JP3469707B2 - ホール効果鉄物品近接センサー組立体 - Google Patents
ホール効果鉄物品近接センサー組立体Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯車の歯のような
強磁性の物品の通過を検出するための近接センサー組立
体即ちモジュールに関し、詳細には、磁石構造物の組立
体と、ホール素子を有する集積回路チップであって磁石
構造物の一つの端部で且つ磁石構造物により生成される
磁界の中に取り付けられる集積回路チップと、容器とを
備えるようなセンサーに関する。ホール素子は、その平
面に対して垂直の磁界の強度に関連する電気信号を発生
する。強磁性物品がホール素子に近づくにつれ、該ホー
ル素子に対して垂直の磁界強度が変えられる。こうし
て、物品とホール素子との間の距離が、ホール素子によ
り発生される電気信号に表される。これにより、ホール
効果センサーは該センサーと強磁性対象物との間の距離
を検知することが可能となる。 【０００２】このタイプのセンサーの非常に適切な用途
は、歯車あるいは歯車形状のディスクの回転速度あるい
は回転位置の測定にある。このタイプのセンサーを歯車
の周縁部に隣接して置くことにより、センサーの側への
近接、該側の通過及び通過速度は電気信号に表される。
従って、センサーを速度計、タコメータとして、あるい
は回転又は直線の運動又は位置をモニターするため用い
ることができる。 【０００３】通常のホール効果センサーは、平坦な端部
を備える円筒形の永久磁石から成る磁石構造物を採用し
ている。ホール・チップが、磁石の端部の平面に平行な
ホール素子の平面を有して該平坦な端部に隣接して位置
決めされる。 【０００４】このような通常の近接センサーの集積回路
チップは、ほとんど常にホール出力電圧を増幅するため
の本質的に線形のホール電圧増幅器を含む。また、この
ような多くのホール集積回路には、バイナリー出力信号
を生成するシュミット・トリガー回路が含まれている。
該バイナリー出力信号は、鉄の物品がチップの主要面に
垂直な磁界が所定の大きさを越える臨界距離内に近づく
と１つのレベル（スタンバイ・レベル）から他のバイナ
リー・レベル（動作レベル）に変わる。これらの回路は
通常ＤＣ接続され、そのためセンサーは、ゼロの速度
（例えば１年に１）から高速度（例えば１００ＫＨｚ）
までにおける鉄の物品の通過を検知することが可能であ
る。 【０００５】過去においては、近接センサーは、ユニッ
トを検知位置に取り付け且つ位置決めすることができる
ケーシングを有する用途を特定したユニットとして、ま
たユニットがワイヤを介して遠隔の信号処理システムに
通信するのを可能にするプラグ・タイプのコネクターを
有する用途特定のユニットとして、あるいは、ケーシン
グ内にありセンサー信号を処理するための用途を特定し
た回路を有することによりワイヤを介して遠隔の装置に
転送するのに適した用途特定のユニットとして開発され
る傾向があった。 【０００６】このユニット全体の大部分の特徴（取り付
け、信号処理、プラグ差込み）は極めて故障に強く、こ
れらの特徴の精度及び環境感度の要件は、通常の設計、
製造公差及び研究方法を用いて容易に満足させることが
できる。あいにく、これはユニットのセンサーの局面あ
るいはセンサー部では真実でない。ホール・センサー部
品（ホール素子とチップ、チップからのリード、磁石及
び直接関連する部品）相互の物理的関係及び安定性と、
センサー素子の環境上の損傷からの適切な保護とがセン
サー信号の精度及び有用性に対して臨界的である。 【０００７】これは、ユニットに対して重大な設計及び
製造上の問題を生じる。ユニット全体が通常の基準を用
いて設計され製造されるならば、センサーの特徴はしば
しば信頼性に欠けるものとなる。一方、ユニットが、セ
ンサー部による要求される基準に対して設計及び製造さ
れるなら、ユニット全体のコストは、しばしば許容でき
ない程高くなる。他の構成要素部に対してセンサー部に
異なる基準を付与する努力はコストを増大させ実行でき
ない。更に、新しい用途の各々に対して高品質のセンサ
ー部を設計するコストは、許容できない高いコストをプ
ロジェクトに課し、正確な長期間信頼性予測を与えるた
め特定の設計の長期間特性についてデータを蓄積するこ
とがしばしばできなくする。正確な長期間信頼性予測が
無いと、予測しない製品故障、有り得る製造物責任及び
費用のかかる製品リコール要求が生じる。従来技術のデ
バイスで経験したこれらの及び他の難点が、本発明によ
る新規な方法において回避された。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、広範囲の設備及び状況における副組立体としてモジ
ュールの柔軟な使用を可能にするよう設計された歯車の
歯のセンサー・モジュールを提供することにある。 【０００９】本発明の別の目的は、劣化なしで広範囲の
環境条件に耐えることができる強固で安定なユニットで
それ自体ある歯車の歯のセンサー・モジュールを提供す
ることにある。 【００１０】本発明の更に別の目的は、印刷回路板を装
着し又はそうしない状態の基本的な磁石ホルダーとし
て、あるいは適当な用途（例えば、自動車）のコネクタ
ーを装着し又はそうしない状態の完成された全体にモー
ルドされたモジュールとして、シェル又はＯリングのい
ずれかを用いて又はセンサー・モジュールの直接全体に
モールドすることにより設けることができる歯車の歯の
センサー・モジュールを提供することにある。 【００１１】本発明の別の目的は、信頼性のある自動化
された組み立てに資する単純な要領で、予め形成された
部品から組み立てることができる歯車の歯のセンサー・
モジュールを提供することにある。本発明の更に別の目
的は、内部のリードのジグとリード及び部品の短絡保護
とを備える歯車の歯のセンサー・モジュールを提供する
ことにある。本発明の別の目的は、モジュールからのリ
ードの出口でリードの分離と方向の選択を備える歯車の
歯のセンサー・モジュールを提供することにある。本発
明の別の目的は、広範囲の熱サイクルにわたり位置の安
定性を、従って信号の安定性を提供するため磁石に向け
てセンサー・チップの正の偏倚を提供する歯車の歯のセ
ンサー・モジュールを提供することにある。 【００１２】本発明の別の目的は、種々の磁石材料とサ
イズ、センサー・パッケージ上の種々のリードの長さ、
種々のＰＣボードの設計（スルーホールあるいは表面実
装）及び垂直又は水平の実装を可能にする歯車の歯のセ
ンサー・モジュールを提供することにある。本発明の別
の目的は、ＰＣボード及び関連の電子機器を含むことを
可能にし、モジュールと適用コネクターとの接続の数を
低減することにより最大の信頼性を提供する歯車の歯の
センサー・モジュールを提供することにある。本発明の
別の目的は、高品質、低コストで製造することが可能
で、且つ最小のメンテナンスで長く有効な寿命を提供す
ることが可能である歯車の歯のセンサー・モジュールを
提供することにある。 【００１３】当業者に明らかなように、これら及び他の
目的を視ると、本発明は、発明の詳細な説明において記
述され特許請求の範囲によりカバーされる部品の組み合
わせにあり、ここに開示された発明の正確な実施形態の
変更を本発明の精神から離れることなく特許請求の範囲
内でなし得ることが理解されるであろう。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、開口を含む第
１の端部と、窓を含む第２の端部とを有する予め形成さ
れたハウジング・シェルと、対向した互いに平行な第１
及び第２の面を備える保護用本体に内封された集積回路
磁界センサー・チップと複数の導電リードとを含むセン
サー・パッケージとを備え、各リードは近接部分、遠方
部分及び中央部分を有し、前記複数のリードの各々の近
接部分は前記本体から延在し、前記複数のリードの中央
部分は前記本体から離れて延在し且つ前記本体の面に実
質的に垂直に位置決めされ、前記センサー・パッケージ
の本体が前記窓を通る前記ハウジング・シェルの一部の
