JP5970555B2 - センサを製造するための方法、及びセンサ - Google Patents

Description

本発明は、センサを製造するための方法に関する。さらに、本発明は、センサに関する。

測定値を測定するための実際の測定素子と、対応する信号処理装置、信号評価装置及び／又は信号伝達装置とから構成される多くのセンサが公知である。例としては、ここでは、自動車のクランク軸及びカム軸の、角度位置と速度と回転数とを測定するためのセンサが挙げられる。当該センサを製造するためには、多数の製造工程が実施されることになる。この場合、センサの構造及その使用目的は様々であるために、様々な製造手段が存在する。それ故に、通常は、ただ１つの固有の製造工程が、各センサに対して使用される。

本発明の課題は、様々な使用目的用の複数種類のセンサが、ほぼ標準化された方法で製造され得る、センサを製造するための方法を提供することにある。

この課題は、以下の、
予備成形品が、異なる寸法を成すセンサ用の電気接触子を収容できるように形成される、及び／又は、予備成形品が、当該電気接触子を圧入によって異なる位置で収容できるように形成される、当該予備成形品を製造するための、ＩＣを有するセンサ素子を予備インサート成形するステップと、
前記電気接触子を前記予備成形品の凹部／又は奥部内に圧入するステップと、
前記センサ素子の前記ＩＣの端子を前記電気接触子に接続するステップと、
前記予備成形品を射出金型内に設置するステップと、
当該完成されたセンサを製造するために、前記予備成形品をインサート成形するステップとから成る本発明の方法によって解決される。

本発明の方法は、様々な種類のセンサ素子及び接触子を収容するために適している、すなわちセンサのそれぞれの使用目的に応じて構成され得る、ほぼ標準化された予備成形品を提供するという基本思想に基づく。この場合、様々な種類の、ＩＣを有するセンサ素子が使用され得る。さらに、上記のセンサ用の電気接触子は、予備成形品と一緒にインサート成形されるのではなくて、圧入によってこの予備成形品に固定されるので、当該電気接触子は、それぞれの使用目的に関連して選択され、且つ当該予備成形品に固定され得る。これにより、当該予備成形品は、規格品として、様々な種類のセンサ素子及び／又は電気接触子を装着され得る。したがって、センサ素子のＩＣの端子が、圧入によって当該予備成形品内に又は当該予備成形品面に配置されている当該電気接触子に接続され、当該予備成形品が、完成されたセンサを製造するためにインサート成形される。

予備成形品（サブモジュール）を製造するために、ＩＣを有するセンサ素子を予備インサート成形することによって、当該センサ素子及びＩＣの位置が、さらなる製造工程のために且つ当該センサの全寿命にわたって固定される。したがって、予備成形品が、当該センサ用の電気接触子を所定の寸法／位置領域にわたって収容できるように、当該予備成形品は設計される。この場合、当該電気接触子は、予備成形品の凹部／奥部内へ圧入され、したがって圧入によって固定される。当該電気接触子７は、打ち抜かれてその後に曲げられている板金部品である。当該板金部品は、特に若干大きくされている。その結果、当該板金部品は、その若干大きくされていることで発生する圧入によって、その全製造工程中に、定位置で保持され得る、つまりその後に実施されるインサート成形時でも保持され得る。

この場合、電気接触子と予備成形品（サブモジュール）との間の間隙が、広い範囲、例えば０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの製品板厚に対して適している。したがって、適用範囲を広くすることが可能である。

多くの利点が、電気接触子を予備成形品内へ圧入することによって奏される。より高い程度の標準化（規格化）及び多くの用途に対して一定の使用態様が達成される。当該予備成形品は、電気接続に関係なく製造され得る。当該予備成形品は、プラグのピン配置に関係しない。予備成形品と電気接触子との間の圧入結合は、広い範囲の製品板厚に対して適している。電気接触子を固定して位置決めするための追加のインサート成形が必要でない。これらの電気接触子は、予備成形品によって保持される。電気接続部分がより少なく、したがって、製造コストがより低い。したがって、その脆弱性が低下する。当該予備成形品（サブモジュール）の上記の射出金型の思想は、当該接触ストリップを敷設することによって妨げられない。

本発明の方法のその他の構成では、予備成形品が、固定部材と一緒に射出金型内でインサート成形される。ここで、当該固定部材は、ボルトによる結合を可能にするために適したフランジでもよい。

ここで説明されているセンサでは、多くの場合に、磁場を生成するための磁石が、磁気測定値を生成するために必要になる。この場合、本発明の方法では、磁石を有する予備成形品（サブモジュール）を製作するため、ＩＣ（集積回路）を有するセンサ素子が、磁石と一緒に予備インサート成形される。こうして、当該磁石は、問題なく予備成形品内に組み込まれ得る。何故なら、この予備成形品は、インサート成形された電気接触子、接触ストリップ等を有しないからである。

