JP3572043B2

JP3572043B2 - 磁気センサ

Info

Publication number: JP3572043B2
Application number: JP2001352157A
Authority: JP
Inventors: 一郎東郷; 康善畑澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2002236158A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は磁気センサに関し、特に磁束の変化を検出する磁気センサに関するものである。このような磁気センサは一般に位置検出や回転数検出等に用いられ、特に内燃機関の位置検出に用いると有用である。
【０００２】
【従来の技術】
図４０乃至図４８は、本発明の磁気センサの関連する従来の磁気センサを示す図であり、図４０乃至図４３は従来の磁気センサの使用例を示す図である。従来の磁気センサ１に於いて、２は円柱状の磁気コア、３は樹脂により形成されたボビン４を介し、フランジ５、６間で磁気コア２に巻回されてなるコイル、７はボビン４と一体の円筒形状をしたスリーブ（ガイド部）、８は円柱状の永久磁石、９は磁石８上に配置したスペーサ、１０、１１はコイル３から引き出された口出し線、１２は口出し線１０、１１をスリーブ７上に固定するテープ、１３はスリーブ７の他端に配設されて、口出し線１０が巻き付けられ例えば半田（図示してない）により電気的に接続され固着された端子であり、スリーブ７を貫通して取付られており、他端は磁気センサ１のハウジング１４のコネクタ部１５内に延びている。
【０００３】
ハウジング１４は磁気センサの磁気コア２、コイル３、磁石８等からなるセンサ組立体を囲んで設けられた樹脂成形体であり、上述のコネクタ部１５と、センサ組立体を収納した円筒形の本体部１６と、磁気センサ１を所定位置に取り付けるための取付ブラケット１７とを備えている。取付ブラケット１７には位置決めピン１８と取付ねじを受け入れる孔１９とが設けられている。磁気センサ１は、その本体部１６が支持構造２０に設けた円形の取付孔２１に挿入され、取付ブラケット１７の位置決めピン１８は支持構造２０の位置決め穴２２に挿入され、取付ねじを受け入れる孔１９を通って支持構造２０のねじ孔２３にねじ係合した取付ねじ２４により固着されて、所定位置に固定される。
【０００４】
このような磁気センサ１は、図４０に示す如く、その磁気コア２の先端が磁性体の信号検出プレートである回転体２６の突起２５の先端に対向できる位置に取り付けられて使用される。このような状態に於いて、磁石８からの磁束は磁気コア２を含む磁気回路を通って延びているが、回転体２６の突起２５は回転体２６の回転に応じて磁気コア２の先端に対向する位置に周期的に存在することになる。
この位置に突起２５が在るときと無いときとでは、磁気回路の磁気抵抗が変化するために磁気コア２を通る磁束の大きさが変化する。この磁束の変化はコイル３により電圧に変換されてコネクタ１５から出力される。このような磁気センサに於いては、磁気コアから出る磁束の集中を図って磁気センサの位置検出精度を高めるために、磁気コアの先端面と回転体２６の突起２５とを略々同じ大きさの同じ形状にし、磁気センサの取付に注意を払って位置決めピン１８等を用いて、磁気コア先端面と突起２５とが正確に対向する位置となるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４３は図４０のＡ−Ａ線に沿った断面図で、図４４は図４０のボビン４から口出し線１０を引き出す部分の拡大図、図４５は口出し線１０がボビン４から引き出されてスリーブ７上に配線された状態を示す図である。
【０００６】
磁気センサ１に使用されるボビン４は、コイル３を巻く円筒形の巻き芯２７（図
４０参照）とその各端に設けられた２枚の円板状フランジ５、６とを備えており、
フランジ６に口出し線１０、１１の引き出し口２８、２９が設けられている。引き出し口２８、２９はフランジ６の外縁から内側に向かって略々径方向に互いに離間して延びた切欠である。図示の例では、口出し線１０が引き出し口２８の内側端から入ってボビン４上に巻かれて次第に積み重ねられる層をなしてコイル３となり、コイル３の外周から出て口出し線１１として引き出し口２９の外側端から引き出されている。従って、図から良く分かるように、口出し線１１は引き出し口２９の径方向外側の位置からフランジ６の外に出てスリーブ７上にまで径方向内側に延ばされ、スリーブ７上で口出し線１０と共に軸方向に延びてテープ１２により固着され、スリーブ７の他端で端子１３に巻き付けられている。
【０００７】
このように特に口出し線１１は径方向に配線される部分があるため口出し線１１に引っ張り応力がかかり、またハウジングである樹脂成形体１６の成形時に熔融樹脂の圧力等を受けるので、口出し線１１の断線が起こることがあるという問題がある。また、口出し線１１は引き出し口２９の浅い部分を通されているので、
引き出し口２９から外れて位置が定まらなくなるという問題がある。
【０００８】
口出し線１０、１１は接続部に於いて端子１３に巻き付けられた後に、半田により固着されるが、半田付け作業中に高温の半田や半田ごてによってボビン４やスリーブ７が溶けたり焼けたりして損傷するという問題もあった。また、口出し線１０、１１と端子１３との接続部は円柱形のハウジング本体１６内に配置されるので、接続部がボビン４よりも径方向外側に突出しないようにしてある。このため、半田付け作業に半田浴への浸漬を用いることができず、半田ごてを用いる手作業をしなければならず、半田付け作業の自動化が困難となって製品価格を押し上げていた。
【０００９】
図４５にはボビン４にコイル３を巻回し、口出し線１０、１１のテープ１２による配線も終わったセンサ組立体の部分平面図を示す。テープ１２は、半田付け作業や樹脂成形作業時の高温に耐える高価な耐熱性のものを使用しなければならず、製品の価格を下げられない理由の一つとなっていた。また、テープ１２による配線作業は、端子１３への巻き付け半田付け作業の前、即ちコイル３の巻回作業の直後に実施しなければならず、この作業のためには専用の機械を用いるか手作業による別の工程が必要であるという問題があった。
