Brevet FR2826728A1 — publié le 20030103

Pisces luminous precteur salon l'6t d'miditd detects. CAPTEUR DE VITESSE ANGULAIRE ET PROCEDE DE FABRICATION DUDIT CAPTEUR La présente invention se rapporte à un capteur de vi- tesse angulaire, par exemple du type détectant une vitesse de roue d'un véhicule automobile; et à un procédé de fabri- cation dudit capteur. Un exemple de capteur classique de vitesse de roue, implanté sur un véhicule en vis-à-vis d'un rotor tournant conjointement avec une roue dudit véhicule, est exposé dans le brevet JP-A-11-14644. Dans ce capteur, un élément détec teur est logé dans une zone encaissée d'un boîtier dé tecteur, ledit élément détecteur et des circuits associés étant recouverts d'une résine qui leur confère une protec- tion contre l'eau. L'élément détecteur recouvert de résine est placé en vis-à-vis du rotor. Un interstice suffisant est nécessaire, entre le capteur et le rotor, pour compenser des tolérances dimensionnelles de ces composants et pour absor- ber des vibrations d'un essieu menant, provoquées par un dé- placement sur une route mauvaise ou par le roulement d'un châssis du véhicule. En revanche, il est nécessaire qu'une distance séparant l'élément détecteur et le rotor soit suf fisamment faible pour obtenir des signaux de détection d'un haut niveau. Etant donné que, dans le capteur classique décrit ci- avant, une couche de résine couvrant l'élément détecteur est interposée entre cet élément et le rotor, ladite couche doit nécessairement être mince pour satisfaire aux deux exigen- ces. Néanmoins, la couche de résine peut difficilement être mince du fait qu'une certaine épaisseur de ladite couche est nocessaire pour prodiguer une bonne étanchéité à l'eau lorsque le capteur est utilisé dans un environnement défavo rable. La présente invention vise à résoudre le problème susmentionné, et un objet de l' invention consiste à fournir un capteur perfectionné de vitesse angulaire qui soit en me- sure d'engendrer des signaux précis, tout en réservant un interstice suffisamment large entre ledit capteur et un s rotor. Le capteur de vitesse angulaire conforme à l' inven- tion se compose d'un boîtier allongé renfermant une unité détectrice, d'une tige centrale en résine munie d'un câble de connexion raccordé à un conducteur sortant de l'unité dé tectrice, et d'une coque venue de moulage en résine, qui couvre l'extérieur de la tige centrale et comble une partie de l'espace intérieur du boîtier. L'unité détectrice englobe un élément détecteur et une puce à circuits intégrés pour traiter des signaux émanant dudit élément. Le boîtier al longé possède une paroi antérieure faisant face à un rotor magnétisé mis en rotation par un objet tournant, tel qu'une roue menante d'un véhicule automobile. La vitesse angulaire de l'objet tournant est détectée par l'élément détecteur logé dans l'unité détectrice. Un interstice, séparant le ro tor et la paroi antérieure du capteur, doit être suffisam- ment large pour absorber de quelconques vibrations du rotor vis-à-vis de la paroi antérieure du capteur, tout en assu- rant une haute sensibilité du capteur. A cette fin, l'unité détectrice doit être retenue hermétiquement dans le boîtier, 2s afin d'éviter une quelconque perte dans l'entrefer. Dans un procédé conforme à l' invention, pour la fa- brication du capteur de vitesse angulaire, le conducteur sortant de l'unité détectrice est raccordé électriquement au câble de connexion moulé dans la tige centrale en résine. L'unité détectrice est ensuite insérce dans le boîtier, puis ledit boîtier est relié mécaniquement à la tige centrale. La tige et le boîtier ainsi solidarisés sont déposés dans une matrice de moulage, dans laquelle une résine est déversée. Ladite résine comble une partie de l'espace intérieur du boîtier, afin de retenir rigidement l'unité détectrice dans ledit boîtier, et couvre l'extérieur de la tige centrale et une partie de la périphérie extérieure du boîtier, donnant ainsi naissance à une coque moulée monobloc qui assure la solidarisation unitaire rigide des composants du capteur de vitesse angulaire. La coque moulée en résine