CN101203768A - 传感器 - Google Patents

Abstract

涉及在外壳内部具有霍尔元件的传感器，将霍尔元件准确地配置在U字形磁铁的无磁通区域中。具有：U字形磁铁(50)，具有隔着间隔对置的一对对置部(51)，在一对对置部(51)之间形成无磁通的区域(A)；输出电压根据通过的磁通密度而变化的霍尔元件(80)；定位架(40)，限定霍尔元件(80)和U字形磁铁(50)的位置关系，以使上述霍尔元件(80)位于U字形磁铁(50)的无磁通区域(A)中；以及覆盖定位架(40)的外壳(10)。

Description

传感器

技术领域

本发明涉及在外壳内部具有霍尔元件的传感器。

背景技术

以前，作为非接触式传感器，提出有各种传感器(例如，参照专利文献1等)，为了检测汽车的自动变速器内的齿轮的旋转速度，采用具有霍尔元件的传感器，所述霍尔元件，输出电压根据通过的磁通密度而变化(例如，参照专利文献2)。

在上述专利文献2中，由例如隔开间隔地对置的一对对置部位于U字的直线部分上的U字形的磁铁产生磁场。该U字形的磁铁是在一对对置部之间具有无磁通区域的永久磁铁，在专利文献2中，提出了在该无磁通区域配置霍尔元件的方式。如果以通过齿轮的旋转而使得齿轮的齿的顶端(齿顶)和齿与齿之间(齿槽)交替通过U字形磁铁的一对对置部的前端的前面的方式配置该传感器，则通过霍尔元件的磁通密度变化，根据从霍尔元件输出的霍尔电压的变化(频率)，求出齿轮的转速。

这里，这些U字形磁铁和霍尔元件收纳在外壳内部而作为传感器使用，但为了降低与磁通密度的变化对应而输出的电压的偏差，必须在U字形磁铁的无磁通区域中准确地配置霍尔元件，外壳内部的U字形磁铁和霍尔元件的位置关系非常重要。以前，通过将霍尔元件钎焊在电路基板上并将钎焊有霍尔元件的电路基板压入到收纳U字形磁铁的外壳内来组装传感器。

专利文献1：特开平5-342961号公报

专利文献2：特表平9-511357号公报

发明内容

但是，在将霍尔元件钎焊在电路基板上时，电路基板和霍尔元件的位置关系容易产生错位，将电路基板压入外壳内，这种错位也依然会存在，在完成的现有的传感器中，有时将霍尔元件配置在从U字形磁铁的无磁通区域偏移的位置上。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种传感器，霍尔元件可准确地配置在U字形磁铁的无磁通区域中。

实现上述目的的本发明的传感器的特征在于，具备：U字形磁铁，具有隔开间隔地对置的一对对置部，在该一对对置部之间形成无磁通的区域；霍尔元件，输出电压根据通过的磁通密度而变化；定位架，限制该霍尔元件和该U字形磁铁的位置关系，以使上述霍尔元件位于上述U字形磁铁的上述无磁通区域中；外壳，覆盖上述定位架。

根据本发明的传感器，上述霍尔元件和上述U字形磁铁都由上述定位架来定位。因此，上述霍尔元件正确地位于上述U字形磁铁的上述无磁通的区域中，将该定位架安装在上述外壳的内部，霍尔元件和U字形磁铁的位置关系不会产生偏差，霍尔元件准确地配置在U字形磁铁的无磁通区域中。

而且，在本发明的传感器中，上述定位架优选具有：磁铁定位部，确定上述U字形磁铁的连结一对对置部的连结部的、面向上述无磁通区域的面的位置；和元件定位部，确定上述霍尔元件的位置。

在霍尔元件和U字形磁铁的位置关系中，上述U字形磁铁的上述面和上述霍尔元件的位置关系极其重要，优选设置上述磁铁定位部。

而且，在本发明的传感器中，上述定位架优选具有：引导部，在上述一对对置部中的一个对置部朝向另一对置部的横向上延伸，将上述霍尔元件引导到既定的位置；上升限制部，限制配置在该既定位置的霍尔元件的上升。

上述霍尔元件在例如钎焊时容易上升，通过在上述定位架上设置上述上升限制部，上述霍尔元件即使在纵向上也可正确地位于上述U字形磁铁的上述无磁通区域中。

根据本发明，能够提供霍尔元件准确地配置在U字形磁铁的无磁通区域的传感器。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的传感器的立体图。

