JP2018107363A - Sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加速度および角速度などの物理量を検出する物理量センサを電子部品とともに実装した基板と、基板を収納するハウジングと、前記基板に形成されたパッドと前記ハウジングと一体形成されたターミナル端子間を接続する複数のワイヤを備えたセンサ装置のワイヤ接続構造に関する。 The present invention provides a substrate on which a physical quantity sensor for detecting a physical quantity such as acceleration and angular velocity is mounted together with electronic components, a housing for housing the board, a pad formed on the board, and a terminal terminal formed integrally with the housing. The present invention relates to a wire connection structure of a sensor device including a plurality of wires to be connected.
自動車では、旋回や傾斜地走行時などにおける車両安定走行を支援するため、車両の姿勢制御やブレーキ制御用に角速度や加速度といった物理量を検出するセンサが用いられている。同様に農業機械や建設機械でも、車両本体や農場を耕作するための耕作機械などの姿勢制御、特に水平制御のために物理量センサが適用されている。 In automobiles, sensors that detect physical quantities such as angular velocity and acceleration are used for attitude control and brake control of a vehicle in order to support stable vehicle traveling during turning and running on an inclined ground. Similarly, a physical quantity sensor is also applied to an agricultural machine or a construction machine for posture control, particularly horizontal control of a farm body for cultivating a vehicle body or a farm.
物理量センサは、センサを動作、制御するために必要な他の電子部品とともにプリント基板に実装される。物理量センサを搭載したプリント基板は、外部との電気的信号の入出力や電源供給を行うコネクタ部を備えたハウジングに収納され、プリント基板に形成されたパッドと、コネクタに併設されたターミナル端子間を複数のワイヤで電気的に接続した後、モジュール化され、センサ装置として使用される。 The physical quantity sensor is mounted on a printed circuit board together with other electronic components necessary for operating and controlling the sensor. A printed circuit board equipped with a physical quantity sensor is housed in a housing with a connector part that inputs and outputs electrical signals to the outside and supplies power, and between the pads formed on the printed circuit board and the terminal terminals attached to the connector Are electrically connected with a plurality of wires and then modularized to be used as a sensor device.
物理量センサをモジュール化したセンサ装置には、小型軽量化が要求されている。この要求に対応するため、プリント基板のパッドとターミナル端子間を接続するワイヤどうしの間隔も狭くなる傾向にある。物理量センサは、自動車の悪路走行や農業機械の段差乗り越え時などに過大な衝撃や振動を受けることが想定されている。ワイヤどうしの間隔が狭い場合、衝撃や振動負荷によってワイヤどうしが接触し、電気的特性が低下する可能性がある。 A sensor device in which a physical quantity sensor is modularized is required to be small and light. In order to meet this requirement, the distance between the wires connecting the pads of the printed circuit board and the terminal terminals tends to be narrow. It is assumed that the physical quantity sensor is subjected to excessive shock and vibration when traveling on a rough road of an automobile or climbing over a step of an agricultural machine. When the distance between the wires is narrow, the wires may come into contact with each other due to an impact or vibration load, and the electrical characteristics may deteriorate.
また、近年、自動車および農業機械などでは、自動運転化に対する要求が高くなってきており、運転時の安全性を確保するため、高精度で角速度や加速度などを測定し、高速で測定した信号を処理することが求められてきている。例えば、車両の姿勢制御では、加速度センサや角速度センサの測定値から算出される傾斜角度を1度以下の精度で測定することが求められている。このような測定精度を達成するためには、センサ出力に重畳するノイズの低減が不可欠になっている。さらに、高速で信号処理を行う回路をセンサ装置に実装する場合、プリント基板のパッドとターミナル端子間を接続するワイヤ接続構造についてもノイズを低減するための方策を講じることが必要になっている。 In recent years, the demand for automatic driving has been increasing in automobiles and agricultural machinery, and in order to ensure safety during driving, angular velocity and acceleration are measured with high accuracy, and signals measured at high speed are obtained. There has been a demand for processing. For example, in vehicle attitude control, it is required to measure an inclination angle calculated from measured values of an acceleration sensor and an angular velocity sensor with an accuracy of 1 degree or less. In order to achieve such measurement accuracy, it is essential to reduce noise superimposed on the sensor output. Furthermore, when a circuit that performs signal processing at high speed is mounted on a sensor device, it is necessary to take measures to reduce noise in the wire connection structure that connects the pads of the printed circuit board and the terminal terminals.
