(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の全寿命に亘って信頼できるように機能し、同時にできるだけ小さくて、製造経費があまりかからないセンサを提供する。【解決手段】センサー、特に車両の安全システム用の衝突センサーを製造するための方法であって、ハウジング基部１２を提供する段階と、少なくとも１つのセンサー構成要素１８を保持している回路板１６をハウジング基部１２の中に配置する段階と、射出成形によって回路板１６を少なくとも部分的には封入する段階を含んでいる、ハウジングカバー部１４を製造する段階と、から成り、その段階で、ハウジングカバー部１４は、直接ハウジング基部１２上に射出成形され、回路板１６は、ハウジングカバー部１４に直接連結され、ハウジング基部１２とハウジングカバー部１４とによって気密状態に取り囲まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサー、特に車両の安全システム用の衝突センサーを製造するための方法において、
ａ）ハウジング基部（１２）を提供する段階と、
ｂ）少なくとも１つのセンサー構成要素（１８）を保持している回路板（１６、２１６、３１６）を、前記ハウジング基部（１２）の中へ配置する段階と、
ｃ）射出成形によって前記回路板（１６、２１６、３１６）を少なくとも部分的には封入する段階を含んでいる、ハウジングカバー部（１４）を製造する段階であって、前記ハウジングカバー部（１４）は、直接に前記ハウジング基部（１２）上に射出成形され、前記回路板（１６、２１６、３１６）は、前記ハウジングカバー部（１４）に直接連結され、少なくとも、前記ハウジング基部（１２）と前記ハウジングカバー部（１４）とによる、区画内に気密封止されている、ハウジングカバー部（１４）を製造する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記回路板（１６、２１６、３１６）は、前記センサー構成要素(１８)が前記ハウジング基部(１２)のレセプタクル（３６）の中に突き出るように、前記ハウジング基部（１２）内に配置されることを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記センサー構成要素は、前記ハウジング基部（１２）と前記回路板（１６、２１６、３１６）とによって形成される中空の空間（３４）内に在ることを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の方法であって、
前記ハウジング基部（１２）内に、前記ハウジング基部（１２）に対する前記回路板（１６、２１６、３１６）の位置を事前に画定する回路板取付部が形成されることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の方法であって、
前記ハウジング基部（１２）は、コネクタ領域（３０）を有していることを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記回路板（１６）は、周縁コネクタを有しており、前記周縁コネクタが前記コネクタ領域（３０）の中に突き出るように前記ハウジング基部（１２）の中に配置されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、
前記回路板（２１６）は、前記回路板（２１６）とは別体であるが、前記回路板（２１６）に堅く接合されている２つの接点ピン（２４６）を有しており、前記回路板（２１６）は、前記接点ピン（２４６）が前記コネクタ領域（３０）に突き出るように、前記ハウジング基部（１２）の中に配置されていることを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項２及び請求項５乃至７の何れかに記載の方法であって、
前記段階ｃ）の前に、前記コネクタ領域（３０）は、経路（４０）によって、前記回路板（１６、２１６）用の前記レセプタクル（３６）に連結されていることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記ハウジングカバー部（１４）が製造されるときに、前記経路（４０）が完全に閉じられることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の方法であって、
前記ハウジングカバー部（１４）は、前記ハウジング基部（１２）が作られているのと同じ材料を使って製造されていることを特徴とする、方法。
