JP2014238355A

JP2014238355A - 車載用検出装置

Info

Publication number: JP2014238355A
Application number: JP2013121474A
Authority: JP
Inventors: 信也大枝; Shinya Oeda; 池田　幸雄; Yukio Ikeda; 幸雄池田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2014-12-18

Abstract

【課題】センサとケーブルとを相互に固定する固定部材を小型化し、車両への搭載性を向上させることが可能な車載用検出装置を提供する。【解決手段】トルク検出装置１は、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６及びシース４００を有するケーブル４０と、検出素子４１０ａ，４２０ａを含むセンサ本体部４１０，４２０、及び第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３を有する第１及び第２の磁界センサセンサ４１，４２と、第１及び第２の磁界センサセンサ４１，４２とケーブル４０とを相互に固定する樹脂ケース３０とを備え、樹脂ケース３０は、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６をシース４００と第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３との間で屈曲された状態で固定し、ケーブル４０は、樹脂ケース３０の内部におけるシース４００の軸方向が第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３の長手方向に平行な方向に対して交差している。【選択図】図６

Description

本発明は、車両に搭載され、車両における物理量を検出する車載用検出装置に関する。

従来、車両用の検出装置として、例えば車両のステアリングに加えられるトルクを検出するトルク検出装置や、車輪の回転状態を検出するための回転検出装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載のトルク検出装置は、ステアリングにつながる入力軸と、操舵輪につながる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結するトーションバーと、多極磁石と、一対の多極ヨークと、磁気センサとを備え、ステアリングに加えられるトルクによるトーションバーの捩じれによって多極磁石と一対の多極ヨークとが相対回転するように構成されている。一対の多極ヨークの外周側には環状をなす一対の集磁リングが配置され、それぞれの集磁リングには、周方向の１箇所に径方向に突出する集磁部が設けられている。一方の集磁リングの集磁部と他方の集磁リングの集磁部との間には磁気センサが挟まれている。

このトルク検出装置は、多極磁石と一対の多極ヨークとが相対回転すると、その相対回転角度に応じて磁気センサで検出される磁界の強度が変化する。したがって、この磁界の強度の変化によってステアリングに加えられるトルクを検出することが可能である。磁気センサは、一対の集磁リング及びリードワイヤ（ケーブル）と共に樹脂モールドされ、磁気センサの出力信号はリードワイヤを介して外部に出力される。

また、特許文献２に記載の車両用回転検出装置は、磁界の強度を検出するホールＩＣと、ホールＩＣから引き出されたＩＣリードに芯線が接続されたワイヤ（ケーブル）と、これらを覆うように成形され、ホールＩＣとワイヤとを相互に固定する樹脂部材とを備えている。ホールＩＣは、車軸の近傍に配置され、車輪の回転によって変化する磁界の強度を検出する。

この車両用回転検出装置では、ワイヤを樹脂部材からホールＩＣの軸線方向に沿って引き出した場合に、車体もしくは車両に搭載される他の部品（サスペンションアームやブレーキダストカバー等の車両部材）にワイヤが干渉してしまうという課題に鑑みて、ホールＩＣの軸線に対して垂直をなすように、樹脂部材からワイヤが引き出されている。すなわち、樹脂部材の内部でワイヤが９０°の円弧角で湾曲している。

特開２００３−３２９５２３号公報（明細書段落［０００９］、図５）特開２００６−３２２８７５号公報（明細書段落［０００６］，［００４２］）

ところで、近年の車両の小型軽量化の要請により、車両に搭載される各種の装置はより高密度に配置されるようになっている。検出装置についても、さらなる車両への搭載性の向上が要請されている。例えば特許文献２に記載されているように、樹脂部材の内部でワイヤを屈曲すれば、ワイヤが車両部材に干渉してしまうことを抑制できるが、樹脂部材の内部でワイヤを屈曲すると、その屈曲半径に応じて樹脂部材が大型化してしまう。

そこで、本発明は、センサとケーブルとを相互に固定する固定部材を小型化し、車両への搭載性を向上させることが可能な車載用検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、中心導体を絶縁体で被覆してなる絶縁電線、及び前記絶縁電線を覆うシースを有するケーブルと、検出素子を含むセンサ本体部、及び前記センサ本体部から引き出されて前記中心導体に接続されたリード線を有するセンサと、前記センサと前記ケーブルとを相互に固定する固定部材とを備え、前記固定部材は、前記シースから露出した前記絶縁電線を前記シースと前記リード線との間で屈曲された状態で固定し、前記ケーブルは、前記絶縁電線が前記屈曲された状態で固定されることにより、前記固定部材の内部における前記シースの軸方向が、前記リード線の長手方向に平行な方向に対して交差している車載用検出装置を提供する。

本発明に係る車載用検出装置によれば、センサとケーブルとを相互に固定する固定部材を小型化し、車両への搭載性を向上させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るトルク検出装置を示し、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。トルク検出装置の分解斜視図である。トルク検出装置における磁気回路を説明するために示すトルク検出装置の断面斜視図である。トルク検出装置の動作を示す説明図であり、（ａ）はトーションバーに捩じれが発生していない状態を、（ｂ）はトーションバーが捩じれた状態を、それぞれ示す。センサモジュールを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。図５（ｂ）のＡ−Ａ線に沿ってモールド成形体を切断したセンサモジュールの断面図である。収容ケースに保持されるリードフレーム及び磁界センサを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第１の実施の形態の比較例に係るセンサモジュールを示す断面図である。（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る車輪軸受装置及びその周辺の構成例を示す断面図である。（ｂ）は、回転検出装置の磁気エンコーダの構成例を示す平面図である。センサモジュールを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は右側面図である。図１０（ｂ）のＢ−Ｂ線断面におけるセンサモジュールの断面図である。第２の実施の形態の比較例に係るセンサモジュールを示す断面図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るトルク検出装置１を示し、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。図２は、トルク検出装置１の分解斜視図である。

