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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotationssensor, welcher die Drehzahl von beispielsweise einem zahnradartigen magnetischen Rotationskörper erfasst.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Die
5A bis
5C sind Diagramme, welche einen Rotationssensor gemäß der
JP 2000-214176 A von drei Seiten zeigen.
5A ist eine Vorderansicht (teilweise im Schnitt),
5B ist eine Draufsicht (teilweise im Schnitt) und
5C ist eine Schnittansicht von der rechten Seite. Mit Bezug auf die Figuren ist der Rotationssensor aufgebaut aus: einem Sensorhauptbereich
1, an welchem elektronische Komponenten angebracht sind und welcher aus einem isolierenden Kunstharz besteht; und aus einem unten geschlossenen zylindrischen Gehäuse
2, welches den Sensorhauptbereich
1 hermetisch abdeckt und welches ebenfalls aus einem isolierenden Kunstharz hergestellt ist. Der Sensorhauptbereich
1 ist aufgebaut aus einem Hauptbereich
1a, einem Sockelbereich
1b und einem Verbindungsbereich
1c. An dem Hauptbereich
1a sind ein IC 5 angebracht, welcher aus zwei oder mehr Hall-Elementen
4 aufgebaut ist, welche voneinander um einen vorbestimmten Abstand getrennt sind, um eine Rotation eines magnetischen Rotationskörpers
3 zu erfassen, aus einem Permanentmagneten
6, welcher ein Magnetfeld auf die Hall-Elemente aufbringt, und aus einem Anschluss
7, an welchem elektronische Komponenten zum Verarbeiten von Ausgangssignalen der Hall-Elemente
4 angebracht sind und ein Schaltkreismuster ausgeformt ist.
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Der Hauptbereich 1a hat eine im wesentlichen schlanke plattenartige Gestalt. Ein Ende des Hauptbereichs ist senkrecht mit der Hauptfläche des Sockelbereichs 1b verbunden. Der Permanentmagnet 6 ist an dem anderen Ende des Hauptbereichs 1a angebracht, so dass er senkrecht zu dem Hauptbereich 1a ist. Die Hall-Elemente 4, welche ein Sensorelement zum Erfassen der Nähe eines magnetischen Körpers darstellen, sind an der äußeren Hauptfläche des Permanentmagneten 6 angeordnet.
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Der Verbindungsbereich 1c erstreckt sich von der anderen Endfläche des Sockelbereichs 1b längs. Der Verbindungsbereich 1c erstreckt sich von der anderen Endfläche des Sockelbereichs 1b, so dass er senkrecht zu dem Hauptbereich 1a gebogen ist. Der Anschluss 7, welcher elektrisch mit dem Sensorelement 5 verbunden ist, ist in dem Verbinderbereich 1c eingebettet. Ein ausgenommener Eingriffsbereich, welcher mit einer externen Vorrichtung verbunden werden kann, ist in dem Endspitzenbereich mit einer L-förmigen Gestalt ausgebildet. Anschlussteile 7a des Anschlusses 7 stehen in den Eingriffsbereich hervor.
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Der so aufgebaute Rotationssensor ist in einer vorbestimmten Position eines Fahrzeugs eingebaut. Wenn der magnetische Rotationskörper 3, welcher ein magnetischer Körper ist, welcher den Hall-Elementen 4 des Rotationssensors gegenüberliegend angeordnet ist und welcher beispielsweise eine zahnradartige Gestalt hat, gedreht wird, nähern sich konkave Bereiche 3a und konvexe Bereiche 3b des magnetischen Rotationskörpers 3 abwechselnd den Hall-Elementen 4. Als Ergebnis verändert sich das Magnetfeld, welches durch den Permanentmagneten 6 auf die Hall-Elemente 4 aufgebracht wird.
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Die Veränderung des Magnetfelds wird durch die Hall-Elemente 4 als Spannungsänderung erfasst. Die in den Hall-Elementen 4 auftretenden Spannungsänderung wird mittels der elektronischen Komponenten in eine Impulswelle umgewandelt. Das elektrische Signal wird an die Anschlussteile 7a des Anschlusses 7 in den Verbinderbereich 1c ausgegeben und dann an die nicht dargestellte externe Vorrichtung gesandt, so dass die Drehzahl des magnetischen Rotationskörpers 3 erfasst wird.
