JP5915440B2

JP5915440B2 - 車輪速センサ

Info

Publication number: JP5915440B2
Application number: JP2012168708A
Authority: JP
Inventors: 高範野田; 浩司川崎; 秀暢村松; 豪太上原
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: US9709592B2; JP2014025893A; DE112013003759T5; CN204439654U; US20150204898A1; WO2014021129A1

Description

本発明は、車両に対して取り付ける取付基部と、先端部に信号検出素子を設けた状態で取付基部から突出するセンサ部とを樹脂で一体成形し、この取付基部を固定部材によって車両に固定する車輪速センサに関する。

従来、この種の車輪速センサとしては以下に示すようなものがある。
例えば、特許文献１（特開２００６−３２２８７５号公報）には、樹脂製のセンサ本体にワイヤを折り曲げた状態で取り付けるのに、部品点数の増加を防ぎつつワイヤを確実に取付ける技術が開示されている。
具体的には、まず、ケース状ハウジングの側壁を基準にしながら、ケース状ハウジングの内部にＩＣを配置する。ケース状ハウジングからＩＣリードやワイヤをセンサ本体の軸線上に引き出した状態でこれらを第１樹脂成形部によって被覆する。このセンサ本体を、前記側壁の配置角度に注意しながら成形型にセットする。ワイヤをセンサ本体に対して垂直に折り曲げた状態で、成形型の空間内に樹脂を流し込み、センサ本体の外周領域を樹脂成形する。これにより、折り曲げられたワイヤを固定する折り曲げ部を形成しつつ第２樹脂成形部が得られる。

特許文献１には、このような製造方法によれば、ＩＣをケース状ハウジングに対して所定の位置に配置でき、さらに、ケース状ハウジングに対するワイヤの引き出し方向を調整することができるとの記載がある。また、樹脂成形による折り曲げ部によってワイヤを折り曲げて固定しているため、別部品を必要とせず、かつ、強固に固定することができ、車両用回転検出装置の信頼性が向上するとも記載されている。

また、特許文献２（特開２００４−２５７８６７号公報）には、電線やリード端子がセンサ本体の内部で偏らず、また外部に露出することがないよう、樹脂により一体成形した回転速センサ一が開示されている。

この技術では、回転速検出素子に接続した電線またはリード端子を、回転速センサの内部に挿通させて位置規制し、そのための位置規制部材を外部から保持しつつ回転速検出素子等が樹脂により一体成形される。この技術によれば、回転速検出素子と電線やリード端子との接続箇所に成形圧力が作用するのを防止して、断線を抑制し、樹脂肉厚の均一化を図ることで種々の外観形状変更の要求にも対応できるとのことである。

特開２００６−３２２８７５号公報（００２４〜００２９段落）特開２００４−２５７８６７号公報（０００５、０００６、００１８段落）

上記センサは、何れも、車両に対する取付基部と、センサ素子を有しつつ前記取付基部から突出するセンサ部とを一体にした略Ｌ字状の形状に構成してある。つまり、従来のセンサの形状は非対称である。そのため、樹脂成形に際して個々の部位での樹脂の冷却速度が一定とならず、樹脂の収縮量に差が生じる。その結果、取付基部に対するセンサ部の突出方向が安定せず、当該センサを車両に取り付けたときに、車輪の側に設けた回転部材とセンサ素子との相対位置が不適切なものとなり、車輪速度の測定精度が損なわれるという不都合が生じていた。

本発明はこのような不都合を解消すべく、車両に取り付ける際に、センサ部の突出姿勢を安定化し得る車輪速センサを提供することを目的とする。

本発明に係る車輪速センサは、車両に対して当接させたとき、第１当接部および第２当接部の二箇所で当接する取付基部と、前記第１当接部と前記第２当接部との間の位置から、前記第１当接部の側に傾倒しつつ前記車両の側に突出し、前記取付基部と樹脂で一体成形されており、先端部に信号検出素子を設けたセンサ部と、前記第１当接部と前記センサ部との間の位置で、前記取付基部を前記車両の側に押圧固定する固定部材と、前記第２当接部、および、前記第２当接部が当接する前記車両の部位の少なくとも一方に、当接する相手部位の側に突出する凸部とを備えている点に特徴を有する。

