JP2019507495A - マグネットアセンブリ及びこの種のマグネットアセンブリ用の磁性プラスチック部品 - Google Patents

Abstract

たとえば回転角度及びトルク測定のために使用されるような、マグネットアセンブリ（１）において、磁性プラスチック部品（２）が金属の支持体スリーブ（３）と、プラスチック部品が支持体スリーブ（３）のフランジ部材（５、６）を直接支えるように、結合されており、かつ、プラスチック部品の成形部（１０、１１）がプラスチック部品と支持体スリーブとの間の相補形状結合を形成し、前記相補形状結合がプラスチック部品と支持体スリーブをその共通の中心長手軸線の方向に結合する。相補形状結合は、それ自体取り外しできず、したがって永続的であることができ、あるいは付加的なブロック手段を設けることができ、そのブロック手段が相補形状結合の緩みを阻止する。【選択図】図９

Description

本発明は、磁気特性を備えたリング形状のプラスチック部品と、プラスチック部品に対して同軸に配置されて、プラスチック部品と永続的に結合されている、金属からなる支持体スリーブとを有し、その支持体スリーブが端面側に少なくとも１つのフランジ部材を有している、マグネットアセンブリに関するものである。本発明は、さらに、この種のマグネットアセンブリ用の磁気特性を有するプラスチック部品に関する。

特にトルクセンサ及び回転角度センサとして使用されるような、マグネットアセンブリの磁性部品を、いわゆる高充填プラスチック部品として形成することが、知られている。この種のリング形状の「プラスチックマグネット」は、金属の支持体スリーブと結合され、その支持体スリーブはこのように形成されたマグネットアセンブリを軸上に取り付けるために用いられるものであって、その軸は、たとえば車両のステアリングコラムの一部である。特許文献１は、磁性プラスチック部品を金属の支持体スリーブと、または金属のベースボディと結合するための方法を記載しており、そこではプラスチック部品はベースボディに射出形成されている。この方法は、特許文献１によれば、マグネットアセンブリの熱負荷の変化によってベースボディからプラスチックボディを引きちぎる結果になることがある。特許文献１は、この問題を解決するために、ベースボディと磁性プラスチック部品との間に弾性的なプラスチック材料からなる中間部材の形式の他の構成部材を設けることを提案しており、それによってプラスチック部品は直接ではなく、中間部材を介して金属からなるベースボディと結合されている。この種の解決は、特許文献２によっても提案され、該文献は同様に、プラスチック射出成形方法によって形成されたマグネットリングと、マグネットリングのための金属の支持体スリーブとを有するマグネットアセンブリに関する。上述した解決は、実証されているが、その形成は煩雑である。

欧州特許出願第１１２３７９４号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０４７４６６（Ａ１）号明細書

本発明の課題は、変化する熱負荷に耐え、コスト的に好ましく形成することができる、冒頭で挙げた種類のマグネットアセンブリを提供することである。

この課題は、冒頭で挙げた種類のマグネットアセンブリにおいて、プラスチック部品がその一方の端面によって直接、支持体スリーブの少なくとも１つのフランジ部材を添接しており、かつプラスチック部品の前記端面から離れるように張り出す少なくとも２つの成形部によって、支持体スリーブの１つのフランジ部材と相補形状で、あるいは複数のフランジ部材と相補形状で結合されているので、プラスチック部品と支持体スリーブが同軸の方向に形状結合によって互いに堅固に結合されている、ことによって解決される。

磁性プラスチック部品と支持体スリーブとの間のこの種の相補形状の直接的な結合によって、永続的な結合が得られることが、明らかにされている。直接的な結合によって、中間部材とそれを形成するステップが省かれ、それが本発明に係るマグネットアセンブリをより効率的に、したがってコスト的により好ましく形成できるようにする。

相補形状結合は、成形部と１つまたは複数のフランジ部材の結合によって、取り外しできない、または永続的な相補形状結合が生じるように、形成することができる。好ましくはその代わりに、成形部と１つまたは複数のフランジ部材がバヨネットロック形式で結合されており、かつ少なくとも１つのブロック手段が設けられており、そのブロック手段がバヨネットロック形式の結合の緩みをブロックすることができる。

