JP2009281856A - Rotation sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の回転による磁気の変化から回転体の回転を検出する回転センサに関する。 The present invention relates to a rotation sensor that detects rotation of a rotating body from a change in magnetism caused by the rotation of the rotating body.
回転体の回転による磁気の変化から回転体の回転を検出する回転センサとして磁気センサを利用したものがある。磁気センサとしては、永久磁石と、ホールICなどの磁気ICとを組み合わせたものがある。磁気ICには、磁気の変化に応じて電圧などの電気量が変化するホール素子をはじめとする磁気感応素子と、その磁気感応素子からの電気量を電気信号として出力する電子回路とが内蔵されている。 As a rotation sensor that detects the rotation of a rotating body from a change in magnetism due to the rotation of the rotating body, there is a sensor that uses a magnetic sensor. As a magnetic sensor, there is a combination of a permanent magnet and a magnetic IC such as a Hall IC. Magnetic ICs have built-in magnetic sensitive elements such as Hall elements that change the amount of electricity such as voltage in response to changes in magnetism, and an electronic circuit that outputs the amount of electricity from the magnetically sensitive elements as an electrical signal. ing.
このような回転センサでは、Feなどの磁性体からなる回転体(例えば、磁気エンコーダ)に臨ませて永久磁石と磁気ICが配置され、永久磁石の磁場による磁束密度が回転体の回転による影響を受け、磁気感応素子によって感知される。 In such a rotation sensor, a permanent magnet and a magnetic IC are arranged facing a rotating body (for example, a magnetic encoder) made of a magnetic material such as Fe, and the magnetic flux density due to the magnetic field of the permanent magnet is affected by the rotation of the rotating body. And sensed by the magnetic sensitive element.
この種の回転センサを実際に組み立てる際には、永久磁石、磁気IC、これらを収容するための樹脂製のホルダ、磁気ICの出力信号を伝送するケーブルなどの種々の部品を、回転軸を支える軸受けの本体などの固定物に固定しなければならない。 When actually assembling this type of rotation sensor, various parts such as a permanent magnet, a magnetic IC, a resin holder for housing these, and a cable for transmitting an output signal of the magnetic IC are supported by the rotating shaft. It must be fixed to a fixed object such as the bearing body.
さらに、回転センサは回転体の回転を磁気ICにて検出するため、回転体のセンシングポイントに対向させて磁気ICを設置しなければならず、磁気ICの位置決めが重要となっている。 Furthermore, since the rotation sensor detects the rotation of the rotating body with a magnetic IC, the magnetic IC must be installed facing the sensing point of the rotating body, and positioning of the magnetic IC is important.
例えば、図7(a)および図7(b)に示す従来の回転センサ71は、軸受けの外筒に嵌められる環状の金具72の端部に樹脂製のホルダ73を設け、そのホルダ73にIC位置決め用の袋状のスペース74を形成し、そのスペース74の先端(図7(a)および図7(b)では奥側となる左端)にホールIC75のパッケージを突き当てるように挿入し、さらにケーブル76の端末部をホルダ73に嵌め込み、ホールIC75とケーブル76を位置決めして固定すると共に、接続している。
For example, in the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。 The prior art document information related to the invention of this application includes the following.
しかしながら、従来の回転センサ71では、位置決めしたはずのホールIC75の先端がスペース74の先端に確実に突き当たっているかどうかが分かりづらく、ホルダ73にケーブル76を嵌め込むまでに、ホールIC75の位置がずれる可能性がある。
However, in the
また、回転センサ71の設置時や使用時にケーブル76が引っ張られることで、ホールIC75の位置がずれる可能性もある。
Further, the
ホールIC75の位置がずれた場合には、回転体の回転の検出精度が低くなったり、ケーブル76に接続された制御手段やコンピュータが誤動作したりする。
When the position of the Hall IC 75 is shifted, the detection accuracy of the rotation of the rotating body is lowered, or the control means or the computer connected to the
そこで、本発明の目的は、ホルダ内で磁気センサ部の位置を固定する点を工夫し、磁気センサ部の位置ずれを防止する回転センサを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to devise a point for fixing the position of a magnetic sensor unit in a holder, and to provide a rotation sensor that prevents a position shift of the magnetic sensor unit.
