JPH09510416A - ウインドガラスにおける光電子式のセンサの固定および結合ならびにセンサの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フロントウインドガラスにおける異物、特に雨滴を検知するための光電子式のセンサ１が、外側のハウジング部分２と、内側のハウジング部分３と、固定装置４とを有しており、この固定装置４はウインドガラス５に接着されている。外側のハウジング部分２には、たとえば２つのスライダ６から成る固定手段が設けられている。この固定手段は、センサ１をウインドガラス５に固定するための固定装置４に係合可能である。センサ１の内部では、センサ１の光電子素子を支持する内側のハウジング部分３が、外側のハウジング部分２に支持されたばね力によりフロントウインドガラス５に向かって前押圧され、これによりフロントウインドガラスへの光学的な結合が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 ウインドガラスにおける光電子式 のセンサの固定および結合ならび にセンサの構造 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、ウインドガラスにおける異 物、特に雨滴を光学的に検知するためのセンサから出発する。 このような形式の公知の装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４００６４２ ０号明細書）では、光学的に透明なウインドガラスの内面に、送信器と受信器と を有するセンサが中間層を介して直接に接着固定されている。この中間層は光学 的に非透明のシートから成っており、このシートは送信器と、受信器と、送信器 と受信器との間に設けられた測定区間との範囲にそれぞれ切欠きを有している。 送信器と受信器とのための両切欠きには、光学的に透明の材料から成るシート片 が挿入されている。このような、互いに異なる材料から成る中間層を用いて、セ ンサは直接にウインドガラス、特に自動車のフロントウインドガラスの内面に接 着固定される。 前記公知の装置は中間層として特別に形成されたシートを必要とし、しかも送 信器入力結合部と測定区間 と受信器出力結合部との全長にわたって接着固定されなければならない。実際の 使用では、このような、比較的大きな寸法の層をウインドガラスの面における空 気泡の封入なしに接着固定することは特に困難であることが判っている。しかし 、センサの機能性およびセンサの申し分のない作動を得るためには、ウインドガ ラスへの入射時に光路の屈折特性の変化が行われないように、送信器と受信器と を直接にウインドガラスへ光学的に結合することが必要である。しかし接着時に は、ウインドガラスと送信器／受信器との間の空気封入により、このような屈折 特性の変化が生ぜしめられるので不都合である。 発明の利点 請求項１の特徴部に記載の本発明によるセンサは、従来のものに比べて、ウイ ンドガラスと送信器／受信器との間の空気封入が確実に排除されるという利点を 有している。この極めて臨界的な範囲ならびに送信器と受信器との間に位置する 測定区間の範囲では、センサをウインドガラスに固定するためにも、光学的な結 合のためにも、接着技術は使用されない。送信器と受信器は、ばね力によって押 圧されたシリコーンクッションによってウインドガラスの面に押圧され、ひいて は結合されるので有利である。センサが外側のハウジング部分と、内側のハウジ ング部分と、固定装置とを有しており、この固定装置がウインドガラスに接着さ れているので有利である。内側のハウジング部分は主要な光電子素子を支持して いて、外側のハウジング部分と内側のハウジング部分との間で作用するばね力に よってウインドガラスに押圧される。外側のハウジング部分は固定手段を有して おり、この固定手段はウインドガラスに接着固定された固定装置と着脱可能に係 合させることができる。これにより、センサはウインドガラスに固定される。 本発明によれば固定装置だけがウインドガラスに接着固定されることに基づき 、この作業過程はセンサ自体の組付けとは完全に分離することができる。たとえ ば固定装置はフロントウインドガラスの製造業者によって既に正確な位置に接着 することができる。次いでたとえば自動車製造業者において、はじめてセンサ自 体の組付けが行われる。 請求項２以下に記載の構成により、請求項１に記載のセンサの有利な改良が可 能となる。 本発明によるセンサの有利な構成では、固定装置が、ウインドガラスに接着さ れた２つの保持ベースから成っている。この場合、この保持ベースは、ウインド ガラスから間隔を置いて配置された、有利には円筒状の保持ピンを有していると 有利である。 