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特許7519781車両用センサ固定部材及び車両用センサ固定部材の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-11
(45)【発行日】2024-07-22
(54)【発明の名称】車両用センサ固定部材及び車両用センサ固定部材の製造方法
(51)【国際特許分類】
   G01S 7/521 20060101AFI20240712BHJP
   G01S 15/931 20200101ALI20240712BHJP
   B60R 19/48 20060101ALN20240712BHJP
【FI】
G01S7/521 Z
G01S15/931
B60R19/48 B
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2020022517
(22)【出願日】2020-02-13
(65)【公開番号】P2021128052
(43)【公開日】2021-09-02
【審査請求日】2022-12-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000107295
【氏名又は名称】ジェコー株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】五位野 大介
(72)【発明者】
【氏名】矢島 遼
(72)【発明者】
【氏名】木村 将人
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 雅宏
(72)【発明者】
【氏名】石川 幸男
(72)【発明者】
【氏名】中島 明
【審査官】渡辺 慶人
(56)【参考文献】
【文献】特開2016-020162(JP,A)
【文献】特開2016-090372(JP,A)
【文献】特開2013-228225(JP,A)
【文献】国際公開第2012/032584(WO,A1)
【文献】国際公開第2009/144545(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01S 1/72 - 1/82
3/80 - 3/86
5/18 - 5/30
7/52 - 7/64
15/00 - 15/96
B60R 19/00 - 19/56
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用センサを車両に固定する車両用センサ固定部材であって、
第1材料により形成され、前記車両用センサを保持するベゼル部と、
第2材料により形成され、前記ベゼル部の外側に密着して形成されると共に、前記車両に取り付けられるリテーナー部と、を有し、
前記ベゼル部と前記リテーナー部との境界において、前記ベゼル部が外側に広がる第1段差と、前記ベゼル部が内側に狭まる第2段差と、を有し、
前記ベゼル部は、中心に対して外側に突出した突部を備え、
前記リテーナー部は、前記突部に密着して形成され、前記突部に対して内側に形成されたアンカー部を備え、
前記第2段差は、前記アンカー部と前記突部との境界により形成されており
前記ベゼル部は、前記車両用センサと係合する係合部を備え、
前記第1段差は、前記係合部の端部に設けられる、
車両用センサ固定部材。
【請求項2】
前記アンカー部は、前記係合部に隣接して設けられる、
請求項に記載の車両用センサ固定部材。
【請求項3】
車両用センサを車両に固定する車両用センサ固定部材の製造方法であって、
前記車両用センサを保持するベゼル部を第1材料により形成する第1工程と、
前記第1工程で形成した前記ベゼル部の外側に密着して第2材料により前記車両に取り付けられるリテーナー部を形成する第2工程と、を備え、
前記第1工程において、前記ベゼル部の一部が外側に広がる第1段差を形成し、
前記第2工程において、前記第1段差に密着して前記リテーナー部を形成し、前記リテーナー部の一部を前記ベゼル部の一部に対して内側に突出させるように密着して形成することにより第2段差を形成する、
車両用センサ固定部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車両用センサ固定部材及び車両用センサ固定部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車両近傍の障害物の検出を行うために、超音波センサ等のセンサが用いられている。
【0003】
例えば、超音波センサは、超音波振動子から超音波を発生させると共に、この超音波の反射波を受信することで、障害物の検出を行う。当該超音波センサは、例えば、車両のバンパーにベゼル(センサ固定部材)を介して固定される。(特許文献1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2012-181147号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
