JP7158863B2 - Magnetic sensor device and position detection device - Google Patents

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JP7158863B2 JP2018020668A JP2018020668A JP7158863B2 JP 7158863 B2 JP7158863 B2 JP 7158863B2 JP 2018020668 A JP2018020668 A JP 2018020668A JP 2018020668 A JP2018020668 A JP 2018020668A JP 7158863 B2 JP7158863 B2 JP 7158863B2
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

本発明は、磁気センサ素子およびケースを備えた磁気センサ装置、および、磁気スケールの表面に沿って磁気センサ装置を相対移動させる位置検出装置に関する。 The present invention relates to a magnetic sensor device including a magnetic sensor element and a case, and a position detection device that relatively moves the magnetic sensor device along the surface of a magnetic scale.

磁気式リニアエンコーダ(位置検出装置)は、N極とS極が交互に直線状に並ぶトラックが形成された磁気スケールに沿って、磁気センサ装置を相対移動させるようになっている。特許文献1には、この種の磁気式リニアエンコーダが開示されている。特許文献1の磁気式リニアエンコーダは、非磁性材料からなる直方体状のケース(ホルダ)に磁気センサを搭載した磁気センサ装置を備える。ホルダは、磁気スケールと対向する対向面を備えており、対向面に形成された開口部に磁気センサが配置される。磁気センサは、センサ基板と、センサ基板の表面に形成された磁気抵抗素子(磁気センサ素子)を備える。 A magnetic linear encoder (position detection device) relatively moves a magnetic sensor device along a magnetic scale on which tracks in which N poles and S poles are alternately arranged linearly are formed. Patent Document 1 discloses this type of magnetic linear encoder. A magnetic linear encoder disclosed in Patent Document 1 includes a magnetic sensor device in which a magnetic sensor is mounted in a rectangular parallelepiped case (holder) made of a non-magnetic material. The holder has an opposing surface facing the magnetic scale, and the magnetic sensor is arranged in an opening formed in the opposing surface. A magnetic sensor includes a sensor substrate and a magnetoresistive element (magnetic sensor element) formed on the surface of the sensor substrate.

特許文献2には、磁気式リニアエンコーダに用いられる磁気センサ装置が開示されている。特許文献2の磁気センサ装置では、直方体状のケース(筐体)の底部に磁気センサが配置され、筐体の内部には、ケーブルを接続するためのコネクタやLED等を実装した基板が配置される。 Patent Document 2 discloses a magnetic sensor device used in a magnetic linear encoder. In the magnetic sensor device of Patent Document 2, a magnetic sensor is arranged at the bottom of a rectangular parallelepiped case (housing), and a board on which a connector for connecting a cable, an LED, and the like are mounted is arranged inside the case. be.

特開2017-102089号公報JP 2017-102089 A 特開2014-102163号公報JP 2014-102163 A

特許文献1の磁気式リニアエンコーダは、磁気スケールに複数のトラックが設けられており、磁気センサ装置では、基板上に各トラックに対向する磁気抵抗素子が設けられ、各トラックに対応する検出信号を出力する。磁気抵抗素子の検出信号は、回路基板に搭載された信号処理回路へ入力される。信号処理回路は、磁気抵抗素子の検出信号を増幅するアナログ回路、A/Dコンバータ、MPUなどのマイクロプロセッサを備える。 In the magnetic linear encoder of Patent Document 1, a magnetic scale is provided with a plurality of tracks, and in the magnetic sensor device, a magnetoresistive element is provided on a substrate so as to face each track, and a detection signal corresponding to each track is generated. Output. A detection signal from the magnetoresistive element is input to a signal processing circuit mounted on the circuit board. The signal processing circuit includes an analog circuit for amplifying the detection signal of the magnetoresistive element, an A/D converter, and a microprocessor such as an MPU.

磁気センサ装置において、磁気センサが保持されるケースの内部に信号処理回路を搭載した回路基板を配置する場合、磁気センサが回路基板上の電子部品の帯磁の影響を受けるおそれがある。特許文献2では、磁気抵抗素子に対する外部からの電気的ノイズの影響を低減させるために、センサ面を金属製のシールド部材で覆っている。しかしながら、磁気センサ装置の内部に収容される回路基板からの磁気的影響を低減させるためのシールドは設けられていない。 In the magnetic sensor device, when a circuit board on which a signal processing circuit is mounted is placed inside a case that holds the magnetic sensor, the magnetic sensor may be affected by magnetization of electronic components on the circuit board. In Patent Document 2, the sensor surface is covered with a metallic shield member in order to reduce the influence of external electrical noise on the magnetoresistive element. However, no shield is provided to reduce the magnetic influence from the circuit board housed inside the magnetic sensor device.

本発明の課題は、このような点に鑑みて、電子部品を搭載した回路基板を備えた磁気センサ装置において、磁気センサ素子に対する回路基板からの磁気的影響を低減させることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, an object of the present invention is to reduce the magnetic influence of the circuit board on the magnetic sensor element in a magnetic sensor device having a circuit board on which electronic components are mounted.

