JP3431013B2 - 回転検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自転車や自
動二輪車のごとき車両に搭載され、被検出対象として車
輪等からなる被検出体の回転数を検出する回転検出装置
に関し、特に被検出体と共に回転する回転磁石の回転を
検出体にて検出する回転検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平２−２６４８１７号
公報に開示されているように、合成樹脂製のケース体
に、ホールＩＣからなる磁気変換素子（検出体）と磁気
変換素子に磁場を与える固定磁石とコンデンサや比較器
等の回路部品を搭載した回路基板を収納し、エポキシ樹
脂からなる封止材を注入・固化して回路基板全体を封止
してなり、磁気変換素子に対応するケース体の外面を被
検出体に対向する検出面となす電気式の回転検出装置が
ある。このような回転検出装置を自動二輪車（オートバ
イ）用に使用する場合、回転検出装置はケース体の検出
面が被検出体となるミッションギヤあるいはスプロケッ
トの歯先に対向するよう、ミッションカバーやスプロケ
ットカバーに装着され、ミッションギヤあるいはスプロ
ケットの歯先の回転移動に伴う地場の変化を磁気変換素
子を通じて検出し電気信号に変換するようになってい
る。そしてこのように変換された電気信号は電気コード
等を通じて速度計や走行距離計に送られ、これにより速
度計や走行距離計の駆動が行われる。

【０００３】このように電気式の回転検出装置にあって
は、近年、検出体として前記公報記載のごときホールＩ
ＣやＭＲ素子等の半導体磁気変換素子を用いたものが多
くなっているが、半導体磁気変換素子からなる検出体を
用いると、検出体と磁場形成用の固定磁石に加えて例え
ばノイズ対策用のコンデンサや出力信号形成用の比較器
等の回路部品を必要とするため、そのぶんコスト上昇を
招きやすいというデメリットがある。そこで、本出願人
は特開平１２−２４１１９５号公報にて検出体としてガ
ラス管からなる封止管内に、回転磁石の回転に伴う磁極
変化に応じてオン・オフ動作する一対の接点部を封入し
たリードスイッチを用い、このリードスイッチからなる
検出体をケース体の収納部に収納しエポキシ樹脂からな
る封止体にて封止してなる回転検出装置を提案してい
る。このようにリードスイッチを用いることにより、リ
ードスイッチだけで検出体を構成できるため、部品点数
の削減を可能とし、しかもリードスイッチからなる検出
体をエポキシ樹脂にて封止することで、例えば自動二輪
車の回転検出装置のように過酷な環境条件下で使用され
る場合であっても、リードスイッチがケース体内で振動
しないように安定的に保持すると共に水分や湿気、塵埃
等からリードスイッチや回路基板を保護している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１２−２４１１９５号公報記載の回転検出装置では、リ
ードスイッチを搭載した回路基板をケース体の収納部に
収納した後、収納部内に高温の溶融状態の封止体（封止
剤）を注入し冷却・固化して封止する構造であるため、
封止体の固化時に封止体が膨脹または収縮することによ
り熱応力が発生し、その熱応力がリードスイッチの封止
管や封止管から外側に延びるリードに加わることで、封
止管が破損したり、リードが変形してスイッチ自体の動
作特性が変化するという問題がある。またこのような熱
応力は回路基板にも作用し、熱応力に伴って回路基板に
反りが生じ、この反りによってリードが変形することが
あった。

【０００５】本発明はこの点に鑑みてなされたもので、
その主な目的は、リードスイッチに加わる熱応力による
悪影響を低減し得る回転検出装置を提供せんとするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、被検出体に同期回転する回転磁石と、この
回転磁石の回転に応じて作動する検出体を搭載した回路
基板と、前記回転磁石を収納する第１の収納部と前記回
路基板を収納する第２の収納部とを有するケース体と、
前記第２の収納部内に注入され前記検出体と共に前記回
路基板を封止する封止体とを備え、前記検出体が封止管
内に一対の接点部を封入したリードスイッチからなり、
前記封止管はこれと前記回転磁石との間に介在する第２
の収納部の内壁部に所定距離を隔てて対向配置され、前
記内壁部の少なくとも前記封止管に対向する壁面領域に
前記封止管の外面形状に対応する対向面を形成し、前記
封止管と前記回路基板との間に間隙部を形成し、この間
隙部及び前記封止管と前記内壁部の対向面との間に前記
封止体を介在させたことを特徴とする。