（トルク検出装置１の構成）
このトルク検出装置１は、車両に搭載され、運転者がハンドルに付与する操舵トルクを検出するために用いられる。車両の操舵系には、操舵操作を補助する電動パワーステアリング装置が設けられ、トルク検出装置１が検出した操舵トルクに応じて電動パワーステアリング装置の電動モータが操舵輪（前輪）を転舵するためのトルクを出力する。

トルク検出装置１は、ハンドル側に連結された入力軸１１と操舵輪側に連結された出力軸２１との間に介在するトーションバー１０と、第１及び第２の回転ヨーク１３，２３と、第１及び第２の固定ヨーク１４，２４と、筒状の磁石１５と、補助ヨーク１６と、センサモジュール３とを有している。

トーションバー１０は、入力軸１１及び出力軸２１よりも高い弾性を有する弾性部材であり、ハンドルに加えられたトルクに応じて捩じれながら入力軸１１から出力軸２１に操舵トルクを伝達する。

入力軸１１の外周面には、筒状の連結部材１２を介して環状の第１の回転ヨーク１３が入力軸１１と相対回転不能に連結されている。第１の回転ヨーク１３の外側には、環状の第１の固定ヨーク１４が空隙を介して配置されている。また、連結部材１２の外周面には、磁石１５及び補助ヨーク１６が回転ヨーク１３と軸方向に並んで固定されている。磁石１５は、軸方向の一側がＮ極に磁化され、軸方向の他側がＳ極に磁化された永久磁石である。

出力軸２１には、アダプタ２２を介して環状の第２の回転ヨーク２３が相対回転不能に連結されている。第２の回転ヨーク２３の外側には、環状の第２の固定ヨーク２４が空隙を介して配置されている。

図２に示すように、第１の回転ヨーク１３は、環状の本体部１３０と、本体部１３０から軸方向に突出して形成された複数（本実施の形態では１０個）の突起部１３１とを一体に有している。同様に、第２の回転ヨーク２３は、環状の本体部２３０と、本体部２３０から軸方向に突出して形成された複数（第１の回転ヨーク１３の突起部１３１と同数）の突起部２３１とを一体に有している。

第１の固定ヨーク１４は、第１の回転ヨーク１３の本体部１３０と径方向に対向する内面を有する環状の環状部１４０と、環状部１４０から軸方向に延出して形成された延出部１４１と、延出部１４１の先端部から外方（トーションバー１０から離間する方向）に向かって突出した突出部１４２とを一体に有している。同様に、第２の固定ヨーク２４は、第２の回転ヨーク２３の本体部２３０と径方向に対向する内面を有する環状の環状部２４０と、環状部２４０から軸方向に延出して形成された延出部２４１と、延出部２４１の先端部から外方に向かって突出した突出部２４２とを一体に有している。

図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるセンサモジュール３の一部を破断してその内部を示している。センサモジュール３は、第１及び第２の磁界センサ４１，４２（図１には第１の磁界センサ４１のみ示す）と、ケーブル４０と、第１及び第２の磁界センサ４１，４２とケーブル４０とを相互に固定する固定部材としての樹脂ケース３０と、樹脂ケース３０を車体に固定するための板状の固定金具３００とを有している。樹脂ケース３０は、第１及び第２の磁界センサ４１，４２を収容する樹脂からなる収容ケース３１と、収容ケース３１の少なくとも一部を含んで成形されたモールド樹脂からなるモールド成形体３２とを有している。

第１及び第２の磁界センサ４１，４２は、収容ケース３１の開口３１ａから収容空間３１ｂ内に導入された第１の固定ヨーク１４の突出部１４２及び第２の固定ヨーク２４の突出部２４２の間に配置されている。センサモジュール３の構成の詳細については後述する。

図３は、トルク検出装置１における磁気回路を説明するために示すトルク検出装置１の断面斜視図である。図４は、トルク検出装置１の動作を示す説明図であり、（ａ）はトーションバー１０に捩じれが発生していない状態を、（ｂ）はトーションバー１０が捩じれた状態を、それぞれ示す。なお、図３及び図４では、センサモジュール３の樹脂ケース３０の図示を省略している。

トルク検出装置１における磁気回路は、図３に示すように、第１の磁路Ｈ１と第２の磁路Ｈ２とからなる磁路Ｈによって構成されている。第１の磁路Ｈ１は、磁石１５と、第１及び第２の回転ヨーク１３，２３と、補助ヨーク１６とで構成される。第２の磁路Ｈ２は、磁石１５と、第１及び第２の回転ヨーク１３，２３の本体部１３０，２３０と、第１及び第２の固定ヨーク１４，２４と、補助ヨーク１６とで構成される。