超音波センサを保持するセンサ固定部材は、保持する超音波センサが離脱しないように保持しなければならない。例えば、センサ固定部材が超音波センサを離脱しないように保持するためには、十分な強度を持ち、変形しにくい樹脂材料でセンサ固定部材を形成することが望ましい。
【0006】
一方、超音波センサを取り付ける車両のバンパーの形状は、車両の種類により異なる。さらには、バンパーの面形状は、場所によっても異なる。したがって、超音波センサをバンパーに取り付けるセンサ固定部材は、バンパーの形状(面形状)に合わせて変形しやすいことが望まれている。例えば、センサ固定部材を変形しやすくするためには、ある程度柔らかく変形しやすい樹脂材料でセンサ固定部材を形成することが望ましい。
【0007】
上記のように、車両用センサを取り付けるセンサ固定部材に用いる樹脂材料には、相反する特性が求められる。
【0008】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、特性の異なる複数の材料で形成された車両用センサ固定部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の車両センサ固定部材は、車両用センサを車両に固定する車両用センサ固定部材であって、第1材料により形成され、前記車両用センサを保持するベゼル部と、第2材料により形成され、前記ベゼル部の外側に密着して形成されると共に、前記車両に取り付けられるリテーナー部と、を有し、前記ベゼル部と前記リテーナー部との境界において、前記ベゼル部が外側に広がる第1段差と、前記ベゼル部が内側に狭まる第2段差と、を有し、前記ベゼル部は、中心に対して外側に突出した突部を備え、前記リテーナー部は、前記突部に密着して形成され、前記突部に対して内側に形成されたアンカー部を備え、前記第2段差は、前記アンカー部と前記突部との境界により形成されており前記ベゼル部は、前記車両用センサと係合する係合部を備え、前記第1段差は、前記係合部の端部に設けられる
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、特性の異なる複数の材料で形成された車両用センサ固定部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本実施形態に係るセンサ固定部材の使用状態を示す斜視図である。
図2】本実施形態に係るセンサ固定部材の使用状態を示す斜視図である。
図3】本実施形態に係るセンサ固定部材の使用状態を説明するための分解斜視図である。
図4】本実施形態に係るセンサ固定部材の斜視図である。
図5】本実施形態に係るセンサ固定部材の正面図である。
図6】本実施形態に係るセンサ固定部材の背面図である。
図7】本実施形態に係るセンサ固定部材の側面図である。
図8】本実施形態に係るセンサ固定部材の上面図である。
図9】本実施形態に係るセンサ固定部材のベゼル部の斜視図である。
図10】本実施形態に係るセンサ固定部材のリテーナー部の斜視図である。
図11】本実施形態に係るセンサ固定部材の断面図である。
図12】本実施形態に係るセンサ固定部材の断面図である。
図13】本実施形態に係るセンサ固定部材の断面図である。
図14】本実施形態に係るセンサ固定部材をバンパーに取り付けた状態の断面図である。
図15】本実施形態に係るセンサ固定部材のリテーナー部のアンカー部の説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。下記、各図面において、同一又は対応する構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0013】
≪センサ固定部材100の使用状態≫
図1図2は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の使用状態を示す斜視図である。具体的には、図1は、センサ固定部材100が取り付けられるバンパー10の内面10B側から見た斜視図である。図2は、センサ固定部材100が取り付けられるバンパー10の外面10A側から見た斜視図である。図3は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の使用状態を説明するための分解斜視図である。なお、バンパー10は、センサ固定部材100が取り付けられる付近の一部のみを図面に示している。また、バンパー10は、平板となっているが、バンパー10は平板に限らない。例えば、バンパー10は、表面が曲面となっていてもよい。
【0014】
なお、各図には、説明の便宜のためXYZ直交座標系が設定されている。図面の紙面に対して垂直な座標軸については、座標軸の丸の中にバツ印は紙面に対して奥の方向が正、丸の中に黒丸印は紙面に対して手前側が正であることを表している。さらに、X-Y平面に垂直に+Z方向に見ることを正面視と呼ぶ。本明細書において上下左右という場合は、正面視における上下左右であるものとする。ただし、当該上下左右については、説明のために定めるものであって、取り付けの姿勢についてはここでいう上下左右に限定されない。
【0015】
本実施形態のセンサ固定部材100は、超音波センサ20を保持しながらバンパー10の内面10Bに取り付けられる。センサ固定部材100により超音波センサ20がバンパー10に取り付けられると、超音波センサ20のセンサ面20aが、バンパー10の外面10Aから露出される。
