JP5083130B2 - 回転検出装置の搭載方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転検出装置の搭載方法に関するものである。

従来、回転検出装置の一例として特許文献１に示されるものがあった。

特許文献１に示される回転検出装置は、被検出体に配設される検出部、この検出部を支持するハウジング部、そして、このハウジング部と一体に成形されて被検出体のハウジングとのボルトによる締結に用いられる締結用フランジを備えて構成されている。さらに、このハウジング部には、その中ほどに形成された環状の溝にＯリングが装嵌されている。そして、回転検出装置を被検出体のハウジングに対して搭載する際には、被検出体のハウジングに設けられている取付け用貫通孔の側壁とＯリングとの密着によってそのシール性が確保、維持されるようになる。
特開２００６−３０８３３０号公報

上述のように特許文献１に示される回転検出装置は、回転検出装置を被検出体のハウジングに対して搭載する場合、被検出体のハウジングに設けられている取付け用貫通孔から被検出体のハウジングの内部に回転検出装置のハウジング部が露出することになる。

ところが、被検出体のハウジングの厚みや形状、及びハウジング内部の構成部品は、メーカーや製品ごとに異なる。したがって、回転検出装置の精度を左右する検出部と被検出体とのギャップを広げることなく、上述のような制約に対応するためには、回転検出装置を異なる搭載対象間で共通化することが困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、異なる搭載対象間で回転検出装置を共通化しやすい回転検出装置の搭載方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の回転検出装置の搭載方法は、ハウジング内に設けられた被検出体の回転態様を検出する回転検出装置の搭載方法であって、
回転検出装置は、バイアス磁界を発生する磁石と、被検出体の回転に伴うバイアス磁界の変化に応じた信号を出力する磁気検出素子と、磁気検出素子からの検出信号を処理する処理回路と、処理回路にて処理された信号を外部に出力するためのターミナルとが設けられたセンサー部品とを備え、
ハウジングは、被検出体に対応する位置に、磁石及びセンサー部品が挿入されるものであり、被検出体側に凹んだ有底の挿入穴を有し、
ハウジングの挿入穴は、磁石及びセンサー部品が挿入された状態で磁石の位置を固定するとともに、被検出体に対して磁石及びセンサー部品を位置決め可能であり、
ハウジングの挿入穴に対して被検出体とは反対側から磁石及びセンサー部品を挿入することによって、回転検出装置を挿入穴の底部を介して被検出体と対向するようにハウジングに搭載することを特徴とするものである。

このように、被検出体のハウジングに設けた有底の挿入穴に、磁石及びセンサー部品を挿入するだけで、回転検出装置（磁石、センサー部品）を被検出体のハウジング内部に露出することなくハウジングに搭載することができる。また、被検出体のハウジングの厚み、形状が異なる場合であっても、挿入穴の深さだけ適切に設けられていれば、その挿入穴に回転検出装置（磁石、センサー部品）を挿入するだけで、被検出体とのギャップを広げることなく被検出体のハウジングに回転検出装置（磁石、センサー部品）を搭載することができる。したがって、請求項１のようにすることによって、回転検出装置を異なる搭載対象間で共通化しやすくできる。

また、請求項２に示すように、磁石はセンサー部品が挿入されるものであり、センサー部品が挿入された状態でセンサー部品の位置を固定するセンサー挿入穴を有しているものであって、ハウジングの挿入穴に磁石を挿入して、磁石のセンサー挿入穴にセンサー部品を挿入することによって回転検出装置をハウジングに搭載するようにしてもよい。

また、請求項３に示すように、ハウジングの挿入穴は、磁石の形状と同等の形状を有するようにしてもよい。

このようにすることによって、磁石が挿入された状態で磁石の位置を固定することができる。

また、請求項４に示すように、センサー挿入穴は、センサー部品の形状と同等の形状を有するようにしてもよい。

このようにすることによって、センサー部品が挿入された状態でセンサー部品の位置を固定することができる。

また、請求項５に示すように、回転検出装置をハウジングに搭載した後に回転検出装置の特性調整を行なうようにしてもよい。

このようにすることによって、実際の被検出体を用いて特性調整を行なうことができるので、検査用の被検出体を用いた場合に比べて調整精度を向上させることができる。

また、請求項６に示すように、ハウジングは、内燃機関のハウジングであり、被検出体はクランクシャフトに設けられたクランクローターとしてもよい。つまり、回転検出装置を内燃機関におけるクランクの回転態様を検出するものに適用することができる。

