JPH0682478A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組み立て工程の簡素化と耐湿性及び機械的強
度を向上させたセンサ装置を提供する。 【構成】 基台の先端面１４にホールＩＣ１９を搭載し
た回路基板６’を載置し、かつ、その後端１６に段部１
７を形成したホルダー１０を、前記段部１７に当接する
開口端部２１を形成したケース１１に嵌入し、そのケー
ス１１の開口端部２１に前記段部１７を当接させること
によって、ケース１１と開口端部２１とを樹脂成形によ
る封止部材１２で封止する際の押圧力を支持させ、ケー
ス１１内のホールＩＣ１９の損傷を防ぎ、樹脂成形を用
いた組み立てを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、センサ素子を搭載し
た回路基板を載置するホルダーに段部を設け、その段部
にホルダーと嵌合されるケースを支持させることによっ
て、組み立て工程の簡素化と耐湿性及び機械的強度を向
上させたセンサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ケース内にモールド部材によりセンサ素
子を固定したセンサ装置として、例えば図４に示す、自
動車のタイヤリムに取り付けられたセンサロータ３に対
向して設けられ、ケース１内部に磁気抵抗素子、ホール
素子等の磁電変換素子２を内蔵した回転センサがある。

【０００３】このような回転センサでは、従来、気密性
を高め、耐湿性や機械的強度の向上を図るため、同図に
示すように、一端に取り付け用のフランジを有する中空
状のケース１内に、磁電変換素子２と端子４とを熱硬化
性樹脂で固定した磁気抵抗素子部２’を配置した後、そ
の磁気抵抗素子部２’にマグネット５を接合し、その上
部に回路基板６を設け、その回路基板６上に取り付けら
れた回路部品７及びセンサ出力を取り出す接続ケーブル
８等と共に、これら全てをケース１の開口より注入した
熱硬化性樹脂を一定時間加圧することにより、樹脂を硬
化させ、ケース１と一体となるようにモールドを行なう
ことによって、磁電変換素子２のケース１内への固定及
び保持とを行なっている。

【０００４】しかし、上記の物では、ケース１に磁電変
換素子２とその他の回路部品７とを固定するのに、２度
のモールド処理を行なわなければならないため、このモ
ールド処理における熱硬化性樹脂の注入及び硬化させる
作業が煩雑、かつ、複雑となり、組み立てに長時間を要
するため、量産性に問題がある。

【０００５】また、この際センサ素子２には、モールド
処理に伴う高温高圧による不要な応力が加わり、特性を
劣化させる問題もある。

【０００６】さらに、一体に成形された上記ケース１と
ケース１内に充填される熱硬化性樹脂とは、熱膨張率に
差があり、このため、使用中に加わる温度サイクルのく
り返しにより、ケース１と充填樹脂との間にクラック等
を生じ、気密性が低下し、湿気の影響を受け易いという
問題もある。

【０００７】これらの問題の一つの解決策として、例え
ば、あらかじめ金型にて、中空ケースとそのケースに嵌
入されるホルダーとを成形し、その成形されたホルダー
にセンサ素子、回路部品等を取り付けて中空ケースに嵌
入し、中空ケースの開口をナイロン材を使用した成形に
より封止することにより、モールド処理を省き、量産性
の向上を図ると共に、センサ素子を取り付けたホルダー
とケースとを設けたことによって、両者の熱膨張率の差
から生ずる気密性の低下を防止することが考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ナイロン成形により封止を行なうものでは、成形時のナ
イロン部材とケース周縁とを溶着し、封止する際に、ケ
ース内のホルダーにも加圧力が加わり、その加圧力が直
接ホルダーに取り付けたセンサ素子を損傷するのみなら
ず、ホルダーが加圧力により移動し、ケース内壁に衝突
することによって、ホルダー先端に設けた素子の特性が
劣化したり、破壊されることが考えられる。このため、
ケースとホルダーとを用いることによって量産性と気密
性とを向上させる上記の組み立てができないという問題
がある。

【０００９】そこで、この発明の課題は、周縁を封止す
る際の加圧力に対して、センサ素子の損傷を防止して前
記ケースとホルダーとを用いるセンサ装置の組み立てが
できるようにすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、基台に貫通され、その基台の先端面
より一端を突出し、他端が外部回路に接続される接続ケ
ーブルと接続された接続リードを有し、かつ、前記基台
先端面より大径の段部が基台周囲に形成されたホルダー
と、センサ素子が搭載され、前記基台先端面より突出し
た接続リードと接続される端子を有し、前記ホルダーの
基台先端面に配置される回路基板と、前記基台周囲の段
部に当接する開口端部を有し、前記基台先端より嵌入さ
れ、基台を被うケースと、前記基台周囲の段部とその段
部に当接するケースの開口端部とを封止する封止部材と
からなる構成としたのである。

