JP2018136161A - センサーユニット、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】実装基板などに固定する際の、ねじの締め付けによる封止樹脂の変形によって生じる応力の影響を減少させたセンサーユニットを提供する。
【解決手段】センサーユニット10は、慣性センサー(第1センサーデバイス23、第2センサーデバイス18)と、慣性センサーを封止している封止部20と、貫通部(貫通孔24)を有し、固定部材により被固定部材に固定可能な固定部22と、固定部と封止部とを接続する接続部21と、を含み、貫通部の貫通方向からの平面視で、封止部は第1面20aと、第1面と表裏の関係にある第2面20bとを含む外表面を有し、接続部の貫通方向における厚さは、封止部の第1面と第2面との間の厚さより薄い。
【選択図】図3
【解決手段】センサーユニット10は、慣性センサー(第1センサーデバイス23、第2センサーデバイス18)と、慣性センサーを封止している封止部20と、貫通部(貫通孔24)を有し、固定部材により被固定部材に固定可能な固定部22と、固定部と封止部とを接続する接続部21と、を含み、貫通部の貫通方向からの平面視で、封止部は第1面20aと、第1面と表裏の関係にある第2面20bとを含む外表面を有し、接続部の貫通方向における厚さは、封止部の第1面と第2面との間の厚さより薄い。
【選択図】図3
Description
本発明は、センサーユニット、それを備えた電子機器に関する。
従来、慣性センサーなどの電子部品を備えた小型のセンサーユニットが用いられている。このようなセンサーユニットとして、例えば特許文献1には、外装ケースに内蔵された慣性センサーモジュールが樹脂封止されたセンサーユニットが開示されている。このようなセンサーユニットは、センサーユニットを搭載する、例えば電子機器の実装基板(制御回路)への固定を確実に行うため、ねじ部材などを用いた固定方法が用いられていた。
しかしながら、前述の特許文献1に記載されているような構成では、センサーユニットを実装基板などに固定する際に、樹脂封止部分をねじ部材を用いて固定するため、ねじの締め付けによる封止樹脂の変形によって生じる応力が慣性センサーに伝搬し、慣性センサーの検出、出力特性に影響を与えてしまう虞があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係るセンサーユニットは、慣性センサーと、前記慣性センサーを封止している封止部と、貫通部を有し、固定部材により被固定部材に固定される固定部と、前記固定部と前記封止部とを接続する接続部と、を含み、前記貫通部の貫通方向からの平面視で、前記封止部は第1面と、前記第1面と表裏の関係にある第2面とを含む外表面を有し、前記接続部の前記貫通方向における厚さは、前記封止部の前記第1面と前記第2面との間の厚さより薄いことを特徴とする。
本適用例によれば、貫通部を有する固定部と封止部とが、封止部の厚さ(第1面と、第1面と表裏の関係にある第2面との間の厚さ)よりも薄い厚さで構成された接続部によって接続されている。この接続部が、センサーユニットを実装基板などに固定する固定部材、例えばねじの締め付けによる封止樹脂の変形によって生じる応力の緩和部として機能し、応力の慣性センサーへの伝搬を低減させることができる。これにより、ねじ止め固定によって被固定部材、例えば電子機器の実装基板(制御回路)への固定を行っても、検出、出力特性に影響を与えることを減少させることが可能なセンサーユニットとすることができる。
[適用例2]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、固定部は金属材料であることが好ましい。
本適用例によれば、固定部の強度(剛性)を高くすることができるため、装着の固定力を高めることができる。また、固定部の変形が抑制され、その変形に伴って生じる応力も低減することができる。
[適用例3]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、前記固定部は、前記第1面側の第1端面と、前記第2面側の第2端面と、を有し、前記封止部の前記第1面および前記第2面は、前記固定部の前記第1端面および前記第2端面から延伸される二つの仮想面の間に位置するように配置されていることが好ましい。
本適用例によれば、固定部が被固定部材に固定されても、封止部は被固定部材に対して間隙を有することになるため、センサーユニットを被固定部材に固定する際に、封止部に加わる押圧力を生じないことから、封止部の変形を起こさないようにすることができる。
[適用例4]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、前記接続部は、複数の梁部を有し、複数の前記梁部は、前記固定部と前記封止部とを接続していることが好ましい。
本適用例によれば、固定部と封止部とを接続する複数の梁部によって、固定部との接続強度(支持強度)を確保しつつ、固定部に生じる応力を緩和することができ、応力の慣性センサーへの伝搬を低減させることができる。
[適用例5]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、前記慣性センサーはセンサーモジュールに設けられ、前記センサーモジュールは、コネクターを備え、前記コネクターの入出力面は前記封止部から露出していることが好ましい。
本適用例によれば、慣性センサーを配置したセンサーモジュールに設けられ、封止部から露出しているコネクターの入出力面に対して、被固定部材側のコネクター部材を直接挿入することができ、実装効率を高めることができる。
[適用例6]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、前記コネクターの入出力面は、前記封止部の外表面に対してセンサーモジュール側に位置していることが好ましい。
本適用例によれば、コネクターが、封止部の被固定部材側に突出していない。これにより、不測の事態によるコネクターの破損を防止することが可能となる。
[適用例7]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、前記封止部は、前記接続部と前記封止部との接続面と、前記接続面と表裏の関係に位置する第3面と、を備え、前記貫通方向からの平面視で、前記第3面と前記コネクターとの距離は、前記接続面と前記コネクターとの距離より短いことが好ましい。
本適用例によれば、平面視で、コネクターの配置位置との距離が離れた位置に配置された固定部およびコネクターによって、センサーユニットが被固定部材に固定されることになり、固定の安定性を高めることができる。
[適用例8]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、前記封止部は、前記接続部と前記封止部との接続面と、前記接続面と表裏の関係に位置する第3面と、前記第2面に設けられている凸部と、を備え、前記貫通方向からの平面視で、前記固定部、前記コネクター、前記凸部の順に配置されていることが好ましい。
本適用例によれば、凸部が被固定部材と当接することにより、被固定部材に固定されるセンサーユニットの固定の安定性を高めることができる。
[適用例9]上記適用例に記載のセンサーユニットにおいて、前記封止部は、樹脂材料によって構成され、前記樹脂材料にはフィラーが含まれていることが好ましい。
本適用例によれば、樹脂材料の強度を向上させることができ、封止部の変形などを減少させることができる。
[適用例10]本適用例に係るセンサーユニットは、慣性センサーと、前記慣性センサーを封止している封止部と、貫通部を有し、固定材料により被固定部材に固定される固定部と、前記固定部および前記封止部と異なる材料で形成された接続部と、を含み、前記接続部は、前記固定部と前記封止部とを接続していることを特徴とする。
本適用例によれば、貫通部を有する固定部と封止部とが、固定部および封止部と異なる材料で構成された接続部で接続されている。この接続部が、センサーユニットを実装基板などに固定する際のねじの締め付けによる封止樹脂の変形によって生じる応力の緩和部として機能し、応力の慣性センサーへの伝搬を低減させることができる。これにより、ねじ止め固定によって被固定部材、例えば電子機器の実装基板(制御回路)への固定を行っても、検出、出力特性に影響を与えることの無い慣性センサーとすることができる。
[適用例11]本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーユニットを備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、慣性センサーに外部から加わる応力などが抑制され、より安定した測定を行うことが可能なセンサーユニットを備えているため、より信頼性の高い電子機器を提供することが可能となる。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.第1実施形態
