JP4543751B2

JP4543751B2 - 回転センサ

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Publication number: JP4543751B2
Application number: JP2004157176A
Authority: JP
Inventors: 範章藤田; 和禎鶴田; 敏之松尾
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: JP2005337892A; US7155984B2; EP1600780B1; EP1600780A1; US20050268732A1

Description

本発明は、回転センサに関する。

公知の回転センサとして、後述の特許文献１に記載のものがある。この回転センサについて、図５を参照して説明する。

回転センサは、例えば、車両のタイヤと共に回転するロータ１に対向するように設けられる。磁性体であるロータ１が回転すると、その歯車の凹凸により、ホールＩＣ２（検出素子）を通過する磁束密度が変化する。この磁束密度の変化をホールＩＣ２によって検出することで、ロータ１の回転速度が検出され、回転センサは、車速センサとして機能する。

回転センサにおいて、円柱状のホルダ３は、樹脂成形により、ターミナル４と一体に成形されている。ホルダ３を貫通したターミナル４の一端４’は、基板５に設けられる端子６を介して、ホールＩＣ２に電気的に接続されている。また、ターミナル４の他端４’’は、ケーブル７の芯線に電気的に接続されている。そして、このホルダ３が筒状のケース８に嵌入された後で、キャップ状の封止部材９が、樹脂成形によりモールド成形され、ケース８とホルダ３とが液密的に封止されている。このとき、ターミナル４と、このターミナル４に接続されるケーブル７も、一体にモールド成形されている。つまり、ホールＩＣ２に電気的に接続されるターミナル４は、ホルダ３及び封止部材９に埋設されたものであった。
特開平６−８２４７８号公報（第３〜４頁、図１を参照）

上述した回転センサにおいては、ケース８とホルダ３とが封止部材９により封止され、かつ、ターミナル４がホルダ３及び封止部材９に埋設されることで、ホールＩＣ２の設けられる部位が密閉される構造となっている。

ところが、ホルダ３及び封止部材９と、ターミナル４との間には、その材質の違いに起因して、熱膨張率に差がある。したがって、回転センサが、その雰囲気温度の上昇と低下が繰り返される温度サイクル環境のもとで使われる場合、その膨張や収縮の度合いの差によっては、ホルダ３及び封止部材９と、ターミナル４との境界部分に隙間が形成される可能性があった。

この場合、ケーブル７の芯線を伝ってセンサ外部から浸入した水分、油分等が、この隙間を経由してホールＩＣ２の設けられる部位に到達するおそれがある。このような水分、油分の浸入は、ホールＩＣ２における端子間の電食やショートを引き起こす要因となり、ホールＩＣ２の特性の悪化、ひいては、回転センサにおける性能の低下が懸念される。

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、回転センサが温度サイクル環境のもとで使われる場合であっても、検出素子が設けられる部位への水分、油分の浸入を確実に防止して、回転センサの性能を確保することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、少なくとも一方が開口したケースと、該ケースに収容されるとともに、前記ケース外で回転するロータの動きを検出し、回転信号を出力する検出素子と、一端が該検出素子に電気的に接続され、他端が前記ケース外に延びるターミナルと、前記ケースの開口を覆うとともに前記ターミナルが挿通されるカバー部材と、前記ケースの内側の前記検出素子と前記カバー部材との間に設けられるとともに前記ケースに圧入嵌合され、前記ターミナルが挿通される弾性体と、を備える回転センサにおいて、前記カバー部材は、前記弾性体を介して、前記検出素子に圧接される回転センサとしたことである。

