JP5741961B2 - 回転角検出装置、および、これを用いた回転駆動装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献1には、2つのICパッケージを板厚方向に並べて配置した例が記載されている(特許文献1の図8参照)。2つのICパッケージをこのように配置すれば、センサ特性が良いため、ステータを廃止することができる。ところが、特許文献1の図8に示された例では、2つのICパッケージそれぞれに接続する信号出力用の配線は、隣同士となるよう配置されている。そのため、2つの信号出力用の配線間に導電性の異物が付着した場合等、配線間が短絡するおそれがある。信号出力用の配線間が短絡すると、2つの磁気検出素子からの信号が混合されて外部に出力されるおそれがある。その結果、回転角の誤検出を招くおそれがある。
第1ICパッケージは、板状に形成され、検出対象に対し相対回転可能となるよう検出対象の回転軸近傍に設けられ、周囲の磁界の強さに応じた信号を出力する第1磁気検出素子を有している。
第2ICパッケージは、板状に形成され、第1ICパッケージと板厚方向に重なるようにして設けられ、周囲の磁界の強さに応じた信号を出力する第2磁気検出素子を有している。このように、第1ICパッケージと第2ICパッケージとは、互いに板厚方向に重なるようにして設けられているため、第1磁気検出素子および第2磁気検出素子を検出対象の回転軸近傍に配置することができる。そのため、センサ特性が向上し、検出対象の回転角の検出精度を高めることができる。また、ステータ等の集磁部材を必要としないため、製造コストを低減することができる。
グランド配線は、第1ICパッケージのグランド部に接続される第1グランド部、および、第2ICパッケージのグランド部に接続される第2グランド部を一端に有し、外部のグランドに接続されるグランド端子を他端に有している。
第1信号出力配線は、第1磁気検出素子からの信号が出力される第1ICパッケージの信号出力部に接続される第1信号出力部を一端に有し、第1磁気検出素子からの信号を外部に出力する第1信号出力端子を他端に有している。
第2信号出力配線は、第2磁気検出素子からの信号が出力される第2ICパッケージの信号出力部に接続される第2信号出力部を一端に有し、第2磁気検出素子からの信号を外部に出力する第2信号出力端子を他端に有している。
さらに、本発明は、電源配線、グランド配線、第1信号出力配線および第2信号出力配線の少なくとも1つは、第1電源部、第2電源部、第1グランド部、第2グランド部、第1信号出力部および第2信号出力部のうちから少なくとも2つ以上選択された部位の間を、第1電源部、第2電源部、第1グランド部、第2グランド部、第1信号出力部および第2信号出力部のいずれにも接することなく通る中間配線部を有する。
(第1実施形態)
回転駆動装置1は、例えば車両の吸気系に設けられるスロットルバルブ2を回転駆動するのに用いられる。回転駆動装置1は、ハウジング3、弁軸5、モータ6および回転角検出装置10等を備えている。
回転角検出装置10は、弁軸5の一端側、すなわち、ホルダ8および永久磁石9、ならびに、モータ軸7の一端側を覆うようにしてハウジング3に取り付けられる。
また、モータ6は、電力供給用の電源入力端子17を有している。電源入力端子17に電力が供給(入力)されると、モータ6が回転駆動する。
回転角検出装置10は、スロットルバルブ2の回転角を検出するために設けられる。ここで、スロットルバルブ2は、特許請求の範囲における「検出対象」に対応する。
第1ICパッケージ20および第2ICパッケージ30は、それぞれ板状に形成され、スロットルバルブ2に対し相対回転可能となるようスロットルバルブ2の回転軸Ax近傍に設けられる。本実施形態では、図1に示すように、回転角検出装置10は、第1ICパッケージ20および第2ICパッケージ30がホルダ8および永久磁石9の内側に位置するようハウジング3に取り付けられる。
カバー本体81は、例えば樹脂により皿状に形成されている。カバー本体81は、筒状のコネクタ部84を有している。
一次成形体82は、図1、図2(B)、図3、図4に示すように、例えば樹脂により第1ICパッケージ20および第2ICパッケージ30の全部、接続片26〜28の第1ICパッケージ20側の端部、ならびに、接続片36〜38の第2ICパッケージ30側の端部を覆うよう形成されている。すなわち、第1ICパッケージ20、第2ICパッケージ30、接続片26〜28、36〜38は、一次成形体82にインサート成形されている。
また、本実施形態では、グランド配線50は、第1グランド部51と第2グランド部52との間を迂回するようにして形成される迂回配線部54を有している。
