JP7031607B2 - 移動体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動体検出装置に関する。

直線運動や回転運動する移動体の移動を検出するため移動体検出装置が用いられている。例えば、特許文献１に開示されている移動体検出装置の固定構造は、磁気検出素子と、磁気検出素子に磁界を加える磁石と、磁気検出素子に接続される基板とを備える検知部をセンサ本体に組み付け、センサ本体に連結されるカバーで検知部を覆い、カバーを介して機器に固定するよう構成されており、移動体の移動に伴う磁界の変化を検出するようにしている。
また、特許文献２に開示された回転検出装置は、有底のケース内に磁気検出素子と、磁気検出素子に磁界を加える磁石と、磁気検出素子に接続される基板とを備える検知部を配置し、ケース内に充填する樹脂で検知部を固定し、ケースを介して機器に固定するように構成されている。

特開２００６－２０８０２３号公報 特開２００８－１６４４３９号公報

特許文献１に開示された移動体検出装置の固定構造では、機器にカバーを介してセンサ本体を固定しているため、機器の振動などによって磁気検出素子などがカバー内で変位することがあり、検出精度の低下を招くという問題がある。
一方、特許文献２に開示された回転検出装置では、機器に固定するケース内に、充填した樹脂によって磁気検出素子などを固定するため、機器の振動などによってケース内で磁気検出素子などが変位することを抑制できるものの、組立時に充填した樹脂を硬化させる時間が必要となり、生産効率が低いという問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、振動などによって検出精度の低下を招くことがなく生産効率が高い移動体検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の移動体検出装置は、
被検出体の移動に応じた電気信号を出力する磁気検出素子と、
前記磁気検出素子に磁界を加える磁石と、
前記磁気検出素子に接続されるリード端子と、
前記磁気検出素子、前記磁石および前記リード端子が一方側に取り付けられる第１のハウジングと、
前記第１のハウジングの前記一方側を覆って嵌合連結され前記被検出体と対向して配置される第２のハウジングと、を有し、
前記第１のハウジングには、固定対象に固定設置するための固定部が設けられるとともに、前記リード端子の一部が埋設一体化されて設けられている、
ことを特徴とする。

本発明によれば、振動などによって検出精度の低下を招くことがなく生産効率が高い移動体検出装置を提供することができる。

本発明の移動体検出装置の一実施の形態に係る分解状態の概略斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る概略斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る概略断面図である。

以下、本発明を実施するための形態に係る移動体検出装置を、図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明では、図２に示した移動体検出装置１００の状態を基準として、前後方向をＸ方向、左右方向をＹ方向、上下方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向を示す矢印が向く方向を＋（プラス）方向、その反対方向を－（マイナス）方向として説明する。
本発明の移動体検出装置１００は、被検出体の移動に応じた電気信号を出力する磁気検出素子１０と、磁気検出素子１０に磁界を加える磁石２０と、磁気検出素子１０に接続されるリード端子３０と、磁気検出素子１０、磁石２０およびリード端子３０が一方側に取り付けられる第１のハウジング４０と、第１のハウジング４０の一方側を覆って嵌合連結され被検出体と対向して配置される第２のハウジング５０と、を有し、第１のハウジング４０には、固定対象７０に固定設置するための固定部４２が設けられるとともに、リード端子３０の一部が埋設一体化されて構成されている。

本実施の形態に係る移動体検出装置１００は、例えば、二輪車の前輪の車軸近傍に設けられる回転検出装置として構成され、検出される前輪の回転数から車速を計測する。すなわち、移動体検出装置１００では、前輪の車軸が被検出体とされ、車軸近傍の車体が固定対象７０とされ、固定対象７０に第１のハウジング４０の固定部４２が固定され、第１のハウジング４０に嵌合連結された第２のハウジング５０が車軸と対向して配置される。

