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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erfassungsvorrichtung
und einen Drehwinkelsensor und insbesondere auf eine Erfassungsvorrichtung
und einen Drehwinkelsensor, bei denen ein Substrat, an dem eine
Erfassungskomponente zum Erfassen der physischen Quantität, beispielsweise Magnetismus,
angebracht ist, an einer vorbestimmten Position in einem äußeren Gehäuse gehalten wird.
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Stand der Technik
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Bei
bekannten elektronischen Bauelementen, z. B. Hybrid-ICs und verschiedenen
Sensoren, bei denen ein Substrat, an dem Elemente angebracht sind,
in einem äußeren Gehäuse gehalten
wird, ist das äußere Gehäuse durch
einen Gehäusekörper und
ein Abdeckbauglied, das an einer Öffnung des Gehäusekörpers befestigt
ist, definiert, und das Substrat ist zwischen den Gehäusekörper und
das Abdeckbauglied eingeklemmt und wird dadurch an einer vorbestimmten
Position in dem äußeren Gehäuse gehalten.
Beispielsweise offenbart die Patentschrift 1 eine Harzgehäuse-Passstruktur,
bei der eine gedruckte Schaltungsplatine 61 in einem Harzgehäuse 64 gespeichert
ist, während
sie zwischen einem Körperabschnitt 62 und
einem Abdeckabschnitt 63 angeordnet ist, die das Harzgehäuse 64 definieren, wie
in 11 gezeigt ist. Der Körperabschnitt 62 umfasst
Rippen 65, von denen jede eine Schräge 65a umfasst, und
Höcker 66 zum
Regulieren der Neigung der gedruckten Schaltungsplatine 61,
und der Abdeckabschnitt 63 umfasst einen Vorstandsabschnitt 67.
Die gedruckte Schaltungsplatine 61 wird durch den Vorstandsabschnitt 67 gegen
die Schrägen 65a gedrückt, so
dass die Position der gedruckten Schaltungsplatine 61 in
dem Harzgehäuse 64 durch
die Höcker 66 und
die Schrägen 65a reguliert
wird.
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Bei
der oben beschriebenen Gedruckte-Schaltungsplatine-Passstruktur ist
die gedruckte Schaltungsplatine 61 dann, wenn das Abdeckbauglied 63 an
dem Körperabschnitt 62 befestigt
ist, auf ähnliche
Weise an dem Harzgehäuse 64 befestigt. Deshalb
ist die Montage einfach und die Montageeffizienz hoch. Ungünstigerweise
liegen die folgenden Probleme vor. Das heißt, wie in 12 gezeigt
ist, wenn angenommen wird, dass D den Abstand zwischen Vorderenden
der Höcker 66 des
Körperabschnitts 62 und
einem Hinterende des Vorstandsabschnitts 67 des Abdeckabschnitts 63 darstellt,
und T die Dicke der gedruckten Schaltungsplatine 61 in
einem Zustand darstellt, in dem der Abdeckabschnitt 63 an
dem Körperabschnitt 62 befestigt
ist, ist die gedruckte Schaltungsplatine 61 zwischen den
Höckern 66 und
dem Vorstandsabschnitt 67 unter der Bedingung, dass D ≤ T, eingeklemmt.
In diesem Fall ist der Biegebetrag der gedruckten Schaltungsplatine 61 gleich
T-D. Der Abstand D weist einen Wert α auf, der auf Größenschwankungen
des Körperabschnitts 62, des
Abdeckabschnitts 63, der Höcker 66 und des Vorstandsabschnitts 67 basiert.
Aus diesem Grund muss der Abstand D um den Wert α oder mehr verringert werden,
damit die gedruckte Schaltungsplatine 61 zwischen den Höckern 66 und
dem Vorstandsabschnitt 67 eingeklemmt ist.
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Wenn
jedoch der Abstand D zwischen den Vorderenden der Höcker 66 und
dem Hinterende des Vorstandsabschnitts 67 abnimmt, nimmt
der Biegebetrag T-D der gedruckten Schaltungsplatine 61 zu. Dies
erhöht
die Biegebeanspruchung der gedruckten Schaltungsplatine 61 und
erhöht
ferner ein Brechen, Abblättern
und Lötrisse
von Strukturen auf der gedruckten Schaltungsplatine 61.
Wenn die Größengenauigkeit
des Körperabschnitts 62 und
des Abdeckabschnitts 63 erhöht und der Wert α verringert wird,
um die Biegebeanspruchung der gedruckten Schaltungsplatine 61 zu
verringern, erhöhen
sich außerdem
die Produktionskosten.
- Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr.