(センサーユニットの構成)
本発明の第1実施形態に係るセンサーユニットの構成について、図1、図2、図3、図4、および図5を参照して説明する。図1は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図2は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す平面図である。図3は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す断面図である。図4は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す底面図である。図5は、センサーユニットの実装例を示す正面断面図である。なお、図2では、図を見易くするため、封止部の第1面20a側を透視した図としている。
(センサーユニットの構成)
本発明の第1実施形態に係るセンサーユニットの構成について、図1、図2、図3、図4、および図5を参照して説明する。図1は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図2は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す平面図である。図3は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す断面図である。図4は、実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す底面図である。図5は、センサーユニットの実装例を示す正面断面図である。なお、図2では、図を見易くするため、封止部の第1面20a側を透視した図としている。
また、以下の説明では、センサーユニット10の固定部22に設けられている貫通部(貫通孔24)の配設方向を基準として座標系を設定し、貫通孔24の配設方向をZ軸方向としている。Z軸方向は、センサーユニット10が被固定部材に装着(固定)された状態において、固定部材である、例えば頭付き雄ねじによってねじ止めが行われる方向に沿った方向に相当する。また、Z軸に直交する2軸をX軸およびY軸とし、特に固定部22と封止部20とが並ぶ方向をX軸に設定している。また、X軸、Y軸、Z軸の3軸においては後述する変形例に用いる図においても同様に設定している。
図1、図2、および図3に示すように、第1実施形態に係るセンサーユニット10は、慣性センサーとしての第1センサーデバイス23などの電子部品と、第1センサーデバイス23に接続されたコネクター14とが少なくとも接続されている基板11を含むセンサーモジュール40と、第1センサーデバイス23などの電子部品および基板11を内包し、且つコネクター14が露出する開口部13を備えた封止部20と、封止部20から延設された接続部21によって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。以下、構成部材について他の構成部材も含め詳細を説明する。
(センサーモジュール)
センサーモジュール40を構成する基板11は、表裏に主面が設けられ、一方の主面である表面11aと、表面11aと表裏関係にある他方の主面である裏面11bとを備えている。基板11は、例えば樹脂やセラミックといった絶縁体から形成される。基板11の表面11aおよび裏面11bには、例えばめっき成膜で導電材から形成される配線パターン(実装配線や電極)が形成されているが、図示を省略している。
センサーモジュール40を構成する基板11は、表裏に主面が設けられ、一方の主面である表面11aと、表面11aと表裏関係にある他方の主面である裏面11bとを備えている。基板11は、例えば樹脂やセラミックといった絶縁体から形成される。基板11の表面11aおよび裏面11bには、例えばめっき成膜で導電材から形成される配線パターン(実装配線や電極)が形成されているが、図示を省略している。
基板11の表面11aには、慣性センサーとしての第1センサーデバイス23、および第2センサーデバイス18が搭載(実装)されている。第1センサーデバイス23は、平たい直方体の外形を有しており、外面の輪郭は長方形に形成されている。第1センサーデバイス23は、図示しない複数の外部電極を外面に備えている。そして、第1センサーデバイス23は、底面が基板11の表面11aと重なる位置に配置され、基板11に設けられた電極に電気的接続を取って実装される。実装における接続には、例えばはんだ材といった接合材が用いられる。第1センサーデバイス23は、一軸の検出軸50を有する角速度センサー、すなわちジャイロセンサーから構成される。角速度センサーでは、検出軸50が底面に直交しており、検出軸50回りの角速度が検出される。なお、本例では、第1センサーデバイス23を角速度センサーとして一つ用いる構成を例示したが、第1センサーデバイス23と同様なセンサーデバイスを複数用いて、多軸方向の検出軸回りの角速度を検出することが可能な構成とすることもできる。例えば、直交する三軸方向の角速度を検出する場合には、それぞれのセンサーデバイスを、それぞれ直交する三方向に底面を向けて基板11に実装することで実現することができる。
第2センサーデバイス18は、例えば、加速度センサーで構成されている。本例では、一軸(検出軸50)方向の加速度を検出可能なセンサーを例示しており、検出軸50に沿って加速度を検出することができる。なお、第2センサーデバイス18は、多軸方向の加速度を検出可能な、例えば三軸加速度センサーで構成されてもよい。三軸加速度センサーを用いれば、直交三軸に沿って加速度を検出することができる。
基板11の主面の内で、表面11aと表裏関係にある裏面11bには、コネクター14、チップ抵抗やチップコンデンサーといったその他の電子部品15、およびICチップ(電子回路)17などが実装されている。実装における接続には、例えば、はんだ材といった接合材が用いられる。なお、チップ抵抗またはチップコンデンサーをセンサーデバイスからの出力特性の改善に用いてもよい。また、コネクター14、その他の電子部品15、およびICチップ(電子回路)17などは、図示しない配線パターンで相互に電気的に接続される。なお、コネクター14は、その底面(固定面)が基板11の裏面11bと重なる位置に配置され、裏面11bにおいて基板11に取り付けられている。このように、コネクター14が取り付けられることで、第1センサーデバイス23の検出軸50の方向とコネクター14の挿入方向とを、基板11を介して合わせることが可能となる。
なお、上述では、基板11の表面11aに、第1センサーデバイス23、および第2センサーデバイス18が実装され、裏面11bに、コネクター14、電子部品15、およびICチップ(電子回路)17などが実装されているセンサーモジュール40の構成例で説明したが、実装する面、および組み合わせを特定するものではない。例えば、表面11aに、電子部品15、およびICチップ(電子回路)17などが実装され、裏面11bに、コネクター14、第1センサーデバイス23、および第2センサーデバイス18などが実装されている構成のセンサーモジュールであってもよい。
(封止部)
センサーモジュール40を内包して封止する封止部20は、Z軸方向に対向して外表面を構成する2面として、+Z軸方向に位置する第1面20aと、第1面20aと表裏の関係である−Z軸方向に位置する第2面20bと、を有している。換言すれば、第2面20bは、第1面20aの法線方向において、第1面20aに対して最も遠い封止部20の面であると言える。また、封止部20は、X軸方向に対向して外表面を構成する2面として、−X軸方向に位置する接続部21との接続面20cと、接続面20cと表裏の関係である+X軸方向に位置する第3面20dと、を有している。また、封止部20は、Y軸方向に対向して外表面を構成する2面として、+Y軸方向に位置する第4面20eと、第4面20eと表裏の関係である−Y軸方向に位置する第5面20fと、を有している。このように、封止部20は、第1面20aおよび第2面20bと、接続面20cおよび第3面20dと、第4面20eおよび第5面20fとによって外表面が構成されている。