前記目的を達成するために創案された本発明は、回転体の回転による磁気の変化を検出する磁気センサ部をホルダ内に収容し、その磁気センサ部の端子にケーブルを接続し、前記回転体の回転を検出する回転センサにおいて、前記ホルダ内に設けられ、前記磁気センサ部の抜けを防止する抜け防止手段を備えた回転センサである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetic sensor unit for detecting a change in magnetism due to rotation of a rotating body in a holder, a cable is connected to a terminal of the magnetic sensor unit, and the rotating body In the rotation sensor for detecting the rotation of the magnetic sensor, the rotation sensor is provided in the holder, and includes a removal prevention means for preventing the magnetic sensor unit from coming off.
前記抜け防止手段は、前記ホルダの一部を熱カシメあるいは超音波カシメにて溶かし、硬化させて前記磁気センサ部の余剰端子を前記ホルダに固定してなるとよい。 The removal preventing means may be formed by melting a part of the holder with heat caulking or ultrasonic caulking and curing the holder, and fixing an excess terminal of the magnetic sensor unit to the holder.
前記抜け防止手段は、前記ホルダ内の両側に設けられ、前記磁気センサ部の上端部に係合するフックからなるものでもよい。 The drop prevention means may be formed of hooks provided on both sides of the holder and engaged with the upper end of the magnetic sensor unit.
前記磁気センサ部は、4本並列に配置された端子を有するホールICからなり、前記ケーブルは電源線と信号線を有し、前記ホルダの内底面に前記電源線と前記信号線を分離して載置するための分離用突起を形成し、その分離用突起のセンサ側の壁面に、前記ホールICの内側の2本の余剰端子を突き当てるとよい。 The magnetic sensor unit is composed of a Hall IC having four terminals arranged in parallel, the cable has a power line and a signal line, and the power line and the signal line are separated on the inner bottom surface of the holder. It is preferable that a separation protrusion for mounting is formed, and two surplus terminals inside the Hall IC are abutted against a wall surface on the sensor side of the separation protrusion.
本発明によれば、磁気センサ部の位置ずれを防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent displacement of the magnetic sensor unit.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。まず、回転センサの全体構成を図2〜図5を用いて説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the entire configuration of the rotation sensor will be described with reference to FIGS.
図2〜図5に示すように、本実施形態に係る回転センサ1は、軸受けの外筒に嵌められるFeなどの金属からなる環状の金具(芯金)2と、その金具2の周縁の一部に設けられる樹脂製のホルダ3と、そのホルダ3内に収容され、回転体7の回転による磁気の変化から回転体7の回転を検出する磁気センサ部4と、ホルダ3内に端末部が収容され、磁気センサ部4からの出力信号を伝送するためのケーブル5とで主に構成される。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
金具2の中心部には、回転軸6が挿通され、その回転軸6の外側で金具2の内側には、回転軸6と一体回転する回転体7が設けられる。金具2は、軸受けの外筒にカシメて取り付けられるため、大径部2bと小径部2sを有し、縦断面視で外周部が段差状に形成される。金具2の大径部2bには、大径部2bを軸方向に貫通し、金型2のほぼ接線方向に沿った貫通穴8が形成される。
A rotating
ホルダ3は、磁気センサ部4とケーブル5の端末部とを収容するものであり、ホルダ3の一端部が金具2の大径部2bと小径部2sの外周面に密着し、かつ貫通穴8の周囲で金具2の内側と外側にまたがるように設けられる。
The
このホルダ3は、下ホルダ3dと、その下ホルダ3dを覆って磁気センサ部4とケーブル5の端末部を保護するキャップ3uとからなる。下ホルダ3dは、平面視でほぼT字形に形成され、金具2のほぼ接線方向に沿って広がる幅が広い部分である幅広部3wと、その幅広部3wと一体形成され、金具2の径方向外側に沿って(ケーブル5の端末部において、ケーブル5の長手方向に沿って)延びる幅が狭い部分である幅狭部3nとからなる。この下ホルダ3dは、ホルダ形成用の樹脂金型に金具2をセットし、金具2の貫通穴8に樹脂を流し込み、これを硬化させることで金具2に密着して作製される。
The
磁気センサ部4は、センシング軸が金具2の径方向に沿うようにホルダ3内に収容される。ケーブル5の一端は、ホルダ3内で磁気センサ部4と接続され、ケーブル5の他端は、機器の各部品を制御するための制御手段や、コンピュータなどの外部装置に接続される。本実施形態では、回転体7として歯車状の磁気エンコーダを用いた。
The
さて、図1(a)は本発明の好適な第1の実施形態である回転センサの主要部の内部構成を示す平面図、図1(b)はその1B−1B線断面図である。 FIG. 1A is a plan view showing an internal configuration of a main part of a rotation sensor which is a preferred first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line 1B-1B.
