JPH0894656A - 電磁式回転角センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、被水に伴うセンサ内部の鉄系金属部
品を錆付きを防止できるとともに、出力ターミナル部分
への水の浸入を高い信頼性をもって防止できる電磁式回
転角センサを得ることにある。 【構成】ケーシング23に埋設されたコイルボビン11は、
永久磁石20と集磁体21とが収容される磁石収容部13と、
検出コイル15が巻付けられるコイル巻回部14とを有し、
これら両部は、磁石収容部の底とコイル巻回部の磁石収
容部側のフランジとを兼ねる境界壁部12を介して一体に
連続されている。小径軸部17の一端に大径部18を一体に
設けたコア鉄心16を、大径部を磁石収容部内に配すると
共にコイル巻回部の中心孔14b に小径軸部を貫通して設
ける。この前提において、出力ターミナル22側への水の
浸入を妨げる弾性変形が可能な環状の弾性シール材19
を、境界壁部と大径部との間に、圧縮状態で挟設したこ
とを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
のような内燃機関の点火時期や燃料噴射時期を決定する
ために、各気筒ごとのクランク角度位置等を検出するこ
と等に使用される電磁式回転角センサに係り、特に、被
水に伴ういセンサ内部への水の浸入についての対策を講
じた電磁式回転角センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】クランク角度位置を検出する電磁式回転
角センサの中には、一対の出力ターミナルが接続される
とともに検出コイルが取付けられる合成樹脂製のコイル
ボビンに、磁石収容部を設けて、この収容部に永久磁石
と磁束を集めるための集磁体を収容し、また、検出コイ
ルが取付けられるコイルボビンのコイル巻回部に前記永
久磁石に接するコア鉄心を貫通して設けるとともに、前
記各部品をインサート成形により合成樹脂製のケーシン
グ内に埋設してなるものがあり、そのコア鉄心の永久磁
石と反対側の端部はケーシングの外部に露出されてい
る。

【０００３】この種の回転角センサにおいて、コア鉄心
と、これに接する合成樹脂製のケーシングおよびコイル
ボビンとの接触面間には、これら異種材料の熱膨脹の差
異に基づき隙間が発生することがある。そのため、回転
角センサが被水した場合に、前記隙間を通ってセンサ内
部に水が浸入し、それにより、出力ターミナルが短絡さ
れて誤った信号が出力される恐れがある。

【０００４】そこで、このような誤信号の出力を防止す
るための対策を講じた電磁式回転角センサが、実開平６
−２２３２号公報で知られている。図３は前記公開公報
に記載された電磁式回転角センサを示し、同図中１は出
力ターミナル、２は検出コイル、３はコイルボビン、３
ａは磁石収容部、３ｂはコイル巻回部、４は永久磁石、
５は集磁体、６はコア鉄心、７はケーシングである。

【０００５】そして、集磁体５の永久磁石４と反対側に
その周方向に連続する段部を設けることによって、磁石
収容部３ａの内周面と前記段部との間に、磁石収容部３
ａの開口端側から他端側に向けて環状の凹溝８を形成す
るとともに、ケーシング７に凹溝８に充填される環状の
シール凸部９を一体に設けている。このシール凸部９は
ケーシング７の射出成型により形成される。

【０００６】こうした構成により、被水に伴い前記隙間
を通りセンサ内部に水が浸入しても、この水をシール凸
部９によりシールできるから、浸入した水が出力ターミ
ナル１に到達することを防止できる。それにより、出力
ターミナル１の短絡に基づく誤信号の出力を防止できる
ようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、センサ内部に
浸入した水がシール凸部９に到達する浸入経路には、永
久磁石４およびこれに重ねられた集磁体５が配置されて
いる。そして、これら永久磁石４および集磁体５は、い
ずれも鉄系の金属で形成されているので、センサ内部に
浸入した水に晒されて錆付きを生じ、それにより、製品
寿命を損なうという問題がある。