入力軸１１にトルクが作用してトーションバー１０に捩じれが生じると、この捩じれに応じて第１の回転ヨーク１３が第２の回転ヨーク２３に対して相対的に変位し、図４（ｂ）に示すように、第１の回転ヨーク１３の突起部１３１の先端面１３１ａと第２の回転ヨーク２３の突起部２３１の先端面２３１ａとが対向する面積が減少する。これにより、第１の磁路Ｈ１における磁気抵抗が大きくなり、第１の磁路Ｈ１を流れる磁束の磁束密度が小さくなる。第２の磁路Ｈ２における磁気抵抗は、入力軸１１に作用するトルクの有無に関係なく一定であるため、第１の磁路Ｈ１の磁束密度の低下によって、第２の磁路Ｈ２の磁束密度が高くなる。

したがって、第１及び第２の磁界センサ４１，４２は、トーションバー１０の捩じれ量、すなわち入力軸１１から出力軸２１に伝達される操舵力（操舵トルク）を、第２の磁路Ｈ２の磁束密度の変化量として検出することが可能である。

（センサモジュール３の構成）
次に、図５〜図７を参照してセンサモジュール３の構成を説明する。図５は、センサモジュール３の外観を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。図６は、図５（ｂ）のＡ−Ａ線に沿ってモールド成形体３２を切断したセンサモジュール３の断面図である。図７は、収容ケース３１に保持されるリードフレーム４３ならびに第１及び第２の磁界センサ４１，４２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

図５（ｂ）に示すように、収容ケース３１は、第１及び第２の磁界センサ４１，４２を外部に臨ませる開口３１ａを有し、第１及び第２の磁界センサ４１，４２は収容ケース３１の収容空間３１ｂ内にトーションバー１０（図１に示す）の周方向に沿って並んで配置されている。本実施の形態では、第１及び第２の磁界センサ４１，４２がホールＩＣであり、磁界の検出方向が互いに逆向きとなるように配置されている。この配置により、ホールＩＣの温度特性及び軸方向の検出感度の影響を相殺し、トルク検出装置１の検出精度を高めている。

図５（ａ）に示すように、モールド成形体３２は、収容ケース３１の鍔部３１１との間に固定金具３００を挟み、収容ケース３１及び固定金具３００と一体化されている。モールド成形体３２は、収容ケース３１の鍔部３１１との間に固定金具３００を固定する固定部３２１と、ケーブル４０の導出方向に中心軸を一致させてトーションバー１０と平行な方向に延びる円筒部３２２と、固定部３２１と円筒部３２２との間に形成され、円筒部３２２に連続して円弧状に湾曲する円弧筒状の湾曲部３２３とを有している。固定部３２１は、収容ケース３１の一部を覆っている（図６参照）。

固定金具３００は、その中央部に収容ケース３１の一部を挿通させる貫通孔３００ａが形成された長方形状である。固定金具３００の長手方向の両端部には固定金具３００を車体に固定するためのボルトを挿通させるボルト挿通孔３００ｂが形成されている。

ケーブル４０は、モールド成形体３２の円筒部３２２の端部３２２ａから、トーションバー１０と平行な方向に導出されている。ケーブル４０は、図６に示すように、シース４００と、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６とを有している。第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６は、モールド成形体３２の円筒部３２２及びモールド成形体３２の外部においてシース４００に一括して覆われている。

第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６は、図７に示すように、それぞれの中心導体４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ａが絶縁体４０１ｂ，４０２ｂ，４０３ｂ，４０４ｂ，４０５ｂ，４０６ｂで被覆されている。第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６の中心導体４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ａは、リードフレーム４３に接続されている。

リードフレーム４３は、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６の中心導体４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ａにそれぞれ接続された第１乃至第６の配線リード４３１〜４３６と、第１乃至第６の配線リード４３１〜４３６を相互に固定する棒状の絶縁性の樹脂からなる固定部材４３０とを有している。

第１の磁界センサ４１は、検出素子４１０ａを含むセンサ本体部４１０と、センサ本体部４１０から引き出された第１乃至第３のリード線４１１〜４１３とを有している。第１のリード線４１１は電源線であり、第２のリード線４１２はＧＮＤ線である。第３のリード線４１３は、第１の磁界センサ４１の信号出力線である。第２の磁界センサ４２は、検出素子４２０ａを含むセンサ本体部４２０と、センサ本体部４２０から引き出された第１乃至第３のリード線４２１〜４２３とを有している。第１のリード線４２１は電源線であり、第２のリード線４２２はＧＮＤ線である。第３のリード線４２３は、第２の磁界センサ４２の信号出力線である。

第１乃至第３の配線リード４３１〜４３３は、第１の磁界センサ４１の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３の長手方向に平行な方向に延びる板状の金属からなる導電性部材である。第４乃至第６の配線リード４３４〜４３６は、第２の磁界センサ４２の第１乃至第３のリード線４２１〜４２３の長手方向に平行な方向に延びる板状の金属からなる導電性部材である。第１乃至第６の配線リード４３１〜４３６は、固定部材４３０によって互いに平行に固定されている。

第１の配線リード４３１は、長手方向の一方の端部に第１の磁界センサ４１の第１のリード線４１１が接続され、長手方向の他方の端部に第１の絶縁電線４０１の中心導体４０１ａが接続されている。第２の配線リード４３２は、長手方向の一方の端部に第１の磁界センサ４１の第２のリード線４１２が接続され、長手方向の他方の端部に第２の絶縁電線４０２の中心導体４０２ａが接続されている。また、第３の配線リード４３３は、長手方向の一方の端部に第１の磁界センサ４１の第３のリード線４１３が接続され、長手方向の他方の端部に第３の絶縁電線４０３の中心導体４０３ａが接続されている。

