センサ装置およびその製造方法
【課題】印刷回路基板を用いることなくモジュールを構成するとともに、複数のモジュールを組み合わせてセンサ装置を構成する。
【解決手段】近接センサ１は、電子部品７が実装されるとともに、回路パターンを構成するリードフレーム基板５，６を有するセンサモジュール３および出力モジュール４を備え、各モジュール３，４が、リードフレーム基板５，６によって電気的に接続されるものである。
【解決手段】近接センサ１は、電子部品７が実装されるとともに、回路パターンを構成するリードフレーム基板５，６を有するセンサモジュール３および出力モジュール４を備え、各モジュール３，４が、リードフレーム基板５，６によって電気的に接続されるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接センサや光電センサなどのセンサ装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるセンサ装置、例えば、近接センサには、ケース内に、コイル及びコアを含む検知コイル組立体、コイルを共振回路要素とする発振回路及び当該発振回路の発振状態に基づく出力信号を生成する出力回路が組み込まれた回路組立体並びにプラグ対応コネクタが連結されて一体的に収容されてなるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１１１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる近接センサは、印刷回路基板によって、回路組み立て体が構成されており、かかる印刷回路基板では、高密度に実装されると、放熱性が不十分となったり、更に、外部との電気的接続のために、コネクタを設けて該コネクタを印刷回路基板と半田等で接続しなければならないといった難点がある。
【０００４】
また、近接センサでは、その出力形式やサイズなどによって多種類の製品があり、モジュール化し、各モジュールを組み合わせることによって、多種類の製品に対応できるようにして、部品点数の削減、低コスト化を図ることが望まれる。
【０００５】
本発明は、印刷回路基板を用いることなくモジュールを構成し、上記課題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明のセンサ装置は、部品が実装されるとともに、回路パターンを構成するリードフレーム基板を有する複数のモジュールを備え、各モジュールが、前記リードフレーム基板によって電気的に接続されるものである。
【０００７】
ここで、リードフレーム基板とは、回路パターンを構成するとともに、部品が実装されるものをいい、複数の部品、例えば、ＩＣ、トランジスタ、ダイオード、抵抗体、コンデンサ等の電子部品が実装されるのが好ましい。
【０００８】
モジュールとは、当該センサ装置を構成する部分をいい、検知、出力、あるいは、通信といった各機能を果たす部分であるのが好ましい。
【０００９】
本発明のセンサ装置によると、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、例えば、出力機能を有するモジュールのリードフレーム基板の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。更に、種類の異なるモジュールを組み合わせることによって、多種類のセンサ装置を構成することができる。
【００１０】
（２）本発明のセンサ装置の好ましい実施形態では、前記複数のモジュールは、計測対象または検知対象の情報を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とが、電気的に接続されるものである。
【００１１】
計測対象または検知対象の情報としては、磁界、電界、光、音、熱などがある。
【００１２】
この実施形態によると、センサモジュールと出力モジュールとを備えているので、例えば、出力形式の異なる出力モジュールを、センサモジュールと組み合わせることにより、多種類のセンサ装置に対応できるとともに、部品点数の削減、低コスト化を図ることができる。
【００１３】
（３）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を差し込むことにより、両接続端子部が接続されるようにしてもよい。
【００１４】
一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を雌型形状とし、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を雄型形状としてもよい。
【００１５】
この実施形態によると、一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に差し込んで両モジュールを電気的、機械的に簡単に接続することができ、両モジュールの接続に、フレキシブルケーブルなど接続用部材を必要とせず、半田付けや溶接の必要もない。
【００１６】
（４）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を、カシメによって他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に圧着してもよい。
【００１７】
この実施形態によると、センサモジュールと出力モジュールとを、電気的、機械的に接続することができ、両モジュールの接続に、フレキシブルケーブルなど接続用部材を必要とせず、半田付けや溶接の必要もない。
【００１８】
（５）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とを、半田付けまたは溶接してもよい。
【００１９】
この実施形態によると、両モジュールのリードフレーム基板の接続端子部同士を、フレキシブルケーブルなどの接続用部材を用いることなく、直接接続することができる。
【００２０】
（６）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とを、接続用部材を介して接続してもよい。
【００２１】
各モジュールのリードフレーム基板の接続端子部と接続用部材とを、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続してもよい。
【００２２】
この実施形態によると、両モジュールのリードフレーム基板の接続端子部が、接続用部材を介して接続される。
【００２３】
（７）上記（２）の実施形態において、各モジュールが収容される筒状のケースを備え、前記リードフレーム基板は、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有してもよい。
【００２４】
この実施形態によると、リードフレーム基板が、ケース内で安定に保持されることになる。
【００２５】
（８）上記（７）の実施形態において、前記センサモジュールの前記保持部および前記出力モジュールの前記保持部は、前記両モジュールのリードフレーム基板の前記接続端子部同士の位置合わせ用の係合部をそれぞれ有してもよい。
【００２６】
この実施形態によると、センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とを、容易に位置合わせして接続することができる。
【００２７】
（９）上記（７）の実施形態において、前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、該ケースの開口を閉塞する樹脂製の栓体部を有し、該栓体部の外周には、前記ケースの内周面に圧接されるシール部材を装着してもよい。
【００２８】
この実施形態によると、リードフレーム基板が収容されるケース内を密封することができ、ケース内に油水等が侵入して特性劣化を来すことを防止することができる。
【００２９】
（１０）上記（９）の実施形態において、前記ケースの前記開口側の周縁および前記栓体部の外周には、回転阻止用の係止部を備えるようにしてもよい。
【００３０】
この係止部は、前記ケースの前記開口側の周縁または前記栓体部の外周の一方に、係止凹部を形成するとともに、他方に、前記係止凹部に係止される係止凸部を形成してもよい。
【００３１】
この実施形態によると、ケース内の収容されたモジュールが、該ケース内で回転するのを阻止することができる。
【００３２】
（１１）上記（２）の実施形態において、前記出力モジュールの前記リードフレーム基板は、その一端側に、前記センサモジュールと接続するための前記接続用端子部を有するとともに、他端側に、電気コードが接続されるコード接続用端子部を有し、該コード接続用端子部に、前記電気コードが、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続されるようにしてもよい。
【００３３】
この実施形態によると、外部引き出し用の電気コードを、リードフレーム基板に直接接続することができ、コネクタなどを設ける必要がない。
【００３４】
（１２）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールは、コアを有する検知コイルを備えるとともに、前記検知コイルを共振要素とする発振回路を備え、該発振回路に発振状態に基づいて、前記物体を検知するようにしてもよい。
【００３５】
この実施形態によると、近接センサとして物体の接近を検知できる。
【００３６】
