JP6758763B2 - センサにおける結露対策構造 - Google Patents

Description

本発明は、センサにおける結露対策構造に関する。

特許文献１には、回転速度の検出に用いられる電磁センサが開示されている。

特開平０８−３３４５２４号公報

図３は、従来例に係る回転センサ１００を説明する図であり、（ａ）は、回転センサ１００を端子１４０ａに沿って切断した断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ-Ａ断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

図３に示すように、例えば車両用の自動変速機に用いられるセンサには、ギヤなどの回転を検出する回転センサ１００がある。
この回転センサ１００の本体部１１０は、有底筒状のケース部１２０と、ケース部１２０の開口を封止するカバー部１３０と、を組み付けて形成されており、本体部１１０の内部に、センサ素子２の収容空間Ｓが形成されている。

この回転センサ１００のカバー部１３０は、外部のハーネス（図示せず）が接続されるコネクタ部１３５と、このコネクタ部１３５を支持する基部１３１と、ケース部１２０の開口１２０ａに挿入される挿入部１３２を有しており、この挿入部１３２の先端に、基板６の支持部１３３が設けられている。

カバー部１３０には、金属製の端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）が埋め込まれており、これら端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）の一端部１４１と他端部１４２は、コネクタ部１３５内と、ケース部１２０の収容空間Ｓ内で、それぞれ露出している。
そして、収容空間Ｓ内において、各端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）の他端部１４２は、支持部１３３に付設された基板６に半田付けされている。

ここで、端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）の一端部１４１は、変速機ケース９０の外部に位置しており、変速機ケース９０の外部環境の温度が低い場合には、コネクタ部１３５側の一端部１４１が、熱伝導により冷やされて低温になることがある。
そうすると、変速機ケース９０内に位置する他端部１４２まで熱が伝わって、端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）の他端部１４２側もまた低温になる場合がある。

ここで、端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）の一端部１４１と他端部１４２の間の領域の総てが、カバー部１３０の内部に埋め込まれていると、端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）の他端部１４２が、一端部１４１側から伝わった熱で冷やされてしまう。
そうすると、ケース部１２０の収容空間Ｓ内の空気が、低温になった他端部１４２と、基板６との接続部に結露Ｗが生じてしまう。

そのため、従来の回転センサ１００では、端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）を、収容空間Ｓ内に露出させる露出穴１３４が支持部１３３に設けられており、基板６ではなく露出穴１３４内で結露Ｗを生じさせるようにしたものがある。

しかし、１つの露出穴１３４に複数の端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）が露出していると、端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）同士が結露Ｗを介して短絡して、端子１４０（１４０ａ〜１４０ｃ）に電蝕が生じることがあり、電蝕の対策が求められている。

本発明は、
センサ素子の収容空間を内部に有する本体部と、
一端部と他端部との間の領域が前記本体部に埋め込まれた複数の端子と、
前記端子各々の一端部を外部に向けて露出させたコネクタ部と、を有し、
前記本体部における前記端子の各々が埋め込まれた領域に、前記端子を前記収容空間に露出させる露出穴が設けられたセンサにおける結露対策構造であって、
前記複数の端子のうちの少なくとも一つを、前記露出穴で露出させると共に、露出させた端子に隣接する他の端子を防水被膜で被覆し、
前記露出穴で露出させた端子は、グランド端子である構成とした。

本発明によれば、結露による端子同士の短絡が阻止されて、端子の電蝕が防止される。

実施の形態にかかる回転センサを説明する図である。 実施の形態にかかる回転センサを説明する図である。 従来例にかかる回転センサを説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を、自動変速機の変速機ケース９０に取り付けられてギヤＧの回転を検出する回転センサ１の場合を例に挙げて説明する。
図１は、回転センサ１を説明する断面図であり、（ａ）は、端子７ａに沿って回転センサ１を切断した断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。なお、図１の（ａ）、（ｂ）では、ギヤＧを仮想線で示している。
図２は、回転センサ１の要部を説明する図であり、（ａ）は、露出穴５３１周りの拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）、（ｄ）は、変形例にかかる結露対策構造を説明する図である。
なお、図２の（ａ）では、端子７ａにおける露出領域７３の部分に、端子７ａを示すハッチングとは異なるハッチングを付している。