ne couvre pas la surface antérieure du boitier, tournée vers le rotor. L'unité détectrice revêt la forme d'une mince plaque et est fermement retenue dans le boîtier allongé, de manière à éviter une quelconque perte dans l'entrefer. En consé- quence, l' interstice entre le rotor et la paroi antérieure du boîtier peut être suffisamment large, tout en assurant une haute sensibilité du capteur. L'unité détectrice est re- tenue dans le boîtier en établissant la prise entre un gra- din, ménagé sur l'unité détectrice, et un gradin façonné sur le boîtier. De ce fait, l'unité détectrice est correctement positionnée dans le boîtier, ce qui instaure un contact entre la surface antérieure de ladite unité et la paroi an- térieure du boîtier. Ledit boîtier et la tige centrale sont reliés l'un à l'autre en insérant une protubérance, ménagée sur ledit boîtier, dans un renfoncement faconné sur ladite tige, ce qui verrouille les deux pièces l'une à l'autre. La coque moulée en résine, couvrant l'extérieur de la tige centrale et une partie du boîtier, est conçue relative- ment mince pour éviter la formation de vides interstitiels ou de cavités dans ladite coque. L'unité détectrice, logée dans le boîtier, est protogée de l'eau par la résine com- blant l'espace ouvert dudit boîtier. Une région saillante est ménagée autour d'une collerette du boîtier qui est re- couverte par la coque moulée, ladite région saillante étant fondue par la chaleur de la résine au cours du processus de moulage. Le boîtier et la coque peuvent, de la sorte, être reliés l'un à l'autre avec étanchéité à l'eau. En outre, une partie de la coque moulée comble une fossette façonnce sur la surface intérieure de la paroi postérieure, retenant in timement l'unité détectrice dans le boîtier. Conformément à la présente invention, un interstice suffisant est réservé entre le capteur et le rotor, tout en assurant une haute sensibilité dudit capteur. Ledit capteur peut être efficacement fabriqué à faible coût. L' invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins s annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe transvereale d'une partie dun essieu de véhicule automobile sur laquelle est installé un capteur de vitesse de roue conforme à la présente inven- tion; la figure 2A est une coupe transversale du capteur de vitesse; la figure 2B est une coupe transversale dudit cap- teur, suivant la ligne IIB-IIB de la figure 2A; la figure 2C est une vue en plan dudit capteur ob servé à partir d'une face inférieure sur la figure 2B; les figures 3A à 3D montrent, sous forme séquen- tielle, un procédé de fabrication dudit capteur de vitesse de roue; et la figure 4 est une coupe transvereale mettant en lu mière des directions d'écoulement de résine au cours d'un processus de mise en forme d'une pièce venue de moulage en résine. Une forme de réalisation préférentielle de la pré- sente invention fait l' objet d'une description avec renvoi 2s aux dessins annexés. I1 convient dans un premier temps, en faisant référence à la figure 1, de décrire une partie d'un essieu menant sur laquelle est monté un capteur 1 de vitesse de roue conforme à la présente invention. Un palier 3 est disposé sur un essieu menant 2 de véhicule automobile. Le palier 3 est composé d'une bague intérieure 3a fixée à l'essieu 2, d'une beque extérieure 3b fixée à un châssis de véhicule (non illustré), et de billes 3c interposées entre les bagues 3a et 3b intérieure et extérieure. Deux garnitu- res 4a et 4b d'étanchéité à l'huile sont situées aux deux extrémités du palier 3, ce qui empêche une fuite de lubri- fiant comblant un espace entre lesdites bagues 3a et 3b. Un rotor annulaire 5 est fixé à l'une, 4a, desdites garnitures. Le rotor 5 tourne coujointement à la bague intérieure 3a, ce qui représente une vitesse angulaire de la roue du véhicule. Le rotor 5 est magnétisé pour donner alternativement nais S sance à des pôles N et S. et il occupe une position coaxiale à l'essieu menant 2, afin de ceinturer ledit essieu 2. Un perçage 3d est pratiqué dans la bague extérieure 3b et le capteur 1 de vitesse de roue est inséré à force dans ledit