JP2014059207A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気検出素子の個数が異なる種々の位置検出装置に対応可能な共通部品を備える位置検出装置を提供する。
【解決手段】 位置検出装置としてのハウジングカバー１００は、第１ホールＩＣ１１と第１配線１２とを樹脂モールドした第１部品１０、第２ホールＩＣ２１と第２配線２２とを樹脂モールドした第２部品２０、およびターミナル４０を、カバー本体３０を構成する樹脂によりモールドしている。これにより、ハウジングカバー１００は、２個のホールＩＣ１１、１２を有するものとなる。一方、１個のホールＩＣを有する位置検出装置を製造する場合、第１部品１０または第２部品２０のいずれか一方を使用することが可能である。第１部品１０と第２部品２０は、ホールＩＣの個数が異なる種々の位置検出装置に共通部品として使用することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、被検出体の回転角またはストローク量などを検出する位置検出装置に関する。

従来より、車両などに用いられる電子制御スロットルの備えるスロットルバルブの回転角、アクセルペダルモジュールの備えるアクセルペダルの回転角、又はクラッチアクチュエータのストローク量などを検出する位置検出装置が知られている。

特許文献１に記載の位置検出装置は、磁気検出素子としてのホールＩＣを２個有している。この位置検出装置の製造工程は、まず、２個のホールＩＣと、そのリードに接続した配線とを樹脂モールドし、一次形成品を形成する。次に、一次成形品から突出した配線にターミナルを溶接する。続いて、一次形成品と配線とターミナルとを、樹脂モールドによる二次成形を行う。これにより位置検出装置が完成する。

特許第４３６７４３号公報

ところで、位置検出装置は、２個のホールＩＣを有するものと、１個のホールＩＣのみを有するものがある。特許文献１に記載の位置検出装置は、２個のホールＩＣを樹脂モールドした一次成形品を使用しており、部品の共通化が考慮されていない。そのため、この一次成形品は、１個のホールＩＣのみを有する位置検出装置に使用することができない。したがって、そのような位置検出装置を製造する場合、１個のホールＩＣを樹脂モールドした一次成形品を別途、設計及び製造しなければならず、製造コストが増加することが懸念される。
また、種々の位置検出装置を製造する場合、２個のホールＩＣを樹脂モールドした一次成形品と、１個のホールＩＣを樹脂モールドした一次成形品をそれぞれ保管していなければならず、部品管理にかかるコストが増加することが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、磁気検出素子の個数が異なる種々の位置検出装置に対応可能な共通部品を備える位置検出装置を提供することを目的とする。

本発明によると、位置検出装置は、第１磁気検出素子と第１配線とをモールドした第１部品、第２磁気検出素子と第２配線とをモールドした第２部品、および、第１配線と第２配線に接続するターミナルを第３モールド樹脂がモールドすることを特徴とする。
これにより、この位置検出装置は、第１部品と第２部品を備えることにより、２個の磁気検出素子を有するものとなる。一方、１個の磁気検出素子を有する位置検出装置を製造する場合、第１部品または第２部品のいずれか一方を使用することが可能である。すなわち、２個の磁気検出素子を有する位置検出装置と、１個の磁気検出素子を有する位置検出装置のいずれにも、第１部品または第２部品を使用することが可能である。したがって、種々の位置検出装置に使用される部品を共通化することで、位置検出装置の設計および製造コストを低減することができる。

本発明の第１実施形態による位置検出装置を備える電子制御スロットルの断面図である。 第１実施形態による位置検出装置の斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の要部断面図である。 第１実施形態による位置検出装置の備える第１部品の平面図である。 第１実施形態による位置検出装置の備える第１部品と第２部品の斜視図である。 第１実施形態による位置検出装置の備える第１部品、第２部品およびターミナルの斜視図である。 第１実施形態による位置検出装置の備える第１部品、第２部品およびターミナルの斜視図である。 第１実施形態による位置検出装置の備える第１部品の製造方法を示す模式図である。 第１実施形態による位置検出装置の製造方法を示す模式図である。 本発明の参考形態による位置検出装置の要部断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による位置検出装置を図１〜図９に示す。本実施形態による位置検出装置は、車両のエンジンの気筒内に吸入される空気量を制御する電子制御スロットル１に用いられる回転角センサ２が設けられたハウジングカバー１００である。