上記の課題を解決するために、本発明は、磁気スケールに対して相対移動する磁気センサ装置であって、磁気センサ素子と、電子部品が搭載された回路基板と、前記磁気センサ素子および前記回路基板を保持するケースと、前記磁気センサ素子と前記回路基板の間に配置されるシールド部材と、を備え、前記回路基板の側から見た場合に、前記シールド部材の外形の内側に前記磁気センサ素子が位置しており、前記シールド部材の外周縁の少なくとも1辺が前記磁気センサ素子の側へ屈曲しており、前記磁気センサ素子はセンサ基板に設けられ、前記シールド部材は、前記センサ基板に接続される配線部材を通す貫通部を備え、前記ケースは、前記磁気スケールの側を向く対向面を構成する底板部を備え、前記底板部は、開口部と、前記開口部の外周側において前記磁気スケールとは反対側へ突出する位置決め用凸部を備え、前記センサ基板は、前記対向面の側から前記底板部に固定され、前記シールド部材は、前記底板部に対して前記センサ基板とは反対側に配置され、前記貫通部に前記位置決め用凸部を挿入することによって、前記開口部と前記貫通部とが重なる位置に位置決めされることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a magnetic sensor device that moves relative to a magnetic scale, comprising a magnetic sensor element, a circuit board on which electronic components are mounted, the magnetic sensor element and the circuit. a case for holding a substrate; and a shield member arranged between the magnetic sensor element and the circuit board. At least one side of an outer peripheral edge of the shield member is bent toward the magnetic sensor element , the magnetic sensor element is provided on a sensor substrate, and the shield member is attached to the sensor substrate. The case includes a through portion through which a wiring member to be connected passes through, the case includes a bottom plate portion forming a facing surface facing the magnetic scale, the bottom plate portion includes an opening, and the magnetic scale on the outer peripheral side of the opening. The sensor substrate is fixed to the bottom plate portion from the facing surface side, and the shield member is configured to be separated from the sensor substrate with respect to the bottom plate portion. It is arranged on the opposite side, and is positioned at a position where the opening and the through portion overlap by inserting the positioning convex portion into the through portion .

本発明によれば、磁気センサ素子と、電子部品が搭載された回路基板とを同じケースによって保持するにあたって、磁気センサ素子と基板との間にシールド部材を配置している。このようにすると、回路基板に搭載された電子部品からの磁気的影響をシールド部材によって低減させることができる。従って、磁気センサ素子による位置検出の精度が低下することを抑制できる。 According to the present invention, the shield member is arranged between the magnetic sensor element and the substrate when the same case holds the magnetic sensor element and the circuit board on which the electronic components are mounted. By doing so, the shield member can reduce the magnetic influence from the electronic components mounted on the circuit board. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the accuracy of position detection by the magnetic sensor element.

また、本発明によれば、前記回路基板の側から見た場合に、前記シールド部材の外形の内側に前記磁気センサ素子が位置する。従って、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。 Also, according to the present invention, the magnetic sensor element is positioned inside the outline of the shield member when viewed from the circuit board side . Therefore , the magnetic influence from the side on which the circuit board is arranged can be reduced.

さらに、本発明によれば、前記シールド部材の外周縁の少なくとも1辺が前記磁気センサ素子の側へ屈曲している。従って、磁気センサ素子の外周側からの磁気的影響を低減させることができる。 Furthermore, according to the present invention, at least one side of the outer peripheral edge of the shield member is bent toward the magnetic sensor element . Therefore , the magnetic influence from the outer peripheral side of the magnetic sensor element can be reduced.

本発明によれば、前記磁気センサ素子はセンサ基板に設けられ、前記シールド部材は、前記センサ基板に接続される配線部材を通す貫通部を備える。従って、配線部材を容易に引き回すことができ、配線スペースを少なくことができる。例えば、前記配線部材がフレキシブルプリント基板である場合は、前記貫通部として、直線状に延びたスリットを形成することが好ましい。このようにすると、フレキシブルプリント基板を容易に磁気センサ素子の側へ引き回すことができる。更に、切欠きでなく貫通部を形成したことにより、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。 According to the present invention, the magnetic sensor element is provided on a sensor substrate, and the shield member has a through portion through which a wiring member connected to the sensor substrate is passed . Therefore , the wiring member can be easily routed, and the wiring space can be reduced. For example, when the wiring member is a flexible printed circuit board, it is preferable to form a linearly extending slit as the through portion. By doing so, the flexible printed circuit board can be easily routed to the side of the magnetic sensor element. Furthermore, by forming the through portion instead of the notch, it is possible to reduce the magnetic influence from the side on which the circuit board is arranged.

