JPH0694747A - センサ装置及びそのセンサ装置を用いた回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組み立て工程の簡素化を図りながら耐湿性及
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１４先端面１５から突出する接続リード
１７に接続することによって、ホールＩＣ２’の搭載さ
れた回路基板７’を、周囲に突部１６の形成された基台
１４の先端面１５に収容できるようにしたホルダー１０
を、ハウジング１１に嵌入し、前記ホルダー１０の突部
１６をハウジング１１先端の内壁２３に当接させて封止
部材１２により封止することによって、耐湿性の向上を
図ると共に、回路基板７’を囲んだ突部１６により、機
械的強度も高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハウジング先端の内
壁に当接する突部を、ハウジングに嵌入されるホルダー
の回路基板の載置される基台の先端面に設けたことによ
り、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及びその装置を用いた回転センサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ハウジング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６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３に対向して設けられ、ハウジング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
状のハウジング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５を配置した後、
その磁気抵抗素子部５にマグネット６を接合し、その上
部に回路基板７を設け、その回路基板７上に取り付けら
れた回路部品８及びセンサ出力を取り出す接続ケーブル
９等と共に、これら全てをハウジング１の開口より注入
した熱硬化性樹脂を、一定時間加熱して樹脂を硬化させ
ることにより、、磁電変換素子２のハウジング１内への
固定及び保持を行っている。

【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、ハウジング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って
おり、このため、このモールド処理における熱硬化性樹
脂を注入及び硬化させるための作業が煩雑、かつ、複雑
となり、組み立てに長時間を有することから量産性に問
題がある。

【０００５】また、上記ハウジングとハウジング内に充
填される熱硬化性樹脂間には、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、ケ
ースと充填樹脂との間にクラック等を生じ、そのため、
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、センサのハウジングの開口部を熱
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、作業が簡単である反面、センサ素
子には、成形に伴う高温高圧による不要な応力が直接加
わり、特性を劣化させる問題もある。

【０００７】そこで、この発明の課題は、組み立てに長
時間を要せず、また組み立ての際にセンサ素子に不要な
応力を与えることなく、さらに、気密性が高く、湿気に
強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、この発明は、基台に貫通され、その基台先端面より
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、その先端面か
ら突出する接続リードの周囲を囲む突部を有するホルダ
ーと、センサ素子が搭載され、前記基台端面より突出し
た接続リードの一端と接続される端子を有し、前記基台
の突部に囲まれた先端面に収容される回路基板と、前記
基台と嵌合し、基台の先端より嵌入されて基台を被うハ
ウジングと、前記ハウジングとハウジングに嵌入された
ホルダーとを封止する封止部材とからなる構成としたの
である。

【０００９】また、このとき、上記ホルダーの基台先端
面から突出する接続リードの周囲を囲む突部を、ハウジ
ング先端の内壁と当接させてホルダーをハウジングに嵌
入させたり、またその際、上記回路基板のセンサ素子と
ハウジング先端の内壁との間に間隙を形成して前記回路
基板の収容されたホルダーをハウジングに嵌入したり、
上記ハウジング側部とホルダー側部とに、互に嵌り合う
嵌合部を設けたりすることもできる。

【００１０】さらに、上記センサ装置は、上記回路基板
に搭載されたセンサ素子を磁電変換素子とし、その回路
基板の磁電変換素子と対向する基台先端面に挿入孔を設
け、その挿入孔に前記回路基板あるいは回路基板の磁電
変換素子と当接するマグネットを挿入したり、そのマグ
ネットと回路基板あるいは回路基板の磁電変換素子間に
磁性材による磁極子を介在させた回転センサとしてもよ
い。

【００１１】

【作用】このように構成されるセンサ装置では、回路基
板を先端面に載置し、接続リードと接続を行い回路基板
の位置決めを行った後、ホルダーをハウジングに嵌入
し、その両者を封止部材によって封止することによって
組み立てられる。

【００１２】このようして組み立てられるセンサ装置
は、樹脂の注入を行わず組み立てられるので、樹脂注入
に伴う注入及び硬化作業が必要なく、組み立て工程の時
間の短縮が図られる。また、ハウジングとホルダーとは
一体に成形されたものではないので、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、このため、クラック等を
生じない。このとき、ホルダーと嵌合するハウジングに
嵌入されることにより、ホルダー先端面の回路基板は外
部と分離され、基台を貫通することによりシールされた
接続リードを介し、ハウジング内の気密性を保持しなが
ら外部回路と接続される。

