JP2011069617A

JP2011069617A - 回転検出装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2011069617A
Application number: JP2009218318A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Ichiki; 隆義市木; Yoshiaki Matsutani; 佳昭松谷; Kyungwoo Kim; 京佑金
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-23
Also published as: JP5234522B2

Abstract

【課題】検出距離および精度を向上させることが出来る、新規な構造の回転検出装置およびその製造方法を提供することを、目的とする。
【解決手段】磁気センサ１２における検出側面１８と磁石側面２０を互いに表裏で平行な平面とし、ケース１６の表面４０に露出されてロータと対向する検出面を検出側面１８で構成すると共に、永久磁石１４を磁石側面２０に直接重ね合わせる。また、磁気センサ１２のケース内１６への埋設部分の外周面２２においてケース１６に対して凹凸係合される係合部２４を設けて、磁気センサ１２のケース１６からの抜け出しを係合部２４で阻止した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪速センサなどとして用いられる回転検出装置およびその製造方法に関するものである。

従来から、自動車等の車輪の回転速度を検出する回転検出装置として、永久磁石による磁界が例えば金属ロータ等の車軸に取り付けられる回転体の回転によって変化する状況を、ホールＩＣ等の磁気センサによって検知するタイプのものが広く使用されている。

ところで、このような回転検出装置は、自動車の車輪軸受部分に装着されて路面からの塵埃や振動等に晒されることから、磁気センサや永久磁石，リード線等を内部に収容して合成樹脂製のケースをモールド成形して被覆することが提案されている。例えば、特許文献１（特開２００１−１４１７３８号公報）に記載の如くである。このようにすれば、別体のケース内に磁気センサや永久磁石を収容して、ケースの開口部を封止する構造に比して、磁気センサ等を十分な密閉性や固定強度をもって、ケース内に収めることが出来る。これにより、磁気センサ等が塵埃や振動等に晒されて、検出精度が低下するといった不具合を回避することができる。

ところが、このような回転検出装置では、磁気センサが合成樹脂製のケース内に密封状態で収容されていることから、磁気センサの検出面と金属ロータの間にケースが介在することとなり、ケースによる磁力の減衰量に相当する分だけ検出距離が短くなって、検出精度の向上にも限界があった。

また、磁気センサをケースの成形金型に対して位置決め載置してケースをモールド成形する際には、合成樹脂の注入圧が磁気センサに加わり、磁気センサに位置ずれや歪が生じる場合があった。このような磁気センサの位置ずれや歪は、検出時における誤パルスの発生を招き、回転検出装置の検出精度を十分に確保することが難しいという問題もあった。

特開２００１−１４１７３８号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、検出距離および精度を向上させることが出来る、新規な構造の回転検出装置およびその製造方法を提供することにある。

回転検出装置に係る本発明の第一の態様は、磁気センサおよび永久磁石が埋設状態で合成樹脂製のケースがモールド成形された回転検出装置において、前記磁気センサにおける検出側面と磁石側面とが互いに表裏で平行な平面とされており、前記磁気センサの前記検出側面が前記ケースの表面に露出されてロータと対向する検出面が構成されていると共に、前記磁気センサの前記磁石側面に対して前記永久磁石が直接重ね合わされている一方、前記磁気センサの前記ケース内への埋設部分の外周面において前記ケースに対して凹凸係合される係合部が設けられており、前記磁気センサの前記ケースからの抜け出しが前記係合部によって阻止されていることを、特徴とする。

第一の態様によれば、磁気センサの一方の面（検出側面）をケースの表面に露呈させることで、ロータとの間に介在するケースを排除することができた。これにより、回転検出装置として使用する場合の検出距離を延ばすことが可能となる。

また、磁気センサの他方の面（磁石側面）に対して永久磁石を直接に重ね合わせていることから、それらの間に隙間がなく（平面同士で重ねあわすことができて）より強い磁力を磁気センサに伝えることが可能となる。これにより、磁気センサによるロータの検出精度の向上が図られる。

