JP4232771B2 - 回転検出装置 - Google Patents

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する。

従来、上述した車載エンジンの回転検出や車両の車輪速度の検出等、回転体の回転検出に用いられる回転検出装置としては、例えば図１４に例示する装置が知られている。
同図１４に示されるように、この回転検出装置では、磁気検出素子の一つである磁気抵抗素子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。

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１５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１５において、先の図１４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。

図１５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も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か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。

一方、上記センサチップ１０１と対向するロータＲＴは、例えば歯車状の磁性体からなり、このロータＲＴが回転するときその回転に伴い上記磁石３０から発せられる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ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４（図１４参照）の抵抗値の変化としてセンサチップ１０１にて感知されることで回転検出信号が得られる。そして、この検出信号が差動増幅器や比較器等の各種処理回路を経て得られる上記ロータＲＴの回転情報が、上記出力端子Ｔ２を介して図示しない外部の電子制御装置等に伝達されるようになる。
特開平９−５０１７号公報

ところで、このような回転検出装置にあっては一般に、上記センサチップ１０１を内蔵するモールド樹脂１０２、磁石３０およびキャップ部材４０は、それぞれ適宜の金型を用いた射出成形等により１次成形された構造体部品として形成される。そして、これら１次成形体として形成された各部品は、モールド樹脂１０２、磁石３０、キャップ部材４０の順に組みつけられた後、適宜の金型中にセットされて、その周囲にハウジング樹脂１２０が射出成形等により２次成形体として形成されることで、センサ本体としての一体化が図られる。しかしながら、上記モールド樹脂１０２、磁石３０およびキャップ部材４０等の各部品は、上述のように個別に型成形により形成されるため、各部品ごとの成形精度に起因した寸法ばらつきを有しており、これらの組付け精度には自ずと限界がある。

図１６は、図１５のＡ−Ａ線に沿った一部断面構造を模式的に示したものである。この図１６に示されるように、上述した各部品の成形時の寸法ばらつきに起因して、モールド樹脂１０２と磁石３０との間や、磁石３０とキャップ部材４０との間には、それぞれ隙間ｄ１や隙間ｄ２といった隙間が生じることがある。そして、こうした隙間ｄ１や隙間ｄ２が生じた状態でその周囲にハウジング樹脂１２０が２次成形され、センサ本体として一体化される場合には、センサチップ１０１と磁石３０との相対位置にもばらつきが生じかねない。一方、こうした一体化の工程においては、磁石３０とモールド樹脂１０２中のセンサチップ１０１、ひいては磁石３０とセンサチップ１０１中の磁気抵抗素子との相対位置を物理的に指定することは極めて困難である。このため、上記隙間に起因してこれら磁石３０と磁気抵抗素子との相対位置にばらつきが生じることがあれば、ロータＲＴの回転に伴って磁石３０から磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４に付与される磁気ベクトルの開き角度にもばらつきが生じることとなり、ロータの回転角度等の検出するセンサとしての検出精度の低下も避けられないものとなる。

なお従来、上記磁気抵抗素子などの磁気検出素子と磁石（バイアス磁石）との相対位置の適正化を図るべく、例えば特許文献１に記載の装置のように、同じく磁気検出素子の一つであるホール素子とこのホール素子に磁界を付与する磁石とが正対する態様でホール素子搭載基板を樹脂ケースに直接固定するようにしたものも提案されている。ただしこの装置は、上述した装置とは回転検出構造が異なるうえに、この相違を別にしても、上記ホール素子搭載基板と磁石とはそれぞれ樹脂ケースの互いに離間した面に対向して配設される構造であることから、結局は、樹脂ケースの成形精度やそれら基板および磁石の組み付け精度が磁気検出素子と磁石との位置精度に与える影響が無視できない。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、磁気検出素子とこの磁気検出素子に磁界を付与する磁石との相対位置をより高精度に設定することのできる構造を有する回転検出装置を提供することを目的とする。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、磁気検出素子を有するセンシングチップと、該センシングチップの前記磁気検出素子に磁界を付与する磁石とを備え、前記センシング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磁界と協働して生じる磁界の変化を前記磁気検出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、前記センシング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シング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シング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、前記磁石の端面と前記ケース本体の舌部導出面との間には前記磁石の前記舌部導出面からの変位を規制する嵌合機構を設ける構造とした。

