JP2016011892A - 磁気センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 耐振動性を向上させることが可能な磁気センサを提供する。【解決手段】 磁気検出素子2を実装した回路基板4をハウジングHに固定した磁気センサ1において、ハウジングHにリード端子5を設け、回路基板4にリード端子5と接続する端子接続部4cと、この端子接続部4cを設けた箇所から磁気検出素子2を挟んで対向する側に回路基板4が位置決め固定される被位置決め固定部4dとを設け、ハウジングHに被位置決め固定部4dを位置決め固定する位置決め固定部7eを設けたものである。【選択図】 図2
Description
本発明は、磁気を利用して移動体の変位を検出する磁気センサに関する。
従来の磁気センサは、磁力の変化を検出する磁気検出素子と、この磁気検出素子が実装された回路基板と、この回路基板と電気的に接続される複数のリード端子と、複数のリード端子をインサート成型したインナーハウジングと、このインナーハウジングをインサート成型したアウターハウジングと、を備えたものである。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の磁気センサは、複数のリード端子を半田によって前記回路基板に固定していた。前記回路基板の中央には、前記磁気検出素子が配置されているため、前記リード端子が半田によって固定される箇所は、前記回路基板の周辺部であり、前記回路基板は、片持ちで支持される。前記リード端子の径は、前記回路基板の貫通孔の径に比べて小さく、前記リード端子が前記回路基板に半田付けされる前の状態は、前記回路基板が、前記リード端子に対して変位するものであった。つまり、前記回路基板は、前記リード端子に対してガタつく状態であった。前記リード端子と前記回路基板との半田接続時に、前記回路基板が前記アウターハウジングから浮いた状態で半田付けされた場合には、振動の影響を受けやすくなり、前記磁気検出素子の検出に影響を与えるおそれがあった。
また、前記回路基板を接着剤で固定した場合、前記接着剤には、前記磁気センサが使用される環境の温度変化による熱膨張の影響を抑えるために、弾性を有するシリコン系の接着剤を用いるが、弾性を有する接着剤であるため、前述した浮いた状態で半田付けさえ固定された場合には、やはり振動の影響を受けやすくなり、前記磁気検出素子の検出に影響を与えるおそれがあった。
そこで本発明は、前記問題点を解消し、耐振動性を向上させることが可能な磁気センサを提供することを目的とするものである。
本発明の磁気センサは、磁気検出素子を実装した回路基板をハウジングに固定した磁気センサにおいて、前記ハウジングにリード端子を設け、前記回路基板に前記リード端子と接続する端子接続部と、前記端子接続部を設けた箇所から前記磁気検出素子を挟んで対向する側に前記回路基板が位置決め固定される被位置決め固定部とを設け、前記ハウジングに前記被位置決め固定部を位置決め固定する位置決め固定部を設けたものである。
以上の構成によって、本発明は、所期の目的を達成することができ、耐振動性を向上させることが可能な磁気センサを提供することができる。
以下、添付図面を用いて本発明の第1実施形態の磁気センサ1を説明する。
本実施形態の磁気センサ1は、磁気検出素子2と、回路基板4と、複数のリード端子5と、ハウジングHと、キャップ部材8と、2つの封止部材9、10とを備えたものである。なお、ハウジングHは、インナーハウジング6とアウターハウジング7とで構成されている。
磁気検出素子2は、磁石などの被検出体の回転や移動などの変位を検出するものであり、例えば、ホール素子などの被検出体の移動などの変位に伴う磁力の変化を電気信号に変換して外部に出力するものである。磁気検出素子2は、回路基板4上に実装されている。磁気検出素子2は、磁石などの被検出体の移動に伴う磁力の変化を電気信号に変換し、リード端子5を介して外部に出力する。
回路基板4は、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料に、銅などの導電性を有する材質からなる図示しない配線パターンを備えたものであり、磁気検出素子2とリード端子5とを介在し、両者を電気的に接続するものである。なお、回路基板4上には、図示していないが、コンデンサなどの電子部品が実装されている。
回路基板4は、ほぼ円板形状であり、被位置決め部4bと、端子接続部4cと、被位置決め固定部4dとを備えている。被位置決め部4bは、回路基板4の外周部に3箇所設けた溝部4bである。端子接続部4cは、リード端子5と接続するランドであり、前記配線パターンと電気的に接続したものである。端子接続部4cとリード端子5とは、半田によって接続される。本実施形態では、端子接続部4cは、リード端子5の個数と同様に、3つ設けられている。被位置決め固定部4dは、端子接続部4cに対し磁気検出素子2を挟んで対向する側に設けられた孔4dである。
