JP2019046762A - センサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度の向上を可能にしたセンサモジュールを提供すること。【解決手段】センサモジュール１は、有底箱状をなすケース２内に基板アセンブリ３が挿入されている。基板アセンブリ３は、センサ電極４を他のセンサ部品と共にプリント基板５に実装することで作製される。ケース２は、センサ電極４が配置される電極配置部を奥方に備えている。電極配置部は、ケース２の内底面とケース２の内側面とを含む総称である。センサ電極４は、ケース２の内底面に面接触する主電極部と、ケース２への圧入に応じて変形する可撓部とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ケース内にセンサ電極を有するセンサモジュールに関する。

いわゆるスマートエントリーシステム（登録商標）が適用された車両では、オーナーが車両キーとして所持する携帯機の接近を監視するために、ＥＣＵによる制御のもと、発信機から低周波のＬＦ信号を発信してドアの周辺に車室外通信エリアを形成する。携帯機を所持したオーナーが車室外通信エリア内に進入すると、その携帯機は、ＬＦ信号に応答して、携帯機の固有のキーコードを含む高周波のＲＦ信号を自動で返信する。

車両のＥＣＵには、自車に適合する正規の携帯機のキーコードが基準キーコードとして登録されている。そして、ＥＣＵは、受信機によってＲＦ信号が受信されると、そのＲＦ信号を解析し、同ＲＦ信号の中に基準キーコードと照合一致するキーコードが含まれている場合、キー認証が成立したと判断し、ドアの施解錠を許可する。このとき、オーナーがドアハンドルに触れると、実際にドアが施解錠される。

特許文献１〜２には、オーナーによるドアハンドルへの接触を検出するために、施錠意思確認用の静電センサであるロックセンサのロック電極と、解錠意思確認用の静電センサであるアンロックセンサのアンロック電極とを、ドアハンドルの内部に設けることが開示されている。

特許第３５０２８４８号公報 特開２００９−３０３５９号公報

ロック電極或いはアンロック電極といったセンサ電極をプリント基板に実装することで基板アセンブリが作製され、その基板アセンブリをケース内に挿入することでセンサモジュールが得られる。そして、このセンサモジュールがドアハンドルの内部に設けられる。

ドアハンドルへの接触を的確に検出するために、センサモジュールにおいて、センサ電極をケースの底面に密着させる必要がある。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、検出精度の向上を可能にしたセンサモジュールを提供することにある。

上記課題を解決するセンサモジュールは、ケース内にセンサ電極を有するセンサモジュールにおいて、前記ケースは、前記センサ電極が配置される電極配置部を備え、前記センサ電極は、前記電極配置部に面接触する主電極部と、前記ケースへの圧入に応じて変形する可撓部とを備える。

この構成によれば、センサ電極をケース内に挿入する際、主電極部が電極配置部に面接触するとともに、可撓部がケースへの圧入に応じて変形する。このとき、可撓部がケースに引っ掛かった状態となり、挿入方向とは反対側にセンサ電極が変位しようとしても、その変位が抑制される。よって、主電極部と電極配置部との面接触状態が維持される。これにより、ケースにセンサ電極を密着させることが可能となる。したがって、検出精度を向上できる。

上記センサモジュールについて、前記可撓部は、前記主電極部の縁部に断片的に設けられていることとしてもよい。
この構成によれば、可撓部によりケースへの圧入の度合を調整しつつ主電極部をケースに密着させることができる。

上記センサモジュールについて、前記センサ電極を前記ケース内に挿入する方向から見た前記電極配置部の寸法を基準に、前記主電極部の寸法が小さく設定されていることとしてもよい。

この構成によれば、電極配置部について、主電極部の挿入先をケースの底面としたとき、センサ電極の圧入時に過度の干渉が避けられるため、主電極部をケースの底面へと導きやすい。これにより、主電極部をケースの底面に確実に密着させることができる。