第４の配線リード４３４は、長手方向の一方の端部に第２の磁界センサ４２の第１のリード線４２１が接続され、長手方向の他方の端部に第４の絶縁電線４０４の中心導体４０４ａが接続されている。第５の配線リード４３５は、長手方向の一方の端部に第２の磁界センサ４２の第２のリード線４２２が接続され、長手方向の他方の端部に第５の絶縁電線４０５の中心導体４０５ａが接続されている。また、第６の配線リード４３６は、長手方向の一方の端部に第２の磁界センサ４２の第３のリード線４２３が接続され、長手方向の他方の端部に第６の絶縁電線４０６の中心導体４０６ａが接続されている。

本実施の形態では、第１の磁界センサ４１の検出素子４１０ａ、及び第２の磁界センサ４２の検出素子４２０ａがホール効果を利用して磁界を検出するホール素子である。第１の磁界センサ４１の検出素子４１０ａは、センサ本体部４１０の内部において第１乃至第３のリード線４１１〜４１３に接続されている。第２の磁界センサ４２の検出素子４２０ａは、センサ本体部４２０の内部において第１乃至第３のリード線４２１〜４２３に接続されている。検出素子４１０ａ，４２０ａは、ハンドル（ステアリング）の操舵力に応じて変化する磁界の強度を検出する。

図６に示すように、樹脂ケース３０は、モールド成形体３２の内部においてシース４００の端部４００ａから露出した第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６を、シース４００と第１及び第２の磁界センサ４１，４２の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３との間で屈曲された状態で固定している。また、樹脂ケース３０は、円筒部３２２の内部においてシース４００を直線状に固定している。ケーブル４０は、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６が屈曲された状態で固定されることにより、樹脂ケース３０（モールド成形体３２の円筒部３２２）の内部におけるシース４００の軸方向が、第１及び第２の磁界センサ４１，４２の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３の長手方向（図６の左右方向）に平行な方向に対して交差している。

収容ケース３１は、リードフレーム４３に接続された第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６の端部を第１及び第２の磁界センサ４１，４２の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３の長手方向に沿って固定している。第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６は、収容ケース３１の導出部３１ｃから収容ケース３１の外部に導出されている。モールド成形体３２は、シース４００から露出した第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６をシース４００と収容ケース３１の導出部３１ｃとの間で屈曲された状態で固定している。

モールド成形体３２は、円筒部３２２において、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６が導出された端部４００ａを含むシース４００の一部を覆うと共に、固定部３２１において収容ケース３１の一部を覆っている。なお、モールド成形体３２が収容ケース３１の全体を覆っていてもよい。すなわち、モールド成形体３２は、収容ケース３１の少なくとも一部（導出部３１ｃを含む部分）を覆ってモールド成形されていればよい。

本実施の形態では、第１及び第２の磁界センサ４１，４２の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３の長手方向と、樹脂ケース３０の内部におけるシース４００の軸方向（円筒部３２２の軸方向）とが直交している。より具体的には、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６が、モールド成形体３２における湾曲部３２３の内部において実質的に９０°の角度で円弧状に湾曲している。

シース４００の外径は例えば５ｍｍであり、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６のそれぞれの外径は例えば１．５ｍｍである。モールド成形体３２の湾曲部３２３において第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６が屈曲された部分の曲率半径は例えば３．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、第１及び第２の磁界センサ４１，４２の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３の長手方向における収容ケース３１の導出部３１ｃとモールド成形体３２の円筒部３２２の端部３２２ａにおけるケーブル４０のシース４００の外周面との間の距離Ｄ_１は、例えば３．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

（比較例）
図８は、比較例に係るセンサモジュール３Ａを示す断面図である。センサモジュール３Ａは、そのモールド成形体３２´の形状が第１の実施の形態に係るセンサモジュール３のモールド成形体３２と異なり、またケーブル４０のシース４００の端部が収容ケース３１に収容されている他は、センサモジュール３と同様に構成されている。図７において、第１の実施の形態に係るセンサモジュール３と実質的に共通する構成要素については、図６に付したものと同一の符号を付してその説明を省略する。

センサモジュール３Ａのモールド成形体３２´は、センサモジュール３の固定部３２１に対応する固定部３２１´、センサモジュール３の円筒部３２２に対応する円筒部３２２´、及びセンサモジュール３の湾曲部３２３に対応する湾曲部３２３´を有しているが、湾曲部３２３´の中心軸の曲率半径は、湾曲部３２３の中心軸の曲率半径よりも大きく形成されている。

この曲率半径の違いは、ケーブル４０のシース４００に覆われた部分が湾曲部３２３´において屈曲されていることによるものである。つまり、シース４００は、第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６よりも外径が大きくかつ硬度が高いために屈曲し難いので、センサモジュール３Ａの湾曲部３２３´を第１の実施の形態の湾曲部３２３と同程度の曲率半径で形成することができず、モールド成形体３２´が第１の実施の形態に係るモールド成形体３２よりも大型化している。