本発明の回転検出装置の搭載方法は、被検出体のハウジングに設けられた有底の挿入穴に磁石及びセンサー部品を挿入するものであるため、磁石、センサー部品が被検出体のハウジング内に露出することがない。つまり、回転検出装置（磁石、センサー部品）の搭載環境を緩和することができるので好ましい。

したがって、請求項６に示すように、回転検出装置を内燃機関におけるクランクの回転態様を検出するものに適用した場合であっても、回転検出装置（磁石、センサー部品）が内燃機関内に露出して、オイルに晒されたり、高温の環境に配置されたりという劣悪な環境に搭載されることはないので好ましい。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態における磁気センサーチップの概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は断面図である。図３は、本発明の実施の形態における磁石の概略構成を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態における回転検出装置の搭載方法を説明するための図である。

本実施の形態における回転検出装置は、例えば車載内燃機関（以下、エンジンとも称する）のクランクシャフトの回転角度を検出するものに適用した例を用いて説明する。

回転検出装置は、センサー部品１０、磁石２０、コネクタ３０などを含むものである。センサー部品１０（モールドＩＣ）は、図２に示すように、磁気検出素子としての例えば１対の磁気抵抗素子対が処理回路とともに集積回路化された磁気センサーチップ１３と、この磁気センサーチップ１３が接着部材１４を介して搭載されているターミナル１２（例えば、銅製のリードフレーム）とを備える。つまり、端子部であるターミナル１２、平坦部からなるアイランド、アイランドを保持するタイバーとで構成されているリードフレームのアイランドに磁気センサーチップ１３がマウントされ、例えばＡｇ粉末を含むエポキシ系の導電性の接着部材（Ａｇペースト）１４によって固定されている。また、リードフレームのターミナル１２と磁気センサーチップ１３上の電極とがワイヤボンディングにより接続されている。そして、磁気センサーチップ１３とターミナル１２（リードフレーム）とがモールド樹脂１１によって一体にモールドされている。

磁石２０は、バイアス磁界を発生する永久磁石であり、図３に示すように、貫通孔のセンサー挿入穴２１を備える柱状部材である。センサー挿入穴２１には、上記センサー部品１０が挿入されるかたちとなる。センサー挿入穴２１は、センサー部品１０が挿入された状態でセンサー部品１０の位置を固定するものであり、例えば、挿入されるセンサー部品１０の形状（モールド樹脂１１の形状）と同等の形状をなすものであり。これによって、センサー部品１０を磁石２０のセンサー挿入穴２１に挿入した状態で、センサー部品１０と磁石２０との位置決めがなされるものである。したがって、センサー部品１０と磁石２０との組み付け精度（位置精度）を向上させることができる。

コネクタ３０は、センサー部品１０からの検出信号を出力したりするために、センサー部品１０と外部とを電気的に接続するコード３１を備えるものである。例えば、センサー部品１０へ直接連結するような、リード付きコネクタなどを採用することができる。コネクタ３０は、後ほど説明するエンジンハウジング１２０の磁石挿入穴１２１に固定可能であり、センサー部品１０のモールド樹脂１１から露出したターミナル１２側と電気的に接続すると共に、磁石挿入穴１２１に固定された状態で防水構造をなすものである。よって、エンジンハウジング１２０の外部から磁石挿入穴１２１に水などが浸入したりするのを防止するものである。

次に、上記回転検出装置が搭載されるエンジン１００の回転検出に関係する部分及び、本実施の形態における回転検出装置の搭載方法に関して、図１及び図４を用いて説明する。図４は、エンジンハウジング１２０を磁石挿入穴１２１の開口部方向からみた場合の図面である。

図１及び図４（ａ）に示すように、エンジンハウジング１２０は、被検出体であるローター１１０に対応する位置に磁石挿入穴（挿入穴）１２１を備える。ローター１１０は、クランクシャフトに設けられるものであり歯車形状をなすものである。

磁石挿入穴１２１は、磁石２０が挿入されるものであり、磁石２０が挿入された状態で磁石２０の位置を固定する有底の穴である。例えば、挿入される磁石２０の形状と同等の形状をなすものであり。なお、磁石挿入穴１２１は、エンジンハウジング１２０に対して切削加工などを施すことによって設けられるので、形状、寸法を高精度に設けることができる。したがって、センサー部品１０及び磁石２０のエンジンハウジング１２０への搭載精度を向上させることができる。

