JP3879307B2 - 射出成形方法及びそれを用いて製造した回転検出装置 - Google Patents

射出成形方法及びそれを用いて製造した回転検出装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形方法及びその方法を用いて製造した装置、例えば、被検体の回転に応じて回転するロータに基づき、被検体の回転状態を電磁的に検出する回転検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
被検体の回転に応じて回転するロータに基づき、被検体の回転状態を電磁的に検出する回転検出装置として、本出願人は先に、特願平10−185086号を出願している。この回転検出装置を図6に示す。この回転検出装置は、ローター3と、このローター3に囲まれるように磁気抵抗の異なる部分が交互に多数配設されたロータスイッチ部8とを備えていると共に、ロータスイッチ部8を磁気回路の一部に含む閉磁気回路を形成するコア9A、9B及び永久磁石10や、その閉磁気回路の磁束量変化を交流電流に変換する電磁コイル11等をモールド樹脂15で一体としたセンサ本体6を備えている。
【0003】
ローター3及びロータスイッチ部8と、センサ本体6とが別体で構成されており、ローター3及びロータスイッチ部8は回転軸2に固定されて被検体と共に回転するようになっており、センサ本体6はベアリング5を介してローター3及びロータスイッチ部8に対向する位置に保持されて被検体と共に回転しないようになっている。
【0004】
そして、この回転検出装置では、センサ本体6がローター3及びロータスイッチ部8に対向する位置に保持されるように、センサ本体6が金属製カバー4内に収容され、金属製カバー4をベアリング5に備えられたハウジング5aの凹部に嵌め込み固定することにより、センサ本体6を上記位置に配置するようにしている。
【0005】
このとき、センサ本体6及び金属製カバー4をベアリング5に固定するに先立って、センサ本体6を金属製カバー4に固定するために、センサ本体6を構成する各構成要素(ロータスイッチ部8、コア9A、9B、コイル11など)を金属製カバー4内に配置したのち、射出成形を行なうことによって各構成要素が金属製カバー4内の所定位置で樹脂モールドされるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した射出成形について具体的に説明する。図7に射出成形工程を示し、この図に基づいて上記説明を行なう。まず、金属製カバー4を用意し、金属製カバー4を固定型21内に配置する。そして、ロータスイッチ部8、コア9A、9B、永久磁石10、及びコイル11等を金属製カバー4内に収容する。これにより、各構成要素の集合体が略円環状の外形を成した状態で、金属製カバー4の所定位置に配置される。
【0007】
そして、この後、移動型22を移動させる。このとき、位置ズレが生じても、移動型22の先端部が略円環状で構成された各構成要素(ロータスイッチ部8、コア9A、9B及びコイル11)内を通過できるように、移動型22の先端部の外径が各構成要素が構成する集合体の内径よりも小さくなるようにして、移動型22の先端部の外周と集合体の内周との間に間隙が形成されるようにサイズ設定を行なっている。
【0008】
このようにして、移動型の注入孔から樹脂を射出することによって、各構成要素を樹脂モールドしてセンサ本体6を形成すると共に、金属製カバー4にセンサ本体6を金属製カバー4を固定するようにしている。
しかしながら、上述したように、移動型22の外周と各構成要素の集合体の内周との間に間隙が設けられているため、この間隙を通じて射出した樹脂が図中の矢印に示すように集合体の内周側まで侵入していき、集合体の内周にモールド樹脂が配置された状態となる(図6参照)。従って、集合体の内径は、モールド樹脂が配置された分だけ縮小される。ベアリング5に金属製カバー4を組付けた際には、集合体の内周側にベアリングナット7の先端が嵌入されるため、集合体の内周の径をベアリングナット7の先端が嵌入できるサイズにする必要があり、モールド樹脂が入り込んだ分、各構成要素の径を大きくしなければならなくなる。このため、ロータスイッチ部8、コア9A、9B及びコイル11等の各構成要素の径が大きくなり、ひいては回転検出装置全体として大型化するという問題がある。
