CN102470805B - 车辆状态检测装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆状态检测装置及制造方法，对安装有检测车辆状态的检测元件(11)的一次模塑体(12)进行二次成形，并以使通过所述二次成形而形成的连接器外壳部(15)内的空洞部(19)贯穿至一次模塑体(12)的与检测元件(11)的位置相对应的面区域的方式来进行模塑成形。

Description

车辆状态检测装置及制造方法

技术领域

本发明涉及一种使用例如加速度、角速度等的检测元件来对车辆的状态进行检测的车辆状态检测装置及其制造方法。 

背景技术

车辆状态检测装置是例如将加速度、角速度等的检测元件树脂成形而成的，因而可用作例如汽车的气囊装置、姿势控制装置的传感器。在气囊装置中，车辆状态检测装置如图12所示设置。即，车辆状态检测装置2、5设置于车辆1的发动机舱，车辆状态检测装置8设置在车座下，车辆状态检测装置3、4、6、7设置在车柱内，另外，车辆状态检测装置9设置在行李箱内，在碰撞时，将状态检测信号送至气囊控制装置10，使气囊(未图示)瞬间膨胀以保护乘员。这样，由于车辆状态检测装置利用狭小的空间且要安装于多个部位，因此，要求小型、轻量且价格低。另一方面，由于关系到汽车的安全性，因此，要求能长时间保持产品没有偏差的稳定性，并能在严酷的环境下长时间保持高精度的性能，总之要求高可靠性。 

在图13中，示出了现有车辆状态检测装置的结构及其成形模具。将对车辆状态进行检测的检测元件11安装在引线框18上，并使用树脂对该检测元件11四周进行模塑成形来形成一次模塑体12。从一次模塑体12引出由引线框18形成的检测元件11的引线端子14。为了对检测元件11进行配线而形成连接结构并增加与车辆之间的固定结构，而对一次模塑体12进行二次加工。首先，将引线端子14与用于和外部线束相连的连接器端子16焊接。接着，为了设置连接器外壳和固定部，将一次模塑体12保持在上模具119’、下模具120’之间的规定空间，并将树脂注入两模具与一次模塑体12之间的空间，以形成二次模塑体13。在进行上述二次成形时，利用设 于上模具119’及下模具120’的相对的凸状的一次模塑体保持部28、28夹住检测元件11所在的一次模塑体12的上表面和下表面来进行保持，并抑制在树脂注入时热应力作用至检测元件11。另外，将连接器端子16插入并保持于滑动模具121’。在这种方法中，如图13(b)、图13(c)所示，在将作为车辆状态检测装置的筐体的二次模塑体13的一部分、即将一次模塑体保持部28、28拔出后的痕迹上形成有从外部直至一次模塑体12的面的纵孔29。 

另外，作为专利文献1，提出了一种如下技术：在将加速度传感器的气密型检测部结构体和信号处理电路固定在引线框上，并在进行了检测部结构体、信号处理电路及引线框之间的引线接合之后，将塑料材料注塑到其周围以完全模塑，为使因检测部结构体与塑料材料之间的热膨胀系数的差而产生的热应力所引起的检测部结构体自身的变形极小，在检测部结构体或围住检测部结构体的塑料结构体上设置了热应力缓和机构。在这种技术中，可通过进行全模塑的安装方法来实现低成本化、加速度传感器的小型、轻量化。另外，通过设置热应力缓和机构，能使检测部结构体自身的变形极小，从而能改善加速度传感器的温度特性。 

专利文献1：日本专利特许第3382030号公报 

发明内容

在上述图13中所说明的现有的车辆状态检测装置中，当将该车辆状态检测装置设置在易受高温、湿度影响的部位时，为了确保装置的可靠性，需使一次模塑体12与外部隔开。因此，需在二次成形之后堵住从外部直至一次模塑体12的面的纵孔29，从而存在需要密封构件及相应工序这样的制造成本增加的问题。此外，在使密封构件靠近一次模塑体12的检测元件11附近时，存在必须考虑不要因密封构件而作用有应力这样的问题。 

