(57)【要約】【課題】ホルダ内で磁気センサ部の位置を固定する点を工夫し、磁気センサ部の位置ずれを防止する回転センサを提供する。【解決手段】回転体の回転による磁気の変化を検出する磁気センサ部４をホルダ３内に収容し、その磁気センサ部４の端子にケーブル５を接続し、前記回転体の回転を検出する回転センサ１において、ホルダ３内に、ずらして設けられると共に、互いに接続される磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓとケーブル５の導体１３とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転による磁気の変化を検出する磁気センサ部をホルダ内に収容し、その磁気センサ部の端子にケーブルを接続し、前記回転体の回転を検出する回転センサにおいて、前記ホルダ内に、ずらして設けられると共に、互いに接続される前記磁気センサ部の端子と前記ケーブルの導体とを備えたことを特徴とする回転センサ。
【請求項２】
前記ホルダ内に前記磁気センサ部の端子を搭載し、その端子よりも低い位置の前記ホルダ内に前記ケーブルの導体を搭載した請求項１記載の回転センサ。
【請求項３】
前記ホルダは、ホルダ本体と、そのホルダ本体を覆う保持部品とからなる請求項１または２記載の回転センサ。
【請求項４】
前記ホルダ内に、前記磁気センサ部の端子を折り曲げて搭載するための折り曲げ用突起を形成した請求項１〜３いずれかに記載の回転センサ。
【請求項５】
前記磁気センサ部は、４本並列に配置された端子を有するホールＩＣからなり、前記ケーブルは電源線と信号線を有し、前記ホルダの内底面に前記電源線と前記信号線を分離して載置するための分離用突起を形成し、その分離用突起のセンサ側の壁面に、前記ホールＩＣの内側の２本の余剰端子を突き当てた請求項１〜４いずれかに記載の回転センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転による磁気の変化から回転体の回転を検出する回転センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体の回転を検出する回転センサとして磁気センサを利用したものがある。磁気センサとしては、永久磁石と、ホールＩＣなどの磁気ＩＣとを組み合わせたものがある。磁気ＩＣには、磁気の変化に応じて電圧などの電気量が変化するホール素子をはじめとする磁気感応素子と、その磁気感応素子からの電気量を電気信号として出力する電子回路とが内蔵されている。
【０００３】
このような回転センサでは、Ｆｅなどの磁性体からなる回転体（例えば、磁気エンコーダ）に臨ませて永久磁石と磁気ＩＣが配置され、永久磁石の磁場による磁束密度が回転体の回転による影響を受け、磁気感応素子によって感知される。
【０００４】
この種の回転センサを実際に組み立てる際には、永久磁石、磁気ＩＣ、これらを収容するための樹脂製のホルダ、磁気ＩＣの出力信号を伝送するケーブルなどの種々の部品を、回転軸を支える軸受けの本体などの固定物に固定しなければならない。
【０００５】
さらに、回転センサは回転体の回転を磁気ＩＣにて検出するため、回転体のセンシングポイントに対向させて磁気ＩＣを設置しなければならず、磁気ＩＣの位置決めが重要となっている。
【０００６】
例えば、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す従来の回転センサ６１は、まず、軸受けの外筒に嵌められる環状の金具６２の端部に樹脂製のホルダ６３を設け、そのホルダ６３にＩＣ位置決め用の袋状のスペース６４を形成し、そのスペース６４の先端（図６（ａ）および図６（ｂ）では奥側となる左端）にホールＩＣ６５のパッケージを突き当てるように挿入する。さらに回転センサは、ケーブル６６の端末部をホルダ６３に嵌め込み、ケーブル６６の引張り方向（図６（ｂ）の白抜き矢印）に対し、所定の角度をつけてホールＩＣ６５とケーブル６６を位置決めして固定すると共に、溶接あるいは半田接続している。
