JP6868514B2

JP6868514B2 - 回転検出器

Info

Publication number: JP6868514B2
Application number: JP2017174763A
Authority: JP
Inventors: 邦人野口
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: JP2019049510A

Description

本発明は、感磁素子等の回転検出素子を用いた回転検出器に係り、特に、金属製キャップによって回転検出素子が保護された回転検出器に関するものである。

産業機械や自動車等の車両においては、電動モータの回転軸や内燃機関のクランク軸のような回転機構の回転を検出するために、非接触方式の回転検出器が用いられている。この非接触方式の回転検出器は、例えば、特開平８−２１９７０９号公報（特許文献１）にある通り、磁気検出素子を保持した樹脂製ホルダーに有底円筒状の金属製キャップを被せ、樹脂製ホルダーの加締め領域に金属製キャップの開口端を加締めて、樹脂製ホルダーと金属製キャップを一体化している。

特開平８−２１９７０９号公報

ところで、最近の回転検出器においては、樹脂製ホルダーは、図４、図５に示す通り、「２面形状」に形成されている。図４、図５において、樹脂製ホルダー２０は、軸線に直交する断面において、互いに向き合う形態の第１平面部２０Ａと第２平面部２０Ｂとを備えており、これらの第１平面部２０Ａと第２平面部２０Ｂの接続領域は円弧状部２０Ｃに形成されており、この円弧状部２０Ｃに金属製キャップ２１が挿入される形態で一体化されている。

そして、第１平面部２０Ａと第２平面部２０Ｂの間には空間が形成され、この空間に感磁素子等の回転検出素子や、これの検出回路が実装されている。尚、第１平面部２０Ａや第２平面部２０Ｂに感磁素子等の回転検出素子や、これの検出回路が実装される場合もある。金属製キャップ２１は図５に示してある通り、全長に亘り軸線に直交する断面が同一半径の円環状に形成されており、金属製キャップ２１は樹脂製ホルダー２０の円弧状部２０Ｃに接触するようにして挿入されている。尚、図５においては、金属製キャップ２１の厚みを誇張して表示している。

金属製キャップ２１を樹脂製ホルダー２０に組み付ける場合は、金属製キャップ２１を所定位置まで挿入した後に、樹脂製ホルダー２０の根元付近に形成された加締め凹部２２に、金属製キャップ２１の開口端を位置させて加締め工具２３を押し当て、回転検出器、或いは加締め工具２３を、回転検出器の軸線を中心にして回転させて、金属製キャップ２１の開口端を内側に折り曲げて加締め凹部２２に加締め固定するようにしている。

しかしながら、図５にある通り、「２面形状」の樹脂製ホルダー２０は、金属製キャップ２１の内周面と、第１平面部２０Ａ及び第２平面部２０Ｂの平面状の表面との間に大きな隙間Ｇが形成されるため、加締め作業の時に、この大きな隙間Ｇの存在によって、金属製キャップ２１の軸線が樹脂製ホルダー２０の軸心に対して傾くことがあり、これによって加締め強度の不足やシール性の低下を生じ、加締め部分の信頼性が低下する恐れがある。

本発明の目的は、加締め強度の不足やシール性の低下を抑制して、加締め部分の信頼性を向上することができる新規な回転検出器を提供することにある。

本発明の特徴は、樹脂製ホルダーの軸線に直交する断面は、互いに向き合う平面部を備える形状とされ、金属製キャップの軸線に直交する断面は、少なくとも樹脂製ホルダーの根元付近に形成された加締め凹部に加締められる領域においては円環状に形成され、加締め凹部より先端側の領域の一部、或いは全部においては樹脂製ホルダーの互いに向き合う平面部の形状に沿った相似形状に形成されている、ところにある。

本発明によれば、金属製キャップの加締め固定が行われる領域は円環状に形成されているので、加締め作業が従来と同様に実施でき、また、加締め固定が行われる領域以外の一部、或いは全部が樹脂製ホルダーの互いに向き合う平面部の形状に沿った相似形状とされているので、大きな隙間が形成されないことから金属製キャップの軸線が樹脂製ホルダーの軸心に対して傾くことが抑制され、加締め強度の不足やシール性の低下を抑制することができる。

