专利名称：车辆用距离传感器设备的制作方法
车辆用距离传感器设备技术领域
本公开涉及一种可以用于车载障碍物检测器的车辆用距离传感器设备。
背景技术：
[专利文献 I] JP 2000-513296A (US 6227501B1)
作为距离传感器设备的示例，将说明利用超声波测量从车辆到障碍物的距离的超声传感器设备。近来的车辆可以配备有间隙声纳装置，该间隙声纳装置为用来辅助例如驻车时的行驶操控的障碍物检测器。间隙声纳装置包括预定数量的超声传感器设备，例如，其中两个设置在前保险杠中，其中四个设置在后保险杠中。间隙声纳装置检测直到从超声传感器发射的超声波到达障碍物并返回时的持续时间，从而测量从车辆到障碍物的距离。当该距离变得小于设定值时，可以通过声音告知驾驶员。上述超声传感器设备在专利文献I 中进行了描述。
如图13所示，当超声传感器设备3’附接至保险杠2的附接孔54时，超声传感器设备3’被分为两个部分框架43’和壳体46’ ；在将所述两个部分相对地放置在保险杠2 的外侧和内侧以后，使所述两个部分彼此靠近并且作为一个组件附接至保险杠。
在常规的超声传感器设备3’中，多个金属弹簧55’附接至支承传感器单元42’的框架43’ ；金属弹簧55’接合在保险杠2中的附接孔54的周缘部处，从而实现超声传感器设备3’的固定。金属弹簧55’例如通过使用多次成形模具而独立于框架43’进行制造，之后与框架43’附接成为一个组件。因此，需要将金属弹簧55’附接至框架43’的过程，增大了超声传感器设备3’的成本。
另外，常规的超声传感器设备3’使用具有两个动作的附接操作第一个动作用于预先将框架43’附接至保险杠2，第二个动作用于附接壳体46’。可以考虑其他首先附接框架43’和壳体46’并且将框架43’和壳体46’插入保险杠2的附接孔54中的附接操作。在这种附接操作中，当金属弹簧55’穿过附接孔54时，金属弹簧55’塑性变形而被挤压。这可能导致未夹住保险杠2的可能性。另外，还难以分别响应于具有不同厚度的保险杠2。发明内容
本公开的目的是提供一种容易地附接至车辆的保险杠并且被固定地保持的车辆用距离传感器设备。
为实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供了如下车辆用距离传感器设备。该设备附接至车辆的保险杠的附接孔，以测量从车辆到障碍物的距离。车辆用距离传感器设备包括传感器单兀、壳体、框架(bezel)以及保持器。传感器单兀从车辆向外发射传输信号。传输信号到达障碍物并且作为反射信号返回。传感器单元接收反射信号。壳体保持传感器单元，并且附接至车辆的保险杠的附接孔。框架具有(i)配合于壳体的管部以及(ii) 位于管部的沿轴向方向的一个端部处的凸缘部。凸缘部具有大于附接孔的孔径的外径。保持器由树脂材料制成并且配合于框架的管部，保持器包括基部、多个臂部、多个爪部以及止动部。基部呈环的形状。所述多个臂部沿轴向方向从基部的一个端面延伸。所述多个爪部是从所述多个臂部的末端沿与轴向方向相交的方向突出的突起。突起具有脊顶部，穿过脊顶部限定有虚拟圆。虚拟圆具有大于附接孔的孔径的直径。当所述多个爪部插入附接孔中时，所述多个爪部弹性地变形(即，经历弹性变形)。在脊顶部已经穿过附接孔的状态下，所述多个爪部弹性地回复(即，经历弹性回复)以与附接孔的退出侧的内周缘接合。止动部设置为当所述多个爪部在脊顶部已经穿过附接孔的状态下弹性地回复时，止动部被附接孔的退出侧的内周缘卡住。
上述车辆用距离传感器设备包括传感器单元、壳体、框架和保持器。当设备附接至保险杠的附接孔时，依照从壳体至其他零件的插入顺序执行进入附接孔的插入过程。在插入过程期间，保持器插入为使得爪部通过附接孔的内周缘而弹性变形。随后，在设备附接至保险杠的附接孔的附接状态中，爪部弹性回复，并且止动部被附接孔的退出侧的内周缘卡住。因此，可以防止距离传感器设备脱出。特别地，止动部设置在具有根据本公开的方面的上述构造的距离传感器设备中。因此，与不具有止动部的常规的距离传感器设备相比较，更加确定地防止了设备脱出。另外，为了将车辆内线束连接至传感器单元，力可以沿距离传感器设备从附接孔脱落的方向作用。即使在这种情况下，上述构造也可以减小距离传感器设备脱出或者偏离的可能性。
根据本公开的第二方面，提供了如下车辆用距离传感器设备。该设备附接至车辆的附接孔，以测量从车辆到障碍物的距离。车辆用距离传感器设备包括传感器单元、壳体、 框架以及保持器。传感器单元从车辆向外发射传输信号。传输信号到达障碍物并且作为反射信号返回。传感器单元接收反射信号。壳体保持传感器单元，并且附接至车辆的保险杠的附接孔。框架具有(i)配合于壳体的管部以及(ii)位于管部的沿轴向方向的一个端部处的凸缘部。凸缘部具有大于附接孔的孔径的外径。保持器由树脂材料制成。保持器包括基部、多个臂部以及多个爪部。基部呈环的形状，并且配合于基部的管部。所述多个臂部沿基部的环的轴向方向从基部的一个端面延伸。所述多个爪部是从所述多个臂部的末端沿与轴向方向相交的方向突出的突起。所述多个爪部包括脊顶部，圆穿过脊顶部。圆具有大于附接孔的孔径的直径。当所述多个爪部插入附接孔中时，所述多个爪部经历弹性变形。在脊顶部穿过附接孔而与附接孔的退出侧的内周缘接合之后，所述多个爪部经历弹性回复。此处， 在保持器的基部配合于框架的管部的状态下，设置有形成在保持器的臂部的内周面与框架的管部的外周面之间的空间间隙。


