JP6485408B2 - 磁界検出装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の磁界検出装置は、エンジンへの吸気量を制御する電子制御スロットルが備えるスロットルバルブの回転角を検出する回転角センサとして用いられている。この磁界検出装置は、電子制御スロットルのハウジングカバーと、そのハウジングカバーから延びる2本の支柱と、その2本の支柱の間に挿入された2個のICパッケージとが樹脂体で一体にモールドされることにより構成されている。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、温度変化時に発生する線膨張差に起因する応力を低減し、検出精度を高めることの可能な磁界検出装置を提供することを目的とする。
ICパッケージは、磁界の向きに応じた信号を出力する磁気検出素子(21)と当該磁気検出素子に接続されたリードフレーム(22)とが樹脂材(23)によりモールドされている。ターミナルは、ICパッケージのリードフレームが樹脂材から突出した箇所に接続されている。
樹脂モールド体は、基礎部(41)および頭部(42)を有し、ICパッケージとターミナルの一部とをモールドする。基礎部は、台状に形成され、リードフレームとターミナルとの接続箇所を含む部分をモールドする。頭部は、基礎部からターミナルとは反対側に向かって突出し、ICパッケージの磁気検出素子を含む部分をモールドする。
一方、素子対応面が樹脂モールド体の検出側薄肉部で覆われている構成の場合、樹脂モールド体を形成する金型の内壁と素子対応面とが当接していない状態で、樹脂モールド体が射出成形される。これにより、金型の要求精度を緩和することが可能である。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図6に示す。第1実施形態の磁界検出装置1は、例えば、車両のエンジンへの吸気量を制御する電子制御スロットル2に用いられる。磁界検出装置1は、電子制御スロットル2が備える被検出体としてのスロットルバルブ3の回転角に応じた信号を出力するものである。
図1に示すように、電子制御スロットル2は、スロットルバルブ3、ハウジング4、磁界形成部5、ハウジングカバー6および磁界検出装置1などを備えている。
ハウジング4には、エンジンに空気を導入する吸気通路7が形成されている。その吸気通路7に、略円板状に形成されたスロットルバルブ3が設けられる。スロットルバルブ3はバルブシャフト8に固定されている。そのバルブシャフト8の両端は、ハウジング4に回転可能に軸受けされている。これにより、スロットルバルブ3は、バルブシャフト8の中心を回転軸として回転可能である。
バルブシャフト8の一端にモータ9が取り付けられている。モータ9は、エンジンの電子制御装置(ECU)15の指令により駆動制御される。モータ9の駆動によりスロットルバルブ3の開度が制御され、エンジンに供給される吸気量が調節される。
ハウジングカバー6は、樹脂により皿状に形成されている。ハウジングカバー6には、配線14が固定されている。
磁界検出装置1は、ハウジングカバー6に固定され、その一部がホルダ10の径内側に挿入される。図2から図5に示すように、磁界検出装置1は、ICパッケージ20とターミナル30とが樹脂モールド体40によりモールドされたものである。
ICパッケージ20から出力された信号は、ターミナル30からハウジングカバー6の配線14を経由してECU15に伝送される。ECU15は、車両の各部を制御する。
ICパッケージ20は、磁気検出素子21(図5参照)とリードフレーム22とが樹脂材23によりモールドされたものである。
なお、図6の横軸は回転角を示し、縦軸は、sin/cos波の振幅を1としたときの信号出力を示す。また、図6では、第1磁気検出部の出力信号を実線Mで示し、第2磁気検出部の出力信号を破線Nで示している。
樹脂材23は、4本のリードフレーム22の一部と磁気検出素子21とボンディングワイヤとをモールドしている。樹脂材23は、衝撃、熱または湿気等から磁気検出素子21等を保護している。
ターミナル30は、磁気検出素子21の面方向に対しほぼ垂直に設けられている。上述した4本のリードフレーム22はいずれもターミナル30に溶接などにより電気的および機械的に接続している。なお、図5では、リードフレーム22とターミナル30との溶接箇所を符号31で示している。
樹脂モールド体40は、基礎部41、頭部42、検出側切欠部43およびフレーム側切欠部44を一体に有している。
基礎部41は、台状に形成され、リードフレーム22とターミナル30との接続箇所を含む部分をモールドする。詳しくは、基礎部41は、ICパッケージ20の磁気検出素子21よりターミナル30側の部分の樹脂材23と、リードフレーム22と、ターミナル30の一部とをモールドしている。この基礎部41により、リードフレーム22とターミナル30との溶接箇所31およびリードフレーム22が保護される。
すなわち、樹脂モールド体40は、ICパッケージ20の素子対応面24およびフレーム対応面25をモールドしていない。したがって、ICパッケージ20の素子対応面24およびフレーム対応面25は、いずれも樹脂モールド体40から露出している。
(1)第1実施形態では、樹脂モールド体40が検出側切欠部43およびフレーム側切欠部44を有することにより、ICパッケージ20の素子対応面24およびフレーム対応面25に対し、温度変化時に発生する線膨張差に起因する応力を低現することができる。したがって、磁気検出素子21に形成された第1磁気検出部と第2磁気検出部から出力される信号に誤差が生じることを抑制することができる。その結果、磁界検出装置1の検出精度を高めることができる。
