TWI724238B

TWI724238B - 位置檢測開關及其製造方法

Info

Publication number: TWI724238B
Application number: TW106132080A
Authority: TW
Inventors: 政所二朗
Original assignee: 日商Ｓｍｃ股份有限公司
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2021-04-11
Also published as: TW201816288A; RU2733800C9; JPWO2018061647A1; US10948384B2; JP6767713B2; BR112019006091A2; RU2733800C1; WO2018061647A1; MX2019003551A; KR102143853B1; CN109791853B; DE112017004874T5; CN109791853A; US20200033230A1; KR20190053955A

Abstract

本發明提供一種位置檢測開關(10)，在構成該位置檢測開關(10)的殼體(12)的圓筒部(12a)的內周壁以沿著軸線方向之方式設置複數條肋條(30a至30f)。藉此，隨著增強殼體(12)的強度，提高在從殼體(12)的長溝(24)壓入用來固定設置於內部之基板(18)的熔融樹脂時的熔融樹脂灌注性，並且提高肋條(30a至30f)與覆套(44)的接觸面積來增加對外力或溫度變化的耐久性。

Description

位置檢測開關及其製造方法

本發明係關於一種位置檢測開關及其製造方法，更進一步詳細而言，係關於一種利用非接觸之方式檢測致動器(actuator)例如在壓缸中往復動作之活塞之位置的位置檢測開關及其製造方法。

在空氣壓缸及油壓壓缸中，以往廣泛採用以利用非接觸之方式檢測在壓缸孔(cylinder bore)內往復移動之活塞之位置的位置檢測裝置。例如，在日本特開2011-297671號公報提案有：於感測殼體的後端設置電線襯套，且將連接於感測器元件之電線拉出至感測器殼體之外部的構造的技術。於該日本特開2001-297671號公報所揭示的發明，係作成即便電線受電線襯套而彎曲，在感測器殼體的內部電線的彎曲亦會受阻，在電線與感測器殼體內的填充劑之間不會有間隙，而達成提高防水之安全性的效果。日本特開平10-249883號公報提案有：在將感測器殼體安裝於成形模具的狀態下，同時進行對感測器殼體內之樹脂填充與在導線拉出口之密閉封圈部的樹脂成形之構造。

在日本特開2001-297671號公報或日本特開平10-249883號公報所揭示的感測開關的構造中，係於樹脂製且形成為薄壁之感測器殼體的內部設置有安裝了感測器本體及/或LED的電路基板，並且在該電路基板連接有電纜。電纜的一部分係位在感測器殼體內，而導出至感測器殼體之外部之剩餘的電纜係連接於電源或電性處理活塞之位置檢測信號之CPU等。該情形下，電纜係由用以饋送電源與信號的導線、以及被覆在該等導線的覆套所構成。覆套在感測器殼體的內部中，係在覆套的端部被切除的狀態，從其一端部延伸至電路基板側。導線其一部份的絕緣被膜係被剝離而電性連接於基板。

然而，在這樣的感測開關的構造中，如第11圖所示，為了在感測器殼體A的內部固定基板等，在製造時，當要從感測器殼體的被開口的端部填充熔融的樹脂B時，導線C及/或覆套D會受到填充樹脂B的加壓力而自感測器殼體A的軸心大幅地位移，且會有抵接至感測器殼體A的內壁的情況。若覆套D抵接至感測器殼體A的內壁時，在狹窄的感測器殼體A內樹脂B不會充分灌注流動至覆蓋D抵接至感測器殼體A之內壁的抵接部分。也就是，當藉由螺絲等將感測開關固定在壓缸時，當藉由被施加的外力及/或周圍的溫度變化造成以薄壁所購成的感測器殼體A的膨脹或收縮，甚至從外部拉伸電纜等時，會擔心在感測器殼體A與覆套D的接觸部分產生兩者的分離、或覆套D本體被破壞的情形。再者，微細的灰塵及/或水分從覆套D自感測器殼體A分離的部位及/或被破壞的部位侵入至感測器殼體A的內部而引起對設置於基板的電路及/或電性零件的電性破壞等的疑慮。

本發明的目的在於克服上述該等的缺失以確保對灰塵及水分的防塵、防滴性。本發明的目的又在於：藉由擴大感測器殼體之內壁與覆套的接合面積，從而使兩者的接合力足夠，結果，提高對於藉由電纜的拉伸、用以固定感測開關之螺緊所產生之扭力等的耐久性，並且即便受周圍之溫度變化產生感測器殼體的膨脹或收縮亦難以破壞覆套與感測器殼體之內壁的接合面，從而提供一種富含剛性的位置檢測開關及其製造方法。

