CN102236095B - 带电连接器的车用距离传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配备有用于将传感器安装在车辆的保险杠的安装孔中的安装部件的距离传感。安装部件包括：具有传感器支架的外壳、前框和树脂制成的保持器。前框包括与传感器支架结合的圆筒形构件和外径大于安装孔的内径的凸缘。保持器包括与前框结合的环形基座、多个臂和多个突出体。突出体从臂的端部相对于基座径向向外延伸并且用于在安装孔的周缘上形成扣合配合，从而将保险杠的壁牢固地夹持在突出体和凸缘之间以将距离传感器固定到保险杠。

Description

带电连接器的车用距离传感器
技术领域
本发明一般涉及结构易于安装的距离传感器，其可供车用障碍物检测系统使用。
背景技术
超声波传感器是公知的，其用作利用超声波测量车辆与障碍物之间距离的汽车距离传感器(也称为范围传感器)。一些现代车辆如汽车配备有叫做间隙声纳系统的障碍物探测器以便协助驾驶者停泊车辆。该间隙声纳系统具有多个超声波传感器(例如，两个安装在前保险杠中，且四个安装在后保险杠中)并用于测量从各超声波传感器发射的超声波传播到障碍物和从障碍物返回所需的时间量并基于测出的时间量确定车辆与障碍物之间的距离。当这种距离降低至低于给定值时，该间隙声纳系统用声音警告驾驶者。例如，2000-513296号PCT申请(对应于US 6227501B1)的日语翻译教导了该超声波传感器。
图12示出传统超声波传感器3′。通过将超声波传感器3′拆解成前框(bezel)49′和外壳45′、将前框49′和外壳45′分别置于保险杠2的外侧和内侧、并穿过安装孔47将它们接合在一起，来实现将超声波传感器3′安装在保险杠2的安装孔47中。
超声波传感器3′具有多个安装在前框49′中的金属弹簧53′，其中，传感器装置41′被保持在前框49′中。金属弹簧53′与保险杠2的安装孔47的外周边缘接合，以将超声波传感器3′固定到保险杠2上。金属弹簧53′由例如万能成型机制造，然后组装在前框49′中。具体地，将超声波传感器3′安装到保险杠2上需要将金属弹簧53′安装在前框49′中的附加步骤，这导致超声波传感器3′的整体生产成本增大。
前框49′和外壳45′的接合需要两个步骤：将前框49′插入保险杠2的安装孔47中，然后将外壳45′配合在前框49′中。这导致将超声波传感器3′固定到保险杠2所需的时间增加。如果将前框49′和外壳45′的组件插入保险杠2的安装孔47中，则当金属弹簧53′穿过安装孔47时可能导致金属弹簧53′塑性变形，这导致将保险杠2的壁夹持在前框49′和外壳45′之间的动作出现故障。这还使得超声波传感器3′难以用于不同厚度的保险杠。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种结构易于安装的车用距离传感器。
根据实施方式的一个方面，提供了一种用于安装在车辆的保险杠的安装孔中的距离传感器。所述距离传感器包括：(a)传感器装置，所述传感器装置用于发射信号并从物体接收所述信号的返回以确定到所述物体的距离；(b)具有传感器支架的外壳，所述传感器装置保持在所述传感器支架中；(c)前框，所述前框包括与所述传感器支架结合的圆筒形构件和形成在所述圆筒形构件的在其轴向上彼此相对的端部中的一个端部上的凸缘，所述凸缘的外径大于所述安装孔的内径；以及(d)树脂制成的保持器，所述保持器用于将所述距离传感器固定在所述保险杠中。所述保持器包括与所述前框结合的环形基座、多个臂和多个突出体。每个臂具有第一端和与所述第一端相对的第二端。所述臂在所述第一端处沿所述环形基座的相同轴向从所述环形基座的一端延伸。所述突出体从所述臂的第二端相对于所述基座径向向外延伸使得穿过所述突出体的最外顶部所定义的圆的外径大于所述安装孔的内径。当用力使所述突出体进入所述保险杠的安装孔中以将所述距离传感器固定在所述保险杠中时，所述突出体相对于所述基座向内弹性变形，并且当所述突出体已经通过所述安装孔时，所述突出体恢复至其原始位置。具体地，当所述保持器已经通过所述保险杠的安装孔时，所述突出体在所述安装孔的周缘上形成扣合配合，从而将保险杠的壁牢固地夹持在所述突出体和前框的凸缘之间以将距离传感器牢固地固定到保险杠。这种结构的距离传感器不需要使用上述现有技术的距离传感器中使用的金属弹簧，并且方便了将距离传感器容易地安装到车辆的保险杠。