センサーモジュール40を内包して封止する封止部20は、Z軸方向に対向して外表面を構成する2面として、+Z軸方向に位置する第1面20aと、第1面20aと表裏の関係である−Z軸方向に位置する第2面20bと、を有している。換言すれば、第2面20bは、第1面20aの法線方向において、第1面20aに対して最も遠い封止部20の面であると言える。また、封止部20は、X軸方向に対向して外表面を構成する2面として、−X軸方向に位置する接続部21との接続面20cと、接続面20cと表裏の関係である+X軸方向に位置する第3面20dと、を有している。また、封止部20は、Y軸方向に対向して外表面を構成する2面として、+Y軸方向に位置する第4面20eと、第4面20eと表裏の関係である−Y軸方向に位置する第5面20fと、を有している。このように、封止部20は、第1面20aおよび第2面20bと、接続面20cおよび第3面20dと、第4面20eおよび第5面20fとによって外表面が構成されている。
封止部20の第2面20bには、前述したコネクター14の入出力面14aを第2面20b側に露出させるように開口部13が設けられている。開口部13は、コネクター14の外周形状に対応して設けられるが、本形態では、矩形状の開口を有している。このように、開口部13によって封止部20からコネクター14の入出力面14aが露出していることにより、露出しているコネクター14に対して、被固定部材としての実装基板30(図5参照)側のコネクター31(図5参照)を直接挿入することができ、実装効率を高めることができる。なお、コネクター14と基板11との接続部分における開口とコネクター14との間には充填剤16が設けられている。
また、封止部20の外表面の一つである第2面20bに露出するコネクター14の入出力面は14a、封止部20の第2面20bに対してセンサーモジュール40側、換言すれば、外表面である第2面20bよりも内側に位置している。このような配置とすることにより、コネクター14の入出力面14aが封止部20から突出しないため、不測の事態が起こってもコネクター14に衝撃や負荷が加わることが防止でき、コネクター14の破損を防止することが可能となる。
また、封止部20の外表面の一つである第2面20bに露出するコネクター14は、図4に示すように、Z軸方向からの平面視で、封止部20の第3面20dとコネクター14との距離L1が、封止部20の接続面20cとコネクター14との距離L2よりも短くなるように配置されることが好ましい。換言すれば、コネクター14は、Z軸方向からの平面視で、封止部20の接続面20cよりも封止部20の第3面20dに近い位置に配置されていることが好ましい。このように、Z軸方向からの平面視で、コネクター14と、固定部22とをより遠くに離す(距離を大きくする)ことができるため、コネクター14と固定部22とによって被固定部材に固定されるセンサーユニット10の固定の安定性を高めることができる。
また、コネクター14の周囲に封止部20が設けられることにより、コネクター14の接続されている周辺の基板11が撓み難くなり、コネクター14の脱着をよりスムースに、確実に行うことができる。
封止部20は、非導電性の材料で構成されればよく、例えば熱硬化性樹脂などを基材とする樹脂材料を用いたトランスファー成形(成型)、もしくは熱可塑性樹脂を基材とする樹脂材料を用いた射出成形(成型)などによって形成することができる。本実施形態の封止部20では、熱可塑性樹脂を用いた構成を好適例として例示することができる。
なお、封止部20の構成材料としては、常温で固体、且つ非導電材料であればよく、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの熱硬化性のエラストマー、スチレン系、オレフィン/アルケン系、塩ビ系、ウレタン系、アミド系ゴムなどの熱可塑性のエラストマー、アクリル(PMMA)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、メラミン樹脂(MF)、尿素樹脂(ユリア樹脂)(UF)、不飽和ポリエステル樹脂(UP)、ジアリルフタレート樹脂(PDAP)、ポリウレタン樹脂(PUR)、シリコン樹脂(SI)などの熱硬化性樹脂を用いることができる。
また、封止部20を樹脂材料によって構成する場合は、樹脂材料にはフィラーが含まれていることが好ましい。フィラーとしては、グラスファイバー(ガラス繊維)、マイカ(雲母)、ガラスフレーク、ウォラストナイト(CaSiO3)、チタン酸カリウム(K2OnTiO2)などを用いることができる。樹脂材料中にフィラーを混ぜ合わせることにより、封止部20を構成する樹脂の強度を向上させることができ、封止部20の変形などを減少させることができる。
(接続部)
接続部21は、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、を有している。接続部21は、封止部20のZ軸方向の厚さt2(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さt1(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)、および封止部20と同じ幅寸法(Y軸方向の寸法)を有する略矩形状をなし、一方の端が封止部20の接続面20cのZ軸方向中央部に接続されている。なお、ここでの接続部21の厚さt1は、後述する固定部22の貫通部(貫通孔24)の貫通方向に沿った方向の寸法と換言することができる。本実施形態の接続部21は、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21は、一方の端と反対側に位置する他方の端側において、固定部22と接続されている。
接続部21は、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、を有している。接続部21は、封止部20のZ軸方向の厚さt2(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さt1(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)、および封止部20と同じ幅寸法(Y軸方向の寸法)を有する略矩形状をなし、一方の端が封止部20の接続面20cのZ軸方向中央部に接続されている。なお、ここでの接続部21の厚さt1は、後述する固定部22の貫通部(貫通孔24)の貫通方向に沿った方向の寸法と換言することができる。本実施形態の接続部21は、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21は、一方の端と反対側に位置する他方の端側において、固定部22と接続されている。
(固定部)
固定部22は、接続部21に対してZ軸方向に貫通して嵌合され、接続部21の表面21pおよび裏面21rからZ軸方向に沿った両側に突出して設けられている。固定部22は、接続部21の表面21p側の端部に第1端面22aを有し、接続部21の裏面21r側の端部に第2端面22bを有している。即ち、第1端面22aは、封止部20の第1面20a側に位置し、第2端面22bは、封止部20の第2面20b側に位置している。また、固定部22には、第1端面22aから第2端面22bに貫通する貫通部としての貫通孔24が設けられている。貫通孔24は、Z軸方向に沿って設けられ、センサーユニット10が被固定部材(図5に示す実装基板30)に装着(固定)された状態において、固定部材としての頭付き雄ねじを挿入するために設けられる。換言すれば、貫通孔24は、実装基板30に固定部を固定可能に設けられる。
固定部22は、接続部21に対してZ軸方向に貫通して嵌合され、接続部21の表面21pおよび裏面21rからZ軸方向に沿った両側に突出して設けられている。固定部22は、接続部21の表面21p側の端部に第1端面22aを有し、接続部21の裏面21r側の端部に第2端面22bを有している。即ち、第1端面22aは、封止部20の第1面20a側に位置し、第2端面22bは、封止部20の第2面20b側に位置している。また、固定部22には、第1端面22aから第2端面22bに貫通する貫通部としての貫通孔24が設けられている。貫通孔24は、Z軸方向に沿って設けられ、センサーユニット10が被固定部材(図5に示す実装基板30)に装着(固定)された状態において、固定部材としての頭付き雄ねじを挿入するために設けられる。換言すれば、貫通孔24は、実装基板30に固定部を固定可能に設けられる。
ここで、第1端面22aおよび第2端面22bは、第1端面22aおよび第2端面22bのそれぞれから延伸される二つの仮想面22p,22rの間に封止部20の第1面20aおよび第2面20bが位置するように配置される。換言すれば、第1端面22aは、封止部20の第1面20aよりも+Z軸方向に位置し、第2端面22bは、封止部20の第2面20bよりも−Z軸方向に位置する。
このように、封止部20の第1面20aおよび第2面20bと、固定部22の第1端面22aおよび第2端面22bとが配置されることにより、固定部22が被固定部材(図5に示す実装基板30)に固定されても、封止部20は被固定部材に対して間隙を有することになり、センサーユニット10を被固定部材に固定する際に、封止部20に加わる押圧力を生じないことから、封止部20の変形を起こさないようにすることができる。
