JP5865988B1 - 回転センサ - Google Patents
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Abstract
Description
この回転センサ1は、回転軸11を収納したハウジング10の開口に挿入されてハウジング10に取付けられている。
エンジンのクランクシャフト等に接続された継軸あるいはクランクシャフト等の回転体としての回転軸11の外周面には、例えば鉄等の強磁性体からなる複数の凸状部12が回転軸11の周方向に間隔をおいて配置されている。
リードフレーム3X,3Yのそれぞれの位置決め部3xe,3Yeは、ケース2の開口周縁部2dに当接しており、これにより、磁気検出部7のケース2内の高さ位置が決定されている。
磁気検出部7は、センサ内磁石5と、ホール素子等の検出素子及び信号処理回路を含んだ、磁気検出手段であるIC(Integrated Circuit)4と、を有している。
この回転センサ1では、磁性体の凸状部12を有する回転軸11が回転することで、IC4は、センサ内磁石5の磁界の変化に応じた信号を生成する。
まず、長方形状の金属板から、リードフレーム3X、リードフレーム3Y、及びリードフレーム3Xとリードフレーム3Yとを繋ぐ結合部からなるリードフレーム結合体を形成する。
次に、リードフレーム結合体の端部に磁気検出部7を設ける(第1の工程)。
その後、リードフレーム結合体及び磁気検出部7をケース2の開口2cを通じて内部空間に挿入する(第2の工程)。
この後、ケース2の内部にモールド樹脂である内部充填樹脂8を充填する(第3の工程)。
次に、内部充填樹脂8の硬化後に、リードフレーム結合体を除去してリードフレーム3Xとリードフレーム3Yとを互いに分離する(第4の工程)。
最後に、ケース2内にリードフレーム3X、リードフレーム3Y及び磁気検出部7が組み付けられた半製品の状態で、外装用樹脂9の金型(図示せず)にセットし、モールド成形によって、外部接続用のコネクタハウジング及びセンサ外装部がケース2に形成され、ケース2の開口2c側は外装用樹脂9によって覆われる。
また、回転センサ1の製造において、磁気検出部7が所定の寸法位置に配置することが最も留意すべきことであるが、取扱いにおいてケース2内に磁気検出部を挿入する際には、リードフレーム3X,3Yまたは磁気検出部7を保持するしかなく、リードフレーム3X,3Yの変形が発生しないように特に留意する必要があり、作業性が悪いという問題点もあった。
回転体の回転を検出するための回転センサであって、
前記回転体の表面から間隔をおいて配置された底面部、及び前記底面部と繋がり前記底面部とともに中空の内部空間を形成する側面部を有し、前記側面部の前記底面部と反対側に前記内部空間と空間的に繋がる開口が設けられたケースと、
前記開口を通じて前記ケース内に先端部が挿入された複数のリードフレームと、
並設された前記リードフレームの先端部に設けられ前記回転体に設けられた磁性体の磁界の変化を検出する磁気検出部と、
前記リードフレームと前記側面部との間に、前記側面部の内壁面に当接して介在したスペーサと、
前記内部空間のうち、前記スペーサ、前記磁気検出部及び前記リードフレームを除く空間部位に充填された内部充填樹脂と、を備えている。
また、ケース内に磁気検出部を挿入する際には、リードフレームをスペーサに添わせてケース内に挿入することで、リードフレームの変形が低減され、作業性が向上する。
図1はこの発明の実施の形態1の回転センサ1を示す正断面図、図2は図1をIIから視た断面図である。
この実施の形態1の回転センサ1では、有底のケース2の円形の内部空間のうち、磁気検出部7の全体は内部充填樹脂8で覆われており、また磁気検出部7の上方では、一対のリードフレーム3X,3Yを境にして一方の側ではスペーサ13が配置されており、他方の側では外装用樹脂9によって覆われている。