本構成のごとく、取付基部と、当該取付基部から突出するセンサ部とを樹脂で一体形成すると、樹脂成形に際して生じる熱が両部位どうしの境界位置近傍に溜まり易くなる。また、樹脂を注入するゲートの位置によっては、ゲート近傍の樹脂の温度は高くなりがちであり、ゲートから遠い位置にある樹脂の温度は低くなりがちである。このため、特定部位での樹脂の冷却速度が遅くなって熱収縮量が大きくなる。その結果、取付部位とセンサ部との間に、互いの相対角度が小さくなるような角度変化を伴なう変形が生じる。

本構成では、取付基部が、車両に対して第１当接部と第２当接部との二箇所で当接し、センサ部の先端が第１当接部の側に傾倒しながら取付基部から突出している構成を想定している。さらに、本構成では、取付基部を車両の側に押圧固定する固定部材を、第１当接部とセンサ部との間に設けてある。よって、この固定部材によって取付基部を車両の側に押圧すると、取付基部は車両の側に近付くように曲がり変形し、センサ部の先端は第１当接部から遠ざかる方向に移動する。
このように本構成の車輪速センサであれば、樹脂成形時に生じた取付基部とセンサ部との角度変化を、車輪速センサを車両に取付ける際に修正することができる。その結果、車軸の回転速度を正確に測定可能な車輪速センサを得ることができる。

また、第２当接部、および、第２当接部が当接する車両の部位の少なくとも一方に凸部を設けることで、第２当接部の位置における取付基部と車両との間隔を広くすることができる。このため、取付基部から突出するセンサ部は、車両の部位のうち第２当接部と当接する部位から遠ざかる方向に姿勢を変化させる。つまり、例えば、車両の取付面に対して直角方向にセンサ部が突出すべき場合に、取付基部は当該取付面に対して第２当接部の側で離間することになる。一方のセンサ部については、突出方向が修正されて、前記取付面に対して垂直に近い方向に姿勢が変化する。よって、本構成であれば、上記熱収縮によるセンサ部の角度変化の影響が軽減され、車輪速センサの取付精度を向上させることができる。

本発明に係る車輪速センサは、前記取付基部のうち前記センサ部の突出方向とは反対側に偏位した部位に肉盗み部を設けて構成することができる。

この様な肉盗み部を設けることで、樹脂によって車輪速センサを一体成形する際に、取付基部におけるセンサ部の突出方向の側の部位とこれと反対の側の部位との冷却速度に差を設けることができる。つまり、肉盗み部を設けた部位では、単位体積当たりの樹脂の分量が少なくなるから冷却速度は大きくなる。一方、取付基部のうち肉盗みを設けていないセンサ部の側では、単位体積当たりの樹脂の量が多くなって樹脂の冷却速度は小さくなる。その結果、肉盗みを設けていない側の樹脂収縮量が大きくなり、取付基部そのものがセンサ部の側に凹状となるように変形する。このため、取付基部を車両に取り付ける際には必ず取付基部の両端部が車両に当接するようになる。取付基部の両端部には第１当接部と第２当接部とが形成され、取付基部を車両に近接させ当接させた状態では、取付基部の中間領域が車両に対して離間する。このあと固定部材を機能させると、固定部材は第１当接部とセンサ部との間に位置するから、取付基部は車両の側に弾性付勢されつつ、車両に固定される。このように、本構成であれば、取付基部の固定に際して取付基部に弾性力を付与することができ、第１当接部と第２当接部との間の位置で固定部材が取付基部を車両の側に付勢固定するという状態を長期に亘って維持することができる。その結果、取付後のセンサ部の位置変化を抑制する車輪速センサを得ることができる。

本発明に係る車輪速センサにおいては、前記固定部材を、前記取付基部を貫通して前記車両に螺合するボルトとし、前記取付基部のうち前記固定部材が貫通する取付孔を、前記取付基部を形成する樹脂よりも硬質の材料からなるスリーブを前記取付基部に埋設して形成することができる。

