JP5605586B2 - 移動体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁界変化を検出する検出装置に係り、特に、例えば工業用工作機械や自動車のエンジンに用いられる軟磁性体からなるラックや歯車のような直線移動や回転移動する被検知物の移動状態を磁気的に検出する場合等に用いて好適な移動体検出装置に関する。

工業用工作機械や自動車のエンジン等に用いられる軟磁性体のラックや歯車のような直線移動や回転移動する被検知物の移動状態を磁気的に検出する移動体検出装置として、永久磁石により磁界を加えた磁気感応素子に軟磁性体が近接することによって磁気感応素子の出力信号が変化する特性を利用するものが知られている。こうした移動体検出装置に関し、下記特許文献１は、磁気感応素子と永久磁石と電子部品を実装した基板とをホルダーで保持し、該ホルダーとこれを収納するケースとを嵌合固着する構成を開示している。

特許３８４０４８９号公報

ホルダーに対する磁気感応素子の仮止めには、一般的に接着剤が用いられる。接着剤による仮止めは煩雑で、組立て工程の簡素化の妨げとなっていた。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、接着剤による磁気感応素子の固定を不要とすることの可能な移動体検出装置を提供することにある。

本発明のある態様は、移動体検出装置である。この移動体検出装置は、
磁気感応素子と、前記磁気感応素子に磁界を加える永久磁石と、前記磁気感応素子及び前記永久磁石を保持する保持部材とを備え、
前記保持部材は、前記磁気感応素子が挿入される素子挿入部と、前記磁気感応素子を係止する素子用スナップフィットと、前記永久磁石が挿入される磁石挿入部とを有し、
前記永久磁石が前記素子用スナップフィットの背後に接触し、前記磁石挿入部の内面に凸部が設けられ、前記凸部が前記永久磁石を前記素子用スナップフィットの背後に押し付ける。

前記素子用スナップフィットは複数の係止凸部を有し、前記磁気感応素子の少なくとも一部の端子が前記複数の係止凸部の間を通って引き出されてもよい。

前記保持部材は、前記永久磁石を係止する磁石用スナップフィットを有してもよい。

前記保持部材は、前記磁気感応素子が電気的に接続される基板を係止爪により係止し保持する基板保持部を有してもよい。

前記永久磁石がフェライト磁石であってもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、接着剤による磁気感応素子の固定を不要とすることの可能な移動体検出装置を実現できる。

本発明の実施の形態に係る移動体検出装置の組立過程説明図。 部品保持前後の保持部材３０の下方斜視図。 部品保持前後の保持部材３０の上方斜視図。 部品保持前後の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その１）。 部品保持前後の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その２）。 部品保持前後の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その３）。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る移動体検出装置の組立過程説明図である。具体的には、図１（Ａ）は、同移動体検出装置の保持部材３０とそれに保持される部品の分解側断面図である。図１（Ｂ）は、同移動体検出装置のケース２０の側断面図である。図１（Ｃ）は、保持部材３０とそれに保持される部品の組立後の側断面図である。図１（Ｄ）は、同移動体検出装置の組立後の斜視図である。図１（Ｅ）は、同側断面図である。図２（Ａ）は、部品保持前の保持部材３０の下方斜視図である。図２（Ｂ）は、部品保持後の保持部材３０の下方斜視図である。図３（Ａ）は、部品保持前の保持部材３０の上方斜視図である。図３（Ｂ）は、部品保持後の保持部材３０の上方斜視図である。図４（Ａ）は、部品保持前の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その１）である。図４（Ｂ）は、部品保持後の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その１）である。図５（Ａ）は、部品保持前の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その２）である。図５（Ｂ）は、部品保持後の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その２）である。図６（Ａ）は、部品保持前の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その３）である。図６（Ｂ）は、部品保持後の保持部材３０の先端部拡大斜視図（その３）である。

本実施の形態の移動体検出装置は、ケース２０と、保持部材３０とを備える。ケース２０及び保持部材３０は例えばＰＢＴ（PolyButylene Terephthalate）からなる。保持部材３０には、ホールＩＣ等の磁気感応素子１０と、永久磁石６０と、基板７０とが保持される。移動体検出装置は、使用時には磁気感応素子１０が不図示の移動体（例えば軟磁性体歯車）の外周面に対向するように支持される。磁気感応素子１０は、保持部材３０の有する支持部３１の先端部に形成された素子挿入凹部３９内に位置し、固定的に保持される。永久磁石６０は、支持部３１に形成された磁石挿入凹部３６（磁石挿入穴）内に挿入保持されて磁気感応素子１０の近傍に位置し、磁気感応素子１０に磁界を加える。磁石挿入凹部３６の開口はケース２０によって塞がれる。永久磁石６０は例えばフェライト磁石である。