【００１０】
図４６には従来の磁気センサ１の樹脂成形工程に用いる金型を示す概略断面図であり、磁気コア２、コイル３、ボビン４、スリーブ７、磁石８、スペーサ９等からなるセンサ組立体が、金型３０、３１および３２により形成される空洞３３内に収容され支持されている。即ち、磁気コア２の先端を下金型３０の円筒形空洞の底面に設けられた凹部３４の中にぴったりと嵌合させ、端子１３のコネクタ１５となる上端部分を中子金型３１内に挿入して保持して、上金型３２をその上からかぶせて空洞３３を形成し、センサ組立体が空洞３３内の所定位置に保持される。
【００１１】
このような樹脂成形金型を用いた磁気センサに於いては、樹脂成形時に注入樹脂の圧力により磁気コア２が移動して、中心軸線が傾いて偏心してしまい、磁気センサの出力が不安定となって製品価値を著しく低下させてしまうという課題があった。また、端子１３を中子金型３１によって支持しているため、注入樹脂の圧力により端子１３が曲げられてしまうという問題もあった。
【００１２】
一方、磁気センサの信号取り出しを端子１３を用いずにリード線により行う場合には、金型の空洞３３内でセンサ組立体が磁気コア２だけによる一点支持されることとなり、不安定であるので樹脂成形作業が困難である。
【００１３】
金型内での支持の安定性を得るために、下金型３０の凹部３４を深くして磁気コア２の突出部を十分に長くすることも考えられているが、磁気センサ１の磁気回路に於いて磁気コア２が長くされた場合には、それに比例して磁気抵抗が増加するために磁気センサ１の信号出力が低下してしまうという問題もあった。更に、
磁気コア２の突出部が長くなるとその露出面積が大きくなり、鉄粉等の磁性体の異物が吸着され易くなり、磁気センサ１の磁気回路を変化させて例えば信号出力の低下や信号発生タイミングのずれを起こすという問題があった。
【００１４】
また、図４７に示す磁気センサの例では、例えば完成した磁気センサの軸方向寸法に制約がある場合等にセンサ組立体の軸方向寸法を小さくするために、スペーサ９の一部がスリーブ７からはみ出して軸方向に突出している。このような場合には、スペーサ９とスリーブ７との当接面積あるいは接触面積が小さく、樹脂成形のための樹脂注入工程に於けるスペーサ９の安定性が悪く、スペーサ９とスリーブ７との間をシアノ系接着剤等により固定する必要があった。このように接着剤を用いると、磁気センサの製造に於いて工程数を増やして製品価格を上げることとなる。また、注入された接着剤がスリーブ７とスペーサ９との間を通ってスペーサ９と磁石８との間に入り込んで接着剤の薄膜、すなわち空隙層を形成し、
磁石８とスペーサ９との間の磁気抵抗を増大させ、磁気センサの出力低下を招くという問題もあった。
【００１５】
また、図４７に示す従来の磁気センサはシール機能を有し、図４２に示す如く支持構造２０に形成した取付孔２１内に磁気センサの本体部分１６を挿入し、その間を気密にシールすることができる。このために、ハウジング本体部分１６の周囲には周方向の溝３５に嵌められて、支持構造２０の取付孔２１の内周面に密接に接触するＯリング３６が設けられている。
【００１６】
図４８には、このようなＯリング３６をもつ磁気センサを製造するために樹脂成形工程で用いる金型を示す。この図に於いて、ハウジングである樹脂成形体１４を形成する成形金型は、その空洞３３内にセンサ組立体の軸を横向きに、コネクタ部分１５を下向きに配置して成形するように構成されており、下金型３７にはコネクタ１５のための中子金型３８が挿入され、下金型３７上には２つ割りの上金型３９および４０が配置される。センサ組立体の軸を横向きに配置するのは、
ハウジング本体部分１６の周方向の溝３５がアンダーカットとならないようにするためである。
【００１７】
このようにスペーサ９がスリーブ７から突出したセンサ組立体を金型内に横置きする場合には、スペーサ９のスリーブ７からの脱落の危険が更に増すので、上述の接着剤を用いてしっかりと固着する必要があり、作業性が悪く、製品単価を増大させると共に、完成した磁気センサの感度を悪くする恐れがあった。
【００１８】
更に、磁気センサの樹脂成形に於いては、磁気センサの小型化およびハウジング本体部分の直径の縮小化の目的で、図４０および図４７に示すようにハウジングの本体部分１６の厚さはコイル３を収容する部分で薄くされており、ボビン４のフランジ５、６の部分で特に薄くされている。このような構成にするために、樹脂成形用の金型とフランジ５、６との間の間隙が小さく設定されている。このため、樹脂成形時に注入樹脂がこの間隙に入りにくく、いわゆる湯回りの不良により樹脂成形が完全に行われず空洞を発生させる危険さえある。この湯回りの不良を改善するために例えば樹脂射出速度を上げたり、樹脂成形圧力を上げる方法も考えられるが、ボビン４のフランジ６の口出し線引き出し口２８、２９（図４３）から出た口出し線１０、１１が樹脂の圧力により断線したりする問題があった。
【００１９】
また、取付台座等の支持構造２０に対する位置決めに関し、取付ブラケットを磁気センサの軸方向に平行な面内にして、センサ組立体を収納した本体部を支持構造の貫通孔に挿入せずに、取付ブラケットに設けた突起により位置決めを行う磁気センサに於いては、磁気コアの先端と位置決め突起との間の距離が長くなって、位置決め突起による磁気コア先端の位置精度が悪くなるという問題があった。
また、位置決め突起を取付ブラケットと別個の部品として取付ブラケットに後から取り付ける場合、部品点数が増加すると共に、取付ブラケットへの位置決め突起の組み付け作業が必要となり、作業工程を増加させて製品単価を高めるという問題があった。
【００２０】
また、位置決め方法の一例として、取付ブラケットのねじを受け入れるための貫通孔の内径を、取付ねじの雄ねじ部（図示してない）の外径よりも僅かに大きくし、この貫通孔に取付ねじを挿通することにより、磁気センサの位置決めをしながら固定する場合、貫通孔の内径の寸法公差を小さくしなければならない。このため、貫通孔の加工が困難で、切削加工をしたブッシュ等を用いねばならず、製品単価を高めてしまうという問題があった。
【００２１】
