JP2017150961A - 磁気センサ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、磁気センサに関し、キャップに装着したＯリングによる気密封止のレベルを高めることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために、本発明は、磁石１４と検知素子１５からなる検知部１２をセンサ本体１１の先端側に配置するとともに検知部１２を樹脂成形体からなるキャップ１３で覆い、キャップ１３の側面２０にＯリング２５を装着した磁気センサ１０において、キャップ１３における天面２１の厚みを側面２０の厚みより薄くし、キャップ１３の天面２１と側面２０の連結部分に樹脂成形するためのゲート部２３を配置し、キャップ１３の側面２０におけるゲート部２３の近傍に部分的に厚みを薄くした薄肉部２４を設けた構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気センサに関する。

一般に、この種の磁気センサは、図４に示されるように、磁界を発生させる磁石４３と、磁気を検出するホール素子などの検知素子４４とからなる検知部４５を、センサ本体４１の先端側に装着している。なお、センサ本体４１の後端側には、外部コネクタに接続するためのカプラ４２が形成されている。カプラ４２の内部には検知素子４４に電気的に接続されたターミナル４６が導出している。センサ本体４１の先端側に装着された検知部４５は、一端開口の筒状からなるキャップ４７でその周囲が覆われて検出領域に挿入される。キャップ４７の外周にはＯリング４８が取り付けられており、磁気センサ４０を検出対象に取り付けた際の、検出領域に対する気密封止を行っている。

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、例えば、特許文献１や特許文献２が知られている。

特開平９−５３４３号公報 特開平７−１９８７３６号公報

そして、磁気センサ４０の生産性や気密性を向上させるため、センサ本体４１とキャップ４７との接合にレーザ溶着工法を用いることが検討されている。そして、このレーザ溶着を行うためキャップ４７はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂材料をもちいた射出成形により成形される。

一方、磁気センサ４０を構成するキャップ４７は、検出感度を高めるために検出方向にあるキャップ４７の天面４９を薄く設定することが好ましい。また、磁気センサ４０の取り付けを考慮すると、Ｏリング４８を装着するキャップ４７の側面５０は一定以上の強度が必要であり、所定の厚みが必要となる。

しかしながら、このような側面４９と天面５０とで厚みが異なるキャップ４７を射出成形すると、図５に示すように、矢印５１で示すゲート部５２から注入される樹脂は、キャップ４７の天面４９の厚みが薄く、矢印５３で示すように樹脂の流動性が悪い。また、キャップ４７の側面５０の厚みが厚く、矢印５４で示すように樹脂の流動性が良い。従って、ゲート部５２から注入された樹脂は、矢印５５で示すようにキャップ４７の側面５０に沿った周り込みが早くなってしまう。この結果、キャップ４７の側面５０において回り込んだ樹脂の結合部分にウエルドラインが形成されやすくなってしまう。このウエルドラインは微小な溝を形成するため、Ｏリング４８とキャップの側面５０との間に微小な隙間が形成されてしまい、磁気センサ４０を取り付けた際のＯリング４８による気密封止のレベルが低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、磁気センサを取り付けた際のＯリングによる気密封止のレベルを高めることを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、磁石と検知素子からなる検知部をセンサ本体の先端側に配置するとともに検知部を樹脂成形体からなるキャップで覆い、キャップの側面にＯリングを装着した磁気センサにおいて、キャップにおける天面の厚みを側面の厚みより薄くし、天面における側面との連結部分にゲート部を配置し、キャップの側面におけるゲート部の近傍に部分的に厚みを薄くした薄肉部を設けた構成としたのである。

この構成により、磁気センサのキャップに装着したＯリングによる気密性を確保することができる。

本発明の一実施の形態における磁気センサの断面図 同センサを構成するキャップの斜視図 図２におけるＡ−Ａ断面を用いたキャップ射出成形する際の樹脂の流れを示す模式図 従来の磁気センサの断面図 従来センサを構成するキャップを射出成形する際の樹脂の流れを示す模式図

以下、本発明の一実施の形態における磁気センサについて図を用いて説明する。

図１は歯車の回転数を磁気変化により検出する磁気センサ１０の断面図である。この磁気センサ１０は、樹脂で成形されたセンサ本体１１と、このセンサ本体１１の先端部分に配置された検知部１２と、センサ本体１１の先端部分において検知部１２を覆う樹脂からなるキャップ１３を有している。

検知部１２は、磁界を発生させる磁石１４と、この磁石１４の上面に接着剤で固定された検知素子１５により構成されている。検知素子１５は、ホール効果により磁界の変化を検出するホールＩＣを用いている。

センサ本体１１は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂に着色フィラーを含有させた樹脂を射出成形した樹脂成形体で構成されている。センサ本体１１の先端側は、検知部１２を搭載する基部１６を構成している。センサ本体１１の後端側は、外部コネクタに接続するための一端開口のカプラ１７が形成されている。基部１６の側方には、磁気センサ１０を外部に取り付けのための取付部１８が形成されている。また、センサ本体１１には、ターミナル１９がインサート成形されている。ターミナル１９の一端は、カプラ１７の開口部に突出しており、他端は検知素子１５に電気的に接続されている。

キャップ１３は、ＰＢＴ樹脂を一端開口の筒状に射出成形した樹脂成形体で構成されている。キャップ１３の側面２０の上端は天面２１により封口され、側面２０の下端には側面２０の外方に拡開したフランジ部２２が配置されている。なお、キャップ１３は、フランジ部２２の下面を基部１６の上面に当接させ、この当接した部分をレーザ溶着により接続する。また、上述したように、キャップ１３の側面２０は磁気センサ１０の取り付けに耐える強度を確保する厚みに設定される。キャップ１３の天面２１は、磁気センサ１０の検出感度を高めるために、センサ素子５と対峙する天面２１を側面２０より薄くしている。