好ましくは、請求項２に記載の様に、前記カバー部材には、前記ケースの開口に係合する係合部が設けられると良い。

好ましくは、請求項３に記載の様に、前記ケースの開口を封止するモールド部が、前記カバー部材を介して、前記ケースに樹脂成形により形成されると良い。

好ましくは、請求項４に記載の様に、前記ターミナルが略丸棒状を呈すると良い。

本発明によれば、検出素子は、略筒状のケースに収容され、このケースには、略筒状の弾性体が、圧入により嵌合されている。弾性体には、検出素子に電気的に接続されるターミナルが、圧入により挿通されている。この場合、弾性体においては、弾性変形した状態で、ケース及びターミナルとそれぞれ当接する構造となっている。したがって、この弾性変形分を、温度サイクル環境下での熱膨張を考慮して設定することで、回転センサが温度サイクル環境のもとで使われる場合であっても、弾性体のもつ弾性力により、ケースにおいて検出素子が設けられる部位を密閉できる。その結果、検出素子が設けられる部位への水分、油分の浸入を確実に防止でき、回転センサの性能を確保できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。図１は、本発明に係る回転センサ１０の構造を示す図である。なお、本実施形態においては、車両の車輪と共に回転するロータ１１の回転速度を検出するための車速センサとして、回転センサ１０が適用される例を説明する。

回転センサ１０は、大まかには、センサ本体２０と、モールド部３０とからなる。センサ本体２０は、磁性体であるロータ１１に対向するように設けられる。ロータ１１が回転すると、その回転が、センサ本体２０のケース２１に収容されたホールＩＣ２２によって検出される。そして、センサ本体２０において検出された信号は、ターミナル２３を介して、モールド部３０に埋設されるターミナル３１に伝達される。ターミナル３１には、ケーブル３２の芯線が、溶接等により、接続されている。ケーブル３２は、図示しない制御用コントローラに接続されている。

以下、センサ本体２０について、図２を参照して説明する。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。

センサ本体２０は、ケース２１と、ホールＩＣ２２と、ターミナル２３と、ホルダ２４と、プレート２５とを備えている。

ケース２１は、底有で、略円筒状を呈している。ケース２１の開口２１ａには、複数の爪部２１ｂ（同図中では、１つのみ符番を付す）が設けられている。

ホールＩＣ２２（検出素子）は、ケース２１に収容されている。ホールＩＣ２２は、通過する磁束密度に応じた信号を出力する、公知の磁気検出素子である。なお、ホールＩＣ２２には、図示しないマグネットが内蔵されている。

ターミナル２３は、一対設けられ、略丸棒状を呈している。ターミナル２３の一端２３ａは、溶接等により、ホールＩＣ２２に電気的に接続されている。ターミナル２３の他端２３ｂは、溶接等により、前述したターミナル３１（図１を参照）に電気的に接続されている。

ホルダ２４（弾性体）は、ゴム製で、略円筒状を呈している。ホルダ２４は、ケース２１に、圧入により嵌合されている。一対のターミナル２３は、このホルダ２４に、圧入により、それぞれ挿通されている。以下、ホルダ２４の詳しい構造について、図３を参照して説明する。図３は、図２におけるホルダ２４周辺の部分的な拡大図である。

ホルダ２４は、基部２４ａにおいて、ケース２１に圧入により嵌合されている。基部２４ａの外周には、シール部２４ｂが設けられている。シール部２４ｂは、基部２４ａの外周の全周にわたって、その径方向に突出するように設けられ、いわゆるリップ状を呈している。ホルダ２４の基部２４ａは、そのシール部２４ｂが径方向に関して弾性変形した状態で、ケース２１に嵌合されている。つまり、ホルダ２４の基部２４ａがケース２１に圧入により嵌合されるように、この圧入代（弾性変形分）を含んだシール部２４ｂの形状が設定されている。この場合、ホルダ２４の基部２４ａにおける外径は、ケース２１の内径よりも、見かけ上、大きく形成されている。

また、基部２４ａには、その軸方向に貫通するように、一対の挿通孔２４ｃが設けられている。挿通孔２４ｃには、ターミナル２３が、圧入により挿通されている。挿通孔２４ｃの内周には、シール部２４ｄが、それぞれ設けられている。シール部２４ｄは、挿通孔２４ｃの内周の全周にわたって、その径方向に突出するように設けられ、いわゆるリップ状を呈している。ホルダ２４の挿通孔２４ｃにおいては、そのシール部２４ｄが径方向に関して弾性変形した状態で、ターミナル２３が挿通されている。つまり、ホルダ２４の挿通孔２４ｃにターミナル２３が圧入により挿通されるように、この圧入代（弾性変形分）を含んだシール部２４ｄの形状が設定されている。この場合、ホルダ２４の挿通孔２４ｃにおける内径は、ターミナル２３の外径よりも、見かけ上、小さく形成されている。