本発明によれば、検出精度を向上できる。

センサモジュールの構成を示す図。 基板アセンブリを示す斜視図。 電極配置部の寸法とセンサ電極の寸法とを比較した図。 （ａ）〜（ｄ）は他のセンサ電極を示す平面図。

以下、センサモジュールの一実施の形態について説明する。
図１に示すように、センサモジュール１は、有底箱状をなす樹脂製のケース２内に基板アセンブリ３が挿入されているとともに、図示しないドアハンドルの内部に設けられる。尚、ドアハンドルは、車室外からドアを開ける際に引き操作されるグリップ部と、ドアパネルに固定される固定部とを備え、センサモジュール１は例えば固定部に組み付けられる。これにより、ドアハンドルへの接触をセンサモジュール１によって検出できるようになる。

図２に示すように、基板アセンブリ３は、センサ電極４を他のセンサ部品（図示略）と共にプリント基板５に実装することで作製される。センサ電極４は、例えばステンレス製の薄板がプレス加工及び曲げ加工されて所要形状に形成され、略長方形薄板状をなす主電極部６と、その主電極部６の四隅に対応して各隅に１つずつ設けられているとともに、ケース２への圧入に応じて変形する合計４つの可撓部７とを備えている。それら可撓部７は、主電極部６の縁部に全周に亘ってではなく断片的に設けられていることになる。そして、主電極部６の四隅に対応して、例えば各可撓部７の根元部分には、ピン状の端子部８がそれぞれ１本ずつ合計４本設けられている。尚、端子部８は可撓部７の根元部分に設けられることに限らず、位置や数や形状を変更してもよい。

プリント基板５には、各端子部８に対応して、合計４つの位置決め孔９が設けられている。そして、各端子部８がプリント基板５の部品実装面側から、対応する位置決め孔９に挿入されて当該位置決め孔９を貫通し、プリント基板５の裏面側で半田付けされる。このようにして、センサ電極４がプリント基板５に位置決めされた上で固定され、同様に他のセンサ部品がプリント基板５に実装されることで基板アセンブリ３が作製される。そして、この基板アセンブリ３をセンサ電極４がケース２に対向する向きでケース２内に挿入することで、センサモジュール１が得られる（図１参照）。

図３に示すように、ケース２は、基板アセンブリ３の挿入に伴いセンサ電極４が配置される電極配置部１０を奥方に備えている。尚、電極配置部１０は、主電極部６の略全体が面接触されるケース２の内底面１１と、各可撓部７をケース２への圧入に応じて変形させるケース２の内側面１２とを含む総称である。

ここで、基板アセンブリ３をケース２内に挿入する方向から見た電極配置部１０の寸法Ｓ１を基準に、主電極部６の寸法Ｓ２が小さく設定されているとともに、センサ電極４の長手方向に沿った一方の可撓部７の先端から他方の可撓部７の先端までの寸法Ｓ３が大きく設定されている。これにより、基板アセンブリ３をケース２内に挿入する際、主電極部６はケース２の内側面１２との干渉が避けられつつ円滑にケース２の内底面１１へと導かれて当該内底面１１に面接触するとともに、各可撓部７はケース２に対し、いわば圧入されることになる。そして、各可撓部７は、ケース２への圧入に応じて変形する。このとき、各可撓部７がケース２に引っ掛かった状態となり、挿入方向とは反対側にセンサ電極４が変位しようとしても、その変位が抑制される。よって、主電極部６とケース２の内底面１１との面接触状態が良好に維持される。

また、ケース２において、基板アセンブリ３の挿入方向に沿った電極配置部１０よりも手前側の位置には、側壁の厚みがケース２の内側で奥方よりも薄くされることで得られる基板対応面１３が形成されている。そして、内底面１１から基板対応面１３までの高さ寸法を基準に、基板アセンブリ３において、プリント基板５の部品実装面から主電極部６までの高さ寸法が高くなるように、各端子部８の半田付けが管理される。これにより、基板アセンブリ３をケース２内に挿入する際には、プリント基板５が基板対応面１３に当接する前に、主電極部６が内底面１１に面接触することになる。

