(57)【要約】【課題】繰り返しの熱サイクル環境下においても、耐水性を向上させる電子機器を提供することである。【解決手段】電子機器は、筒状ケースと、前記筒状ケースの一端に収容されて当該一端を塞いでいる前端部品と、前記前端部品に固定されている回路基板と、芯線および前記芯線を被覆する被覆材を有し、前記被覆材の一端から前記芯線が露出しているコードと、前記筒状ケースに収容され、筒状であり、一端が前記前端部品に接し、前記回路基板を収容しているインナーケースと、前記前端部品と前記インナーケースとが接している部分を水密に覆う樹脂部と、を備え、前記芯線は、前記回路基板に接続されており、前記コードは、前記インナーケースの他端を通り、前記筒状ケースの他端から前記筒状ケースの外部に出ており、前記インナーケースと前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケースと、
前記筒状ケースの一端に収容されて当該一端を塞いでいる前端部品と、
前記前端部品に固定されている回路基板と、
芯線および前記芯線を被覆する被覆材を有し、前記被覆材の一端から前記芯線が露出しているコードと、
前記筒状ケースに収容され、筒状であり、一端が前記前端部品に接し、前記回路基板を収容しているインナーケースと、
前記前端部品と前記インナーケースとが接している部分を水密に覆う樹脂部と、を備え、
前記芯線は、前記回路基板に接続されており、
前記コードは、前記インナーケースの他端を通り、前記筒状ケースの他端から前記筒状ケースの外部に出ており、
前記インナーケースと前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着されている、
電子機器。
【請求項２】
前記縮径部の内径と前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着されている、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記インナーケースは、円筒状に延伸して前記回路基板を収容する延伸部を有し、前記延伸部は、外周の一部に前記筒状ケースの内周面に近づくように外径を拡大する拡径部を有し、前記拡径部は前記筒状ケースの内周面に接する、請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記インナーケースは、円筒状に延伸して前記回路基板を収容する延伸部を有し、前記延伸部は、円筒状の外周の一部に前記筒状ケースの内周面に近づくように外径を拡大する拡径部を有し、前記拡径部の外径は前記筒状ケースの内径より小さい、請求項１に記載の電子機器。
【請求項５】
前記インナーケースと前記筒状ケースとの間に樹脂が充填されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記樹脂部は、熱硬化性樹脂である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記被覆材の全周において、前記コードが前記筒状ケースの他端に向かって伸びる方向に沿って、前記インナーケースの内部と１ｍｍ以上溶着されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記インナーケースの外周面と前記筒状ケースの内周面との距離が０．８ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項９】
筒状ケースと、
前記筒状ケースの一端に収容されて当該一端を塞いでいる前端ケースと、
前記前端ケースに収容され、コイル線が巻回されるコア体を有する検出部と、
前記コア体に固定されている回路基板と、
芯線および前記芯線を被覆する被覆材を有し、前記被覆材の一端から前記芯線が露出しているコードと、
前記筒状ケースに収容され、筒状であり、一端が前記コア体に接し、前記回路基板を収容しているインナーケースと、
前記コア体と前記インナーケースとが接している部分を水密に覆う樹脂部と、を備え、
前記芯線は、前記回路基板に接続されており、
前記コードは、前記インナーケースの他端を通り、前記筒状ケースの他端から前記筒状ケースの外部に出ており、
前記インナーケースと前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着されている、
