JP2017075790A - 磁気センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気的接続及び機械的接続を一括して行うことができる構成を備えた磁気センサ装置を提供する。【解決手段】磁気センサ装置10は、マグネット31が発生する磁界を検出する磁気センサ25に電気接続された複数のリード21〜24と、複数のリードの一部を露出した状態で磁気センサ及び複数のリードを一体化したパッケージ26とを有する磁気センサモジュール20を備える。磁気センサモジュールは、磁気センサがマグネットの互いに反対側の面に対向して配置される一対の第1磁気センサモジュール20a及び第2磁気センサモジュール20bからなり、それらの第1及び第2磁気センサモジュールから同一の検出出力を発生する。第1磁気センサモジュールのパッケージ又は第2磁気センサモジュールのパッケージには、第1磁気センサモジュールのリードの露出部と第2磁気センサモジュールのリードの露出部とを、異方性導電樹脂27により電気的及び機械的に接続する電気的機械的接続部26aが設けられている。【選択図】図2
Description
本発明は、磁気センサ装置に係り、特に、マグネットが発生する磁界の変化を検出する磁気センサ装置に関する。
磁気センサ装置の一例としては、内燃機関のアクチュエータのための角度センサモジュールを備えたケーシングリッドが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記特許文献1において、ケーシングリッドの収容部には接着層を介して角度センサモジュールが挿入されており、ケーシングリッド及び角度センサモジュールの機械的な接続が構成されている。
ケーシングリッドは、エンジンの制御機器との接続のための複数の第2のリードフレームを有している。第2のリードフレームのそれぞれは、角度センサモジュールの接続端子に溶接により接続されるコンタクト端子を有しており、ケーシングリッド及び角度センサモジュールの電気的な接続が構成されている。
磁気センサ装置の他の一例としては、回転側部材の回転角度を検出する磁気検出部材と、磁気検出部材を支持する支持台とを備えた回転角度検出センサがある(例えば、特許文献2参照。)。
磁気検出部材は、センサ本体と、センサ本体から突出された複数のリード端子とを備えており、センサ本体の両側部には直線状に延びる一対の側部フランジが一体形成されている。磁気検出部材を支持する支持台は、センサ本体を載置する載置部と、センサ本体の複数のリード端子のそれぞれに接続される接続端子とを備えている。
支持台の載置部の一側部には、センサ本体の一側の側部フランジを係合支持する突起部が一体形成されるとともに、支持台の載置部の他側部には、センサ本体の他側の側部フランジをスナップフィット係合する弾性係合片が一体形成されており、磁気検出部材及び支持台の機械的な接続が構成されている。
センサ本体のリード端子と支持台の接続端子とは、溶接又は半田付けによって接続されており、磁気検出部材及び支持台の電気的な接続が構成されている。
上記特許文献1においては、ケーシングリッド及び角度センサモジュールの電気的な接続と機械的な接続とが異なる箇所に別々に設けられた実装構造となっている。その構造上、電気的な接続と機械的な接続とを別々の工程で行うことになり、工程の削減及び生産性等の向上を図るのには困難な構成となっている。
一方、上記特許文献2にあっても、磁気検出部材及び支持台の電気的な接続と機械的な接続とが異なる箇所に別々に設けられた実装構造であり、上記特許文献1と同様に、電気的な接続と機械的な接続とを別々の工程で行うことになる。この実装構造においても、工程の削減による歩留まり等の向上を図るのには困難な構成であるという点で従前通り変わりがない。
