JP2015030430A - Integrated sensor device and method for producing the same, and contact member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触部材を備え、車両のウインドシールドの内面に配置される統合センサ装置及びその製造方法、接触部材に関する。 The present invention relates to an integrated sensor device that includes a contact member and is disposed on an inner surface of a windshield of a vehicle, a manufacturing method thereof, and a contact member.
従来、車両のウインドシールドの内面に配置される雨滴検出装置(統合センサ装置)が知られている。この雨滴検出装置は、ウインドシールドの内面の湿度を検出する湿度検出部(第1センサ)及びウインドシールドの外面の雨滴を検出する雨滴検出部(第2センサ)を有する。 Conventionally, a raindrop detection device (integrated sensor device) disposed on the inner surface of a windshield of a vehicle is known. This raindrop detection apparatus includes a humidity detection unit (first sensor) that detects humidity on the inner surface of the windshield and a raindrop detection unit (second sensor) that detects raindrops on the outer surface of the windshield.
湿度検出部は、車両内部の湿度を検出する車内湿度素子(車内湿度検出素子)と、車両内部の温度を検出する車内温度素子(車内温度検出素子)と、ウインドシールド内面の温度検出を行うウインドシールド温度素子(内面温度検出素子)を有する。ウインドシールド温度素子とウインドシールド内面の間には、熱伝導性の高い熱伝導部材(高伝熱部)が介在されている。また、雨滴検出部は、レンズ(レンズ部)を備え、レンズとウインドシールドの間には、光を透過させるシリコン(光透過部)が介在されている。 The humidity detection unit includes an in-vehicle humidity element (in-vehicle humidity detection element) that detects humidity inside the vehicle, an in-vehicle temperature element (in-vehicle temperature detection element) that detects the temperature inside the vehicle, and a window that detects the temperature of the inner surface of the windshield. It has a shield temperature element (inner surface temperature detection element). Between the windshield temperature element and the inner surface of the windshield, a heat conductive member (high heat transfer portion) having high heat conductivity is interposed. The raindrop detection unit includes a lens (lens unit), and silicon (light transmission unit) that transmits light is interposed between the lens and the windshield.
特許文献1では、シリコンと熱伝導部材が別部材となっており、それぞれを貼り合わせる必要がある。したがって、レンズに対してシリコンを位置精度良く貼り合わせたとしても、ウインドシールド温度素子に対して熱伝導部材を貼り合わせる際に、位置ずれが生じる場合がある。そして、この位置ずれにより、熱伝導部材がレンズに接触する虞がある。 In Patent Document 1, silicon and the heat conducting member are separate members, and it is necessary to bond them together. Therefore, even if silicon is bonded to the lens with high positional accuracy, a positional shift may occur when the heat conducting member is bonded to the windshield temperature element. And there exists a possibility that a heat conductive member may contact a lens by this position shift.
レンズには、雨滴検出部で生じる熱が伝わるため、上記したように熱伝導部材の位置ずれが生じると、内面ウインドシールド温度素子の検出温度に誤差が生じてしまう。すなわち、内面ウインドシールド温度素子が正確な温度を検出できない。 Since heat generated in the raindrop detector is transmitted to the lens, if the position of the heat conducting member is displaced as described above, an error occurs in the detected temperature of the inner windshield temperature element. That is, the inner side windshield temperature element cannot detect an accurate temperature.
さらには、上記したように、シリコンと熱伝導部材のそれぞれについて、貼り合わせが必要であるため、組み付け工数が多いという問題がある。 Further, as described above, there is a problem that the number of assembling steps is large because bonding of silicon and the heat conducting member is necessary.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ウインドシールド内面の正確な温度を検出でき、且つ、組み付け工数を低減可能な統合センサ装置及びその製造方法、接触部材を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an integrated sensor device, a manufacturing method thereof, and a contact member that can detect an accurate temperature of the inner surface of the windshield and reduce the number of assembly steps.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
開示された発明のひとつは、車両のウインドシールド(100)の内面(100b)に配置される統合センサ装置(10)であって、一面(20a)と、一面と反対の裏面(20b)を有し、ウインドシールドの内面に一面が接触配置される接触部材(20)と、接触部材の裏面に接触配置されるとともに、接触部材を介してウインドシールドの内面の温度を検出する内面温度検出素子(31)を有する第1センサ(30)と、接触部材の裏面であって第1センサとは異なる部位に接触配置されるレンズ部(41)と、レンズ部を介してウインドシールドに基準光を照射する発光素子(42)と、ウインドシールドによって反射された基準光を、レンズ部を介して受光する受光素子(43)と、を有し、ウインドシールドの外面(100a)の雨滴を検出する第2センサ(40)と、を備え、接触部材は、レンズ部と対向して設けられ、基準光及び反射された基準光を透過させる光透過部(21)と、光透過部を除く部分であって、少なくとも内面温度検出素子と対向するように設けられ、光透過部よりも熱伝導性の高い高伝熱部(22)と、を有することを特徴とする。 One of the disclosed inventions is an integrated sensor device (10) disposed on an inner surface (100b) of a windshield (100) of a vehicle, and has one surface (20a) and a back surface (20b) opposite to the one surface. And a contact member (20) whose one surface is disposed in contact with the inner surface of the windshield, and an inner surface temperature detection element which is disposed in contact with the rear surface of the contact member and detects the temperature of the inner surface of the windshield via the contact member ( 31), a lens part (41) disposed in contact with a part different from the first sensor on the back surface of the contact member, and irradiating the windshield with the reference light through the lens part And a light receiving element (43) that receives the reference light reflected by the windshield through the lens unit, and has an outer surface (100a) of the windshield. A second sensor (40) for detecting raindrops, wherein the contact member is provided facing the lens unit, and transmits a reference light and a reflected reference light, a light transmission part (21), and a light transmission part And a high heat transfer portion (22) that is provided so as to face at least the inner surface temperature detection element and has higher thermal conductivity than the light transmission portion.