图2是从配置U字形磁铁的正面侧观察从外壳部拉出定位架的状态的立体图。

图3是从与配置U字形磁铁的一面相反的背面侧观察图2所示的状态的立体图。

图4是从图2所示的外壳内部拉出定位架的传感器的俯视图。

图5是图4所示的传感器的侧视图。

图6是表示图2所示的U字形磁铁的图。

图7是图3到图5分别示出的定位架的前端部分的放大图。

图8是在图7中示出前端部分的定位架整体的仰视图。

图9是图8的A-A剖视图。

图10是图8的B-B剖视图。

图11是表示图1中示出的传感器的组装顺序的流程图。

附图标记说明

1…传感器

10…外壳

20…导线

30…连接器

40…定位架

41…筒部

42…突条部

43…引导部

47…上升限制部

50…U字形磁铁

A…无磁通区域

51…对置部

52…连结部

60…电路基板

70…端子配件

80…霍尔元件

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明的一种实施方式的传感器的立体图。

图1所示的传感器1用于检测汽车的自动变速器内的齿轮的旋转速度，具有外壳10、3根导线20，与这3根导线20连接的连接器30。在图1中，3根导线20的中间部分省略示出。在外壳10中设置用于将该传感器1固定在自动变速器的框架(未图示)上的安装部101。在该外壳10的内部，安装正面的前端部分配置有U字形磁铁的定位架。

图2是从配置U字形磁铁的正面侧观察从外壳内部拉出定位架的状态的立体图，图3是从与配置U字形磁铁的一面相反的背面侧观察图2所示的状态的立体图。

在图2示出的定位架40的正面40a的前端部分，配置隔着间隔而对置的一对对置部51形成在U字的直线部分上的例如U字形(コ字形)磁铁50。而且，在图3示出的定位架40的背面40b的前端部分，配置电路基板60。在图3示出的电路基板60上，安装用于对抗噪音的电容等芯片部件61。而且，在图2和图3中，示出了分别连接电路基板60和3根导线20的端子配件70。

图4是从图2所示的外壳内部拉出定位架的传感器的俯视图，图5是图4所示的传感器的侧视图。

在图4中，在配置在定位架40上的U字形磁铁50的一对对置部51之间示出了霍尔元件80。即，图1示出的传感器1具有输出电压根据通过的磁通密度的变化而变化的霍尔元件80。该传感器1，由外壳10覆盖的定位架40的前端以面向被检测部即齿轮的齿的顶端面的方式配置。如果这样地配置图1示出的传感器，则由于齿轮的旋转，通过霍尔元件80的磁通密度发生变化，根据从霍尔元件80输出的霍尔电压的变化，检测齿轮的转速。

在以下的说明中，将U字形磁铁50的一对对置部51中的一个对置部朝向另一对置部的方向称为横向。

而且，在图5中，示出了将该霍尔元件80的端子81钎焊在电路基板60上的状态。

而且，在以下的说明中，将霍尔元件80的端子81延伸的方向称为纵向，并且，将连结定位架40的前端和后端的方向称为进深方向。

图6是表示图2所示的U字形磁铁的图。

在图6中，用虚线示出了磁力线，在图6中示出的U字形磁铁50如该图中所示被磁化，在一对对置部51之间形成无磁通区域A。如果将该U字形磁铁50配置在定位架40上，则图的上方成为定位架40的前端侧。而且，在该图6中，图的左右方向相当于横向，图的上下方向相当于进深方向。在以下的说明中，将U字形磁铁50的、连结一对对置部51的在横向上延伸的部分称为连结部52。而且，将由U字形磁铁50的一对对置部51各自的向无磁通区域A的面51a、以及连结部52的面向无磁通区域A的面52a构成的面称为该U字形磁铁50的的内周面50a。

图7是图3到5分别示出的定位架的前端部分的放大图。

如前所述，在定位架40的前端部分上，配置U字形磁铁50、霍尔元件80、以及电路基板60，在图7中，示出了配置这些部件前的定位架40的前端部分。而且，在图7中，还示出了将要配置在定位架40上的霍尔元件80。

在图7中示出的定位架40的正面40a的前端部分上，设置包围正面40a上的横向中央部分的既定空间S的筒部41。该筒部41的外周形状和U字形磁铁50的内周面50a(参照图6)的形状一致。而且，在定位架40的正面40a的前端部分上，还设置有在纵向上延伸的突条部42。该突条部42朝向筒部41突出。配置在定位架40上的U字形磁铁50的连结部52(参照图6)被该突条部42按压在筒部41上，U字形磁铁50在内周面50a与筒部41接触的状态下被配置在定位架40上。即，U字形磁铁50的连结部52的朝向无磁通的区域A的面52a被突条部42和筒部41正确地定位。因此，突条部42和筒部41的组合相当于本发明所说的磁铁定位部的一个例子。配置在定位架40上的U字形磁铁50的无磁通的区域A(参考图6)的位置在横向、纵向和进深方向上都和筒部41内的既定空间S的位置一致。

而且，在图7中示出的定位架40的正面40a的前端部分上，还设置横向延伸的引导部43。在筒部41的在横向上对置的两个侧壁411的每一个上，设置比霍尔元件80的主体82的大小还大一圈的孔411a，该引导部43，从定位架40的横向上的一个端部侧通过筒部4 1的设置在一侧的侧壁上的孔，延伸到既定空间S。而且，在该定位架40上，贯通正面40a和背面40b的长孔44沿着该引导部43设置。霍尔元件80，在将端子81从长孔44突出到背面40b侧的状态下被引导部43引导，主体82到达既定空间S。筒部41的横向长度和主体82的横向长度一致，到达既定空间S的主体82的、在横向上相对的两个侧面82a各自的位置位于和筒部41的在横向上对置的两个侧壁411各自的外周面相同的面上。