【請求項１１】
ハウジング基部（１２）とハウジングカバー部（１４）とを有するハウジングと、少なくとも１つのセンサー構成要素(１８)を保持している回路板（１６、２１６、３１６）と、を備えているセンサーにおいて、
前記ハウジング基部（１２）と前記回路板（１６、２１６、３１６）とは、前記センサー構成要素(１８)が突き出ている中空の空間（３４）を取り囲んでおり、前記回路板（１６、２１６、３１６）と前記ハウジングカバー部（１４）とは、互いに分離不能に連結されている、センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー、特に車両の安全システム用の衝突センサーを製造するための方法、並びにセンサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この型式のセンサーは、普通は、変数の状態の変化を実際に検出する任を負っている１つ又は複数の電子的構成要素を有している。電子部品は、リードフレーム又は回路板の様なキャリア材料に取り付けられており、ハウジングで囲まれている。ハウジングはコネクタ区画を有しており、ハウジングの内側に配置されている電子的構成要素は、コネクタを介して電気的に接触している。
【０００３】
例えば、車両の加速度を拾い上げるその様なセンサーは、車両の全寿命に亘って信頼できるように機能しなければならない。同時に、勿論、それらは、できるだけ小さくて、製造経費があまり掛からないものでなければならない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記基準を満たすセンサーを提供するために、センサーを製造するための方法は、ハウジング基部を提供する段階と、少なくとも１つのセンサー構成要素をハウジング基部内に保持している回路板を配置する段階と、回路板の射出成形によって少なくとも部分的には封入する段階を含んでいる、ハウジングカバー部を製造する段階と、から成り、その加工段階で、ハウジングカバー部は、直接ハウジング基部上に射出成形され、回路板は、ハウジングカバー部へ直接に連結され、ハウジング基部とハウジングカバー部とによって気密封止されている。ハウジングカバー部は、ハウジング基部上に直接射出成形されるので、安定した気密及び液密接続が、ハウジング部の間に形成される。ハウジング基部は、唯１つの単一の射出成形工程しか必要としないように、前もって製造される。
【０００５】
回路板は、センサー構成要素がハウジング基部のレセプタクルへと突き出るように、ハウジング基部内に配置されるのが望ましい。レセプタクルは、センサー構成要素がハウジング基部及び回路板によって形成される中空の空間内に配置されるように、構成されるのが望ましい。この様に、センサー構成要素は、全ての面がハウジング部によって保護されている。センサー構成要素は、ハウジング基部と回路板とによって、射出成形処理中も、採用されているプラスチック材料並びに高温から保護されている。
【０００６】
ハウジング基部内に、ハウジング基部に対する回路板の位置を事前に決める回路板の取付部を形成してもよい。この様にすると、回路板をその位置に入れ込むことによって回路板が既に正確に位置決めされていることになるので、組み立て工程が速くなる。
【０００７】
ハウジング基部は、コネクタ領域を有しているのが望ましい。
回路板は、周縁コネクタを有していて、周縁コネクタがコネクタ領域に突き出るように、ハウジング基部内に配置されるようにすることもできる。回路板は、更に、回路板とは別体だが回路板に堅く接合（連結）されている２つの接点ピンを有していて、それをハウジング基部内に、その接点ピンがコネクタ領域に突き出るように配置することもできる。或る事例では、接点は、回路板自体の一部分で形成されており、別の事例では、回路板とは別体だが回路板に堅く連結された接点ピンで形成されている。代替案として、ハウジング基部との接点を予め作っておき、回路板に面している接点端部を、前記回路板に、それが所定の位置に嵌め込まれた後で連結させることもできる。
【０００８】
本発明の或る好適な実施形態では、コネクタ領域は、ハウジングカバー部が作られるまでは、経路を介して回路板用のレセプタクルに接続されている。
ハウジングカバー部が作られると、経路は、好都合に完全に閉鎖され、その結果、回路板のレセプタクルと、外側に向かって開いているコネクタ領域との間に、簡単な様式で気密シールが作られる。
【０００９】