本発明によれば、前記ケースは、前記磁気スケールの側を向く対向面を構成する底板部を備え、前記底板部は、開口部と、前記開口部の外周側において前記磁気スケールとは反対側へ突出する位置決め用凸部を備え、前記センサ基板は、前記対向面の側から前記底板部に固定され、前記シールド部材は、前記底板部に対して前記センサ基板とは反対側に配置され、前記貫通部に前記位置決め用凸部を挿入することによって、前記開口部と前記貫通部とが重なる位置に位置決めされる。従って、貫通部および開口部が重なった箇所に配線部材を通すことができる。また、シールド部材の位置決めを容易に行うことができるので、シールド部材の取り付け作業を容易に行うことができる。 According to the present invention, the case includes a bottom plate portion forming a facing surface facing the magnetic scale, and the bottom plate portion includes an opening and a side opposite to the magnetic scale on the outer peripheral side of the opening. The sensor substrate is fixed to the bottom plate portion from the facing surface side, and the shield member is disposed on the opposite side of the bottom plate portion from the sensor substrate, By inserting the positioning convex portion into the through portion, the opening portion and the through portion are positioned to overlap each other . Therefore , the wiring member can be passed through the portion where the through portion and the opening overlap. Moreover, since the positioning of the shield member can be easily performed, the mounting work of the shield member can be easily performed.

本発明において、前記ケースは、開口部と、前記開口部の縁における対向する2箇所から前記開口部の内側へ突出する2箇所のセンサ支持部を備え、前記センサ基板は、前記2箇所のセンサ支持部に固定されることが好ましい。このようにすると、ケースを介してセンサ基板に応力が加わることを抑制できる。従って、センサ基板に加わる応力によって磁気センサ素子による位置検出の精度が低下することを抑制できる。 In the present invention, the case includes an opening and two sensor support portions protruding inward of the opening from two opposing locations on the edge of the opening, and the sensor substrate includes the sensor support portions at the two locations. It is preferably fixed to the support. By doing so, it is possible to suppress stress from being applied to the sensor substrate via the case. Therefore, it is possible to suppress deterioration in accuracy of position detection by the magnetic sensor element due to stress applied to the sensor substrate.

本発明において、前記シールド部材は、接着剤によって前記ケースに固定されることが好ましい。このようにすると、ねじなどの固定部材を使用する必要がないので、部品点数を削減することができる。また、シールド部材およびケースに固定孔等の固定構造を設ける必要がないので、シールド部材およびケースの形状を単純化することができる。 In the present invention, the shield member is preferably fixed to the case with an adhesive. By doing so, it is possible to reduce the number of parts since there is no need to use fixing members such as screws. Moreover, since it is not necessary to provide a fixing structure such as a fixing hole in the shield member and the case, the shapes of the shield member and the case can be simplified.

本発明において、一端が前記シールド部材に電気的に接続され、他端が前記ケースに電気的に接続される導電部材を備えることが好ましい。このようにすると、ケースを介してシールド部材を接地電位に確実に接続できるため、シールド部材に外部からの電気的ノイズがのるおそれが少ない。 In the present invention, it is preferable to provide a conductive member having one end electrically connected to the shield member and the other end electrically connected to the case. With this configuration, the shield member can be reliably connected to the ground potential through the case, so that the shield member is less susceptible to external electrical noise.

本発明において、前記電子部品は、前記磁気センサ素子の検出信号が入力される信号処
理回路を構成する。このようにすると、磁気センサ部と信号処理部とを一体化させた磁気センサ装置を構成することができる。
In the present invention, the electronic component constitutes a signal processing circuit to which the detection signal of the magnetic sensor element is input. By doing so, it is possible to construct a magnetic sensor device in which the magnetic sensor section and the signal processing section are integrated.

次に、本発明の位置検出装置は、N極とS極が交互に直線状に並ぶトラックを備える前記磁気スケールと、前記磁気スケールに対して前記トラックの延在方向に相対移動可能に設けられた上記の磁気センサ装置と、を有することを特徴とする。 Next, in the position detecting device of the present invention, there is provided the magnetic scale having a track in which N poles and S poles are alternately arranged in a straight line, and the magnetic scale provided so as to be relatively movable in the extending direction of the track with respect to the magnetic scale. and the above magnetic sensor device.

本発明によれば、磁気センサ素子と、電子部品が搭載された回路基板とを同じケースによって保持するにあたって、磁気センサ素子と基板との間にシールド部材を配置している。このようにすると、回路基板に搭載された電子部品からの磁気的影響をシールド部材によって低減させることができる。従って、磁気センサ素子による位置検出の精度が低下することを抑制できる。また、回路基板の側から見た場合に、シールド部材の外形の内側に磁気センサ素子が位置するので、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。さらに、シールド部材の外周縁の少なくとも1辺が磁気センサ素子の側へ屈曲しているので、磁気センサ素子の外周側からの磁気的影響を低減させることができる。また、配線部材を容易に引き回すことができ、配線スペースを少なくことができるとともに、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。さらに、シールド部材の位置決めを容易に行うことができるので、シールド部材の取り付け作業を容易に行うことができる。 According to the present invention, the shield member is arranged between the magnetic sensor element and the substrate when the same case holds the magnetic sensor element and the circuit board on which the electronic components are mounted. By doing so, the shield member can reduce the magnetic influence from the electronic components mounted on the circuit board. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the accuracy of position detection by the magnetic sensor element. In addition, when viewed from the circuit board side, the magnetic sensor element is positioned inside the outline of the shield member, so that the magnetic influence from the side on which the circuit board is arranged can be reduced. Furthermore, since at least one side of the outer peripheral edge of the shield member is bent toward the magnetic sensor element, magnetic influence from the outer peripheral side of the magnetic sensor element can be reduced. In addition, the wiring member can be easily routed, the wiring space can be reduced, and the magnetic influence from the side on which the circuit board is arranged can be reduced. Furthermore, since the shield member can be easily positioned, the shield member can be easily attached.