特に、予備成形品が、電気接触子のほかに、例えば電気抵抗のような電気部品／電子部品を収容し得るように、この予備成形品は形成される。これらの部品は、当該電気接触子の圧入後に当該予備成形品の対応する収容部内に嵌入され、必要ならば、当該電気接触子に直接に接続される、例えば、電源用の電気接触子に半田付けされる。これにより、これらの部品は、事前に位置決めされ、その後のインサート成形に対しても保護される。

電気接触子の配置が、入れ替えられ得るように、予備成形品が、目的に合わせて形成される。当該配置の入れ替えを実施できるようにするため、特に、複数の電気接触子を交差（いわゆる、スワップ）させるため、十分な空間が、当該予備成形品内に設けられる。したがって、プラグのそれぞれのピン配置が、その用途に適合され得る。例えば、信号線と接地線とが交差され得る。

射出金型内での予備成形品の位置決めを可能にするため、特に、当該予備成形品は、取り外し可能な位置決めピンを装着される。すなわち、例えば、当該予備成形品が、一方の側の当該位置決めピンと、他方の側のプラグの接触ピンとによって位置決めされ得る。次いで、最後の製造ステップで、当該位置決めピンが取り外され得る。

予備成形品を製造するためにＩＣを有するセンサ素子を予備インサート成形するときに、ＩＣを有するセンサ素子が、特に、予備成形品の軸線に対して垂直に位置決めされる。電気接触子を予備成形品内へ圧入した後に、次いで、ＩＣの端子が、当該電気接触子に接続する前に、当該ＩＣの端子は、（９０°だけ）曲げられる。

さらに、本発明は、インサート成形された予備成形品を有するセンサに関する。当該予備成形品は、ＩＣを有するセンサ素子を予備インサート成形し、当該センサ用の電気接触子をこの予備成形品内へ圧入することによって製造されている。当該センサは、ほぼ標準化された予備成形品を有する。その製造工程が、ほぼ標準化されているにもかかわらず、この予備成形品は、様々な種類のセンサ素子及び電気接触子を収容するために適していて、それ故に、対応する使用目的に対して個々に適合され得る。

以下に、本発明を図面に関連する実施の形態に基づいて詳しく説明する。

センサの第１の実施に形態を製造するための個々のステップを示す。 センサの第１の実施に形態を製造するための個々のステップを示す。 センサの第１の実施に形態を製造するための個々のステップを示す。 センサの第１の実施に形態を製造するための個々のステップを示す。 センサの第２の実施の形態を製造するための個々のステップを示す。 センサの第２の実施の形態を製造するための個々のステップを示す。 センサの第２の実施の形態を製造するための個々のステップを示す。

図１ａは、その左側にＩＣを有するセンサ素子１及び対応する導体端子２を有する。コンデンサ３が、当該導体端子２に付設されている。さらに、図１ａは、その中央に円柱状に形成された磁石４を示す。図１ａの右側に示された予備成形品（サブモジュール）５が製作されるように、両部材、すなわちこのセンサ素子１及び磁石４が、適切な樹脂で予備インサート成形される。したがって、当該予備成形品が、センサ素子又はセンサ用の電気接触子７を収容するために、対応する凹部／又は奥部を有する。したがって、センサ素子１の端子２が、予備成形品５から垂直方向に上方に向かって直立しているように、このセンサ素子１がインサート成形される。磁石４が、この予備成形品５の内部に配置されていて、認識することができない。

さらに、予備成形品５が、取り外し可能な位置決めピン８を有するように、予備成形品５が形成される。この位置決めピン８は、その後のインサート成形用の予備成形品５を位置決めするために使用される。図１ｂに示されているように、次いで、センサ用の電気接触子７が、予備成形品５の凹部／奥部６内へ圧入される。したがって、当該凹部／奥部６が、異なる大きさの電気接触子７を圧入によって収容できるように、又は、電気接触子７が、異なる位置に配置され得るように、当該凹部／奥部６は形成されている。すなわち、当該電気接触子７は、図１ｂ及び１ｃに示されているように、例えば、一直線状に又は交差させて配置され得る。

当該電気接触子７は、打ち抜かれてその後に曲げられてある板金部品である。当該板金部品は、若干大きい逆鉤を有する。その結果、こうして、対応する圧入が実施され得る。様々な種類の電気接触子が、予備成形品５の異なる位置に配置され得るように、これらの電気接触子７が、インサート成形されるのではなくて、圧入される点が重要である。