【０００８】その上、前記シール凸部９は合成樹脂製の
ケーシング７に一体成型されるものであるので、これと
集磁体５およびコイルボビン３の磁石収容部３ａとの材
質の違いに基づく相互の熱膨張の差は依然としてある。
そのため、シール凸部９と磁石収容部３ａとの間に隙間
を生じる可能性は否定できない。したがって、出力ター
ミナル部分への水の浸入を防止する上では高い信頼性を
期待できないという問題がある。

【０００９】本発明の目的は、被水に伴うセンサ内部の
鉄系金属部品を錆付きを防止できるとともに、出力ター
ミナル部分への水の浸入を高い信頼性をもって防止でき
る電磁式回転角センサを得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端側が磁石
収容部をなすとともに他端側がコイル巻回部をなし、か
つ、これら磁石収容部とコイル巻回部とが、前記磁石収
容部の底と前記コイル巻回部の前記磁石収容部側のフラ
ンジとを兼ねる境界壁部を介して一体に連続されたコイ
ルボビンと、前記コイル巻回部に巻き付けて取付けられ
た検出コイルと、小径軸部の一端に大径部を一体に設け
てなり、前記大径部を前記磁石収容部内に配するととも
に前記コイル巻回部の中心孔に前記小径軸部を貫通させ
て設けられたコア鉄心と、前記大径部に接して前記磁石
収容部に収容された永久磁石と、この永久磁石に前記大
径部とは反対側から接して前記磁石収容部に収容された
集磁体と、前記磁石収容部の外側に設けられるととも
に、一端部が前記検出コイルに接続された一対の出力タ
ーミナルと、これら出力ターミナルの他端部および前記
小径軸部の他端部を夫々露出させるとともにそれ以外の
前記各部品を埋設して設けられた合成樹脂製のケーシン
グとを具備する電磁式回転角センサを前提とする。

【００１１】そして、前記目的を達成するために、前記
境界壁部と前記コア鉄心の大径部との間に弾性変形が可
能な環状の弾性シール材を挟設したものである。

【００１２】

【作用】前記構成の電磁式回転角センサにおいて、その
被水に伴ってセンサ内部に浸入する水は、はじめにコア
鉄心の小径軸部とコイルボビンのコイル巻回部との間に
発生した隙間を通り、次に、コイルボビンの磁石収容部
内を通り抜けて出力ターミナル側に到達しようとする。

【００１３】しかし、コイルボビンにおけるコイル巻回
部と磁石収容部との間の境界壁部と、コア鉄心の磁石収
容部内に配置された大径部との間には、環状の弾性シー
ル材を挟設してあるから、このシール材によりセンサ内
部に浸入した水を塞き止めて、前記境界壁部から先に水
が浸入することを防止する。

【００１４】それにより、磁石収容部の内部に収容され
た鉄系金属部品である永久磁石および集磁体が、浸入し
た水に晒されることがないとともに、浸入した水が出力
ターミナル側に達することがない。そして、以上のよう
な防水シールをなす弾性シール材は弾性変形ができるか
ら、熱膨脹の差により境界壁部と大径部との距離が変わ
っても、それに追従して前記防水シール性能を維持でき
る。

【００１５】

【実施例】以下、図１および図２を参照して本発明の一
実施例を説明する。図１および図２中は本発明の一実施
例に係る内燃機関のクランク角度検出用の電磁式回転角
センサの構成を示す図であって、これらの図中符号１１
で示す合成樹脂製の一体成型品からなるコイルボビン
は、境界壁部１２を境に一端側に連続する磁石収容部１
３と、他端側に連続するコイル巻回部１４とを備えてい
る。磁石収容部１３は境界壁部１２を底とした有底円筒
状をなしている。

【００１６】コイル巻回部１４は、境界壁部１２を一方
のフランジとしているとともに、これに対向する他方の
フランジ１４ａを有している。このコイル巻回部１４の
中心軸部を貫通して設けられた中心孔１４ｂの両端は、
境界壁部１２およびフランジ１４ａの中央部に夫々開口
されている。このコイル巻回部１４の中心軸部には検出
コイル１５が巻き付けて取付けられている。

