JP2008216043A - 回転センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ホール素子をバイアス磁石に当接させながら，ホール素子とパルサープレートとの間の間隔を充分に詰めることを可能した，感度の高い回転センサを提供する。
【解決手段】ホール素子２の前面に，支持面２ａと，この支持面２ａより突出した感知部２ｂとを形成し，このホール素子２の後面にバイアス磁石３を当接吸着させ，ホルダ１の前端部には，感知部２ｂを配置する開口部１３と，支持面２ａを当接させる支持壁１４とを形成し，この支持壁１４に支持面２ａを当接状態に押圧するための押圧リブ１５をホルダ１に形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は，エンジンのクランク軸やカム軸，自動車の車輪等の回転体の回転位置や回転速度等を検出する回転センサに関し，特に，パルサープレートやギヤ等の被検出回転体に前端部を対向させる合成樹脂製のホルダ内に，前記前端部側からホール素子，バイアス磁石及び電子回路ユニットを配置した回転センサの改良に関する。

かゝる回転センサは，下記特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特開２００３−３０７５２３号公報

従来のかゝる回転センサでは，ホルダに隔壁を挟んで前後に並ぶ小部屋を形成し，これら小部屋にホール素子及びバイアス磁石をそれぞれ収容するようになっているため，ホール素子及びバイアス磁石は，両小部屋間の隔壁を挟んで配置されることになる。

ところで，回転センサの感度を，より良好にするには，ホール素子と被検出回転体との間の間隔を極力詰めることが必要であるところ，上記従来のものでは，ホール素子はバイアス磁石により後方の前記隔壁に吸着されていて，ホルダの前端面より没入しているので，ホルダの前端部に邪魔されて上記間隔を充分に詰めることが困難である。またホール素子及びバイアス磁石間にホルダと一体の隔壁が存在することも，回転センサの感度を高める上には好ましくない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，ホール素子をバイアス磁石に当接させながら，ホール素子と被検出回転体との間の間隔を充分に詰めることを可能した，感度の高い回転センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，被検出回転体に前端部を対向させる合成樹脂製のホルダ内に，前記前端部側からホール素子，バイアス磁石及び電子回路ユニットを配置した回転センサにおいて，前記ホール素子及び前記電子回路ユニットと，これらの間を接続する前部リードフレームとでＩＣモジュールを構成し，前記ホール素子の前面に，支持面と，この支持面より突出した感知部とを形成すると共に，該ホール素子の後面に前記バイアス磁石を当接させる一方，前記ホルダの前端部に，前記感知部を配置する開口部と，前記支持面を当接させる支持壁とを形成し，この支持壁に前記支持面を当接状態に押圧するための押圧手段を前記ホルダに設けたことを第１の特徴とする。

尚，前記被検出回転体は，後述する本発明の実施例中のパルサープレートＰに対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記ホルダに，前記支持壁を前壁として，前記ホール素子及びバイアス磁石を収容する第１ハウジングと，前記電子回路ユニットを収容する第２ハウジングとを形成し，前記押圧手段として，前記第１ハウジング及び第２ハウジングの少なくとも一方の後壁に，該一方のハウジングへの収容物の挿入に伴ない該収容物を前記支持壁側に押圧する押圧リブを形成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記押圧手段として，前記バイアス磁石及びＩＣモジュールの少なくとも一方を前記支持壁側に押圧するかしめ部を前記ホルダに形成したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，前記ホルダに，前記バイアス磁石の背面に弾発的に接触してこれを前記支持壁側に付勢する弾性腕を形成したことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第４の何れかに加えて，前記ホルダに，前記支持面の前記支持壁への押圧状態を保持すべく，前記電子回路ユニットを前記第２ハウジングに保持するかしめ部を形成したことを第５の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第５の特徴の何れかに加えて，前記ホルダ，ＩＣモジュール及びバイアス磁石を，射出成形による樹脂モールド保護層により被覆したことを第６の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，ホール素子の支持面をホルダと支持壁との当接状態を保持すると共に，ホール素子の感知部をホルダの前面開口部内の定位置に保持することができる。したがって，感知部は傾くことなくホルダの前端面と略面一となり，回転センサの前端を被検出回転体の外周に近接させて固定構造体に取り付けたとき，感知部は，適正な姿勢を保ちながら，被検出回転体との間の間隙を，ホルダの前端部に邪魔されることなく充分に詰めて，回転センサの感度を高めることができる。またホール素子の後面にバイアス磁石を，他物を介在させずに当接させてあることも，その感度の更なる向上に寄与する上，特性の安定化をもたらすことができる。しかも，当接状態のホール素子及びバイアス磁石を，共通の第１ハウジングに収容するようにしたので，ホルダの構造が簡単になり，ホルダの成形性及び品質の向上に寄与し得る。

