旋转检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种旋转检测装置。


背景技术：

2.现今，已知一种旋转检测装置，该旋转检测装置例如用于车轮的轴承单元，检测与车轮一起旋转的旋转部件的转速。在旋转检测装置中，通过由设于传感器部的磁传感器检测安装于旋转部件的环状的磁铁(称为被检测部件)所产生的磁场的变化，来检测旋转部件的转速。
3.通常，磁传感器具有：包括检测来自被检测部件的磁场的磁检测元件的板状的检测部；和从检测部延伸的连接端子。在现有的旋转检测装置中，以检测部的一侧的面与被检测部件的轴向端面对置的方式(即，以使检测部与被检测部件的轴向端面在检测部的板厚方向上对置的方式)配置有传感器部(例如参照专利文献1)。为了提高检测精度，通常将被检测部件与检测部之间的距离设定得尽量短。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2015-184094号公报


技术实现要素：

7.实用新型所要解决的技术问题
8.近年来，作为磁检测元件，广泛地使用了磁阻效应元件(mr元件)，并且mr元件的灵敏度大幅度地提高。在将这样的灵敏度较高的mr元件用作磁检测元件的情况下，若如一直以来那样以检测部的一侧的面与被检测部件的轴向端面对置的方式配置传感器部，则磁检测元件过于接近被检测部件，磁检测位置处的磁通密度变化变得过大，产生磁检测元件的电阻值变化饱和而检测精度降低的担忧。
9.为了解决该技术问题，例如考虑在传感器部内并在远离被检测部件的位置设置检测部，但在该情况下，有传感器部变得大型的担忧。并且，也考虑使传感器部自身远离被检测部件，但在传感器部的设置空间较窄的情况下，有无法应对的担忧。
10.因此，本实用新型的目的在于提供一种旋转检测装置，该旋转检测装置即使在将灵敏度较高的mr元件用作磁检测元件的情况下，也能够抑制检测精度的降低，并且能够实现传感器部的小型化。
11.用于解决技术问题的方案
12.本实用新型以解决上述技术问题为目的，提供一种旋转检测装置，该旋转检测装置具备：安装于旋转部件并沿以上述旋转部件的旋转轴为中心的周向设有多个磁极的被检测部件；和安装于不会伴随上述旋转部件的旋转而旋转的固定部件并与上述被检测部件对置地配置的传感器部，上述传感器部具有磁传感器和覆盖上述磁传感器地设置的壳体部，上述传感器部具有：包括检测来自上述检测部件的磁场的磁检测元件的板状的检测部和从
上述检测部延伸的连接端子，上述磁检测元件由检测与上述检测部的板厚方向垂直的磁场的磁阻效应元件构成，上述传感器部设置为上述磁传感器的上述检测部的与上述连接端子的延伸侧相反一侧的端部亦即前端部面对上述被检测部件的轴向端面。
13.具体地，本实用新型的方案如下。
14.方案一是一种旋转检测装置，其特征在于，具备：安装于旋转部件并沿以上述旋转部件的旋转轴为中心的周向设有多个磁极的被检测部件；和安装于不会伴随上述旋转部件的旋转而旋转的固定部件并与上述被检测部件对置地配置的传感器部，
15.上述传感器部具有磁传感器和覆盖上述磁传感器地设置的壳体部，
16.上述传感器部具有包括检测来自上述被检测部件的磁场的磁检测元件的板状的检测部和从上述检测部延伸的连接端子，
17.上述磁检测元件由检测与上述检测部的板厚方向垂直的方向的磁场的磁阻效应元件构成，
18.上述传感器部设置为上述磁传感器的上述检测部的与上述连接端子的延伸侧相反一侧的端部亦即前端部面对上述被检测部件的轴向端面。
19.方案二是在方案一的基础上的旋转检测装置，其特征在于，
20.上述连接端子设置成直线状而不具有折曲部。
21.方案三是在方案一的基础上的旋转检测装置，其特征在于，
22.上述检测部具有在与上述连接端子的延伸方向亦即长度方向以及板厚方向垂直的宽度方向上并排配置的多个上述磁检测元件，上述传感器部设置为上述检测部的板厚方向与上述被检测部件的径向一致。
23.方案四是在方案二的基础上的旋转检测装置，其特征在于，
24.上述检测部具有在与上述连接端子的延伸方向亦即长度方向以及板厚方向垂直的宽度方向上并排配置的多个上述磁检测元件，上述传感器部设置为上述检测部的板厚方向与上述被检测部件的径向一致。
