JPH08201409A - カバー一体型回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受ユニットなどに採用するカバー一体型回
転センサであって、カバー形状が簡素で製造し易く、セ
ンサ取付部の気密性にも優れたものを提供する。 【構成】 回転センサ２０のケース２１を樹脂製とし、
カバー１１のセンサ取付穴１２の部分に、カバー１１の
一部が埋め込まれる状態に射出成形して設け、このケー
ス２１とカバー１１の間を低融点樹脂１４で封止する。
また、ケース２１にはポールピース２３、コイル２４、
ボビン２５、永久磁石２６、ヨーク２７、端子２８から
成る検知子アセンブリを挿入し、このケース２１の後部
開口を射出成形によるモールド樹脂３１で図のように封
止する。このように構成したカバー一体型回転センサ１
０は、カバー形状、シール構造の複雑化を招かずに高気
密性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転検出対象物と一体
回転させるセンシングロータを密封空間内に配置し、そ
の密封空間内に外部からセンサを臨ませて回転検出を行
うときに用いるカバー一体型回転センサとその製造方法
及びそれを採用した自動車の軸受ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】車輪の回転検出を、ハブベアリングに回
転センサを組込んで行う構造は、これまでに種々提案さ
れている。例えば、特開平１−１７５５０２号に記載さ
れているように、ハブと一体のスピンドルに取付けたセ
ンシングロータに回転センサを対面させるために、その
センサをベアリングカバーにねじ止めして取付ける構造
や、特開平２−７５９６１号公報に記載されているよう
に、ベアリングカバーにセンサのケースを挿入し、カバ
ーとケースを成形樹脂で結合して封止と固定を行う構造
などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】回転センサをカバーに
ねじ止めして取付ける構造は、カバー形状の簡素化が図
れる反面、センサとカバーの界面の防水性を高めるため
に煩雑な工程を必要とする。

【０００４】また、センサのケースをカバーの穴に挿入
し、ケースとカバーを樹脂で結合する構造は、高気密性
の確保と組立工程の簡素化が図れる反面、ベアリングカ
バーの形状が複雑になり、総合的な加工費が増大する。

【０００５】そこで、本発明は、カバー形状を複雑にせ
ずにセンサ取付部の気密性を高め、また、製造も簡素な
工程で行えるようにすることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、磁石と、その磁石の磁束を流す
磁極子と、ボビンに巻回して磁極子外周に配置するコイ
ル及びコイルの端部が接続された端子をケースに収納
し、さらに、ケースの後部開口を信号取出部の周囲も含
めてモールド樹脂で封止し、前記ケースの底壁の穴から
突出した磁極子先端とセンシングロータとの間の磁束結
合の強弱変化でセンシングロータの回転速度に応じた電
圧を出力する回転センサを、前記センシングロータを密
封するための金属製のカバーを含み、そのカバーに設け
たセンサ取付穴に前記ケースが貫通して設けられ、その
ケースは樹脂で形成されて前記カバーの一部がケースに
埋め込まれ、ケースとカバーの接触界面は両者に付着、
融着したケース材料よりも低融点の樹脂で封止されてい
るカバー一体型の構造となす。

【０００７】このカバー一体型回転センサは、カバーの
センサ取付穴を筒状ガイドを有する穴とし、その筒状ガ
イドをケース中に埋めておくのが望ましい。この場合、
低融点樹脂による界面の封止を前記筒状ガイドの外周面
部で行うと、封止の信頼性が増して更に好ましい。

【０００８】また、ケースの材料樹脂とケースの後部開
口を封入するモールド樹脂を同一種の樹脂にするのも封
止の信頼性向上に有効である。

【０００９】このカバー一体型回転センサは、センシン
グロータを密封するためのカバーに設けられたセンサ取
付穴の開口部周辺に低融点樹脂を付着させる工程、前記
カバーの内外に前記低融点樹脂の付着部をキャビティ内
に入り込ませる金型を配し、熱可塑性樹脂を射出成形し
てカバーのセンサ取付穴部にその穴を貫通するケースを
成形する工程、磁石、磁極子、コイル、コイル用の端
子、コイル巻回用ボビンを事前に一体的に組立てて作ら
れた検知子アセンブリを、前記ケースに挿入する工程、
前記ケースの後部開口に、信号取出部の周りも併せて封
止するモールド樹脂を射出成形して設ける工程、を経て
製造する。