（１３）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールは、検出対象領域に投光する発光素子および前記検出対象領域からの光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記物体を検知するようにしてもよい。
【００３７】
この実施形態によると、光電センサとして物体を検知できる。
【００３８】
（１４）本発明のセンサ装置は、物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールと、各モジュールが収容される筒状のケースとを備え、各モジュールは、回路パターンを構成する同一のリードフレーム基板に、部品が実装されて構成され、前記リードフレーム基板の一端側には、コアを有する検知コイルを接続する接続用端子部を有し、該接続用端子部に、前記検知コイルの端子が、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続され、前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有するとともに、前記ケースの開口を閉塞する栓体部を有するものである。
【００３９】
本発明のセンサ装置によると、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、リードフレーム基板の出力モジュール側の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。
【００４０】
（１５）本発明のセンサ装置の製造方法は、複数のモジュールを備えるセンサ装置の製造方法であって、各モジュールに対応するリードフレームに部品を実装する工程と、前記リードフレームの一部を切断して回路パターンを形成する工程と、リードフレームの外枠を切断して各モジュールに対応するリードフレーム基板を分離する工程と、各モジュールの前記リードフレーム基板によって、各モジュールを電気的に接続する工程を含むものである。
【００４１】
各モジュール基板を電気的に接続する工程は、各モジュールのリードフレーム基板の端部同士を、コネクタ方式、カシメ、半田付け、溶接などによって接続するのが好ましい。
【００４２】
本発明のセンサ装置の製造方法によると、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、例えば、出力機能を有するモジュールのリードフレーム基板の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。更に、モジュールを組み合わせることによって、多種類のセンサ装置を構成することができる。
【００４３】
（１６）本発明のセンサ装置の製造方法の一つの実施形態においては、前記複数のモジュールは、物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、前記電気的に接続する工程では、前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とを電気的に接続するものである。
【００４４】
この実施形態によると、センサモジュールと出力モジュールとを備えているので、例えば、出力形式の異なる出力モジュールを、センサモジュールと組み合わせることにより、多種類のセンサ装置に対応できるとともに、部品点数の削減、低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、リードフレーム基板の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。更に、モジュールを組み合わせることによって、多種類のセンサ装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００４７】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態のセンサ装置としての近接センサの斜視図である。
【００４８】
この近接センサ１は、図２に示すように、金属製の円筒状の外殻ケース２内に、センサモジュール３および出力モジュール４を連結一体化したものを収容して構成される。
【００４９】
この実施形態の近接センサ１では、各モジュール３，４は、印刷回路基板上に電子部品を実装するのではなく、回路パターンを構成するリードフレーム基板５，６上に、電子部品７を実装するとともに、リードフレーム基板５，６を介して各モジュール３，４を電気的に接続したものである。
【００５０】
図３は、近接センサの構成の一例を示すブロック図であり、センサモジュール３は、
検知コイル８およびコンデンサＣからなる共振回路と、この共振回路に接続された発振回路９と、この発振回路９の発振出力が入力される積分回路１０と、この積分回路１０の出力と所定の閾値とを比較する比較回路１１と、この比較回路１１の出力に基づいて、閾値以下の信号が所定時間連続するときに検知出力を出力する信号処理回路１２と、各ブロックに定電圧を供給する定電圧回路１３とを備える一方、出力モジュール４は、信号処理回路１２の出力に応じて、外部に物体検知信号を出力する出力回路１４を備えている。
【００５１】
以下、各モジュール３，４の構成を、製造手順に従って説明する。
【００５２】
図４は、センサモジュール３の製造に用いられるリードフレーム１５の平面図である。
【００５３】
このリードフレーム１５は、加工性および導電性に優れる黄銅や燐青銅などの銅系合金、あるいは、Ｎｉを含有させた鉄系合金などからなる。
【００５４】
センサモジュール３のリードフレーム基板５を構成するリードフレーム１５には、図２にも示すように、その幅方向に延びるとともに、その中央部から上下方向に延びる十字状の樹脂製の保持部１６が一体に形成されている。
【００５５】
この保持部１６の十字状の各端部の外周が、外殻ケース２に収容されたときに、外殻ケース２の内周面に摺接してセンサモジュール３を安定に保持することができ、また、リードフレーム１５に電子部品７を実装したり、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６を接続する際に、保持部１６を用いて設備や治具などに安定に固定することができる。
【００５６】
この実施形態では、図２に示すように、出力モジュール４のリードフレーム基板６にも同様の保持部２５が形成されている。
【００５７】
このリードフレーム１５では、図４に示すように、基準穴（パイロット穴）１７を有する外枠１５ａから延出するダミーフレーム（つりピン）１５ｂによって、複数のセンサモジュール３に対応するリードフレーム基板部分が、等間隔で連結支持されている。
【００５８】
このように基準穴１７に対応して等間隔に配列されているので、電子部品の搭載や接続加工などの組立時に、ピッチ送りで正確に位置合わせすることができ、自動化が容易である。
【００５９】
かかるリードフレーム１５に、ＩＣ、トランジスタ、ダイオード、抵抗体、コンデンサなどの電子部品７を搭載し、金線などによるワイヤボンディグや半田などによって接続し、図５に示すように電子部品７を実装する。
【００６０】
次に、図５のリードフレーム基板部分の一部のパターン１５ｃを、工程内あるいは工程外で、図６に示すように切断して所要の回路パターンを形成し、また、図５のリードフレーム基板部分とダミーフレーム（つりピン）１５ｂとの連結部分１５ｄを、図６に示すように切断し、リードフレーム１５の外枠１５ａから分離してリードフレーム基板５を得る。この例では、１個のリードフレーム基板５を得るために、２箇所のパターン１５ｃを切断するとともに、４箇所の連結部分１５ｄを切断している。パターン１５ｃの切断および連結部分１５ｄの切断は、同一の工程で行なうのが好ましい。
【００６１】
分離されたリードフレーム基板５の一端側（図６の左端側）には、コイルアッシー（コイルアセンブリ）のピン端子との接続のための一対の接続端子部１８が設けられており、この接続端子部１８は、前記ピン端子を囲むように、Ｕ字状に形成されている。
【００６２】
図７は、リードフレーム基板５のＵ字状の接続端子部１８に、上述の検知コイル８を含むコイルアッシー１９のピン端子２０を挿入してカシメ固定した状態を示す斜視図である。コイルアッシー１９は、コイル２１が巻回されたスプール２２と、フェライトコア２３とを備えている。
【００６３】
他の実施形態として、図８に示すように、リードフレーム基板５の接続端子部１８に、コイルアッシー１９のピン端子２０を挿入して半田付け、あるいは、溶接してもよい。
【００６４】
以上のようにして電子部品７が実装され、コイルアッシー１９が取り付けられたリードフレーム基板５を、図９に示すように、樹脂製または金属製の有底円筒状のコイルケース２４に収容し、性能を安定させるとともに、固定のために樹脂（図示せず）を注型して硬化させることにより、センサモジュール３が完成する。
【００６５】
一方、センサモジュール３の場合と同様に、出力モジュール用のリードフレームに、電子部品を実装し、パターンの切断およびダミーフレームの切断を行なって、図１０に示す出力モジュール４を得る。この出力モジュール４のリードフレーム基板６にも、十字状の樹脂製の保持部２５が形成されているとともに、外殻ケース２に収納したときに、円筒状の外殻ケース２の一端側の開口を塞いで内部を密封するための樹脂製の栓体部２６が形成されている。
【００６６】
この実施形態では、図９のセンサモジュール３のリードフレーム基板５の一端側を接続端子部２７とし、図１０の出力モジュール４のリードフレーム基板６の一端側を接続端子部２８とし、平板状の両接続端子部２７，２８を、図１１に示すように重ね合わせて溶接して接続するようにしている。