从下文参照附图进行的详细描述中，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更为显而易见。在附图中
图I是具有根据本公开的实施方式的超声传感器的车辆的平面图2是图示了障碍物检测器的构造的框图3是图示了图2的主要部分的示意图4是超声传感器设备的立体图5是超声传感器设备的分解立体图6A是保持器的爪部的平面图；6B是保持器的爪部的侧视图；6C是保持器的爪部的正视图；6D是沿图6A中的VID-VID线的截面图；7A是具有突起部的框架的侧视截面图；7B是具有两个突起部的框架的侧视截面图；8A是图示了经历弹性变形的一对爪构件的示意图；8B是不具有突起部的框架的侧视截面图；9A、图9B是用于说明将超声传感器设备附接到保险杠的附接孔中的附接操作
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图的图10A、图IOB是用于说明将超声传感器设备附接到保险杠的附接孔中的附接操作的图IlA是图示了超声传感器设备附接在具有小的板厚的保险杠中的附接状态的示意立体图
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图意立体图
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图操作的图。IlB是当保险杠的附接孔的孔径在图IlA中是大的时的平面图；IlC是当保险杠的附接孔的孔径在图IlA中是小的时的平面图；12A是图示了超声传感器设备附接至具有大的板厚的保险杠的附接状态的示12B是当保险杠的附接孔的孔径在图12A中是大的时的平面图；12C是当保险杠的附接孔的孔径在图12A中是小的时的平面图；以及13是用于说明将超声传感器设备附接至现有技术的保险杠的附接孔中的附接具体实施方式
下文描述本公开的实施方式。
图I是具有根据本公开的实施方式的超声传感器设备3的车辆I的平面图。车辆 I具有障碍物检测器100(间隙声纳装置)，障碍物检测器100包括附接至前保险杠2中的左右拐角部的超声传感器设备3(3a、3b)以及附接至后保险杠4中的左右拐角部和中部的超声传感器设备3 (3c、3d、3e、3f)。每个超声传感器设备3均在预定条件下从车辆I向外发射超声波。发射的超声波到达障碍物5并且作为反射的超声波被反射。在接收到反射的超声波时，超声传感器设备3检测从车辆I到障碍物5的距离，经由基于检测到的距离的声音告知车辆I的驾驶员检测到的距离。
参照图2，将说明障碍物检测器100的系统框图。在将障碍物检测器100的主开关7设定为“开”的状态的状态下，驾驶员接通点火开关6。ECU (电子控制单元)9的控制电路11从而被供给来自电池12的电能。此电能供给经由蜂鸣器驱动电路13、14使蜂鸣器 15、16处于操作待机状态。蜂鸣器15与附接至前保险杠2的每个超声传感器设备3 (3a、3b) 相关联；蜂鸣器16与附接至后保险杠4的每个超声传感器设备3(3C、3d、3e、3f)相关联。 随后，驾驶员将车辆I的档位置于除驻车位置(P)以外的位置。由此，使启动开关17转变至“开”的状态，由此启动障碍物检测器100的操作。注意，备用灯18用于当驾驶员将档位置于倒档位置(R)时改变操作状态以操作后保险杠4上的每个超声传感器设备3 (3d、3e)。此外，附接至左右拐角部的每个超声传感器设备3(3a、3b、3c、3f)仅当车速小于预定值(例如，10km/h)时才操作；因此，设置有车速传感器19以检测车速。此外，当驻车制动器操作时，障碍物检测器100不操作；因此，驻车制动器开关21检测操作状态。当驻车制动器操作时，驻车制动器灯22打开，从而告知驾驶员。这些设备经由每个接口电路23至25连接至控制电路11。此外，与障碍物检测器100相关的可选设备经由每个接口电路26至28连接至控制电路11。
