特許 5693237 磁界センサを製造する方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5693237

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】磁界センサを製造する方法および装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/02 20060101AFI20150312BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/02 Z

【請求項の数】9

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2010-542550(P2010-542550)

(86)(22)【出願日】2008年11月26日

(65)【公表番号】特表2011-510277(P2011-510277A)

(43)【公表日】2011年3月31日

(86)【国際出願番号】EP2008066224

(87)【国際公開番号】WO2009092478

(87)【国際公開日】20090730

【審査請求日】2010年8月3日

(31)【優先権主張番号】102008005315.5

(32)【優先日】2008年1月21日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100061815

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100112793

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳大

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(72)【発明者】

【氏名】ロルフ ゲッツ

(72)【発明者】

【氏名】シュテッフェン シュルツェ

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル マティー

(72)【発明者】

【氏名】マルクス クニ

(72)【発明者】

【氏名】フランク ヴァイスホイテル

【審査官】 菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１２２３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０９７９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０３０５３５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気ユニット（１０）および接続ケーブル（２８）の端部がプラスチックによる射出成形により被覆され、取り付けタブ（３８）が射出成形されている、
磁界センサ（１３）の製造方法において、
第１の射出成形プロセスにおいて、前記電気ユニット（１０）および前記接続ケーブル（２８）がコア状の第１の注入材（３０，３２）を用いて射出成形により被覆され、その後に、第２の射出成形プロセスにおいて、前記取り付けタブ（３８）が、予め設定された長手位置および／または角度位置で、コア状の挿入コンポーネント（３０）に射出成形され、
前記コア状の挿入コンポーネント（３０）は、該挿入コンポーネント（３０）内に封止される前記電気ユニット（１０）の位置に対応したパイロット孔（３４）を備え、
前記第２の射出成形プロセスにおいて、前記コア状の挿入コンポーネント（３０）は、射出成形金型（４６，５８）内で長手方向にシフト可能および／または回転可能である金型中子（４８）内に前記パイロット孔（３４）を介して保持されることを特徴とする磁界センサ（１３）の製造方法。

【請求項2】

前記コア状の挿入コンポーネント（３０）は、円筒形状に成形されており、前記金型中子（４８）の孔部（５２）内に位置決めされる、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記第２の射出成形プロセスにおいて、メタルブッシュ（３６）が射出成形の際に前記取り付けタブ（３８）内に装入される、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記第２の射出成形プロセスにおいて、前記コア状の挿入コンポーネント（３０）を囲繞しているセンタリングスリーブ（４０）が、前記取り付けタブ（３８）と一体で射出成形される、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。

【請求項5】

電気ユニット（１０）および接続ケーブル（２８）の端部がプラスチック（３２）による射出成形により被覆され、取り付けタブ（３８）が射出成形される、
請求項１から４のいずれか１項記載の方法を実行する磁界センサ（１３）の製造装置において、
当該製造装置は、
第１の射出成形プロセスにおいて、前記電気ユニット（１０）および前記接続ケーブル（２８）がコア状の第１の注入材（３０，３２）を用いて射出成形により被覆され、その後に、第２の射出成形プロセスにおいて、前記取り付けタブ（３８）が予め設定された長手位置および／または角度位置でコア状の挿入コンポーネント（３０）に射出成形され、
前記コア状の挿入コンポーネント（３０）は、該挿入コンポーネント（３０）内に封止される前記電気ユニット（１０）の位置に対応したパイロット孔（３４）を備え、
前記第２の射出成形プロセスにおいて、前記コア状の挿入コンポーネント（３０）は、射出成形金型（４６，５８）内で長手方向にシフト可能および／または回転可能である金型中子（４８）内に前記パイロット孔（３４）を介して保持される
ように構成されている
ことを特徴とする磁界センサ（１３）の製造装置。

【請求項6】

前記射出成形金型（４６，５８）内の前記金型中子（４８）は、連続して変化される長手位置および／または角度位置でシフト可能であり、該変化された長手位置および／または角度位置でロック可能である、請求項５記載の装置。