【００６７】
このように、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の接続端子部２７，２８を直接接続するので、フレキシブル基板のような接続用部材を介して接続するのに比べて、接続工程が簡素化されるとともに、接続部分を小さくできる。
【００６８】
なお、接続端子部２７，２８は、電気抵抗を低減するために、金メッキ、スズメッキ、半田メッキ等を施してもよい。
【００６９】
この実施形態では、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の平板状の端部をそのまま接続端子部２７，２８として溶接によって接続したけれども、本発明の他の実施形態として、次のようにして接続してもよい。
【００７０】
図１２は、本発明の他の実施形態の各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の接続端子部付近を示す斜視図であり、図１３は、図１２の下方から見た斜視図である。なお、以下に説明する接続端子部２７，２８は、センサモジュール３と出力モジュール４とでその構成を入れ替えてもよい。
【００７１】
センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７は、上方へ屈曲した側板部が両側に形成されており、出力モジュール４のリードフレーム基板６の接続端子部２８は、両側板部の間に、円滑に挿入できるように先細状に形成されている。
【００７２】
この先細状の接続端子部２８が、図１４に示すように、接続端子部２７の両側板部の間で重なるように位置合わせし、図１５に示すように、半田付けによって接続してもよい。あるいは、図１６に示すように、センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７の両側板部をかしめて出力モジュール４のリードフレーム基板６の先細状の接続端子部２８に圧着してもよい。
【００７３】
このようにカシメ方式による接続では、半田材料や加熱源などの設備も不要となり、安価で信頼性の高い接続が可能となる。
【００７４】
更に、本発明の他の実施形態として、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６を、次のようにして接続してもよい。
【００７５】
図１７は、本発明の他の実施形態の各モジュール３，４の各リードフレーム基板５，６の接続端子部２７−１，２８−１付近を示す斜視図であり、図１８は、その平面図であり、図１９は、図１７の一部拡大図である。
【００７６】
センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７−１は、図１９に示すように、矩形の差込口３１を有する箱形に形成されるとともに、差込口３１を塞ぐように下面から屈曲して上面に当接する当接片３２を有している。
【００７７】
出力モジュール４のリードフレーム基板６の接続端子部２８−１は、当接片３２の付勢力に抗して差込口３１に差し込めるように板状に形成されている。
【００７８】
また、この実施形態では、左右方向の位置合わせのために、出力モジュール３の十字状の保持部１６−１の中央には、上下方向に沿って係合溝３３が形成される一方、出力モジュール４の十字状の保持部２５−１の中央には、前記係合溝３３に嵌まり込む係合突起３４が上下方向に沿って形成されている。
【００７９】
更に、各モジュール３，４の保持部１６−１，２５−１の左右には、上下方向の位置合わせのためのガイド部３５，３６が一対ずつ突設されている。
【００８０】
各ガイド部３５，３６は、位置合わせの際に、互い摺接するガイド面を有しており、左右方向の一方側（図１８の下側）では、センサモジュール３のガイド部３５の下面がガイド面となるとともに、出力モジュール４のガイド部３６の上面がガイド面３６ａとなり、左右方向の他方側（図１８の上側）では、センサモジュール３のガイド部３６の上面がガイド面となるとともに、出力モジュール４のガイド部３５の下面がガイド面となる。
【００８１】
かかる構成の接続端子部２７−１，２８−１では、出力のモジュール４のリードフレーム基板６の接続端子部２８−１を、保持部１６−１，２５−１で位置合わせしながら、
センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７−１の当接片３２の付勢力に抗して差込口３１に差し込むことにより、接続端子部２７−１，２８−１同士が嵌合連結されて接続される。
【００８２】
このように一方のモジュール３のリードフレーム基板５の雌型の接続端子部２７−１に、他方のモジュール４のリードフレーム基板６の雄型の接続端子部２８−１を差し込むことによって、両モジュール３，４が、電気的、機械的に簡単に接続できることになる。
【００８３】
かかる差込式による接続では、半田付け、溶接、カシメといった工程が不要となり、例えば、外殻ケース２に組み付けたセンサモジュール３に対して、出力モジュール４を外殻ケース２に挿入してセンサモジュール３との接続を行なうといったことも可能となり、近接センサの組み立てが容易となる。
【００８４】
この実施形態では、図１１に示すように、センサモジュール３および出力モジュール４を接続して一体化したものを、上述の図２に示すように、外殻ケース２に圧入して近接センサ１を構成する。
【００８５】
なお、出力モジュール４の栓体部２６の外周には、外殻ケース２内を密封するためのＯリング３７が装着される。
【００８６】
これによって、外殻ケース２内に油水等が侵入して特性劣化を来すことを防止することができる。
【００８７】
また、外殻ケース２に内周面には、図２に示すように、一体化されたモジュールが外殻ケース２内部で回転するのを阻止するための段差３８が形成されている。
【００８８】
なお、本発明の他の実施形態として、図２３に示すように、出力モジュール４の栓体部２６−１の外周に突起２６−１ａを設け、外殻ケース２−１の端部に、前記突起が係止する切欠２−１ａを形成し、図２４に示すように、外殻ケース２−１内にモジュールを収容したときに、外殻ケース内部で、一体化されモジュールが回転するのを阻止するように構成してもよい。
【００８９】
この実施形態では、図２に示すように、出力モジュール４のリードフレーム基板６の栓体部側の端部には、電気コードと接続するための一対の接続端子部３９が設けられており、各接続端子部３９は、Ｕ字状に形成されている。
【００９０】
この出力モジュール４の接続端子部３９に、図２５に示すように、電気コード４０の絶縁被覆部４０ａおよび銅線部４０ｂをカシメによって接続する。
【００９１】
このように出力モジュール４のリードフレーム基板６の端部の接続端子部３９を用いて電気コード４０を直接接続できるので、印刷回路基板に、外部との電気的接続のために、コネクタを設けて該コネクタを印刷回路基板と半田等で接続するといった必要がなく、接続部の構成および接続工程が簡素化される。
【００９２】
本発明の他の実施形態として、図２６に示すように、一方の接続端子部３９には、電気コード４０の外皮部分４０ｃを支持するＵ字状の支持部３９ａを連設し、図２７に示すように、電気コード４０の外皮部分を支持するようにしてもよい。
【００９３】
また、本発明の他の実施形態として、図２８に示す出力モジュール４の接続端子部３９に、電気コード４０の銅線部４０ｂを半田付け、あるいは、溶接によって接続するようにしてもよい。
【００９４】
なお、コード接続部分は、図２９に示すように、コードプロテクタ４１で保護する。
【００９５】
（実施形態２）
上述の各実施形態では、センサモジュール３と出力モジュール４の接続端子部２７，２７−１；２８，２８−１同士を直接接続したけれども、本発明の他の実施形態として、フラットケーブルやリード線などの接続部材を介して間接的に接続するようにしてもよい。
【００９６】
図３０は、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の接続端子部２７，２８付近およびフラットケーブル４２の斜視図である。
【００９７】
各モジュール３，４の接続端子部２７，２８に、フラットケーブル４２を組み合わせて図３１に示すように、半田付け、あるいは、溶接によって接続する。
【００９８】
また、図３２に示すように、各モジュール３，４の出力端子部２７，２８を、フラットケーブル４２の銅線を包むようにＵ字状に形成し、各モジュールの接続端子部に、フラットケーブルを組み合わせ、図３３に示すように圧着して接続してもよい。
【００９９】
また、フラットケーブル４２を代えて、複数のリード線４３によって、図３４に示すように、半田付けや溶接によって各モジュールの接続用端子２７，２８を接続し、あるいは、図３５に示すように、圧着して接続してもよい。
【０１００】
なお、リード線４３に代えて、図３６，３７に示すように、被覆のない裸線４４を用いてもよい。
【０１０１】
（他の実施形態）
上述の各実施形態では、各モジュールを個別のリードフレーム基板５，６で構成したけれども、本発明の他の実施形態として、例えば、図３８に示すように、一枚のリードフレーム基板４５で構成してもよい。
【０１０２】