近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、電子機器に関し、より特定的には、ケース内に回路基板を収容する構造を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子機器には、温度変化に伴ってケース内の充填樹脂が収縮・膨張することにより、ケース内の回路基板に応力がかかってしまうため、その応力がかからないようにすることを目的とした、電子機器がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された電子機器としての近接センサでは、絶縁性樹脂が充填された近接センサにおいて、回路基板が保護カバーに格納される。回路基板を保護カバーに格納した後にフランジ付きカバーとケースの隙間から絶縁性樹脂を注入することによって、ケース内の回路基板に樹脂の収縮・膨張による応力がかからないようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１０３８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示されるように、回路基板に応力がかからないように、近接センサの回路基板が保護カバーに格納される構造は知られている。ただし、このような構成であっても、本体ケースとその内部に収容される回路基板に接続されているコードとの封止は、充填樹脂との接着のみであり、繰り返しの熱サイクル環境下で、充填樹脂の膨張収縮による当該部位の剥離でコードと樹脂の隙間から水が浸入するなどによる耐水性低下が課題となる。
【０００６】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、耐水性を向上させる電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の１つの局面に従った電子機器は、筒状ケースと、前記筒状ケースの一端に収容されて当該一端を塞いでいる前端部品と、前記前端部品に固定されている回路基板と、芯線および前記芯線を被覆する被覆材を有し、前記被覆材の一端から前記芯線が露出しているコードと、前記筒状ケースに収容され、筒状であり、一端が前記前端部品に接し、前記回路基板を収容しているインナーケースと、前記前端部品と前記インナーケースとが接している部分を水密に覆う樹脂部と、を備える。さらに、前記芯線は、前記回路基板に接続されており、前記コードは、前記インナーケースの他端を通り、前記筒状ケースの他端から前記筒状ケースの外部に出ており、前記インナーケースと前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着されている。
【０００８】
このように構成された電子機器によれば、インナーケースと前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着することによって、コードと樹脂との剥離による耐水性能低下を防止できる。
【０００９】
また好ましくは、前記インナーケースは、円筒状に延伸して前記回路基板を収容する延伸部と、前記延伸部の端部から当該内部を通る前記コードに向けて内径が縮まる縮径部と
を有し、前記縮径部の内径と前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着されている。このように構成された電子機器によれば、一体成形により、部品点数を少なく耐水性の高いインナーケースを作成することができる
【００１０】
また好ましくは、前記インナーケースは、円筒状に延伸して前記回路基板を収容する延伸部を有し、前記延伸部は、外周の一部に前記筒状ケースの内周面に近づくように外径を拡大する拡径部を有し、前記拡径部は前記筒状ケースの内周面に接する。このように構成された電子機器によれば、インナーケースと筒状ケースとの間に樹脂を充填することなく両者を固定して、耐水性能低下を防止することができる。
【００１１】
また好ましくは、前記インナーケースは、円筒状に延伸して前記回路基板を収容する延伸部を有し、前記延伸部は、円筒状の外周の一部に前記筒状ケースの内周面に近づくように外径を拡大する拡径部を有し、前記拡径部の外径は前記筒状ケースの内径より小さい。このように構成された電子機器によれば、耐水性能低下を防止しつつ、インナーケースと筒状ケースをカシメ、レーザ溶着、接着剤、嵌め込みなどで固定することができる。
【００１２】
また好ましくは、前記インナーケースと前記筒状ケースとの間に樹脂が充填されている。このように構成された電子機器によれば、前端部品とインナーケースとが接している部分のみを樹脂が覆う場合よりも、封止安定性を向上できる。
【００１３】
また好ましくは、前記樹脂部は、熱硬化性樹脂である。このように構成された電子機器によれば、温度高い環境で使用しても樹脂が流動性を持たないので、耐水性能が低下しない電子機器を提供することができる。
【００１４】
また好ましくは、前記被覆材の全周において、前記コードが前記筒状ケースの他端に向かって伸びる方向に沿って、前記インナーケースの内部と１ｍｍ以上溶着されている。
このように構成された電子機器によれば、前記インナーケースと前記被覆材との封止安定性を向上できる。
【００１５】
また好ましくは、前記インナーケースの外周面と前記筒状ケースの内周面との距離が０．８ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下である。
【００１６】
このように構成された電子機器によれば、樹脂充填に困難が生じることによる未充填発生、樹脂収縮応力によるヒケ、剥離、クラック発生による、耐水不良リスクを抑えることができる。
【００１７】
