JP2021032668A

JP2021032668A - トルクセンサ用ホールｉｃの出力コネクタ構造

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Publication number: JP2021032668A
Application number: JP2019152463A
Authority: JP
Inventors: 優佑熊谷; Yusuke Kumagai
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: JP7257635B2

Abstract

【課題】本発明は、従来の複数の構成とは異なる簡単な構成のトルクセンサを得ることである。【解決手段】本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造は、輪状金属ケース（１００）の一部（１００ａ）に、前記一部（１００ａ）を含むように樹脂によるインサート成形され、かつ、コネクタ接続部（５４）を有する樹脂ホルダ（５１）と、前記樹脂ホルダ（５１）内に設けられ複数の曲折端子（６１Ａ〜６４Ａ）を有する曲折端子体（６０Ａ）と、前記曲折端子体（６０Ａ）の基部（８０）に接続されたホールＩＣ（８１、８２）と、前記基部（８０）及び前記ホールＩＣ（８１、８２）が挿入された絶縁スリーブ（８３）と、前記樹脂ホルダ（５１）の先端に形成されたコネクタ接続部（５４）と、を備え、前記絶縁スリーブ（８３）及び前記ホールＩＣ（８１、８２）は、前記樹脂ホルダ（５１）内に位置し、前記ホールＩＣ（８１、８２）は、前記輪状金属ケース（１００）の内側を向いている構成である。【選択図】図３

Description

本発明は、トルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造に関し、特に、絶縁スリーブ内に、曲折端子体に設けたホールＩＣを挿入して樹脂成形することにより、ホールＩＣを樹脂の温度や圧力から保護し、クラックの発生の予防等を得ることにある。

従来、用いられていたこの種のトルクセンサとしては、例えば、特許文献１の図５Ａに開示された構成を図７として挙げることができる。
すなわち、図７において、トルクセンサは、主として、トーションバー１２０の外側に、コイル１０と、基板５３と、コネクタ５４とを樹脂により一体モールドして樹脂モールド部５１を形成し、センサーアッシーＳＡとして構成していた。