従って、本発明の目的は、電気的接続及び機械的接続を一括して行うことができる構成を備えた磁気センサ装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、マグネットが発生する磁界を検出する磁気センサと、前記磁気センサに電気接続された複数のリードと、前記複数のリードの一部を露出した状態で前記磁気センサ及び前記複数のリードを一体化したパッケージとを有する磁気センサモジュールを備えており、前記磁気センサモジュールは、前記磁気センサが前記マグネットの互いに反対側の面に対向して配置される一対の第1磁気センサモジュール及び第2磁気センサモジュールからなり、それらの第1及び第2磁気センサモジュールから同一の検出出力を発生する構成とされ、前記第1磁気センサモジュールの前記パッケージ又は前記第2磁気センサモジュールの前記パッケージには、前記第1磁気センサモジュールの前記リードの露出部と前記第2磁気センサモジュールの前記リードの露出部とを、異方性導電樹脂により電気的及び機械的に接続する電気的機械的接続部が設けられていることを特徴とする磁気センサ装置を構成している。
本発明に係る磁気センサ装置において、前記マグネットが埋め込まれた歯車を備えており、前記第1磁気センサモジュールの前記パッケージ及び前記第2磁気センサモジュールの前記パッケージが互いに対向する対向面の間には、前記歯車を検出対象操作部の操作に応じて回転可能に支持する回転支持部が設けられていることが好適である。
本発明に係る磁気センサ装置において、前記第1磁気センサモジュールの前記パッケージ及び前記第2磁気センサモジュールの前記パッケージが互いに対向する対向面を機械的に接続する機械的接続部が設けられていることが好適である。
本発明に係る磁気センサ装置において、前記第1磁気センサモジュールの前記リードの露出部又は前記第2磁気センサモジュールの前記リードの露出部のうち、一方の前記リードの露出部が他方の前記リードの露出部に向けて屈曲したリードであることが好ましい。
本発明に係る磁気センサ装置では、前記マグネットの前記磁気センサと対向する面には、N極とS極とが周方向に一極ずつ着磁されていることが好ましい。
本発明によれば、電気的接続及び機械的接続を一括して行うことができる簡単な構成を有する磁気センサ装置が得られる。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
(磁気センサ装置の全体構成)
図1及び図2において、全体を示す符号10は、本実施の形態に係る典型的な磁気センサ装置の一例を示している。この磁気センサ装置10は、図示しない検出対象操作部の操作状態を検出する磁気センサモジュール20である一対の第1及び第2の磁気センサモジュール20a,20bを備えている。第1の磁気センサモジュール20a及び第2の磁気センサモジュール20bの間には、単一のマグネット31が回転可能に支持されている。
図1及び図2において、全体を示す符号10は、本実施の形態に係る典型的な磁気センサ装置の一例を示している。この磁気センサ装置10は、図示しない検出対象操作部の操作状態を検出する磁気センサモジュール20である一対の第1及び第2の磁気センサモジュール20a,20bを備えている。第1の磁気センサモジュール20a及び第2の磁気センサモジュール20bの間には、単一のマグネット31が回転可能に支持されている。
図示例の磁気センサ装置10は、検出対象操作部の操作に応じて回転するマグネット31の回転に伴う磁界の変化を検出するとともに、その検出結果に応じた検出信号を図示しない制御部に出力する。その検出信号に基づいて検出対象操作部の操作状態が検出される。ここで、検出対象操作部としては、例えばレバーコンビネーションスイッチやステアリングホイール等が挙げられる。操作状態とは、検出対象操作部の回転方向、回転角度や回転位置等をいう。
図示例による磁気センサモジュール20は、第1の磁気センサモジュール20aに設けられた第1の磁気センサ25と、第2の磁気センサモジュール20bに設けられた第2の磁気センサ25とが互いに同一の検出出力を発生する二重系に構成されている。
各磁気センサ25のうち、例えば第1の磁気センサ25の検出出力を用いて検出対象操作部の操作状態の検出を行いながら、各磁気センサ25のそれぞれの検出信号が送られる制御部において、それらの検出信号が異なる値をとるか否かを判定することで、信号線の配線系故障の有無が監視される。このような二重系の構成により、一方の磁気センサ25に異常が生じた場合であっても、異常が生じていない他方の磁気センサ25により検出対象操作部の操作状態を検出することができる。
(磁気センサモジュールの構成)