為了達成前述的目的，本發明的特徵在於：具有感測器殼體、電路基板、以及電纜，該電路基板係搭載有配置於感測器殼體之內部的電子零件，而該電纜係包含與電路基板電性連接的導線；導線係被覆套包圍，而感測器殼體係具備有在其內壁彼此以預定間隔分離並沿著感測器殼體之軸方向延伸的複數個肋條，該肋條係在將經熔融的樹脂注入至感測器殼體內時，使覆套與感測器殼體的內壁分離，從而在感測器殼體與覆套之間形成間隙。

藉由該構成，在將熔融樹脂注入感測器殼體之內部時，肋條將覆套以與感測器殼體之內部分離之方式予以保持。因此，在覆套與感測器殼體內壁之間形成間隙，藉此，即便熔融樹脂要以相當高壓注入，覆套亦未直接抵接於感測器殼體的內壁，在兩者間的間隙有效地熔態行進。結果，樹脂在凝固後，感測器殼體、護套、及樹脂彼此確保充分的接觸面積來接合。

在該情形，肋條係從與熔融樹脂注入口相對應之部位分離的位置往另一端部側延伸為佳，該熔融樹脂注入口係設置於感測器殼體之一端部。

藉由該構成，肋條不存在於與感測器殼體的熔融樹脂注入口相對應之位置，所以熔融樹脂沿著感測器殼體的一端側內壁注入，緊接著，往感測器殼體的另一端側流動，故而更進一步提升樹脂的熔融流動性。

此外，在本發明中，肋條之在感測器殼體之軸方向位於熔融樹脂注入口側之端部被裁切為佳。藉由該構成，熔融樹脂從熔融樹脂注入口以與感測器殼體之軸線正交之方式注入，故而在熔融樹脂之注入時使熔融樹脂的灌注性更進一步提升。

另外，與肋條之感測器殼體正交的剖面形狀亦可為梯形形狀、圓弧形狀或四角形狀的任一者。

此外，在本發明中，感測器殼體及肋條係利用同質的材料一體成形者為佳。藉由該構成，肋條可與感測器殼體一體成形，且藉由肋條的形成，感測器殼體的強度亦提升。

此外，在本發明中，肋條係沿著感測器殼體之軸方向延伸，並且複數個肋條中的一部分的肋條係在中途間斷而形成為比其他的肋條短為佳。藉由該構成，於熔融樹脂的注入時，從肋條間斷的部位流通有熔融樹脂，故而進一步提升熔融樹脂的灌注性。

此外，在本發明中，在內壁設置有保持電路基板的支持部，而肋條的端部與支持部分離為佳。藉由該構成，在熔融樹脂之注入時，從肋條間斷的部位流通有熔融樹脂，故而進一步提升熔融樹脂的灌注性。

此外，在本發明中，肋條的端部為裁切成斜狀者為佳。藉由該構成，在感測器殼體的一端側，從熔融樹脂注入口所注入的熔融樹脂係以與感測器殼體之軸線正交之方式被注入，故而進一步提升熔融樹脂的灌注性。

此外，在本發明中，複數條導線係電性連接於電路基板的一面側與另一面側的各自表面為佳。藉由該構成，例如在電路基板的一面側與另一面側印刷有電器電路時，在電路基板的一面側與另一面側均衡地達成熔融樹脂的灌注性。

又再者，本發明為一種位置檢測開關的製造方法，其特徵在於：位置檢測開關係具有感測器殼體、電路基板、以及電纜(cable)，該電路基板係搭載有配置於前述感測器殼體之內部的電子零件，而該電纜係包含與前述電路基板電性連接的導線；在前述感測器殼體的形成時，與該感測器殼體之成形同時地在感測器殼體內壁以預定間隔分離之方式形成複數條朝軸方向延伸的肋條，接著，將連接有前述電路基板的電纜插入至感測器殼體之內部，進一步從感測器殼體的一端部注入熔融樹脂，此時將構成前述電纜之覆套(seath)以設在前述感測器殼體之肋條保持在從前述感測器殼體之內壁離開之狀態使前述該熔融樹脂凝固。

如上述之方式，利用一體設置在感測器殼體內壁的肋條，使覆套以從感測器殼體內壁上升之方式分離，故而熔融樹脂能流暢地流入至感測器殼體的內壁與覆套之間的間隙。藉此，感測器殼體、覆套、及樹脂牢固地接合，提升感測器殼體、覆套、及樹脂間的接合強度，獲得增加對外力或溫度變化等的耐久性。

根據本發明，感測器殼體與覆套係經由樹脂牢固地接合，故而獲得防塵性、防滴性優越的效果。此外，假設即使將電纜往外部拉伸，覆套亦不會與感測器殼體分離，而獲得具有充分對於將位置檢測開關固定於致動器時之扭絞力或溫度變化的耐久性等的效果。

