CN113325193A - 附带传感器的电缆以及旋转检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供实现了传感器部的小型化以及内置于传感器部的两个磁传感器的输出的均匀化的附带传感器的电缆以及旋转检测装置。具备电缆(6)和设于电缆(6)的端部的传感器部(3)，传感器部(3)具有：一对磁传感器(4)，其具有包含磁检测元件的板状的检测部(40)和从检测部(40)延伸出的连接端子(41)；以及壳体部(5)，其包覆一对磁传感器(4)地设置，一对磁传感器(4)以连接端子(41)从检测部(40)延伸出的延伸方向平行的方式配置，检测部(40)相对于与检测部(40)的排列方向垂直的假想面(7)倾斜地配置，并且检测部(40)相对于假想面(7)的倾斜角度(θ)的绝对值相等。

Description

附带传感器的电缆以及旋转检测装置

技术领域

本发明涉及附带传感器的电缆以及旋转检测装置。

背景技术

现今，已知一种旋转检测装置，该旋转检测装置例如用于车轮的轴承单元，检测与车轮一起旋转的旋转部件的转速。在旋转检测装置中，通过由设于传感器部的磁传感器检测安装于旋转部件的环状的磁铁(称为被检测部件)所产生的磁场的变化，来检测旋转部件的转速。传感器部一体地设于电缆的端部，将在电缆的端部设有传感器部的电缆称为附带传感器的电缆。

在专利文献1中，公开了为了实现冗余化而在传感器部内置有两个磁传感器的旋转检测装置。两个磁传感器分别具有：包含检测来自被检测部件的磁场的磁检测元件的板状的检测部；以及从检测部延伸的连接端子。在专利文献1中，公开了在检测部的宽度方向(与连接端子的延伸方向亦即长度方向及板厚方向垂直的方向)上排列有两个检测部的结构、在板厚方向上重叠有两个检测部的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-96828号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在检测部的宽度方向上排列有两个检测部的情况下，传感器部会大型化。并且，在板厚方向上重叠有两个检测部的情况下，虽然能够避免传感器部的大型化，但由于离被检测部件的距离在两个检测部中不同，所以有两个磁传感器的输出较大地不同的担忧。若考虑由ISO26262规定的功能安全，则希望使两个磁传感器的输出尽量相等(均匀)，即两个磁传感器的输出均匀化。

因此，本发明的目的在于，提供实现了传感器部的小型化以及内置于传感器部的两个磁传感器的输出的均匀化的附带传感器的电缆以及旋转检测装置。

用于解决课题的方案

本发明以解决上述课题为目的，提供一种附带传感器的电缆，其具备电缆和设于上述电缆的端部的传感器部，上述传感器部具有：一对磁传感器，其具有包含磁检测元件的板状的检测部和从上述检测部延伸出的连接端子；以及壳体部，其包覆上述一对磁传感器地设置，上述一对磁传感器以上述连接端子从上述检测部延伸出的延伸方向平行的方式配置，上述检测部相对于与上述检测部的排列方向垂直的假想面倾斜地配置，并且上述检测部相对于上述假想面的倾斜角度的绝对值相等。

并且，本发明以解决上述课题为目的，提供一种旋转检测装置，其具备：上述附带传感器的电缆；以及被检测部件，其安装于旋转部件，并且沿以上述旋转部件的旋转轴为中心的周向设有多个磁极，上述传感器部安装于不会伴随上述旋转部件的旋转而旋转的固定部件，并且上述传感器部以上述检测部的排列方向与上述被检测部件的轴向端面平行的方式与上述被检测部件对置地配置。

