JP2010535113A - 運動センサを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、運動センサ、特に自動車のホイール回転のための回転数センサを製造するための方法に関する。この場合、集積回路（ＩＣ；１１）と接続ケーブル（２８）とを備えた電気的な構成アッセンブリ（１０）を、プラスチックの射出成形によってプラスチック射出成形体により取り囲んで被覆する。本発明の方法では、第１の射出成形過程で電気的な構成アッセンブリ（１０）を、射出成形機（３０）内に位置固定インサート（４２）によって支持し、電気的な構成アッセンブリ（１０）を、該位置固定インサート（４２）とは反対の側の範囲において少なくとも部分的にプラスチックの射出成形によってプラスチック射出成形体により取り囲んで被覆し、引き続き前記位置固定インサート（４２）を除去して、最終射出成形被覆体（５８）のための第２のコア（４４）により代え、その後に、電気的な構成アッセンブリ（１０）および／または接続ケーブル（２８）の残りの被覆部を、第２の射出成形過程で最終輪郭の形成下に射出成形する。

Description

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、運動センサを製造するための方法、すなわち集積回路（ＩＣ）と接続ケーブルとを備えた電気的な構成アッセンブリを、プラスチックの射出成形によってプラスチック射出成形体により取り囲んで被覆して、運動センサ、特に自動車のホイール回転のための回転数センサを製造するための方法に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０３３２８４号明細書に基づき、運動センサの電気的な構成アッセンブリおよびその接続ケーブルの、プラスチック射出成形部による封止部を製造するための方法および装置が公知である。この場合、これらの構成部分は、１つの射出成形型内に組込み可能でかつ再使用可能な１つの補助成形型内に位置決めされかつ位置調整される。電気的な構成アッセンブリおよび接続ケーブルは、この補助成形型内で溶接またはろう接によって互いに結合され、引き続き射出成形型内でプラスチックによって被覆される。この場合、これらの構成部分はその射出成形による最終封止の前に補助成形型から取り出されて、最終封止のための別の射出成形型内へ持ち込まれる。こうして、プラスチック射出成形体によるこれらの構成部分の直接的な被覆が、封止用コンパウンド内に残る付加的な支持体なしに可能となるとともに、射出成形体により被覆したい構成部分の所定の位置決めも維持される。補助成形型が再利用可能であることにより、これらの構成部分の付加的な支持体のためのコストが節約される。しかし、これらの構成部分および補助成形型の置き換えは、付加的な作業ステップおよび特別な装置を生ぜしめ、これにより製作手間や製作コストが高められてしまう。

発明の開示
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による方法、すなわち第１の射出成形過程で電気的な構成アッセンブリを、射出成形機内に位置固定インサートによって支持し、電気的な構成アッセンブリを、該位置固定インサートとは反対の側の範囲において少なくとも部分的にプラスチックの射出成形によってプラスチック射出成形体により取り囲んで被覆し、引き続き前記位置固定インサートを除去して、最終射出成形被覆体のための第２のコアにより代え、つまり前記位置固定インサートの代わりに最終射出成形被覆体のための第２のコアを導入し、その後に、電気的な構成アッセンブリおよび／または接続ケーブルの残りの被覆部を、第２の射出成形過程で最終輪郭の形成下に射出成形することを特徴とする、運動センサを製造するための方法には、運動センサの製造コストを、特にホルダまたは補助成形型への装備に関する作業ステップの低減によって著しく減少させることができるという利点がある。電気的な構成アッセンブリ、特に測定値発生装置を備えた集積回路の被覆は、妨害因子が発生し難くなり、射出成形被覆時のＩＣモジュールの損傷が十分に阻止され得る。なぜならば、場合によっては生じるＩＣの中空層または不均一な圧力負荷が回避されるからである。付加的に、製造ラインのために必要となる所要スペースを減少させ、機械、設備および装置類のためにかかるコストを減少させ、さらに既存の製作シーケンスへの射出成形プロセスの結合を容易にすることができる。