另一方面，专利文献1中记载的热应力缓和机构的一种方式是改变加速度传感器的检测部结构体自身的内部结构，但这种改变是涉及加速传感器的制造商的策略的问题，在利用加速传感器的二次加工商中很难进行。 另外，热应力缓和机构的另一方式是使进行全模塑化的塑料结构体的形状进行以下改进：例如在塑料结构体的表面设置槽或凹部的方法；在被一体模塑化的检测部结构体与信号处理电路的高度不同的情况下，使塑料材料的厚度相同以消除局部热膨胀系数的差异的方法；在塑料结构体的下部设置金属板并同时进行全模塑化的方法等。然而，没有给出如下启示：如图13所示，在内置有检测元件的一次模塑体12的四周进行了热塑性树脂的二次成形时，上述热应力缓和机构如何缓和该热塑性树脂作用至检测元件的热应力。 

本发明为解决上述问题而作，其目的在于获得一种车辆状态检测装置及该装置的制造方法，该车辆状态检测装置是通过如下方法形成：对经一次模塑化后的检测元件进行二次模塑，来构成筐体、连接器外壳、装置固定部，此时增加了使热应力不会作用至检测元件的结构。 

本发明的车辆状态检测装置采用以下结构：使在两次成形所形成的连接器外壳部内的空洞部贯穿至一次模塑体的与检测元件的位置相对应的面区域，以夹住上述检测元件。 

根据本发明，当对经一次成形后的检测元件进行二次成形时，设置了从连接器外壳部延伸至一次模塑体的与检测元件的位置相对应的部分的空洞部。因此，在二次成形时，成形所用的树脂位于远离检测元件的位置，因此，注入树脂的热应力不易作用至检测元件。其结果是，能避免在特性上出现偏差的情况。另外，在使用车辆状态检测装置的过程中，由于在二次模塑体与检测元件之间形成有空洞部，因此，也能避免二次模塑体侧的应力作用至检测元件。一般在同一种类的装置中，出于耐冲击性和作为连接器外壳的成形性的考虑，筐体所用的树脂使用热塑性树脂，但热塑性树脂在成形时的热应力较大，因而很难对注塑后的检测元件进行两次成形(日文：2重成形)。但是，根据本发明，也能使用热塑性树脂。另外，在使用时通过与对象侧连接器连接，能利用该对象侧连接器的衬垫等防水结构封闭空洞部，因此，能确保气密性，也不需要之后特意堵住空洞部，从而不需要密封构件及后续工序。 

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的车辆状态检测装置的全模塑安装型(日文：フルモ一ルド実装型)结构的说明图。 

图2是表示上述实施方式1的车辆状态检测装置的成形模具的结构的剖视图。 

图3是表示上述实施方式1的车辆状态检测装置的二次模塑体的成形方法的说明图。 

图4是表示上述实施方式1的车辆状态检测装置的连接器嵌合状态的剖视图。 

图5是表示本发明实施方式2的车辆状态检测装置的一次模塑体的结构的说明图。 

图6是表示本发明实施方式3的车辆状态检测装置的全模塑安装型结构的剖视图。 

图7是表示本发明实施方式4的车辆状态检测装置的引线框的加工结构的剖视图。 

图8是表示上述实施方式4的车辆状态检测装置的引线框的另一加工结构的立体图。 

图9是表示本发明实施方式5的车辆状态检测装置的加强结构的透视俯视图。 

图10是表示上述实施方式5的车辆状态检测装置的加强结构的另一例的透视俯视图。 

图11是表示上述实施方式5的车辆状态检测装置的加强结构的又一例的透视俯视图。 

图12是表示车辆状态检测装置的使用形态的一例的说明图。 

图13是表示现有车辆状态检测装置的二次模塑体的成形方法的说明图。 

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。 

实施方式1 

图1是表示本发明实施方式1的车辆状态检测装置的全模塑安装型结构的说明图，图1(a)是透视俯视图，图1(b)是A-A’剖视图，图1(c)是B-B’剖视图。 

车辆状态检测装置使用一次模塑体12，该一次模塑体12是以在引线框18上安装有对车辆状态进行检测的加速度、角速度等的检测元件11的状态经树脂成形而成的。检测元件11的引线端子14从一次模塑体12引出至外部并被焊接到连接器端子16。在车辆状态检测装置中，还使用热塑性树脂对一次模塑体12进行二次成形，从而使二次模塑体13成为装置的筐体。一次模塑体12的一端部被二次模塑体13支承，并配置于由二次模塑体13形成的空洞部19内。在二次模塑体13上设有连接器外壳部15，在连接器外壳部15内配置有连接器端子16，以便与外部连接器相连。空洞部19从外壳内贯穿至与检测元件11的安装位置相对应的部分。另外，在二次模塑体13周围一体地设有例如由孔构成的装置固定部17。 

