JP2016218028A

JP2016218028A - 移動物体検出装置

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Publication number: JP2016218028A
Application number: JP2015106813A
Authority: JP
Inventors: 佑貴須山; Yuki Suyama; 純一安藤; Junichi Ando; 将幹田中; Masamiki Tanaka
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-05-26
Also published as: JP6459777B2

Abstract

【課題】嵌合強度を高めることができると共にウェルドライン対策を講じることで、金属製カバーを樹脂製カバーに変更することができる移動物体検出装置を提供する。
【解決手段】図（ｂ）に示すように、４個の突起部２７〜３０を４個の孔部４６〜４９に嵌めることで、カバー４０をケース２０に取付ける。４箇所で嵌合するため、２箇所で嵌合するよりは、嵌合強度が高くなる。カバー４０において、第１孔部４６と第３孔部４８との間にゲート位置を設定することで、第２孔部４７と第４孔部４９との間にウェルドラインができるようにする。第２孔部４７と第４孔部４９との間では、カバー４０の変形は小さいため、亀裂の発生を抑えることができる。カバー４０において、第１〜第４孔部４６〜４９を互いに平行になるようにしたので、樹脂射出成形後の型開きが容易になり、カバー４０の樹脂化が促進される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、非接触式の移動物体検出装置に関する。

移動物体の移動速度を、移動物体に触れることなく検出する装置が、例えば、特許文献１で提案されている。
特許文献１記載の移動物体検出装置は、磁気検出素子と、この磁気検出素子に磁界を加える磁石と、磁気検出素子と電気的に接続される基板と、磁石と基板とを配設し基板と電気的に接続するリード端子とを備えるケースと、磁気検出素子と磁石と基板とを覆うカバーとを備えるものである。

カバーは金属からなる（特許文献１、段落００２１）。この金属からなるカバーに１８０°ピッチで２個の孔部が設けられている。ケースに１８０°ピッチで２個の突起部が設けられている。孔部に突起部が嵌ることで、カバーはケースに取付けられる。カバーが金属であるため、嵌合強度は十分に高められる。

軽量化などの要求から、カバーを金属から樹脂に変更することが求められる。
樹脂は金属よりも強度の点で劣るため、特に、嵌合強度の低下を防ぐ必要がある。
また、樹脂製カバーは、量産を考慮すると、射出成形法で製造される。しかし、射出成形法では不可避的にウェルドラインが発生する。ウェルドラインは、他の部位より強度が低く割れやすいため、対策が求められる。