ここで、ケース2、外装用樹脂9及びスペーサ13は、PPS(Polyphenylenesulfide)樹脂またはPBT(Polybutylene terephthalate)樹脂で構成されており、内部充填樹脂8はエポキシ(epoxy resin)樹脂で構成されている。
他の構成は、図44に示した回転センサ1と同じである。
その結果、高価なエポキシ樹脂で構成された内部充填樹脂8の使用量を大幅に削減でき、製造コストが低減される。
また、ケース2内に磁気検出部7を挿入する際には、リードフレーム3X,3Yをスペーサ13に添わせてケース2内に挿入することで、リードフレーム3X,3Yの変形が低減され、作業性が向上する。
図3はこの発明の実施の形態2の回転センサ1を示す正断面図、図4は図3をIVから視た断面図である。
この実施の形態2の回転センサ1は、3本のリードフレーム3X,3Y,3Zを有しており、そのリードフレーム3X,3Y,3Zのうち、リードフレーム3X,3Yのそれぞれの位置決め部3Xe,3Yeは、ケース2の開口周縁部2dに当接しており、これにより、磁気検出部7のケース2内の高さ位置が決定されている。
リードフレーム3X,3Y,3Zは、互いに対向してスペーサ13Xとスペーサ13Yとにより挟まれている。スペーサ13X,13Yは、円柱を軸線方向に沿って切断した半円柱形状であり、それぞれは、ケース2の側面部2bの内壁面と面接触している。
この実施の形態2の回転センサ1も、内部充填樹脂8を減少させることができ、製造コストが低減される。
また、ケース2内に磁気検出部7を挿入する際には、リードフレーム3X,3Y,3Zをスペーサ13X,13Yで挟んでケース2内に挿入することで、実施の形態1の回転センサ1と比較してリードフレーム3X,3Y,3Zの変形がより低減され、作業性がより向上する。
図5はこの発明の実施の形態3の回転センサ1を示す正断面図、図6は図5をVIから視た断面図である。
この実施の形態3の回転センサ1では、実施の形態1及び2のものと比較して、リードフレーム3X,3Y,3Zの高さ方向の位置決め部3Xe、3Yeが当接するケース2の開口周縁部2dは、ケース2の開口2cよりも底面部2a側により接近してある。
従って、磁気検出部7がケース2の内部に内部充填樹脂8により埋設された時点で、ケース2の開口周縁部2dの当接面からリードフレーム3Yに取り付けられた磁気検出部7のIC4までの寸法E(図示せず)が精度良く決まる。
即ち、位置決め部3Xe,3Yeによって、ケース2へのリードフレーム3X,3Y及び磁気検出部7(IC4)の挿入深さ寸法が所定の寸法に保たれ、その状態で、内部充填樹脂8によって、リードフレーム3X,3Y、3Z及び磁気検出部7が固定される。
図7はこの発明の実施の形態4の回転センサ1を示す正断面図、図8は図7をVIIIから視た断面図である。
この実施の形態4の回転センサ1では、スペーサ13と磁気検出部7との間でスペーサ13と磁気検出部7を嵌合する嵌合手段が設けられている。
この嵌合手段は、磁気検出部7に形成された嵌合部7Xと、この嵌合部7Xが嵌合する凹部形状の磁気検出部支持部13aとから構成されている。
他の構成は実施の形態3の回転センサ1と同じである。
図9はこの発明の実施の形態5の回転センサ1を示す正断面図、図10は図9をXから視た断面図である。
この実施の形態5の回転センサ1では、断面半円形上のスペーサ13の磁気検出部7に接近した平面部位に、隣接したリードフレーム3X、3Y、3Z間の隙間に向かって先端部が延びたリブ13bが設けられている。
他の構成は、実施の形態4の回転センサ1と同じである。
図11はこの発明の実施の形態6の回転センサ1を示す正断面図、図12は図11をXIIから視た断面図である。