【００１０】なお、本発明のカバー一体型回転センサ
は、後述の実施例で述べる自動車のホイール用軸受ユニ
ットに回転センサを組込むときに、ユニットの外側部材
の端部封止用として採用するのに特に適しているが、そ
の用途は自動用軸受ユニットに限定されない。センシン
グロータをカバーで密封して回転検出を行う用途の全て
に適用できる。

【００１１】

【作用】本発明のカバー一体型回転センサは、カバーの
センサ取付穴をセンサのケースで封止し、ケースの後部
開口をモールド樹脂で封止する２段構えの封止構造を採
用することにより、カバーに対する樹脂ケースの射出一
体成形を可能ならしめてカバーの一部をケースに埋め込
む構成にしたので、ねじ止めや溶接を行わずにセンサを
カバーに固定することができる。

【００１２】また、金属製のカバーは、形状が複雑にな
ると板金加工が難しくなるが、本発明においては、ケー
スに対するカバーの埋め込み部において低融点樹脂によ
る界面のシールを行っているので、カバー形状を複雑に
しなくても高い気密性が得られ、界面を伝っての水の侵
入を確実に阻止できる。

【００１３】このように、本発明によれば、カバー形状
や組立工程を複雑にせずに高気密性を得ることができ、
従って、生産性の向上、コスト削減が図れる。

【００１４】このほか、カバーに対するセンサの接触部
が全て樹脂であるので、異種金属の接触によるカバーの
発錆（電食）も生じ難くなる。

【００１５】なお、請求項２の構成は、筒状ガイドによ
る結合領域の拡大、同心度の保持効果が得られるのでセ
ンサの一体化力が高まるほか、検出精度に影響するセン
サの軸振れも生じ難くなる。

【００１６】また、請求項３の構成は、センサのケース
が成形後に収縮して低融点樹脂を締付け、殆ど収縮しな
い筒状ガイドの外周に圧力をもって密着させるので、密
封性がより高まる。

【００１７】請求項４の構成は、ケースの材料樹脂とケ
ース後部の封止用モールド樹脂が熱膨張差の無い同一種
の樹脂であるので両者のヒートサイクルによる剥離、熱
膨張差による隙間の発生が起こらず、ケースの内部界面
を伝っての水の侵入防止がより確実になる。

【００１８】請求項５の製造方法は、工程が簡素で生産
性の向上効果をもたらす。

【００１９】また、請求項６の軸受ユニットは、先に述
べた本発明のカバー一体型回転センサの効果が発揮され
る。

【００２０】

【実施例】図１に、本発明を車両のホイール用軸受ユニ
ット（ハブベアリング）に適用した第１実施例を示す。
図２は、図１のセンサ取付部の拡大断面図である。

【００２１】図１の１は軸受ユニット、２は車体（図示
せず）に取付ける外輪、３は車輪（図示せず）に取付け
る車軸、４は車軸３上にナット５で固定した内輪、６、
７は内外輪間に介在した鋼球、８は鋼球の保持器、９は
車軸３の反車輪側の端部外周に圧入固定したセンシング
ロータである。このセンシングロータ９の端面には、磁
束結合の強弱変化を生じさせる歯９ａが周方向に定ピッ
チで刻まれている。

【００２２】１０は、カバー１１と回転センサ２０とで
構成されるカバー一体型回転センサである。カバー１１
は、外輪２の反車輪側端部に圧入固定される。このカバ
ー１１には、センサ取付穴１２が設けられており、その
部分に回転センサ２０が図のように一体化されている。