25.方案五是在方案一至方案四的任一方案的基础上的旋转检测装置，其特征在于，
26.上述壳体部具有保持上述磁传感器的支架和覆盖上述支架的周围的树脂模制部，上述壳体部的与上述检测部的前端部对置的部分仅由上述支架构成。
27.方案六是在方案一至方案四的任一方案的基础上的旋转检测装置，其特征在于，其特征在于，
28.上述传感器部具有两个上述磁传感器，两个上述磁传感器的上述检测部在上述检测部的板厚方向上并排配置。
29.方案七是在方案五的基础上的旋转检测装置，其特征在于，
30.上述传感器部具有两个上述磁传感器，
31.两个上述磁传感器的上述检测部在上述检测部的板厚方向上并排配置。
32.实用新型的效果如下。
33.根据本实用新型，能够提供一种旋转检测装置，该旋转检测装置即使在将灵敏度较高的mr元件用作磁检测元件的情况下，也能够抑制检测精度的降低，并且能够实现传感器部的小型化。
附图说明
34.图1是本实用新型的一个实施方式的旋转检测装置的简要结构图。
35.图2是示出传感器部的外观的立体图。
36.图3是示意性地示出传感器部的内部构造的图，(a)是从被检测部件的周向观察到的侧视图，(b)是从被检测部件的径向观察到的主视图。
37.图4是说明磁传感器相对于被检测部件的配置的图，(a)是俯视图，(b) 是侧视图。
38.图5是传感器部的前端部的剖视图。
39.图6是示出本实用新型的一个变形例的传感器部的内部构造的侧视图。
40.图7的(a)、(b)是示出本实用新型的一个变形例的传感器部的内部构造的侧视图。
41.图8的(a)是示出本实用新型的一个变形例的传感器部的内部结构的侧视图，(b)是说明磁传感器相对于被检测部件的配置的俯视图，(c)是在(b) 中从被检测部件的径向观察到的主视图。
42.图9是示出图8的(b)的a-a线截面中的磁通密度的分布的一例的线图。
43.符号说明
44.1—旋转检测装置，2—被检测部件，3—传感器部，4—磁传感器，40—检测部，40a—树脂模制件，40b—磁场的检测位置，41—连接端子，42—电容元件保护部，5—壳体部，51—支架，52—树脂模制部，6—电缆。
具体实施方式
45.[实施方式]
[0046]
以下，根据附图对本实用新型的实施方式进行说明。
[0047]
图1是本实施方式的旋转检测装置的简要结构图。如图1所示，旋转检测装置1具备被检测部件2和传感器部3。旋转检测装置1例如用于检测汽车中的车轮的转速即车轮速度。
[0048]
(被检测部件2)
[0049]
被检测部件2安装于未图示的旋转部件，与旋转部件一起旋转。在将旋转检测装置1用于车轮速度的检测的情况下，旋转部件例如是安装有车轮并与车轮一起旋转的内圈。被检测部件2形成为圆环状，并且形成为与旋转部件的旋转轴垂直的板状，例如安装于旋转部件的外周面。
[0050]
在本实施方式中，被检测部件2由沿以旋转部件的旋转轴为中心的周向设有多个磁极的磁编码器构成。被检测部件2具有沿周向交替地排列的n磁极和s磁极。
[0051]
(传感器部3)
[0052]
图2是示出传感器部3的外观的立体图。图3是示意性地示出传感器部3 的内部构造的图，(a)是从被检测部件2的周向观察到的侧视图，(b)是从被检测部件2的径向观察到的主视图。
[0053]
如图1至图3所示，传感器部3具有一个磁传感器4和一并地覆盖磁传感器4地设置的壳体部5。传感器部3设于电缆6的端部，并安装于不会伴随旋转部件的旋转而旋转的固定部件。在将旋转检测装置1用于车轮速度的检测的情况下，固定部件例如是与汽车的车身连结并支撑外圈的转向节。
[0054]
传感器部3与被检测部件2对置地配置。并且，传感器部3设置为与电缆 6的延伸侧
相反一侧的端部亦即前端部面对被检测部件2的轴向端面。更详细而言，传感器部3设置为其前端部与被检测部件2的轴向端面在被检测部件2 的轴向上对置。电缆6从传感器部3延伸的延伸方向成为与被检测部件2的轴向平行的方向。
[0055]
电缆6具有一对电线61。各电线61具有：由将铜等导电性良好的线材绞合而成的绞线导体构成的中心导体61a；和包覆在中心导体61a的外周并由交联聚乙烯等绝缘性的树脂构成的绝缘体61b。并且，电缆6还具有一并地覆盖一对(两根)电线61的套管62。
[0056]