この実施の形態6の回転センサ1では、断面半円形上のスペーサ13の平面部位に、各リードフレーム3X、3Y、3Zの両側の端面に当接して各リードフレーム3X、3Y、3Zを両側から挟む位置決めピン13cが設けられている。
他の構成は、実施の形態4の回転センサ1と同じである。
図13はこの発明の実施の形態7の回転センサ1を示す正断面図、図14は図13をXIVから視た断面図である。
この実施の形態7の回転センサ1では、各リードフレーム3X、3Y、3Zには、位置決め穴3Xf、3Zf、3Yfがそれぞれ形成されている。断面半円形上のスペーサ13の平面部位に、位置決め穴3Xf、3Zf、3Yfに対向して位置決めピン13dが設けられている。
他の構成は、実施の形態4の回転センサ1と同じである。
図15はこの発明の実施の形態8の回転センサ1を示す正断面図、図16は図15をXVIから視た断面図である。
この実施の形態8の回転センサ1では、リードフレーム3X,3Y,3Zは、スペーサ13Xとスペーサ13Yとにより挟まれている。スペーサ13X,13Yは、円柱を軸線方向に沿って切断した半円柱形状であり、それぞれは、ケース2の側面部2bの円形断面の内壁面と面接触している。
スペーサ13Xには、3個の位置決めピン13Xdが設けられている。スペーサ13Yには、ピン13Xdに対向して各位置決め穴13Ydが設けられている。
リードフレーム3X,3Y,3Zには、位置決め穴3Xf,3Yf、3Zfが形成されている。
リードフレーム3X,3Y,3Zがスペーサ13Xとスペーサ13Yとにより挟まれたときには、スペーサ13Xの各位置決めピン13Xdは、リードフレーム3X,3Y,3Zの各位置決め穴3Xf,3Yf、3Zfを通じてスペーサ13Yの各13Ydに嵌入している。
他の構成は、実施の形態4の回転センサ1と同じである。
従って、図27に示すように、リードフレーム3X,3Y,3Zは、リードフレーム結合体3ZZの結合部3Zaをカットして形成されているが、この一体化された状態で、結合部3Zaをカットすることも可能となる。
即ち、回転センサ1の組み付け工程において、リードフレーム3X、3Y、3Zをスペーサ13Xに組付ける際に、3Zaを通じて接続されたリードフレーム3X、3Y、3Zを一つの部品としてスペーサ13Xに組付け、その後に3Zaをカットすることが可能となり、生産性が著しく向上する。
また、リードフレーム3X,3Y,3Zがスペーサ13X、13Yで挟み込まれた、リードフレーム3X,3Y,3Z、スペーサ13X、13Y及び磁気検出部7が一体の半製品が一部品として取り扱うことができ、組付け時のハンドリング性が向上するとともに、リードフレーム3X,3Y,3Zの変形が低減され、磁気検出部7が所定の位置により高い精度で設置される。
図17はこの発明の実施の形態9の回転センサ1を示す正断面図、図18は図17をXVIIIから視た断面図、図19は図17のA‐A線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態9の回転センサ1では、スペーサ13Xには、スペーサ凹側嵌合部13XeL,13XeRが形成されている。スペーサ13Yには、スペーサ凹側嵌合部13XeL,13XeRに嵌合するスペーサ凸側嵌合部13YeL,13YeRが形成されている。
なお、符号13XeL,13XeR,13YeL,13YeRでの「L」「R」は、図19で、それぞれの部位が右側にあるものを「R」、左側にあるものを「L」と記している。
リードフレーム3Xには、隣接したリードフレーム3Z側にスペーサ13X側に突出したリードフレーム挟み込み部3Xgが形成されている。リードフレーム3Yには、隣接したリードフレーム3Z側にスペーサ13X側に突出したリードフレーム挟み込み部3Ygが形成されている。スペーサ3Zには、隣接した、リードフレーム3X側及びリードフレーム3Y側にスペーサ13X側に突出したリードフレーム挟み込み部3Zgx,3Zgyが形成されている。