【0016】
バンパー10は、例えば、車両のボディの前後に取り付けられる部材である。バンパー10の外面10Aは、バンパー10の外側に露出する面である。バンパー10の内面10Bは、バンパー10の内側の面である。図1等では、バンパー10は平板となっているが、バンパーの外面は曲面であることが多く、車両のデザイン等により複雑な曲面を有する場合がある。バンパー10は、樹脂等により形成されている。バンパー10には、超音波センサ20のセンサ面20aを外に露出するための開口部10hが設けられている。超音波センサ20は、センサ面20aが開口部10hを通してバンパー10から露出されるように、センサ固定部材100によりバンパー10に取り付けられる。
【0017】
車両用センサの一例である超音波センサ20について説明する。超音波センサ20は、車両の周辺の障害物を検出したり、障害物までの距離を測定したりする素子、いわゆる、超音波ソナー、である。超音波センサ20は、超音波をセンサ面20aから発信する。そして、発信された超音波は障害物(例えば、人、車両、建物(壁)等)により反射される。障害物から反射した反射波は、センサ面20aを通って超音波センサ20により検出される。そして、超音波センサ20は、反射波の有無により障害物の検出を行ったり、超音波の伝搬時間により障害物までの距離の測定を行ったする。超音波センサ20の検出結果により、例えば、車両の制御装置が警告を発するのに用いたり、駐車支援等の制御に用いたりする。なお、超音波センサ20は、車両一台につき数個~十数個程度取り付けられる。
【0018】
超音波センサ20は、直方体状のセンサ本体21と、センサ本体21から-Z側に突出した筒部22と、を備える。センサ本体21の上面21Aには、突起21aが形成されている。突起21aは、後述するセンサ固定部材100の係合部112の穴部112aに係合されることにより、センサ本体21がセンサ固定部材100に固定される。係合部112の穴部112aと突起21aとは、いわゆるスナップフィットを構成する。なお、センサ本体21の下面にも同様に突起が形成されており、同様に、センサ固定部材100の穴部113aに係合される。
【0019】
超音波センサ20の筒部22の-Z側の端部には、センサ面20aが形成されている。センサ面20aから超音波が送信されると共に、センサ面20aより超音波が受信される。また、超音波センサ20の筒部22には、筒部22がセンサ面20aに垂直な軸を中心に回転しないように固定する突起部22aが形成されている。突起部22aは、後述するセンサ固定部材100の凹部111dと勘合される。突起部22aが、センサ固定部材100の凹部111dと勘合されることにより、超音波センサ20のセンサ固定部材100に対する位置あわせが行われる。また、突起部22aが、センサ固定部材100の凹部111dと勘合されることにより、超音波センサ20がセンサ固定部材100に対して回転することが防止される。
【0020】
車両用センサ固定部材の一例である本実施形態のセンサ固定部材100は、超音波センサ20を保持すると共に、超音波センサ20をバンパー10の内面10Bに取り付けるための部材である。センサ固定部材100について詳細を後述する。
【0021】
両面テープ30は、センサ固定部材100をバンパー10に固定するための部材である。両面テープ30は、平面視略矩形の板状の部材である。両面テープ30は、接着するための接着面30A、30Bを備える。接着面30Aは、バンパー10の内面10Bに接着される。接着面30Bは、センサ固定部材100に接着される。接着面30Aと接着面30Bがそれぞれ対象に接着されることにより、センサ固定部材100及びセンサ固定部材100に保持された超音波センサ20は、両面テープ30を介してバンパー10に取り付けられる。また、両面テープ30には、超音波センサ20の筒部22の一部が貫通して、センサ面20aがバンパー10の外側に露出するように、開口部30hが中心に形成されている。
【0022】
≪センサ固定部材100≫
センサ固定部材100について詳細を説明する。図4は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の斜視図である。図5は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の正面図、図6は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の背面図である。図7は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の側面図、図8は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の上面図である。
【0023】
本実施形態のセンサ固定部材100は、超音波センサ20を保持すると共に、超音波センサ20をバンパー10に取り付けるための部材である。センサ固定部材100は、異なる材質の樹脂材料を用いて一つの部品に成形する二色成形により形成されている。
【0024】