通路に位置決めされ、前記本体の１つの面は前記ハウジ
ング・シェルから外方に延在し、前記リードの遠方部分
は前記ハウジング・シェルから前記開口を通って延在
し、また、第１の端部及び第２の端部を有し前記ハウジ
ングの中に位置決めされている磁石を備え、当該第１の
端部が前記センサー・パッケージの本体の第２の面に隣
接しており、更に、前記ハウジング・シェル内の前記開
口を閉鎖するようなされた端末キャップを備える磁界セ
ンサー組立体である。 【００１５】前記磁界センサー組立体は、特に、隣接の
強磁性の対象物、特に強磁性の歯車の歯の通過あるいは
存在を検出するようなされている。前記磁界センサー組
立体のハウジング・シェルは、予め形成され、前記組立
体が形成されるとき前記センサー・パッケージ及び磁石
が互いに向かって偏倚されるような他の構成要素に対す
る寸法である。前記磁界センサー組立体の隣接したリー
ドがリードの全長に沿って一定の距離離間している。前
記磁界センサー組立体のリードが、前記面の平面と平行
であり且つ前記第２の面の平面から離間した近接リード
平面内に前記チップ本体から延在し、そのため前記近接
リード平面内の前記リードの部分が前記第１の面の平面
に延在していない。 【００１６】前記磁界センサー組立体のハウジング・シ
ェルにはその両端部間に、側壁を備える内表面が設けら
れ、該側壁が、湾曲部分と、平坦な構造を形成する第２
の部分とを有する。前記磁界センサー組立体のハウジン
グ・シェルの両端部に外表面が設けられ、該外表面は第
１の切頭円の形状の断面を有し、前記ハウジング・シェ
ルにはその両端部間に、側壁を備える内側表面が設けら
れ、該側壁は、湾曲部分と、平坦な構造を形成する第２
の部分とを有し、そのため湾曲部分と平坦な構造とによ
り画成される前記内側表面が第２の切頭円の形状の断面
を有し、前記第２の部分に形成された溝により、前記第
１の切頭円の直径を最小にするよう前記リードが前記シ
ェルに沿って、前記第２の切頭円を相補する断面セグメ
ント内を通ることを可能にする。 【００１７】前記磁界センサー組立体のハウジング・シ
ェルにはその両端部間に、側壁を備える内側表面が設け
られ、該側壁は、湾曲部分と、平坦な構造を形成する第
２の部分とを有し、該第２の部分は平行なランドと溝か
ら形成され、該溝は、前記リードが前記ハウジング・シ
ェルの内部を通るとき該リードの固定した平行の間隔を
受け入れ且つ維持するようなされている。前記磁界セン
サー組立体のハウジング・シェルには底部及び２つの上
縁部を有する溝を含む内側表面が設けられ、該溝は、リ
ードが溝の底部に置かれるとき溝の最上部分が実質的に
溝の上縁部より下にあるのに十分な深さがあり、そのた
め溝の上縁部に載置する平坦な対象物が前記リードと接
触していない。 【００１８】前記磁界センサー組立体のハウジング・シ
ェルには底部及び２つの上縁部を有する溝を含む内側表
面が設けられ、該溝は、リードが溝の底部に置かれると
き溝の最上部分が実質的に溝の上縁部より下にあるのに
十分な深さがあり、そのため溝の上縁部に載置する平坦
な対象物が前記リードと接触してなく、前記チップ本体
が可動不能に保持され、その結果前記リードの近接端部
が前記溝の底部に保持され、前記端末キャップには前記
リードの遠方部分と係合する端末キャップ溝が設けら
れ、その結果前記リードの遠方端部が前記溝の底部に保
持され、そのため前記リードが前記溝の底部に保持され
且つ互いに分離している。 【００１９】前記磁界センサー組立体の本体の前記第１
の面は、面取りされた対向する少なくとも２つの縁部を
有し、前記シェルの前記窓は、内方に面する斜面を有す
る対向した少なくとも２つの縁部を有し、前記面の面取
りされた縁部は、前記窓の斜面と適合し、そのため前記
本体が前記窓を通して出ることを止められ、前記本体は
前記シェルに対する横への運動を制限されている。前記
磁界センサー組立体のチップ及び磁石は、それら双方が
前記開口を通ることができる寸法に形成され、そのため
前記組立体が前記開口を通して出てくることができる
が、前記チップ及び前記磁石は前記窓を通過できない程
大きい。 【００２０】前記磁界センサー組立体のシェルの前記第
１の端部は、前記リードが前記シェルの前記第１の端部
の後方に延在しないように前記リードを曲げていれるこ
とができる複数の切欠きを含む。前記磁界センサー組立
体の端末キャップには端末キャップ溝が設けられ、該端
末キャップ溝の各々が、別々のリードの遠方部分が前記
シェルを出ると当該別々のリードの遠方部分と係合し、
その結果前記リードの遠方部分が、前記シェルを出ると
別々に保持される。 【００２１】前記磁界センサー組立体が、信号処理装置
のレンジに関連することができるようモジュールに構成
されている。前記磁界センサー組立体の追加の電子回路
が、前記端末キャップと物理的に関連し、且つ前記リー
ドの少なくとも１つに電気的に接続されるようなされて
いる。前記磁界センサー組立体の磁石が切頭円の形状の
断面を有し、より詳細には前記磁界センサーの磁石は、
切頭円の形状の母線を有する正円柱の形状であり、前記
磁石は、平面の縦の部分を備える外側表面を有する。 【００２２】 【発明の実施の形態】しかしながら、本発明の特徴は、
添付図面により図示されるようにその構造的な形態の一
つを参照することにより最良に理解され得る。図５を参
照すると、本発明の一般的特徴が最良に示され、参照番
号１０により全体的に指示されるセンサー・パッケージ
が、ホール効果ＩＣチップ２０、ケース４０、コンセン
トレータ６０、磁石７０及び端末キャップ８０を含むよ
う示されている。 【００２３】図６は、図５に示される材料の組立ての下
面図である。底部表面上のセンサー・パッケージの構成
要素の各々の平坦にされたセクションが特に重要であ
る。構成要素の各々がケース４０の後部開口の中へ順次
配置されると、センサー・パッケージは、図１において
直立した形態で、また図２に示される前面の反転した位
置で、更に図３に示される後面の反転した位置でそれぞ
れ示される形を取る。図４は、電子部品１９が端末キャ
ップ８０ａ上又はそれに隣接して実装されている代替実
施形態１０ａを示す。 【００２４】図７は、本発明のセンサー・パッケージの
一部であるホール効果集積回路チップ２０の側面図であ
る。ホール効果集積回路チップ２０は本体２１を含み、
該本体２１は通常ポリマー又はセラミックであり、ホー
ル効果素子２２、及び磁界を検出するためホール素子を
用いるのに従来関連する他の電子機器を内封する。本体
２１の外側は、通常平坦な頂部表面２３、通常平坦な底
部表面２４、通常平坦な側部表面２５及び２６及び通常
平坦な後部表面２７を有する。前部表面２８は、通常平
坦な前面２９、及び該前面２９の各側部上の４５°側部
面取り面３０及び３１を含む。ホール効果素子２２は、
本体２１の前面２９より僅かに下に且つ該前面２９に平
行して埋められている。前面２９、後部表面２７及びホ
ール効果素子２２は実質的に平行である。 【００２５】４つの端子３２、３３、３４及び３５の各
々は、本体２１の底部表面２４から出る近接端部を有す
る。各端子はまた、本体２１からある距離延在する遠方
端部を有する。各端子は、前面２９と後部表面２７との
間のほぼ中間のラインに沿って別々の点から出ている。
各端子の近接端部は、本体２１から該本体２１の後部表
面２７に平行して延在する。ある距離の後、各端子は９
０°曲がり、そのため各端子はチップ本体２１から後方
に延在する。各端子は、該端子を本体２１から離れさせ
且つチップの前面２９及び後部表面２７に対して平行で
ある平行部分と、チップ本体２１の前面２９と後部表面
２７とに対して垂直である垂直部分とを有する。各端子
の平行部分の後尾の大部分は、後部表面２７の平面の前
方へ実質的に片寄り、各端子の平行部分をセンサー・パ
ッケージの他の部品から物理的に且つ電気的に分離す
る。 【００２６】各端子の垂直部分の最上部部分は、本体２
１の底部表面２４の平面より下に実質的に離間されてい
る。このことにより、端子はセンサー・パッケージの所