さらに、磁気センサのケース内埋設部分の外周面に凹又は凸を設けるだけで、ケース成形時に該凹又は凸に対応して係合された凸又は凹をケースに一体形成することができる。これにより、磁気センサをケースに対して強固に固定する凹凸係合が実現する。従って、磁気センサのケースからの抜け出しを防止しつつ磁気センサの検出側面を充分に広い面積をもって外部に露呈することが可能となったのである。

回転検出装置の製造方法に係る本発明の第一の態様は、検出側面と磁石側面とが互いに表裏で平行な平面で形成された磁気センサと、該磁気センサの前記磁石側面に重ね合わされる平面形状の重ね合せ面が設けられた永久磁石とを準備して、ケースの成形用型を構成する分割型の底面に対して、前記磁気センサの前記検出側面を直接に重ね合わせてセットすると共に、前記磁気センサの前記磁石側面に前記永久磁石の前記重ね合せ面を直接に重ね合わせてセットし、更に、前記ケースの成形用型内で前記永久磁石における前記磁気センサへの重ね合わせ面と反対側の面に対して弾性的に押し付けられる当接付勢ピンを用い、前記永久磁石を前記磁気センサに対して重ね合わせ方向に押し付けた状態で、前記ケースの成形用型内に合成樹脂材料を充填することにより前記磁気センサ及び前記永久磁石を埋設状態で収容する合成樹脂製の前記ケースをモールド成形することを、特徴とする。

回転検出装置の製造方法に係る第一の態様によれば、成形用型と永久磁石とで、何れも平面をもって挟み込んだ状態で磁気センサを成形キャビティの所定位置に位置決めして、ケースのモールド成形を行うことができることから、樹脂の充填圧による磁気センサの位置ずれや歪を防止することができる。これにより、磁気センサの歪等による誤パルスの発生を阻止することができる。

また、磁気センサと永久磁石を弾性的に押えて位置決めしていることから、型締め時に永久磁石が割れる等の不具合を防止できる。

回転検出装置の製造方法に係る本発明の第二の態様は、第一の態様に記載のものにおいて、前記磁気センサの外周面に少なくとも一つの凹状又は凸状の係合部を設けておいて、前記ケースのモールド成形に際して前記磁気センサの凹状又は凸状の係合部に対応する凸部又は凹部を前記ケースに一体形成することにより、前記磁気センサの前記ケースからの抜け出しを阻止するようにしたものである。

回転検出装置の製造方法に係る第二の態様によれば、磁気センサをケースに対して強固に固定する凹凸係合を容易に実現することが出来る。

回転検出装置の製造方法に係る本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記永久磁石として、前記磁気センサへの重ね合わせ状態で前記磁気センサから外周側に突出するものを採用すると共に、前記分割型として、前記永久磁石において前記磁気センサから外周側に突出した部分に係合して前記永久磁石を前記磁気センサへの重ね合わせ方向に直交する方向で位置決めする位置決め突起を、前記分割型の前記底面から突出して複数設けたものを用い、それら位置決め突起で前記永久磁石を前記磁気センサに対する重ね合わせ面上で位置決めした状態で前記ケースをモールド成形するようにしたものである。

回転検出装置の製造方法に係る第三の態様によれば、ケースの成形用型内に合成樹脂材料を充填する際に、永久磁石が磁気センサに重ね合わされた状態で当該重ね合わせ方向に直交する方向への位置ずれを防止することが出来る。

回転検出装置の製造方法に係る本発明の第四の態様は、第一〜第三の態様に記載のものにおいて、前記磁気センサとして、前記分割型へのセット状態で前記底面に沿って延びるリード部が一体的に形成されたプレート状部品を採用し、前記磁気センサを外れた位置で前記プレート状部品を前記分割型の前記底面に対して押付ピンにより押し付けた状態で、前記ケースの成形用型内に合成樹脂材料を充填して前記ケースをモールド成形するようにしたものである。

回転検出装置の製造方法に係る第四の態様によれば、磁気センサを外れた部分でプレート状部品を押付ピンにより押圧保持できることから、磁気センサに過大な押圧力を加えることなく、成形用型内で強固に位置決め保持できる。それ故、ケースの成形用型内に合成樹脂材料を充填する際の磁気センサの位置ずれを効果的に防止することが出来る。