【０００７】

【０００８】また本発明は、前記封止管が前記接点部の
延長方向に沿って延びる略円筒形であり、前記対向面が
前記封止管に沿って延びる曲面からなることを特徴とす
る。

【０００９】また本発明は、前記曲面の中心軸が前記封
止管の中心軸に対し略同軸であることを特徴とする。

【００１０】また本発明は、前記第２の収納部の内壁部
に前記回路基板の側部を挿入案内する溝部を有し、この
溝部に少なくとも前記回路基板の挿入方向先頭側と後端
側とを圧入保持する突出部を設けたことを特徴とする。

【００１１】また本発明は、前記被検出体が二輪車の車
輪に同期して回転する車輪ハブであることを特徴とす
る。

【００１２】また本発明は、前記ケース体と前記回転磁
石に前記車輪を支持する車軸を通す貫通部が形成される
ことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明による回転検出装置は、被
検出体に同期回転する回転磁石と、この回転磁石の回転
に応じて作動する検出体を搭載した回路基板と、回転磁
石を収納する第１の収納部と回路基板を収納する第２の
収納部とを有するケース体と、第２の収納部内に注入さ
れ検出体と共に回路基板を封止する封止体とを備えてい
る。検出体は封止管内に一対の接点部を封入したリード
スイッチにて構成され、封止管はこれと回転磁石との間
に介在する第２の収納部の内壁部に所定距離を隔てて対
向配置され、内壁部の少なくとも封止管に対向する壁面
領域に封止管の外面形状に対応する対向面を形成したも
のである。このように第２の収納部においてその内壁部
の少なくとも封止管に対向する壁面領域を封止管の外面
形状に対応した対向面となすことにより、封止管と内壁
部との間における距離のばらつきを軽減でき、これによ
り体積比率の大きい封止管に加わる熱応力分布を均一化
し、リードスイッチに加わる熱応力による悪影響を低減
することができる。

【００１４】また封止管と回路基板とを直接接触させず
に両者の間に隙間部を形成することも、熱応力からリー
ドスイッチを保護する上で有効であり、熱応力により回
路基板に反りやねじれ等の変形が生じても、間隙部によ
りリードスイッチに加わる応力を軽減することができ
る。

【００１５】また封止管が接点部の延長方向に沿って延
びる略円筒形である場合、対向面は封止管に沿って延び
る曲面に形成すればよく、この際、曲面からなる対向面
の中心軸を略円筒形からなる封止管の中心軸に対し略同
軸に設定すると、封止管と内壁部との間の距離を略均一
となすことができ、これにより封止管に加わる熱応力分
布を均一化し、リードスイッチに加わる熱応力による悪
影響の低減効果を向上させることができる。なお対向面
の形状は、封止管の外面形状に対応して種々の形状を選
択することができる。

【００１６】また第２の収納部の内壁部に回路基板の側
部を挿入案内する溝部を有し、この溝部に少なくとも回
路基板の挿入方向先頭側と後端側とを圧入保持する突出
部を設けたことにより、熱応力による回路基板の反りを
抑制でき、回路基板の反りに起因したリードスイッチへ
の悪影響を低減することができる。

【００１７】また本発明による回転検出装置を二輪車に
装着する場合、検出体と回転磁石をケース体を通じて一
体化し、ケース体の収容部の開口側を二輪車の車輪に同
期して回転する車輪ハブに対向配置して回転磁石を車輪
ハブに連結し、車輪ハブの回転に同期回転する回転磁石
の回転を検出体にて検出するよう構成できる。

【００１８】またこの際、ケース体と回転磁石に車輪を
支持する車軸を通す貫通部を設け、この貫通部を介して
車軸を貫通するように搭載することもできる。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面に基づき本発明の実施例を説
明する。図１は本発明による回転検出装置を一部破断面
で示す分解斜視図、図２は図１に示した回転検出装置の
組み付け状態を示す側面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿
った断面図、図４は図１に示した回転検出装置の組み付
け状態を一部破断面で示す斜視図、図５は検出体を示す
要部断面図、図６は回路基板の装着状態を示す要部断面
図、図７は本発明による回転検出装置の車体への取り付
け状態を示す図である。

【００２０】図１において、回転検出装置は、ケース体
１と、スペーサ２と、回転磁石３と、シール部材４と、
回路基板５と、検出体６と、電気コード７とを主な構成
要素としている。