【０００７】
回転センサ６１では、この状態でホールＩＣ６５とケーブル６６の周囲に樹脂を被せることで、ケーブル６６の引張りに対して強度を大きくしていた。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２６２６２号公報
【特許文献２】特開２００１−３１５５０１号公報
【特許文献３】特開２００３−２５４９８５号公報
【特許文献４】特開２００５−２６５８２６号公報
【特許文献５】特開２００２−２１３４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の回転センサ６１では、ホールＩＣ６５とケーブル６６がほぼ同じ平面で一直線上に接続されるため、ケーブル６６の引張りによって接続部（溶接部）Ｊ６に力がかかりやすく、最悪の場合、ホールＩＣ６５にもストレスがかかることが多々あった。
【００１１】
接続部Ｊ６に力がかかるとケーブル６６が外れたり、ホールＩＣ６５の端子が取れたり、ホールＩＣ６５の位置がずれたりする可能性がある。
【００１２】
このため、接続部Ｊ６ではなく、ケーブル６６の導体そのもので引張りの力を受け止めることで、破壊モードとしては導体の断線にすることが理想である。破壊モードとしてホールＩＣ６５の端子の損傷（特に、根元部分の損傷）では、ケーブル６６に接続された制御手段やコンピュータが誤動作したりする。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、主にケーブル側で対策を図り、ケーブルの引張り強度を向上させた回転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】
【００１４】
前記目的を達成するために創案された本発明は、回転体の回転による磁気の変化を検出する磁気センサ部をホルダ内に収容し、その磁気センサ部の端子にケーブルを接続し、前記回転体の回転を検出する回転センサにおいて、前記ホルダ内に、ずらして設けられると共に、互いに接続される前記磁気センサ部の端子と前記ケーブルの導体とを備えた回転センサである。
【００１５】
前記ホルダ内に前記磁気センサ部の端子を搭載し、その端子よりも低い位置の前記ホルダ内に前記ケーブルの導体を搭載するとよい。
【００１６】
前記ホルダは、ホルダ本体と、そのホルダ本体を覆う保持部品とからなるとよい。
【００１７】
前記ホルダ内に、前記磁気センサ部の端子を折り曲げて搭載するための折り曲げ用突起を形成してもよい。
【００１８】
前記磁気センサ部は、４本並列に配置された端子を有するホールＩＣからなり、前記ケーブルは電源線と信号線を有し、前記ホルダの内底面に前記電源線と前記信号線を分離して載置するための分離用突起を形成し、その分離用突起のセンサ側の壁面に、前記ホールＩＣの内側の２本の余剰端子を突き当ててもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ケーブルの引張り強度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。まず、回転センサの全体構成を図２〜図５を用いて説明する。
【００２１】
図２〜図５に示すように、本実施形態に係る回転センサ１は、軸受けの外筒に嵌められるＦｅなどの金属からなる環状の金具（芯金）２と、その金具２の周縁の一部に設けられる樹脂製のホルダ３と、そのホルダ３内に収容され、回転体７の回転速度を検出する磁気センサ部４と、ホルダ３内に端末部が収容され、磁気センサ部４からの出力信号を伝送するためのケーブル５とで主に構成される。
【００２２】