在电缆6的端部，一对电线61从套管62露出，而且在各电线61的端部，中心导体61a从绝缘体61b露出。从绝缘体61b露出的中心导体61a的前端部通过焊接与对应的磁传感器4的连接端子41电连接。
[0057]
(磁传感器4)
[0058]
磁传感器4具有：包括检测来自被检测部件2的磁场的磁检测元件(未图示)的板状的检测部40；从检测部40延伸的一对连接端子41。
[0059]
磁检测元件由检测与检测部40的板厚方向垂直的方向、即与检测部40 的表面平行的方向的磁场的mr元件(磁阻效应元件)构成。在本实施方式中，使用gmr(giant magneto resistive effect：巨磁阻效应)元件作为磁检测元件。此外，也能够使用amr(anisotropic magneto resistive：各向异性磁阻)元件、 tmr(tunneling magneto resistive：隧道磁阻)元件作为磁检测元件。
[0060]
检测部40具有：磁检测元件；信号处理电路(未图示)；以及一并地覆盖磁检测元件和信号处理电路的作为覆盖体的树脂模制件40a。检测部40形成为在俯视时大致呈长方形(长方形的四个角部中的一个角部倒角后的形状)的板状。
[0061]
一对连接端子41从检测部40的一侧的长边(未与倒角后的角部连接的一侧的长边)沿与该长边垂直的方向延伸，两个连接端子41相互平行地形成。两个连接端子41设置成直线状而不具有折曲部。两个连接端子41形成为带状 (细长的板状)，并且在其前端部(与检测部40相反一侧的端部)电连接有对应的电线61的中心导体61a。
[0062]
在两个连接端子41之间连接有用于抑制噪声的电容元件，并且以覆盖电容元件及其周围的连接端子41的方式设有通过树脂模制来形成的电容元件保护部42。以下，将连接端子41的延伸方向称为检测部40的长度方向，将与长度方向及板厚方向垂直的方向称为检测部40的宽度方向。并且，将检测部 40的与连接端子41的延伸侧相反一侧的端部(与倒角后的角部连接的长边侧的端部)称为前端部。
[0063]
磁传感器4设置为检测部40的前端部面对传感器部3的前端侧。并且，磁传感器4的检测部40分别具有在宽度方向上并排配置的多个(两个至五个) 磁检测元件。图3中，用符号40b表示磁检测元件所检测的磁场的检测位置。
[0064]
在本实施方式的旋转检测装置1中，传感器部3设置为磁传感器4的检测部40的前端部(传感器部3的前端部)面对被检测部件2的轴向端面。更详细而言，传感器部3设置为检测部40的长度方向与被检测部件2的轴向一致 (检测部40的长度方向与被检测部件2的轴向端面垂直)。
[0065]
通过像这样构成，与使检测部40的一侧的面与被检测部件2的轴向端面对置的现有技术相比，能够使传感器部3与被检测部件2之间的距离(气隙) 为相同程度，并且能够使磁场的检测位置40b从被检测部件2离开。通过使磁场的检测位置40b从被检测部件2离开，
能够将磁场的检测位置40b的磁通密度的变化抑制得较小。其结果，即使在将灵敏度较高的gmr元件等mr元件用作磁检测元件的情况下，也能够抑制由电阻值变化的饱和引起的检测精度的降低。并且，例如，在构成为能够检测旋转方向的磁传感器4中，若是磁检测元件的电阻值变化成为饱和的状态，则有时旋转方向检测的有效化需要花费时间，但根据本实施方式，由于能够将磁场的检测位置40b处的磁通密度的变化抑制得较小，所以能够迅速地进行旋转方向检测的有效化。
[0066]
而且，根据本实施方式，由于能够将传感器部3与被检测部件2之间的距离(气隙)维持为与现有技术相同的程度，所以即使在配置空间较窄的情况下也容易配置传感器部3。并且，在本实施方式中，由于不需要对连接端子41 进行弯曲加工，所以制造容易，能够避免由弯曲加工引起的检测部40的破损等风险。再者，由于不需要使连接端子41弯曲，所以能够使传感器部3整体变得更加小型。
[0067]
然而，检测部40构成为，对在两个检测位置40b处检测到磁通密度的检测值的差值进行运算，并经由连接端子41输出与运算出的差值对应的信号。因此，例如，若以被检测部件2的径向与检测部40的宽度方向一致的方式配置磁传感器4，则两个检测位置40b的磁场的变化大致相同，差值的输出大致为零，从而有检测精度降低的担忧。
[0068]