【００１３】このため、気密性が高く、耐湿性にも優れ
る。

【００１４】また、封止時に押圧力が加わり、ホルダー
先端がハウジングに当接した場合でも、回路基板を囲ん
で収容する基台先端面の突部が、ハウジング先端の内壁
と当接することによって、回路基板が直接ハウジング内
壁と衝突するのを防止し、破損を防ぐ。

【００１５】特に、前記突部をあらかじめハウジングの
内壁に当接させたものでは、押圧によってハウジング内
をホルダーが移動するのが防止されることによってハウ
ジング先端からのセンサ素子の位置が正確に保たれる。

【００１６】また、基板に搭載されたセンサ素子とハウ
ジング先端の内壁との間に間隙を形成したものでは、例
えば封止時や使用中に加わる押圧力等により、ハウジン
グが変形を来した場合でも、その変形が直接センサ素子
に加わるのを防いで、センサ素子の特性の劣化が防止さ
れる。

【００１７】さらに、ハウジング側部とホルダー側部と
に互いに嵌り合う嵌合部を設けたものでは、ハウジング
とホルダーとの軸方向の位置決めが行なえることによ
り、ホルダーに取り付けられた回路基板のセンサ素子の
方向がセンサを組み立てる度ごとに変わることがなく、
センサ素子の位置が常に同じものを組み立てることがで
きるため、センサ装置の感度領域を常に一定に保つこと
ができる。

【００１８】一方、回路基板に搭載されたセンサ素子を
磁電変換素子とし、基台先端面に前記センサ素子あるい
は基板と当接するマグネットを挿入した回転センサで
は、マグネットと磁電変換素子間の距離がセンサを組み
立てる度ごとに変わることがなく、常に一定に保たれる
ため特性が安定する。

【００１９】また、前記マグネットと磁電変換素子ある
いは基板との間に磁性材による磁極子を取り付けたもの
では、磁極子によってマグネットの発生する磁界を効果
的に磁電変換素子に加えられるので、感度アップが図ら
れる。

【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。

【００２１】図１及び図２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ＩＣ２’を
用いた磁気式回転センサで、ホルダー１０とそのホルダ
ー１０に載置される回路基板７’と、嵌入される前記回
路基板７’を載置したホルダー１０全体を被うハウジン
グ１１と、そのハウジング１１とハウジング１１に嵌入
されたホルダー１０とを封止する封止部材１２とからな
っている。

【００２２】ホルダー１０は、一側に嵌合溝１３の形成
された円柱形の基台１４の先端面１５の周囲に、突部１
６が形成され、その突出部１６によって囲まれた前記先
端面１５には、基台１４を貫通する接続リード１７の一
端１７’が突出している。また、その接続リード１７の
一端１７’には回路基板７’が取り付けられている。

【００２３】回路基板７’は、突部１６に囲まれた基台
１４先端面１５に収まる大きさを有し、その中央部には
ホールＩＣ２’を搭載し、そのホールＩＣ２’は、前記
突部１６よりも突出しない。また、回路基板７’は前記
ホールＩＣ２’と接続されたスルーホールの形成された
端子２２を有しており、この端子２２には、前記基台１
４の先端面１５より突出した接続リード１７の一端１
７’が貫通され、その貫通された接続リード１７の一端
１７’とハンダ付けされることにより回路基板７’は固
定されると同時に、電気的にも接続リード１７と接続さ
れる。

【００２４】一方、この回路基板７’のホールＩＣ２’
と対向する基台先端面１５には挿入孔１８が設けられて
おり、その挿入孔１８には、マグネット１９が圧入さ
れ、その圧入されたマグネット１９の先端は回路基板
７’と当接している。

【００２５】ハウジング１１は、前記ホルダー１０と嵌
合する円筒形に形成されたカップ状容器で、その一側に
は前記ホルダー１０の嵌合溝１３と互いに嵌り合う溝１
３’が形成されており、ホルダー１０の嵌入の際、前記
ホルダー１０先端面１５に載置された回路基板７’のホ
ールＩＣ２’の向きが、ハウジング１１に対して常に一
定に定まるようになっている。