回転検出装置としてのこのような構造によれば、上記ケース本体の舌部にセンシングチップが配設されて高精度に位置決めされるとともに、上記磁石の上記ケース本体の舌部導出面からの変位が規制されるため、上記磁石とセンシングチップとの偏倚も規制されるようになり、ひいては上記磁石と上記センシングチップ中の磁気検出素子との相対位置を高精度に設定することができるようになる。これにより、被検出回転体であるロータの回転に伴う磁気検出素子の受ける磁気ベクトルあるいは磁場の変動が抑制され、回転検出装置としての検出精度が高く維持されるようになる。また、上記センシングチップは、ハウジング内に密閉された状態で配設されるため同センシングチップと外部雰囲気との遮断性も好適に確保されるようになる。

また上記請求項１に記載の発明によるように、前記磁石の前記舌部導出面からの変位を規制する機構が、前記磁石の端面と前記ケース本体の舌部導出面との嵌合機構からなることとすれば、これら磁石の端面とケース本体の舌部導出面とを強固に且つ確実に接合することが可能となり、これらの組付け性も向上することとなる。すなわち、こうした嵌合機構を通じてこれら部品間の接合を図ることにより、それら部品の接合を迅速に行うことができるようになる。

また、上記請求項１に記載の嵌合機構に関しては、例えば請求項２に記載の発明によるように、
（イ）前記磁石の端面に設けられた凹部と前記ケース本体の舌部導出面に設けられた凸部とが嵌合部として互いに嵌合される機構。
あるいは請求項３に記載の発明によるように、
（ロ）前記磁石の端面に設けられた凸部と前記ケース本体の舌部導出面に設けられた凹部とが嵌合部として互いに嵌合される機構。
あるいは請求項４に記載の発明によるように、
（ハ）前記磁石の端部と前記ケース本体の舌部導出面に設けられた凹部とが嵌合部として互いに嵌合される機構。
等々を採用することができる。

上記（イ）および（ロ）の構造によれば、上記嵌合機構としての構造を容易に実現することができる。また、上記（ハ）の構造によれば、嵌合機構としての新たな構造はケース本体の舌部導出面側にのみに設け、上記磁石はその端部をそのまま嵌合部として用いることができるようになる。このため、より容易に上記請求項１にかかる発明の構造の実現が図られるようになる。

また、上記請求項２〜４のいずれかに記載の嵌合部の形状に関しては、例えば請求項５に記載の発明によるように、
（ニ）多角形形状および多角形を組み合わせた形状のいずれかの形状。
あるいは請求項６に記載の発明によるように
（ホ）前記磁石が円筒状の形状を有するときには、同磁石の外周に対して同心円となる形状。
等々を採用することができる。

これらいずれの構造によっても、上記磁石の端面とケース本体の舌部導出面との嵌合に際して、これらの接合面と垂直方向および水平方向への変位が規制されるようになるため、上記磁石とセンシングチップとの相対位置を高精度に設定することができるようになる。

ただし、上記（ホ）の構造（請求項６に記載の構造）に関しては、請求項７に記載の発明によるように、前記同心円となる形状の一部に、前記舌部導出面に嵌合された磁石の回転を防止すべく同時に嵌合される凸部もしくは凹部を設けることとすれば、上記磁石の端面とケース本体の舌部導出面との嵌合に際して、これらの接合面の垂直方向および水平方向への変位に加え、互いの回転による変位も確実に規制されるようになるため、センシングチップと磁石との三次元的な相対位置を高精度に設定することができる。

また、上記請求項２〜７のいずれかに記載の構造に関しては、例えば請求項８に記載の発明によるように、
（ヘ）前記嵌合部をさらに接着剤にて接着固定する構造。
あるいは請求項１０に記載の発明によるように、
（ト）前記嵌合部をさらに溶着固定する構造。
とすることが特に有効である。

上記（ヘ）の構造によれば、上記磁石とケース本体の舌部導出面との接合を好適に維持しつつ、当該回転検出装置の構造体化をより容易に行うことができるようになる。
なおこの場合、請求項９に記載の発明によるように、前記嵌合される部分の周縁に前記接着剤の余剰分が流入可能な溝を設けることとすれば、上記接着固定に際して嵌合機構からはみだす余剰の接着剤が上記磁石とケース本体の舌部導出面との接合面に流出することを防ぐことができ、こうした余剰の接着剤に起因する接合精度の低下を抑制することができるようになる。

また、上記（ト）の構造によっても、上記磁石とケース本体の舌部導出面との接合強度が高められるため、これら磁石とケース本体との組付けにより得られるセンサ構造体としての信頼性も高められるようになる。

