(57)【要約】【課題】従来に比べて回路部の熱害による性能劣化を更に防止することができる車載センサを提供する。【解決手段】熱源１１から遠方に向かって延在する中空部１２が形成された筐体１３と、中空部１２内に収納された検出部１４と、中空部１２内の熱源１１から遠い位置に収納された回路部１５と、を備え、中空部１２は、ポッティング材１６によりポッティングされ、ポッティング材１６は、熱源１１から遠方に向かって熱伝導率が大きくなる車載センサ１０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源から遠方に向かって延在する中空部が形成された筐体と、
前記中空部内に収納された検出部と、
前記中空部内の前記熱源から遠い位置に収納された回路部と、
を備え、
前記中空部は、ポッティング材によりポッティングされ、
前記ポッティング材は、前記熱源から遠方に向かって熱伝導率が大きくなることを特徴とする車載センサ。
【請求項２】
前記筐体は、前記ポッティング材よりも熱伝導率が小さい樹脂からなる請求項１に記載の車載センサ。
【請求項３】
前記ポッティング材は、前記中空部内の前記熱源から近い位置をポッティングする第１のポッティング材と、前記中空部内の前記熱源から遠い位置をポッティングする第２のポッティング材と、からなる請求項１又は２に記載の車載センサ。
【請求項４】
前記第１のポッティング材は、シリコーンゲルからなり、
前記第２のポッティング材は、エポキシ樹脂からなる請求項３に記載の車載センサ。
【請求項５】
前記筐体は、前記熱源が収納されたケースを貫通して設けられ、
前記中空部の一端側は、前記ケース内に位置し、
前記中空部の他端側は、前記ケース外に位置し、
前記第１のポッティング材は、少なくとも前記中空部の一端側を埋めるように設けられ、
前記第２のポッティング材は、少なくとも前記回路部の周囲を覆うように設けられる請求項３又は４に記載の車載センサ。
【請求項６】
前記中空部内の前記検出部と前記回路部との間に設けられた端子ブロックを更に備え、
前記端子ブロックは、前記ポッティング材よりも熱伝導率が小さい樹脂からなる請求項１〜５のいずれかに記載の車載センサ。
【請求項７】
前記端子ブロックには、前記検出部と前記回路部とを電気的に接続する信号接続線がインサート成形される請求項６に記載の車載センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源の近傍に配置される車載センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転体の回転に伴って変化する磁束を検出して回転体の回転速度や回転数等を検出するものであって、磁束の変化に応じた検出信号を出力するホール素子を内蔵した検出部と、その検出部からの出力信号に対して演算を行う回路部と、を有し、少なくとも回路部を熱の発生が少ない位置に設置した車載センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この車載センサによれば、回路部を熱の発生が少ない位置に設置しているため、回路部の熱害による性能劣化を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１１７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回路部を熱の発生が少ない位置に設置するだけでは、回路部の熱害による性能劣化を十分に防止することができるとは言い難い。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、従来に比べて回路部の熱害による性能劣化を更に防止することができる車載センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために創案された本発明は、熱源から遠方に向かって延在する中空部が形成された筐体と、前記中空部内に収納された検出部と、前記中空部内の前記熱源から遠い位置に収納された回路部と、を備え、前記中空部は、ポッティング材によりポッティングされ、前記ポッティング材は、前記熱源から遠方に向かって熱伝導率が大きくなる車載センサである。
【０００８】
前記筐体は、前記ポッティング材よりも熱伝導率が小さい樹脂からなると良い。
【０００９】
