JP2007107922A - Rotation detection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば車載されるエンジンの回転検出や一般機械における各種被検出回転体の回転検出に用いられる回転検出装置に関し、特に磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用してそれら被検出回転体の回転情報を検出する回転検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation detection device used for detecting rotation of an engine mounted on a vehicle or rotation detection of various detected rotating bodies in a general machine, and in particular, using a change in resistance value of a magnetoresistive element, The present invention relates to a rotation detection device that detects rotation information.
従来、このように磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用して回転検出を行う回転検出装置としては、例えば特許文献1あるいは特許文献2に記載されている装置が知られている。図9に、これら特許文献1あるいは特許文献2に記載されている回転検出装置も含めて、例えばエンジンのクランク角センサ等の回転検出用として従来一般に用いられている回転検出装置の平面構造を示す。
Conventionally, as a rotation detection device that performs rotation detection using the resistance value change of the magnetoresistive element as described above, for example, a device described in
同図9に示されるように、この回転検出装置では、磁気抵抗素子MRE1およびMRE2からなる磁気抵抗素子対1と磁気抵抗素子MRE3およびMRE4からなる磁気抵抗素子対2とを備えるセンサチップ101が、被検出対象であるロータRTと対向するように配設されている。上記センサチップ101はその処理回路とともに集積回路化され、モールド樹脂102にて一体にモールドされている。具体的には、上記センサチップ101は、上記モールド樹脂102の内部で図示しないリードフレームの一端に搭載され、その他端から給電端子T1、出力端子T2およびGND(接地)端子T3といった各端子がそれぞれ外部へと引き出される構造となっている。また、上記センサチップ101の近傍には、モールド樹脂102を囲繞するように、上記磁気抵抗素子対1および2にバイアス磁界を付与する磁石(バイアス磁石)30が配設されている。上記磁石30は、その長手方向に中空部31を有する中空円筒状に形成されており、その中空部31に、上記センサチップ101を内蔵するモールド樹脂102が挿入されるかたちとなる。
As shown in FIG. 9, in this rotation detection device, a
また、こうした構成からなる回転検出装置の実用に際しては一般に、上記センサチップ101等をモールドしたモールド樹脂102と磁石30とを適宜のケース部材に収容し、同装置全体を納めた状態でエンジン等に搭載される。図10に、このような構造を有してエンジン等に搭載される回転検出装置についてその一例を示す。なお、この図10において、先の図9に示した各要素と機能的に同一の要素については、便宜上、それぞれ同一の符号を付して示している。
Further, in practical use of the rotation detection device having such a configuration, generally, the
図10に示されるように、この回転検出装置では、モールド樹脂102および磁石30が有底筒状のキャップ部材40に収容されるとともに、センサ本体となるハウジング樹脂120と一体に形成されている。このハウジング樹脂120は、例えばエンジン本体との接続に用いられるフランジ123を備えるとともに、このフランジ123から延設される部分には外部の電子制御装置等とのワイヤリングによる接続コネクタとして機能するコネクタ部124を備えている。また、上記各端子T1〜T3は、このハウジング樹脂120内に一体に設けられて上記コネクタとしての端子をも兼ねる金属ターミナル100a〜100cにそれぞれ電気的に接続されている。
As shown in FIG. 10, in this rotation detection device, the
次に、上記センサチップ101の上記処理回路をも含めた電気的な構成について、図11に示す等価回路を併せ参照して説明する。
この図11に示されるように、磁気抵抗素子対1および2は、電気的にはそれぞれ2つの磁気抵抗素子MRE1およびMRE2、あるいは磁気抵抗素子MRE3およびMRE4が各々直列接続されたハーフブリッジとして構成されている。そして、磁気抵抗素子MRE1およびMRE2の中点電位Vaが磁気抵抗素子対1の出力とされ、磁気抵抗素子MRE3およびMRE4の中点電位Vbが磁気抵抗素子対2の出力とされる。これら2つの出力は、それぞれ差動増幅器12aに入力され、上記中点電位Vaと中点電位Vbとの差動出力がさらに比較器12bに入力される。この比較器12bは、所定の閾値電圧Vthに基づいて上記差動増幅出力の2値化処理を行う部分であり、この2値化された信号(パルス信号)が出力端子T2から出力される。このように、上記回転検出装置では磁気抵抗素子対1および2の差動出力と、所定の閾値電圧Vthとの交点でセンサ出力の論理レベルが切り替わることに基づいて、ロータRTの回転角度等の検出が行われている。
Next, an electrical configuration including the processing circuit of the
As shown in FIG. 11,
一方、この回転検出装置では、先の図10にその詳細を示すように、上記キャップ部材40の内底面43に上記磁石30の先端面33が当接されており、この内底面43に形成された突起部45に上記センサチップ101が内蔵されたモールド樹脂102の先端部が当接されている。そして、これらの当接によって、磁気抵抗素子対1および2と磁石30との距離であるM(MRE)−M(Magnet)距離dが決定されている。すなわちこの回転検出装置においては、上記キャップ部材40の内底面43に設けられた上記突起部45の突出長を通じてロータRTとの関係も含めた上記磁気ベクトルの振れ角、換言すれば当該回転検出装置としてのセンシング感度の最適化が図られるようになっている。
一般に、回転検出装置に用いられている上記磁気抵抗素子MRE1〜MRE4をはじめとする検出素子や、上記センサチップ101とともに集積化される各種処理回路等は、その電気的特性が温度依存性を有するものが多い。このため、例えば回転検出装置が高温環境下におかれて温度が上昇すると、磁気抵抗素子MRE1〜MRE4により感知される抵抗値変化は小さくなり、上述した差動増幅信号の出力の振幅も小さくなる。そしてこの場合、上述した差動増幅信号と閾値電圧Vthとの交点にばらつきが生じることとなり、ひいてはロータの回転角度等の検出感度の低下も避けられないものとなる。なお従来の回転検出装置では、上述のように磁気抵抗素子対1および2と磁石30との距離であるM(MRE)−M(Magnet)距離dを高精度に調整することにより、回転検出装置としてのセンシング感度の最適化が図られてはいる。しかしながら、こうしたM−M距離の調整は、それら磁石30とセンサチップ101が内蔵されたモールド樹脂102との組付け時、すなわち室温において行われるため、上述した温度変化に伴って生じる検出感度の低下が無視できない実情にある。
In general, detection elements such as the magnetoresistive elements MRE1 to MRE4 used in the rotation detection device, various processing circuits integrated with the
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、たとえ温度変化を伴う環境におかれる場合であれ、そのセンシング感度を適正に維持することのできる回転検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotation detection device capable of appropriately maintaining the sensing sensitivity even in an environment with a temperature change. .