この発明は従来の磁気センサの上述の如き課題を解決するためになされたものであって、その目的は製造が容易で安価であり、精度および信頼性が高い磁気センサを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載の磁気センサは、軸心を持つセンサ組立体と、このセンサ組立体を囲んで設けられてハウジングを形成するとともに取付ブラケットを有する樹脂成形体とを備え、上記センサ組立体は、磁束を発生する磁石と、磁気回路を形成する磁気コアと、上記磁気コアの周囲に巻かれて上記磁気コアを通る磁束の変化を検出するコイルと、上記磁石、上記磁気コアおよび上記コイルを軸方向に配列した組立体として支持する支持体とを備え、上記支持体が、上記磁気コアを受け入れるコイルボビンと、上記コイルボビンに一端で接続されて上記磁気コアおよび上記磁石を受け入れるスリーブとを備えた磁気センサに於いて、上記磁気コアの先端の端面が、ほぼ長円形であって、検出対象の移動方向に対して直角な軸線を持ち、上記磁気コアおよび上記スリーブ間に、互いに係合して上記スリーブに対して上記磁気コアを、上記軸心回りの回転位置について位置決めをする位置決め装置を備えている。
【００２３】
請求項２記載の磁気センサの上記樹脂成形体は、上記磁気コアの近傍に設けられて、上記磁気コアの上記先端を上記検出対象に対して近傍位置で位置決めする位置決め装置を備えている。
【００２４】
請求項３記載の磁気センサの上記樹脂成形体の上記位置決め装置が、上記樹脂成形体に設けられた磁気センサの軸心に直角方向に延びた位置決めピンである。
【００２５】
【作用】
請求項１記載の磁気センサは、磁気コアのスリーブに対する回り止めが実現でき、磁気センサの精度を高くすることができる。
【００２６】
請求項２記載の磁気センサは、極めて高い精度で位置決めを行うことができる。
【００２７】
請求項３記載の磁気センサは、磁気センサを従来の如く取付台座に貫通させずに、取付台座に平行に配置することができ、配置の自由度が増す。
【００２８】
【実施例】
図１乃至図３には本発明と共に用いることのできる磁気センサの参考例を示す。本発明の磁気センサ４１の全体の構成は図４０乃至４２に示す磁気センサと同様であって、センサ組立体４２と、このセンサ組立体４２を囲んで設けられて磁気センサ４３のハウジングを形成する樹脂成形体４３とを備えている。
【００２９】
センサ組立体４２は、磁束を発生する比較的厚い円盤型の永久磁石４４と、この磁束のための磁気回路を形成する磁気コア４５と、磁気コア４５の周囲に巻かれて磁気コア４５を通る磁束の変化を検出するコイル４６と、これら磁石４４、磁気コア４５およびコイル４６を組立体４２として所定の電磁誘導関係に支持する支持体４７と、コイル４６から引き出されて支持体４７上にテープ４８で留められた口出し線４９，５０が接続された接続部５１を有する端子５２とを備えている。支持体４７は、磁気コア４５に嵌合されて、巻き芯６３の両端に設けられたフランジ５３、５４を有し、コイル４６を巻き付けるためのボビン５５と、このボビン５５から一体に軸方向に延びて内部に磁石４４を受け入れた円筒形のスリーブ５６と、このスリーブ５６内に挿入されて磁石４４を所定位置に保持する磁性体のスペーサ５７とを備えている。一体に成形されたボビン５５とスリーブ５６とは例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）
、ナイロン、エポキシ樹脂等で作られている。
【００３０】
磁気センサ４１のハウジングである樹脂成形体４３は、支持体４７と同じ材料で作ってある。樹脂成形体４３は、磁気コア４５の先端５８を除きセンサ組立体４２の略々全体を囲んで覆った円筒形の本体部分５９と、本体部分５９から径方向に延びて端子５２を内部に備えたコネクタ部６０と、本体部分５９からコネクタ部６０とは反対の径方向に延びた取付ブラケット６１とを備えている。取付ブラケット６１には図４２に示す如く取付ねじを通して支持構造に固定するためのブッシュ付の取付孔６２が形成されている。
【００３１】
本発明と共に用いることのできる磁気センサ４１は、支持体４７のコイルボビン５５のフランジ５３に、樹脂成形体４３の本体部分５９の端面に設けられた２つの円形の開口６４から露出した係合部６５を備えている。この係合部６５は、この例では図１乃至図３に示す如く突起表面であって、樹脂成形体４３の成形金型６６による成形時に、金型６６に設けられている２つの環状突起６７により形成される凹部に嵌合して係合し、センサ組立体４２を成形金型６６内の所定位置に位置決めし支持するものである。係合部６５は平面形が円形であるが、他の任意の形状とすることもできる。
【００３２】
このように構成された磁気センサ４１に於いては、成形金型６６内での支持が、
磁気コア４５の先端５８と成形金型６６の凹部との係合による支持に加え、ボビン５５のフランジ５３に設けた２つの突起表面である係合部６５を成形金型６６の環状突起６７との係合による支持も得られるので、成形金型６６内でのセンサ組立体４２の軸の傾きや軸回りの回転を含めた位置決め支持が、安定した正確なものとなる。
【００３３】
更に、係合部６５と成形金型６６の環状突起６７との係合のみによる位置決め支持も可能で、図４９の磁気センサの如く、磁気コア４５の先端５８を成形金型６６に係合支持させなくても同様の効果が得られる。
【００３４】
図４乃至図６の本発明と共に用いることのできる磁気センサに於いては、支持体４７のコイルボビン５５のフランジ５３に、図１乃至図３の係合部６５と同様に、樹脂成形体４３の本体部分５９の端面に設けられた２つの円形の開口６４から露出した係合部６８を備えている。この係合部６８は、突起表面ではなく、平坦表面であって、樹脂成形体４３の成形金型６９による成形時に、金型６９に設けられている２つの突起７０に当接して係合し、センサ組立体４２を成形金型６９内の所定位置に位置決めし支持するものである。
【００３５】
このように構成された磁気センサ４１に於いては、成形金型６９内での支持が、