プラスチック部品は、互いに対向する２つの成形部を有することができ、あるいはプラスチック部品に３つ又は４つの成形部を設けることができ、特にプラスチック部品はそれぞれ互いに対して均一に分配された３つ又は４つの成形部を有することができる。成形部は、好ましくはプラスチック部品に一体的に形成されている。プラスチック部品と支持体スリーブをバヨネットロック形式の結合を用いて効果的に結合するために、成形部は上述した端面に隣接する切り込みを有している。その場合に特に好ましくは、切り込みの少なくとも１つ、特に切り込みのすべてが、それぞれ側面で見て、だんだんと細くなるように延びている。さらに好ましくはこれは、フランジが切り込み内に嵌め合いで保持されており、あるいはフランジが切り込み内にプレス嵌めで保持されるように、形成されている。この好ましいやり方で、プラスチック部品と支持体スリーブの間の特に良好かつ簡単な直接的結合が得られる。

さらに好ましくは、ブロック手段がプラスチック部品内の少なくとも１つの止まり穴によって形成されており、その中へピンが圧入されており、そのピンがプラスチック部品と支持体スリーブのその中心長手軸を中心とする回転運動をブロックする。

本発明の課題は、さらに、支持体スリーブへの簡単かつコスト的に好ましい取り付けを可能にする、磁性プラスチック部品を提供することである。

これは、本発明によれば、プラスチック部品がスリーブ形状に形成されており、かつその端面から離れるように張り出す少なくとも２つの成形部を有しており、その成形部がプラスチック部品に一体的に形成されていることによって、達成される。

この種のプラスチック部品は、成形部を用いて支持体スリーブとの直接的な結合を可能にし、それによってマグネットアセンブリにおいてすでに上述した利点を得る。

プラスチック部品の他の好ましい形態が、従属請求項から明らかにされる。

したがって、たとえば回転角度及びトルク測定のために使用されるような、この種のプラスチック部品を有する、マグネットアセンブリにおいて、磁性プラスチック部品が金属の支持体スリーブに、プラスチック部品が支持体スリーブのフランジ部材に直接添接するように、結合されており、かつプラスチック部品の成形部がプラスチック部品と支持体スリーブとの間に相補形状結合を形成し、その相補形状結合がプラスチック部品と支持体スリーブをその共通の中心長手軸線の方向に結合する。相補形状結合は、それ自体取り外しできず、したがって永続的であることができ、あるいは付加的なブロック手段を設けることができ、それが相補形状結合の緩みを阻止する。

本発明の他の形態、利点及び適用が、従属請求項から、そして図面を用いての以下の説明から明らかにされる。

本発明の第１の実施例において、プラスチック部品の側面図である。 本発明の第１の実施例において、プラスチック部品の、支持体スリーブに直接添接する端面を示す、プラスチック部品の上面図である。 本発明の第１の実施例において、リング形状のプラスチック部品の斜視図である。 本発明の第１の実施例において、支持体スリーブの側面図である。 本発明の第１の実施例において、支持体スリーブの上面図である。 本発明の第１の実施例において、支持体スリーブの斜視図である。 本発明の第１の実施例において、マグネットアセンブリの側面図である。 本発明の第１の実施例において、支持体スリーブを示す、マグネットアセンブリの上面図である。 本発明の第１の実施例において、プラスチック部材と支持体スリーブとからなるマグネットアセンブリの斜視図である。 本発明の第２の実施例において、プラスチック部品の側面図である。 本発明の第２の実施例において、プラスチック部品の、支持体スリーブに直接添接する端面を示す、プラスチック部品の上面図である。 本発明の第２の実施例において、リング形状のプラスチック部品の斜視図である。 本発明の第２の実施例において、支持体スリーブの側面図である。 本発明の第２の実施例において、支持体スリーブの上面図である。 本発明の第２の実施例において、支持体スリーブの斜視図である。 本発明の第２の実施例において、マグネットアセンブリの側面図である。 本発明の第２の実施例において、支持体スリーブを示す、マグネットアセンブリの上面図である。 本発明の第２の実施例において、プラスチック部品と支持体スリーブとからなるマグネットアセンブリの斜視図である。 他の実施例において、第２の実施例に対する差異を示すために、支持体スリーブを示す、マグネットアセンブリの上面図である。