【００１１】また、その際、上記ホルダーの基台先端面
に配置される回路基板と、前記基台を被うケース先端の
内壁との間に間隙を形成してホルダーをケースに嵌入す
ることもできる。

【００１２】さらに、上記ホルダーの基台側部とケース
側部とに、互いに嵌り合う嵌合部を設けることもでき
る。

【００１３】

【作用】このように構成されるセンサ装置では、回路基
板を基台先端面に載置し、接続リードと接続を行なった
後ホルダーをケースに嵌入し、両者を封止部材によって
封止することによって組み立てる。

【００１４】このとき、ケースに嵌入されたホルダー
は、ホルダー段部がケース開口端部に当接することによ
り、ケース内へのホルダーの進出が止められる。また、
封止部材により封止が行なわれた際には、その際加わる
加圧力は、ケース開口端部に支持されることにより、ホ
ルダーのケース内への進出が止められ、いずれの場合に
おいてもセンサ素子並びにセンサ素子の搭載された回路
基板がケースと衝突して破損することを防ぐ。この際、
ケース開口端部にホルダー段部が当接することによって
ケース内は密閉され、ケース内と外とは分離されること
になり、加圧力が直接ケース内に加わることはない。

【００１５】一方、こうして封止されるケース内の回路
基板と外部回路との接続は、回路基板の端子と接続さ
れ、基台を貫通することによってシールされた接続リー
ドと接続ケーブルとを介することによって行なわれる。

【００１６】また、こうして封止されるケースとホルダ
ーとは一体に形成されたものではないため、例えば温度
サイクルにより両者に熱収縮差が生じた場合でも、その
収縮差は互いに影響し合うことはなく、クラック等を生
じず気密性が高く、耐湿性に優れている。

【００１７】このように、樹脂注入を行なわず組み立て
られるセンサ装置は、樹脂注入に伴う注入及び硬化作業
が必要なく、そのため工程時間の短縮が図られる。

【００１８】また、基台先端面に配置される回路基板と
基台先端部を被うケース先端の内壁との間に間隙を形成
したものでは、その間隙により、回路基板とケースとは
分離されることになり、例えば封止時の加圧力や使用時
に加わる応力により、ケースに歪みやたわみ等が生じた
場合でも、その歪みやたわみが直接回路基板のセンサ素
子に加わることが防止され、センサ素子の破損や特性の
劣化を防ぐことができる。

【００１９】さらに、基台側部とケース側部とに互いに
嵌り合う嵌合部を設けたものでは、ホルダーをケースに
挿入する際の軸方向の位置決めが行なえ、センサ素子の
方向を特定することができるため、組み立てるセンサご
とにセンシング領域が変わらないようにできる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１に示す本実施例のセンサ装置は、センサ素
子に磁気検出素子としてホールＩＣ１９を用いた磁気式
回転センサで、ホルダー１０と、ホルダー１０に載置さ
れる回路基板６’と、ケース１１及び、そのケース１１
と前記ホルダー１０とを封止する封止部材１２とからな
っている。

【００２１】ホルダー１０は、先端面１４の周縁に支持
壁１４’の形成された円柱状の基台１３と、その基台１
３に埋設されることにより、基台１３を貫通する接続リ
ード１５と、基台１３の後端１６の周囲に形成された前
記先端面１４より大径の段部１７とからなっている。

【００２２】前記基台１３は、樹脂により成形され、そ
の際、接続ケーブル８と接続された接続リード１５は一
体に成形されることにより、基台１３に埋設され、一方
の接続リード端１５’を基台１３先端面１４より突出す
ると共に、接続ケーブル８と接続された他方の接続リー
ド端１５”を後端面１６から突出する。

【００２３】また、その基台１３の側部には、図２に示
すように先端から段部に至る嵌合溝１８が形成されてい
る。

【００２４】回路基板６’は、ホールＩＣ１９及び回路
部品を搭載すると共に、そのホールＩＣ１９と接続さ
れ、かつ、基台１３の先端面１４から突出する一方の接
続リード端１５’と接続されるスルーホールの形成され
た端子２１を有している。このホールＩＣ１９を搭載し
た回路基板６’は、前記基台１３先端の支持壁１４’に
載置され、前記基台先端面１４から突出して前記端子２
１を貫通する前記一方の接続リード端１５’とハンダ付
けされることによって接続され、ホールＩＣ１９の設置
位置が決められると同時に、電気的にも接続される。

【００２５】一方、このように接続リード１５によって
固定された回路基板６’のホールＩＣ１９と対向する基
台先端面１４には、挿入孔２０が形成され、その挿入孔
２０には、マグネット５’が圧入（インサート）されて
いる。このとき、マグネット５’先端は、回路基板６’
に当接させ、マグネット５とホールＩＣ１９との距離が
組み立てるセンサごとに変わることがなく、常に一定と
なるようにして、ホールＩＣ１９に加えられるバイアス
磁界の強度のバラツキを小さくすることによって特性の
安定を図っている。