こうした目的を達成するため、請求項1に記載の回転検出装置では、磁気抵抗素子を有するセンサチップと、該センサチップの前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与する磁石とを備え、前記センサチップの近傍にてロータが回転するときに前記磁石から付与されるバイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子を通じて感知して前記ロータの回転態様を検出する回転検出装置として、前記センサチップはその給電端子および出力端子がリードフレームに接続された状態で非磁性体材料からなるケース本体の舌部に一体に配設されるとともに、前記磁石は筒状に形成されて前記センサチップ共々前記ケース本体の舌部を覆う態様で挿入され、有底筒状の非磁性体材料からなるキャップ部材が前記ケース本体の舌部導出面を塞ぐ態様で同キャップ部材の開口端が前記ケース本体に接合されることによって前記センサチップ共々前記舌部および前記磁石が外部雰囲気から保護される構造を有し、前記磁石の少なくとも一方端は、温度の上昇に伴って前記磁気抵抗素子と磁石先端との相対距離が短縮される方向に同磁石の位置を調整する調整部材に接合される構造とした。
In order to achieve such an object, the rotation detection device according to
このように磁気抵抗素子を用いてロータの回転検出を行う回転検出装置では、磁気抵抗素子により感知される抵抗変化率が、上述したM−M距離に依存して2つの極大値(ピーク)を有するかたちで変化することが知られている(例えば特許文献2参照)。そして、回転検出装置のセンサとして検出可能な抵抗変化率は「0.2%」以上であり、同センサとしての検出感度を上げるためには、上記抵抗変化率がより極大値に近づくようにM−M距離を設定することが望ましい。一方、こうした抵抗変化率は、磁気抵抗素子とロータの歯との距離(エアギャップ)や磁石の形状等の諸条件によってその極大値(ピーク)の位置がシフトするため、上記望ましいM−M距離もこれら条件に応じて変化することとなる。しかしながら、これらを一般的に見た場合、エアギャップが「1.1mm」〜「3.1mm」の範囲では、上記M−M距離を抵抗変化率の極大値のひとつである「0mm」近傍の値に、換言すれば同M−M距離が短縮されるように調整することが望ましいといった結論に至る。すなわち、こうしたかたちでM−M距離の調整が図られることにより、結果的にほぼ全てのエアギャップ範囲において、確実に磁気抵抗素子の抵抗変化率が拡大されるようになる。 Thus, in the rotation detection device that detects the rotation of the rotor using the magnetoresistive element, the resistance change rate sensed by the magnetoresistive element has two maximum values (peaks) depending on the MM distance described above. It is known to change depending on how it is held (see, for example, Patent Document 2). The rate of change in resistance that can be detected as a sensor of the rotation detection device is “0.2%” or more. In order to increase the detection sensitivity of the sensor, M is set so that the rate of change in resistance approaches a maximum value. It is desirable to set a -M distance. On the other hand, since the position of the maximum value (peak) is shifted depending on various conditions such as the distance (air gap) between the magnetoresistive element and the rotor teeth and the shape of the magnet, the resistance change rate is desirable MM distance. Will also change according to these conditions. However, when these are generally seen, when the air gap is in the range of “1.1 mm” to “3.1 mm”, the MM distance is in the vicinity of “0 mm” which is one of the maximum values of the resistance change rate. In other words, it is concluded that it is desirable to adjust so that the MM distance is shortened. That is, by adjusting the MM distance in this manner, the resistance change rate of the magnetoresistive element is surely expanded in almost all air gap ranges.
この点、回転検出装置としての上記構造によれば、例えば車載エンジンや一般機械等に搭載されて高温環境下におかれる場合であれ、温度上昇に伴う上記調整部材の寸法変化を利用して、該調整部材と接合される磁石と上記磁気抵抗素子との相対距離、すなわち上述したM−M距離を磁気抵抗素子の抵抗変化率が拡大される方向に変化させることができるようになる。そしてこれにより、回転検出装置としての検出感度も、温度変化による影響が抑制されるかたちで高く維持されるようになる。また、上記M−M距離の調整は、上記回転検出装置を構成するセンサチップ、ケース本体、磁石およびキャップ部材といった各部品が一体に組み付けられた状態でいわば自動的に行われるため、その実現も容易である。 In this regard, according to the structure as the rotation detection device, for example, when mounted in an in-vehicle engine or a general machine and placed in a high temperature environment, using the dimensional change of the adjustment member accompanying a temperature rise, The relative distance between the magnet joined to the adjusting member and the magnetoresistive element, that is, the MM distance described above can be changed in the direction in which the rate of change in resistance of the magnetoresistive element is increased. As a result, the detection sensitivity as the rotation detection device is also maintained high in such a manner that the influence of the temperature change is suppressed. In addition, the adjustment of the MM distance is automatically performed in a state where the parts such as the sensor chip, the case main body, the magnet, and the cap member constituting the rotation detecting device are integrally assembled, so that the realization is also realized. Easy.
またこの場合、請求項2に記載の発明によるように、前記調整部材は、前記ケース本体よりも線膨張係数の大きい非磁性体材料によって形成されることとすれば、上記調整部材としての材料選択の自由度、並びにその配設にかかる自由度が高められるようになる。
In this case, as in the invention described in
なお、この請求項2に記載の構造に関しては、例えば請求項3に記載の発明によるように、
(イ)前記磁気抵抗素子が前記磁石先端から突き出す態様で前記センサチップが前記ケース本体の舌部に配設されている前提のもとに、前記調整部材を前記ケース本体の舌部導出面と前記磁石の基端面との間に介装する構造。
あるいは請求項4に記載の発明によるように、
(ロ)同じく前記磁気抵抗素子が前記磁石先端から突き出す態様で前記センサチップが前記ケース本体の舌部に配設されている前提のもとに、前記調整部材として前記キャップ部材そのものを用い、同キャップ部材の内底面の一部に前記磁石の先端面を接合する構造。
等々が有効である。
As for the structure according to
(A) On the premise that the sensor chip is disposed on the tongue portion of the case body in such a manner that the magnetoresistive element protrudes from the tip of the magnet, the adjustment member is connected to the tongue portion lead-out surface of the case body. A structure interposed between the base end face of the magnet.
Alternatively, as in the invention according to claim 4,
(B) Similarly, the cap member itself is used as the adjustment member on the premise that the sensor chip is disposed on the tongue of the case body in such a manner that the magnetoresistive element protrudes from the tip of the magnet. The structure which joins the front end surface of the said magnet to a part of inner bottom face of a cap member.
Etc. are effective.
これらの構造はいずれも、磁気抵抗素子が磁石先端から突き出すかたちで配設される、いわば上記M−M距離が正の値をとる場合に有効な構造であり、特に上記(イ)の構造では、上記調整部材と上記ケース本体との線膨張差により、温度が上昇したときには調整部材の方がより大きく寸法変化して上記M−M距離の短縮、すなわち磁気抵抗素子における抵抗変化率の拡大が図られるようになる。また、上記(ロ)の構造では、上記調整部材であるキャップ部材と上記ケース本体との線膨張差により、温度が上昇したときにはキャップ部材の方がより大きく寸法変化して、やはり上記M−M距離の短縮が図られるようになる。しかもこの場合、上記調整部材がキャップ部材そのものとして形成されることから、部品数の増加や各部品の組付け工数等の変更を伴うことなく、より容易に上記請求項1にかかる構造の実現を図ることが可能となる。
All of these structures are effective when the magnetoresistive element is arranged in a protruding manner from the tip of the magnet, that is, when the MM distance takes a positive value. When the temperature rises due to the difference in linear expansion between the adjusting member and the case main body, the adjusting member changes in size more greatly, shortening the MM distance, that is, increasing the resistance change rate in the magnetoresistive element. Become figured. In the structure (b), when the temperature rises due to a difference in linear expansion between the cap member serving as the adjustment member and the case body, the cap member undergoes a larger dimensional change, and again the MM. The distance can be shortened. Moreover, in this case, since the adjustment member is formed as the cap member itself, the structure according to
一方、請求項1に記載の構造に関しては、例えば請求項5に記載の発明によるように、前記調整部材を、前記ケース本体および前記キャップ部材よりも線膨張係数の大きい非磁性体材料によって形成することもできる。この場合には、これらケース本体とキャップ部材とで同一の材料を使用することができるようになるため、上記調整部材としての材料選択の自由度、並びにその配設にかかる自由度がさらに高められることともなる。
On the other hand, regarding the structure according to
そしてこの場合には、例えば請求項6に記載の発明によるように、前記磁気抵抗素子が前記磁石先端の内側に収まる態様で前記センサチップが前記ケース本体の舌部に配設されている前提のもとに、前記調整部材を前記キャップ部材の内底面と前記磁石の先端面との間に介装する構造が有効である。すなわちこの場合、上記M−M距離が負の値をとることとなるため、上記調整部材と上記キャップ部材との線膨張差および上記調整部材と上記ケース本体との線膨張差により、温度が上昇したときには、調整部材のより大きな寸法変化を通じて同M−M距離の短縮を図ることができるようになる。 In this case, for example, according to the invention described in claim 6, it is assumed that the sensor chip is disposed on the tongue of the case body so that the magnetoresistive element fits inside the tip of the magnet. Basically, a structure in which the adjustment member is interposed between the inner bottom surface of the cap member and the tip end surface of the magnet is effective. That is, in this case, since the MM distance takes a negative value, the temperature rises due to the difference in linear expansion between the adjustment member and the cap member and the difference in linear expansion between the adjustment member and the case body. In this case, the MM distance can be shortened through a larger dimensional change of the adjustment member.