定の他の部品から物理的且つ電気的に分離される。 【００２７】図９は、センサー・パッケージの所定の他
の構成要素を封じ込めるケース４０の正面図である。ケ
ース４０が、切頭された円即ち平坦を形成するため円の
弦に沿って切頭された（先が切られた）円（以下「切頭
円」という。）により表される断面を有するよう示され
ている。ケース４０は、おおよそ切頭された正円の円筒
形状をしている。即ち、円筒は、該円筒の軸に垂直な実
質的に平坦な端部を有し、且つ切頭円である母線を有す
る。前部表面４５は矩形の窓４６を有する。窓４６は、
切頭部に平行である下縁部４７を有する。窓４６はま
た、上縁部４８、側縁部４９及び５０を有する。 【００２８】図１０は、ケース４０の背面図である。窓
４６が、その窓４６の各側縁部４９及び５０に４５°側
部面取り面５１及び５２を有するよう示されている。ケ
ース４０は、環状の側壁５３を有し、該環状の側壁５３
は後縁部５４を有し、該後縁部５４は装着支柱５５及び
５６を担持し、該装着支柱５５及び５６を用いてケース
４０を他の対象物に装着することができる。側壁５３
は、セパレーター５７、５８及び５９を形成する切欠き
６６、６７、６８及び６９により遮断される。人がケー
ス４０の内部を見ると、ランド９０、９１及び９２、溝
９３、９４、９５及び９６が側壁５３の切頭部、即ち平
坦部に沿って見られる。 【００２９】図１１は、図１０のラインＸＩ−ＸＩに沿
ったケース４０の左側断面図である。円筒状の側壁５３
が内部空間を内封する。前部表面４５が、窓４６が位置
される前壁９７と対応する。窓４６の側縁部４９に沿っ
て面取り面５１がある。支柱５５が側壁５３の後縁部５
４から延在する。 【００３０】図１３は、磁石７０の形状を最良に示すた
め位置された磁石７０の斜視図である。磁石７０は、該
磁石７０の軸に垂直の平坦な後部表面７１を有する切頭
された正円の円柱である。磁石７０はまた、図１５に示
されるような磁石７０の軸に垂直である平坦な後部表面
７２を有する。該円柱の壁部は湾曲部分７３と平坦部分
７４とを有する。 【００３１】図１６は、コンセントレータ６０の正面図
である。コンセントレータ６０は、強磁性材料から形成
された薄い平坦なプレートであり、磁石の磁極上に位置
されると、その磁極で生成される磁界を変更することが
できる。コンセントレータ６０は、切頭円の形状を有
し、且つ湾曲した縁部６１及び平坦な縁部６２を有す
る。コンセントレータ６０は前部表面６３及び後部表面
６４を有する。磁石７０及びコンセントレータ６０の断
面、即ち母線は同一である。磁石７０は、前面７１上に
一方の磁気引力を備え、後部表面７２上に他方の磁気引
力を備える標準の磁石であり得る。それは又、例えば、
Ｎ極とＳ極の双方が前面７１上に存在するサンドイッチ
型の磁石であるような、いずれの他の適当な磁石形態で
あっても良い。これは、Ｎ極の磁石とＳ極の磁石とを共
にそれらのセパレーターを有して磁石の軸に沿って配置
することにより成すことができる。それはまた、Ｎ極−
Ｓ極磁石、又は強磁性磁極部片を２つのＳ極−Ｎ極磁石
の間に挟むことにより成すことができる。 【００３２】図７に示されるホール効果ＩＣチップ２０
が、単一のホール効果素子２２を採用するタイプのもの
であるにも拘わらず、本発明は、電気的に接続された２
つの個別のホール効果素子を有し、そのためホール効果
デバイスの技術において周知のように適切な補償と適切
な信号の改善を成すことができる概念を含む。 【００３３】ケース４０は、ポリマー絶縁材料で、好ま
しくは多少弾性を有する材料で形成されることが好まし
い。ケースの弾性はセンサー・パッケージの信頼性を向
上させることができることが分かった。それは、該パッ
ケージがその完全さ（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）とそのシー
ル機能とを、このタイプのセンサーの使用環境において
一般的である実質的な熱サイクルを通して維持する傾向
があるからである。 【００３４】図１８は端末キャップ８０の正面図であ
る。端末キャップ８０は、湾曲表面８３を形成する母線
と、一連の同一面上にある溝８７、８８、８９及び９９
により分離された一連のランド８４、８５及び８６とを
備える正円柱である。端末キャップ８０の断面が、端部
部片８０のランドと溝とが磁石７０の平坦部分７４とコ
ンセントレータ６０の平坦部分６２とのそれぞれより半
径方向においてより外方に位置されることを除き、磁石
７０とコンセントレータ６０との断面と一致することに
注目することは重要である。端末キャップ８０は、端末
キャップ８０の軸に対して垂直で平坦な前部表面８１
と、端末キャップ８０の軸に垂直で平坦な後部表面８２
とを有する。 【００３５】図２０は、図１に示される完成され封止さ
れたセンサー・パッケージ１０の正面図である。ホール
効果ＩＣチップ２０の前面２９は、ケース４０の前部表
面４５の窓４６を通して示してある。図２１は、図１及
び図２０に示される完成され封止されたセンサー・パッ
ケージの背面図である。端末キャップ８０は、ケース４
０の後縁部５４の内部に嵌合し、端末キャップ８０とケ
ース４０とが超音波溶接のような考えられる手段により
共に封止される。端子３２、３３、３４及び３５は、セ
ンサー・ユニットの後部から外方に溝８７、８８、８９
及び９０を介して端末キャップ８０のランド８４、８５
及び８６間を延在する。端末キャップ８０上のランド８
４、８５及び８６は、ケース４０上のセパレーター５
７、５８及び５９のそれぞれに接着されている。端子３
２、３３、３４及び３５は、ケース４０上の切欠き６
６、６７、６８及び６９のそれぞれの上に延在する。こ
れにより、端子の遠方端部に対して代替構成を提供する
ため、端子の遠方端部がセパレーター５７、５８及び５
９の間で切欠き６６、６７、６８及び６９の下の方に曲
げられることが可能である。 【００３６】図２２は、図２１のラインＸＸＩＩ−ＸＸ
ＩＩに沿った左側断面図である。図２２は、センサー・
パッケージの種々の部品が共にはまる要領を示す。ホー
ル効果ＩＣチップ２０は、窓４６内でケース４０の前壁
に位置される。ホール効果ＩＣチップ２０の端子は、セ
ンサー・パッケージ１０の後端部から出て後方に延在す
る。コンセントレータ６０の前部表面６３は、ホール効
果ＩＣチップ２０の後部２７を圧している。コンセント
レータ６０の平坦な縁部６２が、ランド９０、９１及び
９２の上側表面に載っており、これらランドのうちのラ
ンド９１が図２２に示されている。空間１００が、コン
セントレータ６０と、ケース４０の前壁９７との間に設
けられている。そのため、ホール効果ＩＣチップ２０に
作用するコンセントレータ６０からの前方に向けられた
圧力が、ケース４０の前壁９７における僅かな弾性と組
み合わされて、ホール効果ＩＣチップ２０と、ケース４
０の前壁９７の窓４６の縁部との間に圧力接触と封止と
をもたらし、これにより熱サイクルを含む変化する動作
条件の下でチップとケースとの良好な封止を維持する。
磁石７０の前面７１はコンセントレータ６０の後部表面
６４を圧している。磁石７０の平坦部分７４は、ランド
９０、９１及び９２（特に、図２２にランド９１が図示
されている。）上に載置する。 【００３７】端末キャップ８０の前面８１は磁石７０の
後部表面７２を圧している。端末キャップ８０のランド
５７、５８及び５９と溝６６、６７、６８及び６９は、
コンセントレータ６０の平坦な表面６２と磁石７０の平
坦な表面７４とにより画成される平面より下に延在し、
溝８７、８８、８９及び８９が、端子をケースの壁に対
して下方に圧している。ホール効果ＩＣチップ２０が窓
４６に固定され且つ圧せられているので、またコンセン
トレータ６０及び磁石７０がランド９１を含むランドの
上縁部に載置し、端子の遠方端部が端末キャップ８０に
より適所に保持されているので、また端子の遠方端部が
ホール効果ＩＣチップ２０の後部表面の前方へずれてい
るので、実質的な空間が端子とコンセントレータ６０及
び磁石７０との間に維持される。勿論、この空間は、通
常電気的に導電性のコンセントレータ６０と磁石７０と