H9-326567
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Weitere
Beispiele für
in Gehäuse
angeordnete Sensoren sind in der
EP 1 156 249 A1 , der
WO 2008/113336 A2 , der
US 6,731,194 B1 ,
der
JP 2005049285
A , der
JP 1110812
A und der
JP 03063525
A beschrieben,
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Erfassungsvorrichtung
und einen Drehwinkelsensor zu liefern, die die Biegebeanspruchung
eines Substrats verringern, die Versagensfälle wie z. B. Brechen, Abblättern und
Lötrisse
von Strukturen vermeiden und die eine hohe Zuverlässigkeit und
geringe Produktionskosten vorsehen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch
1, und einen Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 2 gelöst.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
wird bei einer Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Substrat, das eine Erfassungskomponente zum Erfassen der physischen
Quantität
trägt, in
einem äußeren Gehäuse gespeichert,
das einen Gehäusekörper und
ein in eine Öffnung
des Gehäusekörpers eingepasstes
Abdeckbauglied umfasst, und das Substrat wird durch das Abdeckbauglied
und den Gehäusekörper an
einer vorbestimmten Position in dem äußeren Gehäuse gehalten. Der Gehäusekörper umfasst
einen Trageabschnitt, der von einer inneren Unterseite des Gehäusekörpers vorspringt, um
das Substrat zu tragen. Das Abdeckbauglied umfasst einen Vorstandsabschnitt,
der zu dem Trageabschnitt hin vorsteht, so dass das Substrat zwischen dem
Vorstandsabschnitt und dem Trageabschnitt eingeklemmt ist. Der Trageabschnitt
umfasst einen Passhöcker,
der in ein in dem Substrat vorgesehenen Passloch eingepasst ist,
um das Substrat an dem Trageabschnitt zu positionieren. Der Passhöcker weist
eine Rippe auf, die in der radialen Richtung von einer äußeren peripheren
Oberfläche
des Passhöckers
vorspringt. Der Vorstandsabschnitt des Abdeckbauglieds ist aus einem
Material gebildet, das durch einen Kontakt mit dem Substrat auf
elastische oder plastische Weise verformt wird. Die Rippe des Passhöckers ist
aus einem Material gebildet, das durch einen Kontakt mit einer inneren
peripheren Oberfläche
des Passloches des Substrats auf elastische oder plastische Weise
verformt wird.
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Bei
der Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das Substrat an einer vorbestimmten Position in dem äußeren Gehäuse entlang
einer Trageoberfläche
des Trageabschnitts durch eine elastische oder plastische Verformung
der Rippe des Passhöckers
befestigt. Außerdem
wird das Substrat durch eine elastische oder plastische Verformung
eines Vorderendes des Vorstandsabschnitts des Abdeckbauglieds gegen
die Trageoberfläche
des Trageabschnitts des Gehäusekörpers gedrückt, wird
dadurch zwischen denselben eingeklemmt und wird in einer Richtung,
die zu der Trageoberfläche
des Trageabschnitts senkrecht ist, an einer vorbestimmten Position
befestigt. In diesem Fall, auch wenn der Durchmesser des Passhöckers und die
Vorstandslänge
des Vorstandsabschnitts in Erwartung von Größenschwankungen des Abdeckbauglieds,
des Gehäusekörpers und
des Passlochs des Substrats erhöht
werden, da die Rippe des Passhöckers
und der Vorstandsabschnitt elastisch oder plastisch verformt werden,
um die Kraft, die von der Rippe des Passhöckers und dem Vorstandsabschnitt des
Abdeckbauglieds auf das Substrat ausgeübt wird, zu verringern. Dies
verringert die in dem Substrat erzeugte Beanspruchung.
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Bei
einem Drehwinkelsensor gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Substrat, das eine Erfassungskomponente zum Erfassen
des Drehbetrags einer Welle trägt,
in einem äußeren Gehäuse gespeichert,
das einen Gehäusekörper und
ein in eine Öffnung
des Gehäusekörpers eingepasstes
Abdeckbauglied umfasst. Die Welle erstreckt sich durch den Gehäusekörper hin zu
dem Abdeckbauglied und ist in dem äußeren Gehäuse drehbar angebracht. Das Substrat
wird durch das Abdeckbauglied und den Gehäusekörper an einer vorbestimmten
Position in dem äußeren Gehäuse gehalten.
Der Gehäusekörper umfasst
einen Trageabschnitt, der von einer inneren Unterseite des Gehäusekörpers vorspringt,
um das Substrat zu tragen, und das Abdeckbauglied umfasst einen
Vorstandsabschnitt, der zu dem Trageabschnitt vorsteht, so dass
das Substrat zwischen dem Vorstandsabschnitt und dem Trageabschnitt
eingeklemmt ist. Der Trageabschnitt umfasst einen Passhöcker, der
in ein in dem Substrat vorgesehenes Passloch eingepasst ist, um
das Substrat an dem Trageabschnitt zu positionieren. Der Passhöcker umfasst
eine Rippe, die von einer äußeren peripheren Oberfläche des
Passhöckers
in der radialen Richtung vorspringt. Der Vorstandsabschnitt des
Abdeckbauglieds ist aus einem Material gebildet, das durch einen
Kontakt mit dem Substrat elastisch oder plastisch verformt wird,
und die Rippe des Passhöckers ist
aus einem Material gebildet, das durch einen Kontakt mit einer inneren
peripheren Oberfläche
des Passloches des Substrats elastisch oder plastisch verformt wird.