ワイヤ接続構造に関しては、例えば、特開平8−186144号公報(特許文献1)が知られている。 As for the wire connection structure, for example, JP-A-8-186144 (Patent Document 1) is known.
特許文献1には、チップ外縁に沿って千鳥状に配置された第1パッドと第2パッドを備えるチップにおいて、チップ表面に垂直な方向から見たとき、それぞれのワイヤが等間隔に配置される構成が開示されている。
In
特許文献1に開示されている先行技術によれば、ワイヤどうしの間隔をすべて等間隔に構成することで、部分的に間隔が狭い箇所をなくすことができワイヤどうしが接触することを抑制する効果が得られる。
According to the prior art disclosed in
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、複数のワイヤが同じ方向に並行して延伸されているため、クロストークノイズの低減に関しては考慮されていない。また、隣接するワイヤ長さが異なっているため、差動で信号伝送する場合、ワイヤに重畳するノイズを完全にキャンセルすることができなくなり、出力信号にノイズが加わる場合がある。
However, in the technique described in
本発明の目的は、加速度および角速度などの物理量を検出する物理量センサを電子部品とともに実装した基板と、基板を収納するハウジングと、前記基板に形成されたパッドと前記ハウジングと一体形成されたターミナル端子間を接続する複数のワイヤを備えたセンサ装置において、ワイヤ接続部分で発生するノイズを低減するとともに、ワイヤどうしの接触を防止したセンサ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a board on which a physical quantity sensor for detecting a physical quantity such as acceleration and angular velocity is mounted together with electronic components, a housing for housing the board, a pad formed on the board, and a terminal terminal formed integrally with the housing. In a sensor device including a plurality of wires that connect each other, it is possible to provide a sensor device that reduces noise generated at a wire connecting portion and prevents contact between wires.
慣性力センサと電子部品とが実装された基板と、基板を収納するハウジングと、前記基板に形成された基板パッドと前記ハウジングに形成されたターミナル端子の接続部との間を接続する並列に配置された複数のワイヤとを備えたセンサ装置において、一対のワイヤ群のターミナル端子どうしの間隔Lt1は基板パッドどうしの間隔Ls1より狭くなっており、隣接するワイヤ群のターミナル端子どうしの間隔Lt2は基板パッドどうしの間隔Ls2より広くなっており、前記2対のワイヤ群を連続して形成させる。 Arranged in parallel to connect between a board on which an inertial force sensor and electronic components are mounted, a housing that houses the board, a board pad formed on the board, and a terminal terminal connection formed on the housing In the sensor device having a plurality of wires, the distance Lt1 between the terminal terminals of the pair of wires is narrower than the distance Ls1 between the board pads, and the distance Lt2 between the terminal terminals of adjacent wire groups is the board. The distance between the pads is larger than the distance Ls2, and the two pairs of wires are continuously formed.