電子制御スロットル１の概略構成を説明する。
図１に示すように、電子制御スロットル１のハウジング３には、エンジンに空気を導入する吸気通路４が形成されている。
略円板状に形成されたスロットルバルブ５は、吸気通路４内に設けられる。スロットルバルブ５が固定されたバルブシャフト６の両端は、ハウジング３に回転可能に軸受けされている。これにより、スロットルバルブ５は、バルブシャフト６の中心を回転軸として回転可能である。
バルブシャフト６の一端にモータ７が取り付けられている。モータ７は、図示しないエンジンの電子制御装置（ＥＣＵ）の指令により駆動制御される。モータ７の駆動によりスロットルバルブ５の開度が制御され、エンジンに供給される吸気量が調節される。

バルブシャフト６の他端に有底筒状のホルダ８が設けられている。ホルダ８の径内方向の内壁には、磁気発生手段となる２個の磁石９、及びこの２個の磁石９を周方向に接続する図示しない２個のヨークが設けられている。２個の磁石９は、スロットルバルブ５の回転軸に対し径方向に向き合うように設けられ、一方のヨークにＮ極の磁束を与え、他方のヨークにＳ極の磁束を与える。一方のヨークにＮ極の磁束を与え、他方のヨークにＳ極の磁束を与える。これにより、ホルダ８の内側を一方のヨークから他方のヨークに磁束が流れることで、スロットルバルブ５の回転軸に対し略垂直方向に磁束が流れる磁界が生じる。スロットルバルブ５が回転すると、ホルダ８の内側の磁界の向きが変化する。

ハウジング３のホルダ側にハウジングカバー１００が取り付けられている。
ハウジングカバー１００は、カバー本体３０、回転角センサ２およびターミナル４０などを有する。カバー本体３０から突出する回転角センサ２は、ホルダ８の内側の磁界内に設けられ、ホルダ内の磁界の向きに応じて回転角センサ２を通過する磁束密度に応じた電圧信号を出力する。この信号は、カバー本体３０にモールドされたターミナル４０を通じてＥＣＵに伝送される。ＥＣＵは、車両の各部を制御する。
本実施形態の「ハウジングカバー１００」が特許請求の範囲に記載の「位置検出装置」に相当し、本実施形態の「カバー本体３０」が特許請求の範囲に記載の「第３モールド樹脂」に相当する。また、本実施形態の「回転角センサ２」は、特許請求の範囲に記載の「第１部品１０」と「第２部品２０」から構成される。

カバー本体３０は、図１および図２に示すように、樹脂により皿状に形成され、ハウジング３に例えばねじ３１等により固定されている。カバー本体３０は、第１部品１０と第２部品２０とターミナル４０とを一体にモールドしている。また、カバー本体３０は、回転角センサ２を支持すると共にカバー本体３０の剛性を高めるための複数のリブ３２を有する。

図３に示すように、第１部品１０は、第１ホールＩＣ１１、第１配線１２および第１モールド樹脂１３を有する。第２部品２０も、第２ホールＩＣ２１、第２配線２２および第２モールド樹脂２３を有する。
なお、ホールＩＣとは、ホール素子と信号増幅回路とを一体化した磁気センサである。
本実施形態の「第１ホールＩＣ１１」が特許請求の範囲に記載の「第１磁気検出素子」に相当し、本実施形態の「第２ホールＩＣ２１」が特許請求の範囲に記載の「第２磁気検出素子」に相当する。
図３〜図５に示すように、第１部品１０と第２部品２０とは、実質的に同一の構成である。具体的に、第１ホールＩＣ１１と第２ホールＩＣ２１とは同一であり、第１モールド樹脂１３と第２モールド樹脂２３とは同一形状であり、第１配線１２と第２配線２２とは同一のものである。そのため、第２部品２０の構成の説明は、適宜省略する。

第１ホールＩＣ１１のリード線１４は、第１配線１２と溶接により接続されている。第１ホールＩＣ１１と第１配線１２とは、第１モールド樹脂１３により一体にモールドされている。第１配線１２は、リード線１４と反対側の端部が第１モールド樹脂１３から突出している。
第１部品１０は、第２部品２０に当接する面に第１溝１５を有する。第２部品２０も、第１部品１０に当接する面に第２溝２５を有する。第１溝１５と第２溝２５とは、同じ高さに設けられており、この第１溝１５と第２溝２５にカバー本体３０を構成する樹脂が充填されている。この樹脂は、第１溝１５の内壁および第２溝２５の内壁に密着している。