回転センサ１は、センサ素子２の収容空間Ｓが内部に形成された本体部３を有しており、この本体部３は、有底円筒形状のケース部４と、ケース部４の開口４１ａを封止するカバー部５とを組み付けて形成される。

ケース部４は、筒状の周壁部４１と、周壁部４１の一端を封止する底壁部４２と、を有しており、周壁部４１と底壁部４２は、樹脂材料（例えば、ナイロン）で一体に形成されている。

ケース部４の底壁部４２側は、回転センサ１を変速機ケース９０に取り付ける際に、変速機ケース９０の挿入孔９１に挿入される。そして、回転センサ１が変速機ケース９０に取り付けられると、ケース部４の底壁部４２が、回転の検出対象物であるギヤＧの近傍で、ギヤＧに対向配置される。

また、周壁部４１の開口４１ａ側の外周には、シールリング４５が外嵌して取り付けられており、このシールリング４５は、回転センサ１を変速機ケース９０に取り付けた際に、挿入孔９１の内周に圧接して、周壁部４１の外周と挿入孔９１の内周との隙間を封止するようになっている。

ケース部４の開口４１ａには、カバー部５の基部５１から延びる嵌合部５２が内嵌しており、ケース部４の開口４１ａが嵌合部５２により封止されている。
ケース部４では、この嵌合部５２と、底壁部４２と、周壁部４１で囲まれた空間が、センサ素子２の収容空間Ｓとなっており、この収容空間Ｓでは、センサ素子２が搭載された基板６が、嵌合部５２に付設された支持部５３で支持されている。

嵌合部５２における支持部５３の反対側には、変速機ケース９０の挿入孔９１よりも外径が大きい基部５１が位置しており、この基部５１には、連結部５４とコネクタ部５５とが設けられている。

実施の形態では、ケース部４を構成する基部５１と、嵌合部５２と、支持部５３と、連結部５４と、コネクタ部５５とが、樹脂材料（例えば、ナイロン）で一体に形成されている。

連結部５４は、基部５１の外周から外方に延出して設けられており、この連結部５４の先端側には、ボルトＢを挿通させる挿通孔５４１が、連結部５４を厚み方向に貫通して設けられている。
変速機ケース９０では、挿通孔５４１に対向する位置にボルト孔９２が設けられており、挿通孔５４１を挿通させたボルトＢを、ボルト孔９２に螺入することで、回転センサ１が変速機ケース９０に固定されている。

コネクタ部５５は、基部５１の外周から外方に延出して設けられており、図１の（ａ）の場合には、連結部５４から離れる方向に延出している。
このコネクタ部５５では、外部に開口する周壁部５５１の内側で、複数の金属製の端子７（７ａ〜７ｃ）の一端部７１が、外部に向けて露出している。

これら複数の端子７（７ａ〜７ｃ）は、カバー部５の基部５１内で屈曲したのち、嵌合部５２と支持部５３の内部を、前記した収容空間Ｓに向けて直線状に延びている。
端子７（７ａ〜７ｃ）の他端部７２側は、嵌合部５２の先の支持部５３で再び屈曲して、他端部７２を、支持部５３における基板６との対向面から突出させている。

支持部５３から突出する端子７（７ａ〜７ｃ）の他端部７２は、基板６を貫通して、基板６の裏面に半田付けされている。
この状態で、基板６は、支持部５３で支持されていると共に、センサ素子２を、底壁部４２の近傍に位置させている。

端子７（７ａ〜７ｃ）は、一端部７１と他端部７２の間の領域が、カバー部５内に埋め込まれており、これら端子７（７ａ〜７ｃ）は、カバー部５を樹脂成型する際に、インサート成型によりカバー部５と一体に形成されるようになっている。