電気的な構成アッセンブリの射出成形過程が、互いに異なる２つの射出成形ユニットを備えた射出成形機内で実施されると特に有利である。両射出成形ユニットを、それぞれ目下の製作状態に関して最適化することができる。この場合、構成部分を係止しかつ位置固定するための第１の射出成形過程がホットランナノズルを用いて実施され、最終的な被覆のための第２の射出成形過程がコールドランナを介して実施されると、特に有利である。第１の射出成形過程においてホットランナノズルを使用することにより、射出成形プロセスが促進され、プラスチック材料が節約され、このときにノズル側では既にセンサの最終輪郭が形成され得る。この場合、第１の射出成形過程および第２の射出成形過程のための両射出成形装置を、成形工具もしくは成形型の互いに異なる平面もしくはレベルに配置することができることが有利である。これにより、射出成形被覆したい部分へのアクセス（接近）が容易となり、構成部分の置き換えが不要となる。

本発明のさらに別の有利な構成は、請求項２以下および以下に図面につき説明する、本発明による方法の有利な実施例から明らかとなる。

射出成形被覆したい運動センサの電気的な構成アッセンブリを示す斜視図である。 使用される射出成形機を、電気的な構成アッセンブリが装入された状態で示す原理図である。 使用される射出成形機の断面図である。 ２つのステーションを備えたロータリテーブル式射出成形機の原理図である。 ３つのステーションを備えたロータリテーブル式射出成形機の原理図である。 射出成形被覆の完了した運動センサと、対応する発生器車とを示す概略的な斜視図である。

発明の実施形態
図１には、自動車のホイール回転を検出するための回転数センサの、本発明により提案された方法を用いて熱可塑性のプラスチックの射出成形により熱可塑性のプラスチック射出成形体によって被覆したい電気的な構成アッセンブリ１０が図示されている。この電気的な構成アッセンブリ１０は、測定信号の処理および測定値送出のための集積回路を備えたＩＣモジュール１１を有している。測定信号を発生させるための磁界は円筒状の永久磁石１２によって形成される。この永久磁石１２はＩＣモジュ―ル１１に直接隣接して配置されている。ＩＣモジュール１１の２つの導体路１４，１６は信号ピークを低減するためにコンデンサ１８によって橋絡されていて、クリンプ結合部２０，２２によってケーブル２８の接続導線２４，２６に接続されている。ケーブル２８の前端部は接続導線２４，２６、コンデンサ１８、永久磁石１２および集積回路を備えたＩＣモジュール１１と一緒に、プラスチックの射出成形時にプラスチック射出成形体によって取り囲まれて被覆され、構造および作用形式に関しては公知である完成した運動センサを形成する（インサート成形）。

図２には、構造の点で基本的には同じく公知である射出成形機３０の原理図が示されている。この射出成形機３０は線３２に沿って下側部分３４と上側部分３６とに分割されている。このような射出成形機は、たとえばＡＲＢＵＲＧ社より製品名「１５００Ｔ」で市販されている。この射出成形機の主要な機械的構成要素は、下側部分３４に配置されている。図面には、これらのうち、第１のコアプル機構３８および第２のコアプル機構４０ならびに２つのコア４２，４４しか図示されていない。第１のコアプル機構３８はコア４２，４４の垂直方向の運動を実施し、第２のコアプル機構４０はコア４２，４４の水平方向運動を実施する。射出成形機３０は２つの射出成形型を有しており、図２には、両射出成形型のうちのホットランナノズル４６を備えた第１の射出成形型４８しか図示されていない。

図２に永久磁石１２の輪郭により概略的にのみ図示された電気的な構成アッセンブリ１０は、第１の射出成形過程においてホットランナノズル４６を介して、斜線で示した範囲５０において熱可塑性のプラスチックの射出成形によってこのプラスチック射出成形体によって被覆され、これにより既に別の射出成形法のためにそれ自体安定化される。以下においては、第１のコア４２を、その支持機能に基づき、「位置固定インサート」とも呼ぶ。

第１の射出成形過程の終了後に、第１のコアプル機構３８はコア４２を引き戻し、この場合、このコア４２は公知の形式で、偏心体または斜めスライダを介して制御されて、射出成形過程の間、射出圧に抗して、射出成形機のコアプル機構のハイドロリック出力とは無関係にロックされる。次いで、第２のコアプル機構４０により、第２のコア４４が、第２の射出成形過程における最終射出成形被覆（最終インサート成形）のために射出成形位置へ移動させられる。この第２の射出成形過程では、射出成形被覆が、射出成形機３０のエジェクタ側において、永久磁石１２の下方の、図２において斜線で示されていない範囲においても実施される。