回路基板4は、溝部4bに後述するアウターハウジング7に設けられた位置決め部(3本のリブ)7dを合わせて嵌め込むことにより位置決めされると同時に、孔4dにアウターハウジング7に設けられた位置決め固定部である(溶着)ピン7eが挿入され、このピン7eを熱かしめし、アウターハウジング7に保持固定される。その後、インナーハウジング6から突き出したリード端子5と端子接続部4cとを半田付けすることで、磁気検出素子2とリード端子6とを電気的に接続し、ハウジングHへの回路基板4の固定が完了する。なお、本実施形態では、被位置決め固定部4dは、貫通した孔4dであったが、位置決め固定部であるピン7eによって位置が定まり、かつ固定できる形状であれば、貫通した孔に限定されず、例えば、回路基板4の周囲から切り込んだ切り欠きであってもよい。
リード端子5は、銅系金属の素地からなり、ハウジングHにインサートされる。本実施形態では各々電源、グランド、出力に対応した3本が設けられている。なお、2出力仕様の場合は、4本もしくは6本設けることとなる。各リード端子5の一端部5aは半田によって回路基板4と電気的に接続されており、他端部5bは、磁気検出素子2からの出力を外部機器へ接続伝達するコネクタ部7j内で露出している。
インナーハウジング6は、合成樹脂からなり、リード端子5が、インサート成型によって内蔵されている。インナーハウジング6の主要部6aは、直径の異なる円柱が積み重なった円柱形状で、リード端子5の長手方向に対して垂直方向の断面形状が円形である。
アウターハウジング7は、合成樹脂からなり、インナーハウジング6が、インサート成型によって内蔵されている。アウターハウジング7は、取り付けステイ7aと、主要部7bと、コネクタ部7jとを一体的に備えている。
アウターハウジング7の主要部7bは、インナーハウジング6と同様に、直径の異なる円柱が積み重なった円柱形状で、リード端子5の長手方向に対して垂直方向の断面形状が円形である。主要部7bは、その直径の異なる径小部7b1と径大部7b2とで構成されている。
径小部7b1は、主要部7bのコネクタ部7jを設けた反対側であり、キャップ部材8にて覆われる部分である。また、径小部7b1の端部7cに、磁気検出素子2を実装した回路基板4が固定される。前述したように、アウターハウジング7は、端部7cに回路基板4を位置決めする3本のリブ7dを有し、同じく端部7cに回路基板4をかしめ保持するとともに、アウターハウジング7に回路基板4の被位置決め固定部である孔4dを位置決め固定する位置決め固定部であるピン7eを有している。なお、ピン7eは、回路基板4に挿通された後、インパルス式溶着等で加熱されて熱かしめされる。リブ7dは、円柱形状の径小部7b1の円周上に設けられている。ピン7eは、回路基板4の孔4dに応じた位置に設けられている。
3本のリブ7dの位置関係は、円板形状の回路基板4に対して、120度間隔が最もバランスが良く、回路基板4をハウジング7の中心位置に位置決め(センタリング)することができ、円柱形状の径小部7b1の端部7cに設けることによって、回路基板4の溝部4bとの寸法誤差による回転ズレを少なく抑えられるため、位置精度を確保できる。また、リブ7dの高さは、回路基板4の厚みより低く、後述するキャップ部材8のボス体8dと当接しない。
回路基板4を保持するピン7eを設けることで、接着剤等を不要とし、また、回路基板4の端子接続部4cに対し、磁気検出素子2を挟んで相対する位置に設けることで、端子接続部4c及びリード端子5の片持ち構造でなく、端子接続部4c及びリード端子5並びに回路基板4の孔4d及びピン7eによって、回路基板4をハウジングHに固定することによって、回路基板4を強固に固定することができ、ひいては、振動等の外乱が起こった場合でも、磁気検出素子2に振動の影響を与えることを抑えることができ、結果的に、磁気検出素子2への影響を抑え、磁気検出素子2の出力性能安定化を図ることができる。
また、アウターハウジング7は、径小部7b1の円筒状の側面にキャップ部材8を保持するためのフック7fを少なくとも4箇所以上備えている。また、本実施形態では、キャップ部材8のガタツキ防止と保持力の補強として、かしめ保持できる溝部7gを有している。この溝部7gに少なくとも2箇所のキャップ部材8のかしめ部8bを熱かしめで折り曲げることで、キャップ部材8を固定する。なお、熱かしめではなくレーザー溶着等により装着しても良い。また、使用条件によっては、フック7fによる保持のみでも良い。
また、アウターハウジング7は、径小部7b1のフック7fの端部(回路基板4)側に、キャップ部材8で覆われる回路基板4の気密を確保するために、Oリングなどの封止部材9装着用の環状の溝部7hが形成されている。
また、アウターハウジング7の主要部7bの径大部7b2には、磁気センサ1を組み付ける相手部材との気密を確保するためにOリングなどの封止部材10装着用の環状の溝部7iが形成されている。
キャップ部材8は、合成樹脂からなり、カップ形状であり、一端が円板状の底8aで塞がれた円筒形状である。本実施形態では、キャップ部材8は、アウターハウジング7に装着されるためのかしめ部8bと孔からなる係止部8cを有しており、係止部8cにアウターハウジング7のフック7fを係止し、かしめ部8bを溝部7gに熱かしめして折り曲げることで、装着される。
なお、フック7f及び係止部8c並びにかしめ部8bとは、かしめ部8bを中心として、両側で等距離の位置にフック7f及び係止部8cを配置する(図1に示すように、かしめ部8bを通るII−II線を中心として、両側で等距離の位置に係止部8cが位置している)ことで、ガタツキ防止の低減を図ることができる。