図１から９を用いて、本発明の第１の実施例を説明する。

図３は、例としてマグネットアセンブリのリング形状のプラスチック部品２を示しており、そのプラスチック部品は磁気特性を有し、特にプラスチック結合された永久磁石である。この種のプラスチック結合された永久磁石は、当業者には知られており、射出成形によるその形成も知られている。プラスチック結合された永久磁石２は、その円周に沿って一連のＮ磁極とＳ磁極を有し、それらは磁場センサの回転角度及びトルク測定システムにおいて検出することができる。これも、当業者には知られており、ここではこれ以上説明はしない。

リング形状のプラスチック部品は、本発明によれば、その端面の一方に少なくとも２つの成形部を有している。図３のプラスチック部品の例において、これは、２つの互いに直径方向に対向する成形部１０と１１であって、それらはプラスチック部品２の端面８から始まっている。成形部は、プラスチック部品のリング形状の本体と一体的に形成されている。したがってそれらは、プラスチック部品を射出成形する際に形成され、同様に磁気特性を有している。その場合に成形部の位置は、リング形状のプラスチック部品の円周に沿って好ましくは、成形部内にもそれぞれＮ磁極とＳ磁極とが存在するように、選択される。図１及び図２はそれぞれ、プラスチック部品とその成形部を側面図と上面図で示している。

図６には、マグネットアセンブリの支持体スリーブ３の例が斜視図で示されている。この支持体スリーブ３は、２つのフランジ部材５と６を有しており、それらは支持体スリーブの円周に沿ってそれぞれ互いに対向して延びている。２つのフランジ部材の間に隙間１５または１６が設けられている。この隙間は、それぞれ該隙間を通してプラスチック部品２の成形部１０または１１を案内することができる大きさであって、したがって部品２とスリーブ３のバヨネット形状の結合が可能である。図４及び図５は、支持体スリーブの側面図または上面図を示している。図４の側面図において、フランジ部材の端面８’が示されており、マグネットアセンブリにおいてその端面にプラスチック部品の端面８が直接添接する。図５及び図６においてはそれぞれこの端面８’の後ろ側が見られる。隙間によって分離された複数のフランジ部材を有する支持体スリーブの代わりに、つながった唯一のフランジを設けることもでき、そのフランジは隙間の代わりに切り欠きを有しており、その切り欠きを通してプラスチック部品の成形部を差し込むことができる。

図９が示すマグネットアセンブリ１においては、磁性プラスチック部品２と支持体スリーブ３が互いに永続的に結合されている。プラスチック部品と支持体スリーブは、同軸に配置されており、したがってその中心長手軸線は同一の直線上に位置する。プラスチック部品の成形部がフランジ部材に相補形状で係合するので、本発明によれば、中心長手軸線の方向に堅固な結合が生じる。したがって相補形状結合がもはや取り外せない結合として設計されている場合には、すでに結合が確立されている。