ＪＰＷＯ２００５／０９７５７７Ａ１２００５．１０．２０

従来、用いられていたこの種のトルクセンサとしては、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、トルクセンサの成形としては、ピンが２本ないし３本からなるホールＩＣを樹脂ホルダ内部に保持するためのプリント基板にホールＩＣを半田付けし、直接樹脂モールドする、または、一次成形した後、二次成形をする方法が一般的である。
しかしながら、成形時の射出成形樹脂の温度や射出圧力がホールＩＣ本体に影響を与える懸念があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、絶縁スリーブ内に、曲折端子体に設けたホールＩＣを挿入して樹脂成形することにより、ホールＩＣを樹脂の温度や圧力から保護し、クラックの発生の予防等を得るようにしたトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造を提供することを目的とする。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造は、輪状金属ケースの一部に、前記一部を含むように樹脂によるインサート成形され、かつ、コネクタ接続部を有する樹脂ホルダと、前記樹脂ホルダ内に設けられ、複数の曲折端子を有する曲折端子体と、前記曲折端子体の基部に接続されたホールＩＣと、前記基部及び前記ホールＩＣが挿入された絶縁スリーブと、を備え、前記絶縁スリーブ及び前記ホールＩＣは、前記樹脂ホルダ内に位置し、前記ホールＩＣは、前記輪状金属ケースの内側を向いている構成であり、また、前記各曲折端子は、複数種類の形状の銅板からなる構成であり、また、前記輪状金属ケースの前記一部には、前記インサート成形時に前記樹脂ホルダと一体となる金属ケース片が設けられている構成であり、また、前記金属ケース片は、前記輪状金属ケースの軸方向に対して直交する方向に曲折されている構成であり、また、前記曲折端子体の前記基部に設けられた前記ホールＩＣは、前記基部に対して、半田又は溶接又は基板を介して設けられている構成であり、また、前記絶縁スリーブは、有底筒体又は筒体からなる構成であり、また、前記曲折端子体を形成する前記第１、第２、第３、第４曲折端子のうち、前記第１、第４曲折端子間に、前記第２、第３曲折端子が位置し、前記各曲折端子の先端の第１、第２、第３、第４ピンは、前記コネクタ接続部の内部空間内に位置している構成であり、また、前記各曲折端子のうち、前記第１、第４曲折端子は長さが同一、前記第２、第３曲折端子の長さは、前記第１、第４曲折端子の長さより短く、前記各ピンの長さは同一である構成である。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、輪状金属ケースの一部に、前記一部を含むように樹脂によるインサート成形され、かつ、コネクタ接続部を有する樹脂ホルダと、前記樹脂ホルダ内に設けられ、複数の曲折端子を有する曲折端子体と、前記曲折端子体の基部に接続されたホールＩＣと、前記基部及び前記ホールＩＣが挿入された絶縁スリーブと、を備え、前記絶縁スリーブ及び前記ホールＩＣは、前記樹脂ホルダ内に位置し、前記ホールＩＣは、前記輪状金属ケースの内側を向いている構成であるため、絶縁スリーブにより、ホールＩＣに直接成形樹脂の温度や圧力を伝えることなく成形をすることができる。また、この成形により、樹脂ホルダに発生するクラックの予防ができ、コネクタ一体型構造を実現できる。
また、前記各曲折端子は、複数種類の形状の銅板からなる構成であるため、プレスで一連の加工ができ、大幅なコストダウンを達成することができる。
また、前記輪状金属ケースの前記一部には、前記インサート成形時に前記樹脂ホルダと一体となる金属ケース片が設けられている構成よりなるため、コネクタ接続部を有する樹脂ホルダと輪状金属ケースとの一体成形を確実に行うことができる。
また、前記金属ケース片は、前記輪状金属ケースの軸方向に対して直交する方向に曲折されている構成よりなるため、樹脂ホルダの成形後の強度を向上させることができる。
また、前記曲折端子体の前記基部に設けられた前記ホールＩＣは、前記基部に対して、半田又は溶接又は基板を介して設けられている構成よりなるため、曲折端子体に対するホールＩＣの固定を確実とすることができる。
また、前記絶縁スリーブは、有底筒体又は筒体からなる構成としたことにより、ホールＩＣ全体が絶縁スリーブで覆われるため、成形樹脂の温度及び圧力がホールＩＣに直接伝わることのないようにすることができる。
また、前記曲折端子体を形成する前記第１、第２、第３、第４曲折端子のうち、前記第１、第４曲折端子間に、前記第２、第３曲折端子が位置し、前記各曲折端子の先端の第１、第２、第３、第４ピンは、前記コネクタ接続部の内部空間内に位置している構成からなることにより、樹脂ホルダのコネクタ接続部には、４本のピンを四角状に設けることができる。
また、前記各曲折端子のうち、前記第１、第４曲折端子は長さが同一、前記第２、第３曲折端子の長さは、前記第１、第４曲折端子の長さより短く、前記各ピンの長さは同一である構成からなる４本の曲折端子による４本のピンによって、平面上では四角状の各角部の４個所にピンが配置され、４ピン型のコネクタ接続部を得ることができる。

本発明の実施の形態によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造におけるプレス直後で、かつ、曲折加工前の平板状の端子体を示す平面図である。図１で示す端子体の各端子をプレス機により曲折させて曲折端子体とした後、第１、第２ホールＩＣを取り付けて絶縁スリーブに挿入した状態を示す斜視図である。図２の（Ｃ）の曲折端子体を用いたコネクタのインサート成形後を示す斜視図である。図３の平面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。図３及び図４で示す出力コネクタ構造の樹脂ホルダのみを、仮りに、輪状金属ケースから分離させた状態を示す分解斜視図である。従来のトルクセンサの断面図である。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造は、絶縁スリーブ内に、曲折端子体に設けたホールＩＣを挿入して樹脂成形することにより、ホールＩＣを樹脂の温度や圧力から保護し、クラックの発生の予防等を得ることである。

以下、図面と共に本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１は、本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造の加工に用いる図示しないプレス機で銅のフープ材からプレス加工した直後の状態で、かつ、曲折加工前の端子体６０を示している。

