專利名稱：旋轉(zhuǎn)角度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器，用于檢測機動車或工業(yè)機械等所使用的旋轉(zhuǎn)軸
的旋轉(zhuǎn)角度。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)，已知有如下的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，在與旋轉(zhuǎn)軸連接而進行旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 子的前端設(shè)置磁鐵，利用與磁鐵隔著間隔地相對的例如磁阻元件之類的磁性傳感器來檢測 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度。作為如上所述的現(xiàn)有技術(shù)，圖8中表示例如專利文獻1所示的旋轉(zhuǎn)角度 傳感器的截面。 在圖8的現(xiàn)有例中，在形成于箱形外殼9前壁的孔中插入固定有軸承2，轉(zhuǎn)子3穿 過該軸承2的軸孔。在轉(zhuǎn)子3的位于外殼9內(nèi)的下端固定有圓板狀支架4，在該支架4上， 在相對于旋轉(zhuǎn)軸偏心的位置安裝有磁鐵5。在外殼9的底部設(shè)有磁鐵6和位于其上方的磁 軛7，在磁軛7的上面，以如下方式配置有磁性傳感器8，即以轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)軸為中心且與磁 鐵5隔著間隔地局部相對而配置。在該例中，磁性傳感器8利用串聯(lián)連接的兩個磁阻元件 將磁通量作為電壓而檢測，因轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)，來自磁鐵5的磁通量垂直地穿透磁性傳感器8 的兩個磁阻元件的區(qū)域產(chǎn)生變化，將因該變化而檢測出的電壓變化加以利用。
專利文獻1 :(日本)特開平8-236314號公報 在該現(xiàn)有例中，在一體地形成于轉(zhuǎn)子3的凸緣3A和支架4之間隔著軸承2，因此， 轉(zhuǎn)子3的軸向的移動及軸相對于外殼的斜度被限制，但由于轉(zhuǎn)子3相對于軸承2能夠轉(zhuǎn)動， 因此，兩者多少產(chǎn)生毛病(力D。其結(jié)果是，磁鐵5與磁性傳感器8接觸而受到損傷，由 此，或?qū)е庐a(chǎn)生故障，成為因磁性傳感器8和磁鐵5的間隔變化而導致檢測精度低的原因。 在該現(xiàn)有技術(shù)中，磁鐵5和磁性傳感器8之間的間隔受支架4、軸承2、外殼9、磁鐵6以及磁 軛7這些部件的尺寸精度的影響，成為旋轉(zhuǎn)角度傳感器在產(chǎn)品間產(chǎn)生測定偏差的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器，在該旋轉(zhuǎn)角度傳感器中，安裝于轉(zhuǎn) 子的磁鐵與磁性傳感器不接觸，并且能夠在將彼此的間隔保持一定的狀態(tài)下測定旋轉(zhuǎn)角 度，因此，測定精度高，產(chǎn)品間的測定偏差小。 本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器構(gòu)成為包含外殼，其具備形成有圓形開口的前壁；轉(zhuǎn) 子，其轉(zhuǎn)動自如地被收納于所述外殼內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)軸方向的中間部具有凸緣且前端部自所述 外殼的所述圓形開口突出；磁鐵，其固定于所述轉(zhuǎn)子的后端；環(huán)狀軸承，其設(shè)于所述外殼內(nèi) 且具有前端面，該前端面與所述凸緣的后端面相互能夠轉(zhuǎn)動且能夠滑動地支承所述凸緣的 后端面；配線基板，其安裝于所述外殼內(nèi)，具有與所述轉(zhuǎn)子的中心軸垂直的板面，將所述環(huán) 狀軸承的后端固定支承且具有用于電連接的配線；彈性按壓機構(gòu)，其安裝于所述轉(zhuǎn)子的凸 緣和所述外殼的前壁之間，使所述凸緣呈彈性地按壓所述環(huán)狀軸承的前端面；磁性傳感器 IC，其隔著間隔地與所述磁鐵相對，安裝于所述配線基板上且與所述配線連接。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，利用彈性按壓機構(gòu)使轉(zhuǎn)子的凸緣總是呈彈性地按壓環(huán)狀軸承
的前端面，因此，磁鐵和磁性傳感器ic之間的間隔僅由環(huán)狀軸承的軸向長度確定并保持一
定。另外，由于也不存在旋轉(zhuǎn)軸的斜度產(chǎn)生變動的情況，因此，測定精度變高。


圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的第一實施例的立體圖； 圖2是圖1的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的平面圖； 圖3是圖2的III-III剖面圖； 圖4是圖2的IV-IV剖面圖； 圖5是圖4的虛線圓區(qū)域的局部放大剖面圖； 圖6是用于說明旋轉(zhuǎn)角度傳感器的組裝的分解立體圖； 圖7是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的第二實施例的剖面圖； 圖8是表示專利文獻1的現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的剖面圖。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的第一實施例的立體圖，圖2表示其平面圖，圖 3及圖4分別表示圖2中的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的III-III剖面、及IV-IV剖面。旋轉(zhuǎn)角度傳感 器具有由在兩側(cè)具有安裝用凸部10A、10B的大致圓筒狀的絕緣體成型的外殼10 ;安裝于 外殼10內(nèi)且一端自形成于外殼前壁的開口向外突出的轉(zhuǎn)子20 ;安裝于在轉(zhuǎn)子20的軸向中 間部形成的凸緣20A和外殼10的前壁之間的波形墊圈(波座金)30 ;固定于轉(zhuǎn)子20的位 于外殼20內(nèi)的另一端的磁鐵21 ;設(shè)于外殼IO內(nèi)且通過一端支承轉(zhuǎn)子20的內(nèi)端的環(huán)狀軸 承13 ;支承環(huán)狀軸承13的另一端的配線基板14 ;在環(huán)狀軸承13的內(nèi)側(cè)，在轉(zhuǎn)子20的軸向 與磁鐵21隔著間隔地相對且安裝于配線基板14上的磁性傳感器IC15(集成電路)；自背 后支承配線基板14且堵塞外殼11的另一端開口的罩16。 另外，在圖8中，示出磁性傳感器8檢測垂直方向的磁通量的例子，但在本發(fā)明的 實施例中，以如下方式配置磁鐵21，使磁通量在磁性傳感器IC15及其附近如圖中虛線箭頭 所示沿與配線基板平行的方向(水平方向)流動，磁性傳感器IC15檢測與水平面內(nèi)的磁通 量的方向?qū)?yīng)的電壓。 將樹脂注射成型而形成圓柱狀轉(zhuǎn)子20，該轉(zhuǎn)子20形成有自其前端面向軸向延伸 且截面為非圓形(在此為大致半圓形)的連接用凹部20c，該連接用凹部20c中插入并連接 有測定對象的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)的、截面形狀與連接用凹部20c的截面形狀相同的前端部， 轉(zhuǎn)子20利用外部旋轉(zhuǎn)軸而轉(zhuǎn)動。在以下的說明中，在圖2所示的旋轉(zhuǎn)角度傳感器中，將連 接對象側(cè)設(shè)為前方，將其相反側(cè)設(shè)為后方。轉(zhuǎn)子20在軸向中間部具有凸緣20A，在轉(zhuǎn)子20 的后端粘接固定有磁鐵21。 將樹脂注射成型而形成外殼IO，該外殼10的前端以使開口變窄的方式一體形成 有向中心軸方向延長的前壁IOC，自該前壁10C的內(nèi)周端朝軸向前方延長而一體形成有套 筒IOD。在外殼10上，自其后部的周緣部延長而一體形成有箱狀的端子收納部IOE，并形成 端子收納室10d。轉(zhuǎn)子20自外殼10的后方開口插入，轉(zhuǎn)子20的凸緣20A的前部穿過外殼 10的套筒IOD并向外突出。
環(huán)狀軸承13例如由尼龍或特氟隆(注冊商標)之類的具有良好潤滑性、耐磨性的 樹脂成型。凸緣20A配置于外殼10的前壁IOC和環(huán)狀軸承13的前端之間，彈性的環(huán)狀波 形墊圈30夾在凸緣20A和前壁10C之間而設(shè)置。環(huán)狀波形墊圈30使轉(zhuǎn)子20的凸緣20A 呈彈性地按壓環(huán)狀軸承13，將磁鐵21和磁性傳感器IC15之間的間隔保持一定。
配線基板14例如在陶瓷基板上形成配線圖案，或者對玻璃環(huán)氧覆銅疊層板進行 蝕刻而形成配線圖案，該配線基板14構(gòu)成大致圓形，自其外周的一圓弧部延長而一體形成 有矩形端子部14A。在配線基板14的大致中央，通過焊接安裝有磁性傳感器IC15，與該磁性 傳感器IC15的供電用端子、檢測信號取出用端子等連接的配線在配線基板14上延長至端 子部14A。在配線基板14上，在同一圓周上形成有三個用于固定環(huán)狀軸承的結(jié)合孔14b( — 并參照圖5)。形成于環(huán)狀軸承13后端的三個固定用突起13A(在圖4中示出一個)被嵌 入到結(jié)合孔14b中，從而將環(huán)狀軸承13固定。作為進行固定的方法，既可以將固定用突起 13A的直徑形成為比結(jié)合孔14b的直徑稍大，將固定用突起13A壓入固定或熱鉚接(熱力> L & )于結(jié)合孔14b中，或者，也可以利用結(jié)合孔14b將固定用突起13A定位，并利用粘接劑 將環(huán)狀軸承13的后端與配線基板14粘接固定。 接著，參照圖6說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的組裝。在配線基板14的端子部 14A的配線端子事先連接引線17，并將環(huán)狀軸承13安裝于配線基板14。接著，在轉(zhuǎn)子20的 后端粘接固定磁鐵21，將轉(zhuǎn)子20的前端插入波形墊圈30，并將它們一體地安裝于外殼10 內(nèi)，使轉(zhuǎn)子20的前端自外殼10的前方開口突出。將安裝有環(huán)狀軸承13的配線基板14自 轉(zhuǎn)子20的背后插入外殼20內(nèi)。此時，端子部14A被收納于外殼10的收納室10d內(nèi)(參照 圖4)，自端子部14A伸出的引線17穿過在收納部10E的側(cè)壁的下端形成的缺口部10e而導 出到外部。自該配線基板14的背后利用罩16將外殼10的后方開口堵塞并固定該罩16。
