JP5523389B2 - 磁気検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、磁界の変化を検出する検出装置に関し、特に磁性体の回転を検出する磁気検出装置に関するものである。

従来の磁気検出装置として、磁気検出素子および磁界発生手段を有する磁気ヘッドと、磁気検出素子と電気的に接続される回路基板と、磁気ヘッドおよび回路基板を配設するインナーハウジングと、磁気ヘッドを覆うとともに検出面を有するキャップ部と、インナーハウジングおよびキャップ部を連結するためのアウターハウジングとを備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、磁界の変化を検出する磁気抵抗素子、外来ノイズに対する保護回路を形成する電子部品、この電子部品と電気的に接続された第１のリードフレーム、電子部品、第１のリードフレームおよび磁気抵抗素子を樹脂で封止した第１のベースを含む第１のブロックと、被検出体に対向して配置され磁界を発生する磁石、第１のリードフレームと電気的に接続されているとともに磁気抵抗素子の出力信号を外部に出力するコネクタ端子を有する第２のリードフレーム、この第２のリードフレームを樹脂で封止した第２のベースを含む第２のブロックと、この第２のブロックおよび第１のブロックを覆った外装樹脂を備えた
磁気検出装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３０９４４８号公報（段落［００１５］〜［００２２］、図１） 特開２００４−１４４６０１号公報（段落［０００７］〜［００１３］、図１）

特許文献１開示の磁気検出装置では、コネクタ端子を構成するためのリードがインサート成形されているため、様々な仕様のコネクタに対応するには、インナーハウジングはそれぞれに応じて設ける必要がある。また、性能を決定する磁気検出素子とマグネットの位置関係は、それぞれの形状のインナーハウジングについて最適化される必要がある。さらに、インナーハウジング製造時にはリード端子を金型に挿入しなければならず、生産性には限界があるとの問題点があった。

また、特許文献２開示の磁気検出装置では、インサート成形する際、第２のブロックは二次成形金型内でピンにて一旦保持され、ピンを抜かれた後は、磁気抵抗素子や磁石の位置が変動するおそれがあり、検出精度を悪化させる可能性がある。また、成形中にピンを抜くことから、高機能な成形機が必要である。さらにインサート成形時には、インサートを金型に挿入しなければならないため、生産性には限界があるとの問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、磁気検出部を標準化することで、磁気検出部を変更することなく、種々の取付方法やコネクタに対応可能で、成形時に磁気検出部の位置精度の向上が図られ、かつ生産効率の向上を図ることができる磁気検出装置を提供することを目的とする。

この発明に係る磁気検出装置は、磁気検出素子を備えたベースとベースに固定した磁界発生手段とベースと磁界発生手段とをキャップに圧入して一体化し標準品として完成した磁気検出部と、磁気検出部を機器に取り付けるための取付部と磁気検出部の検出信号を取り出すためのコネクタ部からなる二次成形部とから構成され、キャップに、二次成形の際に使用する成形金型への位置決め部を複数組設け、磁界発生手段とベースをキャップに圧入して固定する際に、磁界発生手段の着磁方向への位置ずれを抑制するために、キャップに磁界発生手段の着磁方向に圧入用リブを設けたものである。

この発明に係る磁気検出装置は、磁気検出素子を備えたベースとベースに固定した磁界発生手段とベースと磁界発生手段とをキャップに圧入して一体化し標準品として完成した磁気検出部と、磁気検出部を機器に取り付けるための取付部と磁気検出部の検出信号を取り出すためのコネクタ部からなる二次成形部とから構成され、キャップに、二次成形の際に使用する成形金型への位置決め部を複数組設け、磁界発生手段とベースをキャップに圧入して固定する際に、磁界発生手段の着磁方向への位置ずれを抑制するために、キャップに磁界発生手段の着磁方向に圧入用リブを設けたものであるため、磁気検出部を変更することなく、種々の取付方法やコネクタに対応可能で、成形時に磁気検出部の位置精度の向上が図られ、かつ生産効率の向上を図ることができる。