因此，在本实施方式中，如图4的(a)、(b)所示，以检测部40的板厚方向与被检测部件2的径向一致的方式设置传感器部3。由此，在两个检测位置40b处检测到的磁场产生相位差，能够增大差值的输出来提高检测精度。
[0069]
(壳体部5)
[0070]
如图5所示，壳体部5具有保持磁传感器4的支架51和覆盖支架51的周围的树脂模制部52。支架51是在对树脂模制部52进行模制时用于保护磁传感器4、磁传感器4与电缆6之间的连接部分的部件，预先通过注射模塑成型等来形成。在将两个磁传感器4和电缆6放置于支架51的状态下对树脂进行模制来形成树脂模制部52，从而形成壳体部5。
[0071]
在本实施方式中，壳体部5的与检测部40的前端部对置的部分仅由支架 51构成。也就是说，在本实施方式中，壳体部5的与检测部40的前端部对置的部分未由树脂模制部52覆盖，并且支架51在与被检测部件2对置的部分露出而直接对置。由此，能够仅由一个部件(支架51)的厚度构成传感器部3 的前端部处的壳体部5，从而能够使传感器部3的前端部处的壳体部5非常薄。其结果，能够抑制因磁场的检测位置40b过于远离被检测部件2而导致的检测精度的降低。
[0072]
如图2所示，树脂模制部52一体地形成有主体部520和凸缘部521而成，其中，主体部520一并地覆盖磁传感器4、电缆6的端部以及支架51，凸缘部 521用于将传感器部3固定于固定部件。在凸缘部521形成有螺栓孔522，该螺栓孔522用于供将传感器部3固定于固定部件的螺栓(未图示)穿过，在螺栓孔522以沿该螺栓孔522的内周面的方式设有由金属构成的套环523，该套环523用于在固定螺栓时抑制凸缘部521的变形。
[0073]
(变形例)
[0074]
在上述实施方式中，以检测部40与被检测部件2的轴向端面垂直的方式配置有磁传感器4，但检测部40不需要严格地与被检测部件2的轴向端面垂直，允许稍微的倾斜。
[0075]
具体而言，如图6所示，检测部40的长度方向相对于被检测部件2的轴向的倾斜度θ可以为30度以下。这是因为，若倾斜度θ比30度大，则有导致传感器部3的大型化的担忧。
[0076]
并且，在上述实施方式中，对传感器部3中的电缆6的延伸方向与检测部 40的长度方向一致的情况进行了说明，但电缆6的延伸方向与检测部40的长度方向也可以不一致。例如，可以如图7的(a)所示地使电缆6在壳体部5 内弯曲，也可以如图7的(b)所示地使连接端子41在壳体部5内弯曲。图7 的(a)、(b)中，使电缆6、连接端子41弯曲90度，但弯曲角度能够适当地变更。
[0077]
由此，能够适当地变更传感器部3的前端相对于电缆6的延伸方向的角度 (检测部40的前端所面对的方向)，能够根据搭载传感器部3的固定部件的形状来灵活地调整传感器部3的形状。但是，从制造的容易性、小型化的观点出发，可以说更优选为传感器部3中的电缆6的延伸方向与检测部40的长度方向一致。
[0078]
而且，如图8的(a)～(c)所示，为了冗余化，也可以在传感器部3具备两个磁传感器4。为了传感器部3的小型化，优选为两个磁传感器4以检测部40彼此在板厚方向上并排的方式排列配置。在该情况下，两个磁传感器4 在被检测部件2的径向上并排配置(参照图8的(b))。
[0079]
在具备两个磁传感器4的情况下，传感器部3设置为两个磁传感器4的检测部40的前端部(传感器部3的前端部)面对被检测部件2的轴向端面。由此，能够使两个磁传感器4的检测部40与被检测部件2的距离(磁场的检测位置40b与被检测部件2的距离)大致相同，并且能够将两个检测部40接近地配置。若考虑由iso26262规定的功能安全，则希望使两个磁传感器4的输出尽量相等(均匀)，即希望两个磁传感器4的输出变得均匀，但通过以使两个磁传感器4的检测部40的前端部面对被检测部件2的轴向端面的方式配置传感器部3，能够使两个磁传感器4的输出程度相同来实现均匀化。
[0080]