如上所述，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的組裝簡單。 在上述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器中，也可以代替波形墊圈30而使用例如硅橡膠 之類的具有彈力的彈性樹脂的0形環(huán)，并使凸緣20A按壓環(huán)狀軸承13。 S卩，本發(fā)明的特征在 于，將如上所述的彈性按壓機構(gòu)安裝于外殼10的前壁10C和凸緣20A之間，使凸緣20A呈 彈性地按壓環(huán)狀軸承13的前端。 圖7是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的第二實施例的剖面圖，對應(yīng)于圖3的剖面 圖。第二實施例在圖3中，在環(huán)狀軸承13的前端和凸緣20A之間例如安裝無磁性的不銹鋼 之類的金屬襯墊18，除此之外與第一實施例相同。當利用樹脂成型轉(zhuǎn)子20和環(huán)狀軸承13 時，通過將金屬的襯墊18夾在凸緣20A和環(huán)狀軸承13之間，從而可以得到降低滑動摩擦的 效果。
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，具有外殼，其具備形成有圓形開口的前壁；轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)動自如地被收納于所述外殼內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)軸方向的中間部具有凸緣且前端部自所述外殼的所述圓形開口突出；磁鐵，其固定于所述轉(zhuǎn)子的后端；環(huán)狀軸承，其設(shè)于所述外殼內(nèi)且具有前端面，該前端面與所述凸緣的后端面相互能夠轉(zhuǎn)動且能夠滑動地支承所述凸緣的后端面；配線基板，其安裝于所述外殼內(nèi)，具有與所述轉(zhuǎn)子的中心軸垂直的板面，將所述環(huán)狀軸承的后端固定支承且具有用于電連接的配線；彈性按壓機構(gòu)，其安裝于所述轉(zhuǎn)子的凸緣和所述外殼的前壁之間，使所述凸緣呈彈性地按壓所述環(huán)狀軸承的前端面；磁性傳感器IC，其隔著間隔地與所述磁鐵相對，安裝于所述配線基板上且與所述配線連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，所述彈性按壓機構(gòu)是波形墊圈。
3. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，所述彈性按壓機構(gòu)是彈性樹脂 的0形環(huán)。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，金屬襯墊被夾在所 述凸緣和所述環(huán)狀軸承之間。
5. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，在所述環(huán)狀軸承的 后端形成有固定用突起，該固定用突起與形成于所述配線基板的結(jié)合孔結(jié)合而固定所述環(huán) 狀軸承。
6. 如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，在所述環(huán)狀軸承的后端形成有 固定用突起，該固定用突起與形成于所述配線基板的結(jié)合孔結(jié)合而固定所述環(huán)狀軸承。
7. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，所述配線基板在其 側(cè)緣部一體地具有導出所述配線的端子部，在所述外殼上一體地形成有收納所述端子部的 收納部。
8. 如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，所述配線基板在其側(cè)緣部一體 地具有導出所述配線的端子部，在所述外殼上一體地形成有收納所述端子部的收納部。
9. 如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其特征在于，所述配線基板在其側(cè)緣部一體 地具有導出所述配線的端子部，在所述外殼上一體地形成有收納所述端子部的收納部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器。在外殼(10)內(nèi)能夠轉(zhuǎn)動地配置具有凸緣(20A)的轉(zhuǎn)子(20)，轉(zhuǎn)子的前端自形成于外殼的前壁(10C)的開口突出。在外殼(10)內(nèi)，經(jīng)由彈性的波形墊圈(30)使環(huán)狀軸承(13)的前端支承該凸緣(20A)的后端，在配線基板(14)上固定環(huán)狀軸承的后端。在轉(zhuǎn)子的后端固定有磁鐵(21)，以與該磁鐵隔著間隔而相對的方式在配線基板(14)上安裝有磁性傳感器IC(15)。
文檔編號G01B7/30GK101750100SQ200910261450
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者佐藤浩介, 市倉學, 田中宏之 申請人:東京Cosmos電機株式會社