JPH0694746A

JPH0694746A - センサ装置及びそのセンサ装置を用いた回転センサ

Info

Publication number: JPH0694746A
Application number: JP24208692A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Saito; 英敏斉藤; Masahiro Kume; 昌宏粂; Masashi Sugimoto; 雅司杉本; Yoshimitsu Yamazoe; 良光山添
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】組み立てが容易に行なえ、耐湿、耐久性に優
れたセンサ装置を提供する。【構成】外部回路と接続される接続ケーブル２９と接
続された接続リード３０の一方のリード端３１が基台２
３に埋設され、他方のリード端３２を基台２３の先端面
３３から突出させたホルダー２１に、ホールＩＣ２０を
中央に搭載した回路基板８’をハンダ付けにより、前記
先端面３３から突出した他方のリード端３２に接続して
固定し、前記ホルダー２１にカーリング加工を施したモ
ールド端面３３を被う金属ケース２２を嵌合し、封止す
ることによって、組み立ての簡素化を図ると共に、耐
湿、耐久性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属ケース（メタル
カン）を用いて封止したことにより、製造工程の簡素化
を図ると共に、耐湿性及び機械的強度を向上させたセン
サ装置及びそのセンサ装置を用いた回転センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ケース内にモールド部材により、センシ
ング素子を固定したセンサ装置として、例えば図３に示
す自動車のドライブシャフト等に取り付けられたセンサ
ロータ１に対向して設けられ、ケース２内部に磁気抵抗
素子、ホール素子等の磁電変換素子３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、センサ
の気密性を高め、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２内に、まず磁電変換素子３と端
子４とを熱硬化性樹脂５で固定した磁気抵抗素子部６を
配置し、その磁気抵抗素子部６にマグネット７を接合
し、その上部に回路基板８を設け、この回路基板８上に
取り付けられた回路部品９及びセンサ出力を取り出す接
続ケーブル１０等と共に、これら全てをケース２の開口
部より注入した熱硬化性樹脂を一定時間加熱することに
よって、磁気変換素子３のケース２への固定及び保持を
行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
回転センサでは、ケースに磁電変換素子とその他の回路
部品とを固定するのに２度のモールド処理を行なわなけ
ればならないため、この熱硬化性樹脂の注入及び硬化さ
せるための作業が煩雑かつ複雑となることから、量産性
に問題がある。

【０００５】また、上記ケースとケース内に充填される
熱硬化性樹脂とは熱膨張率に差があるため、使用中に加
わる温度サイクルのくり返しにより、一体に成形された
両者間にクラック等が発生して気密性が低下し、湿気の
影響を受け易いという問題もある。

【０００６】さらに、センサのケースの開口部を熱可塑
性樹脂で射出成形して封止する方法もあり、この場合は
シール性に優れ、作業が容易である反面センシング素子
には成形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。

【０００７】そこで、この発明では、組み立てが容易に
行なえ、かつ温度サイクルに対しても気密性の低下しな
いセンサ装置を提供することである。

【０００８】

【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、外部回路に接続される接続ケーブル
と接続された一方が基台に埋設され、他方が基台の先端
面より突出される接続リードを有するホルダーと、セン
シング素子が搭載され、前記基台の先端面から突出する
接続リードに接続される端子を有し、前記基台先端面に
載置される回路基板と、前記基台の外周に嵌合される開
口部を有し、前記基台の先端から嵌入される金属ケース
とからなる構成としたのである。

【０００９】また、このとき上記基台外周と金属ケース
の開口部との嵌合を、Ｏリングを介して行なうようにし
たり、上記金属ケースの開口部をカーリング加工により
ホルダー外周に嵌合されるようにすることもできる。

【００１０】さらに、上記基台先端面に載置された回路
基板と前記基台に嵌入される金属ケースの先端面の内壁
との間に間隙を形成してケースにホルダーを嵌入した
り、上記回路基板のセンシング素子を磁気検出素子と
し、一方、上記金属ケースを非磁性金属材として、上記
ホルダーに、前記磁気検出素子に磁気バイアスを与える
マグネットあるいは磁極子を有するマグネットを設ける
こともできる。

【００１１】

【作用】このように構成されるセンサ装置では、基台か
ら突出した接続リードに端子を接続することによってセ
ンシング素子の搭載された回路基板を基台先端面に載置
し、回路基板の固定及び保持を樹脂によるモールドによ
らずに行なうので、モールド時の高温、高圧が耐圧性に
劣るセンシング素子や回路部品等に加えられることがな
く、不要な応力による特性の劣化を生じさせない。

【００１２】このとき、ホルダーを形成する接続端子や
ケーブル等は耐圧性を有しているので、モールド時の高
温高圧による応力に対して破壊されることはない。

【００１３】また、このように基板が取り付けられたホ
ルダーには、例えば高信頼性のトランジスタやＩＣ等で
用いられているのと同様の、金属ケース（いわゆるメタ
ルカン）が嵌合されることによって封止されるので、ケ
ースとホルダーとは一体に成形されたものではなく、こ
のため、熱膨張率に差があっても互いに影響し合うこと
はない。したがって、温度サイクルが加わってもクラッ
ク等を発生して気密性が低下することがないため、金属
ケースに被われるセンシング素子や回路部品は、温度サ
イクルや湿度等の外部要因から保護される。

