JP6908014B2 - 磁気検出モジュール、検出装置、ケースアセンブリ、及び、磁気検出モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
一般に可動体の移動に応じて発生する磁束を検出する検出装置の構造として、可動体や磁束発生部が収容されたハウジングに、磁気センサを有し検出信号を外部に出力する磁気検出モジュールが取り付けられる構造が採用される。磁気検出モジュールは、磁気センサがケースに収納されてなるケースアセンブリを含む。ケースアセンブリは、磁気センサの他、信号出力回路が搭載された基板や信号線が配線されるコネクタ等を有する。このようなモジュール構造とすることで、現実の製品では、他から部品として供給された磁気検出モジュールが組立工場でハウジングに取り付けられる。
特許文献2の構成では、ハウジングの取付穴の内壁は長方形筒状である。一方、ハウジングの取付穴の内壁が円筒状である場合の位置決め構成に関して、特許文献2には具体的に明示されていない。
本発明は上記第1の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通の構成要素を用いた簡易な構成変更により、仕様が異なる複数のハウジングへ選択的に取付可能な磁気検出モジュール、それを構成するケースアセンブリ、及び、その製造方法を提供することにある。
本発明の磁気検出モジュールは、取付部の形状又は大きさが異なる複数の仕様のハウジング(401、402)のいずれかに選択的に取付可能に設けられ、ハウジング内で発生した磁束を検出する。この磁気検出モジュールは、磁束を検出する一つ以上の磁気センサ(71、72)と、磁気センサが収納されるケース(501)と、ケースの端部に装着可能でありシール材(89)が設けられるキャップ(801、805)と、を備える。
続いて、第1実施形態の磁気検出モジュールの具体的構成について説明する。第1実施形態は、ケース共用化に関する基本的な技術的思想が反映されたものであり、第2実施形態は、第1実施形態に対し、外部からの磁気ノイズを遮断する磁気シールド部材をさらに備えるものである。以下、各実施形態の検出装置、及び磁気検出モジュールの符号について、「10」及び「90」に続く3桁目に実施形態の番号を付す。構成部材の符号については、その実施形態に特有の構成の場合、同様に3桁目に実施形態の番号を付し、前述の実施形態と実質的に同じ構成の場合、前述の実施形態の符号を援用する。
P=μ(A/L) ・・・(1)
次に図17、図18を参照し、磁気シールド部材が設けられた第2実施形態の磁気検出モジュール902について説明する。磁気シールド部材は、鉄やパーマロイ等の軟磁性体で形成され、外部からの磁気ノイズを遮断する。
次に図19を参照し、第3実施形態について説明する。第3実施形態のトルク検出装置103は、内壁が円筒状の取付穴42を有するハウジング402と、取付穴42に取り付けられた磁気検出モジュール903と、を備える。図19には図示しないが、ハウジング402の内部には、トルクの大きさに応じて発生する磁束を伝達する一組のヨーク31、32が設けられている。磁気検出モジュール903は、一つ以上の磁気センサ71、72により、ヨーク31、32から伝達される磁束を検出する。
次に図20を参照し、第4実施形態について説明する。第4実施形態のトルク検出装置104は、内壁が円筒状の取付穴42を有するハウジング402と、取付穴42に取り付けられた磁気検出モジュール904と、を備える。第3実施形態と同様に、ハウジング402の内部には、トルクの大きさに応じて発生する磁束を伝達する一組のヨーク31、32が設けられている。磁気検出モジュール904は、一つ以上の磁気センサ71、72により、ヨーク31、32から伝達される磁束を検出する。
φDh1:大径穴426の内径(=φds1+2×ε1)
φds1:大径部866の外径
ε1:大径穴426と大径部866との片側嵌合隙間
φDh2:小径穴425の内径(=φds2+2×ε2)
φds2:小径部865の外径
ε2:小径穴425と小径部865との片側嵌合隙間
(a)図4〜図8に示す形態のキャップ801は、先端部に袋状の封止部84が形成されているのに対し、図26に示す磁気検出モジュール905のように、先端が袋状になっていないキャップ805を用いてもよい。先端に封止部84が形成される形態に比べ、この形態では、先端の樹脂厚み分だけ、ヨーク31、32と磁束誘導部材601、602との対向部の距離(ギャップ)が小さくなるため、感度を向上させることができる。この場合、キャップ805とケース501との界面からの浸水を防止するため、図26(b)の(*)部に示す接触部分がレーザ溶着や接着剤にて封止されていることが必要である。