上述の実施形態では、近接センサに適用して説明したけれども、本発明の他の実施形態として、センサモジュールを、例えば、検出対象領域に投光する発光素子、検出対象領域からの光を受光する受光素子、および、受光素子からの電気信号に基づいて、物体を検知する検知回路を備える構成として光電センサに適用してもよく、あるいは、超音波センサ、エンコーダ等の他のセンサ装置にも適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、近接センサなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一つの実施形態の近接センサの斜視図である。
【図２】図１の外殻ケースおよびモジュールを示す斜視図である。
【図３】近接センサの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】センサモジュールのリードフレームの平面図である。
【図５】電子部品を実装した状態のリードフレームの平面図である。
【図６】リードフレーム基板を分離した状態のリードフレームの平面図である。
【図７】リードフレーム基板にコイルアッシーを接続した状態を示す斜視図である。
【図８】リードフレーム基板にコイルアッシーを接続した状態の他の例を示す斜視図である。
【図９】センサモジュールの斜視図である。
【図１０】出力モジュールの斜視図である。
【図１１】両モジュールの接続状態を示す斜視図である。
【図１２】各モジュールの接続端子部付近を示す斜視図である。
【図１３】図１２の下方側から見た斜視図である。
【図１４】各モジュールの接続端子部を重ねた状態の斜視図である。
【図１５】図１４の接続端子部を半田付けした状態の斜視図である。
【図１６】接続端子部をかしめて接続した状態の斜視図である。
【図１７】他の実施形態の各モジュールの接続端子部付近を示す斜視図である。
【図１８】図１７の平面図である。
【図１９】図１７の一部拡大図である。
【図２０】各モジュールの接続端子部の接続状態を示す斜視図である。
【図２１】図２０の平面図である。
【図２２】図２０の一部拡大図である。
【図２３】他の実施形態の各モジュールおよび外殻ケースの斜視図である。
【図２４】モジュールを外殻ケースに収容した状態の斜視図である。
【図２５】出力モジュールと電気コードとの接続状態を示す斜視図である。
【図２６】出力モジュールの電気コードとの接続端子部の他の例を示す斜視図である。
【図２７】図２６の出力モジュールと電気コードとの接続状態を示す斜視図である。
【図２８】出力モジュールと電気コードとの他の接続例を示す斜視図である。
【図２９】コードプロテクタで電気コードを保護した状態を示す斜視図である。
【図３０】各モジュールの接続端子部付近およびフラットケーブルの斜視図である。
【図３１】各モジュールの接続端子部を、フラットケーブルを介して接続した状態の斜視図である。
【図３２】各モジュールの接続端子部付近およびフラットケーブルの他の例を示す斜視図である。
【図３３】図３２の接続端子部を、フラットケーブルを介して接続した状態を示す斜視図である。
【図３４】各モジュールの接続端子部をリード線を介して接続した状態の斜視図である。
【図３５】各モジュールの接続端子部をリード線を介して接続した状態の他の例を示す斜視図である。
【図３６】各モジュールの接続端子部を裸線を介して接続した状態の斜視図である。
【図３７】各モジュールの接続端子部を裸線を介して接続した状態の他の例を示す斜視図である。
【図３８】他の実施形態のモジュール構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 近接センサ
２ 外殻ケース
３ センサモジュール
４ 出力モジュール
５，６ リードフレーム基板
７ 電子部品
２７，２８，２７−１，２８−１ 接続端子部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接センサや光電センサなどのセンサ装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるセンサ装置、例えば、近接センサには、ケース内に、コイル及びコアを含む検知コイル組立体、コイルを共振回路要素とする発振回路及び当該発振回路の発振状態に基づく出力信号を生成する出力回路が組み込まれた回路組立体並びにプラグ対応コネクタが連結されて一体的に収容されてなるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１１１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる近接センサは、印刷回路基板によって、回路組み立て体が構成されており、かかる印刷回路基板では、高密度に実装されると、放熱性が不十分となったり、更に、外部との電気的接続のために、コネクタを設けて該コネクタを印刷回路基板と半田等で接続しなければならないといった難点がある。
【０００４】
また、近接センサでは、その出力形式やサイズなどによって多種類の製品があり、モジュール化し、各モジュールを組み合わせることによって、多種類の製品に対応できるようにして、部品点数の削減、低コスト化を図ることが望まれる。
【０００５】
本発明は、印刷回路基板を用いることなくモジュールを構成し、上記課題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明のセンサ装置は、部品が実装されるとともに、回路パターンを構成するリードフレーム基板を有する複数のモジュールを備え、各モジュールが、前記リードフレーム基板によって電気的に接続されるものである。
【０００７】
ここで、リードフレーム基板とは、回路パターンを構成するとともに、部品が実装されるものをいい、複数の部品、例えば、ＩＣ、トランジスタ、ダイオード、抵抗体、コンデンサ等の電子部品が実装されるのが好ましい。
【０００８】
モジュールとは、当該センサ装置を構成する部分をいい、検知、出力、あるいは、通信といった各機能を果たす部分であるのが好ましい。
【０００９】
本発明のセンサ装置によると、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、例えば、出力機能を有するモジュールのリードフレーム基板の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。更に、種類の異なるモジュールを組み合わせることによって、多種類のセンサ装置を構成することができる。
【００１０】
（２）本発明のセンサ装置の好ましい実施形態では、前記複数のモジュールは、計測対象または検知対象の情報を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とが、電気的に接続されるものである。
【００１１】
計測対象または検知対象の情報としては、磁界、電界、光、音、熱などがある。
【００１２】
この実施形態によると、センサモジュールと出力モジュールとを備えているので、例えば、出力形式の異なる出力モジュールを、センサモジュールと組み合わせることにより、多種類のセンサ装置に対応できるとともに、部品点数の削減、低コスト化を図ることができる。
【００１３】
（３）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を差し込むことにより、両接続端子部が接続されるようにしてもよい。
【００１４】
一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を雌型形状とし、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を雄型形状としてもよい。
【００１５】
この実施形態によると、一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に差し込んで両モジュールを電気的、機械的に簡単に接続することができ、両モジュールの接続に、フレキシブルケーブルなど接続用部材を必要とせず、半田付けや溶接の必要もない。
【００１６】
（４）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を、カシメによって他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に圧着してもよい。
【００１７】
この実施形態によると、センサモジュールと出力モジュールとを、電気的、機械的に接続することができ、両モジュールの接続に、フレキシブルケーブルなど接続用部材を必要とせず、半田付けや溶接の必要もない。
【００１８】
（５）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とを、半田付けまたは溶接してもよい。
【００１９】
この実施形態によると、両モジュールのリードフレーム基板の接続端子部同士を、フレキシブルケーブルなどの接続用部材を用いることなく、直接接続することができる。
【００２０】
（６）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とを、接続用部材を介して接続してもよい。
【００２１】
各モジュールのリードフレーム基板の接続端子部と接続用部材とを、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続してもよい。
【００２２】
この実施形態によると、両モジュールのリードフレーム基板の接続端子部が、接続用部材を介して接続される。
【００２３】
（７）上記（２）の実施形態において、各モジュールが収容される筒状のケースを備え、前記リードフレーム基板は、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有してもよい。