【００１７】図１および図２中１６は鉄系金属製からな
るコア鉄心を示し、これは小径軸部１７の一端に大径部
１８を一体に設けて形成されている。小径軸部１７は中
心孔１４ｂよりも長く、また、大径部１８は境界壁部１
２より少し小径である。このコア鉄心１６は、その小径
軸部１７を先頭にして磁石収容部１３側から中心孔１４
ａに通されている。

【００１８】コア鉄心１６の大径部１８とコイルボビン
１１の境界壁部１２との間には、環状をなす弾性シール
材１９が挟設されている。このシール材１９はゴム或い
は液状パッキング等からなる。この弾性シール材１９の
外周面１９ａは磁石収容部１３における境界壁部１２側
の内周面に弾性的に密接されているとともに、小径軸部
１７が通される弾性シール材１９の中心孔１９ｂも小径
軸部１７に弾性的に密接されている。さらに、弾性シー
ル材１９の一面は境界壁部１２に弾性的に密接され、他
面は大径部１８に弾性的に密接されている。

【００１９】磁石収容部１３内には、大径部１８に接し
て鉄系金属からなる永久磁石２０が収容されている。こ
の磁石２０は磁石収容部１３の内径よりも少し小径であ
って、厚み方向に着磁されている。さらに、磁石収容部
１３内には、永久磁石２０と同径の集磁体２１が収容さ
れている。鉄系金属からなる集磁体２１は磁束を集める
ために使用されており、永久磁石２０の前記大径部１８
とは反対側から面接触して設けられている。

【００２０】磁石収容部１３の外側には一対の出力ター
ミナル２２（一方のみ図示）が配置されている。これら
ターミナル２２は、Ｌ状に折り曲げられた細い良導電性
の金属棒からなり、その一端部２２ａ側が磁石収容部１
３の外側に添設されるようにして設けられている。そし
て、この一端部２２ａには前記検出コイル１５のコイル
端末部が接続されて、これらは電気的につなげられてい
る。

【００２１】前記各部品、つまりコイルボビン１１、検
出コイル１５、コア鉄心１６、弾性シール材１９、永久
磁石２０、集磁体２１、および一対の出力ターミナル２
２は、合成樹脂製のケーシング２３内にインサート成型
により埋め込まれている。このケーシング２３における
前記フランジ１４ａを覆ったフランジカバー部２３ａの
中央部には、コア鉄心１６の小径軸部１７における大径
部１８と反対側の端部が、突出されて外部に露出されて
いる。

【００２２】ケーシング２３はコイルボビン１１の軸方
向に対して直角方向に延びるコネクタ接続部２３ｂを有
している。この接続部２３ｂは先端が開口する凹状をな
していて、その奥面には一対の前記出力ターミナル２２
の他端部２２ｂが突出されている。このコネクタ接続部
２３ｂの内側には出力ターミナル２２に電気的に接続さ
れる図示しないコネクタが差し込み接続されるようにな
っている。

【００２３】なお、前記構成を備える回転角センサは以
下のようにして製造される。まず、コイルボビン１１の
両フランジ間に挟まれるようにしてコイル巻回部１４に
巻線を巻いて検出コイル１５をコイルボビン１１に取付
ける。

【００２４】次に、磁石収容部１３の底面、つまり、境
界壁部１２上に弾性シール材１９を置くとともに、磁石
収容部１３側からコア鉄心１６を挿入して、その小径軸
部１７を弾性シール材１９の中心孔１９ｂに挿通させる
とともにコイル巻回部１４の中心孔１４ｂに貫通させ
る。或いは、コア鉄心１６の小径軸部１７に弾性シール
材１９を嵌めてから、この鉄心１６を磁石収容部１３側
から挿入し、その小径軸部１７をコイル巻回部１４の中
心孔１４ｂに貫通させる。それにより、弾性シール材１
９を、境界壁部１２とコア鉄心１６の大径部１８との間
に挟む。