なお、封止部20の第1面20aは、図5を参照して後述する実装基板30にセンサーユニッと10を実装する際に、固定部材として用いる頭付き雄ねじ32との干渉が生じなければ、第1端面22aから延伸される仮想面22pの外側(+Z方向側)にあってもよい。
固定部22は、接続部21と同じ材料によって一体成形としたり、例えば金属材料などの他の材料で成形された部材を嵌合したりすることができる。なお、固定部22は、例えば、鉄、ステンレスなどの鉄合金、銅、銅合金、ニッケル合金、アルミ、アルミ合金などの金属材料で形成された管状部材を用いることが好ましい。固定部22を金属材料とすることにより、固定部22の強度(剛性)を高くすることができるため、装着の際の固定力(締め付け力)を高めることができる。また、固定部22の変形が抑制され、その変形に伴って生じる応力も低減することができる。
また、固定部22は、接続部21の表面21pから第1端面22aに向かうに連れて、および裏面21rから第2端面22bに向かうに連れて、それぞれの外形が漸減する形状、所謂テーパー形状としてもよい。このように、固定部22をテーパー形状とすることにより、固定部22と接続部21との接続部分の強度を強くすることが可能となり、固定部22の固定を強固にすることができる。
なお、上述した、例えば封止部20の第1面20aや第2面20b、接続部21の表面21pや裏面21rを含む外表面は、必ずしも平面でなくてもよく、例えば曲面であったり曲面を含む面であったり、もしくは凹凸を有する面であったりしてもよい。
以上説明したセンサーユニット10を被固定部材の一例である実装基板30に実装する構成について、図5を用いて説明する。図5は、センサーユニットの実装例を示す正面断面図である。なお、同図においては、上述の実施形態と同じ構成には同符号を付してあり、また実装基板30に係る構成は2点鎖線によって表してある。また、上述の実施形態と同じ構成の説明は省略する。
図5に示すように、センサーユニット10は、コネクター14(オス型コネクター)に実装基板30側のコネクター31(メス型コネクター)が挿入されるとともに、実装基板30の上面30aに封止部20の第2面20bが重なるように配置されて接続されている。また、センサーユニット10は、固定部22の第2端面22bと実装基板30の上面30aとを当接させ、貫通孔24に挿入された固定部材である、例えば頭付き雄ねじ32によってねじ止めされる。このとき、封止部20の第2面20bは、固定部22の第2端面22bが封止部20の第2面20bよりも−Z軸方向に位置することにより、実装基板30の上面30aとの間に隙間Dを有して接続される。
なお、センサーユニット10(封止部20の第2面20b)と実装基板30の上面30aとの間の隙間Dに、不図示の接着剤などを配置し、封止部20の第2面20bと実装基板30とを接続してもよい。このようにすれば、センサーユニット10を実装基板30にさらに確実に接合することができる。
上述した第1実施形態に係るセンサーユニット10によれば、貫通部としての貫通孔24を有する固定部22と封止部20とが、封止部20よりも薄い厚さで構成された接続部21によって接続されている。この接続部21が、センサーユニット10を被固定部材としての実装基板30などに固定する際の、頭付き雄ねじ32の締め付けによる封止樹脂(封止部20)の変形によって生じる応力の緩和部として機能し、封止樹脂の変形によって生じる応力の慣性センサー(第1センサーデバイス23や第2センサーデバイス18など)への伝搬を低減させることができる。これにより、ねじ止め固定によって被固定部材、例えば電子機器の実装基板30(制御回路)への固定を行っても、検出、出力特性に影響を与えることを減少させることが可能なセンサーユニット10とすることができる。
2.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態に係るセンサーユニットの構成について、図6を参照して説明する。図6は、第2実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。なお、図6に示す第2実施形態に係るセンサーユニット10aは、封止部20と接続部21aとの接続構成が、第1実施形態のセンサーユニット10と異なっている。以下の説明では、上述の第1実施形態と異なる形態や構成を中心に説明し、同様な形態や構成については、同符号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明の第2実施形態に係るセンサーユニットの構成について、図6を参照して説明する。図6は、第2実施形態に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。なお、図6に示す第2実施形態に係るセンサーユニット10aは、封止部20と接続部21aとの接続構成が、第1実施形態のセンサーユニット10と異なっている。以下の説明では、上述の第1実施形態と異なる形態や構成を中心に説明し、同様な形態や構成については、同符号を付し、その説明を省略する。
第2実施形態に係るセンサーユニット10aは、図6では図示しないが、図3に示す第1実施形態と同様に慣性センサーとしての第1センサーデバイス23などの電子部品と、第1センサーデバイス23に接続されたコネクター14とが少なくとも接続されている基板11を含むセンサーモジュール40と、第1センサーデバイス23などの電子部品および基板11を内包し、且つコネクター14が露出する開口部13を備えた封止部20とを備えている。
また、第2実施形態に係るセンサーユニット10aは、図6に示すように、封止部20と異なる材料で形成された接続部21aが、封止部20の接続面20cに接続されている。さらに、センサーユニット10aは、接続部21aによって封止部20と接続されている固定部22を含んでいる。第2実施形態に係るセンサーユニット10aでは、上述のように、接続部21の構成が第1実施形態と異なるので、接続部21aを中心に説明し、例えば封止部20、固定部22などの他の部位についての説明を省略する。
(接続部)
接続部21aは、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、を有している。接続部21aは、封止部20の接続面20c側に設けられた庇部211から−X軸方向に延在している。接続部21aは、封止部20のZ軸方向の厚さt2(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さt1(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)、および封止部20と同じ幅寸法(Y軸方向の寸法)を有する略矩形状をなしている。庇部211が封止部20の接続面20cと接続された接続部21aは、庇部211と反対側に位置する他方の端側において、固定部22と接続されている。
接続部21aは、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、を有している。接続部21aは、封止部20の接続面20c側に設けられた庇部211から−X軸方向に延在している。接続部21aは、封止部20のZ軸方向の厚さt2(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さt1(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)、および封止部20と同じ幅寸法(Y軸方向の寸法)を有する略矩形状をなしている。庇部211が封止部20の接続面20cと接続された接続部21aは、庇部211と反対側に位置する他方の端側において、固定部22と接続されている。
固定部22および封止部20と異なる材料で形成された接続部21aは、固定部22および封止部20よりも硬い材料で形成することができる。このように、硬い材料で形成された接続部21aにすれば、固定部22の変形による応力を接続部21aで抑制することができる。また、接続部21aは、固定部22および封止部20よりも柔らかい材料で形成することができる。このように、柔らかい材料で形成された接続部21aにすれば、固定部22の変形を接続部21aが吸収するので、固定部22に生じる応力を緩和することができる。
第2実施形態に係るセンサーユニット10aによれば、貫通部としての貫通孔24を有する固定部22と封止部20とが、封止部20よりも薄い厚さで構成され、固定部22および封止部20と異なる固さの材料で形成された接続部21aによって接続されている。この接続部21aが、センサーユニット10aを被固定部材としての実装基板30などに固定する際の、頭付き雄ねじ32の締め付けによる封止樹脂(封止部20)の変形によって生じる応力の緩和部や抑制部として機能し、封止樹脂の変形によって生じる応力の慣性センサー(不図示)への伝搬を低減させることができる。