在上述结构的优选方式中，所述突出体中的每一个形成为薄壁形式。从所述保持器的轴向上观察，所述突出体中的两个在与所述臂的纵向垂直的所述基座的径向向外的方向上以V形的形式相互隔开给定角度从所述臂中每一个的外周面凸起。所述突出体中的每一个具有相对于所述臂的纵向以给定角度倾斜且在将所述超声波传感器安装在所述保险杠中时面对所述安装孔的表面，以在所述保持器通过所述安装孔时与所述安装孔的周缘形成抵靠接触。当所述保持器通过所述保险杠的安装孔时，所述突出体的与所述安装孔的周缘抵靠接触的斜面朝向所述保持器的中心轴弹性偏置，使得通过所述突出体的最外顶部的圆变得小于所述保险杠的安装孔的内径以允许所述突出体通过所述安装孔。
所述臂中的每一个具有在所述臂的纵向上延伸的狭缝，以便于所述臂的弹性变形。
所述臂中的每一个可配备有两个所述突出体。所述狭缝中的每一个在这两个突出体之间延伸。这两个突出体以V形的形式相对于所述保持器径向凸起。
所述突出体中的每一个成形为在所述安装孔的周缘上形成扣合配合，以在所述突出体通过所述安装孔时将所述保险杠的壁夹持在所述前框的凸缘和所述突出体之间。
根据实施方式的另一个方面，提供了一种将距离传感器固定在车辆的保险杠的安装孔中的安装部件。所述安装部件包括：(a)具有传感器支架的外壳，所述距离传感器的传感器装置保持在所述传感器支架中，所述传感器装置用于发射信号并从物体接收所述信号的返回以确定到所述物体的距离；(b)前框，所述前框包括与所述传感器支架结合的圆筒形构件和形成在所述圆筒形构件的在其轴向上彼此相对的端部中的一个端部上的凸缘，所述凸缘的外径大于所述安装孔的内径；以及(c)树脂制成的保持器，所述保持器用于将所述距离传感器固定在所述保险杠中。所述保持器包括与所述前框结合的环形基座、多个臂和多个突出体。每个臂具有第一端和与所述第一端相对的第二端。所述臂在所述第一端处沿所述环形基座的相同轴向从所述环形基座的一端延伸。所述突出体从所述臂的第二端相对于所述基座径向向外延伸使得穿过所述突出体的最外顶部所定义的圆的外径大于所述安装孔的内径。当用力使所述突出体进入所述保险杠的安装孔中以将所述距离传感器固定在所述保险杠中时，所述突出体相对于所述基座向内弹性变形，并且当所述突出体已经通过所述安装孔时，所述突出体恢复至其原始位置，从而在所述安装孔的周缘上形成扣合配合以将所述保险杠的壁牢固地夹持在所述突出体和所述凸缘之间以将所述距离传感器固定到所述保险杠。
在上述结构的优选方式中，所述突出体中的每一个形成为薄壁形式。从所述保持器的轴向上观察，所述突出体中的两个在与所述臂的纵向垂直的所述基座的径向向外的方向上以V形的形式相互隔开给定角度从所述臂中每一个的外周面凸起。所述突出体中的每一个具有相对于所述臂的纵向以给定角度倾斜且在将所述超声波传感器安装在所述保险杠中时面对所述安装孔的表面，以在所述保持器通过所述安装孔时与所述安装孔的周缘形成抵靠接触。当所述保持器通过所述保险杠的安装孔时，所述突出体的与所述安装孔的周缘抵靠接触的斜面朝向所述保持器的中心轴弹性偏置，使得通过所述突出体的最外顶部的圆变得小于所述保险杠的安装孔的内径以允许所述突出体通过所述安装孔。
所述臂中的每一个具有在所述臂的纵向上延伸的狭缝，以便于所述臂的弹性变形。
所述臂中的每一个可配备有两个所述突出体。所述狭缝中的每一个在这两个突出体之间延伸。这两个突出体以V形的形式相对于所述保持器径向凸起。
所述突出体中的每一个成形为在所述安装孔的周缘上形成扣合配合，以在所述突出体通过所述安装孔时将所述保险杠的壁夹持在所述前框的凸缘和所述突出体之间。
附图说明
根据下文给出的详细描述和本发明的优选实施方式的附图将更充分地理解本发明，然而，不应当认为这些描述和附图将本发明限制于特定实施方式，相反这些描述和附图仅出于说明和理解的目的。
在附图中：
图1是配备有根据一个实施方式的超声波传感器的汽车的平面图；
图2是示出配备有图1的超声波传感器的障碍物探测器的电路图；
图3是示出图1的超声波传感器的内部结构和它们之间的电连接的框图；
图4是图1的超声波传感器的立体图；
图5是图4的超声波传感器的分解图；
图6(a)是示出图4的超声波传感器的保持器的平面图；
图6(b)是图6(a)的正视图；
图6(c)是示出图6(a)中的保持器的卡爪的局部放大图；
图7(a)是示出图4的超声波传感器的电连接器的立体图；
图7(b)是图7(a)的平面图；
图8(a)是示出图7(a)和图7(b)的电连接器的端子插脚的三角度视图；
图8(b)是示出图7(a)和图7(b)的电连接器的端子插脚的三角度视图；
图8(c)是示出图7(a)和图7(b)的电连接器的端子插脚的三角度视图；
图9(a)是图4的超声波传感器的电连接器的正视图；
图9(b)是常规电连接器的正视图；
图10(a)和图10(b)是示范了将图4的超声波传感器安装在汽车的保险杠上的步骤的视图；
图11(a)和图11(b)是示范了将图4的超声波传感器安装在汽车的保险杠上的步骤的视图；以及
图12是示出常规超声波传感器在汽车的保险杠上的安装的立体图。