また一方、請求項1に記載の構造に関しては、例えば請求項7に記載の発明によるように、
(ハ)前記磁気抵抗素子が前記磁石先端から突き出す態様で前記センサチップが前記ケース本体の舌部に配設されている前提のもとに、前記ケース本体の舌部導出面と前記磁石の基端面との間には非磁性体材料からなる第1の調整部材を、また前記キャップ部材の内底面と前記磁石先端との間には非磁性体材料からなる第2の調整部材をそれぞれ介装し、前記第1の調整部材の線膨張係数がα1、前記第2の調整部材の線膨張係数がα2であるとき、それら線膨張係数を「α1>α2」なる関係に設定する構造。
あるいは請求項8に記載の発明によるように、
(ニ)前記磁気抵抗素子が前記磁石先端の内側に収まる態様で前記センサチップが前記ケース本体の舌部に配設されている前提のもとに、前記ケース本体の舌部導出面と前記磁石の基端面との間には非磁性体材料からなる第1の調整部材を、また前記キャップ部材の内底面と前記磁石先端との間には非磁性体材料からなる第2の調整部材をそれぞれ介装し、前記第1の調整部材の線膨張係数がα1、前記第2の調整部材の線膨張係数がα2であるとき、それら線膨張係数を「α1<α2」なる関係に設定する構造。
等々の構造を採用することもできる。
On the other hand, regarding the structure according to
(C) Based on the premise that the sensor chip is disposed on the tongue portion of the case body in such a manner that the magnetoresistive element protrudes from the tip of the magnet, a base portion of the tongue portion of the case body and the base of the magnet A first adjustment member made of a nonmagnetic material is interposed between the end surfaces, and a second adjustment member made of a nonmagnetic material is interposed between the inner bottom surface of the cap member and the tip of the magnet. When the linear expansion coefficient of the first adjustment member is α1 and the linear expansion coefficient of the second adjustment member is α2, the linear expansion coefficient is set to a relationship of “α1> α2”.
Alternatively, as in the invention according to claim 8,
(D) The tongue lead-out surface of the case main body and the magnet on the premise that the sensor chip is disposed on the tongue of the case main body so that the magnetoresistive element fits inside the tip of the magnet. A first adjusting member made of a non-magnetic material is provided between the base end surface of the cap member, and a second adjusting member made of a non-magnetic material is provided between the inner bottom surface of the cap member and the tip of the magnet. And a structure in which when the linear expansion coefficient of the first adjustment member is α1 and the linear expansion coefficient of the second adjustment member is α2, the linear expansion coefficient is set to a relationship of “α1 <α2”.
And so on.
ちなみに、上記(ハ)の構造では、上記M−M距離が正の値をとるときに、上記第1の調整部材と第2の調整部材との線膨張差により、温度が上昇したときには、上記第1の調整部材のより大きな寸法変化を通じて同M−M距離の短縮を図ることができるようになる。また、上記(ニ)の構造では、上記M−M距離が負の値をとるときに、やはり上記第1の調整部材と第2の調整部材との線膨張差により、温度が上昇したときには、上記第2の調整部材のより大きな寸法変化を通じて同M−M距離の短縮を図ることができるようになる。なお、上記(ハ)および(ニ)の構造においては、上記キャップ部材が、上記第1および第2の調整部材の線膨張係数を吸収し得る線膨張係数に設定されることが望ましい。 Incidentally, in the structure (c), when the MM distance takes a positive value, when the temperature rises due to the difference in linear expansion between the first adjustment member and the second adjustment member, The MM distance can be shortened through a larger dimensional change of the first adjustment member. In the structure (d), when the MM distance takes a negative value, when the temperature rises due to the difference in linear expansion between the first adjustment member and the second adjustment member, The MM distance can be shortened through a larger dimensional change of the second adjustment member. In the structures (c) and (d), the cap member is desirably set to a linear expansion coefficient that can absorb the linear expansion coefficients of the first and second adjustment members.
また、上記請求項2〜8のいずれかに記載の構造において、請求項9に記載の発明によるように、前記非磁性体材料としてポリアミド樹脂を用い、同樹脂に含まれるガラス繊維の含有率および形状および大きさおよびガラス繊維の種類の少なくとも1つを通じて前記線膨張係数を調整することとすれば、所望の線膨張係数を有する調整部材を容易に得ることができるようになる。
Further, in the structure according to any one of
また、上記請求項1に記載の構造においては、例えば請求項10に記載の発明によるように、
(ホ)前記調整部材としてバイメタルを採用する構造。
あるいは請求項11に記載の発明によるように、
(ヘ)前記調整部材として形状記憶合金を採用する構造。
等々も有効である。
Further, in the structure according to
(E) A structure that employs a bimetal as the adjusting member.
Or, according to the invention of
(F) A structure employing a shape memory alloy as the adjusting member.
And so on.
これら(ホ)あるいは(ヘ)のいずれの構造によっても、温度の上昇に伴う調整部材としての形状変化を利用して、M−M距離についての上述した調整を図ることができるようになる。 With either of these structures (e) or (f), the above-described adjustment of the MM distance can be achieved by utilizing the shape change as the adjusting member accompanying the rise in temperature.
また、これら請求項1〜11のいずれかに記載の構造において、請求項12に記載の発明によるように、前記ケース本体の舌部には前記センサチップによる検出信号を電気的に処理するとともに、調整用のデータを記憶する不揮発性メモリを有する処理回路チップを併せて配設することとし、この不揮発性メモリに記憶されている調整用のデータに基づいて前記センサチップによる検出信号の出力波形を調整する構成とすれば、当該回転検出装置による検出信号としてより適正に調整された出力波形に対して、上述したM−M距離の温度変化に伴う自動補正が施されることとなり、同回転検出装置としてのさらなるセンシング感度の向上が期待できるようになる。 Further, in the structure according to any one of the first to eleventh aspects, as in the invention according to the twelfth aspect, the tongue of the case body electrically processes a detection signal from the sensor chip, A processing circuit chip having a nonvolatile memory for storing adjustment data is also provided, and an output waveform of a detection signal from the sensor chip is based on the adjustment data stored in the nonvolatile memory. If the configuration is adjusted, the output waveform that is more appropriately adjusted as a detection signal by the rotation detection device is subjected to the automatic correction according to the temperature change of the MM distance, and the rotation detection is performed. Further improvement in sensing sensitivity as a device can be expected.