カバーを金属から樹脂に変えるに当たり、嵌合強度を高めることができると共にウェルドライン対策が講じられている移動物体検出装置が求められる。

特開２０１１−７６７０号公報

本発明は、嵌合強度を高めることができると共にウェルドライン対策を講じることで、金属製カバーを樹脂製カバーに変更することができる移動物体検出装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、磁気検出素子と、この磁気検出素子に磁界を加える磁石と、前記磁気検出素子と電気的に接続される基板と、前記磁石と前記基板とを配設し前記基板と電気的に接続するリード端子とを備えるケースと、前記磁気検出素子と前記磁石と前記基板とを覆うカバーとを備え、前記カバーに複数個の孔部を設け、前記ケースに複数個の突起部を設け、前記孔部に前記突起部を嵌合することで前記ケースに前記カバーを取付けてなる移動物体検出装置において、
前記孔部は第１〜第４孔部からなり、前記突起部は第１〜第４突起部からなり、
前記カバーの中心に対して、前記第１孔部と前記第２孔部は点対称となるように配置され、前記第３孔部と前記第４孔部は点対称となるように配置され、
前記第１〜第４孔部の中心線は、互いに平行となるようにされ、
前記第１孔部と前記第３孔部との間に、射出成形用のゲートが設定され、
前記第２孔部と前記第４孔部との間に、前記ケースに接触する当接部が設けられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、第１突起部は、第１孔部の中心線と平行な第１外辺と、この第１外辺よりも第３孔部に近い部位に設けられる第１内辺と、この第１内辺の先端と第１外辺の先端とを結ぶ第１曲線部とからなり、
第３突起部は、第３孔部の中心線と平行な第３外辺と、この第３外辺よりも第１孔部に近い部位に設けられる第３内辺と、この第３内辺の先端と第３外辺の先端とを結ぶ第３曲線部とからなり、
第１外辺が第１孔部に掛かり、第３外辺が第３孔部に掛かるように、第１突起部と第１孔部が位置決めされ、第３突起部と第３孔部が位置決めされ、
第２突起部は、第２孔部の中心線と平行な第２外辺と、この第２外辺よりも第４孔部に近い部位に設けられる第２内辺と、この第２内辺の先端と第２外辺の先端とを結ぶ第２曲線部とからなり、
第４突起部は、第４孔部の中心線と平行な第４外辺と、この第４外辺よりも第２孔部に近い部位に設けられる第４内辺と、この第４内辺の先端と第４外辺の先端とを結ぶ第４曲線部とからなり、
第２外辺が第２孔部に掛かり、第４外辺が第４孔部に掛かるように、第２突起部と第２孔部が位置決めされ、第４突起部と第４孔部が位置決めされていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、当接部は、カバーに設けられカバーの挿入方向に延びる直線溝と、ケースに設けられ直線溝に嵌る凸条部とからなることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、孔部が４個で、突起部が４個からなる。係合箇所が４箇所になったため、嵌合強度を高めることができる。
また、第１〜第４孔部の中心線は、互いに平行である。互いに平行である第１〜第４孔部の中心線に沿って成形用金型を開くことができるため、孔部が４個であるにも拘わらず、樹脂成形が可能となる。

さらには、第１孔部と第３孔部との間に、射出成形用のゲートが設定されているため、ウェルドラインは第２孔部と第４孔部との間に出現する。
ケースにカバーを挿入すると、第１〜第４孔部へ第１〜第４突起部が嵌る前の時点で、円形状のカバーは、第１〜第４突起部で四角形状に変形されそうになる。ここで、第２孔部と第４孔部との間に、ケースに接触する当接部が設けられているため、第２孔部と第４孔部との間は第２当接部で変形が抑制され円弧が保たれる。この変形が抑制される部位にウェルドラインが存在する。ウェルドラインが存在しても変形が小さいため、亀裂が発生する心配はない。

よって、請求項１によれば、嵌合強度を高めることができると共にウェルドライン対策を講じることで、金属製カバーを樹脂製カバーに変更することができる移動物体検出装置が提供される。

請求項２では、第１孔部に第１突起部の第１外辺が当たり、第３孔部に第３突起部の第３外辺が当たるようにした。第１・第３突起部は隣り合っており、第１・第３突起部は第１・第３孔部の外縁部に当たる。同様に、第２・第４突起部は隣り合っており、第２・第４突起部は第２・第４孔部の外縁部に当たる。
第１〜第４孔部には外縁部にだけ、力が加わるため、第１〜第４孔部に加わる外力は限定され、第１〜第４孔部における応力を緩和することができる。

また、第１突起部は、第１孔部の外縁部に当たり、第１孔部内で遊ぶ心配はない。第２〜第４突起部も同様である。結果、ケースに対してカバーが、ガタつき心配はない。

請求項３に係る発明では、当接部は、カバーに設けられカバーの挿入方向に延びる直線溝と、ケースに設けられ直線溝に嵌る凸条部とからなる。
ケース側の第１・第２凸条部が案内作用及び回転止め作用を発揮するため、カバーは回転することなく、所定に位置に取付けられる。

