JP4122940B2 - 磁気検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検出対象との間に磁界を発生させる磁石と、被検出対象との間の磁界を検出する磁気検出センサとを備えた、磁気検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検出対象との間に磁界を発生させる磁石と、被検出対象との間の磁界を検出する磁気検出センサとを備えた磁気検出装置が、例えば、特開平７−２６０８１３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図２（ａ）〜（ｃ）に、特許文献１に開示された従来の磁気検出装置を示す。図２（ａ）は、被検出対象である歯車状の磁性体ロータ１と、磁気検出装置２とを示す全体構成図である。磁気検出装置２は、図のように磁性体ロータ１から一定間隔をおいて対向配置され、回転体（図示省略）に連結された磁性体ロータ１の回転状態を、磁気検出装置２と磁性体ロータ１の間の磁界変化によって検出する。
【０００４】
磁気検出装置２は、円筒状で樹脂製のハウジング３を備え、ハウジング３の先端面には、円柱状の（永久）磁石４が配置されている。磁石４は、磁性体ロータ１に向けてバイアス磁界を発生させる。さらに、ハウジング３には磁石４の先端面及び外周部とハウジング３の先端側外周部とを覆うようにして、有蓋円筒状をなすキャップ５が、かしめにより装着されている。キャップ５は、厚さ０．２５ｍｍの非磁性体材料であるステンレス（ＳＵＳ３０４）よりなる。このキャップ５により、ハウジング３の先端面と磁石４とが当接している。
【０００５】
また、図２（ａ）の磁石４の先端面には凹部６が形成され、磁石４の中央部には図の左右に直線的に延びる貫通孔７が形成されている。貫通孔７の右端は凹部６の底部に開口している。また、磁石４の貫通孔７の左端開口部には開口側ほど幅広なテーパ部８が形成されている。
【０００６】
磁石４の貫通孔７には、磁気抵抗素子等の磁気検出素子（ＩＣチップ）１０を内部にモールドした、磁気検出センサ（モールドＩＣ）９が挿入されている。詳しくは、磁気検出センサ９において、銅製のリードフレーム１１に、磁気検出素子１０がマウントされている。又、リードフレーム１１の一部と磁気検出素子１０とが、絶縁性の樹脂材（本実施例では、エポキシ系樹脂）としてのモールド材１２にてモールドされている。つまり、磁石４の凹部６内に磁気検出素子１０が位置し、貫通孔７内を貫通するモールド材１２の左端面からリードフレーム１１が露出している。
【０００７】
さらに、円筒状をなすハウジング３内には、内部を左右に区切る仕切部１３が形成され、この仕切部１３には黄銅製の外部端子（ターミナル）１４が貫通した状態でインサートされている。外部端子１４は、出力端子、グランド（ＧＮＤ）端子、電源端子等からなる。そして、外部端子１４の先端部とリードフレーム１１の先端部とが溶接にて連結固定されている。
【０００８】
図２（ｂ），（ｃ）は、前記磁気検出センサ（モールドＩＣ）９の一部を破断して、その内部を示す平面図及び側面図である。
【０００９】
図２（ｂ）に示すリードフレーム１１は、リード端子１７、平坦部からなるアイランド１５、アイランド１５を保持するタイバー１６とで構成されている。アイランド１５には、磁気検出素子（ＩＣチップ）１０がマウントされ、Ａｇ粉末を含むエポキシ系の導電接着剤（Ａｇペースト）によって固定されている。また、リードフレーム１１のリード端子１７とチップ上の電極とがワイヤボンディングにより接続されている。
【００１０】
図２（ｂ），（ｃ）に示す磁気検出センサ（モールドＩＣ）９の製作は、以下のように行なわれる。リードフレーム１１は、モールド材１２によるモールド前は、リード端子１７、アイランド１５、タイバー１６が互いに連結されたパターンからなっており、このパターンが複数個連続して形成されている。アイランド１５へ磁気検出素子（ＩＣチップ）１０のマウント後、リードフレーム１１にモールド金型が取り付けられ、同金型内に溶融され粘度の低い状態のエポキシ系樹脂が圧入される。加熱によるエポキシ系樹脂の固化後、リードフレーム１１が切断され、センサ毎に分割されて磁気検出センサ９が製作される。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−２６０８１３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図３（ａ），（ｂ）に、図２（ａ）と同様の従来の磁気検出装置２’を簡略化して示す。図３（ａ）は、磁気検出装置２’の平面断面図であり、図３（ｂ）は、磁気検出装置２’の側面断面図である。尚、図３（ａ），（ｂ）において、図２（ａ）の磁気検出装置２と同様の部分については同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００１３】
