JP2017526917A - センサ素子のための保持体、部品集合体及び回転数センサ - Google Patents

Abstract

本発明は、特に回転数センサの製造のため及び注型のために設けられ、電気的端子と注型用コンパウンドを受け入れるための少なくとも部分的に中空の本体部を有するセンサ素子（１１）のための保持体（１０）に関する。本発明により、本体部の空洞部を覆い且つ埋めるための蓋部（２５）が設けられている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に係るセンサ素子のための保持体に関する。加えて、本発明は、センサ素子と保持体とを有した部品集合体及び回転数センサに関する。

自動車或いはその他の応用のためのアクティブ回転数センサは、センサ素子としてホールセンサを有していることがある。このセンサは、ホールＩＣとも呼ばれ、パルスホイール（Ｉｍｐｕｌｓｒａｄ）と協働する。パルスホイールは、タイプ如何で、磁気多極誘導子（ｍａｇｎｅｔｉｓｃｈｅｓ Ｍｕｌｔｉｐｏｌｒａｄ）又は磁化されていない歯車とされている。後者の場合、ホールセンサに対して永久磁石が配設されている。永久磁石を持つホールセンサ素子と、インパルス発信器としての押し抜きリング（Ｓｔａｎｚｒｉｎｇ）とを有するアクティブ車輪回転数センサが特許文献１に開示されている。

センサ素子の機能は、埃、汚れ及び湿気により直ぐにダメージを及ぼされかねない。そのため、センサ素子は、射出成形コンパウンドによりインサート成形（被覆成形）されている（特許文献２参照）。

インサート成形（被覆成形）（Ｕｍｓｐｒｉｔｚｅｎ）の際には、センサ素子の位置、場合によっては永久磁石の位置が保証されていなければならない。そのために、センサ素子ないし永久磁石を保持体の中に保持することが公知とされている（特許文献３参照）。

センサ素子は、保持体の部分で電気配線の接触ワイヤに接続されることになる電気的端子を有している。電気的端子と接触ワイヤの接続部分は、これらを接続するためにアクセス可能とされていなければならない。保持体は、そのために開口部ないし空洞部を有している。

この開口部及び空洞部により、保持体及びセンサ素子のインサート成形の際に。比較的大量の射出成形コンパウンドが供給されなければならない。それに伴い、熱エネルギが大量に入り込み、インサート成形時及び／又はその後の射出成形コンパウンドの冷却時にそこに置かれた部品がダメージを受ける危険が高くなる。

国際公開第２０１１／０１２３９９号 独国特許出願公開第１０２００９００８４５７号明細書 韓国公開特許第２０１１００５７４５５号公報

本発明の課題は、射出成形コンパウンドによるインサート成形に特に適した保持体を提供することである。

この課題を解決するために、本発明による保持体は、請求項１の特徴を備えている。電気的端子と注型用コンパウンドを受け入れるための少なくとも部分的に中空の本体部が、本体部の空洞部を覆い且つ、満たす（埋める）（Ａｕｓｆｕｅｌｌｅｎ）ための蓋部を備えている。当該蓋部により、本体部に存在する空洞部が少なくとも部分的に満たされた（埋められた）状態になる。この解決手段により、保持体内に注入すべき全ての射出成形コンパウンドと、それによりもたらされる熱負荷をかなり低減することができる。また、蓋部は、保持体のその余の部分における外形に合わせられているので、蓋部によって、保持体の外面が蓋部なしに比べてより均一なものとなる。射出成形コンパウンドの断面と厚みがかなり違うようなことは、蓋部により回避される。

本発明の他の思想により、本体部は、概ねシリンダ状の基本形状を有している。同時に、蓋部は、半径方向外側にある面の部分に沿って空洞部内に嵌め込むことができる。蓋部は、このようにしてシリンダ状の基本形状を補い、射出成形コンパウンドとともに空洞部を埋める。

本発明の他の思想によれば、本体部は、長手方向に延在して形成されており、空洞部は、長手側面（Ｌaｎｇｓｓｅｉｔｅ）の一部に沿って設けられているものとされている。特に、蓋部及び空洞部は、それぞれ本体部の長さの半分に相当する長さを有している。空洞部は、製造中に電気的端子へアクセスできるような十分な大きさに寸法が決められている。蓋部は、端子の方に向かっても、できる限り空洞部の輪郭を埋める。