本発明の第２の特徴によれば，特別な押圧部材を用いることなく，ホール素子の支持面をホルダと支持壁との当接状態に保持することができ，製造コストの低減に寄与し得る。

本発明の第３の特徴によっても，特別な押圧部材を用いることなく，ホール素子の支持面をホルダと支持壁との当接状態に保持することができ，製造コストの低減に寄与し得る。

本発明の第４の特徴によっても，特別な押圧部材を用いることなく，ホール素子の支持面をホルダと支持壁との当接状態に保持することができ，製造コストの低減に寄与し得る。

本発明の第５の特徴によれば，第２ハウジング内の回路基板の周囲で，ホルダの上面から突出した突起をかしめして，その変形した突起により回路基板の角部を強固に保持することができ，これに伴ないホール素子の支持面とホルダの支持壁との当接状態を強固に保持することができる。

本発明の第６の特徴によれば，回転センサ全体を被覆する樹脂モールド保護層により，回転センサを他物の衝撃から保護し得るのみならず，回転センサの各構成部材間の隙間を埋めて，構成部材間の結合を強化し，特に，ホール素子の支持面とホルダの支持壁との当接状態の保持を強化することができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係る回転センサの使用状態を示す側面図，図２は同回転センサを樹脂モールド保護層形成前の状態で示す斜視図，図３は同回転センサの分解斜視図，図４は図２の４−４線断面図，図５は同回転センサへの樹脂モールド保護層の形成状態を示す，図４との対応図，図６は同回転センサにおけるホルダ単体の平面図，図７は図６の７矢視図，図８は図２の要部平面図，図９は本発明の第２実施例を示す，図３との対応図，図１０は第２実施例における第２ハウジングへの回路基板の装着状態を示す，図９の１０−１０線断面図，図１１は本発明の第３実施例を示す，図３との対応図，図１２は同第３実施例の要部平面図，図１３は本発明の第４実施例を示す要部縦断平面図，図１４は本発明の第５実施例を示す，図３との対応図，図１５は同第５実施例の要部平面図である。

先ず，図１〜図８に示す本発明の第１実施例の説明より始める。

図１において，例えばエンジンのクランク軸や車軸に取り付けられるパルサープレートＰは，歯車の歯のような多数の突起Ｐａが外周面に刻設されており，その外周面に前端を近接対向させるように配置される本発明の回転センサＳがクランクケースや車体の固定構造体Ｃに取り付けられる。

尚，回転センサＳに関する説明において，前側とは，パルサープレートＰ側，後側とはパルサープレートＰと反対側を指すものとにする。

図２〜図４及び図６に示すように，回転センサＳは，合成樹脂製のホルダ１と，このホルダ１にその前端部側から順次配置されるホール素子２，このホール素子２に当接吸着させるバイアス磁石３及び回路基板４とを備える。回路基板４には，ホール素子２を制御すると共に，ホール素子２の検出信号を処理する電子部品が搭載されており，この回路基板４とホール素子２とは，バイアス磁石３の上側方を通る複数本の前部リードフレーム５を介して接続されて，ＩＣモジュール６を構成する。回路基板４の後端から突出した複数の後部リードフレーム７には，Ｌ字状に屈曲した複数のカプラ端子８が接合される。

ホール素子２の前面には，左右一対の支持面２ａと，これら支持面２ａ間から突出した凸状の感知部２ｂとが形成される。

詳しく説明すると，図４，図６〜図８に示すように，ホルダ１には，互いに当接吸着状態のホール素子２及びバイアス磁石３を収容する第１ハウジング１１と，回路基板４を収容する第２ハウジング１２とがホルダ１と一体の隔壁１０を挟んで前後に並んで設けられる。第１ハウジング１１の前部には，ホール素子２の前記感知部２ｂを配置する開口部１３と，この開口部１３を左右に挟むように並んでホール素子２の前記支持面２ａを当接させる支持壁１４とが形成される。その際，支持壁１４の肉厚は，前記感知部２ｂの突出長さと略等しく設定される。

