JP2018136168A

JP2018136168A - センサ装置

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Publication number: JP2018136168A
Application number: JP2017029859A
Authority: JP
Inventors: 直希磯部; Naoki Isobe
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2037-02-21
Also published as: JP6785442B2

Abstract

【課題】端子の位置のばらつきを抑制することができるセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置１は、例えば、物理量を検出するセンサ、及びセンサを封止する封止体３０を有するセンサパッケージ３と、封止体３０が挿入される挿入開口２１３、及び挿入開口２１３を囲むように設けられたリング形状のリング溝２１２を有し、挿入開口２１３に挿入されたセンサパッケージ３と一体となる本体２と、リング溝２１２に挿入される筒部４０、及び筒部４０の貫通孔４１の対向する内面上部４１０及び内面下部４１１を連結し、挿入開口２１３に挿入された封止体３０の端面３２と対向する連結部４５を有するパッキン４と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、センサ装置に関する。

従来の技術として、移動体の直線移動方向の変位量を検出する変位量センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この変位量センサは、移動体に取り付けられた磁石の移動を検出するホールＩＣ（Integrated Circuit）を備えている。このホールＩＣは、柱状部材の先端側にインサート成形されている。またホールＩＣのターミナルは、ハウジングのコネクタ部にインサート成形されている。そして柱状部材は、ハウジングと一体とされている。

特開２００４−１８４３６４号公報

しかし従来の変位量センサは、ターミナルがハウジングのコネクタ部にインサート成形されているので、成形時の射出樹脂の圧力によってターミナルの位置がばらつき、相手側コネクタと接続された際にターミナルにダメージを与える可能性がある。

従って本発明の目的は、端子の位置のばらつきを抑制することができるセンサ装置を提供することにある。

本発明の一態様は、物理量を検出するセンサ、及びセンサを封止する封止体を有するセンサパッケージと、封止体が挿入される挿入開口、及び挿入開口を囲むように設けられたリング形状のリング溝を有し、挿入開口に挿入されたセンサパッケージと一体となる本体と、リング溝に挿入される筒部、及び筒部の貫通孔の対向する内面を連結し、挿入開口に挿入された封止体の端面と対向する連結部を有するパッキンと、を備えたセンサ装置を提供する。

本発明によれば、端子の位置のばらつきを抑制することができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係るセンサ装置の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、センサ装置の一例を示す展開図である。図２（ａ）は、実施の形態に係るセンサ装置の本体を除いた一例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、パッキンの一例について説明するための要部断面図である。図３（ａ）は、実施の形態に係るセンサ装置のパッキンの一例を示す正面図であり、図３（ｂ）は、パッキンの一例を示す前方斜視図であり、図３（ｃ）は、パッキンの一例を示す後方斜視図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、実施の形態に係るセンサ装置の本体に対するセンサパッケージ及びパッキンの挿入について説明するための概略図の一例である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るセンサ装置は、物理量を検出するセンサ、及びセンサを封止する封止体を有するセンサパッケージと、封止体が挿入される挿入開口、及び挿入開口を囲むように設けられたリング形状のリング溝を有し、挿入開口に挿入されたセンサパッケージと一体となる本体と、リング溝に挿入される筒部、及び筒部の貫通孔の対向する内面を連結し、挿入開口に挿入された封止体の端面と対向する連結部を有するパッキンと、を備えて概略構成されている。

このセンサ装置は、インサート成形によって本体とセンサパッケージとを一体としないので、インサート成形を行う場合と比べて、射出樹脂の圧力による端子の位置のずれがなく、端子の位置のばらつきを抑制することができる。

[実施の形態]
（センサ装置１の概要）
図１（ａ）は、実施の形態に係るセンサ装置の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、センサ装置の一例を示す展開図である。図２（ａ）は、実施の形態に係るセンサ装置の本体を除いた一例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、パッキンの一例について説明するための要部断面図である。図３（ａ）は、実施の形態に係るセンサ装置のパッキンの一例を示す正面図であり、図３（ｂ）は、パッキンの一例を示す前方斜視図であり、図３（ｃ）は、パッキンの一例を示す後方斜視図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、実施の形態に係るセンサ装置の本体に対するセンサパッケージ及びパッキンの挿入について説明するための概略図の一例である。図２（ｂ）では、説明のためパッキンにのみ斜線を付している。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また以下に示す上下左右は、一例として、図１（ａ）のセンサ装置１の上下左右を基準として定められ、上下が紙面の上下、左右が手前と奥としている。