磁気検出素子１０は、被検出体である移動体の移動に伴う磁界の変化を感知するホールＩＣなどで構成されている。磁気検出素子１０は、先端の鉛直面（Ｙ－Ｚ面）の検出部１０ａに対して端子１０ｂが検出部１０ａの上端から直角に後方（－Ｘ方向）に突き出して設けられている。磁気検出素子１０は、第１のハウジング４０の収容部４３に収容される。収容部４３は、第１のハウジング４０と一体に成形され前方（＋Ｘ方向）に突き出すように成形されている。収容部４３は、前方側中央部が開口するとともに、上方（＋Ｚ方向）が開口した第１凹部４３ａが形成され、第１凹部４３ａ内に上方（＋Ｚ方向）から磁気検出素子１０の検出部１０ａが収容されて検出部１０ａの先端面（＋Ｘ方向の端面）が前方側中央部の開口に位置して被検出体と対向するように配置される。

磁石２０は、磁気検出素子１０に磁界を加えるためのものである。磁石２０は、例えば直方体状に形成されたフェライト磁石で構成される。磁石２０は、磁気検出素子１０が収容される第１凹部４３ａに隣接する後方（－Ｘ方向）に設けられ下方（－Ｚ方向）が開口した第２凹部４３ｂに下方から収容されている。

リード端子３０は、第１のハウジング４０に一体成形される収容部４３の上面と平行に配置されて第１のハウジング４０および収容部４３にインサート成形により埋設一体化されており、前方側の端部が磁気検出素子１０の端子１０ｂと半田付けなどで接続され、後方側の端部３０ａ（図３参照）が第１のハウジング４０の後方のコネクタ部４４内に突き出すコネクタピンとして検出信号を外部に導出できるようにしてある。
なお、リード端子３０の前方側の端部と磁気検出素子１０の端子１０ｂとの間には、基板を設け、磁気検出素子１０の検出信号を処理するＩＣやチップ素子などの電子部品が実装された出力信号処理回路を設けておき、基板の処理回路で処理された出力信号を、リード端子３０を介してコネクタ部４４から外部に導出できるようにしたり、あるいは、磁気検出素子１０からの検出信号を出力した後、外部の処理回路で処理するようにしてある。

第１のハウジング４０は、図１に示すように、大小２つの円弧部を連結した外形が略小判状の本体部４１と、本体部４１の小さな円弧部の中心部に同心上に形成された固定部４２と、本体部４１の大きな円弧部の中心部から前方（＋Ｘ方向）に突き出して一体に形成された収容部４３と、本体部４１の大きな円弧部から後方（－Ｘ方向）に突き出して一体に形成されたコネクタ部４４と、を備えて構成されており、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Poly Butylene Terephthalate）樹脂など合成樹脂製とされている。
なお、２つの円弧部の大きさは同じであっても良い。

固定部４２は、金属製で円筒状のカラー４２ａを備えるとともに、第１のハウジング４０の本体部４１の下方に突き出す部分に一体化されている。固定部４２は、本体部４１の小さな円弧部に金属製の円筒状のカラー４２ａをインサート成形することで一体化されている。カラー４２ａには、図３に示すように、後方（－Ｘ方向）から固定用ボルトを入れて固定対象７０に締め付けることで、第１のハウジング４０を固定できる。
本体部４１は、大きな円弧部の内側縁部と小さな円弧部のカラー４２ａの大きな円弧部側の半円部とで囲まれる部分が側壁部４１ａとされ、側壁部４１ａで囲まれた内側部分が凹部とされて平板状の底板部４１ｂで後方（－Ｘ方向）側が塞がれている。

収容部４３は、本体部４１の底板部４１ｂの前方側に円柱部４３ｃを介して前方に突き出して略直方体状に一体に合成樹脂で成形されている。円柱部４３ｃの外周部には、Ｏリング溝が形成されてＯリング４５が装着され、後述する嵌合連結される第２のハウジング５０との間をシール状態とする。
収容部４３は、既に説明したように、第１凹部４３ａと第２凹部４３ｂとが設けられ、第１凹部４３ａには、磁気検出素子１０が、第２凹部４３ｂには、磁石２０がそれぞれ装着される。

コネクタ部４４は、中空の四角筒状とされて後方（－Ｘ方向）が開口し、本体部４１の底板部４１ｂから後方に突き出して一体に形成されており、外部の装着側のコネクタ（図示せず）を所定の向きに連結でき、係止凹凸部によってコネクタ同士の係止連結状態を保持できるようにしてある。