本発明によれば、磁気センサの検出側面がケースの外部に露出されていると共に、磁気センサの磁石側面に永久磁石が直接に重ね合わされているので、検出距離と検出精度を向上させることが出来る。

本発明の一実施形態としての回転検出装置を示す斜視図。図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図。図１に示した回転検出装置の成形用型に磁気センサと永久磁石がセットされた状態での縦断面図であって、図４におけるＩＩＩ−ＩＩＩ方向の断面図。図３に示した成形用型を構成する下型に磁気センサと永久磁石がセットされた状態での下型と当接付勢ピン及び押付ピンの位置関係を示す平面図。図４に示した下型と当接付勢ピン及び押付ピンとの位置関係を示す斜視図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２には、本発明の一実施形態としての回転検出装置１０が示されている。回転検出装置１０は、磁気センサ１２と永久磁石１４がケース１６に埋め込まれた構造とされている。

より詳細には、磁気センサ１２は、ホールＩＣ等の回転検出素子で構成されており、全体として厚肉の矩形板形状を呈している。磁気センサ１２において図示しないロータとしての金属ロータと対向する検出側面１８と、その裏側に位置して永久磁石１４と重ね合わせられる磁石側面２０は、互いに平行な平面とされている。

磁気センサ１２の外周面２２には、厚さ方向に直交する方向の外方へ突出する凸状の係合部２４が設けられている。係合部２４は、後述するリード部２８の配設位置を除いて、略一定の矩形断面形状でもって周方向に連続して延びている。

なお、係合部は、凸状である必要はなく、凹状であっても良いし、凸状と凹状の両方を採用しても良い。また、係合部は、外周面２２の周方向に連続して延びている必要はなく、例えば、外周面２２を構成する各側面２６毎に適当な数だけ設けられていても良い。係合部が設けられていない側面２６があっても、勿論良い。

磁気センサ１２の外周面２２を構成する側面２６の一つには、係合部２４と同じ高さ位置において、一対のリード部２８，２８が突設されている。一対のリード部２８，２８は、それぞれ、矩形プレート形状を呈しており、検出側面１８と平行な状態で、側面２６から外側へ延び出している。これにより、一対のリード部２８，２８が一体的に設けられた磁気センサ１２は、全体としてプレート状部品２９とされている。

一対のリード部２８，２８の間には、コンデンサ３０が接続されており、磁気センサ１２から出力される検出信号に対してノイズ除去等の信号処理を行っている。

各リード部２８の延出端側には、外部導線３２の入力電線３４ａ及び出力電線３４ｂが半田で接続されている。外部導線３２は、銅線を合成樹脂製の被覆膜で被覆した構造の入力電線３４ａと出力電線３４ｂが互いに束ねられて合成樹脂製のカバーに収容されることで構成されている。

一方、永久磁石１４は、全体として厚肉の矩形ブロック形状を呈しており、その平面形状は磁気センサ１２の平面形状よりも大きくされている。永久磁石１４において磁気センサ１２の磁石側面２０に重ね合わせられる重ね合わせ面３６と、その裏側に位置する押付面３８は、互いに平行な平面とされている。

このような永久磁石１４は、その重ね合わせ面３６が磁気センサ１２の磁石側面２０と直接重ね合わせられる。その際、永久磁石１４の外形中心と磁気センサ１２の外形中心は、永久磁石１４と磁気センサ１２の重ね合わせ方向に延びる一本の直線上に位置しており、重ね合わせ方向の投影で、永久磁石１４が磁気センサ１２から外周側へ突出している。

そして、このように重ね合わされた磁気センサ１２と永久磁石１４が合成樹脂製のケース１６に埋設されることで、回転検出装置１０が形成されている。その際、磁気センサ１２は、検出側面１８だけがケース１６の表面４０に露出されており、この検出側面１８によって、金属ロータと対向位置する検出面が構成されている。