また、慣性力センサと電子部品とが実装された基板と、基板を収納するハウジングと、前記基板に形成された基板パッドと前記ハウジングに形成されたターミナル端子の接続部との間を接続する一組のワイヤ接続部が並列に配置されたセンサ装置において、一組のワイヤ接続部のターミナル端子の接続部と基板パッドの位置と、隣接するもう一組のワイヤ接続部のターミナル端子の接続部と基板パッドの位置が、ワイヤの延伸方向にずれて配置され、ワイヤ延伸方向に垂直な方向の投影面でワイヤどうしが重なっていない構成とする。 Further, a connection is made between a substrate on which the inertial force sensor and the electronic component are mounted, a housing that houses the substrate, a substrate pad formed on the substrate, and a terminal terminal connection formed on the housing. In a sensor device in which a set of wire connection portions are arranged in parallel, the terminal terminal connection portion and board pad position of one set of wire connection portions, and the terminal terminal connection portion of another adjacent wire connection portion, The position of the substrate pad is shifted in the wire extending direction, and the wires are not overlapped on the projection plane in the direction perpendicular to the wire extending direction.
さらに、ターミナル端子の接続部と基板パッド間を接続するワイヤ長を同等にする。 Further, the lengths of the wires connecting the connection portions of the terminal terminals and the substrate pads are made equal.
本発明よれば、センサを実装した回路基板とハウジングに搭載された内部端子を接続するワイヤを収納したセンサ装置において、ワイヤの寿命を確保し、またストロークノイズを低減し、信号遅延を防止することができる信頼性の高いワイヤ構造を備えたセンサを提供することができる。 According to the present invention, in a sensor device that houses a wire that connects a circuit board on which a sensor is mounted and an internal terminal mounted on a housing, the life of the wire is ensured, stroke noise is reduced, and signal delay is prevented. Therefore, it is possible to provide a sensor having a highly reliable wire structure that can be used.
以下、本発明の第一実施形態について、図面を用いて説明をする。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施例1について、図1〜図3を用いて説明する。本実施例によるセンサ装置は、角速度と加速度を検出するセンサ11を実装した回路基板6、および、外部機器と電気的に接続されるコネクタ2と端子(図示せず)を備え、回路基板6を収納するハウジング100の部材収納部であるケース部1と、回路基板6との取り付け位置を定める位置決めガイド8と、外部機器に固定するためのフランジ12が形成されたハウジング100と、カバー3を備える。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The sensor device according to the present embodiment includes a
センサを実装した回路基板6には、センサ11の他に電子部品7が実装されている。電子部品7は、マイコン、電圧調整器(レギュレータ)、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの部品で構成されており、センサ制御や電源供給、および外部との通信制御などを行っている。
In addition to the
回路基板6には、ガラスエポキシ基板やセラミック基板を用いる。ハウジング100のケース部1、コネクタ2、フランジ12、およびカバー3はPBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂やPPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂などで形成する。回路基板6やカバー3をケース1の所定の箇所に固定する接着剤にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを使用する。回路基板6はハウジング1内の位置決めガイド8の4箇所と接触するように設置し、接着剤14aによって回路基板6側面をケース部1の所定の箇所に固定している。
As the
位置決めガイド8は、ケース側面の肉厚部101に形成され、ハウジング100のケース部1のコネクタ側に2箇所、片側のフランジ側側面に2箇所の計4箇所に設置されており、ケース側面からケース内部に突出している。
The
