(57)【要約】【課題】ヒートサイクル時の信頼性を確保し、低コストで高精度に脆性部材である磁極片を結合する方法を提供することにある。【解決手段】回転駆動される出力シャフトと、該出力シャフトの軸方向の一端に固着された非磁性金属からなるマグネットホルダと、該マグネットホルダの軸方向の一端に固着された磁極片とを備えた回転位置センサにおいて、前記磁極片はヨーク部とマグネット部が重ねて構成されてなり、該ヨーク部はマグネットホルダに予め形成してある嵌合穴に嵌合され、嵌合穴周囲の材料の塑性変形圧により保持されていることを特徴とした回転センサ。【選択図】  図２
2004245614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される出力シャフトと、該出力シャフトの軸方向の一端に固着された非磁性金属からなるマグネットホルダと、該マグネットホルダの軸方向の一端に固着された磁極片とを備えた回転位置センサにおいて、
前記磁極片はヨーク部とマグネット部が重ねて構成されてなり、該ヨーク部はマグネットホルダに予め形成してある嵌合穴に嵌合され、嵌合穴周囲の材料の塑性変形圧により保持されていることを特徴とした回転センサ。
【請求項２】
請求項１記載において、マグネット部はＳｍＦｅＮ系のボンド磁石であり、ヨーク部はフェライトであることを特徴とした回転センサ。
【請求項３】
請求項１記載において、ヨーク部材はマグネット部との境界部に結合溝を有し、塑性変形された嵌合穴周囲の材料を受け入れていることを特徴とした回転センサ。
【請求項４】
請求項１記載において、磁極片はマグネット部よりヨーク部を幅広にし、面取りをした段差を有する形状で、塑性変形された嵌合穴周囲の材料の塑性変形圧が段差部にかかることを特徴とした回転センサ。
【請求項５】
回転駆動される出力シャフトと、該出力シャフトの軸方向の一端に固着された非磁性金属からなるマグネットホルダと、該マグネットホルダの軸方向の一端に固着された磁極片とを備えた回転センサにおいて、前記出力シャフトは中央部に環状の嵌合穴を有し、該嵌合穴の内周面もしくは嵌合されるマグネット外周面に環状の結合溝が形成され、嵌合するいずれか一方の部材の材料が前記結合溝に流動され、塑性変形圧により結合されていることを特徴とした回転センサ。
【請求項６】
請求項５記載において、嵌合穴の環状の結合溝に直交する結合溝を有し、マグネットホルダの材料が前記結合溝に流動され、塑性変形圧により結合されていることを特徴とした回転センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気を用いた回転センサに関し、特にトランスファーケース及び伝動装置すなわちトランスミッションのような自動車の駆動ラインの構成要素にて使用されるシフト制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マグネットを結合する技術は特開平５−３３６６８７号公報にて知られている。そして本公報にはマグネットを結合する場合、接着剤により接着する方法が記載されている。
【０００３】
他に特開昭５５−４３９１３号公報にて知られている。そして本公報にはマグネットを結合する場合、非磁性金属材料よりなる結合部材で、磁極片を直接塑性結合する方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−４３９１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報によれば、マグネットを接着剤によって接着する際、接着剤の量の管理のことは記載されているが、接着剤を硬化させる工程が増えること、ヒートサイクル時の膨張収縮や振動によりマグネットが脱落する問題に関しては、なんら考慮されていない。
【０００６】
また、上記公報によれば、非磁性金属材料よりなる結合部材で、マグネットを直接塑性結合することは記載されているが、塑性結合で発生する応力によるマグネットの割れ等の問題に関しては、なんら考慮されていない。
【０００７】
本発明の目的は、ヒートサイクル時の信頼性を確保し、低コストで高精度に脆性部材であるマグネットを結合する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つは、回転駆動される出力シャフトと、該出力シャフトの軸方向の一端に固着された非磁性金属からなるマグネットホルダと、該マグネットホルダの軸方向の一端に固着された磁極片とを備えた回転位置センサにおいて、
前記磁極片はヨーク部とマグネット部が重ねて構成されてなり、該ヨーク部はマグネットホルダに予め形成してある嵌合穴に嵌合され、嵌合穴周囲の材料の塑性変形圧により保持されていることを特徴とした回転センサにより達成される。
【０００９】
本発明の好ましくは、マグネット部はＳｍＦｅＮ系のボンド磁石であり、ヨーク部はフェライトであることを特徴とした回転センサにより達成される。
【００１０】