またこの第１ハウジング１１は，その上面が開放されており，第１ハウジング１１内の後壁，即ち隔壁１０の前面には，上下方向に延びる複数の押圧リブ１５が一体に形成される。これら押圧リブ１５は，前端が先鋭に形成される共に，その前端の上部は，前下がりの案内斜面１５ａになっており，第１ハウジング１１に当接吸着状態のホール素子２及びバイアス磁石３が挿入されるとき，押圧リブ１５が，バイアス磁石３を案内斜面１５ａにより前方へ誘導し，そして前端の先鋭部を変形させながらその反発力によりバイアス磁石３の後面を押圧して，ホール素子２の支持面２ａをホルダ１の支持壁１４に当接させるようになっている。したがって，これら押圧リブ１５は本発明の押圧手段に対応する。また隔壁１０の上面には，複数の前部リードフレーム５の各間に介入してそれらの間隔を規制する複数の規制リブ１６が一体に突設される。

回路基板４は平面視で前後方向に長い矩形をなすと共に，その四つ角部には直角の切欠き１７が設けられる。この回路基板４を収容するホルダ１の第２ハウジング１２は，上面を開放した，同じく矩形をなすと共に，その四隅には，ホルダ１に一体に形成されて回路基板４の四つの切欠き１７に緩く係合する四本の突起１８が配置される。これら突起１８は，前記押圧リブ１５の変形反発作用をもってホール素子２の支持面２ａをホルダ１の支持壁１４に押圧し当接させた後，熱かしめ又はポンチかしめされることで，即ち周囲に拡大したかしめ部１８ａにより回路基板４を保持する。

回転センサＳの組立時には，先ずＩＣモジュール６のホール素子２後面にバイアス磁石３を当接吸着させ，そしてホール素子２及びバイアス磁石３をホルダ１の第１ハウジング１１に挿入して，ホール素子２の感知部２ｂをホルダ１の前面開口部１３に運びながら，回路基板４を第２ハウジング１２に収める。ホール素子２及びバイアス磁石３をホルダ１の第１ハウジング１１に挿入する際，前述のように，隔壁１０前面の押圧リブ１５が，その変形反発作用によりバイアス磁石３の後面を押圧して，ホール素子２の支持面２ａをホルダ１の支持壁１４に当接，保持すると共に，ホール素子２の感知部２ｂを開口部１３の定位置に保持することになる。

しかる後，第２ハウジング１２内の回路基板４の周囲で，ホルダ１の上面から突出した突起１８を熱かしめして，その拡大変形したかしめ部１８ａにより回路基板４の角部を強固に保持する。これによってホール素子２の支持面２ａとホルダ１の支持壁１４との当接状態を強固に保持することができる。

こうしてホルダ１に，ＩＣモジュール６及びバイアス磁石３を組み込んだ後，これら全体を被覆する樹脂モールド保護層２０が形成される（図２及び図５参照）。この樹脂モールド保護層２０は，回転センサＳ全体を被覆して，他物からの衝撃から保護し得るのみならず，各構成部材間の隙間を埋めて，構成部材間の結合を強化し，特に，ホール素子２の支持面２ａとホルダ１の支持壁１４との当接状態の保持を強化することができる。その際，ホール素子２の感知部２ｂ及びホルダ１の支持壁１４の前面を覆う樹脂モールド保護層２０は極力薄く形成される。また樹脂モールド保護層２０には，前記カプラ端子８を収容保持するカプラ２１と，この回転センサＳの取り付け用ブラケット２２とが一体成形され，ブラケット２２には，金属製のカラー２３が埋設される。このブラケット２２が図１で示すように固定構造体Ｃにボルト結合されるのである。

上記のように，回転センサＳでは，ホルダ１と一体の隔壁１０前面に，バイアス磁石３の後面を押圧する押圧リブ１５を形成した構造簡単な押圧手段により，即ち特別な押圧部材を使用することなく，ホール素子２の支持面２ａをホルダ１と支持壁１４との当接状態を保持すると共に，ホール素子２の感知部２ｂをホルダ１の前面開口部１３内の定位置に保持することができる。したがって，感知部２ｂは傾くことなくホルダ１の前端面と略面一となり，回転センサＳの前端をパルサープレートＰの外周に近接させて，ブラケット２２を図示しない固定構造体に取り付けたとき，感知部２ｂは，適正な姿勢を保ちながら，パルサープレートＰとの間の間隙を，ホルダ１の前端部に邪魔されることなく充分に詰めて，回転センサＳの感度を高めることができる。またホール素子２の後面にバイアス磁石３を当接吸着させてあることも，その感度の更なる向上に寄与する上，特性の安定化をもたらすことができる。しかも，ホール素子２及びバイアス磁石３を，共通の第１ハウジング１１に収容するようにしたので，ホルダ１の構造が簡単になり，ホルダ１の成形性及び品質の向上に寄与すると共に，特別な押圧部材を不要とすることゝ相俟って製造コストの低減に寄与し得る。