本発明の別の有利な構成では、固定手段が、有利には２つのスライダから成っ ており、該スライダが、斜めの平面に配置されたスリットを備えている。この場 合、スライダは外側のハウジング部分に摺動可能に取り付けられていて、保持ベ ースに設けられた円筒状の保持ピンに押し込み可能である。 本発明のさらに別の有利な構成では、内側のハウジング部分に２つのシリコー ンクッションが挿入可能であり、このシリコーンクッションが、送信器および受 信器とウインドガラスとの間の結合を生ぜしめる。 本発明のさらに別の有利な構成では、内側のハウジング部分にセンサの種々の 主要構成部分が挿入可能である。これらの構成部分とは特に、光線ビームを案内 するためのプリズム部分、送信器、受信器、測定区間のための加熱装置および電 子装置ボードである。幾つかの構成部分は既にこの電子装置ボードに前組付けさ れていると有利である。 本発明のさらに別の有利な構成では、第１の電子装置ボードに対して平行に第 ２の電子装置ボードが設けられていて、この第２の電子装置ボードはフレキシブ ルな結合部を介して第１の電子装置ボードに結合されている。この第２の電子装 置ボードはセンサの接続コネクタをも保持していると有利である。このフレキシ ブルな結合部により、接続コネクタとセンサとの機械的な分離が行われるので有 利である。 本発明のさらに別の有利な構成では、外側のハウジング部分に、係止キーを備 えたポケットが設けられており、このポケットには各１つのばねが挿入されてロ ックされる。これにより、内側のハウジング部分と外側のハウジング部分との間 にばね力が加えられる。さらに、外側のハウジング部分には、全周にわたって延 びるシール部材が設けられている。このシール部材はウインドガラスに載設され ており、センサの内部を外部環境に対してシールしている。 図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は、本発明によるセンサの斜視図を示しており、この場合、内側のハウ ジング部分に挿入可能な各構成部分は分解されて図示されており、 第２図は、固定装置として働く、ウインドガラスに接着固定可能な保持ベース と、固定手段として働く、引き出された状態で示されたスライダとを備えた、本 発明によるセンサの斜視図を示している。 実施例の説明 第１図には、本発明によるセンサ１の分解斜視図が示されている。センサ１は 外側のハウジング部分２と、内側のハウジング部分３と、固定装置４とを有して いる。この固定装置４は保持ベース４１を有しており、この保持ベース４１はウ インドガラス５から間隔を置いて配置された円筒状の保持ピン４２を備えている 。保持ベース４１から成る固定装置４はウインドガラス５に接着固定される。こ のことは、センサ１自体の 組付けとは別個に行うことができるので有利である。 第２図に示したように、外側のハウジング部分２には、２つのスライダ６から 成る固定手段がガイドに摺動可能に設けられている。このスライダ６には、ウイ ンドガラス５の平面に対して斜めの平面に配置されたスリット６１がスライダ６ の両側もしくは外側のハウジング部分２の両側で設けられている。センサ１を固 定するためには、センサ１が保持ベース４１に装着され、スライダ６が外側のハ ウジング部分２の内部へ押し込まれる。このときにスリット６１は保持ピン４２ を捕捉し、その後にこの保持ピン４２は斜めのスリット６１に沿って滑動して、 円形の係止凹部６２に係合してロックされる。これにより、スリット６１の斜め の平面によってセンサ１はウインドガラス５に固着するように引き付けられ、係 止機構によって着脱可能に保持されている。 第１図に示したように、内側のハウジング部分３は、種々の構成部分が挿入可 能となる一種のフレームから成っている。図面を見易くする目的で、内側のハウ ジング部分３の前壁は図示していない。これにより、その背後に位置する、種々 様々に形成された複数の収容室が見えている。前壁には、２つのスリットが設け られており、両スリットは２つのシリコーンクッション７に設けられた前側の突 起７３を収容するために働く。シリコーンクッション７の後ろ側の突起７３は、 符号７４で示したリップに載設される。第１図に示した状態では、このリップ７ ４は受信室７２の範囲においてしか見えていない。送信室７１の範囲では、対応 するリップが別の構成部分によって遮蔽されて図面には見えていない。シリコー ンクッション７はウインドガラス５に対するガラス透明な窓を形成している。こ のシリコーンクッション７は、上方を向いた２つの矢印７０の方向で、内側のハ ウジング部分３に挿入されて、この場所で突起７３によって保持される。 