また、上記請求項１〜１０のいずれかに記載の構造において、請求項１１に記載の発明によるように、前記磁石の外周面を前記キャップ部材の内周面に固定する構造とすれば、上記嵌合機構を通じて磁石とケース本体の舌部導出面との位置精度を確保しつつ、さらに上記キャップ部材によりこれら磁石とケース本体とを強固に固定することができるようになる。このため、振動等に起因するこれら磁石とケース本体との位置ずれも好適に防止されるようになり、回転検出装置としてのセンサ精度のばらつきが抑制されるとともに、その耐久性および信頼性の向上も図られるようになる。

なお、上記請求項１１に記載の上記磁石とキャップ部材との固定に関しては、例えば請求項１２に記載の発明によるように、
（チ）変位の規制された磁石に対するキャップ部材の圧入。
あるいは請求項１３に記載の発明によるように、
（リ）変位の規制された磁石に対するキャップ部材の接着。
等々の構造が採用可能である。

これらいずれの構造によっても上記磁石とキャップ部との固定を容易に行うことができるとともに、これらの強固な接合状態を安定に維持することができるようになる。
また、上記請求項１〜１３のいずれかに記載の構造において、請求項１４に記載の発明では、前記センシングチップは、前記磁気検出素子が配設されたセンサチップと、前記磁気検出素子による磁気検出信号を電気的に処理する処理回路チップとからなり、それらセンサチップおよび処理回路チップがベアチップの状態で前記ケース本体の舌部に搭載される構造としている。このような構造によれば、センシングチップがモールドされる従来の回転検出装置と異なり、センシングチップが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ケース本体の舌部に一体に配設されるため、上記磁石が成形精度による寸法ばらつきを有する場合であれ、その影響を受けることもない。しかも、上記センシングチップがモールドされることに起因する内部応力による応力歪みも生じなくなるため、こうした応力歪みによるセンシング特性への影響も回避されるようになる。

また、上記請求項１４に記載のセンサチップおよび処理回路チップに関しては、例えば請求項１５に記載の発明によるように、
（ヌ）前記ケース本体の舌部に対し、その先端からケース本体側にかけて列状に搭載され、それら各チップがボンディングワィヤを介して電気的に接続されたもの。
あるいは、請求項１６に記載の発明によるように、
（ル）前記ケース本体の舌部先端に対し、処理回路チップを土台とした積層状態にて搭
載され、それら各チップがバンプ電極を介して電気的に接続されたもの。
等々を採用することができ、この場合、前記磁石には、これら各チップが搭載された前記舌部を覆い得る態様で中空部を設けることとなる。ちなみに、上記（ヌ）の構造の場合、上記搭載される各チップの高さによっては磁石の中空部を小さく形成することも可能となるため、センサチップと磁石との配設にかかる自由度が高められるようになる。また、上記（ル）の構造の場合には、上記舌部上の各チップの搭載面積の縮小を図ることができるため、同舌部の小型化、ひいては当該回転検出装置のフランジからロータと対向する先端面までの距離（首下の長さ）の短縮化を図ることもできるようになる。

また、上記請求項１〜１６のいずれかに記載の構造において、請求項１７に記載の発明によるように、前記磁気検出素子が磁気抵抗素子からなることとすれば、前記ロータが回転するときに上記磁石から付与される磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化がこの磁気抵抗素子の抵抗値変化として感知されるようになり、小型ながら高精度の回転検出を行うことができるようになる。

（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および図２を参照して説明する。なお、先の従来技術に示した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。

図１は、この実施の形態にかかる回転検出装置が、先の図１５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、その断面構造を模式的に示したものである。

図１に示されるように、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。

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。

また、上記ケース本体２０は、例えば樹脂やセラミックス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等と接続されるコネクタ部２４を備えている。一方、上記ケース本体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。また、これらセンサチップ１１および処理回路チップ１２は、上記舌部２１の先端からケース本体２０側にかけて列状に実装されている。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。また、この実施の形態においては、上記処理回路チップ１２中に例えばＥＰＲＯＭ等からなる書き換え可能な不揮発性メモリを備えており、この不揮発性メモリに、図２に示すデータ用端子Ｔ４を介して外部から調整用のデータが書き込まれる。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の閾値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の温度補償を行うためのデータ。
等々があり、これら調整用のデータによってセンシングチップ１０全体としての検出精度の改善が図られる。

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１５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。

また、上記キャップ部材４０は有底筒状に形成されており、例えば樹脂やセラミックス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の上記舌部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。

