JP5561556B2 - センサ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、回転センサや温度センサ等のセンサ装置に係り、特に、止水用のＯリングが嵌着されたセンサ装置に関するものである。
従来から、自動車などにおいては、特開２００６−１０５１８５号公報（特許文献１）に記載の如き、車輪の回転速度を検出する回転センサや、特開２０１０−１２０２４５号公報（特許文献２）に記載の如き、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）の温度を検出する油温センサ等、各種のセンサ装置が用いられている。これらのセンサ装置は、磁気検出素子や温度検出素子等の検出素子が合成樹脂製のケースに内蔵された構造とされている。
ところで、特許文献１の図７や特許文献２の図６にも記載されているように、これらセンサ装置のケースの外周面には、環状凹部が形成されており、該環状凹部に止水用のＯリングが嵌着されている。そして、センサ装置が検出対象側に設けられた取付筒部に装着される際に、センサ装置と取付筒部との隙間をＯリングで封止して、例えば回転センサにおいて要部への雨水の浸入を防止したり、油温センサにおいてオイルの外部への漏出を防止するようになっている。
ところが、これらのセンサ装置は、特開２００８−２０９１９７号公報（特許文献３）に記載されているように、ケースを型成形するに際して、成形型がケースの軸方向に延びるパーティングラインで分割されている。それ故、環状凹部を含むケースの外周面上に、ケースの軸方向に連続して延びるパーティングラインに沿ったバリや段差が形成されるおそれがある。このようなバリや段差が介在することにより、Ｏリングと環状凹部との間に軸方向に連続して延びる隙間を生じてしまい、該隙間を通じて液体が漏出するおそれがあった。
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、簡易な構成で、止水性を向上することの出来る、新規な構造のセンサ装置を提供することにある。
本発明の第一の態様は、検出素子を合成樹脂製のケースに内蔵すると共に、該ケースに設けられた環状凹部にＯリングが嵌め込まれているセンサ装置において、前記ケースとは別体成形されたＯリング嵌着環体が前記ケースにインサート成形されている一方、前記ケースの外面に露呈された前記Ｏリング嵌着環体の外周面によって前記環状凹部の底面が構成されていることを、特徴とする。
本態様によれば、ケースと別体成形されたＯリング嵌着環体の外周面によって、Ｏリングを嵌め込む環状凹部の底面が構成されている。これにより、ケースの外周面上をパーティングラインに沿って軸方向に延びるバリや段差が形成された場合でも、当該バリや段差を環状凹部の底面で分断することが出来る。これにより、環状凹部の底面にＯリングを密着させることが可能となり、Ｏリングによる止水性を向上することが出来る。
なお、Ｏリング嵌着環体は、好適には樹脂材料から形成され、より好適には、ケースとの密着性を確保するために、ケースと同じ樹脂材料から形成される。また、Ｏリング嵌着環体は、ケースの軸方向に対応する方向で両型が型合せされて、ケースの軸方向でバリを生じないように設定された成形型により型成形されたり、押し出し成形、或いは樹脂ブロックの削り出し等によって好適に形成される。但し、Ｏリング嵌着環体の材質は必ずしも樹脂材料に限定されるものではなく、金属材料等から形成しても良い。
また、本発明は、自動車の車輪等の回転速度を検出する回転センサや、油温や水温等液体の温度を検出する液温センサなど、検出対象側の取付筒部との間で止水性が要求される各種のセンサ装置に広く適用可能である。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記Ｏリング嵌着環体の前記外周面が、全周に亘って平滑な面とされているものである。
本態様によれば、Ｏリング嵌着環体の外周面によって構成される環状凹部の底面が、全周に亘って平滑面とされる。これにより、環状凹部の底面の全周に亘ってＯリングを隙間無く密着させることが出来、より優れた止水性を得ることが出来る。