により生じる端子間の短絡を避けるため重大である。 【００３８】端末キャップ８０がケース４０に圧入さ
れ、端末キャップ８０の周辺縁部の周りでケース４０に
対して溶接される。これは、パッケージの中味に僅かな
圧縮を課し、部品を安定化し且つ封止特性を改善する傾
向を持つ。端子の遠方端部、例えば端子３３の遠方端部
がケース４０の切欠き、例えば切欠き６８より上に出て
いることが分かる。切欠き、例えば切欠き６８により、
端子、例えば端子３３の遠方端部が９０°下方に曲げら
れることが可能となり、そのため端子の次の後方に面す
る表面が端末キャップ８０の後部表面と同一面上とな
り、センサー・パッケージの代替構成、例えば表面実装
を可能にする。 【００３９】図２３は、図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩ
Ｉに沿ったセンサー・パッケージの底部断面図である。
端子３２、３３、３４及び３５がホール効果ＩＣチップ
２０から出ていることが分かる。次いで、これら端子
は、ケースの壁５３及びランド９０、９１及び９２間を
通り、それらにより平行に維持される。次いで、これら
端子は、ケース４０の壁５３と端末キャップ８０のラン
ド８４、８５及び８６との間を通り、これらにより平行
に保持される。 【００４０】図２４は典型的な適用状況における本発明
のセンサー・パッケージ１０を示す。この場合において
は、センサー・パッケージ１０は、その前部表面が歯１
０２を有する歯が付された歯車１０１の外周に面して位
置決めされる。歯車１０１は、車両の車軸に取り付けら
れた車輪と同軸であり且つそれに接続されており、その
ため車両の車輪１０３の回転は歯車１０１の回転に比例
する。センサー・パッケージ１０は、その面前で歯車の
通過をモニターし、歯がセンサー・パッケージ１０を通
過する速度と関連する電気信号を生成する。電気信号
は、信号プロセッサ１０５で処理され、次いで、該信号
プロセッサ１０５はその信号を使用のための適当な形式
でユーザに渡す。例えば、センサーを用いて、車両の速
度を決めることが、またエンジン速度を決めることが、
あるいはディストリビュータ内でカムの位置をモニター
することによりスパーク・プラグの点火を制御すること
ができる。 【００４１】本発明の実質的な精神を離れることなく本
発明の形態と構成において少しの変更をなし得ることは
明らかである。しかしながら、本発明がここに示され記
述された正確な形態に制限されることは所望ではなく特
許請求の範囲内に適正に入る全てのものを含むことを所
望するものである。
強磁性の物品の通過を検出するための近接センサー組立
体即ちモジュールに関し、詳細には、磁石構造物の組立
体と、ホール素子を有する集積回路チップであって磁石
構造物の一つの端部で且つ磁石構造物により生成される
磁界の中に取り付けられる集積回路チップと、容器とを
備えるようなセンサーに関する。ホール素子は、その平
面に対して垂直の磁界の強度に関連する電気信号を発生
する。強磁性物品がホール素子に近づくにつれ、該ホー
ル素子に対して垂直の磁界強度が変えられる。こうし
て、物品とホール素子との間の距離が、ホール素子によ
り発生される電気信号に表される。これにより、ホール
効果センサーは該センサーと強磁性対象物との間の距離
を検知することが可能となる。 【０００２】このタイプのセンサーの非常に適切な用途
は、歯車あるいは歯車形状のディスクの回転速度あるい
は回転位置の測定にある。このタイプのセンサーを歯車
の周縁部に隣接して置くことにより、センサーの側への
近接、該側の通過及び通過速度は電気信号に表される。
従って、センサーを速度計、タコメータとして、あるい
は回転又は直線の運動又は位置をモニターするため用い
ることができる。 【０００３】通常のホール効果センサーは、平坦な端部
を備える円筒形の永久磁石から成る磁石構造物を採用し
ている。ホール・チップが、磁石の端部の平面に平行な
ホール素子の平面を有して該平坦な端部に隣接して位置
決めされる。 【０００４】このような通常の近接センサーの集積回路
チップは、ほとんど常にホール出力電圧を増幅するため
の本質的に線形のホール電圧増幅器を含む。また、この
ような多くのホール集積回路には、バイナリー出力信号
を生成するシュミット・トリガー回路が含まれている。
該バイナリー出力信号は、鉄の物品がチップの主要面に
垂直な磁界が所定の大きさを越える臨界距離内に近づく
と１つのレベル（スタンバイ・レベル）から他のバイナ
リー・レベル（動作レベル）に変わる。これらの回路は
通常ＤＣ接続され、そのためセンサーは、ゼロの速度
（例えば１年に１）から高速度（例えば１００ＫＨｚ）
までにおける鉄の物品の通過を検知することが可能であ
る。 【０００５】過去においては、近接センサーは、ユニッ
トを検知位置に取り付け且つ位置決めすることができる
ケーシングを有する用途を特定したユニットとして、ま
たユニットがワイヤを介して遠隔の信号処理システムに
通信するのを可能にするプラグ・タイプのコネクターを
有する用途特定のユニットとして、あるいは、ケーシン
グ内にありセンサー信号を処理するための用途を特定し
た回路を有することによりワイヤを介して遠隔の装置に
転送するのに適した用途特定のユニットとして開発され
る傾向があった。 【０００６】このユニット全体の大部分の特徴（取り付
け、信号処理、プラグ差込み）は極めて故障に強く、こ
れらの特徴の精度及び環境感度の要件は、通常の設計、
製造公差及び研究方法を用いて容易に満足させることが
できる。あいにく、これはユニットのセンサーの局面あ
るいはセンサー部では真実でない。ホール・センサー部
品（ホール素子とチップ、チップからのリード、磁石及
び直接関連する部品）相互の物理的関係及び安定性と、
センサー素子の環境上の損傷からの適切な保護とがセン
サー信号の精度及び有用性に対して臨界的である。 【０００７】これは、ユニットに対して重大な設計及び
製造上の問題を生じる。ユニット全体が通常の基準を用
いて設計され製造されるならば、センサーの特徴はしば
しば信頼性に欠けるものとなる。一方、ユニットが、セ
ンサー部による要求される基準に対して設計及び製造さ
れるなら、ユニット全体のコストは、しばしば許容でき
ない程高くなる。他の構成要素部に対してセンサー部に
異なる基準を付与する努力はコストを増大させ実行でき
ない。更に、新しい用途の各々に対して高品質のセンサ
ー部を設計するコストは、許容できない高いコストをプ
ロジェクトに課し、正確な長期間信頼性予測を与えるた
め特定の設計の長期間特性についてデータを蓄積するこ
とがしばしばできなくする。正確な長期間信頼性予測が
無いと、予測しない製品故障、有り得る製造物責任及び
費用のかかる製品リコール要求が生じる。従来技術のデ
バイスで経験したこれらの及び他の難点が、本発明によ
る新規な方法において回避された。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、広範囲の設備及び状況における副組立体としてモジ
ュールの柔軟な使用を可能にするよう設計された歯車の
歯のセンサー・モジュールを提供することにある。 【０００９】本発明の別の目的は、劣化なしで広範囲の
環境条件に耐えることができる強固で安定なユニットで
それ自体ある歯車の歯のセンサー・モジュールを提供す
ることにある。 【００１０】本発明の更に別の目的は、印刷回路板を装
着し又はそうしない状態の基本的な磁石ホルダーとし
て、あるいは適当な用途（例えば、自動車）のコネクタ
ーを装着し又はそうしない状態の完成された全体にモー
ルドされたモジュールとして、シェル又はＯリングのい
ずれかを用いて又はセンサー・モジュールの直接全体に
モールドすることにより設けることができる歯車の歯の
センサー・モジュールを提供することにある。 【００１１】本発明の別の目的は、信頼性のある自動化
された組み立てに資する単純な要領で、予め形成された
部品から組み立てることができる歯車の歯のセンサー・
モジュールを提供することにある。本発明の更に別の目
的は、内部のリードのジグとリード及び部品の短絡保護