本発明を適用した位置検出装置の斜視図である。1 is a perspective view of a position detection device to which the present invention is applied; FIG. 磁気センサ装置を磁気スケールと対向する対向面の側から見た分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the magnetic sensor device viewed from the side of the facing surface facing the magnetic scale; 磁気センサ装置の断面図(図1のA-A位置の断面図)である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the magnetic sensor device (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1); 磁気センサ装置の断面図(図1のB-B位置の断面図)である。2 is a cross-sectional view of the magnetic sensor device (a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1); FIG. 磁気センサ装置の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a magnetic sensor device; FIG. 磁気センサ装置の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a magnetic sensor device; FIG. 磁気センサ装置の組立方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the assembly method of a magnetic sensor apparatus.

以下に、図面を参照して、本発明を適用した磁気センサ装置および位置検出装置の実施形態を説明する。 Embodiments of a magnetic sensor device and a position detection device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

(位置検出装置)
図1は、本発明を適用した位置検出装置の実施形態である磁気式エンコーダ装置1の斜視図である。磁気式エンコーダ装置(位置検出装置)1は、磁気スケール2と、磁気スケール2を読み取る磁気センサ装置3を備える。磁気スケール2は、磁気スケール2と磁気センサ装置3の相対移動方向である第1方向Xに延びる磁気トラック4を備える。磁気トラック4には、N極とS極が所定ピッチで交互に直線状に並んでいる。磁気式エンコーダ装置1は、磁気スケール2および磁気センサ装置3の一方が固定体側に配置され、他方が移動体側に配置される。
(Position detector)
FIG. 1 is a perspective view of a magnetic encoder device 1 as an embodiment of a position detection device to which the present invention is applied. A magnetic encoder device (position detection device) 1 includes a magnetic scale 2 and a magnetic sensor device 3 that reads the magnetic scale 2 . The magnetic scale 2 has a magnetic track 4 extending in a first direction X, which is the direction of relative movement between the magnetic scale 2 and the magnetic sensor device 3 . On the magnetic track 4, N poles and S poles are alternately arranged linearly at a predetermined pitch. In the magnetic encoder device 1, one of the magnetic scale 2 and the magnetic sensor device 3 is arranged on the fixed body side, and the other is arranged on the moving body side.

磁気センサ装置3は、磁気スケール2に対して相対移動する際に、磁気スケール2の表面に形成された磁界の変化を検出して、磁気スケール2または磁気センサ装置3の絶対位置を出力する。以下の説明では、第1方向Xと直交する方向を第2方向Yとし、第1方向Xおよび第2方向Yと直交する方向を第3方向Zとする。また、第1方向Xの一方側と他方側をそれぞれX1方向、X2方向とし、第2方向Yの一方側と他方側をそれぞれY1方向、Y2方向とし、第3方向Zの一方側と他方側をそれぞれZ1方向、Z2方向とする。第3方向Zは、磁気スケール2と磁気センサ装置3が対向する方向である。Z1方向は磁気センサ装置3が配置される側であり、Z2方向は磁気スケール2が配置される側である。 The magnetic sensor device 3 detects changes in the magnetic field formed on the surface of the magnetic scale 2 when moving relative to the magnetic scale 2 and outputs the absolute position of the magnetic scale 2 or the magnetic sensor device 3 . In the following description, a direction orthogonal to the first direction X is defined as a second direction Y, and a direction orthogonal to the first direction X and the second direction Y is defined as a third direction Z. Further, one side and the other side of the first direction X are defined as the X1 direction and the X2 direction, respectively, one side and the other side of the second direction Y are defined as the Y1 direction and the Y2 direction, respectively, and one side and the other side of the third direction Z are defined. are the Z1 direction and the Z2 direction, respectively. A third direction Z is a direction in which the magnetic scale 2 and the magnetic sensor device 3 face each other. The Z1 direction is the side on which the magnetic sensor device 3 is arranged, and the Z2 direction is the side on which the magnetic scale 2 is arranged.

(磁気センサ装置)
磁気センサ装置3は、非磁性材料からなる第1ケース6および第2ケース7と、第1ケース6から延びたケーブル8を備える。第1ケース6および第2ケース7は、磁気センサ
装置3のケースを構成する。本形態では、第1ケース6は第1方向Xを長手方向とする略直方体状であり、第2ケース7は板状である。第2ケース7は、第1ケース6の内部に形成される凹部空間をZ1方向から塞ぐように取り付けられる。図1に示すように、ケーブル8は、第1ケース6のX1方向の側面に取り付けられたケーブル保持部材80によって保持されて、第1ケース6からX1方向に引き出されている。
(Magnetic sensor device)
The magnetic sensor device 3 includes a first case 6 and a second case 7 made of non-magnetic material, and a cable 8 extending from the first case 6 . The first case 6 and the second case 7 constitute the case of the magnetic sensor device 3 . In this embodiment, the first case 6 has a substantially rectangular parallelepiped shape with the first direction X as its longitudinal direction, and the second case 7 has a plate shape. The second case 7 is attached so as to close the concave space formed inside the first case 6 from the Z1 direction. As shown in FIG. 1, the cable 8 is held by a cable holding member 80 attached to the side surface of the first case 6 in the X1 direction and pulled out from the first case 6 in the X1 direction.