また、本実施形態では、グランド配線50、および、モータ電源配線91、92は、グランド端子53とモータ電源端子95、96とが隣同士となるよう設けられている。すなわち、グランド端子53(グランド配線50)は、モータ電源端子95、96(モータ電源配線91、92)の近傍に設けられている。
このように、本実施形態では、電源配線40、グランド配線50、第1信号出力配線60、第2信号出力配線70およびモータ電源配線91、92は、コネクタ部84内で、第1信号出力端子62、電源端子43、第2信号出力端子72、グランド端子53、モータ電源端子95、96がこの順に並ぶよう設けられている。
第1ICパッケージ20の電源端子22、グランド端子23および信号出力端子24と接続片26、27、28とを例えば抵抗溶接等により接合する。また、第2ICパッケージ30の電源端子32、グランド端子33および信号出力端子34と接続片36、37、38とを例えば抵抗溶接等により接合する。
上記工程の後、一次成形体82により、第1ICパッケージ20および第2ICパッケージ30の全部、接続片26〜28の第1ICパッケージ20側の端部、ならびに、接続片36〜38の第2ICパッケージ30側の端部を覆うようインサート成形する。このとき、第1ICパッケージ20および第2ICパッケージ30を、一方の面251と一方の面351とを当接させた状態でインサート成形する。
図2(B)および図3に示すように、銅等の導電性を有する1枚の金属板を例えば型抜き等することにより、電源配線40、グランド配線50、第1信号出力配線60および第2信号出力配線70が接続部85、86で接続された状態の中間形成体101を形成する。また、図2(B)に示すように、銅等の導電性を有する1枚の金属板を例えば型抜き等することにより、モータ電源配線91とモータ電源配線92とが接続部87で接続された状態の中間形成体102を形成する。
電源配線40の第1電源部41、グランド配線50の第1グランド部51、第1信号出力配線60の第1信号出力部61、電源配線40の第2電源部42、グランド配線50の第2グランド部52および第2信号出力配線70の第2信号出力部71と接続片26〜28、36〜38とを、例えば抵抗溶接により接合する。
(接続部切除工程)
上記工程の後、中間形成体101から接続部85、86を切除する。また、中間形成体102から接続部87を切除する。
上記工程の後、カバー本体81により、一次成形体82、電源配線40、グランド配線50、第1信号出力配線60、第2信号出力配線70、モータ電源配線91、92、筒部材83を覆うようインサート成形する。
例えばイグニッションスイッチがオンされると、電源からワイヤーハーネスおよび電源配線40(電源端子43)を経由して回転角検出装置10の第1ICパッケージ20および第2ICパッケージ30に電力が供給される。回転角検出装置10は、スロットルバルブ2の回転角に応じた信号をECUに出力する。ECUは、回転角検出装置10からの信号に基づきスロットルバルブ2の回転角を算出する。ECUは、通常、第1ICパッケージ20からの信号に基づきスロットルバルブ2の回転角を算出する。なお、ECUは、第1ICパッケージ20が異常となった場合、第2ICパッケージ30からの信号に基づきスロットルバルブ2の回転角を算出する。
第2ICパッケージ30は、板状に形成され、第1ICパッケージ20と板厚方向に重なるようにして設けられ、周囲の磁界の強さに応じた信号を出力する第2磁気検出素子31を有している。このように、第1ICパッケージ20と第2ICパッケージ30とは、互いに板厚方向に重なるようにして設けられているため、第1磁気検出素子21および第2磁気検出素子31をスロットルバルブ2の回転軸Ax近傍に配置することができる。そのため、センサ特性が向上し、スロットルバルブ2の回転角の検出精度を高めることができる。また、ステータ等の集磁部材を必要としないため、製造コストを低減することができる。
グランド配線50は、第1ICパッケージ20のグランド端子23に接続される第1グランド部51、および、第2ICパッケージ30のグランド端子33に接続される第2グランド部52を一端に有し、外部のグランドに接続されるグランド端子53を他端に有している。
第2信号出力配線70は、第2磁気検出素子31からの信号が出力される第2ICパッケージ30の信号出力端子34に接続される第2信号出力部71を一端に有し、第2磁気検出素子31からの信号を外部に出力する第2信号出力端子72を他端に有している。