取付基部を車両に押圧固定するには、例えば、固定部材をボルトで構成し、このボルトを車両に螺合させつつ取付基部を車両の側に押圧固定する。ただし、取付基部を構成する樹脂は経時変形し易い。そのため、固定部材に当接している部位が変形して取付基部に付与した弾性力が解放され、取付基部の取付姿勢が変化するおそれがある。本構成では、固定部材を締結する際には締結部材がスリーブを車両の表面に押し付けるのでスリーブの姿勢は一義的に決定される。このとき、通常、スリーブの軸芯は車両の取付表面に対して垂直な姿勢で安定する。本構成では、スリーブが取付基部に埋設されている。よって、スリーブの姿勢が決まることでこれを取り囲む樹脂の姿勢も決定される。このように、固定部材の締結に際しては、スリーブを介してその周辺の樹脂の姿勢を拘束するから、当該樹脂の広い領域に弾性力を作用させることができ、結果的に、取付基部の弾性押圧状態を長期に亘って維持することができる。

本発明の第１実施形態に係る車輪速センサの取付態様を示す斜視図第１実施形態において取付基部を車両に当接させた状態を示す説明図第１実施形態において固定部材により取付基部を車両に固定した状態を示す説明図取付基部に対する凸部の形成態様を示す説明図センサ部の位置修正の効果を示すグラフ本発明の別実施形態に係る車輪速センサの概観を示す説明図

（全体の構成）
以下、本発明に係る車輪速センサＳについて詳細に説明する。
図１には、本実施形態の車輪速センサＳ（以下、単に「センサＳ」と称する）の取付態様を示す。当該センサＳは車軸（図外）の近傍に配置され、車軸に取り付けられた回転磁気部材の回転速度を測定するものである。センサＳは、自身を車両Ｃに取り付ける取付基部１と、当該取付基部１から突出し、その先端に信号検出素子２１を埋設したセンサ部２とを備えており、これら取付基部１とセンサ部２とは樹脂で一体成形されている。取付基部１には、例えば、単なる筒状内面を有する取付孔１１が形成してあり、固定部材３としてのボルト３１がこの取付孔１１を挿通して車両Ｃに形成したネジ孔４に螺合される。センサ部２は、車両Ｃに形成した挿通孔５を貫通して取付基部１と反対側に突出した状態で固定される。

（センサ部）
センサ部２は取付基部１から延出する長尺状の部材であり、その先端に信号検出素子２１が埋設されている。信号検出素子２１としては、例えばホールＩＣなど各種の素子が使用される。この信号検出素子２１は、センサＳの型式毎にセンサ部２に対して各種の姿勢で埋設される。信号検出素子２１にはケーブル等が接続され、センサ部２の内部を介してセンサ部２の他方の端部から外部に引き出されている。

センサＳの製造に際しては、例えば、信号検出素子２１が設けられたセンサ部２だけが１次成形される。信号検出素子２１およびこれに接続されたターミナル等が１次成形型の内部にセットされ、１次成形樹脂による射出成形が行われる。その後、この１次成形品を第２の樹脂成形型にセットし、２次成形樹脂を用いて２次成形が行われる。これにより取付基部１が一体成形される。

（取付基部）
２次成形まで終了したセンサＳであっても、このままでは、取付基部１とセンサ部２との相対位置に幾らかの誤差を含んでいる。これは、センサＳの形状が非対称であるために２次成形に際して各部の樹脂の冷却速度に差が生じ、樹脂の収縮量が異なるために生じたものである。そのため、本実施形態のセンサＳでは、以下のようにして誤差の修正を図っている。

即ち、図２に示すように、例えば取付基部１を車両Ｃに当接させたときに、取付基部１の両端部が車両Ｃに当接し、それらの中央領域では車両Ｃに当接しないような形状に取付基部１を構成する。図２では、中央領域を離間させるために、取付基部１の一端に第１当接部１ｔを設け、他端に第２当接部２ｔを設けている。さらに、第１当接部１ｔには凸部１２を設けてある。
この凸部１２は、取付基部１の中央領域を車両Ｃから離間させるためのものであるから、凸部１２は車両Ｃの側に設けてもよいし、取付基部１と車両Ｃとの双方に設けてもよい。また、必ずしも取付基部１や車両Ｃと一体的に設ける必要はなく、取付基部１や車両Ｃに別体の部品を接着するなどして設けてもよい。

