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公開番号2021025817
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019142177
出願日20190801
発明の名称センサ装置
出願人日立金属株式会社
代理人特許業務法人平田国際特許事務所
主分類G01L 3/10 20060101AFI20210125BHJP(測定;試験)
要約【課題】アウタケースのモールド成形時における樹脂圧による変形を抑制することができるセンサ装置を提供する。
【解決手段】センサ装置100は、その外側がモールド成形により形成される樹脂製のアウタケース9に覆われており、検出対象の物理量を測定する第1及び第2磁気センサ51,52と、第1及び第2磁気センサ51,52が実装された基板6と、基板6を収容する基板収容部81とを備え、基板収容部81は、基板6の表面60aを覆う第1収容部31と、基板6の裏面60bを覆う第2収容部41と、を有し、第1収容部31は、基板6の板厚方向において基板6から遠ざかる方向に向かって凸となる湾曲状に形成された第1湾曲部310を含んでいる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
モールド成形により形成された樹脂製のアウタケースに覆われるセンサ装置であって、
検出対象の物理量を測定するセンサと、
前記センサが実装された基板と、
前記基板を収容する樹脂製のインナケースと、を備え、
前記インナケースの外側は、前記アウタケースよって囲まれており、
前記インナケースは、前記基板の一方の面を覆う第1ケースと、前記基板の他方の面を覆う第2ケースと、を有し、
前記第1ケース及び第2ケースの少なくとも何れか一方のケースが、前記基板の板厚方向において前記基板から遠ざかる方向に向かって凸となる湾曲状に形成された湾曲部を含む、
センサ装置。
続きを表示(約 490 文字)【請求項2】
前記湾曲部の外面に沿って湾曲して設けられた金属板をさらに備えた、
請求項1に記載のセンサ装置。
【請求項3】
前記第2ケースには、前記基板を貫通する貫通孔に挿通された支柱が設けられており、
前記第1ケースには、前記第2ケースの前記支柱の先端と接触する接触部が設けられている、
請求項1又は2に記載のセンサ装置。
【請求項4】
前記基板には、コネクタの端子が接続される接続孔が前記板厚方向に貫通して形成され、
前記第2ケースの前記貫通孔に挿通された複数の前記支柱は、前記接続孔を取り囲む位置に配置されている、
請求項3に記載のセンサ装置。
【請求項5】
前記金属板は、前記第1ケース及び前記第2ケースの何れか一方のケースの前記湾曲部に沿って配置された本体部と、前記本体部の湾曲方向の両端部に位置する第1及び第2側部とを有し、
前記金属板の前記第1及び第2側部が、前記一方のケースとは異なる他方のケースに接触しない、
請求項2乃至4の何れか1項に記載のセンサ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、センサ装置に関する。
続きを表示(約 4,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来、検出対象の物理量を測定するセンサと、センサが実装された基板と、基板を板厚方向に挟んで収容する樹脂製の基板収容部と、を備えたセンサ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2018−017595号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、この種のセンサ装置においては、基板収容部の外側をモールド成形することによりアウタケースを成形することがある。この場合には、基板収容部を金型に配置して溶融樹脂を射出成形するが、この射出成形時における樹脂圧によって基板収容部が変形するおそれがある。
【0005】