図２（ａ）および図３（ａ），（ｂ）の磁気検出装置２，２’の検出精度および磁気検出装置間の検出値ばらつきを決める要因として、（永久）磁石４，４’に対する磁気検出素子（ＩＣチップ）１０の組み付け位置の精度が重要である。一方、磁気検出装置２，２’においては、キャップ５およびケース５’へ収納された筒状の磁石４，４’の中空内に、磁気検出素子１０を搭載した磁気検出センサ９，９’が配置されており、磁石４，４’に対する磁気検出素子１０の位置決めが一般的に困難である。
【００１４】
図３（ａ），（ｂ）に示す磁気検出装置２’の磁石４’に対する磁気検出素子１０の位置決め誤差は、磁気検出素子１０のリードフレーム１１’への搭載誤差（搭載誤差）、磁気検出センサ９’におけるリードフレーム１１’の位置決め誤差（モールド誤差）、ケース５’への磁気検出センサ９’の挿入誤差（センサ挿入誤差）、ケース５’への磁石４’の挿入誤差（磁石挿入誤差）が合成されたものである。ここで、図３（ａ），（ｂ）に示すように、磁気検出センサ９’の製造時にモールド材１２にバリ１２ｂが発生すると、バリ１２ｂにより磁石４’に対する磁気検出素子１０の位置決め誤差が大きくなる。これによって、磁気検出装置２’の検出精度が劣化したり、装置間で検出値がばらついてしまう。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、磁石に対する磁気検出素子の位置決め誤差を低減し、検出精度の劣化や装置間の検出値のばらつきを抑制することのできる磁気検出装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被検出対象との間に磁界を発生させる磁石と、前記被検出対象との間の磁界を検出する磁気検出素子を、リードフレーム上に搭載し、当該磁気検出素子をリードフレ−ムと共にモールドした磁気検出センサと、前記磁石と磁気検出センサを収納するケースとを備えた磁気検出装置において、 前記磁気検出センサのモールド材からリードフレームの一部が露出し、当該露出したリードフレームの一部が前記ケースと当接してなることを特徴としている。
【００１７】
磁気検出装置の検出精度および装置間の検出値ばらつきを決める要因として、磁石に対する磁気検出センサの組み付け時の位置決め精度が重要である。本発明の磁気検出装置においては、磁気検出センサのモールド材から露出したリードフレームの一部がケースと当接することにより、磁気検出素子を搭載するリードフレームが、モールド材を介することなくケースに対して直接位置決めされる。従って、ケース内に収納される磁石に対する磁気検出素子の位置決め精度には、モールドに係わる誤差が介在せず、モールド時に発生するバリの有無等の影響も排除することができる。これによって、磁気検出装置の検出精度の劣化や、検出値のばらつきを抑制することができる。
【００１８】
請求項２に記載のように、前記モールド材から露出するリードフレームの一部は、磁気検出素子を搭載するリードフレームのアイランドの一部であることが好ましい。このように磁気検出センサのモールド材から露出したリードフレームのアイランドの一部がケースと当接することにより、磁気検出素子を搭載するアイランドが、モールド材を介することなくケースに対して直接位置決めされる。従って、ケース内に収納される磁石に対する磁気検出素子の位置決め精度がより向上する。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記ケースが、前記磁石の両極を結ぶ軸方向に交わる面に蓋を有する筒状のケースであり、前記露出したリードフレームの一部と当該蓋の一部が当接してなることを特徴としている。
【００２０】
磁石により被検出対象との間に磁界を発生させ、磁気検出素子により当該磁界を検出する磁気検出装置においては、検出精度および装置間の検出値ばらつきを決める要因として、特に、磁石の両極を結ぶ軸方向における磁気検出センサの位置決め精度が重要である。本発明の磁気検出装置においては、ケースが磁石の両極を結ぶ軸方向に交わる面に蓋を有する筒状のケースであり、リードフレームの一部と蓋の一部とが当接している。このため、磁石の両極を結ぶ軸方向における磁気検出センサの位置決め精度が向上し、これによって、磁気検出装置の検出精度の劣化や、装置間の検出値のばらつきを抑制することができる。
【００２１】
請求項４に記載のように、前記露出したリードフレームの一部と前記蓋の一部とは、前記磁石の両極を結ぶ軸方向にほぼ垂直に交わる面で当接してなることが好ましい。
【００２２】