この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係る正断面図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るキャップの先端部の断面図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るキャップの正面図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るホルダの部品組付図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るホルダの部品組付図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るキャップの背面図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るベースの下面図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るベースの側面図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るガイドの上面図である。 この発明の実施の形態１の磁気検出装置に係るガイドの側面図である。 この発明の実施の形態２の磁気検出装置に係る正断面図である。 この発明の実施の形態３の磁気検出装置に係る正断面図である。 この発明の実施の形態３の磁気検出装置に係るキャップの先端部の断面図である。 この発明の実施の形態３の磁気検出装置に係るキャップの背面図である。 この発明の実施の形態３の磁気検出装置に係るベースの下面図である。

実施の形態１．
実施の形態１は、性能を決定する磁気検出素子と磁界発生手段とを備えキャップに圧入して標準部品化した磁気検出部と、用途に合わせて変更される取付部とコネクタ部からなる二次成形部とから構成される磁気検出装置に関するものである。
以下、本願発明の実施の形態１の構成、動作について、磁気検出装置の正断面図である図１、キャップの先端部の断面図である図２、キャップの正面図である図３、ホルダの部品組付図である図４、図５、キャップの背面図である図６、ベースの下面図である図７、ベースの側面図である図８、ガイドの上面図である図９、ガイドの側面図である図１０に基づいて説明する。

まず、本願発明の実施の形態１に係る磁気検出装置１の構成について図１の正断面図に基づいて説明する。なお、正断面図とは、磁気検出装置１の軸方向中心軸を含む垂直面で切断した断面を示す図である。
図１において、磁気検出装置１は、大きく本体である磁気検出部２と二次成形部１０から構成される。磁気検出部２は、磁界を発生する磁界発生手段３と、磁界の移動による磁界の変化を検出する磁気検出素子４を備える磁気検出装置１の性能を決定する基本部分である。
二次成形部１０は、磁気検出装置１の磁気検出部２を機器に取り付けるための取付部と、検出信号を取り出すためのインサート１１を含むコネクタ部から構成される。

以下、磁気検出部２と二次成形部１０の構成と組立て、成形手順を説明する。
まず、磁気検出部２の構成と組立て、成形手順を説明する。
磁気検出装置１の磁気検出部２は、磁界発生手段３、磁気検出素子４、外来ノイズに対する保護回路を形成する電子部品をリードフレーム６に搭載したのち樹脂で封入したベース５、磁界発生手段３によって発生した磁界を調整する磁性体のガイド７、および磁界発生手段３とガイド７を保持するホルダ８、さらにこれらの全体を覆うキャップ９から構成される。

ホルダ８の部品組付図である図４、５とガイド７の上面図および側面図である図９、１０を用いて、磁界発生手段３と磁性体のガイド７をホルダ８に組み付ける要領を説明する。
ホルダ８には、磁界発生手段３を圧入するための凹部１６と、磁性体のガイド７を固定するための凹部１７ａ、ｂと、ベース５を固定するための凹部１８が設けられている。磁性体のガイド７には、ホルダ８の凹部１７ａ、ｂと嵌合する凸部１９がある。
ホルダ８に設けられた磁界発生手段３を圧入するための凹部１６の側面には、リブが設けられており、圧入の際、リブが変形することで磁界発生手段３を保持する（図４参照）。さらに、ホルダ８の凹部１７ａ、ｂに磁性体のガイド７を挿入して固定する（図５参照）。

次に、ベース５の下面図である図７とベース５の側面図である図８を用いて、ベース５とホルダ８を組み付ける要領を説明する。
図７はベース５の下面図であり、後述するキャップ９の凸部２２ａ、ｂと嵌め合う凹部２１ａ、ｂが設けられている。図８はベース５の側面図であり、図４のホルダ８の凹部１８に嵌め合う凸部２０が設けられている。
ホルダ８の下面の凹部１８にベース５の凸部２０を挿入して、ホルダ８をベース５に固定する。