磁気センサモジュール20は、磁気センサ25がマグネット31の互いに反対側の面に対向して配置される一対の第1及び第2の磁気センサモジュール20a,20bからなる。これらの磁気センサモジュール20a,20bは、実質的に同一の部品を備えている。従って、以下の説明において、第1の磁気センサモジュール20aと実質的に同じ部品に対しては同一の符号と部品名を付すことで、第2の磁気センサモジュール20bに関する詳細な説明は省略する。
磁気センサモジュール20は、磁気センサ25がマグネット31の互いに反対側の面に対向して配置される一対の第1及び第2の磁気センサモジュール20a,20bからなる。これらの磁気センサモジュール20a,20bは、実質的に同一の部品を備えている。従って、以下の説明において、第1の磁気センサモジュール20aと実質的に同じ部品に対しては同一の符号と部品名を付すことで、第2の磁気センサモジュール20bに関する詳細な説明は省略する。
第1の磁気センサモジュール20aの第1の磁気センサ25は、複数の磁気検出素子を有しており、磁気検出素子から出力された検出信号に増幅等の処理を行う周辺回路部を一体的に集積したセンサICとして構成されている。このセンサICは、例えば接着性、耐食性や耐熱性などに優れる熱硬化性のエポキシ系樹脂等のモールド樹脂によってモールドされている。
磁気検出素子としては、例えばマグネット31の回転に伴って発生する磁界に起因する磁気ベクトルの方向変化を検出するMR素子(磁気抵抗素子)、あるいは磁界の強さの変化を検出するホール素子等が用いられる。
第1の磁気センサ25は、所定のピッチ間隔をもって同一面上に並列配置された4本の第1〜第4のリード21〜24が収束した一端部の中心部に塗布された接着剤上に搭載されており、各リード21〜24とフリップチップ接続又はワイヤーボンディング接続により電気的に接続されている。接着剤としては、例えば銀ペースト等の導電性接着剤あるいはシリコンペースト等の絶縁性接着剤などが用いられる。
図示例にあっては、最も外側に配置された両端の第1及び第4のリード21,24が、第1の磁気センサ25の出力端子と電気接続されている。第2のリード22は、第1の磁気センサ25の給電(電源)端子と電気接続されるとともに、第3のリード23が第1の磁気センサ25の接地端子と電気接続されている。
各リード21〜24の材質は、例えばアルミニウム、銅や銅合金等の導電性を有する金属材料からなる。各リード21〜24の表面には、例えば錫、ニッケル、金や銀等の金属材料によりメッキ処理が施されてもよい。各リード21〜24の形状としては、例えば板形状や四角柱形状が好適である。
第1の磁気センサ25と、第1〜第4のリード21〜24のインナーリード21b〜24bとがパッケージ26により一括して被覆されており、これらのリード21〜24の一部の周面は、パッケージ26の内部から外部に露出しているアウターリード21a〜24aとして形成されている。パッケージ26は、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂等のモールド樹脂からなる。
第1の磁気センサモジュール20aのパッケージ26には、表面から所要の高さだけ下がった段差面を有する凹部26aが形成されている。この凹部26aには、リード21〜24の片面が露出しているインナーリード21b〜24bが並列に配置されている。
一方、第2の磁気センサモジュール20bにおいては、第1〜第4のリード21〜24の一部の周面がパッケージ26の内部から外部に露出している第1〜第4のアウターリード21a〜24aが、第1の磁気センサモジュール20aのパッケージ26の凹部26aに向けて階段状に屈曲して形成されている。
第2の磁気センサモジュール20bにおいては、最外両端の出力端子側の第1及び第4のアウターリード21a,24aが第1の磁気センサモジュール20aの出力端子側の第1及び第4のインナーリード21b,24bよりも外側に配置されている。第2のアウターリード22aは、第1の磁気センサモジュール20aの電源端子側の第2のインナーリード22bに、第3のアウターリード23aは、第1の磁気センサモジュール20aの接地端子側の第3のインナーリード23bにそれぞれ対応して配置されている。
