JP2005172573A - 回転検出装置および回転検出装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転検出用ＩＣの種類の増加に低コストで対応可能な回転検出装置および回転検出装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 回転体の回転を検出し、その回転検出信号を出力する回転検出部と、一端が入口を構成すると共に他端が閉塞された中空形状をなし、その内部に回転検出部を挿入して固定するためのケース状のハウジングと、回転検出部の形状をハウジングの内部形状に一致させるために、回転検出部を覆うように樹脂成形により形成される形状調整部とを備えることを特徴とする回転検出装置およびその回転検出装置の製造方法として提供可能である。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ロータの回転に基づいて検出対称の回転検出を行なう回転検出装置及びその製造方法に関するもので、例えば車輪速度センサに用いて好適である。

従来の回転検出装置は、回転を検出するセンサ部とこのセンサ部で検出した検出信号を外部機器に伝送するための信号ケーブルとを備えており、センサ部と信号ケーブルとが金属製のターミナルを解して接続されている。このターミナルの一端にセンサ部が半田付けによって接合され、他端に信号ケーブルがかしめによって接合されている（特許文献１参照）。

また、上記センサ部を収納する部材として、一端が閉じ、その反対側が開放形状であるケース状の樹脂ハウジングが用いられ、そのハウジングの内部に上記センサ部を挿入し固定している。

特開２０００−１７１４７５号公報

センサ部はＩＣとして製作され、検出部のケース状樹脂ハウジングは検出に用いるＩＣの形状に合わせて製作される。このため、ＩＣの種類（メーカ・機能）が増えると、そのＩＣ形状に合わせてケース状ハウジングを製作する必要が生じ、また、ケースを保持して本体を成形する成形型も製作する必要があるなど、製造コスト高となる。また、ＩＣによっては、そのままでは本体成形時の圧力や温度に耐えられないものもあり、単にハウジングを新設するだけでなく、予めＩＣ周りを樹脂等で覆い保護する必要が生じる。

ＩＣの周りを樹脂等で覆い保護する方法としては、周知の熱硬化性のポッティング材で覆う方法がある。しかし、ポッティングでは熱硬化するための工数が余計にかかる。また、他の方法としては、射出成形により樹脂で覆う方法がある。射出成形は比較的高温・高圧の環境下で行なうため、樹脂成形のための型も、その温度・圧力に耐えるための強度を必要とする。これらは製造コスト上昇の要因となる。さらに、射出成形を行なう際の圧力にＩＣ自体が耐えられなかったり、成形を行なう際の温度がＩＣあるいはＩＣに含まれるセンサの動作保証温度の範囲を超えると、そのＩＣあるいはセンサの性能に影響を及ぼすこともある。

上記問題を背景として、本発明の課題は、回転検出用ＩＣの種類の増加に低コストで対応可能な回転検出装置および回転検出装置の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、上記課題を解決するための回転検出装置を提供するものである。即ち、請求項１によれば、回転体の回転を検出し、その回転検出信号を出力する回転検出部と、一端が入口を構成すると共に他端が閉塞された中空形状をなし、その内部に回転検出部を挿入して固定するためのケース状のハウジングと、回転検出部の形状をハウジングの内部形状に一致させるために、回転検出部を覆うように樹脂成形により形成される形状調整部とを備えることを特徴とする回転検出装置として構成される。

上記構成によれば、ハウジングの内部形状と異なる（即ち、ハウジングの内部形状よりも小さい）回転検出部を使用する場合は、樹脂によってその形状をハウジングの内部形状と略同一になるように形成し、その後ハウジングに挿入して固定する。よって、ハウジングは、使用が想定される回転検出部（例えばＩＣ）の内の大きさが最大のものを挿入して固定することができる形状のもの一種を準備すればよい。したがって、回転検出部の種類だけハウジングを製作する必要がないので、ハウジング製作に要するコストを削減できる。また、回転検出部を予め樹脂で覆うことにより、回転検出装置の本体を成形する際の圧力・温度から回転検出部を保護することも可能となる。