【００２３】回転センサ２０は、車輪と共に回転するセ
ンシングロータ９と、ポールピース（磁極子）２３との
間にロータ回転により磁束結合の強弱変化を生じさせて
コイル２４にロータの回転速度に比例した周波数の電圧
を発生させ、これを信号ケーブル３０から出力するよう
になっている。

【００２４】この回転センサ２０の詳細を図２を用いて
説明する。樹脂で作った有底筒状ケース２１には、底壁
の中心に穴２２をあけてある。２３はポールピース（磁
極子）であり、その周りにコイル２４を巻いた樹脂製ボ
ビン２５が設置され、また、ポールピース２３の後部に
永久磁石２６、ヨーク２７が設置されている。２８はボ
ビン２５に植設した端子であり、この端子２８にコイル
２４の両端が接続されている。

【００２５】以上述べた中でケース２１を除く要素は事
前に組立てて検知子アセンブリとなし、これをポールピ
ース２３の先端が穴２２から突出するようにケース２１
に挿入し、その後、端子２８に、保持具２９を端末外周
に設けてある信号ケーブル３０を接続し、射出成形でモ
ールド樹脂３１を設けてケース２１の後部開口の封止、
端子２８の封入、信号ケーブル３０の端末部の封入固定
を行ってある。

【００２６】カバー１１のセンサ取付穴１２は、カバー
外面側に突出する筒状ガイド１３を備える形にしてあ
り、その筒状ガイド１３の外周にケースの材料樹脂より
も融点の低い樹脂１４を付着させ、この部分がケース２
１の外周部に埋設されるようにケース２１を射出成形し
てセンサ取付穴１２をケース２１で封止し、その後にセ
ンサを完成させている。

【００２７】このカバー一体型回転センサ１０の製造工
程を以下に整理して示す。

【００２８】Ａ−１：カバー１１に設けた筒状ガイド１
３の外周に、加熱して溶かした低融点樹脂１４を全周に
わたって付着させる。 Ａ−２：ケース成形用の金型（図示せず、これは樹脂１
４の塗布部をキャビティ内に入り込ませるものが必要）
をカバー１１の内外にセットし、樹脂の射出成形を行っ
てケース２１を形成する。 Ｂ−１：ボビン２５にコイル２４を巻回し、コイル２４
の両端を端子２８に電気的に接続する。 Ｂ−２：ポールピース２３、磁石２６、ヨーク２７をボ
ビン２５に組込む。 Ｃ−１：Ｂ−１、Ｂ−２の工程を経て得られる検知子ア
センブリをケース２１に挿入する。 Ｃ−２：端子２８に信号ケーブル３０の端部を接続す
る。 Ｃ−３：ケース２１の後部開口部にモールド樹脂３１を
射出成形して設ける。

【００２９】なお、Ａ−１、Ａ−２とＢ−１、Ｂ−２の
工程はどちらを先に行ってもよい。また、その後になる
Ｃの工程は、Ｃ−１の前にＣ−２を実施してもよい。

【００３０】次に、表１に材料の組合せ例を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】ケース２１の材料樹脂とモールド樹脂３１
は、表１の例２のように、異種材料でもよいが、両者の
密着性の観点から例１のように同一樹脂とするのが好ま
しい。

【００３３】さて、例示したような回転センサにおいて
は、コイル２４周辺に水が侵入すると端子間の短絡によ
る出力低下や断線が起こる。

【００３４】このコイル周辺への水の侵入ルートとして
は次の３つが考えられる。

【００３５】（ａ）ケース２１とモールド樹脂３１との
界面 （ｂ）ケース２１先端の穴２２とポールピース２３との
界面 （ｃ）モールド樹脂３１と保持具２９との間を入口とす
る界面 このうち、（ｃ）のルートは、モールド樹脂３１が内部
の埋設物に付着しており、また、経路も複雑で長いた
め、浸水が起こることはまずない。