そこで、本発明は、アウタケースのモールド成形時における樹脂圧による変形を抑制することができるセンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、モールド成形により形成された樹脂製のアウタケースに覆われるセンサ装置であって、検出対象の物理量を測定するセンサと、前記センサが実装された基板と、前記基板を収容する樹脂製のインナケースと、を備え、前記インナケースの外側は、前記アウタケースよって囲まれており、前記インナケースは、前記基板の一方の面を覆う第1ケースと、前記基板の他方の面を覆う第2ケースと、を有し、前記第1ケース及び第2ケースの少なくとも何れか一方のケースが、前記基板の板厚方向において前記基板から遠ざかる方向に向かって凸となる湾曲状に形成された湾曲部を含む、センサ装置を提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係るセンサ装置によれば、アウタケースのモールド成形時における樹脂圧による変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
(a)及び(b)は、本実施の形態に係るセンサ装置の外観を示す斜視図である。
トルク検出装置の構成を示す分解斜視図である。
基板が搭載された状態における第2ホルダの第2収容部の構成を示す斜視図である。
基板が第2ホルダから取り外された状態における第2ホルダの第2収容部の構成を示す斜視図である。
第1ホルダの第1収容部の構成を示す斜視図である。
図1(a)におけるB−B線に沿った断面を示す斜視図である。
(a)は、図1(a)におけるA−A線に沿った断面図であり、(b)は(a)の要部を拡大した拡大図である。
アウタケースを成形する成形工程における基板収容部の構成を示す断面図である。
成形工程における第1収容部の変位を模式的に示した説明図である。
(a)及び(b)は、コネクタの構成を示す斜視図である。
【0009】
[実施の形態]
本実施の形態に係るセンサ装置について、図1乃至図8を参照して説明する。以下では、本発明のセンサ装置がトルク検出装置に用いられる場合を例に説明するが、センサ装置の用途はこれに限定されない。
【0010】
(トルク検出装置)
図1(a)及び(b)は、本実施の形態に係るセンサ装置100の外観を示す斜視図である。図2は、トルク検出装置101の構成を示す分解斜視図である。
【0011】
図2に示すように、本実施の形態に係るトルク検出装置101は、リング状の永久磁石10と、永久磁石10が発生する磁力の磁路を形成する第1及び第2ヨーク11,12と、第1及び第2ヨーク11,12における磁束の変化を検出するセンサ装置100と、を備えている。
【0012】
センサ装置100は、第1及び第2ヨーク11,12の磁路を集める第1及び第2集磁リング21,22と、第1及び第2集磁リング21,22を保持する樹脂製の集磁ホルダ8と、集磁ホルダ8に収容されて第1及び第2集磁リング21,22の間の磁界の強度を検出する第1及び第2磁気センサ51,52と、を備えている。センサ装置100の外側は、モールド成形により形成された樹脂製のアウタケース9(後述する図7(a)に示す)によって囲まれている。
【0013】
永久磁石10は、その回転軸線Oを中心とした周方向に沿って磁性の異なる複数の磁極が形成されている。本実施の形態では、4つのN極及び4つのS極からなる8つの磁極が永久磁石10に形成されている。以下、説明の便宜上、回転軸線Oに平行な方向を単に軸方向という。
【0014】
第1及び第2ヨーク11,12は、環状に形成されており、永久磁石10の外周に所定の隙間を設けて配置されている。第1及び第2ヨーク11,12は、樹脂等からなる保持部材(不図示)によって保持されている。
【0015】
第1及び第2集磁リング21,22は、永久磁石10と同軸上に配置されて第1及び第2ヨーク11,12の周囲を覆うように配置された環状部210,220と、環状部210,220から径方向の外側に突出して設けられた突設部211,221(突設部211は後述する図3に示す)と、を有している。第1集磁リング21の突設部211と第2集磁リング22の突設部221との間に、第1及び第2磁気センサ51,52が配置されている。
【0016】
第1及び第2磁気センサ51,52は、例えばホール効果を利用して磁界の強度を検出するホールICである。本実施の形態では、第1及び第2磁気センサ51,52は同様のセンサであり、冗長化のために2つ設けられている。
【0017】
センサ装置100は、永久磁石10に連結された入力軸と、第1及び第2ヨーク11,12に連結された出力軸とを連結するトーションバーの捩れに基づいて、トーションバーに作用するトルクを検出する。トーションバーに捩れが生じると、永久磁石10と第1及び第2ヨーク11,12との相対的な位置関係が変化し、この変化に伴って生じる磁束の変化を第1及び第2磁気センサ51,52が検出する。なお、永久磁石10は本発明における検出対象に相当し、永久磁石10に基づく磁場の大きさが本発明における「検出対象の物理量」に相当する。