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Die
Funktionsweise des Drehwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ähnlich
der der oben beschriebenen Erfassungsvorrichtung. Ferner können durch
Verwenden desselben äußeren Gehäuses ein
Sensor vom Kontakttyp zum Erfassen der Drehung der Welle und ein
Sensor vom Nicht-Kontakt-Typ zum Erfassen der Drehung der Welle
erzeugt werden, je nach Benutzeranforderungen bezüglich Zuverlässigkeit
und Kosten des Drehwinkelsensors, und das äußere Gehäuse kann üblicherweise für eine Mehrzahl
von Arten von Drehwinkelsensoren verwendet werden.
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Bei
dem Drehwinkelsensor gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dann, wenn die Erfassungskomponente den Drehbetrag
der Welle auf eine kontaktfreie Weise erfasst, eine elektrische
Kontakteinrichtung zum Erfassen des Drehbetrags der Welle unnötig, da
der Drehbetrag der Welle auf eine kontaktfreie Weise erfasst wird.
Deshalb werden Probleme, die speziell mit der elektrischen Kontakteinrichtung
verbunden sind, beispielsweise Rauschen und ein Erfassungsversagen
eines Drehsignals auf Grund einer mangelhaften Verbindung, vermieden.
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Die
Erfassungskomponente kann ein magnetisches Erfassungselement sein,
das den Drehbetrag der Welle mittels eines Erfassens eines Magnetismus
einer Magnetismuserzeugungsvorrichtung, die an der Welle befestigt
ist, erfasst. Da das magnetische Erfassungselement einen Magnetismus
der Magnetismuserzeugungsvorrichtung erfasst, wird der Drehbetrag
der Welle auf kontaktfreie Weise erfasst. Dadurch werden Probleme
wie z. B. Rauschen und ein Erfassungsversagen eines Drehsignals
auf Grund einer mangelhaften Verbindung vermieden.
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Die
Erfassungskomponente kann eine elektrische Kontakteinrichtung, die
mit der Welle zusammenwirkt, und ein Umwandlungselement, das ein elektrisches
Signal ausgibt, das einer Kontaktposition der elektrischen Kontakteinrichtung
entspricht, umfassen. In diesem Fall kann der Drehbetrag der Welle
mit der elektrischen Kontakteinrichtung und dem Umwandlungselement
erfasst werden, die zu relativ geringen Kosten erzeugt werden und
deren Spezifikationen ohne weiteres geändert werden können.
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Alternativ
dazu kann die Erfassungskomponente ein an dem Substrat befestigtes
Potentiometer sein. Allgemein sind die Kosten des Potentiometers gering,
und die Spezifikationen des Drehsensors können ohne weiteres geändert werden,
indem einfach die Spezifikationen des an dem Substrat angebrachten
Potentiometers geändert
werden.
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Bei
der Erfassungsvorrichtung oder dem Drehwinkelsensor gemäß der vorliegenden
Erfindung kann dann, wenn das Abdeckbauglied in die Öffnung des
Gehäusekörpers eingepasst
ist, eine Rückhalteklaue,
die in einem des Gehäusekörpers und des
Abdeckbauglieds vorgesehen ist, mit einem Rückhalteabschnitt, der in dem
anderen vorgesehen ist, in Eingriff genommen werden. Das Abdeckbauglied
wird durch ein so genanntes Einschnapp-Passen an der Öffnung des
Gehäusekörpers befestigt. Die
Rückhalteklaue
kann einen abgeschrägten
Abschnitt aufweisen. Dies ermöglicht,
dass die Rückhalteklaue
und der Rückhalteabschnitt
ohne weiteres in Eingriff gebracht werden, und der Gehäusekörper und
das Abdeckbauglied werden durch den Kontakt des abgeschrägten Abschnitts
mit dem Rückhalteabschnitt
fest angebracht.
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Der
Gehäusekörper und
das Abdeckbauglied können
aneinander angeschweißt
oder aneinander gebondet sein. Durch Schweißen oder Bonden des Abdeckbauglieds
an die Öffnung
des Gehäusekörpers wird
die Luftdichtheit des äußeren Gehäuses verbessert.