これによれば、共通の接触部材に、光透過部と高伝熱部が実現されている。例えば、光透過部をレンズ部に対し、正しい位置で接触配置させた場合、接触部材全体において2次元的な位置が決定される。したがって、高伝熱部がレンズ部と接触することはない。これにより、第2センサで生じた熱が、レンズ部から直接的に高伝熱部に伝わり、内面温度検出素子に伝達されるのを抑制することができる。したがって、内面温度検出素子がウインドシールド内面の正確な温度を検出することができる。 According to this, the light transmission part and the high heat-transfer part are implement | achieved by the common contact member. For example, when the light transmission part is placed in contact with the lens part at a correct position, a two-dimensional position is determined in the entire contact member. Therefore, the high heat transfer portion does not come into contact with the lens portion. Thereby, it is possible to suppress the heat generated by the second sensor from being transmitted directly from the lens unit to the high heat transfer unit and being transmitted to the inner surface temperature detection element. Therefore, the inner surface temperature detecting element can detect the accurate temperature of the windshield inner surface.
また、共通の接触部材に、光透過部と高伝熱部が実現されているため、光透過部をレンズ部に接触配置させるとともに、高伝熱部を内面温度検出素子に接触配置させることができる。したがって、組み付け工数を従来に較べて低減することができる。 In addition, since the light transmission part and the high heat transfer part are realized in the common contact member, the light transmission part can be placed in contact with the lens part, and the high heat transfer part can be placed in contact with the inner surface temperature detection element. it can. Therefore, the assembly man-hour can be reduced as compared with the conventional art.
開示された他の発明は、車両のウインドシールド(100)の内面(100b)に一面(20a)が接触配置される接触部材(20)と、接触部材を介してウインドシールドの内面の温度を検出する内面温度検出素子(31)を有する第1センサ(30)と、接触部材の一面と反対の裏面(20b)に接触配置されるレンズ部(41)を有し、レンズ部を介してウインドシールドに基準光を照射し、ウインドシールドによって反射された基準光をレンズ部を介して受光する第2センサ(40)と、を備える統合センサ装置(10)の製造方法であって、レンズ部に対向して設けられ、基準光及び反射された基準光を透過させる光透過部(21)と、光透過部を除く部分であって、少なくとも内面温度検出素子と対向するように設けられ、光透過部よりも熱伝導性の高い高伝熱部(22)と、を有し、且つ、光透過部と高伝熱部との間に切れ込み(25a〜25d)を有するように、接触部材を準備する準備工程と、準備した接触部材の裏面において、光透過部にレンズ部が接触するとともに、高伝熱部に内面温度検出素子が接触するように、第1センサ及び第2センサと接触部材とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、貼り合わせ工程後、接触部材のうち、切れ込みを設けた部分を除去して、光透過部と高伝熱部とに分割する分割工程と、を備えることを特徴とする。 In another disclosed invention, a contact member (20) having one surface (20a) in contact with an inner surface (100b) of a windshield (100) of a vehicle, and a temperature of the inner surface of the windshield are detected via the contact member. A first sensor (30) having an inner surface temperature detecting element (31) and a lens portion (41) disposed in contact with a back surface (20b) opposite to one surface of the contact member, and a windshield via the lens portion And a second sensor (40) for receiving the reference light reflected by the windshield through the lens unit, and manufacturing the integrated sensor device (10), and facing the lens unit A light transmission part (21) that transmits the reference light and the reflected reference light, and a part excluding the light transmission part, provided to face at least the inner surface temperature detection element, A contact member is prepared so as to have a high heat transfer portion (22) having a higher thermal conductivity than the portion and a cut (25a to 25d) between the light transmitting portion and the high heat transfer portion. The first sensor, the second sensor, and the contact member so that the lens portion is in contact with the light transmission portion and the inner surface temperature detection element is in contact with the high heat transfer portion on the back surface of the prepared contact member. And a dividing step of removing the portion of the contact member provided with the cut and dividing it into a light transmitting portion and a high heat transfer portion after the bonding step. To do.
これによれば、光透過部と高伝熱部を分割するため、第2センサで生じ、光透過部に伝達された熱が、光透過部から高伝熱部に伝達されるのをより効果的に抑制することができる。したがって、内面温度検出素子がウインドシールドの内面の、より正確な温度を検出することができる。 According to this, since the light transmission part and the high heat transfer part are divided, it is more effective that the heat generated in the second sensor and transmitted to the light transmission part is transferred from the light transmission part to the high heat transfer part. Can be suppressed. Therefore, the inner surface temperature detecting element can detect a more accurate temperature of the inner surface of the windshield.
さらに、貼り合わせ時には、光透過部と高伝熱部が1つの接触部材として構成されているため、同じ工程で、光透過部と高伝熱部を一度に貼り合わせることができる。そして、貼り合わせ工程後に、分割するため、レンズ部及び内面温度検出素子それぞれに対して位置決めする必要がなく、従来に較べて組み付け工数を低減することができる。 Furthermore, since the light transmission part and the high heat transfer part are configured as one contact member at the time of bonding, the light transmission part and the high heat transfer part can be bonded at a time in the same process. And since it divides | segments after a bonding process, it is not necessary to position with respect to each of a lens part and an internal surface temperature detection element, and an assembly man-hour can be reduced compared with the past.