内側のハウジング部分３に引き続き各構成部分を装備する際に、両シリコーン クッション７の上方に位置する収容室には２つのプリズム部分８が２つの矢印８ ０の方向で、図面で見て左側から右側へ押し込まれる。このプリズム部分８はセ ンサ内の光線ビームを変向させる。プリズム部分８はレンズをも有していると有 利である。 本発明の有利な実施例では、電子装置ボード９に別の重要な構成部分（図示し ない）の他に送信器１０と受信器１１と加熱装置１２とが固定されている。さら に、この電子装置ボード９に対して平行に第２の電子装置ボード９１が設けられ ている。この第２の電子装置ボード９１はフレキシブルな結合部９２を介して第 １の電子装置ボード９に結合されている。この第２の電子装置ボード９１は接続 コネクタ９３をも保持している。フレキシブルな結合部９２により、内側のハウ ジング部分３に設けられた各構成部分は機械的に分離されているので、接続コネ クタ９３における運動は内側の構成部分には作用し得ない。対応する光電子素子 を備えた両電子装置ボード９，９１から成る構成群は矢印９４で示したように図 面で見て左側から、内側のハウジング部分３に設けられた対応する収容室へ押し 込まれる。このときに、内側の電子装置ボード９だけが、たとえば係止フック３ ９０によって確保される。第２の電子装置ボード９１は既に述べたように、フレ キシブルな結合部９２を介してしか第１の電子装置ボード９に保持されない。こ れによって、内側のハウジング部分３には対応する各構成素子および各構成部分 が完全に装備されている。 加熱装置１２は第１図に示したように、面状に加熱プレートの形式で形成され ている。さらに、この加熱プレートはばね弾性的に形成されているか、もしくは 支承されている。加熱装置１２が内側のハウジング部分３に設けられた所属の収 容室１１１に押し込まれていると、この加熱装置１２は内側のハウジング部分３ に設けられた平らな載設部分１１２と、ウインドガラス５との間でばね弾性的に ウインドガラス５に押圧される。加熱装置１２によってカバーされた範囲はセン サ１の測定区間に相当していて、両シリコーンクッション７の間に位置している 。加熱装置１２により、測定区間の除氷と、センサ１の内部で場合によっては形 成されれる飛沫水の蒸発とが行われる。 内側のハウジング部分３に、上で説明したように各構成部分が装備された後に （この組立ては第１図において大括弧３００で示されている）、内側のハウジン グ部分３は大矢印３０１で示したように上方から外側のハウジング部分２に挿入 される。 外側のハウジング部分２の各端面壁２１には、内側でポケット２２が設けられ ており、このポケット２２は係止キー２３を備えている（第１図に破線で示す） 。このポケット２２には、ほぼＬ字形に形成されたばね２４の一方の脚部２５が 矢印２６の方向で挿入される。この脚部２５には、切欠き２７が設けられている 。ばね２４が矢印２６の方向でポケット２２に押し込まれると、この脚部２５は ポケット２２に設けられた係止キー２３を変位させ、その結果、係止キー２３は 切欠き２７に完全に係合して、ばね２４をロックする。ばね２４の他方の自由な 脚部２８は前端部に、ほぼ内側のハウジング部分３の方向に突出した押圧面また は載設面２９を有している。この押圧面２９により、ばね２４は内側のハウジン グ部分３の上端部に設けられた作用面３９に載設される。外側のハウジング部分 ２に固着するように作用する上記ばね２４により、内側のハウジング部分３と、 この内側のハウジング部分３に内蔵された各構成部分はウインドガラス５の方向 に押圧される。当該の各構成部分の寸法は、センサが 組み込まれている場合、つまり固定手段もしくはスライダ６が、ウインドガラス ５に接着固定された固定装置４と係合している場合、シリコーンクッション７と 加熱装置１２とが常時ばね弾性的に押圧されてウインドガラス５に載設されるよ うに設定されている。 内側のハウジング部分３を外側のハウジング部分２に挿入し、かつばね２４を ポケット２２に挿入した後に、第１図に示したように最後に閉鎖カバー２０１が 外側のハウジング部分２に装着される。この閉鎖カバー２０１には、固定のため に係止開口２０３を備えた固定部分２０２が設けられている。この固定部分２０ ２は矢印２０４の方向での挿入時に外側のハウジング部分２の内部に係合して、 係止開口２０３が係止突起２０５に係合する。この係止突起２０５は外側のハウ ジング部分２の内部で端面壁２１に設けられている（第１図に破線で示す）。 外側のハウジング部分２のベースは全周にわたって延びる溝（図示しない）を 備えている。この溝には、第１図に示したように全周にわたって延びるシール部 材２０６が固定されている。