また、磁気センサ１２の外周面２２に突設された凸状の係合部２４はケース１６に埋め込まれている。換言すれば、ケース１６における磁気センサ１２の外周面２２との重ね合わせ面に開口形成された凹部４２に対して、磁気センサ１２に設けられた凸状の係合部２４が嵌め込まれたようになっている。これにより、磁気センサ１２のケース１６からの抜け出しが阻止されている。

続いて、このような回転検出装置１０の製造方法について、図３〜５に基づいて、説明する。先ず、予め準備しておいた磁気センサ１２と永久磁石１４をケース１６の成形用型４４にセットする。

具体的には、成形用型４４を構成する二つの分割型４６，４８の一方（以下、下型４６という）の底面５０に対して、磁気センサ１２の検出側面１８を直接に重ね合わせてセットする。その後、磁気センサ１２の磁石側面２０に対して、永久磁石１４の重ね合わせ面３６を直接に重ね合わせてセットする。

その際、永久磁石１４において磁気センサ１２から外周側に突出する部分は、下型４６の底面５０に突設された四つの位置決め突起５２と係合している。四つの位置決め突起５２は、それぞれ、略一定のＬ字状断面でもって下型４６の底面５０から垂直に延び出している。

このような位置決め突起５２は、永久磁石１４の角部５４の外側に位置しており、角部５４に沿って屈曲している。これにより、永久磁石１４の角部５４と位置決め突起５２が係合している。その結果、永久磁石１４が、磁気センサ１２に重ね合わされた状態で、磁気センサ１２への重ね合わせ方向に直交する方向で位置決めされている。

磁気センサ１２と一体的に設けられた一対のリード部２８，２８は、それぞれ、下型４６の底面５０に突設された支持突起５６の突出先端面に載置されており、下型４６の底面５０に沿って延びている。また、コンデンサ３０は、下型４６の底面５０に開口形成された凹所５８内に位置している。

上述の如く磁気センサ１２と永久磁石１４がセットされた下型４６に対して、他方の分割型４８（以下、上型４８と称する）を重ね合わせて型締めする。これにより、磁気センサ１２と永久磁石１４が成形用型４４内にセットされる。

その際、上型４８に組み付けられた当接付勢ピン６０が永久磁石１４の押付面３８に対して弾性的に押し付けられている。当接付勢ピン６０は、全体として円形断面で軸方向にストレートに延びるロッド形状を呈しており、軸方向中間部分に形成された円環状の当接面６２よりも軸方向一方側が他方側よりも小径の当接軸部６４とされている。

また、当接付勢ピン６０の軸方向他端面の中央部分には、軸方向外方へ突出する位置決め突部６６が設けられている。位置決め突部６６には、コイルスプリング６８の軸方向一端部が外挿配置されている。

このような当接付勢ピン６０は、当接軸部６４が下型４６側に位置する状態で、上型４８において下型４６との重ね合わせ方向に延びるように形成された収容孔７０に収容配置されている。なお、収容孔７０の内周面には、当接付勢ピン６０の当接面６２と係合可能な段差面７２が形成されており、これら当接面６２と段差面７２の係合作用によって、当接付勢ピン６０の上型４８からの脱落が防止されている。

また、収容孔７０における下型４６側とは反対側の開口部分が、上型４８に重ね合わされたベースプレート７４で覆蓋されている。これにより、当接面６２と段差面７２が係合した状態で、コイルスプリング６８が当接付勢ピン６０の軸方向他端面とベースプレート７４の間で圧縮されている。その結果、当接付勢ピン６０には、下型４６へ突出する方向の付勢力が常時及ぼされている。

上述の如く収容孔７０に収容配置された当接付勢ピン６０は、上型４８と下型４６が型締めされると、当接軸部６４の先端面が永久磁石１４の押付面３８の略中央に押し付けられる。その際、当接付勢ピン６０がコイルスプリング６８の付勢力に抗して収容孔７０内に引っ込む。これにより、当接付勢ピン６０が永久磁石１４の押付面３８に対して弾性的に押し付けられた状態で、永久磁石１４が磁気センサ１２に押し付けられる。その結果、磁気センサ１２と永久磁石１４が、それらの重ね合わせ方向で位置決めされる。