また、本実施形態では、グランド配線50は、第1グランド部51と第2グランド部52との間を迂回するようにして形成される迂回配線部54を有している。これにより、第1グランド部51および第2グランド部52の近傍に熱が加わったとしても、迂回配線部54が熱膨張することにより、第1グランド部51と接続片27との接合部、および、第2グランド部52と接続片37との接合部に生じる応力を低減することができる。そのため、第1グランド部51と第2グランド部52とが直線状に接続されるようにして形成される場合と比べ、上記接合部の接合不良を抑制することができる。
そして、グランド配線50、および、モータ電源配線91、92は、グランド端子53とモータ電源端子95、96とが隣同士となるよう設けられている。すなわち、グランド端子53(グランド配線50)は、モータ電源端子95、96(モータ電源配線91、92)の近傍に設けられている。これにより、モータ電源端子95、96(モータ電源配線91、92)から発生する電源ノイズを低減することができる。
「コネクタ端子配列の基本設計思想」
1.信号線(第1信号出力端子62、第2信号出力端子72)は隣接配置させないこと。
2.グランド端子53は、モータ電源ノイズ対策のため、モータ電源端子95、96の近傍に配置すること。
3.第1信号出力端子62および電源端子43は、重要信号が流れる重要な端子のため、モータ電源端子95、96から距離を確保すること。
本発明の第2実施形態による回転駆動装置および回転角検出装置の一部を図5、6に示す。第2実施形態は、回転角検出装置のグランド配線の形状が第1実施形態と異なる。
第2実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
本発明の第3実施形態による回転駆動装置および回転角検出装置の一部を図7に示す。第3実施形態は、第1ICパッケージおよび第2ICパッケージの配置、ならびに、各配線の形状および配置等が第1実施形態と異なる。
本実施形態では、第1実施形態と同様、電源配線40、グランド配線50、第1信号出力配線60、第2信号出力配線70およびモータ電源配線91、92は、コネクタ部84内で、第1信号出力端子62、電源端子43、第2信号出力端子72、グランド端子53、モータ電源端子95、96がこの順に並ぶよう設けられている。
また、本実施形態では、電源配線40は、第1電源部41と第2電源部42との間を迂回するようにして形成される迂回配線部45を有している。
また、電源配線40は迂回配線部45を有するため、第1電源部41および第2電源部42の近傍に熱が加わったとしても、第1電源部41と接続片26との接合部、および、第2電源部42と接続片36との接合部に生じる応力を低減することができる。
上述の実施形態では、電源配線、グランド配線、第1信号出力配線および第2信号出力配線が、第1信号出力端子と第2信号出力端子との間に、電源端子のみ位置するよう設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、電源配線、グランド配線、第1信号出力配線および第2信号出力配線は、第1信号出力端子と第2信号出力端子との間に、電源端子およびグランド端子の少なくとも1つが位置するのであれば、どのように設けられていてもよい。
また、上述の第3実施形態では、電源配線およびグランド配線が迂回配線部を有する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、電源配線およびグランド配線の少なくとも一方は、迂回配線部に代えて、第2実施形態で示したような直線状接続部を有することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転角検出装置は、カバー本体のコネクタ部の内側にモータ電源端子を含んでいなくてもよい。すなわち、回転角検出装置と回転駆動装置とは、それぞれ独立して構成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第1ICパッケージおよび第2ICパッケージの封止体の角部は面取りされていなくてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
20 ・・・第1ICパッケージ
21 ・・・第1磁気検出素子
22 ・・・電源端子(第1ICパッケージの電源部)
23 ・・・グランド端子(第1ICパッケージのグランド部)
24 ・・・信号出力端子(第1ICパッケージの信号出力部)
30 ・・・第2ICパッケージ
31 ・・・第2磁気検出素子
32 ・・・電源端子(第2ICパッケージの電源部)