(第1の実施の形態)
以下、この発明にかかる回転検出装置の第1の実施の形態について、図1〜図4を参照して説明する。なお、先の図9〜図11に示した従来の回転検出装置の各要素と機能的に同一の要素については、便宜上、それぞれ同一の符号を付して示すこととする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a rotation detection device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Elements that are functionally the same as those of the conventional rotation detection apparatus shown in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals for the sake of convenience.
図1は、この実施の形態にかかる回転検出装置が、先の図10に例示した装置と同様、例えば車載エンジンのクランク角センサ等の回転検出用に用いられる回転検出装置に適用される場合について、その一部断面側面構造を模式的に示したものである。また、図2は図1のA−Aに沿った断面構造を模式的に示したものである。 FIG. 1 shows a case where the rotation detection device according to this embodiment is applied to a rotation detection device used for rotation detection, such as a crank angle sensor of an in-vehicle engine, as in the device illustrated in FIG. The partial cross-sectional side structure is schematically shown. FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure along AA in FIG.
これら図1および図2に併せ示すように、この実施の形態にかかる回転検出装置は、ベアチップからなるセンシングチップ10および磁石(バイアス磁石)30がケース本体20およびキャップ部材40により構成されるハウジング内に密閉されて外部雰囲気から保護される構造となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotation detection device according to this embodiment includes a
このうち、上記センシングチップ10は、磁気抵抗素子対1および2を有するセンサチップ11と、集積回路化されてこれら磁気抵抗素子対1および2により検出される信号の各種処理を行う処理回路チップ12とから構成されている。
Among them, the
また、上記ケース本体20は、例えばPPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂等の非磁性体材料からなり、その側壁に例えばエンジン本体と締結されるフランジ23を備えるとともに、上記フランジ23から延設される部分には外部の電子制御装置などと接続されるコネクタ部24を備えている。また、このケース本体20は上記キャップ部材40の内方に突出する態様で延設される板状の舌部21を備えている。この舌部21には、リードフレーム13をはじめ、センサチップ11や処理回路チップ12の実装面が一体に鋳込まれている。そしてこの舌部21に、これらセンサチップ11および処理回路チップ12が上記リードフレーム13と電気的に接続されるかたちでそれぞれ実装(搭載)されている。具体的には、上記センサチップ11と処理回路チップ12とはボンディングワイヤW1によって、また上記処理回路チップ12とリードフレーム13の一端とはボンディングワイヤW2によってそれぞれ電気的に接続されている。なおこの実施の形態において、上記リードフレーム13は、上記コネクタ部24の端子をもかねる金属ターミナルの一部として形成されており、これら金属ターミナルがそれぞれ、センシングチップ10の給電端子T1、出力端子T2、およびGND(接地)端子T3となる。
The
一方、上記磁石30は、例えば円柱の長手方向内部に四角形状の中空部31を有する筒状に形成されており、上記センシングチップ10共々、ケース本体20の舌部21を覆う態様で挿入されている。この磁石30は、センサチップ11に組み込まれている上記磁気抵抗素子対1および2に対してバイアス磁界を付与するものであり、先の図9等に例示したロータの回転時にこのバイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化が上記磁気抵抗素子対1および2の抵抗値変化として感知される。
On the other hand, the
また、上記キャップ部材40は有底筒状に形成されており、例えばPPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂等の非磁性体材料からなる。そして、このキャップ部材40は、上記ケース本体20の舌部21が導出される舌部導出面22を塞ぐ態様で同キャップ部材40の開口端41が上記ケース本体20に接合されて一体に組み付けられることで、上記センシングチップ10共々、舌部21および磁石30を外部雰囲気から保護する。
The
図3は、上記センシングチップ10の内部の等価回路の一例を示したものであり、以下、この図3を参照して、上記回転検出装置の電気的な構成、主に信号処理回路の構成について説明する。
FIG. 3 shows an example of an equivalent circuit inside the
図3に示されるように、そして上述のように、センシングチップ10はセンサチップ11とその処理回路である処理回路チップ12とを備えて構成される。このうち、センサチップ11は、上述のように磁気抵抗素子対1および2を備え、これら磁気抵抗素子対1および2は、電気的にはそれぞれ磁気抵抗素子MRE1およびMRE2、あるいは磁気抵抗素子MRE3およびMRE4が各々直列接続されたハーフブリッジとして構成されている。そして、磁気抵抗素子MRE1とMRE3との共通接続部には定電圧「+V」が印加され、磁気抵抗素子MRE2とMRE4の共通接続部は接地されている。
As shown in FIG. 3 and as described above, the
ここで、上記ブリッジ接続されている磁気抵抗素子対1の中点電位Vaと磁気抵抗素子対2の中点電位Vbとはそれぞれ処理回路チップ12内の差動増幅器12aに入力される。そして、この差動増幅器12aの出力である上記中点電位Vaと中点電位Vbとの差動増幅出力はさらに比較器12bを通じて2値化処理される。こうして2値化処理された2値化信号(パルス信号)が、当該回転検出装置による回転検出信号として上記出力端子T2を介してから出力される。なお、この比較器12bでは、上記定電圧「+V」の抵抗R1およびR2による分圧電圧である閾値電圧Vthを基準として上記差動増幅出力の2値化が行われる。
Here, the midpoint potential Va of the
また、この実施の形態においては、上記処理回路チップ12は、例えばEPROM等の不揮発性メモリを内部に有して構成されるメモリ回路12cを備えている。このメモリ回路12cは、上記不揮発性メモリに記憶されている調整用のデータをD/A(デジタル/アナログ)変換、もしくはデコードした信号をここでは例えば上記差動増幅器12aに与えてそのオフセット調整等を行う回路である。ちなみに、この調整用のデータとしては、
a.処理回路チップ12中に組み込まれる差動増幅器12aのオフセット調整のためのデータ。
b.処理回路チップ12中に組み込まれる比較器12bの閾値電圧Vthを調整するためのデータ。
c.処理回路チップ12中に組み込まれる回路全体の温度補償を行うためのデータ。
等々があるが、図3では便宜上、上記b.や上記c.のデータに基づく調整に関してはそのための詳細な図示を割愛している。
Further, in this embodiment, the
a. Data for offset adjustment of the
b. Data for adjusting the threshold voltage Vth of the
c. Data for performing temperature compensation of the entire circuit incorporated in the
However, in FIG. Or c. The detailed illustration for the adjustment based on the data is omitted.