このようにして中央領域を車両Ｃから離間させた取付基部１は、図３に示すごとく、ボルト３１によって車両Ｃに固定される。このボルト３１はセンサ部２と第１当接部１ｔとの間に設ける。つまり、ボルト３１を車両Ｃに締結すると、ボルト３１のヘッド部３２が取付基部１のうち第１当接部１ｔと第２当接部２ｔとの間の部位を車両Ｃの側に弾性付勢する。この弾性付勢により、取付基部１を長期にわたって車両Ｃに固定することができる。

固定部材３をこのようにボルト３１で構成する場合には、取付基部１に設けた取付孔１１にスリーブ６を埋設しておくのが好ましい。このスリーブ６は、取付基部１を形成する樹脂よりも硬質の材料、例えば、通常は鋼などの金属で構成しておく。

取付基部１を車両Ｃに確実に固定するには、例えば、ボルト３１を車両Ｃに螺合させ、取付基部１を車両Ｃの側に押圧し続けるのが好ましい。しかし、取付基部１は樹脂で構成されているため経時変形し易い。例えば、ボルト３１と取付基部１とが局部的に当接している場合には、取付基部１の側の当接部位が次第に変形して取付基部１への押圧力が消滅してしまう可能性がある。
これを解消するために、本実施形態では、取付基部１に金属性のスリーブ６を埋設してある。これにより、ボルト３１がスリーブ６を車両Ｃに押し付け、スリーブ６の端面が車両Ｃに当接してスリーブ６の姿勢が固定されたとき、スリーブ６の外周面の全体が取付基部１に作用して、取付基部１を車両Ｃの側に付勢することができる。特に、スリーブ６の長さを取付基部１の厚み全体に亘る長さに設定しておけば、スリーブ６が車両Ｃとボルト３１とによって直に挟持される。この結果、取付基部１に対してより大きな付勢力が作用し、センサ部２の取り付け状態を長期間に亘って最適な状態に維持することができる。

（センサ部の修正要領）
図２には取付基部１の車両Ｃに対する取付態様を示す。ここでの第２当接部２ｔは、取付基部１に凸部１２を設けることで構成してある。この構成では、センサＳを単に車両Ｃに当接させるだけで、センサ部２は所定の角度だけ傾倒が修正される。図２では、センサ部２を車両Ｃの取り付け面に対して垂直方向に設定する例を示している。図２の状態では、センサ部２を設定すべき方向がＺ₀であるのに対してセンサ部２の軸芯方向がＺ₁であり、センサ部２の先端は未だ第１当接部１ｔの側に偏位している。この状態からさらにボルト３１を締結することで、図３に示すように取付基部１の中央領域が車両Ｃに当接するようになる。この結果、センサ部２の先端はさらに垂直方向に修正され、センサ部２の軸芯方向Ｚ₁が所期の方向Ｚ₀に一致する。

凸部１２の形状や形成位置などは、当該凸部１２を形成しない場合のセンサＳの形状によって設定する。例えば、センサ部２の突出長さＬが長いほど射出成形後の角変形が大きくなるから、その場合には凸部１２を高く形成する必要がある。
また、取付基部１およびセンサ部２の外形が複雑な場合には、当初のセンサ部２の角変形が、取付基部１およびセンサ部２を含む平面内で収まらない場合もある。そのような面外変形を修正するには、例えば、図４に示すごとく、凸部１２の形成箇所を適宜設定するとよい。

図４は、センサ部２の軸芯に対して垂直な方向にＸＹ平面を設定し、取付孔１１とセンサ部２の軸芯とを結ぶ方向にＸ軸をとった例を示す。凸部１２の設置箇所は、図４に示すごとく、Ｘ軸上にとってもよいし（Ａ点）、Ｙの正方向の側（Ｂ点）や、Ｙの負方向の側（Ｃ点）に偏位させてもよい。

図５には、凸部１２を設けないセンサＳと、図３におけるＢの位置に凸部１２を設けたセンサＳとを車両Ｃに取り付けた場合に、センサ部２の先端がどの位置に設定されたかを示す。尚、図４に示すように、センサ部２の表面には基端部の側から５つのマーキングＰ₁〜Ｐ₅を設け、図５に、センサＳの固定が終了した状態で、これら５つのマーキングのＸＹ座標がどのように安定したかを示した。

