JP2014126495A - センサー、電子機器、および移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実装基板を構成する第1のリジッド基板21〜第5のリジッド基板25の表側実装面211、221、241に実装されたセンサー部品4と、固定面としての側面33、34および上面31を複数備えた支持部材3と、を有し、表側実装面211、221、241は、側面33、34および上面31に沿って配置され、センサー部品4が支持部材3側に配置されている。
【選択図】図1
Description
まず、本発明のセンサーについて説明する。なお、以下では、説明の都合上、図1、および図5中の図面上側を「上」、図面下側を「下」として説明を行う。また、図1に示すように、互いに直交する3軸を「x軸」、「y軸」および「z軸」とする。
図1は、本発明のセンサーの第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示すセンサーが備える支持部材を示す斜視図、図3は、図1に示すセンサーの横断面図、図4は、図1に示すセンサーが備える角速度センサーの一例を示す平面図である。
実装基板は、硬質で変形し難い複数のリジッド基板(硬質基板)で構成されている。このような実装基板としては、例えば、ガラスエポキシ基板等の硬質層を用いることができる。実装基板は、第1のリジッド基板21、第2のリジッド基板22、第3のリジッド基板23、第4のリジッド基板24および第5のリジッド基板25と、で構成されている。
図3に示すように、各リジッド基板21〜25には複数のセンサー部品4が実装されている。各リジッド基板21〜25には、センサー部品4として、1軸検出型の3つの角速度センサー411、412、413と、3軸検出型の加速度センサー42とが実装されている。また、各リジッド基板21〜25には、センサー部品4(角速度センサー411〜413、加速度センサー42)等を駆動するための電源回路43と、センサー部品4からの出力信号を増幅する増幅回路44と、増幅回路44で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換回路45と、所望の制御を行うマイクロコントローラー(図示せず)と、EEPROM等の不揮発性メモリー47(図1参照)と、方位を検出する方位センサー(磁気センサー)48(図1参照)と、信号を出力するためのコネクター(インターフェイスコネクター)49と、が実装されている。
(第1のリジッド基板21)
第1のリジッド基板21の表側実装面211には、x軸まわりの角速度を検出する角速度センサー411が実装されている。
第2のリジッド基板22の表側実装面221には、y軸まわりの角速度を検出する角速度センサー412が実装されている。
第3のリジッド基板23の表側実装面231には、z軸まわりの角速度を検出する角速度センサー413および加速度センサー42が実装されている。また、裏側実装面232には、電源回路43、増幅回路44、およびアナログ/デジタル変換回路45が実装されている。なお、角速度センサー413および加速度センサー42を裏側実装面232に実装し、電源回路43、増幅回路44、およびアナログ/デジタル変換回路45を表側実装面231に実装しても良いが、比較すれば前者の構成の方が好ましい。
第4のリジッド基板24の表側実装面241には、マイクロコントローラー(図示せず)が実装され、裏側実装面242には、不揮発性メモリー47および方位センサー48が実装されている。ここで、マイクロコントローラーは、第4のリジッド基板24に実装された他の電子部品(不揮発性メモリー47および方位センサー48)に対してサイズが大きい。そのため、マイクロコントローラーを表側実装面241の中央部に配置するのが好ましい。これにより、マイクロコントローラーを第4のリジッド基板24の強度を補強する補強部材として効果的に用いることができる。そのため、第4のリジッド基板24の撓み変形による不要な振動が抑えられ、角速度センサー411〜413に不要な振動が伝わらず、角速度センサー411〜413による角速度の検出精度が高まる。
また、マイクロコントローラーから発生する放射ノイズを第4のリジッド基板24の前記グランド層によって遮断することができるため、方位センサー48をマイクロコントローラーと反対の実装面に実装することにより、前記放射ノイズが方位センサー48に達し、方位センサー48に悪影響を及ぼすことを効果的に防止することができる。そのため、方位センサー48の検出精度を向上させることができる。
第5のリジッド基板25の裏側実装面252には、コネクター49が実装されている。
以上、センサー部品4および電子部品の配置について詳細に説明した。
図2および図3に示すように、支持部材3は、略直方体状をなし、対向配置された上面31および下面32と、これらを接続する4つの側面33、34、35、36とを有している。このような支持部材3では、少なくとも下面32、側面33および側面34は、垂線が互いに直交するように精度よく形成されている。換言すれば、下面32、側面33および側面34同士が互いに直交するように精度よく形成されている。
側面33は、第1のリジッド基板21を固定する固定面(第1の固定面)を構成する。第1のリジッド基板21は、その表側実装面211を支持部材3側(内側)に向けた状態で側面33に固定されている。具体的には、支持部材3は、側面33の両端部に設けられた2つのネジ穴332、333を有している。このネジ穴332、333に第1のリジッド基板21に形成された孔部(図示せず)が対向し、ネジ432、433により第1のリジッド基板21が側面33に固定されている。
側面34は、第2のリジッド基板22を固定する固定面(第2の固定面)を構成する。第2のリジッド基板22は、その表側実装面221を支持部材3側(内側)に向けた状態で側面34に固定されている。具体的には、支持部材3は、側面34の両端部に設けられた2つのネジ穴342、343を有している。このネジ穴342、343に第2のリジッド基板22に形成された孔部(図示せず)が対向し、ネジ442、443により第2のリジッド基板22が側面34に固定されている。