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Der herkömmliche Rotationssensor hat jedoch das folgende Problem. Wie in 5C gezeigt ist, ist der Verbinderbereich 1c in einer Richtung senkrecht zur Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 hinausgeführt. Wenn sich ein Aufbau wie beispielsweise der Fahrzeugkörper in der Richtung senkrecht zur Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 befindet, ist es daher unmöglich, den Rotationssensor einzubauen, und daher ist der Einbauraum eines solchen Rotationssensors begrenzt.
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In Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers
3 befindet sich kein störender Aufbau. Demzufolge könnte in Betracht gezogen werden, die Einbaurichtung des Rotationssensors um 90° zu drehen, um die Ausführrichtung des Verbinderbereichs
1c mit der Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers
3 zusammenfallen zu lassen.
6 ist eine Schnittansicht, welche einen solchen Rotationssensor (vgl. beispielsweise
JP 2000-221206 A ) zeigt, wobei die Einbaurichtung des Rotationssensors in den
5A bis
5C um 90° gedreht ist, so dass die Ausführrichtung des Verbinderbereichs
1c mit der Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers
3 zusammenfällt.
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In der in 6 gezeigten Konfiguration tritt jedoch ein anderes Problem insofern auf, als die beiden Hall-Elemente 4 in einer Richtung angeordnet sind, welche senkrecht zur Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 liegt, und daher ist es schwierig, die Drehung des Rotationskörpers zu erfassen. Der Grund dafür ist der folgende. Der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der beiden Hall-Elemente 4 wird als Erfassungsausgang verwendet. Wenn die beiden Hall-Elemente 4 in einer Richtung angeordnet sind, welche senkrecht zur Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 liegt, sind daher die Ausgangssignale der beiden Hall-Elemente 4 gleich, und es besteht kein Unterschied zwischen den Signalen.
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7 ist ein Graph, welcher die Beziehungen zwischen einem Erfassungs-GAP-Verhältnis und der Ausführrichtung des Verbinderbereichs 1c bei dem herkömmlichen Rotationssensor darstellt. In der Zeichnung bezeichnen die Ordinaten des Graphen das Erfassungs-GAP-Verhältnis, und die Abszisse des Graphen bezeichnet die Ausführrichtung des Verbinderbereichs 1c. Das Erfassungs-GAP-Verhältnis bedeutet ein Verhältnis der Länge der Luftlücke (Länge der Luftlücke zwischen dem magnetischen Rotationskörper 3 und dem Rotationssensor), bei welcher eine Erfassung in einer bestimmten Richtung (Winkel) möglich ist, bezüglich der Länge der Luftlücke, bei welcher eine Erfassung in idealer Richtung (Winkel) möglich ist, und welche auf 1 gesetzt ist. Beispielsweise bedeutet ein Erfassungs-GAP-Verhältnis von 70%, dass, wenn die Länge der Luftlücke, bei welcher eine Erfassung in idealer Richtung möglich ist, 1 ist, die Länge der Luftlücke, bei welcher eine Erfassung in einer bestimmten Richtung (Winkel) möglich ist, 0,7 beträgt. Die Ausführrichtung des Verbinderbereichs 1c in einem Zustand, wo die Ausführrichtung des Verbinderbereichs 1c mit der Platzierungsrichtung der magnetischen Rotationskörpers 3 zusammenfällt, beträgt 0°, und die in einem Zustand, wo der Verbinderbereich 1c senkrecht zur Beziehungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 hinausgeführt wird, beträgt 90°.
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Wie in der Zeichnung dargestellt, wird deutlich, dass in dem Zustand, in dem der Verbinderbereich 1c senkrecht zur Beziehungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 hinausgeführt wird, d. h., wenn die Platzierungsrichtung der beiden Hall-Elemente 4 mit der des magnetischen Rotationskörpers 3 zusammenfällt, das Erfassungs-GAP-Verhältnis 100% beträgt. Im Gegensatz dazu wird deutlich, dass in dem Zustand, wo die Hinausführrichtung des Verbinderbereichs 1c mit der Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 zusammenfällt, d. h. wenn die Platzierungsrichtung der beiden Hall-Elemente 4 senkrecht zu der des magnetischen Rotationskörpers 3 liegt, das Erfassungs-GAP-Verhältnis 0% beträgt und der Sensor kaum eine Erfassung durchführt.