金具２の中心部には、回転軸６が挿通され、その回転軸６の外側で金具２の内側には、回転軸６と一体回転する回転体７が設けられる。金具２は、軸受けの外筒にカシメて取り付けられるため、大径部２ｂと小径部２ｓを有し、縦断面視で外周部が段差状に形成される。金具２の大径部２ｂには、大径部２ｂを軸方向に貫通し、金型２のほぼ接線方向に沿った貫通穴８が形成される。
【００２３】
ホルダ３は、磁気センサ部４とケーブル５の端末部とを収容するものであり、ホルダ３の一端部が金具２の大径部２ｂと小径部２ｓの外周面に密着し、かつ貫通穴８の周囲で金具２の内側と外側にまたがるように設けられる。
【００２４】
このホルダ３は、ホルダ本体としての下ホルダ３ｄと、その下ホルダ３ｄを覆って磁気センサ部４とケーブル５の端末部を保護・保持する保持部品としてのキャップ３ｕとからなる。下ホルダ３ｄは、平面視でほぼＴ字形に形成され、金具２のほぼ接線方向に沿って広がる幅が広い部分である幅広部３ｗと、その幅広部３ｗと一体形成され、金具２の径方向外側に沿って（ケーブル５の端末部において、ケーブル５の長手方向に沿って）延びる幅が狭い部分である幅狭部３ｎとからなる。この下ホルダ３ｄは、ホルダ形成用の樹脂金型に金具２をセットし、金具２の貫通穴８に樹脂を流し込み、これを硬化させることで金具２に密着して作製される。
【００２５】
キャップ３ｕは、予め成形しておいた樹脂成形品からなるものを下ホルダ３ｄに嵌めてもよいし、下ホルダ３ｄに磁気センサ部４とケーブル５の端末部を搭載し、これらを接続した後、樹脂を流し込んで成形したものでもよい。
【００２６】
ホルダ３には、耐湿性、耐薬品性に優れ、融点が樹脂中では比較的低い樹脂材料からなるものを用いる。本実施形態ではホルダ３として、融雪剤として利用されるＣａＣｌ2に高い耐性を有し、融点が約２１５〜２３０℃であるナイロン樹脂として、ナイロン６１２からなるものを使用した。
【００２７】
磁気センサ部４は、センシング軸が金具２の径方向に沿うようにホルダ３内に収容される。ケーブル５の一端は、ホルダ３内で磁気センサ部４と接続され、ケーブル５の他端は、機器の各部品を制御するための制御手段や、コンピュータなどの外部装置に接続される。本実施形態では、回転体７として歯車状の磁気エンコーダを用いた。
【００２８】
さて、図１（ａ）は本発明の好適な実施形態である回転センサの主要部の内部構成を示す平面図、図１（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図である。
【００２９】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る回転センサ１は、ホルダ３内に、厚さ方向（垂直方向）の上下にずらして（オフセットさせて）設けられると共に、互いに接続される磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓとケーブル５の導体１３とを備えたものである。
【００３０】
下ホルダ３ｄの幅広部３ｗの一端部には、磁気センサ部４のパッケージの頭頂面（図１（ａ）および図１（ｂ）では、磁気センサ部４の左端面）が突き当てられて磁気センサ部４を位置決めすると共に、磁気センサ部４のパッケージの頂部をホルダ３内に収容するための位置決め用の凹部１２が形成される。
【００３１】
磁気センサ部４には、少なくとも３本の端子を有する磁気ＩＣを用いる。本実施形態では、磁気ＩＣ（磁気センサ部４）として、４本並列に配置された端子を有するホールＩＣ４１を用いた。ホールＩＣ４１は、磁気感応素子としてのホール素子と、そのホール素子からの電気量を処理して電気信号として出力する電子回路とを内蔵したものものである。内蔵される電子回路には、ＯＰアンプ、そのオフセット除去回路、出力バッファ、Ａ／Ｄ変換器などがある。このホールＩＣ４１は、４本並列の端子が金具２の径方向にほぼ沿うようにホルダ３内に収容される。
【００３２】