【0009】
本発明は上記問題に鑑みて成され、回転検出装置の小型化を図ることを第1の目的とする。
また、装置の小型化を実現するために好適な射出成形方法を提供することを第2の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
請求項1に記載の発明においては、金属製カバー(4)を用意すると共に、該金属製カバーを固定型(21)に固定する工程と、金属製カバー内に集合体を配置する工程と、移動型(22b)の先端部が集合体の内周に嵌入するように、該移動型を移動させる工程と、金属製カバーを成形型の一部として、移動型の先端部から樹脂を射出して樹脂部材(15)を射出成形する工程とを含み、集合体を配置する工程では、略円環状を成す集合体の内周全周に備えられた突出部(12a)を金属製カバーに配置し、移動型を移動させる工程では、移動型の先端部によって突出部を応力変形させることで、突出部にて、移動型の先端部の外周と集合体の内周との間をシールさせることを特徴としている。
【0011】
このように、集合体の内周全周に突出部を設け、移動型の先端部が突出部を応力変形させることで、突出部にて、移動型の先端部の外周と集合体の内周との間をシールさせるようにできる。これにより、突出部にて樹脂の移動を規制することができ、樹脂が集合体の内周側まで入り込むことをなくすことができる。これにより、回転検出装置全体の小型化を図ることができる。
【0012】
例えば、請求項3に記載の発明のように、突出部は、コイルスプールを集合体の径方向に突出させて形成することができる。また、請求項4に記載の発明のように、移動型の先端部に前記突出部の撓みを規制する段付き部(22c)を形成し、射出成形工程の際に、樹脂の圧力によって突出部が応力変形したとき
に、段付き部にて該突出部の応力変形を規制するようにして、前記シールが成されるようにしてもよい。
【0013】
なお、請求項2に示すように、固定型の凸部が集合体の内周に嵌入されるようにする場合には、この凸部によって突起部が応力変形するようにすることで、上記シールを行なっても良い。
このような請求項1乃至4に記載の回転検出装置の製造方法を用いて、請求項5又は6に示すように、略円環状を成す集合体の内周全周に突出部が設けられており、樹脂部材のうち集合体の内周に位置する部分が、突出部で終端した回転検出装置を製造することができる。
【0014】
請求項7に記載の発明においては、枠状体を固定型内に配置する工程と、移動型の先端部が枠状体の内周に嵌入するように、該移動型を移動させる工程と、移動型の先端部から樹脂を射出して樹脂部材を射出成形する工程とを含み、枠状体を配置する工程では、該枠状体の内周全周に備えられた突出部(12a)を固定型内に配置し、移動型を移動させる工程では、移動型の先端部によって突出部を応力変形させることで、突出部にて、移動型の先端部の外周と枠状体の内周との間をシールさせるようにしており、かつ、移動型の先端部に前記突出部の撓みを規制する段付き部(22c)を形成し、射出成形工程の際に、樹脂の圧力によって突出部が応力変形したときに、段付き部にて該突出部の応力変形を規制することを特徴としている。
【0015】
このように、移動型の先端部によって突出部が応力変形されるようにしておき、突出部にて、移動型の先端部の外周と枠状体の内周との間をシールさせるようにすれば、この間に樹脂が入り込むことをなくすことができるため、射出成形によて形成する装置を小型化することができる。そして、移動型に段付き部を形成し、射出成形工程の際に、樹脂の圧力によって突出部が応力変形したときに、段付き部にて該突出部の応力変形を規制するようにすることで、前記シールが成されるようにすることができる。なお、請求項に示すように、固定型の凸部が集合体の内周に嵌入されるようにする場合には、この凸部によって突起部が応力変形するようにすることで、上記シールを行なっても良い。
【0016】
なお、請求項に示すように、突出部は、枠状体の一部を該枠状態の内周方向に突出させて形成することができる。
【0017】
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態における回転検出装置の構成を示す断面図である。この回転検出装置1は、例えば、図示しない車両の従動輪の回転速度を検出する車輪速センサに適用される。
