JP2968909B2 - 磁気式回転センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マグネットにより磁化
されているコアに巻回されたコイルを有し、このコアを
通る磁束変化によりコイルに誘起する電圧を検出する方
式の回転センサに係り、特に自動車用エンジンの回転数
やクランク角、さらには車速などの検出に好適な磁気式
回転センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンなどの回転数や回転角を検出す
る回転センサの一種として、外周に突起や歯形等を形成
した磁性体のシグナルディスクと、ヨーク、マグネット
(永久磁石)、コア、及びこのコアに巻回したコイル(電
磁ピックアップコイル)等からなる磁気式回転センサが
知られており、小型軽量で信頼性に富むため、従来から
広く使用されている。

【０００３】ところで、この種の磁気式回転センサとし
ては、例えば実開昭６０−５３０６０号公報に記載され
ているように、コイル巻回用のボビンが形成された合成
樹脂材からなるケース部材を作成し、その中にコア、マ
グネット、ヨ−クからなる磁気回路要素と、コイル接続
用のリ−ド端子等を挿入した後、さらに合成樹脂体等の
蓋板を挿入し、接着することによりユニット化する方式
のものが一般的であった。

【０００４】しかして、近年に至り、作業効率の向上の
ため、上記したコア、マグネット、ヨ−ク、蓋板等の挿
入接着工程の省略が望まれるようになり、これに応える
ものとして、コア、マグネット、ヨ−クなどからなる磁
気回路要素とリ−ド端子を、ボビンを形成する合成樹脂
部材と一体にモールド成形した磁気式回転センサが用い
られるようになってきた。

【０００５】そして、この従来技術では、その合成樹脂
部材に内装(モールド)されるマグネット及びヨ−クの一
体成形時での位置決めは、成形金型により固定する方式
となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した、コア、マグ
ネット、ヨ−クなどの磁気回路要素とリ−ド端子を、ボ
ビンを形成する合成樹脂部材と一体成形し、且つ内装さ
れるマグネット及びヨ−クの一体成形時での位置を成形
金型により固定するようにした従来技術は、作業効率の
向上が図り得る反面、次のような改善すべき点があっ
た。

【０００７】すなわち、磁気式回転センサでは、検出出
力電圧を少しでも高くしたいという市場要求があり、こ
れに応えるため、コアやマグネット、それにヨ−クの体
積の増大及び電磁ピックアップコイルの巻数の増加が必
要になる一方で、磁気式回転センサの小形化という相反
する市場要求もあり、このため一体成形時にマグネット
及びヨ−クを成形金型で固定する構造が取れなくなると
いう問題があった。

【０００８】しかして、マグネット及びヨ−クを、成形
金型ではなく、マグネットの磁力のみで固定しようとす
れば、成形時での溶融樹脂の圧力によるマグネット及び
ヨ−クの位置ズレや、リ−ド端子との接触という問題が
生じてしまうのである。

【０００９】本発明の目的は、コア、マグネット、ヨ−
ク及びリ−ド端子を、ボビンを形成する合成樹脂部材と
一体成形した構造の磁気式回転センサにおいて、成形金
型で固定できないマグネット及びヨ−クの成形圧力によ
るズレやリ−ド端子との接触が確実に防止でき、信頼性
の高い電磁式回転センサをローコストで提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は、基本的には次のような手段を採用したも
のである。すなわち、コア、マグネット、ヨ−クからな
る磁気回路要素とリ−ド端子が、ボビンを形成する合成
樹脂部材と一体成形される構造の磁気式回転センサにお
いて、ボビンを有する合成樹脂部材との一体成形時に、
マグネット及びヨ−クの少なくとも一方が構造上成形金
型で固定できないとき、ヨ−クとマグネットに、或いは
ヨ−クとマグネットとコアに、絶縁性及び耐熱性を有す
る筒状部材をかぶせて、マグネットの磁力と相俟って、
相互に固定されるようにしたものである。