センサ装置１は、例えば、図１（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、物理量を検出するセンサ、及びセンサを封止する封止体３０を有するセンサパッケージ３と、封止体３０が挿入される挿入開口２１３、及び挿入開口２１３を囲むように設けられたリング形状のリング溝２１２を有し、挿入開口２１３に挿入されたセンサパッケージ３と一体となる本体２と、リング溝２１２に挿入される筒部４０、及び筒部４０の貫通孔４１の対向する内面（内面上部４１０及び内面下部４１１）を連結し、挿入開口２１３に挿入された封止体３０の端面３２と対向する連結部４５を有するパッキン４と、を備えて概略構成されている。

このセンサは、例えば、磁場の強さや方向、磁束密度の変化などを物理量として検出するホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサである。なおセンサは、磁気センサに限定されず、加速度センサなどであっても良い。本実施の形態のセンサ装置１は、例えば、検出対象に取り付けられた磁石との距離に応じた磁場の変化に基づいてオン、オフする非接触スイッチなどとして用いられる。

このセンサパッケージ３は、例えば、図１（ｂ）に示すように、封止体３０の端面３２から相手側コネクタ６と接続される複数の端子（端子３７及び端子３８）が並んで突出している。そしてパッキン４は、例えば、図２（ｂ）に示すように、リング溝２１２に挿入されると連結部４５が端子３７及び端子３８の間に位置する。なお端子は、端子３７及び端子３８に限定されず、さらに複数であっても良い。

また本体２の挿入開口２１３及びリング溝２１２は、例えば、図２（ｂ）に示すように、相手側コネクタ６が挿入されるコネクタ挿入口２１０の底部２１１に設けられている。そしてパッキン４は、例えば、図２（ｂ）に示すように、コネクタ挿入口２１０に相手側コネクタ６が挿入されて本体２と一体となった際、相手側コネクタ６に押されて封止体３０の端面３２と接触すると共に変形して本体２とセンサパッケージ３の相対位置を保持する位置に連結部４５が設けられている。

（相手側コネクタ６の構成）
相手側コネクタ６は、例えば、図１（ａ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、コネクタ本体６０の上部に爪部６５を有している。またコネクタ本体６０の端面６２には、電線７が突出している。この電線７は、センサパッケージ３の端子３７及び端子３８を介して磁気センサ３９と電気的に接続されている。

（本体２の構成）
本体２は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの樹脂材料を用いて形成されている。本体２は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、センサ部２０及びコネクタ部２１を備えて概略構成されている。

センサ部２０は、例えば、四角柱形状を有している。そしてセンサ部２０は、例えば、図２（ｂ）に示すように、その内部にセンサパッケージ３の封止体３０が挿入され、磁気センサ３９が位置している。

コネクタ部２１は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、有底の筒形状を有している。この底は、底部２１１である。この底部２１１には、挿入開口２１３が形成されている。

コネクタ部２１の上面２３、左側面２５及び右側面２６には、形状の異なる取付部２３２、取付部２５０及び取付部２６０が設けられている。そしてコネクタ部２１は、上面２３から挿入方向に長く盛り上がる凸部２３０を有し、この凸部２３０の表面から突出する突起２３３が設けられている。この突起２３３、取付部２３２、取付部２５０及び取付部２６０は、センサ装置１を取り付ける際、相手側のガイドとなったり、凹部や開口に結合したりするものである。

凸部２３０の相手側コネクタ６が挿入される側には、開口２３１が設けられている。この開口２３１は、コネクタ挿入口２１０に挿入された相手側コネクタ６の爪部６５が嵌まり込んで本体２からの相手側コネクタ６の抜けを抑制している。

コネクタ部２１の凸部２３０は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、相手側コネクタ６の爪部６５が挿入される爪挿入口２３４が設けられている。開口２３１は、この爪挿入口２３４と繋がるように設けられている。また爪挿入口２３４は、コネクタ挿入口２１０と繋がっている。

コネクタ部２１のコネクタ挿入口２１０は、例えば、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、相手側コネクタ６の挿入部６４の形状に応じて角が丸くなった矩形状を有している。そしてコネクタ挿入口２１０の底部２１１には、中央にセンサパッケージ３が挿入される挿入開口２１３が設けられ、また挿入開口２１３の外側には、リング溝２１２が設けられている。

このリング溝２１２は、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、パッキン４の筒部４０の形状に応じた角が丸くなった矩形状を有する溝となっている。このリング溝２１２は、例えば、図２（ｂ）に示すように、パッキン４の筒部４０がおよそ半分程度挿入される深さとなっている。

