JP4688660B2 - 回転検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転検出装置に関する。

従来より種々の回転検出装置が提案されている。特許文献１は、その一例としての回転検出装置を開示する。

特許文献１の回転検出装置は、回転部材との間に磁界を形成するマグネットと、マグネットの近傍に位置して該マグネットによる磁界が回転部材の回転によって変化するのを検出する磁気検出素子と、磁気検出素子からの信号を処理する信号処理回路と、を備えている。

このうち、信号処理回路は、基板上に種々の部品を実装して構築されている。そして、ケーシングの凹部内にその信号処理回路（すなわち部品を実装した基板）を収容した状態で樹脂を充填し、これにより、信号処理回路を樹脂で被覆して封止するようにしている。
実開平５−１４８２９号公報

上記従来の回転検出装置では、基板と封止する樹脂とは別の材質である場合が多いが、その場合、温度変化に伴ってそれら基板と当該樹脂との間で膨張・収縮量の差異が生じ、その差異により基板に実装した部品や基板と部品との接合部等に応力が生じて（または残留して）、接合不良や部品不良等が生じるおそれがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化に伴う膨張または収縮によって部品や接合部等に生じる不具合を抑制することができる回転検出装置を得ることにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面電極を設けた電極形成領域に隣接する隣接領域を、当該電極形成領域より低く形成し、当該隣接領域に信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を充填したことを趣旨とする。

また、請求項２の発明は、部品が架設される二つの表面電極のそれぞれに対応する二つの電極形成領域の間となる隣接領域を、当該二つの電極形成領域より低く形成し、当該隣接領域に信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を充填した構成としている。

また、請求項３の発明は、部品が架設される二つの表面電極のうちいずれか一方に対応する電極形成領域に対して部品の架設方向外方となる隣接領域を、当該電極形成領域より低く形成し、当該隣接領域に信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を充填した構成としている。

請求項１の発明によれば、電極形成領域に隣接する隣接領域まで信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を充填した分、回路形成部側と封止する樹脂側とで温度変化に伴う膨張量や収縮量の差が小さくなり、部品や接合部等に生じる熱応力を低減することができる。

請求項２の発明によれば、部品が架設される電極形成領域の間となる隣接領域に信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を配置することができるため、部品や接合部等に生じる熱応力を効果的に低減することができる。

請求項３の発明によれば、部品が架設される電極形成領域に対して架設方向外方に位置する隣接領域に信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を配置することができるため、部品や接合部等に生じる熱応力をさらに効果的に低減することができる。

以下、本発明を具現化した実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、自動車の内燃機関等に搭載される回転検出装置を例示する。

図１は、本実施形態にかかる回転検出装置の断面図、図２は、回転検出装置の回路形成部の平面図であって樹脂で封止される前の状態を示す図、図３は、回路形成部の断面図であって樹脂で封止される前の状態を示す図（図２のＡ−Ａ断面図）、図４は、樹脂で封止された後の回路形成部の断面図（図３の構造を樹脂で封止した図）である。

本実施形態にかかる回転検出装置１は、樹脂（例えば熱可塑性樹脂；ポリアミド等）からなるケーシング２を備えている。

ケーシング２は、ボルト等の締結部材を挿通する貫通孔２ｆが穿設される取付フランジ部２ａ、内燃機関等に設けられる貫通穴（図示せず）に挿入される略円柱状の挿入部２ｂ、信号処理回路３が形成される略矩形柱状の本体部２ｃ、および外側に張り出すコネクタ部２ｄを備えている。

挿入部２ｂの外周壁には、環状の溝部２ｇが形成されており、この溝部２ｇに装着されたＯリング１０によって、挿入部２ｂの外周壁と当該挿入部２ｂが挿入される貫通穴の内壁との間で、シールが確保されるようになっている。

本体部２ｃには回転検出装置の装着方向（挿入方向）に沿って広がる平坦面２ｅが形成されており、この平坦面２ｅ上に部品５が実装されて、信号処理回路３が形成されている。すなわち、本実施形態では、この平坦面２ｅが回路形成部となる。

そして、本体部２ｃの先端部には、磁気検出素子（例えばホール素子）８およびマグネット（永久磁石）９が取り付けられている。磁気検出素子８は、マグネット９の先端側で、回転板１１の歯１２に対向するように配置され、磁性体として構成される回転板１１の回転によって、マグネット９と回転板１１との間で磁界（磁束密度）が変化するのを検出する。この磁気検出素子８は、図示しない配線によって信号処理回路３に電気的に接続されており、当該信号処理回路３において磁気検出素子８の検出信号に所定の処理（増幅等）が施される。

