(57)【要約】【課題】様々な形状変更に対応できるセンサ構造およびセンサ製造方法を提供する。【解決手段】センサ構造は、センサ素子と、センサ素子に一端が電気的に接続され、絶縁部材で被覆されたワイヤー２の一部と、が絶縁ケース１０で覆われたセンサアセンブリ３と、ワイヤー２の他端２ｂが電気的に接続されたターミナル７と、ターミナル７と絶縁ケース１０から露出したワイヤー２とを少なくとも覆う樹脂部４と、を備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子と、前記センサ素子に一端が電気的に接続され絶縁部材で被覆されたワイヤーの一部と、が絶縁ケースで覆われたセンサアセンブリと、
前記ワイヤーの他端が電気的に接続されたターミナルと、
前記ターミナルと前記絶縁ケースから露出した前記ワイヤーとを少なくとも覆う樹脂部と、を備えたセンサ構造。
【請求項２】
前記ターミナルと前記樹脂部との間に、前記ターミナルを支持する支持部材をさらに備えた請求項１に記載のセンサ構造。
【請求項３】
センサ素子と絶縁部材で被覆されたワイヤーの一端とを電気的に接続した状態で、ワイヤーの他端が露出するように前記センサ素子および前記ワイヤーの一部を絶縁ケースで覆う第一工程と、
前記ワイヤーの他端とターミナルの一端とを電気的に接続して中間部品を作製する第二工程と、
前記ターミナルと前記絶縁ケースから露出した前記ワイヤーとが少なくとも覆われるように、前記中間部品を樹脂でインサート成形する第三工程と、を備えたセンサ製造方法。
【請求項４】
前記第一工程と前記第二工程との間に、前記ターミナルの形状に沿う支持部材に前記ターミナルを固定するターミナル固定工程をさらに備えた請求項３に記載のセンサ製造方法。
【請求項５】
前記第三工程は、前記絶縁ケースと前記ワイヤーの露出部位と前記ターミナルの他端とを金型で支持した状態でインサート成形する請求項３又は４に記載のセンサ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪速センサ等のセンサ構造およびセンサ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コネクタを挿入することにより直接接続可能なダイレクトコネクタタイプの車輪速センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の車輪速センサは、センサ素子（文献では検出部）から引き出されたリードと樹脂部で中央部分が覆われたターミナルとを電気的に接続した後、該センサ素子をハウジングに収容している。そして、これら樹脂部とハウジングとを互いに係合させ、ハウジングの内部に樹脂が入り込むようにインサート成形して樹脂部の周囲を樹脂で覆っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイレクトコネクタタイプの車輪速センサは、車両の種類に応じて取付場所に制約を受け易く、取付場所によってはセンサ素子に対するターミナルの向きが異なったり、要求されるセンサの全長が異なったりすることから、様々な形状が存在する。このため、特許文献１に記載の車輪速センサでは、ターミナルの形状やターミナルを覆う樹脂部の形状を取付場所に応じて変更する必要があり、樹脂部を成形するための金型やターミナルを新規で作製する必要がある。その結果、汎用性が乏しく、製造コストの増大を招くものであった。
【０００６】
そこで、様々な形状変更に対応できるセンサ構造およびセンサ製造方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
センサ構造の特徴構成は、センサ素子と、前記センサ素子に一端が電気的に接続され絶縁部材で被覆されたワイヤーの一部と、が絶縁ケースで覆われたセンサアセンブリと、
前記ワイヤーの他端が電気的に接続されたターミナルと、
前記ターミナルと前記絶縁ケースから露出した前記ワイヤーとを少なくとも覆う樹脂部と、を備えた点にある。
【０００８】
本構成では、ターミナルとセンサアセンブリとがワイヤーを介して接続されている。ワイヤーは捻ることにより方向を変更することが可能であるため、ワイヤーの他端とターミナルとの接続方向を自由に設定できる。その結果、センサの取付場所に応じてターミナルの向きが異なる場合でも、ターミナルやセンサアセンブリを設計変更する必要がない。また、センサの取付場所に応じて要求されるセンサの全長が異なる場合でも、ワイヤー長を変更するだけで良いので、ターミナルやセンサアセンブリの形状を設計変更する必要がない。このように、センサ形状が変更になった場合でもターミナルやセンサアセンブリを共通化できるので、汎用性が高い。