【0018】
(集磁ホルダ)
集磁ホルダ8は、第1及び第2集磁リング21,22を保持するリング部80と、第1及び第2磁気センサ51,52が実装された基板6を収容する略直方形状の基板収容部81とを有している。集磁ホルダ8は、軸方向に2分割された第1ホルダ3及び第2ホルダ4からなる。
【0019】
以下の説明では、説明の便宜上、集磁ホルダ8のリング部80及び基板収容部81の並び方向(図1(a)に示すY方向)を前後方向といい、この前後方向及び軸方向に直交する方向(図1(a)に示すX方向)を幅方向という。また、前後方向のうち、集磁ホルダ8のリング部80側を前方側とし、基板収容部81側を後方側とする。
【0020】
第1ホルダ3は、樹脂製であり、第1集磁リング21を保持する第1リング部30と、基板6の表面60aを覆う第1収容部31と、を一体に有している。第1収容部31には、湾曲して形成された金属板14が取り付けられている。
【0021】
金属板14は、円弧状に湾曲した本体部140と、本体部140の湾曲方向の両端部に位置する第1及び第2側部141,142とを、有している。
【0022】
第2ホルダ4は、樹脂製であり、第2集磁リング22を保持する第2リング部40と、基板6の裏面60bを覆う第2収容部41と、第2収容部41の下端から突出した第1乃至第4の脚部421〜424と、を一体に有している。
【0023】
第2収容部41には、複数の端子71、及び複数の端子71を支持する支持体70を有するコネクタ7が取り付けられている。第1収容部31及び第2収容部41は、軸方向に重ねられて基板6をその板厚方向に挟んでいる。
【0024】
第1ホルダ3の第1リング部30及び第2ホルダ4の第2リング部40が集磁ホルダ8のリング部80を構成し、第1ホルダ3の第1収容部31及び第2ホルダ4の第2収容部41が集磁ホルダ8の基板収容部81を構成する。なお、基板収容部81が本発明における「インナケース」に相当し、第1収容部31が本発明における「第1ケース」に相当し、第2収容部41が本発明における「第2ケース」に相当する。
【0025】
第1リング部30及び第2リング部40の外周には、磁気を遮断するための磁気シールド13が設けられている。磁気シールド13は、金属製の板部材をC字状に湾曲して形成されており、第1及び第2集磁リング21,22の外周に位置している。
【0026】
(基板収容部)
次に、集磁ホルダ8の基板収容部81について図3乃至図7を参照して詳細に説明する。図3は、基板6が搭載された状態における第2ホルダ4の第2収容部41及び基板6の構成を示す斜視図である。図4は、基板6が第2ホルダ4の第2収容部41から取り外された状態における第2収容部41及び基板6の構成を示す斜視図である。図5は、第1ホルダ3の第1収容部31の構成を示す斜視図である。図6は、図1(a)におけるB−B線に沿った断面を示す斜視図である。図7(a)は、図1(a)におけるA−A線に沿った断面図であり、図7(b)は、図7(a)の要部を拡大した拡大図である。
【0027】
(第2収容部)
図3及び図4に示すように、第2ホルダ4の第2収容部41は、基板6の裏面60bと向かい合う底部411と、底部411の前方側に設けられた第2湾曲部412(図1に示す)と、を有している。
【0028】
底部411は、基板6が載置される載置部410を含み、載置部410は軸方向に沿って見た形状が中空の略矩形状である。載置部410には、基板6の裏面60bの外縁が接触している。第2湾曲部412は、基板6から離れる方向に向かって凸となるように湾曲して形成されている。
【0029】
第2収容部41には、軸方向において第1収容部31側に向かって突出した第1乃至第7の支柱413〜419が設けられている。
【0030】
第1乃至第3の支柱413〜415は、底部411の中央の位置において前後方向に沿って配置され、前後方向の後方側から前方側に向かって第1の支柱413、第2の支柱414、第3の支柱414の順に並列している。本実施の形態では、第1乃至第3の支柱413〜415の軸方向の高さは同じである。
(【0031】以降は省略されています)

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