これにより、磁界検出装置1は、温度変化時に発生する線膨張差に起因する応力を低現する構成と、ICパッケージ20とターミナル30との位置変動を抑制する構成とを両立することが可能である。
また、樹脂モールド体40を射出形成する金型の内壁とICパッケージ20のフレーム対応面25とを当接させた状態で、樹脂モールド体40を射出成形することが可能である。これにより、ICパッケージ20の位置決めの精度が向上するので、磁界検出装置1の検出精度を高めることができる。
これにより、第1磁気検出部から出力される信号をsin波信号とし、第2磁気検出部から出力される信号をcos波信号として、アークタンジェント演算を行うことにより、リニアな信号を得ることができる。その結果、磁界検出装置1は、スロットルバルブ3の回転角を正確に検出することが可能である。
本発明の第2実施形態を図7および図8に示す。第2実施形態においても、第1実施形態と同様、樹脂モールド体40は検出側切欠部43を有し、素子対応面24は、樹脂モールド体40から露出している。ただし、第2実施形態では、ICパッケージ20のフレーム対応面25は、厚さT1のフレーム側薄肉部45で覆われている。すなわち、フレーム対応面25は、比較的薄くモールドされている。この厚さT1は、フレーム側薄肉部45による応力が磁気検出素子21の出力に影響を与えない程度の厚さである。
これにより、温度変化時の線膨張差によって樹脂モールド体40のフレーム側薄肉部45からICパッケージ20のフレーム対応面25を介して磁気検出素子21に対して作用する応力が低減されるので、磁気検出素子21の出力の精度を高めることができる。
本発明の第3実施形態を図9および図10に示す。第3実施形態では、ICパッケージ20の素子対応面24は、厚さT3の検出側薄肉部46で覆われている。すなわち、素子対応面24は、比較的薄くモールドされている。この厚さT3は、検出側薄肉部46による応力が磁気検出素子21の出力に影響を与えない程度の厚さである。
これにより、温度変化時の線膨張差によって樹脂モールド体40の検出側薄肉部46からICパッケージ20の素子対応面24を介して磁気検出素子21に作用する応力が低減されるので、磁気検出素子21の出力の精度を高めることができる。
本発明の第4実施形態を図11および図12に示す。第4実施形態では、樹脂モールド体40の頭部42においてICパッケージ20のフレーム対応面25を覆う部分の外壁面は、フレーム側基準面47を延長した面である。そのため、フレーム対応面25は、フレーム側基準面47が定義される頭部42の根元の最大肉厚部と同様に、比較的厚くモールドされている。
これにより、温度変化時の線膨張差によって樹脂モールド体40の検出側薄肉部46からICパッケージ20の素子対応面24を介して磁気検出素子21に作用する応力が低減されるので、磁気検出素子21の出力の精度を高めることができる。
上述した実施形態では、被検出体としてのスロットルバルブ3の回転角を検出する磁界検出装置1について説明した。これに対し、他の実施形態では、磁界検出装置1は、例えばアクセルペダルまたはクランクシャフト等の回転角を検出するものであってもよい。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
20・・・ICパッケージ 21・・・磁気検出素子
22・・・リードフレーム 23・・・樹脂材
24・・・素子対応面 25・・・フレーム対応面
30・・・ターミナル
40・・・樹脂モールド体
41・・・基礎部41 42・・・頭部
45・・・フレーム側薄肉部 46・・・検出側薄肉部
47・・・フレーム側基準面 48・・・検出側基準面
Claims (4)
- 磁界の向きに応じた信号を出力する磁気検出素子(21)と当該磁気検出素子に接続されたリードフレーム(22)とが樹脂材(23)によりモールドされたICパッケージ(20)と、
前記ICパッケージの前記リードフレームが前記樹脂材から突出した箇所に接続されたターミナル(30)と、
台状に形成され、前記リードフレームと前記ターミナルとの接続箇所を含む部分をモールドする基礎部(41)、および、前記基礎部から前記ターミナルとは反対側に向かって突出し、前記ICパッケージの前記磁気検出素子を含む部分をモールドする頭部(42)を有し、前記ICパッケージと前記ターミナルの一部とをモールドする樹脂モールド体(40)と、
を備え、
前記リードフレームに対し前記磁気検出素子側に位置する前記頭部の最大肉厚部の外壁面を検出側基準面(48)とすると、
前記リードフレームに対し前記磁気検出素子側に位置する前記ICパッケージの外壁面である素子対応面(24)は、前記樹脂モールド体のうち、当該素子対応面から前記検出側基準面までの厚さ(T4)より薄い肉厚(T3)を有する検出側薄肉部(46)で覆われている磁界検出装置。 - 前記磁気検出素子に対し前記リードフレーム側に位置する前記ICパッケージの外壁面であるフレーム対応面(25)は、前記樹脂モールド体から露出している請求項1に記載の磁界検出装置。
- 前記磁気検出素子に対し前記リードフレーム側に位置する前記頭部の最大肉厚部の外壁面をフレーム側基準面(47)とすると、
前記磁気検出素子に対し前記リードフレーム側に位置する前記ICパッケージの外壁面であるフレーム対応面(25)は、前記樹脂モールド体のうち、当該フレーム対応面から前記フレーム側基準面までの厚さ(T2)より薄い肉厚(T1)を有するフレーム側薄肉部(45)で覆われている請求項1に記載の磁界検出装置。 - 前記磁気検出素子は、所定の磁界の向きに対し、位相が互いに90°ずれた信号を出力する第1磁気検出部および第2磁気検出部を有するものである請求項1から3のいずれか一項に記載の磁界検出装置。
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