図２はこの回転検出装置を構成する各部品を模式的に示す分解斜視図である。
先の図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では、上記磁石３０の端面３２に、同磁石３０の外周に対して同心円となるようにいわば環状に凹部５０が形成されており、上記端面３２と接合されるケース本体２０の舌部導出面２２には、上記凹部５０と対応するかたちで凸部６０が形成されている。そして、これら凹部５０と凸部６０とが嵌合部として互いに嵌合されることにより、上記磁石３０の上記舌部導出面２２からの変位が規制されている。

一方、上記ケース本体２０の舌部２１に搭載されているセンシングチップ１０、特にセンサチップ１１は、その実装に際して高精度に位置決めされている。このため、上記凹部５０と凸部６０とからなる嵌合機構により上記磁石３０とケース本体２０とが接合されることで、センサチップ１１に対する上記磁石３０の偏倚も規制されることとなり、結局は、これら磁石３０とセンサチップ１１内の磁気抵抗素子対１および２との相対位置も高精度に設定されるようになる。

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効果が得られるようになる。
（１）磁石３０とケース本体２０の舌部導出面２２との間に、磁石３０の上記舌部導出面２２からの変位を規制する規制機構として、磁石３０の端面３２には凹部５０を、またケース本体２０の舌部導出面２２には凸部６０をそれぞれ設けて、これら凹部５０および凸部６０を互いに嵌合させるようにした。これにより、磁石３０の上記舌部導出面２２からの変位が規制されるため、舌部２１に搭載されているセンサチップ１１に対する磁石３０の偏倚も規制されるようになり、ひいては磁石３０と上記センサチップ１１内の磁気抵抗素子対１および２との相対位置も高精度に設定されるようになる。また、上記凹部５０および凸部６０の嵌合を通じて上記磁石３０の変位を規制する構造を採用したことでその実現も容易である。しかも、上記磁石３０が成形精度による寸法ばらつきを有する場合であれその影響は少なく、上述した磁気抵抗素子対１および２との相対位置を高精度に維持することができるようにもなる。

（２）また、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と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。

（３）こうしてセンシングチップ１０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。

（４）嵌合部となる上記凹部５０および凸部６０の形状を磁石３０の外周に対して同心円となる形状にて形成したことにより、磁石３０の端面３２とケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合に際して、これらの接合面の垂直方向および水平方向への変位も確実に規制されるようになる。

（変形例）
なお、上記第１の実施の形態にかかる回転検出装置は、これを例えば以下に示す態様で変更することも可能である。

第１の実施の形態では、図１および図２に例示したように、上記ケース本体２０の舌部導出面２２に設ける凸部６０が、磁石３０の外周に対して同心円となる形状にていわば円柱状に形成されることとしたが、これに代えて図３および図４に例示するような形状を採用することもできる。

図３（ａ）〜（ｄ）および図４（ａ）〜（ｄ）は、便宜上、ケース本体２０の舌部導出面２２に形成される凸部６０の変形例のみを模式的に示したものである。磁石３０側においても、その図示は割愛するが、いずれもこれら凸部６０としての各形状に嵌合される形状をもってその凹部５０が形成されることとなる。

すなわち、上記凸部６０の変形例としてはまず、図３（ａ）に示すように、上記舌部導出面２２に磁石３０の外周に対して同心円もしくは同心円の一部となる形状にて円環状もしくは準円環状の凸部６０ａを設けるようにしてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、例えば三角形状の凸部６０ｂや、図３（ｃ）に示すように四角形状の凸部６０ｃ等、多角形状に形成するようにしてもよいし、図３（ｄ）に示すように、多角形を組み合わせた形状として例えば十字形状の凸部６０ｄを設けるようにしてもよい。これらいずれの構造によっても、上記磁石３０と上記ケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合に際して、これらの接合面の垂直方向および水平方向への変位が規制されるようになる。

一方、上記第１の実施の形態での凹部５０と凸部６０との嵌合に際してその回転を防止すべく、さらに次のような形状を採用することもできる。すなわち図４（ａ）に示すように、上記凸部６０の外周の一部から上記舌部導出面２２に沿う方向に突出する凸部６１を設けることで、上記舌部導出面２２に嵌合される磁石３０の回転を防止してそれらの嵌合を図ることができるようになる。またこの場合、図４（ｂ）に示すように、こうした凸部６１として複数の凸部６１ａ〜６１ｃを設けるようにしてもよい。また、図４（ｃ）に示すように、凸部６０の上記磁石３０との嵌合方向にさらに凸部６２を設けるようにしてもよいし、図４（ｄ）に示されるように、凸部６０の上記磁石３０との嵌合方向に凹部６３を設けるようにしてもよい。このような構造によっても、ケース本体２０の舌部導出面２２に嵌合される磁石３０の回転を防止してそれらの嵌合を図ることができるようになる。