40(401、402)・・・ハウジング、
425・・・小径穴(***)、 426・・・大径穴(大穴)、
501、504・・・ケース、
500・・・ケースアセンブリ、
601、602・・・磁束誘導部材、
71、72・・・磁気センサ、
801、803、805・・・キャップ、
811、813・・・キャップ本体、 814・・・円筒部(筒部)、
865・・・小径部(小軸部)、 866・・・大径部(大軸部)、
89 ・・・Oリング(シール部材)、
90(901−905)・・・磁気検出モジュール。
Claims (20)
- 取付部の形状又は大きさが異なる複数の仕様のハウジング(401、402)のいずれかに選択的に取付可能に設けられ、前記ハウジング内で発生した磁束を検出する磁気検出モジュールであって、
磁束を検出する一つ以上の磁気センサ(71、72)と、
前記磁気センサが収納されるケース(501)と、
前記ケースの端部に装着可能でありシール材(89)が設けられるキャップ(801、805)と、
を備え、
前記ケースに前記キャップが装着されない状態で、第1の仕様の前記ハウジング(401)に取付可能であり、且つ、前記ケースに前記キャップが装着された状態で、第2の仕様の前記ハウジング(402)に前記シール材を介して取付可能である磁気検出モジュール。 - 前記キャップは、外周溝(82)が形成された円板状のキャップ本体(811)を有し、
前記シール材は、前記外周溝に装着されるOリングである請求項1に記載の磁気検出モジュール。 - 前記Oリングは、前記ハウジングの取付穴の内壁との間で軸シールに用いられる請求項2に記載の磁気検出モジュール。
- 前記キャップは、
前記キャップ本体の一方の端面に開口し、前記ケースの端部に形成された挿入部(53)が挿入され、前記一方の端面からの深さが前記キャップ本体の厚さよりも深い受容穴(83)、及び、前記キャップ本体の他方の端面に接続し、前記受容穴の底部を覆って袋状とする封止部(84)が形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の磁気検出モジュール。 - 磁束を集める本体(600)を有し、検出される磁束を前記磁気センサに誘導する一つ以上の磁束誘導部材(601、602)を前記ケース内にさらに備える請求項1〜4のいずれか一項に記載の磁気検出モジュール。
- 互いに対向する一組の前記磁束誘導部材を備え、前記磁気センサは、一組の前記磁束誘導部材の間に配置されている請求項5に記載の磁気検出モジュール。
- 前記磁束誘導部材は、前記ハウジング内に設けられる筒状のヨーク(31、32)に前記本体の少なくとも一部が対向し、前記ヨークに形成された磁気回路から磁束を誘導するものであり、
前記ヨークの軸方向の投影において、
前記磁気センサが一つの場合、前記磁気センサと前記ヨークの中心軸とを結び、前記磁気センサが複数の場合、複数の前記磁気センサの中間位置と前記ヨークの中心軸とを結ぶ仮想直線を基準線(X)とし、
前記基準線を挟み、前記磁束誘導部材の前記本体と前記ヨークとの対向範囲における前記ヨークの周方向両端に対応する部位を前記本体の周端部(63、64)と定義すると、
前記磁束誘導部材は、前記本体における前記周端部よりも前記基準線側の中間部(65)で、前記周端部に比べ、前記磁束誘導部材と前記ヨークとの間の単位面積当たりの磁気パーミアンスが大きくなるように構成されている請求項5または6に記載の磁気検出モジュール。 - 前記磁束誘導部材は、前記本体が長方形帯状に形成されている請求項5〜7のいずれか一項に記載の磁気検出モジュール。
- 前記ケース又は前記キャップは、外部からの磁気ノイズを遮断する磁気シールド部材(37、38)が設けられている請求項1〜8のいずれか一項に記載の磁気検出モジュール。
- 前記ケース又は前記キャップを前記ハウジングに組み付けるとき所定の相対角度に位置する姿勢のみで組み付け可能とし、前記所定の相対角度以外に位置する姿勢での誤組み付けを防止する誤組み付け防止部(54、55、871)が前記ケース又は前記キャップに設けられている請求項1〜9のいずれか一項に記載の磁気検出モジュール。