開示された他の発明は、一面(20a)と、一面と反対の裏面(20b)を有し、一面が車両のウインドシールド(100)の内面(100b)に接触配置され、裏面が、ウインドシールドの内面の温度を検出する内面温度検出素子(31)を有する第1センサ(30)の内面温度検出素子、及び、レンズ部(41)を介してウインドシールドに基準光を照射するとともに、ウインドシールドによって反射された基準光をレンズ部を介して受光する第2センサ(40)のレンズ部、に接触配置される接触部材であって、レンズ部と対向するように設けられ、基準光及び反射された基準光を透過させる光透過部(21)と、内面温度検出素子と対向するように設けられ、光透過部の伝熱性よりも高い伝熱性を有する高伝熱部(22)と、を備えることを特徴とする。 Another disclosed invention has one surface (20a) and a back surface (20b) opposite to the one surface, one surface being in contact with the inner surface (100b) of the windshield (100) of the vehicle, and the back surface being a windshield. The window shield is irradiated with the reference light via the inner surface temperature detecting element of the first sensor (30) having the inner surface temperature detecting element (31) for detecting the temperature of the inner surface and the lens portion (41), and the wind shield A contact member disposed in contact with the lens portion of the second sensor (40) that receives the reference light reflected by the lens portion through the lens portion, and is provided so as to face the lens portion and reflects the reference light and A light transmission part (21) that transmits the reference light, and a high heat transfer part (22) that is provided to face the inner surface temperature detection element and has a heat transfer property higher than that of the light transmission part. It is characterized in.
これによれば、上記した統合センサ装置と同等の作用効果を奏するため、その記載を省略する。 According to this, since there exists an effect equivalent to an above-described integrated sensor apparatus, the description is abbreviate | omitted.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, common or related elements are given the same reference numerals.
(第1実施形態)
先ず、統合センサ装置10の概略構成について説明する。
(First embodiment)
First, a schematic configuration of the integrated
図1及び図2に示す統合センサ装置10は、車両におけるウインドシールド100の外面100a(以下、ウインドシールド外面100aと示す)の雨滴を検出するとともに、ウインドシールド100の内面100b(以下、ウインドシールド内面100bと示す)の湿度を検出するものである。統合センサ装置10は、車両のウインドシールド内面100bに配置される。この統合センサ装置10は、接触部材20と、第1センサ30と、第2センサ40と、を備える。さらに、本実施形態では、統合センサ装置10が、外部接続用のコネクタ50と、第1センサ30、第2センサ40及びコネクタ50、を収容するハウジング60と、を備える。
The integrated
次に、接触部材20について説明する。
Next, the
接触部材20は、後述する第1センサ30が、ウインドシールド内面100bの温度を検出するために、第1センサ30とウインドシールド内面100bとの間に介在される。具体的には、第1センサ30の後述する内面温度検出素子31が、ウインドシールド内面100bの温度を検出するために、接触部材20は、内面温度検出素子31とウインドシールド内面100bに接触して配置される。
The
また、接触部材20は、後述する第2センサ40が、ウインドシールド外面100aの雨滴を検出するために、第2センサ40とウインドシールド内面100bとの間に介在される。具体的には、第2センサ40の後述するレンズ部41の下面41a(以下、レンズ部下面41aと示す)とウインドシールド内面100bでの反射ロスを抑制するために、接触部材20は、レンズ部下面41a及びウインドシールド内面100bに接触して配置される。
Further, the
この接触部材20は、ウインドシールド内面100bに接触配置される一面20aと、一面20aと反対であって、レンズ部下面41aに接触配置させる裏面20bと、を有する。本実施形態では、接触部材20が、シリコンをシート状に成形してなるシリコンシートを有する。シリコンシートは接着性を有しており、シリコンシートの一面、すなわち接触部材20の一面20aがウインドシールド内面100bに貼着される。また、シリコンシートは、例えば赤外線に対して高い透過性を有する。
This
また、シリコンシートの一部分には、金属フィラーが添加され、金属フィラーの添加されない部分に対して伝熱性が高められている。なお、金属フィラーとしては、例えばγ−Al2O3を採用することができる。 Moreover, a metal filler is added to a part of the silicon sheet, and the heat transfer property is enhanced with respect to the part where the metal filler is not added. The metal filler may be employed, for example, γ-Al 2 O 3.