【００２１】ケース体１は、ポリブチレンテレフタレー
トやナイロン等の合成樹脂からなり、その中央には、後
述する車軸を通す貫通部１１を有する金属製の円筒体１
２がインサート成形により固定され、この円筒体１２の
外側には、図１中、下方に開口し回転磁石３を収納する
第１の収納部１３が形成され、また回路基板５に対応す
る位置には、第１の収納部１３とは異なる方向（図１の
右斜め僅かに上方）に開口し、この開口より回路基板５
を収納する第２の収納部１４が形成されている。また第
１の収納部１３の開口端には、シール部材４を圧入保持
するための載置部１５が形成されている。

【００２２】スペーサ２は、金属製のウエーブワッシャ
ーからなり、その中央にはケース体１の円筒体１２が通
る孔部２１を有し、ケース体１の第１の収納部１３の底
部と回転磁石３との間に配設されることで、底部と回転
磁石３との両間において磨耗を防止するとともに、回転
検出装置が例えば二輪車の後述する前輪ホイールの車輪
ハブ（被検出体）に取り付けられた際に、回転磁石３を
車軸の軸方向に弾圧付勢可能な状態となり、前記車輪ハ
ブに取り付けられた際の回転磁石３のがたつきを防止す
ることができる。

【００２３】回転磁石３は、その回転周面にＮ極とＳ極
とが回転方向に沿って交互に４極着磁された略円筒形の
プラスチックマグネットからなり、ケース体１の円筒体
１２に挿入された状態で第１の収納部１３内に回転自在
に収納されている。また回転磁石３の周面には外側に突
出して前記前輪ホイールの車輪ハブの取付部に結合し、
前記前輪ホイールの回転を回転磁石３自体に伝えるフラ
ンジ形状の結合部３１が部分形成されている。

【００２４】シール部材４は、ニトリルやシリコン系等
の弾性部材からなるもので、薄型の円筒形状を有してい
る。またシール部材４は、断面形状が略Ｖ字形状からな
る環状溝４１が全周に渡って形成されている。このよう
に構成されるシール部材４は、その外径がケース体１の
載置部１５における周壁の内径に対しやや径大となるよ
うに形成されることで、ケース体１の載置部１５に圧入
保持される。

【００２５】回路基板５は、紙フェノールやガラスエポ
キシ等の絶縁材料からなる基板に所定の図示しない配線
パターンが形成され、この配線パターンの所定箇所に形
成される図示しないランド部に検出体６と、電源コード
７とが半田付け固定されている。

【００２６】検出体６は、図５に詳しく示すように、Ｌ
字状に屈曲して延びる例えば鉄ニッケル合金からなる一
対のリード６１，６２と、これらリード６１，６２の互
いに向き合う端部どうしにて形成される接点部６３，６
４と、これら接点部６３，６４を封止する例えばガラス
製の略円筒形状を有する封止管６５とを備えたリードス
イッチからなる。

【００２７】このように構成されるリードスイッチ（検
出体）６は、接点部６３，６４を構成する側とは反対側
に位置するリード６１，６２の各端部が回路基板１に半
田付けされることにより、回路基板５に搭載され、図３
に示すように、回路基板５とは反対側に位置する封止管
６５の外面が、第１の収納部１３内に収納される回転磁
石３の回転周面に対向し、接点部６３，６４が回転磁石
３の回転に伴う磁極変化に応じてオン・オフ動作できる
ように、第２の収納部１４内に収納される。

【００２８】ケース体１の第２の収納部１４は、図４に
示すように、奥行き方向に従って段階的に径小となる収
納空間からなり、第２の収納部１４を構成する内壁部１
６には、回路基板５の挿入時にその両側を挿入案内する
一対の溝部１７が両サイドに形成されている。この溝部
１７には、図６に示すように、回路基板５の挿入方向先
頭側を圧入保持するリブ形状の第１の突出部１７ａと挿
入方向後端側を圧入保持する第２の突出部１７ｂと第
１，第２の突出部１７ａ，１７ｂ間に位置する第３の突
出部１７ｃとが形成され、一対の溝部１７にて回路基板
５を挿入案内すると共に第１〜第３の突出部１７ａ〜１
７ｃを通じて回路基板５を圧入保持できるように構成さ
れている。なおこのような突出部１７ａ〜１７ｃは、少
なくとも回路基板５の挿入方向先頭側と後端側とを圧入
保持する突出部を含む複数の突出部であれば、その形成
個数は任意であり、それら突出部の形成位置も本実施例
のように溝部１７を形成する一対の壁面のうち、一方側
の壁面に所定間隔を空けて設けてもよいし、双方の壁面
に互い違いに設けることもできる。