【００１１】

【作用】上記筒状部材は、ヨークとマグネット、或いは
ヨ−クとマグネットとコアを相互に位置決めするように
働く。従って、マグネットの磁力と相俟って、ヨークと
マグネット、或いはヨ−クとマグネットとコアは相互に
充分な力で固定された状態にされるので、ボビンを形成
する合成樹脂部材と一体成形されるとき与えられてしま
う溶融樹脂の圧力にも充分に耐えることができ、位置ず
れや、それによるリード端子との接触の虞れを確実に抑
えることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明による磁気式回転センサについ
て、図示の実施例により詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施例で、必要な部分を断面で示してあり、この
図において、１はコア、２はマグネット、３はヨーク、
４ａ、４ｂはリード端子、５は筒状部材、６はコイルボ
ビンと一体成形される合成樹脂部材、７はコイル(電磁
ピックアップコイル)、そして８は合成樹脂モ−ルド成
形体である。なお、この実施例による磁気式回転センサ
の全体は、１０で表わしてある。

【００１３】コア１は、上記したシグナルディスクの突
起や歯形などに接近して磁極として働く端部を有すると
共に、その反対側には、ほぼ円柱状をなして太くした部
分を有しており、ここに、同じ太さの、同じくほぼ円柱
状のマグネット３とヨーク２が順次取付けられるように
なっている。

【００１４】そして、シグナルディスクの突起や歯形に
よる磁路の変化により、マグネット２からこのコア１に
通っている磁力線が変化するのを、コイル７で検出する
ようになっている。

【００１５】ところで、通常、このような磁気式回転セ
ンサは、以下のようにして製作される。まず初めに、図
２に示すように、コア１とマグネット２、それにヨ−ク
３をマグネット２の磁力による吸引力を利用して組み合
わせる。

【００１６】このとき、従来技術では、このコア１など
を組み合わせたものとリ−ド端子４ａ、４ｂを、ボビ
ン、コネクタ部等を有する合成樹脂部材６の成形金型に
そのままセットして固定し、図３のように一体成形する
のであるが、この実施例では、例えばＰＰ(ポリプロピ
レン)などの電気絶縁性が良好で、耐熱性に富んだ合成
樹脂で作られた筒状部材５を用い、この筒状部材５をヨ
ーク３からマグネット２に至るまでかぶせ、ヨーク３と
マグネット２が相互に位置がずれないようにしてから、
これらの組み合わせたものを成形金型にセットし、例え
ばＰＢＴ(ポリブチレン・テレフタレート)などの合成樹
脂により、図３に示すように一体成形するのである。

【００１７】このとき、成形金型には、成形後、合成樹
脂部材６に成形金型押え部６ａが形成されるように作ら
れており、これにより、コア１とマグネット２、ヨ−ク
３が成形金型内で位置決めされるようにしてある。な
お、これは、従来技術でも同じである。

【００１８】次に、所定のワイヤを合成樹脂部材６に設
けられたボビン部に巻装し、電磁ピックアップコイル７
を形成し、そのワイヤの両端をリ−ド端子４ａ、４ｂに
接続し、半田付けする。最後に、電磁ピックアップコイ
ル７やリ−ド端子４ａ、４ｂなどを、例えばエポキシ樹
脂などの合成樹脂モ−ルド成形体８により覆い、磁気式
回転センサ１０を完成するのである。

【００１９】既に説明したように、従来技術でも、本発
明の実施例においても、一体成形時には、コア１及びマ
グネット２は、図３に示すように、合成樹脂部材６に形
成されてしまう成形金型押え部６ａにより位置が固定さ
れるようになっている。しかして、このとき、構造上の
理由により、これらの成形金型押え部６ａは、その後、
合成樹脂モ−ルド成形体８を成形するときの成形金型押
え部６ｂと、合成樹脂部材６のボビン部の中間部に位置
するようにしなければならない。

【００２０】このため、ヨ−ク３については、たとえ成
形金型押え部６ａの位置や形状を工夫したとしても、成
形金型で位置を規定することはできない。そして、これ
が、従来技術で、位置ずれなどが生じてしまう理由なの
である。