接触部材20は、レンズ部41との界面及びウインドシールド100との界面での反射ロスが少ないような屈折率を有するものを採用することができる。このように、接触部材20は、シリコンシートにおいて、金属フィラーが添加されない部分である光透過部21と、金属フィラーが添加された部分である高伝熱部22と、を有する。
As the
本実施形態では、レンズ部41が、ポリカーボネートから構成され、ウインドシールド100はガラスから構成されている。そして、シリコンの屈折率は1.44であり、ポリカーカーボネートの屈折率1.56と、ガラスの屈折率1.62に近い値となっている。
In the present embodiment, the
また、接触部材20は、図1に示すとおり、平面長方形とされており、長手方向において接触部材20を2分するように光透過部21と高伝熱部22が設けられる。なお、図1に示す二点鎖線は、光透過部21と高伝熱部22との境界を示している。光透過部21は、図1に示すように、レンズ部下面41a全体と対向するように設けられ、好ましくは、レンズ部下面41aよりも大きく設けられる。高伝熱部22は、第1センサ30の後述する内面温度検出素子31と対向するように設けられ、好ましくは、熱伝達効率を向上させるために、内面温度検出素子31の周囲にも設けられる。本実施形態では、後述する第1基板34よりも大きく設けられ、第1基板34にも接触配置される。
Further, as shown in FIG. 1, the
次に、第1センサ30について説明する。
Next, the
第1センサ30は、ウインドシールド内面100bの温度を検出する内面温度検出素子31と、車両室内の湿度を検出する車内湿度検出素子32と、車両室内の温度を検出する車内温度検出素子33と、第1基板34と、を有する。本実施形態では、図2に示すように、内面温度検出素子31は、第1基板34のウインドシールド100側の面に搭載されるとともに、高伝熱部22に接触配置される。車内湿度検出素子32と車内温度検出素子33は、第1基板34の内面温度検出素子31が搭載される面とは反対側の面に搭載される。
The
内面温度検出素子31は、高伝熱部22を介して、ウインドシールド内面100bの温度を検出し、検出した温度に応じた信号を出力する。車内湿度検出素子32は、車両室内であって、内面温度検出素子31近傍の湿度を検出し、検出した湿度に応じた信号を出力する。車内温度検出素子33は、車両室内であって内面温度検出素子31近傍の温度を検出し、検出した温度に応じた信号を出力する。
The inner surface
各素子31,32,33からの出力信号は、ハウジング側壁60aにインサートされたターミナル60b及び後述する第2基板45を介して、ECU44に入力される。ECU44は、入力された信号に基づき、ウインドシールド内面100bの湿度を算出するとともに、ウインドシールド内面100bに付着する水滴の有無を判定する。ECU44は、ウインドシールド内面100bに付着する水滴を検出したとき、コネクタ50を介して、外部に検出信号を出力する。それによって、ウインドシールド内面100bに付着する水滴が除去されるようにエアコンを作動させることができる。
Output signals from the
なお、内面温度検出素子31及び車内温度検出素子33としては、例えばサーミスタを採用することができる。また、車内湿度検出素子32としては、抵抗型や容量変化型の湿度検出素子を採用することができる。
As the inner surface
次に、第2センサ40について説明する。
Next, the
第2センサ40は、レンズ部41と、LED42と、PD43と、を有する。さらに、本実施形態では、第2センサ40が、ECU44と、第2基板45と、を有する。図2に示すように、LED42、PD43及びECU44は第2基板45のウインドシールド100側の面に搭載されている。LED42は、特許請求の範囲に記載の「発光素子」に相当し、PD43は、「受光素子」に相当する。
The
レンズ部41において、レンズ部下面41aは光透過部21に接触配置される。すなわち、レンズ部下面41aと、第1基板34のウインドシールド100側の面は、ほぼ面一の位置関係となっている。第2基板45は、レンズ部41に対して、ウインドシールド100と反対側に配置されるとともに、レンズ部41と離間して配置される。すなわち、接触部材20に対し、第2基板45は、第1基板34よりも遠い位置に配置される。
In the
LED42は、ウインドシールド100の方向に基準光を照射する。基準光は、例えば赤外線である。照射された基準光は、レンズ部41におけるレンズ部下面41aと反対の面のうち、入射面41bに入射される。そして、基準光は、平行光となるように屈折され、レンズ部下面41aから射出される。レンズ部下面41aから射出された基準光は、光透過部21を透過し、ウインドシールド外面100aで反射される。
The
ウインドシールド外面100aで反射された基準光は、再び光透過部21を透過してレンズ部下面41aに入射し、レンズ部41におけるレンズ部下面41aと反対の面のうち、レンズ部出射面41cから射出される。そして、基準光は、PD43に向かって集光するように屈折され、PD43により受光される。
The reference light reflected by the windshield
PD43は、受光した基準光の強度に応じた信号をECU44に出力する。ウインドシールド外面100aに雨滴が付着している場合は、雨滴が付着していない場合に較べ、ウインドシールド外面100aで反射される基準光の強度が低下する。したがって、ECU44は、PD43の出力信号に基づいて、ウインドシールド外面100aに付着する雨滴を検出する。ECU44は、ウインドシールド外面100aに雨滴の付着を検出したとき、コネクタ50を介して、外部に検出信号を出力する。それによって、ウインドシールド外面100aに付着する水滴が除去されるようにワイパーを作動させることができる。
The
次に、コネクタ50及びハウジング60について説明する。
Next, the
コネクタ50は、ハウジング60と一体に成形、又は、ハウジング60に装着される。本実施形態では、コネクタ50がハウジング60に装着されている。そして、コネクタ50の一部がハウジング60内に収容され、コネクタ50の端子50aが、第2基板45に電気的に接続される。したがって、ECU44は、端子50aを介して外部に信号を出力することができる。
The
ハウジング60は、ハウジング側壁60aを有する。ハウジング60は、一面が開口し、内部に第1センサ30、第2センサ40、及びコネクタ50の一部、が収容される。すなわち、第1基板34、第2基板35及びレンズ部41も収容されている。そして、ハウジング60の開口部から、レンズ部下面41a、第1基板34の一面、内面温度検出素子31が外部に臨んでいる。
The