なお、このメモリ回路12cでは、例えば図3に例示するようなクロックによる電圧変調信号が上記調整用のデータとしてデータ用端子T4(図3、図2)に印加されることにより、これをクロック成分とデータ成分とに復調してそのデータ内容(デジタル信号)を上記不揮発性メモリの該当するアドレスに書き込む。そして、この書き込んだデータを上述のようにD/A変換やデコードして生成した信号に基づき、上記差動増幅器12aのオフセット調整や比較器12bの閾値調整、温度補償等を行うこととなる。処理回路チップ12においてこのような調整や温度補償を行うことで、上記磁気抵抗素子MRE1〜MRE4と磁石30やロータ(図9、図10)との位置関係に応じて定まる検出精度が改善されるようになる。
In the
一方、この実施の形態にかかる回転検出装置では、先の図1および図2に示されるように、磁石30の上記ケース本体20と対向する基端面32と、ケース本体20の上記舌部導出面22との間に調整部材50が介装されている。この調整部材50は、上記ケース本体20よりも線膨張係数の大きい例えばPA66(ポリアミド66)樹脂等の非磁性体材料からなる。具体的には、ケース本体20は上述のようにPPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂からなり、その線膨張係数は例えば「20×10−6/℃」であり、これに対し上記調整部材50としては、その線膨張係数が例えば「80×10−6/℃」であるポリアミド樹脂(PA66)を用いている。そして、これらケース本体20および調整部材50は、磁石30およびキャップ部材40共々、室温(例えば25℃)付近で一体に組付けられ、この組付け時に上記磁気抵抗素子対1および2と上記磁石30の先端との距離であるM−M距離dが設定されて、これら磁石30と磁気抵抗素子対1および2との相対位置が位置決めされる。
On the other hand, in the rotation detection device according to this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、この実施の形態にかかる回転検出装置では、上記磁気抵抗素子対1および2が上記磁石30の先端面33から突き出す態様で上記センサチップ11が上記ケース本体20の舌部21に搭載されており、上記M−M距離dが例えば「+0.5mm」に設定された状態で上述の調整等を通じた最適化が図られているとする。ここで、通常であれば、回転検出装置がその使用に際して高温環境下におかれ、装置全体の温度が例えば「150℃」まで上昇したとすると、上記磁気抵抗素子対1および2自体の温度特性によりその抵抗変化率が低下し、ひいては検出感度が低下する。しかしこの実施の形態にあっては、上記調整部材50と上記ケース本体20の舌部21との上述した線膨張差により、調整部材50は長さL1が舌部21の寸法変化に対しより大きく変化する。これにより、この調整部材50に接合されている磁石30がキャップ部材40の内底面43側に移動し、上記M−M距離dが短縮されるように、すなわち「0mm」に近づくように変化するようになる。
In the rotation detection device according to this embodiment, the
図4は、例えば先の特許文献2の記載をもとに、こうした回転検出装置におけるM−M距離と磁気抵抗素子の抵抗変化率との関係を示したものであり、一例としてエアギャップが「1.1mm」に設定される場合について示したものである。この図4に実線で示されるように、磁気抵抗素子により感知される抵抗変化率は、M−M距離に依存して2つの極大値(ピーク)を有するかたちで変化する。なお、上記ピーク間の抵抗変化率の小さい領域は、磁気抵抗素子としての抵抗値変化が不安定な領域であって、当該回転検出装置の使用に際しても信頼のおけない領域となっている。また一般に、こうした回転検出装置による回転検出には、磁気抵抗素子の抵抗変化率が「0.2%」以上である必要がある。そして、磁気抵抗素子のこうした抵抗変化率は温度の上昇に伴って低下(下方にシフト)し、例えば「150℃」における抵抗変化率は同図4に点線で示されるようになる。すなわち、室温付近におけるM−M距離が「+0.5mm」である場合には、抵抗変化率は室温では点aに対応する変化率であるのに対して、温度が上昇した「150℃」においては点bに対応する変化率まで低下するようになる。しかしこの実施の形態にあっては、温度の上昇に伴い上記調整部材50が上述の態様で寸法変化することによってM−M距離が「+0.3mm」となり、抵抗変化率も点cに対応する変化率に維持されるようになる。このように、温度の上昇に伴って、磁石30と磁気抵抗素子対1および2との相対位置(M−M距離d)がいわば自動調整されることで、磁気抵抗素子としての抵抗変化率が補償されるようになり、ひいては回転検出装置としてのセンシング感度も高く維持されるようになる。
FIG. 4 shows the relationship between the MM distance and the resistance change rate of the magnetoresistive element in such a rotation detection device, for example, based on the description in the above-mentioned
なお、こうした抵抗変化率は、磁気抵抗素子とロータの歯との距離(エアギャップ)や磁石の形状等の諸条件によってその極大値(ピーク)の位置がシフトするため、上記望ましいM−M距離もこれら条件に応じて変化する。しかしながら、これらを一般的に見た場合、エアギャップが「1.1mm」〜「3.1mm」の範囲では、上記M−M距離を抵抗変化率の極大値のひとつである「0mm」近傍の値に、換言すれば同M−M距離が短縮されるように調整することが望ましい。すなわち、こうしたかたちでM−M距離の調整が図られることにより、結果的にほぼ全てのエアギャップ範囲において、確実に磁気抵抗素子の抵抗変化率が拡大(補償)されるようになる。 In addition, since the position of the maximum value (peak) shifts depending on various conditions such as the distance (air gap) between the magnetoresistive element and the teeth of the rotor and the shape of the magnet, such a resistance change rate is desirable MM distance. Varies depending on these conditions. However, when these are generally seen, when the air gap is in the range of “1.1 mm” to “3.1 mm”, the MM distance is in the vicinity of “0 mm” which is one of the maximum values of the resistance change rate. In other words, it is desirable to adjust so that the MM distance is shortened. That is, by adjusting the MM distance in this manner, the resistance change rate of the magnetoresistive element is reliably expanded (compensated) as a result in almost all air gap ranges.
以上説明したように、この実施の形態にかかる回転検出装置によれば、以下に列記するような優れた効果が得られるようになる。
(1)磁気抵抗素子対1および2が磁石30の先端面33から突き出す態様でセンサチップ11が上記ケース本体20の舌部21に搭載されるときに、調整部材50を上記ケース本体20の舌部導出面22と磁石30の基端面32との間に介装することとした。これにより、調整部材50とケース本体20との線膨張差により温度が上昇したときに上記調整部材50の方がより大きく寸法変化することで、上記M−M距離の短縮、すなわち磁気抵抗素子における抵抗変化率の拡大(補償)が図られるようになる。また、上記M−M距離の調整は、回転検出装置を構成するセンサチップ11、ケース本体20、磁石30およびキャップ部材40といった各部品が一体に組み付けられた状態でいわば自動的に行われるため、その実現も容易である。
As described above, according to the rotation detection device according to this embodiment, the excellent effects listed below can be obtained.
(1) When the
(2)上記調整部材50として、ケース本体20よりも線膨張係数の大きい非磁性体材料であるポリアミド樹脂を用いることとした。これにより、上記調整部材50としての材料選択の自由度、並びにその配設にかかる自由度が高められるようになる。
(2) As the adjusting
(3)ケース本体20の舌部21には上記センサチップ11による検出信号を電気的に処理するとともに、調整用のデータを記憶するための不揮発性メモリを内蔵して構成されるメモリ回路12cを有する処理回路チップ12を併せて配設することとした。これにより、上記メモリ回路12cに記憶されている調整用のデータに基づいて上記センサチップ11による検出信号の出力波形が調整されるとともに、こうして適正に調整された出力波形に対して上述したM−M距離の温度変化に伴う自動補正が施されることとなり、同回転検出装置としてのさらなるセンシング感度の向上が期待できるようになる。
(3) The
(4)センシングチップ10、特に上記センサチップ11が、上記ケース本体20の舌部21にいわゆるベアチップの状態で実装されることとした。このように、センサチップ11としてベアチップ構造を採用したことで、上記舌部21上での実装位置を高精度に位置決めすることができる。また、従来の回転検出装置のように、このセンサチップ11を樹脂モールドした場合には、モールド時の内部応力による応力歪みも無視できない。この点、この実施の形態のように、同センサチップ11をベアチップとして舌部21上に実装するようにしたことで、このような応力歪みに起因するセンシング特性への影響も回避されるようになる。
(4) The
(5)こうしてセンサチップ11をベアチップとして舌部21に実装しつつも、同センシングチップ10や磁石30は舌部21と共々、ケース本体20およびキャップ部材40により密閉された状態におかれるため、外部雰囲気との遮断性も好適に確保されるようになる。
(5) Since the
(第2の実施の形態)
次に、この発明にかかる回転検出装置の第2の実施の形態について、図5を参照して説明する。この実施の形態にかかる回転検出装置も、回転検出装置としての基本的な部分の構成は先の第1の実施の形態と同様であるが、この回転検出装置は、前記調整部材、並びにその配設態様が第1の実施の形態とは異なる装置として構成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the rotation detection device according to the present invention will be described with reference to FIG. The rotation detection device according to this embodiment also has the same basic configuration as the rotation detection device as in the first embodiment, but the rotation detection device includes the adjustment member and its arrangement. The configuration is configured as an apparatus different from that of the first embodiment.