具体实施方式
参照附图，其中几个图中同样的参考标号表示同样的零件，特别是图1示出了通过间隙声纳系统实现的汽车障碍物探测器100。障碍物探测器100配备有附连于机动车1的前保险杠2的左、右角部的两个前超声波传感器3a和3b以及附连于后保险杠4的左、右角部和中部的四个后超声波传感器3c、3d、3e和3f。以下还将通过标号3统称这些超声波传感器。当遇到一定状况时，超声波传感器3被激活而从车辆1向外发射超声波形式的雷达波并从障碍物5接收其返回(即雷达回波)以确定车辆1与障碍物5之间的距离。当与障碍物5之间的距离小于给定值时，障碍物探测器100通过声音警告车辆1的驾驶者。
图2是障碍物探测器100的电路图。在操作中，当障碍物探测器100的主开关7被置于on状态并且点火开关6被驾驶者接通时，电力经供电电路8从电池12供应至控制电路11。蜂鸣器15和16也被置于待命状态。蜂鸣器15经蜂鸣器电路13与前超声波传感器3a和3b连接。类似地，蜂鸣器16经蜂鸣器电路14与后超声波传感器3c、3d、3e和3f连接。当驾驶者将车辆1的自动变速器的变速杆置于非驻车(P)位置的位置时，起动开关17被开启，从而障碍物探测器10开始操作。当驾驶者将变速杆置于倒档(R)位置时，倒车灯18开启以仅使后超声波传感器3c、3d、3e和3f进入可操作状态。障碍物探测器100还包括车速传感器19，该车速传感器19测量车辆1的速度并且仅当测出的车速小于例如10km/h时被置于可操作状态。当车辆1的驻车制动器被致动时障碍物探测器100被置于不可操作状态。驻车制动器开关21用于监控障碍物探测器100的操作状态。当驻车制动器被致动时，驻车制动器灯22被开启以告知驾驶者这种事实。倒车灯18、车速传感器19、驻车制动器开关21和驻车制动器灯22经接口23、24和25与控制电路11电连接。与障碍物探测器100相关的可选周边设备要经接口26、27和28与控制电路11连接。
超声波传感器3a至3f如图1和图2中所示的那样与ECU 9电连接。具体地，安装在前保险杠2的左角部(即，前乘员侧)的前超声波传感器3a经线束29a与接地(GND)端子31a、前串行通信端子32a和供电端子33a连接。安装在前保险杠2的右角部(即，驾驶者侧)的前超声波传感器3b经线束29b与前超声波传感器3a串联连接。类似地，安装在后保险杠4的左角部的后超声波传感器3c经线束29c与接地(GND)端子31b、后串行通信端子32b和供电端子33b连接。安装在后保险杠4的中部和右角部的后超声波传感器3d、3e和3f分别经线束29d、29e和29f依次与后超声波传感器3c连接。
下面将参考图3描述安装在前保险杠2中的前超声波传感器3a和3b之间的电连接。
前超声波传感器3a和3b分别具有供电输入(IN)端子34a和34b以及供电输出(OUT)端子35a和35b。超声波传感器3a的供电输入端子34a与ECU 9的供电端子33a联接。超声波传感器3a的供电输出端子35a以菊花链连接的形式与超声波传感器3b的供电输入端子34b联接。超声波传感器3a和3b各者配备有由调节器37和FET(场效应晶体管)38组成的供电电路，以及ASCI(专用集成电路)36。超声波传感器3a的调节器37布置在ASIC 36的供电端子Vdd与供电输入端子34a之间。超声波传感器3a的FET 38布置在ASIC 36的SW控制端子、供电输入端子34a和供电输出端子35a之间。类似地，超声波传感器3b的调节器37布置在ASIC 36的供电端子Vdd与供电输入端子34b之间。超声波传感器3b的FET 38布置在ASIC 36的SW控制端子、供电输入端子34b和供电输出端子35b之间。FET 38用于建立或阻断供应至超声波传感器3a和3b的电力。
当需要将另外的超声波传感器安装在例如前保险杠2中时，可如图3中虚线所示与超声波传感器3b电连接。后超声波传感器3c至3f以与前超声波传感器3a和3b相同的方式互相连接，并且这里将略去其详细描述。超声波传感器3a、3b、3c、3d、3e和3f彼此的结构相同，并且因此以下说明将仅参照它们中的总体通过标号3表示的一个。
下面将参考图4和图5描述超声波传感器3的结构。