図1(a)および図1(b)に示すように、第1の実施形態に係る回転センサ1は、ホルダ3内に、磁気センサ部4の抜けを防止する抜け防止手段10を設けたものである。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
下ホルダ3dの幅広部3wの一端部には、磁気センサ部4のパッケージの頭頂面(図1(a)および図1(b)では、磁気センサ部4の左端面)が突き当てられて磁気センサ部4を位置決めすると共に、磁気センサ部4のパッケージの頂部をホルダ3内に収容するための位置決め用の凹部12が形成される。
The top surface of the package of the magnetic sensor unit 4 (the left end surface of the
したがって、ここでいう磁気センサ部4の抜けを防止するとは、回転センサ1の組み立て時、設置時、使用時において、磁気センサ部4を、該磁気センサ部4のパッケージの頂部と略嵌合する形状の凹部12で位置決めしてホルダ3内に収容した後に、凹部12から磁気センサ部4が位置ずれして抜けることを防止することをいう。
Therefore, to prevent the
磁気センサ部4には、少なくとも3本の端子を有する磁気ICを用いる。本実施形態では、磁気IC(磁気センサ部4)として、4本並列に配置された端子を有するホールIC41を用いた。ホールIC41は、磁気感応素子としてのホール素子と、そのホール素子からの電気量を処理して電気信号として出力する電子回路とを内蔵したものである。内蔵される電子回路には、OPアンプ、そのオフセット除去回路、出力バッファ、A/D変換器などがある。このホールIC41は、4本並列の端子が金具2の径方向にほぼ沿うようにホルダ3内に収容される。
The
ケーブル5は、磁気センサ部4に給電する電源線5pと、磁気センサ部4からの出力信号を伝送する信号線5sとを有する。電源線5pと信号線5sは、ケーブル5に高い屈曲性と機械強度を持たせるため、細径の素線を複数本撚り合わせてなる導体13を絶縁体(電源線5pと信号線5sで色違い)14で被覆して構成される。これら電源線5pと信号線5sを並べ、シース15で被覆するとケーブル5となる。ケーブル5の外径は約3〜6mmである。
The
ホールIC41の外側2本の端子のうち一方の端子42pは、電源線5pの端末部の導体13と接続される電源用端子であり、他方の端子42sは、信号線5sの端末部の導体13と接続される信号線用端子(出力用端子)である。ホールIC41の内側2本の端子42x,42yは、出力信号の波形をモニタするための端子であるが、回転センサ1には必要ないため、ケーブル5に接続されない余剰端子である。
Of the two outer terminals of the Hall IC 41, one terminal 42p is a power terminal connected to the
下ホルダ3dの幅広部3wの他端部上には、一端が凹部12と連通され、磁気センサ部4を収容するセンサ収容溝16が形成される。下ホルダ3dの幅広部3wの他端部上から幅狭部3nの一端部上にかけては、センサ収容溝16の他端に設けられ、磁気センサ部4の4本の端子42p,42s,42x,42yが搭載される端子搭載部17が形成される。
On one end of the
端子搭載部17は、一端部がセンサ収容溝16よりも1段高く形成されると共に、端子42x,42yが搭載される中央部が平らとなり、かつ端子42p,42sが搭載される両側部が他端部にかけて低くなる傾斜面となるように形成される。端子搭載部17には、各端子42p,42s,42x,42yの途中が嵌合する端子嵌合溝18が4個形成される。
One end of the
ホルダ3の他端部側の内底面は、端末処理したケーブル5を搭載するためのケーブル搭載面である。下ホルダ3dの幅狭部3nの一端部中央上には、端末処理したケーブル5の電源線5pと信号線5sを分離して載置するための分離用突起19が形成される。分離用突起19は、一端部が端子42x,42y間の距離よりも幅が広く形成され、他端部が尖端に形成される。