なお、上述の第2実施形態における接続部21aでは、庇部211を設け、庇部211によって封止部20に接続される構成を例示したが、庇部211を設けない構成とし、直接封止部20に接続される構成でもよい。
3.変形例
次に、本発明の第1実施形態および第2実施形態に係るセンサーユニット10,10aの変形例について図7ないし図14を参照しながら説明する。図7は、変形例1に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図8は、変形例2に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図9は、変形例3に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図10は、変形例4に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図11は、変形例5に係るセンサーユニットの概略構成を示す平面図である。図12は変形例6に係るセンサーユニットの概略構成を示す正面断面図である。図13は、変形例7に係るセンサーユニットの概略構成を示す断面図である。図14は、変形例7に係るセンサーユニットの概略構成を示す底面図である。なお、以下では、上述の第1実施形態および第2実施形態と異なる形態や構成を説明し、同様な形態や構成については、同符号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明の第1実施形態および第2実施形態に係るセンサーユニット10,10aの変形例について図7ないし図14を参照しながら説明する。図7は、変形例1に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図8は、変形例2に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図9は、変形例3に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図10は、変形例4に係るセンサーユニットの概略構成を示す斜視図である。図11は、変形例5に係るセンサーユニットの概略構成を示す平面図である。図12は変形例6に係るセンサーユニットの概略構成を示す正面断面図である。図13は、変形例7に係るセンサーユニットの概略構成を示す断面図である。図14は、変形例7に係るセンサーユニットの概略構成を示す底面図である。なお、以下では、上述の第1実施形態および第2実施形態と異なる形態や構成を説明し、同様な形態や構成については、同符号を付し、その説明を省略する。
(変形例1)
先ず、図7を参照して変形例1に係るセンサーユニット10bについて説明する。変形例1に係るセンサーユニット10bは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21bによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例1に係るセンサーユニット10bでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
先ず、図7を参照して変形例1に係るセンサーユニット10bについて説明する。変形例1に係るセンサーユニット10bは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21bによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例1に係るセンサーユニット10bでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
変形例1に係るセンサーユニット10bの接続部21bは、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、を有している。接続部21bは、封止部20のZ軸方向の厚さ(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さ(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)を有し、および封止部20の幅(第4面20eと第5面20fとの間のY軸方向の寸法)よりも小さな幅を有して構成された二つの側面21s,21wを有する略矩形状をなし、一方の端が封止部20の接続面20cのZ軸方向中央部に接続されている。本実施形態の接続部21bは、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21bは、一方の端と反対側に位置する他方の端側において、固定部22と接続されている。
このように配置された封止部20の幅よりも小さな幅の接続部21bによって、固定部22に生じる応力を緩和することができ、慣性センサー(不図示)への応力の伝搬を低減させることができる。
(変形例2)
次に、図8を参照して変形例2に係るセンサーユニット10cについて説明する。変形例2に係るセンサーユニット10cは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21cによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例2に係るセンサーユニット10cでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図8を参照して変形例2に係るセンサーユニット10cについて説明する。変形例2に係るセンサーユニット10cは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21cによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例2に係るセンサーユニット10cでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
変形例2に係るセンサーユニット10cの接続部21cは、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、Y軸方向に位置する二つの側面21s,21wと、封止部20と接続する幅狭の梁部25と、を有している。梁部25は、接続部21cの封止部20側に設けられている。接続部21cは、梁部25の封止部20側の端が、封止部20の接続面20cに接続されることにより、封止部20に接続されている。梁部25は、封止部20の接続面20cのZ軸方向およびY軸方向の略中央部分に接続されている。梁部25を含む接続部21cは、封止部20のZ軸方向の厚さ(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さ(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)で構成されている。接続部21cは、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21cは、梁部25の配置側と反対側に位置する端側において、固定部22と接続されている。
このように配置された、接続部21cに設けられている幅の狭い梁部25によって、固定部22に生じる応力を緩和することができ、慣性センサー(不図示)への応力の伝搬を低減させることができる。
(変形例3)
次に、図9を参照して変形例3に係るセンサーユニット10dについて説明する。変形例3に係るセンサーユニット10dは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21dによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例3に係るセンサーユニット10dでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図9を参照して変形例3に係るセンサーユニット10dについて説明する。変形例3に係るセンサーユニット10dは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21dによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例3に係るセンサーユニット10dでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