ハウジング側壁60aは、第1センサ30と第2センサ40を隔てる位置にある。また、ハウジング側壁60aには、第1基板34と第2基板45とを電気的に接続するターミナル60bがインサートされている。
The
次に、上述した統合センサ装置10の効果について説明する。
Next, the effect of the
本実施形態では、共通の接触部材20に光透過部21と高伝熱部22が実現されている。これによれば、光透過部21をレンズ部41に対し、正しい位置で接触配置させた場合、接触部材20全体において2次元的な位置が決定される。したがって、高伝熱部22がレンズ部41と直接的に接触することはない。これにより、第2センサ40で生じた熱が、レンズ部41から直接的に高伝熱部22に伝わり、内面温度検出素子31に伝達されるのを抑制することができる。したがって、内面温度検出素子31がウインドシールド内面100bの正確な温度を検出することができる。
In the present embodiment, the
なお、第2センサ40で生じる熱は、LED42、PD43、及びECU44の発熱に加え、LED42から照射され、PD43にて受光される基準光の放射によるレンズ部41の熱を含む。
The heat generated by the
また、共通の接触部材20に光透過部21と高伝熱部22が実現されているため、光透過部21をレンズ部41に接触配置させるとともに、高伝熱部22を内面温度検出素子31に接触配置させることができる。したがって、組み付け工数を従来に較べて低減することができる。
In addition, since the
(第2実施形態)
本実施形態において、上記実施形態に示した統合センサ装置10と共通する部分についての説明は割愛する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, description of portions common to the
図3及び図4に示すように、本実施形態に係る統合センサ装置10の接触部材20は、光透過部21から高伝熱部22への熱の伝達を抑制する切り欠き部23を有する。なお、図3では、位置の参考として、内面温度検出素子31とレンズ部41を破線で示している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
切り欠き部23は、接触部材20において、内面温度検出素子31との対向部位とレンズ部41との対向部位との間に形成される。本実施形態では、図4に示すとおり、切り欠き部23は、光透過部21と高伝熱部22の間に設けられる。また、切り欠き部23は、接触部材20の一面20a及び裏面20bのうち、少なくとも一方に設けられる。本実施形態では、図4に示すように、裏面20bに切り欠き部23が形成されている。また、切り欠き部23の延設方向に直交する断面形状は略三角形となっている。
In the
ここで、第2センサ40で生じた熱は、レンズ部41、光透過部21、高伝熱部22、内面温度検出素子31の順に伝熱される。また、接触部材20において、レンズ部41に対向する部分と内面温度検出素子31に対向する部分との間の熱抵抗が小さいほど、内面温度検出素子31へ多く伝熱される。
Here, the heat generated by the
一方、切り欠き部23は、自身の空気層により断熱効果を奏するため、接触部材20の他の部分に較べて、熱伝導性が低い。このように、切り欠き部23を有すると、接触部材20において伝熱経路が狭くなる。したがって、レンズ部41から内面温度検出素子31への熱の伝達を抑制することができる。つまり、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。
On the other hand, the
ところで、上記のとおり、接触部材20において、レンズ部41に対向する部分と内面温度検出素子31に対向する部分との間の熱抵抗が小さいほど、内面温度検出素子31へ多く伝熱される。すなわち、接触部材20の両面20a,20bに垂直な方向、つまり深さ方向において、裏面20bに近いほど、第2センサ40から内面温度検出素子31への伝熱量が多い。
As described above, in the
これに対し、本実施形態では、切り欠き部23が裏面20b側に形成される。切り欠き部23は、上記したように断熱効果を奏する。したがって、切り欠き部23を迂回して熱が伝達されることとなり、裏面20bに切り欠き部23を有さない構成に較べて伝熱経路が長くなる。すなわち、熱抵抗が大きくなるため、第2センサ40から内面温度検出素子31への伝熱をより効果的に抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, the
また、接触部材20において、光透過部21と高伝熱部22との間は距離が短いため、上記のとおり、内面温度検出素子31へ多く伝熱される部分である。したがって、接触部材20において、光透過部21と高伝熱部22との間に切り欠き部23を形成することで、レンズ部41から内面温度検出素子31への熱の伝達を抑制することができる。つまり、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。
Further, in the
また、本実施形態では、図3に示すとおり、切り欠き部23が、平面長方形の接触部材20に対し、接触部材20の長手辺の一方、すなわち一端20cから、該一端20cと反対の他端20d、すなわち、長手辺の他方を跨いで形成されている。これによれば、レンズ部41から内面温度検出素子31への伝熱経路が、必ず切り欠き部23によって狭められた部分を通るため、光透過部21から高伝熱部22への熱伝達が抑制される。したがって、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
なお、切り欠き部23の深さが深いほど、内面温度検出素子31への伝熱経路が狭くなるため、レンズ部41から内面温度検出素子31への伝熱を抑制することができる。
In addition, since the heat transfer path to the inner surface
(第3実施形態)
本実施形態において、上記実施形態に示した統合センサ装置10と共通する部分についての説明は割愛する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, description of portions common to the
図5及び図6に示すとおり、本実施形態に係る統合センサ装置10の接触部材20は、光透過部21と高伝熱部22との間に設けられ、光透過部21よりも熱伝導性が低い低伝熱部24を有する。なお、図5では、位置の参考として、内面温度検出素子31とレンズ部41を破線で示している。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