perçage 3d, dans lequel il est verrouillé. Un boîtier allongé 11 du capteur 1 s'étend vers le bas à partir du pergage 3d, de telle sorte qu'une unité détectrice 10 lo- gée dans ledit boîtier soit tournée vers le rotor 5. Une ré- gion supérieure du capteur 1 s'étend vers le haut à partir du pergage 3d, et une bague torique 6 est encastrée dans une rainure extérieure ménagée dans une région centrale dudit capteur 1, en vue d'interdire une pénétration d'eau à tra vers le perçage 3d. La structure du capteur 1 de vitesse de roue fait à présent l'ob]et d'une description, en se référant aux figu res 2A à 2C. Le capteur 1 comprend le boîtier allongé 11 dans lequel l'unité détectrice 10 est insérée, une tige cen trale 12 relice au boîtier 11, et une coque 14 venue de mou lage en résine, façonnée autour de ladite tige 12 et d'une région supérieure dudit boîtier 11. L'unité détectrice 10 2s est un ensemble unitaire venu de moulage, dans lequel sont moulés d'un seul tenant, en résine, un élément détecteur tel qu'un élément magnétorésistif pour engendrer des signaux de sortie réagissant à des variations dans le champ magnéti que; une puce à circuits intégrés, pour traiter les signaux de sortie émanant de l'élément détecteur; un conducteur lOa; et d'autres composants. L'unité 10 est insérée, dans une direction X illustrée sur la figure 2B, dans un espace intérieur du boîtier allongé 11. Le boîtier 11 revêt la forme d'une colonne sensible 3s ment rectangulaire, pourvue d'un espace intérieur longili- gne. L'une des extrémités du boîtier 11 est fermée, et l'autre extrémité est ouverte. L'unité détectrice 10 est in- sérée dans le boîtier 11 à partir de l'extrémité ouverte. Une paroi latérale antérieure du boîtier 11, faisant face au rotor 5, matérialise une surface détectrice lla; et une pa s roi latérale postérieure tournce à l'opposé de ladite paroi antérieure forme une surface postérieure llb. Un gradin llc est façonné sur la paroi latérale postérieure, en un empla- cement proche de l'extrémité fermée du boîtier 11. L'espace intérieur dudit boîtier 11 offre une zone de section trans versale rectangulaire épousant, pour l'essentiel, la forme de l'unité détectrice 10. Des fossettes lld (représentées sur les figures 2B et 2C) sont ménagées sur la paroi posté- rieure, le long de la direction X. Une part de la résine formant la coque moulée 14 afflue dans les fossettes lld, et emplit lesdites fossettes lld d'une manière exposée ci- après. Une collerette circulaire lle est ménagée autour de la périphérie extérieure du boîtier 11, en un emplacement proche de l'extrémité ouverte dudit boîtier 11. Une partie de la périphérie extérieure de la collerette lle dépasse en outre vers l'extérieur, en donnant naissance à une région llf saillant circulairement. Il est par ailleurs formé une proLubérance llg dépassant vers le haut à partir de l'extré- mité ouverte du boîtier 11, si bien que ladite protubérance 2s llg vient coopérer avec un renfoncement 12a pratiqué sur lextrémité inférieure de la tige centrale 12. Ladite tige 12 et ledit boîtier 11 sont reliés rigidement l'un à l'autre en insérant la proLubérance llg dans le renfoncement 12a. La tige centrale 12 est constituée d'une résine et un câble de connexion 13 est retenu dans ladite tige 12, par moulage solidaire. Le câble 13 est coudé à angle droit dans sa région centrale, et l'une des extrémités dudit câble 13 part de l'extrémité inférieure de la tige centrale 12, tan- dis que l'autre extrémité s'étend à partir d'un côté de la dite tige 12, comme représenté sur la figure 2b. L'une des extrémités du câble 13, s'étendant vers le bas à partir de la tige 12, est connectée électriquement à une extrémité du conducteur lOa qui s'étend vers le haut, puis elle sort de l'unité détectrice 10. L'autre extrémité du câble 13, s'étendant depuis le côté de la tige 12, remplit la fonction d'une borne conçue pour être raccordée à un dispositif exté- rieur, tel qu'une unité électronique pour commander un sys- tème de freinage antiblocage. La tige centrale 12 logeant le câble de connexion 13, et le boîtier 11 renfermant l'unité détectrice 