次に、センサ固定部材100の形状について説明する。センサ固定部材100は、ベゼル部110とリテーナー部120が一体となって形成されている。ここでは、ベゼル部110とリテーナー部120のそれぞれの形状を説明する。
【0025】
<<ベゼル部110>>
図9は、本実施形態に係るセンサ固定部材100のベゼル部110の斜視図である。図9に基づいて、ベゼル部110について説明する。
【0026】
<ベゼル本体部111>
ベゼル部110は、ベゼル本体部111を有する。ベゼル本体部111は、Z軸に平行な中心軸AXに沿って中が空洞の円筒状になっている。ベゼル本体部111の内側は、超音波センサ20の筒部22が挿入される開口部110hとなっている。ベゼル本体部111の-Z側端部には、+Z側の外面111Aより中心軸AXの径方向に対して外側に突出した突部111aが形成されている。突部111aは、中心軸AXに平行で、中心軸AXに対して円周方向に形成された外面111Cを有する。外面111Aと外面111Cとは、それぞれの面に対して垂直な端面111Bで接続されている。また、突部111aの-Z側の端面111Tには、-Z側に突出する突部111bを有する。
【0027】
<係合部112>
ベゼル本体部111の+Y側には、係合部112が形成されている。係合部112の一部は、穴部112aが形成された板状の部材になっている。穴部112aに超音波センサ20の突起21aが係合される。係合部112の-Z側は、ベゼル本体部111から+Y側に突出して形成されている。係合部112の-Z側端部には、外面111Cより外側に垂直に形成された端面112Aが形成されている。また、係合部112の+Y側には、端面112Aと接続し、Y軸方向に垂直な側面112Bが形成されている。
【0028】
<係合部113>
ベゼル本体部111の-Y側には、係合部113が形成されている。係合部113の一部は、穴部113a(図11参照)が形成された板状の部材になっている。穴部113aに超音波センサ20の上面21Aと反対側の面に形成された突部が係合する。係合部113の-Z側は、ベゼル本体部111から-Y側に突出して形成されている。係合部113の-Z側端部には、外面111Cより外側に垂直に形成された端面113Aが形成されている。また、係合部112の-Y側には、端面113Aと接続し、Y軸方向に垂直な側面113Bが形成されている。
【0029】
なお、端面111Bと、端面112A、端面113Aは、略同一平面上に設けられている。
【0030】
<嵌合部114>
ベゼル本体部111の-X側には、嵌合部114が形成されている。嵌合部114は、ベゼル本体部111から-X側に突出して略直方体状に形成されている。さらに、嵌合部114の-Z側端部は、突部111aから外側に突出するように形成されている。嵌合部114は、-Z側に端面114Aを有する。端面114Aは、外面111Cに交差するように形成されている。嵌合部114は、端面114Aに接続して中心軸AXに平行な平面である側面114Bを備える。また、嵌合部114は、側面114Bに垂直な端面114Cを備える。さらに、中心軸AXに平行な平面である側面114Dを有する。嵌合部114の内側には、凹部111d(図6参照)が形成されている。
【0031】
<嵌合部115>
ベゼル本体部111の+X側には、嵌合部115が形成されている。嵌合部115は、ベゼル本体部111から+X側に突出して略直方体状に形成されている。さらに、嵌合部115の-Z側端部は、突部111aから外側に突出するように形成されている。嵌合部115は、-Z側に端面115Aを有する。端面115Aは、外面111Cに交差するように形成されている。嵌合部115は、端面115Aに接続して中心軸AXに平行な平面である側面115Bを備える。また、嵌合部115は、側面115Bに垂直な端面115Cを備える。さらに、中心軸AXに平行な平面である側面115Dを有する。嵌合部115の内側には、凹部111e(図6参照)が形成されている。
【0032】
なお、端面111Bと、端面114C、端面115Cは、略同一平面上に設けられている。
【0033】
<<リテーナー部120>>
図10は、本実施形態に係るセンサ固定部材100のリテーナー部120の斜視図である。図10の斜視図に基づいて、リテーナー部120について説明する。
【0034】
<リテーナー本体部121>
リテーナー部120は、リテーナー本体部121を有する。リテーナー本体部121は、Z軸に平行な中心軸AXに沿って中が空洞の円環状になっている。リテーナー本体部121は、二色成形を行うことによって、ベゼル部110の突部111aの外側に密着して形成される。リテーナー本体部121は、-Z側に端面121Aを有する。なお、端面121Aとベゼル部110の端面111Tとは中心軸AXに対して半径方向に段差なく接続されている。
【0035】
<固定部122>
リテーナー部120には、リテーナー本体部121からX方向に延在する薄板状の固定部122a、122b、122c、122d、122e、122fが形成されている。なお、固定部122を総称して固定部122と呼ぶ場合がある。固定部122は、薄板状に形成することにより、バンパー10の形状に追従して変形可能になっている。さらに、後述するようにリテーナー部120は、柔軟性のある樹脂材料で形成されることから、より柔軟に変形可能になっている。