そして、リードフレーム3X,3Y,3Zは、スペーサ13Xと挟まれたときには、スペーサ凸側嵌合部13YeL,13YeRが、3Xリードフレーム挟み込み部3Xg、リードフレーム挟み込み部3Yg、リードフレーム挟み込み部3Zgx,3Zgyを通じてスペーサ凹側嵌合部13XeL,13XeRに嵌合しており、リードフレーム3X,3Y,3Zは、スペーサ13X及びスペーサ13Yと一体化されている。
他の構成は、実施の形態4の回転センサ1と同じである。
図20はこの発明の実施の形態10の回転センサ1を示す正断面図、図21は図20をXXIから視た断面図である。
この実施の形態10の回転センサでは、ケース2とスペーサ13Yとの間には、ケース2とスペーサ13Yとの位置合わせをする位置合わせ部が設けられている。
位置合わせ部は、スペーサ13Yの上側外周部の一部に径方向の外側に突出した位置合わせ凸部13Yfと、ケース2の側面部2bに形成され、位置合わせ凸部13Yfが嵌合する位置合わせ凹部2jが形成されている。
他の構成は、実施の形態9の回転センサ1と同じである。
図23はこの発明の実施の形態11の回転センサ1を示す正断面図、図24は図23をXXIVから視た断面図、図25は図23のB‐B線に沿った矢視断面図、図26は図24のC‐C線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態11の回転センサ1では、磁気検出部7の断面形状が「D」字形状であって、カット部7aを有しており、またこの磁気検出部7の形状に合わせてケース2もカット部2kを有している。
他の構成は、実施の形態9の回転センサ1と同じである。
また、回転センサ1の組付け工程において、外装用樹脂9を成形する金型に、半製品を収納したケース2を装着する際には、目視によりケース2の組付けの方向を規定することができ、作業性が向上する。
なお、長方形状の金属板から、リードフレーム結合体3ZZの端部に接続された磁気検出部7が完成するまでは、特許文献1の図4〜図7に記載されており、その説明は省略する。
図27は第1の工程でのリードフレーム結合体3ZZ及び磁気検出部7を示す正面図、図28は図27をXXVIIIから視た断面図である。
この工程では、各リードフレーム3X,3Y,3Zは、結合部3Za(2箇所)によって連結されたフレーム結合体3ZZの構成要素である。フレーム結合体3ZZの端部に磁気検出部7が接続されている。
図29は第2工程でのリードフレーム結合体3ZZ、磁気検出部7及びスペーサ13Xを示す正面図、図30は図29をXXXから視た断面図である。
スペーサ13Xに設けられたスペーサ凹側嵌合部13XeL,13XeRの2箇所に、リードフレーム3ZZから突出している、リードフレーム挟み込み部3Xg、3Zgx、3Yg、3Zgyが嵌合し、リードフレーム結合体3ZZは仮固定される。
なお、スペーサ13Yをスペーサ13Xに組付け後に実施しても構わない。
次に、図31をXXXIIから視た断面図である図32に示すように、リードフレーム3X,3Y,3Zにスペーサ13Yを組付ける。
図33は、スペーサ13X、リードフレーム結合体3ZZ及びスペーサ13Yのそれぞれの嵌合箇所を示した図である。
図34では、スペーサ13Xと、リードフレーム結合体3ZZが嵌合し、仮組付けが完了した状態を示す。
図35は、引き続きスペーサ13Yがリードフレーム結合体3ZZに組付けられる途中を示した図であり、図36は、スペーサ13X、リードフレーム結合体3ZZ、スペーサ13Yの組み付けが完了した状態を示す。
図37は、スペーサ13X、リードフレーム結合体3ZZ、スペーサ13Yの組み付けが完了し、結合部3Zaが削除された状態を示す正面図、図38は、図37をXXXVIIIから視た図である。