【００２１】しかして、この実施例では、図２に示すよ
うに、筒状部材５を用い、これをヨ−ク３とマグネット
２にかぶせてあり、従って、ヨーク３は、この筒状部材
５とマグネット２の磁力により位置決めされていること
になり、この状態で合成樹脂部材６の成形金型にセッ
ト、固定し、一体成形されることになり、この結果、成
形時での溶融樹脂の圧力にも関らず、常に正確な位置を
たもって成形が得られることになり、一体成形時の成形
圧力によるヨ−ク３のズレ及びリ−ド端子４ａ、４ｂと
の接触を確実に防止することができる。

【００２２】なお、このため、この筒状部材５は、その
寸法が、ほぼ円柱状をなしているヨーク３とマグネット
２の外形寸法に合わせて、充分に正確に作成する必要が
あるが、実際には、この筒状部材５は比較的弾性に富む
合成樹脂材で作られているので、僅かに小さな寸法に作
っておき、弾性を利用して、ヨーク３からマグネット２
にかぶさるようにしてやれば良い。

【００２３】また、この筒状部材５は、図１から明らか
なように、ヨ−ク３及びマグネット２とリ−ド端子４
ａ、４ｂの間を絶縁する役目も担うことになるため、リ
−ド端子４ａ、４ｂ間に発生するセンサ出力電圧に対し
て充分な絶縁厚みが確保されるようにしなければならな
いが、通常の合成樹脂材料を用いる限り、この程度の絶
縁性は容易に得ることができるから、あまり問題になら
ない。

【００２４】さらに、この筒状部材５は、コア１などと
共に溶融樹脂により一体成形されるため、このときの成
形温度に対しても十分な耐熱性を確保していなければな
らないのは言うまでもない。

【００２５】次に、図４は、本発明の他の一実施例で、
この実施例は、筒状部材５を、ヨ−ク３及びマグネット
２の位置決めだけでなく、さらにマグネット２とコア１
の位置決めにも利用したものである。

【００２６】この実施例においても、コア１、マグネッ
ト２、ヨ−ク３とリ−ド端子４ａ、４ｂが、ボビンを形
成する合成樹脂部材６と一体成形されたものであるが、
この実施例では、コア１だけが、合成樹脂部材６に設け
られた成形金型押え部６ａにより位置決め固定され、一
体成形されるようになっている。

【００２７】しかして、上記したように、ヨ−ク３及び
マグネット２は、その構造上成形金型押え部６ａにより
固定することはできない。そこで、この実施例では、筒
状部材５をヨ−ク３からマグネット２までではなく、さ
らにコア１の一部にまでかぶせ、これにより、ヨーク３
とマグネット２もコア１に位置決めされるようにしたの
である。

【００２８】この結果、これらコア１とマグネット２と
ヨ−ク３は、この筒状部材５とマグネット２の磁力によ
り、充分に固定されることになり、一体成形時の成形圧
力によるヨ−ク３及びマグネット２のズレやリ−ド端子
４ａ、４ｂとの接触を確実に防止することができる。

【００２９】図５は、筒状部材５の一実施例を示す正面
図で、図６は、その側面断面図である。この筒状部材５
は、その名称の如く、単なる筒状のままでもよいが、こ
の実施例では、図示のように、底部を有するキャップと
して作られており、従って、この実施例によれば、図２
に示すように、ヨーク３からマグネット２、或いは、さ
らにコア１の上にまでかぶせるときでの、挿入位置が自
動的に規定されるため、かぶせる作業が容易になるとい
う効果がある。

【００３０】また、さらに、この実施例では、キャップ
の底部に孔５ａが設けてあり、このため、図２に示すよ
うに、ヨ−ク３等を挿入する作業時に空気が抜けず、挿
入し難くいといった事態が改善され、作業性の向上を図
ることができる。

【００３１】次に、本発明による磁気式回転センサ１０
の装着例について説明する。まず、図７は、本発明によ
る磁気式回転センサ１０を自動車用エンジン１１に適用
し、クランク角センサや回転数センサとして用いた場合
の装着例で、図の１０ａはカム軸にシグナルディスクを
取付た場合の取付位置で、１０ｂはクランク軸にシグナ
ルディスクを取付けた場合の取付位置である。