さらに、信号処理回路３は、ケーシング２内にインサート成形された端子６を介してコネクタ部２ｄ内の端子（図示せず）に電気的に接続されており、当該信号処理回路３での処理結果が、コネクタ部２ｄに接続されたハーネス（図示せず）を経由して外部のマイクロコンピュータ（図示せず）等に向けて出力されるようになっている。

そして、平坦面２ｅ上に所定の部品５が全て実装され、信号処理回路３が構築された後、当該平坦面２ｅは、樹脂（例えば熱硬化性樹脂；エポキシ樹脂等）で被覆されて封止される。すなわち、信号処理回路３は、当該樹脂によって被覆されて封止され、これにより、信号処理回路３のシールが確保される。

ここで、図２〜図４を参照して、信号処理回路３のより詳細な構成について説明する。

平坦面２ｅには、複数の表面電極４が埋め込まれるようにして形成されている。本実施形態では、表面電極４の表面と平坦面２ｅの表面とがほぼ同じ高さになるようにしてある。この表面電極４は、平坦面２ｅ上で適宜パターニングされており、平坦面２ｅ上で複数の部品５間を接続する配線パターンとして機能するものである。

部品５は、複数の表面電極４間を架け渡すように実装されている。図２〜図４に例示する部品５には、電気的な接続を確立するためのリード線等が無い代わりに、その長手方向両端部の外周表面に電極５ａが形成されており、各電極５ａをそれぞれ表面電極４に接合する所謂面実装（表面実装）の形態が採用されている。この例では、電極５ａは、表面電極４の表面上に導電性接着剤１３を用いて接合されており、この接合により、部品５の固定、ならびに部品５の電極５ａと表面電極４との電気的な接続が確立されている。

そして、本実施形態では、表面電極４を設けた電極形成領域１５に隣接する隣接領域に、凹部１４ａ，１４ｂが形成されている。このうち、凹部１４ａは、部品５が架設される二つの表面電極４に対応する二つの電極形成領域１５，１５間に形成される一方、凹部１４ｂは、二つの電極形成領域１５，１５に対して、部品５の架設方向（長手方向）外方となる位置に形成されている。なお、凹部１４ｂは、各表面電極４について他方の表面電極４（または凹部１４ａ）の反対側に位置している。

また、これら凹部１４ａ，１４ｂは、部品５を中心として、当該部品５の幅方向（架設方向と直交する方向；短手方向；図２では上下方向）の外方両側に亘って形成されており、すなわち、凹部１４ａ，１４ｂの幅（図２において前記幅方向における凹部１４ａ，１４ｂの長さ）を、部品５の幅より大きくしてある。

そして、図４に示すように、部品５の実装後の樹脂モールドにより、凹部１４ａ，１４ｂには、樹脂７が充填されることになる。よって、本実施形態では、平坦面２ｅの上側に加えて下側（回路形成部側）にも樹脂７が存在することになる。

以上の本実施形態によれば、電極形成領域１５に隣接する領域に凹部１４ａ，１４ｂを設け、当該凹部１４ａ，１４ｂに樹脂７を充填するようにしたため、平坦面２ｅ、すなわち回路形成部側にも樹脂７を配置することができる分、回路形成部側と封止する樹脂７側とで温度変化に伴う膨張量や収縮量の差が小さくなり、部品５や、部品５と表面電極４との接合部等に生じる熱応力を低減することができる。

また、本実施形態によれば、部品５が架設される二つの表面電極４に対応する電極形成領域１５，１５間の領域（隣接領域）に形成した凹部１４ａに樹脂７を配置することができるため、部品５や部品５と表面電極４との接合部等に生じる熱応力を効果的に低減することができる。

また、本実施形態によれば、部品５が架設される表面電極４に対応する電極形成領域１５に対して架設方向外方に位置する領域（隣接領域）に形成した凹部１４ｂに樹脂を配置することができるため、上記二つの表面電極４の相互に背向する側に樹脂７を配置することができるため、部品５や部品５と表面電極４との接合部等に生じる熱応力をさらに効果的に低減することができる。