如图I和图2所示，每个超声传感器设备3 (3a至3f)均连接至E⑶9。在附接至前保险杠2的两个超声传感器设备3a、3b之中，附接至前保险杠2的左(乘客座椅侧)拐角部的超声传感器设备3a经由线束29a连接至E⑶9的GND (接地)端子3la、前串行通信端子32a和供电端子33a。此外，附接至前保险杠2的右(驾驶员座椅侧)拐角部的超声传感器设备3b经由线束29b串联至超声传感器设备3a。类似地，附接至后保险杠4的左(乘客座椅侧)拐角部的超声传感器设备3c经由线束29c连接至E⑶9的GND端子31b、后串行通信端子32b和电源端子33b。此外，附接至后保险杠4的中部和右(驾驶员座椅侧)拐角部的超声传感器设备3d、3e、3f经由线束29d、29e、29f串联至超声传感器设备3c。
将说明附接至前保险杠2的超声传感器3a、3b的拓扑结构。参照图3，每个超声传感器设备3a、3b均具有电源输入端子34a、34b和电源输出端子35a、35b。E⑶9的电源端子 33a与超声传感器设备3a的电源输入端子34a连接；超声传感器设备3a的电源输出端子 35a与超声传感器设备3b的电源输入端子34b连接(菊花链式连接)。每个超声传感器设备3a、3b的电源均包括稳压器(REG) 37和场效应晶体管(FET) 38。稳压器37位于ASIC (专用集成电路)36的电源端子(Vdd)与电源输入端子34a之间。FET 38位于(i)ASIC 36的开关控制端子与(ii)电源输入端子34a和电源输出端子35a之间。即，向每个超声传感器设备3a、3b的馈电功率通过FET 38的开关操作来切换。
当另一超声传感器设备3连接至超声传感器设备3b时，其与上文类似地进行连接。此连接状态以图3中的虚线示出。注意，附接至后保险杠4的四个超声传感器设备3c 至3f以与超声传感器设备3a、3b的连接相同的方式连接；因此，省略其说明。此外，前侧超声传感器设备3a和3b以及后侧超声传感器设备3c至3f具有各自完全相同的构造；因此， 下面将对一个超声传感器设备3进行共通的说明。
将说明本实施方式的超声传感器设备3的构造。参照图4、图5，超声传感器设备 3包括如下部分。传感器单元42 (麦克风)呈筒状。传感器单元42从车辆I向外发射超声波(即，传输信号)，超声波到达障碍物5并作为反射的超声波(即，反射信号)返回，传感器单元42接收反射的超声波。缓冲材料41由硅酮橡胶等制成并且覆盖传感器单元42。 壳体46支承缓冲材料41和传感器单元42。框架43覆盖壳体46。保持器44附接至框架 43。板构件45为电路部分，其与传感器单元42连接并且控制传感器单元42。
将参照图4、图5进一步说明每个构件或部件。缓冲材料41呈中空筒状，其具有阶梯部，阶梯部包括第一筒部41a和第二筒部41c以及第三筒部41b，第一筒部41a和第二筒部41c分别设置于两个端部，具有几乎相同的外径，第三筒部41b位于第一筒部41a和第二筒部41c之间，具有稍大于第一筒部41a和第二筒部41c的外径的外径。第一筒部41a、第二筒部42b、和第三筒部42c —体形成为一个组件或单元。
传感器单元42包括压电元件(未示出)，压电元件具有预定的特性频率。板构件45操作为向压电元件施加预定电压；由此，压电元件振动以产生超声波。该超声波从传感器单元42的顶面向外发射。传感器单元42接收到达障碍物5并被反射的超声波。此时， 测量超声波经历从传感器单元42到障碍物5的来回行程的持续时间；从而获得从车辆I到障碍物5的距离。
电线42a从传感器单元42的底面延伸；传感器单元42经由电线42a与板构件45 连接。即，两个端子47a从设置在电线42a的末端的连接器47突出，并且两个端子47a插入在板构件45的对应的插孔45a中。由此，传感器单元42与板构件45连接。
下文将说明框架43。框架43包括(i)呈环的形状的薄凸缘部48和(ii)呈管的形状的管壁部49。管壁部49的内径稍大于壳体46中的传感器接纳部63的外径。传感器单元42被缓冲材料41覆盖。缓冲材料41的第一筒部41a和第三筒部41b插入框架43的内部；第二筒部41c插入壳体46的传感器接纳部63的内部。因此，凸缘部48的内径稍大于缓冲材料41的第一筒部41a的外径。管壁部49的内径稍大于缓冲材料41的第三筒部 41b的外径。被缓冲材料41覆盖的传感器单元42容纳在管壁部49中，使得传感器单元42 的顶面和框架43的凸缘部48的顶面形成无任何阶梯的平直面。
框架43的管壁部49在外周面上设置有多个肋部50 (例如，在本实施方式中为四个肋部)；四个肋部50沿管壁部49的圆周以固定的角度间隔布置。每个肋部50均从凸缘部48的底面沿框架43的轴向方向(此方向在下文中指示为轴向方向P)向下延伸；每个肋部50的底端部均位于对应于管壁部49的高度(即，管壁部49的沿轴向方向P的长度)的一半的位置。肋部50增强了框架43的刚度，同时具有防止配合于框架43的保持器44沿圆周移位的功能。
另外，近似矩形的突起部51恰好在凸缘部48下方在管壁部49中设置成与每个肋部50的一侧相邻。矩形突起部51的功能将稍后述及。