この時点では、ベース５、磁界発生手段３、および磁性体のガイド７は、ホルダ８に圧入固定されているものの、磁界発生手段３は上下方向の位置は決定されておらず、下面は磁性体のガイド７に接し、上面は露出している。

次に、キャップ９の先端部の断面図である図２とキャップの背面図である図６を用いて、ベース５からなる組立体をキャップ９に圧入する要領を説明する。
図６のキャップ９には、位置決め用の凸部２２ａ、ｂが設けられ、ベース５に設けられた凹部２１ａ、ｂと嵌合することでキャップ９とベース５との位置決めがされる。
図２および図６において、１４ａ、ｂはキャップ９内の圧入用のリブを示す。また、図２において、矢印１５は磁界発生手段３の着磁方向を示す。
ベース５からなる組立体を、キャップ９に圧入する際、磁界発生手段３が磁性体のガイド７に押し付けられるように圧入され、部品の固定が行われる（図２参照）。このとき、図７のベース５の下面の凹部２１ａ、ｂが図６のキャップ９の凸部２２ａ、ｂと嵌合する。また磁気検出装置１として性能上重要な磁界発生手段３と磁性体のガイド７ならびに磁気検出素子４の位置関係が、キャップ９内の磁界発生手段の圧入方向に設けられた圧入用のリブ１４ａ、ｂが変形することで確実に保持される。

また、図３はキャップ９の正面図であり、キャップ９は複数組ある金型位置決め部１３（１３ａ〜１３ｄ）を備えており、二次成形する際、この複数組ある金型位置決め部１３を使って、異なる方向の二次成形部を成形することを可能としている。

以下、二次成形部１０の構成と組立て、成形手順を説明する。
上記で説明した磁界発生手段３、ガイド７を圧入したホルダ８と、磁気検出素子４を備えたベース５をキャップ９に圧入した磁気検出部２のリードフレーム６に、コネクタ端子を構成するインサート１１を溶接で接続する。
次に、磁気検出部２にインサート１１を接続した組立体を、成形金型に入れて樹脂を注入して二次成形する。この二次成形により、コネクタ部および取付部を構成する二次成形部１０が成形され、磁気検出装置１全体が構成される。
また、取付部のフランジには、磁気検出装置１をボルトによって固定するために使用するスリーブもインサート成形される。
なお、実施の形態１では、インサート１１は二次成形金型の割面１２（図１参照）と同じ方向に構成されている。

実施の形態１に係る磁気検出装置１では、磁性体のガイド７をホルダ８に固定する構成としたが、磁気検出装置１の使用目的によっては、ガイド７を設ける必要はない。

以上説明したように、実施の形態１に係る磁気検出装置１では、磁気検出装置としての性能を決定する磁界発生手段３および磁気検出素子４から構成される基本的な磁気検出部２が、キャップ９に圧入固定された段階で標準品として完成するため、磁気検出部２を変更することなく、種々の取付方法やコネクタに対応可能であり、成形時に検出部の位置精度の向上が図られ、かつ生産効率の向上を図ることができる効果がある。

また、実施の形態１に係る磁気検出装置１では、磁界発生手段３を位置決めするためにホルダ８を設けることで、組立が容易で、かつ確実に磁界発生手段３を位置決めすることができ、生産性の向上と検出精度向上が可能である。このホルダ８は、樹脂のみで構成されているのでインサート成形が不要であり、より簡素な成形金型や成形機を使用でき、より効率的な成形作業が可能となる。

また、実施の形態１に係る磁気検出装置１では、磁界を制御する磁性体のガイド７を有することで、被検出体に対する検出性能を向上させることができ、ガイド７を磁界発生手段３とともにホルダ８に固定し、さらに磁気検出素子４を備えたベース５とに組み付けることにより、位置精度向上によるさらなる検出精度向上と組立て作業容易化による生産性向上を図ることができる。