なお、回転検出装置は、センサー部品１０（磁気検出素子）とローター１１０とのギャップによって検出精度が左右される。よって、磁石挿入穴１２１の位置、磁石挿入穴１２１の底面の厚み、磁石挿入穴１２１からローター１１０までの間隔は適切に設計されるものである。したがって、磁石挿入穴１２１に磁石２０を挿入し、磁石２０のセンサー挿入穴２１にセンサー部品１０を挿入した状態でセンサー部品１０、磁石２０、ローター１１０が位置決めされる。また、例えば、磁石挿入穴１２１の底面にセンサー部品１０、磁石２０が当たった状態でセンサー部品１０、磁石２０、ローター１１０が位置決めされるようにしてもよい。

そして、このようなエンジン１００（エンジンハウジング１２０）に対して回転検出装置を搭載する場合、まず、図４（ｂ）に示すように、エンジンハウジング１２０の磁石挿入穴１２１に磁石２０を挿入する。例えば、磁石２０が磁石挿入穴１２１の底面に当たるまで挿入する。磁石挿入穴１２１は、磁石２０の形状と同等の形状をなし、磁石２０が挿入された状態で磁石２０の位置を固定する。よって、エンジンハウジング１２０に対して磁石２０がズレたりすることなく、磁石２０とローター１１０とを位置決めすることができる。

次に、図（ｃ）に示すように、磁石２０のセンサー挿入穴２１にセンサー部品１０が磁石挿入穴１２１の底面に当たるまで挿入する。センサー挿入穴２１は、センサー部品１０の形状と同等の形状をなし、センサー部品１０が挿入された状態でセンサー部品１０の位置を固定する。よって、磁石２０及びエンジンハウジング１２０に対してセンサー部品１０がズレたりすることなく、センサー部品１０と磁石２０、センサー部品１０とローター１１０を位置決めすることができる。このようにして、回転検出装置をエンジン１００のエンジンハウジング１２０に搭載する。換言すると、本実施の形態における回転検出装置の搭載方法は、エンジンハウジング１２０（磁石挿入穴１２１）に対して、直接、回転検出装置（磁石２０及びセンサー部品１０）を搭載するものである。

このように、エンジンハウジング１２０に設けた有底の磁石挿入穴１２１に、磁石２０を挿入すると共に、磁石２０のセンサー挿入穴２１にセンサー部品１０を挿入するだけで、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）をエンジンハウジング１２０内部に露出することなくエンジンハウジング１２０に搭載することができる。また、エンジンハウジング１２０の厚み、形状が異なる場合であっても、磁石挿入穴１２１の深さだけ適切に設けられていれば、その磁石挿入穴１２１に回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）を挿入するだけで、ローター１１０とのギャップを広げることなくエンジンハウジング１２０に回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）を搭載することができる。したがって、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）を異なる搭載対象間で共通化しやすくできる。また、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）を異なる搭載対象間で共通化することによって、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）を安価にすることができる（製品単価を安くできる）。

通常、エンジンハウジングは、メーカーや製品によって形状などが異なるものである。そして、従来のようにセンサー部品と磁石とをモールドで一体成型した回転検出装置の場合、メーカーや製品毎に形状を異ならせる必要があった。したがって、異なる形状の回転検出装置それぞれにおいて、信頼性の保障（耐久性能確認）が必要であった。これに対して、本実施の形態においては、上述のように回転検出装置を異なる搭載対象間で共通化しやすいので、回転検出装置を共通化することによって個別の耐久性能確認も不要となる。

また、従来の磁石２０、センサー部品１０は、モールド樹脂で覆われているものの、モールド樹脂を介してオイルに晒されたり、高温の環境に配置されたりという劣悪（過酷）な環境に搭載されていた。これに対して、本実施の形態においては、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）をエンジンハウジング１２０内部に露出することなくエンジンハウジング１２０に搭載することができるので、オイルに晒されたり、高温の環境に配置されたりという劣悪（過酷）な環境に搭載されることはないので好ましい。つまり、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）の搭載環境を緩和することができる。したがって、劣悪（過酷）な環境下での耐久変動も抑制することができ、従来に比べて高い耐環境性能を有する必要がないので回転検出装置を安価にすることができる（製品単価を安くできる）。