端子体６０は、互いに独立した第１、第２、第３、第４端子６１、６２、６３、６４に分離されており、前記端子体６０の材質は銅が用いられている。また、前記各端子６１、６２、６３、６４の先端には、第１、第２、第３、第４ピン６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄが形成されている。
図２の（Ａ）の状態では、図１の前記端子体６０の各端子６１、６２、６３、６４をプレス機（図示せず）により曲折させることによって、第１、第２、第３、第４曲折端子６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ，６４Ａを有する曲折端子体６０Ａが形成されている。
尚、プレス後の各端子６１〜６４は、後工程によって、互いに絶縁され、かつ、一体となるように加工されている。

前記各曲折端子６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａは、図２で見て、第１曲折部７０で奥側に曲折していると共に、前記各曲折端子６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａは、さらに、第２曲折部７１によって垂直方向Ｍに沿って上向きに曲折されている。
前記各曲折端子６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａの第１曲折部７０から第２曲折部７１までの長さＬ１、Ｌ２は、第１、第４曲折端子６１Ａと６４Ａが同一で、第２、第３曲折端子６２Ａ、６３Ａが同一である。
また、前記第１、第４曲折端子６１Ａ、６４Ａの前記長さＬ１は、前記第２、第３曲折端子６２Ａ、６３Ａの前記長さＬ２よりも長く構成されていることにより、前記各ピン６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄは、前記曲折端子体６０Ａを平面でみた場合、各ピン６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの頂部を、仮りに糸で結ぶと、四角形となると共に、四角形の各角部に各ピン６０ａ〜６０ｄが位置するように構成されている。

前述の図２の（Ｂ）の状態では、前述の図２の（Ａ）で示す前記各曲折端子６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａの基部８０には、一対のホールＩＣ８１、８２が周知の半田又は溶接又は基板（図示せず）によって取り付けられ、各ホールＩＣ８１、８２の出力は、前記各ピン６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを介して外部に出力できるように構成されている。

次に、図２の（Ｃ）で図示されるように、前記各ホールＩＣ８１、８２が取り付けられた前記基部８０を、樹脂等からなる有底筒体又は筒体からなる絶縁スリーブ８３の収納空間８４内に挿入することによって、前記曲折端子体６０Ａ自体の組立てが完了する。

次に、組立てが完了した図２の（Ｃ）で示す前記曲折端子体６０Ａを、後述する輪状金属ケース１００が設置された図示しない射出成形機の金型のキャビティ内に、図示しない中子を介して設置し、射出成形を行った後、金型の型開を行うと、図３及び図４で示すように、輪状金属ケース１００の一部１００ａの一対の金属ケース片１０１、１０２と一体となって筒状のコネクタ接続部５４を有する樹脂ホルダ５１がインサート成形されている。

前述の場合、前記樹脂ホルダ５１の一部５１ａが各金属ケース片１０１、１０２間の凹部１０３内に入り込み、一体となるように成形され、各金属ケース片１０１、１０２は、輪状金属ケース１００の軸方向Ｐに対して直交する方向に曲折されている。
図４では、図３の平面図を示しており、前記コネクタ接続部５４内には、４本の前記各ピン６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄが四角形の各角部の位置にインサート成形されている状態を見ることができる。

図５は、図４のＡ−Ａ断面図を示しており、前記コネクタ接続部５４の内部空間１１０内には、前記各ピン６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄが露出した状態で配設され、前記輪状金属ケース１００の一部１００ａは樹脂ホルダ５１内にインサート成形されている。

前記絶縁スリーブ８３内に収納されている前記基部８０及びこの基部８０に設けられた一対のホールＩＣ８１、８２も前記樹脂ホルダ５１内にインサート成形されている。
この場合、前記各ホールＩＣ８１、８２は、前記輪状金属ケース１００の内側を向き、この輪状金属ケース１００の内側１００ｂ内に同軸状に貫通して配置されたトーションバー１２０のねじりの状態を磁気／電気変換して、トーションバー１２０にかけられているトルクの限界を検出することができる。
尚、図６は、参考として、仮りに、インサート成形後、樹脂ホルダ５１と輪状金属ケース１００とを分離させた状態を示している。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造は、複数のピンとホールＩＣを有する複数の曲折端子を絶縁スリーブでまとめた状態で、輪状金属ケースの一部に、
コネクタ接続部を有する樹脂ホルダとして一体成形できるため、トルクセンサを簡単に製作することができる。