【００２４】
この実施形態によると、リードフレーム基板が、ケース内で安定に保持されることになる。
【００２５】
（８）上記（７）の実施形態において、前記センサモジュールの前記保持部および前記出力モジュールの前記保持部は、前記両モジュールのリードフレーム基板の前記接続端子部同士の位置合わせ用の係合部をそれぞれ有してもよい。
【００２６】
この実施形態によると、センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とを、容易に位置合わせして接続することができる。
【００２７】
（９）上記（７）の実施形態において、前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、該ケースの開口を閉塞する樹脂製の栓体部を有し、該栓体部の外周には、前記ケースの内周面に圧接されるシール部材を装着してもよい。
【００２８】
この実施形態によると、リードフレーム基板が収容されるケース内を密封することができ、ケース内に油水等が侵入して特性劣化を来すことを防止することができる。
【００２９】
（１０）上記（９）の実施形態において、前記ケースの前記開口側の周縁および前記栓体部の外周には、回転阻止用の係止部を備えるようにしてもよい。
【００３０】
この係止部は、前記ケースの前記開口側の周縁または前記栓体部の外周の一方に、係止凹部を形成するとともに、他方に、前記係止凹部に係止される係止凸部を形成してもよい。
【００３１】
この実施形態によると、ケース内の収容されたモジュールが、該ケース内で回転するのを阻止することができる。
【００３２】
（１１）上記（２）の実施形態において、前記出力モジュールの前記リードフレーム基板は、その一端側に、前記センサモジュールと接続するための前記接続用端子部を有するとともに、他端側に、電気コードが接続されるコード接続用端子部を有し、該コード接続用端子部に、前記電気コードが、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続されるようにしてもよい。
【００３３】
この実施形態によると、外部引き出し用の電気コードを、リードフレーム基板に直接接続することができ、コネクタなどを設ける必要がない。
【００３４】
（１２）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールは、コアを有する検知コイルを備えるとともに、前記検知コイルを共振要素とする発振回路を備え、該発振回路に発振状態に基づいて、前記物体を検知するようにしてもよい。
【００３５】
この実施形態によると、近接センサとして物体の接近を検知できる。
【００３６】
（１３）上記（２）の実施形態において、前記センサモジュールは、検出対象領域に投光する発光素子および前記検出対象領域からの光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記物体を検知するようにしてもよい。
【００３７】
この実施形態によると、光電センサとして物体を検知できる。
【００３８】
（１４）本発明のセンサ装置は、物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールと、各モジュールが収容される筒状のケースとを備え、各モジュールは、回路パターンを構成する同一のリードフレーム基板に、部品が実装されて構成され、前記リードフレーム基板の一端側には、コアを有する検知コイルを接続する接続用端子部を有し、該接続用端子部に、前記検知コイルの端子が、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続され、前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有するとともに、前記ケースの開口を閉塞する栓体部を有するものである。
【００３９】
本発明のセンサ装置によると、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、リードフレーム基板の出力モジュール側の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。
【００４０】
（１５）本発明のセンサ装置の製造方法は、複数のモジュールを備えるセンサ装置の製造方法であって、各モジュールに対応するリードフレームに部品を実装する工程と、前記リードフレームの一部を切断して回路パターンを形成する工程と、リードフレームの外枠を切断して各モジュールに対応するリードフレーム基板を分離する工程と、各モジュールの前記リードフレーム基板によって、各モジュールを電気的に接続する工程を含むものである。
【００４１】
各モジュール基板を電気的に接続する工程は、各モジュールのリードフレーム基板の端部同士を、コネクタ方式、カシメ、半田付け、溶接などによって接続するのが好ましい。
【００４２】
本発明のセンサ装置の製造方法によると、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、例えば、出力機能を有するモジュールのリードフレーム基板の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。更に、モジュールを組み合わせることによって、多種類のセンサ装置を構成することができる。
【００４３】
（１６）本発明のセンサ装置の製造方法の一つの実施形態においては、前記複数のモジュールは、物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、前記電気的に接続する工程では、前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とを電気的に接続するものである。
【００４４】
この実施形態によると、センサモジュールと出力モジュールとを備えているので、例えば、出力形式の異なる出力モジュールを、センサモジュールと組み合わせることにより、多種類のセンサ装置に対応できるとともに、部品点数の削減、低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、リードフレーム基板を用いてモジュールを構成しているので、印刷回路基板に比べて放熱性が向上するとともに、外部との電気的接続を、リードフレーム基板の端部を用いて行なうことが可能となり、これによって、外部との電気的接続のためのコネクタを設けて該コネクタと印刷回路基板と半田付けするといった必要がない。更に、モジュールを組み合わせることによって、多種類のセンサ装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００４７】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態のセンサ装置としての近接センサの斜視図である。
【００４８】
この近接センサ１は、図２に示すように、金属製の円筒状の外殻ケース２内に、センサモジュール３および出力モジュール４を連結一体化したものを収容して構成される。
【００４９】
この実施形態の近接センサ１では、各モジュール３，４は、印刷回路基板上に電子部品を実装するのではなく、回路パターンを構成するリードフレーム基板５，６上に、電子部品７を実装するとともに、リードフレーム基板５，６を介して各モジュール３，４を電気的に接続したものである。
【００５０】
図３は、近接センサの構成の一例を示すブロック図であり、センサモジュール３は、
検知コイル８およびコンデンサＣからなる共振回路と、この共振回路に接続された発振回路９と、この発振回路９の発振出力が入力される積分回路１０と、この積分回路１０の出力と所定の閾値とを比較する比較回路１１と、この比較回路１１の出力に基づいて、閾値以下の信号が所定時間連続するときに検知出力を出力する信号処理回路１２と、各ブロックに定電圧を供給する定電圧回路１３とを備える一方、出力モジュール４は、信号処理回路１２の出力に応じて、外部に物体検知信号を出力する出力回路１４を備えている。
【００５１】
以下、各モジュール３，４の構成を、製造手順に従って説明する。
【００５２】
図４は、センサモジュール３の製造に用いられるリードフレーム１５の平面図である。
【００５３】
このリードフレーム１５は、加工性および導電性に優れる黄銅や燐青銅などの銅系合金、あるいは、Ｎｉを含有させた鉄系合金などからなる。
【００５４】
センサモジュール３のリードフレーム基板５を構成するリードフレーム１５には、図２にも示すように、その幅方向に延びるとともに、その中央部から上下方向に延びる十字状の樹脂製の保持部１６が一体に形成されている。
【００５５】
この保持部１６の十字状の各端部の外周が、外殻ケース２に収容されたときに、外殻ケース２の内周面に摺接してセンサモジュール３を安定に保持することができ、また、リードフレーム１５に電子部品７を実装したり、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６を接続する際に、保持部１６を用いて設備や治具などに安定に固定することができる。
【００５６】
この実施形態では、図２に示すように、出力モジュール４のリードフレーム基板６にも同様の保持部２５が形成されている。
【００５７】
このリードフレーム１５では、図４に示すように、基準穴（パイロット穴）１７を有する外枠１５ａから延出するダミーフレーム（つりピン）１５ｂによって、複数のセンサモジュール３に対応するリードフレーム基板部分が、等間隔で連結支持されている。