変形例3に係るセンサーユニット10dの接続部21dは、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、Y軸方向に位置する二つの側面21s,21wと、封止部20と接続する幅狭の三つの梁部25と、を有している。三つの梁部25は、それぞれ所定の間隙を有し、Y軸方向に並列に配置され、接続部21dの封止部20側に設けられている。接続部21dは、三つの梁部25の封止部20側の端が封止部20の接続面20cに接続され、封止部20に接続されている。三つの梁部25は、封止部20の接続面20cのZ軸方向の略中央部分に、Y軸方向に並んで接続されている。三つの梁部25を含む接続部21dは、封止部20のZ軸方向の厚さ(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さ(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)で構成されている。接続部21dは、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21dは、三つの梁部25の配置側と反対側に位置する端側において、固定部22と接続されている。
このように配置された、接続部21dに設けられている幅の狭い複数の梁部25(本例では三つの梁部25)によって、固定部22との接続強度(支持強度)を確保しつつ、固定部22に生じる応力を緩和することができ、慣性センサー(不図示)への応力の伝搬を低減させることができる。
(変形例4)
次に、図10を参照して変形例4に係るセンサーユニット10eについて説明する。変形例4に係るセンサーユニット10eは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21eによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例4に係るセンサーユニット10eでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図10を参照して変形例4に係るセンサーユニット10eについて説明する。変形例4に係るセンサーユニット10eは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21eによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例4に係るセンサーユニット10eでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
変形例4に係るセンサーユニット10eの接続部21eは、+Z軸側に位置する表面21pと、表面21pと表裏の関係であり−Z軸側に位置する裏面21rと、Y軸方向に位置する二つの側面21s,21wと、封止部20と接続する幅狭の三つの梁部25と、を有している。三つの梁部25は、それぞれ所定の間隙を有し、Y軸方向に並列に配置され、接続部21eの封止部20側に設けられている。接続部21eは、三つの梁部25の封止部20側の端が封止部20の接続面20cに接続され、封止部20に接続されている。三つの梁部25は、封止部20の接続面20cのZ軸方向の略中央部分に、Y軸方向に並んで接続されている。三つの梁部25を含む接続部21eは、封止部20のZ軸方向の厚さ(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さ(表面21pと裏面21rとの間の厚さ)で構成されている。接続部21eは、三つの梁部25の配置側と反対側に位置する端側に、固定部22と接続される台座部29が設けられている。台座部29は、接続部21eの表面21p、および裏面21rの両側に突出するように設けられ、固定部22の外径よりも大きな外径を有し、且つ固定部22の突出高さよりも低い高さを有している。接続部21eは、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21eは、台座部29の位置において、固定部22と接続されている。
このような台座部29を備えた接続部21eに固定部22が接続されることにより、接続部21eにおける固定部22との接続部分の剛性を高くすることができる。これにより、固定部22、もしくは固定部22と被固定部材である実装基板30(図5参照)との接続部分に外力が加わった場合などに生じる接続部21e(封止部20)の撓みや変形を抑制することができ、コネクター14(図5参照)の接続信頼性を高めることができる。
(変形例5)
次に、図11を参照して変形例5に係るセンサーユニット10fについて説明する。変形例5に係るセンサーユニット10fは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21によって封止部20と接続されている固定部22fと、を含む。変形例5に係るセンサーユニット10fでは、封止部20の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図11を参照して変形例5に係るセンサーユニット10fについて説明する。変形例5に係るセンサーユニット10fは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21によって封止部20と接続されている固定部22fと、を含む。変形例5に係るセンサーユニット10fでは、封止部20の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
(接続部)
変形例5に係るセンサーユニット10fの接続部21の基本的な構成は、第1実施形態と同様であるが、変形例5の接続部21では、固定部22fとの接続位置が異なっている。したがって、ここでの説明では、固定部22fとの接続位置に係る説明を中心に行い、その他の構成に係る説明は省略する。
変形例5に係るセンサーユニット10fの接続部21の基本的な構成は、第1実施形態と同様であるが、変形例5の接続部21では、固定部22fとの接続位置が異なっている。したがって、ここでの説明では、固定部22fとの接続位置に係る説明を中心に行い、その他の構成に係る説明は省略する。
接続部21は、封止部20のZ軸方向の厚さよりも薄い厚さを有し、および封止部20の幅(Y軸方向の寸法)と同じ幅を有して構成され、一方の端が封止部20の接続面20cのZ軸方向中央部に接続されている。接続部21は、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21は、一方の端と反対側に位置する他方の端26にかかる位置において、固定部22fと接続されている。
(固定部)
固定部22fは、接続部21に対してZ軸方向に貫通して嵌合され、第1実施形態の固定部22と同様に接続部21の表裏面のそれぞれからZ軸方向に沿った両側に突出して設けられている。固定部22fは、Z軸方向に貫通する貫通部としての貫通孔24fを有している。固定部22fは、接続部21の他方の端26と同じ面となるように、他方の端26側が平面形状を成し、その部分で貫通孔24fが他方の端26側に開口している。固定部22fは、接続部21と同じ材料によって一体成形としたり、例えば金属材料などの他の材料で成形された部材を嵌合したりすることができる。
固定部22fは、接続部21に対してZ軸方向に貫通して嵌合され、第1実施形態の固定部22と同様に接続部21の表裏面のそれぞれからZ軸方向に沿った両側に突出して設けられている。固定部22fは、Z軸方向に貫通する貫通部としての貫通孔24fを有している。固定部22fは、接続部21の他方の端26と同じ面となるように、他方の端26側が平面形状を成し、その部分で貫通孔24fが他方の端26側に開口している。固定部22fは、接続部21と同じ材料によって一体成形としたり、例えば金属材料などの他の材料で成形された部材を嵌合したりすることができる。
なお、固定部22fは、貫通孔24fの中心軸線と接続部21の他方の端26とが略重なるように配置されてもよいし、接続部21の他方の端26よりも封止部20側に偏って配置されてもよい。このように固定部22fを配置することにより、センサーユニット10fを被固定部材に固定する際の、例えば頭付き雄ねじ32(図5参照)の締め付けに必要な面積を確保でき、締め付けを確実に行うことができる。
このように配置された固定部22fによって、センサーユニット10fの被固定部材との固定を確実に行うことができる。
なお、固定部22fをX軸に沿ったトラック形状とし、貫通孔24fも該貫通孔24fの内径の幅を有し、X軸に沿った半トラック形状(溝形状)とすることとしてもよい。このようにすれば、コネクター14(図5参照)の接続位置を基準としての固定の位置融通性を向上させることができる。