とを備える歯車の歯のセンサー・モジュールを提供する
ことにある。本発明の別の目的は、モジュールからのリ
ードの出口でリードの分離と方向の選択を備える歯車の
歯のセンサー・モジュールを提供することにある。本発
明の別の目的は、広範囲の熱サイクルにわたり位置の安
定性を、従って信号の安定性を提供するため磁石に向け
てセンサー・チップの正の偏倚を提供する歯車の歯のセ
ンサー・モジュールを提供することにある。 【００１２】本発明の別の目的は、種々の磁石材料とサ
イズ、センサー・パッケージ上の種々のリードの長さ、
種々のＰＣボードの設計（スルーホールあるいは表面実
装）及び垂直又は水平の実装を可能にする歯車の歯のセ
ンサー・モジュールを提供することにある。本発明の別
の目的は、ＰＣボード及び関連の電子機器を含むことを
可能にし、モジュールと適用コネクターとの接続の数を
低減することにより最大の信頼性を提供する歯車の歯の
センサー・モジュールを提供することにある。本発明の
別の目的は、高品質、低コストで製造することが可能
で、且つ最小のメンテナンスで長く有効な寿命を提供す
ることが可能である歯車の歯のセンサー・モジュールを
提供することにある。 【００１３】当業者に明らかなように、これら及び他の
目的を視ると、本発明は、発明の詳細な説明において記
述され特許請求の範囲によりカバーされる部品の組み合
わせにあり、ここに開示された発明の正確な実施形態の
変更を本発明の精神から離れることなく特許請求の範囲
内でなし得ることが理解されるであろう。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、開口を含む第
１の端部と、窓を含む第２の端部とを有する予め形成さ
れたハウジング・シェルと、対向した互いに平行な第１
及び第２の面を備える保護用本体に内封された集積回路
磁界センサー・チップと複数の導電リードとを含むセン
サー・パッケージとを備え、各リードは近接部分、遠方
部分及び中央部分を有し、前記複数のリードの各々の近
接部分は前記本体から延在し、前記複数のリードの中央
部分は前記本体から離れて延在し且つ前記本体の面に実
質的に垂直に位置決めされ、前記センサー・パッケージ
の本体が前記窓を通る前記ハウジング・シェルの一部の
通路に位置決めされ、前記本体の１つの面は前記ハウジ
ング・シェルから外方に延在し、前記リードの遠方部分
は前記ハウジング・シェルから前記開口を通って延在
し、また、第１の端部及び第２の端部を有し前記ハウジ
ングの中に位置決めされている磁石を備え、当該第１の
端部が前記センサー・パッケージの本体の第２の面に隣
接しており、更に、前記ハウジング・シェル内の前記開
口を閉鎖するようなされた端末キャップを備える磁界セ
ンサー組立体である。 【００１５】前記磁界センサー組立体は、特に、隣接の
強磁性の対象物、特に強磁性の歯車の歯の通過あるいは
存在を検出するようなされている。前記磁界センサー組
立体のハウジング・シェルは、予め形成され、前記組立
体が形成されるとき前記センサー・パッケージ及び磁石
が互いに向かって偏倚されるような他の構成要素に対す
る寸法である。前記磁界センサー組立体の隣接したリー
ドがリードの全長に沿って一定の距離離間している。前
記磁界センサー組立体のリードが、前記面の平面と平行
であり且つ前記第２の面の平面から離間した近接リード
平面内に前記チップ本体から延在し、そのため前記近接
リード平面内の前記リードの部分が前記第１の面の平面
に延在していない。 【００１６】前記磁界センサー組立体のハウジング・シ
ェルにはその両端部間に、側壁を備える内表面が設けら
れ、該側壁が、湾曲部分と、平坦な構造を形成する第２
の部分とを有する。前記磁界センサー組立体のハウジン
グ・シェルの両端部に外表面が設けられ、該外表面は第
１の切頭円の形状の断面を有し、前記ハウジング・シェ
ルにはその両端部間に、側壁を備える内側表面が設けら
れ、該側壁は、湾曲部分と、平坦な構造を形成する第２
の部分とを有し、そのため湾曲部分と平坦な構造とによ
り画成される前記内側表面が第２の切頭円の形状の断面
を有し、前記第２の部分に形成された溝により、前記第
１の切頭円の直径を最小にするよう前記リードが前記シ
ェルに沿って、前記第２の切頭円を相補する断面セグメ
ント内を通ることを可能にする。 【００１７】前記磁界センサー組立体のハウジング・シ
ェルにはその両端部間に、側壁を備える内側表面が設け
られ、該側壁は、湾曲部分と、平坦な構造を形成する第
２の部分とを有し、該第２の部分は平行なランドと溝か
ら形成され、該溝は、前記リードが前記ハウジング・シ
ェルの内部を通るとき該リードの固定した平行の間隔を
受け入れ且つ維持するようなされている。前記磁界セン
サー組立体のハウジング・シェルには底部及び２つの上
縁部を有する溝を含む内側表面が設けられ、該溝は、リ
ードが溝の底部に置かれるとき溝の最上部分が実質的に
溝の上縁部より下にあるのに十分な深さがあり、そのた
め溝の上縁部に載置する平坦な対象物が前記リードと接
触していない。 【００１８】前記磁界センサー組立体のハウジング・シ
ェルには底部及び２つの上縁部を有する溝を含む内側表
面が設けられ、該溝は、リードが溝の底部に置かれると
き溝の最上部分が実質的に溝の上縁部より下にあるのに
十分な深さがあり、そのため溝の上縁部に載置する平坦
な対象物が前記リードと接触してなく、前記チップ本体
が可動不能に保持され、その結果前記リードの近接端部
が前記溝の底部に保持され、前記端末キャップには前記
リードの遠方部分と係合する端末キャップ溝が設けら
れ、その結果前記リードの遠方端部が前記溝の底部に保
持され、そのため前記リードが前記溝の底部に保持され
且つ互いに分離している。 【００１９】前記磁界センサー組立体の本体の前記第１
の面は、面取りされた対向する少なくとも２つの縁部を
有し、前記シェルの前記窓は、内方に面する斜面を有す
る対向した少なくとも２つの縁部を有し、前記面の面取
りされた縁部は、前記窓の斜面と適合し、そのため前記
本体が前記窓を通して出ることを止められ、前記本体は
前記シェルに対する横への運動を制限されている。前記
磁界センサー組立体のチップ及び磁石は、それら双方が
前記開口を通ることができる寸法に形成され、そのため
前記組立体が前記開口を通して出てくることができる
が、前記チップ及び前記磁石は前記窓を通過できない程
大きい。 【００２０】前記磁界センサー組立体のシェルの前記第
１の端部は、前記リードが前記シェルの前記第１の端部
の後方に延在しないように前記リードを曲げていれるこ
とができる複数の切欠きを含む。前記磁界センサー組立
体の端末キャップには端末キャップ溝が設けられ、該端
末キャップ溝の各々が、別々のリードの遠方部分が前記
シェルを出ると当該別々のリードの遠方部分と係合し、
その結果前記リードの遠方部分が、前記シェルを出ると
別々に保持される。 【００２１】前記磁界センサー組立体が、信号処理装置
のレンジに関連することができるようモジュールに構成
されている。前記磁界センサー組立体の追加の電子回路
が、前記端末キャップと物理的に関連し、且つ前記リー
ドの少なくとも１つに電気的に接続されるようなされて
いる。前記磁界センサー組立体の磁石が切頭円の形状の
断面を有し、より詳細には前記磁界センサーの磁石は、
切頭円の形状の母線を有する正円柱の形状であり、前記
磁石は、平面の縦の部分を備える外側表面を有する。 【００２２】 【発明の実施の形態】しかしながら、本発明の特徴は、
添付図面により図示されるようにその構造的な形態の一
つを参照することにより最良に理解され得る。図５を参
照すると、本発明の一般的特徴が最良に示され、参照番
号１０により全体的に指示されるセンサー・パッケージ
が、ホール効果ＩＣチップ２０、ケース４０、コンセン
トレータ６０、磁石７０及び端末キャップ８０を含むよ
う示されている。 【００２３】図６は、図５に示される材料の組立ての下
面図である。底部表面上のセンサー・パッケージの構成
要素の各々の平坦にされたセクションが特に重要であ
