JP3051626U - 電気的な測定値センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 電気的な測定回路を受容するための電気
的な測定値センサであって、測定回路が少なくとも１つ
のセンサ素子を含んでいて、かつセンサ部分２３，２４
に所属して配置されており、センサ支持体１３が、永久
磁石として形成された第１のセンサ部分２３を受容して
いてかつ、測定点に向けられた円筒状の端面２９を有し
ており、該端面に磁力線の収束のために、均質化薄板と
して形成された第２のセンサ部分２４が配置されている
形式のものにおいて、均質化薄板２４のコア面３１が、
永久磁石２３の円筒状の端面２９に比べて小さな直径を
有するように形成されている。 【効果】 磁力線の出口が収束されて、ホール素子を介
して均質な磁界が形成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、電気的な測定回路を受容するための電気的な測定値センサであって 、測定回路が少なくとも１つのセンサ素子を含んでいて、かつセンサ部分に所属 して配置されており、支持体部分を備えており、支持体部分にセンサ支持体を配 置してあり、センサ支持体が、永久磁石として形成された第１のセンサ部分を受 容していてかつ、測定点に向けられた円筒状の端面を有しており、該端面に磁力 線の収束のために、均質化薄板として形成された第２のセンサ部分が配置されて いる形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ドイツ連邦共和国実用新案登録出願第Ｇ９４１１０１８Ｕ１号明細書により、 電磁気的な検知器(Fuehler)及びホール素子(Hall-Element)を備えた測定値セン サが公知であり、該測定値センサは特に車両車輪の回転軸の角度位置及び回転数 を測定するのに役立つている。この種のセンサは特に自動車エレクトロニクスの ために重要であり、それというのはセンサによって、回転する構成部分の角度位 置及び回転数が検出されるからである。このために例えば、点火信号又は燃料噴 射信号の発生のためのクランク角及びカム軸回転角の測定並びに、多気筒内燃機 関において第１のシリンダの規定された位置を検出して、これから他のシリンダ の電気的な点火を調整するための発信器ホイールの回転数の測定が実施される。

【０００３】 測定のために、測定値センサは、回転数及び位置を検出すべき回転軸に対して 同軸的に配置された歯付きディスクに所属して配置される。発信器ホイールの幾 何学的な不規則性(geometrische Unregelmaessigkeit)に基づき、永久磁石によ り発生させられた誘導磁界を変化せしめる所期の干渉箇所が生じる。このような 変化がホール素子により受け取られ、これにより信号が生ぜしめられて、機関制 御装置に伝達される。しかしながら、信頼性の高い信号を発生させるために、永 久磁石とホール素子とを回転軸に対して所定の形式で配置することが必要である 。このような規定された位置を保証するために、装置が多数の構成部分から成っ ており、該構成部分が高価な係止結合又はスナップ結合により互いに位置決めさ れて、測定センサの支持体に対する永久磁石及びホール素子の規定された位置を 保証するようになっている。このような構成は、構成部分の数と必要な組立作業 ステップの多いことにより著しく高価である。

【０００４】 さらに、公知の測定センサは、永久磁石に配置された均質化薄板を備えており 、該均質化薄板を介して磁界が形成される。均質化薄板は、測定点に向けられた 永久磁石の端面を完全に被っている。これにより、均質化薄板の縁領域上に誘導 ピーク(Induktionshoecker)若しくは磁束の著しい立上がり(Ueberhoehung)を生 ぜしめる不均質な磁界が形成される。

【０００５】 前述のように形成された磁界は、信頼性のある信号を発生させるべき測定に使 用するには不適当である。それというのは、少なくとも１つのホール素子を介し て磁界の不均一な経過が生ぜしめられ、これによって信号が制御されずに生ぜし められるからである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、公知技術の前述の欠点を排除することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために本考案の構成では、均質化薄板のコア面が、永久磁 石の円筒状の端面に比べて小さな直径を有するように形成されている。