【0019】
回転検出装置1は、従動輪の回転軸2に固定されたロータ3と、金属製カバー4を介してベアリング5に備えられたハウジング5aに固定され、ロータ3の回転速度を検出するセンサ本体(検出部)6とによって構成されている。ロータ3は回転軸2と共に回転するようになっており、センサ本体6はベアリング5を介して回転軸2に対して回転可能に保持されている。これにより、ロータ3が回転軸2と共に回転しても、センサ本体6は回転軸2と共に回転しない構成となっている。
【0020】
ロータ3は、回転軸2の外周に沿った円筒形状を成しており、ベアリングナット7の方向に突き出て配設されている。また、ロータ3のその突出部分には、ロータ3の回転方向に沿って、所定間隔毎に交互に形成された磁性体の柱部(磁気抵抗の低い部分)と窓部(磁気抵抗の高い部分)とが備えられており、これらがロータスイッチ部8を構成している。そして、これら窓部と柱部はセンサ本体6と共に閉磁気回路を形成し、磁気回路内磁束量を変化させるスイッチの役割を果たす。
【0021】
センサ本体6には、ロータスイッチ部8の内周側に嵌入される部位が備えられており、以下のような構成となっている。
ロータスイッチ部8に対向するように折り曲げられた第1のコア9A及び第2のコア9Bは、回転軸2と同軸的に配設され、それぞれ円盤状に形成されている。これら第1のコア9Aと第2のコア9Bの内側には、平板状の永久磁石10とコイル11が巻回されたコイルスプール12とが第1及び第2のコア9A、9Bに挟まれるように配設されている。また、コイル11及びコイルスプール12よりも内周側に金属製のリング部材13が配置されており、このリング部材13と第1のコア9A及び第2のコア9Bによって、磁気回路が構成されている。
【0022】
コイルスプール12は、略環状形状の樹脂で構成されており、略環状形状の外周面に該外周を一周する溝が形成され、外周面側が開口した断面コの字形状となっている。この溝内にコイル11が巻回されている。そして、コイルスプール12の内周面側にコイルスプール12の内周一周する突出部12aが形成されている。つまり、この突出部12aによってコイルスプール12の内周面の径が部分的に縮小された構成となっている。この突出部12aは、先端に近づくにつれて薄肉となるように構成されている。なお、略環状形状に構成されたコイルスプール12の中心線を軸として、この軸が回転軸2と同軸的に配置された構成となっている。
【0023】
さらに、コイル11には出力端子14が接続されており、この出力端子14を通じて外部との接続が図られるようになっている。この外部端子14はコイルスプール12に嵌入固定されている。
これら第1及び第2のコア9A、9B、コイル11、コイルスプール12、リング部材13、出力端子14、及び永久磁石10は、樹脂(例えば、ポリブチレンテレフタラート(PBT))にてモールドされて一体化されている。この樹脂モールド部15にて一体化されたものがセンサ本体6を構成している。
【0024】
樹脂モールド部15は射出成形にて形成する。樹脂モールド部15の凹部の端部はコイルスプール12の突出部12aの先端で終端した状態となっている。つまり、ベアリングナット7の先端に対向する部分が凹部となった構成となっていて、リング部材13、出力端子14、及び永久磁石10によって構成される略円環状の集合体の内周部には、樹脂モールド部15のモールド樹脂が入り込んでいず、この内周部が露出した状態となっている。
【0025】
なお、このセンサ本体6において、第1及び第2のコア9A、9Bにそれぞれ設けられた第1及び第2の磁気スイッチ部9a、9b、つまりロータスイッチ部8との対向面は、樹脂モールド部15から露出するように構成されている。これら磁気スイッチ部9a、9bは、それぞれ円周方向に交互に磁性体部分と空間部分とを連続する相対向する爪状を成している。
【0026】
また、樹脂モールド部15は、出力端子14が配置される部位において突出形状となっている。
このように構成されたセンサ本体6を覆うように蓋型の金属製カバー4が配設されており、樹脂モールド部15と金属製カバー4との間に配設された接着剤等によって、センサ本体6と金属製カバー4とが固定されている。
【0027】
金属製カバー4には円筒状の突起で構成された開口部4aが形成されており、この開口部4aに出力端子14が嵌入されて外部接続が行えるようになっている。