本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記Ｏリング嵌着環体の軸方向両端部のうち、前記検出素子から離隔配設された一端部には、軸直方向外方に広がるフランジ部が一体形成されており、該フランジ部が部分的に前記ケースの外面に露呈されることにより、前記フランジ部によって環状凹部の側面が構成されているものである。
本態様によれば、Ｏリングが嵌着される環状凹部の底面に加えて、側面までもケースとは別体形成されたＯリング嵌着環体で構成した。これにより、環状凹部におけるケースの軸方向に延びるバリ等の発生を一層確実に排除して、Ｏリングによる止水性を一層有利に向上することが出来る。
しかも、フランジ部によって構成された環状凹部の側面が、検出素子が設けられたセンサ装置の先端側から離隔した基端側に位置する側面とされている。これにより、センサ装置を検出対象側の取付筒部に装着する際に、Ｏリングがフランジ部によって構成された環状凹部の側面に押し付けられることとなり、Ｏリングをフランジ部に密着させて止水性を一層向上させることが出来る。
本発明の第四の態様は、前記第一〜第三の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記Ｏリング嵌着環体における前記ケースの樹脂材料との対向面には、前記ケースへのインサート成形において該ケースの樹脂材料に溶着される溶着リブが形成されているものである。
本態様によれば、Ｏリング嵌着環体のケースへのインサート成形時において、溶着リブを溶融してケースの樹脂材料に溶着することにより、Ｏリング嵌着環体とケースの樹脂材料との境界を溶着リブで封止することが出来る。これにより、Ｏリング嵌着環体とケースの間からの液体の浸入を阻止することが出来る。
本発明においては、ケースとは別体形成されたＯリング嵌着環体の外周面によって、Ｏリングが嵌め込まれる環状凹部の底面を構成した。これにより、ケースの軸方向に延びるバリや段差を環状凹部の底面で分断して、環状凹部の底面をバリを有すること無く形成することが出来る。その結果、簡易な構成で、Ｏリングを環状凹部の底面に密着させることが出来て、より優れた止水性を得ることが出来る。そして、特別な金型の管理やバリ等を取り除く工程も不要となり、製造コストの低減を図ることも出来る。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図１および図２に、本発明の一実施形態としてのセンサ装置に係る、回転センサ１０が取り付けられた車輪軸受装置１２を示す。車輪軸受装置１２は、従動輪に用いられる従来公知の車輪軸受装置であることから、以下、概略を説明するに留める。車輪軸受装置１２は、内側部材１４と外側部材１６、およびこれらの間に収容される複列の転動体１８を含んで構成されている。
内側部材１４は、ハブ輪２０とハブ輪２０に外嵌固定された別体の内輪２２を含んで構成されている。ハブ輪２０は略中実ロッド形状を有すると共に、その外周部分には図示しない車輪を取り付けるための車輪取付フランジ２４が一体形成されている。車輪取付フランジ２４の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト２６が取り付けられている。そして、ハブ輪２０と内輪２２によって、内側部材１４の外周に複列の内側転走面２８が形成されている。
一方、外側部材１６は略筒体形状を有すると共に、その外周部分には図示しない車体に取り付けるための車体取付フランジ３０が一体形成されている。外側部材１６は、車体取付フランジ３０に設けられたボルト孔３２を用いてボルト等によって車両ボデー側に固定される。更に、外側部材１６の内周面には、内側部材１４の内側転走面２８と対向する複列の外側転走面３４が形成されている。
そして、外側部材１６に内側部材１４が挿し入れられて、外側転走面３４と内側転走面２８の間で転動可能とされた複列の転動体１８を介して、内側部材１４が外側部材１６に対して回転可能に支持される。なお、図示は省略するが、外側部材１６における車輪側端部（図１中、左側端部）と内側部材１４との間には、ゴムなどで形成された適当なシール部材が設けられて、雨水や粉塵の侵入が防止されている。