本発明に係る移動物体検出装置の外形図である。図１の２−２線断面図であり、移動物体検出装置の縦断面図ある。移動物体検出装置の要部の分解図である。図３の４−４線断面図であり、カバーの断面図である。カバー成形用金型の原理図である。図３の６−６線断面図であり、ケースの断面図である。ケースの外形線図である。図７の８部拡大図であり、第１突起部の詳細図である。ケースへのカバーの取付手順を説明する図である。取付け後のケースとカバーの取り合いを説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、移動物体検出装置１０は、スティ２１を一体的に有しているケース２０と、このケース２０に取付けられるカバー４０とを備える。

図２に示すように、移動物体検出装置１０は、磁気検出素子１１と、この磁気検出素子１１に磁界を加える磁石１２と、磁気検出素子１１と電気的に接続された基板１３と、磁石１２及び基板１３を配設し基板１３と電気的に接続するリード端子１４を備えたケース２０と、磁気検出素子１１と磁石１２と基板１３とを覆うカバー４０とを備えている。

磁気検出素子１１は、ホールＩＣなどからなり、カバー４０に接するように配置され、被検出体である移動物体の移動を検出する。磁気検出素子１１は、被検出体の移動に伴なう磁力の変化を電気信号に変換して、リード端子１４を介して外部に出力する。
磁石１２は、立方体形状の永久磁石からなり、基板１３を貫通し、ケース２０に接着剤にて固定される。

基板１３は、ガラスエポキシ樹脂などの硬質の絶縁材に、銅などの導電材料からなる配線パターンを設けたものである。この基板１３は、磁気検出素子１１及びリード端子１４と電気的に接続している。
リード端子１４は、３本のリードフレーム（図１、符号１５）からなり、ケース２０に主要部が内蔵されている。リード端子１４の一端部１４ａは、ケース２０に設けたコネクタ部２２から露出している。また、リード端子１４の他端部１４ｂは、半田によって基板１３と電気的に接続されている。コネクタ部２２は、磁気検出素子１１からの出力を外部機器へ接続伝達する役割を果たす。

ケース２０は、円柱形状を呈する樹脂成形品であり、一端にコネクタ部２２を有すると共に他端に磁石１２、基板１３及び磁気検出素子１１を収納する容器である。

図３に示すように、円柱形状を呈するケース２０は、外周に第１周溝部２３と、この第１周溝部２３より小径の第２周溝部２４を有している。この第２周溝部２４は、第１周溝部２３より先端側に設けられる。
第１周溝部２３には第１Ｏリング２５が取付けられ、第２周溝部２４には第１Ｏリング２５より小径の第２Ｏリング２６が取付けられる。カバー４０は、この第２Ｏリング２６を潰すようにしてケース２０に取付けられる。

カバー４０は、樹脂材料からなり、円板状の底部４１と、この底部４１の縁から延びる周壁部４２とを備えるカップ若しくはキャップである。周壁部４２は、内径側がくり抜かれた薄肉部４３を先端側に備える。薄肉部４３に、第２孔部４７や第４孔部４９等が設けられている。
好ましくは、薄肉部４３の先端に、外へ開くテーパー面４４を設ける。

図４に示すように、カバー４０の薄肉部４３に、第１〜第４孔部４６〜４９が設けられると共に内周面に図面表裏方向へ延びる第１直線溝５１と第２直線溝５２が設けられている。
第１〜第４孔部４６〜４９は、カバー４０の中心５３に対して、左上に第１孔部４６が設けられ、右上に第４孔部４９が設けられ、左下に第３孔部４８が設けられ、右下に第２孔部４７が設けられている。
詳細には、カバー４０の中心５３に対して、第１孔部４６と第２孔部４７は点対称となるように配置され、第３孔部４８と第４孔部４９は点対称となるように配置される。

次に、第１〜第４孔部４６〜４９の方向を説明する。
第１孔部４６の中心線５４に対して、第２〜第４孔部の中心線５５〜５７は、平行とされる。第１〜第４孔部４６〜４９の外縁部４６ａ〜４９ａは互いに平行になる。なお、中心線５４と中心線５７は同軸とすることが好ましいが、非同軸であってもよい。同様に、中心線５５と中心線５６は同軸とすることが好ましいが、非同軸であってもよい。
好ましくは、第１直線溝５１と第２直線溝５２を通る線５８に、中心線５４〜５７が平行になるようにする。