【請求項7】

前記金型中子（４８）は、種々の挿入位置（Einschubpositionen）で前記コア状の挿入コンポーネント（３０）を収容する孔部（５２）を備えている、請求項５または６記載の装置。

【請求項8】

前記金型中子（４８）は、円筒形状に形成され、前記射出成形金型（４６，５８）内で軸方向にシフト可能である、請求項５から７のいずれか１項記載の装置。

【請求項9】

前記射出成形金型（４６，５８）において、前記コア状の挿入コンポーネント（３０）を保持する前記金型中子（４８）の軸方向からずらされて、前記取り付けタブ（３８）内に射出成形の際に装入すべきメタルブッシュ（３６）を供給する傾斜スライダー（５４）が配置されている、請求項５から８のいずれか１項記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立請求項の上位概念に記載の磁界センサを製造する方法および装置に関する。また、本発明の対象は、提案された方法および／または装置を用いて製造される磁界センサでもある。

【背景技術】

【0002】

ドイツ特許出願公開公報ＤＥ１０１２９２２２Ａ１からは、磁界センサと、センサ素子を含んでいる支持体の射出成形により被覆による磁界センサの製造方法がすでに公知である。ここでのセンサエレメントは、金属から成る支持体上に載置されており、回転する発信器素子との関係で定められる位置においてプラスチック材料で射出成形により被覆されて固定されている。センサ素子の位置は、センサとエンコーダとの間の間隔を規定するストッパーによりもたらされるが、この間隔もエンコーダに対するセンサの角度位置も変化させることができない。

【0003】

さらにドイツ特許出願ＤＥ１０２００６０５０１７７では、車両ホイール用の回転数センサおよび／または回転方向センサとして構成されている磁界センサがすでに提案されている。この磁界センサの場合には、磁界感度センサ素子がその支持体と共にプラスチック材料で射出成形により被覆されている。このプラスチック材料による射出成形による被覆は、接続ケーブルの端部も囲繞し、射出成形材料がセンサの取り付けのための取り付けブッシュを備えた接続タブを形成するように構成されている。ここで、取り付けブッシュの中央軸線を中心として回転する発信器ホイールに対するセンサの角度位置は狭い範囲でしか調整することができず、センサの軸方向の位置決めを変更することはできない。

【0004】

発明の開示
それに対して、本発明による方法によっておよび／または本発明による装置を用いて製造されるセンサは、以下のような利点を有している。すなわち、センサのその都度の組み込み状態に応じて、取り付けタブの長手位置と角度位置を変化させ、さらに発信器素子に対するセンサの長手位置と角度位置も、変化させることができるということである。その結果、種々の組み込み状態に対して、金型中子の交換や射出成形金型全体の交換を必要とすることなく、センサを製造することができる。

【0005】

この場合、第１の射出成形プロセスで製造されるコア状の挿入コンポーネントが第２の射出成形プロセスにおいて射出成形金型内で長手方向にシフト可能および／または回転可能な金型中子内に保持されると殊に有利である。このようにして、第２の射出成形プロセスの前に精確かつ簡単に挿入コンポーネントを位置決めし、予め設定された長手位置および角度位置に取り付けタブを射出成形することができる。これに関して有利には、コア状の挿入コンポーネントは、実質的に円筒形状に成形され、金型中子の孔部内に位置決めされる。これによって、電気ユニットを備えた挿入コンポーネントの挿入と位置調節がさらに簡単化される。

【0006】

センサの挿入位置を定める取り付けタブを備えた磁界センサを製造する本発明による装置の形態に関しては、射出成形金型内で取り付けタブを射出成形するために、金型中子が長手方向にシフト可能および／または回転可能に配置され、先行する製造過程で製造された電気ユニットを含むコア状の挿入コンポーネントを収容するように構成されていると殊に有利である。これにより、コストのかかる射出成形金型の変更を必要とすることなく、発信器素子との関係で長手位置および角度位置が異なる様々な組み込み状態のセンサを同じ基本モデルをベースとして製造することができる。