前記ポッティング材は、前記中空部内の前記熱源から近い位置をポッティングする第１のポッティング材と、前記中空部内の前記熱源から遠い位置をポッティングする第２のポッティング材と、からなると良い。
【００１０】
前記第１のポッティング材は、シリコーンゲルからなり、前記第２のポッティング材は、エポキシ樹脂からなると良い。
【００１１】
前記筐体は、前記熱源が収納されたケースを貫通して設けられ、前記中空部の一端側は、前記ケース内に位置し、前記中空部の他端側は、前記ケース外に位置し、前記第１のポッティング材は、少なくとも前記中空部の一端側を埋めるように設けられ、前記第２のポッティング材は、少なくとも前記回路部の周囲を覆うように設けられると良い。
【００１２】
前記中空部内の前記検出部と前記回路部との間に設けられた端子ブロックを更に備え、前記端子ブロックは、前記ポッティング材よりも熱伝導率が小さい樹脂からなると良い。
【００１３】
前記端子ブロックには、前記検出部と前記回路部とを電気的に接続する信号接続線がインサート成形されると良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来に比べて回路部の熱害による性能劣化を更に防止することができる車載センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る車載センサを示す断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】回路部と信号接続線との接続方法の違いによって生じる問題点を説明する図である。
【図４】端子ブロックを示す斜視図である。
【図５】検出部を示す平面図である。
【図６】検出部を取り付けた端子ブロックを示す斜視図である。
【図７】筐体を示す斜視図である。
【図８】端子ブロックを挿入した筐体を示す斜視図である。
【図９】回路部を示す平面図である。
【図１０】端子ブロックに回路部を取り付けた筐体を示す斜視図である。
【図１１】中空部をポッティングした筐体を示す斜視図である。
【図１２】完成した車載センサを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る車載センサ１０は、熱源１１から遠方に向かって延在する中空部１２が形成された筐体１３と、中空部１２内に収納された検出部１４と、中空部１２内の熱源１１から遠い位置に収納された回路部１５と、を備え、中空部１２は、ポッティング材１６によりポッティングされ、ポッティング材１６は、熱源１１から遠方に向かって熱伝導率が大きくなることを特徴とする。
【００１８】
車載センサ１０は、熱源１１の近傍に配置されるものであればその種類は限定されない。本実施の形態では、一例として、車載センサ１０が回転センサであり、且つ熱源１１がモータであり、この回転センサをモータのモータロータの回転角を検出するために用いる場合を説明する。
【００１９】
モータは、回転軸Ｘ上に配置されるモータシャフト１７と、モータシャフト１７に取り付けられたモータロータ１８と、モータロータ１８の外周側に配置されたモータステータ１９と、これらを収納するケース２０と、を有する。
【００２０】
ケース２０内には、モータロータ１８の回転に伴ってモータシャフト１７と一体に回転し、その放射方向に回転磁界を生成する磁石回転子２１が収納される。
【００２１】
磁石回転子２１は、その外周に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配置されたリング状に形成され、モータロータ１８の回転軸Ｘを構成するモータシャフト１７に一体的に固定される。
【００２２】
筐体１３は、ケース２０に形成された貫通孔２２に挿入されると共にその貫通孔２２にＯリング２３を介して取り付けられ、中空部１２は、筐体１３内において、ケース２０内外に亘って磁石回転子２１の回転軸Ｘと平行な方向に延在するように形成される。
【００２３】
つまり、筐体１３は、熱源１１であるモータが収納されたケース２０を貫通して設けられ、中空部１２の一端側２４は、ケース２０内に位置し、中空部１２の他端側２５は、ケース２０外に位置することになる。
【００２４】
また、筐体１３は、外部からケーブル等を接続するためのコネクタ２６を有し、コネクタ２６内には、回路部１５に接続されるコネクタピン２７がインサート成形されて設けられる。
【００２５】