【００５８】
このように基準穴１７に対応して等間隔に配列されているので、電子部品の搭載や接続加工などの組立時に、ピッチ送りで正確に位置合わせすることができ、自動化が容易である。
【００５９】
かかるリードフレーム１５に、ＩＣ、トランジスタ、ダイオード、抵抗体、コンデンサなどの電子部品７を搭載し、金線などによるワイヤボンディグや半田などによって接続し、図５に示すように電子部品７を実装する。
【００６０】
次に、図５のリードフレーム基板部分の一部のパターン１５ｃを、工程内あるいは工程外で、図６に示すように切断して所要の回路パターンを形成し、また、図５のリードフレーム基板部分とダミーフレーム（つりピン）１５ｂとの連結部分１５ｄを、図６に示すように切断し、リードフレーム１５の外枠１５ａから分離してリードフレーム基板５を得る。この例では、１個のリードフレーム基板５を得るために、２箇所のパターン１５ｃを切断するとともに、４箇所の連結部分１５ｄを切断している。パターン１５ｃの切断および連結部分１５ｄの切断は、同一の工程で行なうのが好ましい。
【００６１】
分離されたリードフレーム基板５の一端側（図６の左端側）には、コイルアッシー（コイルアセンブリ）のピン端子との接続のための一対の接続端子部１８が設けられており、この接続端子部１８は、前記ピン端子を囲むように、Ｕ字状に形成されている。
【００６２】
図７は、リードフレーム基板５のＵ字状の接続端子部１８に、上述の検知コイル８を含むコイルアッシー１９のピン端子２０を挿入してカシメ固定した状態を示す斜視図である。コイルアッシー１９は、コイル２１が巻回されたスプール２２と、フェライトコア２３とを備えている。
【００６３】
他の実施形態として、図８に示すように、リードフレーム基板５の接続端子部１８に、コイルアッシー１９のピン端子２０を挿入して半田付け、あるいは、溶接してもよい。
【００６４】
以上のようにして電子部品７が実装され、コイルアッシー１９が取り付けられたリードフレーム基板５を、図９に示すように、樹脂製または金属製の有底円筒状のコイルケース２４に収容し、性能を安定させるとともに、固定のために樹脂（図示せず）を注型して硬化させることにより、センサモジュール３が完成する。
【００６５】
一方、センサモジュール３の場合と同様に、出力モジュール用のリードフレームに、電子部品を実装し、パターンの切断およびダミーフレームの切断を行なって、図１０に示す出力モジュール４を得る。この出力モジュール４のリードフレーム基板６にも、十字状の樹脂製の保持部２５が形成されているとともに、外殻ケース２に収納したときに、円筒状の外殻ケース２の一端側の開口を塞いで内部を密封するための樹脂製の栓体部２６が形成されている。
【００６６】
この実施形態では、図９のセンサモジュール３のリードフレーム基板５の一端側を接続端子部２７とし、図１０の出力モジュール４のリードフレーム基板６の一端側を接続端子部２８とし、平板状の両接続端子部２７，２８を、図１１に示すように重ね合わせて溶接して接続するようにしている。
【００６７】
このように、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の接続端子部２７，２８を直接接続するので、フレキシブル基板のような接続用部材を介して接続するのに比べて、接続工程が簡素化されるとともに、接続部分を小さくできる。
【００６８】
なお、接続端子部２７，２８は、電気抵抗を低減するために、金メッキ、スズメッキ、半田メッキ等を施してもよい。
【００６９】
この実施形態では、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の平板状の端部をそのまま接続端子部２７，２８として溶接によって接続したけれども、本発明の他の実施形態として、次のようにして接続してもよい。
【００７０】
図１２は、本発明の他の実施形態の各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の接続端子部付近を示す斜視図であり、図１３は、図１２の下方から見た斜視図である。なお、以下に説明する接続端子部２７，２８は、センサモジュール３と出力モジュール４とでその構成を入れ替えてもよい。
【００７１】
センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７は、上方へ屈曲した側板部が両側に形成されており、出力モジュール４のリードフレーム基板６の接続端子部２８は、両側板部の間に、円滑に挿入できるように先細状に形成されている。
【００７２】
この先細状の接続端子部２８が、図１４に示すように、接続端子部２７の両側板部の間で重なるように位置合わせし、図１５に示すように、半田付けによって接続してもよい。あるいは、図１６に示すように、センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７の両側板部をかしめて出力モジュール４のリードフレーム基板６の先細状の接続端子部２８に圧着してもよい。
【００７３】
このようにカシメ方式による接続では、半田材料や加熱源などの設備も不要となり、安価で信頼性の高い接続が可能となる。
【００７４】
更に、本発明の他の実施形態として、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６を、次のようにして接続してもよい。
【００７５】
図１７は、本発明の他の実施形態の各モジュール３，４の各リードフレーム基板５，６の接続端子部２７−１，２８−１付近を示す斜視図であり、図１８は、その平面図であり、図１９は、図１７の一部拡大図である。
【００７６】
センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７−１は、図１９に示すように、矩形の差込口３１を有する箱形に形成されるとともに、差込口３１を塞ぐように下面から屈曲して上面に当接する当接片３２を有している。
【００７７】
出力モジュール４のリードフレーム基板６の接続端子部２８−１は、当接片３２の付勢力に抗して差込口３１に差し込めるように板状に形成されている。
【００７８】
また、この実施形態では、左右方向の位置合わせのために、出力モジュール３の十字状の保持部１６−１の中央には、上下方向に沿って係合溝３３が形成される一方、出力モジュール４の十字状の保持部２５−１の中央には、前記係合溝３３に嵌まり込む係合突起３４が上下方向に沿って形成されている。
【００７９】
更に、各モジュール３，４の保持部１６−１，２５−１の左右には、上下方向の位置合わせのためのガイド部３５，３６が一対ずつ突設されている。
【００８０】
各ガイド部３５，３６は、位置合わせの際に、互い摺接するガイド面を有しており、左右方向の一方側（図１８の下側）では、センサモジュール３のガイド部３５の下面がガイド面となるとともに、出力モジュール４のガイド部３６の上面がガイド面３６ａとなり、左右方向の他方側（図１８の上側）では、センサモジュール３のガイド部３６の上面がガイド面となるとともに、出力モジュール４のガイド部３５の下面がガイド面となる。
【００８１】
かかる構成の接続端子部２７−１，２８−１では、出力のモジュール４のリードフレーム基板６の接続端子部２８−１を、保持部１６−１，２５−１で位置合わせしながら、
センサモジュール３のリードフレーム基板５の接続端子部２７−１の当接片３２の付勢力に抗して差込口３１に差し込むことにより、接続端子部２７−１，２８−１同士が嵌合連結されて接続される。
【００８２】
このように一方のモジュール３のリードフレーム基板５の雌型の接続端子部２７−１に、他方のモジュール４のリードフレーム基板６の雄型の接続端子部２８−１を差し込むことによって、両モジュール３，４が、電気的、機械的に簡単に接続できることになる。
【００８３】
かかる差込式による接続では、半田付け、溶接、カシメといった工程が不要となり、例えば、外殻ケース２に組み付けたセンサモジュール３に対して、出力モジュール４を外殻ケース２に挿入してセンサモジュール３との接続を行なうといったことも可能となり、近接センサの組み立てが容易となる。
【００８４】
この実施形態では、図１１に示すように、センサモジュール３および出力モジュール４を接続して一体化したものを、上述の図２に示すように、外殻ケース２に圧入して近接センサ１を構成する。
【００８５】
なお、出力モジュール４の栓体部２６の外周には、外殻ケース２内を密封するためのＯリング３７が装着される。
【００８６】
これによって、外殻ケース２内に油水等が侵入して特性劣化を来すことを防止することができる。
【００８７】
また、外殻ケース２に内周面には、図２に示すように、一体化されたモジュールが外殻ケース２内部で回転するのを阻止するための段差３８が形成されている。
【００８８】
なお、本発明の他の実施形態として、図２３に示すように、出力モジュール４の栓体部２６−１の外周に突起２６−１ａを設け、外殻ケース２−１の端部に、前記突起が係止する切欠２−１ａを形成し、図２４に示すように、外殻ケース２−１内にモジュールを収容したときに、外殻ケース内部で、一体化されモジュールが回転するのを阻止するように構成してもよい。
【００８９】
この実施形態では、図２に示すように、出力モジュール４のリードフレーム基板６の栓体部側の端部には、電気コードと接続するための一対の接続端子部３９が設けられており、各接続端子部３９は、Ｕ字状に形成されている。
【００９０】
この出力モジュール４の接続端子部３９に、図２５に示すように、電気コード４０の絶縁被覆部４０ａおよび銅線部４０ｂをカシメによって接続する。