【0007】

有利には金型中子を、射出成形金型内で連続的にシフトし、種々の長手位置および／または角度位置でロックすることができる。有利にはこの場合、金型中子も電気ユニットを備えたコア状の挿入コンポーネントも円筒形状ないし中空円筒形状に形成することができる。これによって、挿入することも位置決めすることも簡単化される。

【0008】

本発明のさらに別の個々の部分および有利な実施形態は、従属請求項および実施例の説明から得られる。

【0009】

本発明によって製造される磁界センサおよびそれを製造する装置の実施例を、図面で示し、以下の明細書において詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明による磁界センサの概略図

【図2】磁界センサの接続ケーブルを備え、電子ユニットを収容するコア状の挿入コンポーネントの斜視図

【図3】完成した磁界センサの斜視図

【図4】図１による挿入コンポーネントを収容する金型中子が嵌め込まれている射出成形金型の下側部分の斜視図

【図5】完成した磁界センサと共に示されている射出成形金型の断面図

【図6】図５の一点鎖線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１では、自動車の車輪回転を検出する回転数センサとしての形態で、提案された方法に従って熱可塑性プラスチックで周りを射出成形により被覆される磁界センサ１３の電気ユニット１０が示されている。この電気ユニット１０には、センサエレメントと測定信号を処理し測定値を出力するための集積回路とを備えたＩＣモジュール１１が含まれている。測定信号を発生する磁界が、ＩＣモジュール１１に直接隣接して配置されている円筒形状の永久磁石１２によって形成される。集積回路１１の２つの導体路１４，１６は、信号ピークを低減するためにコンデンサ１８によって橋絡され、クランプ接続部２０，２２によってケーブル２８の接続線路２４，２６と接続されている。そのケーブル２８の前方端部は、線路２４，２６とコンデンサ１８と永久磁石１２と集積回路１１と共にプラスチックで射出成形により被覆され、構造および作用に関して周知である完成した磁界センサとなる。図１ではプラスチックで射出成形により被覆された個々の部分を、破線で示し、以下の図面で詳細に説明していく。

【0012】

図２には、円筒形状の射出成形被覆部３２内で接続ケーブル２８と接続されている電気ユニット１０が含まれているコア状の挿入コンポーネント３０の斜視図が示されている。ここで孔３４は、センシング素子としての電気ユニット１０のＩＣモジュール１１の位置を示しており、その位置に従って取り付け時に磁界センサの位置を調節する。さらに図２では、メタルブッシュ３６が、第２の射出成形プロセスにおいて挿入コンポーネント３０と接続される位置で描かれている。

【0013】

図３には、第２の射出成形プロセス後の完成された磁界センサ１３の斜視図が同様に示されている。この第２の射出成形プロセスでは、取り付けタブ３８が予め設定された長手位置および角度位置でコア状の挿入コンポーネント３０に向けて射出成形されている。さらにこの第２の射出成形プロセスでは、挿入コンポーネント３０は長手位置および角度位置を孔３４を用いて次に説明する射出成形金型内に位置決めされる。それから、この射出成形金型において、取り付けタブ３８がセンサ１３の後からの取り付けプロセスのために予め設定された位置に射出成形される。

【0014】

センサ取り付けの安定性を向上させるために、取り付けタブ３８内に図２に示したメタルブッシュ３６が射出成形の際に装入される。その他にも、挿入コンポーネント３０のプラスチックの射出成形被覆部３２を部分的に覆うセンタリングスリーブ４０が、取り付けタブに結合されて射出成形される。このセンタリングスリーブ４０は、その周囲に４つの均一に分布したリブ４２を備えている。これらのリブを用いてセンサ１３の全体が取り付け時にセンタリングされる。さらに、センタリングスリーブ４０の反対側では、リングフランジ４４が取り付けタブ３８に射出成形されている。このリングフランジ４４は、接続ケーブル２８を囲繞し、ケーブルから挿入コンポーネント３０への移行部を安定にしている。