図示される実施例において、結合は、バヨネットロックの形式で行われ、それは、以下の実施例においても同様である。これは、好ましい結合形式である。プラスチック部品２を示す、図１から３に明らかなように、成形部１０または１１がそれぞれ切り込み２０または２１を有しており、その切り込みは端面８と成形部１０または１１との間に延びている。切り込みの高さｈ（図１）は、フランジ部材の厚みｄ（図４）に実質的に相当し、あるいは、好ましくは高さｈが側方から見て切り込みの端部へ向かって減少するように延びており、これについてはさらに説明する。したがって、図９に示し、かつ図８のマグネットアセンブリ１の上面図及び図７のマグネットアセンブリ１の側面図に示すように、切り込み２０または２１がプラスチック部品とフランジ部材のバヨネット状の結合を可能にする。これは次のように行われる。すなわちプラスチック部品の端面８がフランジ部材の端面８’に添接するようにして、成形部１０、１１が該当する切り欠き１５または１６内へ導入された後に、プラスチック部品２と支持体スリーブ３の間で回転する相対移動が行われており、それにおいてフランジ部材６の、隙間１５に隣接するセクションが切り込み２０内へ導入されており、または成形部１０と形状結合されている。同様にして、回転によってフランジ部材５の、隙間１６に隣接するセクションが切り込み２１内へ導入されており、したがって中心長手軸の方向においても成形部１１とフランジ５との間に形状結合が行われている。成形部とフランジ部材の寸法設計は、形状結合によって端面８が端面８’に充分堅固に添接するように、選択されている。切り込み２０と２１は、好ましくは、側面図で見て、切り込みの入口においてより大きい高さを有し、高さが減少するように形成されているので、回転運動する際に、支持体スリーブ３にプラスチック部品２がより強く添接し、または圧接される。その場合に切り込みの端部における高さｈは、正確にフランジの厚みに相当するように選択することができるので、そこでは切り込み内にフランジが固定的に取り付けられ（嵌め合い）、あるいは切り込みの端部における高さｈは、フランジの厚みよりもわずかに小さく選択することができるので、回転運動が終了した場合に成形部は弾性的にわずかに変形されるので、そこにはフランジのプレス嵌めが生じる。

図示される実施例において、プラスチック部品２と支持体スリーブ３を正しい位置において差し込んでまとめることは、次のことにより、すなわちプラスチック部品２において端面８に沿って成形部１０と１１の間にそれぞれ他の成形部が、ここでは単純な円筒形状のピンとして設けられており、そのピンがそれぞれ差し込んでまとめる際に、ピン２５と２６が対応する長孔２７または２８内へ嵌入することにより、２つの構成部品２と３のセンタリングを支援することによって、容易にされる。長孔によって、ピンが回転運動を妨げないように、寸法設計されている。

この実施例において選択されたバヨネットロック形状の結合は、形状結合をもたらすので、この結合は戻り回転に対してブロックされなければならない。というのは、ここで求められるのは永続的な結合であって、取り外し可能なバヨネットロックではないからである。緩める回転運動に対するこの種のブロックは、上述した結合に基づいて、プラスチック部品と支持体スリーブとの間の充分に強い摩擦結合によってすでに得ることができる。しかし好ましくは、戻り回転をブロックする、少なくとも１つのブロック手段が設けられる。

行われた結合を緩まないように固定する、同様なブロック手段は、成形部１０、１１の少なくとも１つと、関連するフランジ部材６または５とのための、戻り止め結合とすることができる。成形部とフランジ部材の間のこの種の戻り止めの形態は、当業者に知られた任意のやり方で行うことができる。その代わりに、あるいはそれに加えて、部分的な接着剤塗布の形式の化学的なブロック手段を、特に端面８が露出している１つの箇所８”あるいは２つの箇所８”（図８）に、設けることもできるので、この箇所において接着剤によって形成された***部が１つの成形部１０又は１１あるいは両方の成形部を戻り回転しないようにブロックする。図示される例において、ブロック手段は１つのピンによって、あるいは２つのピンによって形成され、そのピンがプラスチック部品内へ圧入されて、プラスチック部品２と支持体スリーブ３の戻り回転を阻止する。それによって、−そして上述した他のブロック手段によっても−バヨネットロック形状の結合が、永続的または取り外しできない結合となり、それは、本発明において重要である。図示される例において、プラスチック部品２内に止まり穴３０と３１が設けられており、その止まり穴は、図８に示すようなマグネットアセンブリ１において、それぞれの長孔２７と２８のそれぞれ一方の端部を通して接近可能である。それぞれ−図示されない−ピンがこの止まり穴内へ圧入されて、まだ止まり穴から突出している場合に、それによってプラスチック部品２と支持体スリーブ３の戻り回転のブロックが生じる。ピンは、好ましくは非磁性材料からなる。図９において、このブロックは、黒塗りの面によって示唆されているだけであって、詳細には示されていない。