さらに、実施の形態１に係る磁気検出装置１では、磁界発生手段３とベース５をキャップ９に圧入固定する際、磁界発生手段３の着磁方向に向かって圧入用のリブを設けているため、磁気検出装置１として性能に影響する磁界発生手段３の着磁方向への位置ずれを抑制することができ、性能の向上と、性能バラツキの低減を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２の磁気検出装置３１は、インサート１１を成形金型の割り面１２に対し垂直方向に構成したものである。

図１１は、実施の形態２に係る磁気検出装置３１の正断面図である。図１１において、図１と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。

実施の形態２に係る磁気検出装置３１は、実施の形態１に係る磁気検出装置１の磁気検出部２の構成と組立て、成形手順は同じである。

以下、二次成形部３２の構成と組立て、成形手順を説明する。
磁界発生手段３、ガイド７を圧入したホルダ８と、磁気検出素子４を備えたベース５をキャップ９に圧入した磁気検出部２のリードフレーム６に、コネクタ端子を構成するインサート１１を溶接で接続する。このとき、インサート１１は、成形金型の割り面１２に対し垂直方向に構成される。
次に、磁気検出部２にインサート１１を接続した組立体を、成形金型に入れて樹脂を注入して二次成形する。実施の形態１で説明したように、二次成形する際、キャップ９に複数組ある金型位置決め部１３を使って実施の形態１とは異なる方向の二次成形が可能である。

この二次成形により、コネクタ部および取付部から構成される二次成形部３２が成形され、磁気検出装置３１全体が構成される。
インサートはそのままコネクタ端子となることから、金型の割り面に依存しないでコネクタの方向に自由度がある磁気検出装置３１が構成される（図１１参照）。

以上説明したように、実施の形態２に係る磁気検出装置３１では、磁気検出装置としての性能を決定する磁界発生手段３および磁気検出素子４から構成される基本的な磁気検出部２が、キャップに圧入固定された段階で標準品として完成するため、磁気検出部２を変更することなく、種々の取付方法やコネクタに対応可能であり、成形時に検出部の位置精度の向上が図られ、かつ生産効率の向上を図ることができる効果がある。

また、実施の形態２に係る磁気検出装置３１では、キャップ９には金型への位置決め部１３を複数組設けており、その金型位置決め部１３を使って二次成形し磁気検出装置３１全体を構成するため、種々の形状の二次成形部３２に対応することが可能となる効果がある。

実施の形態３．
実施の形態３の磁気検出装置５１は、ベースに磁界発生手段、磁気検出素子およびガイドを固定して、これをキャップに圧入して磁気検出部５２を構成したものである。

以下、本願発明の実施の形態３の構成、動作について、磁気検出装置の正断面図である図１２、キャップの先端部の断面図である図１３、キャップの背面図である図１４、ベースの下面図である図１５に基づいて説明する。図１２において、図１と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。

まず、本願発明の実施の形態３に係る磁気検出装置５１の構成について図１２で説明する。
図１２において、磁気検出装置５１は、大きく本体である磁気検出部５２と二次成形部５４から構成される。磁気検出部５２は、磁界を発生する磁界発生手段３と、磁界の移動による磁界の変化を検出する磁気検出素子４を備える磁気検出装置５１の性能を決定する基本部分である。二次成形部５４は、磁気検出装置５１の磁気検出部５２を機器に取り付けるための取付部と、検出信号を取り出すためのインサート１１を含むコネクタ部から構成される。

磁気検出装置５１の磁気検出部５２は、磁界発生手段３、磁界発生手段３によって発生した磁界を調整する磁性体のガイド７、磁気検出素子４および外来ノイズに対する保護回路を形成する電子部品をリードフレーム６に搭載したのち樹脂で封入したベース５３と、さらにこれらの全体を覆うキャップ９から構成される。
実施の形態１の磁気検出部２と異なる点は、磁界発生手段３をベース５３に組み付けたこと、磁性体のガイド７をリードフレーム６に固定したこと、およびこれに伴いホルダを無くしたことである。