【００２５】その後、磁石収容部１３内に永久磁石２０
を収容してから、この磁石２０に重なるように集磁体２
１を磁石収容部１３内に収容する。また、磁石収容部１
３の外側に一対の出力ターミナル２２を配設するととも
に、これらと検出コイル１５のコイル端末部とを半田付
け等により接続する。

【００２６】最後に、以上のようにして組み立てられた
被埋め込み用のアッセンブリを、ケーシング２３を射出
成型する成形型内に予めセットしてから、この成形型内
に合成樹脂材料を注入充填してケーシング２３を射出成
型する。それにより、図１に示される構成の電磁式回転
角センサの製造が完了する。

【００２７】そして、このような製造に伴い集磁体２１
には高い成形圧力が作用するから、その圧力を受ける永
久磁石２０が大径部１８を境界壁部１２側に押し付け
る。それによって、弾性シール材１９は圧縮状態に弾性
変形されて、その各面を、周囲に臨んだすべての面に弾
性的に密接して設けられるものである。

【００２８】ところで、前記構成の回転角センサは、周
囲温度の変化および検出コイル１５の発熱とその停止に
伴い各部が膨脹・収縮を繰り返すが、合成樹脂製のコイ
ルボビン１１およびケーシング２３と鉄系金属製のコア
鉄心１６等の熱膨脹は、互いの材質に応じて夫々異なる
から、その差異に基づき、コア鉄心１６における小径軸
部１７と、コイルボビン１１の中心孔１４ｂおよびケー
シング２３のフランジカバー部２３ｂの小径軸部１７が
貫通した部分との間に隙間が形成されることがある。こ
うして隙間（図示しない）が発生すると、この回転角セ
ンサの被水に伴い、水が前記隙間を通ってセンサ内部に
浸入する。

【００２９】しかし、この回転角センサにおいては、そ
の中心孔１４ｂを有したコイル巻回部１４と磁石収容部
１３との境をなす境界壁部１２と、コア鉄心１５の磁石
収容部１３内に配置された大径部１８との間に、環状の
弾性シール材１９を挟設している。

【００３０】そのため、この弾性シール材１９により浸
入した水を塞き止めて、境界壁部１２から先、すなわ
ち、磁石収容部１３の開口端側に水が浸入することを防
止できる。

【００３１】そして、この防水シールをなす弾性シール
材１９は、圧縮状態に挟持されていて、その挟持力が減
少すれば、それに伴って膨脹するように弾性変形するこ
とができる。そのため、熱膨脹の差により弾性シール材
１９を挟む境界壁部１２とコア鉄心１６の大径部１８と
の距離が変わっても、それに追従する弾性変形により、
周囲に臨んだすべての面への弾性的に密接を維持できる
ので、前記防水シール性能を維持できる。

【００３２】したがって、センサ内部に水が浸入して
も、それが磁石収容部１３を経由して出力ターミナル２
２側に達することがない。このようにして出力ターミナ
ル２２部分への水の浸入を高い信頼性をもって防止で
き、それにより、出力ターミナル２２の短絡がなくな
り、誤信号の出力を防止できる。

【００３３】しかも、以上のように水の浸入経路から見
て磁石収容部１３の前段である境界壁部１２部分におい
て、浸入した水を確実に塞き止めることに伴い、磁石収
容部１３の内部に収容された鉄系金属部品である永久磁
石２０および集磁体２１が、浸入した水に晒されること
もない。そのため、これらの金属部品が錆び付いてしま
うことがなく、錆の発生による製品寿命の低下を防止す
ることができる。

【００３４】また、前記防水シールの構造においては、
磁石収容部１３の開口端にケーシング２３と一体のシー
ル凸部を設けなくても確実な防水シールができるので、
前記シール凸部を形成するために集磁体２１の周部に環
状の段部を設ける加工が不要であり、集磁体２１の形状
および加工を単純にできるので、この集磁体２１を安価
に得ることができる。