【００２９】このように溝部１７を通じてリードスイッ
チ６を搭載した回路基板５を保持してなる第２の収納部
１４の内部には、その開口側より、例えば溶融エポキシ
樹脂からなる高温の封止体（封止剤）Ｆが注入・充填さ
れた後、この封止体が冷却・固化することにより、リー
ドスイッチ（検出体）６及び回路基板５全体がケース体
１内に気密的・水密的に封止され、電気コード７が第２
の収納部１４の開口を通じてケース体１の外部に導出さ
れる。

【００３０】回路基板５と共に封止体Ｆを通じて封止さ
れたリードスイッチ６は、前記車輪と同期回転する回転
磁石３周面の磁極変化に応じて、接点部６３，６４がオ
ン・オフ作動し、このオン・オフ動作に伴う電気信号を
電気コード７を介して外部に出力する。

【００３１】ここで、リードスイッチ６周辺部の構造に
注目すると、図３，図４に示すように、封止管６５は、
これと回転磁石３との間に介在して第１，第２の収納部
１３，１４を区画すると共に内壁部１６と連続して第２
の収納部１４を形成する区画壁１６ａに対し所定距離
（例えば０．５ｍｍ）離れて対向配置され、封止管６５
に対向する側の区画壁１６ａの壁面には、封止管６５の
略円筒形の外面形状に対応した曲面からなる対向面１６
ｂが形成され、この対向面１６ｂは、封止管６５に対向
する壁面領域を含んで回路基板５に沿って延びている。
なお対向面１６ｂは、本実施例のように封止管６５の長
手方向全長を超えて形成してもよいが、封止管６５に対
向する所要箇所にのみ設けることもできる。

【００３２】また略円筒形からなる封止管６５の長手方
向に沿った中心軸と曲面からなる対向面１６ｂの奥行き
方向に沿った中心軸とは、互いに略同軸となるよう設定
されている。

【００３３】また封止管６５と回路基板５との間には間
隙部８が形成され、この間隙部８は例えば０．５ｍｍに
設定さている。

【００３４】このようなリードスイッチ６周辺部の構造
は、封止体Ｆの形成時に発生する熱応力に対応したもの
であり、以上のように本実施例では、第２の収納部１４
においてその内壁部１６の少なくとも封止管６５に対向
する壁面（区画壁１６ａ）領域を封止管６５の外面形状
に対応した対向面１６ｂとなすことにより、封止管６５
と内壁部１６との間における距離のばらつきを軽減し、
これにより体積比率の大きい封止管６５に加わる熱応力
分布を均一化し、リードスイッチ６に加わる熱応力によ
る悪影響（例えば封止管６５の破損やリードスイッチ６
自体の動作特性の変化）を抑制することができる。

【００３５】また本実施例では、封止管６５と回路基板
５とを直接接触させずに両者の間に隙間部８を形成する
ことにより、熱応力により回路基板に反りやねじれ等の
変形が生じても、間隙部８によりリードスイッチ６に加
わる応力を軽減することができ、熱応力からリードスイ
ッチ６を保護する上で有効である。

【００３６】また本実施例では、曲面からなる対向面１
６ａの中心軸を略円筒形からなる封止管６５の中心軸に
対し略同軸に設定したことにより、封止管６５と内壁部
１６との間の距離を略均一となすことができ、これによ
り封止管６５に加わる熱応力分布を均一化し、リードス
イッチ（検出体）６に加わる熱応力による悪影響の低減
効果を向上させることができる。

【００３７】また第２の収納部１４の内壁部１６に回路
基板５の側部を挿入案内する溝部１７を有し、この溝部
１７に少なくとも回路基板５の挿入方向先頭側と後端側
とを圧入保持する突出部１７ａ，１７ｃを設けたこと
も、封止体Ｆの形成時に発生する熱応力に対応したもの
であり、かかる構成により、熱応力による回路基板５の
反りを抑制し、回路基板５の反りに起因したリードスイ
ッチ６への悪影響を低減することができる。