また、筐体１３には、その回転を防止して方向位置精度を向上させ、検出精度を向上させるための回転防止用ピン２８が形成される。回転防止用ピン２８は、ケース２０の外面に形成された係合孔２９に係合してケース２０に対する筐体１３の方向位置を固定する。
【００２６】
この筐体１３は、ポッティング材１６よりも熱伝導率が小さい樹脂からなる。これにより、熱源１１から筐体１３を通じて回路部１５に伝熱されることを抑制することができる。また、筐体１３を金属ではなく樹脂で形成することで、金属による回転磁界の変化を防止し、正確な検出を行うことが可能となる。
【００２７】
検出部１４は、例えば、磁石回転子２１で生成された回転磁界の変化による磁気抵抗の変動を検出すると共に検出信号を出力するＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive：巨大磁気抵抗）素子３０が搭載されたセンサ基板からなる。
【００２８】
ＧＭＲ素子３０は、磁石回転子２１で生成された回転磁界の変化に応じて抵抗が変動する磁気抵抗効果を利用して正弦波状に振幅が変化する検出信号を出力するものである。
【００２９】
この検出部１４は、ケース２０内に位置する中空部１２の一端側２４に配置される。これにより、磁石回転子２１とＧＭＲ素子３０とを可能な限り近接した位置に配置することが可能となり、車載センサ１０の検出感度を向上させることができる。
【００３０】
特に、本実施の形態においては、中空部１２を区画形成する筐体壁部３１のうち、磁石回転子２１の外周面３２に隣接する位置の筐体壁部３３が他の筐体壁部３１に比べて薄く形成される。これにより、磁石回転子２１とＧＭＲ素子３０との離間距離を極力短くすることが可能となり、検出感度の更なる向上を図ることができる。また、中空部１２を区画形成する筐体壁部３１のうち、磁石回転子２１の外周面３２に隣接する位置の筐体壁部３３のみを他の筐体壁部３１に比べて薄くすることで、筐体１３として必要な強度を確保することができる。
【００３１】
回路部１５は、ＧＭＲ素子３０から出力された検出信号を処理する信号処理基板からなる。信号処理基板は、ＧＭＲ素子３０から出力された検出信号の増幅を行ったり、検出信号に基づき演算を行ったり、又はその両方を行い、その結果をＣＰＵ又は専用ＩＣに処理信号として出力する。そして、ＣＰＵ又は専用ＩＣは、処理信号に基づき、磁石回転子２１の回転角や回転速度を計算する。
【００３２】
なお、本実施の形態において、信号処理基板は、ＧＭＲ素子３０から出力された検出信号を処理し、ＣＰＵ又は専用ＩＣに処理信号を出力するものとしたが、信号処理基板自体に回転角等を計算する機能を持たせることも可能である。
【００３３】
この回路部１５は、ケース２０外に位置する中空部１２の他端側２５に配置される。つまり、回路部１５は、比較的低温であるケース２０外に配置される。これにより、回路部１５の熱害による性能劣化、即ち熱源１１からの熱で回路部１５が高温化することによる誤作動を防止し、更には、高温化による回路部１５の損傷を防止することができる。
【００３４】
車載センサ１０は、中空部１２内の検出部１４と回路部１５との間に設けられた端子ブロック３４を更に備える。端子ブロック３４には、検出部１４と回路部１５とを電気的に接続する信号接続線３５が図示上下方向にかけてインサート成形され、図示下側に露出した信号接続線３５の一端に検出部１４が接続されて固定され、図示上側に露出した信号接続線３５の他端に回路部１５が接続されて固定される。
【００３５】
信号接続線３５は、ＧＭＲ素子３０を挟んで磁石回転子２１と反対側に位置するように配線される。これは、ＧＭＲ素子３０と磁石回転子２１との間に信号接続線３５が配線されると、金属製の信号接続線３５に発生する渦電流等で回転磁界が変化し、正確な検出ができなくなる虞があるためである。
【００３６】
また、信号接続線３５は、図２に示すように、ケース２０外に位置する他端側がｘ方向に曲げられると共に、その先端に向かって更にｙ方向に曲げられて、回路部１５と接続されている。即ち信号接続線３５は、ケース２０外に位置する他端側がクランク状に形成され、回路部１５と接続されている。
【００３７】