(変形例6)
次に、図12を参照して変形例6に係るセンサーユニット10gについて説明する。変形例6に係るセンサーユニット10gは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21gによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例6に係るセンサーユニット10gでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図12を参照して変形例6に係るセンサーユニット10gについて説明する。変形例6に係るセンサーユニット10gは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21gによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例6に係るセンサーユニット10gでは、封止部20および固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
変形例6に係るセンサーユニット10gの接続部21gは、封止部20の第2面20bから延設された裏面を有しており、封止部20のZ軸方向の厚さt2(第1面20aと第2面20bとの間の厚さ)よりも薄い厚さt1で、且つ封止部20の幅(Y軸方向の寸法)と同じ幅を有して構成された略矩形状をなしている。接続部21gは、一方の端が封止部20の第2面20b側に偏在するように封止部20の接続面20cに接続されている。本実施形態の接続部21gは、封止部20と同材料により一体構造となるように成形されている。そして、接続部21gは、一方の端と反対側に位置する他方の端側において、固定部22と接続されている。
このように配置された接続部21gにより、固定部22に生じる応力を緩和することができ、慣性センサー(不図示)への応力の伝搬を低減させることができる。
(変形例7)
次に、図13および図14を参照して変形例7に係るセンサーユニット10hについて説明する。変形例7に係るセンサーユニット10hは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21hによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例7に係るセンサーユニット10hでは、固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図13および図14を参照して変形例7に係るセンサーユニット10hについて説明する。変形例7に係るセンサーユニット10hは、封止部20と、封止部20から延設された接続部21hによって封止部20と接続されている固定部22と、を含む。変形例7に係るセンサーユニット10hでは、固定部22の構成は第1実施形態および第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
(封止部)
変形例7に係るセンサーユニット10hにおける封止部20の第1面20aや第2面20bなどの外表面は、第1センサーデバイス23、例えば底面60fや側面60sを有する凹部60などを設けることなどによって、第2センサーデバイス18または基板11などを含むセンサーモジュール40の形状に沿って形成されている。より理想的には、センサーモジュール40と第1面20aや第2面20bとの距離は同じ厚さを有していることが好ましい。
変形例7に係るセンサーユニット10hにおける封止部20の第1面20aや第2面20bなどの外表面は、第1センサーデバイス23、例えば底面60fや側面60sを有する凹部60などを設けることなどによって、第2センサーデバイス18または基板11などを含むセンサーモジュール40の形状に沿って形成されている。より理想的には、センサーモジュール40と第1面20aや第2面20bとの距離は同じ厚さを有していることが好ましい。
このように第1面20aや第2面20bなどの外表面を形成することで、樹脂材料で封止部20を成形する際に生じる変形やヒケ(加熱された樹脂材料が冷却されることによって生じる収縮または収縮によって生じる凹み)による応力が、第1センサーデバイス23や第2センサーデバイス18に伝搬することを抑制できる。
(コネクター)
また、封止部20の外表面の一つである第2面20bに露出するコネクター14は、図13に示すように、Z軸方向からの平面視で、封止部20の第3面20dとコネクター14との距離L1が、封止部20の接続面20cとコネクター14との距離L2よりも長くなるように配置されている。換言すれば、コネクター14は、Z軸方向からの平面視で、封止部20の接続面20cよりも封止部20の第3面20dに遠い位置に配置されている。
また、封止部20の外表面の一つである第2面20bに露出するコネクター14は、図13に示すように、Z軸方向からの平面視で、封止部20の第3面20dとコネクター14との距離L1が、封止部20の接続面20cとコネクター14との距離L2よりも長くなるように配置されている。換言すれば、コネクター14は、Z軸方向からの平面視で、封止部20の接続面20cよりも封止部20の第3面20dに遠い位置に配置されている。
そして、封止部20の外表面の一つである第2面20bには、第2面から−Z軸方向に突出し、平面状の端面65bを有する凸部65が設けられている。凸部65は、図13に示すように、Z軸方向からの平面視で、封止部20の第3面20dと凸部65との距離L3が、封止部20の接続面20cと凸部65との距離L4よりも短くなるように配置されていてもよい。換言すれば、凸部65は、Z軸方向からの平面視で、封止部20の接続面20cよりも封止部20の第3面20dに近い位置に配置されている。さらに換言すると、Z軸方向からの平面視で、固定部22、コネクター14、凸部65の順に配置されている。このように、Z軸方向からの平面視で、コネクター14と、固定部22とを比較的近い距離に設けた場合、凸部65が被固定部材としての実装基板30(図5参照)と当接することにより、実装基板30に固定されるセンサーユニット10の固定の安定性を高めることができる。なお、凸部65は、複数設けられてもよい。また、凸部65は、平面状の端面65bでなく、例えば半球状や複数の突起などからなる端部を有する構成であってもよい。
4.センサーユニットの適用例
以上のようなセンサーユニット10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10hは、電子機器、および移動体など、種々の機器や装置に適用することが可能である。以下、センサーユニット10を用いた構成を例示して、図15および図16参照して詳細を説明する。図15は、実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示すブロック図である。図16は実施形態に係る移動体の構成を概略的に示すブロック図である。
以上のようなセンサーユニット10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10hは、電子機器、および移動体など、種々の機器や装置に適用することが可能である。以下、センサーユニット10を用いた構成を例示して、図15および図16参照して詳細を説明する。図15は、実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示すブロック図である。図16は実施形態に係る移動体の構成を概略的に示すブロック図である。
<電子機器>
以上のようなセンサーユニット10は、例えば図15に示されるように、電子機器101に組み込まれて利用されることができる。電子機器101では例えばメインボード(実装基板)102に演算処理回路103およびコネクター104が実装される。コネクター104には例えばセンサーユニット10のコネクター14が結合されることができる。演算処理回路103にはセンサーユニット10から検出信号が供給されることができる。演算処理回路103はセンサーユニット10からの検出信号を処理し処理結果を出力する。電子機器101には、例えばモーションセンシングユニットや民生用ゲーム機器、運動解析装置、外科手術ナビゲーションシステム、自動車のナビゲーションシステムなどが例示されることができる。
以上のようなセンサーユニット10は、例えば図15に示されるように、電子機器101に組み込まれて利用されることができる。電子機器101では例えばメインボード(実装基板)102に演算処理回路103およびコネクター104が実装される。コネクター104には例えばセンサーユニット10のコネクター14が結合されることができる。演算処理回路103にはセンサーユニット10から検出信号が供給されることができる。演算処理回路103はセンサーユニット10からの検出信号を処理し処理結果を出力する。電子機器101には、例えばモーションセンシングユニットや民生用ゲーム機器、運動解析装置、外科手術ナビゲーションシステム、自動車のナビゲーションシステムなどが例示されることができる。
