JP2008216044A - 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，しかもバイアス磁石の厚みの変更にも簡単に対応し得る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とを形成すると共に，ホール素子２の後面にバイアス磁石３を当接させる一方，ホルダ１に，吸着状態のホール素子２及びバイアス磁石３を収容するハウジング１１を形成し，このハウジング１１の前端部に，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とを設け，また第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との間に，バイアス磁石３を支持壁１４側に付勢すると共にバイアス磁石３の厚みの変化に対応して弾性変形可能な中空の弾性筒体１５を介装した。
【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，ホール素子と非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，ホール素子と非検出回転体との間の間隔を充分に詰めることを可能し，しかもバイアス磁石の厚みの変更にも，その隣接部材の変更なしに対応し得る，感度が高く且つ量産性が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，前記ホルダに，前記ホール素子及びバイアス磁石を収容する第１ハウジングを形成し，この第１ハウジングの前端部に，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設け，また前記第１ハウジングの後壁と前記バイアス磁石との間に，該バイアス磁石を前記支持壁側に付勢すると共に該バイアス磁石の厚みの変化に対応して弾性変形可能な調整部材を介装したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記調整部材を，両端を開放した中空部を有する弾性筒体で構成し，この弾性筒体の相対向する両側壁を前記第１ハウジングの後壁と前記バイアス磁石とにそれぞれ弾発当接させたことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記弾性筒体を，前記第１ハウジングの後壁と前記バイアス磁石との対向面にそれぞれ当接する一対の当接壁と，これら当接壁の両端部同士をそれぞれ一体に連結すると共に，屈伸可能で伸長方向に弾性力を発揮する一対の弾性連結壁とで構成したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第３の特徴の何れかに加えて，前記ホルダに，前記電子回路ユニットを収容する第２ハウジングと，該電子回路ユニットを囲む複数の突起を形成し，前記支持面の前記支持壁への押圧状態を保持すべく，これら突起のかしめにより，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４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，第１ハウジングの後壁と前記バイアス磁石との間に介装される調整部材の弾発作用により，バイアス磁石を前方に付勢して，ホール素子の支持面をホルダの支持壁に当接，保持すると共に，ホール素子の感知部を開口部の定位置に保持することができ，したがって，ホール素子の感知部と非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当接させたので，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，調整部材は，バイアス磁石の厚みの変化に対応して弾性変形可能であるから，バイアス磁石の厚み寸法が変化しても，ホルダの形状を変更することなく，ホール素子の前記支持面をホルダの支持壁に当接，保持することができ，したがってバイアス磁石の厚み寸法を異にする複数種類の回転センサにおいては，ホルダの共通化を図ることができ，量産性を高めることができる。

本発明の第２の特徴によれば，調整部材を安価な弾性筒体で構成することができる。

本発明の第３の特徴によれば，弾性筒体の両弾性連結壁を屈曲させることにより，両当接壁間を狭めて，弾性筒体の，ハウジングの後壁とバイアス磁石との間への装着を容易に行うことができ，組立性が良好である。また装着後は，両弾性連結壁の伸長方向の弾性力でホール素子の支持面をホルダの支持壁に当接，保持することができる。

本発明の第４の特徴によれば，かしめ部により電子回路ユニットを第２ハウジングに保持することにより，ホール素子の支持面とホルダ１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１の平面図，図５は図４の５−５線断面図，図６は樹脂モールド保護層の形成状態を示す，図５との対応図である。

先ず，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する。

図２〜図４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，このバイアス磁石３を前方に弾発付勢する調整部材１５及び電子回路ユニット４とを備える。電子回路ユニット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を一体的に集結させてなるもので，この電子回路ユニット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。電子回路ユニット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，ホルダ１には，互いにホール素子２，バイアス磁石３及び調整部材１５を収容する第１ハウジング１１と，電子回路ユニット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は，その上面を開放している。また第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。

第１ハウジング１１の底壁には，前記調整部材１５を，第１ハウジング１１の後壁１０，即ち前記隔壁１０とバイアス磁石３との間に装着するための装着口１６が設けられる。調整部材１５は，ゴムや合成樹脂等の弾性材よりなる弾性筒体１５で構成される。この弾性筒体１５は，両端を開放した中空部を持つもので，その中空部を潰すように弾性筒体１５を圧縮する際に発生する反発力でバイアス磁石３を前方に付勢し，ホール素子２の前記支持面２ａを前記支持壁１４に当接，保持する。

弾性筒体１５は，望ましくは次のように構成される。即ち，第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との対向面にそれぞれ当接する一対の当接壁１５ａと，これら当接壁１５ａの左右両端部同士をそれぞれ一体に連結する一対の弾性連結壁１５ｂとよりなっており，弾性連結壁１５ｂの前後方向長さは，ホール素子２の支持面２ａを前記支持壁１４に当接させたとき，第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との間にできる間隙より充分に大きく設定される。そして両連結壁１５ｂは，屈伸可能であり，屈曲されると伸長方向に弾性力を発揮するようになっている。