また、上型４８と下型４６の型締状態において、上型４８に組み付けられた二本の押付ピン７６，７６のそれぞれが、一対のリード部２８，２８に押し付けられている。二本の押付ピン７６，７６は、それぞれ、全体として一定の断面形状で軸方向にストレートに延びるロッド形状を呈しており、軸方向中間部分において軸直角方向に広がるように形成された当接面７８よりも軸方向一方側が他方側よりも断面が一回り小さい当接軸部８０とされている。

このような押付ピン７６は、当接軸部８０が下型４６側に位置する状態で、上型４８において下型４６との重ね合わせ方向に延びるように形成された収容孔８２に収容配置されている。なお、収容孔８２の内周面には、押付ピン７６の当接面７８と係合可能な段差面８４が形成されており、これら当接面７８と段差面８４の係合作用によって、押付ピン７６の上型４８からの脱落が防止されている。また、収容孔８２における下型４６側とは反対側の開口部分がベースプレート７４で覆蓋されており、押付ピン７６がリード部２８に押し付けられた際の収容孔８２からの抜け出しが防止されている。

上述の如く収容孔８２に収容配置された押付ピン７６は、上型４８と下型４６が型締めされると、下型４６の底面５０に突設された支持突起５６と協働して、各リード部２８を挟むようになっている。

そして、上型４８と下型４６が型締されて磁気センサ１２と永久磁石１４が位置決めされた状態で、成形用型４４内にケース１６の形成材料（合成樹脂材料）を充填する。これにより、磁気センサ１２と永久磁石１４を埋設状態で収容するケース１６がモールド成形される。

その際、磁気センサ１２の外周面２２に形成された凸状の係合部２４に対応する凹部４２がケース１６に一体形成される。これにより、磁気センサ１２に設けられた凸状の係合部２４が、ケース１６に一体形成された凹部４２に嵌り込む。その結果、磁気センサ１２の係合部２４がケース１６に凹凸係合されて、磁気センサ１２のケース１６からの抜け出しが阻止されている。

その後、上型４８を下型４６から離隔する方向へ移動させて型開きをし、下型４６に設けられたイジェクターピン８６で成形品を成形用型４４から取り出す。これにより、目的とする回転検出装置１０が得られる。

このような回転検出装置１０においては、磁気センサ１２の検出側面１８がケース１６の表面４０に露出されているので、金属ロータとの間にケース１６が存在しなくなる。これにより、磁気センサ１２の検出側面１８と金属ロータの間にケース１６が存在することによる磁力の減衰を抑えることが出来る。その結果、検出距離を延ばすことが可能となる。

また、磁気センサ１２の磁石側面２０と永久磁石１４の重ね合わせ面３６が平面同士で直接に重ね合わされている。これにより、より強力な磁力を磁気センサ１２に及ぼすことが出来る。その結果、検出精度を向上させることが可能となる。

加えて、磁気センサ１２の外周面２２に突設された凸状の係合部２４がケース１６に埋め込まれることにより、磁気センサ１２をケース１６に対して強固に固定する凹凸係合が容易に実現される。その結果、磁気センサ１２がケース１６から抜け出してしまうことを防止しながら、検出側面１８を十分に広い面積で外部に露出させることが出来る。

また、磁気センサ１２が下型４６と永久磁石１４に挟まれた状態でケース１６がモールド成形されるので、ケース１６の形成材料を成形用型４４内に充填する際の圧力によって、磁気センサ１２の位置ずれや歪を防止することが出来る。その結果、磁気センサ１２の歪等に起因する誤パルスの発生を防止することが可能となる。

特に、永久磁石１４を当接付勢ピン６０で弾性的に押し付けて、磁気センサ１２と永久磁石１４を位置決めしているから、上型４８と下型４６の型締めの際に、永久磁石１４が割れる等の不具合の発生を防ぐことが出来る。なお、当接付勢ピン６０の付勢力は、コイルスプリング６８により適宜調節可能である。