在图2中示出了车辆状态检测装置的成形模具的结构，在图3中示出了二次模塑体的制造方法(其中，装置固定部未图示)。至少使用上模具119、下模具120及滑动模具121这三个模具来进行上述车辆状态检测装置的二次模塑体13的成形。 

将通过一次成形制作出的一次模塑体12设置在一对夹持构件121a之间，藉此使用滑动模具121来进行临时保持。接着，将被滑动模具121临时保持的一次模塑体12载置到下模具120上，其中，该下模具120可将装置筐体、连接器外壳部及装置固定部一体地形成。然后，在下模具120上盖合对应的上模具119，注入树脂并使其冷却，从而使二次模塑体13固化。在该状态下，形成作为筐体的外周部，并利用滑动模具121形成了连接器外壳部15的内径部。接着，将滑动模具121从脱离上下模具的二次模塑体 13中拔出，滑动模具的夹持构件121a被拔出后留下的痕迹形成空洞部19，该空洞部19从连接器外壳部内贯穿至一次模塑体12的与检测元件的设置位置相对应的面区域。 

由于一次模塑体12作为二次成形时的嵌件零件，因此，需要可将其保持成不会在成形树脂的注入压力下被冲走的机构。在如图13说明的现有装置中，通过在上模具119’和下模具120’上设置凸状的一次模塑体保持部28来对一次模塑体12进行保持，但在本发明中，由于构成为使用滑动模具121来进行保持，因此，在上模具119和下模具120上不需要设置保持机构。其结果是，能减少现有装置那样的在后续工序所需的密封构件及密封工序，也不需要考虑由此引起的对检测元件11的影响。 

另外，如上所述，若在将一次模塑体12设置于滑动模具121中的状态下进行二次成形，则被滑动模具121保持的部分在脱模后形成连接器外壳部15的内表面与一次模塑体12的外表面之间的空洞部19。因此，被嵌入一次模塑体12的检测元件11隔着空洞部19被作为筐体的二次模塑体13覆盖。由于利用上述空洞部19将检测元件11与二次模塑体13隔开，因此，检测元件11几乎不会直接受到二次成形时及二次成形后的热应力。这很大程度上有利于使受本装置的制造偏差影响的电特性稳定，并能确保温度特性及受历时劣化影响的特性的稳定性。 

检测元件11也可包括对检测信号进行电处理的电路，另外，还可在检测元件11和引线框18上装设信号处理电路、电阻、电容等电子元器件。 

在图4中示出了外部连接器与车辆状态检测装置的嵌合状态。车辆状态检测装置的连接器端子16与对象侧连接器52的连接器端子53连接，连接器端子53与输送检测信号的信号线束54连接。由于车辆状态检测装置在发挥产品作用的状态下是与对象侧连接器52连接的，因此，连接器外壳部15内的空洞部19通过对象侧连接器52的外壳部而与外部隔断，一次模塑体12不会直接露出至外部。另外，只要使连接器外壳部15与对象侧连接器52的外壳部之间的嵌合结构及对象侧连接器52的结构加强防水性能，也能容易地确保装置的耐水性能。特别地，在耐水性方面，由于二次模塑 体13在筐体外周是无缝结构，因此，能期待较高的可靠性。 

如上所述，根据本实施方式1，以使通过二次成形而形成的连接器外壳部15内的空洞部19贯穿至一次模塑体12的与检测元件11的位置相对应的面区域的方式来进行模塑成形(日文：型成形)。因此，在二次成形时，成形所用的树脂位于远离检测元件的位置，所以，注入树脂的热应力不易作用至检测元件。其结果是，能避免在特性上产生偏差的情况。另外，即便在使用车辆状态检测装置的过程中，由于在二次模塑体与检测元件之间存在空洞部，因此，也能避免二次模塑体侧的应力作用至检测元件。一般在同一种类的装置中，出于耐冲击性和作为连接器外壳的成形性的考虑，筐体的树脂使用热塑性树脂，但热塑性树脂在成形时的热应力较大，很难对注塑后的检测元件进行两次成形。但是，根据本发明，也能使用热塑性树脂。另外，在使用时通过与对象侧连接器嵌合，便能容易地利用对象侧连接器的衬垫等防水结构来封闭空洞部，因此，能确保气密性，也不需要之后特意堵住空洞部，且无需密封构件及后续工序。此外，能以较低的成本来实现小型、轻量且可靠性高的车辆状态检测装置。 