センサモジュール３Ａでは、第１及び第２の磁界センサ４１，４２の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３の長手方向における収容ケース３１の導出部３１ｃとモールド成形体３２´の円筒部３２２´の端部３２２ａ´におけるシース４００の外周面との間の距離Ｄ_１´が第１の実施の形態に係るセンサモジュール３における距離Ｄ_１の２倍以上である。また、湾曲部３２３´におけるシース４００の屈曲部の曲率半径も、第１の実施の形態に係るセンサモジュール３の湾曲部３２３における第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６の曲率半径の２倍以上である。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）ケーブル４０は、シース４００がモールド成形体３２の円筒部３２２内で直線状に固定され、シース４００の端部４００ａから露出した第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６がモールド成形体３２の内部（湾曲部３２３）で屈曲されることにより、ケーブル４０がモールド成形体３２の円筒部３２２の端部３２２ａからトーションバー１０と平行な方向に導出される。これにより、モールド成形体３２から導出されたケーブル４０が車両に搭載された他の部材に干渉することを抑制すると共に、モールド成形体３２を小型化（トーションバー１０の回転軸に直交する方向の寸法の小型化）することができ、トルク検出装置１の車両への搭載性が向上する。

（２）第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６は、収容ケース３１の内部において第１及び第２の磁界センサ４１，４２の第１乃至第３のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３の長手方向に沿って固定され、モールド成形体３２の内部において屈曲された状態で固定されるので、例えば樹脂ケース３０の全体をモールド成形する場合に比較して、製造時における第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６の中心導体４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ａの接続部に溶融樹脂の流動による荷重がかかることを抑制できる。また、収容ケース３１によって第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６の樹脂ケース３０の内部における位置を規定することができ、例えばモールド成形体３２の外表面から第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６が露出しまうことを防ぐことができる。つまり、例えば樹脂ケース３０の全体をモールド成形した場合には、製造時における溶融樹脂の流動によって第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６が流され、モールド成形体３２の外表面から第１乃至第６の絶縁電線４０１〜４０６が露出しまうおそれがあるが、本実施の形態によれば、これを回避することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図９〜図１１を参照して説明する。

図９（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る回転検出装置５、及びこの回転検出装置５を有する車両用の車輪軸受装置５０の構成例を示す断面図である。図９（ｂ）は、回転検出装置５の磁気エンコーダ６の構成例を示す平面図である。

（車輪軸受装置５０の構成）
車輪軸受装置５０は、円筒状の本体部５１０、及び車輪が取り付けられるフランジ部５１１を有する内輪５１と、内輪５１の本体部５１０の外周側に配置された外輪５２と、内輪５１と外輪５２との間に配置された複数の転動体５３と、内輪５１の外輪５２に対する回転速度を検出するための回転検出装置５とを備えている。

内輪５１の本体部５１０の中心部には、その回転軸線Ｏに沿ってドライブシャフトを連結するためのスプライン嵌合部５１０ａが形成されている。内輪５１のフランジ部５１１は、本体部５１０の径方向外側に突出して本体部５１０と一体に形成されている。フランジ部５１１には、図示しない車輪を取り付けるためのボルトが圧入される複数の貫通孔５１１ａが形成されている。

外輪５２は、円筒状に形成され、懸架装置を介して車体に連結されたナックル９に複数のボルト９０（図１には１つのみ示す）によって固定されている。ナックル９には、後述するセンサモジュール７を取り付けるための貫通孔９ａが形成されている。

内輪５１と外輪５２との間の環状の空間は、第１のシール部材５４及び第２のシール部材５５によって封止されている。第１のシール部材５４は、内輪５１のフランジ部５１１側に配置され、第２のシール部材５５はその反対側（車体側）に配置されている。第２のシール部材５５は、断面Ｌ字状の芯金５５１と、芯金５５１に加硫接着によって接着された弾性部材５５２とからなり、芯金５５１の外周に形成された円筒部が外輪５２の外周面に圧入されている。

回転検出装置５は、内輪５１における本体部５１０の外周に固定された磁気エンコーダ６と、磁気エンコーダ６の回転に伴う磁界の変化を検出するためのセンサモジュール７とを有して構成されている。磁気エンコーダ６は、内輪５１の本体部５１０の外周面に嵌着された筒状であり、図９（ｂ）に示すように、周方向に沿って交互に配列された複数のＮ磁極６１と複数のＳ磁極６２とを有している。内輪５１の本体部５１０における車体側の端部の外周面には、磁気エンコーダ６への異物の付着を抑制するカバー部材５６が設けられている。

磁気エンコーダ６は、内輪５１と共に回転し、内輪５１の回転に伴ってセンサモジュール７に対向する部分の磁極（Ｎ磁極６１又はＳ磁極６２）の磁性が変化する。回転検出装置５は、センサモジュール７によって、センサモジュール７に対向する部分の磁気エンコーダ６の磁性の変化を内輪５１のフランジ部５１１に取り付けられた車輪の回転として検出する。

センサモジュール７は、後述する磁界センサ８１と、磁界センサ８１を収容する固定部材としての樹脂ケース７０と、樹脂ケース７０から導出されたケーブル８０とを有している。樹脂ケース７０は、軸状の本体部７０１と、ケーブル８０の導出方向に沿って円筒状に形成された円筒部７０２と、ナックル９にボルト９１によって固定された固定部７０３とを有している。固定部７０３には、ボルト９１を挿通させるボルト挿通孔７０３ａが形成されている。また、ナックル９には、樹脂ケース７０の本体部７０１を挿通させる貫通孔９ａが、回転軸線Ｏに直交する方向にナックル９を厚さ方向に貫通して形成されている。