図2は磁気センサ装置3を磁気スケール2と対向する対向面9の側(Z2方向)から見た分解斜視図であり、磁気センサ10およびアルミシート13を第1ケース6から分離した状態を示す。第1ケース6は、磁気スケール2と第3方向Zで対向する対向面9を備える。磁気センサ10は対向面9に取り付けられ、シールド部材であるアルミシート13によって覆われている。磁気センサ10は、シリコン基板やセラミックグレース基板などのセンサ基板11と、センサ基板11のZ1方向の表面に形成された磁気抵抗素子12を備える。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the magnetic sensor device 3 as seen from the side of the facing surface 9 facing the magnetic scale 2 (Z2 direction), showing a state in which the magnetic sensor 10 and the aluminum sheet 13 are separated from the first case 6. . The first case 6 has a facing surface 9 that faces the magnetic scale 2 in the third direction Z. As shown in FIG. A magnetic sensor 10 is attached to the facing surface 9 and covered with an aluminum sheet 13 as a shield member. The magnetic sensor 10 includes a sensor substrate 11 such as a silicon substrate or a ceramic gray substrate, and a magnetoresistive element 12 formed on the surface of the sensor substrate 11 in the Z1 direction.

図2に示すように、第1ケース6の対向面9には開口部90が形成されている。開口部90は、第1方向Xで対向する開口縁である縁部90X1、90X2と、第2方向Yで対向する開口縁である縁部90Y1、90Y2を備えており、第1方向Xで対向する縁部90X1、90X2には、開口部90の内側に向かって突出するセンサ支持部91、92が形成されている。また、第1ケース6の対向面9には、開口部90の外周側に、開口部90より一回り大きい矩形枠状の突出部93が形成されている。対向面9において、突出部93と開口部90との間の領域は、突出部93の上端面(先端面)よりZ1方向に一段凹んだ段面94となっている。また、開口部90の内側に突出するセンサ支持部91、92のZ2方向の面は、開口部90の外周側の段面94よりも更に一段Z1方向に凹んだ位置に設けられている。 As shown in FIG. 2 , an opening 90 is formed in the facing surface 9 of the first case 6 . The opening 90 includes edge portions 90X1 and 90X2 that are opening edges facing each other in the first direction X, and edge portions 90Y1 and 90Y2 that are opening edges facing each other in the second direction Y. Sensor support portions 91 and 92 projecting toward the inside of the opening 90 are formed on the edge portions 90X1 and 90X2. A rectangular frame-shaped protruding portion 93 that is one size larger than the opening 90 is formed on the facing surface 9 of the first case 6 on the outer peripheral side of the opening 90 . A region between the projecting portion 93 and the opening 90 on the facing surface 9 is a stepped surface 94 that is recessed one step in the Z1 direction from the upper end surface (tip surface) of the projecting portion 93 . The Z2-direction surfaces of the sensor support portions 91 and 92 projecting inwardly of the opening 90 are provided at positions recessed further in the Z1 direction than the step surface 94 on the outer peripheral side of the opening 90 .

磁気センサ10は、磁気抵抗素子12が形成された面をZ1方向に向けて開口部90の内側に配置され、センサ支持部91、92にZ2方向から固定される。センサ支持部91、92に対する磁気センサ10の固定は接着剤により行われる。また、センサ基板11は、開口部90のY2方向の縁部90Y2からY1方向に突出する位置決め部95の先端面に当接することによって、第2方向Yに位置決めされて固定される。アルミシート13は、突出部93の内周側に配置され、磁気センサ10および段面94を覆うように取り付けられている。第1ケース6の対向面9において、Z2方向に最も突出した部位は、突出部93の先端面である。磁気センサ装置3を磁気スケール2に組み付けると、磁気抵抗素子12と磁気スケール2は所定の隙間を介して対向する。 The magnetic sensor 10 is arranged inside the opening 90 with the surface on which the magnetoresistive element 12 is formed directed in the Z1 direction, and is fixed to the sensor support portions 91 and 92 from the Z2 direction. The magnetic sensor 10 is fixed to the sensor supports 91 and 92 with an adhesive. Further, the sensor substrate 11 is positioned and fixed in the second direction Y by abutting the tip surface of the positioning portion 95 projecting in the Y1 direction from the Y2-direction edge portion 90Y2 of the opening 90 . The aluminum sheet 13 is arranged on the inner peripheral side of the projecting portion 93 and attached so as to cover the magnetic sensor 10 and the step surface 94 . On the facing surface 9 of the first case 6 , the portion that protrudes most in the Z2 direction is the tip surface of the projecting portion 93 . When the magnetic sensor device 3 is assembled to the magnetic scale 2, the magnetoresistive element 12 and the magnetic scale 2 face each other with a predetermined gap therebetween.

