JP3748328B2 - センサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエアバッグ用サテライトセンサがセンサケース内に収納されてなるセンサであって、特にそのセンサケース内におけるセンサの確実なる取付を維持し、かつその取付け作業性を高めると共に該センサケースの小型化を可能ならしめる構成となしたセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に設備しているエアバッグ装置を、該自動車の側面衝撃発生時に動作せしめるために用いるセンサ（サテライトセンサ）構造の従来例として、例えば図６で示す如きものがある。
【０００３】
１は不図示である車体に固定すべき取付ねじ２を挿通する取付孔３が穿設しているセンサケースであって、このセンサケース１には、平面方形に形成されているセンサ収納部４が設けられ、このセンサ収納部４の内底面の一対の対角位置には取付ねじ孔５を穿設せしめた回路基板取付面６がセンサケース１と一体に形成されている。またその他の対の対角位置には、方形状の回路基板７の受け面８がセンサケース１と一体に形成されている。
【０００４】
上記回路基板７は、上記センサ収納部４の開口部（挿入口）より若干小さ目の大きさ形状に設定されており、この回路基板７の上面には、衝突等の加速度を検出する加速度センサ本体８、その加速度センサ本体８からの信号を演算し、エアバッグ（図示せず）の展開要否を判断するＣＰＵ９及びその周辺回路１０を設け、さらにその回路基板７の一対の対角位置には上記取付ねじ孔５に対応するそれぞれのねじ挿通孔１１が穿設されている。１２は回路基板７に接続されて、センサケース１外へ引出されるリード線を示す。
【０００５】
１３は、上記センサ収納部４内に収納された回路基板７を、そのセンサ収納部４内で保護するための保護蓋であって、この保護蓋１３は、平面から見た場合に略方形を呈しており、その一対の対角位置に上記の取付ねじ孔５に対応してねじ挿通孔１４Ａ，１４Ａが穿設された押接片１４が折り曲げ形成されており、また他の一対の対角位置には、センサ収納部４の内底面方向へ直角に折り曲げられて、その先端で回路基板７を押圧するそれぞれの押え縁１５が形成されている。なお１６は上記の保護蓋１３及び回路基板７をセンサケース１内へねじ止めするための取付ねじを示す。
【０００６】
上記各構成部材により組立てられるセンサ（サテライトセンサ）は、センサケース１のセンサ収納部４内に回路基板７を挿入させ、次いでその回路基板７の上方よりセンサ収納部４内に向けて保護蓋１３を挿入し、しかる後、取付ねじ１６をねじ挿通孔１４Ａ，１１を貫通させて取付ねじ孔５内に螺着してその保護蓋１３及び回路基板７をセンサケース１のセンサ収納部４内に固定し、しかる後センサ収納部４と保護蓋１３とでなす空間内にモールド材を充填して、上記回路基板７をモールド材で埋蔵することで該回路基板７が保護されるようセンサが構成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような構成の従来のセンサにあっては、センサケース１内に収納せしめた回路基板７を挟持固定するために用いられる保護蓋１３には、ネジ１６の螺合によりその回路基板７の上面隅部を押接せしめるための押接片１４を形成し、これらの押接片１４により回路基板７を挟持させる構成となっていることから、上記回路基板７上に周辺回路１０のパターンを形成するにあっては、上記押接片１４の当接面を避けて形成しなければならない。つまり周辺回路１０を避けて押接片１４との当接面を回路基板７の隅部に形成しなければならないことから、回路基板７の面積が大きくなり、これに伴なってセンサ全体形状が大型化されてしまうという不具合があった。
【０００８】
また従来のセンサにあっては加速度センサ本体８を搭載する回路基板７のケース内での支持個所はその回路基板７の四隅部のみであって、その回路基板７の中央部は架橋状態となっているために、該センサが車体等の振動を受けることにより、その回路基板７に共振が発生し、これが原因で正確な加速度信号を検出させることができないという不具合もあった。
【０００９】
さらに、従来のセンサの組付け時においては、リード線１２が接続されてなる回路基板７をセンサケース１内に収納し、次いでその回路基板７上に保護蓋１３を被せようとするとき、そのセンサケース１内に収納しようとしている回路基板７が、そのリード線１２の弾性復元力の作用を受けて、その回路基板７が動いてしまうためにセンサケース１内の所定位置に位置決めする作業が困難である。さらにその位置決めを強制的に行なうために組立作業者の指による押圧力を回路基板７に作用させるとき、その組立作業者の個人差による押圧力の違い又はその回路基板７へ誤って必要以上の押圧力を作用させてしまうなどのことで回路基板７や電子部品等を破損するという不具合もあった。
【００１０】