挿入開口２１３は、封止体３０が挿入される矩形状を有し、またセンサ部２０の先端近くまで形成されている。また挿入開口２１３の上内面２１４の両端には、例えば、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、挿入方向に伸びる溝２１４ａが設けられている。また上内面２１４は、例えば、上内面２１４から突出する２つのリブ２１４ｂが設けられている。この２つのリブ２１４ｂは、例えば、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、封止体３０の挿入によって下内面２１５と共に封止体３０と接触して封止体３０の上下方向の位置を決めている。

また挿入開口２１３の下内面２１５の両端には、例えば、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、挿入方向に伸びる溝２１５ａが設けられている。溝２１４ａ及び溝２１５ａは、封止体３０を挿入開口２１３に圧入する際、挿入開口２１３が変形し易くなって圧入が容易となるように設けられている。

（センサパッケージ３の構成）
センサパッケージ３は、磁気センサ３９を封止体３０で封止したものである。この封止体３０の端面３２には、端子３７及び端子３８が突出している。

封止体３０は、例えば、エポキシ樹脂を主成分に、シリカ充填材などを加えた熱硬化性成形材料が硬化して形成されたものである。この封止体３０の先端面３１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、相手側コネクタ６の挿入によってパッキン４の連結部４５に押されて挿入開口２１３の底面２１３ａと接触する。

また封止体３０は、挿入開口２１３への挿入により、上面３３が挿入開口２１３のリブ２１４ｂと接触すると共に、下面３４が下内面２１５と接触する。そして封止体３０は、挿入開口２１３への挿入により、右側面３５及び左側面３６が挿入開口２１３の左内面２１６及び右内面２１７に接触する。封止体３０は、挿入開口２１３に挿入されることにより、本体２と一体とされる。

端子３７及び端子３８は、例えば、封止体３０から露出したリードフレームである。つまりリードフレームの端部が端子３７及び端子３８とされている。このリードフレームは、例えば、アルミニウム、銅などの金属材料、又は真鍮などの合金材料を用いて形成される。そしてリードフレームは、細長い板形状に形成されている。

磁気センサ３９やコンデンサなどの電子部品は、このリードフレーム上に配置され、リードフレームと電気的に接続される。この端子３７及び端子３８は、コネクタ挿入口２１０内に露出して相手側コネクタ６と結合する。磁気センサ３９は、例えば、図２（ｂ）に示すように、封止体３０の先端面３１近くに配置されている。

（パッキン４の構成）
パッキン４は、例えば、ニトリルゴムやシリコーンゴムなどの材料を用いて形成されている。このパッキン４は、例えば、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、筒部４０及び連結部４５を備えて概略構成されている。

筒部４０は、角が丸くなった筒形状を有している。この筒部４０は、前面４２がリング溝２１２と接触し、後面４３が相手側コネクタ６の挿入部６４の接触面６４０と接触する。この接触面６４０は、挿入部６４のコネクタ本体６０側の部分と、先端面６４１側の部分と、の境界の段差に形成される面である。

筒部４０は、この先端面６４１側の部分が貫通孔４１に挿入され、爪部６５が開口２３１に嵌り込む、つまり相手側コネクタ６が本体２にロックされると、相手側コネクタ６の挿入方向に圧縮される。

この筒部４０の圧縮により、相手側コネクタ６の挿入部６４とコネクタ挿入口２１０との隙間から入る気体や液体の侵入を抑制することが可能となる。

連結部４５は、例えば、四角柱形状を有している。この連結部４５は、例えば、図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、前面４２側に設けられている。連結部４５は、例えば、図２（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、相手側コネクタ６の挿入部６４がコネクタ挿入口２１０に挿入され、相手側コネクタ６が本体２にロックされると、相手側コネクタ６の挿入方向に圧縮される。

連結部４５は、例えば、図２（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、この圧縮によって第２の接触面４５１が相手側コネクタ６の先端面６４１と接触すると共に、第１の接触面４５０が封止体３０の端面３２に接触する。また圧縮に基づく連結部４５の弾性力により、封止体３０の先端面３１が挿入開口２１３の底面２１３ａに押し付けられ、挿入方向におけるセンサパッケージ３と本体２との相対的位置が定まる。

なお変形例として連結部４５は、四角柱形状に限定されず、円柱形状などであっても良い。また変形例として連結部４５は、封止体３０から突出する端子の本数に応じて複数設けられても良い。端子が３本である場合、パッキン４は、例えば、２本の連結部４５が３本の端子の間に位置するように設けられても良い。