図１０から１８を用いて、他の実施例が説明される。その場合に先行する例におけるのと同一の参照符号は、同一又は機能的に等しい構成部品を示す。図１２は、プラスチック部品２を斜視図で示している。この形態においては、プラスチック部品２に４つの成形部が設けられているので、成形部１０と１１に加えてさらに成形部１０’と１１’が設けられている。成形部は、同様に端面８から張り出している。それらはこの例において、端面に沿って均一に配置されている。この成形部も、切り込み２０と２１及び付加的に２０’と２１’を有しており、それらは、先行する例のように、バヨネットロック形状の結合を可能にする。しかしこの形態においては、先行する例におけるような、センタリングピンは設けられていない。というのは、プラスチック部品２と支持体スリーブのセンタリングと組立ては、付加的な成形部によって簡単になるからである。ブロック手段のための止まり穴３０と３１は、設けられているが、もちろん端面８に沿った他の箇所に設けられている。切り込み２０’と２１’の側面が見える、図１０の側面図でよくわかるように、これらの切り込みは、好ましくは、切り込みの入口において最大の高さをもって、テーパ状に延びている。それについては、上に示した例において行った注釈、特に、そこでそれぞれのフランジが嵌め合いで、あるいはプレス嵌めで保持できることが、当てはまる。

支持体スリーブ３は、この例においては４つのフランジ部材５、５’と６、６’とを有しており、それらは、特に図１４に明らかなように、隙間１５、１６と１５’、１６'によって互いに分離されている。この例において、支持体スリーブは、２つのフランジ部材５と６内にそれぞれ孔３２と３３を有しており、それらはそれぞれブロック手段としてのピンの挿通を許す。図１８は、プラスチック部品２と支持体スリーブ３の結合によって形成されたマグネットアセンブリ１を示している。これは同様に、成形部の切り込みとフランジ部材の関連するセクションを形状結合させ、それによって中心長手軸線の方向に堅固な結合をもたらすために、成形部１０、１１と１０’、１１’が関連する隙間へ差し込まれた後に、２つの構成部品２と３が互いに対して相対的に回転することによって行われる。ここでもブロック手段として、少なくとも一滴の接着剤を設けることができる。それにもかかわらず、ブロック手段のための図示される解決が効果的であって、それにおいてプラスチック部品２内の止まり穴３０と３１は、相補形状結合を形成するために構成部品２と３が回転された後に、孔３２及び３３と整合するので、ピンがそれぞれの孔を通して少なくとも１つの止まり穴あるいは２つの止まり穴内へ圧入され、そのピンが戻り回転を阻止する。

図１９は、他の実施例を示しており、それについてマグネットアセンブリ１を示す上面図のみが示されている。この例は、相補形状結合について、図１０から１８の例に相当する。しかし、ブロック手段として少なくとも１つの止まり穴が設けられており、その止まり穴は、回動後に２つのフランジ部材の間の隙間において接近できる。この例においては、２つの止まり穴が設けられている。ブロック手段を形成するための、その止まり穴の少なくとも１つにピンを圧入することができる。

すでに説明したように、ブロック手段のピンは、好ましくは非磁性材料からなる。同様に、好ましくは磁性プラスチック部品の成形部が、端面の円周に沿ってＮ極がＳ極に隣接する境界上に位置していることが、説明されている。その場合に成形部が同様に部分的にＮ極を有し、部分的にＳ極を有しており、または２つの極の間の境界が、成形部を通って延びていても、効果的である。

したがって、たとえば回転角度及びトルク測定のために使用されるような、本発明に係るマグネットアセンブリにおいて、磁性プラスチック部品が金属の支持体スリーブと次のように、すなわちプラスチック部品が支持体スリーブのフランジ部材に直接添接し、かつプラスチック部品の成形部がプラスチック部品と支持体スリーブとの間の相補形状結合を形成するように、結合されており、その相補形状結合がプラスチック部品と支持体スリーブの共通の中心長手軸の方向にそれらを結合する。相補形状結合は、それ自体取り外しできず、したがって永続的であることができ、あるいは相補形状結合が緩むことを阻止する、付加的なブロック手段を設けることができる。