したがって、主電極部６が内底面１１に面接触した後も、プリント基板５が基板対応面１３に当接するまで圧入を継続することで、各端子部８の弾性変形を伴いながら、各可撓部７により主電極部６と内底面１１との面接触状態が良好に維持される。そして、プリント基板５が基板対応面１３に当接したことを契機に圧入を解除することになるが、この圧入の解除に伴い、各端子部８が圧入時の弾性変形状態から復帰するとともに、当該圧入を解除して以後も、各可撓部７がケース２に引っ掛かった状態が継続される。よって、各可撓部７により主電極部６と内底面１１との面接触状態が良好に維持されることになる。このとき、各端子部８の剛性により主電極部６とプリント基板５との間隔が保持される。

ちなみに、本例とは異なり、主電極部６が内底面１１に面接触する前に、プリント基板５が基板対応面１３に当接する比較例では、仮にプリント基板５に対するセンサ電極４の半田付けにズレが生じたり、或いはケース２の寸法にズレが生じた場合に、主電極部６と内底面１１との間に隙間が生じて両者を密着させられない懸念がある。この点、本例では、ケース２にプリント基板５を当接させることで基板アセンブリ３を位置決めする代わりに、ケース２にセンサ電極４を当接させることで基板アセンブリ３を位置決めする工夫を凝らしたことで、センサ電極４の半田付けズレやケース２の寸法ズレによらず、ケース２の内底面１１に主電極部６を密着させることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）センサ電極４をケース２内に挿入する際、主電極部６が電極配置部１０に面接触するとともに、可撓部７がケース２への圧入に応じて変形する。このとき、各可撓部７がケース２に引っ掛かった状態となり、挿入方向とは反対側にセンサ電極４が変位しようとしても、その変位が抑制される。よって、主電極部６と電極配置部１０との面接触状態が維持される。これにより、ケース２にセンサ電極４を密着させることが可能となる。したがって、ドアハンドルへの接触をセンサモジュール１によって検出するにあたり、検出精度を向上できる。

（２）可撓部７は、主電極部６の縁部に断片的に設けられている。この構成によれば、可撓部７によりケース２への圧入の度合を調整しつつ主電極部６をケース２に密着させることができる。尚、本例とは異なり、可撓部７が主電極部６の縁部に全周に亘って設けられる場合、ケース２への圧入の度合が高まり過ぎて基板アセンブリ３の挿入が困難になる懸念がある。この点、本例によれば、主電極部６の四隅に対応して各隅に１つずつ可撓部７を設けることとしたので、基板アセンブリ３を挿入しやすく、また、センサ電極４をバランスよくケース２の奥方へと導くことができる。

（３）センサ電極４をケース２内に挿入する方向から見た電極配置部１０の寸法Ｓ１を基準に、主電極部６の寸法Ｓ２が小さく設定されている。この構成によれば、電極配置部１０について、主電極部６の挿入先がケース２の内底面１１であるところ、センサ電極４の圧入時に過度の干渉が避けられるため、主電極部６をケース２の内底面１１へと導きやすい。これにより、主電極部６をケース２の内底面１１に確実に密着させることができる。

（４）プリント基板５にセンサ電極４を実装した上で、ケース２内へ容易に挿入できる。
（５）ケース２に圧入することで、センサ電極４がケース２にいわば引っ掛かる。これにより、センサ電極４がケース２に固定されるため、ネジ等の固定部品を不要とすることもできる。

（６）ドアハンドルのグリップ部にセンサモジュール１を設けない場合、グリップ部を薄型化できることになり、ひいては軽自動車へ搭載する場合に有利となる。
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・可撓部７を主電極部６の縁部に断片的に設けるにあたり、略長方形薄板状をなす主電極部６の四隅に対応して各隅に１つずつ合計４つの可撓部７を設ける構成に限定されない。