磁気コア４５の先端５８と成形金型６９の凹部との係合による支持に加え、ボビン５５のフランジ５３に設けた２つの平坦表面である係合部６８を成形金型６９の２つの突起７０との当接係合による支持も得られるので、成形金型６９内でのセンサ組立体４２の軸の傾き等の位置決め支持が安定した正確なものとなる。この例では、係合部６８が円形の平面形を持った平坦表面であるが、他の任意の平面形状としても、平坦でなく窪みを持つ表面としても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
図７および図８には本発明と共に用いることのできる磁気センサのコイルボビン５５の参考例を示す。このコイルボビン５５は、スリーブ５６側のフランジ７１に口出し線４９，５０（図示してない）を通すための引き出し口７２、７３が設けられており、引き出し口７２、７３はそれぞれ互いにフランジ７１の周方向に略々１８０度離れていて、引き出し口７２、７３を通された口出し線４９、５０がスリーブ５６上で互いに接触するのを防いでいる。このようなコイルボビン５５を用いた磁気センサに於いては、スリーブ５６上に配置した口出し線４９をフランジ７１の引き出し口７２に通してボビン５５上に巻き付けてコイル４６を形成し、コイル４６の巻き終わりで周方向に１８０度離れた引き出し口７３から再びスリーブ５６上に引き出しテープ４８で留めて端子５２の接続部５１に半田等で接続する。
このようなボビン５５を用いた場合には、引き出し口７２、７３を通ってスリーブ５６上に出る口出し線４９、５０間の距離が大きくなるので、互いに接触して短絡することを防ぐことができる。
【００３７】
参考として図９に示すコイルボビン５５は、スリーブ５６側のフランジ７５に設けられた２つの引き出し口７６（１つだけ図示されている）が、コイルボビン５５上のコイル４６の口出し線４９、５０の巻回方向に近くなるように傾斜していて、口出し線４９、５０が引き出し口７６で鋭い角度をもって曲げられないようにしてある。換言すれば、引き出し口７６の軸線は口出し線４９、５０がコイル４６内で延びている方向に対して例えば４５度というような鋭角を成すようにフランジ７５に対して傾斜している。
【００３８】
このように構成されたコイルボビン５５を備えた磁気センサに於いては、口出し線４９、５０と引き出し口７６との当接が軽接触、即ち接触が軽度となり、口出し線４９、５０の曲げも小さくなるので、コイル巻回時に口出し線４９、５０に作用する張力による口出し線４９、５０の断線を防止できる。
【００３９】
参考として図１０及び図１１に示す支持体４７は、スリーブ７８の外周面の高さが変化しており、コイルボビン５５のフランジ７９に形成された口出し線４９、５０の引き出し口８０、８１は、フランジ７９の外縁から内側に向かって略々平行に互いに離間して延びており、引き出し口８０の内端はスリーブ７８の低い部分にあって比較的深く、引き出し口８１の内端はスリーブ７８の高い部分にあって比較的浅くなっており、コイルボビン５５に巻かれたコイル４６の外周と略々同じ径方向位置にある。口出し線４９はスリーブ７８の低い部分に沿って延びて引き出し口８０の深い位置からそのフランジ７９を越えてコイルボビン５５に入ってコイルに巻かれ、コイル外周からそのまま軸方向に延びて引き出し口８１を通ってフランジ７９からスリーブ７８の高い部分に引き出される。
【００４０】
このような構成のコイルボビン５５を持つ支持体４７に於いては、２つの引き出し口８０、８１間の距離が周方向にも径方向にも比較的大きいので、スリーブ７８上での口出し線４９、５０の短絡事故を防止できると共に、口出し線を径方向に折り曲げる必要がないために口出し線に過大な張力が作用せず、断線を防止することができる。
【００４１】
図１２には本発明と共に用いることのできる磁気センサに用いる更に別のセンサ組立体４２を斜視図で示してある。このセンサ組立体４２の支持体８４は、図７に示すものと同様のコイルボビン５５を持ち、フランジ７１の互いに１８０度周方向に離間した引き出し口７２、７３から引き出された口出し線４９、５０がスリーブ５６に巻き付けられている。この図では、スリーブ５６の先端に端子５２を保持する端子台８５を備えており、口出し線４９はスリーブ５６上で軸方向に配線されて端子５２との接続部５１に至っているが、口出し線５０は引き出し口７３から接続部５１に達するまでにスリーブ５６上に巻き付けられて約半周している。
【００４２】
このような構成によれば、引き出し口７２、７３から出てスリーブ５６上に配線される口出し線４９、５０間の距離が大きいので、特にフランジ７１に近いスリーブ５６上での口出し線４９、５０の短絡事故を防止できる。図１２には２つの引き出し口７２、７３が互いに１８０度離れて配置された例を示したが、２つの引き出し口７２、７３の周方向間隔を４５度以上離間させれば同様の効果を得ることができる。また、２本の口出し線４９、５０のいずれを巻き付けてもあるいは両方を巻き付けても良い。
【００４３】
図１３および図１４に示す本発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体４２に於いては、コイルボビン５５のフランジ７１の軸方向外側に離間して平行なフランジ８６が設けられていて、間に周方向溝８７が形成されている。フランジ８６はフランジ７１と略々同じ直径である。このフランジ８６にはフランジ７１の引き出し口（図示してない）とは周方向に離れた位置に径方向のスリット８８が設けられていて、ボビン５５のフランジ７１から引き出された口出し線４９あるいは５０が周方向溝８７を通って巻き付けられ、スリット８８からスリーブ５６上に引き出されている。
【００４４】
この構成によれば、周方向溝８７に口出し線４９あるいは５０が巻き付けられるので、２本の口出し線４９、５０間の距離を大きして短絡を防止できると共に、
口出し線４９あるいは５０の軸方向へのずれを防いで断線を防止することができる。この例ではフランジ８６を用いているが、周方向溝８７が形成できれば、図示の如き別個のフランジ８６でなくとも他の形状の構造を採用しても良い。また、
周方向溝８７に設けるスリット８８を２つ設けて、口出し線４９、５０を周方向溝８７にそれぞれ巻き付けてそれぞれのスリットから引き出すこともできる。
【００４５】