図3、図4は磁気センサ装置3の断面図である。図3は図1のA-A位置の断面図であり、図4は図1のB-B位置の断面図である。また、図5、図6は磁気センサ装置3の分解斜視図である。図5はZ1方向から見た分解斜視図であり、図6はZ2方向から見た分解斜視図である。第1ケース6は、Z2方向を向く対向面9を備えた矩形の底板部61と、底板部61の外周縁からZ1方向へ立ち上がる壁部62を備えており、開口部90は、底板部61に形成されている。壁部62には、X1方向の側面に切欠きが形成され、ケーブル保持部材80が取り付けられている。第2ケース7は、壁部62のZ2方向の端部に固定される。図1に示すように、第2ケース7は、対角位置となる2箇所が、壁部62のX1方向とY1方向の間の角部、および、X2方向とY2方向の間の角部に設けられた固定穴621(図5参照)にねじ止めされる。 3 and 4 are sectional views of the magnetic sensor device 3. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 5 and 6 are exploded perspective views of the magnetic sensor device 3. FIG. 5 is an exploded perspective view seen from the Z1 direction, and FIG. 6 is an exploded perspective view seen from the Z2 direction. The first case 6 includes a rectangular bottom plate portion 61 having a facing surface 9 facing the Z2 direction, and a wall portion 62 rising from the outer peripheral edge of the bottom plate portion 61 in the Z1 direction. is formed in A notch is formed in the wall portion 62 in the X1 direction, and a cable holding member 80 is attached thereto. The second case 7 is fixed to the end of the wall portion 62 in the Z2 direction. As shown in FIG. 1, the second case 7 has two diagonal positions, one at the corner between the X1 direction and the Y1 direction of the wall portion 62 and the other at the corner between the X2 direction and the Y2 direction. It is screwed into a provided fixing hole 621 (see FIG. 5).

磁気センサ装置3では、第1ケース6と第2ケース7の間にシールド部材20、第1回路基板31、および第2回路基板32がこの順で第3方向Zに重なった状態で収容される。シールド部材20は第1ケース6の底板部61に対してZ1方向から固定される。図3、図4に示すように、第1回路基板31はシールド部材20に対してZ1方向から重なる
ように配置され、第2回路基板32は第1回路基板31に対してZ1方向から重なるように配置される。また、第1回路基板31とシールド部材20の間に第1フレキシブルプリント基板40が配置され、第1回路基板31と第2回路基板32の間には第2フレキシブルプリント基板50が配置される。
In the magnetic sensor device 3, the shield member 20, the first circuit board 31, and the second circuit board 32 are accommodated in this order between the first case 6 and the second case 7 while overlapping each other in the third direction Z. . The shield member 20 is fixed to the bottom plate portion 61 of the first case 6 from the Z1 direction. As shown in FIGS. 3 and 4, the first circuit board 31 is arranged to overlap the shield member 20 from the Z1 direction, and the second circuit board 32 is arranged to overlap the first circuit board 31 from the Z1 direction. placed in A first flexible printed board 40 is arranged between the first circuit board 31 and the shield member 20 , and a second flexible printed board 50 is arranged between the first circuit board 31 and the second circuit board 32 .

図4、図5に示すように、第1ケース6には、X1方向の側面の内側に第1段部63が形成され、X2方向の側面の内側に第1段部64が形成されている。第1段部63、64は、底板部61よりZ1方向に一段高くなっている。また、第1ケース6には、第1段部63、64のY1方向側に第2段部65、66が形成されている(図5、図7参照)。第2段部65、66は、第1段部63、64よりZ1方向に一段高くなっている。図5、図6に示すように、第1回路基板31には、X1方向の縁部の略中央からX1方向に突出する固定部311、および、X2方向の縁部の略中央からX2方向に突出する固定部312が形成されている。また、第2回路基板32には、X1方向の縁部から突出する固定部321、および、X2方向の縁部から突出する固定部322が形成されている。第1回路基板31は、固定部311、312を第1段部63、64にZ1方向から当接させてねじ止めすることによって第1ケース6に固定される。また、第2回路基板32は、固定部321、322を第2段部65、66にZ1方向から当接させてねじ止めすることによって第1ケース6に固定される。第1回路基板31と第2回路基板32は、第1段部63、64および第2段部65、66によって第3方向Zに位置決めされる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the first case 6 has a first stepped portion 63 formed inside the side surface in the X1 direction, and a first stepped portion 64 formed inside the side surface in the X2 direction. . The first step portions 63 and 64 are one step higher than the bottom plate portion 61 in the Z1 direction. Second step portions 65 and 66 are formed in the first case 6 on the Y1 direction side of the first step portions 63 and 64 (see FIGS. 5 and 7). The second stepped portions 65 and 66 are one step higher than the first stepped portions 63 and 64 in the Z1 direction. As shown in FIGS. 5 and 6, the first circuit board 31 has a fixed portion 311 projecting in the X1 direction from approximately the center of the edge in the X1 direction, and a fixed portion 311 extending in the X2 direction from approximately the center of the edge in the X2 direction. A projecting fixed portion 312 is formed. The second circuit board 32 is formed with a fixing portion 321 protruding from the edge in the X1 direction and a fixing portion 322 protruding from the edge in the X2 direction. The first circuit board 31 is fixed to the first case 6 by bringing the fixing portions 311 and 312 into contact with the first step portions 63 and 64 from the Z1 direction and screwing them. The second circuit board 32 is fixed to the first case 6 by bringing the fixing portions 321 and 322 into contact with the second step portions 65 and 66 from the Z1 direction and screwing them. The first circuit board 31 and the second circuit board 32 are positioned in the third direction Z by the first stepped portions 63 , 64 and the second stepped portions 65 , 66 .