【0036】
固定部122aは、-Z側に接着面122aAが形成されている。同様に、固定部122b、122c、122d、122e、122fは、-Z側にそれぞれ接着面122bA、122cA、122dA、122eA、122fAが形成されている。接着面122aA、122bA、122cA、122dA、122eA、122fAは、X-Y平面と平行な面に対して同一平面上に形成されている。接着面122aA、122bA、122cA、122dA、122eA、122fAは、両面テープ30の接着面30Bに接着される。
【0037】
<保護部123>
リテーナー本体部121の+Y側には、保護部123が形成されている。保護部123には、ベゼル部110の突部111aの端面111Bの+Z側及び外面111Aに隣接してアンカー部125、126(図6参照)が形成されている。なお、アンカー部125は、係合部112の-X側に隣接して形成されている。アンカー部125は、ベゼル部110の端面111Bに密着して形成されている。また、アンカー部126は、係合部112の+X側に隣接して形成されている。アンカー部126は、ベゼル部110の端面111Bに密着して形成されている。
【0038】
<保護部124>
リテーナー本体部121の-Y側には、保護部124が形成されている。保護部124には、ベゼル部110の突部111aの端面111Bの+Z側及び外面111Aに隣接してアンカー部127、128が形成されている。なお、アンカー部127は、係合部113の-X側に隣接して形成されている。アンカー部127は、ベゼル部110の端面111Bに密着して形成されている。また、アンカー部128は、係合部113の+X側に隣接して形成されている。アンカー部128は、ベゼル部110の端面111Bに密着して形成されている。
【0039】
<<ベゼル部110とリテーナー部120に用いる材料>>
次に、ベゼル部110とリテーナー部120のそれぞれに用いる樹脂材料について説明する。
【0040】
ベゼル部110は、超音波センサ20を保持する。したがって、ベゼル部110は、超音波センサ20が離脱することがないように保持するために剛性の高い樹脂材料で形成されることが望ましい。本実施形態のベゼル部110は、例えば、ガラス繊維入りのポリブチレンテレフタレート(PBT(Poly Butylene Terephtalate))により形成されている。ガラス繊維入りのポリブチレンテレフタレート(PBT)の密度は例えば1360~1420kg/m、引張強さは例えば75MPa以上、曲げ強さは例えば105MPa以上、曲げ弾性率は例えば3600MPa以上である。なお、ガラス繊維入りのポリブチレンテレフタレート(PBT)は、第1材料の一例である。
【0041】
リテーナー部120は、両面テープ30を介してバンパー10に取り付けられる。バンパー10は、車両により様々な形状を有する。また、バンパーの面形状は、超音波センサを取り付ける場所よっても異なる。リテーナー部120が車両に強固に取り付けられるためには、リテーナー部120の固定部122は、バンパー10の形状(面形状)に追従して変形しなければならない。したがって、リテーナー部120は、柔軟性のある樹脂材料で形成されることが望まれる。本実施形態のリテーナー部120は、例えば、可塑剤入りのソフトポリブチレンテレフタレート(PBT)により形成されている。ソフトポリブチレンテレフタレート(PBT)の密度は例えば1220~1260kg/m、引張強さは例えば16~47MPa、曲げ強さは例えば16~33MPa、曲げ弾性率は例えば340~650MPaである。なお、ソフトポリブチレンテレフタレート(PBT)は、第2材料の一例である。
【0042】
上述のように、本実施形態のセンサ固定部材100は、材料物性の異なる2種類の樹脂材料により形成されている。なお、第1材料、第2材料については、本実施形態のセンサ固定部材100の材料に限らない。第1材料、第2材料としては、それぞれで物性の異なる材料であればよい。
【0043】
<<ベゼル部110とリテーナー部120との境界>>
本実施形態のセンサ固定部材100について、ベゼル部110とリテーナー部120との境界の形状について説明する。本実施形態のセンサ固定部材100では、ベゼル部110とリテーナー部120との境界において、中心に対して、ベゼル部110が外側に広がる第1段差St1と、ベゼル部110が内側に狭まる第2段差St2と、を有する。第1段差St1と第2段差St2についてそれぞれ説明する。
【0044】
<嵌合部114、嵌合部115の側面における境界(第1段差St1)>
嵌合部114、嵌合部115の側面におけるベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。図11は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の断面図である。具体的には、図5のS1-S1断面図である。
【0045】
<嵌合部114>
嵌合部114付近のベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。