发明的效果如下。

根据本发明，能够提供实现了传感器部的小型化以及内置于传感器部的两个磁传感器的输出的均匀化的带传感器的电缆以及旋转检测装置。

附图说明

图1的(a)是使用了本发明的一个实施方式的附带传感器的电缆的旋转检测装置的俯视图，(b)是示出附带传感器的电缆的外观的立体图。

图2是在附带传感器的电缆中省略了树脂模制部的立体图。

图3是在图2中进一步省略了盖部的立体图。

图4是在图3中进一步省略了保持件主体的立体图。

图5是说明磁传感器的配置的图，(a)是从周向观察到的剖视图，(b)是从轴向观察到的俯视图，(c)是从径向观察到的示意图。

图6是示出离被检测部件的距离与磁通密度的关系的曲线图。

图7是保持件主体的立体图。

图8的(a)、(b)是盖部的立体图。

图9的(a)、(b)是示出传感器部的配置的一个变形例的图，(c)是示出磁传感器的配置的一个变形例的图。

符号的说明

1—附带传感器的电缆，2—被检测部件，3—传感器部，31—检测面，4—磁传感器，40—检测部，40a—树脂模制件，40b—磁场的检测位置，41—连接端子，5—壳体部，6—电缆，7—假想面，51—保持件，52—树脂模制部。

具体实施方式

[实施方式]

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

图1的(a)是使用了本实施方式的附带传感器的电缆的旋转检测装置的俯视图，(b)是示出附带传感器的电缆的外观的立体图。如图1的(a)所示，旋转检测装置10具备本实施方式的附带传感器的电缆1和被检测部件2。旋转检测装置10例如用于检测汽车中的车轮的转速即车轮速度。

(被检测部件2)

被检测部件2安装于未图示的旋转部件，与旋转部件一起旋转。在将旋转检测装置10用于车轮速度的检测的情况下，旋转部件例如是安装有车轮并与车轮一起旋转的内圈。被检测部件2形成为圆环状，并且形成为与旋转部件的旋转轴垂直的板状，例如安装于旋转部件的外周面。

在本实施方式中，被检测部件2由沿以旋转部件的旋转轴O为中心的周向设有多个磁极的磁编码器构成。被检测部件2具有沿周向交替地排列的N磁极和S磁极。

(附带传感器的电缆1)

图2是在附带传感器的电缆1中省略了树脂模制部的立体图。图3是在图2中进一步省略了盖部的立体图。图4是在图3中进一步省略了保持件主体的立体图。如图1至图4所示，附带传感器的电缆1具备电缆6和设于电缆6的端部的传感器部3。

传感器部3具有一对磁传感器4和一并地覆盖一对磁传感器4地设置的壳体部5。传感器部3设于电缆6的端部，并安装于不会伴随旋转部件的旋转而旋转的固定部件。在将旋转检测装置10用于车轮速度的检测的情况下，固定部件例如是与汽车的车身连结并支撑外圈的转向节。

传感器部3与被检测部件2对置地配置。在本实施方式中，传感器部3的与电缆6的延伸侧相反一侧的端部亦即前端部的侧面(与电缆延伸方向平行的面、与下述的连接端子41的延伸方向以及检测部40的排列方向平行的面)面对被检测部件2的轴向端面地设置。以下，将与被检测部件对置的面称为检测面31。检测面31与被检测部件2的轴向端面在被检测部件2的轴向上对置。电缆6从传感器部3向被检测部件2的径向外侧延伸。

电缆6具有与一对磁传感器4对应的两对电线61。各电线61具有：由将铜等导电性良好的线材绞合而成的绞线导体构成的中心导体61a；以及包覆在中心导体61a的外周并由交联聚乙烯等绝缘性的树脂构成的绝缘体61b。并且，电缆6还具有一并地覆盖两对(四根)电线61的护套62。

在电缆6的端部，两对电线61从护套62露出，而且在各电线61的端部处，中心导体61a从绝缘体61b露出。从绝缘体61b露出的中心导体61a的前端部通过焊接与对应的磁传感器4的连接端子41电连接。

(磁传感器4)

磁传感器4具有：包含检测来自被检测部件2的磁场的磁检测元件(未图示)的板状的检测部40；以及从检测部40延伸的一对连接端子41。

磁检测元件由检测与检测部40的板厚方向垂直的方向、即与检测部40的表面平行的方向的磁场的MR元件(磁阻效应元件)构成。在本实施方式中，使用GMR(Giant MagnetoResistiveeffect：巨磁阻效应)元件作为磁检测元件。此外，也能够使用AMR(AnisotropicMagneto Resistive：各向异性磁阻)元件、TMR(Tunneling Magneto Resistive：隧道磁阻)元件作为磁检测元件。并且，通过使用不同种类的MR元件(例如GMR元件和TMR元件等)作为用于两个检测部40的磁检测元件，也能够提高可靠性。