第1フレキシブルプリント基板40は、第1回路基板31と磁気センサ10とを接続する配線部材である。図3に示すように、第1フレキシブルプリント基板40は、第1回路基板31とシールド部材20の間で第2方向Yに延在する第1部分41と、第1部分41のY1方向の端部からY2方向へ折り返されて第1部分41のZ2方向側に重なる第2部分42と、第2部分42からZ2方向側に折り曲げられてシールド部材20に形成された貫通部21を通って第1ケース6の底板部61に形成された開口部90へ引き出される第3部分43を備える。図5、図6に示すように、第1部分41には、第1回路基板31と接続される幅広の端子部44が形成されている。また、第3部分43のZ2方向の端部は、開口部90のY1方向の縁部90Y1とセンサ支持部91、92との隙間を通って磁気センサ10のセンサ基板11に固定される端子部45が形成されている。 The first flexible printed board 40 is a wiring member that connects the first circuit board 31 and the magnetic sensor 10 . As shown in FIG. 3, the first flexible printed board 40 includes a first portion 41 extending in the second direction Y between the first circuit board 31 and the shield member 20, and an end of the first portion 41 in the Y1 direction. The second portion 42 is folded back in the Y2 direction from the first portion 41 and overlaps the Z2 direction side of the first portion 41 , and the second portion 42 is folded in the Z2 direction side and passed through the through portion 21 formed in the shield member 20 to pass through the second portion 42 . A third portion 43 is provided that is pulled out to an opening 90 formed in the bottom plate portion 61 of the case 6 . As shown in FIGS. 5 and 6 , the first portion 41 is formed with a wide terminal portion 44 connected to the first circuit board 31 . The end of the third portion 43 in the Z2 direction is a terminal portion fixed to the sensor substrate 11 of the magnetic sensor 10 through the gap between the edge portion 90Y1 in the Y1 direction of the opening 90 and the sensor support portions 91 and 92. 45 are formed.

第2フレキシブルプリント基板50は、第1回路基板31と第2回路基板32を接続する配線部材である。図3に示すように、第2フレキシブルプリント基板50は、第2方向Yに延在する第1部分51と、第1部分51のY2方向の端部からY1方向へ折り返されて第1部分51のZ1方向側に重なる第2部分52を備える。第1部分51のY1方向の端部は第1回路基板31に接続され、第2部分52のY1方向の端部は第2回路基板32に接続される。 The second flexible printed board 50 is a wiring member that connects the first circuit board 31 and the second circuit board 32 . As shown in FIG. 3 , the second flexible printed circuit board 50 includes a first portion 51 extending in the second direction Y and a first portion 51 that is folded back in the Y1 direction from the end of the first portion 51 in the Y2 direction. A second portion 52 is provided that overlaps the Z1 direction side of the . The Y1-direction end of the first portion 51 is connected to the first circuit board 31 , and the Y1-direction end of the second portion 52 is connected to the second circuit board 32 .

第1回路基板31には、磁気センサ10の磁気抵抗素子12から出力されるアナログ信号が入力される信号処理回路が設けられており、アナログ信号を増幅する回路を構成するオペアンプや抵抗などの回路素子が搭載されている。第2回路基板32には、第1回路基板31から出力される信号を処理する信号処理回路、上位装置との通信を行うための通信回路、電源回路などが搭載されている。本形態では、磁気スケール2にアブソリュートパターンを形成したアブソリュートトラックとインクリメンタルパターンを形成したインクリメンタルトラックが設けられており、磁気センサ10は、磁気抵抗素子12として、アブソリュートパターンを読み取って信号を出力する磁気抵抗素子、および、インクリメンタルパターンを読み取って信号を出力する磁気抵抗素子を備えている。従って、第1回路基板31には、これら複数の磁気抵抗素子のアナログ信号を増幅するため、多くの回路素子が搭載されている。第2回路基板32の信号処理回路では、アブソリュートパターンを読み取った信号、および、インクリメンタルパターンを読み取った信号からアブソリュー
ト値およびインクリメンタル値を求め、磁気スケール2または磁気センサ装置3の絶対位置を求める処理が行われる。
The first circuit board 31 is provided with a signal processing circuit to which an analog signal output from the magnetoresistive element 12 of the magnetic sensor 10 is input, and a circuit such as an operational amplifier and a resistor that constitutes a circuit for amplifying the analog signal. device is installed. The second circuit board 32 includes a signal processing circuit for processing signals output from the first circuit board 31, a communication circuit for communicating with a host device, a power supply circuit, and the like. In this embodiment, the magnetic scale 2 is provided with an absolute track on which an absolute pattern is formed and an incremental track on which an incremental pattern is formed. It has a resistive element and a magnetoresistive element that reads an incremental pattern and outputs a signal. Therefore, many circuit elements are mounted on the first circuit board 31 in order to amplify the analog signals of these magnetoresistive elements. In the signal processing circuit of the second circuit board 32, the absolute value and the incremental value are obtained from the signal obtained by reading the absolute pattern and the signal obtained by reading the incremental pattern, and the absolute position of the magnetic scale 2 or the magnetic sensor device 3 is obtained. done.