図３には、電気的な構成アッセンブリ１０の、ホットランナノズル４６とは反対の側の、第１の射出成形過程において第１のコア４２によって遮蔽された範囲における、最終射出成形被覆体５８のための第２の射出成形型５３のコールドランナ５２を備えた射出成形機３０の断面図が示されている。この場合、運動センサの最終輪郭は、図５につきあとで説明するようにして射出成形される。図３には、これらのうちの特に固定用フランジ５４が認められる。固定用ブシュ６４のための開口がスライダ５５によって空いた状態に確保される。符号５６で示した、第２の射出成形過程において生じる、コールドランナ５２の範囲に位置する射出突出部は、射出成形機３０からの完成したセンサのエジェクト後に除去される。エジェクトの前に、第１のコアプル機構３８により所定位置にもたらされかつ位置固定された第２のコア４４およびスライダ５５は引き戻されているので、射出成形機３０は新たな装備のためにいつでも使用できる状態にある。

図４ａには、図２および図３につき既に説明したような、２つのステーションＡ，Ｂを備えたロータリテーブル式射出成形機３０の原理が示されている。ステーションＡでは、電気的な構成アッセンブリ１０が装入され、引き続き射出成形機３０は射出成形位置に相当するステーションＢへ回転させられる。射出成形位置Ｂにおいて、電気的な構成アッセンブリ１０は第１のコア４２によって位置固定され、第１の射出成形過程は第１の射出成形型４８を用いて実施される。図４ａには図示されていない第１のコア４２の形の位置固定インサートを引き戻し、かつ第２のコア４４を挿入した後に、ステーションＢにおいて第２の射出成形型５３を用いて電気的な構成アッセンブリ１０の最終射出成形被覆も実施される。電気的な構成アッセンブリ１０の支持および位置固定は、図示されていない第２のコア４４によって行われる。最終射出成形被覆部の完成後に、同じくなおステーションＢにおいて、完成したセンサがエジェクトされ、射出成形機３０はステーションＡにおいて新たに装備される。このような過程には、２つのステーションに到達するだけで済むので、これにより射出成形機３０が全体的に廉価に製造され得ると同時に、その設置のために比較的僅かなスペースしか必要としなくなるという利点がある。さらに、射出成形過程時の熱損失も比較的小さい。なぜならば、射出成形機を１回だけ開ければ済むからである。これにより、射出成形範囲における汚染危険も減じられる。

図４ｂには、図４ａに示したロータリテーブル式射出成形機３０の構成に対する択一的な別の構成が示されている。この場合、射出成形機３０は３つのステーションＡ，Ｂ，Ｃに到達する。

ステーションＡでは、射出成形機３０への装備が行われ、ステーションＢでは、第１の射出成形過程が行われ、ステーションＣでは、第２の射出成形過程および射出成形被覆の完了したセンサの突出し（エジェクト）が行われる。このような装置は製造の点では、２つのステーションを備えた射出成形機よりも手間がかかるが、しかし射出成形過程のためにかかる総時間は減じられ、生産量は増大され得る。

図５には、全射出成形体６０を有する第２の射出成形過程の後の完成した運動センサが図示されている。最終射出成形のためのプラスチックならびに電気的な構成アッセンブリ１０を位置固定するための第１の射出成形過程を実施するためのプラスチックとしては、ポリアミド材料が適している。ポリアミド材料はその場合、接続ケーブル２８の端部を含めて電気的な構成アッセンブリ１０全体を取り囲んで被覆する。射出成形体６０はさらに、センサの組付けのための取付けブシュ６４を備えた接続ラグ６２を形成する。永久磁石１２により形成された磁界は、センサの端面６６から進出して、歯冠の形の強磁性の発生器車６８によって変調される。センサ自体が永久磁石１２を有していない場合には、択一的に、脈動する磁界を発生させるために発生器車６８を磁気的に形成することもできる。実際の測定素子としては、たとえばホール素子が働く。このホール素子はＩＣモジュール１１内に組み込まれていて、永久磁石１２によって形成された磁界の、発生器車６８により生ぜしめられた変化を測定信号として記録する。これらの測定信号は、次いで選択的に発生器車６８の回転速度、加速度、加速度勾配および／または回転角度を測定するために使用されて、接続ケーブル２８を介して評価ユニット（図示しない）に供給され得る。