【００３６】従って、防水性能面で重視すべきは（ａ）
と（ｂ）のルートである。このうち、（ａ）のルート
は、ケース２１、モールド樹脂３１の材料の選択により
両者の付着性を高め、熱膨張差による剥離も無くして高
い気密性を得ることができる。

【００３７】一方、（ｂ）のルートは、カバー１１の内
側空間に水分が入り込まなければ封止する必要がない。
カバー１１の内側空間は、図の軸受ユニットの場合、車
輪側には外輪２と車軸３間に入口を封止するシール材が
施され、さらに内部にグリースが充填される。また、カ
バー１１と外輪２との界面は、カバー１１の設置目的が
内部を密封することにあるので確実なシールが行われ、
従って、これ等の部分からの浸水は考える必要がない。
残るは、カバー１１とケース２１との界面である。

【００３８】本発明においては、この部分も、モールド
樹脂３１が低融点樹脂１４を外側から締付けて筒状ガイ
ド１３の外周に圧力をもって密着させているので、特別
なシール剤を用いなくても高い気密性が確保されてお
り、従って、簡素な構成でありながら優れた防水性能を
発揮する。

【００３９】なお、（ａ）、（ｂ）のルートも低融点樹
脂による封止を行ってよく、この場合全体の気密性が更
に高まる。

【００４０】図３は、第２実施例である。このセンサの
第１実施例との相違点はセンサ取付穴１２の筒状ガイド
１３を無くし、穴１２の開口縁部の３面に低融点樹脂１
４を全周にわたって付着させてこの部分をケース２１の
外周に埋めたことだけである。この構造は、筒状ガイド
のもつ効果が失われるが、カバー形状が簡素化され、そ
のカバーの加工が容易になる利点がある。

【００４１】なお、この第２実施例については、ケース
２１にボビン２５を挿入後、ポールピース２３、磁石２
６、ヨーク２７をボビン２５に組込んだ。

【００４２】このように、センサ組立の手順は多少前後
させることができるが、第１実施例のように、検知子ア
センブリを先に組んでケースに挿入する方が効率的であ
る。

【００４３】図４は、第３実施例である。このセンサ
は、ケース２１の後部外周に細かな凹凸１５を付けてモ
ルード樹脂３１との結合性を高めたこと、ケース２１と
モールド樹脂３１との界面の途中にも低融点樹脂１４を
介在して前述のルート（ａ）の封止性能をより高めたこ
と、筒状ガイド１３に径方向の貫通孔１６を複数個設け
てそこにケース材料を入り込ませ、カバー１１とケース
２１の結合力及びケース回り止めの信頼性を高めたこ
と、及び、インサート成形によりボビン２５中にポール
ピース２３、磁石２６、ヨーク２７を埋めて検知子アセ
ンブリの各要素の締結を強化したことが第１実施例と異
なる。

【００４４】また、図５に示す第４実施例は、モールド
樹脂３１でコネクタハウジング３２を形成してその中に
端子２８の他端を納め、信号ケーブルをコネクタ接続す
る構造にしたところが第３実施例と異なる。この第４実
施例は、ケース２１を６６ナイロンで作り、モールド樹
脂３１は一般的コネクタのハウジング材として使用され
ているＰＢＴとしたが、これでも気密テストでは良好な
結果が得られた。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のカバー一体
型回転センサ及びその製造方法によれば、カバーのセン
サ取付穴部に、センサのケースを低融点樹脂を界面に介
在して射出成形して設け、センサ取付穴をそのケースで
封止し、さらに、ケースの後部開口をモールド樹脂で封
止する構造にしたので、カバーの形状の複雑化、シール
工程の煩雑化等を招かずに高い気密性を得ることがで
き、カバーの加工性の向上、組立工程の簡略化による生
産性の向上、コスト低減、防水の信頼性向上が図れる。

【００４６】なお、請求項２の構成を加えたものはセン
サの固定が安定し、また、請求項３、４の構成を加えた
ものは封止の信頼性が更に高まる。

【００４７】また、本発明の軸受ユニットは、前述のカ
バー一体型回転センサを採用したので、その効果が発揮
され、優れた検出精度を長期にわたって維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軸受ユニットへの適用例を示す図