支持部５３には、端子７ａを収容空間Ｓに露出させるための露出穴５３１が設けられている。
実施の形態では、合計３本の端子７（グランド端子、電源端子、出力端子）が、カバー部５に埋め込まれている。そして、これら３本の端子のうちのグランド端子（端子７ａ）のみが収容空間Ｓに露出すると共に、残りの端子（端子７ｂ、７ｃ）が樹脂材料で被覆されたままとなるように、露出穴５３１の位置と大きさが決定されている（図２の（ａ）参照）。

そのため、他の端子７ｂ、７ｃ（電源端子、出力端子）は、他端部７２のみが収容空間Ｓに露出しており、一端部７１と他端部７２との間の領域は、収容空間Ｓに露出しないようになっている。

かかる構成の回転センサ１での作用を説明する。
端子７（７ａ〜７ｃ）の一端部７１は、変速機ケース９０の外部に位置しており、他端部７２は、ケース部４の収容空間Ｓ内に位置している。
収容空間Ｓが内部に形成されたケース部４は、変速機ケース９０の内部に位置しており、変速機ケース９０の外部よりも温度が高い環境下に位置している。

ここで、変速機ケース９０の外部環境の温度が低いために、端子７の一端部７１が冷やされた場合には、端子７の他端部７２のほうが一端部７１よりも温度が高いので、熱が一端部７１側から他端部７２側に伝わって、他端部７２もまた冷やされることになる。

ここで、一端部７１を外部に露出させた端子７ａ（グランド端子）は、収容空間Ｓに露出させた他端部７２よりも一端部７１側の領域（露出領域７３）が、露出穴５３１を介して収容空間Ｓに露出している。
そのため、外気で冷やされた一端部７１から他端部７２に向けて熱が伝わる過程で、他端部７２よりも先に露出穴５３１内に位置する露出領域７３が冷やされることになる。

この露出領域７３は、露出穴５３１を介して収容空間Ｓに露出しており、収容空間Ｓ内の空気（変速機ケース９０の外部に比べて暖かい空気）に含まれる水分が、この露出穴５３１内に露出する露出領域７３に触れて冷やされることで、露出穴５３１内に結露Ｗが発生することになる（図２の（ｂ）参照）。
そのため、端子７ａの他端部７２と基板６との接続部よりも先に、露出穴５３１内で結露Ｗが生じることで、接続部での結露を防ぐことができるようになっている。

さらに、端子７ａに隣接する他の端子７ｂ、７ｃは、カバー部５を構成する樹脂材料（例えば、ナイロン）で覆われており、この樹脂材料の被膜は防水被膜として機能する。
そのため、露出穴５３１内で露出する端子７ａの領域（露出領域７３）に生じた結露Ｗを介して、端子７ａが他の端子７ｂ、７ｃと短絡することがない。よって、短絡に起因する電蝕を好適に防止できる。

これに対して、図３の（ｃ）に示すように、端子１４０ａ〜１４０ｃの総てが、露出穴１３４で露出している従来例にかかるセンサの場合には、一つの端子に生じた結露Ｗと、他の端子に生じた結露Ｗとが接することで、端子同士が短絡してしまうので（図３の（ｃ）参照）、短絡に起因する電蝕を防止できないようになっている。

実施の形態では、本体部３の支持部５３における端子７（７ａ〜７ｃ）の各々が埋め込まれた領域に設けた露出穴５３１と、一端部７１と他端部７２の間の領域がカバー部５内に埋め込まれた他の端子７ａ、７ｂ、７ｃと、露出穴５３１を介して収容空間Ｓに露出する端子７ａの露出領域７３と、から発明における結露対策構造１０を構成している。