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Vorteile der Erfindung
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Wie
oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung die Kraft, die von der Rippe des Passhöckers und dem Vorstandsabschnitt des
Abdeckbauglieds auf das Substrat ausgeübt wird, sogar dann verringert,
und die in dem Substrat erzeugte Beanspruchung wird sogar dann verringert, wenn
der Durchmesser des Passhöckers
und die Vorstandslänge
des Vorstandsabschnitts in Erwartung von Größenschwankungen des Abdeckbauglieds
und des Gehäusekörpers des äußeren Gehäuses und
des Passloches des Substrats erhöht
werden, da die Rippe des Passhöckers
und der Vorstandsabschnitt elastisch oder plastisch verformt werden.
Folglich wird verhindert, dass Produktausfälle durch ein Brechen, Abblättern und
durch Lötrisse von
Strukturen bewirkt werden, das bzw. die sich aus einer Verformung
des Substrats ergibt bzw. ergeben, und es können zuverlässige Produkte erhalten werden.
Ferner wird die Produktionseffizienz verbessert, und die Produktausbeute
wird erhöht.
Deshalb können
die Produktionskosten stark verringert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein erstes Ausführungsbeispiel
(eine Erfassungsvorrichtung) gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des in 1 gezeigten Hauptteils.
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3 ist
eine Erläuterungsansicht,
die einen Zustand zeigt, in dem ein Passhöcker in ein Passloch eines
Substrats eingepasst ist und Rippen in einem Presskontakt mit einer
inneren peripheren Oberfläche
des Passloches stehen.
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4 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein zweites Ausführungsbeispiel
(einen Drehwinkelsensor) gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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5 ist
eine Schnittansicht, die entlang einer Linie X-X in 4 genommen
ist.
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6 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein drittes Ausführungsbeispiel
(einen Drehwinkelsensor) gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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7 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein viertes Ausführungsbeispiel
(einen Drehwinkelsensor) gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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8 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein fünftes
Ausführungsbeispiel
(einen Drehwinkelsensor) gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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9 umfasst Querschnittsansichten, die Modifikationen
von Rückhalteklauen
bei dem fünften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen.
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10 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Modifikation von an Passhöckern vorgesehenen
Rippen zeigt.
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11 ist
eine Querschnittsansicht, die eine bekannte Gehäusestruktur zeigt.
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12 ist
eine Erläuterungsansicht,
die ein Problem der in 11 gezeigten Gehäusestruktur zeigt.
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Bester Modus zum Ausführen der
Erfindung
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Eine
Erfassungsvorrichtung und ein Drehwinkelsensor gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
die angehängten
Zeichnungen beschrieben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel, siehe 1 bis 3)
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1 ist
eine Längsschnittansicht
einer Erfassungsvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine
vergrößerte Teilschnittansicht
der Erfassungsvorrichtung. Eine Erfassungsvorrichtung 10 umfasst
ein äußeres Gehäuse 13,
das durch einen Gehäusekörper 11 und
ein Abdeckbauglied 12, das mit einem Haftmittel oder dergleichen
in eine Öffnung 11a des
Gehäusekörpers 11 eingepasst
und an derselben befestigt ist. Eine gedruckte Schaltungsplatine 15 zum
Tragen einer Erfassungskomponente 14, z. B. eines Hall-Elements
zum Erfassen von Magnetismus, ist in dem Gehäusekörper 11 gespeichert.
Die gedruckte Schaltungsplatine 15 wird ferner durch das Abdeckbauglied 12 und
den Gehäusekörper 11 an
einer vorbestimmten Position in dem äußeren Gehäuse 13 gehalten, wie
nachstehend beschrieben wird.
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Der
Gehäusekörper 11 umfasst
einen Trageabschnitt 16, der von einer inneren Unterseite
des Gehäusekörpers 11 vorspringt,
um die gedruckte Schaltungsplatine 15 zu tragen. Der Trageabschnitt 16 ist
mit einer Mehrzahl von Passhöckern 17 versehen.
Die Passhöcker 17 stehen
senkrecht von einer Trageoberfläche
für die
gedruckte Schaltungsplatine 15 vor. Wie in 3 gezeigt
ist, sind die Passhöcker 17 in
Passlöcher 15a,
die in der gedruckten Schaltungsplatine 15 vorgesehen sind,
eingepasst, wodurch sie die gedruckte Schaltungsplatine 15 positionieren.
Jeder Passhöcker 17 weist
Rippen 18 auf, die in der radialen Richtung von einer äußeren peripheren
Oberfläche
in dem Passhöcker 17 vorspringen.
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Der
Trageabschnitt 16, die Passhöcker 17 und die Rippen 18 sind
durch ein plastisch oder elastisch verformbares Harzmaterial einstückig mit
dem Gehäusekörper 11 gebildet.