【００２６】また、ハウジング１１の開口端１１’は外
側に折曲され、その折曲部は図１に示すように、封止部
材１２と係合し、ハウジング１１とハウジング１１に嵌
入されたホルダー１０との封止が強固に行われるように
なっている。

【００２７】この封止部材１２は、樹脂成形により形成
され、その際、ホルダー１０後端面から突出した接続リ
ード１７の他端１７”と、その他端１７”に接続された
外部回路との接続用の接続ケーブル９とが一体に成形さ
れる。また、この封止部材１２には取り付け用のフラン
ジ１２’が形成されており、そのフランジ１２’には取
り付け用のボルト孔２０が設けられている。

【００２８】この実施例は、以上のように構成され、例
えばこの回転センサではホルダー１０とハウジング１１
とは金型あるいは射出成型等により個々に成形される。
このとき、ホルダー１０には接続リード１７が一体成形
により埋設されることにより貫通される。

【００２９】こうして成形されたホルダー１０には、基
台１４の先端面１５の挿入孔１８にマグネット１９を圧
入すると共に、あらかじめ別に組み立てられたホールＩ
Ｃ２’を搭載した回路基板７’を前記基台１４の先端面
１５の接続リード１７にハンダ付けにより取り付ける。
このとき、回路基板７’は、回路基板７’のホールＩＣ
２’が周囲の突部よりも突出しないようにマグネット１
９先端に当接させて取り付け、マグネット１９と回路基
板７’上のホールＩＣ２’との距離が組み立てるセンサ
ごとに変わらず一定となるようにして、ホールＩＣ２’
に加わる磁界強度のバラツキを小さくすることによって
特性の安定を図る。また、この場合、マグネット１９と
回路基板７’間に図３に示すように、例えば鉄片等の磁
性材による磁極子２１を挿入し、もれ磁束を少なくして
磁気特性の向上を図るようにしてもよい。

【００３０】このようにして回路基板７’の取り付けら
れたホルダー１０は、図２に示すようにホルダー１０の
嵌合溝１３とハウジング１１に形成された溝１３’とを
合致させて嵌入し、ハウジング１１に嵌入された回路基
板７’のホールＩＣ２’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センサ装置の感知領域
が常に同じとなるようにする。

【００３１】次に、突部１６をハウジング１１先端の内
壁２３に当接させた後、熱可塑性樹脂による樹脂成形、
例えば射出成形による封止を行ない、その際ホルダー１
０後端面から突出する接続リード１７と接続ケーブル９
とを一体に成形する。このように樹脂成形による封止を
行った場合、樹脂成形に伴う押圧力がホルダー１０に加
わり、ホルダー１０をハウジング１１内へ押し込むが、
その押圧力は、ホルダー１０先端面１５の突部１６がハ
ウジング１１先端の内壁２３に当接することにより支持
して、先端面１５に載置した回路基板７’がハウジング
１１先端の内壁２３に衝突し、回路基板７’のホールＩ
Ｃ２’が損傷することを防ぐ。

【００３２】このようにこの回転センサでは、マグネッ
ト１９や接続リード１７を組み込んだホルダー１０に回
路基板７’を取り付けるだけでホールＩＣ２’のハウジ
ング１１への固定も行えるため、従来のように樹脂の注
入・硬化処理が不要となり、作業性が良く、このため、
量産品として適している。

【００３３】一方、このようにして組み立てられた回転
センサは、例えば取り付け用フランジ１２’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
ナックル等に取り付けられ、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ＩＣ２’により検出し、その検出信号を接続リード１
７及び接続ケーブル９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とハウジング１１間に異物を噛み込み、ハウジ
ング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、回路基板７’のホールＩＣ
２’とハウジング１１内壁２３との間に形成した間隙ｄ
により、直接ホールＩＣ２’に加わることがないため、
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。

【００３４】なお、この実施例では嵌合部としてホルダ
ー１０とハウジング１１とに嵌合溝１３、１３’を形成
したが、この溝１３、１３’は上記のものに限ったもの
ではなく、例えば図４（ａ）に示す変形した溝１３、１
３’のようなものでもよく、また、この嵌合部は、溝１
３、１３’に限らず図４（ｂ）に示すようにハウジング
１１とホルダー１０の一側を平面状に形成したり、図４
（ｃ）に示すように突部を設けるようにしてもよい。