以上の通り、実施の形態では
（１）センサ素子２の収容空間Ｓを内部に有する本体部３と、
一端部７１と他端部７２との間の領域が本体部３に埋め込まれた複数の金属製の端子７（７ａ〜７ｃ）と、
端子７（７ａ〜７ｃ）各々の一端部７１を外部に向けて露出させたコネクタ部５５と、を有し、
本体部３の支持部５３における端子７（７ａ〜７ｃ）の各々が埋め込まれた領域に、端子７（７ａ〜７ｃ）を収容空間Ｓに露出させる露出穴５３１が設けられた回転センサ１における結露対策構造１０において、
複数の端子７（７ａ〜７ｃ）のうちの少なくとも一つの端子７ａを、露出穴５３１で露出させると共に、露出させた端子７ａに隣接する他の端子７ｂ、７ｃを防水被膜で被覆した構成とした。

このように構成すると、一端部７１を外部に露出させた端子７ａは、収容空間Ｓに露出させた他端部７２よりも一端部７１側の領域（露出領域７３）が、露出穴５３１を介して収容空間Ｓに露出している。
そのため、外気で冷やされた一端部７１から、冷やされてない他端部７２に向けて熱が伝わる過程で、他端部７２よりも先に露出穴５３１内に位置する露出領域７３が冷やされることになる。

この露出領域７３は、露出穴５３１を介して収容空間Ｓに露出しており、収容空間Ｓ内の空気に含まれる水分が、この露出穴５３１内に露出する露出領域７３で冷やされて、露出穴５３１内に結露することになる。
すなわち、端子７ａでは、露出領域７３と、他端部７２（基板６との接続部）との温度差によって、露出領域７３に優先的に結露Ｗを生じさせて、他端部７２（基板６との接続部）での結露を防ぐことができる。

また、支持部５３における露出穴５３１が設けられた領域では、端子７ａのみが露出しており、他の端子７ｂ、７ｃは、カバー部５を構成する樹脂材料で被覆されている。
そのため、端子７ａのみに優先的に結露Ｗを生じさせることができると共に、端子７ａの露出領域７３に生じた結露Ｗを介して、端子７ａが他の端子７ｂ、７ｃと短絡することがないので、短絡に起因する端子の電蝕を好適に防止できる。
これにより、回転センサ１が出力するパルス信号に、電蝕に起因する抜け（パルス信号の抜け）が発生することを防止できるので、ギヤＧ（回転体）の回転を適切に検出できる。

（２）防水被膜は、カバー部５を構成する樹脂材料からなる絶縁被膜（樹脂製の絶縁被膜）である構成とした。

このように構成すると、支持部５３における露出穴５３１が設けられた領域では、結露Ｗを生じさせる端子７ａを除いた他の端子７ｂ、７ｃが絶縁被膜で覆われる。
これにより、端子７ａの露出領域７３に生じた結露Ｗを介して、端子７ａが他の端子７ｂ、７ｃと短絡することがなく、短絡に起因する端子の電蝕を好適に防止できる。

（３）各端子７（７ａ〜７ｃ）の他端部７２は、収容空間Ｓ内で、センサ素子２が設けられた基板６に接続されている構成とした。

このように構成すると、露出穴５３１内に位置する端子７ａの露出領域７３に結露Ｗを生じさせて、各端子７（７ａ〜７ｃ）の他端部７２と基板６との接続部での結露を防ぐことができるので、基板６や、基板６に搭載されたセンサ素子２などの電子部品に結露の影響が及ぶことを好適に防止できる。

（４）露出穴５３１で露出させた端子７ａは、グランド端子である構成とした。

このように構成すると、グランド端子は、回転センサ１の信号の出力に直接関与しない端子であるので、回転センサ１での回転体の回転の検出に及ぶ影響を抑制できる。

（５）センサは、回転体の回転を検出する回転センサである構成とした。

このように構成すると、各端子７（７ａ〜７ｃ）の他端部７２と基板６との接続部での結露を防ぐことができるので、基板６に搭載されたセンサ素子２からの出力信号を適切に取り出すことができ、回転体の回転を適切に検出できる。