检测部40具有磁检测元件、信号处理电路(未图示)、以及一并地覆盖磁检测元件和信号处理电路的作为覆盖体的树脂模制件40a。检测部40形成为在俯视时大致呈长方形(与长方形的一侧的长边连接的两个角倒角后的形状)的板状。

一对连接端子41从检测部40的一侧的长边(未与倒角后的角部连接的一侧的长边)沿与该长边垂直的方向延伸，两个连接端子41相互平行地形成。两个连接端子41呈直线状地设置而不具有折曲部。在本实施方式中，两个连接端子41形成为带状(细长的板状)，在其前端部(与检测部40相反一侧的端部)电连接有对应的电线61的中心导体61a。

在两个连接端子41之间连接有用于抑制噪声的电容元件，并且以覆盖电容元件及其周围的连接端子41的方式设有通过树脂模制来形成的电容元件保护部42。以下，将连接端子41的延伸方向称为检测部40的长度方向，将与长度方向及板厚方向垂直的方向称为检测部40的宽度方向。并且，将检测部40的与连接端子41的延伸侧相反一侧的端部(与倒角后的角部连接的长边侧的端部)称为前端部。磁传感器4的检测部40的前端部面对传感器部3的前端侧地设置。

图5是说明磁传感器4的配置的图，(a)是从周向观察到的剖视图，(b)是从轴向观察到的俯视图，(c)是从径向观察到的示意图。如图5的(a)～(c)所示，一对磁传感器4的检测部40并排配置。在本实施方式中，两个磁传感器4配置为连接端子41从检测部40延伸出的延伸方向平行，并且检测部40相对于与检测部40的排列方向垂直的假想面7倾斜地配置，而且检测部40相对于假想面7的倾斜角度θ的绝对值相等。

在本实施方式中，两个磁传感器4的检测部40配置为相对于假想面7成为面对称，并且配置为在径向观察时大致呈V字状。此外，两个检测部40的倾斜角度θ也可以因制造公差等的影响而稍微不同，允许5度左右的误差。

因此，两个磁传感器4的检测部40相对于检测面31也倾斜地配置，相对于被检测部件2的轴向端面也倾斜地配置。

传感器部3配置为检测部40的排列方向与被检测部件2的轴向端面平行。在本实施方式中，传感器部3设置为，连接端子41从检测部40延伸出的延伸方向与以旋转部件的旋转轴O为中心的径向一致。并且，传感器部3设置为，两个磁传感器4的检测部40面对被检测部件2的轴向端面。

通过像这样构成，与将两个磁传感器4以检测部40在宽度方向上排列的方式配置的情况相比，能够使传感器部3变得小型。并且，与将两个磁传感器4在检测部40的厚度方向上排列配置的情况相比，两个磁传感器4与检测部40的距离变得相等，因而能够使两个磁传感器4的输出相等，实现均匀化。

而且，在本实施方式中，由于不需要对连接端子41进行弯曲加工，所以制造容易，能够避免由弯曲加工引起的检测部40的破损等风险。并且，由于不需要使连接端子41弯曲，所以能够使传感器部3整体变得更加小型化。

磁传感器4的检测部40分别具有在宽度方向上排列配置的多个(两个至五个)磁检测元件。图5的(c)中，用符号40b表示磁检测元件所检测的磁场的检测位置。检测部40构成为，对在两检测位置40b检测到磁通密度的检测值的差值进行运算，并经由连接端子41输出所运算出的差值。

在本实施方式中，检测部40相对于检测面31倾斜地配置，因而一侧的磁场的检测位置40b(从假想面7离开一侧的磁场的检测位置40b)从被检测部件2离开地配置。如图6所示，来自被检测部件2的磁通密度随着接近被检测部件2而急剧变大，并随着远离被检测部件2而变小。因此，通过使传感器部3尽量接近被检测部件2，增大在接近被检测部件2的一方的磁场的检测位置40b处检测的磁通密度，能够确保作为磁传感器4整体的检测精度。