本発明の実施形態になる回転検出器の要部縦断面を示す断面図である。図１のＡ―Ａ断面を示す断面図である。図１のＢ―Ｂ断面を示す断面図である。従来の回転検出器の要部縦断面を示す断面図である。図４のＣ―Ｃ断面を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

図１においては、本発明の実施形態になる回転検出器５の要部縦断面を示しており、回転検出器５は、合成樹脂から作られた樹脂製コネクタ部６と、これも合成樹脂からなる樹脂製ホルダー７と、樹脂製ホルダー７を外部から被う金属製キャップ８とから構成されている。樹脂製コネクタ部６と樹脂製ホルダー７とは、同じ合成樹脂で一体的にモールド成形されている。樹脂製ホルダー７と金属製キャップ８は、所定方向の軸線Ｃに沿って延びた細長い形状とされており、ここでは、樹脂製ホルダー７と金属製キャップ８の軸線は同一とされている。

樹脂製コネクタ部６は、外部の制御装置と接続される金属コネクタが埋設されており、樹脂製ホルダー７に実装された検出回路(図示せず)と接続されている。また、検出回路は樹脂製ホルダー７に設けられたホール素子等の感磁素子(図示せず)と接続され、回転機構に設けた永久磁石の磁束、或いは磁界の変化を検出して、回転機構の回転を検出している。

ここで、後述するように金属製キャップ８が、樹脂製ホルダー８の平面部の形状に沿って形成されるので、感磁素子やこれの検出回路は、樹脂製ホルダー８の内部空間に収納配置されている。

樹脂製ホルダー７は、図１乃至図３に示す通り「２面形状」に形成されている。ここで、図２は、図１のＡ-Ａ断面を示し、図３は図１のＢ-Ｂ断面を示している。図１乃至図３において、樹脂製ホルダー７は、樹脂製ホルダー７の軸線Ｃに直交する断面が、平行で互いに向き合う形態の第１平面部７Ａと第２平面部７Ｂとを備えており、これらの第１平面部７Ａと第２平面部７Ｂの接続領域は円弧状部７Ｃに形成された、いわゆる「角丸長方形」の形状に形成されている。この円弧状部７Ｃに金属製キャップ８が挿入される形態で、樹脂製ホルダー７と金属製キャップ８が一体化されている。

樹脂製ホルダー７の根元側には、軸線Ｃに直交する面が円形状に形成された加締め凹部９が設けられており、この加締め凹部９に隣接してＯリング収納溝１０が形成されている。このＯリング収納溝１０も円形状に形成されており、シール用のＯリング１１が収納されている。更に、Ｏリング収納溝１０から樹脂製ホルダー７の先端部７Ｄまでの全ては、上述した通り、第１平面部７Ａと第２平面部７Ｂ、及び第１平面部７Ａと第２平面部７Ｂを接続する円弧状部７Ｃから形成された「角丸長方形」に形成されている。

樹脂製ホルダー７の第１平面部７Ａと第２平面部７Ｂの間には図示しない空間が形成され、この空間に感磁素子等の回転検出素子や、これの検出回路が実装されている。金属製キャップ８は図１乃至図３に示してある通り、樹脂製ホルダー７を外部から被って回転検出素子や検出回路を保護するものであり、一方側に閉塞された先端部８Ｄが形成され、他方側に開放された開口端８Ｕが形成された有底筒状に形成されている。尚、図２、図３においても、金属製キャップ２の厚みを誇張して表示している。

そして、金属製キャップ８の先端部８Ｄが、樹脂製ホルダー７の先端部７Ｄに当接する位置まで挿入されると、樹脂製ホルダー７の根元付近に形成された加締め凹部９に、金属製キャップ８の開口端８Ｕが位置するようになっている。そして、この開口端８Ｕに加締め工具２３を押し当て、回転検出器５、或いは加締め工具２３を、回転検出器５の軸線Ｃを中心にして回転させることで、金属製キャップ８の開口端８Ｕを内側に折り曲げて加締め凹部９に加締め固定されるようにしている。