次に，図９及び図１０に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例では，前実施例における隔壁１０の押圧リブ１５に代えて，第２ハウジング１２の後壁に複数の押圧リブ２５が一体に突設される。これら押圧リブ２５は，前実施例における隔壁１０の押圧リブ１５と同様に，前端が先鋭に形成される共に，その前端の上部は，前下がりの案内斜面２５ａに形成されており，第２ハウジング１２内に回路基板４を収容するとき，押圧リブ２５が変形しながら回路基板４の後端面を前方に押圧するようになっており，その押圧力は，回路基板４から前部リードフレーム５を介してバイアス磁石３に伝達して，その支持面２ａをホルダ１の支持壁１４に押圧し当接させることになる。したがって，上記押圧リブ２５は本発明の押圧手段に対応する。その他の構成は前実施例と同様であるので，図９及び図１０中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

この第２実施例によっても，前実施例と同様の作用効果を得ることができる。

次に，図１１及び図１２に示す本発明の第３実施例について説明する。

この第３実施例では，一部の前部リードフレーム５の中間にクランク状の屈曲２８が形成され，この屈曲２８の後面に接する樹脂製の円柱状の突起２９がホルダ１の隔壁１０上面に一体に突設される。望ましくは，クランク状の屈曲２８は隣接する２本の前部リードフレーム５に形成し，この一対の屈曲２８の中間部で前方に向かって狭まるハの字状部を構成し，このハの字状部の後面に共通の突起２９を接触させる。

而して，ホルダ１にバイアス磁石３及びＩＣモジュール６を組み込んだ後，上記突起２９に上方からかしめ鏝を押しつけて，突起２９をかしめすると，この突起２９は，潰れながら前部リードフレーム５の屈曲部２８を前方へ押圧する拡径したかしめ部２９ａに変形する。したがって，そのかしめ部２９ａの上記屈曲部２８に対する押圧力がバイアス磁石３に伝達して，その支持面２ａをホルダ１の支持壁１４に押圧し当接させることになる。一対の屈曲部２８で構成されるハの字状部の後面に共通の樹脂製の円柱状の突起２９を接触させ，これを熱かしめする場合には，拡径変形するかしめ部２９ａが２本の前部リードフレーム５を均等に押圧するので，前部リードフレーム５の横振れを防ぎながら，それを前方に押圧することができる。その際，かしめ部２９ａが冷却固化するまで，ホルダ１の前端面に磁性体治具３０を押し当て，この磁性体治具３０側にバイアス磁石３を引きつけておくことは，支持面２ａをホルダ１の支持壁１４との当接状態を確実に保持する上で有効である。上記かしめ部２９ａは本発明の押圧手段に対応する。またかしめ部２９ａの上端部は，その拡径により，前部リードフレーム５の上面を押させることになるから，前部リードフレーム５の浮き上がりをも防ぐことができる。

その他の構成は，前記第１実施例中の押圧リブ１５を備えていない点を除けば，第１実施例の構成と同様であるので，図１１及び図１２中，第１実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

次に，図１３に示す本発明の第４実施例について説明する。

この第４実施例では，ホルダ１の第１及び第２ハウジング１１，１２間の隔壁１０に，第１ハウジング１１に近接する複数の下孔３３が設けられる。ホルダ１に，バイアス磁石３及びＩＣモジュール６を装着した後，上記下孔３３に加熱した拡径かしめ用のピン３４を押し込めば，このピン３４により拡径される下孔３３周りの肉，即ちかしめ部３５が第１ハウジング１１内のバイアス磁石３の後面を前方に押圧することになり，これによりホール素子２の支持面２ａをホルダ１の支持壁１４に押圧し当接させることができる。

この場合も，かしめ部３５が冷却固化するまで，前実施例のように，ホルダ１の前端面に磁性体治具３０を押し当て，この磁性体治具３０側にバイアス磁石３を引きつけておくことが，支持面２ａをホルダ１の支持壁１４との当接状態を確実に保持する上で有効である。

その他の構成は，前記第１実施例中の押圧リブ１５を備えていない点を除けば，第１実施例の構成と同様であるので，図１３中，第１実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

最後に，図１４及び図１５に示す本発明の第５実施例について説明する。

この第５実施例では，ホルダ１の第１ハウジング１１の左右の内側壁後部に，バイアス磁石３の後面を弾発的に押圧する複数の弾性腕３７が一体に形成される。したがってホルダ１に，バイアス磁石３及びＩＣモジュール６を装着すれば，弾性腕３７がバイアス磁石３の後面を弾発的に押圧するので，その押圧力がバイアス磁石３からホール素子２に伝達し，ホール素子２の支持面２ａをホルダ１の支持壁１４に押圧し当接させることになる。上記弾性腕３７は本発明の押圧手段に対応する。