図１０は、センサモジュール７を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は右側面図である。図１１は、図１０（ｂ）のＢ−Ｂ線断面におけるセンサモジュール７の断面図である。

図１０（ａ）に示すように、ケーブル８０は、樹脂ケース７０の円筒部７０２の端部７０２ａから導出されている。このケーブル８０の導出方向は、本体部７０１の軸方向と直交する方向である。また、図１０（ｅ）に示すように、ケーブル８０は、複数のリード線８１１と、複数のリード線８１１を一括して覆う管状のシース８００とを有している。

図１１に示すように、センサモジュール７の樹脂ケース７０は、一次成形体７１と、ケース部材７２と、二次成形体７３と、三次成形体７４とを有している。ケーブル８０は、樹脂ケース７０の内部においてシース８００から複数の絶縁電線８０１（図１１には最も手前側の一つの絶縁電線８０１のみを示す）が露出している。絶縁電線８０１は、その中心導体８０１ａが絶縁体８０１ｂで被覆されている。

磁界センサ８１は、検出素子としての検出素子８１０ａを少なくとも１つ含むセンサ本体部８１０と、センサ本体部８１０から引き出された複数のリード線８１１（図１１には最も手前側の一つのリード線８１１のみを示す）とを有している。図１１では、センサ本体部８１０の内部に封止された検出素子８１０ａを破線で示している。検出素子８１０ａは、センサ本体部８１０の内部において複数のリード線８１１に電気的に接続されている。本実施の形態では、検出素子８１０ａがホール素子からなる。検出素子８１０ａは、車輪の回転に伴って変化する磁界（センサモジュール７の本体部７０１の先端部における磁気エンコーダ６の磁界）の強度を検出する。

一次成形体７１は、磁界センサ８１と、磁界センサ８１のリード線８１１に中心導体８０１ａが接続された絶縁電線８０１の端部とを含んでモールド成形されている。中心導体８０１ａは、リード線８１１に例えば溶接や半田付けによって接続されている。絶縁電線８０１は、一次成形体７１の内部においてリード線８１１の長手方向に沿って固定され、一次成形体７１の第１導出部７１ａから導出されている。

ケース部材７２は、例えば射出成型によって成形された樹脂からなり、一次成形体７１の磁界センサ８１が配置された側の端部を覆う有底筒状の部材である。二次成形体７３は、ケース部材７２の開口側の端部、及びケース部材７２から露出した一次成形体７１を含んでモールド成形されている。また、二次成形体７３は、一次成形体７１の第１導出部７１ａを覆い、この第１導出部７１ａから導出された絶縁電線８０１を第２導出部７３ａから導出させている。

一次成形体７１、ケース部材７２、及び二次成形体７３は、樹脂ケース７０の本体部７０１を構成し、絶縁電線８０１の端部を磁界センサ８１のリード線８１１の長手方向に沿って固定する本発明の第１固定部材に相当する。

三次成形体７４は、二次成形体７３の第２導出部７３ａを含む外面を覆ってモールド成形され、樹脂ケース７０の円筒部７０２及び固定部７０３を構成する。三次成形体７４は、シース８００から露出した絶縁電線８０１をシース８００と二次成形体７３の第２導出部７３ａとの間で屈曲された状態で固定する本発明の第２固定部材に相当する。また、固定部７０３は、三次成形体７４にモールドされたアルミニウム等の金属からなる筒状のカラー７０４を有し、このカラー７０４の貫通孔がボルト挿通孔７０３ａとなっている。

絶縁電線８０１は、円筒部７０２の内部において直線状に固定されたシース８００の端部８００ａから露出している。ケーブル８０は、三次成形体７４の内部において絶縁電線８０１が屈曲された状態で固定されることにより、円筒部７０２の内部におけるシース８００の軸方向が、磁界センサ８１のリード線８１１の長手方向に平行な方向に対して交差している。

本実施の形態では、磁界センサ８１のリード線８１１の長手方向と、樹脂ケース７０の内部におけるシース８００の軸方向（円筒部７０２の軸方向）とが直交している。より具体的には、絶縁電線８０１が、三次成形体７４の内部において実質的に９０°の角度で円弧状に湾曲している。

シース８００及び絶縁電線８０１の外径は、例えば第１の実施の形態と同様に設定することができる。三次成形体７４の内部において屈曲された絶縁電線８０１の曲率半径は例えば３．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、磁界センサ８１のリード線８１１の長手方向における二次成形体７３の第２導出部７３ａから樹脂ケース７０の円筒部７０２の端部７０２ａにおけるシース８００の外周面までの距離Ｄ_２は、例えば３．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

（比較例）
図１２は、比較例に係るセンサモジュール７Ａを示す断面図である。センサモジュール７Ａは、その樹脂ケース７０´における三次成形体７４´の形状が第２の実施の形態に係るセンサモジュール７の三次成形体７４と異なり、またケーブル８０のシース８００の端部が一次成形体７１の内部に位置している他は、センサモジュール７と同様に構成されている。図１２において、第２の実施の形態に係るセンサモジュール７と実質的に共通する構成要素については、図１１に付したものと同一の符号を付してその説明を省略する。