ここでセンサ装置１は、まず本体２を射出成形で形成し、次に本体２に設けられた挿入開口２１３にセンサパッケージ３が挿入され、そして本体２に設けられたリング溝２１２にパッキン４を挿入して製造される。センサ装置１は、コネクタ挿入口２１０に挿入された相手側コネクタ６が本体２にロックされると、パッキン４の筒部４０が圧縮されることで気体や液体などの侵入を抑制し、連結部４５が圧縮されることで本体２とセンサパッケージ３の相対的な位置決めを行うことができる。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るセンサ装置１は、端子の位置のばらつきを抑制することができる。具体的には、センサ装置１は、本体２に形成された挿入開口２１３にセンサパッケージ３を挿入することによって本体２とセンサパッケージ３とが一体とされる。またセンサ装置１は、本体２と相手側コネクタ６のロックによってパッキン４の連結部４５が圧縮され、この圧縮による弾性力によってセンサパッケージ３が挿入方向に押し付けられ、より本体２とセンサパッケージ３との相対的な位置の精度が向上する。従ってセンサ装置１は、インサート成形を行う場合と比べて、射出樹脂の圧力による端子３７及び端子３８の位置のずれがなく、端子３７及び端子３８の位置のばらつきを抑制することができる。

センサ装置１は、センサパッケージ３を挿入開口２１３に挿入し、本体２と相手側コネクタ６のロックに基づくパッキン４の連結部４５の弾性力によって本体２とセンサパッケージ３がより強く保持されるので、スナップフィットなどの支持部材を用いてセンサパッケージを本体に保持する場合と比べて、本体２の構成が簡単になると共に製造が容易となり、製造コストが低減する。

センサ装置１は、連結部４５の弾性力によって本体２とセンサパッケージ３がより強く保持されるので、支持部材を用いて保持して車両の振動などによってこの支持部材が削れて本体とセンサパッケージとの位置がずれることがなく、検出対象の物理量の検出精度が高い。またセンサ装置１は、上下左右方向の位置のずれよりも挿入方向に位置がずれた方が検出精度の低下に影響する。このセンサ装置１は、連結部４５の弾性力によって磁気センサ３９の挿入方向の位置が精度良く定まるので、支持部材を用いて保持する場合と比べて、本体２に対する磁気センサ３９の位置精度が高くなって検出精度が高くなる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…センサ装置、２…本体、３…センサパッケージ、４…パッキン、６…相手側コネクタ、７…電線、２０…センサ部、２１…コネクタ部、２３…上面、２５…左側面、２６…右側面、３０…封止体、３１…先端面、３２…端面、３３…上面、３４…下面、３５…右側面、３６…左側面、３７…端子、３８…端子、３９…磁気センサ、４０…筒部、４１…貫通孔、４２…前面、４３…後面、４５…連結部、６０…コネクタ本体、６２…端面、６４…挿入部、６５…爪部、２１０…コネクタ挿入口、２１１…底部、２１２…リング溝、２１３…挿入開口、２１３ａ…底面、２１４…上内面、２１４ａ…溝、２１４ｂ…リブ、２１５…下内面、２１５ａ…溝、２１６…左内面、２１７…右内面、２３０…凸部、２３１…開口、２３２…取付部、２３３…突起、２３４…爪挿入口、２５０…取付部、２６０…取付部、４１０…内面上部、４１１…内面下部、４５０…第１の接触面、４５１…第２の接触面、６４０…接触面、６４１…先端面

Claims

物理量を検出するセンサ、及び前記センサを封止する封止体を有するセンサパッケージと、
前記封止体が挿入される挿入開口、及び前記挿入開口を囲むように設けられたリング形状のリング溝を有し、前記挿入開口に挿入された前記センサパッケージと一体となる本体と、
前記リング溝に挿入される筒部、及び前記筒部の貫通孔の対向する内面を連結し、前記挿入開口に挿入された前記封止体の端面と対向する連結部を有するパッキンと、
を備えたセンサ装置。
前記センサパッケージは、前記封止体の前記端面から相手側コネクタと接続される複数の端子が並んで突出し、
前記パッキンは、前記リング溝に挿入されると前記連結部が前記複数の端子の間に位置する、
請求項１に記載のセンサ装置。
前記挿入開口及び前記リング溝は、相手側コネクタが挿入されるコネクタ挿入口の底部に設けられ、
前記パッキンは、前記コネクタ挿入口に前記相手側コネクタが挿入されて前記本体と一体となった際、前記相手側コネクタに押されて前記封止体の前記端面と接触すると共に変形して前記本体と前記センサパッケージの相対位置を保持する位置に前記連結部が設けられる、
請求項１又は２に記載のセンサ装置。