第１部品１０は、第２部品２０に当接する面に第１凸部１６および第１凹部１７を左右対称に有する。第２部品２０も、第１部品１０に当接する面に第２凸部２６および第２凹部２７を左右対称に有する。
第１凸部１６と第２凸部２６は、先端に向かって外径が小さくなるテーパ状である。第１凹部１７と第２凹部２７は、深部に向かって内径が小さくなる凹テーパ状である。
第１部品１０と第２部品２０とを対面させ、当接させると、第１部品１０の第１凸部１６と第２部品２０の第２凹部２７とが嵌合し、第１部品１０の第１凹部１７と第２部品２０の第２凸部２６とが嵌合する。これにより、図５の一点鎖線に示すように、第１部品１０と第２部品２０とは、互いに位置ずれすることなく、互いの輪郭が一致するように合わさる。

図６および図７に示すように、第１部品１０の第１モールド樹脂１３から突出する第１配線１２と、第２部品２０の第２モールド樹脂２３から突出する第２配線２２とは、それぞれターミナル４０に溶接により接続されている。
図１〜図３に示すように、第１部品１０、第２部品２０およびターミナル４０は、カバー本体３０によりモールドされる。これにより、ハウジングカバー１００は、カバー本体３０によって、第１部品１０と第２部品２０とを固定すると共に、水や熱、衝撃などから第１配線１２、第２配線２２およびターミナル４０を保護している。

次に、本実施形態のハウジングカバー１００の製造方法について説明する。
まず、第１ホールＩＣ１１のリード線１４に第１配線１２が溶接される。次に、第１配線１２にコンデンサ４１がはんだ付けされる。
続いて、図８に示すように、一次成形が行われる。
一次成形では、第１ホールＩＣ１１と第１配線１２とコンデンサ４１を上金型５１と下金型５２からなる金型に設置し、金型５１、５２を閉じた後、その金型５１、５２に設けられた図示しないゲートから加熱溶融した樹脂を注入する。金型５１、５２を所定時間保圧し、樹脂が硬化した後、型開きして一次成形品を金型５１、５２から取り出す。これにより第１部品１０がつくられる。
ここで、第１部品１０には、金型５１、５２から取り出しを容易にする抜き勾配を有する傾斜部１８が設けられている。
第２部品２０は第１部品１０と同一の構成であり、第１部品１０と同一の工程で作られる。

次に、第１部品１０の第１配線１２と第２部品２０の第２配線２２を所定位置で折り曲げる。続いて第１部品１０と第２部品２０とを向き合わせ、互いに当接させる。
その状態で第１部品１０の第１配線１２と第２部品２０の第２配線２２をターミナル４０に溶接固定する。すなわち、図６および図７に示した形態となる。

続いて、図９に示すように、二次成形が行われる。
二次成形では、第１部品１０、第２部品２０およびターミナル４０を上金型６１と下金型６２からなる金型６１、６２に設置し、金型６１、６２を閉じた後、その金型６１、６２に設けられた図示しないゲートから加熱溶融した樹脂３３を注入する。樹脂３３は、ターミナル側から第１部品１０の第１配線側および第２部品２０の第２配線側をモールドすると共に、第１溝１５と第２溝２５に充填される。

このとき、図９の矢印Ａに示すように、樹脂３３の圧力は、第１部品１０の第１配線側の端面と第２部品２０の第２配線側の端面に印加される。
ここで、第１部品１０の傾斜部１８は、溶融樹脂の注入方向に向かい第２部品側に傾斜している。また、第２部品２０の傾斜部２８も、溶融樹脂の注入方向に向かい第１部品側に傾斜している。金型６１、６２は、第１部品１０の傾斜部１８と第２部品２０の傾斜部２８に液密に当接する。そのため、この傾斜部１８、１９よりもホールＩＣ側のキャビティ６３に溶融樹脂３３は充填されない。