そして、本実施形態にかかる回転検出装置１における上記構造は、特に、上記部品５のような面実装部品を用いる場合、さらには面実装部品を導電性接着剤１３を用いて表面電極４に接合する場合に有効である。温度変化に伴う膨張または圧縮に対しては、それらの接合部が最も脆弱となる場合が多く、凹部１４ａ，１４ｂを設けることで回路形成部側に樹脂７を配置させる上記構造は、当該接合部の剥がれ等を抑制するのに有効だからである。

また、本実施形態では、ケーシング２の一部としての平坦面２ｅを回路形成部として用いているため、ケーシング２とは別に基板を設ける場合に比べて、部品点数ならびに組立工数を削減でき、その分、製造コストを低減することができるという利点がある。

なお、本発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態でも上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

（１）上記実施形態では、面実装部品を用いた場合を例示したが、面実装しない部品を用いた場合にも本発明は有効である。

（２）また、上記実施形態では、ケーシングの一部を回路形成部として利用する場合を例示したが、別途基板上に部品を実装して信号処理回路を形成する場合にも本発明は有効である。ただし、この場合には、凹部を当該基板上に形成することになる。

（３）また、上記実施形態では、ケーシング上に封止する樹脂を盛る場合を例示したが、ケーシング内に例えば基板上に部品を実装してなる信号処理回路を収容して、当該ケーシング内を樹脂で充填する構造の場合にも本発明は有効である。

（４）さらに、上記実施形態では、隣接領域に凹部１４ａ，１４ｂを形成する場合を例示したが、特に、架設方向外方の隣接領域については、凹部１４ｂに替えて、当該隣接領域が電極形成領域１５より低くなる段差状に形成し、当該段差の低い部分に樹脂７を充填するようにしても、全く同様の効果が得られることは言うまでもない。その場合、当該段差の低い部分の深さや、大きさ、形状等は種々に設定可能であり、例えば、回路形成部（平坦面２ｅ）の外縁まで架設方向に沿って延設してもよいし、電極形成領域１５に沿って延設してもよいし、適宜に深さを変化させてもよい。

また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項１〜３の回転検出装置では、部品を回路形成部上に面実装するのが好適である。

こうすれば、部品を面実装した場合に脆弱になりやすい、部品の電極と表面電極との接合部における接合不良を、抑制することができる。

（ロ）請求項１〜３および上記（イ）のうちいずれか一つの回転検出装置では、ケーシングに回路形成部を形成するのが好適である。

こうすれば、別途基板上に信号処理回路を構築した場合に比べて、部品点数ならびに組立工数を削減でき、その分、製造コストを低減することができる。

本発明の実施形態にかかる回転検出装置の断面図。 本発明の実施形態にかかる回転検出装置の回路形成部の平面図であって樹脂で封止される前の状態を示す図。 本発明の実施形態にかかる回路形成部の断面図であって樹脂で封止される前の状態を示す図（図２のＡ−Ａ断面図）。 本発明の実施形態にかかる回路形成部の断面図であって樹脂で封止された後の状態を示す図（図３の構造を樹脂で封止した図）。

符号の説明

１ 回転検出装置
３ 信号処理回路
４ 表面電極
５ 部品
７ 樹脂
８ 磁気検出素子
９ マグネット
１１ 回転板（回転部材）
１４ａ，１４ｂ 凹部（隣接領域）
１５ 電極形成領域

Claims (3)

1. 回転部材との間に磁界を形成するマグネットと、
   前記マグネットの近傍に位置して該マグネットによる磁界が回転部材の回転によって変化するのを検出する磁気検出素子と、
   熱可塑性樹脂からなる回路形成部に形成された表面電極上に部品が実装されて構築され、前記磁気検出素子からの信号を処理する信号処理回路と、
   を含み、前記信号処理回路を熱硬化性樹脂で被覆して封止する回転検出装置において、
   前記表面電極を設けた電極形成領域に隣接する隣接領域を、当該電極形成領域より低く形成し、当該隣接領域に前記信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を充填したことを特徴とする回転検出装置。
2. 前記部品が架設される二つの前記表面電極のそれぞれに対応する二つの電極形成領域の間となる前記隣接領域を、当該二つの電極形成領域より低く形成し、当該隣接領域に前記信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を充填したことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記部品が架設される二つの前記表面電極のうちいずれか一方に対応する電極形成領域に対して前記部品の架設方向外方となる前記隣接領域を、当該電極形成領域より低く形成し、当該隣接領域に前記信号処理回路を被覆した熱硬化性樹脂を充填したことを特徴とする請求項１または２に記載の回転検出装置。

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