（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構造は先の第１の実施の形態に例示した装置と同様であるが、この回転検出装置は、磁石とケース本体の舌部導出面とに形成される嵌合部の形状が異なる装置として構成されている。

すなわち、第１の実施の形態では、上記磁石３０の端面３２に凹部５０を形成し、上記端面３２と接合されるケース本体２０の舌部導出面２２に凸部６０を形成することとしたが、この第２の実施の形態では、図５にその先端部の断面構造を示すように、磁石３０の端面３２に凸部５４を、また上記舌部導出面２２に凹部６４を形成するようにしている。このような構造によっても、磁石３０とケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合に際して、その接合面の垂直方向および水平方向への変位が容易に規制されるようになる。

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）〜（４）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。

なお、この第２の実施の形態にかかる回転検出装置に関しても、先の第１の実施の形態について補足した前記各変形例に準じて、上記凸部５４および凹部６４の形状を変更することができる。

（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構造は先の実施の形態、特に第２の実施の形態に例示した装置と同様である。そして、この回転検出装置も、磁石とケース本体の舌部導出面とに形成される嵌合部の形状が先の実施の形態とは異なる装置として構成されている。

すなわち、第２の実施の形態では、嵌合部として上記磁石３０の端面３２に凸部５４を形成することとしたが、この第３の実施の形態では、図６に同じくその先端部の断面構造を示すように、磁石３０の端部５５をそのまま嵌合部として用い、上記舌部導出面２２に同端部５５に対応するかたちで凹部６５を形成するようにしている。このような構造によれば、嵌合部となる形状をケース本体２０の舌部導出面２２側にのみ設ければよいため、同嵌合部の形成がより容易となる。

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または第２の各実施の形態による前記（１）〜（４）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、嵌合部の形成がより容易となる。

なお、この第３の実施の形態にかかる回転検出装置に関しても、先の第１の実施の形態について補足した前記各変形例に準じて、磁石３０の端部５５の形状や凹部６５の形状を変更することができる。

（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構造は先の各実施の形態、特に第１の実施の形態に例示した装置と同様である。ただしこの回転検出装置では、磁石とケース本体の舌部導出面とに形成される嵌合部をさらに接着剤にて接着固定するようにしている。

すなわち、第４の実施の形態では、図７にその先端部の断面構造を示すように、嵌合部として、上記磁石３０の端面３２に凹部５０を形成するとともに、上記端面３２と接合されるケース本体２０の舌部導出面２２に凸部６０を形成し、さらにこれら凹部５０および凸部６０に接着剤を塗布した上でこれらを嵌合するようにしている。しかも、この実施の形態では、上記凹部５０および凸部６０の周縁にそれぞれ環状の溝７１および溝７２を設け、これら凹部５０および凸部６０からはみ出す余剰の接着剤をこれら溝７１および溝７２に流入させるようにしている。このように、上記磁石３０とケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合に際して、さらに接着剤を用いて接着固定することで、その接合面の垂直方向および水平方向への変位がより確実に、しかも恒久的に規制されるようになる。

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１〜３の各実施の形態による前記（１）〜（４）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。

（５）嵌合部となる上記凹部５０および凸部６０を接着固定するとともに、これら凹部５０および凸部６０の周縁には余剰の接着剤が流入可能な溝７１および溝７２を形成することとした。これにより、磁石３０の端面３２とケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合に際して、上記余剰の接着剤の接合面へのはみ出しに起因する接合精度の低下が抑制され、これらの接合面の垂直方向および水平方向への変位がより確実にかつ恒久的に規制されるようになる。

（変形例）
なお、上記第４の実施の形態にかかる回転検出装置は、先の図６に対応する図として、図８に示すように、上記第３の実施の形態にかかる回転検出装置に適用することも可能である。この場合、同図８に示すように、磁石３０の端部５５をそのまま嵌合部として用い、舌部導出面２２側にのみ嵌合部となる凹部６５を形成するに際し、その周縁に接着剤流入用の溝７３を設けてそれら嵌合部を接着固定することとなる。