なお、この金属製カバー4の一部がハウジング5aの凹部に嵌入されて、センサ本体6が上記ハウジング5aに固定されるようになっている。
【0028】
このように構成される回転検出装置1において、永久磁石10、第1のコア9B及びロータスイッチ部8の柱部、第2のコア9A、及びリング部材13によって閉磁気回路が構成される。また、第1、第2のコア9A、9Bの磁気スイッチ部9a、9bがロータスイッチ部8の窓部と対向する際には、閉磁気回路が各磁気スイッチ部9a、9bの2か所にて同時に切断される。そして、このように変化する閉磁気回路の磁束通過量に応じて、コイル11に電流が発生し、この電流が出力端子14を通じて図示しない解析手段に送信される。この解析手段において、電流の変化状態(周波数変化)から回転軸の回転速度が検出され、それに基づいて従動輪の車輪速度が検出される。
【0029】
次に、図1に示した回転検出装置の製造工程を図2、図3に示し、これらの図に基づいて回転検出装置の製造方法を説明する。また、図3に示す工程中における突出部近傍の部分拡大図を図4(a)〜(c)に示す。
〔図2に示す工程〕
まず、金属製カバー4をセンサ本体6(図1参照)を構成する第1及び第2のコア9A、9B、コイル11、コイルスプール12、出力端子14、永久磁石10、及びリング部材13と共に固定型21内に投入する。
【0030】
〔図3に示す工程〕
そして、置中子22aを第1及び第2のコア9A、9Bの外周に嵌め込み、さらに、移動型22bを所定位置、具体的には移動型22bの先端部の一部が突出部12aを通過してさらに金属製カバー4の奥まで入りこむ位置まで移動させる。
【0031】
このとき、移動型22bの先端部の外径が突出部の内径よりも大きくされているため、圧入にて移動型22bを突出部12a内に挿入させる。このときの様子は図4(a)、(b)のように示される。これらの図に示されるように、まず、移動型22bを突出部12a内に圧入させる前には、突出部12aは撓みがない状態(図4(a))となっている。そして、移動型22bを突出部内に圧入させると、突出部12aは移動型22bから加えられる力によって、移動型22bの挿入方向(紙面下方向)に撓ませられる(図4(b))。
【0032】
その後、射出成形により図1に示す樹脂モールド部15を形成する。具体的には、温度250℃以上、圧力20MPa以上にて樹脂を射出する。これにより、樹脂モールド部15にて、第1及び第2のコア9A、9B、コイル11、コイルスプール12、リング部材13、出力端子14、及び永久磁石10がモールドされて一体となる。このとき、図4(c)に示されるように、射出された樹脂の圧力によって突出部12aが撓み、樹脂が突出部12aを押しのけて突出部12aよりも外側に移動しようとするが、移動型22bの先端部に形成された段付き部22cに突出部12aが接触し、樹脂が突出部12aよりも外側に移動できないように規制される。これにより、移動型22bの外周と集合体の内周との間がシール突出部12aにてシールされ、突出部12aの先端位置で終端した形状で樹脂モールド部15が構成され、センサ本体6と金属製カバー4とが一体とされる。
【0033】
このように、移動型22bの先端部の外周が突出部12aで覆われるようにし、突出部12aにて射出された樹脂が集合体の内周側に移動しないようにすることで、回転検出装置全体の小型化を図ることができる。
(第2実施形態)
上記実施形態では、回転検出装置に射出成形方法を適用した場合を説明したが、本実施形態では、ショックアブソーバの減衰力調整用のマグネットロータの軸及びマグネットの外形を射出成形によって形成する場合を説明する。
【0034】
図5に、マグネットロータの軸51及びマグネット52を射出成形したときの断面図を示す。
略円筒形状を成すマグネット52内に、略円筒形状の軸51が嵌入されており、これらマグネット52及び軸51が樹脂53によって一体成形されている。
この軸51の内周部には、この内周から突出するように突出部51aが形成されており、射出成形時には、この突出部51aが移動型の先端部の外周と接して、軸51の内周と移動型との間がシールされるようになっている。このため、図5に示すように、先端部よりも軸51の内周側に樹脂53が入り込んでいない状態となっている。