この弾性筒体１５を，第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との間に装着する際には，例えばラジオペンチにより，左右の弾性連結壁１５ｂの中間部を，互いに近接させるように摘んで，両弾性連結壁１５ｂを「く」の字状に屈曲させると，それに伴ない両当接壁１５ａ間の間隔が，第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との間の間隔より狭まる。そこで，その弾性筒体１５をホルダ１の装着口１６から第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との間に挿入した後，ラジオペンチから屈曲状態の両弾性連結壁１５ｂを解放すると，両弾性連結壁１５ｂは，それ自体の弾性力で伸長して，第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との間で突っ張り，結局，バイアス磁石３を前方に付勢し，ホール素子２の前記支持面２ａを前記支持壁１４に当接，保持することになる。

図３及び図４に示すように，電子回路ユニット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。この電子回路ユニット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電子回路ユニット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，前記弾性筒体１５の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により電子回路ユニット４を保持する。

こうしてホルダ１に，ＩＣモジュール６，バイアス磁石３及び調整部材１５を全て組み込んだ後，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６参照）。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。この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。

次に，この実施例の作用について説明すると，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，電子回路ユニット４を第２ハウジング１２に収める。

次に，第１ハウジング１１底壁の装着口１６から，調整部材１５，即ち弾性筒体１５を前述のようにして第１ハウジング１１の後壁１０とバイアス磁石３との間に挿入して，両当接壁１５ａ間を突っ張らせれば，バイアス磁石３を前方に付勢して，ホール素子２の前記支持面２ａを前記支持壁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と調整部材１５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し得る。

しかも，弾性筒体１５の両弾性連結壁は，屈伸が可能であるから，回転センサＳの仕様の変更により，バイアス磁石３の厚みが変更された場合でも，その厚みの変更は，両弾性連結壁１５ｂの屈伸度合により吸収されるので，ホルダ１の形状を変更することなく，ホール素子２の前記支持面２ａを前記支持壁１４に当接，保持することができ，したがってバイアス磁石３の厚み寸法を異にする複数種類の回転センサにおいては，ホルダ１の共通化を図ることができ，量産性を高めることができる。

また調整部材１５の装着後は，第２ハウジング１２内の電子回路ユニット４の周囲で，ホルダ１の上面から突出した突起１８に熱かしめ又はポンチかしめを施して，その拡大変形したかしめ部１８ａにより電子回路ユニット４の角部を強固に保持するので，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。

さらに，回転センサＳ全体を被覆する樹脂モールド保護層２０は，回転センサＳ全体を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。

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，中空の弾性筒体１５は円筒状のもので構成することもできる。

本発明の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１の平面図。 図４の５−５線断面図。 樹脂モールド保護層の形成状態を示す，図５との対応図。

符号の説明

Ｐ・・・・非検出回転体（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・・・・リードフレーム（前部リードフレーム）
６・・・・ＩＣモジュール
１０・・・第１ハウジングの後壁（隔壁）
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・・・調整部材（弾性筒体）
１５ａ・・当接壁
１５ｂ・・弾性連結壁
１８・・・突起
１８ａ・・かしめ部

Claims (4)

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）に，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）を形成し，この第１ハウジング（１１）の前端部に，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）とを設け，また前記第１ハウジング（１１）の後壁（１０）と前記バイアス磁石（３）との間に，該バイアス磁石（３）を前記支持壁（１４）側に付勢すると共に該バイアス磁石（３）の厚みの変化に対応して弾性変形可能な調整部材（１５）を介装し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，
   前記調整部材を，両端を開放した中空部を有する弾性筒体（１５）で構成し，この弾性筒体（１５）の相対向する両側壁（１５ａ）を前記第１ハウジング（１１）の後壁と前記バイアス磁石（３）とにそれぞれ弾発当接させたことを特徴とする回転センサ。
3. 請求項２記載の回転センサにおいて，
   前記弾性筒体（１５）を，前記第１ハウジング（１１）の後壁と前記バイアス磁石（３）との対向面にそれぞれ当接する一対の当接壁（１５ａ）と，これら当接壁（１５ａ）の両端部同士をそれぞれ一体に連結すると共に，屈伸可能で伸長方向に弾性力を発揮する一対の弾性連結壁（１５ｂ）とで構成したことを特徴とする回転センサ。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の回転センサにおいて，
   前記ホルダ（１）に，前記電子回路ユニット（４）を収容する第２ハウジング（１２）と，該電子回路ユニット（４）を囲む複数の突起（１８）を形成し，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，これら突起（１８）の熱かしめにより，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。

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