ここで、図１に示している通り、樹脂製ホルダー９の軸線Ｃの方向において、加締め凹部９の加締め部分から所定長さの円環形状領域ＬＣの間の金属製キャップ８は、加締め凹部９に隣接したＯリング収納溝１０の外周径とほぼ同じ内周径に設定された円環状の円環部８Ｅが形成されている。したがって、軸線Ｃに直交する金属製キャップ８の開口端８Ｕの断面は、円環部８Ｅであるので従来と同様に加締め作業を実施することができる。

つまり、樹脂製ホルダー７の根元付近に形成された加締め凹部９に、金属製キャップ８の円環部８Ｅの形状とされた開口端８Ｕを位置させて加締め工具２３を押し当て、回転検出器５、或いは加締め工具２３を、回転検出器５の軸線Ｃを中心にして回転させて、金属製キャップ８の開口端８Ｕを内側に折り曲げて加締め凹部９に加締めることができる。このため、従来の加締め設備をそのまま利用できるので、設備コストを増加させることがないという効果を奏することができる。

一方、樹脂製ホルダー９の軸線Ｃ方向において、図３に示している通り、円環形状領域ＬＣから樹脂製ホルダー７の先端側に向けて延びる相似形状領域ＬＦの間の樹脂製ホルダー７の軸線Ｃに直交する金属製キャップ８の断面は、樹脂製ホルダー７の互いに向き合う第１平面部７Ａと第２平面部７Ｂ、及び円弧状部７Ｃの形状に沿った、これも「角丸長方形」の形状に形成された相似形状とされている。

つまり、金属製キャップ８の相似形状領域ＬＦの断面は、樹脂製ホルダー７の第１平面部７Ａと第２平面部７Ｂの形状に沿った第１平面部８Ａと第２平面部８Ｂ、及び円弧状部８Ｃとから形成されており、これによって、相似形状領域ＬＦの間は樹脂製ホルダー７の外周形状と金属製キャップ８の内周形状が相似形状となるので、樹脂製ホルダー７の外周面と金属製キャップ８の内周面との間に隙間Ｇが形成されるのが抑制されることになる。

したがって、加締め作業の時に、隙間Ｇが存在しない、或いは存在してもその長さが短いので、金属製キャップ８の軸線が樹脂製ホルダー７の軸心に対して傾くことが抑制され、これによって加締め強度の不足やシール性の低下を生じる恐れが低減されることになる。

ここで、相似形状領域ＬＦの軸線方向の長さは、円環形状領域ＬＣの軸線方向の長さより長く設定されている。相似形状領域ＬＦの軸線方向の長さが長いことによって、金属製キャップ８の軸線が樹脂製ホルダー７の軸心に対して傾くことを更に抑制することができる。

また、この分だけ、金属製キャップ８の空間占有容積が小さくなるので、他の機器を配置する空間を確保することができるようになる。特に、自動車のような製品では、エンジンルーム内に安全対策機器や排気対策機器が収納されるので、少しでも有効活用空間が要求されているので、この点でも有効な構成となっている。

ここで、本実施形態では、金属製キャップ８の先端側に相似形状領域ＬＦを形成し、順番に遷移領域ＬＴ、及び円環形状領域ＬＣを形成して形状を大きくしていくので、金属製キャップ８をプレス成型する時の抜き工程を円滑にすることができる。ここで、遷移領域ＬＴは、相似形状領域ＬＦから円環形状領域ＬＣを連続して形成するために、相似形状領域ＬＦから外側に向けて拡大される形状となっている。

尚、相似形状領域ＬＦの間は樹脂製ホルダー７の外周形状と金属製キャップ８の内周形状が相似形状とされているが、基本的な考え方は、金属製キャップ８の内周面が樹脂製ホルダー７の外周面に沿った形状に形成されていれば良く、若干の隙間が生じても差し支えないものである。要は、図５に示すような大きな隙間Ｇが形成されていなく、金属製キャップの軸線が樹脂製ホルダーの軸心に対して傾くことが抑制されていれば良いものである。

また、本実施形態では、金属製キャップ８には、先端部８Ｄの側から所定の長さの相似形状領域ＬＦの間に亘って金属製キャップ８の内周面が樹脂製ホルダー７の外周面に沿った相似形状に形成されている。