本発明はかかる従来の不具合に着目してなされたもので、所定形状（面積）に設定した回路基板の配線有効面積を拡張することができるようにして、該回路基板の大型化を抑制し、回路基板を内装するセンサの大型化を防ぐことを第１の目的とする。
【００１１】
さらに本発明では、センサケース内への回路基板の組立作業時において、そのケース内における回路基板の位置決めの容易性と確実性を高め、これによりセンサの組立作業性を高めることを第２の目的としている。
【００１２】
さらに本発明では、ケース内に組付ける回路基板を、ケースとそのケースの蓋との間で確実に挟持固定して、ケース内に内装される回路基板に共振を生じさせることがないようにすると共に、回路基板のケース内組付作業時に作業者による回路基板への必要以上の押圧力の付加による変形を回避することができるケース構成とすることを第３の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の第１の目的を達成するために、本発明の請求項１では、センサ本体及び電子部品を搭載してなる回路基板をロアケース内に収納し、該ロアケースに被着されるアッパケースにより、上記ロアケース内に収納されている回路基板を位置決めする構成のセンサにおいて、上記ロアケースとアッパケースの双方をダイカスト成形し、そのアッパケースにはその内側面の複数個所から内側へ突設されていて、上記回路基板をロアケースの回路基板受け部に押圧挟持せしめるための回路基板押え面を有する脚部と、該脚部に穿設される取付ねじ挿通孔と、上記回路基板押え面の一部分に形成されて、回路基板に設けられている回路パターンとの接触を避けるために形成されている切欠部とを設けてなるセンサであることを特徴としている。
【００１４】
上記第２の目的を達成するために請求項２では、上記の請求項１に加えて、前記回路基板には、第１の貫通孔及び第２の貫通孔を穿設し、また前記アッパケースには、その内側面から上記脚部の突設方向と同方向に突設されて、上記回路基板に穿設されている第１の貫通孔及び第２の貫通孔内へ挿通される第１のボス部及び第２のボス部を設けたセンサであることを特徴としている。
【００１５】
上記第３の目的を達成するために、請求項３では請求項２に加えて、第１のボス部又は第２のボス部のいずれかのボス部の外周面に、前記回路基板の撓みを規制する回路基板当接段部を形成したセンサであることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図１乃至図５に示す実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００１７】
２１は、内部に加速度センサ本体２２を内装しているエアバッグ作動用のセンサであって、このセンサ２１はダイカスト成形されたロアケース２３と、このロアケース２３の開口部に被着される同様のダイカスト成形のアッパケース２４とからなるケースの内部に、上記加速度センサ本体２２、電子部品２５等を搭載している回路基板２６を内装している。さらにこの回路基板２６の上面には、上記加速度センサ本体２２、電子部品２５等に関連する回路パターン２７が形成されている。またケース内に内装されている回路基板２６及び電子部品２５等は軟質ウレタン、軟質シリコン等からなるモールド材２８の充填により防水保護されている。
【００１８】
次に上記ダイカスト製ロアケース２３及びアッパケース２４の構成について述べるが、先ずそのロアケース２３の構成を図２に基いて説明する。
【００１９】
図２で示すように、ロアケース２３は、上記回路基板２６を収納する方形の回路基板収納部２９を有し、この回路基板収納部２９の内底面の３個所の隅部にそれぞれの基板取付ねじ孔３０が形成されており、また残りの隅部に接近した位置にアッパケース位置決め突起３１が形成されている。さらにそのアッパケース位置決め突起３１と略対称位置にアッパケース位置決め孔３２が形成されており、また回路基板収納部２９の壁面中央部には、対向して一対の回路基板受け部３３が形成されている。なお３４は車体等への取付け部であって、この取付け部３４には取付け孔３５が穿設されている。
【００２０】
次に、アッパケース２４は、図３で示すように上記ロアケース２３に形成されている回路基板収納部２９内に嵌入することができる平面略方形に形成されている平板部３８を有しており、その平板部３８の３つの隅部には、それぞれに回路基板押え面３６を有するそれぞれの脚部３７が一体に形成されている。さらにそれら脚部３７には、上記ロアケース２３に設けているそれぞれの基板取付ねじ孔３０に対応する取付ねじ挿通孔３９が穿設されている。
【００２１】
また上記３つの脚部３７のうちの２つの脚部３７の回路基板押え面３６には、図３の（ハ）及び（ホ）で示すように、回路基板２６に形成されている回路パターン２７との当接を避けるための切欠部４０が形成されている。この切欠部４０は、必要に応じて全ての脚部３７に設けてもよい。また、これらの切欠部４０は、そのアッパケース２４がダイカスト製であって、各脚部３７の厚さを厚く形成することができるので、その切欠部４０を容易に形成することができる。