Auf Grund der oben beschriebenen Eigenschaft des Harzmaterials werden die
Rippen 18 jedes Passhöckers 17 durch
einen Kontakt mit einer inneren peripheren Oberfläche des entsprechenden
in der gedruckten Schaltungsplatine 15 vorgesehenen Passloches 15a elastisch
oder plastisch verformt, wie in 3 gezeigt
ist. Durch diese elastische oder plastische Verformung der Rippen 18 der
Passhöcker 17 wird
die gedruckte Schaltungsplatine 15 entlang der Trageoberfläche des
Trageabschnitts 16 in dem äußeren Gehäuse 13 positioniert.
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Das
Abdeckbauglied 12 ist aus einem Harzmaterial gebildet und
umfasst einen Vorstandsabschnitt 19, der zu dem Trageabschnitt 16 des
Gehäusekörpers 11 hin
vorsteht. Die gedruckte Schaltungsplatine 15 ist zwischen
einem Vorderende 19a des Vorstandsabschnitts 19 und
dem Trageabschnitt 16 eingeklemmt. Der Vorstandsabschnitt 19 (Abdeckbauglied 12)
ist aus einem derartigen Material gebildet, dass das Vor derende 19a durch
einen Kontakt mit der gedruckten Schaltungsplatine 15 elastisch oder
plastisch verformt wird. Die gedruckte Schaltungsplatine 15 wird
durch eine elastische oder plastische Verformung des Vorstandsabschnitts 19 gegen
die Trageoberfläche
des Trageabschnitts 16 in dem Gehäusekörper 11 gedrückt. Die
gedruckte Schaltungsplatine 15 wird dadurch zwischen dem Vorstandsabschnitt 19 und
der Trageoberfläche
eingeklemmt und wird in einer zu der Trageoberfläche des Trageabschnitts 16 senkrechten
Richtung in dem äußeren Gehäuse 13 positioniert.
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Der
Vorstandsabschnitt 19 kann mittels desselben Harzmaterials
einstückig
mit dem Abdeckbauglied 12 gebildet sein. Alternativ dazu
kann der Vorstandsabschnitt 19 aus einem elastisch oder
plastisch verformbaren Harzmaterial gebildet sein, das sich von
dem Material des Abdeckbauglieds 12 unterscheidet.
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Bei
der Erfassungsvorrichtung 10, die die oben beschriebene
Konfiguration aufweist, wird die gedruckte Schaltungsplatine 15 dann,
wenn die Passhöcker 17 in
die Passlöcher 15a der
gedruckten Schaltungsplatine 15 eingepasst sind und das
Abdeckbauglied 12 in die an einem Ende des Gehäusekörpers 11 vorgesehene Öffnung eingepasst
und an derselben befestigt ist, durch eine elastische oder plastische
Verformung der Rippen 18 der Passhöcker 17 an einer vorbestimmten
Position in dem äußeren Gehäuse 13 entlang
der Trageoberfläche
des Trageabschnitts 16 befestigt. Außerdem wird die gedruckte Schaltungsplatine 15 durch
eine elastische oder plastische Verformung des Vorstandsabschnitts 19 gegen
die Trageoberfläche
des Trageabschnitts 16 in den Gehäusekörper 11 gedrückt und
wird dadurch zwischen der Trageoberfläche und dem Vorstandsabschnitt 19 eingeklemmt.
Folglich wird die gedruckte Schaltungsplatine 15 in der
zu der Trageoberfläche
des Trageabschnitts 16 senkrechten Richtung an einer vorbestimmten
Position in dem äußeren Gehäuse 13 befestigt.
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Auch
wenn der Durchmesser der Passhöcker 17 und
die Vorstandslänge
des Vorstandsabschnitts 19 in Erwartung von Größenschwankungen des
Abdeckbauglieds 12, des Gehäusekörpers 11 und der Passlöcher 15a der
gedruckten Schaltungsplatine 15 erhöht werden, wird in diesem Fall
die Kraft, die von den Rippen 18 der Passhöcker 17 und dem
Vorstandsabschnitt 19 des Abdeckbauglieds 12 auf
die gedruckte Schaltungsplatine 15 ausgeübt wird,
verringert, und in der gedruckten Schaltungsplatine 15 erzeugter
Stress wird stark verringert, da die Rippen 18 der Passhöcker 17 und
der Vorstandsabschnitt 19 elastisch oder plastisch verformt
werden. Folglich können
ein Brechen, Abblättern
und Lötrisse
von Strukturen, das bzw. die sich aus einer Verformung der gedruckten
Schaltungsplatine 15 ergibt bzw. ergeben, vermieden werden,
und es können zuverlässige Produkte
erhalten werden. Da die gedruckte Schaltungsplatine 15 außerdem ohne
Spielraum positioniert werden kann, wird die Zuverlässigkeit
der Erfassungsvorrichtung 10 verbessert. Überdies
wird die Produktionseffizienz des Sensors verbessert, und die Produktausbeute
wird verbessert. Deshalb werden die Produktionskosten stark verringert.