（第５の実施の形態）
次に、この発明にかかる回転検出装置の第５の実施の形態について、図９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構造は先の各実施の形態、主に第１の実施の形態に例示した装置と同様であるが、ここでは特に、磁石とケース本体の舌部導出面に形成される嵌合部を溶着にて固定するようにしている。

すなわち、第５の実施の形態では、図９に同じくその先端部の断面構造を示すように、嵌合部として、上記磁石３０の端面３２に凹部５０を形成するとともに、上記端面３２と接合されるケース本体２０の舌部導出面２２に凸部６０を形成し、これら嵌合部を嵌合した後、溶着部８１を介してそれら各嵌合部の側面を溶着固定するようにしている。このように、磁石３０とケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合に際し、これら嵌合部をさらに溶着固定することによっても、その接合面の垂直方向および水平方向への変位がより確実に、しかも恒久的に規制されるようになる。

以上説明したように、この第５の実施の形態にかかる回転検出装置によっても、先の第１〜３の各実施の形態による前記（１）〜（４）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。

（６）嵌合部となる上記凹部５０と凸部６０とを溶着部８１を介して溶着固定することにより、上記磁石３０とケース本体２０の舌部導出面２２との接合強度がさらに高められることとなり、これら磁石３０とケース本体２０との組付けにより得られるセンサ構造体としての信頼性も高く維持されるようになる。

（変形例）
なお、上記第５の実施の形態にかかる回転検出装置も、先の図６に対応する図として図１０に示すように、上記第３の実施の形態にかかる回転検出装置に適用することが可能である。この場合、同図１０に示すように、磁石３０における端部５５の外周面と舌部導出面２２側に形成された凹部６５の内側面とを溶着部８２として、それら磁石３０の端部５５と上記凹部６５とを溶着固定することとなる。
（第６の実施の形態）
次に、この発明にかかる回転検出装置の第６の実施の形態について、図１１を参照して説明する。この実施の形態は、回転検出装置としてのセンシングチップの実装態様を変更して、これに先の各実施の形態、ここでは特に第１の実施の形態にかかる磁石とケース本体との嵌合機構を適用したものである。

すなわち、例えば先の第１の実施の形態では、センシングチップ１０を構成する上記センサチップ１１と処理回路チップ１２とは上記舌部２１の先端からケース本体２０側にかけて列状に搭載されることとした。しかし、この第６の実施の形態では、図１１にその先端部の断面構造を示すように、上記センサチップ１１と処理回路チップ１２とが、処理回路チップ１２を土台とした積層状態にて搭載されるようにしている。具体的には、上記舌部２１には、処理回路チップ１２の実装面およびリードフレーム１３が一体に鋳込まれており、これら処理回路チップ１２とリードフレームの一端とはボンディングワイヤＷ２によって電気的に接続されている。そして、この処理回路チップ１２の上部にセンサチップ１１が搭載されており、これら各チップはバンプ電極Ｂを介して電気的に接続されている。

このような実装構造を採用するこの第６の実施の形態によっても、上記センシングチップ１０、特にセンサチップ１１は、その実装に際して高精度に位置決めされるようになり、磁石３０とセンサチップ１１内の磁気抵抗素子対１および２との相対位置も高精度に位置決めされるようになる。しかもこの場合、上記舌部２１上のチップ搭載面積を縮小することもできるため、舌部２１の小型化、ひいては当該回転検出装置のフランジからロータと対向する先端面までの距離（首下の長さ）の短縮化を図ることができるようにもなる。

なお、この第６の実施の形態にかかるチップ実装構造を採用した回転検出装置は、先の全ての実施の形態、並びにそれらの変形例に適用することができる。そしてこの場合、磁石３０にも、上記各チップが搭載された舌部２１を覆い得る態様でその中空部３１が設けられることとなる。

（第７の実施の形態）
次に、この発明にかかる回転検出装置の第７の実施の形態について、図１２を参照して説明する。この実施の形態も、回転検出装置としての基本的な構造は先の各実施の形態、主に第１の実施の形態に例示した装置と同様であり、ここではさらに、磁石とキャップ部材の接合態様についても嵌合機構を採用するようにしている。

すなわち、例えば先の第１の実施の形態では、磁石３０が嵌合固定されているケース本体２０の舌部導出面２２を塞ぐ態様でキャップ部材４０の開口端４１を上記ケース本体２０に接合して一体に組付けることとしたが、この第７の実施の形態ではさらに、図１２に示すように、上記磁石３０に対してキャップ部材４０を圧入するようにした。そして、このキャップ部材４０との圧入によって磁石３０のより強固な固定を図るようにしている。具体的には、上記キャップ部材４０の内周面４３に部分的に肉厚となる態様で圧入面９０を形成しておき、この圧入面９０が上記ケース本体２０に予め嵌合固定されている磁石３０の外周面３３に圧接されるようにキャップ部材４０を挿入することで、これらが一体化されるようになる。これにより、磁石３０とケース本体２０とがより強固に固定されるようになる。

