シート（２０）とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、センサモジュール及びそれを備えたセンサ装置に関する。

特許文献１には、センシング部を有する湿度センサと、湿度センサを収容したケースとを備えた湿度センサモジュールが開示されている。この湿度センサモジュールは回路基板に実装されている。ケースのセンシング部と対向する部位には貫通穴が設けられている。また、回路基板の貫通穴と対向する部位には基板貫通穴が設けられている。そして、貫通穴及び基板貫通穴を介してセンシング部に外気が導入されることで、外気の湿度が測定可能となっている。

特開２００６−１０５４７号公報

上記従来技術では、貫通穴及び基板貫通穴からなる１つの通気孔しかケースに形成されていない。これでは、通気孔から導入される外気は量が少なく、逃げ場がないため、ケース内の湿度センサの近傍で滞留し易い。このように、ケースに１つの通気孔しか備えない場合は、ケースの内外における外気の循環が阻害され、特に夏場等は、外気とケース内との温度差や湿度差が大きくなるため、湿度センサモジュールの周囲環境を迅速に精度良く検知できないおそれがある。

また、湿度センサは、貫通穴及び基板貫通穴を介して湿度センサモジュールの外部に直接に露出されている。これでは、湿度センサモジュールの防水性が確保できず、湿度センサに水滴等が付着すると湿度センサモジュールが壊れるおそれもある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、防水性を確保しながら、周囲環境を迅速に精度良く検知することができるセンサモジュール及びそれを用いたセンサ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のセンサモジュールは、筐体と、筐体に収容される回路基板と、回路基板の実装面に実装され、筐体の周囲環境を測定対象としたセンサとを備え、筐体は、回路基板の実装面側に設けられ、防水性及び透湿性を有する第１シートで塞がれた通気孔を有するとともに、第１外周端を有するカバーと、回路基板の実装面と反対側の非実装面側に設けられ、第１外周端に突き合わされる第２外周端を有するケースと、第１外周端と第２外周端との間の少なくとも一部に挟着され、防水性及び透湿性を有する第２シートとを有する。

好ましくは、第２シートは、第１外周端と第２外周端との間の全周に亘って挟着される。
好ましくは、第１外周端と第２外周端とは、それぞれ防水性を有する接着シートを介して第２シートを挟着する。
好ましくは、第２シートは、筐体の厚さ方向にて実装面よりも通気孔側の位置に設けられる。

好ましくは、第２シートは、筐体の厚さ方向にてセンサよりも通気孔側の位置に設けられる。
好ましくは、通気孔は、筐体の厚さ方向にてセンサと対向する位置に設けられる。
好ましくは、センサは、少なくとも温度及び湿度の何れか一方を測定対象とする。
また、本発明のセンサ装置は、上述した何れかのセンサモジュールを備える。

本発明のセンサモジュール及びそれを備えたセンサ装置によれば、防水性を確保しながら、周囲環境を迅速に精度良く検知することができる。

本発明の一実施形態に係るセンサモジュールの斜視図である。 図１のセンサモジュールの分解斜視図である。 図１のセンサモジュールのＡ−Ａ断面図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態に係るセンサモジュール１について説明する。 図１に示すように、センサモジュール１は、薄型電池（例えばリチウム２次電池）を圧着して電気的に接続した回路基板２を薄型の筐体４に収容して形成されている。筐体４は例えば樹脂製であって防水構造を有して形成されている。回路基板２は、積層プリント基板であって、その実装面２ａには半導体チップや複数のセンサ等の電子部品が実装されている。

具体的には、実装面２ａには、センサモジュール１の周囲環境である外気の温度及び湿度を測定対象とした温湿センサ６が実装されている。
図２及び図３に示すように、筐体４は、回路基板２の実装面２ａ側に設けられたカバー８と、回路基板２の実装面２ａと反対側の非実装面２ｂ側に設けられたケース１０とから形成されている。

カバー８の外周端（第１外周端）８ａとケース１０の外周端（第２外周端）１０ａとには、それぞれ防水性を有する両面テープ（接着シート）１２、１４が貼り付けられている。各両面テープ１２、１４は矩形枠状をなし、各外周端８ａ、１０ａを突き合わせて各両面テープ１２、１４を挟着することで、カバー８とケース１０とが接着され、防水構造の筐体４が形成される。