图8是在图7中示出前端部分的定位架整体的仰视图。图9是图8的A-A剖视图，图10是图8的B-B剖视图。即，图9是表示在横向中央剖开定位架40时的状态的图，图10是表示在从中央稍稍偏离的位置上剖开定位架40时的状态的图。

这些图中的任何一个中，定位架40的前端都在图的上方。在图8中，示出了沿着引导部43设置的长孔44。而且，在图8和图9中，还示出了分别插入连结图2等中所示的电路基板60与3根导线20各自的端子配件70的两端部的孔46。而且，图9和图10中，示出了筒部41，还示出了筒部41内部的、限定了既定空间S的进深方向上对置的壁412。

这里，将纵向的正面40a侧(在图9和图10中为左侧)作为上，将背面40b侧(在图9和图10中为右侧)作为下，比较图9和图10，则在图9中，既定空间S的上侧开口，与此相对，图10中既定空间S上侧被塞住。即，在筒部41内部的既定空间S的横向两侧的上方，设置限制配置在既定空间S中的霍尔元件80上升的上升限制部47。

接着，说明图1中示出的传感器1的组装顺序。

图11是表示图1中示出的传感器的组装顺序的流程图。

首先，在图7中示出的定位架40的引导部43的、定位架40的横向的一方端部侧，在使端子81从长孔44向背面40b侧突出的状态下插入霍尔元件80，向着既定空间S在横向上滑动该霍尔元件80(步骤S1)。该霍尔元件80被引导部43引导，主体82到达筒部41内部。

接着，以沿着内周面50a的方式，将U字形磁铁50从筒部41上方压入到筒部41内(步骤S2)。U字形磁铁50如上所述被突条部42向筒部41推压，在压入的状态下配置在定位架40上。这样，配置在定位架40上的U字形磁铁50被正确地定位。而且，在从上方压入U字形磁铁50时，即便通过执行前面的步骤S1而到达筒部41的内部的霍尔元件80的主体82的任一侧面82a从筒部41的孔411a在横向上突出，由从上方压入的U字形磁铁50在和突出方向相反的方向上推压该突出的侧面82a，主体82在横向上正确地收纳在筒部41内。而且，到达筒部41内之后的主体82被筒部41内部的、限制既定设定空间S的在进深方向上对置的壁412(参照图9和图10)夹着，在进深方向上也正确地收纳在筒部41内。而且，到达筒部41内之后的主体82由上升限制部47(参照图9和图10)限制其上升。因此，霍尔元件80正确地定位在筒部41内的既定空间S中，筒部41相当于本发明所说的元件定位部的一个例子。如上所述，配置在定位架40上的U字形磁铁50的无磁通的区域A(参照图6)在横向、纵向和进深方向上都和筒部41内的既定空间S的位置一致，所以霍尔元件80正确地位于U字形磁铁50的无磁通的区域A中。

接着，将安装有芯片部件61的电路基板60贴装在定位架40的背面40b上，并将图7所示的端子配件70组装在定位架40上(步骤S3)。

接着，将霍尔元件80的端子81和图7所示的端子配件70钎焊在电路基板60上(步骤S4)。这里的钎焊指的是利用软钎流体焊料将端子81和端子配件70一起软钎焊接。通过使用软钎流体焊料，提高了组装效率。而且，在钎焊时，存在使霍尔元件80向上方移动的力，但由上升限制部47(参照图9和10)防止了霍尔元件80的上升，霍尔元件80保持在既定空间S内。

最后，结束步骤S4之前的处理，而且，在连接端子配件70的与钎焊在电路基板60上的一端相反的端部、和连结着连接器30的导线20的状态下，将定位架40安装在外壳10的内部(步骤S5)。这里，粘合剂流入到外壳10内，将定位架40固定在外壳10内。

按照以上的顺序，完成图1所示的传感器1，在步骤S5中，即使将定位架40安装在外壳10内，霍尔元件80和U字形磁铁50的位置关系也不会产生偏差，完成后的传感器1，因为霍尔元件80准确地配置在U字形磁铁50的无磁通的区域A中，所以能够降低传感器特性的偏差。

Claims (3)

1.一种传感器，特征在于，具备：

U字形磁铁，具有隔着间隔对置的一对对置部，在该一对对置部之间形成无磁通的区域；

霍尔元件，输出电压根据通过的磁通密度而变化；

定位架，限定该霍尔元件和该U字形磁铁的位置关系，以使上述霍尔元件位于上述U字形磁铁的上述无磁通区域中；

外壳，覆盖上述定位架。

2.如权利要求1记载的传感器，特征在于，上述定位架具有：磁铁定位部，确定上述U字形磁铁的连结一对对置部的连结部的、面向上述无磁通区域的面的位置；和元件定位部，确定上述霍尔元件的位置。

3.如权利要求1记载的传感器，特征在于，上述定位架具有：引导部，在上述一对的对置部中的一个对置部朝向另一对置部的横向上延伸，将上述霍尔元件引导到既定的位置；上升限制部，限制配置在该既定位置的霍尔元件的上升。

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