10, sont so lidarisés en un corps unitaire par moulage en résine. La ré- sine moulée constitue la coque 14 en résine qui recouvre la tige centrale 12 et la collerette circulaire lle du boîtier 11, comme illustré sur la figure 2B. La résine de moulage afflue également dans une partie supérieure de l'espace in IS terne du boîtier 11, et dans les fossettes lld façonnées sur la surface intérieure de la paroi postérieure. Une saignée extérieure 14a, dans laquelle la bague torique 6 est insé- rce, est semblablement ménagée dans la coque moulée 14. La- dite coque 14 ne recouvre pas la surface détectrice lla et la surface postérieure llb du boîtier 11. La description ci-après, faisant référence aux figu- res 3A à 3D, porte sur un procédé de fabrication du capteur 1 de vitesse de roue. Tout d'abord, l'on prépare l'unité dé- tectrice 10 présentant le conducteur lOa moulé coujointement à d'autres composants, et la tige centrale 12 venue solidai- rement de moulage en résine avec le câble de connexion 13. Ensuite, le conducteur lOa et le câble 13 sont raccordés l'un à l'autre par soudage ou par d'autres procédés tels qu'une empreinte à chaud, comme illustré sur la figure 3A. L'unité 10, connectée à la tige centrale 12, est insérée dans l'espace intérieur du boîtier 11 qui est apprêté sépa rément, comme représenté sur la figure 3B. Comme illustré sur la figure 3C, la tige centrale 12 est reliée au boîtier 11 en insérant la proLubérance llg 3s dudit boîtier 11 dans le renfoncement 12a de ladite tige 12. L'unité détectrice 10 est simultanément insérée dans l'es pace intérieur du boîtier 11, jusqu'au fond de celui-ci. Le gradin, ménagé dans la région extrême de l'unité 10, bute contre le gradin llc du boîtier 11. De la sorte, l'unité 10 est correctement assemblée au boîtier 11, si bien que la s surface antérieure de ladite unité 10 est à coup sûr en contact avec la paroi antérieure du boîtier 11. Etant donné que l'épaisseur de l'unité 10 est choisie sensiblement égale à la distance entre la paroi antérieure et la paroi posté- rieure du boîtier 11, l'unité détectrice est correctement positionnée dans l'espace intérieur dudit boîtier 11. Au stade successif, le corps unitaire englobant le boîtier 11 et la tige centrale 12 est déposé dans une ma- trice de moulage (non illustrée), puis une résine est déver- soe dans ladite matrice pour former la coque 14 en résine moulée, qui solidarise rigidement le boîtier 11 et la tige 12. Au cours du processus de moulage, la résine circule dans des directions symbolisées par des flèches sur la figure 4. Comme représenté sur la figure 4, la résine s'écoule le long de la périphérie extérieure de la collerette circulaire lle. La région saillante llf, ménagée sur la périphérie exté- rieure de ladite collerette lle, est fondue par la chaleur de la résine, d'o il résulte que la collerette lle est fer- mement reliée à la coque 14 en résine moulée. De la sorte, l'on empêche assurément une pénétration d'eau dans l'unité 2s détectrice 10, à travers une surface de contact entre la collerette lle et la coque 14. Au cours du processus de mou- lage, la résine pénètre également dans l'espace intérieur du boîtier 11, de manière à emplir l'espace situé au-dessus de l'unité détectrice 10. En outre, la résine afflue également dans les fossettes lld pratiquées sur la paroi postérieure du boîtier 11, ce qui verrouille l'unité 10 à demeure dans l'espace intérieur du boîtier 11. Il peut être possible de former la partie à tige cen- trale au cours du même processus de moulage mettant en forme la coque 14 en résine, sans utiliser une tige centrale 12 formée séparément. Néanmoins, il est préférable d'utiliser ladite tige 12 formée séparément, du fait que l'épaisseur de la coque moulée 14 peut être maintenue modeste, ce qui per- met d'éviter une formation de vides interstitiels, ou de petites cavités, pouvant survenir dans une pièce moulée en résine de plus grande épaisseur. Le capteur 1 de vitesse de roue, décrit ci-avant, offre les avantages énoncés ci-après. Etant donné que l'unité détectrice 10, pourvue de l'élément détecteur, est insérée dans le boîtier 11 