【0046】
ベゼル部110とリテーナー部120との境界は、嵌合部114の-Z側の端部から+Z方向に、ベゼル部110の外面111C、端面114A、側面114B、端面114C、側面114Dが順に連続して形成されている。外面111C、端面114A、側面114Bにより、ベゼル部110の中心に対して、外側に広がる第1段差St1が形成される。また、側面114B、端面114C、側面114Dにより、ベゼル部110の中心に対して、外側に広がる第1段差St1が形成される。端面114A及び端面114Cがリテーナー部120によって、矢印D1方向に機構的に移動することが規制される。したがって、ベゼル部110の矢印D1の方向への移動が機構的に規制される。
【0047】
<嵌合部115>
嵌合部115付近のベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。
【0048】
ベゼル部110とリテーナー部120との境界は、嵌合部115の-Z側の端部から+Z方向に、ベゼル部110の外面111C、端面115A、側面115B、端面115C、側面115Dが順に連続して形成されている。外面111C、端面115A、側面115Bにより、ベゼル部110の中心に対して、外側に広がる第1段差St1が形成される。また、側面115B、端面115C、側面115Dにより、ベゼル部110の中心に対して、外側に広がる第1段差St1が形成される。端面115A及び端面115Cがリテーナー部120によって、矢印D1方向に機構的に移動することが規制される。したがって、ベゼル部110の矢印D1の方向への移動が機構的に規制される。
【0049】
嵌合部114、嵌合部115付近に形成された第1段差St1により、ベゼル部110がリテーナー部120に対して矢印D1の方向に荷重がかかったとしても、ベゼル部110がリテーナー部120から矢印D1の方向に剥離することを防止することができる。
【0050】
<係合部112、係合部113の側面における境界(第1段差St1)>
係合部112、係合部113の付近におけるベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。図12は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の断面図である。具体的には、図8のS2-S2断面図である。
【0051】
[係合部112]
嵌合部112付近のベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。
【0052】
ベゼル部110とリテーナー部120との境界は、係合部112の-Z側の端部から+Z方向に、ベゼル部110の外面111C、端面112A、側面112Bが順に連続して形成されている。外面111C、端面112A、側面112Bにより、ベゼル部110の中心に対して、外側に広がる第1段差St1が形成される。端面112Aがリテーナー部120によって、矢印D1方向に機構的に移動することが規制される。したがって、ベゼル部110の矢印D1の方向への移動が機構的に規制される。
【0053】
[係合部113]
係合部113付近のベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。
【0054】
ベゼル部110とリテーナー部120との境界は、係合部113の-Z側の端部から+Z方向に、ベゼル部110の外面111C、端面113A、側面113Bが順に連続して形成されている。外面111C、端面113A、側面113Bにより、ベゼル部110の中心に対して、外側に広がる第1段差St1が形成される。端面113Aがリテーナー部120によって、矢印D1方向に機構的に移動することが規制される。したがって、ベゼル部110の矢印D1の方向への移動が機構的に規制される。
【0055】
嵌合部114、嵌合部115付近に形成された第1段差St1により、ベゼル部110がリテーナー部120に対して矢印D1の方向に荷重がかかったとしても、ベゼル部110がリテーナー部120から矢印D1の方向に剥離することを防止することができる。
【0056】
<係合部112、係合部113の付近のアンカー部における境界(第2段差St2)>
係合部112、係合部113の付近におけるベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。図13は、本実施形態に係るセンサ固定部材100の断面図である。具体的には、図8のS3-S3断面図である。
【0057】
[係合部112]
嵌合部112付近のアンカー部125におけるベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。
【0058】
ベゼル部110とリテーナー部120との境界は、係合部112の-Z側の端部から+Z方向に、ベゼル部110の外面111C、端面111B、外面111Aが順に連続して形成されている。外面111C、端面111B、外面111Aにより、ベゼル部110の中心に対して、内側に狭まる第2段差St2が形成される。端面111Bがリテーナー部120のアンカー部125によって、矢印D2方向に機構的に移動することが規制される。したがって、ベゼル部110の矢印D2の方向への移動が機構的に規制される。