このシール部材２０６はセンサ１の内部を外部に対 してシールするために働く。これにより、ダストや水はセンサ内部から遠ざけら れる。シール部材２０６はさらにセンサをウインドガラスの曲率に適合させるた めにも役立つ。すわなち、たとえばシール部材２０６の厚さはセンサ１が組み付 けられた状態で、中央部で２ｍｍであり、縁部でそれぞれ１．７ｍｍである。こ れにより、ウインドガラス５におけるセンサ１の、製造誤差とは無関係な接触が 保証されている。このための力はスライダ６と保持ベース４１とを介してシール 部材２０６に伝達される。 本発明によれば、ウインドガラス５におけるセンサ１の前記接触固定は、各シ リコーンクッション７を介して行われる、送信器１０と受信器１１との結合とは 完全に無関係となるので特に有利である。なぜならば、シリコーンクッション７ は、内側のハウジング部分３と外側のハウジング部分２との間で生ぜしめられる 、ばね２４により加えられるばね力によってウインドガラス５に押圧されるから である。したがって、シリコーンクッション７によるこのような押圧結合も製造 誤差とは無関係となる。 接続コネクタ９３は第１図に示したように、その外側のハウジング部分２に面 した側で、全周にわたって延びる溝９３１を備えている。外側のハウジング部分 ２および閉鎖カバー２０１の隣接した部分の、接続コネクタ９３の側に位置する 外壁９３２は、切欠き（図示しない）を備えている。この切欠きの寸法は、接続 コネクタ９３に設けられた溝９３１よりも大きく形成されている。これにより、 センサ１が完成された状態でも、センサ１自体を運動させることなく接続コネク タ９３を運動させることができるようになる。これに よって、接続コネクタ９３のための支持体として働く第２の電子装置ボード９１ のフレキシブル性は外部に対しても保証されている。 本発明は、センサ１の簡単な固定ならびにセンサ１の極めて有利な構造を要旨 としている。固定ベース４１はウインドガラス製造業者によってフロントウイン ドガラス５に位置正確に接着され得る。次いで、自動車製造業者において、完成 したセンサ１がスライダ６によってウインドガラス５に固定される。本発明によ る特別な構造に基づき、ウインドガラスへの光学構成部分の接着が不要となると いう大きな利点が得られる。ハウジングが外側のハウジング部分２と内側のハウ ジング部分３とに分割されていることにより、窓として働くシリコーンクッショ ン７を結合するための力は、外側のハウジング部分２と内側のハウジング部分３ との間で作用するばね２４のばね力によってしか与えられていない。したがって 、フロントウインドガラスに対する光学的な結合と、フロントウインドガラスに 対するセンサ１のシール部材２０６の接触とが、互いに製造誤差とは無関係に行 われる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年２月１５日 【補正内容】 請求の範囲 １．ウインドガラス（５）、特に自動車のフロントウインドガラスにおける異 物、特に雨滴を光学的に検知するためのセンサ（１）であって、送信器（１０） と受信器（１１）とが設けられていて、該送信器と受信器とがウインドガラスの 内面に結合されていて、送信器と受信器との間の測定区間の範囲でウインドガラ スの外面に存在する異物を検知するようになっており、センサ（１）が、外側の ハウジング部分（２）と、内側のハウジング部分（３）と、固定装置（４）とを 有しており、該固定装置（４）が、ウインドガラス（５）に接着固定されており 、センサの主要構成部分が内側のハウジング部分（３）によって保持されており 、外側のハウジング部分（２）に固定手段（６）が設けられており、該固定手段 （６）が、センサ（１）をウインドガラス（５）に着脱可能に固定するために前 記固定装置（４）と係合可能であり、内側のハウジング部分（３）が、外側のハ ウジング部分（２）に作用するばね力によってウインドガラス（５）に押圧され るようになっている形式のものにおいて、外側のハウジング部分（２）に、係止 キー（２３）を備えたポケット（２２）が設けられており、該ポケット（２２） に各１つのばね（２４）がロックするように挿入可能であり、該ばね（２４）に 設けられた押圧面（２９） が、内側のハウジング部分（３）に設けられた面（３９）に載設されて、前記ば ね（２４）が内側のハウジング部分（３）をウインドガラス（５）に向かって前 押圧していることを特徴とする、ウインドガラスにおける異物を光学的に検知す るためのセンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ウインドガラス（５）、特に自動車のフロントウインドガラスにおける異 