图9表示图8的(b)的a-a线截面中的磁通密度的分布的一例。如图9 所示，在该例子中，在被检测部件2的径向截面中，磁通密度在被检测部件2 的径向中央位置处最大，并且磁通密度的分布以磁通密度越远离径向中央位置而越低的方式成为对称。因此，在该情况下，通过以两个磁传感器4的检测位置40b到达相对于被检测部件2的径向中央位置成为对称的位置的方式进行传感器部3的位置调整，从而在两个磁传感器4中得到大致同等的输出，能够以非常高的水平来实现均匀化。此外，图9的磁通密度的分布是一例，例如，在磁通密度在被检测部件2的从径向中央位置偏离的位置处为最大的情况下，以两个磁传感器4的检测位置40b到达相对于该磁通密度为最大的位置成为对称的位置的方式进行传感器部3的位置调整即可。
[0081]
此外，在使用两个磁传感器4的情况下，优选使两个磁传感器4的表背一致。这是因为，例如在使两个磁传感器4的表背反转的情况下，由两个磁传感器4检测到的旋转方向成为相反方向，需要在后阶段的运算装置中进行考虑到上述情况的运算，因而通用性降低。通过使两个磁传感器4的表背一致，能够使由两个磁传感器4检测到的旋转方向在相同的方向一致，能够提高通用性。
[0082]
(实施方式的作用及效果)
[0083]
如上所述，在本实施方式的旋转检测装置1中，磁检测元件由检测与检测部40的板厚方向垂直的方向的磁场的mr元件构成，传感器部3设置为磁传感器4的检测部40的前端部面对被检测部件2的轴向端面。
[0084]
由此，能够使传感器部3与被检测部件2之间的距离为与现有技术相同的程度，并
且能够使磁场的检测位置40b从被检测部件2离开，能够将磁场的检测位置40b处的磁通密度的变化抑制得较小。其结果，即使在将灵敏度较高的 mr元件用作磁检测元件、并且配置空间较窄而需要将传感器部3与被检测部件2接近地配置的情况下，也能够抑制由电阻值变化的饱和引起的检测精度的降低。而且，由于不需要对连接端子41进行弯曲加工，所以容易制造，能够避免由弯曲加工引起的检测部40的破损等风险，并且能够抑制由连接端子41 的弯曲引起的传感器部3的大型化，从而能够实现具有小型的传感器部3的旋转检测装置1。
[0085]
并且，根据本实施方式，在现有的传感器部中，仅通过将使用霍尔元件的磁传感器简单地替换成使用mr元件的磁传感器4，就能够实现传感器部3，通用性非常高。
[0086]
(实施方式的总结)
[0087]
接下来，引用实施方式中的符号等来记载从以上说明的实施方式掌握到的技术思想。但是，以下记载中的各符号等并非将权利要求书中的构成要素限定于在实施方式中具体地示出的部件等。
[0088]
[1]一种旋转检测装置1，具备：安装于旋转部件并沿以上述旋转部件的旋转轴为中心的周向设有多个磁极的传感器部2；和安装于不会伴随上述旋转部件的旋转而旋转的固定部件并与上述被检测部件对置地配置的传感器部3，上述传感器部3具有磁传感器4和覆盖上述磁传感器4地设置的壳体部5，其中，磁传感器4具有包括检测来自上述被检测部件2的磁场进行的磁检测元件的板状的检测部41和从上述检测部40延伸的连接端子41，上述磁检测元件由检测与上述检测部40的板厚方向垂直的方向的磁场的磁阻效应元件构成，上述磁传感器部3设置为上述磁传感器4的上述检测部40的与上述连接端子41 的延伸侧相反一侧的端部亦即前端部面对上述被检测部件2的轴向端面。
[0089]
[2]根据[1]所述的旋转检测装置1，上述连接端子41设置成直线状而不具有折曲部。
[0090]
[3]根据[1]或[2]所述的旋转检测装置1，上述检测部40具有在与上述连接端子41的延伸方向亦即长度方向以及板厚方向垂直的宽度方向上并排配置的多个上述磁检测元件，上述传感器部3设置为上述检测部40的板厚方向与上述被检测部件2的径向一致。
[0091]
[4]根据[1]至[3]任一项中所述的旋转检测装置1，上述壳体部5具有保持上述磁传感器4的支架51和覆盖上述支架51的周围的树脂模制部52，上述壳体部5的与上述检测部40的前端部对置的部分仅由上述支架51构成。
[0092]
[5]根据[1]至[4]任一项中所述的旋转检测装置1，上述传感器部3具有两个上述磁传感器4，两个上述磁传感器4的上述检测部40在上述检测部40的板厚方向上并排配置。
[0093]
以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式并不对权利要求书的实用新型加以限定。并且，应该注意的是，在实施方式中说明的所有特征组合不一定是用于解决实用新型的技术问题的方案所必须的。再者，本实用新型能够在不脱离其主旨的范围内适当地变形来实施。