检测部40相对于假想面7的倾斜角度θ(绝对值)优选为30度以上60度以下。通过使倾斜角度θ为30度以上，能够抑制远离假想面7一侧的磁场的检测位置40b过于远离被检测部件2而导致检测精度降低的情况。并且，通过使倾斜角度θ为60度以下，能够抑制传感器部3变得大型化。在本实施方式中，将检测部40相对于假想面7的倾斜角度θ(绝对值)设为45度。

此外，在本实施方式中，以两个检测部40的间隔随着接近被检测部件2而变窄的方式配置传感器部3，使两个检测部40的间隔较窄的一侧与被检测部件2对置，但不限定于此，也可以使两个检测部40的间隔较宽的一侧(图5的(c)中的上侧)与被检测部件2对置。

(壳体部5)

壳体部5具有保持两个磁传感器4的保持件51和覆盖保持件51的周围的树脂模制部52。保持件51具有保持件主体53和盖部54。

保持件51是在对树脂模制部52进行模制时用于保护磁传感器4、磁传感器4与电缆6之间的连接部分的部件，预先通过注射模塑成形等来形成。在将两个磁传感器4和电缆6放置于保持件51的状态下对树脂进行模制来形成树脂模制部52，从而形成壳体部5。

图7是保持件主体53的立体图。如图3及图7所示，在保持件主体53形成有：收纳检测部40的检测部收纳部531；与检测部收纳部531连通并收纳连接端子41的连接端子收纳部532；以及与连接端子收纳部532连通并收纳电缆6的电缆收纳部533。检测部收纳部531的底面呈V字状地倾斜形成，并构成为以倾斜的状态保持检测部40。同样，连接端子收纳部532的底面也呈V字状地倾斜形成，在该底面设有在一对连接端子41之间突出来限制磁传感器4的位置的肋状的突起532a。并且，在连接端子收纳部532形成有收纳电容元件保护部42的收纳槽532b。再者，以从呈V字状地形成的连接端子收纳部532的中央部(底部)向上方突出的方式设有隔壁55。该隔壁55兼具将两个磁传感器4的连接端子41隔离以免彼此接触而短路的作用和与盖部54的贯通孔嵌合来进行盖部54的位置限制的作用。在电缆收纳部533的电缆延伸侧的端部形成有保持电缆6的护套62的端部的护套保持部533a。护套保持部533a的内周面以沿护套62的外形的方式形成为圆弧状。

通过利用护套保持部533a来保持护套6，能够克服树脂模制部52的成形时的树脂压力来保持电缆6，能够抑制由树脂压力引起的电线61的断线、电线61与连接端子41之间的连接部的破损。此外，不限定于此，也可以利用保持件51来仅保持电线61。在该情况下，容易使保持件51变得小型化，容易使传感器部3整体变得小型化。

图8的(a)、(b)是盖部54的立体图。盖部54封堵保持件主体53的开口地设置，在与保持件主体53之间夹持两个磁传感器4，是用于抑制磁传感器4从保持件主体53脱落的部件。盖部54在从传感器部3的前端侧观察时大致形成为梯形，用其两个斜面541将磁传感器4按压并保持于检测部收纳部531以及连接端子收纳部532的底面。在盖部54形成有用于嵌合隔壁55的贯通孔542，通过使隔壁55嵌合于该贯通孔542，进行盖部54相对于保持件主体53的对位，并且将盖部54固定于保持件主体53。

如图1的(b)所示，树脂模制部52一体地形成主体部520和凸缘部521而成，主体部520一并地覆盖磁传感器4、电缆6的端部以及保持件51，凸缘部521用于将传感器部3固定于固定部件。在凸缘部521形成有用于供将传感器部3固定于固定部件的螺栓(未图示)穿过的螺栓孔522，在螺栓孔522并以沿该螺栓孔522的内周面的方式设有由金属构成的套环523，该套环523用于在固定螺栓时抑制凸缘部521的变形。