まず、磁気検出部５２の構成と組立て、成形手順を説明する。
キャップ９の先端部の断面図である図１３、キャップの背面図である図１４、ベースの下面図である図１５を用いて、磁界発生手段３と磁性体のガイド７をベース５３に組み付ける要領を説明する。
ベース５３は、磁界発生手段３を組み付ける凹部５５を備えている（図１３参照）。またベース５３は、磁界の移動による磁界の変化を検出する磁気検出素子４および外来ノイズに対する保護回路を形成する電子部品が載せられたリードフレーム６を樹脂で封入している。磁界発生手段３によって発生した磁界を調整する磁性体のガイド７もベース５３内のリードフレーム６に接着剤で固定されている。リードフレーム６には磁気検出素子４も接着剤で固定されており、磁気検出素子４とガイド７との位置ずれは最小に留めることが可能である。

ベース５３の磁界発生手段固定用の凹部５５に磁界発生手段３を組み付けた後、ベース５３からなる組立体をキャップ９に圧入して固定する（図１３参照）。キャップ９内には位置決めの凸部２２ａ、ｂが設けられ（図１４参照）、ベース５３に設けられた凹部２１ａ、ｂ（図１４参照）と嵌合することで位置決めをしている。
磁気検出装置５１として性能上重要な磁界発生手段３と磁性体のガイド７ならびに磁気検出素子４の位置関係が、キャップ９内の磁界発生手段の圧入方向に設けられた圧入用のリブ１４ａ、ｂ（図１４参照）が変形することで確実に保持される。

次に、二次成形部５４の構成と組立て、成形手順を説明する
上記で説明した磁界発生手段３、ガイド７および磁気検出素子４を備えたベース５３をキャップ９に圧入した磁気検出部５２のリードフレーム６に、コネクタ端子を構成するインサート１１を溶接で接続する。
次に、磁気検出部５２にインサート１１を接続した組立体を、成形金型に入れて樹脂を注入して二次成形する。この二次成形により、コネクタ部および取付部から構成される二次成形部５４が成形され、磁気検出装置５１全体が構成される。
取付部のフランジには、磁気検出装置５１をボルトによって固定するために使用するスリーブもインサート成形される。

実施の形態３に係る磁気検出装置５１では、磁性体のガイド７をベース５３内のリードフレーム６上に固定する構成としたが、磁気検出装置５１の使用目的によっては、ガイド７を設ける必要はない。

以上説明したように、実施の形態３に係る磁気検出装置５１では、磁気検出装置としての性能を決定する磁界発生手段３および磁気検出素子４から構成される基本的な磁気検出部５２が、キャップ９に圧入固定された段階で標準品として完成するため、磁気検出部５２を変更することなく、種々の取付方法やコネクタに対応可能であり、成形時に検出部の位置精度の向上が図られ、かつ生産効率の向上を図ることができる効果がある。

また、実施の形態３に係る磁気検出装置５１では、実施の形態１に係る磁気検出装置１に比較して、磁界発生手段３およびガイド７をベース５３に直接固定する構成としたので、より高い位置精度でガイド７を固定することができ、検出精度の向上を図ることが可能となるとともに、ホルダを削除したので、磁気検出部５２をより簡素化できる効果がある。

１，３１，５１ 磁気検出装置、２，５２ 磁気検出部、３ 磁界発生手段、
４ 磁気検出素子、５，５３ ベース、６ リードフレーム、７ ガイド、８ ホルダ、９ キャップ、１０，３２，５４ 二次成形部、１１ インサート、
１３ａ〜１３ｄ 金型位置決め部、１４ａ，１４ｂ 圧入用のリブ、
１５ 磁界発生手段の着磁方向、１６，５５ 磁界発生手段固定用の凹部、
１７ａ，１７ｂ ガイド固定用の凹部、１８ ベース固定用の凹部。

Claims (5)