【００９１】
このように出力モジュール４のリードフレーム基板６の端部の接続端子部３９を用いて電気コード４０を直接接続できるので、印刷回路基板に、外部との電気的接続のために、コネクタを設けて該コネクタを印刷回路基板と半田等で接続するといった必要がなく、接続部の構成および接続工程が簡素化される。
【００９２】
本発明の他の実施形態として、図２６に示すように、一方の接続端子部３９には、電気コード４０の外皮部分４０ｃを支持するＵ字状の支持部３９ａを連設し、図２７に示すように、電気コード４０の外皮部分を支持するようにしてもよい。
【００９３】
また、本発明の他の実施形態として、図２８に示す出力モジュール４の接続端子部３９に、電気コード４０の銅線部４０ｂを半田付け、あるいは、溶接によって接続するようにしてもよい。
【００９４】
なお、コード接続部分は、図２９に示すように、コードプロテクタ４１で保護する。
【００９５】
（実施形態２）
上述の各実施形態では、センサモジュール３と出力モジュール４の接続端子部２７，２７−１；２８，２８−１同士を直接接続したけれども、本発明の他の実施形態として、フラットケーブルやリード線などの接続部材を介して間接的に接続するようにしてもよい。
【００９６】
図３０は、各モジュール３，４のリードフレーム基板５，６の接続端子部２７，２８付近およびフラットケーブル４２の斜視図である。
【００９７】
各モジュール３，４の接続端子部２７，２８に、フラットケーブル４２を組み合わせて図３１に示すように、半田付け、あるいは、溶接によって接続する。
【００９８】
また、図３２に示すように、各モジュール３，４の出力端子部２７，２８を、フラットケーブル４２の銅線を包むようにＵ字状に形成し、各モジュールの接続端子部に、フラットケーブルを組み合わせ、図３３に示すように圧着して接続してもよい。
【００９９】
また、フラットケーブル４２を代えて、複数のリード線４３によって、図３４に示すように、半田付けや溶接によって各モジュールの接続用端子２７，２８を接続し、あるいは、図３５に示すように、圧着して接続してもよい。
【０１００】
なお、リード線４３に代えて、図３６，３７に示すように、被覆のない裸線４４を用いてもよい。
【０１０１】
（他の実施形態）
上述の各実施形態では、各モジュールを個別のリードフレーム基板５，６で構成したけれども、本発明の他の実施形態として、例えば、図３８に示すように、一枚のリードフレーム基板４５で構成してもよい。
【０１０２】
上述の実施形態では、近接センサに適用して説明したけれども、本発明の他の実施形態として、センサモジュールを、例えば、検出対象領域に投光する発光素子、検出対象領域からの光を受光する受光素子、および、受光素子からの電気信号に基づいて、物体を検知する検知回路を備える構成として光電センサに適用してもよく、あるいは、超音波センサ、エンコーダ等の他のセンサ装置にも適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、近接センサなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一つの実施形態の近接センサの斜視図である。
【図２】図１の外殻ケースおよびモジュールを示す斜視図である。
【図３】近接センサの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】センサモジュールのリードフレームの平面図である。
【図５】電子部品を実装した状態のリードフレームの平面図である。
【図６】リードフレーム基板を分離した状態のリードフレームの平面図である。
【図７】リードフレーム基板にコイルアッシーを接続した状態を示す斜視図である。
【図８】リードフレーム基板にコイルアッシーを接続した状態の他の例を示す斜視図である。
【図９】センサモジュールの斜視図である。
【図１０】出力モジュールの斜視図である。
【図１１】両モジュールの接続状態を示す斜視図である。
【図１２】各モジュールの接続端子部付近を示す斜視図である。
【図１３】図１２の下方側から見た斜視図である。
【図１４】各モジュールの接続端子部を重ねた状態の斜視図である。
【図１５】図１４の接続端子部を半田付けした状態の斜視図である。
【図１６】接続端子部をかしめて接続した状態の斜視図である。
【図１７】他の実施形態の各モジュールの接続端子部付近を示す斜視図である。
【図１８】図１７の平面図である。
【図１９】図１７の一部拡大図である。
【図２０】各モジュールの接続端子部の接続状態を示す斜視図である。
【図２１】図２０の平面図である。
【図２２】図２０の一部拡大図である。
【図２３】他の実施形態の各モジュールおよび外殻ケースの斜視図である。
【図２４】モジュールを外殻ケースに収容した状態の斜視図である。
【図２５】出力モジュールと電気コードとの接続状態を示す斜視図である。
【図２６】出力モジュールの電気コードとの接続端子部の他の例を示す斜視図である。
【図２７】図２６の出力モジュールと電気コードとの接続状態を示す斜視図である。
【図２８】出力モジュールと電気コードとの他の接続例を示す斜視図である。
【図２９】コードプロテクタで電気コードを保護した状態を示す斜視図である。
【図３０】各モジュールの接続端子部付近およびフラットケーブルの斜視図である。
【図３１】各モジュールの接続端子部を、フラットケーブルを介して接続した状態の斜視図である。
【図３２】各モジュールの接続端子部付近およびフラットケーブルの他の例を示す斜視図である。
【図３３】図３２の接続端子部を、フラットケーブルを介して接続した状態を示す斜視図である。
【図３４】各モジュールの接続端子部をリード線を介して接続した状態の斜視図である。
【図３５】各モジュールの接続端子部をリード線を介して接続した状態の他の例を示す斜視図である。
【図３６】各モジュールの接続端子部を裸線を介して接続した状態の斜視図である。
【図３７】各モジュールの接続端子部を裸線を介して接続した状態の他の例を示す斜視図である。
【図３８】他の実施形態のモジュール構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 近接センサ
２ 外殻ケース
３ センサモジュール
４ 出力モジュール
５，６ リードフレーム基板
７ 電子部品
２７，２８，２７−１，２８−１ 接続端子部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が実装されるとともに、回路パターンを構成するリードフレーム基板を有する複数のモジュールを備え、各モジュールが、前記リードフレーム基板によって電気的に接続されることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記複数のモジュールは、計測対象または検知対象の情報を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、
前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、
前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とが、電気的に接続される請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を差し込むことにより、両接続端子部が接続される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部が、カシメによって他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に圧着される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とが、半田付けまたは溶接される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とが、接続用部材を介して接続される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項７】
各モジュールが収容される筒状のケースを備え、
前記リードフレーム基板は、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有する請求項２〜６のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記センサモジュールの前記保持部および前記出力モジュールの前記保持部は、前記両モジュールのリードフレーム基板の前記接続端子部同士の位置合わせ用の係合部をそれぞれ有する請求項７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、該ケースの開口を閉塞する樹脂製の栓体部を有し、該栓体部の外周には、前記ケースの内周面に圧接されるシール部材が装着される請求項７または８に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記ケースの前記開口側の周縁および前記栓体部の外周には、回転阻止用の係止部を備える請求項９に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記出力モジュールの前記リードフレーム基板は、その一端側に、前記センサモジュールと接続するための前記接続用端子部を有するとともに、他端側に、電気コードが接続されるコード接続用端子部を有し、該コード接続用端子部に、前記電気コードが、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続される請求項２〜１０のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