在本实施方式中，壳体部5的配置于检测部40与被检测部件2之间的部分仅由保持件51构成。也就是说，壳体部5的配置于检测部40与被检测部件2之间的部分未由树脂模制部52覆盖，保持件51在与被检测部件2对置的检测面31露出而直接对置。在本实施方式中，检测部40附近的保持件主体53露出，该检测部收纳部531的背面(与保持件主体53的开口相反一侧的面)构成检测面31。由此，能够仅由一个部件(保持件51)的厚度构成壳体部5的配置于检测部40与被检测部件2之间的部分，能够使传感器部3的前端部的壳体部5非常薄。其结果，能够抑制因检测部40过于远离被检测部件2而导致的检测精度的降低。

在制造附带传感器的电缆1时，首先，将各电线61的中心导体61a焊接于两个磁传感器4的连接端子41(参照图4)。之后，将两个磁传感器4和电缆6的端部放置于保持件主体53(参照图3)，将盖部54安装于保持件主体53，用保持件主体53和盖部54来夹持两个磁传感器4(参照图2)。通过在该状态下进行树脂成形来形成树脂模制部52，从而得到附带传感器的电缆1。

(变形例)

在本实施方式中，以连接端子41的延伸方向与被检测部件2的径向一致的方式(以检测部40的前端部面对被检测部件2的旋转轴O的方式)配置有传感器部3，但如图9的(a)、(b)所示，也能够以检测部40的前端部面对被检测部件2的轴向端面的方式设置传感器部3。这样，在附带传感器的电缆1中，能够适当地选择传感器部3的设置方向，从而通用性较高。

并且，在本实施方式中，以相对于假想面7成为面对称的方式配置有检测部40，但检测部40只要相对于假想面7的倾斜角度θ的绝对值相同(±5度左右的范围内)即可，也可以如图9的(c)所示，检测部40平行地配置。

(实施方式的作用及效果)

如上所述，在本实施方式的附带传感器的电缆1中，一对磁传感器4以连接端子41从检测部40延伸出的延伸方向平行的方式配置，并且检测部40相对于与检测部40的排列方向垂直的假想面7倾斜地配置，并且检测部40相对于假想面7的倾斜角度θ的绝对值相等。

通过倾斜地配置检测部40，与在宽度方向上排列检测部40的情况相比，能够使传感器部3变得小型化。并且，能够使被检测部件2与两个检测部40之间的距离相同，实现两个磁传感器4的输出的均匀化。再者，在附带传感器的电缆1中，关于传感器部3的配置方向，也能够设为如图5的(a)、(b)所示地使检测部40的一侧的面与被检测部件2的轴向端面对置，或者如图9的(a)、(b)所示地使检测部40的前端部与被检测部件2的轴向端面对置的任一配置方向，因而通用性较高。

(实施方式的总结)

接下来，引用实施方式中的符号等对从以上说明的实施方式掌握到的技术思想进行记载。但是，以下记载中的各符号等并非将权利要求书中的构成要素限定于在实施方式中具体地示出的部件等。

[1]一种附带传感器的电缆1，具备电缆6和设于上述电缆6的端部的传感器部3，上述传感器部3具有：一对磁传感器4，其具有包含磁检测元件的板状的检测部40和从上述检测部40延伸出的连接端子41；以及壳体部5，其包覆上述一对磁传感器4地设置，上述一对磁传感器4以上述连接端子41从上述检测部40延伸出的延伸方向平行的方式配置，上述检测部40相对于与上述检测部40的排列方向垂直的假想面7倾斜地配置，并且上述检测部40相对于上述假想面7的倾斜角度θ的绝对值相等。