【0015】

図４には、挿入コンポーネント３０を収容するための金型中子４８を備えた射出成形金型の下側部分４６の斜視図が示されている。金型中子４８は、全体的に円筒形状に成形され、同様に円筒形状の挿入コンポーネント３０を収容するために円筒形状の孔部５２を備えている。この金型中子は、射出成形金型および支持体５０において任意の位置で連続的に長手方向にシフト可能および回転可能であり、それに応じて調節された位置にロック可能である。このことについては、さらに例えば図５に基づいて詳細に説明する。この調節のために、この実施形態ではハンドグリップ５３が一体成形されている。

【0016】

射出成形金型の下側部分４６における支持体５０の位置決め後、接続ケーブル２８を備えた挿入コンポーネント３０は、射出成形金型４６および金型中子４８において後の取り付けのために予め設定された機能長および角度位置で位置決めされ、金型中子自身が射出成形金型内でロックされる。取り付けタブ３８内に射出成形の際に装入すべきブッシュ３６は、射出成形される取り付けタブ３８の領域における図２，３に示したブッシュ３６の位置にスライダー５４およびマンドレル５５を用いて装入され、続いてこのスライダー５４は再びもとに戻る。取り付けタブ３８を射出成形するために、プラスチック混合物の供給がチャネル５６を介して行われる。ここで、スライダー５４は、射出成形金型において、コア状の挿入コンポーネント３０を保持する金型中子４８の軸方向からずらされて、有利にはタブ３８内に射出成形の際に装入すべきメタルブッシュ３６を供給する。

【0017】

図４には、射出成形プロセス後において内部を開放した状態で示した射出成形金型が示されており、ここでセンサが射出成形金型の下側部分４６に設けられている。図面において既に、取り付けタブ３８は挿入コンポーネント３０に射出成形されており、これによって、完成した磁界センサ１３を取り出すことができる。

【0018】

図５には、下側部分４６と傾斜スライダーとして構成されているスライダー５４と上側部分５８とを備えた射出成形金型の断面図が示されている。下側部分４６において支持体５０の延長部の部分が、上側部分５８において支持体５０の残りの延長部の部分がそれぞれ占められている。この支持体５０において金型中子４８が、矢印６０に応じて長手方向にシフト可能におよび金型中子４８の中央軸線を中心として回転可能に保持されている。支持体５０内での金型中子４８の固定が、ロック部品６２によって行われる。金型中子４８内の孔部５２内へ、挿入コンポーネント３０がその予め設定された角度位置にその孔部５２の端部まで挿入されている。挿入コンポーネントのロックは、挿入する時に予め設定されている角度位置を保障し、かつ接続ケーブル２８と共に挿入コンポーネントをその位置において保持する固定ピン６４によって、行われる。この固定ピンは、挿入コンポーネント３０のパイロット孔３４に挿入され、ＩＣモジュール１１の位置によって予め設定されている位置を保障している。

【0019】

図３，５を参照すると、取り付けタブ３８の異なる位置決め状態を見ることができる。図３では、取り付けタブ３８が挿入コンポーネント３０のケーブル側の端部に配置されている一方、図５によると取り付けタブ３８はさらに挿入コンポーネント３０の中央に配置されており、このようにしてセンサの異なる機能長を定めている。矢印６０に対応する長手方向の変化によって、場合によっては金型中子４８の回転によって、このように位置決めすることができる。ここでの挿入コンポーネント３０は、その都度完全に孔部５２に挿入されている。射出成形金型内の取り付けタブ３８の位置は、固定的に予め設定されている。

【0020】

図６には、図５の一点鎖線ＶＩ−ＶＩの領域の射出成形金型の断面図が示されている。この図面からは、この場合楕円形状で形成されている固定ブッシュ３６の位置と同様に、挿入コンポーネント３０に対する取り付けタブ３８の形態を見て取ることができる。このことによって、センサ取り付け時に所定の取り付け許容偏差とすることができる。図６においても同じ部品には上述の図面と同じ参照符号が付されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】