实施方式2 

图5是表示本发明实施方式2的车辆状态检测装置的一次模塑体的结构的说明图。 

在被滑动模具121夹住的一次模塑体12的相对的两个面上设有肋状的定位导向件25，以从三个方向围住与内部的检测元件11的位置相对应的面区域。利用该定位导向件25，可限制一次模塑体12相对于滑动模具121的安装位置。藉此，可使检测元件11相对于二次模塑体13的位置关系变得可靠，并可提高产品的尺寸精度。此外，由于不会发生检测元件11的倾斜等，因此，可提高产品特性的稳定性。另外，通过设置定位导向件25能增大二次成形时的一次模塑体12与滑动模具121的接触面积，此外，还能增大成形树脂的流动阻力，因此，能防止二次成形的树脂从上述间隙流入被定位导向件25围住的内侧、即检测元件11附近。 

另外，如图5(a)所示，在一次模塑体12上，以在定位导向件25的 内侧将与检测元件11的位置相对应的面区域围住的方式设有槽26。在二次成形时，即使成形树脂从一次模塑体12与滑动模具121之间的间隙流入，也能利用该槽26在树脂到达检测元件11附近之前阻断树脂。因此，通过设置定位导向件25和槽26，能更可靠地确保设置在与检测元件11相对应部分的空洞部19。 

更为理想的是，将定位导向件25及槽26设置在一次模塑体12的两个面以上，但即便是仅设在一个面上的情况下，也能期待上述效果。另外，在图5中，将定位导向件25设为凸形状，但也可设为凹形状，并能期待同样的效果。 

实施方式3 

图6是表示本发明实施方式3的车辆状态检测装置的全模塑安装型结构的剖视图。在图中，对与图1相当的部分标注相同的符号，而省略有关该部分的相同说明。 

在上述实施方式1的一次模塑体的结构中，通过焊接将从引线框18形成的引线端子14与连接器端子16错层(日文：段違い)连接，但在本实施方式3中，如图6所示，是将引线框18的引线端子14延长作为连接器端子16’以便在同一平面上进行一体化的结构。 

通过将连接器端子如上所述构成，能减少部件数并能省去两个部件的接合工序，从而能降低车辆状态检测装置的价格。此外，通过使经一体化后的引线框18和连接器端子16’处于同一平面，能相应地将一次模塑体12形成为较薄的形状。这不仅有利于装置的小型化，还能更容易地形成将连接器外壳部15内部的空洞部延长至检测元件11附近的结构。 

实施方式4 

图7是表示本发明实施方式4的车辆状态检测装置的全模塑安装型结构的剖视图。在图中，对与图6相当的部分标注相同的符号，而省略有关该部分的相同说明。 

在本实施方式4中，使形成引线框18的构件的与连接器端子16’相反一侧延长，以形成将检测元件11覆盖的折返部18a。通过形成折返部18a 能期待电磁屏蔽的效果。该折返部18a使用GND端子侧的引线框是较为理想的。 

另外，如图8所示，设置使引线框18在检测元件11周围弯曲立起的弯曲立起片(日文：曲げ起こし片)18b。通过设置该弯曲立起片18b，能提高防止引线框18翘曲、变形的刚度，从而可提高对树脂成形所产生的热应力及由外力产生的应力的容许量，并能期待具有电磁屏蔽效果。 

实施方式5 

图9是表示本发明实施方式5的车辆状态检测装置的加强结构的透视俯视图。在图中，对与图1相当的部分标注相同的符号，而省略有关该部分的相同说明。 

二次模塑体13必定具有固有频率，若检测元件11与装置固定部17共振，则会输出不理想的状态，作为对车辆状态进行检测的装置而言是个问题。因此，理想的是使二次模塑体13的固有频率比本来的检测对象的频率区域高得多。此时，需确保装置固定部17与检测元件11之间的结构体的刚度，但一般可用于筐体的热塑性树脂的刚度有限。因此，在想确保刚度的树脂部分中插入加强构件27以对筐体进行加强，从而使刚度得到提高，其中，上述加强构件27的材质的杨氏模量比构成二次模塑体13的树脂的杨氏模量大。 