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Daher könnte in Betracht gezogen werden, dass der Verbinderbereich
1c so hinausgeführt wird, dass die Platzierungsrichtung der beiden Hall-Elemente
4 mit der des magnetischen Rotationskörpers
3 zusammenfällt. Die
8A und
8B sind Diagramme, welche einen Rotationssensor gemäß der
JP 3223769 B von drei Seiten darstellen. Die Fig. 8A ist eine Vorderansicht (im Teilschnitt) und die
8B ist eine Draufsicht (im Teilschnitt). Wie in
8A dargestellt, sind jedoch die drei Anschlussteile
7a des Anschlusses
7 vertikal angeordnet, und daher steigt die Höhe des Verbinderbereichs
1c. In diesem Fall tritt daher ein weiteres Problem auf, dass der Verbinderbereich eine Struktur stört, welche sich in vertikaler Richtung des magnetischen Rotationskörpers
3 befindet.
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Ähnliche Rotationssensoren sind bekannt aus
DE 198 53 637 A1 sowie
JP 09 079 864 A .
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Schließlich betrifft die
JP 11-211739 A einen Rotationssensor, bei dem Anschlüsse ausgehend von einem Sensorelement in Form von zwei Hall-Elementen zunächst in einer Ebene liegen, welche parallel zur Rotationsachse des magnetischen Körpers ist. Diese Anschlüsse sind mit einer Leiterplatte verbunden, von der sich Anschlussteile in einer Ebene, die senkrecht zu der erstgenannten Ebene und parallel zu der Rotationsrichtung ist, in einen Verbinderbereich erstrecken.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung ist gemacht worden, um die oben diskutierten Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Rotationssensor zu schaffen, welcher in ein Fahrzeug eingebaut werden kann, ohne dass seine Einbauposition begrenzt wäre, wobei gleichzeitig das Ansteigen der Höhe eines Verbinderbereichs vermieden wird.
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Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß der Erfindung ein Rotationssensor gemäß dem Anspruch 1 geschaffen.
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Die Anschlussteile, welche sich in dem Verbinderbereich befinden, haben vorzugsweise eine gekrümmte Gestalt, welche in Richtung des magnetischen Körpers hinausgeführt ist.
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Die Anschlussteile des Anschlusses, welche sich in dem Verbinderbereich befinden, haben vorzugsweise eine Positionieröffnung, und ein Positionierstift, welcher sich in einer Form befindet, wird in diese Positionieröffnung eingepasst und drückt diese, wodurch die Anschlussteile gebogen werden, so dass sie horizontal zu dem magnetischen Körper hinausgeführt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A bis 1C sind Diagramme, welche einen Rotationssensor gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung von drei Seiten zeigen;
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2A und 2B sind eine Schnittansicht und eine Draufsicht, welche einen Hauptbereich und einen Anschluss eines Rotationssensors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigen;
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3 ist eine Schnittansicht, welche einen Vorgang des Gestaltens von Anschlussteilen des Anschlusses des Rotationssensors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt;
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4 ist eine Schnittansicht, welche die gestalteten Anschlussteile des Anschlusses des Rotationssensors gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt;
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5A bis 5C sind Diagramme, welche einen herkömmlichen Rotationssensor von drei Seiten zeigen;
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6 ist eine Schnittansicht, welche einen herkömmlichen Rotationssensor zeigt;
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7 ist ein Graph, welcher Beziehungen zwischen einem Erfassungs-GAP-Verhältnis und einer Ausführrichtung eines Verbinderbereichs bei dem herkömmlichen Rotationssensor zeigt; und
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8A und 8B sind eine Vorderansicht bzw. eine Draufsicht, welche einen weiteren herkömmlichen Rotationssensor zeigen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird eine genauere Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben.
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Ausführungsform 1.