超声波传感器3包括传感器装置41、由橡胶制成的缓冲垫42、传感器支架43、电连接器44、外壳45和前框49。传感器支架43、连接器44、外壳45和前框49由树脂制成。传感器装置41呈圆筒形并配备有从车辆1向外输出超声波并从物体接收其返回的麦克风。缓冲垫42布置在传感器装置41周围。传感器支架43将传感器装置41保持在其中。具体地，传感器支架43将安装有传感器装置41的缓冲垫42保持在其上。如后文将详细描述的那样，电连接器44在本实施方式中设计为六插脚插头以便与线束29a至29f之一的连接器(未示出)电连接。外壳45与传感器支架43和连接器44一体成型。连接器44可以替换性地与外壳45的本体间接结合。前框49包括配合在外壳45的传感器支架43上的中空圆筒体46和从圆筒体46的轴向相对的端部中的一个径向延伸的凸缘48。如图10(a)和图10(b)中所示，凸缘48的外径大于形成在前保险杠2和后保险杠4中的安装孔47的内径。超声波传感器3还包括保持器54和环55。保持器54用于将超声波传感器3(即，传感器装置41)保持在保险杠2或4中。保持器54具有环状基座51、臂52和卡爪53。基座51与前框49的如后文将详细描述的扣合保持器卡爪59接合。臂52沿基座51的相同轴向从基座51的一端延伸。每一个卡爪53构造成从臂52中的一个的一端径向向往凸起的三角形突出体。每一个臂52与卡爪53一起用作悬臂扣合配合，以将超声波传感器3牢固固定到保险杠2或4上。当传感器装置41布置在前框49的圆筒体46内时，环55布置在传感器装置41的从缓冲垫42上端突出的顶部的外周与前框49的圆筒体46的内周之间的间隙中。
缓冲垫42在其周面上形成有彼此沿直径方向相对的两个半圆柱形突出体42a。传感器装置41具有两个突出体41a，这两个突出体41a配合在形成于缓冲垫42的突出体42a背面的凹部中以保持传感器装置41不会在缓冲垫42内转动。
前框49如上所述配备有圆筒体46和从圆筒体46的端部向外延伸的环形凸缘48。圆筒体46具有略大于缓冲垫42的外径的内径并配合在外壳45的传感器支架43的外围上。圆筒体46具有形成在其外周上的扣合片56、半管状突起58和保持器卡爪59。扣合片56沿圆筒体46的轴向延伸并接合外壳45的卡爪57以在前框49与外壳45之间形成牢固结合。突起58从圆筒体46的外周突出并连同缓冲垫42的突出体42a一起配合在传感器支架43的凸出部分43a上。保持器卡爪59从圆筒体46突出并被扣合在保持器54的基座51上。传感器支架43的凸出部分43a从传感器支架43竖直延伸并且截面呈U形。换言之，各凸出部分43a具有形成在传感器支架43的内壁中的U形沟槽。各凸出部分43a可替代地设计成具有与传感器支架43的内表面平齐的内表面。传感器装置41的各突出体41a配合在缓冲垫42的突出体42a中的对应一个的内侧凹部中。缓冲垫42的各突出体42a可置于传感器支架43的凸出部分43a中的对应一个的上端上。前框49的各突起58配合在与其接触的凸出部分43a中的对应一个上，换言之，前框49的各突起58覆盖与其接触的凸出部分43a中的对应一个，从而定位或保持缓冲垫42以及传感器装置41不会沿传感器支架43的圆周方向转动。置于凸出部分43a上并且与之竖向对齐的各突出体42a的上端与各突起58的内部上端抵接，换言之，各突出体42a牢固地夹持在突起58的内部上端与凸出部分43a之间，从而使缓冲垫42和传感器装置41相对于传感器支架43定位。
保持器54如上所述具有沿保持器54的轴向从基座51的端部向上(当在图4、图5和图6(b)中看时)延伸的音叉状的四个臂52。各臂52具有形成在其顶端上的两个卡爪53。各个卡爪53从臂52中一个的主体的上端延伸。各个卡爪53成型为薄壁形式并用作薄壁钩。如图6(a)清楚所示，从保持器54的轴向上观察，每一个臂52的两个卡爪53在与臂52的轴向或纵向垂直的基座51的径向向外方向上以V形的形式从臂52的外周面凸起。通过卡爪53的最外顶部的假想圆C的外径被设定成大于安装孔47的内径。各臂52的两个卡爪53的内侧面彼此形成的角度θ(如图6(c)所示)优选地在70°至90°的范围内。各卡爪53的形状当从垂直于保持器54的轴线的方向看时大致呈三角形，并如图6(b)中清楚地示出的那样具有带倾斜表面53a和53b的上、下脊部。具体地，各卡爪53的脊部在臂52的轴向上向上和向下逐渐变细以具有斜面53a和53b。倾斜表面53a当在图中看时朝上，而倾斜表面53b朝下。各臂52具有延伸通过其宽度的中间(当沿保持器54的圆周方向看时)的中心竖直狭缝61。换言之，狭槽61在卡爪53之间沿臂52的长度方向延伸至保持器54的环状基座51，由此形成在其基座(即，卡爪53的下端)处彼此完全分开的卡爪53。如图6(c)中清楚地示出，环状基座51靠近狭缝61的下端在其内周中形成有限定出薄壁部分63的凹部。当保持器54被插入前保险杠2和后保险杠4的安装孔47中的一个时，各臂52的卡爪53在其基座处沿如图6(c)中通过62表示的方向朝向保持器54的轴线(即，中心)弹性变形或弯曲。狭缝61和薄壁部分61有利于使卡爪53容易地弹性变形。