【0059】
[係合部113]
嵌合部112付近のアンカー部127におけるベゼル部110とリテーナー部120との境界について説明する。
【0060】
ベゼル部110とリテーナー部120との境界は、係合部112の-Z側の端部から+Z方向に、ベゼル部110の外面111C、端面111B、外面111Aが順に連続して形成されている。外面111C、端面111B、外面111Aにより、Z軸方向に対して、外側に狭まる第2段差St2が形成される。端面111Bがリテーナー部120のアンカー部127によって、矢印D2方向に機構的に移動することが規制される。したがって、ベゼル部110の矢印D2の方向への移動が機構的に規制される。
【0061】
係合部112、係合部113の付近におけるベゼル部110とリテーナー部120との境界に形成された第2段差St2により、ベゼル部110がリテーナー部120に対して矢印D2の方向に荷重がかかったとしても、ベゼル部110がリテーナー部120から矢印D2の方向に剥離することを防止することができる。
【0062】
なお、上記の説明では、アンカー部125、アンカー部127について説明したが、係合部112、係合部113のそれぞれ+X側にも同様の形状のアンカー部126、アンカー部128が設けられている。すなわち、本実施形態のセンサ固定部材100では、アンカー部125、126、127、128の合計4箇所のアンカー部が設けられている。
【0063】
<<アンカー部の寸法>>
アンカー部の寸法について検討する。図14は、本実施形態に係るセンサ固定部材100をバンパー10に取り付けた状態の断面図である。なお、図14では、超音波センサ20については内部構成を省略して、中実の部材として記載している。
【0064】
センサ固定部材100は、両面テープ30を介してバンパー10に固定されている。また、センサ固定部材100は、超音波センサ20を保持している。超音波センサ20のセンサ面20aに外側から荷重FLが加わる。本検討では、センサ固定部材100全体、より詳細には、リテーナー部120、は、荷重FLが加わったとしても、バンパー10から離脱しないように十分な強度で取り付けられているとする。また、超音波センサ20は、荷重FLが加わったとしても、センサ固定部材100から離脱しないように十分な強度で取り付けられているとする。上記の条件において、荷重FLが加わったとしても超音波センサ20がバンパー10に固定されるようにするためには、センサ固定部材100は、ベゼル部110からリテーナー部120が分離して、脱落しないようにしなければならない。具体的には、本実施形態のセンサ固定部材100では、例えば、荷重FLが250N以下で、超音波センサ20が脱落しないようにする。本実施形態のセンサ固定部材100では、アンカー部125、126、127、128を設けることによって、ベゼル部110からリテーナー部120が分離して、超音波センサ20が離脱しないようにする。
【0065】
具体的な計算例について説明する。図15は、計算を行う本実施形態に係るセンサ固定部材100のリテーナー部120のアンカー部127の説明する図である。図15は、リテーナー部120のアンカー部127がベゼル部110側に突出している部分の寸法を示している。本実施形態のアンカー部127では、例えば、高さLaは4.6mm、長さLbは1.5mm、幅Lcは2.4mmである。
【0066】
ここでは、端面111Bからアンカー部127が等分布荷重wをうける片持ちはりとして計算を行う。アンカー部127全体に荷重Fが100Nかかるとする。端面111Bからアンカー部127にかかる等分布荷重wは66.7N/mm(=F/Lb)である。片持ちはりの断面係数Zは8.46mm(=1/6×La×Lc)、曲げモーメントの最大Mmaxは75N・mm(=1/2×w×Lb)となり、最大の発生応力σmaxは8.87N/mm(=Mmax/Z)となる。アンカー部127の樹脂であるソフトポリブチレンテレフタレート(PBT)の破壊応力は30N/mmであることから、最大の発生応力σmaxにおいても破壊されることはない。したがって、アンカー部127について、例えば安全係数を2.3として検討しても、アンカー部127が荷重100Nかかっても破壊されることはない。
【0067】
本実施形態のセンサ固定部材100は、アンカー部127と同様のアンカー部125、127、128を有する。したがって、全てのアンカー部を合わせると400Nの荷重に対して安全係数2.3で耐えられる設計となる。すなわち、本実施形態のセンサ固定部材100において、250N以下の荷重FLがかかったとしても、超音波センサ20は脱落しない。
【0068】
<<センサ固定部材100の製造方法>>
具体的にセンサ固定部材100の製造方法を説明する。センサ固定部材100は、二色成形により成形(製造)される。
【0069】
<成型用の金型>