請求項２によれば、本発明における回転検出装置は、回転検出部に接続されて回転検出信号を外部機器に伝達する信号伝達部（ケーブル・コネクタターミナル等）を含み、信号伝達部の少なくとも一部が形状調整部で覆われている構成をとることができる。本構成によって、回転検出装置の本体を成形する際の圧力・温度、あるいは、回転検出装置が取り付けられた箇所で発生する振動等から回転検出部と信号伝達部との接続部および信号伝達部を保護することが可能となる。よって、回転検出装置の歩留まりおよび信頼性も向上する。

請求項３によれば、本発明における回転検出装置は、ハウジングの入口側から該ハウジング内に充填されるとともに、ハウジングの入口側においてハウジングの外縁を覆い、さらに形状調整部をも覆うように形成された樹脂による充填部を含む構成をとることができる。本構成によって、形状調整部（即ち回転検出部）をハウジングにガタ無く固定できるとともに、ハウジング外部からの水の浸入を防止できる。

また、本発明は、上記課題を解決するための回転検出装置の製造方法を提供するものである。即ち、請求項４によれば、回転体の回転を検出し、その回転検出信号を出力する回転検出部と回転検出信号を外部機器に伝達する信号伝達部を接続する工程と、一端が入口を構成すると共に他端が閉塞された中空形状をなすケース状のハウジングを形成する工程と、回転検出部、および信号伝達部の少なくとも一部を覆うように形状調整部を形成する工程と、回転検出部をハウジングの入口側から挿入し、回転検出部とハウジングとを固定する工程と、ハウジングの入口側から該ハウジング内に充填されるとともに、ハウジングの入口側においてハウジングの外縁を覆い、さらに形状調整部をも覆うように樹脂による充填部を形成する工程とを有することを特徴とする回転検出装置の製造方法として構成される。

上記構成によって、形状調整部を形成することで種々の形状の回転検出部を一つのハウジングに挿入して固定することができる。よって、製造ラインも回転検出部の形状ごとに分けて設ける必要がなく、一つの製造ラインで複数の形状の回転検出部を用いた複数種類の回転検出装置を製造することもできる。よって、生産効率も向上する。

請求項５によれば、本発明における回転検出装置の製造方法は、形状調整部を形成する工程においてホットメルトモールディングを用いる構成をとることができる。ホットメルトモールディングは、従来の成形法に替わり、環境負荷が低く加工性，接着性に優れた樹脂を用いて成形を行なうものである。ホットメルトモールディングに用いる樹脂材料は、ポッティングに比べて低温かつ低圧で注入を行ない、注入時間が短く硬化速度も速い。このため、安価なアルミ製簡易金型でモールディングが可能で、金型の製作コストを低く抑えることが可能となる。また、製造設備も一般的な射出成形に比べて耐熱・耐圧ともに低いもので済むため、製造設備に要するコストも低く抑えることが可能となる。さらに、低温・低圧の環境で成形を行なうため、回転検出部（ＩＣあるいはＩＣに含まれるセンサ）が損傷する可能性も低くなり、歩留まりも向上する。

回転検出用ＩＣの種類の増加に低コストで対応可能な回転検出装置および回転検出装置の製造方法を提供するという目的を、ＩＣの外周にホットメルトモールディングを用いて樹脂による形状調整部を形成することで、種々の形状の回転検出部を一つのハウジングに挿入して固定することにより実現した。

以降、本発明の回転検出装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態における回転検出装置としての車輪速度センサ１を車体に取り付けた時の模式図である。図２は車輪速度センサ１の構成を示す縦断面図である。また、図３は図２のIII−III矢視断面図である。なお、本発明の回転検出装置の適用範囲は車輪速度センサに限定されるものではない。