第1の磁気センサモジュール20aの凹部26aには、第2の磁気センサモジュール20bの第1及び第4のアウターリード21a,24aから分離された延長リードとしてアウターリード21a,24aが形成されている。この延長リードであるアウターリード21a,24aは、第1の磁気センサモジュール20aのリード21〜24の配列ピッチと同一のピッチ間隔をもって最外両端に配置されている。
(磁気センサモジュールの接続構成)
本実施の形態に係る磁気センサ装置10の最も主要な構成は、第1の磁気センサモジュール20a及び第2の磁気センサモジュール20bの接続構成にある。この接続構成は、電気的接続及び機械的接続を行うための電気的機械的接続部と機械的接続を行うための機械的接続部とを有している。
本実施の形態に係る磁気センサ装置10の最も主要な構成は、第1の磁気センサモジュール20a及び第2の磁気センサモジュール20bの接続構成にある。この接続構成は、電気的接続及び機械的接続を行うための電気的機械的接続部と機械的接続を行うための機械的接続部とを有している。
電気的機械的な接続は、図2に示すように、各磁気センサモジュール20a,20bのリード21〜24による電気的接続及び機械的接続で取り付ける構成になっている。一方の機械的な接続は、各磁気センサモジュール20a,20bのパッケージ26による機械的接続で取り付ける構成になっている。
第1の磁気センサモジュール20aにおけるパッケージ26の凹部26aは、リード21〜24の電気的機械的接続部として形成されている。この凹部26aの底面において、第1の磁気センサモジュール20aの出力端子側のインナーリード21b,24bを除いて、第1の磁気センサモジュール20aの電源端子側及び接地端子側のインナーリード22b,23bと第2の磁気センサモジュール20bの屈曲形状のアウターリード22a,23aとが、異方性導電樹脂27によって電気的接続と同時に機械的接続を構成している。
図示例による磁気センサモジュール20の構成によれば、第2の磁気センサモジュール20bの出力端子側のアウターリード21a,24aから分離された延長リードであるアウターリード21a,24aが、第1の磁気センサモジュール20aのパッケージ26の凹部26aに配置されていることから、第2の磁気センサモジュール20bの屈曲形状のアウターリード21a,24a、及び延長リードであるアウターリード21a,24aが、異方性導電樹脂27によって電気的接続と同時に機械的接続を構成している。
異方性導電性樹脂27は、バインダとなる樹脂接着剤と、その樹脂接着剤の中に分散した導電性粒子とを含んで構成されており、加圧及び加熱によって、加圧する方向のみに導電性を発揮し、加圧しない方向には導電しない絶縁性を維持する異方性を有している。従って、互いに対向するリード同士のみを加圧すれば、互いに並列するリード同士の間隔が狭くても短絡しない。異方性導電樹脂27としては、例えばフィルム状の異方性導電フィルムあるいはペースト状の異方性導電ペースト等の異方性導電樹脂が用いられる。
異方性導電性樹脂27の導電性粒子としては、例えば金粒子、銀粒子、銅粒子やニッケル粒子等の金属粒子が用いられる。導電性粒子は、互いに対向するリード21〜24の対向面の間を電気的に接続する。リード接合時の加圧及び加熱によって、互いに対向するリード21〜24の対向面間において導電性粒子の一部が押し潰されて電気的な導通を図ることができる。
異方性導電性樹脂27の樹脂接着剤としては、パッケージ26の材料である熱硬化性のエポキシ系樹脂等に対して接着性の優れた熱硬化性樹脂を用いることが好適であり、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、1種又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。
樹脂接着剤は、リード21〜24とパッケージ26の凹部26aとを機械的に接続(固定)する。リード接合時の加圧及び加熱によって、樹脂接着剤の樹脂が流動してリード21〜24の表面を封止するとともに、樹脂接着剤の接着力により、リード21〜24及びパッケージ26の凹部26aに機械的な接続を図ることができる。