全体的には、本発明による方法により、運動センサの製作時における著しい簡単化およびコスト節約が得られる。作業ステップの低減は公知の方法に比べて特に、電気的な構成アッセンブリ１０と一緒に射出成形被覆される、この電気的な構成アッセンブリ１０を収容するための別個のホルダによる位置決めおよび位置固定が不要になることにより達成される。さらに、ＩＣモジュール１１の被覆は、公知の方法よりも著しく穏やかに行われる。なぜならば、公知の方法において実施されていた、ホルダ内での構成アッセンブリの位置決めがもはや必要とならず、ひいては射出成形圧による損傷を招く恐れのあるＩＣモジュールの中空層が回避されるからである。さらに、公知の方法において使用されていた、やはりＩＣモジュール１１の損傷の危険を招く、ホルダ内での構成アッセンブリ１０の位置決めのための熱間かしめプロセスが回避される。別の利点は、特に公知の方法において必要とされていたホルダの製作が不要となる場合に、既に挙げた、製作ラインにおける設備の所要スペースの減少ならびに射出成形機３０および必要となる成形工具もしくは成形型のための調達コストの低減である。

Claims (9)

1. 集積回路（ＩＣ；１１）と接続ケーブル（２８）とを備えた電気的な構成アッセンブリ（１０）を、プラスチックの射出成形によってプラスチック射出成形体により取り囲んで被覆して、運動センサ、特に自動車のホイール回転のための回転数センサを製造するための方法において、第１の射出成形過程で電気的な構成アッセンブリ（１０）を、射出成形機（３０）内に位置固定インサート（４２）によって支持し、電気的な構成アッセンブリ（１０）を、該位置固定インサート（４２）とは反対の側の範囲において少なくとも部分的にプラスチックの射出成形によってプラスチック射出成形体により取り囲んで被覆し、引き続き前記位置固定インサート（４２）を除去して、最終射出成形被覆体（５８）のための第２のコア（４４）により代え、その後に、電気的な構成アッセンブリ（１０）および／または接続ケーブル（２８）の残りの被覆部を、第２の射出成形過程で最終輪郭の形成下に射出成形することを特徴とする、運動センサを製造するための方法。
2. 射出成形過程を、互いに異なる２つの射出成形ユニット（４８，５３）を備えた射出成形機（３０）内で実施する、請求項１記載の方法。
3. 第１の射出成形過程をホットランナノズル（４６）を用いて実施し、第２の射出成形過程をコールドランナ（５２）を介して実施する、請求項１または２記載の方法。
4. 電気的な構成アッセンブリ（１０）を、射出成形被覆の前にクリンプ結合部（２０）によって接続ケーブル（２８）と結合させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 射出成形過程をロータリテーブル式射出成形機（３０）において実施する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 第１の射出成形過程においてノズル側（４６）で既にセンサの最終輪郭を形成する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 第１の射出成形過程の後に、エジェクタ側の位置固定インサート（４２）を第１のコアプル機構（３８）から解放して、成形型から引き出し、その後に第２のコアプル機構（４０）によって最終射出成形被覆のためのコア（４４）を射出成形位置へ引き込んで、第１のコアプル機構（３８）により射出成形位置に位置固定する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 射出成形過程を２つのステーション（Ａ，Ｂ）において実施し、この場合、第１のステーション（Ａ）において、射出成形被覆したい部分（１０）を射出成形機（３０）内に装入し、その後に射出成形機（３０）を第２のステーション（Ｂ）内の射出成形位置にまで回転させ、該第２のステーション（Ｂ）で第１第２の両射出成形過程を実施し、完成した射出成形部分をエジェクトし、引き続き射出成形機（３０）を再び第１のステーション（Ａ）の装入位置へ移動させ、該第１のステーション（Ａ）において射出成形機（３０）に新たに装備を施す、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 第１の射出成形過程を、射出成形機（３０）の分離平面（３２）に対して垂直なホットランナノズル（４６）によって実施し、第２の射出成形過程を、射出成形機（３０）の分離平面（３２）に位置するコールドランナ（５２）を介して実施する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。

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