このような構造のカバー４０は、樹脂射出成形法で製造することができる。
すなわち、図５に示すように、中心型６１と、この中心型６１を囲う第１側型６２及び第２側型６３からなる金型６０を準備する。

第１側型６２には第１孔部４６を形成するための第１角柱部６４と第３孔部４８を形成するための第３角柱部６６とが設けられ、第１・第３角柱部６４、６６の先端が中心型６１に嵌められる。
第２側型６３には第２孔部４７を形成するための第２角柱部６５と第４孔部４９を形成するための第４角柱部６７とが設けられ、第２・第４角柱部６５、６７の先端が中心型６１に嵌められる。

加えて、第１側型６２には、第１角柱部６４と第３角柱部６６との中間位置に、スプル６８及びゲート６９が設けられる。スプル６８に射出機７１のノズル７２を当て、射出機７１から可塑化し計量した溶融樹脂材料をキャビティ７３へ射出する。
樹脂材料が凝固したら、第１側型６２を左に、第２側型６３を右に開く。次に、成形品を図面表裏方向へ移動して中心型６１から外す。

図５で述べたように、図４に示すカバー４０は、４個もの孔部４６〜４９を備えているにも拘わらず、射出成形で容易に製造することができ、樹脂化が達成できた。

次に、ケース２０について、説明する。
図６に示すように、ケース２０は外周において、図左上に第１突起部２７を有し、図右下に第２突起部２８を有し、図左下に第３突起部２９を有し、図右上に第４突起部３０を有している。加えて、第１突起部２７と第３突起部２９との間、好ましくは中間に、第１凸条部３１を備え、第２突起部２８と第４突起部３０との間に、第２凸条部３２を備えている。
図から明らかなように、アンダーとなる部位が無いため、ケース２０も容易に射出成形法で製造できる。

図７に示すように、仮想線で示す基準円３３から、第１〜第４突起部２７〜３０及び第１・第２凸条部３１、３２が突出している。なお、仮想線で示す基準円３３は、円筒状のカバー４０の内周円にほぼ相当する。

第１突起部２７の幅中心を通る第１放射線３４Ａと、第３突起部２９の幅中心を通る第３放射線３４Ｃとがなす第１中心角θ１は、約７４°に設定する。
第２突起部２８の幅中心を通る第２放射線３４Ｂと、第４突起部３０の幅中心を通る第４放射線３４Ｄとがなす第２中心角θ２は、第１中心角θ１と別であってもよいが、この例では同じ約７４°に設定した。

θ１，θ２が共に９０°未満であるため、第１放射線３４Ａと第３放射線３４Ｃで区分される第１弧部３５の弧長は、第１放射線３４Ａと第４放射線３４Ｄで区分される第２弧部３６の弧長より、短い。
基準円３３が拡径するような力が、基準円３３に加わると仮定すると、第１弧部３５に比較して支点間距離が長い第２弧部３６が大きく変形することが想定される。

図８に示すように、第１突起部２７は、想像線で示す第１孔部４６の中心線５４に平行に延びる第１外辺２７ａと、この第１外辺２７ａより第３突起部２９に近い部位に設けられる第１内辺２７ｂと、これらの第１外辺２７ａと第１内辺２７ｂの先端同士を結ぶ第１曲線部２７ｃとからなる。

そして、第１外辺２７ａと第１曲線部２７ｃとが交差する角部２７ｄを構成する半径Ｒ１は、小さく設定し、第１曲線部２７ｃと第１内辺２７ｂとが交差する角部２７ｅを構成する半径Ｒ２は、Ｒ１より大きく設定する。すると、第１外辺２７ａは第１孔部４６の外縁部４６ａに大きく掛かる。一方、第１内辺２７ｂは第１孔部４６の内縁部４６ｂに掛からないか、掛かったとしても掛かりは小さい。