図１に示すように、車輪軸１００のうち車輪近傍の外周部には軸受１０１が備えられている。この軸受１０１は、半径の異なる内輪１０１ａ及び外輪１０１ｂと転動体１０１ｃとから構成されている。内輪１０１ａは車輪軸１００の外周面に固定されて車輪軸１００と共に回転し、外輪１０１ｂは図示しない車体側に固定されている。また、内輪１０１ａ及び外輪１０１ｂの両端において、内輪１０１ａと外輪１０１ｂとの間に挟まれるようにオイルシール１０２ａ、１０２ｂが備えられており、内輪１０１ａと外輪１０１ｂとの間に充填されたオイルが漏れないようになっている。これらオイルシール１０２ａ、１０２ｂの一方（１０２ａ）には着磁ロータ１０３が接合され、軸受１０１の内輪１０１ａの回転に伴って回転するように構成されている。なお、着磁ロータ１０３とは、リング状のロータであり、円周方向においてＮ極とＳ極とに交互に着磁され、車輪軸１００の外周を囲むように車輪軸１００と同軸的に配置される。

一方、外輪１０１ｂには、窓部１０１ｄが形成されており、この窓部１０１ｄに車輪速度センサ１が圧入固定されている。車輪速度センサ１のうちの回転検出ＩＣ２が窓部１０１ｄから突出し、回転検出ＩＣ２が着磁ロータ１０３に対向配置される構成となっている。なお、車輪速度センサ１の外周面にはＯリング１０４が配置され、窓部窓部１０１ｄを通じての水の浸入が防げる構成となっている。

車輪速度センサ１には、図２および図３に示されるように、上述した回転検出ＩＣ２（本発明における回転検出部）が備えられている。この回転検出ＩＣ２は、磁界の変化に伴った出力を発生するセンシング素子としてのＭＲＥ（Magneto Resistive Effect:磁気抵抗効果）素子やＭＲＥ素子からの出力信号を処理する信号処理回路等が備えられたＩＣチップおよび磁石等がターミナル２１と共に樹脂によってモールド化されたものである。この回転検出ＩＣ２は、一端側が入口を成すと共に他端側が閉塞された中空形状のケースを構成するハウジング４内に収容されている。以下、ハウジング４のうち回転検出ＩＣ２が挿入される方向に平行な方向をＸ方向という。

ハウジング４は、その外径が略四角柱を成しており、Ｘ方向と垂直な方向の断面形状が略長方形を成している。そして、このようにハウジング４を構成する四角柱の側面のうち着磁ロータ１０３と対向する面４１が検出面を構成し、その反対側の面４２のうちのハウジング４の閉塞端側に段付き部４３が形成された構成となっている。また、ハウジング４を構成する四角柱の４つの側面のうち対向するもの同士間の距離は、回転検出ＩＣ２の厚みとほぼ同等もしくは若干大きめに設定されているが、４つの側面のうち段付き部４３が形成された面４２にはＸ方向に平行な溝４４が形成されており、この部分においてハウジング４と回転検出ＩＣ２との間に隙間が形成されるようになっており、この隙間を通じて後述する樹脂成形時にハウジング４内に樹脂部材６が充填されるようになっている。

また、ハウジング４の入口側には、面４１，４２においてハウジング４の外縁をＸ方向と垂直な方向において他の部分よりも突出させたフランジ部４５が形成され、フランジ部４５の先端を通るハウジング４の外縁にはハウジング４の外縁をさらにＸ方向と垂直な方向において突出させた突起部４６が形成されている。これらフランジ部４５及び突起部４６は、ハウジング４の外縁全周に形成された構成となっている。さらに、ハウジング４の入口側には、四角柱を構成する４つの側面のうちの対向する２つの側面を部分的にＸ方向と逆方向に突出させた突出部４７が形成されている。

一方、回転検出ＩＣ２には、ＩＣチップから引き出されるようにターミナル２１が延設されている。

本発明の信号伝達部をなすワイヤ３の電線３１は、複数の細かい線が撚り合わされて構成され、被覆部３２によって覆われている。この被覆部３２に覆われた電線３１が２組設けられている。この電線３１の一端は、ターミナル２１の先端部と周知のマイクロティグ溶接によってターミナル２１の先端部もしくは電線３１の一端を溶融して接合されている。また、電線３１の他端は、例えば、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）制御用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの外部機器に接続されている。さらに、ワイヤ３は突出部４７によって保持されることでハウジング４と一体的に設けられている。