保持器54的环状基座51在其底部形成有凹部64以实现与前框49的保持器卡爪59的扣合。具体地，各卡爪59接合凹部64中的对应一个以在前框49与保持器54之间形成牢固结合。这使得当超声波传感器3安装在安装孔47中时传递至外壳45的应力最小，从而降低了损坏外壳45的可能性。
外壳45如上所述具有将配合在缓冲垫42中的传感器装置41固定在其中的中空圆筒形传感器支架43。传感器支架43在其上形成有凸出部分43a，缓冲垫42的突出体42a置于该凸出部分43a上。前框49的突起58接合传感器支架43的凸出部分43a，从而保持缓冲垫42不会相对于传感器支架43旋转。传感器支架43在其下部形成有与前框49的扣合片56形成扣合的卡爪57。
外壳45具有连接器44，该连接器44具有水平延伸的给定长度。连接器44垂直于传感器支架43的轴线从传感器支架43的侧面延伸。
下面将参考图7(a)至图8(c)详细描述电连接器44的结构。
连接器44被设计为配备有多个端子插脚65至67(在本实施方式中共计四个插脚)的多插脚插头。端子插脚65至67由导电条制成以与线束29a至29f之一的连接器的孔电连接。在本实施方式中，连接器44设计为采用四个端子插脚65至67的六插脚插头。端子插脚65至67与树脂质外壳45嵌入成型。端子插脚65至67如图8(a)至图8(c)中清楚示出的那样在其中部65a、66a和67a处弯曲成具有大致L形的长度。两个端子插脚65和66如从图8(a)和图8(b)可见的那样形状彼此不同并且下面也将称为第一端子插脚。第一端子插脚65具有竖直区段65b和水平区段65c。第一端子插脚66具有竖直区段66b和水平区段66c。第一端子插脚65和66的竖直区段65b和66b如在图8(a)中可见的那样向下延伸穿过连接器44的外壳(当在图5和图8(a)中看时)，并与传感器控制电路板(未示出)连接，调节器37、FET 38、ASIC 36等如在图3中已经描述的那样被装配在该电路板上。传感器控制电路板布置在连接器44的底部上(即，外壳45)或底部中。传感器装置41还与外壳45内的传感器控制电路板电连接。第一端子插脚65和66的水平区段65c和66c朝连接器44的开口48在连接器44的外壳内平行于连接器44的长度延伸以便与线束29a至29f之一电连接。区段65c和66c被用作如图3所示向其输入电力和从其输出电力的输入端子34a和输出端子35a(或34b和35b)。
两个端子插脚67的形状彼此相同并且下面也将称为第二端子插脚。第二端子插脚67如图3所示被用作超声波传感器3的接地(GND)端子和串行通信端子。各第二端子插脚67如图8(c)所示具有竖直区段67b和两个水平区段67c，这两个水平区段67c成型为具有小写字母“h”形。各第二端子插脚67的区段67b与第一端子插脚65和66的竖直区段65b和66b一样延伸穿过连接器45的外壳并与传感器控制电路板电连接，而水平区段67c朝连接器44的开口48平行于连接器44的长度延伸以便与线束29a至29f之一电连接。区段65b、66b和67b(下面也将其称为第一区段)在同一平面上大致彼此平行地延伸。区段65c、66c和67c(下面也将其称为第二区段)在本实施方式中垂直于区段65b、66b和67b延伸，但可以非90°的角度分别横向于区段65b、66b和67b的长度延伸。
第一端子插脚65如图8(a)所示直角弯曲成L形，该L形由带锥形末梢的竖直区段65b和水平区段65c组成。第一端子插脚65通过使用冲压机冲压已经被折为截面呈L形并具有厚度t的金属板而制成。第一端子插脚65从L形金属板冲出的方向在图8(a)中通过“P”表示。因此，第一端子插脚65具有垂直于方向P延伸并具有细粗糙度的冲压侧表面65d。侧表面65d用作与线束29a至29f之一的连接器的电气触点。第一端子插脚65的竖直区段65b的长度通过L1表示，而水平区段65c的长度通过L2表示。如图8(b)和图8(c)所示，端子插脚66和67同样如此。
如从图8(b)可看到，第一端子插脚66被弯曲成曲柄形。第一端子插脚66的带有与图8(a)中相同字母的后缀的区段在结构功能上与第一端子插脚65的相同。第一端子插脚66通过冲压已经被折成L形并具有厚度t的金属板而形成为形状类似于第一端子插脚65的L形条，然后如图8(b)中可见的那样将该L形条在部分66e处直角地水平弯曲两次而呈曲柄形而制成，从而完成第一端子插脚66。具体地，第一端子插脚66具有由竖直区段66b和水平区段66c组成的L形。水平区段66c在垂直于竖直区段66b的长度延伸的平面上折成曲柄形而形成三个区段601、602和603。竖直区段66b的长度L3(即，第二端子插脚66的高度)——其为竖直区段66b的末梢与弯曲部66a之间的距离——小于第一端子插脚65的竖直区段65b的长度L1。水平区段66c的长度L2(即，弯曲部66a与水平区段66c的末梢之间的距离)与第一端子插脚65的水平区段65c的长度L2相同。区段601大致平行于区段602延伸。区段603垂直于区段601和602延伸。区段602以区段603的长度沿平行于区段603的方向远离区段601定位，从而区段602如图8(a)所示在连接器44的外壳内在第一端子插脚65的水平区段65c上方并平行于其延伸。