【０００８】

【考案の効果】

本考案に基づく前記構成により利点として、磁力線の出口が収束され、その結 果、ホール素子を介して均質な磁界が形成される。永久磁石の端面に比べて直径 の小さい均質化薄板の構成では、前述の著しい立上がりもしくは誘導ピークはも はや生じない。これによって、永久磁石の端面に対してほぼ平行でかつ、該端面 に対して間隔を置いて直線的に延びる磁力線を有する磁界が形成できる。これに よって、例えば回転軸に設けられた発信器ホイールによって測定信号の確実な発 生が行われる。

【０００９】 本考案の有利な構成では、均質化薄板が直径で永久磁石の円筒状の端面に比べ て５％乃至３０％、有利には１０％乃至２０％だけ小さく形成されている。これ によって、磁力線が少なくとも１つのホール素子を介して均質な磁界に収束され る。直径を永久磁石に対して減少して形成された均質化薄板により、磁力線が縁 領域内で均質に形成され、これによって著しい立上がりが排除され、かつ磁力線 が均質化薄板の直径にわたって均質化薄板に対してほぼ平行に配向される。

【００１０】 本考案のさらに別の有利な構成では、測定値センサの支持体内での均質化薄板 の固定のために、保持部材を設けてあり、保持部材が支持体内に、少なくとも１ つのホール素子を受容するプリント配線板のための支持面と同一面を成すように 配置されていて、プラスチックから成る支持体内に射出成形により埋め込まれて いる。これによって、均質化薄板が支持体内に簡単に固定され、この場合、有利 には支持体と保持部材との間の接着結合が行われる。保持部材は有利には３つの 側でプラスチックにより取り囲まれており、プリント配線板に向けられた第４の 側は射出成形のプラスチックで被われてはいない。

【００１１】 本考案のさらに別の有利な構成では、保持部材が均質化薄板の外周に半径方向 外側に向けて配置され、かつストリップ状に形成されている。保持部材を有利に は狭く形成することにより、均質な磁界に影響を及ぼすことなしに、支持体に対 する均質化薄板の簡単な固定が可能である。

【００１２】 本考案のさらに別の有利な構成では、均質化薄板の外周から半径方向外側に向 けられた少なくとも２つのセンタリング部材が設けられており、センタリング部 材の外径が、円筒形の永久磁石の端面の直径に相応している。これにより、均質 化薄板に対する永久磁石の位置決めに際して永久磁石の中央位置が保証される。

【００１３】 均質化薄板及び永久磁石が有利には前組立ユニットとして射出成形工具内には め込まれる。この場合、センタリング部材が永久磁石の位置決めのために射出成 形工具の受容部に同一面を成して接触し、これにより、中央配置が可能である。

【００１４】 プラスチックから成る支持体の一体構造及び、保持部材並びにセンタリング部 材の配置により、１つの射出工程で永久磁石と均質化薄板とがセンサ支持体に対 して位置決される。これにより、個々の構成部分の費用のかかる組立過程が節減 され、測定値センサの経済的な製造が可能である。

【００１５】

【考案の実施の形態】

次に、図示の実施例につき本考案のその他の利点及び有利な構成を以下に説明 する。

【００１６】 図１及び図２に測定値センサ１１を示しており、測定値センサ(Messwertaufne hmer)は例えば自動車の角度パルス発信器(Winkelimpulsgeber)、回転数センサ若 しくは類似のものとして使用される。測定値センサ１１は、射出成形品として一 体的に製造された支持体部分１２を有している。支持体部分１２はセンサ支持体 １３及び支持体区分１６から成っており、センサ支持体が電気的な測定回路１４ を受容しており、支持体区域が接続部１７をセンサ支持体１３に結合している。 接続部１７はキャップ状に形成されていて、接続ケーブル（図示せず）の一端を 受容するようになっている。接続部１７内には接触ピン１８を配置してあり、接 触ピンが接続ケーブルに接触可能である。接触ピン１８は電気的な結合導線１９ を介して、センサ支持体１３内に配置された接触部材２１に結合され、かつ有利 には支持体部分１２の中央の領域内に配置されていて、支持体部分１２により完 全に取り囲まれている。