本発明の好ましくは、ヨーク部材はマグネット部との境界部に結合溝を有し、塑性変形された嵌合穴周囲の材料を受け入れていることを特徴とした回転センサにより達成される。
【００１１】
本発明の好ましくは、磁極片はマグネット部よりヨーク部を幅広にし、面取りをした段差を有する形状で、塑性変形された嵌合穴周囲の材料の塑性変形圧が段差部にかかることを特徴とした回転センサにより達成される。
【００１２】
本発明の一つは、回転駆動される出力シャフトと、該出力シャフトの軸方向の一端に固着された非磁性金属からなるマグネットホルダと、該マグネットホルダの軸方向の一端に固着された磁極片とを備えた回転センサにおいて、前記出力シャフトは中央部に環状の嵌合穴を有し、該嵌合穴の内周面もしくは嵌合されるマグネット外周面に環状の結合溝が形成され、嵌合するいずれか一方の部材の材料が前記結合溝に流動され、塑性変形圧により結合されていることを特徴とした回転センサにより達成される。
【００１３】
本発明の好ましくは、嵌合穴の環状の結合溝に直交する結合溝を有し、マグネットホルダの材料が前記結合溝に流動され、塑性変形圧により結合されていることを特徴とした回転センサにより達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図を用いて説明する。
【００１５】
図１は、４輪駆動車の駆動トレーンを示す説明図である。
【００１６】
４輪駆動車の駆動トレーン１は、伝動装置すなわちトランスミッション２に接続され、且つ該伝動装置を直結駆動する電動機３を有している。伝動装置２は、オートマチック型又はマニュアル型のいずれかとすることができる。伝動装置２の出力は、トランスファーケース組立体４を直結駆動し、該トランスファーケース組立体４は、主すなわち後推進軸５と、主すなわち後差動装置６と、一対の主活車軸すなわち後車輪７と、それぞれ一対の主すなわち後タイア及び車輪の組立体８とを備える主すなわち後駆動ライン９に対して駆動力を提供する。また、トランスファーケース組立体４は、二次的すなわち前推進軸１０と、二次的すなわち前差動装置組立体１１と、一対の二次的活車軸すなわち前車軸１２と、それぞれの一対の二次的すなわち前タイア及び車輪の組立体１３とを備える、二次的すなわち前駆動ライン１４に対し駆動力を選択的に提供する。前タイア及び車輪の組立体１３は、対の前車輪軸１２のそれぞれの一つに直接接続されることが好ましい。これと代替的に、一対の手動又は遠隔的に、作動可能な係止ハブ１５を対の前車軸１２とタイア及び車輪の組立体１３のそれぞれ一つとの間に作用可能に配置し、これらを選択的に接続させるようにしてもよい。主駆動ライン９及び二次的駆動ライン１４の双方は、適当な且つ適宜に配置された自在継手１６を備えることができる。該自在継手１６は、色々な軸と構成要素との間の静的及び動的なずれ及び不整合を許容する。
【００１７】
車の運転者の手が容易に届く範囲内に運転者の制御盤又は組立体１７が配置される。該組立体１７は、トランスファーケース組立体４の複数の運転モードの一つを選択するスイッチ１８を有している。
【００１８】
トランスファーケース組立体４の制御をになう機電一体型コントローラをシフトコントローラ１９と呼ぶ。シフトコントローラ１９はトランスファーケース組立体４に付設されている。シフトコントローラ１９はざぐり穴が開けられた出力軸を有し、この出力軸を介して、トランスファーケース組立体４のシフトレールと接続されている。シフトコントローラ１９はモード切換スイッチ１８の出力信号やエンジン制御ユニットからの車速情報・エンジン回転数情報・スロットルポジション情報を入力とし、該出力軸を目標回転角度に追従させる機能をもつ。
【００１９】
図２は機電一体型シフトコントローラ１９の断面図である。図２において駆動力を発生するモータ組立体２０はウォームギア２１を有し、ウォームギア２１はギアケース２２に収納されている。ウォームギア２１の材料としては鉄，アルミ，樹脂等が考えられるが本発明では最も強度が高い鉄材を採用している。ホイールギア２３はウォームギア２１と噛み合う様配置されている。ホイールギア２３の上面にはマグネットホルダ２４がメタルフローにより結合されている。
【００２０】
マグネットホルダ２４には磁極片２５がかしめにより接合されている。この磁極片２５，マグネットホルダ２４と出力シャフト３４はすべて同期して回転する様に接合されている。
【００２１】
本実施例に係わる磁極片２５，マグネットホルダ２４，ホイールギア２３の結合方法を図３，図４を用いて説明する。図３のように磁極片２５のヨーク部２７の長手方向側面に、上面と水平方向の溝２８が設けてある。マグネットホルダ２４の上面に、磁極片２５の嵌合穴２９が設けてある。ホイールギア２３の上面に、マグネットホルダ２４の嵌合穴３０が設けてある。嵌合穴３０の側面には、ホイールギア２３上面に対して水平方向の溝３１と、ホイールギア２３上面に対して垂直方向の溝３２が設けてある。また、ホイールギア２３の上面には、マグネットホルダ２４の嵌合穴３０の外周に溝３３が設けてある。