ハブ輪２０における車両ボデー側端部（図１中、右側端部）には、支持金具３６を介してパルサリング３８が取り付けられている。パルサリング３８は、ゴム等からなるエラストマにフェライト等の強磁性体粉が混入されたゴム磁石からなる円環板形状を有しており、周方向で交互にＮ極とＳ極が着磁されている。なお、パルサリング３８としてはエラストマ製のみならず、例えば、フェライト等からなる強磁性体粉を金属バインダーで固めた焼結金属製等であっても良い。このようなパルサリング３８が支持金具３６に取り付けられて、支持金具３６がハブ輪２０の車両ボデー側端部に固定されることにより、パルサリング３８がハブ輪２０の中心軸回りでハブ輪２０と一体的に回転されるようになっている。
一方、外側部材１６における車両ボデー側端部（図１中、右側端部）には、カバー４０が取り付けられている。カバー４０は、外周円形で有底の略カップ形状とされており、開口部側が外側部材１６への内挿状態で嵌合されている。これにより、外側部材１６の車輌ボデー側（図１中、右側）の開口部が、カバー４０で覆蓋されている。カバー４０は、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格におけるＳＵＳ３０４系等）や防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格におけるＳＰＣＣ系等）などがプレス加工されることによって形成されている。カバー４０の底部には、挿通孔４２と、ボルト挿通孔４４が貫設されている。挿通孔４２は、プレス成形により内方に突出した円筒部４６が形成されるように打ち抜かれている。
挿通孔４２には、回転センサ１０が差し込まれている。図３に、回転センサ１０を示す。回転センサ１０は、ホール素子や磁気抵抗素子（ＭＲ素子）などを用いた検出素子としての磁気検出用ＩＣチップ４８および必要に応じて図示しない制御回路などが、合成樹脂としての例えばエポキシ樹脂等で形成されたケース５０にインサート成形されることによって形成されている。磁気検出用ＩＣチップ４８には出力線５２の一方の端部が電気的に接続されており、該出力線５２の他方の端部がケース５０外に延び出されて、図示しないＥＣＵ等の制御装置と電気的に接続されている。
ケース５０には、ケース５０とは別体形成されたＯリング嵌着環体５４がインサート成形されている。図４に示すように、Ｏリング嵌着環体５４は、円筒状部５６と、該円筒状部５６の軸方向で磁気検出用ＩＣチップ４８に対して遠位となる一方（図４中、右方）の端部に、全周に亘って円筒状部５６の軸直方向外方に広がるフランジ部５８が形成された一体成形品とされている。円筒状部５６の外周面６０と、フランジ部５８における円筒状部５６側の表面６２は、何れも、パーティングライン等のバリや段差を有することの無い単一の平滑面とされている。
また、Ｏリング嵌着環体５４の軸方向（図４中、左右方向）の両端面６４ａ，６４ｂには、複数の溶着リブ６６が形成されている。溶着リブ６６は、Ｏリング嵌着環体５４の軸方向の外方に突出して先細となる、極小さな略直角三角形状断面等をもって、Ｏリング嵌着環体５４の全周に連続して形成されている。
このようなＯリング嵌着環体５４は、金属材料から形成されていても良いが、好ましくは合成樹脂材料から形成された一体成形品とされ、より好ましくは、ケース５０との密着性を確保するために、ケース５０と同じ合成樹脂材料から形成される。Ｏリング嵌着環体５４は、例えば、図５に示すように、金型６８ａ，６８ｂを用いた型成形によって好適に形成される。金型６８ａには、Ｏリング嵌着環体５４における円筒状部５６の外周面６０およびフランジ部５８の表面６２を成形する成形面７０ａや、一方の端面６４ａを成形する成形面７０ｂ等が形成されている。一方、金型６８ｂには、Ｏリング嵌着環体５４の他方の端面６４ｂを成形する成形面７０ｃや、金型６８ａに向けて突出して、円筒状部５６の貫通孔を成形する凸部７２等が形成されている。
これら金型６８ａ，６８ｂが型合わせされることによって、成形面７０ａ〜７０ｃや凸部７２との対向面間に、Ｏリング嵌着環体５４の形状に対応した成形キャビティ７４が画成される。そして、図示しないゲートを通じて成形キャビティ７４内に合成樹脂材料を注入することにより、Ｏリング嵌着環体５４を成形する。本実施形態においては、両金型６８ａ，６８ｂの型合わせ面が、Ｏリング嵌着環体５４の両端面６４ａ，６４ｂと同一平面に設定されている。これにより、円筒状部５６の外周面６０と、フランジ部５８の表面６２が、一方の金型６８ａにおける単一の成形面７０ａで成形されることとなる。その結果、外周面６０と表面６２を、何れもパーティングライン等のバリや段差を有することの無い単一の平滑面として成形することが出来る。