【００１４】さらに、こうして組み立てられるセンサ装
置は、ケース内への熱硬化性樹脂の注入硬化工程が不要
であるため、製作工程が簡素かつ簡単となり、製作時間
の短縮が図れる。

【００１５】また、基台外周と金属ケースの開口部との
嵌合をＯリングを介して行なったものでは、Ｏリングに
より高い気密性が確保される。

【００１６】次に、金属ケースの開口部をカーリング加
工により基台外周に嵌合できるようにしたものでは、基
台に金属ケースを嵌入し、カーリング加工により金属ケ
ースを変形させて形成した開口部の掛止部を、基台外周
に係合させるだけで両者の封止が行なわれるので、封止
に溶接や融着等を必要とせず容易に、かつ確実に封止を
行なうことができる。

【００１７】さらに、基台に嵌入される金属ケース先端
の内壁と回路基板間に間隙を形成したものでは、例えば
金属ケースに外部圧力が加わり歪むような事態が生じた
場合でも、その圧力により生じた歪が隙間を形成したこ
とにより、応力に弱いセンシング素子に直接加わらない
ため、センシング素子の破損が防がれる。

【００１８】また、センシング素子に磁気検出素子を用
いたものでは、上記の作用に加えホルダーに設けたマグ
ネットにより磁気検出素子にバイアス磁界を与えるので
あるが、特に、マグネットに磁極子を有するものは、そ
の磁極子が磁石の発生する磁束をセンシング素子に収束
させることにより、センサ感度を効果的に高める。

【００１９】

【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、センシン
グ素子に磁気検出素子としてホールＩＣ２０を用いた磁
気式回転センサで、前記ホールＩＣ２０を搭載した回路
基板８’を載置したホルダー２１と、前記ホルダー２１
と嵌合される金属ケース２２とからなっている。

【００２０】前記ホルダー２１は、円柱形状に形成され
た基台２３と、取り付けのためのボルト孔２４の形成さ
れたフランジ２５とからなっており、両者は樹脂成形に
より一体に成形されている。

【００２１】また、基台２３には、外周に沿って嵌合用
の溝２６とＯリング２７の挿入されたシール用の溝２８
の２本の溝が形成されると共に、その内部に、接続リー
ド３０の外部回路に接続される接続ケーブル２９と接続
された一方のリード端子３１が埋設され、他方のリード
端３２を基台２３の先端面３３より突出している。

【００２２】この基台２３の先端面３３より突出した他
方のリード端３２には、回路基板８’が載置される。

【００２３】回路基板８’は、ホールＩＣ２０及び回路
部品を搭載すると共に、そのホールＩＣ２０と接続さ
れ、かつ、前記他方のリード端３２と接続されるスルー
ホールの形成された端子３７を有しており、その端子３
７が貫通する前記他方のリード端３２とハンダ付けされ
ることによって、回路基板８’は固定され、基台２３先
端面３３のホールＩＣ２０の設置位置が決定されると同
時に、電気的に接続リード３０と接続される。

【００２４】一方、このように固定される回路基板８’
に搭載されたホールＩＣ２０と対向する基台２３の先端
面３３には、挿入孔３４が形成され、その挿入孔３４に
は、マグネット３５が圧入（インサート）されており、
その先端は、回路基板８’の裏面と当接するようになっ
ている。このため、回路基板８’とマグネット３５との
間には無駄な間隙の形成されることが防止され、その間
隙によって生じる磁束の低下を防止している。

【００２５】また、このとき、図２に示すようにマグネ
ット３５の先端に、例えば鉄片等の磁性材を歯状に形成
した磁極子４０を取り付け、その磁極子４０によってマ
グネット３５の発生する磁束を回路基板８’上のホール
ＩＣ２０に収束させて磁気特性を向上させるようにして
もよい。

【００２６】一方、金属ケース２２は、内径が基台２３
の外径より少し大きめの内径を有する非磁性金属材料、
例えばステンレス合金等によって形成されたカップ状の
円筒形容器で、その開口部周縁３６は、カーリング加工
により内側に折曲され、その折曲によって縮径された金
属ケース２２は、前記基台２３に嵌入した際、前記基台
２３の嵌合用の溝２６に嵌まり込むことにより、基台２
３とその基台２３に嵌入された金属ケース２２とが封止
される。また、このとき、金属ケース２２先端の内壁３
８と前記回路基板８’のホールＩＣ２０との間には微少
な隙間ｄが形成される。その間隙は、例えば０．３〜
１．０mm程度に形成するのが好ましい。