すなわち、第1の実施の形態では、磁石30の基端面32と、ケース本体20の舌部導出面22との間に調整部材が介装されることとしたが、この第2の実施の形態では、図5に示すように、調整部材をキャップ部材40aそのものとして形成するようにしている。このキャップ部材40aも、先の第1の実施の形態にかかる装置と同様、有底筒状に形成されており、その内底面43が磁石30の先端面33と当接して、磁石30を覆うかたちで配設されている。そして、この実施の形態においては、上記キャップ部材40aの内底面43のうち、該磁石30と当接する部分が選択的に肉厚に形成されるとともに、この内底面43の中央には凹部44が形成されている。そして、キャップ部材40aは例えばPA66(ポリアミド66)樹脂等の上記ケース本体20よりも線膨張係数の大きい非磁性体材料からなっている。具体的には、ケース本体20は、先の第1の実施の形態と同様、PPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂からなり、その線膨張係数は例えば「20×10−6/℃」であり、これに対しキャップ部材40aとしては、その線膨張係数が例えば「80×10−6/℃」であるポリアミド樹脂(PA66)を用いている。そして、これらケース本体20およびキャップ部材40は、磁石30共々、室温(例えば25℃)付近で一体に組み付けられ、この組付け時に上記磁気抵抗素子対1および2と上記磁石30の先端との距離であるM−M距離dが設定されて、これら磁石30と磁気抵抗素子対1および2との相対位置が位置決めされる。
That is, in the first embodiment, the adjustment member is interposed between the
そして、この実施の形態にかかる回転検出装置でも、先の第1の実施の形態と同様、上記磁気抵抗素子対1および2が上記磁石30の先端面33から突き出す態様で上記センサチップ11が上記ケース本体20の舌部21に搭載されており、上記M−M距離dが例えば「+0.5mm」に設定された状態でその最適化が図られているとする。すなわち、例えば上記ケース本体20とキャップ部材40aとの接合面から磁気抵抗素子対1および2までの長さL2が「20.0mm」に、また上記接合面から磁石30の先端と接合するキャップ部材40aの内底面43までの長さL3が「19.5mm」にそれぞれ設定されている。ここで、回転検出装置がその使用に際して高温環境下におかれ、装置全体の温度が例えば「150℃」まで上昇したとすると、上記キャップ部材40aと上記ケース本体20の舌部21との線膨張差により、キャップ部材40aは舌部21の寸法変化に対しより大きく変化する。具体的には、上記長さL3が「19.695mm」と変化するのに対して、上記長さL2は「20.05mm」と変化し、このキャップ部材40aに接合されている磁石30がキャップ部材40の内底面43側に移動し、上記M−M距離dは「+0.355mm」に変化するようになる。このような構造によっても、温度の上昇に伴って、上記M−M距離dが短縮されるように、すなわち「0mm」に近づくように自動調整されることで、磁気抵抗素子としての抵抗変化率が補償されるようになり、ひいては回転検出装置としてのセンシング感度も高く維持されるようになる。
In the rotation detection device according to this embodiment as well, the
以上説明したように、この第2の実施の形態にかかる回転検出装置によっても、先の第1の実施の形態による前記(1)〜(5)の効果と同様、もしくはそれに準じた効果が得られるとともに、さらに以下のような効果が得られるようになる。 As described above, the rotation detection device according to the second embodiment can obtain the same effects as the effects (1) to (5) according to the first embodiment, or an effect similar thereto. In addition, the following effects can be obtained.
(6)調整部材としてキャップ部材40aそのものを用い、同キャップ部材40aの内底面43の一部を磁石30の先端面33を接合することとした。これにより、部品数の増加や上記回転検出装置にかかる各部品の組付け工数等の大きな変更を伴うことなく、容易にその実現を図ることが可能となる。
(6) The
(第3の実施の形態)
次に、この発明にかかる回転検出装置の第3の実施の形態について、図6を参照して説明する。この実施の形態にかかる回転検出装置も、回転検出装置としての基本的な部分の構成は先の各実施の形態と同様であるが、この回転検出装置も、前記調整部材の形状、並びに配設態様が上記各実施の形態とは異なる装置として構成されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the rotation detecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The rotation detection device according to this embodiment also has the same basic configuration as the rotation detection device, but the rotation detection device also has the shape and arrangement of the adjustment member. The aspect is configured as an apparatus different from each of the above embodiments.
すなわち、第1の実施の形態では、磁石30の基端面32と、ケース本体20の舌部導出面22との間に調整部材が介装されることとしたが、この第3の実施の形態では、図6に示すように、調整部材60を上記キャップ部材40の内底面43と上記磁石30の先端面33との間に介装するようにしている。そして、この調整部材60は上記ケース本体20およびキャップ部材40よりも線膨張係数の大きい材料からなる。具体的には、ケース本体20およびキャップ部材40は、先の第1の実施の形態と同様、PPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂からなり、その線膨張係数は例えば「20×10−6/℃」であるのに対し、調整部材60としては、その線膨張係数が例えば「80×10−6/℃」であるポリアミド樹脂(PA66)を用いている。そして、これらケース本体20、キャップ部材40および調整部材60は、磁石30共々、室温(例えば25℃)付近で一体に組付けられ、この組付け時に上記磁気抵抗素子対1および2と上記磁石30の先端との距離であるM−M距離dが設定されて、これら磁石30と磁気抵抗素子対1および2との相対位置が位置決めされる。
That is, in the first embodiment, the adjustment member is interposed between the
そして、この実施の形態にかかる回転検出装置では、上記磁気抵抗素子対1および2が上記磁石30の先端面33の内側に収まる態様で上記センサチップ11が上記ケース本体20の舌部21に配設されており、このM−M距離dが例えば「−0.5mm」に設定された状態でその最適化が図られているとする。ここで、回転検出装置がその使用に際して高温環境下におかれ、装置全体の温度が例えば「150℃」まで上昇したとすると、上記調整部材60と上記ケース本体20の舌部21との線膨張差、および上記調整部材60と上記キャップ部材40との線膨張差により、調整部材60の長さL4が舌部21の寸法変化に対しより大きく変化する。これにより、この調整部材60に接合されている磁石30がケース本体20側に移動し、上記M−M距離dが短縮されるように、すなわち「0mm」に近づくように変化するようになる。このような構造によっても、温度の上昇に伴って、上記M−M距離dが短縮されるように自動調整されることで、磁気抵抗素子としての抵抗変化率が補償されるようになり、ひいては回転検出装置としてのセンシング感度も高く維持されるようになる。
In the rotation detection device according to this embodiment, the
以上説明したように、この第3の実施の形態にかかる回転検出装置によっても、先の第1の実施の形態による前記(1)〜(5)の効果と同様、もしくはそれに準じた効果が得られるとともに、さらに以下のような効果が得られるようになる。 As described above, the rotation detection device according to the third embodiment also obtains the same effects as the effects (1) to (5) of the previous first embodiment or an equivalent thereto. In addition, the following effects can be obtained.