しかしながら、金属製キャップ８の軸線が樹脂製ホルダー７の軸心に対して傾くことが抑制されれば良いため、金属製キャップ８の先端部８Ｄから樹脂製ホルダーのＯリング収納溝１０までの間の一部の領域にだけ、金属製キャップ８の内周面が樹脂製ホルダー７の外周面に沿った相似形状に形成されていてもよく、更には先端部８Ｄから樹脂製ホルダーのＯリング収納溝１０までの間の全部の領域で、金属製キャップ８の内周面が樹脂製ホルダー７の外周面に沿った相似形状に形成されていても良いものである。

以上述べた通り、本発明によれば、樹脂製ホルダーの軸線に直交する断面は、互いに向き合う平面部を備える形状とされ、金属製キャップの軸線に直交する断面は、少なくとも樹脂製ホルダーの根元付近に形成された加締め凹部に加締められる領域においては円環状に形成され、加締め凹部より先端側の領域の一部、或いは全部においては樹脂製ホルダーの互いに向き合う平面部の形状に沿った相似形状に形成されている構成とした。

これによれば、金属製キャップの加締め固定が行われる領域は円環状に形成されているので、加締め作業が従来と同様に実施でき、また、加締め固定が行われる領域以外の一部、或いは全部が樹脂製ホルダーの互いに向き合う平面部の形状に沿った相似形状とされているので、大きな隙間が形成されないことから金属製キャップの軸線が樹脂製ホルダーの軸心に対して傾くことが抑制され、加締め強度の不足やシール性の低下を抑制することができる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

５…回転検出器、６…樹脂製コネクタ部、７…樹脂製ホルダー、７Ａ…第１平面部、７Ｂ…第２平面部、７Ｃ…円弧状部、７Ｄ…先端部、８…金属製キャップ、８Ａ…第１平面部、８Ｂ…第２平面部、８Ｃ…円弧状部、８Ｄ…先端部、８Ｅ…円環部、９…加締め凹部、１０…Ｏリング収納溝、１１…Ｏリング。

Claims

少なくとも、樹脂製コネクタと、回転検出素子と検出回路が実装され、所定方向の軸線に沿って延びた樹脂製ホルダーと、前記回転検出素子と前記検出回路及び前記樹脂製ホルダーを外部から被い、前記樹脂製ホルダーの根元付近の加締め凹部に加締め固定され、前記軸線の方向に延びた金属製キャップと、を備える回転検出器であって、
前記樹脂製ホルダーは、前記軸線に直交する断面が前記根元付近を円形部とされ、更に前記円形部から先端に向かって互いに向き合う平面部を備える形状とされ、前記円形部には前記加締め凹部と、これに隣接しＯリングが収納されたＯリング収納部とが形成されており、
前記金属製キャップの前記軸線に直交する断面は、前記樹脂製ホルダーの前記根元付近に形成された前記加締め凹部に加締められる領域においては、円環状に形成されて前記加締め凹部に加締め固定され、更に前記Ｏリング収納部の領域においても、円環状に形成されて前記Ｏリングによってシールされており、前記Ｏリング収納部より先端側の領域においては、前記樹脂製ホルダーの互いに向き合う前記平面部の形状に沿った相似形状に形成されていると共に、
前記金属製キャップは、
前記樹脂製ホルダーの前記加締め凹部、及び前記Ｏリング収納部の付近で前記軸線に沿って所定の長さに亘って形成された円環形状領域と、前記軸線に沿って前記樹脂製ホルダーの先端部から前記Ｏリング収納部に向かい所定の長さに亘って前記相似形状に形成された相似形状領域と、前記円環形状領域と前記相似形状領域とを結び、前記相似形状領域から前記円環形状領域に向かって外側に向けて拡大された遷移領域とから構成されている
ことを特徴とする回転検出器。
請求項１に記載の回転検出器において、
前記金属製キャップの前記相似形状領域は、前記金属製キャップの前記円環形状領域より前記軸線の方向の長さが長く設定されている
ことを特徴とする回転検出器。