また、永久磁石１４が、下型４６の底面５０に突設された四つの位置決め突起５２によって、磁気センサ１２との重ね合わせ方向に直交する方向で位置決めされている。これにより、ケース１６の形成材料を成形用型４４内に充填する際の圧力によって、永久磁石１４が磁気センサ１２との重ね合わせ方向に直交する方向へ位置ずれすることを防止出来る。

また、一対のリード部２８，２８が押付ピン７６によって押し付けられた状態で、ケース１６の形成材料が成形用型４４内に充填されるから、磁気センサ１２の位置決め状態の更なる安定化を図ることが可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、下型４６の底面５０に突設された二つの位置決め突起５２が、永久磁石１４に対して、平面視で対角線上に位置する二つの角部５４に係合することにより、永久磁石１４を位置決めしても良い。

１０：回転検出装置，１２：磁気センサ，１４：永久磁石，１６：ケース，１８：検出側面，２０：磁石側面，２２：外周面，２４：係合部，２８：リード部，２９：プレート状部品，３６：重ね合わせ面，４０：表面，４２：凹部，４４：成型用型，４６：下型（分割型），５０：底面，５２：位置決め突起，６０：当接付勢ピン，７６：押付ピン

Claims

磁気センサおよび永久磁石が埋設状態で合成樹脂製のケースがモールド成形された回転検出装置において、
前記磁気センサにおける検出側面と磁石側面とが互いに表裏で平行な平面とされており、前記磁気センサの前記検出側面が前記ケースの表面に露出されてロータと対向する検出面が構成されていると共に、前記磁気センサの前記磁石側面に対して前記永久磁石が直接重ね合わされている一方、前記磁気センサの前記ケース内への埋設部分の外周面において前記ケースに対して凹凸係合される係合部が設けられており、前記磁気センサの前記ケースからの抜け出しが前記係合部によって阻止されていることを特徴とする回転検出装置。
検出側面と磁石側面とが互いに表裏で平行な平面で形成された磁気センサと、該磁気センサの前記磁石側面に重ね合わされる平面形状の重ね合せ面が設けられた永久磁石とを準備して、ケースの成形用型を構成する分割型の底面に対して、前記磁気センサの前記検出側面を直接に重ね合わせてセットすると共に、前記磁気センサの前記磁石側面に前記永久磁石の前記重ね合せ面を直接に重ね合わせてセットし、更に、前記ケースの成形用型内で前記永久磁石における前記磁気センサへの重ね合わせ面と反対側の面に対して弾性的に押し付けられる当接付勢ピンを用い、前記永久磁石を前記磁気センサに対して重ね合わせ方向に押し付けた状態で、前記ケースの成形用型内に合成樹脂材料を充填することにより前記磁気センサ及び前記永久磁石を埋設状態で収容する合成樹脂製の前記ケースをモールド成形することを特徴とする回転検出装置の製造方法。
前記磁気センサの外周面に少なくとも一つの凹状又は凸状の係合部を設けておいて、前記ケースのモールド成形に際して前記磁気センサの凹状又は凸状の係合部に対応する凸部又は凹部を前記ケースに一体形成することにより、前記磁気センサの前記ケースからの抜け出しを阻止する請求項２に記載の回転検出装置の製造方法。
前記永久磁石として、前記磁気センサへの重ね合わせ状態で前記磁気センサから外周側に突出するものを採用すると共に、前記分割型として、前記永久磁石において前記磁気センサから外周側に突出した部分に係合して前記永久磁石を前記磁気センサへの重ね合わせ方向に直交する方向で位置決めする位置決め突起を、前記分割型の前記底面から突出して複数設けたものを用い、それら位置決め突起で前記永久磁石を前記磁気センサに対する重ね合わせ面上で位置決めした状態で前記ケースをモールド成形する請求項２又は３に記載の回転検出装置の製造方法。
前記磁気センサとして、前記分割型へのセット状態で前記底面に沿って延びるリード部が一体的に形成されたプレート状部品を採用し、前記磁気センサを外れた位置で前記プレート状部品を前記分割型の前記底面に対して押付ピンにより押し付けた状態で、前記ケースの成形用型内に合成樹脂材料を充填して前記ケースをモールド成形する請求項２〜４の何れか１項に記載の回転検出装置の製造方法。