【００２２】
マグネットホルダ２４とホイールギア２３の結合は、メタルフローを用いている。マグネットホルダ２４には、塑性加工性を考慮しＡｌのＯ材が好ましい。具体的には、上記ホイールギア２３の嵌合穴３０にマグネットホルダ２４を挿入した状態で、マグネットホルダ２４挿入部の縁部上面２４ａを、（マグネットホルダ２４）材料を塑性変形させる荷重で、マグネットホルダ２４の上面から下面方向に押圧する。それにより、マグネットホルダ２４材料がホイールギア２３の水平方向の溝３１に流れ込み、マグネットホルダ２４の上下方向への移動を防止（マグネットホルダ２４を固定）する。また、ホイールギア２３の垂直方向の溝３２にもマグネットホルダ２４材料が流れ込むことより、マグネットホルダ２４の（ホイールギア２３上での）回転を防止する。パンチ前の溝部断面を図４（ｉ）、パンチ後（材料が流れ込んだ状態）の溝部断面を図４（ｉｉ）に示す。パンチ時、流れ込んだマグネットホルダ２４の（ホイールギア２３外周方向への）力によりホイールギア２３外径の変形を防止するために溝３３が設けてある。ここで、ホイールギア２３上面に対して平行と垂直方向の溝３１，溝３２は一つ又は一つ以上必要であり、溝の形状は、ローレットなどの網目の形状でも良い。溝の深さは、マグネットホルダ２４の結合部（流れ込み部）の熱収縮量とホイールギア２３の熱収縮量の差以上にする。これにより、熱収縮時に溝３１，溝３２への引っかかりシロがなくなることはなく、上下方向と回転方向に動いてしまうこと（マグネットホルダ２４脱落）を防止する。
【００２３】
さらに、磁極片２５とマグネットホルダ２４との結合は、かしめを用いている。本実施例の磁極片２５は圧縮成形により成形されているため、非常に脆い材料となっている。そのため、マグネット部２６に直接かしめを行うとマグネット部２６が破損する問題があった。そこで図３に示すように、マグネット部２６とフェライトのヨーク部２７に分け、ヨーク部２７をかしめることによってマグネット部２６の破損を防止した。ヨーク部２７はマグネット部２６と比較し、圧環強度は約１０％高い値を示す。具体的には、上記マグネットホルダ２４の嵌合穴２９にヨーク部２７を挿入した状態で、マグネットホルダ２４上面の２４ａ部を、（マグネットホルダ２４）材料が塑性形する圧力で磁極片２５の上面から下面方向にマグネットホルダ２４を押圧する。それにより、マグネットホルダ２４材料がヨーク部２７側面の溝２８に流れ込み、かしめられることにより上下方向への移動を防止（磁極片２５を固定）する。次にマグネットホルダ２４上面の２４ｂ部を、（マグネットホルダ２４）材料が塑性形する圧力で磁極片２５の上面から下面方向にマグネットホルダ２４を押圧する。それにより、マグネットホルダ２４の横手方向側面とヨーク部２７との隙間に流れ込み、磁極片２５の横手方向への移動を防止する。ここで、溝２８の深さは、マグネットホルダ２４の流れ込み部の熱収縮量とヨーク部２７の熱収縮量の差以上にする。これにより、熱収縮時に溝２８への引っかかりシロがなくなることはなく、上下方向に動いてしまうこと（磁極片２５脱落）を防止する。パンチ前の溝２８部断面を図５（ｉ）、パンチ後の溝２８部断面を図５（ｉｉ）に示す。
【００２４】
上記のような実施例では、磁極片２５は溝を設けた四角柱であるが、これに限定されず、例えば図６に示すように段差部を有する四角柱にすることにより、溝加工を省略しても磁極片２５の脱落を防止することができる。パンチ前の段差部断面を図７（ｉ）、パンチ後の段差部断面を図７（ｉｉ）に示す。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ヒートサイクル時の信頼性を確保し、低コストで高精度に脆性部材である磁極片を結合する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における４輪駆動車の駆動トレーンを示す説明図。
【図２】上記実施例に用いるシフト制御装置の断面図。
【図３】上記シフト制御装置に用いる回転センサの分解斜視図。
【図４】上記回転センサのマグネットホルダとホイールギアの塑性結合部断面図。
【図５】上記回転センサの磁極片とマグネットホルダの塑性結合部断面図。
【図６】第２実施例のシフト制御装置に用いる回転センサの分解斜視図。
【図７】上記実施例の回転センサの磁極片とマグネットホルダの塑性結合部断面図。
【符号の説明】
２４…マグネットホルダ、２５…磁極片、２６…マグネット部、２７…ヨーク部、３４…出力シャフト。
【図１】
2004245614.tif 000003
【図２】
2004245614.tif 000004
【図３】
2004245614.tif 000005
【図４】
2004245614.tif 000006
【図５】
2004245614.tif 000007
【図６】
2004245614.tif 000008
【図７】
2004245614.tif 000009