このようにせずに、即ち図３に示すように、信号接続線３５を検出部１４からｙ方向に直線状に回路部１５に接続した場合、軟らかいポッティング材１６で中空部１２をポッティングすると、車両の振動等により、回路部１５が回路部１５と信号接続線３５との接続部分３６を支点に上下方向に揺れて、回路部１５と信号接続線３５とのはんだ付け部分３７にストレスがかかってしまう。この場合、はんだ付け部分３７における回路部１５と信号接続線３５との接続が外れてしまう場合がある。
【００３８】
これに対し、信号接続線３５と回路部１５とを図２に示したようにして接続することで、中空部１２を軟らかいポッティング材１６でポッティングした場合であっても、車両の振動によるはんだ付け部分３７における回路部１５と信号接続線３５との接続の外れを抑制することが可能となる。
【００３９】
この端子ブロック３４は、ポッティング材１６よりも熱伝導率が小さい樹脂からなる。これにより、熱源１１から端子ブロック３４を通じて回路部１５に伝熱されることを抑制することができる。また、端子ブロック３４を金属ではなく樹脂で形成することで、金属による回転磁界の変化を防止し、正確な検出を行うことが可能となる。
【００４０】
これら検出部１４、回路部１５、及び端子ブロック３４は、筐体１３の中空部１２内に収納されると共にポッティング材１６によりポッティングされ、筐体１３に対する、検出部１４、回路部１５、及び端子ブロック３４の位置関係が固定される。これにより、検出部１４、回路部１５、及び端子ブロック３４への水や粉塵の侵入を容易に防止することができる。また、中空部１２内をポッティング材１６によりポッティングするだけで水や粉塵の侵入を防止することができるため、シール機能の実現に要する部品点数を最小限に抑えることが可能になる。
【００４１】
ポッティング材１６は、中空部１２内の熱源１１から近い位置をポッティングする第１のポッティング材１６ａと、中空部１２内の熱源１１から遠い位置をポッティングする第２のポッティング材１６ｂと、からなる。
【００４２】
例えば、第１のポッティング材１６ａは、熱伝導率が約０．１５Ｗ／ｍＫのシリコーンゲルからなり、第２のポッティング材１６ｂは、熱伝導率が約０．２１Ｗ／ｍＫのエポキシ樹脂からなる。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、ポッティング材１６を第１のポッティング材１６ａと第２のポッティング材１６ｂとの２種類からなるものとしたが、熱源１１から遠方に向かって熱伝導率が大きくなるようであれば、３種類以上のポッティング材で構成しても構わない。
【００４４】
第１のポッティング材１６ａは、少なくともケース２０内に位置する中空部１２の一端側２４を埋めるように設けられる。これにより、熱源１１からポッティング材１６を通じてケース２０外に位置する中空部１２の他端側２５に伝熱されることを抑制することができ、その結果、熱源１１から回路部１５に伝熱されることを抑制することが可能となる。
【００４５】
第２のポッティング材１６ｂは、少なくとも回路部１５の周囲を覆うように設けられる。これにより、熱源１１から筐体１３、第２のポッティング材１６ｂ、又は端子ブロック３４を通じて回路部１５に伝熱されたとしても、その熱を第２のポッティング材１６ｂを通じて外部に効果的に放熱することができる。
【００４６】
つまり、第１のポッティング材１６ａは、熱源１１から回路部１５への伝熱を抑制する機能を有し、第２のポッティング材１６ｂは、たとえ熱源１１から回路部１５に伝熱されてしまったとしても、その熱を効果的に放熱して回路部１５の熱害による性能劣化を防止する機能を有する。
【００４７】
次に、車載センサ１０の製造方法を各部材の詳細と共に説明する。
【００４８】
先ず、図４に示すように、信号接続線３５がインサート成形された端子ブロック３４を作製する。端子ブロック３４には、組み立てを容易にするために、検出部１４と回路部１５とを位置決めする位置決め用ピン３８や筐体１３への挿入をガイドするガイド部３９を形成しておく。
【００４９】
また、図５に示すように、センサ基板からなる検出部１４を用意する。センサ基板には、信号接続線３５を接続するためのスルーホール４０や位置決め用ピン３８を係合するための係合孔４１を形成しておき、更にＧＭＲ素子３０を搭載しておく。
【００５０】
そして、図６に示すように、端子ブロック３４の信号接続線３５と検出部１４のスルーホール４０とをはんだ４２により接続して、端子ブロック３４に検出部１４を取り付ける。このとき、検出部１４を端子ブロック３４に押し当てるようにして取り付けることで、検出部１４の傾きが防止され、より高精度な検出が行えるようになる。