以上説明したように、この第７の実施の形態にかかる回転検出装置によれば、先の各効果に加えて、さらに以下のような効果が得られるようになる。
（８）磁石３０とケース本体２０とがより強固に固定されることから、振動等に起因するこれら磁石３０とケース本体２０との位置ずれも好適に防止されるようになる。このため、回転検出装置としてのセンサ精度のばらつきが抑制されるとともに、その耐久性および信頼性の向上も図られるようになる。

（変形例）
なお、上記第７の実施の形態にかかる回転検出装置では、キャップ部材４０を磁石３０に圧入することによって磁石３０とケース本体２０との嵌合固定強度を高めるようにしたが、他に図１３に示すように、上記磁石３０に対し、キャップ部材４０を接着剤９１により接着固定するようにしてもよい。これによっても、結果として磁石３０とケース本体２０とのより強固な固定が図られるようになり、上記（８）の効果と同様の効果が得られるようになる。

（その他の実施の形態）
その他、上記各実施の形態、ならびに上記各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。

・上記第４の実施の形態（図７、図８）では、嵌合部の周縁に余剰の接着剤が流入可能な溝７１、７２あるいは７３を設けることとしたが、接着剤の接合面へのはみ出しが制御されるなどして、これらの接合に際しての位置精度が確保される場合には、こうした溝の形成は必須ではない。

・上記ケース本体２０の舌部２１に対するセンサチップ１１や処理回路チップ１２の搭載（実装）態様は上記各実施の形態にて例示した態様に限られない。要は、センサチップ１１内の磁気抵抗素子対１および２がケース本体２０に対して精度よく位置決め可能であればよい。

・上記各実施の形態では磁石３０が略直方体状の中空部３１を有する筒状に形成されることとしたが、この中空部３１はセンシングチップ１０共々、ケース本体２０の舌部２１を覆い得る態様で挿入される形状であればよく、同中空部３１の形状および磁石３０の外形も上記例示した形状に限られない。

・上記各実施の形態では、磁石３０とケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合機構として、それらの接合面にそれぞれ凹部あるいは凸部が形成されることとしたが、これら嵌合部の形状はこれらの組み合わせに限られず、例えば接合面にそれぞれ凹凸形状が組み合わされた嵌合部を形成するようにしてもよい。要は、磁石３０とケース本体２０の舌部導出面２２との嵌合により、これらの変位が規制されればよい。また、上記磁石３０の舌部導出面２２からの変位を規制する機構は、上記嵌合機構に限らず、磁石３０と舌部導出面２２との接合においてこれらの変位が規制されて磁石３０とセンサチップ１１との相対位置が設定可能でありさえすれば、任意の規制機構を採用することができる。

・上記各実施の形態やその変形例においては、磁気抵抗素子を備えるセンサチップを用いてロータの回転検出を行うこととしたが、ホール素子や、磁界の変化に対して逆起電力を発生するピックアップ素子（コイル素子）等の磁気検出素子を用いるようにしてもよい。要は、磁電変換機能を有する素子であればこの発明にかかる回転検出装置の磁気検出素子として採用することができる。

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その全体構造を模式的に示す断面図。 同実施の形態の回転検出装置について各要素を分解して示す斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態の回転検出装置の変形例についてその部分構造を模式的に示す斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態の回転検出装置の変形例についてその部分構造を模式的に示す斜視図。 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、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 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、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 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、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 同第４の実施の形態の変形例について、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 この発明にかかる回転検出装置の第５の実施の形態について、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 同第５の実施の形態の変形例について、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 この発明にかかる回転検出装置の第６の実施の形態について、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 この発明にかかる回転検出装置の第７の実施の形態について組付け前の各部品の断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 同第７の実施の形態の変形例について、その断面構造を一部拡大して模式的に示す断面図。 従来の回転検出装置の一例についてその平面構造を、被検出回転体との関係も含めてその概要を模式的に示す平面図。 従来の回転検出装置の一例についてその全体構造を模式的に示す断面図。 図１５のＡ−Ａ線に沿った断面構造を模式的に示す一部断面平面図。