各磁気センサモジュール20a,20bは更に、パッケージ26を互いに対向して支持する複数の柱状の支持部26bを機械的接続部として構成している。この支持部26bの基端部は、各磁気センサモジュール20a,20bのうちの一方のパッケージ26の対向面に一体に形成されている。支持部26bの先端部は、他方のパッケージ26の対向面と機械的接続を構成しており、例えば接着剤や凹凸嵌合などの各種の固定手段により相手方のパッケージ26の対向面に固定されている。
従って、磁気センサ25がマグネット31の互いに反対側の面に対向して配置される二重系に構成された磁気センサ装置10において、一方の第1の磁気センサモジュール20aに他方の第2の磁気センサモジュール20bを電気的にかつ機械的に一括して接続することが可能になる。
(マグネットの接続構成)
各磁気センサ25,25に磁界を付与する磁界発生部30は、図2に示すように、支持部26bによって第1の磁気センサモジュール20aのパッケージ26と第2の磁気センサモジュール20bのパッケージ26とが互いに対向する対向面の間に形成されている。磁界発生部30には、マグネット31が配置されている。このマグネット31は、外周面に複数の歯部が形成された歯車32の内部に埋め込んだマグネット内蔵ギヤとして構成されている。
各磁気センサ25,25に磁界を付与する磁界発生部30は、図2に示すように、支持部26bによって第1の磁気センサモジュール20aのパッケージ26と第2の磁気センサモジュール20bのパッケージ26とが互いに対向する対向面の間に形成されている。磁界発生部30には、マグネット31が配置されている。このマグネット31は、外周面に複数の歯部が形成された歯車32の内部に埋め込んだマグネット内蔵ギヤとして構成されている。
この磁界発生部30は、マグネット31を回転中心軸線Lの回りに回転可能に支持するための空間として構成されている。各磁気センサモジュール20a,20bのパッケージ26の対向面には、歯車32を回転可能に支持する凸部である回転支持部26cが形成されている。歯車32の回転中心部には、回転支持部26cに回転可能に嵌合される回転凹部32aが形成されており、マグネット31の磁極面31aと磁気センサ25の検出面(感磁面)25aとが所定の間隔をもって互いに平行に組み付けられている。
各磁気センサモジュール20a,20b及びマグネット31の接続構造は、凹部と凸部とを嵌め込み固定する凹凸構造であることが好適であり、例えばパッケージ26の対向面に凹部を形成し、歯車32の回転中心軸線L上に回転支持部を形成することも可能である。
マグネット31は、円柱形状を有しており、例えばアルニコマグネット、フェライトマグネット、ネオジムマグネット等の永久磁石からなる。なお、マグネット31は、例えばポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン(ABS)等の合成樹脂をバインダとしてフェライト系、ネオジム系、サマコバ系、サマリウム鉄窒素系等の磁性粉を混合した樹脂成形材料を射出成形することで円柱形状に形成されたプラスチックマグネットであってもよい。
マグネット31は、図3(a)〜(c)に示すように、回転中心軸線Lを含む線分で二等分された面を周方向にN極及びS極の一極ずつに着磁されている。このような着磁により、マグネット31の磁束(磁界)100は、N極からS極に向かって放射され、N極から半径方向外側に向かって放射された磁束100が、マグネット31の磁極面31aの上側及び下側を通ってS極に収束される磁束100を形成する。
各磁気センサ25の検出面25aは、マグネット31の回転中心軸線Lと直交する向きに配置されている。このような配置形態により、マグネット31の回転軸線Lの回りの回転に伴う磁束100の磁界の方向変化を検出することができる構成になっている。
検出対象操作部を回転操作すると、マグネット31は、歯車32の回転によって回転中心軸線Lの回りに回転操作される。マグネット31の回転により、各磁気センサ25を通過する磁束100の磁界の方向が変化する。この磁界の方向の変化は、各磁気センサ25の検出面25a上における変化であるので、各磁気センサ25によって磁界の方向変化を検出することが可能である。
(磁気センサの構成)