[2]根据[1]所述的附带传感器的电缆1，上述一对磁传感器4的上述检测部40相对于上述假想面7成为面对称地配置。

[3]根据[1]或[2]所述的附带传感器的电缆1，上述磁检测元件由检测与上述检测部40的板厚方向垂直的方向上的磁场的磁阻效应元件构成。

[4]根据[1]至[3]任一项中所述的附带传感器的电缆1，上述连接端子41呈直线状地设置而不具有折曲部。

[5]一种旋转检测装置10，具备：[1]至[4]任一项中所述的附带传感器的电缆1；以及被检测部件2，其安装于旋转部件，并且沿以上述旋转部件的旋转轴为中心的周向设有多个磁极，上述传感器部3安装于不会伴随上述旋转部件的旋转而旋转的固定部件，并且上述传感器部3以上述检测部40的排列方向与上述被检测部件的轴向端面平行的方式与上述被检测部件对置地配置。

[6]根据[5]所述的旋转检测装置10，上述壳体部5具有保持上述一对磁传感器的保持件51和覆盖上述保持件51的周围的树脂模制部52，上述壳体部5的配置于上述检测部40与上述被检测部件2之间的部分仅由上述保持件51构成。

[7]根据[5]或[6]所述的旋转检测装置10，上述传感器部3以上述连接端子41从上述检测部40延伸出的延伸方向与以上述旋转部件的旋转轴为中心的径向一致的方式配置，并且以上述一对磁传感器4的上述检测部40面对上述被检测部件2的轴向端面的方式设置。

[8]根据[5]或[6]所述的旋转检测装置10，上述传感器部3以上述磁传感器4的上述检测部40中的与上述连接端子41的延伸侧相反一侧的端部亦即前端部面对上述被检测部件2的轴向端面的方式配置。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式并不对权利要求书的发明加以限定。并且，应该注意的是，在实施方式中说明的所有特征组合不一定是用于解决发明的课题的方案所必须的。再者，本发明能够在不脱离其主旨的范围内适当地变形来实施。

Claims (8)

1.一种附带传感器的电缆，其特征在于，

具备电缆和设于上述电缆的端部的传感器部，

上述传感器部具有：

一对磁传感器，其具有包含磁检测元件的板状的检测部和从上述检测部延伸出的连接端子；以及

壳体部，其包覆上述一对磁传感器地设置，

上述一对磁传感器以上述连接端子从上述检测部延伸出的延伸方向平行的方式配置，上述检测部相对于与上述检测部的排列方向垂直的假想面倾斜地配置，并且上述检测部相对于上述假想面的倾斜角度的绝对值相等。

2.根据权利要求1所述的附带传感器的电缆，其特征在于，

上述一对磁传感器的上述检测部相对于上述假想面成为面对称地配置。

3.根据权利要求1或2所述的附带传感器的电缆，其特征在于，

上述磁检测元件由检测与上述检测部的板厚方向垂直的方向上的磁场的磁阻效应元件构成。

4.根据权利要求1至3任一项中所述的附带传感器的电缆，其特征在于，

上述连接端子呈直线状地设置而不具有折曲部。

5.一种旋转检测装置，其特征在于，具备：

权利要求1至4任一项中所述的附带传感器的电缆；以及

被检测部件，其安装于旋转部件，并且沿以上述旋转部件的旋转轴为中心的周向设有多个磁极，

上述传感器部安装于不会伴随上述旋转部件的旋转而旋转的固定部件，并且上述传感器部以上述检测部的排列方向与上述被检测部件的轴向端面平行的方式与上述被检测部件对置地配置。

6.根据权利要求5所述的旋转检测装置，其特征在于，

上述壳体部具有保持上述一对磁传感器的保持件和覆盖上述保持件的周围的树脂模制部，

上述壳体部的配置于上述检测部与上述被检测构件之间的部分仅由上述保持件构成。

7.根据权利要求5或6所述的旋转检测装置，其特征在于，

上述传感器部以上述连接端子从上述检测部延伸出的延伸方向与以上述旋转部件的旋转轴为中心的径向一致的方式设置，并且以上述一对磁传感器的上述检测部面对上述被检测部件的轴向端面的方式设置。

8.根据权利要求5或6所述的旋转检测装置，其特征在于，

上述传感器部以上述磁传感器的上述检测部中的与上述连接端子的延伸侧相反一侧的端部亦即前端部面对上述被检测部件的轴向端面的方式设置。

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