このようなＯリング嵌着環体５４が、磁気検出用ＩＣチップ４８等と共に、ケース５０にインサート成形されている。詳細な図示は省略するが、ケース５０は、軸方向（図３中、左右方向）に延びる中心線：Ｌをパーティングラインとして、中心線：Ｌ上で分割された複数の成形型が型合わせされることによって成形される。ケース５０へのインサート成形に際して、Ｏリング嵌着環体５４の両端面６４ａ，６４ｂがケース５０の樹脂材料と対向されると共に、両端面６４ａ，６４ｂに形成された溶着リブ６６が溶融してケース５０の樹脂材料と溶着される。これにより、Ｏリング嵌着環体５４とケース５０との間が溶着リブ６６で封止されて、ケース５０とＯリング嵌着環体５４との隙間を通じて水等がケース５０内に浸入することを防止することが出来る。
図２にも示すように、Ｏリング嵌着環体５４は、円筒状部５６の外周面６０と、フランジ部５８の表面６２がケース５０の外部に露呈された状態で、ケース５０にインサート成形される。これにより、ケース５０には、軸直角方向に開口すると共に周方向の全周に亘って連続して延びる溝状の環状凹部７６が形成されている。そして、環状凹部７６の底面７７がＯリング嵌着環体５４における円筒状部５６の外周面６０で構成される一方、環状凹部７６において、磁気検出用ＩＣチップ４８に対して遠位となる側面７８が、Ｏリング嵌着環体５４におけるフランジ部５８の表面６２で構成されている。その結果、環状凹部７６の底面７７および側面７８が、Ｏリング嵌着環体５４の外周面６０および表面６２で構成された、段差を有することのない単一の平滑面とされている。
なお、ケース５０において、環状凹部７６の両側は、略円柱形状の圧入部７９とされており、該圧入部７９の軸方向の中間部分に、環状凹部７６が形成されている。圧入部７９には、必要に応じて、ケース５０の軸方向に延びる複数の圧入リブ８０が、圧入部７９の周方向で適当な間隔、好ましくは等間隔を隔てて形成されている。また、ケース５０には、圧入部７９を挟んで磁気検出用ＩＣチップ４８と反対側に位置して、ケース５０の軸直角方向（図２中、下方）に突出する取付板部８１が一体形成されている。取付板部８１には、ボルト孔８２が貫設されている。
そして、図２に示したように、環状凹部７６にＯリング８６を嵌め込んだ状態で、回転センサ１０のケース５０が、カバー４０の挿通孔４２に磁気検出用ＩＣチップ４８側から挿し込まれると共に、取付板部８１のボルト孔８２を通じて、固定ボルト８４がカバー４０のボルト挿通孔４４に螺着される。これにより、回転センサ１０が車輪軸受装置１２に固定される。回転センサ１０は、圧入部７９において挿通孔４２に挿入されて、圧入リブ８０によって挿通孔４２の円筒部４６に圧入状態で挿入される。これにより、環状凹部７６の開口部が円筒部４６で覆蓋されると共に、環状凹部７６に嵌め込まれたＯリング８６が、環状凹部７６の底面７７と円筒部４６との間で圧縮されている。これにより、円筒部４６とケース５０との隙間が、Ｏリング８６で水密に封止されて、雨水等が円筒部４６とケース５０との隙間を通じて車輪軸受装置１２内に浸入することが阻止されている。なお、Ｏリング８６は、Ｏリング嵌着環体５４の表面６２で構成された、環状凹部７６の側面７８にも密着されている。
また、回転センサ１０の挿し込み量は、ケース５０の取付板部８１がカバー４０に重ね合わされることで規定される。これにより、磁気検出用ＩＣチップ４８が、車輪軸受装置１２の軸方向で、パルサリング３８に対して所定距離を隔てて対向位置される。その結果、パルサリング３８の回転による磁界変動を磁気検出用ＩＣチップ４８で検出して電気信号に変換し、出力線５２を介してＥＣＵ等の制御装置に伝達することとなる。