<移動体>
センサーユニット10は、例えば図16に示されるように、移動体105に組み込まれて利用されることができる。移動体105では例えば制御ボード(実装基板)106に制御回路107およびコネクター108が実装される。コネクター108には例えばセンサーユニット10のコネクター14が結合されることができる。制御回路107にはセンサーユニット10から検出信号が供給されることができる。制御回路107はセンサーユニット10からの検出信号を処理し処理結果に応じて移動体105の運動を制御することができる。こういった制御には、移動体の挙動制御、自動車のナビゲーション制御、自動車用エアバッグの起動制御、飛行機や船舶の慣性航法制御、誘導制御などが例示されることができる。
センサーユニット10は、例えば図16に示されるように、移動体105に組み込まれて利用されることができる。移動体105では例えば制御ボード(実装基板)106に制御回路107およびコネクター108が実装される。コネクター108には例えばセンサーユニット10のコネクター14が結合されることができる。制御回路107にはセンサーユニット10から検出信号が供給されることができる。制御回路107はセンサーユニット10からの検出信号を処理し処理結果に応じて移動体105の運動を制御することができる。こういった制御には、移動体の挙動制御、自動車のナビゲーション制御、自動車用エアバッグの起動制御、飛行機や船舶の慣性航法制御、誘導制御などが例示されることができる。
<その他の機械>
センサーユニット10は、その他の機械に組み込まれて利用されることができる。その他の機械では、センサーユニット10からの検出信号を処理し処理結果に応じて機械の動作を制御することができる。こういった制御には、産業用機械の振動制御および動作制御やロボットの運動制御などが例示されることができる。
センサーユニット10は、その他の機械に組み込まれて利用されることができる。その他の機械では、センサーユニット10からの検出信号を処理し処理結果に応じて機械の動作を制御することができる。こういった制御には、産業用機械の振動制御および動作制御やロボットの運動制御などが例示されることができる。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、センサーユニット10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g、10h,基板11、第1センサーデバイス23、および第2センサーデバイス18、電子部品15等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h…センサーユニット、11…基板、11a…基板の表面、11b…基板の裏面、13…開口部、14…コネクター、14a…コネクターの入出力面、15…電子部品、16…充填材、17…ICチップ(電子回路)、18…第2センサーデバイス、20…封止部、20a…封止部の第1面、20b…封止部の第2面、20c…封止部の接続面、20d…封止部の第3面、20e…封止部の第4面、20f…封止部の第5面、21…接続部、21p…接続部の表面、21r…接続部の裏面、22…固定部、22a…固定部の第1端面、22b…固定部の第2端面、22p…第1端面からの仮想線、22r…第2端面からの仮想線、23…第1センサーデバイス、24…貫通部としての貫通孔、30…被固定部材としての実装基板、30a…実装基板の上面、31…実装基板側のコネクター、40…センサーモジュール、50…検出軸、t1…接続部の厚さ、t2…封止部の厚さ。
Claims (11)
- 慣性センサーと、
前記慣性センサーを封止している封止部と、
貫通部を有し、固定部材により被固定部材に固定される固定部と、
前記固定部と前記封止部とを接続する接続部と、を含み、
前記貫通部の貫通方向からの平面視で、前記封止部は第1面と、前記第1面と表裏の関係にある第2面とを含む外表面を有し、
前記接続部の前記貫通方向における厚さは、前記封止部の前記第1面と前記第2面との間の厚さより薄いことを特徴とするセンサーユニット。 - 前記固定部は、金属材料であることを特徴とする請求項1に記載のセンサーユニット。
- 前記固定部は、前記第1面側の第1端面と、前記第2面側の第2端面と、を有し、
前記封止部の前記第1面および前記第2面は、
前記固定部の前記第1端面および前記第2端面から延伸される二つの仮想面の間に位置するように配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサーユニット。 - 前記接続部は、複数の梁部を有し、
複数の前記梁部は、前記固定部と前記封止部とを接続していることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のセンサーユニット。 - 前記慣性センサーは、センサーモジュールに設けられ、
前記センサーモジュールは、コネクターを備え、
前記コネクターの入出力面は前記封止部から露出していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のセンサーユニット。 - 前記コネクターの入出力面は、前記封止部の前記外表面に対してセンサーモジュール側に位置していることを特徴とする請求項5に記載のセンサーユニット。
- 前記封止部は、
前記接続部と前記封止部との接続面と、前記接続面と表裏の関係に位置する第3面と、を備え、
前記貫通方向からの平面視で、前記第3面と前記コネクターとの距離は、前記接続面と前記コネクターとの距離より短いことを特徴とする請求項5または請求項6に記載のセンサーユニット。 - 前記封止部は、
前記接続部と前記封止部との接続面と、前記接続面と表裏の関係に位置する第3面と、
前記第2面に設けられている凸部と、
を備え、
前記貫通方向からの平面視で、前記固定部、前記コネクター、前記凸部の順に配置されていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のセンサーユニット。 - 前記封止部は、樹脂材料によって構成され、前記樹脂材料にはフィラーが含まれていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
- 慣性センサーと、
前記慣性センサーを封止している封止部と、
貫通部を有し、固定部材により被固定部材に固定される固定部と、
前記固定部および前記封止部と異なる材料で形成された接続部と、を含み、
前記接続部は、前記固定部と前記封止部とを接続していることを特徴とするセンサーユニット。 - 請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載のセンサーユニットを備えていることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017029700A JP2018136161A (ja) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | センサーユニット、および電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017029700A JP2018136161A (ja) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | センサーユニット、および電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018136161A true JP2018136161A (ja) | 2018-08-30 |
Family
ID=63366704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017029700A Pending JP2018136161A (ja) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | センサーユニット、および電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018136161A (ja) |
-
2017
- 2017-02-21 JP JP2017029700A patent/JP2018136161A/ja active Pending
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