好ましくは、空洞部の深さは、本体部の厚さの大体半分ぐらいとされている。同じことが蓋部にも当てはまることが好ましいが、蓋部がやや浅い深さを有するのでも構わない。

本発明の他の思想によれば、蓋部が外面を有し、本体部には、注型用コンパウンドのための流出開口部が設けられており、本体部の流出開口部及び蓋部の外面は、流出開口部から出射する注型用コンパウンドが蓋部の外面に対して押圧力を加えるように、互いが形成されているとともに配置されている。保持体内に射出成形コンパウンドを供給すると、一部が流出開口部から再び出てきて上記外面を押圧することで、蓋部を確実にその閉鎖位置に保持する。これにより、流れている射出成形コンパウンドによって蓋部が持上げられないことが保証されている。

上記外面は、本発明の他の思想によれば、本体部ないし蓋部の、長手方向に延びる部分（縦部分）に対して少なくとも部分的に斜めに延びている。蓋部は、上記外面の反対側に、蓋部を確実に保持する係止子（Ｒａｓｔｅｌｅｍｅｎｔ）を有している。蓋部の一方の端部では係止子が作用し、他方の端部では外面に供給する射出成形コンパウンドが作用する。

本発明の他の思想によれば、本体部は、長手方向に延在して形成されており、端面の領域に、注型用コンパウンドのための流入開口部を有しているものとされている。流入開口部は、好ましくは、上述した流出開口部とつながっている或いはこれに対して近くに配置されている。また、流出開口部は、その場合には端面の近くに設けられている。

本発明の他の思想によれば、蓋部及び／又は本体部は、半径方向外方に向けられた突起部が付いた表面を有しているものとされている。それは、ここでは好ましくは注型の際に型の中で中心決めするためのイボ状突起部（Ｎｏｐｐｅ）、ピン（Ｚａｐｆｅｎ）或いはノーズ（Ｎａｓｅ）である。同時に、突起部は、型の内面に対して距離を保つ働きを担う。これにより、注型後、本体部及び蓋部の全ての外面が、（場合によっては突起部の端面ないし外面を除いて）注型用コンパウンドにより覆われる。

本発明の他の思想によれば、本体部は、電気的端子、とりわけ、互いに接続すべき端子に至るための少なくとも一つの開口部を有している。開口部は、好ましくは、本体部の空洞部の反対側に位置する開口部である。蓋部がないときには、端子は、二つの側からアクセスできる。つまり、一方では上記開口部を通してであり、他方では空洞部を通してである。

本発明の他の思想によれば、本体部は、長手方向に延在して形成されている。同時に、端面の領域には、センサ素子のための収容部が設けられている。収容部と本体部のその他の部分との間には、特に注型用コンパウンドの通路を有した隔壁が設けられていてもよい。この隔壁により、注型成形時のセンサ素子の熱負荷が低減される。

本発明の対象は、少なくとも一つのセンサ素子を有し且つ本発明による保持体を有する、特に回転数センサを製造するための部品集合体でもある。好ましくは、保持体とセンサ素子とは予め互いに注型成形されている。

本発明の対象は、最終的には、本発明による保持体を有し且つセンサ素子を有し、保持体とセンサ素子とが互いに注型成形されている回転数センサでもある。このように形成された回転数センサは、低コストで製造することができ、使用時の信頼性もある。

本発明の他の特徴は、その他の点では、明細書より与えられ、また、請求項より与えられる。以下に、図面に基づき、本発明の有利な実施例を詳細に説明する。

回転数センサを製造するときの異なる複数の段階を示す図である。 蓋部を持ち上げたときの保持体を示す側面図である。 図２による蓋部付の保持体の正面図である。 図２による蓋部付の保持体の斜視図である。 図２による蓋部付の保持体の半径方向の平面図である。 蓋部を着座させたときの保持体を示す側面図である。 図６による着座させた蓋部付の保持体の半径方向の平面図である。 図６による蓋部付の保持体の斜視図である。 図２に類似するが蓋部に変更が加えられた保持体を、蓋部を持ち上げた状態で示す側面図である。 図９に似たような図で、つまり、蓋部を半径方向外側に位置させて且つ仮想的に蓋部なしで保持体を注型成形するときの材料の流れ方向を示しつつ、完成した回転数センサを示した図である。 図１０に対応する図であるが、蓋部を嵌め込んだ状態で且つ保持体を注入成形するときの材料の流れ方向を示しつつ示した図である。

図１では、様々な構成部品と、全てが揃った回転数センサの製造段階とが看取できる。回転数センサの内部に、センサ素子１１とリード線１２を持つ保持体１０が設けられている。回転数センサの外側のスリーブは、片側が開いた金属シリンダ１３によって形成されている。