第1の磁気センサモジュール20aの第1の磁気センサ25は、図4(a)に示すように、2つの第1及び第2のフルブリッジ回路250,255から構成されており、各フルブリッジ回路250,255が45°の位相差をもって配置されている。
第1の磁気センサモジュール20aの第1の磁気センサ25は、図4(a)に示すように、2つの第1及び第2のフルブリッジ回路250,255から構成されており、各フルブリッジ回路250,255が45°の位相差をもって配置されている。
第1のフルブリッジ回路250は、ブリッジ状に接続された4つの第1〜第4のMR素子251〜254を有している。第2のフルブリッジ回路255は、ブリッジ状に接続された4つの第5〜第8のMR素子256〜259を有している。これらのMR素子251〜254,256〜259を構成する面が、磁界の方向変化の検出面25aとなるように、マグネット31の磁極面31aの範囲内に配置されている。
第1のフルブリッジ回路250の第1のMR素子251及び第2のMR素子252の間と、第2のフルブリッジ回路255の第5のMR素子256及び第6のMR素子257の間とには、電源電圧Vccが印加される。第1のフルブリッジ回路250の第3のMR素子253及び第4のMR素子254の間と、第2のフルブリッジ回路255の第7のMR素子258及び第8のMR素子259の間とが接地(GND)されている。
第1のフルブリッジ回路250では、第1のMR素子251及び第3のMR素子253の間のノード211の中間電圧と、第2のMR素子252及び第4のMR素子254の間のノード212の中間電圧とがオペアンプ(差動アンプ)OP1に出力される。これらの中間電圧は、オペアンプOP1において差動増幅される。差動増幅された信号は検出信号S1として制御部に出力される。
一方の第2のフルブリッジ回路255では、第5のMR素子256及び第7のMR素子258の間のノード241の中間電圧と、第6のMR素子257及び第8のMR素子259の間のノード242の中間電圧とがオペアンプOP2に出力される。これらの中間電圧は、オペアンプOP2において差動増幅され、差動増幅された信号が検出信号S2として制御部に出力される。
図4(b)は、マグネット31の回転角度θと検出(出力)信号S1,S2との関係を示している。マグネット31の回転角度θに応じて第1の磁気センサ25に印加される磁気ベクトルの向きが変化する。この磁気ベクトルの向きに応じて2つのフルブリッジ回路250,255のMR素子251〜254,256〜259の抵抗値が変化することで、マグネット31の磁界の方向変化として検出信号S1,S2が出力する。
2つの検出信号S1,S2は、図4(b)に示すように、互いに45°の位相差の正弦波状及び余弦波状に変化する。2つの検出信号S1、S2を割算してアークタンジェントをとるArctan処理を行なうことにより、例えば制御部の記憶部にテーブルとして記憶されたArctan表を参照して、磁界の方向位置を算出することができる。算出された磁界の方向位置は、検出対象操作部の回転操作位置に対応する。従って、検出対象操作部がどのような回転操作を行ったかということを検出することができる。
(磁気センサ装置の製造方法)
ここで、図5(a)〜(e)を参照すると、これらの図には、第1の磁気センサモジュール20a、第2の磁気センサモジュール20b、及びマグネット31内蔵の歯車32から構成される磁気センサ装置10の製造工程の一例が示されている。
ここで、図5(a)〜(e)を参照すると、これらの図には、第1の磁気センサモジュール20a、第2の磁気センサモジュール20b、及びマグネット31内蔵の歯車32から構成される磁気センサ装置10の製造工程の一例が示されている。
磁気センサ装置10を製造する方法は、図5(a)及び(b)に示すように、第1の磁気センサモジュール20aにマグネット31内蔵の歯車32を実装する工程と、図5(c)に示すように、第1の磁気センサモジュール20aにおけるパッケージ26の電気的機械的接続部である凹部26aに異方性導電樹脂27を塗布する工程と、図5(d)及び(e)に示すように、第1の磁気センサモジュール20aの上側に第2の磁気センサモジュール20bを載置した後、異方性導電樹脂27を圧着するとともに加熱する工程とを含む一連の工程により達成される。