図6に示すように、本実施形態では、シリコンシートに、接触部材20の裏面20b側から所定深さの溝が形成されている。そして、低伝熱部24は、上記溝を蓋する蓋部24aと、溝が蓋部24aによって蓋され、溝内に空気が残された部分である空隙部24bと、溝の底にあたる底部24cと、を有する。蓋部24aは、シリコンシートと同一材料を用いて形成されている。このように、低伝熱部24は空隙部24bを有し、空隙部24bが断熱効果を奏するため、光透過部21よりも熱伝導性が低い部分となっている。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a groove having a predetermined depth is formed on the silicon sheet from the
接触部材20において、光透過部21と高伝熱部22との間は、上記のとおり、内面温度検出素子31へ多く伝熱される部分である。したがって、接触部材20において、光透過部21と高伝熱部22との間に、熱伝導性が低い低伝熱部24を形成することで、レンズ部41から内面温度検出素子31への熱の伝達を抑制することができる。つまり、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。
In the
本実施形態では、図5に示すとおり、低伝熱部24は、平面長方形の接触部材20に対し、接触部材20の長手辺の一方、すなわち一端20cから、該一端20cと反対の他端20d、すなわち、長手辺の他方を跨いで形成されている。これによれば、レンズ部41から内面温度検出素子31への熱伝達において、伝熱経路が必ず低伝熱部24を通るため、光透過部21から高伝熱部22への熱伝達が抑制される。したがって、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the low
本実施形態では、空隙部24bを有する低伝熱部24を採用する。気体は、液体、固体に較べ、断熱性が高い。これによれば、空気の断熱性により、光透過部21から高伝熱部22への熱伝達をより効果的に抑制することができる。したがって、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。特に、空隙部24bの高さが高いほど、レンズ部41から内面温度検出素子31への伝熱を抑制することができる。
In the present embodiment, the low
また、空隙部24bは裏面20bに閉口しておらず。蓋部24aによって閉塞されている。したがって、貼り合わせ時又は貼り合わせ後において、空隙部24bの空気が、光透過部21と第2センサ40との界面や、高伝熱部22と第1センサ30との界面に移動し、上記界面に気泡が生じるのを抑制することができる。
Further, the
また、接触部材20の裏面20bにおいて、蓋部24aは、光透過部21及び高伝熱部22とほぼ面一の位置関係となっている。したがって、貼り合わせ時において、光透過部21と第2センサ40との界面や、高伝熱部22と第1センサ30との界面に、気泡が生じるのを抑制することができる。なお、光透過部21と第2センサ40との界面とは、光透過部21とレンズ部41との界面である。また、高伝熱部22と第1センサ30との界面とは、高伝熱部22と内面温度検出素子31及び第1基板34との界面である。
Further, on the
接触部材20とレンズ部下面41aとの界面に気泡が生じると、気泡によって基準光の反射、散乱が生じ、PD43の基準光検出に誤差が生じてしまう。本実施形態では、上記したように、光透過部21とレンズ部下面41aとの界面に気泡が生じることを抑制できる。したがって、PD43が、より正確な強度を有する基準光を受光することができる。つまり、ECU44が、ウインドシールド外面100aに付着した雨滴をより正確に検出することができる。
If bubbles are generated at the interface between the
また、高伝熱部22と第1基板34との界面、及び、高伝熱部22と内面温度検出素子31との界面に気泡が生じると、気泡が断熱効果を奏し、ウインドシールド100から内面温度検出素子31への伝熱を抑制する。これにより、内面温度検出素子31の検出に誤差が生じてしまう。本実施形態では、高伝熱部22と第1基板34との界面、及び、高伝熱部22と内面温度検出素子31との界面に気泡が生じるのを抑制できる。したがって、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。
Further, when bubbles are generated at the interface between the high
(第4実施形態)
本実施形態において、上記実施形態に示した統合センサ装置10と共通する部分についての説明は割愛する。なお、統合センサ装置10の製造方法を示す図7(a)〜(c)のうち、図7(b),(c)では、便宜上、統合センサ装置10の一部を省略して図示している。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, description of portions common to the
本実施形態では、図7(a)〜(c)に示す製造方法を用いて、図8に示す構造の統合センサ装置10を形成する。
In the present embodiment, the
先ず、図7(a)に示す準備工程を実施する。 First, the preparation process shown in FIG.
この準備工程では、切れ込み25a〜25dを有する接触部材20を準備する。本実施形態では、切れ込み25a,25cを、光透過部21における互いに対向する部位に形成する。また、切れ込み25b,25dを、高伝熱部22における互いに対向する部位に形成する。すなわち、切れ込み25a,25cと切れ込み25b,25dとを、光透過部21と高伝熱部22の境界を間に挟むように、境界近傍の両側に形成する。また、各切れ込み25a〜25dが、平面長方形の接触部材20に対し、接触部材20の長手辺の一方、すなわち一端20cから、該一端20cと反対の他端20d、すなわち、長手辺の他方を跨ぐように形成する。
In this preparation step, the
また、図7(a)に示すとおり、各切れ込み25a〜25dの延設方向に直交する断面形状を略三角形とする。各切れ込み25a〜25dの深さは、互いに接触しない深さとする。
Moreover, as shown to Fig.7 (a), let the cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of each
準備工程が終了すると、次に、図7(b)に示す、貼り合わせ工程を実施する。 When the preparation process is completed, a bonding process shown in FIG.