muni de la surface détectrice lla, et est retenue dans ladit boîtier de manière étanche, il est possible de maintenir modeste l'épaisseur totale de l'unité 10, incluant la surface détectrice lla. En consé- quence, un interstice situé entre le rotor 5 et la surface détectrice lla peut être rendu suffisamment large, sans dé grader l' aptitude du capteur 1 à la détection. Comme les fossettes lld, emplies par la résine formant la coque moulée 14, sont ménagées sur la surface intérieure de la paroi pos- térieure du boîtier 11, l'unité détectrice 10 entre en contact intime avec la paroi antérieure matérialisant la surface détectrice lla. Cela permet d'éviter, de façon cor- respondante, une quelconque perte dans l'entrefer entre l'élément détecteur et la surface détectrice lla. Du fait que le gradin ménagé sur l'unité détectrice bute contre le gradin faconné sur la paroi postérieure du boîtier 11 lorsque l'unité 10 est insérée dans ledit boîtier 11, ladite unité 10 peut être correctement positionnce dans ladit boîtier 11, de façon telle que la face antérieure de ladite unité 10 entre assurément en contact avec la paroi antérieure dudit boîtier 11. Comme la tige centrale 12 et le boîtier 11 sont reliés l'un à l'autre en insérant la protu- bérance llg dans le renfoncement 12a, ces deux pièces peu- vent être fermement et correctement solidarisées. Etant donné que la région saillante llf est ménagée sur la péri- phérie extérieure de la collerette circulaire lle, le boî tier 11 peut être relié à la coque moulée 14 avec étanchéité à l'eau. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-avant, mais peut subir diverses modi- fications. Par exemple, le rotor magnétisé 5 de configura- tion annulaire aplatie peut être remplacé par un rotor muni de dents. Bien que, dans la forme de réalisation ci-avant, la surface détectrice lla soit tournée vers le rotor 5 dans une direction axiale dudit rotor 5, ladite surface lla peut occuper une position faisant face au rotor dans une direc- tion radiale dudit rotor 5. La présente invention peut être appliquée à des capteurs de vitesse angulaire autres que le capteur l de vitesse de roue décrit ci-avant. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l' invention telle que décrite et représentée, sans sortir de son cadre. - R E V E N D I C A T I O N S 1. Capteur (1) de vitesse angulaire conçu pour être placé en vis-à-vis d'un objet (5) en rotation, ladit capteur comprenant un boîtier allongé (11) présentant une extrémité fermée, une extrémité ouverte, une paroi latérale antérieure et une paroi latérale postérieure; et une unité détectrice (10) insérée et fermement retenue dans le boîtier allongé, capteur caractérisé par le fait que la paroi latérale anté rieure du boîtier allongé forme une surface détectrice (lla) tournce vers l'objet (S) en rotation. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'unité détectrice (10) est un ensemble unitaire moulé qui englobe un élément détecteur et un circuit intégré pour traiter des signaux provenant dudit élément détecteur, les deux pièces étant venues solidairement de moulage. 3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladit capteur comprend, en outre, une tige centrale (12) dans laquelle un câble de connexion (13) est intogré par moulage, la tige centrale consistant en de la résine; et ladit câble de connexion (13) est raccordé élec- triquement à un conducteur (lOa) provenant de l'unité détec- trice (10). 4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le boîtier (11) comporte une protubérance (llg) ménagée à son extrémité ouverte; la tige centrale (12) pré- sente un renfoncement (12a) ménagé à l'une de ses extrémi- tés; et le boîtier et la tige centrale sont reliés l'un à l'autre en insérant la proLubérance (llg) dudit boîtier dans le renfoncement (12a) de ladite tige centrale. 5. Capteur selon l'une quelcouque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une résine comble une ré- gion de l'espace intérieur du boîtier (11) en un emplacement proche de l'extrémité ouverte, et couvre au moins la péri phérie extérieure dudit boîtier en un emplacement proche de l'extrémité ouverte, ladite résine formant une coque (14) venue de moulage. 