また、近接センサに応用する場合において、筒状ケースと、前記筒状ケースの一端に収容されて当該一端を塞いでいる前端ケースと、前記前端ケースに収容され、コア体と前記コア体に巻回されるコイル線とを有する検出部と、前記コア体に固定されている回路基板と、芯線および前記芯線を被覆する被覆材を有し、前記被覆材の一端から前記芯線が露出しているコードと、前記筒状ケースに収容され、筒状であり、一端が前記コア体に接し、前記回路基板を収容しているインナーケースと、前記コア体と前記インナーケースとが接している部分を水密に覆う樹脂部と、を備え、前記芯線は、前記回路基板に接続されており、前記コードは、前記インナーケースの他端を通り、前記筒状ケースの他端から前記筒状ケースの外部に出ており、前記インナーケースと前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着されている。
【００１８】
このように構成された近接センサによれば、インナーケースと前記被覆材とは前記被覆材の全周において溶着することによって、コードと樹脂との剥離による耐水性能低下を防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上に説明したように、この考案に従えば、耐水性を向上させる電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態にかかる近接センサを示す斜視図。
【図２】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図。
【図３】近接センサの製造方法を示す図。
【図４】他の構成の近接センサの製造方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（実施例説明）
まず図１〜図２を参照して、本実施の形態の近接センサ１について説明する。図１は、本実施の形態の近接センサ１を示す斜視図である。図２は、図１中のIII−III線に沿った矢視断面図である。なお、コードについては側面図で記載する。
【００２３】
本実施の形態における近接センサ１は、筒状ケース１０と、前端部品１１と、回路基板１２と、コード１３と、インナーケース１４と、樹脂部１５とを有する。
【００２４】
筒状ケース１０は、筒状であれば良く、形状は特に限定されず、たとえば、円筒形状であってもよいし、角形形状であってもよい。筒状ケース１０は、金属で形成されている。また、樹脂製の部材から形成されていてもよい。このような樹脂の材料としては、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＡＢＳなどから適宜選択することができる。
前端部品１１は、前記筒状ケース１０の一端に収容されて当該一端を塞いでいる前端ケース１１０と、前端ケース１１０に収容され、コイル線が巻回されるコア体を有する検出部１１１からなる。以下にそれぞれについて説明を行う。
【００２５】
検出部１１１は検出対象の接近または有無を検出する。一例として、検出部１１１は、コイルに電流を流すことで磁界を発生し、この発生した磁界と検出対象との電磁的な相互作用を利用して、検出対象の接近または有無を検出する。検出部１１１と回路基板１２とは電気的に接続されている。回路基板１２では、検出部１１１へ電流を流す発振回路と電磁的な相互作用による発振出力の変化に基づいて物体の近接を検出する検出回路を有する。また、回路基板１２と後述するコード１３とは電気的に接続されており、コード１３を用いて物体検出の信号を外部へ出力する。
【００２６】
検出部１１１は、検出領域と向かい合う近接センサ１の前端側に設けられている。図示は行わないが、検出部１１１は主として、コアと、電磁コイルと、コイルスプールとを含む。
【００２７】
コアは、例えば、フェライトなどの高周波特性の良い材料で形成されている。コアは、検出部１１１のコイル特性を高めるとともに、磁束を検出領域に集中させる機能を有する。
【００２８】
電磁コイルは、コイル線であって、コイルスプールに巻回されている。電磁コイルは、筒状ケース１０の中心軸を中心に巻回されている。
【００２９】
コイルスプールは、電気絶縁性を有する樹脂で形成されている。コイルスプールは、コアに形成された環状の溝の内部に収容されている。コイルピンは、導電性の金属から形成されている。コイルピンは、コイルスプールにより支持されている。コイルピンは、検出部１１１から回路基板１２の側に向けて延出する形状を有する。コイルピンの延びる先は、回路基板１２上に形成されたパターンに接続されている。
【００３０】
検出部１１１から延出するコイルピンの根元部には、コイルスプールの外周上から引き出された電磁コイルの先端が巻き付けられている。電磁コイルと回路基板１２とは、コイルピンおよびはんだを介して互いに電気的に接続されている。
【００３１】