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(Zweites Ausführungsbeispiel, siehe 4 und 5).
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4 ist
eine Gesamtlängsschnittansicht
eines Drehwinkelsensors gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und 5 ist eine
Schnittansicht, die entlang der Linie X-X in 4 genommen
ist. Ein Drehwinkelsensor 20 wird erhalten, indem die Erfassungsvorrichtung 10 des
ersten Ausführungsbeispiels
an einen Drehwinkelsensor angelegt wird. Ein Gehäusekörper 11 weist einen
Lagerabschnitt 21 auf. Eine Welle 22 ist derart in
einem äußeren Gehäuse 13 angebracht,
dass sie sich durch den Lagerabschnitt 21 erstreckt und
ein Abdeckbauglied 12 erreicht. Eine gedruckte Schaltungsplatine 15 ist
in dem äußeren Gehäuse 13 gespeichert.
Die gedruckte Schaltungsplatine 15 trägt eine sich drehende Erfassungskomponente 23 zum Erfas sen
des Drehbetrags der Welle 22, beispielsweise eine kontaktfreie
Erfassungskomponente wie z. B. ein Hall-Element oder einen photoelektrischen Wandler
oder auch eine Kontakterfassungskomponente wie z. B. ein Potentiometer,
bei der bzw. bei dem eine Wischvorrichtung auf einem Widerstand gleitet. Ähnlich dem
ersten Ausführungsbeispiel
wird die gedruckte Schaltungsplatine 15 durch das Abdeckbauglied 12 und
den Gehäusekörper 11 an
einer vorbestimmten Position in dem äußeren Gehäuse 13 gehalten. In
den 4 und 5 sind dieselben Komponenten
und Abschnitte wie diejenigen in 1 und 2 durch
dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen
derselben sind weggelassen.
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Gemäß dem Drehwinkelsensor 20 werden Rippen 18 von
Passhöckern 17 und
Vorstandsabschnitte 19 des Abdeckbauglieds 12 elastisch
oder plastisch verformt, und eine in der gedruckten Schaltungsplatine 15 erzeugte
Beanspruchung wird stark verringert. Deshalb ist es möglich, ein
Brechen, Abblättern
und Lötrisse
von Strukturen, das bzw. die sich aus einer Verformung der gedruckten
Schaltungsplatine 15 ergibt bzw. ergeben, zu vermeiden. Sogar
der Drehwinkelsensor zum Erfassen des Drehbetrags der Welle 22 kann
Vorteile liefern, die denen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind. Ferner
können
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel Sensoren
vom Kontakttyp zum Erfassen der Drehung der Welle 22 und
Sensoren vom Nicht-Kontakt-Typ zum Erfassen der Drehung der Welle 22 durch
Verwendung desselben äußeren Gehäuses 13 erzeugt
werden, je nach Benutzeranforderungen bezüglich Zuverlässigkeit
und Kosten des Drehwinkelsensors, und das äußere Gehäuse 13 kann üblicherweise
für eine
Mehrzahl von Arten von Drehwinkelsensoren verwendet werden. Folglich
werden die Teileverwaltungskosten durch die Verringerung der Anzahl
von Typen des äußeren Gehäuses 13 verringert, und
eine Mehrzahl von Typen von Drehwinkelsensoren können zu niedrigen Kosten hergestellt
werden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel, siehe 6)
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6 ist
eine Längsschnittansicht
eines Drehwinkelsensors gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Ein Drehwinkelsensor 30 wird
dadurch erhalten, dass der Drehwinkelsensor 20 des zweiten
Ausführungsbeispiels
an einen Drehwinkelsensor angelegt wird, der den Drehbetrag einer
Welle 22 auf eine kontaktfreie Weise erfasst. Ein Gehäusekörper 11 weist
einen Lagerabschnitt 31 auf. Die Welle 22 ist
derart drehbar in einem äußeren Gehäuse 13 angebracht,
dass sie sich durch den Lagerabschnitt 31 erstreckt und
einen in einem Abdeckbauglied 12 vorgesehenen Lagerabschnitt 12b erreicht.
Ein Magnet 33 zum Erfassen des Drehbetrags der Welle 22 auf
kontaktfreie Weise ist an einem Abschnitt der Welle 22,
die in dem äußeren Gehäuse 13 angeordnet
ist, befestigt. Eine gedruckte Schaltungsplatine 15 ist
in dem äußeren Gehäuse 13 gespeichert.