另外，框架43的管壁部49在底端部中设置有多个锁定爪52 (例如，在本实施方式中为四个锁定爪52);四个锁定爪52沿管壁部49的圆周以固定角度间隔布置。在本实施方式的框架43的情况下，每个锁定爪52均布置在每个肋部50的正下方。当保持器44配合于框架43时，锁定爪52被卡在保持器44的基部53中。此时，保持器44的爪部55的顶端面抵接凸缘部48的底面。爪部55的顶端面是臂部56的末端部56a。因而，配合于框架 43的保持器44沿上下方向(即，轴向方向P)弹跳而不沿上下方向移位。
另外，框架43的管壁部49沿圆周设置有多个可动壁部49a(例如，在本实施方式中为四个可动壁部49a);四个可动壁部49a沿管壁部49的圆周以固定角度间隔布置。每个可动壁部49a能够独立地沿径向方向向外弹性变形，同时具有作为支承点的基端部。管壁部49设置有多对狭槽49b、49b ;狭槽49b沿轴向方向P从顶端部延伸至底端部，同时狭槽49b在底端部敞开。可动壁部49a限定为管壁部49的位于所述一对狭槽49b、49b之间的部分。每个可动壁部49a均设置有突片孔部49c，突片孔部49c与壳体46的突起部63a 接合。关起部63a设直为罪近壳体46的传感器接纳部63的敞开部。
下文将说明保持器44。保持器44包括基部53和多个爪部55 (在本实施方式中为四个)。基部53呈环的形状并且具有稍大于框架43的管壁部49的外径的内径。四个爪部55中的每一个均从基部53的顶面沿保持器44的轴向方向P向上延伸，并且被保险杠2、 4的附接孔54卡住。爪部55中的每一个均具有相同的形状。爪部55包括臂部56和一对爪构件57。臂部56从基部53的顶面沿保持器44的轴向方向P延伸。所述一对爪构件57 布置为从臂部56的外侧面中的沿宽度方向的端部沿与保持器44的轴向方向P相交并且倾斜于每个臂部56的外侧面的方向突出。所述一对爪构件57对称地布置以提供平面图(轴向方向视图)中的V形。臂部56在沿宽度方向(沿圆周方向)的大约中部中具有狭槽58; 狭槽58沿保持器44的轴向方向P延伸从而具有位于臂部56的末端部56a的开口并且到达基部53的顶面。因此，每个爪构件57均能够独立地弹性变形。所述一对爪构件57之间的敞开角度Θ 1(参照图6A)理想地介于105°至115°之间。
也就是说，在爪构件57的正视图中(在保持器44的侧视图中)，每个爪构件57均呈近似三角形的形状。爪构件57包括第一脊线部57a、脊顶部57b和第二脊线部57c。第一脊线部57a从臂部56的末端部56a沿与保持器44的轴向方向P分开的方向倾斜地上升以到达作为终端部的脊顶部57b。第二脊线部57c以轻微梯度角从爪构件57的脊顶部57b 向下到达臂部56的前表面(外侧面)。另外，参照图6B、6C。在爪部55的侧视图中，在臂部56的内侧面与爪构件57的第一脊线部57a之间形成有角度Θ 2 ;角度Θ 2例如为20° 至25°。在爪部55的正视图中，在臂部56的狭槽58的竖直线与爪构件57的第一脊线部 57a之间形成有角度Θ3;角度Θ 3例如为25°至30°。
如图6A所示，圆59 ( S卩，虚拟圆)限定为穿过爪构件57的脊顶部57a，同时以保持器44的轴向中心为中心；圆59的直径大于每个保险杠2、4的附接孔54的孔径。因此，当超声传感器设备3的保持器44部分地插入保险杠2、4的附接孔54中时，如图6A所示，所述一对爪构件57分别经历沿箭头61a、61b的方向的弹性变形。
此外，参照图6C、图6D。每个爪构件57具有设置在外侧面57d上的止动部62，止动部62处于从爪构件57的第一脊线部57a的终端附近到脊顶部57b的范围。当超声传感器设备3附接在保险杠2、4的附接孔54中时，止动部62被附接孔54的内周缘54b的退出侧卡住(参照图10B)。因此，止动部62具有防止超声传感器设备3从保险杠2、4的附接孔54中脱出的功能。止动部62设置为从爪构件57的外侧面57d大坡度地几乎呈直角上升的形式；止动部62的最外端部与第二脊线部57c连接从而以轻微角度形成斜坡。在本实施方式中，从止动部62的外侧面57d开始的最大突出量t为O. 2_至O. 4_。
下面将说明壳体46。参照图4、图5，壳体46包括传感器接纳部63、基部64和连接器部65。传感器接纳部63包括用于容纳缓冲材料41的第二筒部41c的中空筒。基部 64支承传感器接纳部63。连接器部65倾斜地附接至基部64的端部。壳体46具有利用传感器接纳部63支承被缓冲材料41覆盖的传感器单元42以及利用连接器部65连接线束29 的功能。此外，基部64的底面是向外敞开的开口部；板构件45附接至开口部中，从而填充该开口部。另外，传感器接纳部63在开口部附近沿圆周设置有多个突起部63a(例如，在本实施方式中为四个突起部63a);每个突起部63a均与框架43中的每个可动壁部49a的突片孔部49c接合，从而使框架43与壳体46彼此结合为一体。