（６）回転センサ１では、露出穴５３１を有する支持部５３のほうが、コネクタ部５５が配置される変速機ケース９０の外部よりも高い温度の環境下に配置される構成とした。

このように構成すると、各端子７（７ａ〜７ｃ）は、温度が高い環境下にある支持部５３内に位置する領域のほうが、コネクタ部５５内に位置する領域よりも、結露が生じやすい。そのため、支持部５３に露出穴５３１を設けて、端子７における露出穴５３１に露出する露出領域７３に結露Ｗを生じさせるようにすることで、端子７の他端部７２と基板６との接続部に結露が生じることを好適に防止できる。

前記した実施の形態では、カバー部５内に合計３本の端子（グランド端子、電源端子、出力端子）が設けられており、これら３本の端子のうちのグランド端子が、露出穴５３１を介して収容空間Ｓに露出している場合を例示した。
本願発明は、この態様に限定されるものではなく、電源端子や出力端子が、露出穴５３１を介して収容空間Ｓに露出している構成としても良い。

さらに、収容空間Ｓに露出させる端子の数は、１本に限定されるものではなく、図２の（ｃ）に示すように、二つの端子を収容空間Ｓに露出させた構成としても良い。
この場合には、収容空間Ｓに露出させた端子７ａ、７ｃに隣接する他の端子７ｂが、樹脂被膜で覆われるようにすることで、端子同士の短絡と、電蝕を好適に防止できる。

また、前記した実施の形態では、カバー部５の支持部５３内で並んだ３つの端子７ａ、７ｂ、７ｃのうち、端に位置する端子７ａを収容空間Ｓに露出させた構成としたが、図２の（ｄ）に示すように、真ん中に位置する端子７ｂを、収容空間Ｓに露出させる構成としても良い。

さらに、実施の形態では、カバー部５内に埋め込まれた端子の総数が３本である場合を例示したが、端子の総数は、必ずしも３本である必要は無い。
センサの仕様などに応じて、適宜増減可能である。この場合には、収容空間Ｓに露出させた端子に近接、隣接する他の端子を樹脂材料で被覆することで、収容空間Ｓに露出させた端子に生じた結露を介して、端子同士が短絡して、電蝕することを好適に防止できる。

実施の形態では、本発明に係る結露対策構造を、回転センサに適用した場合を例示した。本願発明は、この態様に限定されるものではなく、端子の長手方向の一端部と他端部との間で温度差が生じる環境下で使用される他のセンサにも適用可能である。

１ 回転センサ
２ センサ素子
３ 本体部
４ ケース部
４１ 周壁部
４１ａ 開口
４２ 底壁部
４５ シールリング
５ カバー部
５１ 基部
５２ 嵌合部
５３ 支持部
５３１ 露出穴
５４ 連結部
５４１ 挿通孔
５５ コネクタ部
５５１ 周壁部
６ 基板
７（７ａ〜７ｃ）端子
７１ 一端部
７２ 他端部
７３ 露出領域
９０ 変速機ケース
９１ 挿入孔
９２ ボルト孔
１０ 結露対策構造
Ｂ ボルト
Ｇ ギヤ
Ｓ 収容空間
Ｗ 結露

Claims (4)

1. センサ素子の収容空間を内部に有する本体部と、
   一端部と他端部との間の領域が前記本体部に埋め込まれた複数の端子と、
   前記端子各々の一端部を外部に向けて露出させたコネクタ部と、を有し、
   前記本体部における前記端子の各々が埋め込まれた領域に、前記端子を前記収容空間に露出させる露出穴が設けられたセンサであって、
   前記複数の端子のうちの少なくとも一つを、前記露出穴で露出させると共に、露出させた端子に隣接する他の端子を防水被膜で被覆し、
   前記露出穴で露出させた端子は、グランド端子であることを特徴とするセンサにおける結露対策構造。
2. 前記防水被膜は、樹脂被膜であることを特徴とする請求項１に記載のセンサにおける結露対策構造。
3. 前記端子各々の他端部は、前記収容空間内で、前記センサ素子が設けられた基板に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサにおける結露対策構造。
4. 前記センサは、回転体の回転を検出する回転センサであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のセンサにおける結露対策構造。

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