第２のハウジング５０は、第１のハウジング４０の一方側（前方側（＋Ｘ方向））を覆って嵌合連結され被検出体と対向して配置される有底の円筒部５１と、円筒部５１の開口端に一体に形成されたフランジ部５２とを備えて形成されている。第２のハウジング５０は、第１のハウジング４０と同一の合成樹脂製とされ、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂など合成樹脂製とされている。
第２のハウジング５０は、第１のハウジング４０に一体に形成された収容部４３に収容された磁気検出素子１０および磁石２０などを覆うカバーとして円筒部５１が機能しており、円筒部５１の外周には、補強用のリブ５１ａが円周方向等間隔に複数本一体に形成してある。リブ５１ａにより、剛性を高めて固定対象７０からの振動の影響を緩和する。また、リブ５１ａは、Ｏリング５３取り付け時の誘い込みおよび移動物体検出装置１００を固定対象７０に取り付ける際の誘い込みとしての機能を有している。円筒部５１のリブ５１ａの後方には、Ｏリング溝５１ｂが形成され、Ｏリング５３が装着され、固定対象７０との間をシールするとともに、Ｏリング５３によって固定対象７０からの振動の第１のハウジング４０への伝達を抑えている。
フランジ部５２は、第１のハウジング４０の側壁部４１ａの内側形状に沿った外形状に形成されており、周囲を囲む側壁部５２ａと、側壁部５２ａの前方側の開口部を塞ぐとともに、円筒部５１が一体に設けられた蓋板部５２ｂとで構成される。
これにより、第２のハウジング５０を第１のハウジング４０の内側に被せるように装着して連結することで、第１のハウジング４０の側壁部４１ａの内側に、第２のハウジング５０のフランジ部５２の側壁部５２ａが接するように嵌合され、側壁部４１ａの開口部が蓋板部５２ｂで塞がれた状態となり、フランジ部５２が第１のハウジング４０の固定部４２と同一の厚みとなる。
すなわち、第１のハウジング４０の本体部４１の側壁部４１ａの高さと第２のハウジング５０のフランジ部５２の側壁部５２ａの高さとが、嵌合連結状態とした場合に、蓋板部５２ｂが第１のハウジング４０の固定部４２と同一の厚みとなるように設定してある。
また、第２のハウジング５０のフランジ部５２は、第１のハウジング４０を固定部４２によって固定対象７０に固定設置すると、第１のハウジング４０と固定対象７０とに挟み込まれることになり、移動体検出装置１００を確実に固定対象７０に保持することができる。

第１のハウジング４０と第２のハウジング５０との間には、嵌合連結状態を保持する連結保持機構６０が設けられている。
固定対象７０に固定される固定側となる第１のハウジング４０には、側壁部４１ａに４箇所の係合凹部６１が略矩形の孔として形成されている。
第１のハウジング４０に嵌合連結される連結側となる第２のハウジング５０の側壁部５２ａに、係合凹部６１に内側から外側に向かって係合するフックを備えた係合凸部６２が一体に形成されている。
これにより、第２のハウジング５０の側壁部５２ａを第１のハウジング４０の側壁部４１ａの内側に装着して連結することで、第２のハウジング５０の係合凸部６２のフックが第１のハウジング４０の係合凹部６１の孔に係合し、第１のハウジング４０と第２のハウジング５０の嵌合連結状態が連結保持機構６０で保持される。
なお、係合凹部６１と係合凸部６２は、逆に第１のハウジング４０に係合凸部６２を設け、第２のハウジング５０に係合凹部６１を設けるようにしても良い。
さらに、この移動体検出装置１００では、第１のハウジング４０を固定部４２を介して固定対象７０に固定設置すると、第１のハウジング４０に嵌合連結した第２のハウジング５０のフランジ部５２が、第１のハウジング４０と固定対象７０とに挟み込まれることになり、例え、連結保持機構６０による嵌合連結状態に問題が生じても移動体検出装置１００を確実に固定対象７０に保持することができる。