下面将说明框架43的突起部51的功能。当保持器44配合于框架43时，保持器 44的臂部56的内周面在框架43的管壁部49的外周面上滑动。此时，框架43的管壁部49 的外周面中的每个肋部50均插入臂部56的每个狭槽58中。当然，肋部50的宽度比槽58 的内部宽度窄。因此，保持器44不沿圆周方向移位。另外，如图7A所示，当臂部56接近框架43的凸缘部48时，臂部56的末端部56a在框架43的管壁部49的外周面中的突起部上方延伸。在此状态下，框架43的锁定爪52与保持器44的基部53接合。因此，在⑴框架43的管壁部49的外周面与(ii)保持器44的臂部56的内周面之间形成空间间隙66。
如图8A所示，当超声传感器设备3附接至车辆I的保险杠2、4的附接孔54时，一对爪构件57沿着扩大图6A中图示的敞开角度Θ1的方向(箭头方向)经历弹性变形。此时，弹性变形力经由所述一对爪构件57还作用在保持器44的臂部56上。图SB图示了未设置任何突起部51的框架43。在此构造中，框架43的管壁部49的外周面牢固地抵接保持器44的臂部56的内周面。在此状态下，当一对爪构件57弹性变形时，力将经由臂部56到达保持器44的基部53。因此，有可能破坏臂部56与基部53的结合。
相反，在本实施方式的超声传感器设备3中，空间间隙66设置在(i)框架43的管壁部49的外周面与(ii)保持器44的臂部56的内周面之间，如图7A所示。即便使所述一对爪构件57弹性变形的力施加于臂部56，臂部56也弹性变形，从而有助于防止力到达基部 53。这有助于防止对臂部56与基部53的结合的破坏。
在图7A中图示的本示例的超声传感器设备3中，突起部51设置在位于框架43的管壁部49的外周面中的凸缘部48的恰好下方的位置。无需局限于此，可以将两个突起部 51、51’分别以预定间隔沿高度方向(即，沿轴向方向P)设置在两个位置。下侧突起部51’ 可以理想地设置为更靠近保持器44的基部53以增大臂部56中的弹性变形量。
下面将说明当将本实施方式的超声传感器设备3附接至保险杠2的附接孔54时的附接操作。参照图9A。超声 传感器设备3设置为将传感器单元42、缓冲材料41、框架43、 保持器44和壳体46 —体地结合为一个组件单元。超声传感器设备3插入为使得壳体46 的连接器部65首先插入保险杠2的附接孔54中(作为插入顺序中的第一步)。换言之，超声传感器设备3依照从连接器部65到超声传感器设备3的其他零件的插入顺序插入附接孔54中。
参照图9B。壳体46的连接器部65已经穿过保险杠2的附接孔54，壳体46的基部64此时位于附接孔54中。另外，尽管超声传感器设备3的整体是倾斜的，但壳体46的基部64也插入附接孔54中。
参照图1OA0超声传感器设备3的壳体46的基部64与保险杠2近似平行地放置， 并且保持器44部分地插入附接孔54中。保持器44的基部53已经穿过附接孔54。在此状态下，超声传感器设备3从进入侧(即，保险杠2、4的内侧)向退出侧(即，保险杠2、4的外侧)推入附接孔54中。保持器44的每个爪构件57的第二脊线部57c抵接附接孔54的进入侧的内周缘54a。超声传感器设备3从进入侧向退出侧进一步推入附接孔54中。一对爪构件57弹性变形以转动从而在以所述一对爪部57的基端部(与臂部56的结合点)为中心的同时沿(由图6A中的箭头61a、61b图示的)方向扩大敞开角度Θ I。狭槽58设置在所述一对爪构件57之间；因此，每个爪构件57的变形的柔性是高的。
当一对爪构件57弹性变形并且接近框架43的管壁部49的外周面时，穿过或者连接所述一对爪构件57的脊顶部57b的圆59的直径(参照图6A)变得小于保险杠2的附接孔54的孔径。使得保持器44 (即，所述一对爪构件57的脊顶部57b)能够穿过附接孔54。
参照图10B。在穿过保险杠2的附接孔54之后，一对爪构件57中的每一个的脊顶部57b均穿过附接孔54的退出侧的内周缘54b。在此状态下，保持器44的每个爪构件 57的第一脊线部57a抵接附接孔54的退出侧的内周缘54b。随后，一对爪构件57弹性回复以转动从而在以所述一对爪部57的基端部(与臂部56的结合点)为中心的同时沿(与图6A中的箭头61a、61b所示的方向相反的)方向减小敞开角度Θ I。当框架43的凸缘部 48抵接保险杠2的附接孔54的外侧(保险杠2的前表面或者进入侧)时，附接孔54的退出侧的内周缘54b抵接一对爪构件57中的每一个的第一脊线部57a。结果，保险杠2夹在(i)一对爪构件57中的每一个的第一脊线部57a与(ii)框架43的凸缘部48之间。此时， 超声传感器设备3的一对爪构件57通过弹性回复力被挤压并与附接孔54的退出侧的内周缘54b接合。由此防止超声传感器设备3从附接孔54脱离或者脱出。