【００２２】
また、このアッパケース２４の上記脚部３７を有しない隅部近傍には、上記脚部３７の突設方向と同方向に突設される第１のボス部４１が形成され、このボス部４１の軸方向中程には、上記脚部３７に形成されている回路基板押え面３６と同一レベルの回路基板当接段部４２が形成されている。さらに上記第１のボス部４１との略対称位置には、第２のボス部４３が形成されている。４４はアッパケース２４の平板部３８に形成した電線引出用切欠部であって、この電線引出用切欠部４４にはリード線４５を挿通したグロメット４６が係合保持される（図１参照）。また、このリード線４５の先端に取り付けられているスナップイン端子４７は、回路基板２６の回路に接続される。
【００２３】
次に上記加速度センサ本体２２及び電子部品２５を搭載してなる回路基板２６の構成について図４で説明すると、この回路基板２６には、上記のロアケース２３に設けられている基板取付ねじ孔３０に対応する３個の取付ねじ挿通孔４８と、上記アッパケース２４に設けられている第１のボス部４１及び第２のボス部４３が貫通される第１の貫通孔４９及び第２の貫通孔５０と、上記リード線４５の先端に取付けられている端子４７が挿入接続される接続孔５１が穿設されている。なお５２は、回路基板２６及びアッパケース２４に形成されているモールド材注入口を示す。
【００２４】
以上がセンサ構成部材の説明であるが、次にそのセンサの組立手順及び作用について説明すると、加速度センサ本体２２及び電子部品２５等を搭載している回路基板２６に設けられている接続孔５１内に、予めグロメット４６を挿通保持しているリード線４５の先端部に取付けられている端子４７を挿入して、回路基板２６とリード線４５との接続を行なう。
【００２５】
次にその回路基板２６の隅部に設けられている各取付ねじ挿通孔４８に、アッパケース２４に設けられている各取付ねじ挿通孔３９が一致するようにして、その回路基板２６の上側にアッパケース２４を被せるが、このとき、アッパケース２４に設けられている第１のボス部４１及び第２のボス部４３を、回路基板２６に設けられている第１の貫通孔４９及び第２の貫通孔５０内に貫通させてアッパケース２４と回路基板２６との平面方向の位置決めを行なった後、リード線４５を挿通しているグロメット４６の周縁に形成されている周溝４６Ａ内にアッパケース２４に設けられている電線引出用切欠部４４の辺縁を嵌合してリード線４５をアッパケース２４に安定保持させる。このとき、リード線４５の張力が作用して回路基板２６とアッパケース２４とが、第１のボス部４１及び第２のボス部４３と第１の貫通孔４９及び第２の貫通孔５０との係合作用で係合保持されている。
【００２６】
次に、回路基板２６に設けられているそれぞれの取付ねじ挿通孔４８及びアッパケース２４に設けられているそれぞれの取付ねじ挿通孔３９がロアケース２３内に設けられている基板取付ねじ孔３０と一致するようにして、その回路基板２６及びアッパケース２４をロアケース２３の回路基板収納部２９内に嵌入させる。このときの第１のボス部４１は、ロアケース２３に設けられている位置決め突起３１に係合され、また第２のボス部４３はロアケース２３に設けられている位置決め孔３２内に係合されてロアケース２３内において、回路基板２６及びアッパケース２４の位置決めがなされる。
【００２７】
次に、そのアッパケース２４の上から、各取付ねじ挿通孔３９，４８を経てロアケース２３の各基板取付ねじ孔３０内に取付ねじ５３をねじ込むことによりアッパケース２４、回路基板２６及びロアケース２３の三者が一体に結合される。しかる後、アッパケース２４及び回路基板２６に設けられているモールド材注入口５２より軟質のウレタン、シリコン樹脂等のモールド材２８をモールドライン（Ｌ）まで注入して防水性を高め、これにてセンサの組立が終了する。
【００２８】
このようにして構成されたセンサにあっては、その組立時において、アッパケース２４に設けられている第１のボス部４１及び第２のボス部４３が、回路基板２６に設けられている第１の貫通孔４９及び第２の貫通孔５０を貫通して、ロアケース２３に設けられている位置決め突起３１及び位置決め孔３２内に係合されることからそのセンサの組立過程時におけるロアケース２３、アッパケース２４及び回路基板２６の三者の位置決めが確保でき、このためにセンサの組立作業性が著しく向上される。
【００２９】
また、組立て後における回路基板２６の下面はロアケース２３に設けられている３隅部の座面３０Ａと中央部の回路基板受け部３３で当接支持され、またその回路基板２６の上面はアッパケース２４の３個所の隅部に設けられている回路基板押え面３６及び第１のボス部４１の周囲に形成されている回路基板当接段部４２により押圧されて、回路基板２６の３隅部は、ロアケース２３とアッパケース２４間で挟持されており、さらにその回路基板２６上面の３隅部を除く隅部は回路基板当接段部４２で押圧されていることから、ロアケース２３とアッパケース２４との間で挟持されている回路基板２６には、そのセンサが車の振動等を受けても共振を生じることがなく、これによりセンサの誤動作が未然に防止できる。