回路基板6上のパッド9とコネクタ2の端子の一端である内部端子5は、金属細線(アルミワイヤなど)からなるワイヤ10で電気的に接続されており、コネクタ端子の他方の端部である外部端子(図示せず)は、コネクタ内部で外部機器の接続端子と結合される。回路基板6のケース1への収納とワイヤ10の接続が終了した後、回路基板6とワイヤ10を覆うようにゲル13を塗布し、ハウジング1の所定の箇所にカバー3を載置し、カバー3周辺部を接着剤14bで固定してハウジング3の開口部を覆っている。
The pad 9 on the
本発明のセンサ装置は、ケース1の外側2か所に設けたフランジ5それぞれに形成された取り付け孔4を用いたネジ止めによって外部機器に固定される。
The sensor device of the present invention is fixed to an external device by screwing using attachment holes 4 formed in
通信形態はCAN通信を想定しているため、ワイヤ10は電源とGND、さらにCAN_HighとCAN_Lowの出力信号で構成されている。両端のワイヤ10a、10dに電源とGNDが配置し、中央のワイヤ10b、10cに信号線を配置することで、電源とGNDが接触し短絡してしまうことを防止している。
Since the communication mode is assumed to be CAN communication, the
図3に図2の内部端子5と回路基板6上のパッド9とワイヤ10の位置と長さ関係を示す。内部端子5aと内部端子5b間の距離を距離Lt1、内部端子5bと内部端子5c間の距離を距離Lt2、内部端子5cと内部端子5d間の距離を距離Lt3とし、パッド9aとパッド9b間の距離を距離Ls1、パッド9bとパッド9c間の距離を距離Ls2、パッド9cとパッド9d間の距離を距離Ls3とした場合、距離Lt1>距離Ls1、距離Lt2<距離Ls2、距離Lt3>距離Ls3となるように設置することで、隣接するワイヤどうしの接触を抑制する。また隣接するワイヤどうしが並行に並んで配置するのを防ぎ、ストロークノイズを低減することができる。またハの字型に交互にワイヤを接続することでワイヤのループ長を長くできワイヤの寿命を確保することができる。
FIG. 3 shows the positions and length relationships of the
さらに、ワイヤ10a、10b、10c、10dのループ長を同じ長さにすることで各ワイヤに流れるノイズを同等にでき、さらに信号遅延も同じ時間にすることで制御を容易にすることができる。
Further, by making the loop lengths of the
図4に本発明の実施例2における内部端子とパッドとワイヤの構成図を示す。なお、実施例1と同様の構造については説明を省略する。
FIG. 4 shows a configuration diagram of internal terminals, pads, and wires in
ハウジング100のケース部は、回路基板側に突出するように突出部が形成されている。内部端子5b、5cがこの突出部に形成される。回路基板6には、前記突出部に合わせてくぼみ部が形成されている。そして、パッド9b、9cは、パッド9a、9dよりもくぼみ方向側に配置される。内部端子5bと内部端子5cの距離を距離Lttとし、パッド9bとパッド9cの距離を距離Lssとした場合、距離Ltt<距離Lssとする。
The case portion of the
本実施例によれば、隣接するワイヤ10b、10cをハの字型に接続することができ、ワイヤを並列に接続させないようにすることで、ストロークノイズを低減することができる。またこのときのワイヤ10a、10b、10c、10dのループ長を同じ長さにすることで、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
According to the present embodiment,
更に、突出部と凹部により、回路基板6のケース内への位置決め精度も向上する。なお、突出部を回路基板6に、凹部をハウジング100のケース部に形成してもよい。
Furthermore, the positioning accuracy of the
図5に本発明の実施例3における内部端子とパッドとワイヤの構成図を示す。なお、実施例1、2と同様の構成については説明を省略する。 FIG. 5 shows a configuration diagram of internal terminals, pads, and wires in Embodiment 3 of the present invention. Note that a description of the same configuration as in the first and second embodiments is omitted.
ハウジング100のケース部は内部端子5b、5dが内部端子5a、5cよりも回路基板側に突出するように突出部が形成されている。
The case portion of the
回路基板6は前記突出部に合わせてくぼみ部と突出部が形成されており、くぼみ部にパッド9b、9dが設置される。パッド9a、9cは回路基板6の突出部に設置される。
The
内部端子5aとパッド9aとワイヤ10aの組と、隣接する内部端子5bとパッド9bとワイヤ10bの組は、ワイヤの延伸方向にずれて配置され、ワイヤ延伸方向に垂直な方向の投影面でワイヤ同士が重なっていない。
The set of the
同様に、隣接する同士のその他の組についても、ワイヤ延伸方向についてずれて配置されており、ワイヤ延伸方向に垂直な投影面でワイヤ同士が重なっていない。 Similarly, the other adjacent pairs are also arranged so as to be shifted in the wire extending direction, and the wires do not overlap on the projection plane perpendicular to the wire extending direction.