図７に示す第２〜第４突起部２８〜３０についても同様であって、第２〜第４外辺２８ａ〜３０ａ、第２〜第４内辺２８ｂ〜３０ｂ及び第２〜第４曲線部２８ｃ〜３０ｃが提起される。
すなわち、第１外辺２７ａと第３外辺２９ａは互い遠い部位に設けられ、同様に、第２外辺２８ａと第４外辺３０ａは互い遠い部位に設けられている。

図９（ａ）に示すように、ケース２０に、カバー４０を近づける。このとき、図６に示す第１・第２凸条部３１、３２に、図４に示す第１・第２直線溝５１、５２を各々合わせるように、カバー４０の方位を調整する。
図９（ｂ）に示すように、カバー４０側のテーパー面４４を第１突起部２７と第２突起部２８に合わせる。そして、カバー４０を強く嵌合方向へ付勢する。

すると、図９（ｃ）に示すように、薄肉部４３が第１突起部２７と第２突起部２８に乗り上がる。
図９（ｄ）にて、円筒状の薄肉部４３は、第１〜第４突起部２７〜３０で強制的に広げられるが、樹脂製の薄肉部４３は殆ど延びない。すると、円筒状の薄肉部４３は、第１〜第４突起部２７〜３０を頂点とした角筒状に変形しようとする。

図５で説明したゲート６９が第１突起部２７と第３突起部２９との間に位置するため、図９（ｄ）に示すように、ウェルドライン７４は、第２突起部２８と第４突起部３０との間に出現する。
第２突起部２８と第４突起部３０との間に、直線溝としての第２直線溝５２と、凸状部としての第２凸条部３２からなる当接部７６が設けられているため、第２突起部２８と第４突起部３０の間では、薄肉部４３は殆ど変形しない。

一方、第１突起部２７と第４突起部３０の間は、第１当接部７５に相当する機構が無いため、薄肉部４３はδ１だけ、変形する。加えて、図７で説明したように、第２弧部３６が長いため、変形量δ１が大きくなる。
そのため、第１突起部２７と第４突起部３０の間にて薄肉部４３にウェルドラインがあれば、割れが起こる心配がある。しかし、第１突起部２７と第４突起部３０の間にはウェルドラインが無い。

同様に、第２突起部２８と第３突起部２９の間は、第２当接部７６に相当する機構が無いため、薄肉部４３はδ２だけ、変形する。このδ２は大きい。
そのため、第２突起部２８と第３突起部２９の間にて薄肉部４３にウェルドラインがあれば、割れが起こる心配がある。しかし、上述したように第２突起部２８と第３突起部２９の間にはウェルドラインが無い。

本発明は、変形の大きな部位にウェルドラインを出現させず、変形のない部位にウェルドラインを出現させることで、ウェルドラインに起因する亀裂の発生を防止するようにした。
図９（ｃ）から、薄肉部４３を更に前進させる。すると、第１突起部２７に第１孔部４６が合致し、第２突起部２８に第２孔部４７が合致する。

図１０（ａ）に示すように、第１突起部２７に第１孔部４６が嵌り、第２突起部２８に第２孔部４７が嵌り、ケース２０へのカバー４０の取付けが完了する。

図１０（ｂ）に示すように、第１孔部４６の外縁部４６ａに第１外辺２７ａが掛かり、第３孔部４８の外縁部４８ａに第３外辺２９ａが掛かっている。同様に、第２孔部４７の外縁部４７ａに第２外辺２８ａが掛かり、第４孔部４９の外縁部４９ａに第４外辺３０ａが掛かっている。
第１〜第４孔部４６〜４９に対して、第１〜第４突起部２７〜３０は、遊びが無い状態にあるため、ケース２０に対してカバー４０が、ガタつく心配はない。

尚、図９（ｄ）に基づいて説明した当接部７６は、凸状部３２と直線溝５２で構成したが、当接部７６は、単に当接するケース２０側の面と、カバー４０側の面であってもよく、形態は任意である。