図5(a)及び(b)において、第1の磁気センサモジュール20aのパッケージ26の回転支持部26cにマグネット31内蔵の歯車32の回転凹部32aを嵌め込んで実装した後、図5(c)において、第1の磁気センサモジュール20aのパッケージ26の凹部26aの底面に異方性導電樹脂27を塗布する。
図5(d)において、図示しない加圧手段によって第2の磁気センサモジュール20bの全ての屈曲形状のアウターリード21a〜24aを、第1の磁気センサモジュール20aの出力端子側のインナーリード21b,24bを除くインナーリード22b,23b及び第2の磁気センサモジュール20bの延長リードであるアウターリード21a,24aの接合方向へ加圧する。なお、異方性導電樹脂27を塗布するとき、必要に応じて、第1の磁気センサモジュール20aの機械的接続部である支持部26bの先端面に接着剤を塗布してもよい。
図5(e)において、第2の磁気センサモジュール20bの屈曲形状のアウターリード21a〜24aを所定の圧力で加圧する。このアウターリード21a〜24aに圧力が加わると、異方性導電樹脂27が、互いに対向するリード21〜24の間に挟み込まれて圧縮される。異方性導電樹脂27内に分散している導電性粒子の一部は、互いに対向するリード21〜24の間に押し潰されて接触しながら重なり合い、リード21〜24及び導電性粒子の間が電気的に導通する。
それと同時に、異方性導電樹脂27の樹脂成分が、互いに隣り合うリード21〜24に跨って流動し、互いに対向するリード21〜24の表面を封止するとともに、異方性導電樹脂27の樹脂成分の接着力により、リード21〜24及びパッケージ26の凹部26aの底面が機械的に接続(固定)される。互いに対向するリード21〜24のみに圧力がかかっており、互いに隣り合うリード21〜24の間において加圧されていない異方性導電樹脂27の導電性粒子は絶縁性を保持しているため、互いに隣り合うリード21〜24の間の絶縁性は保たれる。
この圧着の状態で、図示しない加熱手段により第1の磁気センサモジュール20aにおけるパッケージ26の凹部26a内の異方性導電樹脂27を所定の温度で加熱することで、異方性導電樹脂27を硬化させる。以上の一連の工程によって、第1の磁気センサモジュール20a及び第2の磁気センサモジュール20bが電気的かつ機械的に一括して接続され、所望の磁気センサ装置10が完成する。
(実施の形態の効果)
以上のように構成された磁気センサ装置10によれば、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
以上のように構成された磁気センサ装置10によれば、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
磁気センサ25がマグネット31の互いに反対側の面に対向して配置される二重系に構成された磁気センサ装置10において、一方の第1の磁気センサモジュール20aに他方の第2の磁気センサモジュール20bを1箇所で電気的に接続すると同時に機械的に接続する簡単な接続構造でありながら、これらの磁気センサモジュール20a,20bの接続の信頼性を低下させない構造を得ることができる。
第1の磁気センサモジュール20aに対して第2の磁気センサモジュール20bを含むセンサ部品を同一方向に順次組み立てる簡単な組付構造である。そのため、その組み立てが容易であり、自動ロボットによる自動化を図ることが可能となる。それに加えて、工程の削減、製造コストの低減や生産性等の向上を図ることができる構造を得ることができる。
[変形例]
以上より、本発明における磁気センサ装置10の代表的な構成例を上記実施の形態、変形例及び図示例を挙げて説明したが、次に示すような変形例も可能である。
以上より、本発明における磁気センサ装置10の代表的な構成例を上記実施の形態、変形例及び図示例を挙げて説明したが、次に示すような変形例も可能である。
第1の磁気センサモジュール20aの電気的機械的接続部としては、パッケージ26の表面から所要の高さだけ下がった段差面をもつ凹部26aに限定されるものではなく、例えば凹部26aの底面から先端部の全長にわたって同一平面上に延設された延設部で構成することができる。