センサモジュール７Ａでは、ケーブル８０のシース８００が三次成形体７４´の内部において９０°の角度で絶縁電線８０１と共に円弧状に屈曲されている。三次成形体７４´の内部におけるシース８００の中心軸の曲率半径は、第２の実施の形態に係るセンサモジュール７の三次成形体７４の内部における絶縁電線８０１の中心軸の曲率半径よりも大きく形成されている。

この曲率半径の違いは、シース８００が絶縁電線８０１よりも外径が大きくかつ硬度が高いために屈曲し難いことによるものである。これにより、センサモジュール７Ａの三次成形体７４´は、第２の実施の形態に係るセンサモジュール７の三次成形体７４よりも大型化している。また、磁界センサ８１のリード線８１１の長手方向における二次成形体７３の第２導出部７３ａから樹脂ケース７０の円筒部７０２の端部７０２ａにおけるシース８００の外周面までの距離Ｄ_２´は、第２の実施の形態に係るセンサモジュール３における距離Ｄ_２の２倍以上である。また、三次成形体７４´におけるシース８００の曲率半径も、第２の実施の形態に係るセンサモジュール３の三次成形体７４における絶縁電線８０１の曲率半径の２倍以上である。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）ケーブル８０は、シース８００が樹脂ケース７０の円筒部７０２内で直線状に固定され、シース８００の端部８００ａから露出した絶縁電線８０１が三次成形体７４の内部で屈曲されることにより、ケーブル８０が樹脂ケース７０の円筒部７０２の端部７０２ａから本体部７０１の軸線に直交する方向に導出される。これにより、樹脂ケース７０から導出されたケーブル８０が車両に搭載された他の部材（ブレーキ装置等）に干渉することを抑制すると共に、樹脂ケース７０を小型化（本体部７０１の軸線方向の寸法の小型化）することができ、回転検出装置５の車両への搭載性が向上する。

（２）絶縁電線８０１は、一次成形体７１、ケース部材７２、及び二次成形体７３において磁界センサ８１のリード線８１１の長手方向に沿って固定され、三次成形体７４において屈曲される。これにより、樹脂ケース７０の本体部７０１における軸方向長さを確保して磁界センサ８１のセンサ本体部８１０を磁気エンコーダ６に接近させることができると共に、三次成形体７４における本体部７０１の軸方向の長さを短縮することができる。また、一次成形体７１、ケース部材７２、及び二次成形体７３によって絶縁電線８０１の樹脂ケース７０の内部における位置を規定することができ、例えば三次成形体７４のモールド成形時に絶縁電線８０１が三次成形体７４の外表面から露出しまうことを防ぐことができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］中心導体（４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ａ，８０１ａ）を絶縁体（４０１ｂ，４０２ｂ，４０３ｂ，４０４ｂ，４０５ｂ，４０６ｂ，８０１ｂ）で被覆してなる絶縁電線（４０１〜４０６，８０１）、及び前記絶縁電線（４０１〜４０６，８０１）を覆うシース（４００，８００）を有するケーブル（４０，８０）と、検出素子（４１０ａ，４２０ａ，８１０ａ）を含むセンサ本体部（４１０，４２０，８１０）、及び前記センサ本体部（４１０，４２０，８１０）から引き出されて前記中心導体（４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ａ，８０１ａ）に接続されたリード線（４１１〜４１３，４２１〜４２３，８１１）を有するセンサ（４１，４２，８１）と、前記センサ（４１，４２，８１）と前記ケーブル（４０，８０）とを相互に固定する固定部材（３０，７０）とを備え、前記固定部材（３０，７０）は、前記シース（４００，８００）から露出した前記絶縁電線（４０１〜４０６，８０１）を前記シース（４００，８００）と前記リード線（４１１〜４１３，４２１〜４２３，８１１）との間で屈曲された状態で固定し、前記ケーブル（４０，８０）は、前記絶縁電線（４０１〜４０６，８０１）を覆うシース（４００，８００）を有するケーブル（４０，８０）と、が前記屈曲された状態で固定されることにより、前記固定部材（３０，７０）の内部における前記シース（４００，８００）の軸方向が、前記リード線（４１１〜４１３，４２１〜４２３，８１１）の長手方向に平行な方向に対して交差している車載用検出装置（１，５）。

［２］前記固定部材（３０，７０）は、前記絶縁電線（４０１〜４０６，８０１）の端部を前記リード線（４１１〜４１３，４２１〜４２３，８１１）の長手方向に沿って固定する第１固定部材（３１，７１〜７３）と、前記シース（４００，８００）から露出した前記絶縁電線（４０１〜４０６，８０１）を前記シース（４００，８００）と前記第１固定部材（３１，７１〜７３）との間で屈曲された状態で固定する第２固定部材（３２，７４）とを有し、前記第２固定部材（３２，７４）は、前記シース（４００，８００）の端部（４００ａ，８００ａ）及び前記第１固定部材（３１，７１〜７３）の少なくとも一部を覆ってモールド成形されたモールド樹脂である、［１］に記載の車載用検出装置（１，５）。