由配合檢附圖式之以下的實施形態例的說明，可明瞭上述之目的、特徵與優點。

10‧‧‧位置檢測開關

12‧‧‧感測器殼體(殼體)

12a‧‧‧圓筒部

12b‧‧‧長方體部

14‧‧‧電纜

16‧‧‧導線

18‧‧‧基板(電路基板)

19‧‧‧隔壁

20‧‧‧螺孔

21‧‧‧LED

22‧‧‧窗部

24‧‧‧長溝(熔融樹脂注入口)

26a、26b、26c‧‧‧支持部

30a至30f‧‧‧肋條

31a至31f‧‧‧端部

40‧‧‧絕緣皮膜

42a、42b‧‧‧導線

44‧‧‧覆套

A‧‧‧感測器殼體

B‧‧‧樹脂

C‧‧‧導線

D‧‧‧覆套

第1圖係本發明之位置檢測開關中與電纜連接的基板容納在感測器殼體內之狀態的部分切除立體圖。

第2圖係顯示在第1圖所示之位置檢測開關中基板插入至感測器殼體之前的狀態的立體圖。

第3圖係感測器殼體的俯視圖。

第4圖係第3圖所示之感測器殼體之IV-IV線段剖面圖。

第5圖係第3圖所示之感測器殼體之V-V線段剖面圖。

第6圖係從第3圖所示之感測器殼體之VI-VI方向觀看的剖面端面圖。

第7圖係第4圖所示之感測器殼體的立體圖。

第8圖係熔融樹脂注入至感測器殼體之後，藉由從殼體內壁突出之肋條來阻止電纜接觸殼體內壁之狀態的剖面說明圖。

第9圖係藉由與殼體內壁分離並經凝固的熔融樹脂來保持基本、及連接於基板之導線的狀態的剖面說明圖。

第10圖係第9圖所示之實施形態的變形例，分別在基板的一方表面與另一方表面連接有導線的狀態下藉由經凝固的熔融樹脂來保持之狀態的剖面說明圖。

第11圖係顯示習知技術之感測器殼體與覆套之接合狀態的剖面圖。

以下，詳細說明本發明之位置檢測開關之實施形態。該實施形態中，第1圖係位置檢測開關中與電纜連接的基板容納在感測器殼體內之狀態的部分切除立體圖，第2圖係顯示位置檢測開關中基板插入至感測器殼體之前的狀態的立體圖，而第3圖係感測器殼體的俯視圖。在該實施形態中，位置檢測開關10基本是由感測器殼體(以下，稱為殼體)12、構成電纜的複數條導線16、以及基板18所構成，該基板18係電性連接於該導線16的前端並固定著要收納在殼體12內的LED21(後述)及其他電子零件者。

殼體12係由圓筒部12a及長方體部12b所構成。兩者在其中的一部分中為彼此朝軸方向連通之形狀的一體成型品，並以PBT、PA、ABS、PPS、PC等等的樹脂所構成。由第1圖容易得知，殼體12的一方之端部(第1圖中左側)係閉塞圓筒部12a及長方體部12b的開口部，而另一方的端部(第1圖中右側)在要完成為位置檢測開關之前係處於開口的狀態(參照第2圖)。在殼體12的一方的端部形成有從長方體部12b貫通到圓筒部12而要旋入束緊用之螺絲的螺孔20，並且殼體12的內部與螺孔20之間係藉由隔壁19來分隔(參照第4圖)。在經由該螺孔20往另一端部側變位的長方體部12b係形成有矩形狀的窗部22，該窗部22係以可從外部辨識在被固定在殼體12之內部的基板18上點亮的LED21之方式形成。窗部22係藉由透明的樹脂材料來密封。

在構成殼體12的長方體部12b的另一端部係形成有長溝(熔融樹脂注入口)24，該長溝24係用以將熔融樹脂填充至殼體12之內部者。在長方體部12b的一端側的內部以往內方突出之方式設置支持部26a、26b，該支持部26a、26b係用以支持電性連接於導線16之前端的基板18。亦即，支持部26a、26b係在長方體部12b的一端側，並往隔壁19側延伸。當電纜14前端的基板18要往殼體12的前端部側插入時，基板18上的LED21係設定成面對配置有透明之樹脂的窗部22。