【００３５】また、本実施例では、磁気検出素子として
ホール素子と増幅回路がワンチップにて構成されたホー
ルＩＣ２’の例を示したが、この他に磁気抵抗素子を用
いてもよい。このとき、回路基板に素子以外に抵抗やコ
ンデンサ等の各種回路素子を搭載してもよい。また、検
出素子には磁気検出素子以外に温度変換素子や放射線変
換器等を用いて温度センサや放射線検出装置を構成して
もよい。

【００３６】さらに、本実施例では、ホルダー１０の基
台１４の先端面１５の突部１６は、先端面１５周囲に支
持壁のごとく形成したが、突部１６は、これに限定され
るものではなく、例えば図５に示すように櫛の歯のよう
に間隔を設けて形成してもよい。

【００３７】また、一方、本実施例では、ホルダー１０
及びハウジング１１に樹脂成形によるものを用いたが、
これ以外にもホルダー１０にセラミック基材を用いた
り、ハウジングにステンレスやアルミニウム等の非磁性
材による金属製のものを用いて、対湿性や機械的強度を
さらに高めるようにしてもよい。

【００３８】

【効果】この発明は以上のように構成し、センサ素子を
搭載した回路基板を載置した先端面の周囲に突部を形成
したことにより、ホルダーをハウジングに嵌入して封止
部材によって封止することができる。

【００３９】このため、センサ装置を温度サイクル等に
対しても優れた気密性を呈し、かつ、組み立て工程を簡
素化することができ量産に適したものとすることができ
る。

【００４０】また、その際、封止時の押圧によるセンサ
素子のハウジングへの衝突もホルダーの突部によって防
ぐことができるので、組み立て後のセンサ装置の分留り
率もよい。

【００４１】さらに、使用時においても、ハウジングと
センサ素子との間に形成した間隙により、外部からの応
力等に対しても強く、特に厳しい環境で使用される車速
検出用の回転センサとして使用すると効果的である。

【００４２】また、ハウジングとホルダーとに嵌合部を
設けたものでは、センサ装置のセンサ素子の向きを常に
同じ向きに組み立てることができるので、組み立てられ
るセンサ装置の感知領域を同じにできる。

【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】他の実施例の一部拡大縦断面図

【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は他の実施例の作用図

【図５】他の実施例の一部拡大斜視図

【図６】従来例の縦断面図

【符号の説明】

２’ ホールＩＣ ７’ 回路基板 ９ 接続ケーブル １０ ホルダー １１ ハウジング １３、１３’ 嵌合溝 １４ 基台 １５ 基台の先端面 １６ 突部 １７ 接続リード １７’ 接続リードの一端 １７” 接続リードの他端 ２０ ハウジング先端の内壁 ２２ 端子 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 (6)

【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、その先端面か
   ら突出する接続リードの周囲を囲む突部を有するホルダ
   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
   続リードの一端と接続される端子を有し、前記基台の突
   部に囲まれた先端面に収容される回路基板と、 前記基台と嵌合し、基台の先端より嵌入されて基台を被
   うハウジングと、 前記ハウジングとハウジングに嵌入されたホルダーとを
   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から突出する
   接続リードの周囲を囲む突部を、ハウジング先端の内壁
   と当接させてホルダーをハウジング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】 上記回路基板のセンサ素子とハウジング
   先端の内壁との間に間隙を形成して前記回路基板の収容
   されたホルダーをハウジングに嵌入したことを特徴とす
   る請求項１または２記載のセンサ装置。
4. 【請求項４】 上記ハウジング側部とホルダー側部と
   に、互に嵌り合う嵌合部を設け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。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のセンサ装置のいずれか
   １つの回路基板に搭載されたセンサ素子を磁電変換素子
   とし、その回路基板の磁電変換素子と対向する基台先端
   面に挿入孔を設け、その挿入孔に前記回路基板あるいは
   回路基板の磁電変換素子と当接するマグネットを挿入し
   たことを特徴とする回転センサ。
6. 【請求項６】 請求項５のセンサ装置の回路基板あるい
   は回路基板に搭載された磁電変換素子とマグネットとを
   磁性材による磁極子を介して当接させたことを特徴とす
   る回転センサ。