上述した部品１０，１１の上側には、他のシリンダ状の部品１４を見て取ることができる。これは、所定の製造段階にある保持体１０、つまり、注型用コンパウンドにより包まれ、射出成形型から取り出した後の段階にある保持体１０である。この部品１４の上に金属シリンダ１３が嵌装されるので、金属シリンダ１３の周囲を取り囲む鍔部（Ｋｒａｇｅｎ）１５が、部品１４の周囲を取り囲む段部１６上に達する。密閉するために、鍔部１５の下にはＯリング（不図示）が設けられている。

リード線１２は、本例では、少なくとも三つの異なる部分、すなわち、ケーブル１７、二つの導体１８及び二つの導体端子１９からなる。部品１６は、端部にＬ字部材２０を有しており、この中にリード線１２が埋め込まれている。ただし、部品１４は、図１においてリード線１２なしで図示されている。実際には、Ｌ字部材２０から上に向かってケーブル１７だけが突出している。

センサ素子１１は、センサ端子２１を備えており、当該センサ端子が、保持体１０内において導体端子１９と導通するように接続されている。

保持体１０は、部分的に中空の本体部とされており、長手方向に延在したシリンダ状の基本形状をなし、センサ素子１１を受け入れるための端部領域２２を有し、リード線１２が入って来るための反対側の端部領域２３を有し、厚さが薄くされた中間領域２４を有し、さらに、中間領域２４に当接する蓋部２５を有する。この蓋部は、中間領域２４の薄くなった厚さを埋め合わせ、中間領域２４と同じく二つの端部領域２２，２３の間に位置する。ここで、蓋部２５と中間領域２４とからなる組み合わせは、両方の端部領域２２，２３に比べて断面積と周長が小さい。

図３は、センサ素子１１を受け入れるための端部領域２２の正面図を示す。

中間領域２４が図４にいっそう正確に示されている。端部領域２３の近くに、長手方向に延在する二つの平行なチャネル（その開口部２７を図４に見ることができる。）を有した部分的に中実の（ｔｅｉｌｍａｓｓｉｖ）領域２６が看取できる。チャンネル内には、導体１８が導かれている。

加えて、中間領域２４は、領域２６と端部領域２２との間に、互いに平行に延びる二つの窓部２９を有した窓領域２８を有している。上記チャンネルは、開口部２７によって、側面でウィンドウ２９に合流する。ウィンドウ２９は、長手方向を横切って或いは保持体２４の半径方向につつぬけになっている。ウィンドウ２９の領域において、端子１９は、端子２１と重ねあわせて接続されている。ウィンドウ２９の構成により、保持体２４内に挿入された端子１９，２１を、その接続のために処理（例えば、はんだ付け）（図２の見方では上からと下から）することができる。

中間領域２４は、長手方向の面内を一周するフレーム３０を有しており、その上で蓋部２５が閉鎖位置を占めることになる。そのために、蓋部２５は、その下面に一周する段部３１を有している（特に図２参照）。段部３１は、内側に向かっては、フレーム３０内にぴったり嵌め込み可能とされた突出部３２により仕切られている。これにより、蓋部２５は、保持体２４上に一義的に位置決めされている。

蓋部２５は、その端面３３，３４に係止子を有しており、この係止子が、保持体２４の端部領域２２，２３の不図示の係止子と協働する。

蓋部２５内には、注型用コンパウンドをさらに送るための不図示のチャンネルが設けられていてもよい。端部領域２３における蓋側の流出開口部３５と、端面３３側の流出開口部３６とが図４において看取できる。蓋部２５には、保持体２４の方に向いた（特に窓部２９に対応した）流出開口部が設けられていてもよい。

保持体１０は、その端部領域２２，２３上に、半径方向外方に向けられた突起部、具体的にはイボ状突起部３７，３８を有している。本実施例において、各端部領域２２，２３は、周りに四つのイボ状突起部３７ないし３８を有している。これと同様、蓋部２５は、その上面に、保持体１０の長手方向に連続する複数のイボ状突起部３９を備えている。

イボ状突起部３７，３８，３９は、注型成形時に不図示の型の中で保持体１０の中心を合わせる役割をする。同時に、イボ状突起部３９により、蓋部２５が注型成形時に持ち上がらないようにすることが確保される。

端部領域２３は、リード線１２用に二分されている。端面側の端部４０は、中間領域２４に向けられた部分４１よりもやや大きめの直径を有している（特に図６及び７参照）。端部４０は、その端面４２における縁部側に、リード線１２を入れるための凹部４３を有している。加えて、注型用コンパウンドを入れるための不図示の開口部が、特に流出開口部３５に対応して設けられていてもよい。