る。構成要素の各々がケース４０の後部開口の中へ順次
配置されると、センサー・パッケージは、図１において
直立した形態で、また図２に示される前面の反転した位
置で、更に図３に示される後面の反転した位置でそれぞ
れ示される形を取る。図４は、電子部品１９が端末キャ
ップ８０ａ上又はそれに隣接して実装されている代替実
施形態１０ａを示す。 【００２４】図７は、本発明のセンサー・パッケージの
一部であるホール効果集積回路チップ２０の側面図であ
る。ホール効果集積回路チップ２０は本体２１を含み、
該本体２１は通常ポリマー又はセラミックであり、ホー
ル効果素子２２、及び磁界を検出するためホール素子を
用いるのに従来関連する他の電子機器を内封する。本体
２１の外側は、通常平坦な頂部表面２３、通常平坦な底
部表面２４、通常平坦な側部表面２５及び２６及び通常
平坦な後部表面２７を有する。前部表面２８は、通常平
坦な前面２９、及び該前面２９の各側部上の４５°側部
面取り面３０及び３１を含む。ホール効果素子２２は、
本体２１の前面２９より僅かに下に且つ該前面２９に平
行して埋められている。前面２９、後部表面２７及びホ
ール効果素子２２は実質的に平行である。 【００２５】４つの端子３２、３３、３４及び３５の各
々は、本体２１の底部表面２４から出る近接端部を有す
る。各端子はまた、本体２１からある距離延在する遠方
端部を有する。各端子は、前面２９と後部表面２７との
間のほぼ中間のラインに沿って別々の点から出ている。
各端子の近接端部は、本体２１から該本体２１の後部表
面２７に平行して延在する。ある距離の後、各端子は９
０°曲がり、そのため各端子はチップ本体２１から後方
に延在する。各端子は、該端子を本体２１から離れさせ
且つチップの前面２９及び後部表面２７に対して平行で
ある平行部分と、チップ本体２１の前面２９と後部表面
２７とに対して垂直である垂直部分とを有する。各端子
の平行部分の後尾の大部分は、後部表面２７の平面の前
方へ実質的に片寄り、各端子の平行部分をセンサー・パ
ッケージの他の部品から物理的に且つ電気的に分離す
る。 【００２６】各端子の垂直部分の最上部部分は、本体２
１の底部表面２４の平面より下に実質的に離間されてい
る。このことにより、端子はセンサー・パッケージの所
定の他の部品から物理的且つ電気的に分離される。 【００２７】図９は、センサー・パッケージの所定の他
の構成要素を封じ込めるケース４０の正面図である。ケ
ース４０が、切頭された円即ち平坦を形成するため円の
弦に沿って切頭された（先が切られた）円（以下「切頭
円」という。）により表される断面を有するよう示され
ている。ケース４０は、おおよそ切頭された正円の円筒
形状をしている。即ち、円筒は、該円筒の軸に垂直な実
質的に平坦な端部を有し、且つ切頭円である母線を有す
る。前部表面４５は矩形の窓４６を有する。窓４６は、
切頭部に平行である下縁部４７を有する。窓４６はま
た、上縁部４８、側縁部４９及び５０を有する。 【００２８】図１０は、ケース４０の背面図である。窓
４６が、その窓４６の各側縁部４９及び５０に４５°側
部面取り面５１及び５２を有するよう示されている。ケ
ース４０は、環状の側壁５３を有し、該環状の側壁５３
は後縁部５４を有し、該後縁部５４は装着支柱５５及び
５６を担持し、該装着支柱５５及び５６を用いてケース
４０を他の対象物に装着することができる。側壁５３
は、セパレーター５７、５８及び５９を形成する切欠き
６６、６７、６８及び６９により遮断される。人がケー
ス４０の内部を見ると、ランド９０、９１及び９２、溝
９３、９４、９５及び９６が側壁５３の切頭部、即ち平
坦部に沿って見られる。 【００２９】図１１は、図１０のラインＸＩ−ＸＩに沿
ったケース４０の左側断面図である。円筒状の側壁５３
が内部空間を内封する。前部表面４５が、窓４６が位置
される前壁９７と対応する。窓４６の側縁部４９に沿っ
て面取り面５１がある。支柱５５が側壁５３の後縁部５
４から延在する。 【００３０】図１３は、磁石７０の形状を最良に示すた
め位置された磁石７０の斜視図である。磁石７０は、該
磁石７０の軸に垂直の平坦な後部表面７１を有する切頭
された正円の円柱である。磁石７０はまた、図１５に示
されるような磁石７０の軸に垂直である平坦な後部表面
７２を有する。該円柱の壁部は湾曲部分７３と平坦部分
７４とを有する。 【００３１】図１６は、コンセントレータ６０の正面図
である。コンセントレータ６０は、強磁性材料から形成
された薄い平坦なプレートであり、磁石の磁極上に位置
されると、その磁極で生成される磁界を変更することが
できる。コンセントレータ６０は、切頭円の形状を有
し、且つ湾曲した縁部６１及び平坦な縁部６２を有す
る。コンセントレータ６０は前部表面６３及び後部表面
６４を有する。磁石７０及びコンセントレータ６０の断
面、即ち母線は同一である。磁石７０は、前面７１上に
一方の磁気引力を備え、後部表面７２上に他方の磁気引
力を備える標準の磁石であり得る。それは又、例えば、
Ｎ極とＳ極の双方が前面７１上に存在するサンドイッチ
型の磁石であるような、いずれの他の適当な磁石形態で
あっても良い。これは、Ｎ極の磁石とＳ極の磁石とを共
にそれらのセパレーターを有して磁石の軸に沿って配置
することにより成すことができる。それはまた、Ｎ極−
Ｓ極磁石、又は強磁性磁極部片を２つのＳ極−Ｎ極磁石
の間に挟むことにより成すことができる。 【００３２】図７に示されるホール効果ＩＣチップ２０
が、単一のホール効果素子２２を採用するタイプのもの
であるにも拘わらず、本発明は、電気的に接続された２
つの個別のホール効果素子を有し、そのためホール効果
デバイスの技術において周知のように適切な補償と適切
な信号の改善を成すことができる概念を含む。 【００３３】ケース４０は、ポリマー絶縁材料で、好ま
しくは多少弾性を有する材料で形成されることが好まし
い。ケースの弾性はセンサー・パッケージの信頼性を向
上させることができることが分かった。それは、該パッ
ケージがその完全さ（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）とそのシー
ル機能とを、このタイプのセンサーの使用環境において
一般的である実質的な熱サイクルを通して維持する傾向
があるからである。 【００３４】図１８は端末キャップ８０の正面図であ
る。端末キャップ８０は、湾曲表面８３を形成する母線
と、一連の同一面上にある溝８７、８８、８９及び９９
により分離された一連のランド８４、８５及び８６とを
備える正円柱である。端末キャップ８０の断面が、端部
部片８０のランドと溝とが磁石７０の平坦部分７４とコ
ンセントレータ６０の平坦部分６２とのそれぞれより半
径方向においてより外方に位置されることを除き、磁石
７０とコンセントレータ６０との断面と一致することに
注目することは重要である。端末キャップ８０は、端末
キャップ８０の軸に対して垂直で平坦な前部表面８１
と、端末キャップ８０の軸に垂直で平坦な後部表面８２
とを有する。 【００３５】図２０は、図１に示される完成され封止さ
れたセンサー・パッケージ１０の正面図である。ホール
効果ＩＣチップ２０の前面２９は、ケース４０の前部表
面４５の窓４６を通して示してある。図２１は、図１及
び図２０に示される完成され封止されたセンサー・パッ
ケージの背面図である。端末キャップ８０は、ケース４
０の後縁部５４の内部に嵌合し、端末キャップ８０とケ
ース４０とが超音波溶接のような考えられる手段により
共に封止される。端子３２、３３、３４及び３５は、セ
ンサー・ユニットの後部から外方に溝８７、８８、８９
及び９０を介して端末キャップ８０のランド８４、８５
及び８６間を延在する。端末キャップ８０上のランド８
４、８５及び８６は、ケース４０上のセパレーター５
７、５８及び５９のそれぞれに接着されている。端子３
２、３３、３４及び３５は、ケース４０上の切欠き６
６、６７、６８及び６９のそれぞれの上に延在する。こ
れにより、端子の遠方端部に対して代替構成を提供する
ため、端子の遠方端部がセパレーター５７、５８及び５
９の間で切欠き６６、６７、６８及び６９の下の方に曲