【０００９】
また、本構成では、ターミナルおよび絶縁ケースから露出したワイヤーを樹脂部で覆っているので、ターミナルとセンサ素子との相対位置が固定され、センサ精度が低下することがない。よって、様々な形状変更に対応できるセンサ構造を提供できた。
【００１０】
他の特徴構成は、前記ターミナルと前記樹脂部との間に、前記ターミナルを支持する支持部材をさらに備えた点にある。
【００１１】
本構成のように、ターミナルを支持する支持部材を設ければ、ターミナルが支持部材に固定されるので、ワイヤーの他端とターミナルとの接続が容易である。また、ワイヤーの他端とターミナルとを接続した後でも、樹脂部を形成する前であれば、ワイヤーが可撓性を有することから支持部材によりターミナルの方向を安定的に変更することができる。
【００１２】
センサ製造方法の特徴は、センサ素子と絶縁部材で被覆されたワイヤーの一端とを電気的に接続した状態で、ワイヤーの他端が露出するように前記センサ素子および前記ワイヤーの一部を絶縁ケースで覆う第一工程と、
前記ワイヤーの他端とターミナルの一端とを電気的に接続して中間部品を作製する第二工程と、
前記ターミナルと前記絶縁ケースから露出した前記ワイヤーとが少なくとも覆われるように、前記中間部品を樹脂でインサート成形する第三工程と、を備えた点にある。
【００１３】
本方法では、第二工程において、絶縁ケースから露出したワイヤーの他端とターミナルの一端とを電気的に接続している。ワイヤーは捻ることにより方向を変更することが可能であるため、ワイヤーの他端とターミナルの一端との接続方向を自由に設定できる。その結果、センサの取付場所に応じてセンサに対するコネクタの向きが異なる場合でも、ターミナルや絶縁ケースを設計変更する必要がない。また、センサの取付場所に応じて要求されるセンサの全長が異なる場合でも、ワイヤー長を変更するだけで良いので、ターミナルや絶縁ケースの形状を設計変更する必要がない。このように、センサ形状が変更になった場合でも、ターミナルや絶縁ケースを製造するための金型を変更する必要がない。
【００１４】
また、本方法の第三工程では、ターミナルおよび絶縁ケースから露出したワイヤーを樹脂で覆っているので、ターミナルとセンサ素子との相対位置が固定され、センサ精度が低下することがない。よって、様々な形状変更に対応できるセンサ製造方法を提供できた。
【００１５】
他の特徴方法は、前記第一工程と前記第二工程との間に、前記ターミナルの形状に沿う支持部材に前記ターミナルを固定するターミナル固定工程をさらに備えた点にある。
【００１６】
本方法では、絶縁ケースから露出したワイヤーの他端とターミナルの一端とを電気的に接続する第二工程の前に、ターミナルを支持部材に固定している。このため、第二工程における接続作業が容易である。
【００１７】
他の特徴方法は、前記第三工程は、前記絶縁ケースと前記ワイヤーの露出部位と前記ターミナルの他端とを金型で支持した状態でインサート成形する点にある。
【００１８】
本方法のように、センサが位置する絶縁ケースとターミナルの他端とを金型で支持し、さらにワイヤーの露出部位を金型で支持しているので、樹脂圧によって夫々の部品が位置ずれすること無く成形することができる。その結果、ターミナルや絶縁ケースを共通化して汎用性の高いセンサ製造方法でありながら、センサ精度を確実に担保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】車輪速センサの使用形態を示す斜視図である。
【図２】センサアセンブリの分解斜視図である。
【図３】中間部品の分解斜視図である。
【図４】中間部品の完成斜視図である。
【図５】車輪速センサに係る図１のV−V線の部分断面図である。
【図６】車輪速センサに係る図１のVI−VI線の部分断面図である。
【図７】樹脂成形型の断面図である。
【図８】樹脂成形型の断面図である。
【図９】樹脂成形型の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係るセンサ構造およびセンサ製造方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、一例として自動車などの車両に装備された車輪の回転状態を検出する車輪速センサＡのセンサ構造およびセンサ製造方法を説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【００２１】