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Die 1A bis 1C sind Diagramme, welche einen Rotationssensor gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung von drei Seiten zeigen. 1A ist eine Vorderansicht (im Teilschnitt), 1B ist eine Draufsicht (im Teilschnitt), und 1C ist eine Schnittansicht von der rechten Seite. Mit Bezug auf die Figuren ist der Rotationssensor aufgebaut aus: einem Sensorhauptbereich 1, an welchem elektronische Komponenten angebracht sind und welcher aus einem isolierenden Kunstharz besteht; und aus einem unten geschlossenen zylindrischen Gehäuse 2, welches den Sensorhauptbereich 1 hermetisch abdeckt und welches ebenfalls aus einem isolierenden Kunstharz hergestellt ist. Der Sensorhauptbereich 1 ist aufgebaut aus einem Hauptbereich 1a, einem Sockelbereich 1b und einem Verbindungsbereich 1c. An dem Hauptbereich 1a sind ein IC 5 angebracht, welcher aus zwei oder mehr Hall-Elementen 4 aufgebaut ist, welche voneinander um einen vorbestimmten Abstand getrennt sind, um eine Erfassung eines magnetischen Rotationskörpers 3 zu erfassen, aus einem Permanentmagneten 6, welcher ein Magnetfeld auf die Hall-Elemente aufbringt, und aus einem Anschluss 7, an welchem elektronische Komponenten zum Verarbeiten von Ausgangssignalen der Hall-Elemente 4 angebracht sind und ein Schaltkreismuster ausgeformt ist.
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Der Hauptbereich 1a hat eine im Wesentlichen dünne und schlanke plattenartige Gestalt. Ein Ende des Hauptbereichs ist senkrecht mit der Hauptfläche des Sockelbereichs 1b verbunden. Der Permanentmagnet 6 ist an dem anderen Ende des Hauptbereichs 1a angebracht, so dass er senkrecht zu dem Hauptbereich 1a ist. Die Hall-Elemente 4, welche ein Sensorelement zum Erfassen der Nähe eines magnetischen Körpers darstellen, sind an der äußeren Hauptfläche des Permanentmagneten 6 angeordnet.
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Der Verbindungsbereich 1c erstreckt sich längs von der anderen Endfläche des Sockelbereichs 1b. Der Verbindungsbereich 1c erstreckt sich von der anderen Endfläche des Sockelbereichs 1b, so dass er senkrecht zu dem Hauptbereich 1a gebogen ist. Der Anschluss 7, welcher elektrisch mit dem Sensorelement 5 verbunden ist, ist in dem Verbinderbereich 1c eingebettet. Ein ausgenommener Eingriffsbereich, welcher mit einer externen Vorrichtung verbunden werden kann, ist in dem Endspitzenbereich mit einer L-förmigen Gestalt ausgebildet. Anschlussteile 7a des Anschlusses 7 stehen in den Eingriffsbereich hervor.
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Wenn bei dem so aufgebauten Rotationssensor der magnetische Rotationskörper 3, welcher ein magnetischer Körper ist, welcher den Hall-Elementen 4 des Rotationssensors gegenüberliegend angeordnet ist und welcher beispielsweise eine zahnradartige Gestalt hat, gedreht wird, nähern sich konkave Bereiche 3a und konvexe Bereiche 3b des magnetischen Rotationskörpers 3 abwechselnd den Hall-Elementen 4. Als Ergebnis verändert sich das Magnetfeld, welches durch den Permanentmagneten 6 auf die Hall-Elemente 4 aufgebracht wird. Die Veränderung des Magnetfelds wird durch die Hall-Elemente 4 als Spannungsänderung erfasst. Die in den Hall-Elementen 4 auftretenden Spannungsänderung wird mittels der elektronischen Komponenten in eine Impulswelle umgewandelt. Das elektrische Signal wird an die Anschlussteile 7a des Anschlusses 7 in den Verbinderbereich 1c ausgegeben und dann an die nicht dargestellte externe Vorrichtung gesandt, so dass die Drehzahl des magnetischen Rotationskörpers 3 erfasst wird.
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In der in den 1A bis 1C dargestellten Ausführungsform ist der Anschluss 7 einmal in der Richtung senkrecht zur Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 hinausgeführt, und der Verbinderbereich 1c ist dann in die Richtung hinausgeführt, die gleich der Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 ist und horizontal zu dem magnetischen Rotationskörper 3. Da die Ausführrichtung des Verbinderbereichs 1c mit der Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 zusammenfällt, befindet sich kein störender Aufbau in Ausführrichtung des Verbinderbereichs 1c. Daher kann der Rotationskörper eingebaut werden, während seine Einbauposition nicht begrenzt ist. Da der Verbinderbereich horizontal zu dem magnetischen Rotationskörper 3 hinausgeführt ist, sind die drei Anschlussteile 7a des Anschlusses 7 horizontal angeordnet, und daher kann verhindert werden, dass die Höhe des Verbinderbereichs 1c ansteigt.