【００３８】なお、回転検出装置の二輪車への取り付け
について、図７を用いて説明すると、上述した回転検出
装置Ｓは、オートバイ等の前輪ホイール１００のハブ１
０１の中心に形成された貫通孔１０２に貫通された車軸
１１０をケース体１の円筒体１２に挿通させるととも
に、回転磁石３に形成された結合部３１を、ハブ１０１
に形成された図示しない係止部に嵌め込み、ケース体１
の載置部１５が形成される部分（壁部に対応する箇所）
をハブ１０１に設けられた凹部１０３に嵌め込むことに
よって、フロントフォーク１２０と前輪ホイール１００
との間に装着されるものである。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明は、被検出体に同期
回転する回転磁石と、この回転磁石の回転に応じて作動
する検出体を搭載した回路基板と、前記回転磁石を収納
する第１の収納部と前記回路基板を収納する第２の収納
部とを有するケース体と、前記第２の収納部内に注入さ
れ前記検出体と共に前記回路基板を封止する封止体とを
備え、前記検出体が封止管内に一対の接点部を封入した
リードスイッチからなり、前記封止管はこれと前記回転
磁石との間に介在する第２の収納部の内壁部に所定距離
を隔てて対向配置され、前記内壁部の少なくとも前記封
止管に対向する壁面領域に前記封止管の外面形状に対応
する対向面を形成し、前記封止管と前記回路基板との間
に間隙部を形成し、この間隙部及び前記封止管と前記内
壁部の対向面との間に前記封止体を介在させたことによ
り、リードスイッチに加わる熱応力による悪影響を低減
し得る回転検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による回転検出装置を一部破断面
で示す分解斜視図。

【図２】図１に示した回転検出装置の組み付け状態を示
す側面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図４】図１に示した回転検出装置の組み付け状態を一
部破断面で示す斜視図。

【図５】検出体を示す要部断面図。

【図６】回路基板の装着状態を示す要部断面図

【図７】本発明による回転検出装置の車体への取り付け
状態を示す図。

【符号の説明】

１ ケース体 ２ スペーサ ３ 回転磁石 ４ シール部材 ５ 回路基板 ６ リードスイッチ（検出体） ７ 電気コード ８ 間隙部 １１ 貫通孔 １２ 円筒体 １３ 第１の収納部 １４ 第２の収納部 １５ 載置部 １６ 内壁部 １６ａ 区画壁 １６ｂ 対向面 １７ 溝部 １７ａ〜１７ｃ 突出部 ２１ 孔部 ３１ 結合部 ４１ 環状溝 ６１，６２ リード ６３，６４ 接点部 ６５ 封止管 Ｓ 回転検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 3/487 G01D 5/245 G01P 1/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体に同期回転する回転磁石と、 この回転磁石の回転に応じて作動する検出体を搭載した
   回路基板と、 前記回転磁石を収納する第１の収納部と前記回路基板を
   収納する第２の収納部とを有するケース体と、 前記第２の収納部内に注入され前記検出体と共に前記回
   路基板を封止する封止体とを備え、 前記検出体が封止管内に一対の接点部を封入したリード
   スイッチからなり、前記封止管はこれと前記回転磁石と
   の間に介在する第２の収納部の内壁部に所定距離を隔て
   て対向配置され、 前記内壁部の少なくとも前記封止管に対向する壁面領域
   に前記封止管の外面形状に対応する対向面を形成し、前
   記封止管と前記回路基板との間に間隙部を形成し、この
   間隙部及び前記封止管と前記内壁部の対向面との間に前
   記封止体を介在させたことを特徴とする回転検出装置。
2. 【請求項２】 前記封止管が前記接点部の延長方向に沿
   って延びる略円筒形であり、前記対向面が前記封止管に
   沿って延びる曲面からなることを特徴とする請求項１記
   載の回転検出装置。
3. 【請求項３】 前記曲面の中心軸が前記封止管の中心軸
   に対し略同軸であることを特徴とする請求項２記載の回
   転検出装置。
4. 【請求項４】 前記第２の収納部の内壁部に前記回路基
   板の側部を挿入案内する溝部を有し、この溝部に少なく
   とも前記回路基板の挿入方向先頭側と後端側とを圧入保
   持する突出部を設けたことを特徴とする請求項１から請
   求項３のうち何れか一つに記載の回転検出装置。
5. 【請求項５】 前記被検出体が二輪車の車輪に同期して
   回転する車輪ハブであることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の回転検出装置。
6. 【請求項６】 前記ケース体と前記回転磁石に前記車輪
   を支持する車軸を通す貫通部が形成されることを特徴と
   する請求項５記載の回転検出装置。