(7)磁気抵抗素子対1および2が磁石30の先端面33の内側に収まる態様でセンサチップ11が上記ケース本体20の舌部21に搭載されるときに、調整部材60を上記キャップ部材40の内底面43と上記磁石30の先端面33との間に介装することとした。これにより、調整部材60とキャップ部材40との線膨張差、および調整部材60とケース本体20との線膨張差により温度が上昇したときに上記調整部材60のほうが大きく寸法変化することで、上記M−M距離の短縮、すなわち磁気抵抗素子における抵抗変化率の拡大が図られるようになる。
(7) When the
(8)調整部材60として、ケース本体20およびキャップ部材40よりも線膨張係数の大きい材料を用いることとした。これにより、ケース本体20とキャップ部材40とで同一の材料を使用することができるようになるため、調整部材60としての材料選択の自由度、並びにその配設にかかる自由度がさらに高められるようになる。
(8) As the adjustment member 60, a material having a larger linear expansion coefficient than the case
(第4の実施の形態)
次に、この発明にかかる回転検出装置の第4の実施の形態について、図7を参照して説明する。この実施の形態にかかる回転検出装置も、回転検出装置としての基本的な部分の構成は先の各実施の形態と同様であるが、この回転検出装置は、2つの調整部材を用いて前記M−M距離を調整する装置として構成されている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the rotation detecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The rotation detection device according to this embodiment also has the same basic configuration as the rotation detection device as in each of the previous embodiments. It is configured as a device that adjusts the -M distance.
すなわち、第4の実施の形態では、図7に示されるように、上記ケース本体20の舌部導出面22と上記磁石30の基端面32との間に第1の調整部材51を、また上記キャップ部材40の内底面43と上記磁石30の先端面33との間に第2の調整部材61をそれぞれ介装するようにしている。そして、これら調整部材51および61も、先の第1の実施の形態と同様、例えばPA66(ポリアミド66)樹脂からなるが、この実施の形態では、それぞれにガラス繊維が含まれており、その含有率および形状および大きさおよびガラス繊維の種類の少なくとも1つを通じてそれらの線膨張係数が調整されている。具体的には、調整部材51としてはその線膨張係数が例えば「110×10−6/℃」あるポリアミド樹脂(PA66)を用い、調整部材61としてはその線膨張係数が例えば「80×10−6/℃」であるポリアミド樹脂(PA66)を用いている。また、ケース本体20は、先の第1の実施の形態と同様、PPS(ポリフェニレンスルフィド)樹脂からなり、その線膨張係数は例えば「20×10−6/℃」であるが、キャップ部材40は、やはりポリアミド樹脂(PA66)からなって、上記調整部材51および61の線膨張係数を吸収し得る線膨張係数に設定されているとする。そして、これらケース本体20、調整部材51および61は磁石30およびキャップ部材40共々、室温(例えば25℃)付近で一体に組み付けられ、この組付け時に上記磁気抵抗素子対1および2と上記磁石30の先端との距離であるM−M距離dが設定されて、これら磁石30と磁気抵抗素子対1および2との相対位置が位置決めされる。
That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the
そして、この実施の形態にかかる回転検出装置でも、先の第1の実施の形態と同様、上記磁気抵抗素子対1および2が上記磁石30の先端面33から突き出す態様で上記センサチップ11が上記ケース本体20の舌部21に搭載されており、このM−M距離dが例えば「+0.5mm」に設定された状態でその最適化が図られているとする。ここで、回転検出装置がその使用に際して高温環境下におかれ、装置全体の温度が例えば「150℃」まで上昇したとすると、上記調整部材51と調整部材61との線膨張差により、調整部材51の長さL5が調整部材61の長さL6の寸法変化に対しより大きく変化する。これにより、これら調整部材51および61に接合されている磁石30がキャップ部材40の内底面43側に移動し、上記M−M距離dが短縮されるように、すなわち「0mm」に近づくように変化するようになる。このような構造によっても、温度の上昇に伴って、上記M−M距離dが短縮されるように自動調整されることで、磁気抵抗素子としての抵抗変化率が補償されるようになり、ひいては回転検出装置としてのセンシング感度も高く維持されるようになる。
In the rotation detection device according to this embodiment as well, the
以上説明したように、この第4の実施の形態にかかる回転検出装置によっても、先の第1の実施の形態による前記(1)〜(5)の効果と同様、もしくはそれに準じた効果が得られるようになる。 As described above, the rotation detection device according to the fourth embodiment also obtains the same or similar effects as the effects (1) to (5) of the previous first embodiment. Be able to.
(変形例)
上記第4の実施の形態にかかる回転検出装置では、上記磁気抵抗素子対1および2が上記磁石30の先端面33から突き出す態様でセンサチップ11が上記ケース本体20の舌部21に搭載されることとした。これに代えて図8に示すように、上記磁気抵抗素子対1および2が上記磁石30の先端面33の内側に収まる態様で上記センサチップ11が搭載される装置に適用してもよい。この場合、第1の調整部材52の線膨張係数は第2の調整部材62の線膨張係数よりも小さくなるように設定する必要がある。具体的には、調整部材52としてはその線膨張係数が例えば「80×10−6/℃」であるポリアミド樹脂(PA66)を用い、調整部材62としてはその線膨張係数が例えば「110×10−6/℃」であるポリアミド樹脂(PA66)を用いている。また、キャップ部材40もポリアミド樹脂(PA66)からなって、これら調整部材52および62の線膨張係数を吸収し得る線膨張係数に設定されることは上記第4の実施の形態と同様である。そして、上記M−M距離dが例えば「−0.5mm」に設定されている状態でその最適化が図られているとする。ここで、回転検出装置がその使用に際して高温環境下におかれ、装置全体の温度が例えば「150℃」まで上昇したとすると、上記調整部材52と調整部材62との線膨張差により調整部材62の長さL6が調整部材52の長さL5の寸法変化に対しより大きく変化する。これにより、これら調整部材52および62に接合されている磁石30がケース本体20側に移動し、上記M−M距離dが短縮されるように、すなわち「0mm」に近づくように変化するようになる。このような構造によっても、温度の上昇に伴って、上記M−M距離dが短縮されることで、上記と同様の効果が得られるようになる。
(Modification)
In the rotation detection device according to the fourth embodiment, the
(その他の実施の形態)
その他、上記各実施の形態、ならびに上記変形例に共通して変更可能な要素としては以下のようなものがある。
(Other embodiments)
In addition, there are the following elements that can be changed in common with each of the above embodiments and the above modification.
・上記第1〜第3の実施の形態では、調整部材として、PA66(ポリアミド66)樹脂を用いることとしたが、これに代えて上記第4の実施の形態および変形例と同様、樹脂中にガラス繊維を含有するようにしてもよい。上記樹脂中に含有されるガラス繊維の含有率、形状、大きさあるいはガラス繊維の種類の少なくとも1つを変更することによって、所望の線膨張係数を有する調整部材が得られるようになる。 In the first to third embodiments, PA66 (polyamide 66) resin is used as the adjustment member, but instead of this, in the resin as in the fourth embodiment and the modification example, You may make it contain glass fiber. An adjustment member having a desired linear expansion coefficient can be obtained by changing at least one of the content, shape, size, and type of glass fiber contained in the resin.