センサーハウジングの形状は、主にハウジング基部によって画定されるのが望ましい。ハウジング基部は、ハウジングカバー部より実質的に大きくてもよい。基本的に、ハウジングカバー部は、回路板を覆うレセプタクル用の閉包プレートで構成されていさえすればよく、回路板より僅かに大きい寸法を有していさえすればよい。回路板を所定の位置に置いて射出成形で作られるハウジング部だけがハウジングカバー部なので、センサー要素への温度負荷は、僅かに留まる。
【００１０】
ハウジングカバー部は、ハウジング基部が作られているのと同じ材料を使って製造され、一様でしっかりした接続が形成されるのが望ましい。
本発明は、ハウジング基部とハウジングカバー部とを備えているハウジング、並びに少なくとも１つのセンサー構成要素を保持している回路板、を有するセンサーに関係している。ハウジング基部と回路板とは、センサー構成要素が突き出ている中空の空間を取り囲んでおり、回路板とハウジングカバー部とは、互いに分離不能に連結されている。分離不能な接続は、ハウジングカバー部を、回路板が所定の位置に置かれているハウジング基部に射出成形することによって製造されるのが望ましく、前記ハウジングカバー部は、回路板に基本的に平行に伸張しており、回路板の裏側に広範囲に亘って接続されているのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、幾つかの実施形態に基づき、添付図面を参照しながら以下に詳しく説明する。
図１から図８は、車両安全システムに用いられるセンサー１０を示している。この文脈では、記載しているセンサー１０は、全て、勿論、車両又は安全技術に限定されることなく、どの様な所望の適した適用領域ででも使用することができる。
【００１２】
センサー１０は、ハウジング基部１２とハウジングカバー部１４とから成るハウジングを有している。回路板１６は、ハウジング基部１２とハウジングカバー部１４との間に配置されており、この回路板１６は、少なくとも１つの電子センサー要素１８を支持している。電子センサー要素１８は、例えば、加速度センサー、温度センサー、又は他の所望の電子構成要素である。
【００１３】
ハウジング基部１２は、ハウジング基部１２を他の構成要素、ここでは車体２０に取り付けるための１つ又は複数の射出成形された締結ピン２２を有しており、これらの締結ピン２２は、センサー１０を位置決めするために、車体２０の対応する開口部を貫通して突き出ている。
【００１４】
更に、センサー１０を車体２０に締結するためのハウジング基部１２は、貫通する開口部２４を有しており、そこには、締結手段２８、例えばスクリュー、が挿入される（例えば、図４−８参照）。開口部２４は、例えば、内側にはねじが切られ、外側は六角形に形成された金属で作られたスリーブ２６によって補強されているので、締結手段２８を、直接センサー１０にねじ込むことができる。更に、スリーブ２６は、ハウジング基部１２の製造中に、スリーブ２６をハウジング基部１２と共に射出成形することによって、ハウジング基部１２に連結することもできる。
【００１５】
センサー１０を締結する別の方法（ここには示さず）は、例えば、ナットを使って取り付けられるように、ハウジング基部１２から部分的に突き出て、車体２０の開口部に挿入できるボルト又はスクリューの様な締結手段を、ハウジング基部１２に射出成形しておくことである。
【００１６】
センサー１０、もっと正確に言えばハウジング基部１２は、センサー１０を、例えば、車載電子システム（ここでは図示せず）に電気的に接触させるためのコネクタ領域３０を有している。
【００１７】
ここでは、コネクタ領域３０は、ハウジング基部１２と一体形成されており、回路板１６の電気接点領域３２を取り囲み、電気接点領域３２をセンサー１０の長さ方向に超えて突き出ているブッシング（例えば、図４−７に詳しく示している）である。電気接点領域３２については、以下に更に詳細に説明する。
【００１８】
ハウジング基部１２は、レセプタクル（ソケット）３６を有している。回路板１６は、ハウジング基部１２のレセプタクル３６の周縁３８の領域の上に載るように、ハウジング基部１２上に「上下逆」に置かれる。レセプタクル３６の周縁３８の領域の形状は、回路板１６がレセプタクル３６の上に置かれるとき、回路板１６が自動的に正確に位置決めされるように選択される。レセプタクル３６の周縁３８は、それが回路板１６の回路板取付部を形成するように徐々に変化する形状になっている。回路板１６をレセプタクル３６の中に置くだけで、回路板１６が、正しい場所に正確に配置されていることが保証される。この種の回路板取付部は、コネクタ領域３０内での、回路板１６の電気接点領域３２の正確な位置決めも、保証する。