プレート２５（カバー部材）は、略円板状を呈している。図２に示す様に、プレート２５には、ホルダ２４の挿通孔２４ｃに対応して、一対の挿通孔２５ａが設けられている。この挿通孔２５ａにおいては、ターミナル２３がそれぞれ挿通されている。また、プレート２５の外周には、ケース２１の爪部２１ｂに対応して、複数の係合部２５ｂ（同図中では、１つのみ符番を付す）が設けられている。この係合部２５ｂが、ケース２１の開口２１ａの爪部２１ｂに係合することで、ケース２１の開口２１ａが、プレート２５によって覆われるようになっている。なお、この場合、ホルダ２４は、軸方向に関して弾性変形した状態で、ホールＩＣ２２とプレート２５との間に介装されている。つまり、プレート２５は、ホルダ２４を介して、ホールＩＣ２２に圧接された状態となっている。なお、ホルダ２４においては、ホールＩＣ２２とプレート２５との間に弾性力を介して介装されるように、圧入代（弾性変形分）を含んだその軸方向の寸法が設定されている。

以上に説明した各部材からなるセンサ本体２０の組み立てに際しては、まず、ホールＩＣ２２を、ターミナル２３の一端２３ａに、溶接等により、電気的に接続する。次に、ホールＩＣ２２に接続されたターミナル２３を、ホルダ２４の基部２４ａに設けられた挿通孔２４ｃに、圧入により挿通し、互いに組み立てられたこれら部材を、ケース２１内に収容する。そして、プレート２５を、これら部材が覆われるように、ケース２１の開口２１ａに嵌合することで、センサ本体２０の組み立てが完了する。

ケース本体２０の組み立てが完了した後、ケース２１には、プレート２５を介して、モールド部３０が樹脂成形により形成される（図１を参照）。つまり、ケース２１の開口２１ａは、プレート２５を介して、モールド部３０により封止される構造となっている。なお、この樹脂成形時には、ターミナル２３と、ターミナル２３に接続されるターミナル３１と、ターミナル３１に接続されるケーブル３２も一体に形成され、これにより、ターミナル２３及び３１は、モールド部材３０に埋設されるようになっている。

なお、ホルダ２４に設けられるシール部２４ｂ、２４ｄの形状は、上記のものに限定されない。例えば、ターミナル２３及びケース２１に対するホルダ２４の組付け性（組付けのし易さ）等を考慮して、図４（ａ）、（ｂ）に示すような形状の適用も可能である。図４（ａ）に示すホルダ２４’においては、シール部２４ｂ’、２４ｄ’が、いわゆるセルフリップ形状のものとなっている。これにより、ホルダ２４’の基部２４ａにおいては、ケース２１’に圧入により嵌合され易くなり、かつ、ターミナル２３’が挿通穴２４ｃ’に圧入により挿通され易くなっている。

また、図４（ｂ）に示すホルダ２４’’の基部２４ａ’’においては、シール部２４ｂ’’とシール部２４ｄ’’とが、軸方向に関して、互いに分割されるように配置されている。この場合、ターミナル２３’’の圧入に起因して基部２４ａ’’がその径方向に弾性変形するものの、この変形分（外径の拡大分）の影響が、ケース２１’’に圧入により嵌合されるシール部２４ｂ’’には及びにくい構造となっている。これにより、ホルダ２４’’の基部２４ａ’’においては、前述の変形分が加わることでケース２１’’に対する圧入代が必要以上に大きくなることが避けられ、ケース２１’’に対する組付け性を向上できる。

以下、本発明の回転センサ１０を車速センサに適用する例を説明する。

図１に示す様に、回転センサ１０は、例えば、車両のタイヤと共に回転するロータ１１にケース２１が対向するように設けられる。磁性体であるロータ１１が回転すると、その外周の歯車の凹凸により、ケース２１に収容されたホールＩＣ２２を通過する磁束密度が変化し、この磁束密度の変化が、ホールＩＣ２２において検出される。そして、ホールＩＣ２２の検出信号が、ターミナル２３、ターミナル３１、ならびに、ケーブル３２を経由して、図示しない制御用コントローラに伝達される。これにより、ロータ１１の回転速度が検出され、回転センサ１０は、車速センサとして機能する。