側面35は、第5のリジッド基板25を固定する固定面を構成する。第5のリジッド基板25は、その表側実装面251を支持部材3側(内側)に向けた状態で側面35に固定されている。すなわち、第5のリジッド基板25は、コネクター49をセンサー1の外側に露出させた状態で側面35に固定されている。具体的には、支持部材3は、側面35の両端部に設けられた2つのネジ穴352、353を有し、このネジ穴352、353に第5のリジッド基板25に形成された孔部が対向し、ネジ452、453により第5のリジッド基板25が側面35に固定されている。
下面32は、第3のリジッド基板23を固定する固定面(第3の固定面)を構成する。第3のリジッド基板23は、その表側実装面231を支持部材3側(内側)に向けた状態で下面32に固定されている。具体的には、支持部材3は、下面32の対角関係にある2つの角部に形成された2つのネジ穴32a、32bを有している。このネジ穴32a、32bに、第3のリジッド基板23に形成された孔部(図示せず)を合わせ、ネジ81、82によりネジ止めすることにより、第3のリジッド基板23が下面32に固定されている。
上面31は、第4のリジッド基板24を固定する固定面を構成する。第4のリジッド基板24は、その表側実装面241を支持部材3側(内側)に向けた状態で上面31に固定されている。具体的には、支持部材3は、上面31の対角関係にある2つの角部に形成された2つのネジ穴31a、31bを有している。このネジ穴31a、31bに、第4のリジッド基板24に形成された孔部(図示せず)を合わせ、ネジ83、84によりネジ止めすることにより、第4のリジッド基板24が上面31に固定されている。
また、支持部材3の構成材料として、変形のし難さと、防振、免振機能とを両立させるために免振鋼を用いるのも好ましい。
図5は、本発明のセンサーの第2実施形態を示す断面図である。以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。本発明の第2実施形態にかかるセンサーは、支持部材の構成が異なること以外は、第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図6は、本発明のセンサーの第3実施形態を示す断面図である。以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。本発明の第3実施形態にかかるセンサーは、支持部材の構成が異なること以外は、第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
以上のようなセンサー1(1A、1Bについても同様)は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、センサー1を搭載した電子機器の概略構成について説明する。図7は、センサー1を搭載した電子機器500の概略構成の一例を示す図である。
図11は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車106には前述した実施形態に係るジャイロ素子5を用いたセンサー1が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車106には、ジャイロ素子5を用いたセンサー1を内蔵してタイヤ109などを制御する電子制御ユニット108が車体107に搭載されている。また、センサー1は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
Claims (12)
- センサー部品と、
実装面を備えている実装基板と、
固定面を備えている支持部材と、を有し、
前記センサー部品は、前記実装面に実装され、
前記実装面は、前記固定面に沿って配置され、
前記センサー部品が前記支持部材側に配置されていることを特徴とするセンサー。 - 前記センサー部品は、複数備えられており、
前記支持部材は、複数の固定面が備えられており、
前記実装面の各々は、前記固定面の各々に沿って配置され、
前記センサー部品の各々が前記支持部材側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。 - 各々の前記実装基板は、一方の実装基板の端部の側面が、他方の実装基板の実装面と対向するように配置され、
前記実装基板同士が、接続部材で接続されていることを特徴とする請求項2に記載のセンサー。 - 前記支持部材は、前記固定面が互いに交差、または直交していることを特徴とする請求項2または3に記載のセンサー。
- 前記支持部材は直方体であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のセンサー。
- 前記支持部材は貫通孔を有し、前記貫通孔に前記センサー部品の少なくとも一部が収容されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載のセンサー。
- 前記支持部材は逃げ部を有し、前記逃げ部に前記センサー部品の少なくとも一部が収容されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載のセンサー。
- 前記支持部材には、金属材料が用いられていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載のセンサー。
- 前記実装基板は、第1の実装基板、第2の実装基板、および第3の実装基板を含み、
前記センサー部品は少なくとも3つ含み、
前記センサー部品の各々は、前記第1の実装基板、第2の実装基板、および第3の実装基板の各実装面に実装され、
前記センサー部品の各々の検出軸が互いに交差するように、前記各実装面が前記固定面に沿って配置されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載のセンサー。 - 前記センサー部品は、角速度センサーまたは加速度センサーであることを特徴とする請求項9に記載のセンサー。
- 請求項1ないし10のいずれか一項に記載のセンサーを備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし10のいずれか一項に記載のセンサーを備えていることを特徴とする移動体。
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