【００１９】
センサー構成要素１８は、レセプタクル３６の中に突き出ている。ここで、センサー構成要素１８は、レセプタクル３６の壁から或る距離にある。センサー構成要素１８は、これでハウジング基部１２と回路板１６とが取り囲んでいる中空の空間３４内に在る。中空の空間３４は、センサー１０の製作中もずっと変わらず、空でもよいし適切な材料を充填してもよい。
【００２０】
ハウジング基部１２は、レセプタクル３６とコネクタ領域３０との間の接続を作る経路４０を有している（例えば、図３、４、１４参照）。
センサー１０を作るために、先ず、ハウジング基部１２が、例えば、射出成形工程で作られる。次に、センサー構成要素１８が装着されている回路板１６が、ハウジング基部１２の中に、回路板１６がレセプタクル３６領域内でハウジング基部１２に相対して置かれ、回路板１６の電気接点領域３２が経路４０を通ってコネクタ領域３０に突き出るように、配置される。回路板１６は、レセプタクル３６と共に中空の空間３４の境界を定め、センサー構成要素１８は、ハウジング基部１２のレセプタクル３６の中に突き出ている。この状態は、様々な実施形態について、図４、図１４、図１８に示されている。
【００２１】
次の工程では、ハウジング基部１２と回路板１６とから成るアッセンブリユニットは、射出成形型（図示せず）の中に置かれ、ハウジングカバー部１４は、後に続く射出成形工程でハウジング基部１２と一体に接続される。ハウジングカバー部１４は、全体が、この射出成形段階によって作られる。この射出成形工程で、ハウジングカバー部１４は、中空の空間３４が気密封止されるように、回路板１６の裏とレセプタクル３６の周縁３８とに連結される。センサー構成要素１８は、回路板１６上に、射出成形段階で作られたハウジングカバー部１４とは反対側を向いて配置されている。
【００２２】
経路４０の下側縁部４２は、挿入された回路板１６と同一平面にある（図２参照）。ハウジングカバー部１４がハウジング基部１２上に射出成形されると、経路４０は完全に気密封止され、電気接点領域３２はコネクタ領域３０に突き出たままである。この状態では、図７と図１５で明確に分かるように、経路４０の、電気接点領域３２の上及び隣に位置する部分は、ハウジングカバー部１４の区画４４によって閉鎖される。この工程では、電気接点領域３２の位置も、区画４４によって、全ての空間方向で完全に適所に取り付けられる。
【００２３】
この例では、ハウジングカバー部１４に用いられる材料は、ハウジング基部１２に用いられるのと同じ材料である。ここでは、射出成形できるどの様な適切なプラスチックでも使用することができる。しかしながら、センサー構成要素１８に過度に応力が働かないように、出来るだけ低い温度で射出成形できるプラスチックを使用するのが望ましい。
【００２４】
回路板１６とセンサー構成要素１８とをセンサー１０の周囲から気密封止するために、別体のガスケットの様な他の構成要素を使う必要はない。
センサー構成要素１８の、ハウジング基部１２に対する配置は、一般的に行われる方法とは逆である。普通、回路板は、センサー構成要素が支持部とは反対方向に向くように、この支持部上に配置される。次に、ハウジングカバー部の配置、溶融接着剤の充填などの別の段階が実行される。しかしながら、本発明によれば、回路板１６は、裏返した状態で、即ち、センサー構成要素１８がハウジング基部１２に相対した状態で所定の位置に入れられる。従って、回路板１６自体が、センサー構成要素１８で中空の空間３４を閉鎖する第１の「カバー」を形成している。次の射出成形工程中に、回路板１６は、ハウジングカバー部１４によって、広い領域に亘って封入され、ハウジングカバー部１４に分離不能に連結される。回路板１６の隣に位置しているハウジング基部１２の周縁３８では、ハウジングカバー部１４がハウジング基部１２に連結され、本質的に一部品構成のハウジングを形成している。
【００２５】
個々の実施形態は、主に、電気接点領域３２の形状が異なっている。
図１から図１０による上記第１の実施形態では、電気接点４６は、例えば、周縁コネクタの形で、回路板１６自体に形成されている。この場合、電気接点領域３２は、回路板１６の残り部分より狭くなるように形成され、従って、そこに差し込まれるコネクタの形状に適合させることができる。
【００２６】