ケーブル５は、磁気センサ部４に給電する電源線５ｐと、磁気センサ部４からの出力信号を伝送する信号線５ｓとを有する。電源線５ｐと信号線５ｓは、ケーブル５に高い屈曲性と機械強度を持たせるため、細径の素線を複数本撚り合わせてなる導体１３を絶縁体（電源線５ｐと信号線５ｓで色違い）１４で被覆して構成される。これら電源線５ｐと信号線５ｓを並べ、シース１５で被覆するとケーブル５となる。ケーブル５の外径は約３〜６ｍｍである。
【００３３】
ホールＩＣ４１の外側２本の端子のうち一方の端子４２ｐは、電源線５ｐの端末部の導体１３と接続される電源用端子であり、他方の端子４２ｓは、信号線５ｓの端末部の導体１３と接続される信号線用端子（出力用端子）である。ホールＩＣ４１の内側２本の端子４２ｘ，４２ｙは、出力信号の波形をモニタするための端子であるが、回転センサ１には必要ないため、ケーブル５に接続されない余剰端子である。
【００３４】
下ホルダ３ｄの幅広部３ｗの他端部上には、一端が凹部１２と連通され、磁気センサ部４を収容するセンサ収容溝１６が形成される。下ホルダ３ｄの幅広部３ｗの他端部上から幅狭部３ｎの一端部上にかけては、センサ収容溝１６の他端に設けられ、磁気センサ部４の４本の端子４２ｐ，４２ｓ，４２ｘ，４２ｙが搭載される端子搭載部１７が形成される。
【００３５】
端子搭載部１７は、センサ収容溝１６よりも１段高く形成される。この端子搭載部１７は、端子４２ｘ，４２ｙが搭載される中央部が平らに形成され、端子４２ｐ，４２ｓが搭載される両側部に、端子４２ｐ，４２ｓを縦断面視で上に凸状に折り曲げて搭載するための折り曲げ用突起２３が形成される。端子搭載部１７には、各端子４２ｐ，４２ｓ，４２ｘ，４２ｙの途中が嵌合する端子嵌合溝１８が４個形成される。
【００３６】
ホルダ３の他端部側の内底面は、端末処理したケーブル５を搭載するためのケーブル搭載面である。下ホルダ３ｄの幅狭部３ｎの一端部中央上には、端末処理したケーブル５の電源線５ｐと信号線５ｓを分離して載置するための分離用突起１９が形成される。分離用突起１９は、一端部が端子４２ｘ，４２ｙ間の距離よりも幅が広く形成され、他端部が尖端に形成される。
【００３７】
下ホルダ３ｄの幅狭部３ｎの一端部両側は、分離した電源線５ｐと信号線５ｓを搭載するための分離用搭載部２０である。分離用搭載部２０は、端子搭載部１７よりも１段低く形成されると共に、一端部から他端部まで平らに形成される。つまり、下ホルダ３ｄの端子搭載部１７と分離用搭載部２０との境界には、端子搭載部１７側が高く、分離用搭載部２０側が低い段差２４が形成される。
【００３８】
回転センサ１では、端子搭載部１７に磁気センサ部４を載置する際、その端子４２ｐ，４２ｓの端子長さを切断により調整し、段差２４の上端と磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓの先端とを一致させる。
【００３９】
回転センサ１では、ケーブル５の各導体１３を段差２４の形状に沿ってクランク状に折り曲げると共に、各導体１３の先端部をそれぞれ端子４２ｐ，４２ｓ上に重ねる。
【００４０】
より詳細にいえば、本実施形態では、下ホルダ３ｄに形成した分離用搭載部２０の一端部から段差２４の上端までの下ホルダ３ｄを、縦断面視で略Ｌ字状となるように形成し、その段差２４の形状に沿って各導体１３を２箇所で折り曲げ、各導体１３が側面視で略Ｚ字状となるように折り曲げ形成した。
【００４１】
さらに、下ホルダ３ｄに形成した端子搭載部１７上に端子４２ｐ，４２ｓを搭載し、これら各端子４２ｐ，４２ｓ上に、側面視で略Ｚ字状に折り曲げ形成した各導体１３の先端部をそれぞれ重ね、下ホルダ３ｄと各導体１３間に、各端子４２ｐ，４２ｓがそれぞれ挟まれるようにした。
【００４２】
ケーブル５の各導体１３の折り曲げ形成は、回転センサ１の組み立て時に行うが、ケーブル５の端末処理時に行ってもよいし、下ホルダ３ｄにケーブル５の端末部を搭載した後に行ってもよい。
【００４３】