この貼り合わせ工程では、接触部材20の裏面20bにおいて、光透過部21にレンズ部下面41aが接触するとともに、高伝熱部22に内面温度検出素子31が接触するように、第1センサ30及び第2センサ40と接触部材20とを貼り合わせる。
In this bonding step, on the
本実施形態では、高伝熱部22が、内面温度検出素子31及び第1基板34に対向し、且つ、光透過部21がレンズ部下面41aに対向するように、第1センサ30及び第2センサ40と接触部材20とを貼り合わせる。
In the present embodiment, the
貼り合わせ工程が終了すると、次に、図7(c)に示す、分割工程を実施する。 When the bonding process is completed, a dividing process shown in FIG.
この分割工程では、接触部材20における、各切れ込み25a〜25dに挟まれる部分を除去する。切れ込み25a,25cと切れ込み25b,25dは、光透過部21と高伝熱部22の境界を挟んで形成されるため、切れ込み25a〜25dに挟まれる部分の除去により、接触部材20を、光透過部21と高伝熱部22とに分割することができる。以上の工程を経て、図8に示す統合センサ装置10が形成される。
In this dividing step, portions of the
本実施形態では、接触部材20を、光透過部21と高伝熱部22とに分割し、光透過部21と高伝熱部22との間に空気層を設ける。したがって、第2センサ40で生じ、光透過部21に伝達された熱が、光透過部21から高伝熱部22に伝達されるのをより効果的に抑制することができる。これにより、内面温度検出素子31がウインドシールド内面100bの、より正確な温度を検出することができる。
In the present embodiment, the
また、貼り合わせ時には、光透過部21と高伝熱部22が、1つの接触部材20において構成されているため、同じ工程で、光透過部21と高伝熱部22を一度に貼り合わせることができる。そして、貼り合わせ工程後に分割するため、レンズ部41及び内面温度検出素子31それぞれに対して位置決めする必要がなく、従来に較べて組み付け工数を低減することができる。
Moreover, since the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施例では、発光素子がLED42、受光素子がPD43の例を示したが、これに限定されるものではない。
In the above embodiment, the light emitting element is the
車内湿度検出素子32及び車内温度検出素子33を第1基板34に搭載する例を示したが、第2基板45に搭載してもよい。
Although an example in which the in-vehicle
切り欠き部23及び切れ込み25a〜25dの形状は、上記例に限定されるものではない。
The shapes of the
また、切り欠き部23が接触部材20の裏面20bのみに形成される例を示したが、一面20aのみに形成されてもよい。これによれば、裏面20bに切り欠き部23が形成されない。したがって、貼り合わせ時又は貼り合わせ後において、切り欠き部23の空気が、光透過部21と第2センサ40との界面や、高伝熱部22と第1センサ30との界面に移動し、上記界面に気泡が生じるのを抑制することができる。また、裏面20bは平らである。したがって、貼り合わせ時において、光透過部21と第2センサ40との界面や、高伝熱部22と第1センサ30との界面に、気泡が生じるのを抑制することができる。
Moreover, although the example in which the
これによれば、高伝熱部22と内面温度検出素子31及び第1基板34との界面に気泡が生じることを抑制することで、内面温度検出素子31が、より正確な温度を検出することができる。また、光透過部21とレンズ部下面41aとの界面に気泡が生じることを抑制することで、ECU44が、ウインドシールド外面100aに付着した雨滴をより正確に検出することも可能である。
According to this, the inner surface
また、切り欠き部23は、両面20a,20bに形成されてもよい。その場合、両面20a,20bの切り欠き部23を互いに対向するように形成することで、第2センサ40から内面温度検出素子31への伝熱経路をより狭めることができる。なお、両面20a,20bに形成される切り欠き部23の深さは、互いに接触しない深さとする。
Moreover, the
また、切り欠き部23及び切れ込み25a〜25dは、接触部材20の一端20cから一端と反対の他端20dを跨いで形成される例を示したが、これに限定されるものではない。切り欠き部23については、光透過部21から高伝熱部22への熱の伝達を抑制するように設けられれば良い。
Moreover, although the
上記実施例では、低伝熱部24が、蓋部24a、空隙部24b、底部24cを有する例を示したが、これに限定されるものではない。低伝熱部24は、光透過部21よりも伝熱性の低い材料により形成されるものであれば、採用することができる。
In the said Example, although the low heat-
10・・・統合センサ装置、20・・・接触部材、20a・・・一面、20b・・・裏面、21・・・光透過部、22・・・高伝熱部、23・・・切り欠き部、24・・・低伝熱部、24a・・・蓋部、24b・・・空隙部、24c・・・底部、25a〜d・・・切れ込み、30・・・第1センサ、31・・・内面温度検出素子、32・・・車内湿度検出素子、33・・・車内温度検出素子、34・・・第1基板、40・・・第2センサ、41・・・レンズ部、41a・・・下面、41b・・・入射面、41c・・・出射面、42・・・LED、43・・・PD、44・・・ECU、45・・・第2基板、50・・・コネクタ、50a・・・端子、60・・・ハウジング、60a・・・ハウジング側壁、60b・・・ターミナル、100・・・ウインドシールド、100a・・・外面、100b・・・内面
DESCRIPTION OF
Claims (14)
一面(20a)と、前記一面と反対の裏面(20b)を有し、前記ウインドシールドの内面に前記一面が接触配置される接触部材(20)と、
前記接触部材の裏面に接触配置されるとともに、前記接触部材を介して前記ウインドシールドの内面の温度を検出する内面温度検出素子(31)を有する第1センサ(30)と、
前記接触部材の裏面であって前記第1センサとは異なる部位に接触配置されるレンズ部(41)と、前記レンズ部を介して前記ウインドシールドに基準光を照射する発光素子(42)と、前記ウインドシールドによって反射された前記基準光を、前記レンズ部を介して受光する受光素子(43)と、を有し、前記ウインドシールドの外面(100a)の雨滴を検出する第2センサ(40)と、を備え、
前記接触部材は、前記レンズ部と対向して設けられ、前記基準光及び反射された前記基準光を透過させる光透過部(21)と、前記光透過部を除く部分であって、少なくとも前記内面温度検出素子と対向するように設けられ、前記光透過部よりも熱伝導性の高い高伝熱部(22)と、を有することを特徴とする統合センサ装置。 An integrated sensor device disposed on an inner surface (100b) of a windshield (100) of a vehicle,
A contact member (20) having one surface (20a) and a back surface (20b) opposite to the one surface, wherein the one surface is in contact with the inner surface of the windshield;
A first sensor (30) disposed in contact with the back surface of the contact member and having an inner surface temperature detection element (31) for detecting the temperature of the inner surface of the windshield via the contact member;
A lens portion (41) disposed in contact with a portion different from the first sensor on the back surface of the contact member; and a light emitting element (42) for irradiating the windshield with reference light through the lens portion; A second sensor (40) for detecting raindrops on the outer surface (100a) of the windshield, the light receiving element (43) receiving the reference light reflected by the windshield through the lens unit; And comprising