参考として図１５および図１６に示すセンサ組立体４２に於いては、スリーブ９０が互いに離間した平行な２本の軸方向溝９１、９２を持ち、コイルボビン５５のフランジ７１から引き出された口出し線４９、５０が、これらの軸方向溝９１、９２内に配線されて、図示してない端子５２にまで延びている。
【００４６】
このような構成のセンサ組立体４２を用いた磁気センサに於いては、口出し線４９、５０がスリーブ９０の軸方向溝９１、９２内に埋設配置されているので、口出し線４９、５０の周方向のずれを防いで短絡を防止することができる。
【００４７】
図１７および図１８は本発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体４２の別の例を示す斜視図であり、このセンサ組立体４２の支持体９４は、全体の構成は図１２に示す支持体８４と良く似ており、図１０に示すものと同様のコイルボビン５５を持ち、フランジ７１の周方向に離間した２つの引き出し口８０、８１から引き出された口出し線４９、５０がスリーブ５６に巻き付けられている。この図では、スリーブ５６はその円筒形の周面に、引き出し口８１から周方向に略々９０度離れた位置に係合突起９５を持っている。口出し線４９は引き出し口８０の内端から引き出されて軸心に略々平行に軸方向にスリーブ５６に沿って配線されているが、口出し線５０は引き出し口８１の外端から引き出されてスリーブ５６の円筒面に沿って係合突起９５に向かって、引き出し口８１から見て下方に螺旋状に延びて係合突起９５に掛け回され、再び螺旋状に延びて端子台８５の端子５２の接続部５１にまで配線されている。
【００４８】
このような構成によれば、引き出し口８０、８１から出てスリーブ５６上に配線される口出し線４９、５０の間の距離が係合突起９５により広げられていて大きいので、引き出し口８０、８１間および端子接続部５１間の距離が小さくとも、
スリーブ５６上での口出し線４９、５０の短絡事故を防止できる。
【００４９】
図１９に示す参考例に於いては、スリーブ５６上の係合突起９６が、引き出し口８１から見て下側の面に係合溝９７を持ち、口出し線４９がこの係合溝９７内に通されて係合突起９６に掛け回されている。
【００５０】
この参考例に於いては、口出し線４９、５０間の接触による短絡事故を防止できると共に、係合溝９７に挿入された口出し線４９は容易に係合突起９６から外れないので、口出し線４９の位置ずれや断線を防止することができる。
【００５１】
図２０および図２１に示す本発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体４２に於いては、磁石４４、磁気コア４５、コイル４６等を組立体として支持する支持体９８が、磁気コア４５を受け入れるコイルボビン５５と、コイルボビン５５に一端で接続されて磁石４４を受け入れるスリーブ５６と、スリーブ５６の他端に一体に設けられて係合凹部９９を有する端子台１００と、端子台１００に設けられてコイル４６からの口出し線４９、５０に接続部５１で接続される端子５２とを備えている。スリーブ５６内で磁石４４を保持しているスペーサ１０１の上端面には位置決め凹部１０２が形成されている。
【００５２】
端子台１００の係合凹部９９は、図示の例では矩形の端子台１００の各辺に沿ってスリーブ５６の孔を囲むように形成された比較的細長い溝状のもので、センサ組立体４２を樹脂成形したときに樹脂成形体４３がこの係合凹部９９内に入り込んで、樹脂成形体４３と端子台１００との間の接触界面の面積が大きくなり密着性が改善される。
【００５３】
また、樹脂成形の際に成形金型内にセンサ組立体４２を正確に安定して支持するために、スペーサ１０１の位置決め凹部１０２に成形金型のコアピン（図示してない）の先端を挿入して支持し、磁気コア４５の先端５８が成形金型の凹部に係合することによる支持とで２点支持とすることができる。この場合、完成した樹脂成形体４３にはコアピンの抜き跡である貫通孔１０３が形成され、スペーサ１０１の位置決め凹部１０２が露出することになる。この貫通孔１０３には雨水等の導電性の流体が侵入することがあっても、図２０および図２１に示す如き係合凹部９９を持つ端子台を使用すれば、樹脂成形体４３と端子台１００との間の境界面が広く、端子５２の接続部５１に至る距離が長くなり、水分による短絡を防ぐことができる。
【００５４】
参考例として図２２に示すセンサ組立体４２に於いては、スリーブ５６の他端に設けられてコイル４６に接続された端子５２の接続部５１が、コイルボビン５５の外径よりも径方向外側に突出している。図２０および図２１のセンサ組立体も、端子５２が端子台１００に設けられている違いがあるが、端子５２の接続部５１がコイルボビン５５の外径よりも径方向外側にある点では、図２２のものと同じであり、また図２１から明らかな如く、径方向に突出した接続部５１は樹脂成形体４３の取付ブラケット６１の厚さの中に埋め込まれていて、樹脂成形体４３の本体部分５９の直径を大きくしないようにしてある。
【００５５】
この構成によれば、センサ組立体４２の軸を横向きにして接続部５１を下向きにし、図２２に示す如く半田槽１０４内の半田浴１０５に浸漬して接続部５１の半田付を行っても、例えばコイル４６やコイルボビン５５等のセンサ組立体４２の他の部分が高温の半田浴１０５に触れることがないため、半田付け作業を人手に頼ることなく、半田浴を用いた自動化ができ、作業性が著しく改善される。
【００５６】
図２３乃至図２５には本発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体４２を示す。このセンサ組立体４２に於いては、支持体４７のスリーブ５６の貫通孔１０８の内周面１０９に、この内周面１０９から突出した３本の軸方向に長い突起部１１０を備えている。この突起部１１０は内周面１０９よりも径方向内側にあり、突起部１１０に接する円の直径は内周面１０９の円よりも小直径となるため、内周面１０９の小直径部であるということもできる。スペーサ５７の外径は突起部１１０に接する円よりも大きく貫通孔１０８よりも小さい寸法にされており、また突起部１１０の長さは図２５から明らかな通りスリーブ５６のスペーサ５７が入り込む位置に対応する長さであって、磁石４４はスリーブ５６の貫通孔１０８の内周面により支持されている。
【００５７】