本実施例によれば、実施例1と同様の効果を奏する。すなわち、隣接するワイヤは平行して並ばないためストロークノイズを低減することができる。そして、ワイヤ同士の接触も防止できる。 According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained. That is, since adjacent wires are not arranged in parallel, stroke noise can be reduced. And contact between wires can also be prevented.
さらに、ワイヤ10a、10b、10c、10dのループ長を同じ長さにすることで、第一実施形態および第二実施形と態同様の効果を得ることができる。
Further, by making the loop lengths of the
100.ハウジング
1.ケース部
2.コネクタ
3.カバー
4.取り付け孔
5.内部端子
5a.内部端子a
5b.内部端子b
5c.内部端子c
5d.内部端子d
6.回路基板
7.電子部品
8.位置決めガイド
9.パッド
9a.パッドa
9b.パッドb
9c.パッドc
9d.パッドd
10.ワイヤ
10a.ワイヤa
10b.ワイヤb
10c.ワイヤc
10d.ワイヤd
11.センサ
12.フランジ
13.ゲル
14a.接着材a
14b.接着材b
101.ケース肉厚部
100.
5b. Internal terminal b
5c. Internal terminal c
5d. Internal terminal d
6).
9b. Pad b
9c. Pad c
9d. Pad d
10.
10b. Wire b
10c. Wire c
10d. Wire d
11.
14b. Adhesive material b
101. Case thick part
Claims (4)
前記基板のパッドとワイヤにより電気的に接続される複数の出力端子と、を備えるセンサ装置において、
パッドとワイヤと出力端子の一組とし、となりあう2組を一対のワイヤ群と定義し、
前記一対のワイヤ群の出力端子の間隔Lt1は、前記一対のワイヤ群の基板パッドどうしの間隔Ls1より狭くなっており、
前記一対のワイヤ群が連続して設けられるセンサ装置。 An electronic component to which a sensor signal is input is mounted, and a substrate having a plurality of pads;
In a sensor device comprising a plurality of output terminals electrically connected by pads and wires of the substrate,
Define a pair of pads, wires, and output terminals, and define two pairs as a pair of wires,
The distance Lt1 between the output terminals of the pair of wires is smaller than the distance Ls1 between the substrate pads of the pair of wires.
A sensor device in which the pair of wire groups are continuously provided.
前記基板のパッドとワイヤにより電気的に接続される複数の出力端子と、を備えるセンサ装置において、
パッドとワイヤと出力端子の一組のとし、
となりあう一組のパッド間隔をLs1、出力端子間隔をLt1としたときに、Lt1>Ls1が成り立ち、
次のとなりあう一組のパッド間隔をLs2、出力端子間隔をLt2としたときに、Lt2<Ls2が成り立つセンサ装置。 An electronic component to which a sensor signal is input is mounted, and a substrate having a plurality of pads;
In a sensor device comprising a plurality of output terminals electrically connected by pads and wires of the substrate,
A set of pads, wires and output terminals,
When a pair of adjacent pad intervals is Ls1 and an output terminal interval is Lt1, Lt1> Ls1 holds,
A sensor device in which Lt2 <Ls2 is established, where Ls2 is an interval between the next set of pads and Lt2 is an interval between output terminals.
前記複数のワイヤ長を同等にしたことを特徴とするセンサ装置。 The sensor device according to claim 1, wherein
A sensor device characterized in that the plurality of wires have the same length.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016254664A JP2018107363A (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Sensor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016254664A JP2018107363A (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Sensor device |
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JP2018107363A true JP2018107363A (en) | 2018-07-05 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11674974B2 (en) | 2019-02-21 | 2023-06-13 | Seiko Epson Corporation | Inertial sensor, electronic device, and vehicle |
-
2016
- 2016-12-28 JP JP2016254664A patent/JP2018107363A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11674974B2 (en) | 2019-02-21 | 2023-06-13 | Seiko Epson Corporation | Inertial sensor, electronic device, and vehicle |
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