另外，在此状 态下，为了将线束的连接器(未示出)连接至超声传感器设备3，力可以沿壳体46的纵向方向(由图1OB中的箭头67所示的方向)作用，从而有可能使超声传感器设备3倾斜。即使在这种情况下，止动部62也被附接孔54的退出侧或者内侧的内周缘54b卡住，从而防止超声传感器设备3脱出。另外，当作用力随后解除时，爪部57的第一脊线部57a抵接内周缘54b，从而产生回拉力。由此，超声传感器设备3返回至力作用以前的原始状态。
当操作者从保险杠2的外侧或者进入侧沿保持器44的轴向方向P拉动超声传感器设备3时，施加力以分别沿着在图6A中示出的箭头61a、61b的方向转动所述一对爪构件 57。因此，使超声传感器设备3能够从附接孔54脱离。
保险杠2、4设置为具有各种厚度(例如，1. 8mm至3. 6mm)。根据保险杠2、4的厚度，区分一对爪构件57与附接孔54的内周缘54b之间的接合状态。
下面将参照图1lA至图11C、图12A至图12C说明保险杠2、4的厚度可变的情况。 首先，接合位置限定为一对爪构件57中的每一个的第一脊线部57a与附接孔54的退出侧的内周缘54b接合的位置。参照图11A，其图示了当保险杠2、4的厚度是薄的(最小)时的情况。第一脊线部57a的接合位置变得更靠近臂部56的末端部56a。因此，在超声传感器设备3附接至保险杠2、4的附接孔54的状态下，一对爪构件57的敞开角度Θ I变小。换言之，一对爪构件57变为近似直立状态。因此，一对爪构件57的弹性回复力(由图11B、图1lC中的箭头所示)不是很大。此时，一对爪构件57的第一脊线部57a钻入附接孔54的内周缘54b中并与内周缘54b接合。
参照图11B、图11C。当附接孔54的孔径减小时，一对爪构件57的敞开角度Θ I 变大。换言之，一对爪构件57变为近似呈平放状态。在图11B、图11C、图12B、图12C中，一对爪构件57的弹性回复力由箭头图示。与当厚度是厚的(最大)时相比较，当保险杠2、4 的厚度是薄的时的弹性回复力不是很大。如果敞开角度Θ I仍然扩大，则所述一对爪构件 57的外侧面57d响应于扩大的敞开角度Θ I通过弹性回复力挤压附接孔54的内周缘54b。
参照图不了保险杠2、4的厚度是厚的(最大)的情况的图12A。一对爪构件57的第一脊线部57a的接合位置变得更靠近所述一对爪构件57中的每一个的脊顶部57b。由此，在超声传感器设备3附接至保险杠2、4的附接孔54的状态下，一对爪构件57的敞开角度Θ I变大。换言之，一对爪构件57变为呈平放状态。此时，一对爪构件57通过大的弹性回复力(由图12B、图12C中的箭头图示)挤压附接孔54的内周缘54b并与内周缘54b接八口 ο
参照图12B、图12C。当附接孔54的孔径变得更小时，一对爪构件57的敞开角度 Θ1扩大的大得多。响应于扩大的敞开角度Θ1，所述一对爪构件57的外侧面57d通过弹性回复力更大地挤压附接孔54的内周缘54b。
一对爪构件55是变为直立状态还是平放状态，根据诸如保险杠2、4的厚度或者一对爪构件55中的每一个的第一脊线部57a的倾斜角度之类的因素而变化。注意,2. 7mm的基准厚度限定为保险杠2、4的最小值(例如，I. 8mm)和最大值(例如,3. 6mm)的平均值。如果比基准值薄，则一对爪构件55更接近于直立状态。如果比基准值厚，则一对爪构件55能够呈平放状态。无论保险杠2、4的厚度是薄还是厚，设置在一对爪构件57中的止动部62 都被附接孔54的退出侧的内周缘54b卡住。
此外，即使当保险杠2、4的厚度恒定时，附接孔54的孔径也可以例如在大尺寸 (例如，23. 6mm)与小尺寸(例如，23. Omm)之间可变。参照图11B、图11C、图12B、图12C。 当附接孔54的孔径增大时，一对爪构件57的第一脊线部57a更多地钻入附接孔54的内周缘54b中并内周缘54b接合。换言之，一对爪构件57变得更接近于直立状态。这是与保险杠2、4的厚度薄的情况相同的趋势。此外，当附接孔54的孔径减小时，一对爪构件57的外侧面57d通过更大的弹性回复力挤压附接孔54的内周缘54b，从而实现接合。换言之，一对爪构件57变为更大平放的状态。这是与保险杠2、4的厚度厚的情况相同的趋势。
如上文说明的，本实施方式的超声传感器设备3能够从保险杠2、4的外侧插入保险杠2、4的附接孔54中。因此，超声传感器设备3的附接变得更容易。例如，首先经由附接孔54取出线束29a至29f的连接器部到保险杠2的外侧。在此状态下，超声传感器设备3 的连接器部65在保险杠2外的位置与线束29a至29f的连接器部连接。随后，与线束29a 至29f连接的超声传感器设备3能够插入保险杠2的附接孔54中并附接至附接孔54。
在本实施方式的超声传感器设备3中，壳体46设置为使得传感器接纳部63和连接器部65 —体地结合为一个组件单元。可以设置为使得传感器接纳部63和连接器部65 单独地制备以及彼此连接。
在上文说明中，壳体46的框架43和连接器部65设置为具有预定倾斜角度。然而， 壳体46的框架43和连接器部65也可以设置为彼此垂直。