【００３２】また、図８は、本発明による磁気式回転セ
ンサ１０を自動車用トランスミッション１２に装着して
回転数センサとして用いた例で、ギヤ１３をシグナルデ
ィスクとして利用した場合の装着例である。

【００３３】本発明の実施例も含めて、磁気式回転セン
サは、これら図６及び図７に示すように、自動車各部の
回転部に設けられたシグナルディスクの外周部に形成さ
れた突起や歯形等を感知し、出力信号を制御用コントロ
−ルユニットに送って、制御などに利用されるようにな
っている。

【００３４】そして、このとき、上記したように、最近
では、自動車用システムの一部として、磁気式回転セン
サも小形化が要求されているが、このような要求に対し
て、本発明の実施例によれば、センサ全体の大きさはそ
のままで、より大きなマグネットを用いることができる
ため、出力電圧特性を犠牲にすることなく小型化が可能
になる。

【００３５】従って、上記実施例によれば、コア、マグ
ネット、ヨ−ク及びリ−ド端子がボビンを有する合成樹
脂部材と一体成形される磁気式回転センサにおいて、構
造上マネット及びヨ−クを成形金型で固定することがで
きなかった場合でも、一体成形時の成形圧力によるマグ
ネット及びヨ−クのズレやリ−ド端子との接触を防止す
ることができる。

【００３６】また、上記実施例では、キャップに空気抜
きの孔を設けることにより、キャップのヨ−クなどへの
挿入作業時に、空気が抜けずヨ−クが挿入しにくいとい
った事態を改善し、作業性の向上を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を奏
する。 コア、マグネット、ヨ−ク及びリ−ド端子がボビン
を有する合成樹脂体と一体成形される磁気式回転センサ
において、構造上マグネット及びヨ−クを成形金型で固
定することができなかったとしても、一体成形時の成形
圧力によるマグネット及びヨ−クのズレやリ−ド端子と
の接触を防止することができる。 さらに、キャップに空気抜きの孔を設けることがで
きるので、キャップへのヨ−ク等の挿入作業時に空気が
抜けずヨ−クが挿入しにくいといった事態を改善し作業
性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気式回転センサの一実施例を示
す要部断面による全体構成図である。

【図２】本発明の一実施例における筒状部材の使用状態
を示す説明図である。

【図３】磁気式回転センサの金型成形後の状態を示す説
明図である。

【図４】本発明による磁気式回転センサの他の一実施例
を示す要部断面による全体構成図である。

【図５】本発明による筒状部材の一実施例の詳細を示す
正面図である。

【図６】本発明による筒状部材の一実施例の詳細を示す
側断面図である。

【図７】本発明による磁気式回転センサの自動車用エン
ジンへの装着例を示す説明図である。

【図８】本発明による磁気式回転センサの自動車用トラ
ンスミッションへの装着例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ コア ２ マグネット ３ ヨーク ４ａ、４ｂ リード端子 ５ 筒状部材 ６ 合成樹脂部材 ６ａ、６ｂ 成形金型押え部 ７ コイル ８ 合成樹脂モールド成形体 １０ 磁気式回転センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河上 和彦 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 審査官 石井 哲 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01P 3/488 G01B 7/30 101 G01D 5/245 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ円柱状の永久磁石の一方と他方の端
   面に夫々コアとヨークが取付けられた磁気回路要素及び
   リード端子を、ボビンを形成する合成樹脂部材で一体に
   成形してなる磁気式回転センサにおいて、 上記ヨークの上記永久磁石側とは反対側の端部から上記
   永久磁石の外周面の少なくとも一部を覆う絶縁性で耐熱
   性の材料からなる筒状部材を設け、 上記合成樹脂部材による一体成形時での上記ヨークと永
   久磁石の位置ずれを防止するように構成したことを特徴
   とする磁気式回転センサ。
2. 【請求項２】 請求項１の発明において、 上記筒状部材が底部を有するキャップで作られ、且つ、
   上記底部に開孔が形成されていることを特徴とする磁気
   式回転センサ。