前記センサモジュールは、コアを有する検知コイルを備えるとともに、前記検知コイルを共振要素とする発振回路を備え、該発振回路に発振状態に基づいて、前記物体を検知する請求項２〜１１のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
前記センサモジュールは、検出対象領域に投光する発光素子および前記検出対象領域からの光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記物体を検知する請求項２〜１１のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールと、各モジュールが収容される筒状のケースとを備え、
各モジュールは、回路パターンを構成する同一のリードフレーム基板に、部品が実装されて構成され、
前記リードフレーム基板の一端側には、コアを有する検知コイルを接続する接続用端子部を有し、該接続用端子部に、前記検知コイルの端子が、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続され、
前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有するとともに、前記ケースの開口を閉塞する栓体部を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項１５】
複数のモジュールを備えるセンサ装置の製造方法であって、
各モジュールに対応するリードフレームに部品を実装する工程と、
前記リードフレームの一部を切断して回路パターンを形成する工程と、
リードフレームの外枠を切断して各モジュールに対応するリードフレーム基板を分離する工程と、
各モジュールの前記リードフレーム基板によって、各モジュールを電気的に接続する工程を含むことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項１６】
前記複数のモジュールは、物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、
前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、
前記電気的に接続する工程では、前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とを電気的に接続する請求項１５に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１】
部品が実装されるとともに、回路パターンを構成するリードフレーム基板を有する複数のモジュールを備え、各モジュールが、前記リードフレーム基板によって電気的に接続されることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記複数のモジュールは、計測対象または検知対象の情報を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、
前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、
前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とが、電気的に接続される請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に、他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部を差し込むことにより、両接続端子部が接続される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサモジュールまたは前記出力モジュールの一方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部が、カシメによって他方のモジュールのリードフレーム基板の接続端子部に圧着される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とが、半田付けまたは溶接される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記センサモジュールのリードフレーム基板の接続端子部と前記出力モジュールのリードフレーム基板の接続端子部とが、接続用部材を介して接続される請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項７】
各モジュールが収容される筒状のケースを備え、
前記リードフレーム基板は、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有する請求項２〜６のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記センサモジュールの前記保持部および前記出力モジュールの前記保持部は、前記両モジュールのリードフレーム基板の前記接続端子部同士の位置合わせ用の係合部をそれぞれ有する請求項７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、該ケースの開口を閉塞する樹脂製の栓体部を有し、該栓体部の外周には、前記ケースの内周面に圧接されるシール部材が装着される請求項７または８に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記ケースの前記開口側の周縁および前記栓体部の外周には、回転阻止用の係止部を備える請求項９に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記出力モジュールの前記リードフレーム基板は、その一端側に、前記センサモジュールと接続するための前記接続用端子部を有するとともに、他端側に、電気コードが接続されるコード接続用端子部を有し、該コード接続用端子部に、前記電気コードが、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続される請求項２〜１０のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
前記センサモジュールは、コアを有する検知コイルを備えるとともに、前記検知コイルを共振要素とする発振回路を備え、該発振回路に発振状態に基づいて、前記物体を検知する請求項２〜１１のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
前記センサモジュールは、検出対象領域に投光する発光素子および前記検出対象領域からの光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記物体を検知する請求項２〜１１のいずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールと、各モジュールが収容される筒状のケースとを備え、
各モジュールは、回路パターンを構成する同一のリードフレーム基板に、部品が実装されて構成され、
前記リードフレーム基板の一端側には、コアを有する検知コイルを接続する接続用端子部を有し、該接続用端子部に、前記検知コイルの端子が、カシメ、半田付け、または、溶接によって接続され、
前記リードフレーム基板は、前記ケースに収容された状態で、前記ケースの内周面に当接して該ケース内でリードフレーム基板を保持する樹脂製の保持部を有するとともに、前記ケースの開口を閉塞する栓体部を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項１５】
複数のモジュールを備えるセンサ装置の製造方法であって、
各モジュールに対応するリードフレームに部品を実装する工程と、
前記リードフレームの一部を切断して回路パターンを形成する工程と、
リードフレームの外枠を切断して各モジュールに対応するリードフレーム基板を分離する工程と、
各モジュールの前記リードフレーム基板によって、各モジュールを電気的に接続する工程を含むことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項１６】
前記複数のモジュールは、物体を検知するセンサモジュールと、検知結果に応じた出力を外部に与える出力モジュールとを含み、
前記リードフレーム基板は、接続端子部を有し、
前記電気的に接続する工程では、前記センサモジュールの接続端子部と前記出力モジュールの接続端子部とを電気的に接続する請求項１５に記載のセンサ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２００７−３２３９７４（Ｐ２００７−３２３９７４Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５３２３８（Ｐ２００６−１５３２３８）
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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