図４（ａ）に示すように、略長方形薄板状をなす主電極部６の２つの長辺及び２つの短辺のそれぞれの中央位置付近に１つずつ合計４つの可撓部７を設けてもよい。
図４（ｂ）に示すように、略長方形薄板状をなす主電極部６の２つの短辺のそれぞれの中央位置付近に１つずつ合計２つの可撓部７を設けてもよい。

図４（ｃ）に示すように、略長方形薄板状をなす主電極部６の２つの長辺の片方及び２つの短辺の片方のそれぞれの中央位置付近に１つずつ合計２つの可撓部７を設けてもよい。この場合、主電極部６の短辺に設けられる可撓部７の先端から、可撓部７が設けられない短辺までの寸法が、対応する電極配置部１０の寸法（図３を援用してＳ１）よりも長く設定されるとともに、長辺側の寸法についても同様に設定される。

図４（ｄ）に示すように、略長方形薄板状をなす主電極部６の２つの短辺の片方の中央位置付近に１つのみ可撓部７を設けてもよい。この場合、主電極部６の短辺に設けられる可撓部７の先端から、可撓部７が設けられない短辺までの寸法が、対応する電極配置部１０の寸法（図３を援用してＳ１）よりも長く設定される。

・可撓部７は、基板アセンブリ３の挿入しやすさの観点から上記実施の形態及び上記変更例によるように、主電極部６の縁部に断片的に設けられることが好ましいが、そうした構成に限らず、主電極部６の縁部に全周に亘って可撓部７を設けてもよい。

・センサ電極４を製造するにあたり、金属板をプレス加工及び曲げ加工する代わりに、後に端子部８となるピン状の金属部品を金型に組み込んで、導電性樹脂によるインサート成形を行ってもよい。

・４本の端子部８のうち、一方の対角にある２本の端子部８（便宜上、第１の端子部）をそれぞれピン状として位置決め孔９に挿入し、プリント基板５の裏面側で半田付けするとともに、他方の対角にある２本の端子部８（便宜上、第２の端子部）をそれぞれプリント基板５の部品実装面に半田付けしてもよい。この場合、プリント基板５には、第１の端子部に対応して、合計２つの位置決め孔９が設けられる。この構成によれば、第１の端子部によりセンサ電極４をプリント基板５に位置決めできる他、第２の端子部によりセンサ電極４とプリント基板５との間隔を保持しつつ主電極部６を内底面１１に密着させることができる。

・４本の端子部８それぞれについて、位置決め孔９を貫通してプリント基板５の裏面側で半田付けされる小径部と、位置決め孔９よりも大径で圧入時の応力を自らの剛性により受け止めてセンサ電極４とプリント基板５との間隔を保持しつつ小径部の半田クラックを防止する大径部とを一体で備えてもよい。

１…センサモジュール、２…ケース、３…基板アセンブリ、４…センサ電極、５…プリント基板、６…主電極部、７…可撓部、８…端子部、９…位置決め孔、１０…電極配置部、１１…内底面、１２…内側面、１３…基板対応面。

Claims (3)

1. ケース内にセンサ電極を有するセンサモジュールにおいて、
   前記ケースは、前記センサ電極が配置される電極配置部を備え、
   前記センサ電極は、前記電極配置部に面接触する主電極部と、前記ケースへの圧入に応じて変形する可撓部とを備える
   ことを特徴とするセンサモジュール。
2. 前記可撓部は、前記主電極部の縁部に断片的に設けられている
   請求項１に記載のセンサモジュール。
3. 前記センサ電極を前記ケース内に挿入する方向から見た前記電極配置部の寸法を基準に、前記主電極部の寸法が小さく設定されている
   請求項１又は２に記載のセンサモジュール。