第１部品１０の第１配線側の端面と第２部品２０の第２配線側の端面に溶融樹脂３３の圧力が作用すると、図９の矢印Ｂ，Ｃに示すように、金型６１、６２と傾斜部１８、１９との当接箇所に反力が作用する。矢印Ｂに示す反力は、分力Ｄと分力Ｆに分解できる。矢印Ｃに示す反力は、分力Ｅと分力Ｇに分解できる。そのうち、第１部品１０と第２部品２０とが向き合う方向の分力Ｄと分力Ｅが、第１部品１０と第２部品２０とを互いに密着させる方向に作用し、第１部品１０と第２部品２０とが密着する。
また、第１部品１０の傾斜部の傾き１８と第２部品２０の傾斜部２８の傾きとは同一であるので、分力Ｄの大きさと分力Ｅの大きさとが同一、分力Ｆの大きさと分力Ｇの大きさとが同一である。これにより、第１部品１０と第２部品２０は、第１部品１０と第２部品２０を収容する金型６１、６２のキャビティ６３の中央に位置する。
その後、金型６１、６２を所定時間保圧し、樹脂３３が硬化しカバー本体３０が形成された後、型開きして二次成形品を金型６１、６２から取り出す。これによりハウジングカバー１００がつくられる。

本実施形態では、次の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、ハウジングカバー１００は、第１部品１０、第２部品２０およびターミナル４０を、カバー本体３０が樹脂モールドしている。
これにより、このハウジングカバー１００は、第１部品１０と第２部品２０とを備えることで、２個のホールＩＣ１１、１２を有するものとなる。一方、１個のホールＩＣを有する他の位置検出装置を製造する場合、第１部品１０または第２部品２０のいずれか一方を使用することが可能である。すなわち、２個のホールＩＣ１１、１２を有する本実施形態のハウジングカバー１００のような位置検出装置、または、１個のホールＩＣを有する位置検出装置のいずれにも、第１部品１０または第２部品２０を使用することが可能である。したがって、種々の位置検出装置に使用される部品を共通化することで、その設計および製造コストを低減することができる。

（２）本実施形態では、第１部品１０と第２部品２０とは同一の構成である。これにより、第１部品１０と第２部品２０を共通化することで、種々の位置検出装置の設計および製造コストを低減することができる。

（３）本実施形態では、第１部品１０は第１溝１５を有し、第２部品２０は第２溝２５を有する。カバー本体３０を構成する樹脂は、第１溝１５と第２溝２５に充填される。
カバー本体３０の射出成形時、第１溝１５の内壁および第２溝２５の内壁とカバー本体３０を構成する樹脂とが密着する。そのため、図３の矢印Ｗに示されるように、カバー本体３０から露出する第１部品１０と第２部品２０との隙間から水が浸入したとしても、第１溝１５および第２溝２５よりもターミナル側へその水が浸入することを防ぐことが可能である。したがって、第１配線１２、第２配線２２またはターミナル４０の浸水によるショートを防ぐことができる。

（４）本実施形態では、第１部品１０は第１凸部１６および第１凹部１７を左右対称に有し、第２部品２０も第２凸部２６および第２凹部２７を左右対称に有する。第１部品１０の第１凸部１６と第２部品２０の第２凹部２７とが嵌合し、第１部品１０の第１凹部１７と第２部品２０の第２凸部２６とが嵌合する。
これにより、第１部品１０と第２部品２０とが互いに正確に位置決めされる。したがって、ハウジングカバー１００は、ホールＩＣ１１、１２の位置精度を高めることができる。

（５）本実施形態では、第１部品１０は、カバー本体３０の射出成形時に溶融樹脂３３の圧力Ａにより金型６１、６２に押し付けられる箇所に傾斜部１８を有している。第２部品２０も、第１部品１０と同じく、傾斜部２８を有している。
カバー本体３０の射出成形時、第１部品１０および第２部品２０に溶融樹脂３３の圧力が作用すると、傾斜部１８、１９と金型６１、６２との当接箇所に反力が作用する。この反力により、第１部品１０と第２部品２０とが密着する。さらに、その反力により、第１部品１０と第２部品２０を収容する金型６１、６２のキャビティ６３の中央に第１部品１０と第２部品２０とが位置する。したがって、ハウジングカバー１００は、ホールＩＣ１１、１２の位置精度を高めることができる。
また、第１部品１０の傾斜部１８は、第１モールド樹脂１３の射出成形時、その金型６１、６２から第１部品１０を取り出すときの抜き勾配となる。第２部品２０の傾斜部２８も同様である。