本発明は、移動物体の移動速度を検出する移動物体検出装置に好適である。

１０…移動物体検出装置、１１…磁気検出素子、１２…磁石、１３…基板、１４…リード端子、２０…ケース、２７…第１突起部、２７ａ…第１外辺、２７ｂ…第１内辺、２７ｃ…第１曲線部、２８…第２突起部、２８ａ…第２外辺、２８ｂ…第２内辺、２８ｃ…第２曲線部、２９…第３突起部、２９ａ…第３外辺、２９ｂ…第３内辺、２９ｃ…第３曲線部、３０…第４突起部、３０ａ…第４外辺、３０ｂ…第４内辺、３０ｃ…第４曲線部、３２…凸条部（第２凸条部）、４０…カバー、４６…第１孔部、４７…第２孔部、４８…第３孔部、４９…第４孔部、５２…直線溝（第２直線溝）、５３…中心（カバー４０の中心）、５４…第１孔部の中心線、５５…第２孔部の中心線、５６…第３孔部の中心線、５７…第４孔部の中心線、６９…ゲート、７６…当接部。

Claims

磁気検出素子と、この磁気検出素子に磁界を加える磁石と、前記磁気検出素子と電気的に接続される基板と、前記磁石と前記基板とを配設し前記基板と電気的に接続するリード端子とを備えるケースと、前記磁気検出素子と前記磁石と前記基板とを覆うカバーとを備え、前記カバーに複数個の孔部を設け、前記ケースに複数個の突起部を設け、前記孔部に前記突起部を嵌合することで前記ケースに前記カバーを取付けてなる移動物体検出装置において、
前記孔部は第１〜第４孔部からなり、前記突起部は第１〜第４突起部からなり、
前記カバーの中心に対して、前記第１孔部と前記第２孔部は点対称となるように配置され、前記第３孔部と前記第４孔部は点対称となるように配置され、
前記第１〜第４孔部の中心線は、互いに平行となるようにされ、
前記第１孔部と前記第３孔部との間に、射出成形用のゲートが設定され、
前記第２孔部と前記第４孔部との間に、前記ケースに接触する当接部が設けられていることを特徴とする移動物体検出装置。
前記第１突起部は、前記第１孔部の中心線と平行な第１外辺と、この第１外辺よりも前記第３孔部に近い部位に設けられる第１内辺と、この第１内辺の先端と前記第１外辺の先端とを結ぶ第１曲線部とからなり、
前記第３突起部は、前記第３孔部の中心線と平行な第３外辺と、この第３外辺よりも前記第１孔部に近い部位に設けられる第３内辺と、この第３内辺の先端と前記第３外辺の先端とを結ぶ第３曲線部とからなり、
前記第１外辺が前記第１孔部に掛かり、前記第３外辺が前記第３孔部に掛かるように、前記第１突起部と前記第１孔部が位置決めされ、前記第３突起部と前記第３孔部が位置決めされ、
前記第２突起部は、前記第２孔部の中心線と平行な第２外辺と、この第２外辺よりも前記第４孔部に近い部位に設けられる第２内辺と、この第２内辺の先端と前記第２外辺の先端とを結ぶ第２曲線部とからなり、
前記第４突起部は、前記第４孔部の中心線と平行な第４外辺と、この第４外辺よりも前記第２孔部に近い部位に設けられる第４内辺と、この第４内辺の先端と前記第４外辺の先端とを結ぶ第４曲線部とからなり、
前記第２外辺が前記第２孔部に掛かり、前記第４外辺が前記第４孔部に掛かるように、前記第２突起部と前記第２孔部が位置決めされ、前記第４突起部と前記第４孔部が位置決めされていることを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
前記当接部は、前記カバーに設けられ前記カバーの挿入方向に延びる直線溝と、前記ケースに設けられ前記直線溝に嵌る凸条部とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の移動物体検出装置。