露出したリードフレームの一部とケースの蓋の一部とが、磁石の両極を結ぶ軸方向にほぼ垂直に交わる面で当接することにより、磁石の両極を結ぶ軸方向における磁気検出センサの位置決め精度がより向上する。従って、磁気検出装置の検出精度の劣化や、装置間の検出値のばらつきを、より抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）に、本発明の代表的な磁気検出装置２０を簡略化して示す。図１（ａ）は、磁気検出装置２０の平面断面図であり、図１（ｂ）は、磁気検出装置２０の側面断面図である。尚、図１（ａ），（ｂ）において、図３（ａ），（ｂ）の磁気検出装置２’と同様の部分については同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００２５】
図１（ａ），（ｂ）に示す磁気検出装置２０は、被検出対象との間に磁界を発生させる磁石４’と、被検出対象との間の磁界を検出する磁気検出センサ９０と、磁石４’および磁気検出センサ９０を収納するケース５’とを備えている。
【００２６】
図１（ａ），（ｂ）に示すケース５’は、磁石４’の両極を結ぶ軸方向に交わる面に蓋５’ｃを有する筒状のケースである。磁石４’は、端面を両極とし、両極を結ぶ軸方向が中空の筒状磁石であり、ケース５’の蓋５’ｃと当接することにより、磁石４’の両極を結ぶ軸方向がケース５’に対して位置決めされている。また、磁石４’の中空内に配置されている磁気検出センサ９０は、磁気検出素子１０をリードフレーム１１０のアイランド１５０上に搭載し、磁気検出素子１０をリードフレーム１１０と共にモールドしたものである。
【００２７】
図１（ａ），（ｂ）に示す磁気検出センサ９０においては、リードフレーム（アイランド）の一部１５０ｔが、モールド材１２から露出している。この露出したリードフレームの一部１５０ｔは、磁石４’の両極を結ぶ軸方向にほぼ垂直に交わる面で、ケース５’の蓋５’ｃに形成された突き出し部５’ｔと当接している。
【００２８】
図１（ａ），（ｂ）に示す磁気検出装置２０は、磁石４’により被検出対象との間に磁界を発生させ、磁気検出素子１０により当該磁界を検出する。このような磁気検出装置２０においては、検出精度および装置間の検出値ばらつきを決める要因として、磁石４’に対する磁気検出センサ１０の組み付け位置精度が重要である。
【００２９】
図１（ａ），（ｂ）に示す磁気検出装置２０においては、前述のように、モールド材１２から露出したリードフレームの一部１５０ｔが、ケースの突き出し部５’ｔと当接している。これにより、磁気検出素子１０を搭載するリードフレーム１１０が、モールド材１２を介することなく、ケース５’に対して直接位置決めされる。言い換えれば、図３（ａ），（ｂ）の従来の磁気検出装置２’で説明した４つの誤差要因のうち、磁気検出センサ９’におけるリードフレーム１１’の位置決め誤差（モールド誤差）が除去されている。また、ケース５’への磁気検出センサ９’の挿入誤差（センサ挿入誤差）についても、ケース５’への当接が寸法精度の悪いモールド材１２から寸法精度の良いリードフレーム１１０に代わることで、誤差が低減される。このようにして、ケース５’内に収納される磁石４’に対する磁気検出素子１０の位置決め精度には、モールドに係わる誤差が介在せず、図３（ａ），（ｂ）で示したモールド時に発生するバリの有無等の影響も排除することができる。これによって、磁気検出装置２０の検出精度の劣化や、装置間の検出値のばらつきを抑制することができる。
【００３０】
特に、図１（ａ），（ｂ）のように、磁石４’が端面を両極とする筒状磁石で、両極を結ぶ軸方向の中空内に磁気検出センサ９０が配置される場合には、磁気検出センサ９０の感度が軸方向における位置に敏感で、この方向における位置決め精度が重要である。図１（ａ），（ｂ）の磁気検出装置２０においては、モールド材１２から露出したリードフレームの一部１５０ｔとケースの突き出し部５’ｔとが、磁石４’の両極を結ぶ軸方向に交わる面で当接している。このため当該軸方向における磁気検出センサ９０の位置決め精度が向上し、これによって、磁気検出装置２０の検出精度の劣化や、装置間の検出値のばらつきが抑制される。尚、リードフレームの一部１５０ｔとケースの突き出し部５’ｔとの当接面は磁石４’の両極を結ぶ軸方向にほぼ垂直に交わり、斜めに交わる場合に較べて軸方向のずれが起き難く、これによっても磁気検出センサ９０の軸方向の位置決め精度が向上している。
【００３１】
（他の実施形態）
前記の実施形態においては、磁気検出素子１０を直接搭載するリードフレーム１１０のアイランドの一部１５０ｔをモールド材から露出させ、ケースの突き出し部５’ｔと当接させて位置決めするものであった。図２（ｂ）のリードフレーム１１で説明したように、リードフレーム１１のリード端子１７、アイランド１５、タイバー１６は、モールド後の切断前には互いに連結された状態になっている。従って、アイランドだけでなく、リード端子やタイバーの一部をモールド材１２から露出させ、ケースの突き出し部５’ｔと当接させて位置決めすることも可能である。