1. 磁気検出素子を備えたベースと、前記ベースに固定した磁界発生手段と、前記べースと前記磁界発生手段とをキャップに圧入して一体化し標準品として完成した磁気検出部と、前記磁気検出部を機器に取り付けるための取付部と前記磁気検出部の検出信号を取り出すためのコネクタ部からなる二次成形部とから構成され、
   前記キャップに、二次成形の際に使用する成形金型への位置決め部を複数組設け、
   前記磁界発生手段と前記ベースを前記キャップに圧入して固定する際に、前記磁界発生手段の着磁方向への位置ずれを抑制するために、前記キャップに前記磁界発生手段の着磁方向に圧入用リブを設けた磁気検出装置。
2. 磁気検出素子を備えたベースと、前記ベースに固定した磁界発生手段と、前記べースと前記磁界発生手段とをキャップに圧入して一体化し標準品として完成した磁気検出部と、前記磁気検出部を機器に取り付けるための取付部と前記磁気検出部の検出信号を取り出すためのコネクタ部からなる二次成形部とから構成され、
   前記キャップに、二次成形の際に使用する成形金型への位置決め部を複数組設け、
   前記磁界発生手段を固定するホルダを設け、
   前記磁界発生手段と前記ベースを前記キャップに圧入して固定する際に、前記磁界発生手段の着磁方向への位置ずれを抑制するために、前記キャップに前記磁界発生手段の着磁方向に圧入用リブを設けた磁気検出装置。
3. 磁気検出素子を備えたベースと、前記ベースに固定した磁界発生手段と、前記べースと前記磁界発生手段とをキャップに圧入して一体化し標準品として完成した磁気検出部と、前記磁気検出部を機器に取り付けるための取付部と前記磁気検出部の検出信号を取り出すためのコネクタ部からなる二次成形部とから構成され、
   前記キャップに、二次成形の際に使用する成形金型への位置決め部を複数組設け、
   前記磁界発生手段を固定するホルダを設け、
   磁界を制御する磁性体のガイドを有し、前記ガイドを前記ホルダに固定し、
   前記磁界発生手段と前記ベースを前記キャップに圧入して固定する際に、前記磁界発生手段の着磁方向への位置ずれを抑制するために、前記キャップに前記磁界発生手段の着磁方向に圧入用リブを設けた磁気検出装置。
4. 磁気検出素子を備えたベースと、前記ベースに固定した磁界発生手段と、前記べースと前記磁界発生手段とをキャップに圧入して一体化し標準品として完成した磁気検出部と、前記磁気検出部を機器に取り付けるための取付部と前記磁気検出部の検出信号を取り出すためのコネクタ部からなる二次成形部とから構成され、
   前記キャップに、二次成形の際に使用する成形金型への位置決め部を複数組設け、
   磁界を制御する磁性体のガイドを有し、前記ガイドを前記ベースに固定し、
   前記磁界発生手段と前記ベースを前記キャップに圧入して固定する際に、前記磁界発生手段の着磁方向への位置ずれを抑制するために、前記キャップに前記磁界発生手段の着磁方向に圧入用リブを設けた磁気検出装置。
5. 磁気検出素子を備えたベースと、前記ベースに固定した磁界発生手段と、前記べースと前記磁界発生手段とをキャップに圧入して一体化し標準品として完成した磁気検出部と、前記磁気検出部を機器に取り付けるための取付部と前記磁気検出部の検出信号を取り出すためのコネクタ部からなる二次成形部とから構成され、
   前記キャップに、二次成形の際に使用する成形金型への位置決め部を複数組設け、
   前記磁界発生手段を固定するホルダを設け、
   磁界を制御する磁性体のガイドを有し、前記ガイドを前記ベースに固定し、
   前記磁界発生手段と前記ベースを前記キャップに圧入して固定する際に、前記磁界発生手段の着磁方向への位置ずれを抑制するために、前記キャップに前記磁界発生手段の着磁方向に圧入用リブを設けた磁気検出装置。

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