【００１７】 センサ支持体１３によって、プリント配線板２２上に配置された電気的な測定 回路１４を、一体構造の支持体部分１２の製造の後にクリップ固定することがで きる。接触ピン１８、電気的な結合導線１９及び接触部材２１は有利には挿入部 分(Einlegeteil)として形成され、かつプラスチックの射出に先立って射出成形 工具内へ挿入される。さらに、センサ支持体１３が永久磁石（センサ部分）２３ 及び均質化薄板(Homogenisierungsblech)２４を受容しており、永久磁石及び均 質化薄板（センサ部分）は同じく挿入部分として形成されている。これによって 、測定値センサ１１の温度に不感応な構成部分を１回の射出形成過程で埋め込む ことができ、次いで、温度に感応性の測定回路１４をセンサ支持体１３に対して 位置決めすることができる。

【００１８】 センサ支持体１３は、プリント配線板２２の支持のために形成された支持面２ ６を備えており、支持面は環状つば２７により囲まれている。環状つば２７の端 面２９と支持面２６との間に、測定回路１４の受容のための空間３９が形成され ている。環状つば２７の端面２９にケーシング４１を当接させてあり、ケーシン グがセンサ区域(Sensorzone)４８を取り囲んでいる。ケーシング４１は例えば周 囲のつば出しによってセンサ支持体１３と形状結合的(formschluessig)に閉鎖さ れており、この場合有利には、溝４６内にパッキン４７が配置され、これによっ て、ケーシング４１とセンサ支持体１３、ひいてはセンサ区域４８との間の媒体 に対して密な結合が可能である。支持体部分１２へのケーシング４１の別の固定 も同じく可能である。

【００１９】 図３に拡大斜視して示したセンサ支持体１３は、環状つば２７にセグメント開 口２８を備えており、セグメント開口内に接触部材２１が配置されている。環状 つば２７はさらに係止エレメント(Rastelement)３０を備えており、係止エレメ ントが、平面的に形成された支持面２６にプリント配線板２２を固定するのに役 立つている。支持面２６内には、該支持面と同一面を成して均質化薄板２４が配 置されている。均質化薄板２４は永久磁石２３の端面２９に配置されている。均 質化薄板２４は永久磁石２３への均質化薄板の固定のために、舌片状に形成され た保持部材３２を備えており、保持部材が支持面２６内にはめ込まれているか、 若しくは射出成形により３つの側でセンサ支持体１３に取り囲まれており、これ によって一種の接着結合(Klebeverbindung)が行われている。有利には、４つの 保持部材３２を設けてあり、保持部材は互いに等間隔に配置されて、半径方向外 側に向けられている。

【００２０】 永久磁石２３の端面２９に比べて小さな直径のコア面３１を有する均質化薄板 ２４は、さらに、半径方向外側に向いたセンタリング部材３３を備えており、セ ンタリング部材の直径方向の寸法が永久磁石２３の直径に相応している。有利に は互いに対向して配置された２対のセンタリング部材３３を設けてあり、センタ リング部材は、一方ではセグメント開口２８に向けられ、かつ他方ではセグメン ト開口３４に向けられている。セグメント開口２８，３４は射出成形工具内での 永久磁石２３の固定のために用いられる。均質化薄板２４のコア面３１にセンタ リング部材３３を配置してあることによって、射出成形工具内での永久磁石２３ 及び均質化薄板２４の位置決めに際して、永久磁石２３と均質化薄板２４とが互 いに同軸的に位置決めされて、前組立ユニット(Vormontageeinheit)として射出 成形工具内に差し込まれ得る。