【００３２】
前記の実施形態においては、磁気検出装置２０におけるケース５’に収納された磁石４’は、端面を両極とし、両極を結ぶ軸方向が中空の筒状磁石であった。本発明はこれに限らず、任意形状の磁石を用いることができる。例えば、４本の棒状磁石をケース５’に両極を揃えて対称的に配置し、図１（ａ），（ｂ）と同様に、中央の空間内に磁気検出センサを挿入してもよい。また、１本の棒状磁石をケース５’に収納して、ケース５’内の別位置で棒状磁石の両極を結ぶ軸方向に磁気検出センサを位置決めしても良い。
【００３３】
前記の実施形態においては磁気検出センサを筒状磁石の内部で位置決めしたが、磁気検出センサの位置は筒状磁石の内部のみでなく、筒状磁石から突出した位置に配置してもよい。この場合も前記と同様にして、リードフレームの一部をモールド材から露出させ、磁石を収納するケースと当接させて位置決めすることができる。
【００３４】
図１（ｂ）の断面では、磁石の両極を結ぶ軸方向に垂直な方向で、磁気検出センサと筒状磁石の間にケース５’の一部が介在した構造となっている。これに限らず、この方向では、中間にケース５’を介さず、筒状磁石と磁気検出センサが直接当接して位置決めされていてもよい。
【００３５】
また、前記の実施形態においては磁石の両極を結ぶ軸方向で磁気検出センサを位置決めしたが、必要な場合には、それ以外の方向でも同様に位置決めすることも可能である。例えば、磁気検出センサを磁石の両極を結ぶ軸方向に垂直な面内の方向で位置決めしたい場合には、リードフレームの一部を磁石の両極を結ぶ軸方向に垂直な面内の方向でモールド材から露出させ、当該垂直な面内の方向でケースと当接させることにより位置決めすることができる。尚、この場合には、磁石も当該垂直な面内の方向でケースに対して位置決めされている必要がある。
【００３６】
以上のように、上記の各磁気検出装置においても、リードフレームの一部をモールド材から露出させ、磁石を収納するケースと当接させることで、磁石に対する磁気検出素子の位置決め誤差を低減し、検出精度の劣化や装置間の検出値のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の磁気検出装置の平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【図２】（ａ）は従来の磁気検出装置の全体構成図であり、（ｂ）は従来の磁気検出センサの一部を破断してその内部を示す平面図であり、（ｃ）は側面図である。
【図３】（ａ）は従来の磁気検出装置を簡略化して示す平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【符号の説明】
２，２’，２０ 磁気検出装置
４，４’ （永久）磁石
５’ ケース
５’ ケースの突き出し部
９，９’，９０ 磁気検出センサ（モールドＩＣ）
１０ 磁気検出素子（ＩＣチップ）
１１，１１’，１１０ リードフレーム
１２ モールド材
１５，１５’，１５０ アイランド
１５０ｔ 露出したリードフレーム（アイランド）の一部

Claims (4)

1. 被検出対象との間に磁界を発生させる磁石と、前記被検出対象との間の磁界を検出する磁気検出素子を、リードフレーム上に搭載し、当該磁気検出素子をリードフレ−ムと共にモールドした磁気検出センサと、前記磁石と磁気検出センサを収納するケースとを備えた磁気検出装置において、
   前記磁気検出センサのモールド材からリードフレームの一部が露出し、当該露出したリードフレームの一部が前記ケースと当接してなることを特徴とする磁気検出装置。
2. 前記モールド材から露出するリードフレームの一部が、磁気検出素子を搭載するリードフレームのアイランドの一部であることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
3. 前記ケースが、前記磁石の両極を結ぶ軸方向に交わる面に蓋を有する筒状のケースであり、前記露出したリードフレームの一部と当該蓋の一部が当接してなることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気検出装置。
4. 前記露出したリードフレームの一部と前記蓋の一部とが、前記磁石の両極を結ぶ軸方向にほぼ垂直に交わる面で当接してなることを特徴とする請求項３に記載の磁気検出装置。

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