The inner bottom surface on the other end side of the
下ホルダ3dの幅狭部3nの一端部両側は、分離した電源線5pと信号線5sを搭載するための分離用搭載部20である。分離用搭載部20は、一端部が端子搭載部17よりも1段低く形成されると共に、他端部にかけて低くなる傾斜面となるように形成される。
Both sides of one end of the narrow portion 3n of the
下ホルダ3dの他端部には、分離用搭載部20よりも1段低く形成されると共に、ケーブル5のシース15が嵌合するシース嵌合溝21が形成される。
At the other end of the
回転センサ1の抜け防止手段10は、下ホルダ3dのセンサ収容溝16と分離用突起19間に位置する端子搭載部17上に、あらかじめ下ホルダ3dの一部としてプレ抜け防止部(例えば、突起部)を形成しておき、下ホルダ3dの凹部12で磁気センサ部4を位置決めしてセンサ収容溝16に載置した後、プレ抜け防止部に熱処理を施し、プレ抜け防止部を熱カシメにて溶かし(つぶし)、硬化させて抜け防止部22を形成したものである。
The drop prevention means 10 of the
この抜け防止部22により、磁気センサ部4の端子42x,42yが下ホルダ3dのセンサ収容溝16と分離用突起19間に位置する端子搭載部17上に固定されることで、下ホルダ3dに磁気センサ部4が固定される。また、プレ抜け防止部に超音波を照射し、プレ抜け防止部を超音波カシメにて溶かし、硬化させて抜け防止部22を形成してもよい。
By means of this
さらに、回転センサ1では、センサ収容溝16に磁気センサ部4を載置する際、その端子42x,42yの端子長さを切断により調整し、分離用突起19の一端面であるセンサ側の壁面19sに、磁気センサ部4の端子42x,42yの先端を突き当てる。
Further, in the
他方、回転センサ1の組み立て時に、ケーブル5を端末処理し、電源線5pと信号線5sの導体13、絶縁体14をそれぞれ露出させた上で、下ホルダ3d上にケーブル5を載置し、各導体13をそれぞれ超音波溶着して複数本の素線を一体化した後、下ホルダ3dに固定した磁気センサ部4の端子42p,42sに各導体13をそれぞれ溶接あるいは半田接続する。
On the other hand, when the
このように、回転センサ1は、ホルダ3内に磁気センサ部4の抜けを防止する抜け防止手段10を設けているため、下ホルダ3dの凹部12で位置決めしてセンサ収容溝16に載置した磁気センサ部4を、下ホルダ3d上に確実に固定できる。
Thus, since the
したがって、回転センサ1によれば、回転センサ1の組み立て時、設置時、使用時にケーブル5が端末部側とは反対方向(ケーブル5の長手方向)に引っ張られても、磁気センサ部4の位置が固定され、凹部12から磁気センサ部4が位置ずれして抜けることを防止できる。
Therefore, according to the
また、回転センサ1では、分離用突起19の一端面であるセンサ側の壁面19sに、磁気センサ部4の端子42x,42yの先端を突き当てているため、凹部12から磁気センサ部4が位置ずれして抜けることをより効果的に防止できる。
Further, in the
さらに、回転センサ1は、下ホルダ3dの端子搭載部17に、各端子42p,42s,42x,42yの途中が嵌合する端子嵌合溝18が形成されているので、下ホルダ3dへの各端子42p,42s,42x,42yの載置が簡単になると共に、磁気センサ部4の位置決めも簡単になる。
Furthermore, since the
次に、第2の実施形態を説明する。 Next, a second embodiment will be described.