【００３０】
またアッパケース２４の各脚部３７下面に設けられている回路基板押え面３６の一部には回路基板上面との接触を避ける切欠部４０を設けているために、回路基板２６においては、その切欠部４０に対応する部分にまで配線等を施すことができ、これにより回路基板表面の有効利用により回路基板２６の小型化、高密度化ひいてはセンサ全体形状の小型化を達成することができる。
【００３１】
またロアケース２３内への回路基板２６の組付時にはその回路基板２６をアッパケース２４と共にロアケース２３内へ組込むことができ、特にその回路基板２６に触れることなく、回路基板２６及びアッパケース２４をロアケース２３の回路基板収納部２９内へ収納することができるので、回路基板２６のケース内組付け時において、回路基板２６を損傷するといった事故を未然に防止することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明のセンサによれば、回路基板の板面に対する回路パターンの配置効率を高めることができ、これにより回路基板の大型化を抑制してセンサ全体の大型化を防ぐことができる。また本発明では、特にアッパケースの構成により、センサの組立作業時における回路基板の位置決めの容易性と確実性が高められ、これによりセンサの組立作業性が向上する。さらに本発明ではセンサの組立作業時における回路基板の保護及び変形を回避することができ、しかもセンサの組立て後における回路基板について共振等を生じさせることがなくケース内における回路基板の安定した固定を確保できる等の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明よりなるセンサの実施の形態を示す断面説明図。
【図２】本発明のセンサ構成部材であるロアケースを示し、（イ）はその正面図、（ロ）はＡ−Ａ線断面図、（ハ）は平面図、（ニ）はＢ−Ｂ線断面図。
【図３】本発明のセンサ構成部材であるアッパケースを示し、（イ）はその正面図、（ロ）は平面図、（ハ）及び（ニ）は右側面図及び左側面図、（ホ）はその下面図。
【図４】本発明のセンサ構成部材である回路基板を示し、（イ）はその平面図、（ロ）は側面図。
【図５】組立てられた本発明センサの要部を示す断面図。
【図６】従来のセンサの構成部材を示す分解斜視図。
【符号の説明】
２１…センサ ２２…加速度センサ本体
２３…ロアケース ２４…アッパケース
２５…電子部品 ２６…回路基板
２７…回路パターン ２８…モールド材
２９…回路基板収納部 ３０…基板取付ねじ孔
３１…位置決め突起 ３２…位置決め孔
３３…回路基板受け部 ３４…取付け部
３５…取付け孔 ３６…回路基板押え面
３７…脚部 ３８…平板部
３９…取付ねじ挿通孔 ４０…切欠部
４１…第１のボス部 ４２…回路基板当接段部
４３…第２のボス部 ４４…電線引出用切欠部
４５…リード線 ４６…グロメット
４７…スナップイン端子 ４８…取付ねじ挿通孔
４９…第１の貫通孔 ５０…第２の貫通孔
５１…接続孔 ５２…モールド材注入口
５３…取付ねじ

Claims (3)

1. センサ本体（２２）及び電子部品（２５）を搭載してなる回路基板（２６）をロアケース（２３）内に収納し、該ロアケース（２３）に被着されるアッパケース（２４）により、上記ロアケース（２３）内に収納されている回路基板（２６）を位置決めする構成のセンサにおいて、上記ロアケース（２３）とアッパケース（２４）の双方をダイカスト成形し、そのアッパケース（２４）には、その内側面の複数個所から内側へ突設されていて、上記回路基板（２６）をロアケース（２３）の回路基板受け部（３３）に押圧挟持せしめるための回路基板押え面（３６）を有する脚部（３７）と、該脚部（３７）に穿設される取付ねじ挿通孔（３９）と、上記回路基板押え面（３６）の一部分に形成されて、回路基板（２６）に設けられている回路パターン（２７）との接触を避けるために形成されている切欠部（４０）とを設けてなることを特徴とするセンサ。
2. 前記回路基板（２６）には、第１の貫通孔（４９）及び第２の貫通孔（５０）を穿設し、また前記アッパケース（２４）には、その内側面から上記脚部（３７）の突設方向と同方向に突設されて、上記回路基板（２６）に穿設されている第１の貫通孔（４９）及び第２の貫通孔（５０）内へ挿通される第１のボス部（４１）及び第２のボス部（４３）を設けた請求項１に記載のセンサ。
3. 第１のボス部（４１）又は第２のボス部（４３）のいずれかのボス部の外周面に、前記回路基板（２６）の撓みを規制する回路基板当接段部（４２）を形成したことを特徴とする請求項２に記載のセンサ。

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