車輪速センサＡは、図１に示すように、車軸Ｂ１に対して車軸Ｂ１と同軸に固定された着磁ロータＢ２の側端面に対向して固定される。着磁ロータＢ２は、その側端面が周方向に沿ってＮ極とＳ極とに交互に着磁されている。車軸Ｂ１の両端には車輪（不図示）が取り付けられているので、車両の走行に伴う車輪の回転により、着磁ロータＢ２が車軸Ｂ１と共に回転する。着磁ロータＢ２の回転によって生じる磁束の変化を車輪速センサＡが検出することにより、車軸Ｂ１の回転速度すなわち車両の走行速度を検出することができる。
【００２２】
（基本構成）
図２〜図６に示すように、車輪速センサＡは、センサ素子１（ホールＩＣ等）と、センサ素子１の端子１ａに一端２ａが電気的に接続されたワイヤーユニット２（ワイヤーの一例）の一部と、が絶縁ケース１０で覆われたセンサアセンブリ３と、ワイヤーユニット２の他端２ｂが電気的に接続された一対のターミナル７と、ターミナル７と絶縁ケース１０から露出したワイヤーユニット２とを少なくとも覆う樹脂部４とを備えている。
【００２３】
ワイヤーユニット２は、センサ素子１の端子１ａに電気的に接続される一端２ａ、およびターミナル７に電気的に接続される他端２ｂを除いて、合成樹脂等の絶縁部材で被覆されている。ワイヤーユニット２は、複数（本実施形態では２本）の導線が束ねられた結合部２１と、結合部２１から一端２ａ方向に分離した複数（本実施形態では２本）の第一導線部２２と、結合部２１から他端２ｂ方向に分離した複数（本実施形態では２本）の第二導線部２３と、で構成されている（図２〜図３参照）。なお、本実施形態のワイヤーは、結合部２１を有するワイヤーユニット２で構成しているが、結合部２１を有さない複数の導線で構成しても良い。
【００２４】
センサアセンブリ３の絶縁ケース１０は、センサ素子１が組み付けられたホルダ５と、ホルダ５が内装された円筒ケース６とで構成されている（図２参照）。ホルダ５は一対の把持部５ａを含んで構成され、何れの把持部５ａも上下方向に長い棒状に形成され、両方の把持部５ａでワイヤーユニット２の第一導線部２２を把持する。ホルダ５の一方の把持部５ａの下側には、センサ素子１を保持する１つのセンサ保持部５ｂが形成されている。円筒ケース６は、上部に開口を有する円筒部６ａと、円筒部６ａの下部に連設された箱状のセンサ素子収容部６ｂとを備えている。円筒部６ａの端部には、複数の円形溝で構成され、溶融樹脂によって溶解する溶解部６ａ１が形成されている。ホルダ５は、センサ保持部５ｂをセンサ素子収容部６ｂに挿入することにより、円筒ケース６に内装されている。なお、絶縁ケース１０をホルダ５と円筒ケース６とで構成せずに、絶縁ケース１０を円筒ケース６のみで構成し、この円筒ケース６の内部にセンサ素子１とワイヤーユニット２の一部を収容した状態で樹脂でインサート成形しても良く、特に限定されない。
【００２５】
一対のターミナル７は、夫々、ワイヤーユニット２の他端２ｂがはんだ等で固定される一端７ａと、一端７ａから延出し、中間部位が垂直に屈曲した本体部７ｂと、一端７ａとは反対側に位置し、コネクタ（不図示）を挿抜自在に電気接続可能な他端７ｃとを有している（図３参照）。
【００２６】
本体部７ｂは、肉厚部７１と、幅広部７２と、幅狭部７３と、直線部７４と、で構成されている。肉厚部７１は、ターミナル７の一端７ａよりも厚みが大きくなるように段差が形成され、一部にうねり状の凹凸部７１ａを有している。幅広部７２は、肉厚部７１よりも幅が大きくなるように凹凸部７１ａに接続されており、両側に夫々対向する一対の弾性片７２ａを有している。幅狭部７３は、肉厚部７１よりも幅が小さくなるように幅広部７２に接続されており、屈曲部７３ａを有している。直線部７４は、肉厚部７１と同等の幅で幅狭部７３と接続されており、両側に夫々対向する２つの凹部７４ａを有している。
【００２７】
車輪速センサＡは、ターミナル７を支持する支持部材８をさらに備えている。支持部材８は、ターミナル７の形状に沿う内面８１ａ，８３ａを有しており、ターミナル７と樹脂部４との間に配置されている（図３および図５参照）。
【００２８】
支持部材８は、ターミナル７の形状に沿う内面８１ａを含む底壁８１と、底壁８１の両側から立設した一対の側壁８２と、ターミナル７の形状に沿う内面８３ａを含み底壁８１の後端から立設した後壁８３と、底壁８１の内面８１ａおよび後壁８３の内面８３ａの中央部分から突出した突出壁８４とを有している。
【００２９】
一対の側壁８２には、夫々２箇所の肉盗み部８２ａが形成されている。後壁８３の両端には、ターミナル７を支持部材８に装着したときに幅広部７２が係合する断面Ｃ字状の係合溝８３ｂが形成されている。突出壁８４は、底壁８１の内面８１ａの中央部分に一体化された基部８４ａと、後壁８３から突出するように基部８４ａから延出する延出部８４ｂとを有している。延出部８４ｂは、ターミナル７を支持部材８に装着した状態で一対のターミナル７に挟まれている（図３および図６参照）。