符号の説明

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、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（バイアス磁石）、３１…中空部、３２…端面、３３…外周面、４０…キャップ部材、４１…開口端、４３…内周面、５０…凹部、５４…凸部、５５…端部、６０、６０ａ〜６０ｄ…凸部、６１、６１ａ〜６１ｃ、６２…凸部、６３…凹部、６４、６５…凹部、７１〜７３…溝、８１、８２…溶着部、９０…圧入面、９１…接着剤、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、ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４…磁気抵抗素子、１００ａ〜１００ｃ…金属ターミナル、ＲＴ…ロータ、Ｔ１…給電端子、Ｔ２…出力端子、Ｔ３…ＧＮＤ（接地）端子、Ｔ４…データ端子、Ｗ１、Ｗ２…ボンディングワイヤ、Ｂ…バンプ電極。

Claims (17)

1. 磁気検出素子を有するセンシングチップと、該センシングチップの前記磁気検出素子に磁界を付与する磁石とを備え、前記センシング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磁界と協働して生じる磁界の変化を前記磁気検出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において、
   前記センシング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シング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シング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、前記磁石の端面と前記ケース本体の舌部導出面との間には前記磁石の前記舌部導出面からの変位を規制する嵌合機構が設けられてなる
   ことを特徴とする回転検出装置。
2. 前記嵌合機構は、前記磁石の端面に設けられた凹部と前記ケース本体の舌部導出面に設けられた凸部とが嵌合部として互いに嵌合される機構からなる
   請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記嵌合機構は、前記磁石の端面に設けられた凸部と前記ケース本体の舌部導出面に設けられた凹部とが嵌合部として互いに嵌合される機構からなる
   請求項１に記載の回転検出装置。
4. 前記嵌合機構は、前記磁石の端部と前記ケース本体の舌部導出面に設けられた凹部とが嵌合部として互いに嵌合される機構からなる
   請求項１に記載の回転検出装置。
5. 前記嵌合部の形状が、多角形形状および多角形を組み合わせた形状のいずれかの形状にて形成されてなる
   請求項２〜４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
6. 前記磁石は円筒状の形状を有してなり、前記嵌合部の形状が前記磁石の外周に対して同心円となる形状にて形成されてなる
   請求項２〜４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
7. 前記同心円となる形状の一部には、前記舌部導出面に嵌合された磁石の回転を防止すべく同時に嵌合される凸部もしくは凹部が設けられてなる
   請求項６に記載の回転検出装置。
8. 前記嵌合部がさらに接着剤にて接着固定されてなる
   請求項２〜７のいずれか一項に記載の回転検出装置。
9. 前記嵌合部の周縁には前記接着剤の余剰分が流入可能な溝が設けられてなる
   請求項８に記載の回転検出装置。
10. 前記嵌合部がさらに溶着固定されてなる
    請求項２〜７のいずれか一項に記載の回転検出装置。
11. 前記磁石の外周面が前記キャップ部材の内周面に固定されてなる
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転検出装置。
12. 前記磁石と前記キャップ部材との固定が、変位の規制された磁石に対するキャップ部材の圧入によるものである
    請求項１１に記載の回転検出装置。
13. 前記磁石と前記キャップ部材との固定が、変位の規制された磁石に対するキャップ部材の接着によるものである
    請求項１１に記載の回転検出装置。
14. 前記センシングチップは、前記磁気検出素子が配設されたセンサチップと、前記磁気検出素子による磁気検出信号を電気的に処理する処理回路チップとからなり、それらセンサチップおよび処理回路チップがベアチップの状態で前記ケース本体の舌部に搭載されてなる
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
15. 前記センサチップと前記処理回路チップとは、前記ケース本体の舌部に対し、その先端からケース本体側にかけて列状に搭載されてなるとともに、それら各チップはボンディングワイヤを介して電気的に接続されてなり、前記磁石には、これら各チップが搭載された前記舌部を覆い得る態様で中空部が設けられてなる
    請求項１４に記載の回転検出装置。
16. 前記センサチップと前記処理回路チップとは、前記ケース本体の舌部先端に対し、処理回路チップを土台とした積層状態にて搭載されてなるとともに、それら各チップはバンプ電極を介して電気的に接続されてなり、前記磁石には、これら各チップが積層搭載された前記舌部を覆い得る態様で中空部が設けられてなる
    請求項１４に記載の回転検出装置。
17. 前記磁気検出素子が磁気抵抗素子からなる
    請求項１〜１６のいずれか一項に記載の回転検出装置。

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