Die gedruckte Schaltungsplatine 15 trägt eine sich drehende Erfassungskomponente 34, die
durch ein Hall-Element gebildet ist, das einen Magnetismus des Magneten 33 erfasst,
um den Drehbetrag der Welle 22 auf kontaktfreie Weise zu
erfassen. Ähnlich
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird die gedruckte Schaltungsplatine 15 durch das Abdeckbauglied 12 und
den Gehäusekörper 11 an
einer vorbestimmten Position in dem äußeren Gehäuse 13 gehalten. In 6 sind
dieselben Komponenten und Abschnitte wie diejenigen, die in 4 und 5 gezeigt
sind, durch dieselben Bezugszeichen benannt, und redundante Beschreibungen
derselben sind weggelassen.
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Gemäß dem Drehwinkelsensor 30 wird
die Kraft, die von Rippen 18 von Passhöckern 17 und Vorstandsabschnitten 19 des
Abdeckbauglieds 12 auf die gedruckte Schaltungsplatine 15 ausgeübt wird,
verringert, und eine in der gedruckten Schaltungsplatine 15 erzeugte
Beanspruchung wird stark verringert. Folglich können ein Brechen, Abblättern und
Lötrisse
von Strukturen, das bzw. die sich aus einer Verformung der gedruckten
Schaltungsplatine 15 ergibt bzw. ergeben, vermieden werden,
und es können ähnliche
Vorteile er zielt werden wie die des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels.
Da der Drehbetrag der Welle 22 auf kontaktfreie Weise mit dem
Magneten 33 und der durch ein Hall-Element gebildeten sich drehenden Erfassungskomponente 34 erfasst
wird, können
außerdem
gemäß diesem Ausführungsbeispiel
Probleme, die bei einem Potentiometer hervorgerufen werden, beispielsweise
Rauschen und ein Erfassungsversagen eines Drehsignals auf Grund
einer mangelhaften Verbindung, vermieden werden, und es kann ein
zuverlässiger
Drehwinkelsensor erhalten werden.
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(Viertes Ausführungsbeispiel, siehe 7)
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7 ist
eine Längsschnittansicht
eines Drehwinkelsensors gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Ein Drehwinkelsensor 40 wird
dadurch erhalten, dass der Drehwinkelsensor 20 des zweiten
Ausführungsbeispiels
an einen Drehwinkelsensor angelegt wird, der den Drehbetrag einer
Welle 22 mit einem Potentiometer 41 erfasst. Die
Welle 22 erstreckt sich durch das Potentiometer 41,
das an einer gedruckten Schaltungsplatine 15 angebracht
ist, und ist lose und auf drehbare Weise in einen Lagerabschnitt 12b eingepasst,
der in einem Abdeckbauglied 12 vorgesehen ist. Die gedruckte
Schaltungsplatine 15, an der das Potentiometer 41 angebracht
ist, wird in einem äußeren Gehäuse 13 gespeichert. Ähnlich dem
ersten Ausführungsbeispiel
wird die gedruckte Schaltungsplatine 15 durch das Abdeckbauglied 12 und
einen Gehäusekörper 11 an
einer vorbestimmten Position in dem äußeren Gehäuse 13 gehalten. In 7 sind
dieselben Komponenten und Abschnitte wie diejenigen, die in 4 und 5 gezeigt
sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen
derselben werden weggelassen.
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Gemäß dem Drehwinkelsensor 40 wird
die Kraft, die von Rippen 18 von Passhöckern 17 und verjüngten Vorstandsabschnitten 19,
die in dem Abdeckbauglied 12 vorgesehen sind, auf die gedruckte Schaltungsplatine 15 ausgeübt wird,
verringert, und eine in der gedruckten Schaltungsplatine 15 erzeugte Beanspruchung
wird verringert. Folglich können
ein Brechen, Abblättern
und Lötrisse
von Strukturen, das bzw. die sich aus einer Verformung der gedruckten Schaltungsplatine 15 ergibt
bzw. ergeben, vermieden werden, und es können ähnliche Vorteile wie die des ersten,
des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels
erreicht werden. Da ein relativ kostengünstiges Potentiometer als Komponente
zum Erfassen der Drehung der Welle 22 verwendet werden
kann, werden außerdem
die Teilekosten des Sensors gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
weiter verringert. Die Spezifikationen des Drehwinkelsensors können ohne weiteres
geändert
werden, indem einfach die Spezifikationen des Potentiometers 41,
das an der gedruckten Schaltungsplatine 15 angebracht ist,
verändert
werden.
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(Fünftes
Ausführungsbeispiel,
siehe 8)
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8 ist
eine Gesamtaußenansicht
eines Drehwinkelsensors gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei einem Drehwinkelsensor 50 werden
dann, wenn ein Abdeckbauglied 12 in eine Öffnung 11a eines
Gehäusekörpers 11 eingepasst
ist, wie bei der Erfassungsvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels,
die oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben
wurde, hakenförmige
Rückhalteklauen 12a,
die in dem Abdeckbauglied 12 vorgesehen sind, mit Rüchhaltelöchern 11b,
die an der inneren Peripherie der Öffnung 11a des Gehäusekörpers 11 vorgesehen
sind, in Eingriff gebracht, und das Abdeckbauglied 12 wird mittels
eines so genannten Einschnapp-Passens an der Öffnung 11a befestigt.