検出部１１１は、前端ケース１１０内に収容されている。前端ケース１１０は、筒状ケース１０の前端側の開口に装着される前面カバーとして機能する。前端ケース１１０は、典型的には、樹脂部との接着性のよい、熱可塑性樹脂といった材料で形成されている。前端ケース１１０の材料としては、例えば、ＡＢＳ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＢＴ、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＳ（ポリスチレン）、および、これらの混合材などから、適時選択できる。
【００３２】
前端ケース１１０は、検出部１１１を収容する前端側のカバーとして設けられている。前端ケース１１０は、本体ケースである筒状ケース１０の前端側の開口を塞ぐ。主に、検出部１１１を外部雰囲気から遮断し、保護するために設けられている。
【００３３】
前端ケース１１０は筒状ケース１０の共通の中心軸として  円筒状に延伸し、その一方端で閉塞され、その他方端で開口された形状を有する。前端ケース１１０の閉塞端側の端面が、近接センサ１の検出面を構成している。検出部１１１は、前端ケース１１０のうちの筒状に形成された部分の内側に配置されている。
【００３４】
回路基板１２は、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサまたはＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）など、これらの電子部品を搭載する基板である。回路基板１２は検出部１１１と電気的に接続されている。回路基板１２の電子部品により、検出部１１１へ電流を流す発振回路と電磁的な相互作用による発振出力の変化に基づいて物体の近接を検出する検出回路が構成される。また、回路基板１２と後述するコード１３とは電気的に接続されており、検出部１１１から入力される物体検出の信号を、コード１３を用いて外部へ出力する。
【００３５】
コード１３は、芯線１３０および芯線１３０を被覆する被覆材１３１を有する。芯線１３０は、例えば導線を絶縁材で被覆したものであり、回路基板１２に図示しない半田付けにより接続されている。被覆材の材料は主に、合成樹脂から選択される。この合成樹脂は、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＵＲ（ポリウレタン）から選択される。コード構成（芯線数、コード径）は適時選択することができる。
【００３６】
インナーケース１４は、前端ケース１１０より小さい径で筒状ケース１０の共通の中心軸として  円筒状に延伸する延伸部１４０と、その一方端で筒状ケース１０の内壁面に近づくように径が広がり、筒状ケース１０の中心軸を対称軸として回転させて形成される円筒形である拡径部１４１とインナーケース１４の内部から他方端を通って筒状ケース１０の外部に出るコード１３に近づくように径が縮まる縮径部１４２とを有する。
【００３７】
延伸部１４０は筒状ケース１０に収容されており、一端が前端部品１１に接している。筒状ケース１０は回路基板１２を収容しており、縮径部１４２は後述するコード１３の被
覆材１３１の全周において溶着されている。
【００３８】
インナーケース１４は、金属、樹脂を問わないが、設計自由度、およびコストの観点から、熱可塑性樹脂が好ましい。材料は、ＰＢＴ、ＰＰ、ＡＢＳなどから選択することができる。
【００３９】
また、インナーケース１４の内部の空間は、回路基板１２が収容できればよく、回路基板１２を保持するための構造を設けてもよい。たとえば、インナーケース１４の内部に、回路基板１２と厚みおよび幅がほぼ等しく、インナーケース１４の軸方向に対して延びている穴、回路基板保持空間が形成される。
【００４０】
樹脂部１５は、前端ケース１１０に収容された検出部１１１にインナーケース１４の延伸部１４０が接するように配置される際、前端ケース１１０と検出部１１１とインナーケース１４の間につくられる空間に充填され、前端部品１１とインナーケース１４とが接している部分を水密に覆っている。樹脂部１５は、前端部品１１とインナーケース１４との間から水が浸入しないようにする機能を有している。また、インナーケース１４と筒状ケース１０との間に樹脂が充填されていてもよい。樹脂部１５は熱可塑性樹脂（いわゆるホットメルト樹脂）でも良いが、耐水性の観点から、熱硬化性樹脂が望ましい。用いられる熱硬化性樹脂としては、代表的に、エポキシ樹脂が用いられる。樹脂部１５の形成に用いられる熱硬化性樹脂には、難燃剤、有機・無機フィラー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤などの各種添加剤が含まれてもよい。
【００４１】
コード１３は、インナーケース１４の縮径部１４２を通り、筒状ケース１０の他端から筒状ケース１０の外部に出ており、インナーケース１４と被覆材１３１とは被覆材１３１の全周において溶着することによって、コード１３と樹脂との剥離による耐水性能低下を防止できる。なお、溶着の方法は、一体成型、レーザ溶着、超音波溶着などでコード１３とインナーケース１４の両方を溶かして接着させる方法なら何でもよい。また、コード１３とインナーケース１４の溶着は封止安定性向上の観点から、被覆材１３１の全周において、コード１３が筒状ケース１０の他端に向かって伸びる方向に沿って、インナーケース内部の縮径部と１ｍｍ以上溶着されていることが好ましい。