その他の構成は，前記実施例中の押圧リブ１５を備えていない点を除けば，第１実施例の構成と同様であるので，第１図１４及び図１５中，第１実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，第１〜第５実施例中の押圧手段は，これらを適宜組み合わせて同一の回転センサＳに併設することもできる。

本発明の第１実施例に係る回転センサの使用状態を示す側面図。 同回転センサを樹脂モールド保護層形成前の状態で示す斜視図。 同回転センサの分解斜視図。 図２の４−４線断面図。 同回転センサへの樹脂モールド保護層の形成状態を示す，図４との対応図。 同回転センサにおけるホルダ単体の平面図。 図６の７矢視図。 図２の要部平面図。 本発明の第２実施例を示す，図３との対応図。 第２実施例における第２ハウジングへの回路基板の装着状態を示す，図９の１０−１０線断面図。 本発明の第３実施例を示す，図３との対応図。 同第３実施例の要部平面図。 本発明の第４実施例を示す要部縦断平面図。 本発明の第５実施例を示す，図３との対応図。 同第５実施例の要部平面図。

符号の説明

Ｐ・・・・パルサープレート
Ｓ・・・・回転センサ
１・・・・ホルダ
２・・・・ホール素子
２ａ・・・支持面
２ｂ・・・感知部
３・・・・バイアス磁石
４・・・・電子回路ユニット
５・・・・前部リードフレーム
６・・・・ＩＣモジュール
１１・・・第１ハウジング
１２・・・第２ハウジング
１３・・・開口部
１４・・・支持壁
１５・・・押圧手段（押圧リブ）
１８ａ・・押圧手段（かしめ部）
２０・・・樹脂モールド保護層
２５・・・押圧手段（押圧リブ）
２９ａ・・押圧手段（かしめ部）
３５・・・押圧手段（かしめ部）
３７・・・弾性腕

Claims (6)

1. 被検出回転体（Ｐ）に前端部を対向させる合成樹脂製のホルダ（１）内に，前記前端部側からホール素子（２），バイアス磁石（３）及び電子回路ユニット（４）を配置した回転センサにおいて，
   前記ホール素子（２）及び前記電子回路ユニット（４）と，これらの間を接続する前部リードフレーム（５）とでＩＣモジュール（６）を構成し，前記ホール素子（２）の前面に，支持面（２ａ）と，この支持面（２ａ）より突出した感知部（２ｂ）とを形成すると共に，該ホール素子（２）の後面に前記バイアス磁石（３）を当接させる一方，前記ホルダ（１）の前端部に，前記感知部（２ｂ）を配置する開口部（１３）と，前記支持面（２ａ）を当接させる支持壁（１４）とを形成し，この支持壁（１４）に前記支持面（２ａ）を当接状態に押圧するための押圧手段を前記ホルダ（１）に設けたことを特徴とする回転センサ。
2. 請求項１記載の回転センサにおいて，
   前記ホルダ（１）に，前記支持壁（１４）を前壁として，前記ホール素子（２）及びバイアス磁石（３）を収容する第１ハウジング（１１）と，前記電子回路ユニット（４）を収容する第２ハウジング（１２）とを形成し，前記押圧手段として，前記第１ハウジング（１１）及び第２ハウジング（１２）の少なくとも一方の後壁に，該一方のハウジングへの収容物の挿入に伴ない該収容物を前記支持壁（１４）側に押圧する押圧リブ（１５，２５）を形成したことを特徴とする回転センサ。
3. 請求項１記載の回転センサにおいて，
   前記押圧手段として，前記バイアス磁石（３）及びＩＣモジュール（６）の少なくとも一方を前記支持壁（１４）側に押圧するかしめ部（２９ａ，３５）を前記ホルダ（１）に形成したことを特徴とする回転センサ。
4. 請求項１記載の回転センサにおいて，
   前記ホルダ（１）に，前記バイアス磁石（３）の背面に弾発的に接触してこれを前記支持壁（１４）側に付勢する弾性腕（３７）を形成したことを特徴とする回転センサ。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の回転センサにおいて，
   前記ホルダ（１）に，前記支持面（２ａ）の前記支持壁（１４）への押圧状態を保持すべく，前記電子回路ユニット（４）を前記第２ハウジング（１２）に保持するかしめ部（１８ａ）を形成したことを特徴とする回転センサ。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の回転センサにおいて，
   前記ホルダ（１），ＩＣモジュール（６）及びバイアス磁石（３）を，射出成形による樹脂モールド保護層（２０）により被覆したことを特徴とする回転センサ。

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