図５中で、△印は、凸部１２を設けていないセンサＳの結果を示す。一方、■印は、Ｂの位置に凸部１２を設けたセンサＳの結果を示す。△印をみると、基端部側のマーキングＰ₁から順にＸ方向マイナス側に偏位していることが分かる。このセンサＳは、取付基部
１とセンサ部２とを含む平面内で両者が近接する方向に角変形していることが分かる。センサ部２の先端は寸法規格範囲７を逸脱している。

これに対して、凸部１２を設けた■印のものでは、センサ部２の先端が、Ｙ方向プラス側に修正され、センサ部２の先端は寸法規格範囲７に収まっていた。このような修正方向は凸部１２の形成箇所によって任意に決定可能である。図４に示すように、凸部１２の座標はＸ、Ｙともにプラスである。このため、当該凸部１２と第１当接部１ｔとの間でボルト３１を締結すれば、取付基部１が車両Ｃの側に弾性変形し、センサ部２が突出している近傍の取付基部１の平面は、Ｘ，Ｙともに正方向に向きを変える。このように、センサ部２の修正方向は、凸部１２の設置位置によって容易に決定できる。よって、個々のセンサＳの当初の曲がり特性を把握することで、それを修正するように凸部１２の位置および高さを設定するとよい。

（別実施形態）
本発明のセンサＳにおいては、図６に示すごとく、取付基部１を曲線状に構成してもよい。具体的には、取付基部１のうちセンサ部２の突出方向とは反対側に偏位した部位に肉盗み部８を設けておき、取付基部１そのものをセンサ部２の側に凹状となるように構成する。

肉盗み部８を設けることで、樹脂による一体成形の際に、肉盗み部８を設けた部位での単位体積当たりの樹脂の分量が少なくなる。よって、ここでは樹脂の冷却速度が大きくなる。一方、取付基部１のうち肉盗みを設けていないセンサ部２の側では、単位体積当たりの樹脂の量が多くなって樹脂の冷却速度が小さくなる。その結果、肉盗み部８を設けていない側での樹脂の収縮量が大きくなり、取付基部１は当該側に凹状に曲がり変形する。これにより、取付基部１を車両Ｃに当接させたとき、両端部の第１当接部１ｔと第２当接部２ｔとが確実に車両Ｃに当接し、その間の領域を車両Ｃから離すことができる。よって、ボルト３１を締結したとき、取付基部１には確実に曲げ力が作用し、車両Ｃに対して取付基部１を長期に亘って安定固定することができる。
尚、取付基部１の初期の曲がり方向は、肉盗み部８の配置のみによって決定されるものではなく、樹脂注入時のゲートの位置や、樹脂成形部品の形状などによっても変化する。よって、個々のセンサＳに応じて曲げ変形を付与する条件は異なるが、第１当接部１ｔと第２当接部２ｔとが確実に車両Ｃに当接するように取付基部１に変形を付与することが望ましい。

本発明は、取付基部と、この基部から突出したセンサ部とを有し、取付基部とセンサ部との間で所定の角変形が生じているような各種センサに対して利用可能である。

１取付基部
１１取付孔
１２凸部
２センサ部
２１信号検出素子
３固定部材
３１ボルト
６スリーブ
８肉盗み部
Ｃ車両
１ｔ第１当接部
２ｔ第２当接部
Ｓ車輪速センサ

Claims

車両に対して当接させたとき、第１当接部および第２当接部の二箇所で当接する取付基部と、
前記第１当接部と前記第２当接部との間の位置から、前記第１当接部の側に傾倒しつつ前記車両の側に突出し、前記取付基部と樹脂で一体成形されており、先端部に信号検出素子を設けたセンサ部と、
前記第１当接部と前記センサ部との間の位置で、前記取付基部を前記車両の側に押圧固定する固定部材と、
前記第２当接部、および、前記第２当接部が当接する前記車両の部位の少なくとも一方に、当接する相手部位の側に突出する凸部とを備えている車輪速センサ。
前記取付基部のうち前記センサ部の突出方向とは反対側に偏位した部位に肉盗み部を設けてある請求項１に記載の車輪速センサ。
前記固定部材が、前記取付基部を貫通して前記車両に螺合するボルトであり、
前記取付基部のうち前記固定部材が貫通する取付孔を、前記取付基部を形成する樹脂よりも硬質の材料からなるスリーブを前記取付基部に埋設して形成してある請求項１又は２に記載の車輪速センサ。