【００３０】
樹脂部４は、円筒ケース６の溶解部６ａ１，ホルダ５の把持部５ａ，ワイヤーユニット２の結合部２１および第二導線部２３の一部を覆う第一樹脂部４１と、車両に対する取付部位となるフランジ４２ｂを有し、ワイヤーユニット２の第二導線部２３の一部を覆う第二樹脂部４２と、ワイヤーユニット２の第二導線部２３の一部，ターミナル７および支持部材８を覆う第三樹脂部４３とを有している（図１，図５〜図６参照）。
【００３１】
第一樹脂部４１は円筒状で構成されており、第二樹脂部４２の側に、径方向内側に窪んだ複数（本実施形態では４箇所）の長溝部４１ａを有している（図１参照）。夫々の長溝部４１ａには、さらに径方向内側に窪んでおり、ワイヤーユニット２の結合部２１の一部が露出した窪み部４１ｂが形成されている。詳細は後述するが、この窪み部４１ｂは、インサート成形の樹脂圧によるワイヤーユニット２の位置ずれを防止するために、金型Ｋの突起部１２ａが結合部２１の一部に当接することにより形成された跡である（図７参照）。
【００３２】
図１に戻って、第二樹脂部４２は長円柱状に構成されており、その側面に径方向内側に窪んだ複数（本実施形態では４箇所）の第一肉盗み部４２ａが形成されている。第三樹脂部４３は、径方向内側に窪んだ第二肉盗み部４３ａ１が形成された略円筒状の円筒状部４３ａと、円筒状部４３ａから垂直に屈曲して延出され、内部空間にターミナル７の他端７ｃが露出した状態で収容された屈曲筒状部４３ｂとを有している。このように、樹脂部４には、長溝部４１ａ，第一肉盗み部４２ａおよび第二肉盗み部４３ａ１が形成されることにより、車輪速センサＡの軽量化を図ると共に、肉厚を均一にしてヒケや反りを防止している。
【００３３】
（センサの製造方法）
続いて、図２〜図９を用いて、センサの製造方法について説明する。
【００３４】
本実施形態に係るセンサの製造方法は、センサ素子１の端子１ａと絶縁部材で被覆されたワイヤーユニット２の一端２ａとを電気的に接続した状態で、ワイヤーユニット２の他端２ｂが露出するようにセンサ素子１およびワイヤーユニット２の一部を絶縁ケース１０で覆う第一工程と、ワイヤーユニット２の他端２ｂとターミナル７の一端７ａとを電気的に接続して中間部品Ａｘを作製する第二工程と、ターミナル７と絶縁ケース１０から露出したワイヤーユニット２とが少なくとも覆われるように、中間部品Ａｘを樹脂でインサート成形する第三工程と、を備えている。また、第一工程と第二工程との間に、ターミナル７の形状に沿う支持部材８を用いてターミナル７を支持部材８に固定するターミナル固定工程をさらに備えていると好適である。
【００３５】
第一工程では、図２に示すように、センサ素子１をセンサ保持部５ｂに挿入した状態で、ワイヤーユニット２の一端２ａをセンサ素子１の端子１ａにはんだ等で電気的に接続する。次いで、ワイヤーユニット２を一対の把持部５ａの間に配置した状態で、一対の把持部５ａどうしを係合させる。次いで、センサ素子１およびワイヤーユニット２が組み付けられたホルダ５を円筒ケース６の内部に圧入して固定する。これにより、ワイヤーユニット２の他端２ｂが露出するようにセンサ素子１およびワイヤーユニット２の一部がホルダ５および円筒ケース６で覆われる。
【００３６】
次に、図３に示すように、支持部材８の後壁８３の係合溝８３ｂにターミナル７の幅広部７２を挿入することにより、ターミナル７を支持部材８に装着する。このとき、幅広部７２の弾性片７２ａが係合溝８３ｂに圧入され、ターミナル７が支持部材８に固定される。また、ターミナル７の幅狭部７３は、係合溝８３ｂに嵌ることなく、支持部材８の底壁８１の内面８１ａおよび後壁８３の内面８３ａに当接する。
【００３７】
第二工程では、図３〜図４に示すように、絶縁ケース１０（センサアセンブリ３）から露出したワイヤーユニット２の他端２ｂを、支持部材８に固定されたターミナル７の一端７ａのうち肉厚部７１の段差が位置する側の面（屈曲部７３ａの内側）にはんだ等で電気的に接続させて中間部品Ａｘを作製する。本実施形態では、ターミナル７とセンサアセンブリ３とがワイヤーユニット２を介して接続されている。ワイヤーユニット２は捻ることにより方向を変更することが可能であるため、ワイヤーユニット２の他端２ｂとターミナル７の一端７ａとの接続方向を自由に設定できる。その結果、車輪速センサＡの取付場所に応じてターミナル７の向きが異なる場合でも、ターミナル７やセンサアセンブリ３を設計変更する必要がない。また、取付場所に応じて要求される車輪速センサＡの全長が異なる場合でも、ワイヤーユニット２の長さを変更するだけで良いので、ターミナル７やセンサアセンブリ３を設計変更する必要がない。このように、センサ形状が変更になった場合でもターミナル７やセンサアセンブリ３を共通化できるので、汎用性が高い。