センサ組立体４２の組み立てにあたっては、スリーブ５６の貫通孔１０８内にまず磁気コア４５を挿入してその先端部がコイルボビン５５から出るようにし、次に磁石４４を挿入して磁気コア４５に当接させ、最後にスリーブ５６の貫通孔１０８内にスペーサ５７を挿入する。このとき、スペーサ５７の外径は突起部１１０に接する円よりも大きく貫通孔１０８よりも小さい寸法にされているので、スペーサ５７を貫通孔１０８に圧力をもって挿入すれば、スペーサ５７はスリーブ５６内に圧力嵌めにより保持されることになる。図示の例では突起部は３本の突条であるが、スリーブ５６の貫通孔１０８内にスペーサ５７が圧入できさえすれば、突起部の数および形状は任意である。また突起部１１０をスペーサ側に設けることもできる。
【００５８】
このような構成のセンサ組立体４２に於いては、スペーサ５７をスリーブ５６の貫通孔１０８内に圧入すれば磁気コア４５、磁石４４を所定位置に保持することができるので、組み立て作業を簡単かつ容易にすることができ、自動化が容易にできる。
【００５９】
実施例１．
図２６乃至図２９に示す本発明の磁気センサのセンサ組立体４２に於いては、スリーブ５６の貫通孔１１１にその全長に亙って延びるキー溝１１２が形成されており、磁気コア４５のフランジ１１３にキー溝１１２に嵌合するキー１１４が形成され、更に磁気コア４５の先端１１５は両側から平行に面取りされて端面１１６が小判型あるいは長円形にされている。磁気コア４５の端面１１６をこのように長円形として、その軸線を検出対象（例えば図４０の回転円板２６の検出片２５）の移動方向に対して直角に配置すれば、出力信号の立ち上がりが鋭くなって検出対象の位置の検出が正確になる。従って、長円形の端面１１６の軸線の向き、即ち、磁気コア４５の中心軸回りの回転位置が重要である。
【００６０】
組み立てにあたってキー１１４をキー溝１１２に係合させて磁気コア４５をスリーブ５６に挿入すると磁気コア４５の軸心回りの位置が定められ、従って、磁気コア４５の先端１１５の長円形の端面１１６の軸線も定められ、磁気センサの取付を正確に行えば、磁気コア４５の端面１１６の姿勢を正しく所定の方向にして取り付けることができる。この意味で、スリーブ５６のキー溝１１２と磁気コア４５のキー１１４とは、磁気コア４５およびスリーブ５６間に設けられて互いに係合してスリーブ５６に対して磁気コア４５を位置決めする位置決め装置であるといえる。キー溝を磁気コアに設け、キーをスリーブに設けても同様の効果が得られる。
【００６１】
実施例２．
図３０および図３１に示す本発明の磁気センサ１２０は、センサ組立体４２と樹脂成形体１２１とを備えており、センサ組立体４２は、磁石４４、磁気コア４５、コイル４６、スペーサ５７およびこれらを所定の位置関係に保持して組立体とする支持体４７を備えている。樹脂成形体１２１は、磁気コア４５の先端５８を突出させてこのセンサ組立体４２を囲んでおり、磁気センサ１２０のハウジングを形成している。この磁気センサ１２０の樹脂成形体１２１は、センサ組立体４２を囲み図示してないコネクタを収容した円筒形の本体部分１２２と、この本体部分１２２から径方向外向きに延びて磁気センサ１２０の軸心に直角な方向の取付孔１２３を持つ取付ブラケット１２４と、樹脂成形体１２１から突出した磁気コア４５の先端５８の近傍で樹脂成形体１２１の円筒面から突出して設けられた位置決め装置である位置決めピン１２５とを備えている。位置決めピン１２５は、取付ブラケット１２４の取付孔１２３と同様、磁気センサ１２０の軸心に直角方向に延びている。
【００６２】
このような磁気センサ１２０は、図示の如く、支持構造である取付台座１２６に対してその軸心を平行にして横置き配置されて取付られる。即ち、取付ブラケット１２４は取付台座１２６に平行に置かれてその取付孔１２３は取付台座１２６のねじ孔１２７と整列させられ、図３１に示す如くねじ１２８によりしっかりと固着することができる。位置決めピン１２５もまた取付台座１２６の位置決め穴１２９内に嵌合して、磁気センサ１２０の磁気コア４５の先端５８を取付台座１２６に対して正確に位置決めしている。図４０乃至図４２に示す従来の磁気センサに於ける如く、本体部分を取付台座の開口に嵌め込む必要がない。
【００６３】
このような磁気センサ１２０に於いては、磁気コア４５の先端５８の極めて近くに位置決めピン１２５が設けてあるので、位置決めの精度を極めて高精度にすることができる。このことは、一般に磁気センサに於いては、出力信号のばらつきを減少するために磁気コアと信号検出用のプレートとの間の距離を精度良く一定にする必要があるので、極めて有用な利点である。また磁気センサの本体部分を取付台座に貫通させる必要が無く、取付台座に平行に配置することができるので、磁気センサの配置の自由度が大きい。
【００６４】
図３２および図３３には本発明と共に用いることのできる磁気センサの更に別の参考例を示し、この磁気センサは、磁気コア４５を有するセンサ組立体１３０と、磁気コア４５の先端５８を突出させてセンサ組立体１３０を囲んで磁気センサのハウジングを形成する樹脂成形体１３１と、磁気コア４５の樹脂成形体１３１から突出した先端５８の側面１３２を少なくとも一部囲む覆い１３３、１３４を備えている。
【００６５】
図３２の例では、磁気コア４５の先端５８の側面１３２を囲む覆い１３３は樹脂成形体１３１から一体となって連続して、磁気コア４５の先端５８に沿って全長に亙って延びた被覆１３３である。また、図３３の例では、樹脂成形体１３１から突出して延びた磁気コア４５の先端５８の側面１３２は、支持体４７のコイルボビン５５から一体となって連続して、先端５８に沿って全長に亙って延びた被覆１３４によって覆われている。いずれの例でも先端５８の端面１３５は被覆されていない。
【００６６】
このように構成された磁気センサに於いては、磁気コア４５の先端５８の側面１３２を樹脂の被覆１３３あるいは１３４によって覆ってあるため、磁気コア４５の側面に磁性体の異物が吸着されてしまうのを防止できると共に、耐食性を高めることができる。被覆１３３あるいは１３４は磁気コア４５の先端５８の側面１３２の一部だけを覆うものでも或る程度の効果は得られるが、側面１３２全体を覆うのが望ましい。磁気コア４５の端面１３５は被覆されていないので、磁気検出の妨害とはならない。