下ホルダ３ｄの他端部には、分離用搭載部２０よりも１段低く形成されると共に、ケーブル５のシース１５が嵌合するシース嵌合溝２１が形成される。
【００４４】
さらに、回転センサ１では、センサ収容溝１６に磁気センサ部４を載置する際、その端子４２ｘ，４２ｙの端子長さを切断により調整し、分離用突起１９の一端面であるセンサ側の壁面１９ｓに、磁気センサ部４の端子４２ｘ，４２ｙの先端を突き当てる。
【００４５】
ケーブル５の端末処理は、電源線５ｐと信号線５ｓの導体１３、絶縁体１４をそれぞれ露出させた上で、下ホルダ３ｄ上にケーブル５を載置し、各導体１３をそれぞれ超音波溶着して複数本の素線を一体化して行う。端末処理したケーブル５は、下ホルダ３ｄに固定した磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓに各導体１３がそれぞれ溶接あるいは半田接続される。
【００４６】
また、回転センサ１では、ホルダ３内に、磁気センサ部４の抜けを防止する抜け防止手段１０も設けられる。
【００４７】
回転センサ１の抜け防止手段１０は、下ホルダ３ｄのセンサ収容溝１６と分離用突起１９間に位置する端子搭載部１７上に、あらかじめ下ホルダ３ｄの一部としてプレ抜け防止部（例えば、突起部）を形成しておき、下ホルダ３ｄの凹部１２で磁気センサ部４を位置決めしてセンサ収容溝１６に載置した後、プレ抜け防止部に熱処理を施し、プレ抜け防止部を熱カシメにて溶かし（つぶし）、硬化させて抜け防止部２２を形成したものである。
【００４８】
この抜け防止部２２により、磁気センサ部４の端子４２ｘ，４２ｙが下ホルダ３ｄのセンサ収容溝１６と分離用突起１９間に位置する端子搭載部１７上に固定されることで、下ホルダ３ｄに磁気センサ部４が固定される。また、プレ抜け防止部に超音波を照射し、プレ抜け防止部を超音波カシメにて溶かし、硬化させて抜け防止部２２を形成してもよい。
【００４９】
ここでいう磁気センサ部４の抜けを防止するとは、回転センサ１の組み立て時、設置時、使用時において、磁気センサ部４を、該磁気センサ部４のパッケージの頂部と略嵌合する形状の凹部１２で位置決めしてホルダ３内に収容した後に、凹部１２から磁気センサ部４が位置ずれして抜けることを防止することをいう。
【００５０】
このように、回転センサ１は、ホルダ３内に、厚さ方向の上下にオフセットして磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓとケーブル５の各導体１３とを設けている。このため、回転センサ１は、磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓとケーブル５の各導体１３とを図３および図４のキャップ３ｕなどの保持部品で覆って固定すれば、端子４２ｐ，４２ｓと各導体１３の接続部Ｊ１において、図１（ｂ）中の黒塗り矢印で示す方向に対して大きな抵抗力（例えば、ケーブル引張り力が約９８Ｎ（１０ｋｇｆ）以上）を有する。
【００５１】
これにより、回転センサ１では、回転センサ１の設置時、使用時にケーブル５が端末部側とは反対方向（図１（ｂ）中の白抜き矢印で示すケーブル５の長手方向）に引っ張られても、ケーブル引張りの力をケーブル５の各導体１３で主に受け止め、接続部Ｊ１を含めて磁気センサ部４側にストレスをかけない構造にできる。
【００５２】
したがって、回転センサ１によれば、ケーブル５の引張り強度を従来に比べて大幅に向上できる。
【００５３】
さらに、回転センサ１では、下ホルダ３ｄの端子搭載部１７に、折り曲げ用突起２３を形成しているため、この折り曲げ用突起２３の形状に沿って磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓを折り曲げて搭載すれば、端子４２ｐ，４２ｓの根元部分により応力が加わらない構造にでき、センサ内における端子４２ｐ，４２ｓの根元部分の引張り強度も向上できる。
【００５４】