【0035】
このように、マグネットロータの軸51及びマグネット52を射出成形する際においても、本発明を適用することができる。
(他の実施形態)
上記第1実施形態では、コイルスプール12に突出部12aを設けることによって樹脂がセンサ本体6の各構成要素によって構成される集合体の内周に入り込まないようにしているが、コイルスプール12と一体としなくても良い。例えば、突出部12aを構成する部材を別途構成してもよく、またリング部材13の内周にバリを形成することによって突出部12aとしてもよい。
【0036】
また、上記第1実施形態では、突出部12aの撓みを移動型22bの段付き部22cで規制するようにして突出部12aよりも外側に樹脂が移動しないようにしているが、突出部12aのみのシールによってもこのような効果を得ることは可能である。
上記第2実施形態においても軸とは別構成で突出部を備えるようにしてもよい。
【0037】
また、上記実施形態では、移動型22bの先端部が集合体の内周に当接するようにする場合を示したが、固定型21に凸部を設け、この凸部が集合体の内周に当接して、突起部12aを応力変形させるようにしてもよい。例えば、まず、固定型21内に集合体を配置したのち、移動型22bを移動させる際に集合体を共に移動させ、集合体の内周に凸部が嵌入されるようにすることで実現できる。
【0038】
なお、上記第1実施形態では回転検出装置、第2実施形態ではマグネットロータの軸とマグネットを射出成形する場合について本発明の一実施形態における射出成形方法を適用した場合を説明したが、他の装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を適用した回転検出装置の断面図である。
【図2】図1に示す回転検出装置の製造工程を説明するための図である。
【図3】図2に続く回転検出装置の製造工程を説明するための図である。
【図4】図2に示す工程中における突出部近傍の拡大図である。
【図5】本発明の第2実施形態であってマグネットロータの軸及びマグネットを射出成形したときの断面図である。
【図6】本出願人が先に出願した回転検出装置の断面図である。
【図7】図6に示す回転検出装置の射出成形時を示す図である。
【符号の説明】
1…回転検出装置、2…回転軸、3…ロータ、4…金属製カバー、5…ベアリング、5a…ハウジング、6…センサ本体、7…ベアリングナット、 8…ロータスイッチ部、9A、9B…第1、第2のコア、10…永久磁石、11…コイル、12…コイルスプール、13…リング部材、14…出力端子、15…樹脂モールド部、51…軸、51a…先端部、52…マグネット、53…樹脂。

Claims (9)

  1. 被検体の回転に応じて磁気抵抗の異なる部分が交互に入れ代わるロータスイッチ部(8)によって磁気抵抗を変化させる磁束通路部(9A、9B、13)と、
    前記磁束通路部における磁束を発生させる磁石(10)と、
    前記磁束通路部における磁束変化に応じた電流を発生する電磁コイル(11)と、
    前記電磁コイルが巻回されたコイルスプール(12) と、を含んで構成される略枠状の集合体を樹脂部材(15)でモールドしてなるセンサ本体(6)を備えた回転検出装置の製造方法において、
    固定型内に前記集合体を配置する工程と、
    移動型の先端部が前記集合体の内周に嵌入するように、該移動型を移動させる工程と、
    前記移動型の先端部から樹脂を射出して前記樹脂部材を射出成形する工程とを含み、
    前記集合体を配置する工程では、略枠状を成す前記集合体の内周全周に備えられた突出部(12a)を前記固定型内に配置し、
    前記移動型を移動させる工程では、前記移動型の先端部によって前記突出部を応力変形させることで、前記突出部にて、前記移動型の先端部の外周と前記集合体の内周との間をシールさせることを特徴とする回転検出装置の製造方法。
  2. 被検体の回転に応じて磁気抵抗の異なる部分が交互に入れ代わるロータスイッチ部(8)によって磁気抵抗を変化させる磁束通路部(9A、9B、13)と、
    前記磁束通路部における磁束を発生させる磁石(10)と、
    前記磁束通路部における磁束変化に応じた電流を発生する電磁コイル(11)と、