在上文中，作为距离传感器设备的示例，说明了超声传感器设备。然而，其也可以是利用光、电磁波等测量距离的传感器设备。
在上文中，距离传感器设备附接至车辆的保险杠。其也可以附接至除保险杠以外的任何其他部分。
本公开能够用作安装在车辆(例如，汽车)中的障碍物检测器的距离传感器设备。
尽管本文中描述的本公开的方面已经在之前的发明内容中提到，但其另外的可选方面可以陈述如下。
例如，作为本公开的可选的方面，爪部可以包括一对爪构件。在保持器附接在保险杠的附接孔中的状态下，所述一对爪构件可以与附接孔的退出侧的内周缘接合。所述一对爪构件可以布置为在沿轴向方向的视图中呈具有预定敞开角度的V形。当被插入附接孔中时，所述一对爪构件可以弹性变形从而扩大敞开角度。止动部可以设置为沿与保持器的轴向方向相交的方向从所述一对爪构件的相对表面向外突出的突起部。
制造这种止动部不会变得复杂。
例如，作为本公开的可选的方面，止动部的突起部中的突出量可以限定为从所述一对爪构件的相对表面开始。突出量可以随着突起接近保持器的基部而连续地减小。
即使设置有止动部，在传感器设备附接至保险杠的附接孔中的附接操作中，爪部的弹性变形和弹性回复也可以平顺地进行。这不会造成距离传感器设备的附接操作困难。
例如，作为本公开的可选的方面，爪构件可以具有成形为斜坡的脊线部。脊线部可以从爪构件的沿轴向方向的末端部向脊顶部沿与轴向方向相交的方向向外连续地变得更闻。
例如，作为本公开的可选的方面，保险杠的板厚可以设置为使得在附接状态、即车辆用距离传感器设备附接在保险杠中的状态下，止动部卡在附接孔的退出侧的内周缘中。当板厚比预定值薄时，(i)爪构件可以近似呈直立状态，并且(ii)爪构件的脊线部可以钻入附接孔的退出侧的内周缘中，以保持在防止从附接孔脱出的状态。相反，当板厚不比预定值薄时，(i)爪构件可以近似呈平放状态，并且(ii)弹性回复力可以作用在附接孔的退出侧的内周缘上，以保持在防止从附接孔脱出的状态。
例如，作为本公开的可选的方面，保险杠的附接孔的孔径可以设置为使得在附接状态、即车辆用距离传感器设备附接在保险杠中的状态下，止动部卡在附接孔的退出侧的内周缘中。当附接孔的孔径大于预定值时，(i)爪构件可以近似呈直立状态，并且(ii)爪构件的脊线部可以钻入附接孔的退出侧的内周缘中，以保持在防止从附接孔脱出的状态。相反，当附接孔的孔径不大于预定值时，(i)爪构件可以近似呈平放状态，并且(ii)弹性回复力可以作用在附接孔的退出侧的内周缘上，以保持在防止从附接孔脱出的状态。
因此，距离传感器设备的一种类型的保持器能够响应于保险杠的板厚变化或者保险杠的附接孔的孔径变化。
例如，作为本公开的可选的方面，突起部可以设置为从框架的管部的外周面突出。 臂部的内周面可以抵靠框架的外周面上的突起部，从而形成空间间隙。
尽管已经参照其优选实施方式了描述本公开，但应当理解，本公开并不局限于上述优选实施方式和构造。本公开意于覆盖各种改型和等同布置。此外，尽管存在优选的各种组合和构造，但包括更多、更少、或者仅单个元件的其他组合和构造也在本公开的精神和范围内。
权利要求
1.一种车辆用距离传感器设备(3)，所述车辆用距离传感器设备(3)附接至车辆(I)的保险杠(2、4)的附接孔(54)，以测量从车辆到障碍物(5)的距离，所述车辆用距离传感器设备包括 传感器单元(42)，所述传感器单元(42)从车辆向外发射传输信号，所述传输信号到达所述障碍物并且作为反射信号返回，所述传感器单元接收所述反射信号； 壳体(46)，所述壳体(46)保持所述传感器单元，所述壳体附接至车辆的所述保险杠的所述附接孔； 框架(43)，所述框架(43)具有(i)配合于所述壳体的管部(49)，以及(ii)位于所述管部的沿轴向方向(P)的一个端部处的凸缘部(48)，所述凸缘部具有大于所述附接孔的孔径的外径；以及 保持器(44)，所述保持器(44)由树脂材料制成，所述保持器配合于所述框架的所述管部， 所述保持器包括 呈环的形状的基部(53)； 多个臂部(56)，所述多个臂部(56)沿轴向方向(P)从所述基部的一个端面延伸； 多个爪部(55)，所述多个爪部(55)是从所述多个臂部的末端沿与轴向方向相交的方向突出的突起，所述突起具有脊顶部(57b)，穿过所述脊顶部(57b)限定有圆，所述圆具有大于所述附接孔的孔径的直径， 当所述多个爪部插入所述附接孔中时，所述多个爪部弹性地变形， 在所述脊顶部已经穿过所述附接孔的状态下，所述多个爪部弹性地回复以与所述附接孔的退出侧的内周缘接合；以及 止动部(62)，所述止动部￠2)构造为当所述多个爪部在所述脊顶部已经穿过所述附接孔的状态下弹性地回复时，所述止动部￠2)被所述附接孔的退出侧的内周缘卡住。