Andere Strukturen sind genau die gleichen wie die in 1 gezeigten.
Deshalb sind in 8 dieselben Komponenten und
Abschnitte wie die in 1 mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet, und redundante Beschreibungen derselben sind weggelassen.
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Zusätzlich zu
den Vorteilen, die durch die Erfassungsvorrichtung 10 des
ersten Ausführungsbeispiels
geliefert werden, kann das Abdeckbauglied 12 gemäß dem Drehwinkelsensor 50 mittels
eines so genannten Einschnapp-Passens an der Öffnung 11a des Gehäusekörpers 11 befestigt
werden, wenn es in die Öffnung 11a eingepasst
wird. Deshalb wird eine Montage des Sensors erleichtert, die Herstellungszeit
wird stark verringert, und die Produktionskosten werden weiter reduziert.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Die
Erfassungsvorrichtung und der Drehwinkelsensor gemäß der vorliegenden
Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
und innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung können verschiedene Strukturen
verwendet werden.
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Beispielsweise
kann bei dem fünften
Ausführungsbeispiel
jede Rückhalteklaue 12a,
die in dem Abdeckbauglied 12 vorgesehen ist, so geformt
sein, dass sie einen abgeschrägten
Abschnitt 12c aufweist, wie bei einer Rückhalteklaue 12b,
die in 9 gezeigt ist. Bei 9(A) dient der abgeschrägte Abschnitt 12c als
Führungsabschnitt,
der ermöglicht, dass
die Rückhalteklaue 12b reibungslos
mit dem Rückhalteloch 11b in
Eingriff gebracht wird. Ferner wird die Rückhalteklaue 12b mit
einem Abschnitt des Randes des Rückhaltelochs 11b in
Eingriff gebracht, und der abgeschrägte Abschnitt 12c steht
in Kontakt mit einem anderen Abschnitt 11b' des Randes des Rückhaltelochs 11b.
In 9(B) dient der abgeschrägte Abschnitt 12c als
Führungsabschnitt,
der ermöglicht,
dass die Rückhalteklaue 12b reibungslos mit
einem Rückhalteabschnitt 11c von
zwei Höckern (Rückhalteabschnitte 11c und 11d)
in Eingriff gebracht wird. Ferner wird die Rückhalteklaue 12b mit einer
Kante des Rückhalteabschnitts 11c in
Eingriff gebracht, und der abgeschrägte Abschnitt 12c steht in
Kontakt mit einer Kante des anderen Rückhalteabschnitts 11d.
Folglich können
der Gehäusekörper 11 und
das Abdeckbauglied 12 ohne einen Spielraum zwischen denselben
fest und präzise
befestigt werden.
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Bei
dem fünften
Ausführungsbeispiel
kann das Abdeckbauglied 12 an die Öffnung 11a des Gehäusekörpers 11 geschweißt oder
gebondet werden, ohne die Rückhalteklauen 12a und
die Rückhaltelöcher 11b in
dem Abdeckbauglied 12 und dem Gehäusekörper 11 zu bilden.
In diesem Fall wird die Luftdichtheit des äußeren Gehäuses 13 verbessert,
und die Beständigkeit
gegenüber
Staub und Feuchtigkeit wird erhöht.
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Alternativ
dazu kann oben auf der Rippe 18 jedes Passhöckers 17 ein
spitz zulaufender Abschnitt 18a vorgesehen sein, wie in 10 gezeigt
ist. Der spitz zulaufende Abschnitt 18a dient als Führungsabschnitt,
der ermöglicht,
dass das Passloch 15a der gedruckten Schaltungsplatine 15 reibungslos
auf den Passhöcker
aufgepasst wird.
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Obwohl
die Welle 22 bei dem vierten Ausführungsbeispiel (siehe 7)
dadurch gebildet wird, dass ein dicker Abschnitt und ein dünner Abschnitt zusammengefügt werden,
können
der dicke Abschnitt und der dünne
Abschnitt einstückig
gebildet sein. Durch ein einstückiges
Bilden des dicken Abschnitts und des dünnen Abschnitts wird die Festigkeit
der Welle 22 erhöht.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung für eine Erfassungsvorrichtung
und einen Drehwinkelsensor nützlich,
die die physische Quantität
wie z. B. Magnetismus erfassen, und sie ist besonders in Bezug auf
Zuverlässigkeit
und Herstellungskosten überlegen.