この出願においては、本発明の好ましい形態が記述されているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、以下の請求項の範囲内で他のやり方でも実施できることを、はっきりと指摘しておく。

Claims (13)

1. 磁気特性を備えたリング形状のプラスチック部品（２）と、該プラスチック部品に対して同軸に配置され、かつプラスチック部品と永続的に結合されている、金属からなる支持体スリーブ（３）とを有し、前記支持体スリーブが端面側に少なくとも１つのフランジ部材（５、６）を有している、マグネットアセンブリ（１）において、
   前記プラスチック部品（２）がその一方の端面（８）によって直接、前記支持体スリーブの少なくとも１つのフランジ部材（５、６）に添接し、かつ前記プラスチック部品の前記端面（８）から離れるように張り出す、前記プラスチック部品の少なくとも２つの成形部（１０、１１；１０、１０’、１１、１１'）によって、前記支持体スリーブの１つのフランジ部材と相補形状で、あるいは複数のフランジ部材（５、６）と相補形状で結合されているので、前記プラスチック部品と前記支持体スリーブが、同軸方向に形状結合により互いに堅固に結合されている、ことを特徴とするマグネットアセンブリ。
2. 前記成形部（１０、１１；１０、１０’；１１、１１'）と、１つまたは複数の前記フランジ部材（５、６）がバヨネットロック形式で結合されており、かつ
   少なくとも１つのブロック手段が設けられており、該ブロック手段がバヨネットロック形式の緩みをブロックする、ことを特徴とする請求項１に記載のマグネットアセンブリ。
3. 前記プラスチック部品が、互いに対向する２つの成形部（１０、１１）を有している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネットアセンブリ。
4. 前記プラスチック部品が、３つ又は４つの成形部を有しており、特に、該プラスチック部品がそれぞれ互いに均一に離隔した３つ又は４つの成形部（１０、１１、１０’、１１'）を有している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネットアセンブリ。
5. 前記成形部が、前記プラスチック部品に一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマグネットアセンブリ。
6. 前記成形部（１０、１１；１０、１０’、１１、１１'）が、前記端面（８）に隣接する切り込み（２０、２１；２０、２０’、２１、２１'）を有している、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマグネットアセンブリ。
7. 前記切り込みの少なくとも１つ、特に該切り込みのすべてが、それぞれ側面視でテーパ状に延びている、ことを特徴とする請求項６に記載のマグネットアセンブリ。
8. フランジが前記切り込み内に嵌め合いで保持されているか、あるいは
   フランジが前記切り込み内にプレス嵌めで保持されている、ことを特徴とする請求項７に記載のマグネットアセンブリ。
9. 前記ブロック手段が、前記プラスチック部品内の少なくとも１つの止まり穴（３０、３１）によって形成されており、該止まり穴内へピンが圧入されており、該ピンが前記プラスチック部品と前記支持体スリーブの間のその中心長手軸線を中心とする回転運動をブロックする、ことを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載のマグネットアセンブリ。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のマグネットアセンブリ用の磁性プラスチック部品（２）において、
    前記プラスチック部品が、スリーブ形状に形成されており、かつ、その一方の端面から離れるように張り出す少なくとも２つの成形部（１０、１１、１０’、１１'）を有しており、該成形部が前記プラスチック部品と一体的に形成されている、ことを特徴とする磁性プラスチック部品。
11. 互いに対向する２つの成形部が設けられている、ことを特徴とする請求項１０に記載の磁性プラスチック部品。
12. ３つ又は４つの成形部が設けられており、該成形部が前記端面の円周に沿って均一に配置されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の磁性プラスチック部品。
13. 前記成形部の少なくとも１つ、特に該成形部のすべてが、切り込みを有しており、該切り込みが前記プラスチック部品の端面に隣接し、かつ前記成形部の側面視において前記切り込みの端部へ向かって狭まるように延びて形成されている、ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の磁性プラスチック部品。

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