そして、以上のように構成された回転回転検出ＩＣ２，ワイヤ３，ハウジング４が樹脂成形による樹脂部材６（本発明の充填部）によって一体化されている。具体的には、ハウジング４のうちのフランジ部４５（入口側）とハウジング４の内側の一部が樹脂部材６によって覆われている。また、電線３１とターミナル２１との接合箇所も樹脂部材６によって覆われる。この樹脂部材６の外周には、車輪速度センサ１を車体に固定するための固定部７１が形成されたステー７が設けられている。

次に、車輪速度センサ１の製造方法について説明する。まず、ワイヤ３の内側に設けられる被覆部３２が露出するようにワイヤ３の外周部を取り除く。次に、被覆部３２の内側に設けられる電線３１が露出するように被覆部３２を取り除く。そして、電線３１の先端部分（ターミナル２１との接合箇所）を周知のマイクロティグ溶接により接合する。

電線３１とターミナル２１との接合方法は、上述のマイクロティグ溶接の他に、半田付けあるいはかしめによって接合する方法を採ってもよい。

次に、回転ＩＣ２をハウジング４に挿入し固定する。このとき、ハウジング４の突出部４７によってワイヤ３が固定される。最後に、ハウジング４を覆うように樹脂部材６を形成する。このとき、樹脂部材６は、ハウジング４の内部に浸入し、ハウジング４の内部は、樹脂部材６が充填される。

続いて、回転検出ＩＣ２をハウジング４内に収容する方法について述べる。

（収容方法１）
まず、回転検出ＩＣ２の大きさがハウジング４の内部の大きさとほぼ等しい場合の収容方法について図４を用いて説明する。図４は図３から説明に必要な部分を抜粋したものである。図４（ａ）のようにのターミナル２１に電線３１を接合したものを、ハウジング４に対しＸ方向に挿入する。図４（ｂ）に挿入後の状態を示す。この状態で、回転検出ＩＣ２が挿入されたハウジング４の内部には殆ど隙間はなく、回転検出ＩＣ２は略固定状態にある。

次に、樹脂部材６がハウジング４の入口側からハウジング４内に充填され、溝４４にも充填されるため回転検出ＩＣ２は一層強固に固定される。また、ハウジング４の空隙にも樹脂部材６が充填される。よって、ターミナル２１と電線３１およびそれらの接合部は振動の影響を受けにくくなるため、電線３１の断線あるいはターミナル２１の損傷を防止することが可能となる。

また、ハウジング４に段付き部４３が形成されていることと、回転検出ＩＣ２も一方の表面に段付形状を有することで、誤挿入を防止することができる。

（収容方法２）
次に、回転検出ＩＣ２の大きさがハウジング４の内部の大きさに比べて小さい場合の収容方法について図５および図６を用いて説明する。図５は本収容方法を用いた車輪速度センサ１の構成図、図６は図５から説明に必要な部分を抜粋したものである。図６（ａ）のようにのターミナル２１に電線３１を接合したものに対し、回転検出ＩＣ２，接合部３３，および被覆部３２の一部の周囲を覆うように形状調整樹脂５６（本発明の形状調整部）をホットメルトモールディングによって形成する。このとき、形状調整樹脂５６の外形がハウジング４の内部形状にほぼ一致するように成形する。

図６（ｂ）のように、形状調整樹脂５６を形成したものをハウジング４に対しＸ方向に挿入する。図６（ｃ）に挿入後の状態を示す。形状調整樹脂５６（即ち、回転検出ＩＣ２等）が挿入されたハウジング４の内部には殆ど隙間はなく、形状調整樹脂５６は略固定状態にある。