回転センサ１では、分離用突起１９の一端面であるセンサ側の壁面１９ｓに、磁気センサ部４の端子４２ｘ，４２ｙの先端を突き当てているため、凹部１２から磁気センサ部４が位置ずれして抜けることをより効果的に防止できる。
【００５５】
回転センサ１は、ホルダ３内に磁気センサ部４の抜けを防止する抜け防止手段１０を設けているため、下ホルダ３ｄの凹部１２で位置決めしてセンサ収容溝１６に載置した磁気センサ部４を、下ホルダ３ｄ上に確実に固定できる。
【００５６】
これにより、回転センサ１の組み立て時、設置時、使用時にケーブル５が端末部側とは反対方向に引っ張られても、磁気センサ部４の位置が固定され、凹部１２から磁気センサ部４が位置ずれして抜けることを防止できる。
【００５７】
回転センサ１は、下ホルダ３ｄの端子搭載部１７に、各端子４２ｐ，４２ｓ，４２ｘ，４２ｙの途中が嵌合する端子嵌合溝１８が形成されているので、下ホルダ３ｄへの各端子４２ｐ，４２ｓ，４２ｘ，４２ｙの載置が簡単になると共に、磁気センサ部４の位置決めも簡単になる。
【００５８】
前記実施形態では、ホルダ３内に、厚さ方向の上下にオフセットして磁気センサ部４の端子４２ｐ，４２ｓとケーブル５の各導体１３とを設ける例で説明したが、ホルダ３内でずらす方向（オフセットの方向）は、磁気センサ部の端子とケーブル５の各導体１３とが一直線上に位置しなければ、厚さ方向の上下を逆にしても、また、ホルダ３の幅方向（左右方向）や斜め方向でもよい。
【００５９】
本実施形態に係る回転センサは、自動車などの車両に設けられるＡＢＳ（Anti-lock Brake System）センサや、車速センサなどに用いると有用である。例えばＡＢＳセンサでは、ケーブル５が外気にさらされるため、ケーブル５に泥や雪、あるいは融雪剤が付着したり、周囲に温度差が生じたりしてケーブル５が引っ張られることがある。このような場合でも、本実施形態に係る回転センサでは、磁気センサ部４の位置ずれを防止でき、ＡＢＳの確実な動作を保証できる。
【００６０】
本実施形態に係る回転センサをＡＢＳセンサに用いる場合には、ホルダ３内に磁気センサ部４と永久磁石を収容して動作するアクティブ方式でも、ホルダ３内に磁気センサ部４と永久磁石とコイルとを収容して動作するパッシブ方式でもよい。また、回転体７としてその周面にＮ極とＳ極を交互に露出させて永久磁石を複数個配列してなる多極磁石リングを用いるタイプでもよい。
【００６１】
また、磁気センサ部４としては、磁気抵抗（ＭＲ）素子を有するＭＲＩＣを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１（ａ）は本発明の好適な実施形態である回転センサの主要部の内部構成を示す平面図、図１（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図である。
【図２】図１に示した回転センサの全体構成を示す平面図である。
【図３】図１に示した回転センサの全体構成を示す裏面図である。
【図４】図１に示した回転センサの使用状態の一例を示す縦断面図（図５の４Ａ−４Ａ線断面図）である。
【図５】図４の５Ａ線矢視図である。
【図６】図６（ａ）は従来の回転センサの主要部を示す平面図、図６（ｂ）はその６Ｂ−６Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  回転センサ
２  金具
３  ホルダ
４  磁気センサ部
５  ケーブル
４２ｐ，４２ｓ，４２ｘ，４２ｙ  磁気センサ部の端子
１３  ケーブルの導体
【図１】
2009294130.tif 000003
【図２】
2009294130.tif 000004
【図３】
2009294130.tif 000005
【図４】
2009294130.tif 000006
【図５】
2009294130.tif 000007
【図６】
2009294130.tif 000008