次に、図39に示すようにケース2の内部にモールド樹脂である内部充填樹脂8が充填される。
次に、図40図、及び図40をXLIから視た図41に示すように、半製品をケース2内に挿入して位置決め部3Xe,3Yeをケース2の開口周縁部2dに当接し、磁気検出部7が所定の位置でケース2内に収容された状態で、内部充填樹脂8を硬化させる。
まお、リードフレーム結合体3ZZからの結合部3Zaの除去については、この工程で除去することも可能であるが、前述したように第2の工程で切断が完了しており、ケース2の開口2cより奥まった部分での結合部3Zaの切断作業は不要である。
次に、図42、及び図42をXLIIIから視た図に示すように,半製品が収納されたケース2を外装用樹脂9の金型(図示せず)にセットし、そして、モールド成形によって、外部接続用のコネクタハウジング及びセンサ外装部がケース2に形成され、ケース2の開口2c側は外装用樹脂9によって覆われる。
以上の第1〜第4の工程を経て、実施の形態9の回転センサ1が製造される。
Claims (10)
- 回転体の回転を検出するための回転センサであって、
前記回転体の表面から間隔をおいて配置された底面部、及び前記底面部と繋がり前記底面部とともに中空の内部空間を形成する側面部を有し、前記側面部の前記底面部と反対側に前記内部空間と空間的に繋がる開口が設けられたケースと、
前記開口を通じて前記ケース内に先端部が挿入された複数のリードフレームと、
並設された前記リードフレームの先端部に設けられ前記回転体に設けられた磁性体の磁界の変化を検出する磁気検出部と、
前記リードフレームと前記側面部との間に、前記側面部の内壁面に当接して介在したスペーサと、
前記内部空間のうち、前記スペーサ、前記磁気検出部及び前記リードフレームを除く空間部位に充填された内部充填樹脂と、を備えた回転センサ。 - 前記スペーサは、前記リードフレームを挟んで一対対向して配置されている請求項1に記載の回転センサ。
- 前記スペーサは、前記磁気検出部との間で、前記スペーサと前記磁気検出部とを嵌合する嵌合手段が設けられている請求項1または2に記載の回転センサ。
- 前記スペーサは、隣接した各前記リードフレーム間の隙間に向かって突出し、前記隙間を確保するリブを有している請求項1〜3の何れか1項に記載の回転センサ。
- 前記スペーサは、各前記リードフレームの両側を挟んで突出した位置決めピンを有している請求項1〜3の何れか1項に記載の回転センサ。
- 各前記リードフレームには、位置決め穴が形成されており、
前記スペーサは、前記位置決め穴に挿入された位置決めピンを有している請求項1〜3の何れか1項に記載の回転センサ。 - 各前記リードフレームには、位置決め穴が形成されており、
一対の前記スペーサのうち一方のスペーサは、前記位置決め穴を貫通する位置決めピンを有しており、
他方の前記スペーサは、前記位置決めピンと対向した位置決め穴を有している請求項2または3に記載の回転センサ。 - 前記スペーサの一方には、スペーサ凸側嵌合部が形成され、
前記スペーサの他方には、前記スペーサ凸側嵌合部に対向してスペーサ凹側嵌合部が形成され、
隣接した前記リードフレーム側の端部には、リードフレーム挟み込み部が形成され、
前記スペーサ凹側嵌合部には、前記スペーサ凸側嵌合部及び前記リードフレーム挟み込み部が嵌合する請求項2または3に記載の回転センサ。 - 前記ケースの前記側面部と前記スペーサとの間には、前記ケースと前記スペーサとの位置合わせをする位置合わせ部が設けられている請求項1〜8の何れか1項に記載の回転センサ。
- 前記ケースは、前記底面部が前記磁気検出部の形状に対応した形状である請求項1〜9の何れか1項に記載の回転センサ。
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