第二端子插脚67如上所述在结构上彼此相同。第二端子插脚67的带有与图8(a)和图8(b)中相同字母的后缀的区段在结构功能上与第一端子插脚65和66的相同。具体地，第二端子插脚67在部分67a处直角弯曲而形成竖直区段67b和分支的水平区段67c。如图8(C)所示，两个水平区段67c中下面的一个在下文还将被称为下区段，而水平区段67c中上面的一个在下文还将被称为上区段。下区段67c在形状上与第一端子插脚65的水平区段65c相同。上区段67c从下区段67c的长度的中间部分叉并用作分支导电端子。上区段67c由竖直区段67e和大致垂直于竖直区段67e延伸的水平区段67f组成。竖直区段67e大致平行于竖直区段67b延伸。水平区段67f大致平行于下区段67c延伸。上、下区段67c如图7(a)中可见的那样用作分支导电插脚并位于延伸穿过竖直区段67b的平面上。如在上文清楚地指出，第二端子插脚67被设计为两插脚端子。
竖直区段67b的长度L1与第一端子插脚65的竖直区段65b的长度相同。竖直区段67e的长度L4——其为上、下区段67c之间的间隔——等于长度L1减去第一端子插脚66的竖直区段66b的长度L3(即，L4＝L1-L3)。
第二端子插脚67的下区段67c的长度L2与第一端子插脚65和66的水平区段65c和66c的长度相同。
如上所述，第一和第二端子插脚65、66和67的竖直区段65a、66b和67b如图7(a)所示竖直穿过连接器44的外壳(即，外壳45的底壁)并被排列成在大致垂直于连接器44长度延伸的平面(即，平行于传感器支架43的轴线)上彼此齐平。第一端子插脚65和第二端子插脚67的水平区段65c和67c水平延伸成在大致平行于连接器44长度延伸的平面上彼此齐平。类似地，第二端子插脚67的上区段67f和第一端子插脚66的水平区段66c水平延伸成在大致平行于连接器44长度延伸的平面上彼此齐平。
连接器44例如使用注射成型技术由树脂制成。端子插脚65、66和67与连接器44嵌入成型。
下面将参考图9(a)和图9(b)比较本实施方式的超声波传感器3和现有技术超声波传感器3′。对应于超声波传感器3的构件的现有技术超声波传感器3′的构件通过带有后缀“′”的相同参考标号表示。现有技术超声波传感器3′的前框49′如图9(b)所示配备有金属弹簧53′。金属弹簧53′具有固定在超声波传感器3′上的一端和当超声波传感器3′被插入保险杠2或4的安装孔47中时伸长的另一端。金属弹簧53′的另一端的伸长可导致金属弹簧53′塑性变形。
本实施方式的超声波传感器3包括由树脂——其为可弹性变形的材料——制成的保持器54。如上所述，保持器54具有带卡爪53的臂52。当超声波传感器3被插入保险杠2或4的安装孔中时，臂52朝保持器54的纵向中心线(即，环形基座52的中心)连同卡爪53一起变形。各卡爪53形状类似于树脂质薄板，因此几乎不会被塑性变形并需要一点压力来将超声波传感器3安装在保险杠2或4中。
现有技术超声波传感器3′的连接器44′为带有水平直线排列的六个端子插脚65′的线性六插脚插头，从而导致宽度W′增大。各端子插脚65′具有上、下表面作为与匹配的连接器的插座配合的电气触点，并因此配备有用于实现与匹配连接器的牢固结合的上、下突件(lance)68′。这导致包括突件的连接器44′的高度H′增大。
本实施方式的超声波传感器3如从图9(a)可见的那样被设计为配备有两排——每排具有三个接触插脚——的双排六插脚插头。具体地，超声波传感器3包括排列并成形为具有呈网格状图案设置的六个接触插脚的四个端子插脚65、66和67。换言之，当沿连接器44的长度方向(即，轴向)从连接器44的开口48看去时，六个接触插脚的端部(即，区段65c、66c和67c)位于网格状图案的竖直线和水平线的交点上。各端子插脚65、66和67具有与线束29a至29f之一的插座形成电接触的侧表面，从而如图9(a)所示容许连接器44的侧壁具有突件68而不需要增加连接器44的宽度W。突件68形成在连接器44的侧壁上，从而不增加连接器44的高度H。这有利于容易地将连接器44插入保险杠2或4的安装孔47内。