また、キャップ部材8は、その内面に、本実施形態では、底8aに突起であるボス体8dを有している。ボス体8dは、回路基板4の縁の部分に当接するものであり、図2中では、1つのみ図示されているが、他に、4つの都合5つ備えている。他の4つも回路基板4の縁の部分、もしくは縁の近傍に当接するものである。キャップ部材8をアウターハウジング7に装着した際に、このボス体8cが回路基板4と当接し、回路基板4の振動等によるガタツキの影響をより低減することができる。
封止部材9は、弾性を有する材料、例えば、ゴムなどからなるOリングであり、キャップ部材8で覆われる回路基板4の気密を確保するものである。
封止部材10は、弾性を有する材料、例えば、ゴムなどからなるOリングであり、磁気センサ1を組み付ける相手部材との気密を確保するものである。
以上のように、磁気検出素子2を実装した回路基板4をハウジングHに固定した磁気センサ1において、ハウジングHにリード端子5を設け、回路基板4にリード端子5と接続する端子接続部4cと、端子接続部4cを設けた箇所から磁気検出素子2を挟んで対向する側に回路基板4が位置決め固定される被位置決め固定部4dとを設け、ハウジングHに被位置決め固定部4dを位置決め固定する位置決め固定部7eを設けたことによって、回路基板4を適正状態にて取付固定することができ、耐振動性を向上させることができる。
また、ハウジングHに回路基板4を位置決めする位置決め部7dを設けたことによって、回路基板4を適正状態に止めた状態で、半田付け及び溶着固定ができるため、出力特性のバラツキを抑えることができる。
また、位置決め部を3つ設けたことによって、回路基板4をハウジング7の中心位置に位置決めすることができる。
また、ハウジングHと結合するとともに回路基板4を覆うキャップ部材8を設け、このキャップ部材8の回路基板4との対向面に回路基板4と当接するボス体8dを設けたことによって、回路基板4をボス体8cによって支持でき、さらに耐振動性能を向上できる。
本発明は、磁気検出素子を回路基板に備えた磁気センサに利用可能である。
1 磁気センサ
2 磁気検出素子
4 回路基板
4b 溝部(被位置決め部)
4c 端子接続部
4d 孔(被位置決め固定部)
5 リード端子
6 インナーハウジング
7 アウターハウジング
7d リブ(位置決め部)
7e ピン(位置決め固定部)
8 キャップ部材
8d ボス体(突起)
H ハウジング
2 磁気検出素子
4 回路基板
4b 溝部(被位置決め部)
4c 端子接続部
4d 孔(被位置決め固定部)
5 リード端子
6 インナーハウジング
7 アウターハウジング
7d リブ(位置決め部)
7e ピン(位置決め固定部)
8 キャップ部材
8d ボス体(突起)
H ハウジング
Claims (4)
- 磁気検出素子を実装した回路基板をハウジングに固定した磁気センサにおいて、
前記ハウジングにリード端子を設け、前記回路基板に前記リード端子と接続する端子接続部と、前記端子接続部を設けた箇所から前記磁気検出素子を挟んで対向する側に前記回路基板が位置決め固定される被位置決め固定部とを設け、前記ハウジングに前記被位置決め固定部を位置決め固定する位置決め固定部を設けたことを特徴とする磁気センサ。 - 前記ハウジングに前記回路基板を位置決めする位置決め部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ。
- 前記位置決め部を3つ設けたことを特徴とする請求項2に記載の磁気センサ。
- 前記ハウジングと結合するとともに前記回路基板を覆うキャップ部材を設け、このキャップ部材の前記回路基板との対向面に前記回路基板と当接する突起を設けたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の磁気センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014133659A JP2016011892A (ja) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014133659A JP2016011892A (ja) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | 磁気センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016011892A true JP2016011892A (ja) | 2016-01-21 |
Family
ID=55228691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014133659A Pending JP2016011892A (ja) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | 磁気センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016011892A (ja) |
-
2014
- 2014-06-30 JP JP2014133659A patent/JP2016011892A/ja active Pending
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