本実施形態のセンサ固定部材100の製造方法では、センサ固定部材100の側面112Bに相当する位置にある分割面から+Z側を形成する共通金型と、-Z側を形成する第1金型及び第2金型とを用いる。共通金型は、ベゼル部110とリテーナー部120の両方を形成する際に用いられる金型である。第1金型は、ベゼル部110を形成する際に用いられる金型である。第2金型は、リテーナー部120を形成する際に用いられる金型である。
【0070】
<製造方法>
本実施形態のセンサ固定部材100の製造方法は、最初に、第1材料で形成されるベゼル部110を成形する工程Aを備える。工程Aでは、共通金型と第1金型を用いる。共通金型と第1金型を型締めして、第1材料であるガラス繊維入りのポリブチレンテレフタレートを加熱して金型に射出する。そして、金型を冷却することにより、ベゼル部110を成形する。本実施形態の工程Aでは、ベゼル部110の係合部112、113、嵌合部114、115を形成して、ベゼル部110の一部が外側に広がる第1段差St1を形成する。次に、型開きして、ベゼル部110を共通金型に保持されたまま、第1金型を取り外す。なお、工程Aは、第1工程の一例である。
【0071】
当該工程Aの次に、成形したベゼル部110に追加して、第2材料で形成されるリテーナー部120をベゼル部110と一体になるように形成する工程Bを備える。工程Bでは、共通金型と第2金型を用いる。共通金型の一部は、リテーナー部120の一部を形成するために、+Z方向、すなわち、金型の分割面に対して垂直、に変位する。本実施形態の工程Bでは、第1段差St1に密着してリテーナー部120を形成する。さらに、本実施形態の工程Bでは、アンカー部125、126、127、128、すなわち、リテーナー部120の一部、をベゼル部110の突部111aに対して内側に突出させるように密着して形成する。なお、アンカー部125、126、127、128は、共通金型が金型の分割面に対して垂直に変位した部分に形成される。そして、共通金型と第2金型を型締めして、第2材料であるソフトポリブチレンテレフタレートを加熱して金型に射出する。そして、金型を冷却することにより、ベゼル部110に密着してリテーナー部120を成形する。そして、型開きして第1金型を取り外し、成形したセンサ固定部材100を取り出す。このようにして、センサ固定部材100が形成(製造)される。なお、工程Bは、第2工程の一例である。
【0072】
<作用・効果>
本実施形態のセンサ固定部材100により、特性の異なる二つの樹脂材料を一体のセンサ固定部材を提供することができる。例えば、本実施形態のベゼル部110とリテーナー部120を別々の部材として形成して組み合わせる場合と比較して、一体の部材であることから、部品点数を減らし、組立工数を低減することができる。
【0073】
また、本実施形態のセンサ固定部材100は、第1段差St1と第2段差St2を設けることにより、異なる樹脂材料で形成したベゼル部110とリテーナー部120が離脱することを防止することができる。例えば、二色成形で成形した場合に、物性が異なる材料の接合面で接合強度が不足する場合がある。また、長期間の使用により物性が異なる材料の接合面で接合強度が低下する場合がある。上述のような接合面において剥離強度を十分確保できない場合においても、第1段差St1と第2段差St2を設けることにより、ベゼル部110がリテーナー部120から落下することを機構的に防止することができる。
【0074】
さらに、本実施形態のセンサ固定部材100の製造方法において、分割面に対して平行方向に移動するスライド機構を用いることない。したがって、金型の構造を簡略化することができる。金型の構造が簡略化されることから、金型にかかる費用を低減させることができる。
【0075】
<<変形例>>
本実施形態では、超音波センサ20を保持するセンサ固定部材100について説明したが、センサ固定部材100が保持するセンサは超音波センサに限らない。例えば、センサ固定部材100が固定するセンサとしては、電波やマイクロ波を送受信するレーダーやレーザを送受信するライダーでもよい。また、例えば、センサ固定部材100が固定するセンサとしては、温度センサや衝撃センサ、カメラでもよい。さらには、例えば、センサ固定部材100は、センサに限らず、センサ以外の機器、例えば、リモートエントリーの電波送受信機等でもよい。
【0076】
また、本実施形態では、バンパー10に取り付けられるセンサ固定部材100について説明したが、センサ固定部材100を取り付ける場所はバンパーに限らない。例えば、センサ固定部材100を、フロントグリルに取り付けてもよい。さらには、センサ固定部材100は、車内に取り付ける機器に用いてもよい。
【0077】
なお、上記各実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【0078】
100 センサ固定部材
110 ベゼル部
111a 突部
112 係合部
120 リテーナー部
125、126、127、128 アンカー部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
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図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15