下面将参考图10(a)至图11(b)描述超声波传感器3在例如保险杠2的安装孔47中的安装。通过以上说明显而易见，超声波传感器3的除传感器装置41以外的结构部件(尤其是前框49、保持器54和外壳45)构成了用于将超声波传感器3固定在保险杠2或4的安装孔47中的安装部件。
组装了传感器装置41、前框49、保持器54、外壳45等的超声波传感器3如图10(a)所示在连接器44处被插入保险杠2的安装孔47内。如上所述，超声波传感器3的连接器44利用四个端子插脚65至67被设计为六插脚插头并因此如图9(a)和图9(b)所示分别具有宽度W和高度H，宽度W和高度H小于常规超声波传感器3′的宽度W′和高度H′，因而有利于容易地将连接器44插入安装孔47内。
如图10(b)所示，当外壳45的连接器44已穿过保险杠2的安装孔47时，超声波传感器3倾斜并旋转以使传感器支架43插入穿过安装孔47，直到保持器54的环状基座51穿过安装孔47，并且保持器54的卡爪53的倾斜表面53b如图11(a)所示碰撞安装孔47的外侧内缘47a。随后，超声波传感器3被推动以将卡爪53推入安装孔47内，因而使臂52从环状基座51向内弹性变形，即，朝保持器54的中心轴线偏压倾斜表面53b，如图6(c)中通过箭头62所示，以容许卡爪53a穿过安装孔47。形成在臂52中的狭缝61和环状基座51的薄壁部分63有利于臂52的弹性变形和卡爪53a穿过安装孔47。臂52的弹性变形致使如图6(a)所示通过卡爪53的最外顶部的圆C的直径减小，从而其变得小于安装孔47的内径，由此容许保持器54穿过安装孔47。卡爪53的脊部的表面53b如上所述相对于保持器54的纵向中心线(即，将前框49和保持器54插入安装孔47内的方向)倾斜，因而有利于经安装孔47插入超声波传感器3。
当卡爪53的最外顶部已通过安装孔47的内侧内缘47b时，如图11(b)所示，卡爪53的脊部的倾斜表面53a沿着内侧内缘47b从安装孔47向内滑动，从而卡爪53(即，臂52)沿与图6(c)中的方向C相反的方向向外弹性扩张。当前框49的凸缘48碰靠安装孔47周围的保险杠2的外侧表面时，卡爪53恢复并返回其初始位置，并且卡爪53的倾斜表面53a如图11(b)中通过虚线所示与安装孔47的内侧内缘47b抵靠接触，换言之，在内侧内缘47b上形成扣合配合，由此将保险杠2的壁紧紧地夹在保持器54的卡爪53的倾斜表面53a与前框49的凸缘48之间。保持器54的卡爪53的更靠近凸缘49的脊部(即，卡爪53的表面53a)从保险杠2的安装孔47从外侧至内侧向内倾斜。因此，卡爪53和臂52的弹性用于将保险杠2的壁紧紧地保持在卡爪53的表面53a与凸缘47的内侧表面之间。这吸收了保险杠2的厚度误差并实现了超声波传感器3在安装孔47中的紧配合。通过沿保持器54的轴向向外拉动前框49以使卡爪53从保持器54向内弹性收缩而实现从保险杠2的安装孔47移去超声波传感器3。
如从以上说明显而易见，将超声波传感器3安装在安装孔47内或从安装孔47移去超声波传感器3比常规超声波传感器3′更容易完成。通过以下方式实现将使线束29a至29f之一与超声波传感器3连接：使线束29a至29f之一的连接器(未示出)从保险杠2的安装孔47的内侧来到外侧，使超声波传感器3的连接器44在保险杠2的外侧与线束29a至29f之一的连接器结合，并且以如上所述的方式将超声波传感器3配合在安装孔47内。
超声波传感器3的外壳45、传感器支架43和连接器44可以替换性地形成为分散的部件。
前框49和外壳45的连接器44定向成使其长度彼此垂直地延伸，但可以替换性地被制造成使其长度以非90°的角度彼此相交。
上述结构也可与采用非超声波装置的光学装置或电磁装置的范围传感器配合使用。
超声波传感器3可安装在非轮式车辆的车辆中。
各超声波传感器3的第一端子插脚65和66如上所述被用作供电输入端子和供电输出端子，然而可以替换性地设计为从ECU9输入信号的信号输入端子和输出信号至ECU9的信号输出端子。
超声波传感器3也可设计为具有第一端子插脚65和66中的至少一个以及第二端子插脚67中的至少一个。第二端子插脚67中的任一个可具有至少两个分支插脚(即，第二区段67c)。
虽然已就优选实施方式披露本发明以有利于更好地理解本发明，但是应当理解的是，本发明可采用各种方式实施而不脱离本发明的原理。因此，本发明应当被理解为包括可实施所示的实施方式的所有可能的实施方式和改型而不脱离如所附权利要求中所阐述的本发明的原理。

Claims (10)

1.一种用于安装在车辆的保险杠的安装孔中的距离传感器，包括：
传感器装置，所述传感器装置用于发射信号并从物体接收所述信号的返回以确定到所述物体的距离；
具有传感器支架的外壳，所述传感器装置保持在所述传感器支架中；