げられることが可能である。 【００３６】図２２は、図２１のラインＸＸＩＩ−ＸＸ
ＩＩに沿った左側断面図である。図２２は、センサー・
パッケージの種々の部品が共にはまる要領を示す。ホー
ル効果ＩＣチップ２０は、窓４６内でケース４０の前壁
に位置される。ホール効果ＩＣチップ２０の端子は、セ
ンサー・パッケージ１０の後端部から出て後方に延在す
る。コンセントレータ６０の前部表面６３は、ホール効
果ＩＣチップ２０の後部２７を圧している。コンセント
レータ６０の平坦な縁部６２が、ランド９０、９１及び
９２の上側表面に載っており、これらランドのうちのラ
ンド９１が図２２に示されている。空間１００が、コン
セントレータ６０と、ケース４０の前壁９７との間に設
けられている。そのため、ホール効果ＩＣチップ２０に
作用するコンセントレータ６０からの前方に向けられた
圧力が、ケース４０の前壁９７における僅かな弾性と組
み合わされて、ホール効果ＩＣチップ２０と、ケース４
０の前壁９７の窓４６の縁部との間に圧力接触と封止と
をもたらし、これにより熱サイクルを含む変化する動作
条件の下でチップとケースとの良好な封止を維持する。
磁石７０の前面７１はコンセントレータ６０の後部表面
６４を圧している。磁石７０の平坦部分７４は、ランド
９０、９１及び９２（特に、図２２にランド９１が図示
されている。）上に載置する。 【００３７】端末キャップ８０の前面８１は磁石７０の
後部表面７２を圧している。端末キャップ８０のランド
５７、５８及び５９と溝６６、６７、６８及び６９は、
コンセントレータ６０の平坦な表面６２と磁石７０の平
坦な表面７４とにより画成される平面より下に延在し、
溝８７、８８、８９及び８９が、端子をケースの壁に対
して下方に圧している。ホール効果ＩＣチップ２０が窓
４６に固定され且つ圧せられているので、またコンセン
トレータ６０及び磁石７０がランド９１を含むランドの
上縁部に載置し、端子の遠方端部が端末キャップ８０に
より適所に保持されているので、また端子の遠方端部が
ホール効果ＩＣチップ２０の後部表面の前方へずれてい
るので、実質的な空間が端子とコンセントレータ６０及
び磁石７０との間に維持される。勿論、この空間は、通
常電気的に導電性のコンセントレータ６０と磁石７０と
により生じる端子間の短絡を避けるため重大である。 【００３８】端末キャップ８０がケース４０に圧入さ
れ、端末キャップ８０の周辺縁部の周りでケース４０に
対して溶接される。これは、パッケージの中味に僅かな
圧縮を課し、部品を安定化し且つ封止特性を改善する傾
向を持つ。端子の遠方端部、例えば端子３３の遠方端部
がケース４０の切欠き、例えば切欠き６８より上に出て
いることが分かる。切欠き、例えば切欠き６８により、
端子、例えば端子３３の遠方端部が９０°下方に曲げら
れることが可能となり、そのため端子の次の後方に面す
る表面が端末キャップ８０の後部表面と同一面上とな
り、センサー・パッケージの代替構成、例えば表面実装
を可能にする。 【００３９】図２３は、図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩ
Ｉに沿ったセンサー・パッケージの底部断面図である。
端子３２、３３、３４及び３５がホール効果ＩＣチップ
２０から出ていることが分かる。次いで、これら端子
は、ケースの壁５３及びランド９０、９１及び９２間を
通り、それらにより平行に維持される。次いで、これら
端子は、ケース４０の壁５３と端末キャップ８０のラン
ド８４、８５及び８６との間を通り、これらにより平行
に保持される。 【００４０】図２４は典型的な適用状況における本発明
のセンサー・パッケージ１０を示す。この場合において
は、センサー・パッケージ１０は、その前部表面が歯１
０２を有する歯が付された歯車１０１の外周に面して位
置決めされる。歯車１０１は、車両の車軸に取り付けら
れた車輪と同軸であり且つそれに接続されており、その
ため車両の車輪１０３の回転は歯車１０１の回転に比例
する。センサー・パッケージ１０は、その面前で歯車の
通過をモニターし、歯がセンサー・パッケージ１０を通
過する速度と関連する電気信号を生成する。電気信号
は、信号プロセッサ１０５で処理され、次いで、該信号
プロセッサ１０５はその信号を使用のための適当な形式
でユーザに渡す。例えば、センサーを用いて、車両の速
度を決めることが、またエンジン速度を決めることが、
あるいはディストリビュータ内でカムの位置をモニター
することによりスパーク・プラグの点火を制御すること
ができる。 【００４１】本発明の実質的な精神を離れることなく本
発明の形態と構成において少しの変更をなし得ることは
明らかである。しかしながら、本発明がここに示され記
述された正確な形態に制限されることは所望ではなく特
許請求の範囲内に適正に入る全てのものを含むことを所
望するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を採用するセンサー・パッケージ
の斜視図である。 【図２】図１に示されるセンサー・パッケージの下面の
斜視図である。 【図３】図１に示されるセンサー・パッケージの下面及
び後部の斜視図である。 【図４】本発明の原理を採用し後部に実装された電子回
路を含む代替センサー・パッケージの後部の斜視図であ
る。 【図５】本発明の原理を採用する図１に示されるような
センサー・パッケージの構成要素の斜視組立図である。 【図６】図１に示されるセンサー・パッケージの下面斜
視図である。 【図７】本発明に採用されるホール素子集積回路チップ
の側面図である。 【図８】図７に示されるＩＣチップの底部平面図であ
る。 【図９】図１に示されるセンサー・パッケージの一部で
あるケースの正面図である。 【図１０】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるケースの背面図である。 【図１１】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるケースの図１０のラインＸＩ−ＸＩに沿った断面
図である。 【図１２】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるケースの図９のラインＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断
面図である。 【図１３】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
である磁石の斜視図である。 【図１４】図１３に示される磁石の正面図である。 【図１５】図１３に示される磁石の側面図である。 【図１６】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるコンセントレータの正面図である。 【図１７】図１６に示されるコンセントレータの側面図
である。 【図１８】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
である端末キャップの正面図である。 【図１９】図１８に示される端末キャップの側面図であ
る。 【図２０】図１に示されるセンサー・パッケージの正面
図である。 【図２１】図１に示されるセンサー・パッケージの背面
図である。 【図２２】図１に示されるセンサー・パッケージの図２
１のラインＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿った断面図である。 【図２３】図１に示されるセンサー・パッケージの図２
２のラインＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩに沿った断面図であ
る。 【図２４】図１に示されるセンサー・パッケージを採用
することができる適用環境で、より詳細には自動車の車