【００４２】
ここでは、実施例を近接センサ１として記載したため、前端部品１１は、前記筒状ケース１０の一端に収容されて当該一端を塞いでいる前端ケース１１０と、前端ケース１１０に収容され、コイル線が巻回されるコア体を有する検出部１１１からなるとした。他電子機器の場合には、前端部品は、本体ケースである筒状ケースの開口を塞ぐことができるものならよい。
【００４３】
（製造方法）
図３を参照して、本実施例で示す近接センサ１の製造方法について説明する。なお、図３（ａ），（ｂ）は側面図で記載し、図３（ｃ）〜（ｆ）は、図１中のIII−III線に沿った矢視断面図で記載する。なお、図３（ｃ）〜（ｆ）は、コード１３のみ側面図で記載する。まず、コード１３および回路基板１２を含むサブアセンブリＡ３０を組み立てる。具体的には、図示しないが、コード１３の先端部分の芯線１３０をむき出しにして、芯線１３０の導線部分を回路基板１２の表面上にはんだ付けを行い取り付ける（図３（ａ））。
【００４４】
次に、サブアセンブリＡ３０およびインナーケース１４を含むサブアセンブリＢ３１を組み立てる。具体的には、インナーケース１４の延伸部１４０の一端から、コード１３と回路基板１２を組み付けたものを挿入し（図３（ｂ），（ｃ））、インナーケース１４の縮径部１４２とコード１３の被覆材１３１とを溶着させる（図３（ｄ））。溶着の方法は、図３（ｄ）のようにインナーケース１４の縮径部１４２の端部に樹脂部品１４３を追加
成型する。他には、追加成型なしで、インナーケース１４の縮径部１４２をレーザ溶着や熱カシメなどで、ケース１４の縮径部１４２とコード１３の被覆材１３１との両方を溶着させるなど、適宜当業者により方法が選択される。
【００４５】
次に、筒状ケース１０と前端部品１１とサブアセンブリＢ３１とを組み付ける。具体的には、筒状ケース１０の一端に前端部品１１を収容して、サブアセンブリＢ３１の回路基板１２を前端部品１１に接するように配置し、前端部品１１の電磁コイルをコイルピンおよびはんだを介して回路基板１２に接続させ、その後、インナーケース１４と前端ケース１１０の間から樹脂を充填して、樹脂部１５を形成する（図３（ｅ））。
【００４６】
図３（ｆ）を参照して、筒状ケース１０とインナーケース１４の拡径部１４１とを、打痕で固定し、筒状ケース１０に設けた図示しないゲート口から樹脂充填を行う。他にも、カシメ、レーザ溶着、接着剤、嵌め込みなどで筒状ケース１０とインナーケース１４の拡径部１４１とを固定してもよい。
【００４７】
図４を参照して、他の実施例について説明する。図４は、図１中のIII−III線に沿った矢視断面図である。なお、コードについては側面図で記載する。図４（ａ）〜（ｃ）のように、延伸部１４０と縮径部１４２のみを有するインナーケース１１４を用いてもよい。その際には、図３（ｂ）〜（ｄ）と同様にサブアセンブリＢ４０を組み立てた後に、筒状ケース１０の一端に前端部品１１を収容して（図４（ａ））、サブアセンブリＢ４０の回路基板１２を前端部品１１に接するように配置し、前端部品１１の電磁コイルをコイルピンおよびはんだを介して回路基板１２に接続させ（図４（ｂ））、その後、インナーケース１１４と筒状ケース１０の間から樹脂１５０を充填する（図４（ｃ））。
【００４８】
また、この際には、樹脂充填の流路形成を行うために、インナーケース１１４周囲に筒状ケース１０の長軸方向に沿った、１つもしくは複数の溝を設けてもよい。ゲート口から樹脂充填を行う際に、溝の形状や本数によって樹脂流動が変化する。溝の形状や本数を変化させることにより、樹脂流動を制御することができる。
【００４９】
インナーケース１１４の延伸部１４０の外周面１４０ａと筒状ケース１０の内周面１０ａとの距離は、０．８ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下が好ましい。０．８ｍｍ未満の場合には、樹脂充填に困難が生じ、未充填が発生しやすくなる。また、４．５ｍｍを超える場合には、樹脂収縮応力によるヒケ、剥離、クラックが発生し易くなり、耐水不良リスクが発生する。
【符号の説明】
【００５０】
１：近接センサ
１０：筒状ケース
１０ａ：筒状ケースの内周面
１１：前端部品
１１０：前端ケース
１１１：検出部
１２：回路基板
１３：コード
１３０：芯線
１３１：被覆材
１４：インナーケース
１４０：延伸部
１４０ａ：外周面
１４１：拡径部
１４２：縮径部
１４３：樹脂部品
１５：樹脂部
１５０：樹脂
１１４：インナーケース
３０：サブアセンブリＡ
３１：サブアセンブリＢ
４０：サブアセンブリＢ
【図１】
2015176714.tif 000003
【図２】
2015176714.tif 000004
【図３】
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【図４】
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