５１樹脂ホルダ
５１ａ一部
５４コネクタ接続部
６０端子体
６０ａ第１ピン
６０ｂ第２ピン
６０ｃ第３ピン
６０ｄ第４ピン
６１第１端子
６２第２端子
６３第３端子
６４第４端子
６０Ａ曲折端子体
６１Ａ第１曲折端子
６２Ａ第２曲折端子
６３Ａ第３曲折端子
６４Ａ第４曲折端子
７０第１曲折部
７１第２曲折部
８０基部
８１、８２ホールＩＣ
８３絶縁スリーブ
８４収納空間
１００輪状金属ケース
１００ａ一部
１００ｂ内側
１０１金属ケース片
１０２金属ケース片
１０３凹部
１１０内部空間
１２０トーションバー

Claims

輪状金属ケース（１００）の一部（１００ａ）に、前記一部（１００ａ）を含むように樹脂によるインサート成形され、かつ、コネクタ接続部（５４）を有する樹脂ホルダ（５１）と、前記樹脂ホルダ（５１）内に設けられ、複数の曲折端子（６１Ａ〜６４Ａ）を有する曲折端子体（６０Ａ）と、前記曲折端子体（６０Ａ）の基部（８０）に接続されたホールＩＣ（８１、８２）と、前記基部（８０）及び前記ホールＩＣ（８１、８２）が挿入された絶縁スリーブ（８３）と、を備え、
前記絶縁スリーブ（８３）及び前記ホールＩＣ（８１、８２）は、前記樹脂ホルダ（５１）内に位置し、前記ホールＩＣ（８１、８２）は、前記輪状金属ケース（１００）の内側を向いている構成からなるトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。
前記各曲折端子（６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａ）は、複数種類の形状の銅板からなる構成の請求項１記載のトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。
前記輪状金属ケース（１００）の前記一部（１００ａ）には、前記インサート成形時に前記樹脂ホルダ（５１）と一体となる金属ケース片（１０１、１０２）が設けられている構成よりなる請求項１又は２記載のトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。
前記金属ケース片（１０１、１０２）は、前記輪状金属ケースの軸方向（Ｐ）に対して直交する方向に曲折されている構成よりなる請求項３記載のトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。
前記曲折端子体（６０Ａ）の前記基部（８０）に設けられた前記ホールＩＣ（８１、８２）は、前記基部（８０）に対して、半田又は溶接又は基板を介して設けられている構成よりなる請求項１ないし４の何れか１項に記載のトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。
前記絶縁スリーブ（８３）は、有底筒体又は筒体からなる構成とした請求項１ないし５の何れか１項に記載のトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。
前記曲折端子体（６０Ａ）を形成する前記第１、第２、第３、第４曲折端子（６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａ）のうち、前記第１、第４曲折端子（６１Ａ、６４Ａ）間に、前記第２、第３曲折端子（６２Ａ，６３Ａ）が位置し、前記各曲折端子（６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａ）の先端の第１、第２、第３、第４ピン（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）は、前記コネクタ接続部（５４）の内部空間（１１０）内に位置している構成からなる請求項１ないし６の何れか１項に記載のトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。
前記各曲折端子（６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａ）のうち、前記第１、第４曲折端子（６１Ａ、６４Ａ）は長さが同一、前記第２、第３曲折端子（６２Ａ，６３Ａ）の長さは、前記第１、第４曲折端子（６１Ａ、６４Ａ）の長さより短く、前記各ピン（６０ａ〜６０ｄ）の長さは同一である構成からなる請求項１ないし７の何れか１項に記載のトルクセンサ用ホールＩＣの出力コネクタ構造。