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la résine couvre en outre une face extérieure de la tige centrale (12), la coque (14) moulée en résine étant ainsi formoe d'une seule pièce. 7. Capteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait qu'une région saillante (llf) est ménagée autour de la périphérie extérieure du boîtier (11), en un emplace ment proche de l'extrémité ouverte, et ledit boîtier (11) est relié rigidement à la coque (14) moulée en résine, par soudage de ladite région saillante. 8. Capteur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'une saignée extérieure (14a), destince à re 1S cevoir une bague d'étanchement (6), est pratiquée autour d'une périphérie extérieure de la coque (14) moulée en ré- sine, en un emplacement proche de l'extrémité ouverte du boîtier (11). 9. Capteur selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait qu'une fossette (lld) est mé nagée sur une surface intérieure de la paroi latérale posté rieure, et la résine comble en outre ladite fossette (lld) en vue de retenir hermétiquement l'unité détectrice (10) dans le boîtier (11). 10. Capteur selon l'une quelcouque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'un gradin (llc) est fa çonné sur la paroi latérale postérieure, en un emplacement proche de l'extrémité fermoe du boîtier (11), ledit gradin coopérant avec un autre gradin ménagé sur l'unité détectrice (10), de telle sorte que ladite unité détectrice soit cor rectement retenue dans ledit boîtier. 11. Procédé de fabrication d'un capteur (1) de vi- tesse angulaire composé d'un boîtier (11) dans lequel une unité détectrice (10) est logée, d'une tige centrale (12) 3s munie d'un câble de connexion (13) raccordé électriquement à un conducteur (lOa) sortant de l'unité détectrice, et d'une coque (14) moulée en résine, couvrant la tige centrale et une région du boîtier, et comblant une partie de l'espace intérieur dudit boîtier, procédé caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: former l'unité dé tectrice (1O) en moulant solidairement une puce à circuits intogrés, un élément détecteur et le conducteur (lOa); for- mer la tige centrale (12) par moulage, de facon telle que le câble de connexion (13) soit retenu dans ladite tige sous la forme d'une pièce intégrée; former le boîtier (11) par mou lage; raccorder électriquement le câble de connexion (13) au conducteur (lOa) sortant de l'unité détectrice; insérer l'unité détectrice (1O) dans le boîtier; relier mécanique- ment la tige centrale (12) au boîtier (11); placer, dans une matrice de moulage, la tige centrale et le boîtier re liés l'un à l'autre; et déverser une résine dans ladite ma- trice, de facon telle que ladite résine comble une partie de l'espace intérieur du boîtier (11), et couvre la périphérie extérieure de la tige centrale (12) et une partie de la périphérie extérieure du boîtier, en un emplacement auquel ledit boîtier est relié à ladite tige centrale, la résine formant ainsi une coque moulée monobloc (14). 12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé par le fait que, au cours de l'étape de formage de la tige centrale, un renfoncement (12a) est ménagé à 2s l'une des extrémités de ladite tige par laquelle ladite tige est reliée au boîtier; au cours de l'étape de formage du boîtier, une protubérance (llg) est ménagée à l'une des ex- trémités dudit boîtier par laquelle ledit boîtier est relié à la tige centrale; et, au cours de l'étape de solidarisa tion mécanique, la protubérance (llg) du boîtier est insérée dans le renfoncement (12a) de la tige centrale, afin de re- lier rigidement ladite tige audit boîtier. 13. Procédé de fabrication selon la revendication 11 ou 12, caractérisé par le fait que, au cours de l'étape de 3s formage du boîtier, une région saillante (llf) est ménagée autour de la périphérie extérieure dudit boîtier (11), en un emplacement proche de la tige centrale; et, au cours de l'étape de déversement d'une résine, le dottier (11) est relié rigidement à la coque moulée (14) par fusion de la ré-