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Wie in den 1A bis 1C gezeigt, hat die Ausführungsform den Aufbau, dass der Anschluss 7 in dem Verbinderbereich 1c in der Richtung hinausgeführt ist, die senkrecht zur Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 liegt, und dann über einen gekrümmten Teil 7b in der Richtung hinausgeführt ist, die gleich der Platzierungsrichtung des magnetischen Rotationskörpers 3 ist und horizontal zu dem magnetischen Körper 3. Aufgrund des gekrümmten Teils 7b können die Anschlussteile 7a des Anschlusses 7 weiter einwärts platziert und hinausgeführt werden als in dem Fall, in dem der gekrümmte Teil 7b nicht vorgesehen ist, oder an der Seite des magnetischen Rotationskörpers 3, wodurch der Rotationssensor 1 eingebaut werden kann, ohne dass er sich mit einem Gerät wechselseitig stört, welches außen an dem Rotationssensor 1 platziert ist.
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Ausführungsform 2.
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Die 2A und 2B sind Ansichten, welche einen Hauptbereich und einen Anschluss eines Rotationssensors als Ausführungsform 2 der Erfindung zeigen. 2A ist eine Schnittansicht, und 2B ist eine Draufsicht, welche Anschlussteile des Anschlusses in 2A zeigt. 3 ist eine Schnittansicht, welche einen Vorgang des Gestaltens der Anschlussteile des Anschlusses des Rotationssensors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt, und 4 ist eine Schnittansicht, welche die gestalteten Anschlussteile des Anschlusses des Rotationssensors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
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Mit Bezug auf die 2A und 2B ist der Anschluss 7 an dem Hauptbereich 1a des Rotationssensors 1 angebracht. Die Anschlussteile 7a des Anschlusses 7 sind in L-förmiger Gestalt von dem Anschluss 7 herausgeführt, und in einem horizontalen Zustand erhalten. Eine Positionieröffnung 7c ist in den Anschlussteilen 7a des Anschlusses 7 ausgeformt.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Hauptbereich 1a des Rotationssensors 1, an welchem der Anschluss 7 angebracht ist, auf einer Gussform 10a platziert, und die Anschlussteile 7a werden um ungefähr 90° bezüglich des Anschlusses 7 durch eine Form 10b gebogen. Ein Positionierstift 10c, welcher horizontal beweglich ist, befindet sich in der Form 10b. Der Positionierstift 10c wird in die Positionieröffnung 7c in den Anschlussteilen 7a des Anschlusses 7 eingeführt und drückt diese, wodurch die Anschlussteile 7 sicher um 90° bezüglich des Anschlusses 7 gebogen werden können, wie in 4 dargestellt.
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Mittels der Erfindung ist es möglich, einen Effekt zu erzielen, dass der Rotationssensor in ein Fahrzeug eingebaut werden kann, ohne dass seine Einbauposition begrenzt wäre.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung haben die Anschlussteile, welche sich in dem Verbinderbereich befinden, eine gekrümmte Gestalt, welche in Richtung des magnetischen Körpers hinausgeführt ist. Daher ist es möglich, einen weiteren Effekt zu erzielen, dass der Rotationssensor eingebaut werden kann, ohne dass er sich mit einer Vorrichtung wechselseitig stört, welche außerhalb des Positionssensors angebracht ist.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung haben die Anschlussteile des Anschlusses, welche sich in dem Verbinderbereich befinden, eine Positionieröffnung, und ein Positionierstift, welcher sich in einer Form befindet, wird in diese Positionieröffnung eingepasst und drückt diese, wodurch die Anschlussteile gebogen werden, so dass sie horizontal zu dem magnetischen Körper hinausgeführt werden. Daher ist es möglich, einen weiteren Effekt zu erzielen, dass die Anschlussteile sicher um 90° bezüglich des Anschlusses gebogen werden können.