另外，加强构件27也可以是如图10所示设于现有一次模塑体12上的相同材质的扩大部12’或是如图11所示设于装置固定部17所用的圆筒零件(例如金属制的衬套)上的相同材质的扩大部17’，而不用增加新的材质。利用这种扩大部12’、17’，也能提高装置的固有频率，从而能使二次模塑体13的刚度得到提高。由于按上述方法来使刚度提高还具有使构成二次模塑体13的热塑性树脂的壁厚变薄的效果，因此，也可作为降低在二次成形时产生的树脂空隙的处置方法。 

工业上的可利用性 

如上所述，在本发明的车辆状态检测装置及制造方法中，为了对经一次模塑后的检测元件进行二次模塑，采用使通过二次成形而形成的连接器 外壳部内的空洞部贯穿至一体模塑体的与检测元件的位置相对应的面区域的结构，因此，可使成形时的热应力不会影响到检测元件。 

Claims (12)

1.一种车辆状态检测装置，由二次模塑体构成，在引线框上安装有对车辆状态进行检测的检测元件的状态下进行树脂成形，并对得到的一次模塑体进行二次成形，以将连接器外壳部与装置固定部形成一体，从而构成所述二次模塑体，其特征在于，

使通过所述二次成形而形成的连接器外壳部内的空洞部贯穿至一次模塑体的与所述检测元件的位置相对应的面区域，以夹住所述检测元件。

2.如权利要求1所述的车辆状态检测装置，其特征在于，

在一次模塑体上，以围起所述一次模塑体的与检测元件的位置相对应的面区域的方式，设有确定安装于滑动模具的位置的定位导向件。

3.如权利要求2所述的车辆状态检测装置，其特征在于，定位导向件形成为肋状。

4.如权利要求2所述的车辆状态检测装置，其特征在于，

在一次模塑体上设有槽，该槽在定位导向件的内侧围住所述一次模塑体的与检测元件的位置相对应的面区域。

5.如权利要求1所述的车辆状态检测装置，其特征在于，用引线框将检测元件的引线端子和与对象侧连接器相连的连接器端子形成一体，其中，上述检测元件的引线端子从一次模塑体中被引出并设置在连接器外壳部内。

6.如权利要求5所述的车辆状态检测装置，其特征在于，

引线端子与连接器端子构成在同一平面内。

7.如权利要求5所述的车辆状态检测装置，其特征在于，

引线框具有折返部，所述折返部形成为使该引线框的与连接器端子相反的一侧延长来覆盖检测元件。

8.如权利要求5所述的车辆状态检测装置，其特征在于，

引线框在一次模塑体的与检测元件的位置相对应的周围具有弯曲立起部。

9.如权利要求1所述的车辆状态检测装置，其特征在于，

二次模塑体在检测元件与装置固定部之间设置有加强构件，该加强构件的材质的杨氏模量比所述二次模塑体的树脂的杨氏模量大。

10.如权利要求9所述的车辆状态检测装置，其特征在于，加强构件形成为设置在一次模塑体上且材质与该一次模塑体的材质相同的扩大部。

11.如权利要求9所述的车辆状态检测装置，其特征在于，加强构件形成为设置在金属圆筒零件上且材质与该零件的材质相同的扩大部，其中，所述金属性圆筒零件用于设置在二次模塑体中的装置固定部。

12.一种车辆状态检测装置的制造方法，其特征在于，

在引线框上安装有对车辆状态进行检测的检测元件的状态下进行一次成形，并将得到的一次模塑体设置在滑动模具的一对夹持构件之间来进行临时保持，

将被滑动模具临时保持的一次模塑体设置于下模具，

在所述下模具上盖合对应的上模具，并朝模具内注入树脂来进行二次成形，

将所述滑动模具从脱离上下模具的二次模塑体中拔出，从而使所述滑动模具的夹持构件被拔出后留下的痕迹形成空洞部，该空洞部从连接器外壳部内贯穿至所述一次模塑体的与所述检测元件的设置位置相对应的面区域。