33 ・・・グランド端子(第2ICパッケージのグランド部)
34 ・・・信号出力端子(第2ICパッケージの信号出力部)
40 ・・・電源配線
41 ・・・第1電源部
42 ・・・第2電源部
43 ・・・電源端子
50 ・・・グランド配線
51 ・・・第1グランド部
52 ・・・第2グランド部
53 ・・・グランド端子
60 ・・・第1信号出力配線
61 ・・・第1信号出力部
62 ・・・第1信号出力端子
70 ・・・第2信号出力配線
71 ・・・第2信号出力部
72 ・・・第2信号出力端子
Claims (5)
- 検出対象(2)の回転角を検出する回転角検出装置(10)であって、
前記検出対象に対し相対回転可能となるよう前記検出対象の回転軸(Ax)近傍に設けられ、周囲の磁界の強さに応じた信号を出力する第1磁気検出素子(21)を有する板状の第1ICパッケージ(20)と、
前記第1ICパッケージと板厚方向に重なるようにして設けられ、周囲の磁界の強さに応じた信号を出力する第2磁気検出素子(31)を有する板状の第2ICパッケージ(30)と、
前記第1ICパッケージの電源部(22)に接続される第1電源部(41)、および、前記第2ICパッケージの電源部(32)に接続される第2電源部(42)を一端に有し、外部の電源に接続される電源端子(43)を他端に有する電源配線(40)と、
前記第1ICパッケージのグランド部(23)に接続される第1グランド部(51)、および、前記第2ICパッケージのグランド部(33)に接続される第2グランド部(52)を一端に有し、外部のグランドに接続されるグランド端子(53)を他端に有するグランド配線(50)と、
前記第1磁気検出素子からの信号が出力される前記第1ICパッケージの信号出力部(24)に接続される第1信号出力部(61)を一端に有し、前記第1磁気検出素子からの信号を外部に出力する第1信号出力端子(62)を他端に有する第1信号出力配線(60)と、
前記第2磁気検出素子からの信号が出力される前記第2ICパッケージの信号出力部(34)に接続される第2信号出力部(71)を一端に有し、前記第2磁気検出素子からの信号を外部に出力する第2信号出力端子(72)を他端に有する第2信号出力配線(70)と、を備え、
前記電源配線、前記グランド配線、前記第1信号出力配線および前記第2信号出力配線は、同一平面上に配置されていると共に、前記第1信号出力端子と前記第2信号出力端子との間に、前記電源端子および前記グランド端子の少なくとも1つが位置するよう設けられており、
前記電源配線、前記グランド配線、前記第1信号出力配線および前記第2信号出力配線の少なくとも1つは、前記第1電源部、前記第2電源部、前記第1グランド部、前記第2グランド部、前記第1信号出力部および前記第2信号出力部のうちから少なくとも2つ以上選択された部位の間を、前記第1電源部、前記第2電源部、前記第1グランド部、前記第2グランド部、前記第1信号出力部および前記第2信号出力部のいずれにも接することなく通る中間配線部(44、73、74)を有することを特徴とする回転角検出装置。 - 前記電源配線および前記グランド配線の少なくとも一方は、前記第1電源部と前記第2電源部との間、または、前記第1グランド部と前記第2グランド部との間を迂回するようにして形成される迂回配線部(45、54)を有することを特徴とする請求項1に記載の回転角検出装置。
- 前記第1電源部、前記第2電源部、前記第1グランド部、前記第2グランド部、前記第1信号出力部および前記第2信号出力部は、同一の形状に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転角検出装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転角検出装置と、
前記検出対象を回転駆動させるモータ(6)と、
前記モータに一端が接続され、前記電源に接続されるモータ電源端子(95、96)を他端に有するモータ電源配線(91、92)と、を備え、
前記グランド配線および前記モータ電源配線は、前記グランド端子と前記モータ電源端子とが隣同士となるよう設けられていることを特徴とする回転駆動装置(1)。 - 前記電源配線、前記グランド配線、前記第1信号出力配線、前記第2信号出力配線および前記モータ電源配線は、前記第1信号出力端子および前記電源端子と前記モータ電源端子との間に、前記第2信号出力端子および前記グランド端子の少なくとも1つが位置するよう設けられていることを特徴とする請求項4に記載の回転駆動装置。
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