【００５１】
一方、図７に示すように、回路部１５に接続されるコネクタピン２７がインサート成形された筐体１３を作製する。筐体１３には、回路部１５のはんだ付けを容易にするために、回路部１５の固定状態を確保すると共に回路部１５の裏面にはんだスペースを確保してはんだ形状を良好とするための座繰部４３を形成しておく。また、筐体１３の中空部１２内には、端子ブロック３４のガイド部３９が係合するガイド溝４４を形成しておく。
【００５２】
その後、図８に示すように、筐体１３の中空部１２内に、検出部１４を取り付けた端子ブロック３４をガイド溝４４に沿って挿入する。これにより、端子ブロック３４と筐体１３は、ガイド部３９とガイド溝４４によって位置関係が固定される。
【００５３】
また、図９に示すように、信号処理基板からなる回路部１５を用意する。信号処理基板には、信号接続線３５を接続するためのスルーホール４５、コネクタピン２７を接続するためのスルーホール４６、位置決め用ピン３８を係合するための係合孔４７を作製しておき、更に検出信号を処理するためのＩＣ４８を搭載しておく。
【００５４】
そして、図１０に示すように、端子ブロック３４の信号接続線３５と回路部１５のスルーホール４５、及び筐体１３のコネクタピン２７と回路部１５のスルーホール４６とをはんだ４９により接続して、筐体１３の中空部１２内に挿入された端子ブロック３４に回路部１５を取り付ける。
【００５５】
その後、図１１に示すように、中空部１２内の熱源１１から近い位置を第１のポッティング材１６ａによりポッティングし、続いて、中空部１２内の熱源１１から遠い位置を第２のポッティング材１６ｂによりポッティングする。
【００５６】
最後に、図１２に示すように、筐体１３の外周部にＯリング２３を装着すると、車載センサ１０が完成する。
【００５７】
以上の工程により得られた車載センサ１０によれば、熱源１１から遠方に向かって延在する中空部１２が形成された筐体１３と、中空部１２内に収納された検出部１４と、中空部１２内の熱源１１から遠い位置に収納された回路部１５と、を備え、中空部１２は、ポッティング材１６によりポッティングされ、ポッティング材１６は、熱源１１から遠方に向かって熱伝導率が大きくなるため、従来に比べて回路部１５の熱害による性能劣化を更に防止することができる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る車載センサ１０は、ＧＭＲ素子３０を用いているためレゾルバに比べて軽量であり、また検出部１４及び回路部１５を磁石回転子２１の回転軸Ｘに沿って配置しているため小型である。
【００５９】
つまり、本実施の形態に係る車載センサ１０によれば、軽量且つ小型でありながらも、高温環境下にある機器の測定をすることが可能であり、且つ渦電流の影響を低減することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  車載センサ
１１  熱源
１２  中空部
１３  筐体
１４  検出部
１５  回路部
１６  ポッティング材
１６ａ  第１のポッティング材
１６ｂ  第２のポッティング材
１７  モータシャフト
１８  モータロータ
１９  モータステータ
２０  ケース
２１  磁石回転子
２２  貫通孔
２３  Ｏリング
２４  中空部の一端側
２５  中空部の他端側
２６  コネクタ
２７  コネクタピン
２８  回転防止用ピン
２９  係合孔
３０  ＧＭＲ素子
３１  筐体壁部
３２  外周面
３３  磁石回転子の外周面に隣接する位置の筐体壁部
３４  端子ブロック
３５  信号接続線
【図１】
2014071105.tif 000003
【図２】
2014071105.tif 000004
【図３】
2014071105.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014071105.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014071105.tif 000011
【図１０】
2014071105.tif 000012
【図１１】
2014071105.tif 000013
【図１２】
2014071105.tif 000014