【図２】同上のユニットに用いたカバー一体型回転セン
サの要部を示す断面図

【図３】カバー一体型回転センサの第２実施例の要部を
示す断面図

【図４】カバー一体型回転センサの第３実施例の要部を
示す断面図

【図５】カバー一体型回転センサの第４実施例の要部を
示す断面図

【符号の説明】

１ 軸受ユニット ２ 外輪 ３ 車軸 ４ 内輪 ６、７ 鋼球 ８ 保持器 ９ センシングロータ ９ａ 歯 １０ カバー一体型回転センサ １１ カバー １２ センサ取付穴 １３ 筒状ガイド １４ 低融点樹脂 １５ 凹凸 １６ 貫通孔 ２０ 回転センサ ２１ ケース ２２ 穴 ２３ ポールピース ２４ コイル ２５ 樹脂製ボビン ２６ 永久磁石 ２７ ヨーク ２８ 端子 ２９ 保持具 ３０ 信号ケーブル ３１ モールド樹脂 ３２ コネクタハウジング

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石と、その磁石の磁束を流す磁極子
   と、ボビンに巻回して磁極子外周に配置するコイル及び
   コイルの端部が接続された端子をケースに収納し、さら
   に、ケースの後部開口を信号取出部の周囲も含めてモー
   ルド樹脂で封止し、前記ケースの底壁の穴から突出した
   磁極子先端とセンシングロータとの間の磁束結合の強弱
   変化でセンシングロータの回転速度に応じた電圧を出力
   する回転センサであって、前記センシングロータを密封
   するための金属製のカバーを含み、そのカバーに設けた
   センサ取付穴に前記ケースが貫通して設けられ、そのケ
   ースは樹脂で形成されて前記カバーの一部がケースに埋
   め込まれ、ケースとカバーの接触界面は両者に付着、融
   着したケース材料よりも低融点の樹脂で封止されている
   ことを特徴とするカバー一体型回転センサ。
2. 【請求項２】 前記センサ取付穴を筒状ガイドを有する
   穴とし、その筒状ガイドをケース中に埋めてある請求項
   １記載のカバー一体型回転センサ。
3. 【請求項３】 前記低融点樹脂による界面の封止を前記
   筒状ガイドの外周面部で行った請求項２記載のカバー一
   体型回転センサ。
4. 【請求項４】 前記ケースの材料樹脂とケースの後部開
   口を封入するモールド樹脂を同一種の樹脂とした請求項
   １、２又は３記載のカバー一体型回転センサ。
5. 【請求項５】 下記〜の工程を得る請求項１乃至４
   のいずれかに記載のカバー一体型回転センサの製造方
   法。 センシングロータを密封するための金属製カバーに設
   けられたセンサ取付穴の開口部周辺に低融点樹脂を付着
   させる工程、 前記カバーの内外に前記低融着樹脂の付着部をキャビ
   ティ内に入り込ませる金型を配し、熱可塑性樹脂を射出
   成形してカバーのセンサ取付穴部にその穴を貫通するケ
   ースを成形する工程、 磁石、磁極子、コイル、コイル用の端子、コイル巻回
   用ボビンを事前に一体的に組立てて作られた検知子アセ
   ンブリを、前記ケースに挿入する工程、 前記ケースの後部開口に、信号取出部の周りも併せて
   封止するモールド樹脂を射出成形して設ける工程。
6. 【請求項６】 一体の回転センサを有する請求項１乃至
   ４のいずれかに記載のカバーを車体に固定する外側部材
   の端部に装着し、車輪に取付ける内側部材と前記外側部
   材との間に介在される転動部材及び保持器の収納部と、
   前記内側部材のカバー側端部外周に取付けて前記回転セ
   ンサに対面させるセンシングロータを前記カバーで密封
   した自動車のホイール用軸受ユニット。