図１１から図１５に関して説明している第２の実施形態は、電気接点領域３２が２つの接点ピン２４６によって形成されている点で第１の実施形態と異なっており、この２つの接点ピン２４６は、互いに別体であり、回路板２１６がハウジング基部１２に挿入される前に、既に、例えばはんだ付け又は圧入によって、回路板２１６の電気接点領域３２に堅く連結されている（図１２参照）。これらの接点ピン２４６は、経路４０を通過して突き出ているので、接点ピン２４６の端部だけがコネクタ領域３０内に配置され（図１５参照）、回路板２１６自体は、ハウジング基部１２とハウジングカバー部１４によって完全に囲まれ、センサー１０の周囲から分離されている。両方の接点ピン２４６は、ハウジングカバー部１４の区画４４によって囲まれており、一部分はそこに埋め込まれている。
【００２７】
これに対して、図１６から図２３に示している第３の実施形態では、コネクタ領域３０内に配置されている電気接点領域３２は、ハウジング基部１２の一部を形成している。このため、２つの接点ピン３４６が、ハウジング基部１２に設けられており、例えば、その射出成形中にハウジング基部１２と一体化される。従って、ハウジングカバー部１４が閉じる経路は無いが、ハウジング基部１２は、コネクタ領域３０とレセプタクル３６の間の移行部に中間気密壁３６０を有しており、接点ピン３４６の端部は、中間気密壁３６０を貫通し、レセプタクル３６又はコネクタ領域３０へと突き出ている。
【００２８】
レセプタクル３６では、接点ピン３４６の端部３６２が、回路板３１６の方向に角度を付けられている。回路板３１６は、接点ピン３４６の端部３６２への電気接点を確立する電気接点（ここでは図示せず）を有している。
【００２９】
更に、図示の例では、２つの追加ピン３６４が、レセプタクル３６の接点ピン３４６とは反対側の角に一つずつ設けられていて、ハウジング基部１２のレセプタクル３６６に圧入され、回路板３１６をレセプタクル３６内に取り付け、位置決めする働きをしている。
【００３０】
第３の実施形態でも、回路板３１６が所定の位置に置かれた後で、レセプタクル３６が気密封止されるように、射出成形段階が実施され、ハウジングカバー部１４が作られ、ハウジング基部１２に連結される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】車体に取り付けられている第１の実施形態の本発明によるセンサーの概略断面図である。
【図２】図１のセンサーの全体的な概略断面図を示している。
【図３】図１のセンサーの概略分解図を示している。
【図４】ハウジングカバー部を射出成形する前の、図３のセンサーの斜視図を示している。
【図５】第１の実施形態によるセンサーを各方向から見た図面の１つを示している。
【図６】第１の実施形態によるセンサーを各方向から見た図面の１つを示している。
【図７】第１の実施形態によるセンサーを各方向から見た図面の１つを示している。
【図８】第１の実施形態によるセンサーを各方向から見た図面の１つを示している。
【図９】本発明によるセンサーの回路板の第１変更例を、底から見た概略図を示している。
【図１０】図９の回路板を、上から見て示している。
【図１１】本発明によるセンサーの回路板の第２変更例を、底から見た概略図を示している。
【図１２】図１１の回路板を、上から見て示している。
【図１３】本発明の第２の実施形態によるセンサーの概略分解図を示している。
【図１４】回路板が所定の位置に置かれ後で、ハウジングカバー部が射出成形される前の、図１３のセンサーを示している。
【図１５】図１３のセンサーのコネクタ領域の概略図を示している。
【図１６】本発明の第３の実施形態によるセンサーの概略分解図を示している。
【図１７】接点ピンが既に所定の位置に置かれている状態の、図１６のハウジング基部の斜視図を示している。
【図１８】接点ピンが既に所定の位置に置かれている状態の、図１６のハウジング基部の別の斜視図を示している。
【図１９】接点ピンが既に所定の位置に置かれている状態の、図１６のハウジング基部の又別の斜視図を示している。
【図２０】本発明の第３の実施形態によるセンサーの斜視図の１つを示している。
【図２１】本発明の第３の実施形態によるセンサーの斜視図の１つを示している。
【図２２】本発明の第３の実施形態によるセンサーの斜視図の１つを示している。
【図２３】本発明の第３の実施形態によるセンサーの斜視図の１つを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【外国語明細書】
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