次に、樹脂部材６がハウジング４の入口側からハウジング４内に充填され、溝４４にも充填されるため形状調整樹脂５６（即ち、回転検出ＩＣ２等）は一層強固に固定される。また、形状調整樹脂５６が被覆部３２（電線３１），接合部３３，およびターミナル２１の周囲に形成されてこれらを保持する。よって、被覆部３２（電線３１），接合部３３，およびターミナル２１は振動の影響を受けにくくなるため、電線３１の断線あるいはターミナル２１，接合部３３の損傷を防止することが可能となる。

また、ハウジング４に段付き部４３が形成されていることと、回転検出ＩＣ２あるいは形状調整樹脂５６も一方の表面に段付形状を有することで、誤挿入を防止することができる。

図７にステー７を取り付ける前の車輪速度センサ１の状態を示す。図７（ａ）はハウジング４の面４１に接する方向から見た図、図７（ｂ）はハウジング４の面４１を右側に見た図である。このように、上述した２つの収容方法において、車輪速度センサ１の外形は全く変化していない。よって、回転検出ＩＣ２の形状に応じて樹脂部材６を成形する成形型を変える必要がなく、また、ステー７の形状や車体に固定するための方法を変える必要もない。

本実施例では、回転検出ＩＣ２のターミナル２１をワイヤ３（即ち被覆部３２，電線３１）に接続しているが、ターミナル２１をコネクタのターミナル部材に接続する方法を採ってもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

本発明の一実施例としての車輪速度センサの取り付け構成を示すブロック図。 車輪速度センサの全体構成を示す図。 図２の断面矢視図。 回転検出ＩＣをハウジングへ収容する方法を説明するための図。 形状調節樹脂を用いた車輪速度センサの全体構成を示す図。 形状調節樹脂を用いて回転検出ＩＣをハウジングへ収容する方法を説明するための図。 回転検出ＩＣをハウジングへ収容した後の車輪速度センサの構成を示す図。

符号の説明

１ 車輪速度センサ
２ 回転検出ＩＣ
３ ワイヤ
４ ハウジング
２１ ターミナル
５６ 形状調節樹脂

Claims (5)

1. 回転体の回転を検出し、その回転検出信号を出力する回転検出部と、
   一端が入口を構成すると共に他端が閉塞された中空形状をなし、その内部に前記回転検出部を挿入して固定するためのケース状のハウジングと、
   前記回転検出部の形状を前記ハウジングの内部形状に一致させるために、前記回転検出部を覆うように樹脂成形により形成される形状調整部と、
   を備えることを特徴とする回転検出装置。
2. 前記回転検出部に接続されて前記回転検出信号を外部機器に伝達する信号伝達部を含み、前記信号伝達部の少なくとも一部が前記形状調整部で覆われているものである請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記ハウジングの入口側から該ハウジング内に充填されるとともに、前記ハウジングの入口側において前記ハウジングの外縁を覆い、さらに前記形状調整部をも覆うように形成された樹脂による充填部を含むものである請求項１または２に記載の回転検出装置。
4. 請求項１または３のいずれか１項に記載の回転検出装置の製造方法であって、
   回転体の回転を検出し、その回転検出信号を出力する回転検出部と前記回転検出信号を外部機器に伝達する信号伝達部を接続する工程と、
   一端が入口を構成すると共に他端が閉塞された中空形状をなすケース状のハウジングを形成する工程と、
   前記回転検出部、および信号伝達部の少なくとも一部を覆うように前記形状調整部を形成する工程と、
   前記回転検出部を前記ハウジングの入口側から挿入し、前記回転検出部と前記ハウジングとを固定する工程と、
   前記ハウジングの入口側から該ハウジング内に充填されるとともに、前記ハウジングの入口側において前記ハウジングの外縁を覆い、さらに前記形状調整部をも覆うように樹脂による前記充填部を形成する工程と、
   を有することを特徴とする回転検出装置の製造方法。
5. 前記形状調整部を形成する工程においてホットメルトモールディングを用いるものである請求項４に記載の回転検出装置の製造方法。
   

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