また、従来は、センサー部品と磁石とをモールドで一体成型した回転検出装置をボルトで被検出体（ローター）のハウジングに取り付けていたため、ボルト穴の直径の誤差によって横ズレ、穴の位置によってθズレする可能性があった。また、ボルトの閉め方でもズレが生じる可能性があった。これに対して、本実施の形態においては、磁石挿入穴１２１の磁石２０を挿入し、磁石２０のセンサー挿入穴２１にセンサー部品１０を挿入した状態でセンサー部品１０、磁石２０、ローター１１０が位置決めすることができるので、搭載精度（位置精度）を向上させることができる。このように搭載精度を向上させることによって、回転検出装置の検出制度も向上させることができる。

また、本実施の形態においては、エンジンハウジング１２０に設けられた有底の磁石挿入穴１２１に磁石２０を挿入して、その磁石２０のセンサー挿入穴２１にセンサー部品１０を挿入するものであるため、磁石２０、センサー部品１０がエンジンハウジング１２０内に露出することがない。つまり、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）の搭載環境を緩和することができるので好ましい。

また、回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）をエンジンハウジング１２０に搭載した後に回転検出装置（磁石２０、センサー部品１０）の特性調整を行なうようにしてもよい。このようにすることによって、実際のローター１１０を用いて特性調整を行なうことができるので、検査用のローターを用いた場合に比べて調整精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、センサー挿入穴２１を備える柱状部材の磁石２０を採用して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、板状の磁石などを採用することができる。この場合、エンジンハウジング１２０に設けられる挿入穴は、磁石２０とセンサー部品１０を挿入すると、磁石２０及びセンサー部品１０の位置だし（位置決め）が出来る形状とする。

本発明の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態における磁気センサーチップの概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は断面図である。 本発明の実施の形態における磁石の概略構成を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態における回転検出装置の搭載方法を説明するための図である。

符号の説明

１０ センサー部品、１１ モールド樹脂、１２ ターミナル、１３ 磁気センサーチップ（磁気検出素子、処理回路）、１４ 接着部材、２０ 磁石、２１ センサー挿入穴、３０ コネクタ、３１ コード、１００ エンジン（内燃機関）、１１０ ローター（被検出体）、１２０ エンジンハウジング、１２１ 磁石挿入穴

Claims (6)

1. ハウジング内に設けられた被検出体の回転態様を検出する回転検出装置の搭載方法であって、
   前記回転検出装置は、
   バイアス磁界を発生する磁石と、
   被検出体の回転に伴うバイアス磁界の変化に応じた信号を出力する磁気検出素子と、前記磁気検出素子からの検出信号を処理する処理回路と、前記処理回路にて処理された信号を外部に出力するためのターミナルとが設けられたセンサー部品とを備え、
   前記ハウジングは、前記被検出体に対応する位置に、前記磁石及び前記センサー部品が挿入されるものであり、前記被検出体側に凹んだ有底の挿入穴を有し、
   前記ハウジングの挿入穴は、前記磁石及び前記センサー部品が挿入された状態で前記磁石の位置を固定するとともに、前記被検出体に対して前記磁石及び前記センサー部品を位置決め可能であり、
   前記ハウジングの挿入穴に対して前記被検出体とは反対側から前記磁石及び前記センサー部品を挿入することによって、前記回転検出装置を挿入穴の底面を介して前記被検出体と対向するように前記ハウジングに搭載することを特徴とする回転検出装置の搭載方法。
2. 前記磁石は前記センサー部品が挿入されるものであり、前記センサー部品が挿入された状態で前記センサー部品の位置を固定するセンサー挿入穴を有しているものであって、前記ハウジングの挿入穴に前記磁石を挿入して、前記磁石のセンサー挿入穴に前記センサー部品を挿入することによって前記回転検出装置をハウジングに搭載することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置の搭載方法。
3. 前記ハウジングの前記挿入穴は、前記磁石の形状と同等の形状を有することを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置の搭載方法。
4. 前記センサー挿入穴は、前記センサー部品の形状と同等の形状を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の回転検出装置の搭載方法。
5. 前記回転検出装置を前記ハウジングに搭載した後に前記回転検出装置の特性調整を行なうことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転検出装置の搭載方法。
6. 前記ハウジングは、内燃機関のハウジングであり、前記被検出体はクランクシャフトに設けられたクランクローターであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転検出装置の搭載方法。

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