基板７０は、支持部３１の上辺部（磁気感応素子１０の近傍）に支持固定される。磁気感応素子１０の端子１１は基板７０に半田付け等により接続され、基板７０には磁気感応素子１０の出力信号を保護（処理）するＩＣやチップ素子等の電子部品（図示略）が実装（搭載）されて出力信号保護（処理）回路が組み立てられる。複数本の導体５０は、保持部材３０の有する円柱状栓体部３２を貫通してＬ字状に折り曲げ形成（インサート成型）される。各々の導体５０の末端部は基板７０を貫通して例えば半田付けにより接続固定される。導体５０の先端部がコネクタピン５１として保持部材３０の有するコネクタ部３３の内側ハウジング内に突出している。なお、導体５０は磁気感応素子１０により検出された出力信号を外部に導出するためのものである。

ケース２０は、有底円筒状で一端が開口部となっており、保持部材３０と嵌合する構造となっている。なお、ケース２０にはフランジ部２１（図１（Ｄ））が一体に形成され、フランジ部２１の内側にカラー２２が嵌合固定されている。またケース２０の外周部（フランジ部２１の前側）には移動体検出装置１００を相手側に取り付けるためのＯリング取付け溝４０が形成されている。保持部材３０の円柱状栓体部３２には、くびれ部３４が形成されており、このくびれ部３４にゴム等の水密封止用弾性体としてのＯリング３５が装着されている。なお、ケース２０及び保持部材３０の嵌合構造に関しては、上記特許文献１の技術を適用することができる。

以下、保持部材３０による磁気感応素子１０、永久磁石６０及び基板７０の保持構造について説明する。

素子挿入部としての素子挿入凹部３９内には、素子用スナップフィット３８が立設される。素子用スナップフィット３８は、素子挿入凹部３９の側壁の一部を成して磁気感応素子１０の背面を支持するとともに、係止凸部４２（図４及び図６）により磁気感応素子１０を係止して上方への抜けを防止する。素子挿入凹部３９の前側は、大部分が開いている一方、両端部に前側ガイド部４４（図４及び図６）が設けられて磁気感応素子１０の前方への抜けを防止する。素子挿入凹部３９の前側の開いている部分すなわち磁気感応素子１０の前面は組立後にケース２０で覆われる。素子用スナップフィット３８の係止凸部４２は図４に示すように複数（ここでは３つ）に分かれており、磁気感応素子１０の複数本（ここでは４本）の端子１１間に各々の係止凸部４２が位置する。すなわち、磁気感応素子１０の各々の端子１１は係止凸部４２の間あるいは両端の係止凸部４２の外側を通って基板７０側に引き出される（図４及び図６）。

磁石挿入部としての磁石挿入凹部３６内には、磁石用スナップフィット３７が立設される。磁石用スナップフィット３７は、磁石挿入凹部３６の側壁の一部を成して永久磁石６０のいずれかの側面（図示の例では背面）を支持するとともに、永久磁石６０を係止して磁石挿入凹部３６からの抜けを防止する。前述の素子用スナップフィット３８の背面は磁石挿入凹部３６内に臨んで永久磁石６０の前面に接触する。磁石挿入凹部３６の後側の内面（素子用スナップフィット３８の背面と対向する面）には凸部としてのリブ４３が例えば２つ形成される。リブ４３の数は任意であるが、中央を挟んで両側に１つ以上とするのが好ましい。リブ４３は永久磁石６０を前方に向けて（素子用スナップフィット３８の背後に向けて）押し付ける。

支持部３１の上面（上辺部）は基板保持部を成す。すなわち、基板７０は、支持部３１の上面に突出する所定数（ここでは４つ）のガイド凸部４５（図３、図４及び図６）にガイドされて支持部３１の上面に載置され、支持部３１の上面に立設された係止爪４１（同図）に係止されて上方への抜けが防止される。そして保持部材３０と一体の導体５０が基板７０を貫通して半田固定されることにより基板７０は支持部３１の上面に固定される。また磁気感応素子１０は、端子１１が基板７０に半田固定されることで支持部３１先端部の素子挿入凹部３９内に固定的に保持される。