在本實施形態中，在圓筒部12a的內壁突出形成有複數個肋條(ribs)30a至30f，該等肋條30a至30f係朝直徑方向突出。此時，在圓筒部12a的另一端側，肋條30a至30f的端部31a至31f係裁切成斜(taper)狀，俾以從長溝24注入的熔融樹脂以與殼體12的軸線正交之方式被注入。亦即，肋條30a至30f係由從圓筒部12a的端部往一端側稍許縮回的位置經由裁切成斜狀的端部31a至31f而豎起。如此，在圓筒部12a的另一端部側稍許裁切並且朝向殼體12的軸心而往內方突出的肋條30a至30f，係緊接著沿著圓筒部12a的長邊方向往該圓筒部12的一端側延伸。前述肋條30a至30f，係製造時與殼體12一體形成者為佳。因此，殼體12與肋條30a至30f係以同質的材料所構成。另外，肋條30a至30f的形成亦提升了殼體12的強度。

在前述的情形，除了支持部26a、26b之外還在圓筒部12a的內壁以突出之方式構成支持部26c的變形例中，肋條30a亦可不到達至殼體12之隔壁19而停止在途中(參照第4圖)。再者，如於第4圖以雙點鏈線所示，亦可以靠近長方體部12b之方式在圓筒部12a設置肋條。此外，如第4圖虛線所示，肋條30a至30f亦可沿著殼體12的軸線方向延伸，並且複數個肋條中的一部分的肋條可在中途間斷而形成為比其他的肋條短。在熔融樹脂的注入時更加提升熔態行進性。在該情形，從長溝24所注入的熔解樹脂可藉由肋條30a至30f的另一端部側之裁切成斜狀的端部31a至31f而從第4圖的上方往下方流暢地流入。另外，雖然肋條30a至30f只以突起加以說明，惟如第5圖所示，肋條30a至30f的剖面形狀為剖面梯形形狀者為佳，但未限定於此，亦可圓弧形狀或四角形狀。

另外，如第8圖所示，電纜14係由複數條導線42a、42b、以及覆套44所構成，該導線42a、42b係以絕緣被膜40被覆，而該覆套44係與前述絕緣被膜40一起包覆導線42a、42b。

接著，就本實施形態之前述位置檢測開關10的製造方法加以說明。

首先，將固定在構成電纜14之導線16的前端的基板18沿著肋條30至30f插入。此時，以設置在基板18之LED21的光射出部位面對窗部22b的方式插入。如此方式，基板18在前述LED21與窗部22面對面的狀態下形成保持在設置於圓筒狀12a之前端的支持部26a、26b的狀態。另外，支持部26a、26b則不需牢固地支持基板18，只要在與殼體12之軸方向正交的方向中阻止預定範圍以上的位移即可。因此，構成電纜14的覆套44在一部分插入至殼體12的另一端側的狀態下，使電纜14與覆套44收容至未圖示的模具。此時，殼體12的一端側在前述模具閉塞著開口部位。緊接著，從長溝24以預定的壓力灌注經熔融的樹脂。亦即，此時熔融樹脂係從對殼體12的軸線成正交的方向被注入。

當從長溝24注入樹脂時，若不存在有從圓筒部12a的內壁突出的肋條30a至30f的情形，導致覆套44的表面受到樹脂的按壓力壓接在圓筒部12a的內壁(參照第10圖)。亦即，該情形，覆套44的表面與圓筒部12a的內壁直接抵接，導致熔融樹脂未漫流至該抵接部分，且保持此狀態下固化。在這樣狀態下完成的位置檢測開關中，會有由於施加拉伸電纜14等外力，而容易使覆套44與殼體12的內壁分離，或破損的情形。結果，會有粉塵及/或水分從分離部位及/或破損的部分進入而產生電路上缺失之虞。

然而，如第8圖或第9圖所示，若在覆套44與圓筒部12a之間突出有肋條30a至30f時，覆套44的外周壁不會與圓筒部12a的內周壁直接接觸，樹脂可漫流至覆套44的外周壁與圓筒部12a的內周壁之間的間隙。亦即，提升樹脂的灌注性並且肋條30a至30f緊密接觸於覆套44，且擴大樹脂與兩者的接觸面積。結果，在本實施形態中完成後的位置檢測開關10獲得了對外力之優越耐久性，不容易在覆套與殼體之間的結合面產生破壞，且富有剛性的效果。再者，設置肋條30a至30f，從而穩定經熔融之樹脂的流動狀態，而抑制樹脂注入時氣泡等的發生，提高覆套與殼體的密接性。

以上，就本發明已例示並說明最佳之實施形態，惟本發明不限定為該實施形態，當然在不脫離本發明的要旨可各式各樣的改良或變更設計。例如，如第10圖所示，在基板18之一表面側與另一表面側印刷有電路時，若兩條導線16無電路問題則亦可分離並連接至各個表面。在一表面側與另一表面側均衡地達成熔融樹脂的熔液漫流。