前框，所述前框包括与所述传感器支架结合的圆筒形构件和形成在所述圆筒形构件的在其轴向上彼此相对的端部中的一个端部上的凸缘，所述凸缘的外径大于所述安装孔的内径；以及
树脂制成的保持器，所述保持器用于将所述距离传感器固定在所述保险杠中，所述保持器包括与所述前框结合的环形基座、多个臂和多个突出体，每个臂具有第一端和与所述第一端相对的第二端，所述臂在所述第一端处沿所述环形基座的相同轴向从所述环形基座的一端延伸，所述突出体从所述臂的第二端相对于所述基座径向向外延伸使得穿过所述突出体的最外顶部所定义的圆的外径大于所述安装孔的内径，当用力使所述突出体进入所述保险杠的安装孔中以将所述距离传感器固定在所述保险杠中时，所述突出体相对于所述基座向内弹性变形，并且当所述突出体已经通过所述安装孔时，所述突出体恢复至其原始位置，从而在所述安装孔的周缘上形成扣合配合。
2.根据权利要求1所述的距离传感器，其中，所述突出体中的每一个形成为薄壁形式，从所述保持器的轴向上观察，所述突出体中的两个在与所述臂的纵向垂直的所述基座的径向向外的方向上以V形的形式相互隔开给定角度从所述臂中每一个的外周面凸起；其中，所述突出体中的每一个具有相对于所述臂的纵向以给定角度倾斜且在将所述距离传感器安装在所述保险杠中时面对所述安装孔的表面，以在所述保持器通过所述安装孔时与所述安装孔的周缘形成抵靠接触；并且其中，当所述保持器通过所述保险杠的安装孔时，所述突出体的与所述安装孔的周缘抵靠接触的斜面朝向所述保持器的中心轴弹性偏置，使得通过所述突出体的最外顶部的圆变得小于所述保险杠的安装孔的内径以允许所述突出体通过所述安装孔。
3.根据权利要求1所述的距离传感器，其中，所述臂中的每一个具有在所述臂的纵向上延伸的狭缝，以便于所述臂的弹性变形。
4.根据权利要求3所述的距离传感器，其中，所述臂中的每一个配备有两个所述突出体，其中，所述狭缝中的每一个在这两个突出体之间延伸，并且这两个突出体以V形的形式相对于所述保持器径向凸起。
5.根据权利要求1所述的距离传感器，其中，所述突出体中的每一个成形为在所述安装孔的周缘上形成扣合配合，以在所述突出体通过所述安装孔时将所述保险杠的壁夹持在所述前框的凸缘和所述突出体之间。
6.一种将距离传感器固定在车辆的保险杠的安装孔中的安装部件，包括：
具有传感器支架的外壳，所述距离传感器的传感器装置保持在所述传感器支架中，所述传感器装置用于发射信号并从物体接收所述信号的返回以确定到所述物体的距离；
前框，所述前框包括与所述传感器支架结合的圆筒形构件和形成在所述圆筒形构件的在其轴向上彼此相对的端部中的一个端部上的凸缘，所述凸缘的外径大于所述安装孔的内径；以及
树脂制成的保持器，所述保持器用于将所述距离传感器固定在所述保险杠中，所述保持器包括与所述前框结合的环形基座、多个臂和多个突出体，每个臂具有第一端和与所述第一端相对的第二端，所述臂在所述第一端处沿所述环形基座的相同轴向从所述环形基座的一端延伸，所述突出体从所述臂的第二端相对于所述基座径向向外延伸使得穿过所述突出体的最外顶部所定义的圆的外径大于所述安装孔的内径，当用力使所述突出体进入所述保险杠的安装孔中以将所述距离传感器固定在所述保险杠中时，所述突出体相对于所述基座向内弹性变形，并且当所述突出体已经通过所述安装孔时，所述突出体恢复至其原始位置，从而在所述安装孔的周缘上形成扣合配合。
7.根据权利要求6所述的安装部件，其中，所述突出体中的每一个形成为薄壁形式，从所述保持器的轴向上观察，所述突出体中的两个在与所述臂的纵向垂直的所述基座的径向向外的方向上以V形的形式相互隔开给定角度从所述臂中每一个的外周面凸起；其中，所述突出体中的每一个具有相对于所述臂的纵向以给定角度倾斜且在将所述距离传感器安装在所述保险杠中时面对所述安装孔的表面，以在所述保持器通过所述安装孔时与所述安装孔的周缘形成抵靠接触；并且其中，当所述保持器通过所述保险杠的安装孔时，所述突出体的与所述安装孔的周缘抵靠接触的斜面朝向所述保持器的中心轴弹性偏置，使得通过所述突出体的最外顶部的圆变得小于所述保险杠的安装孔的内径以允许所述突出体通过所述安装孔。
8.根据权利要求6所述的安装部件，其中，所述臂中的每一个具有在所述臂的纵向上延伸的狭缝，以便于所述臂的弹性变形。
9.根据权利要求8所述的安装部件，其中，所述臂中的每一个配备有两个所述突出体，其中，所述狭缝中的每一个在这两个突出体之间延伸，并且这两个突出体以V形的形式相对于所述保持器径向凸起。
10.根据权利要求6所述的安装部件，其中，所述突出体中的每一个成形为在所述安装孔的周缘上形成扣合配合，以在所述突出体已经通过所述安装孔时将所述保险杠的壁夹持在所述前框的凸缘和所述突出体之间。
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