各磁気センサモジュール20a,20bのパッケージ26を互いに対向して支持する機械的接続部である支持部26bは必ずしも必要としない。
パッケージ26の凹部26aの底部全面、あるいはリード21〜24の接合箇所に応じた領域に異方性導電樹脂27を部分的に設けることができる。
各磁気センサモジュール20a,20bのパッケージ26の間にマグネット31を回転不能に固定する構成を採用することができる。この場合は、例えば検出対象操作部であるブレーキペダル等に設けられた磁性体の接近及び離間によりマグネット31の磁界の変化を検出する二重系の磁気センサ装置10として構成することができる。
各磁気センサモジュール20a,20bのリード21〜24は、使用目的などに応じて配置個数、配置位置や配置形態などを適宜に選択すればよく、本発明の初期の目的を達成することができる。
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
10…磁気センサ装置、20…磁気センサモジュール、20a…第1の磁気センサモジュール、20b…第2の磁気センサモジュール、21〜24…第1〜第4のリード、21a〜24a…第1〜第4のアウターリード、21b〜24b…第1〜第4のインナーリード、25…磁気センサ、25a…検出面、26…パッケージ、26a…凹部、26b…支持部、26c…回転支持部、27…異方性導電樹脂、30…磁界発生部、31…マグネット、31a…磁極面、32…歯車、32a…回転凹部、100…磁束、211,212,241,242…ノード、250…第1のフルブリッジ回路、255…第2のフルブリッジ回路、251〜254…第1〜第4のMR素子、256〜259…第5〜第8のMR素子、GND…接地、L…回転中心軸線、OP1,OP2…オペアンプ、S1,S2…検出信号、V…出力電圧、Vcc…電源電圧、θ…回転角度
Claims (5)
- マグネットが発生する磁界を検出する磁気センサと、前記磁気センサに電気接続された複数のリードと、前記複数のリードの一部を露出した状態で前記磁気センサ及び前記複数のリードを一体化したパッケージとを有する磁気センサモジュールを備えており、
前記磁気センサモジュールは、前記磁気センサが前記マグネットの互いに反対側の面に対向して配置される一対の第1磁気センサモジュール及び第2磁気センサモジュールからなり、それらの第1及び第2磁気センサモジュールから同一の検出出力を発生する構成とされ、
前記第1磁気センサモジュールの前記パッケージ又は前記第2磁気センサモジュールの前記パッケージには、前記第1磁気センサモジュールの前記リードの露出部と前記第2磁気センサモジュールの前記リードの露出部とを、異方性導電樹脂により電気的及び機械的に接続する電気的機械的接続部が設けられていることを特徴とする磁気センサ装置。 - 前記マグネットが埋め込まれた歯車を備えており、
前記第1磁気センサモジュールの前記パッケージ及び前記第2磁気センサモジュールの前記パッケージが互いに対向する対向面の間には、前記歯車を検出対象操作部の操作に応じて回転可能に支持する回転支持部が設けられている請求項2に記載の磁気センサ装置。 - 前記第1磁気センサモジュールの前記パッケージ及び前記第2磁気センサモジュールの前記パッケージが互いに対向する対向面を機械的に接続する機械的接続部が設けられている請求項1又は2に記載の磁気センサ装置。
- 前記第1磁気センサモジュールの前記リードの露出部又は前記第2磁気センサモジュールの前記リードの露出部のうち、一方の前記リードの露出部が他方の前記リードの露出部に向けて屈曲したリードである請求項1又は2に記載の磁気センサ装置。
- 前記マグネットの前記磁気センサと対向する面には、N極とS極とが周方向に一極ずつ着磁されている請求項1又は2に記載の磁気センサ装置。
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-
2015
- 2015-10-13 JP JP2015201940A patent/JP2017075790A/ja active Pending
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