なお、キャップ１３を射出成形する際のゲート部２３は、キャップ１３の天面２１における外周端部に設けられている。これは次の二点の理由に基づく。一点目の理由は、ゲート部２３をフランジ部２２に設けるとフランジ部２２にウエルドラインが生じやすくなり、レーザ溶着による気密封止のレベルが劣化してしまので、ゲート部２３をフランジ部２２から離れた天面２１に配置している。二点目の理由は、ゲート部２３は、射出成形における切断加工が施される部位であり、切断加工において微小突起が形成されやすい。一方、キャップ１３の天面２１は、検知部１２の検出方向つまり磁界領域となる。したがって、形状が不安定なゲート部２３を、磁界方向に配置することは磁気センサ１０の検出精度のばらつきの原因となるため、ゲート部２３をキャップ１３の天面２１の外周端部分に配置している。

そして、この磁気センサ１０においては、キャップ１３の側面２０におけるゲート部２３の近傍の領域に部分的に、厚みを薄くした薄肉部２４を設けている。この薄肉部２４を設けたことにより、磁気センサ１０を取り付けた際のＯリング２５による気密封止のレベルを高めることができるのである。

すなわち、磁気センサ１０を取り付けた際のＯリング２５による気密封止のレベルの低下は、上述したように、キャップ１３を射出成形する際に生じるウエルドラインによるものである。そして、このウエルドラインは、キャップ１３の天面２１と側面２０との厚みの差による樹脂流動性の差に基づいている。したがって、厚みが厚いキャップ１３の側面２０におけるゲート部２３の近傍に厚みを薄くした薄肉部２４を設けることで、ゲート部２３の近傍における側面２０の樹脂流動性を調節でき、キャップ１３の天面２１と側面２０における樹脂の流動状態を制御できる。

すなわち、図２に示す薄肉部２４は、その大きさを大きくすることでゲート部２３から注入される樹脂に対しての流動抵抗が増すことになる。つまり、薄肉部２４を設けた側面２０に対する樹脂の流れが抑制され、その抑制された樹脂の流れが天面２１に流れ込むようになるので、薄肉部２４の形状や厚みを調節することで、ウエルドライの発生を制御することができる。この結果、ウエルドラインにできる微小な溝によるＯリング２５の機密性の劣化が防止できるのである。

図３は、図２におけるキャップ１３のＡ−Ａ断面図であり、キャップ１３の射出成形における樹脂の流れを示す。矢印２６で示すゲート部２３に注入される樹脂に対して、薄肉部２４を設けた側面２０における樹脂の流れを矢印２７で示し、天面２１における樹脂の流れを矢印２８で示す。なお、矢印の大きさで樹脂の流動性を示しており、図５における矢印５４や矢印５３と比較することで流動性の評価を行っている。この評価より、図３における矢印２７で示す側面２０における樹脂の流動性が、図５における矢印５４で示す側面５０における樹脂の流動性より抑制され、図３における矢印２８で示す天面２１における樹脂の流動性が、図５における矢印５３で示す天面４９における樹脂の流動性より増加する状態が理解される。

なお、薄肉部２４は、ゲート部２３の近傍における樹脂の注入方向に配置すれば、ゲート部２３から注入される樹脂に対する抵抗成分を効率よく確保できるので、薄肉部２４を小さくすることができ、薄肉部２４によるキャップ１３の強度低下を抑制することができる。

また、薄肉部２４はキャップ１３の側面２０に凹部２９を形成することで構成されるものであり、この凹部２９の開口をキャップ１３の側面２０の外周面側とすることで、射出成形の金型構造が簡易なものとできる。さらに、薄肉部２４をキャップ１３の側面２０の端部に配置する、つまり、フランジ部２２との接続部分に配置することで、Ｏリング２５の位置決め溝として活用することができる。

なお、上述した位置実施の形態においては検知素子１５としてホールＩＣを例に挙げて説明したが、ＧＭＲ素子やＳＭＲ素子を用いても同様の効果を得ることができる。また、樹脂製のキャップ１３を用いるのであれば、センサ本体１１への接続方法は、レーザ溶着工法に限られるものでない。

本発明は、磁気センサに関して、キャップに装着したＯリングによる気密性を確保することができ、特に使用環境が厳しい車載用途に有効となる。

１０ 磁気センサ
１１ センサ本体
１２ 検知部
１３ キャップ
１４ 磁石
１５ 検知素子
２２ フランジ部
２０ 側面
２１ 天面
２３ ゲート部
２４ 薄肉部
２５ Ｏリング
２９ 凹部

Claims (4)

1. 磁石と検知素子からなる検知部と、
   樹脂成形体からなり前記検知部を支持するセンサ本体と、
   樹脂成形体からなり、前記センサ本体に接続されて前記検知部を覆うキャップと、
   前記キャップに装着されたＯリングを備え、
   前記キャップは、前記検知部の側方を囲むとともに前記Ｏリングが装着される側面と、前記検知部の検出方向に位置するとともに前記側面の一端を封孔する天面と、前記側面の他端に設けられ前記センサ本体と接続するフランジ部とからなり、
   前記天面の厚みは前記側面の厚みより薄く、
   前記天面と前記側面の連結部分に記キャップを樹脂成形するためのゲート部を配置し、
   前記側面における前記ゲート部の近傍に部分的に厚みを薄くした薄肉部を設けた磁気センサ。
2. 薄肉部はゲート部における樹脂の射出方向に設けた請求項１に記載の磁気センサ。
3. 薄肉部を形成する凹部を側面に設けた請求項１に記載の磁気センサ。
4. 薄肉部をフランジ部との接続部に設けた請求項３に記載の磁気センサ。

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