また、カバー８には円形開口をなす通気孔１６が１つ貫通されている。通気孔１６は、カバー８の内面８ｂに接着された防水性及び透湿性を有する第１シート１８で塞がれている。通気孔１６は、筐体４の厚さ方向Ｙにて温湿センサ６と対向する位置に設けられている。

ここで、カバー８の外周端８ａとケース１０の外周端１０ａとの間には、各両面テープ１２、１４を介して防水性及び透湿性を有する１つの第２シート２０が挟着されている。第２シート２０は、各両面テープ１２、１４と同様の矩形枠状をなし、各両面テープ１２、１４間にて外周端８ａと外周端１０ａとの間の全周に亘って挟着されている。また、第２シート２０は、筐体４の厚さ方向Ｙに所定の厚みＴを有して形成されている。

この厚みＴは、第２シート２０が各両面テープ１２、１４間にて外周端８ａと外周端１０ａとの間に挟着されても、第２シート２０を介しての筐体４の外から内、内から外に向けた外気の循環気流の形成が可能な程度の厚みとなっている。
また、第２シート２０は、筐体４の厚さ方向Ｙにて実装面２ａよりも通気孔１６側の位置に設けられ、さらには筐体４の厚さ方向Ｙにて温湿センサ６よりも通気孔１６側の位置に設けられている。

以上のように本実施形態のセンサモジュール１によれば、通気孔１６及び第２シート２０を有することにより、第１及び第２シート１８、２０により防水性を確保しながら、センサモジュール１の周囲の温度及び湿度を迅速に精度良く検知することができる。詳しくは、従来のように、センサモジュール１が温湿センサ６と対向する位置に通気孔１６のみを有する場合、筐体４内に導入される外気は量が少なく、逃げ場がないため、筐体４内の温湿センサ６の近傍で滞留し易い。

このように、筐体４に１つの通気孔１６しか存在しない場合は、筐体４の外から内、内から外に向けた外気の循環気流の形成が阻害され、特に夏場等は、外気と筐体４内との温度差や湿度差が大きくなるため、センサモジュール１の周囲の温度及び湿度を迅速に精度良く検知できないおそれがある。

これに対し、本実施形態の場合、通気孔１６及び第２シート２０を設けたことにより、図３に破線矢印で示したように、筐体４の外から内、内から外に向けた外気の循環気流が形成される。これにより、温湿センサ６の近傍には常時リアルタイムの外気を導入することができる。従って、温湿センサ６で検知される外気の温度及び湿度は、実際の外気の温度及び湿度に迅速且つ高精度に追従し、筐体４内と実際の外気との温湿度差を大幅に低減することが可能となる。

しかも、カバー８に第１シート１８で塞がれた通気孔１６を有する既存の筐体４を利用するだけで、ケース１０や他の筐体４の部位を穿孔しなくとも良い。すなわち、既存の筐体４のカバー８の外周端８ａとケース１０の外周端１０ａとの間に各両面テープ１２、１４を介して第２シート２０を挟着するだけの簡単な構成で、防水性を確保しながら、センサモジュール１の周囲の温度及び湿度を迅速に精度良く検知することができる。

以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、通気孔１６の位置は上記実施形態に限定されない。但し、通気孔１６を筐体４の厚さ方向Ｙにてそれぞれ温湿センサ６と対向して設けることにより、円滑な循環気流を形成することができるため、センサモジュール１の周囲の温度及び湿度をより一層迅速に精度良く検知することができる。

また、第２シート２０の位置も上記実施形態に限定されない。但し、第２シート２０を筐体４の厚さ方向Ｙにて実装面２ａよりも通気孔１６側の位置に設けることにより、少なくとも回路基板２が邪魔にならない円滑な循環気流を形成することができる。さらには、第２シート２０を筐体４の厚さ方向Ｙにて温湿センサ６よりも通気孔１６側の位置に設けることにより、少なくとも温湿センサ６自体が邪魔にならない円滑な循環気流を形成することができる。従って、これら第２シート２０の配置により、センサモジュール１の周囲の温度及び湿度をより一層迅速に精度良く検知することができる。