【００３５】ちなみに、従来例として挙げた実開平６−
２２３２号公報においては、集磁体の永久磁石と反対側
の端部に前記シール凸部を形成するための環状の段部を
形成する必要があるから、この集磁体の加工が面倒であ
るという問題があるが、このような問題は本実施例では
解決できる。しかし、前記シール凸部を設けることはあ
る程度効果があるので、出力ターミナル２２側への浸水
をより一層確実に防止する上では、前記シール凸部をケ
ーシング２３に一体に形成して実施することは妨げな
い。

【００３６】また、以上のように境界壁部１２とコア鉄
心１６の大径部１８との間に弾性シール材１９を挟んで
防水シールをする構成にあっては、永久磁石２０および
集磁体２１の形状に制約されずに、所期の防水シール効
果を安定して得ることができる。しかも、弾性シール材
１９およびコア鉄心１６の大径部１８の径を、境界壁部
１２の径と略同じとする場合には、より広いシール面積
が確保されるので、それに応じて防水シール効果をより
高めることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明に係る電磁式
回転角センサによれば、センサ内部に浸入した水を塞き
止める環状の弾性シール材を、コイルボビンのコイル巻
回部と磁石収容部との間の境界壁部と、コア鉄心の磁石
収容部内に配置された大径部との間に挟設して、このシ
ール材により前記境界壁部から先に水が浸入することを
防止したから、磁石収容部の内部に収容された鉄系金属
部品である永久磁石および集磁体が、浸入した水に晒さ
れて錆付き生じることを防止できる。そして、熱膨脹の
差で境界壁部と大径部との距離が変わっても、それに追
従して弾性シール材が弾性変形して防水シール性能を維
持するから、出力ターミナル部分への水の浸入を高い信
頼性をもって防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電磁式回転角センサの
構成を示す縦断面図。

【図２】同実施例の主要部の構成を分解して示す斜視
図。

【図３】従来例に係る電磁式回転角センサの構成を示す
縦断面図。

【符号の説明】

１１…コイルボビン、 １２…境界壁部、 １３…磁石収容部、 １４…コイル巻回部、 １４ｂ…コイル巻回部の中心孔、 １５…検出コイル、 １６…コア鉄心、 １７…コア鉄心の小径軸部、 １８…コア鉄心の大径部、 １９…弾性シール材、 ２０…永久磁石、 ２１…集磁体、 ２２…出力ターミナル、 ２３…ケーシング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側が磁石収容部をなすとともに他端側
   がコイル巻回部をなし、かつ、これら磁石収容部とコイ
   ル巻回部とが、前記磁石収容部の底と前記コイル巻回部
   の前記磁石収容部側のフランジとを兼ねる境界壁部を介
   して一体に連続されたコイルボビンと、 前記コイル巻回部に巻き付けて取付けられた検出コイル
   と、 小径軸部の一端に大径部を一体に設けてなり、前記大径
   部を前記磁石収容部内に配するとともに前記コイル巻回
   部の中心孔に前記小径軸部を貫通させて設けられたコア
   鉄心と、 前記大径部に接して前記磁石収容部に収容された永久磁
   石と、 この永久磁石に前記大径部とは反対側から接して前記磁
   石収容部に収容された集磁体と、 前記磁石収容部の外側に設けられるとともに、一端部が
   前記検出コイルに接続された一対の出力ターミナルと、 これら出力ターミナルの他端部および前記小径軸部の他
   端部を夫々露出させるとともにそれ以外の前記各部品を
   埋設して設けられた合成樹脂製のケーシングとを具備す
   る電磁式回転角センサにおいて、 前記境界壁部と前記コア鉄心の大径部との間に弾性変形
   が可能な環状の弾性シール材を挟設したことを特徴とす
   る電磁式回転角センサ。