移動体検出装置の組立手順を簡単に説明する。

まず、各種電子部品を実装した基板７０を、保持部材３０の支持部３１の上面に、係止爪４１を押し広げながら載置する。また、磁気感応素子１０を、支持部３１先端の素子挿入凹部３９内に、素子用スナップフィット３８を後側に弾性変形させながら挿入する。磁気感応素子１０の挿入後に、永久磁石６０を、磁石挿入凹部３６に、磁石用スナップフィット３７を後側に弾性変形させながら挿入する。このとき、リブ４３が永久磁石６０を前方に押して永久磁石６０の前面が素子用スナップフィット３８の背面に当接する。さらに、磁気感応素子１０の端子１１を基板７０に接続するとともに、基板７０に導体５０の末端を接続する。ここで、導体５０の先端は、不図示の外部回路との接続用のコネクタ部３３にコネクタピン５１として配置されている。次に、Ｏリング３５を円柱状栓体部３２のくびれ部３４に装着した保持部材３０を有底円筒状のケース２０の開口部に挿入し、保持部材３０とケース２０とを相互に嵌合して固着一体化する。このとき、Ｏリング３５は円柱状栓体部３２とケース２０の内周との間に介在して両者間を水密封止する。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 磁気感応素子１０及び永久磁石６０をスナップフィットで保持するため、接着剤による仮止めが不要で、組立て工数を減らす（組立て工程の簡素化を図る）ことできる。

(2) 磁気感応素子１０及び永久磁石６０をスナップフィットで保持するため、接着剤による固定と比較して、振動や衝撃が加わった際の磁気感応素子１０及び永久磁石６０の位置ずれを抑制できる。すなわち、仮止め用の接着剤は高温環境下での使用により無効となるため、装置に振動や衝撃が加わった場合には磁気感応素子に位置ずれが生じ、磁気感応素子に印加される磁界が変動して出力に誤差が生じるという問題がある。これに対し本実施の形態ではスナップフィットによる保持によりこうした問題に好適に対処できる。

(3) 磁石挿入凹部３６のリブ４３により永久磁石６０を素子用スナップフィット３８の背面に押し付けるため、薄肉で弾性を有する素子用スナップフィット３８が組立後の振動や衝撃によりガタつくことを防止できる。すなわち、組立時には素子用スナップフィット３８の高い弾性を生かして磁気感応素子１０を容易に挿入可能としながら、組立後は永久磁石６０による背後からの支持により素子用スナップフィット３８の変形を防止でき、耐振動性が良好である。

(4) 磁石用スナップフィット３７を設けたことで永久磁石６０が必要な深さまで挿入されたことを作業者は容易に知ることができ、組立時にケース２０が引っ掛かることを防止できる。すなわち、接着剤による固定では作業者は永久磁石６０の挿入深さが足りているか分からず、永久磁石６０の挿入深さが浅いと組立時にケース２０が永久磁石６０に引っ掛かるという問題があるところ、本実施の形態では磁石用スナップフィット３７を設けたことでそうした問題に好適に対処できる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。

１０ 磁気感応素子、１１ 端子、２０ ケース、２１ フランジ部、２２ カラー、３０ 保持部材、３１ 支持部、３２ 円柱状栓体部、３３ コネクタ部、３４ くびれ部、３５ Ｏリング、３６ 磁石挿入凹部、３７ 磁石用スナップフィット、３８ 素子用スナップフィット、３９ 素子挿入凹部、４０ Ｏリング取付け溝、４１ 係止爪、４２ 係止凸部、４３ リブ、４４ 前側ガイド部、４５ ガイド凸部、５０ 導体、５１ コネクタピン、６０ 永久磁石、７０ 基板

Claims (5)

1. 磁気感応素子と、前記磁気感応素子に磁界を加える永久磁石と、前記磁気感応素子及び前記永久磁石を保持する保持部材とを備え、
   前記保持部材は、前記磁気感応素子が挿入される素子挿入部と、前記磁気感応素子を係止する素子用スナップフィットと、前記永久磁石が挿入される磁石挿入部とを有し、
   前記永久磁石が前記素子用スナップフィットの背後に接触し、前記磁石挿入部の内面に凸部が設けられ、前記凸部が前記永久磁石を前記素子用スナップフィットの背後に押し付ける、移動体検出装置。
2. 前記素子用スナップフィットは複数の係止凸部を有し、前記磁気感応素子の少なくとも一部の端子が前記複数の係止凸部の間を通って引き出される、請求項１に記載の移動体検出装置。
3. 前記保持部材は、前記永久磁石を係止する磁石用スナップフィットを有する、請求項１又は２に記載の移動体検出装置。
4. 前記保持部材は、前記磁気感応素子が電気的に接続される基板を係止爪により係止し保持する基板保持部を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の移動体検出装置。
5. 前記永久磁石がフェライト磁石である請求項１から４のいずれか一項に記載の移動体検出装置。