2.根据权利要求I所述的车辆用距离传感器设备，其中 所述爪部(55)包括一对爪构件(57)，在所述保持器附接在所述保险杠的所述附接孔中的状态下，所述一对爪构件与所述附接孔的退出侧的内周缘接合，所述一对爪构件布置为当沿轴向方向观察时呈具有预定敞开角度的V形，当所述一对爪构件插入所述附接孔中时，所述一对爪构件弹性地变形从而扩大敞开角度；并且 所述止动部￠2)设置为沿与所述保持器的轴向方向相交的方向从所述一对爪构件的相对表面向外突出的突起部。
3.根据权利要求2所述的车辆用距离传感器设备，其中 所述止动部的所述突起部中的突出量限定为从所述一对爪构件的相对表面开始；并且 所述突出量随着所述突起接近所述保持器的所述基部而连续地减小。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用距离传感器设备，其中 所述爪构件(57)具有脊线部(57a)，所述脊线部(57a)成形为斜坡，所述脊线部从所述爪构件的沿轴向方向的末端部向所述脊顶部(57b)沿与轴向方向相交的方向向外连续地变得更高。
5.根据权利要求4所述的车辆用距离传感器设备，其中 所述保险杠的板厚设置为使得在附接状态下，所述止动部被卡在所述附接孔的退出侧的内周缘中，该附接状态为所述车辆用距离传感器设备附接在所述保险杠中的状态； 当所述板厚比预定值薄时，(i)所述爪构件近似呈直立状态，并且，(ii)所述爪构件的所述脊线部钻入所述附接孔的退出侧的内周缘中，以保持在防止从所述附接孔脱出的状态；并且 当所述板厚不比所述预定值薄时，⑴所述爪构件近似呈平放状态，并且，(ii)弹性回复力作用在所述附接孔的退出侧的内周缘上，以保持在防止从所述附接孔脱出的状态。
6.根据权利要求4所述的车辆用距离传感器设备，其中 所述保险杠的所述附接孔的孔径设置为使得在附接状态下，所述止动部被卡在所述附接孔的退出侧的内周缘中，该附接状态为所述车辆用距离传感器设备附接在所述保险杠中的状态； 当所述附接孔的孔径大于预定值时，(i)所述爪构件近似呈直立状态，并且，(ii)所述爪构件的所述脊线部钻入所述附接孔的退出侧的内周缘中，以保持在防止从所述附接孔脱出的状态；并且 当所述附接孔的孔径不大于所述预定值时，(i)所述爪构件近似呈平放状态，并且，(ii)弹性回复力作用在所述附接孔的退出侧的内周缘上，以保持在防止从所述附接孔脱出的状态。
7.—种车辆用距离传感器设备(3)，所述车辆用距离传感器设备(3)附接至车辆(I)的附接孔(54)，以测量从车辆到障碍物(5)的距离，所述车辆用距离传感器设备包括 传感器单元(42)，所述传感器单元(42)从车辆向外发射传输信号，所述传输信号到达所述障碍物并且作为反射信号返回，所述传感器单元接收所述反射信号； 壳体(46)，所述壳体(46)保持所述传感器单元，所述壳体附接至车辆的所述保险杠的所述附接孔； 框架(43)，所述框架(43)具有(i)配合于所述壳体的管部(49)，以及(ii)位于所述管部的沿轴向方向(P)的一个端部处的凸缘部(48)，所述凸缘部具有大于所述附接孔的孔径的外径；以及 由树脂材料制成的保持器(44)， 所述保持器进一步构造为包括 呈环的形状的基部(53)，所述基部配合于所述基部的所述管部； 多个臂部(56)，所述多个臂部(56)沿所述基部的环的轴向方向从所述基部的一个端面延伸；以及 多个爪部(55)，所述多个爪部(55)是从所述多个臂部的末端沿与轴向方向相交的方向突出的突起，所述多个爪部包括脊顶部，圆穿过所述脊顶部，所述圆具有大于所述附接孔的孔径的直径，当所述多个爪部插入所述附接孔中时，所述多个爪部经历弹性变形，在所述脊顶部穿过所述附接孔而与所述附接孔的退出侧的内周缘接合之后，所述多个爪部经历弹性回复， 其中 在所述保持器的所述基部配合于所述框架的所述管部的状态下，设置有形成在所述保持器的所述臂部的内周面与所述框架的所述管部的外周面之间的空间间隙(66)。
8.根据权利要求7所述的车辆用距离传感器设备，其中设置有从所述框架的所述管部的外周面突出的突起部(51);并且所述臂部的内周面抵靠所述框架的外周面上的所述突起部，从而形成所述空间间隙。
全文摘要
一种用作距离传感器设备的车辆用超声传感器设备(3)，其配备有传感器单元(42)、壳体(46)、框架(43)和保持器(44)。保持器包括一对爪构件(57)。所述一对爪构件配备有止动部(62)。超声传感器设备插入保险杠(2、4)的附接孔(54)中，使得壳体的连接器部(65)被首先插入。当保持器44穿过附接孔时，所述一对爪构件弹性变形。在穿过附接孔以后，所述一对爪构件弹性回复，并且止动部卡在附接孔的退出侧的内周缘(54b)处。
文档编号G01S7/521GK102981165SQ20121032869
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者川岛康裕, 清水忠夫, 大角直纪 申请人:株式会社电装