なお、本発明の回転センサ１０は、車両の変速機におけるギヤの回転を検出するギヤセンサとしても適用できる。この場合、検出の対象となるギヤが、本実施形態におけるロータ１１に対応する。

以上説明した様に、本発明の回転センサ１０によれば、ホールＩＣ２２は、略筒状のケース２１に収容され、ケース２１には、略筒状のホルダ２４が、圧入により嵌合されている。そして、ホルダ２４には、ホールＩＣ２２に電気的に接続されるターミナル２３が、圧入により挿通されている。この場合、ホルダ２４においては、弾性変形した状態で、ケース２１及びターミナル２３とそれぞれ当接する。つまり、ホルダ２４は、所定の圧入代を介して、ケース２１及びターミナル２３とそれぞれ当接する構造となっている。したがって、この圧入代を、温度サイクル環境下における熱膨張分を考慮してそれぞれ設定することで、温度サイクル環境下においても、ホルダ２４のもつ弾性力により、ケース２１においてホールＩＣ２２が設けられる部位を密閉できる。その結果、ケース２１の外部（例えば、温度サイクル環境下においてターミナル２３とモールド部３０との間に形成される隙間）からの水分、油分の浸入を確実に防止でき、回転センサ１０の性能を確保できる。

また、ケース２１の開口２１ａを覆うプレート２５は、ホルダ２４を介して、ホールＩＣ２２に圧接されている。つまり、ホルダ２４は、軸方向に関して弾性変形した状態で、ホールＩＣ２２とプレート２５との間に介装され、これにより、ホールＩＣ２２においては、ホルダ２４のもつ弾性力により、ケース２１の軸方向に関する位置が規制される。したがって、ホールＩＣ２２を、ケース２１に対して、防振された状態で固定できる。その結果、振動等に起因したホールＩＣ２２の劣化、検出性能の低下等を防止できる。

また、モールド部３０は、プレート２５を介して、ケース２１に樹脂成形により形成される。この場合、プレート２５は、係合部２５ｂを介してケース２１の開口２１ａに係合しているので、モールド部３０を樹脂成形する際の成形圧は、プレート２５により支持され、ケース２１内には成形圧が作用しない。したがって、ケース２１に収容されるホールＩＣ２２に成形圧が作用することを防止できる。その結果、樹脂成形時の成形圧の作用に起因したホールＩＣ２２の劣化、損傷を防止できる。

また、ホルダ２４に圧入されるターミナル２３の断面は円形状なので、角断面を有するターミナルに比べて、ホルダ２４の弾性力をターミナル２３の面直方向（径内方向）に均一に作用させることができ、高いシール性を確保できる。さらに、角断面を有するターミナルをホルダ２４に圧入する時のように、断面の角部によるホルダ２４の傷付きのおそれもない。

本発明に係る回転センサの構造を示す図。図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図。図２におけるホルダ周辺の部分的な拡大図。図２におけるホルダの他の実施形態を示す図。公知の回転センサの構造を示す図。

符号の説明

１０回転センサ
１１ロータ
２１ケース
２１ａ開口
２２ホールＩＣ（検出素子）
２３ターミナル
２４ホルダ（弾性体）
２５プレート（カバー部材）
２５ｂ係合部
３０モールド部

Claims

少なくとも一方が開口したケースと、
該ケースに収容されるとともに、前記ケース外で回転するロータの動きを検出し、回転信号を出力する検出素子と、
一端が該検出素子に電気的に接続され、他端が前記ケース外に延びるターミナルと、
前記ケースの開口を覆うとともに前記ターミナルが挿通されるカバー部材と、
前記ケースの内側の前記検出素子と前記カバー部材との間に設けられるとともに前記ケースに圧入嵌合され、前記ターミナルが挿通される弾性体と、
を備える回転センサにおいて、
前記カバー部材は、前記弾性体を介して、前記検出素子に圧接されることを特徴とする回転センサ。
前記カバー部材には、前記ケースの開口に係合する係合部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転センサ。
前記ケースの開口を封止するモールド部が、前記カバー部材を介して、前記ケースに樹脂成形により形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転センサ。
前記ターミナルが略丸棒状を呈することを特徴とする請求項１に記載の回転センサ。