図6(a)および図6(b)に示すように、第2の実施形態に係る回転センサ61では、抜け防止手段60として、センサ収容溝16の他端部の両側に設けられ、磁気センサ部4の上端部(パッケージの上端部)に係合するフック62a,62bからなるものを用いる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
各フック62a,62bは、センサ収容溝16の内底面から起立した起立部63と、その起立部63から下ホルダ3dの一端部側に曲がったカギ状部64とからなる。
Each of the
回転センサ61の組み立て時、フック62a,62b上に磁気センサ部4のパッケージの基端部をセットし、その後、磁気センサ部4を上から押しつつ凹部12にパッケージの先端を挿入し、センサ収容溝16に磁気センサ部4を載置することで、磁気センサ部4の上端部にフック62a,62bが係合する。
When the
これにより、回転センサ61によれば、下ホルダ3d上に磁気センサ部4を位置決めすると同時に、確実に固定できる。
Thereby, according to the
本実施形態に係る回転センサは、自動車などの車両に設けられるABS(Anti-lock Brake System)センサや、車速センサなどに用いると有用である。例えばABSセンサでは、ケーブル5が外気にさらされるため、ケーブル5に泥や雪が付着したり、周囲に温度差が生じたりしてケーブル5が引っ張られることがある。このような場合でも、本実施形態に係る回転センサでは、磁気センサ部4の位置ずれを防止でき、ABSの確実な動作を保証できる。
The rotation sensor according to the present embodiment is useful when used for an anti-lock brake system (ABS) sensor or a vehicle speed sensor provided in a vehicle such as an automobile. For example, in the ABS sensor, since the
本実施形態に係る回転センサをABSセンサに用いる場合には、ホルダ3内に磁気センサ部4と永久磁石を収容して動作するアクティブ方式でも、ホルダ3内に磁気センサ部4と永久磁石とコイルとを収容して動作するパッシブ方式でもよい。また、回転体7としてその周面にN極とS極を交互に露出させて永久磁石を複数個配列してなる多極磁石リングを用いるタイプでもよい。
When the rotation sensor according to the present embodiment is used for an ABS sensor, the
磁気センサ部4としては、磁気抵抗(MR)素子を有するMRICを使用してもよい。
As the
また、本実施形態は一例に過ぎず、本発明における抜け防止手段とは、磁気センサ部が、該磁気センサ部のパッケージの頂部、あるいはパッケージの全体が収容される凹部から完全に抜けなければ良く、結果的に磁気センサ部が凹部の所定位置に定まっていれば良い。 In addition, the present embodiment is merely an example, and the removal prevention means in the present invention may be that the magnetic sensor unit does not completely come out from the top of the package of the magnetic sensor unit or the recess that accommodates the entire package. As a result, it is only necessary that the magnetic sensor unit is fixed at a predetermined position of the recess.
1 回転センサ
2 金具
3 ホルダ
4 磁気センサ部
5 ケーブル
10 抜け防止手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008134161A JP2009281856A (en) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | Rotation sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008134161A JP2009281856A (en) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | Rotation sensor |
Publications (1)
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JP2009281856A true JP2009281856A (en) | 2009-12-03 |
Family
ID=41452460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008134161A Pending JP2009281856A (en) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | Rotation sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009281856A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105988017A (en) * | 2015-10-14 | 2016-10-05 | 北京强度环境研究所 | Sensor fixing device and acceleration measuring device of pipeline structure |
JP2017161438A (en) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 日立金属株式会社 | Rotation sensor for turbo, turbo-charger, and method of manufacturing rotation sensor for turbo |
JP2020524387A (en) * | 2017-06-28 | 2020-08-13 | ヴィテスコ テクノロジーズ ジャーマニー ゲー・エム・ベー・ハーVitesco Technologies Germany GmbH | Method for manufacturing electric component and electric component |
-
2008
- 2008-05-22 JP JP2008134161A patent/JP2009281856A/en active Pending
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