物、特に雨滴を光学的に検知するためのセンサ（１）であって、送信器（１０） と受信器（１１）とが設けられていて、該送信器と受信器とがウインドガラスの 内面に結合されていて、送信器と受信器との間の測定区間の範囲でウインドガラ スの外面に存在する異物を検知する形式のものにおいて、センサ（１）が、外側 のハウジング部分（２）と、内側のハウジング部分（３）と、固定装置（４）と を有しており、該固定装置（４）が、ウインドガラス（５）に接着固定されてお り、センサの主要構成部分が内側のハウジング部分（３）によって保持されてお り、内側のハウジング部分（３）が、外側のハウジング部分（２）に作用するば ね力によってウインドガラス（５）に押圧されるようになっており、外側のハウ ジング部分（２）に固定手段（６）が設けられており、該固定手段（６）が、セ ンサ（１）をウインドガラス（５）に着脱可能に固定するために前記固定装置（ ４）と係合可能であることを特徴とする、ウインドガラスにおける異物を光学的 に検知するためのセンサ。 ２．前記固定装置（４）が、ウインドガラス（５）に接着された、有利には２ つの保持ベース（４１）から成っている、請求項１記載のセンサ。 ３．前記保持ベース（４１）が、ウインドガラス（５）から間隔を置いて配置 された、有利には円筒状の保持ピン（４２）を有している、請求項２記載のセン サ。 ４．前記固定手段が、有利には２つのスライダ（６）から成っており、該スラ イダ（６）が、対応して形成された抑え手段（６１，６２）、特に斜めの平面に 配置されたスリットを備えており、前記スライダ（６）が、外側のハウジング部 分（２）に設けられていて、摺動可能に案内されており、しかも前記固定装置（ ４）に設けられた、対応して形成された部分（４２）にロックするように押込み 可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサ。 ５．内側のハウジング部分（３）に２つのシリコーンクッション（７）が挿入 可能であり、該シリコーンクッション（７）が、送信器（１０）と受信器（１１ ）との間でウインドガラス（５）への結合を生ぜしめて、内側のハウジング部分 （３）に作用するばね力によってウインドガラス（５）に押圧可能である、請求 項１から４までのいずれか１項記載のセンサ。 ６．内側のハウジング部分（３）に２つのプリズム部分（８）が押し込み可能 であり、該プリズム部分（８）が、それぞれ送信器（１０）と受信器（１１）と の間で光路の案内を行う、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサ。 ７．内側のハウジング部分（３）に送信器（１０）と受信器（１１）とが押し 込み可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ。 ８．内側のハウジング部分（３）に加熱装置（１２）が挿入可能であり、該加 熱装置（１２）が、送信器入力結合部（７１）と受信器出力結合部（７２）との 間の測定区間（１１１）の範囲でウインドガラス（５）を加熱する、請求項１か ら７までのいずれか１項記載のセンサ。 ９．内側のハウジング部分（３）に、少なくとも１つの電子装置ボード（９） が固定可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載のセンサ。 １０．前記電子装置ボード（９）に送信器（１０）と受信器（１１）と加熱装 置（１２）とが固定されていて、一緒になって内側のハウジング部分（３）に挿 入可能である、請求項５から９までのいずれか１項記載のセンサ。 １１．前記電子装置ボード（９）に、フレキシブルな結合部（９２）によって 第２の電子装置ボード（９１）が平行に取り付けられており、該第２の電子装置 ボード（９１）に、有利にはセンサ（１）のための接続コネクタ（９３）も配置 されている、請求項９または１０記載のセンサ。 １２．外側のハウジング部分（２）に、係止キー（２３）を備えたポケット（ ２２）が設けられており、 該ポケット（２２）に各１つのばね（２４）がロックするように挿入可能であり 、該ばね（２４）に設けられた押圧面（２９）が、内側のハウジング部分（３） に設けられた面（３９）に載設されて、前記ばね（２４）が内側のハウジング部 分（３）をウインドガラス（５）に向かって前押圧している、請求項１から１１ までのいずれか１項記載のセンサ。 １３．外側のハウジング部分（２）に、全周にわたって延びるシール部材（２ ０６）が設けられており、該シール部材（２０６）が、ウインドガラス（５）に 載設されて、センサ（１）の内部を外部に対してシールしている、請求項１から １２までのいずれか１項記載のセンサ。