ここでは図示されなかった３つの電気接触子７の圧入後に、センサ素子１の電気端子２が、曲げられて電気接触子７の端部に接続（半田付け）される。当該対応する半田付け部分は、図１ｃに８で付記されている。

ここで図示された実施の形態では、さらに、電気抵抗１１が、予備成形品５上の収容部内に嵌入され、電源用の電気接触子に直接に半田付けされる。当該半田付け後に初めて、その２か所の溶接点間が遮断される。これにより、抵抗を有する実施の形態と、抵抗を有しない実施の形態との双方が、当該構成によって可能になる。

次いで、こうして製造された予備成形品（サブモジュール）５は、射出金型（図示せず）内に設置される。この場合、当該位置決めは、一方の側の位置決めピン８と、他方の側のプラグの接触ピンとによって実施される。固定部材１０と一緒に、当該予備成形部品５は、熱可塑性材料でインサート成形される。その結果、図１ｄに示された、完成されたセンサが得られる。最後の製造ステップとして、図１ｄの右側に示されているように、位置決めピン８が取り外される。

図２の実施の形態は、主に、異なって形成された磁石２３がインサート成形される点と、電気接触子２６が交差しない点だけが、図１の実施の形態と異なる。この場合にも、ＩＣと対応する端子２１とコンデンサ２２とを有するセンサ素子２０が、対応する位置決めピン２５を有する予備成形品２４用の磁石２３と一緒にインサート成形される。さらなるステップでは、電気接触子２６が、当該予備成形品２４の対応する凹部／奥部内へ圧入される。その後に、当該端子２１が、曲げられて当該電気接触子２６に半田付けされる。最後に、こうして形成された予備成形品が、射出金型内に設置され、完成されたセンサを製造するためにインサート成形される。

１ センサ素子
２ 導体端子
３ コンデンサ
４ 磁石
５ 予備成形品
６ 凹部／奥部
７ 電気接触子
８ 位置決めピン
１０ 固定部材
１１ 電気抵抗
２０ センサ素子
２１ 端子
２２ コンデンサ
２３ 磁石
２４ 予備成形品
２５ 位置決めピン
２６ 電気接触子

Claims (9)

1. センサを製造するための方法であって、
   ＩＣを有する一のセンサ素子を予備インサート成形することで予備成形品（サブモジュール）を製造し、前記予備成形品には、第一の用途のための第一のセンサ素子のための電気接触子を圧入によって第一の配置で収容することができ、また、前記第一のセンサ素子のための電気接触子と異なる寸法及び／又は位置の、第一の用途とは異なる第一の用途に代わる第二の用途のための第二のセンサ素子のための電気接触子を、圧入によって前記第一の配置と異なる第二の配置で収容することもできる、二又はそれ以上の用途のための複数の凹部又は奥部を形成するステップと、
   前記電気接触子を前記予備成形品の前記凹部又は奥部内に圧入するステップと、
   前記センサ素子の前記ＩＣの端子を前記電気接触子に接続するステップと、
   前記予備成形品を射出金型内に設置するステップと、
   当該完成されたセンサを製造するために、前記予備成形品をインサート成形するステップとから成る前記センサを製造するための方法。
2. 前記予備成形品は、固定部材と一緒に前記射出金型内でインサート成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ＩＣを有する前記センサ素子が、磁石と一緒に予備インサート成形されることにより、前記磁石を有する予備成形品（サブモジュール）を製作する請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記予備成形品が、前記電気接触子のほかに、電気抵抗のような電気部品／電子部品を収容し得るように、この予備成形品は形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記電気接触子が交差させられて配置されるように、前記予備成形品が形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 予備成形品は、取り外し可能な位置決めピンを装着される請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ＩＣの前記端子は、前記電気接触子に接続する前に曲げられる請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 複数の前記電気接触子が交差され得るように、十分な空間が設けられるように、前記予備成形品が形成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. インサート成形された予備成形品（５，２４）を有するセンサにおいて、
   この予備成形品（５，２４）は、ＩＣを有する一のセンサ素子（１，２０）が予備インサート成形されることにより形成されており、第一の用途のための第一のセンサ素子のための電気接触子を圧入によって第一の配置で収容することができ、また、前記第一のセンサ素子のための電気接触子と異なる寸法及び／又は位置の、第一の用途とは異なる第一の用途に代わる第二の用途のための第二のセンサ素子のための電気接触子を、圧入によって前記第一の配置と異なる第二の配置で収容することもできる、二又はそれ以上の用途のための複数の凹部又は奥部を有し、前記電気接触子（７，２６）が前記予備成形品（５，２４）の前記凹部又は奥部へ圧入されているセンサ。

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