【００２６】また、このとき、マグネット５’の先端と
回路基板１２間には、例えば鉄板等の磁性材を配しても
れ磁束を防止し、ホールＩＣ１９に効率よく磁束が加わ
るようにすることによって、感度アップを図ってもよ
い。

【００２７】ケース１１は、一側に取り付け用のフラン
ジを有する中空状の円筒形容器で、前記基台１３と嵌合
し、その先端から嵌入されて、開口端部２１は前記基台
１３の段部１７と当接し、基台１３を被う。このとき、
回路基板６’とケース１１先端の内壁１１’との間には
間隙ｄが形成される。

【００２８】また、このケース１１側部には、前記基台
１３の嵌合溝１８と嵌り合う溝１８’が形成され、ケー
ス１１への基台１３の嵌入方向が規制されるようになっ
ており、ケース１１に嵌入される際のホルダー１０の向
きを常に同一方向にして、ホルダー１０のホールＩＣ１
９の感磁領域が一定になるようになっている。

【００２９】封止部材１２はホルダー１０後端面１６に
被せられるキャップで、その周縁は、基台１３の段部１
７と当接するケース１１の開口端部２１と固着されるこ
とにより、ケース１１とそのケース１１に挿入されたホ
ルダー１０とを封止する。このキャップは熱可塑性樹脂
により成形され、その際ホルダー１０後端面１６より突
出する他方の接続リード端１５”及びその他方の接続リ
ード端１５”と接続された外部回路に接続される接続ケ
ーブル８とが一体に成形される。

【００３０】この実施例は、以上のように構成され、例
えばこのセンサ装置では、ケース１１とホルダー１０と
は、金型あるいは射出成形等により個々に成形される。
このとき、ホルダー１０には、外部回路に接続される接
続ケーブル８と接続された接続リード１５が一体に成形
されることにより埋設され貫通される。

【００３１】こうして成形されるホルダー１０の基台１
３の先端面１４の挿入孔２０には、マグネット５’を圧
入すると同時に、あらかじめ、別個に組み立てられたホ
ールＩＣ１９を搭載した回路基板６’を前記基台１３の
先端の支持壁に載置し、端子２１に先端面１４より突出
した接続リード１５の一方のリード端１５’を貫通して
ハンダ付けにより取り付け、固定と同時に電気的な接続
も行なう。このように、回路基板６の取り付けの終わっ
たホルダー１０は、基台１３の先端からケース１１内に
嵌入するが、このとき、基台１３の嵌合溝１８とケース
１１の溝１８’とを合致させて嵌入することにより、嵌
入された回路基板６’のホールＩＣ１９の向きが組み立
てるセンサごとに変わることがないようにして、使用す
る際のホール素子に磁界を有効に働かせる感磁領域の向
きが変わらないようにする。

【００３２】こうしてケース１１に嵌入されたホルダー
１０は、段部１７がケース１１の開口端部２１と当接
し、開口端部２１にホルダー１０は支持され、回路基板
６’とケース１１先端の内壁１１’との間には間隙ｄが
形成される。

【００３３】一方、このようにして、ケース１１に嵌入
されたホルダー１０の後端面１６には、熱可塑性樹脂に
よるキャップ状の封止部材１２が樹脂成形、例えば射出
成形等により成形され、ケース開口端部２１とホルダー
１０の段部１７とが封止されるが、このとき同時に、接
続リード１５と接続リード１５に接続されたケーブル８
も一体に成形される。

【００３４】また、この時、樹脂成形の際の押圧力によ
り、ホルダー１０はケース１１内に押されるが、その押
圧力は、ホルダー１０の段部１７と当接するケース開口
端部２１によって支持されることにより、ホルダー１０
のケース１１内への進出が阻止され、基台１３の先端面
１４の回路基板６’がケース１１先端の内壁１１’と衝
突するのが防止される。さらに、接続リード１５が貫通
されたホルダー１０は、ケース１１内とケース１１外と
を分離するため、前記押圧力をケース１１内へ伝えな
い。

【００３５】このようにして組み立てられるセンサ装置
は、ケース１１にホルダー１０を嵌入することにより組
み立て、樹脂注入による成形を行なわないため一体に成
形されておらず、このため、温度サイクル等により、両
者に熱収縮差が発生してもその収縮差が相互に作用し合
うことはなく、ホルダー１０やケース１１にクラック等
を生じない。また、ケース１１とホルダー１０とは、樹
脂成形により封止されることにより、気密性が高く湿度
に対して強い。さらに、ホールＩＣ１９、マグネット
５’、回路基板６等の固定や配置も、樹脂を注入するこ
となく行なえるので量産性も良い。