このような移動体検出装置１００は、図３に示すように、円柱部４３ｃにＯリング４５を装着し、収容部４３に磁気検出素子１０および磁石２０を収納した第１のハウジング４０に第２のハウジング５０を被せるようにして嵌合連結し、連結保持機構６０の係合凹部６１と係合凸部６２とを係合して連結状態を保持する。また、第２のハウジング５０のＯリング溝５１ｂにＯリング５３を装着しておく。
次いで、移動体検出装置１００を、固定対象７０に形成した図示しない被検出体と対向する取付孔７１に第２のハウジング５０を装着するようにし、第１のハウジング４０の固定部４２のカラー４２ａに入れた取付ボルトを固定対象７０に締め付けることで固定する。コネクタ部４４には、外部から装着用のコネクタが接続され、検出信号を外部に出力できるようにする。
これにより、移動体検出装置１００は、取付ボルトで固定対象７０に固定され、被検出体と磁気検出素子１０が対向した状態となり、被検出体の移動量（回転数など）が磁気検出素子１０で検出（計測）される。
移動体検出装置１００を、例えば、回転検出装置とする場合には、二輪車の前輪の車軸が被検出体とされ、車軸近傍の車体が固定対象７０とされ、固定対象７０に第１のハウジング４０の固定部４２を固定することで、第１のハウジング４０に嵌合連結された第２のハウジング５０の先端が取付孔７１内で車軸と対向して配置される。これにより、被検出体である二輪車の車軸が回転することにより生じる磁気変化から車軸の回転数が計測され、車速が演算されて外部に出力されたり、あるいは、車軸の回転数が検出されて出力される。

移動体検出装置１００では、第１のハウジング４０に収容部４３を一体に形成してリード端子３０をインサート成形により埋設一体化しておき、収容部４３の第１凹部４３ａに磁気検出素子１０を収容し、第２凹部４３ｂに磁石２０を収容し、第１のハウジング４０を、固定部４２を介して固定対象７０に固定しているので、被検出体の振動系と移動体検出装置１００の振動系が同一となる。
これにより、これまでの装置では、第２のハウジング５０を機器側である固定対象に固定し、第２のハウジング５０に第１のハウジング４０を連結していたので、被検出体の振動が第２のハウジング５０を介して磁気検出素子１０や磁石２０が収容固定された第１のハウジング４０に伝達され、２つの振動系から振動が伝達され、これらの振動の影響により検出精度の低下を招いていたが、本願移動体検出装置１００によれば、振動系が１つとなり振動の影響を抑えて高精度に検出することができる。
また、これまでの装置では、第２のハウジング５０に磁気検出素子１０や磁石２０を収容し樹脂を充填して硬化させるようにしていたが、本願移動体検出装置１００では、樹脂の充填による固定が不要となり、硬化時間を設ける必要がなく、短時間で効率よく生産することができる。
移動体検出装置１００では、第１のハウジング４０の内側に第２のハウジング５０を配置して嵌合連結するようにしたので、第２のハウジング５０をコンパクトにすることができ、小型軽量化により振動系の質量を小さくして振動の影響を抑えることができる。
また、第２のハウジング５０は、Ｏリング溝５１ｂの外周に装着したＯリング５３を介して固定対象７０の取付孔７１に装着してあるので、固定対象７０からの振動をＯリング５３で緩和することができ、振動低減効果を期待することができる。

以上、実施の形態と共に、具体的に説明したように、本発明の移動体検出装置１００によれば、被検出体の移動に応じた電気信号を出力する磁気検出素子１０と、磁気検出素子１０に磁界を加える磁石２０と、磁気検出素子１０に接続されるリード端子３０と、磁気検出素子１０、磁石２０およびリード端子３０が一方側に取り付けられる第１のハウジング４０と、第１のハウジング４０の一方側を覆って嵌合連結され被検出体と対向して配置される第２のハウジング５０と、を有し、第１のハウジング４０には、固定対象７０に固定設置するための固定部４２が設けられるとともに、リード端子３０の一部が埋設一体化されて構成されているので、固定対象７０の振動系と磁気検出素子１０や磁石２０の振動系が同一となり、異なる振動系による検出精度の低下を抑えて高精度に検出することができる。
また、固定対象７０に固定する第１のハウジング４０に磁気検出素子１０や磁石２０を固定するので、第２のハウジング５０に樹脂を充填し硬化させて磁気検出素子１０や磁石２０を固定する必要がなく、硬化時間が不要となり短時間に効率よく生産することができる。