また、通気孔１６の開口形状や数、第２シート２０の形状や数も上記実施形態に限定されない。具体的には、第２シート２０は、外周端８ａと外周端１０ａとの間の全周に亘って挟着される矩形枠状に限らず、外周端８ａと外周端１０ａとの間の少なくとも一部に挟着されるような、１つ又は複数の断片的な形状であっても良い。この場合にも、筐体４に防水性を確保した外気の循環気流を形成することができる。

但し、回路基板２の強度を損なわないように、通気孔１６の開口面積は大きくし過ぎず、通気孔１６の数は多くし過ぎないようにするのが好ましい。また、筐体４の剛性を損なわないように、第２シート２０の厚みＴは厚くし過ぎないようにするのが好ましい。
また、第２シート２０を挟んで各外周端８ａ、１０ａを突き合わせて接着する際には、両面テープ１２、１４以外の矩形枠状をなす接着シート等を含む接着部材や、接着剤の塗布により各外周端８ａ、１０ａを接着しても良い。

また、上記実施形態では、センサモジュール１の周囲の温度及び湿度を測定対象とした温湿センサ６が回路基板２に実装される場合について説明した。しかし、これに限らず、実装面２ａに実装するセンサは、センサモジュール１の周囲環境を測定対象とし、筐体４内に導入される外気の循環気流の形成により応答性及び精度が向上するセンサであれば良い。例えば、当該センサは、外気の温度のみを測定する温度センサ、外気の湿度のみを測定する湿度センサ、或いは、外気の気圧を測定する気圧センサ等であっても良い。

また、このようなセンサモジュール１は、種々の用途のセンサ装置に適用可能であることは勿論である。具体的には、センサモジュール１の周囲環境以外に、センサモジュール１の動態（移動、停止等）等を測定対象とした図示しない加速度センサや地磁気センサ等を実装面２ａに実装しても良い。さらには無線通信機能やデータ記録機能を実現可能な図示しない電子部品も実装面２ａに実装可能である。このように構成されるセンサモジュール１によって、薄型、小型、及び軽量であって携帯性に優れ、さらには無線通信やデータ記録を可能とする、例えば迷子検知や荷物検知を用途とした高機能のセンサ装置を実現することができる。

１ センサモジュール
２ 回路基板
２ａ 実装面
２ｂ 非実装面
４ 筐体
６ 温湿センサ（センサ）
８ カバー
８ａ 外周端（第１外周端）
１０ ケース
１０ａ 外周端（第２外周端）
１２ 両面テープ（接着シート）
１４ 両面テープ（接着シート）
１６ 通気孔
１８ 第１シート
２０ 第２シート

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体に収容される回路基板と、
   前記回路基板の実装面に実装され、前記筐体の周囲環境を測定対象としたセンサと
   を備え、
   前記筐体は、
   前記回路基板の前記実装面側に設けられ、防水性及び透湿性を有する第１シートで塞がれた通気孔を有するとともに、第１外周端を有するカバーと、
   前記回路基板の前記実装面と反対側の非実装面側に設けられ、前記第１外周端に突き合わされる第２外周端を有するケースと、
   前記第１外周端と前記第２外周端との間の少なくとも一部に挟着され、防水性及び透湿性を有する第２シートと
   を有する、センサモジュール。
2. 前記第２シートは、前記第１外周端と前記第２外周端との間の全周に亘って挟着される、請求項１に記載のセンサモジュール。
3. 前記第１外周端と前記第２外周端とは、それぞれ防水性を有する接着シートを介して前記第２シートを挟着する、請求項１又は２に記載のセンサモジュール。
4. 前記第２シートは、前記筐体の厚さ方向にて前記実装面よりも前記通気孔側の位置に設けられる、請求項１から３の何れか一項に記載のセンサモジュール。
5. 前記第２シートは、前記筐体の厚さ方向にて前記センサよりも前記通気孔側の位置に設けられる、請求項１から４の何れか一項に記載のセンサモジュール。
6. 前記通気孔は、前記筐体の厚さ方向にて前記センサと対向する位置に設けられる、請求項１から５の何れか一項に記載のセンサモジュール。
7. 前記センサは、少なくとも温度及び湿度の何れか一方を測定対象とする、請求項１から６の何れか一項に記載のセンサモジュール。
8. 請求項１から７の何れか一項のセンサモジュールを備えたセンサ装置。

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