【００２１】 図４に示すように、永久磁石２３の端面２９に配置された均質化薄板２４は永 久磁石２３を介して均質な磁界３５を形成する。磁界３５内に測定回路１４が配 置されており、この場合、プリント配線板２２が直接に均質化薄板２４に接触し ている。プリント配線板２２の、均質化薄板２４とは逆の側に、例えば２センサ 式(zweisensorig)のディファレンシャルＩＣ素子(Differenz-IC-Glied)３６を設 けてあり、ディファレンシャルＩＣ素子は２つのセンサを備えたＩＣ素子(IC-El ement)に相応するものである。均質化薄板２４の、永久磁石２３の端面２９に比 べて直径を減少せしめられたコア面３１によって、磁力線が収束して生ぜしめら れて、図４に示すような磁界３５が形成される。このような均質な磁界３５にお いては、従来形成された磁界に比べて利点として、均質化薄板２４を介して縁領 域内に著しい立上がり若しくは誘導ピークが生じるようなことはなく、これは、 永久磁石２３の端面の直径に相応する直径の均質化薄板によって生ぜしめられる ものである。

【００２２】 永久磁石２３の直径に対する均質化薄板２４のコア面３１の減少率は、５％乃 至３０％、有利には１０％乃至２０％の範囲であり、距離Ａになる。保持部材３ ２及びセンタリング部材３３は、狭いストリップ状又は舌片状の構造に基づき磁 界３５に影響を及ぼすことはなく、それというのは、このようなノーズ状の部分 (Nase)は磁界３５に作用しない飽和状態にあるからである。

【００２３】 均質化薄板２４のコア面３１によって被われない端面２９が、有利には、射出 成形によりプラスチックで被覆され、これによって、プリント配線板２２のため の平面的に形成されて閉鎖された支持部が得られる。さらに、永久磁石２３が良 好に固定される。射出成形によりプラスチックで被覆される部分は特にセグメン ト開口２８，３４間の領域内に設けられている。

【００２４】 均質な磁界３５の形成により、測定値センサの高いスイッチング頻度が可能に なる。測定値センサ１１に対して位置決めされた発信器ホイール（図示せず）は 、磁界３５を通して案内され、これにより、発信器ホイールに設けた不均質性が 所期の干渉箇所として変動を磁界内に生ぜしめてセンサをスイッチングする。こ れにより生じた信号が、多気筒内燃機関では第１のシリンダの規定された位置の 検出のために利用され、該位置に基づいてほかのシリンダの点火が調整される。

【００２５】 均質化薄板２４のコア面を本考案に基づき減少させることにより、均質な磁界 ３５を形成することができ、このような磁界が、センサの確実なスイッチング及 び測定信号の検出を可能にする。有利には、永久磁石２３並びに均質化薄板２４ が前組立ユニットとして射出成形工具内へ挿入され、これにより、コスト的に有 利な測定値センサ１１の構成が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に基づく測定値センサの概略的な横断面
図

【図２】図１の測定値センサの概略的な側面図

【図３】本考案に基づき形成された均質化薄板を備える
測定値センサのセンサ支持体の斜視図

【図４】本考案に基づき均質な磁界を形成する均質化薄
板及び永久磁石の概略的な断面図

【符号の説明】

１１ 測定値センサ、 １２ 支持体部分、 １３
センサ支持体、１４ 測定回路、 １７ 接続部、
１８ 接触ピン、 １９ 結合導線、 ２１
接触部材、 ２２ プリント配線板、 ２３ 永久
磁石、２４ 均質化薄板、 ２６ 支持面、 ２８
セグメント開口、 ２９端面、 ３０ 係止エレ
メント、 ３１ コア面、 ３２ 保持部材、３３
センタリング部材、 ３４ セグメント開口、
３５ 磁界、３６ センサ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 クラウス ドーデラー ドイツ連邦共和国 ノイエンビュルク ジ ルヒャーヴェーク ９