【００３６】このセンサ装置は、例えば取り付け用フラ
ンジによって車輪と共に回転するセンサロータ３と対向
する自動車のタイヤリムに取り付けられ、磁性体である
センサロータ３の外周の歯車の凹凸によって変化する磁
束密度をホールＩＣ１９により検出し、その検出信号を
接続リード１５及びケーブル８を介して外部回路に出力
する車速センサとして使用されるが、このとき、例えば
センサロータ３とケース１１間に異物を噛み込み、ケー
ス１１に過大な応力が加わって変形が生じた場合でも、
その変形による応力は、ケース１１先端の内壁１１’と
回路基板６間に形成された隙間ｄにより、直接回路基板
上のホールＩＣ１９に加わることはないため、検出信号
に影響を与えることがなく、外部衝撃に対しても強い。

【００３７】なお、この実施例では嵌合部として嵌合溝
１８、１８’をホルダー１０とケース１１とに設けた
が、この溝１８、１８’は上記のものに限ったものでは
なく、例えば図３（ａ）に示す変形した溝１８、１８’
のようなものでも良く、さらに、この嵌合部は、溝１
８、１８’に限らず、図３（ｂ）に示すようにケース１
１及び基台１３の一側を平面状に形成したり、図３
（ｃ）に示すように突部を設けるようにしてもよい。

【００３８】また、この実施例では、ケース１１と封止
部材１２とに樹脂成形によるものを用いたが、これ以外
にもケース１１と封止部材１２とを例えば、金属ケース
と金属キャップとし、両者をハーメチックシールで封止
するようにしても良い。

【００３９】さらに、この実施例では、センサ素子に磁
電変換素子を搭載した回転センサについて述べたが、本
発明のセンサ装置はこれに限定されるものではなく、こ
れ以外にもセンサ素子に、例えば温度変換素子を用いた
温度センサや放射線変換器を用いた放射線検出装置等に
使用するのにも適する。

【００４０】

【効果】この発明は以上のように構成し、ホルダーに形
成した段部によってケースの開口端部に封止時の押圧力
を支持させるようにして、ケースとそのケースに嵌入し
たホルダーとを封止できるようにしたので、封止時の押
圧力によるセンサ素子の損傷を防止できるため、量産性
と気密性とに優れたケースとホルダーとを用いた組み立
てが行なえる。

【００４１】このため、従来の封止のようにケースに樹
脂を注入してセンサ素子を封止しなくてもよいため、セ
ンサ素子を損傷することがなく、組み立て時の分留りも
向上し、温度サイクルに対しても優れた気密性を呈す
る。さらに、樹脂成形を用いた組み立てにも適するため
量産性もよい。

【００４２】特に、ホルダーの回路基板とケース先端の
内壁との間に間隙を形成したものでは、外部からの応力
に対しても強く、厳しい環境下でも使用することができ
る。

【００４３】さらに、ホルダーとケースとに嵌合部を設
けたものでは、ホルダーのケースへの嵌入時のセンサ素
子の向きを一方向に決定できるため、量産時のセンサ装
置のセンシング方向を一定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の縦断面図

【図２】図１の横断面図

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は他の実施例の作用図

【図４】従来例を示す横断面図

【符号の説明】

６’ 回路基板 ８ 接続ケーブル １０ ホルダー １１ ケース １１’ ケース先端の内壁 １２ 封止部材 １３ 基台 １４ 基台の先端面 １５ 接続リード １５’ 接続リードの一方のリード端 １５” 接続リードの他方のリード端 １７ 基台の段部 １８、１８’ 嵌合溝 １９ ホールＩＣ ２１ 端子 ｄ 間隙

フロントページの続き (72)発明者 粂 昌宏 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に貫通され、その基台の先端面より
   一端を突出し、他端が外部回路に接続される接続ケーブ
   ルと接続された接続リードを有し、かつ、前記基台先端
   面より大径の段部が基台周囲に形成されたホルダーと、 センサ素子が搭載され、前記基台先端面より突出した接
   続リードに接続される端子を有し、前記ホルダーの基台
   先端面に配置される回路基板と、 前記基台周囲の段部に当接する開口端部を有し、前記基
   台の先端より嵌入され、基台を被うケースと、 前記基台周囲の段部とその段部に当接するケースの開口
   端部とを封止する封止部材とからなるセンサ装置。
2. 【請求項２】 上記ホルダーの基台先端面に配置される
   回路基板と、前記基台を被うケース先端の内壁との間に
   間隙を形成してホルダーをケースに嵌入させたことを特
   徴とする請求項１記載のセンサ装置。
3. 【請求項３】 上記ホルダーの基台側部とケース側部と
   に、互いに嵌り合う嵌合部を設けたことを特徴とする請
   求項１または２記載のセンサ装置。