- 前記ケース又は前記キャップを前記ハウジングに組み付けた後の前記ハウジングに対する回転を規制する回転規制部(54、55、871)が前記ケース又は前記キャップに設けられている請求項1〜10のいずれか一項に記載の磁気検出モジュール。
- 前記誤組み付け防止部は、前記ケース又は前記キャップを前記ハウジングに組み付けた後の前記ハウジングに対する回転を規制する回転規制部の機能を兼ねる請求項10に記載の磁気検出モジュール。
- 検出対象となる物理量の大きさに応じて発生する磁束を伝達する一組のヨーク(31、32)が内部に設けられたハウジング(401、402)と、
前記ハウジングの取付穴に取り付けられ、ケース(501)に収納された一つ以上の磁気センサ(71、72)により前記ヨークから伝達される磁束を検出する請求項1〜12のいずれか一項に記載の磁気検出モジュールと、
を備える検出装置。 - 前記ケース又は前記キャップを前記ハウジングに組み付けるとき所定の相対角度に位置する姿勢のみで組み付け可能とし、前記所定の相対角度以外に位置する姿勢での誤組み付けを防止する誤組み付け防止部、又は、前記ケース又は前記キャップを前記ハウジングに組み付けた後の前記ハウジングに対する回転を規制する回転規制部(44、45、471)が前記ハウジングに設けられている請求項13に記載の検出装置。
- トルクに応じて捩じれ変位するトーションバー(13)と、
前記トーションバーの一端側に固定された多極磁石(14)と、
を前記ハウジング内にさらに備え、
前記一組のヨークは、前記トーションバーの他端側に固定され、前記多極磁石の磁界内に磁気回路を形成し、
前記ヨークから伝達される磁束を前記磁気センサにより検出し、前記トーションバーに加わるトルクを検出するトルク検出装置として機能する請求項13または14に記載の検出装置。 - 取付部の形状又は大きさが異なる複数の仕様のハウジング(401、402)のいずれかに選択的に取付可能に設けられ、前記ハウジング内で発生した磁束を検出する磁気検出モジュールを構成するケースアセンブリであって、
磁束を検出する一つ以上の磁気センサ(71、72)と、
前記磁気センサが収納されるケース(501)と、
を備え、
単独で第1の仕様の前記ハウジング(401)に取付可能であり、且つ、シール材(89)が設けられるキャップ(801、805)が前記ケースの端部に装着された状態で、第2の仕様の前記ハウジング(402)に前記シール材を介して取付可能であるケースアセンブリ。 - 取付部の形状又は大きさが異なる複数の仕様のハウジング(401、402)のいずれかに選択的に取付可能に設けられ、前記ハウジング内で発生した磁束を検出する磁気検出モジュールの製造方法であって、
磁束を検出する一つ以上の磁気センサ(71、72)がケース(501)に収納されケースアセンブリが製造される収納工程と、
取付対象である前記ハウジングの仕様に応じて、前記ケースアセンブリを単独で用いるか、又は、前記ハウジングの仕様毎に設定されるキャップ(801、805)を前記ケースの端部に装着して用いるかが選択される選択工程と、
前記選択工程において前記キャップを前記ケースに装着することが選択された場合、前記キャップが前記ケースに装着され固定される装着工程と、
を含む磁気検出モジュールの製造方法。 - 前記キャップは、前記ハウジングに取り付けたとき前記ハウジングとの間をシールするシール部材(89)が設けられており、
前記選択工程において、
取付部にシール材が不要な前記ハウジングに対しては前記ケースアセンブリを単独で用いることが選択され、
取付部にシール材を要する前記ハウジングに対しては前記キャップを前記ケースに装着した状態で用いることが選択される請求項17に記載の磁気検出モジュールの製造方法。 - 前記ケース及び前記キャップは樹脂材料で形成され、
前記装着工程において、
前記ケースの端部に形成された挿入部(53)が前記キャップに形成された受容穴(83)に挿入された後、前記ケースの挿入部と前記キャップの前記受容穴との接合部が溶着される請求項17または18に記載の磁気検出モジュールの製造方法。 - 前記収納工程において前記磁気センサはポッティングにより固定され、
前記装着工程において前記キャップは接着剤で固定され、
前記ポッティングの硬化と前記接着剤の硬化とは同時に行われる請求項17〜19のいずれか一項に記載の磁気検出モジュールの製造方法。
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