端部領域２２は、取り巻いた厚い壁部４４、当該壁部４４の周回端面４５及び中間領域２４に対する隔壁４６により概ね鍋型に形成されている（図３参照）。隔壁４６は、注型用コンパウンドを通すための開口部４７及び端子２１を通すためのチャネル開口部４８を備えていてもよい。

取り巻いた壁部４４は、弾力性の係止子４９により途切れており（特に図７参照）、当該係止子を用いて端部領域２２内に嵌め込まれたセンサ素子１１がその位置で保持される。

一周する端面４５には、突起部５０が設けられていてもよい。当該突起部は、イボ状突起部３７，３８，３９に似て、注型成形時に中心を合わせるように及び／又は注型用コンパウンドを導くように機能する。

図９乃至１１は、保持体１０及び蓋部２５の変更された実施形態を示す。蓋部２５は、本例では、斜めの外面５１を備えており、注型成形時には（射出成形法では）注入成形材料が当該外面に当たって流される（特に図１１参照）。斜めの外面５１は、保持体１０の長手軸線に対して約３０°の角度をなし、流出開口部３５の方を向いている。図１１には、金属シリンダ１３内で注型される保持体１０が示されている。太い矢印５２は、長手方向に端面４２を指し、詳細には図示されていない型の中に注型用コンパウンドがいかなる方向から、そしていかなる箇所で注入されたかを示す。多くの小さな黒い矢印５３は、端部領域２３を通り抜ける注型用コンパウンドの経路を描写する。長くて細い矢印５４は、斜めの外面５１から中間領域２４の方を指し、流れる注型用コンパウンドが蓋部２５に及ぼす力の場所と方向を示す。

図１０は、蓋部が載置されていなかったとした場合に、注型用コンパウンドの流れを矢印５３により純粋に仮想的に示す。この場合には、注型用コンパウンドは、そのままウィンドウ２９を通り抜けて端子１９，２１の接続領域５５に達し、そしてこれらに比較的高い圧力で（下からよりも高い圧力で）上から当たることになろう。接続部はこうして損傷を受けるおそれがある。接続領域５５ において求められているのは、低い圧力と遅い流速が達成されることである。これもまた、蓋部２５及び図により記載されたその構成により達成される。

Claims (11)

1. 特に回転数センサの製造のため及び注型のために設けられた、センサ素子（１１）のための保持体（１０）であって、電気的端子（１９，２１）と注型用コンパウンドを受け入れるための少なくとも部分的に中空の本体部を有する保持体において、本体部の空洞部を覆い且つ埋める蓋部（２５）を特徴とする保持体。
2. 本体部は、概ねシリンダ状の基本形状を有し、蓋部（２５）は、半径方向外側にある面の部分に沿って空洞部内に嵌め込むことができることを特徴とする請求項１に記載の保持体。
3. 本体部は、長手方向に延在して形成されており、空洞部は、長手側面の一部に沿って設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保持体。
4. 蓋部（２５）は、外面（５１）を有し、本体部は、注型用コンパウンドのための流出開口部（３５）を備えており、流出開口部（３５）及び外面（５１）は、流出開口部（３５）から出射する注型用コンパウンドが外面（５１）に向かって押圧するように互いに配置されていることを特徴とする請求項１又は他の請求項のいずれか一項に記載の保持体。
5. 外面（５１）は、本体部又は蓋部（２５）の縦の部分に対して少なくとも部分的に斜めに延びていることを特徴とする請求項４に記載の保持体。
6. 本体部は、長手方向に延在して形成され、一方の端面の領域（４２）に注型用コンパウンドのための流入開口部を有していることを特徴とする請求項１又は他の請求項のいずれか一項に記載の保持体。
7. 蓋部（２５）及び／又は本体部が、半径方向外方に向けられた突起部、特にイボ状突起部（３７−３９）が付いた表面を有していることを特徴とする請求項１又は他の請求項のいずれか一項に記載の保持体。
8. 本体部は、電気的端子（１９，２１）、特に互いに接続すべき端子に至るための少なくとも一つの開口部 （ウィンドウ２９）を有していることを特徴とする請求項１又は他の請求項のいずれか一項に記載の保持体。
9. 本体部は、長手方向に延在して形成されており、一方の端部領域（２２）には、センサ素子（１１）のための収容部が設けられていることを特徴とする請求項１又は他の請求項のいずれか一項に記載の保持体。
10. 少なくとも一つのセンサ素子（１１）を有し且つ先行請求項のいずれか一項に記載の保持体を有する、特に回転数センサを製造するための部品集合体。
11. 先行請求項のいずれか一項に記載の保持体（１０）を有し且つセンサ素子（１１）を有し、保持体とセンサ素子とが互いに注型成形されている回転数センサ。

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