    前記電磁コイルが巻回されたコイルスプール(12) と、を含んで構成される略枠状の集合体を樹脂部材(15)でモールドしてなるセンサ本体(6)を備えた回転検出装置の製造方法において、
    凸部が設けられた固定型内に前記集合体を配置する工程と、
    移動型を移動させる工程と、
    前記移動型及び前記固定型内に樹脂を射出して前記樹脂部材を射出成形する工程とを含み、
    前記集合体を配置する工程では、略枠状を成す前記集合体の内周全周に備えられた突出部(12a)を前記固定型内に配置し、
    前記移動型を移動させる工程では、前記移動型と共に前記集合体を移動させ、前記集合体の内周に前記凸部が嵌入されるようにすると共に、該凸部によって前記突出部を応力変形させることで、前記突出部にて、前記移動型の先端部の外周と前記集合体の内周との間をシールさせることを特徴とする回転検出装置の製造方法。
  3. 前記突出部は、前記コイルスプールを前記集合体の内周方向に突出させて形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の回転検出装置の製造方法。
  4. 前記移動型の先端部に前記突出部の撓みを規制する段付き部(22c)を形成し、前記射出成形工程の際に、前記樹脂の圧力によって前記突出部が応力変形したときに、前記段付き部にて該突出部の応力変形を規制することを特徴とする請求項に記載の回転検出装置の製造方法。
  5. 被検体の回転に応じて磁気抵抗の異なる部分が交互に入れ代わるロータスイッチ部(8)によって磁気抵抗を変化させる磁束通路部(9A、9B、13)と、
    前記磁束通路部における磁束を発生させる磁石(10)と、
    前記磁束通路部における磁束変化に応じた電流を発生する電磁コイル(11)と、
    前記電磁コイルが巻回されたコイルスプール(12)とを含んで構成される集合体を樹脂部材(15)でモールドしてなるセンサ本体(6)を備え、
    略枠状を成す前記集合体の内周全周に突出部(12a)が設けられており、前記樹脂部材のうち、前記集合体の内周に位置する部分は、前記突出部先端で終端していることを特徴とする回転検出装置。
  6. 前記突出部は、前記コイルスプールを前記集合体の内周方向に突出させた構成となっていることを特徴とする請求項5に記載の回転検出装置。
  7. 枠状体を固定型内に配置する工程と、
    移動型の先端部が前記枠状体の内周に嵌入するように、該移動型を移動させる工程と、
    前記移動型の先端部から樹脂を射出して前記樹脂部材を射出成形する工程とを含み、
    前記枠状体を配置する工程では、該枠状体の内周全周に備えられた突出部(12a)を前記固定型内に配置し、
    前記移動型を移動させる工程では、前記移動型の先端部によって前記突出部を応力変形させることで、前記突出部にて、前記移動型の先端部の外周と前記枠状体の内周との間をシールさせるようにしており、
    かつ、前記移動型の先端部に前記突出部の撓みを規制する段付き部(22c)を形成し、前記射出成形工程の際に、前記樹脂の圧力によって前記突出部が応力変形したときに、前記段付き部にて該突出部の応力変形を規制することを特徴とする射出成形方法。
  8. 枠状体を凸部が形成された固定型内に配置する工程と、
    移動型を移動させる工程と、
    前記移動型及び前記固体型内に樹脂を射出して前記樹脂部材を射出成形する工程とを含み、
    前記枠状体を配置する工程では、該枠状体の内周全周に備えられた突出部(12a)を前記固定型内に配置し、
    前記移動型を移動させる工程では、前記移動型と共に前記枠状体を移動させ、前記枠状体の内周に前記固定型に形成された前記凸部が嵌入されるようにすると共に、該凸部によって前記突出部を応力変形させることで、前記突出部にて、前記移動型の先端部の外周と前記枠状体の内周との間をシールさせることを特徴とする射出成形方法。
  9. 前記突出部は、前記枠状体の一部を該枠状の内周方向に突出させて形成することを特徴とする請求項7または8に記載の射出成形方法。
JP4028699A 1999-02-18 1999-02-18 射出成形方法及びそれを用いて製造した回転検出装置 Expired - Fee Related JP3879307B2 (ja)

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