（参考形態）
本発明の参考形態による位置検出装置を図１０に示す。参考形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
参考形態では、ハウジングカバー１０１は、第１部品１０のみを使用してつくられており、１個のホールＩＣ１１を有している。なお、ハウジングカバー１０１は、第２部品２０のみを使用してもよい。
参考形態においても、位置検出装置に使用される部品１０、２０を共通化することで、その設計および製造コストを低減することができる。

（他の実施形態）
（１）上述した実施形態では、車両に搭載される電子制御スロットルの回転角センサが設けられたハウジングカバーとしての位置検出装置について説明した。
これに対し、他の実施形態では、位置検出装置は、アクセルペダルモジュールの備えるアクセルペダルの回転角度を検出する回転角センサが設けられたものであってもよい。
また、位置検出装置は、タンブルコントロールバルブの回転角度を検出する回転角センサが設けられたものであってもよい。
また、位置検出装置は、クラッチアクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサが設けられたものであってもよい。
（２）上述した実施形態では、磁気検出素子として、ホール素子を例に説明した。他の実施形態では、磁気検出素子として、ＭＲ素子など種々の検出素子を用いることが可能である。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０・・・第１部品
１１・・・第１ホールＩＣ（第１磁気検出素子）
１２・・・第１配線
１３・・・第１モールド樹脂
２０・・・第２部品
２１・・・第２ホールＩＣ（第２磁気検出素子）
２２・・・第２配線
３３・・・第２モールド樹脂
３０・・・カバー本体（第３モールド樹脂）
４０・・・ターミナル
１００，１０１・・・ハウジングカバー（位置検出装置）

Claims (6)

1. 第１磁気検出素子（１１）、この第１磁気検出素子から延びる第１配線（１２）、及び前記第１磁気検出素子と前記第１配線とをモールドする第１モールド樹脂（１３）を有する第１部品（１０）と、
   第２磁気検出素子（２１）、この第２磁気検出素子から延びる第２配線（２２）、及び前記第２磁気検出素子と前記第２配線とをモールドする第２モールド樹脂（２３）を有する第２部品（２０）と、
   前記第１モールド樹脂から突出する前記第１配線、および前記第２モールド樹脂から突出する前記第２配線に接続するターミナル（４０）と、
   前記第１部品、前記第２部品および前記ターミナルをモールドし、前記第１部品と前記第２部品とを固定すると共に、前記第１配線と前記第２配線と前記ターミナルとを保護する第３モールド樹脂（３０）と、を備えることを特徴とする位置検出装置（１００）。
2. 前記第１モールド樹脂と前記第２モールド樹脂とは同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記第１部品と前記第２部品とは同一の構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
4. 前記第１部品と前記第２部品とは当接しており、
   前記第１部品は、前記第２部品に当接する面に第１溝（１５）を有し、
   前記第２部品は、前記第１部品に当接する面に前記第１溝と同じ高さで第２溝（２５）を有し、
   前記第３モールド樹脂は、前記ターミナル側から前記第１部品の前記第１配線側および前記第２部品の前記第２配線側をモールドすると共に、前記第１溝と前記第２溝に充填されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置。
5. 前記第１部品は、前記第２部品に当接する面に第１凸部（１６）および第１凹部（１７）を左右対称に有し、
   前記第２部品は、前記第１部品に当接する面に第２凸部（２６）および第２凹部（２７）を左右対称に有し、
   前記第１凸部と前記第２凹部とが嵌合し、前記第１凹部と前記第２凸部とが嵌合することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置検出装置。
6. 前記第３モールド樹脂は、前記第１部品と前記第２部品とを収容可能な金型（６１，６２）に溶融樹脂（３３）を注入する射出成形によって形成されるものであり、
   前記第１部品は、前記溶融樹脂の圧力により前記金型に押し付けられる箇所に、前記溶融樹脂の注入方向に向かい前記第２部品側に傾斜する傾斜部（１８）を有し、
   前記第２部品は、前記溶融樹脂の圧力により前記金型に押し付けられる箇所に、前記溶融樹脂の注入方向に向かい前記第１部品側に傾斜する傾斜部（２８）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の位置検出装置。

Images