軸を示す断面図である。 【符号の説明】 １０：センサー・パッケージ ２０：ホール効果ＩＣチップ ２１：本体 ２２：ホール効果素子 ２７：後部表面 ２９：前面 ３２、３３、３４、３５：端子 ４０：ケース ４６：窓 ５３：側壁 ６６、６７、６８、６９：切欠き ７０：磁石 ７３：湾曲部分 ７４：平坦部分 ８０：端末キャップ ９０、９１、９２：ランド ９３、９４、９５、９６：溝 １０１：歯車 １０５：信号プロセッサ
の斜視図である。 【図２】図１に示されるセンサー・パッケージの下面の
斜視図である。 【図３】図１に示されるセンサー・パッケージの下面及
び後部の斜視図である。 【図４】本発明の原理を採用し後部に実装された電子回
路を含む代替センサー・パッケージの後部の斜視図であ
る。 【図５】本発明の原理を採用する図１に示されるような
センサー・パッケージの構成要素の斜視組立図である。 【図６】図１に示されるセンサー・パッケージの下面斜
視図である。 【図７】本発明に採用されるホール素子集積回路チップ
の側面図である。 【図８】図７に示されるＩＣチップの底部平面図であ
る。 【図９】図１に示されるセンサー・パッケージの一部で
あるケースの正面図である。 【図１０】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるケースの背面図である。 【図１１】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるケースの図１０のラインＸＩ−ＸＩに沿った断面
図である。 【図１２】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるケースの図９のラインＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断
面図である。 【図１３】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
である磁石の斜視図である。 【図１４】図１３に示される磁石の正面図である。 【図１５】図１３に示される磁石の側面図である。 【図１６】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
であるコンセントレータの正面図である。 【図１７】図１６に示されるコンセントレータの側面図
である。 【図１８】図１に示されるセンサー・パッケージの一部
である端末キャップの正面図である。 【図１９】図１８に示される端末キャップの側面図であ
る。 【図２０】図１に示されるセンサー・パッケージの正面
図である。 【図２１】図１に示されるセンサー・パッケージの背面
図である。 【図２２】図１に示されるセンサー・パッケージの図２
１のラインＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿った断面図である。 【図２３】図１に示されるセンサー・パッケージの図２
２のラインＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩに沿った断面図であ
る。 【図２４】図１に示されるセンサー・パッケージを採用
することができる適用環境で、より詳細には自動車の車
軸を示す断面図である。 【符号の説明】 １０：センサー・パッケージ ２０：ホール効果ＩＣチップ ２１：本体 ２２：ホール効果素子 ２７：後部表面 ２９：前面 ３２、３３、３４、３５：端子 ４０：ケース ４６：窓 ５３：側壁 ６６、６７、６８、６９：切欠き ７０：磁石 ７３：湾曲部分 ７４：平坦部分 ８０：端末キャップ ９０、９１、９２：ランド ９３、９４、９５、９６：溝 １０１：歯車 １０５：信号プロセッサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ピーター・ジェイ・ギルバート
アメリカ合衆国ニューハンプシャー州
03242，ヘニッカー，ピー・オー・ボッ
クス 76
(72)発明者 ラヴィ・ヴィグ
アメリカ合衆国ニューハンプシャー州
03304，バウ，ロングビュー・ドライブ
27
(72)発明者 テリ・テュ
アメリカ合衆国ニューハンプシャー州
03304，バウ，クロフ・ストリート 15
(72)発明者 テリー・クラップ
アメリカ合衆国ニューハンプシャー州
03045，ゴフスタウン，ゴフスタウン・
バック・ロード 212
(56)参考文献 特開 平２−28577（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−247786（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−205714（ＪＰ，Ａ)
特公 平７−101163（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01D 5/245
G01B 7/00
G01P 3/488
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 （ａ）開口を含む第１の端部と、窓を含
む第２の端部とを有する予め形成されたハウジング・シ
ェルと、 （ｂ）対向した互いに平行な第１及び第２の面を備える
保護用本体に内封された集積回路磁界センサー・チップ
と複数の導電リードとを含み、前記開口を通り前記ハウ
ジング・シェル内に位置決めされるセンサー・パッケー
ジであって、各リードは近接部分、遠方部分及び中央部
分を有し、前記複数のリードの各々の近接部分は前記本
体から延在し、前記複数のリードの中央部分は前記本体
から離れて延在し且つ前記本体の面に実質的に垂直に位
置決めされ、前記センサー・パッケージの本体が前記窓
を通る前記ハウジング・シェルの一部通路に位置決めさ
れ、前記本体の１つの面は前記ハウジング・シェルから
外方に延在し、前記リードの遠方部分は前記ハウジング
・シェルから前記開口を通って延在する、センサー・パ
ッケージと、 （ｃ）第１の端部及び第２の端部を有し、前記開口を通
り前記ハウジング・シェル内に位置決めされている磁石
であって、当該第１の端部が前記センサー・パッケージ
の本体の第２の面に隣接し、前記ハウジング・シェルと
前記センサー・パッケージから物理的に分離されている
磁石と、 （ｄ）前記ハウジング・シェル内の前記開口を閉鎖する
ようになされた端末キャップと、 を備える予め形成された部品から組み立てられる磁界セ
ンサー組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US454916 | 1995-05-31 | ||
| US08/454,916 US5581179A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Hall-effect ferrous-article-proximity sensor assembly |
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|---|---|
| JPH08327393A JPH08327393A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3469707B2 true JP3469707B2 (ja) | 2003-11-25 |
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ID=23806601
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| Country | Link |
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| US (1) | US5581179A (ja) |
| JP (1) | JP3469707B2 (ja) |
| KR (1) | KR100406893B1 (ja) |
| DE (1) | DE19620548C2 (ja) |
| FR (1) | FR2734913B1 (ja) |
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