【００３８】
次に、図７〜図９に示すように、第三工程では、中間部品Ａｘを樹脂でインサート成形する。この第三工程で用いられる金型Ｋは、上型Ｋａと下型Ｋｂとスライド型Ｋｃとを備えている。
【００３９】
上型Ｋａは、絶縁ケース１０（円筒ケース６）を支持する第一支持部１１と、ワイヤーユニット２の露出部位（結合部２１）を支持する第二支持部１２とを有している。また、下型Ｋｂは、絶縁ケース１０（円筒ケース６）を支持する第一支持部１１と、ワイヤーユニット２の露出部位（結合部２１）を支持する第二支持部１２と、ターミナル７の他端７ｃを支持する第三支持部１３とを有している。第二支持部１２には、上型Ｋａと下型Ｋｂとが閉じた状態で、結合部２１の周方向に沿って等間隔に４つの突起部１２ａが形成されており、これら突起部１２ａが結合部２１に当接することにより、ワイヤーユニット２が金型Ｋ内で位置決めされる。また、第三支持部１３には、ターミナル７の他端７ｃが挿入される挿入孔１３ａを有しており、この挿入孔１３ａの開口側には、支持部材８の底壁８１の端部が密着する開口部１３ｂが形成されている。このように、車輪速センサＡの両端に位置する絶縁ケース１０とターミナル７の他端７ｃとを金型Ｋで支持し、さらにワイヤーユニット２の露出部位を金型Ｋで支持しているので、樹脂圧によって夫々の部品が位置ずれすること無く成形することができる。
【００４０】
上型Ｋａと下型Ｋｂとスライド型Ｋｃとを組み合わせると、図７および図８の状態から図９の状態になる。次いで、金型Ｋの内部に形成されたキャビティＣに溶融樹脂を注入後、冷却固化させることで樹脂部４が形成される（図５〜図６参照）。このとき、円筒ケース６の溶解部６ａ１が溶融樹脂により溶解し、センサアセンブリ３が樹脂部４と一体化される。また、支持部材８の肉盗み部８２ａに樹脂が入り込むと共にターミナル７の凹部７４ａや凹凸部７１ａにも樹脂が入り込んで、ターミナル７および支持部材８が樹脂部４と一体化される。なお、第三支持部１３の挿入孔１３ａの開口部１３ｂを支持部材８の底壁８１の端部に密着させているので、ターミナル７の他端７ｃに樹脂が付着することがない（図９参照）。
【００４１】
［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態における支持部材８を省略しても良い。この場合、金型Ｋにおいてターミナル７を支持する部位を設けるのが好ましい。
（２）車輪速センサＡの形状に応じて、上述した実施形態におけるスライド型Ｋｃを省略しても良い。また、金型Ｋに支持部材８を支持する部位を設けても良い。
（３）上述した実施形態では、屈曲部７３ａを有するターミナル７を用いて説明したが、屈曲部７３ａを有しない全て直線状のターミナル７や複数の屈曲部７３ａを有するターミナル７を用いても良い。この場合でも、ワイヤーユニット２は捻ることにより方向を変更することが可能であるため、ワイヤーユニット２の他端２ｂとターミナル７の一端７ａとの接続方向を自由に設定できる。よって、センサ形状が変更になった場合でもターミナル７やセンサアセンブリ３を共通化できるので、汎用性が高い。
（４）上述した実施形態におけるセンサ構造およびセンサ製造方法は、車輪速センサＡを用いて説明したが、電流センサ等あらゆるセンサに利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、車輪速センサ等のセンサ構造およびセンサ製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１        ：センサ素子
２        ：ワイヤーユニット（ワイヤー）
２ａ      ：一端
２ｂ      ：他端
３        ：センサアセンブリ
４        ：樹脂部
７        ：ターミナル
７ａ      ：一端
７ｃ      ：他端
８        ：支持部材
１０      ：絶縁ケース
Ａ        ：車輪速センサ
Ｋ        ：金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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