このような構造とされた回転センサ１０によれば、Ｏリング８６が嵌め込まれる環状凹部７６の底面７７が、ケース５０と別体形成されたＯリング嵌着環体５４の外周面６０で構成されている。これにより、ケース５０において、パーティングライン等のバリや段差が、図３に示した中心線：Ｌ等のようにケース５０の軸方向に延びて形成された場合でも、Ｏリング嵌着環体５４がケース５０と別体とされていることから、ケース５０の軸方向に延びるバリや段差を環状凹部７６の底面７７で分断することが出来る。これにより、簡易な構成でＯリング８６を環状凹部７６の底面７７に密着させることが出来て、より優れた止水性を得ることが出来る。特に本実施形態においては、Ｏリング嵌着環体５４において、環状凹部７６の底面７７を構成する外周面６０が、金型６８ａの単一の成形面７０ａによって成形されている。これにより、外周面６０を、パーティングラインやバリ等の段差を有さない単一の平滑面とすることが出来る。その結果、環状凹部７６の底面７７を全周に亘って平滑面として、Ｏリング８６をより高度に密着させることが可能となり、より優れた止水性を得ることが出来る。
加えて、環状凹部７６において、カバー４０への挿し込み方向（図２中、右方から左方）で後方に位置して、回転センサ１０をカバー４０に挿し込むに際してＯリング８６が押し付けられる一方の側面７８についても、ケース５０と別体のＯリング嵌着環体５４で構成されている。これにより、環状凹部７６の側面７８についても、ケース５０の軸方向に延びるバリや段差等を有することなく形成することが出来る。その結果、Ｏリング８６を側面７８にもより高度に密着させて、より優れた止水性を得ることが出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記実施形態において、Ｏリング嵌着環体５４のフランジ部５８は必ずしも必要ではなく、円筒状部５６の外周面６０のみをケース５０の外部に露呈させて、環状凹部７６の底面７７のみをＯリング嵌着環体５４で構成する等しても良い。
また、Ｏリング嵌着環体の材料は合成樹脂に限定されることはなく、金属材料などでも良い。更に、Ｏリング嵌着環体の成形方法は型成形に限定されるものではなく、合成樹脂製や金属製のブロック体を切削加工して形成したり、金属板をプレス加工して形成する等しても良い。
更にまた、本発明は、前記実施形態の如き回転センサに限定されず、例えば検出素子としてサーミスタをケースに内蔵した、自動車のＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）の温度を検出する油温センサや、その他自動車に限定されず、取付状態で止水性が要求される各種のセンサ装置に広く適用することが出来る。
１０：回転センサ（センサ装置）、１２：車輪軸受装置、４０：カバー、４２：挿通孔、４８：磁気検出用ＩＣチップ（検出素子）、５０：ケース、５４：Ｏリング嵌着環体、５６：円筒状部、５８：フランジ部、６０：外周面、６２：表面、６４ａ，ｂ：端面（ケースの樹脂材料との対向面）、６６：溶着リブ、６８ａ，ｂ：金型、７０ａ，ｂ，ｃ：成形面、７６：環状凹部、７７：底面、７８：側面、８６：Ｏリング
Claims (4)
- 検出素子を合成樹脂製のケースに内蔵すると共に、該ケースに設けられた環状凹部にＯリングが嵌め込まれているセンサ装置において、
前記ケースとは別体成形されたＯリング嵌着環体が前記ケースにインサート成形されている一方、前記ケースの外面に露呈された前記Ｏリング嵌着環体の外周面によって前記環状凹部の底面が構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。 - 前記Ｏリング嵌着環体の前記外周面が、全周に亘って平滑な面とされている請求項１に記載のセンサ装置。
- 前記Ｏリング嵌着環体の軸方向両端部のうち、前記検出素子から離隔配設された一端部には、軸直方向外方に広がるフランジ部が一体形成されており、該フランジ部が部分的に前記ケースの外面に露呈されることにより、前記フランジ部によって環状凹部の側面が構成されている請求項１又は２に記載のセンサ装置。
- 前記Ｏリング嵌着環体における前記ケースの樹脂材料との対向面には、前記ケースへのインサート成形において該ケースの樹脂材料に溶着される溶着リブが形成されている請求項１〜３の何れか１項に記載のセンサ装置。
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