【００６７】
図３４乃至図３７に示す参考例に於いては、磁気センサは、センサ組立体１３６と、このセンサ組立体１３６を囲んで設けられてハウジングを形成する樹脂成形体１３７とを備えており、樹脂成形体１３７の円筒形の本体部分１３８には周方向溝１３９が形成されていて、この周方向溝１３９内にはＯリング１４０が嵌め込まれている。また、センサ組立体１３６は、磁束を発生する磁石４４と、磁気回路を形成する磁気コア４５と、磁気コア４５の周囲に巻かれて磁気コア４５を通る磁束の変化を検出するコイル４６と、これらの磁石４４、磁気コア４５およびコイル４６を組立体として支持する支持体４７とを備えている。
【００６８】
支持体４７は、磁気コア４５を受け入れると共にコイル４６を巻回すべきコイルボビン５５と、コイルボビン５５に一端で接続されて磁気コア４５および磁石４４を受け入れるスリーブ５６と、磁気コア４５および磁石４４をスリーブ５６内に保持するスペーサ５７と、スリーブ５６の他端に設けられてコイル４６に接続される端子５２と、スペーサ５７をスリーブ５６内に保持するキャップ１４２とを備えている。キャップ１４２は、樹脂成形体の樹脂材料と同等あるいは同じものを使用し、特に熱膨張係数が樹脂成形体と同じものを用いるのが望ましい。そのような材料の例は、ＰＢＴ，ＰＰ，ナイロン、エポキシ樹脂である。
【００６９】
このキャップ１４２は、例えば図３６に示す如き形状で、スペーサ５７のスリーブ５６からはみ出した部分に嵌合させられて、その縁部１４３でスリーブ５６の縁に接着剤により固着されている。キャップは図３７に示す如く、係合片１４４を持つキャップ１４５としても良く、この場合にはキャップ１４５の係合片１４４はスリーブ５６の外周に形成した凹部（図示してない）に弾性的に係合させて固着する。
【００７０】
このようなキャップ１４２あるいは１４５は、図３５に示す如く、Ｏリング１４０用の周方向溝１３９を持つ磁気センサ４１を樹脂成形する場合には、先に説明したように周方向溝１３９がアンダーカット（抜き取りの妨げとなる成形金型の突出部分が形成されること）とならないように、成形金型３７乃至４０内にセンサ組立体１３６をその軸を横置きにかつ端子５２を下向きにして配置して成形する場合に、センサ組立体１３６を横置きにしたときにスリーブ５６からスペーサ５７が脱落するのを防ぐ作用をする。この時点では磁石４４はまだ着磁されてないので、スペーサ５７の脱落の危険があるのである。このように、センサ組立体は、樹脂成形前にも磁気コア、磁石およびスペーサが、スリーブ内に確実に保持でき、製造作業の自動化が可能である。また、キャップ１４２は僅かな接着剤でスペーサ５７に接着できるので、接着剤がスペーサ５７と磁石４４との間に入り込んで磁気抵抗となる恐れも無い。図３７に示す弾性係合片１４４を持つキャップ１４５を用いれば、接着剤は全く不要で一動作でキャップ１４５を固着でき、
作業性が良い。係合片１４４の個数および形状はキャップ１４５をスリーブ５６に固定できれば任意である。
【００７１】
図３８および図３９に示す本発明と共に用いることのできる磁気センサの参考例に於いては、支持体４７のコイルボビン１５０のフランジ１５１の外縁のコイル４６が巻回される部分よりも外側の部分に複数の切欠１５２が設けられている。この切欠１５２は、成形金型内にセンサ組立体を入れて樹脂成形する際に、そこを通して熔融樹脂が流れ得るようにするための樹脂通路である。
【００７２】
切欠１５２の形状および数は様々に変形できるが、コイル４６の巻回作業、巻回したコイル４６、注入樹脂の流れ（湯回り）に悪影響を及ぼしてはならない。例えば、切欠１５２の数は１個でも良い。切欠１５２をもう１つのフランジ１５３だけに設けても、あるいは両方のフランジ１５１、１５３に設けても良い。また、切欠１５２の形でなくとも、フランジ１５１の全周あるいは一部について直径を巻回されたコイル４６の直径と同じにしても良い。
【００７３】
この磁気センサに於いては、樹脂成形時に熔融樹脂がコイルボビン１５０のフランジ１５１あるいは１５３によって妨げられることがなく、熔融樹脂の成形金型内の流れ即ち湯回りが良くなり、磁気センサを小型にできると共に、製品歩留まりも向上させることができる。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１記載の磁気センサは、軸心を持つセンサ組立体と、このセンサ組立体を囲んで設けられてハウジングを形成するとともに取付ブラケットを有する樹脂成形体とを備え、上記センサ組立体は、磁束を発生する磁石と、磁気回路を形成する磁気コアと、上記磁気コアの周囲に巻かれて上記磁気コアを通る磁束の変化を検出するコイルと、上記磁石、上記磁気コアおよび上記コイルを上記軸心の方向に配列した組立体として支持する支持体とを備え、上記支持体が、上記磁気コアを受け入れるコイルボビンと、上記コイルボビンに一端で接続されて上記磁気コアおよび上記磁石を受け入れるスリーブとを備えた磁気センサに於いて、上記磁気コアの先端の端面が、ほぼ長円形であって、検出対象の移動方向に対して直角な軸線を持ち、上記磁気コアおよび上記スリーブ間に、互いに係合して上記スリーブに対して上記磁気コアを、上記軸心回りの回転位置について位置決めをする位置決め装置を備えているので、磁気コアのスリーブに対する回り止めが実現でき、磁気センサの精度を高くすることができる。
【００７５】
請求項２記載の磁気センサの上記樹脂成形体は、上記磁気コアの近傍に設けられて、上記磁気コアの上記先端を上記検出対象に対して近傍位置で位置決めする位置決め装置を備えているので、磁気コアの位置が正確に位置決めされ、磁気センサの実効的位置決めを極めて高精度に行うことができる。
【００７６】
請求項３記載の磁気センサの上記樹脂成形体に設けられた上記位置決め装置が、磁気センサの軸心に直角方向に延びた位置決めピンであるので、磁気センサを従来の如く取付台座に貫通させずに、取付台座に平行に配置することができ、配置の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明と共に用いることのできる磁気センサの参考例を示す断面図である。