［３］前記検出素子（４１０ａ，４２０ａ）は、ハンドルの操舵力に応じて変化する磁界の強度を検出するホール素子である、［１］又は［２］に記載の車載用検出装置（１）。

［４］前記検出素子（８１０ａ）は、車輪の回転に伴って変化する磁界の強度を検出するホール素子である、［１］又は［２］に記載の車載用検出装置（５）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、操舵トルクを検出するトルク検出装置１、及び車輪の回転を検出する回転検出装置５に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、車両に搭載おける各種物理量を検出する検出装置に本発明を適用することが可能である。この場合、センサとしては、磁界センサに限らず、温度センサや圧力センサ、あるいはヨーレイトセンサ等を適用することが可能である。

また、樹脂ケース３０，７０の内部におけるシース４００，８００の軸方向は、磁界センサ４１，４２，８１のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３，８１１の長手方向に平行な方向に対して交差していれば、必ずしも直交していなくとも、本発明の効果を得ることができる。例えば、樹脂ケース３０，７０の内部におけるシース４００，８００の軸方向が、磁界センサ４１，４２，８１のリード線４１１〜４１３，４２１〜４２３，８１１の長手方向に対して４５°以上９０°未満の角度で傾斜していてもよい。

１…トルク検出装置（車載用検出装置）、３，３Ａ…センサモジュール、５…回転検出装置（車載用検出装置）、６…磁気エンコーダ、７，７Ａ…センサモジュール、９…ナックル、９ａ…貫通孔、１０…トーションバー、１１…入力軸、１２…連結部材、１３…第１の回転ヨーク、１４…第１の固定ヨーク、２３…第２の回転ヨーク、２４…第２の固定ヨーク、１５…磁石、１６…補助ヨーク、２１…出力軸、２２…アダプタ、３０…樹脂ケース（固定部材）、３１…収容ケース（第１固定部材）、３１ａ…開口、３１ｂ…収容空間、３１ｃ…導出部、３２…モールド成形体（第２固定部材）、４０…ケーブル、４１…第１の磁界センサ（センサ）、４２…第２の磁界センサ（センサ）、４３…リードフレーム、５０…車輪軸受装置、５１…内輪、５２…外輪、５３…転動体、５４…第１のシール部材、５５…第２のシール部材、５６…カバー部材、６１…Ｎ磁極、６２…Ｓ磁極、７０…樹脂ケース（固定部材）、７１…一次成形体（第１固定部材）、７１ａ…第１導出部、７２…ケース部材（第１固定部材）、７３…二次成形体（第１固定部材）、７３ａ…第２導出部、７４…三次成形体（第２固定部材）、８０…ケーブル、８１…磁界センサ（センサ）、９０，９１…ボルト、１３０，２３０…本体部、１３１，２３１…突起部、１３１ａ，２３１ａ…先端面、１４０，２４０…環状部、１４１，２４１…延出部、１４２，２４２…突出部、３００…固定金具、３００ａ…貫通孔、３００ｂ…ボルト挿通孔、３１１…鍔部、３２１…固定部、３２２…円筒部、３２３…湾曲部、３２２ａ…端部、４００…シース、４００ａ…端部、４０１〜４０６…第１乃至第６の絶縁電線、４０１ａ，４０２ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ａ…中心導体、４０１ｂ，４０２ｂ，４０３ｂ，４０４ｂ，４０５ｂ，４０６ｂ…絶縁体、４１０，４２０…センサ本体部、４１０ａ，４２０ａ…検出素子、４１１〜４１３，４２１〜４２３…第１乃至第３のリード線、４３１〜４３４…第１乃至第４の配線リード、４３５…固定部材、５１０…本体部、５１０ａ…スプライン嵌合部、５１１…フランジ部、５１１ａ…貫通孔、５５１…芯金、５５２…弾性部材、７０１…本体部、７０２…円筒部、７０２ａ…端部、７０３…固定部、７０３ａ…ボルト挿通孔、７０４…カラー、８００…シース、８００ａ…端部、８０１…絶縁電線、８０１ａ…中心導体、８０１ｂ…絶縁体、８１０…センサ本体部、８１０ａ…検出素子、８１１…リード線、Ｈ１…第１の磁路、Ｈ２…第２の磁路、Ｏ…回転軸線

Claims

中心導体を絶縁体で被覆してなる絶縁電線、及び前記絶縁電線を覆うシースを有するケーブルと、
検出素子を含むセンサ本体部、及び前記センサ本体部から引き出されて前記中心導体に接続されたリード線を有するセンサと、
前記センサと前記ケーブルとを相互に固定する固定部材とを備え、
前記固定部材は、前記シースから露出した前記絶縁電線を前記シースと前記リード線との間で屈曲された状態で固定し、
前記ケーブルは、前記絶縁電線が前記屈曲された状態で固定されることにより、前記固定部材の内部における前記シースの軸方向が、前記リード線の長手方向に平行な方向に対して交差している
車載用検出装置。
前記固定部材は、
前記絶縁電線の端部を前記リード線の長手方向に沿って固定する第１固定部材と、
前記シースから露出した前記絶縁電線を前記シースと前記第１固定部材との間で屈曲された状態で固定する第２固定部材とを有し、
前記第２固定部材は、前記シースの端部及び前記第１固定部材の少なくとも一部を覆ってモールド成形されたモールド樹脂である、
請求項１に記載の車載用検出装置。
前記検出素子は、ハンドルの操舵力に応じて変化する磁界の強度を検出するホール素子である、
請求項１又は２に記載の車載用検出装置。
前記検出素子は、車輪の回転に伴って変化する磁界の強度を検出するホール素子である、
請求項１又は２に記載の車載用検出装置。