Claims (11)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的な測定回路（１４）を受容するた
   めの電気的な測定値センサであって、測定回路が少なく
   とも１つのセンサ素子（３６）を含んでいて、かつセン
   サ部分（２３，２４）に所属して配置されており、支持
   体部分（１２）を備えており、支持体部分（１２）にセ
   ンサ支持体（１３）を配置してあり、センサ支持体が、
   永久磁石として形成された第１のセンサ部分（２３）を
   受容していてかつ、測定点に向けられた円筒状の端面を
   有しており、該端面に磁力線の収束のために、均質化薄
   板として形成された第２のセンサ部分（２４）が配置さ
   れている形式のものにおいて、均質化薄板（２４）のコ
   ア面（３１）が、永久磁石（２３）の円筒状の端面に比
   べて小さな直径を有するように形成されていることを特
   徴とする電気的な測定値センサ。
2. 【請求項２】 均質化薄板（２４）のコア面（３１）
   が、直径で、永久磁石（２３）の端面（２９）よりも５
   ％乃至３０％、有利には１０％乃至２０％だけ小さく構
   成されている請求項１記載の測定値センサ。
3. 【請求項３】 均質化薄板（２４）が永久磁石（２３）
   の端面（２９）に接触していて、かつセンサ支持体（１
   ３）内での固定のために保持部材（３２）を有してお
   り、保持部材がセンサ支持体（１３）の支持面（２６）
   に対して同一面を成して配置されている請求項１又は２
   記載の測定値センサ。
4. 【請求項４】 均質化薄板（２４）のコア面（３１）の
   外周から半径方向外側に向けられた保持部材（３２）
   が、ストリップ状に形成されていて、有利には周囲にわ
   たって均一に分配してコア面（３１）に配置されている
   請求項１から３までのいずれか１項記載の測定値セン
   サ。
5. 【請求項５】 永久磁石（２３）の、均質化薄板（２
   ４）のコア面（３１）の直径の減少によって被われてい
   ない端面（２９）が、射出成形によってセンサ支持体
   （１３）のプラスチックで被覆されており、該領域が均
   質化薄板（２４）に同一面を成して接続されている請求
   項１から４までのいずれか１項記載の測定値センサ。
6. 【請求項６】 均質化薄板（２４）のコア面（３１）の
   外周から半径方向外側に向けられた少なくとも２つのセ
   ンタリング部材（３３）が設けられており、センタリン
   グ部材の外径が、永久磁石（２３）の端面（２９）の直
   径に相応している請求項１から５までのいずれか１項記
   載の測定値センサ。
7. 【請求項７】 センタリング部材（３３）が舌片状に形
   成されている請求項６記載の測定値センサ。
8. 【請求項８】 センタリング部材（３３）が対を成して
   均質化薄板（２４）のコア面（３１）に配置され、かつ
   それぞれセグメント開口（２８，３４）に向けられてい
   る請求項６記載の測定値センサ。
9. 【請求項９】 均質化薄板（２４）が、均質化薄板（２
   ４）を介して台形状に配置されたほぼ均質な磁界（３
   ５）を形成しており、該磁界内に測定回路（１４）の少
   なくとも１つのセンサ素子（３６）が配置されている請
   求項１から８までのいずれか１項記載の測定値センサ。
10. 【請求項１０】 均質化薄板（２４）及び永久磁石（２
    ３）が前組立ユニットとして射出成形工具内で周囲を射
    出成形されている請求項１から９までのいずれか１項記
    載の測定値センサ。
11. 【請求項１１】 均質化薄板（２４）が保持部材（３
    ２）を介して支持面（２６）と同一面を成すように配置
    され、かつ射出成形によってプラスチックで被覆され
    て、センサ支持体（１３）に接着結合されている請求項
    １から１０までのいずれか１項記載の測定値センサ。