【図２】図１の磁気センサの位置決め用の係合部を示す端面図である。
【図３】図１の磁気センサを成形金型内に配置した状態を示す部分断面図である。
【図４】この発明と共に用いることのできる磁気センサの位置決め用の係合部の変形例を示す部分断面図である。
【図５】図４の磁気センサの係合部を示す端面図である。
【図６】図４の磁気センサの係合部を成形金型内に配置した状態を示す部分断面図である。
【図７】この発明と共に用いることのできる磁気センサのコイルボビンを示す斜視図である。
【図８】図７のコイルボビンのフランジを示す断面図である。
【図９】この発明と共に用いることのできる磁気センサのコイルボビンの変形例を示す側面図である。
【図１０】この発明と共に用いることのできる磁気センサのコイルボビンの別の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０のコイルボビンのフランジを示す断面図である。
【図１２】この発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体を示す斜視図である。
【図１３】この発明と共に用いることのできる磁気センサのコイルボビンの別の変形例を示す側面図である。
【図１４】図１３のコイルボビンに口出し線を配線した状態を示す断面図である。
【図１５】この発明と共に用いることのできる磁気センサのコイルボビンの別の変形例を示す側面図である。
【図１６】図１５のコイルボビンに口出し線を配線した状態を示す断面図である。
【図１７】この発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体を示す斜視図である。
【図１８】図１７のコイルボビンと係合突起とへの配線状態を示す断面図である。
【図１９】図１８のコイルボビンと係合突起との変形例を示す断面図である。
【図２０】この発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体の支持体の端子部分を示す斜視図である。
【図２１】図２０の支持体を用いた本発明と共に用いることのできる磁気センサの参考例を示す断面図である。
【図２２】この発明と共に用いることのできる磁気センサのセンサ組立体の端子部分の半田付作業を示す概略図である。
【図２３】この発明と共に用いることのできる磁気センサの支持体のスリーブとスペーサとの関係を示す平面図である。
【図２４】図２３のセンサ組立体の分解斜視図である。
【図２５】図２３のセンサ組立体の断面図である。
【図２６】この発明の磁気センサの磁気コアを示す斜視図である。
【図２７】図２６の磁気コアの底面図である。
【図２８】図２６の磁気コアとスリーブとの関係を示す斜視図である。
【図２９】図２６の磁気コアとスリーブとの関係を示す断面図である。
【図３０】この発明の磁気センサの変形例を示す斜視図である。
【図３１】図３０の磁気センサの取付状態を示す断面図である。
【図３２】この発明と共に用いることのできる磁気センサの変形例を示す断面図である。
【図３３】この発明と共に用いることのできる磁気センサの変形例を示す断面図である。
【図３４】この発明と共に用いることのできる磁気センサのキャップを有するセンサ組立体を用いた参考例の断面図である。
【図３５】図３４の磁気センサのための成形金型を示す断面図である。
【図３６】図３４の磁気センサのキャップを示す斜視図である。
【図３７】この発明と共に用いることのできる磁気センサのキャップの変形例を示す斜視図である。
【図３８】この発明と共に用いることのできる磁気センサのコイルボビンの変形例を示す斜視図である。
【図３９】図３８のコイルボビンの断面図である。
【図４０】従来の磁気センサの断面図である。
【図４１】図４０の従来の磁気センサを示す斜視図である。
【図４２】図４０の従来の磁気センサの取付状態を示す断面図である。
【図４３】図４０の従来の磁気センサのコイルボビンのフランジを示す断面図である。
【図４４】図４０の従来の磁気センサのセンサ組立体の配線状態を示す断面図である。
【図４５】図４０の従来の磁気センサのセンサ組立体の配線状態を示す側面図である。
【図４６】図４０の従来の磁気センサの樹脂成形工程を示す断面図である。
【図４７】従来の磁気センサの別の例を示す断面図である。
【図４８】図４７の従来の磁気センサの樹脂成形工程を示す断面図である。
【図４９】図３の磁気センサの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
４２センサ組立体、４４磁石、４５磁気コア、４６コイル、５５コイルボビン、４７支持体、４３樹脂成形体、５６スリーブ、１１２、１１４位置決め装置、１２５樹脂成形体の一端の位置決め装置（位置決めピン）。

Claims

軸心を持つセンサ組立体と、
このセンサ組立体を囲んで設けられてハウジングを形成するとともに取付ブラケットを有する樹脂成形体とを備え、
上記センサ組立体は、磁束を発生する磁石と、磁気回路を形成する磁気コアと、上記磁気コアの周囲に巻かれて上記磁気コアを通る磁束の変化を検出するコイルと、上記磁石、上記磁気コアおよび上記コイルを上記軸心の方向に配列した組立体として支持する支持体とを備え、
上記支持体が、上記磁気コアを受け入れるコイルボビンと、上記コイルボビンに一端で接続されて上記磁気コアおよび上記磁石を受け入れるスリーブとを備えた磁気センサに於いて、
上記磁気コアの先端の端面が、ほぼ長円形であって、検出対象の移動方向に対して直角な軸線を持ち、
上記磁気コアおよび上記スリーブ間に、互いに係合して上記スリーブに対して上記磁気コアを、上記軸心回りの回転位置について位置決めをする位置決め装置を備えたことを特徴とする磁気センサ。
上記樹脂成形体は、上記磁気コアの近傍に設けられて、上記磁気コアの上記先端を上記検出対象に対して近傍位置で位置決めする位置決め装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
上記樹脂成形体に設けられた上記位置決め装置が、磁気センサの軸心に直角方向に延びた位置決めピンであることを特徴とする請求項２記載の磁気センサ。