・上記各実施の形態およびその変形例では、調整部材としてPA66(ポリアミド66)樹脂を用いることとしたが、その他樹脂やセラミックス等の非磁性体材料を用いてもよいし、磁性体材料を用いてもよい。ただし、上記調整部材(50〜52、60〜62)として磁性体材料を用いる場合には、磁石30から磁気抵抗素子に付与されるバイアス磁界に影響を及ぼさない領域にて用いることが望ましい。
In each of the above-described embodiments and modifications thereof, PA66 (polyamide 66) resin is used as the adjustment member. However, other nonmagnetic materials such as resin and ceramics may be used, and magnetic materials are used. May be. However, when a magnetic material is used as the adjusting member (50 to 52, 60 to 62), it is desirable to use it in a region that does not affect the bias magnetic field applied from the
・上記調整部材として温度の上昇に伴って形状変化するバイメタルや形状記憶合金を用いることも可能である。要は、回転検出装置の磁気検出に影響を及ぼさない範囲内で、温度の上昇に伴って寸法変化する部材であれば、調整部材として採用することができる。 -It is also possible to use a bimetal or a shape memory alloy whose shape changes as the temperature rises as the adjusting member. In short, any member that changes its dimensions as the temperature rises within a range that does not affect the magnetic detection of the rotation detection device can be employed as the adjustment member.
・上記各実施の形態およびその変形例では、調整部材が少なくともケース本体20よりも線膨張係数の大きい材料からなることとした。しかしながら、温度の上昇に伴うこれら各部材間の線膨張差による寸法変化を利用して磁気抵抗素子と磁石30先端との相対距離(M−M距離d)の短縮を図ることが可能であれば、調整部材の線膨張係数は上記範囲内に限定されない。
In each of the above embodiments and the modifications thereof, the adjustment member is made of a material having a coefficient of linear expansion larger than that of the
1、2…磁気抵抗素子対、10…センシングチップ、11…センサチップ、12…処理回路チップ、12a…差動増幅器、12b…比較器、12c…メモリ回路、13…リードフレーム、20…ケース本体、21…舌部、22…舌部導出面、23…フランジ、24…コネクタ部、30…磁石、31…中空部、32…基端面、33…先端面、40、40a…キャップ部材、41…開口端、43…内底面、44…凹部、45…突起部、50〜52、60〜62…調整部材、101…センサチップ、102…モールド樹脂、120…ハウジング樹脂、123…フランジ、124…コネクタ部、100a〜100c…金属ターミナル、T1…給電端子、T2…出力端子、T3…GND(接地)端子、T4…データ用端子、W1、W2…ボンディングワイヤ、MRE1〜MRE4…磁気抵抗素子、RT…ロータ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記センサチップはその給電端子および出力端子がリードフレームに接続された状態で非磁性体材料からなるケース本体の舌部に一体に配設されるとともに、前記磁石は筒状に形成されて前記センサチップ共々前記ケース本体の舌部を覆う態様で挿入され、有底筒状の非磁性体材料からなるキャップ部材が前記ケース本体の舌部導出面を塞ぐ態様で同キャップ部材の開口端が前記ケース本体に接合されることによって前記センサチップ共々前記舌部および前記磁石が外部雰囲気から保護される構造を有し、前記磁石の少なくとも一方端は、温度の上昇に伴って前記磁気抵抗素子と磁石先端との相対距離が短縮される方向に同磁石の位置を調整する調整部材に接合されてなる
ことを特徴とする回転検出装置。 A sensor chip having a magnetoresistive element; and a magnet for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element of the sensor chip; and a bias magnetic field applied from the magnet when a rotor rotates in the vicinity of the sensor chip; In a rotation detection device for detecting a rotation mode of the rotor by sensing a change of a magnetic vector generated in cooperation through the magnetoresistive element,
The sensor chip is integrally disposed on a tongue portion of a case body made of a non-magnetic material in a state where the power supply terminal and the output terminal are connected to a lead frame, and the magnet is formed in a cylindrical shape and the sensor A cap member made of a non-magnetic material with a bottomed cylindrical shape is inserted in a manner that covers the tongue portion of the case body together with the chip, and the opening end of the cap member is closed to the case body The tongue and the magnet together with the sensor chip are protected from the external atmosphere by being joined to the main body, and at least one end of the magnet has the magnetoresistive element and the tip of the magnet as the temperature rises The rotation detecting device is joined to an adjustment member that adjusts the position of the magnet in a direction in which the relative distance between the magnet and the magnet is shortened.
請求項1に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to claim 1, wherein the adjustment member is made of a nonmagnetic material having a linear expansion coefficient larger than that of the case body.
請求項2に記載の回転検出装置。 The sensor chip is disposed on the tongue portion of the case body in such a manner that the magnetoresistive element protrudes from the tip of the magnet, and the adjustment member is between the tongue lead-out surface of the case body and the base end surface of the magnet. The rotation detection device according to claim 2, wherein the rotation detection device is interposed.
請求項2に記載の回転検出装置。 The sensor chip is disposed on the tongue portion of the case body in such a manner that the magnetoresistive element protrudes from the tip of the magnet, the adjustment member is formed as the cap member, and is formed on a part of the inner bottom surface of the cap member. The rotation detection device according to claim 2, wherein tip ends of the magnets are joined.
請求項1に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to claim 1, wherein the adjustment member is formed of a nonmagnetic material having a larger linear expansion coefficient than the case main body and the cap member.
請求項5に記載の回転検出装置。 The sensor chip is disposed on the tongue of the case body so that the magnetoresistive element fits inside the tip of the magnet, and the adjustment member is between the inner bottom surface of the cap member and the tip surface of the magnet. The rotation detection device according to claim 5, wherein the rotation detection device is interposed between the rotation detection device and the rotation detection device.
請求項1に記載の回転検出装置。 The sensor chip is disposed on the tongue portion of the case body in such a manner that the magnetoresistive element protrudes from the tip of the magnet, and is nonmagnetic between the tongue portion lead-out surface of the case body and the base end surface of the magnet. A first adjustment member made of a body material is interposed, and a second adjustment member made of a nonmagnetic material is interposed between the inner bottom surface of the cap member and the magnet tip surface. 2. When the linear expansion coefficient of the first adjustment member is α1 and the linear expansion coefficient of the second adjustment member is α2, the linear expansion coefficient is set to a relationship of “α1> α2”. The rotation detection device described in 1.
請求項1に記載の回転検出装置。 The sensor chip is disposed on the tongue portion of the case body in such a manner that the magnetoresistive element fits inside the tip of the magnet, and between the tongue lead-out surface of the case body and the base end surface of the magnet A first adjustment member made of a nonmagnetic material is interposed, and a second adjustment member made of a nonmagnetic material is interposed between the inner bottom surface of the cap member and the magnet tip surface. When the linear expansion coefficient of the first adjustment member is α1 and the linear expansion coefficient of the second adjustment member is α2, the linear expansion coefficient is set to a relationship of “α1 <α2”. The rotation detection device according to 1.
請求項2〜8のいずれか一項に記載の回転検出装置。 The non-magnetic material is made of a polyamide resin, and the linear expansion coefficient is adjusted through at least one of the content rate, shape and size of glass fiber and the type of glass fiber. The rotation detection device described in 1.
請求項1に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to claim 1, wherein the adjustment member is formed of bimetal.
請求項1に記載の回転検出装置。 The rotation detection device according to claim 1, wherein the adjustment member is formed of a shape memory alloy.
請求項1〜11のいずれか一項に記載の回転検出装置。 A processing circuit chip having a non-volatile memory for electrically processing detection signals from the sensor chip and storing adjustment data is disposed on the tongue of the case body, and is stored in the non-volatile memory. The rotation detection device according to any one of claims 1 to 11, wherein an output waveform of a detection signal from the sensor chip is adjusted based on adjustment data being adjusted.
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