本発明の移動体検出装置１００によれば、第２のハウジング５０には、固定部４２による固定設置にともない第１のハウジング４０と固定対象７０とに挟み込まれるフランジ部５２が設けられているので、第１のハウジング４０を介して第２のハウジング５０を確実に固定することができる。これにより、万一、第１のハウジング４０と第２のハウジング５０との嵌合連結が解放されるようなことがあってもそのまま固定対象７０への固定状態を維持することができる。

本発明の移動体検出装置１００によれば、固定部４２は、金属製で円筒状のカラー４２ａを備えるとともに、第１のハウジング４０に一体化され、フランジ部５２は、固定部４２の周囲の少なくとも一部に形成されているので、固定部４２の金属製のカラー４２ａによって固定対象７０に確実に固定することができるとともに、固定部４２の固定にともなってフランジ部５２を挟んで固定することができ、一層強固に、確実に固定することができる。

なお、上記実施の形態では、移動体検出装置１００を回転検出装置として回転運動する被検出体を検出する場合を例に説明したが、これに限らず、直線運動する被検出体を検出する場合であっても良い。
また、磁気検出素子１０は、ホールＩＣで構成した場合を例に説明したが、これに限らず他の形式のものなど任意のものであっても良い。
さらに、第１のハウジング４０や第２のハウジング５０等の素材については、特に限定するものではなく、通常使用される合成樹脂などを用いることができる。
また、移動体検出装置１００でのＸ，Ｙ，Ｚ方向は、説明のために設定したものであり、移動体検出装置１００の取付方向等は、これらの方向に限定するものでない。
また、本発明は、上記実施の形態に何ら限定するものではない。

１００ 移動体検出装置
１０ 磁気検出素子
１０ａ 検出部
１０ｂ 端子
２０ 磁石
３０ リード端子
３０ａ 端部
４０ 第１のハウジング
４１ 本体部
４１ａ 側壁部
４１ｂ 底板部
４２ 固定部
４２ａ カラー
４３ 収容部
４３ａ 第１凹部
４３ｂ 第２凹部
４３ｃ 円柱部
４４ コネクタ部
４５ Ｏリング
５０ 第２のハウジング
５１ 円筒部
５１ａ リブ
５１ｂ Ｏリング溝
５２ フランジ部
５２ａ 側壁部
５２ｂ 蓋板部
５３ Ｏリング
６０ 連結保持機構
６１ 係合凹部
６２ 係合凸部
７０ 固定対象
７１ 取付孔

Claims (3)

1. 被検出体の移動に応じた電気信号を出力する磁気検出素子と、
   前記磁気検出素子に磁界を加える磁石と、
   前記磁気検出素子に接続されるリード端子と、
   前記磁気検出素子、前記磁石および前記リード端子が一方側に取り付けられる第１のハウジングと、
   前記第１のハウジングの前記一方側を覆って嵌合連結され前記被検出体と対向して配置される第２のハウジングと、を有し、
   前記第１のハウジングには、固定対象に固定設置するための固定部が設けられるとともに、前記リード端子の一部が埋設一体化されて設けられ、
   前記第２のハウジングは、前記磁気検出素子および前記磁石を覆う円筒部を有し、
   前記円筒部は、外周に補強用のリブが円周方向等間隔に複数本一体に形成され、前記リブの後方には、Ｏリング溝が形成され、Ｏリングが装着される、
   ことを特徴とする移動体検出装置。
2. 前記第２のハウジングには、前記固定部による固定設置にともない前記第１のハウジングと前記固定対象とに挟み込まれるフランジ部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動体検出装置。
3. 前記固定部は、金属製で円筒状のカラーを備えるとともに、前記第１のハウジングに一体化され、
   前記フランジ部は、前記固定部の周囲の少なくとも一部に形成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の移動体検出装置。

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