【００２７】この実施例は、以上のように構成され、回
転センサは各々別々に製作されたホルダー２１、回路基
板８’、金属ケース２２とにより組み立てられる。

【００２８】即ち、例えば接続リード３０と接続ケーブ
ル２９とをインサート成形によって埋設し、成形した前
記ホルダー２１の、基台２３の先端面３３から突出した
他方のリード端３２に、ホールＩＣ２０を搭載した回路
基板８’を取り付け、Ｏリング２７を基台２３のシーリ
ング用の溝２８に嵌め、そのＯリング２７を嵌めた基台
２３に金属ケース２２を挿通し、カーリング加工の施さ
れた金属ケース２２の開口部周縁３６を基台２３の嵌合
用の溝２６に嵌め込んで、組み立てる。

【００２９】このようにして組み立てられる回転センサ
では、ホールＩＣ２０の載置された回路基板８’をハン
ダ付けにより接続リード３０に固定するだけで、従来の
ように、樹脂によるモールド処理を行なうことなく、ホ
ールＩＣ２０の固定と位置決めとを行なうことができる
ため、工程が大幅に簡素化されると同時に、その際、ホ
ールＩＣ２０にもモールド時の高温高圧が加わらず、不
要な応力を与えることがない。

【００３０】また、このときの金属ケース２２による封
止は、耐湿性及び機械強度に優れ、さらに、金属ケース
２２とホルダー２１とを一体に成形していないので両者
の熱膨張率の差でもってクラック等を生じない。加え
て、Ｏリング２７を取り付けたことにより、さらに高い
気密保持性を有するようになっている。

【００３１】こうして組み立てられた回転センサは、ボ
ルト孔２４に挿通される取り付けボルトにより、例えば
車輪と共に回転するセンサロータ１と対向する自動車の
ナックル等に取り付けられ、磁性体であるセンサロータ
１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ＩＣ２０により検出し、その検出信号を接続リード３
０及び接続ケーブル２９を介して外部回路に出力する車
速センサとして用いられるが、このとき、例えばセンサ
ロータ１と金属ケース２２間に異物を噛み込み、金属ケ
ース２２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、金属ケース２２先端の内壁
３８と回路基板８’間に形成された隙間ｄにより、直接
回路基板８’上のホールＩＣ２０に伝達されることがな
く、検出信号に影響を与えない。

【００３２】なお、実施例ではセンシング素子にホール
ＩＣを用い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
もセンシング素子に例えば、温度変換素子や放射線変換
器を用いた温度センサや放射線検出装置等に使用するの
にも適する。

【００３３】

【効果】この発明は、以上のように構成し、ホルダーに
回路基板を載置し、そのホルダーに金属ケースを嵌合す
るようにしたので組み立てが容易に行なえる。

【００３４】このため、量産に適し、さらに、製作コス
トの低減も図れる。

【００３５】また、金属ケースを用いて封止したことに
より、温度サイクルや機械的外部要因の発生に対しても
高い耐久性と気密性及び耐湿性とを有するセンサ装置を
提供できる。

【００３６】特に、Ｏリングを用いたものでは上記の効
果は顕著である。

【００３７】さらに、金属ケースと回路基板間に隙間を
形成したものでは、外部からの応力によるケースの変形
等に対しても、その応力がセンシング素子に加わること
がなく、その応力により誤信号を発生することがない。

【００３８】一方、センサ装置を回転センサとしたもの
では、特に、マグネットに磁極子を設けた場合、磁気特
性を向上させ感度アップが図れる。

【００３９】以上のような顕著な効果を奏する本発明の
センサ装置は、厳しい環境で使用される例えば、車速検
出用の回転センサとして使用すると、特に効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の主要断面図

【図２】他の実施例の主要断面図

【図３】従来例の回転センサの主要断面図

【符号の説明】

８’ 回路基板２０ホールＩＣ２１ホルダー２２金属ケース２３基台２８Ｏリング２９ケーブル３０接続リード３１一方のリード端３２他方のリード端３３基台先端面３５マグネット３６ケースの開口部周縁３７端子３８金属ケース先端内壁４０磁極子ｄ間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山添良光大阪市此花区島屋一丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部回路に接続される接続ケーブルと接
続された一方が基台に埋設され、他方が基台の先端面よ
り突出される接続リードを有するホルダーと、センシング素子が搭載され、前記基台先端から突出する
接続リードに接続される端子を有し、前記基台先端面に
載置される回路基板と、前記基台の外周に嵌合される開口部を有し、前記基台の
先端から嵌入される金属ケースとから成るセンサ装置。
【請求項２】上記基台外周と金属ケースの開口部との
嵌合を、Ｏリングを介して行なったことを特徴とする請
求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】上記金属ケースの開口部がカーリング加
工により形成され、上記基台外周に嵌合されることを特
徴とする請求項１または２記載のセンサ装置。
【請求項４】上記基台先端面に載置された回路基板と
前記基台に嵌入される金属ケースの先端の内壁との間に
間隙を形成してケースにホルダーを嵌入させたことを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のセンサ
装置。
【請求項５】請求項１乃至４のセンサ装置のいずれか
１つの回路基板のセンシング素子を磁気検出素子とする
と共に、金属ケースを非磁性金属材とし、かつホルダー
に、前記磁気検出素子に磁気バイアスを与えるマグネッ
トあるいは磁極子を有するマグネットを備えたことを特
徴とする回転センサ。