The contact member is provided so as to face the lens unit, and transmits the reference light and the reflected reference light. The light transmission part (21) and a portion excluding the light transmission part, and at least the inner surface An integrated sensor device comprising: a high heat transfer portion (22) provided to face the temperature detection element and having higher thermal conductivity than the light transmission portion.
前記高伝熱部は、前記シリコンシートに金属フィラーが添加されてなることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の統合センサ装置。 The contact member has a silicon sheet,
The integrated sensor device according to any one of claims 1 to 5, wherein the high heat transfer section is formed by adding a metal filler to the silicon sheet.
前記レンズ部に対向して設けられ、前記基準光及び反射された前記基準光を透過させる光透過部(21)と、前記光透過部を除く部分であって、少なくとも前記内面温度検出素子と対向するように設けられ、前記光透過部よりも熱伝導性の高い高伝熱部(22)と、を有し、且つ、前記光透過部と前記高伝熱部との間に切れ込み(25a〜25d)を有するように、前記接触部材を準備する準備工程と、
準備した前記接触部材の裏面において、前記光透過部に前記レンズ部が接触するとともに、前記高伝熱部に前記内面温度検出素子が接触するように、前記第1センサ及び前記第2センサと前記接触部材とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
前記貼り合わせ工程後、前記接触部材のうち、前記切れ込みを設けた部分を除去して、前記光透過部と前記高伝熱部とに分割する分割工程と、を備えることを特徴とする統合センサ装置の製造方法。 A contact member (20) having one surface (20a) in contact with the inner surface (100b) of the windshield (100) of the vehicle, and an inner surface temperature detecting element (detecting the temperature of the inner surface of the windshield via the contact member) 31) and a lens portion (41) disposed in contact with the back surface (20b) opposite to the one surface of the contact member, and a reference light is transmitted to the windshield via the lens portion. A second sensor (40) that receives the reference light reflected by the windshield via the lens unit, and a manufacturing method of an integrated sensor device (10),
A light transmission part (21) provided opposite to the lens part and transmitting the reference light and the reflected reference light, and a part excluding the light transmission part, at least facing the inner surface temperature detection element And a high heat transfer portion (22) having a higher thermal conductivity than the light transmission portion, and a notch (25a to 25a) between the light transmission portion and the high heat transfer portion. A preparation step of preparing the contact member to have 25d);
In the back surface of the prepared contact member, the first sensor, the second sensor, and the second sensor are arranged so that the lens unit is in contact with the light transmission unit and the inner surface temperature detection element is in contact with the high heat transfer unit. A bonding step of bonding the contact member;
An integrated sensor comprising: a splitting step of removing the cut portion of the contact member after the bonding step and dividing the contact member into the light transmitting portion and the high heat transfer portion. Device manufacturing method.
前記レンズ部と対向するように設けられ、前記基準光及び反射された前記基準光を透過させる光透過部(21)と、
前記内面温度検出素子と対向するように設けられ、前記光透過部の伝熱性よりも高い伝熱性を有する高伝熱部(22)と、を備えることを特徴とする接触部材。 One surface (20a) and a back surface (20b) opposite to the one surface, the one surface being disposed in contact with an inner surface (100b) of a windshield (100) of a vehicle, and the rear surface being a temperature of the inner surface of the windshield The window shield is irradiated with reference light via the inner surface temperature detecting element of the first sensor (30) having the inner surface temperature detecting element (31) for detecting the light and the lens part (41), and the wind shield A contact member disposed in contact with the lens portion of the second sensor (40) that receives the reflected reference light through the lens portion;
A light transmission part (21) provided so as to face the lens part and transmitting the reference light and the reflected reference light;
A contact member, comprising: a high heat transfer portion (22) provided to face the inner surface temperature detection element and having a heat transfer property higher than that of the light transmission portion.
前記高伝熱部は、前記シリコンシートに金属フィラーが添加されてなることを特徴とする請求項9〜13いずれか1項に記載の接触部材。 With a silicon sheet,
The contact member according to claim 9, wherein the high heat transfer portion is formed by adding a metal filler to the silicon sheet.
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