(シールド部材)
本形態では、第1ケース6の底部にシールド部材20が配置され、第1回路基板31および第2回路基板32は、シールド部材20のZ1方向に配置される。これにより、シールド部材20は、第1ケース6の対向面9に取り付けられた磁気センサ10と、第1回路基板31との間に配置されるので、磁気センサ10は、シールド部材20によって第1回路基板31および第2回路基板32から遮蔽される。シールド部材20は金属板であり、本形態では、パーマロイが用いられている。図5、図6に示すように、シールド部材20は、第1方向Xに長い長方形の板状部22と、板状部22の外周縁に形成された枠状の縁部23を備えている。縁部23は、板状部22の4辺を磁気センサ10の側(Z2方向)へ屈曲させた形状となっている。
(Shield member)
In this embodiment, the shield member 20 is arranged at the bottom of the first case 6 , and the first circuit board 31 and the second circuit board 32 are arranged in the Z1 direction of the shield member 20 . As a result, the shield member 20 is arranged between the magnetic sensor 10 attached to the facing surface 9 of the first case 6 and the first circuit board 31 , so that the magnetic sensor 10 is protected by the shield member 20 from the first magnetic field. It is shielded from the circuit board 31 and the second circuit board 32 . The shield member 20 is a metal plate, and permalloy is used in this embodiment. As shown in FIGS. 5 and 6, the shield member 20 includes a rectangular plate-like portion 22 elongated in the first direction X and a frame-like edge portion 23 formed on the outer peripheral edge of the plate-like portion 22. . The edge portion 23 has a shape in which four sides of the plate-like portion 22 are bent toward the magnetic sensor 10 (Z2 direction).

図4に示すように、シールド部材20は、板状部22の第1方向Xの幅が磁気センサ10の第1方向Xの幅より大きく、縁部23は、板状部22の第1方向Xの両側の端部から磁気センサ10の第1方向Xの両側に向かって延びている。また、図3に示すように、シールド部材20は、板状部22の第2方向Yの幅が磁気センサ10の第2方向Yの幅より大きく、縁部23は、板状部22の第2方向Yの両側の端部から磁気センサ10の第2方向Yの両側に向かって延びている。つまり、シールド部材20は、第3方向Zから見た外形が磁気センサ10の外形より大きく、Z1方向から見てシールド部材20の外形の内側に磁気センサ10が配置されている。板状部22には、上述した第1フレキシブルプリント基板40の第3部分43と通すための貫通部21が形成されている。貫通部21は第1方向Xに延在するスリット状に形成されており、板状部22のY1方向寄りの位置で第1方向Xに延在する。 As shown in FIG. 4, in the shield member 20, the width of the plate-like portion 22 in the first direction X is larger than the width of the magnetic sensor 10 in the first direction X, and the edge portion 23 is It extends from both ends of X toward both sides of the magnetic sensor 10 in the first direction X. As shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3, the shield member 20 has a plate-like portion 22 whose width in the second direction Y is larger than the width of the magnetic sensor 10 in the second direction Y, and the edge portion 23 It extends from both ends of the two Y directions toward both sides of the magnetic sensor 10 in the second Y direction. That is, the shield member 20 has a larger outer shape when viewed from the third direction Z than the outer shape of the magnetic sensor 10, and the magnetic sensor 10 is arranged inside the outer shape of the shield member 20 when viewed from the Z1 direction. The plate-like portion 22 is formed with a through portion 21 through which the third portion 43 of the first flexible printed circuit board 40 described above is passed. The penetrating portion 21 is formed in a slit shape extending in the first direction X, and extends in the first direction X at a position near the Y1 direction of the plate-like portion 22 .

第1ケース6の底板部61は、磁気スケール2が配置される側(Z2方向)を向く対向面9を備えると共に、Z1方向を向く平坦な底面67を備える。磁気センサ10は、対向面9の側から底板部61に固定される。一方、シールド部材20は、底面67の側から底板部61に固定される。底面67の外周側には、壁部62の内面に沿って矩形状に延在する溝部68が形成されている。溝部68には、シールド部材20の縁部23が挿入される。また、底面67における4箇所の角部には、Z1方向へ突出する固定用凸部69が形成されている。シールド部材20は、板状部22が固定用凸部69にZ1方向から当接するように配置され、接着剤によって固定用凸部69の先端面に固定される。 The bottom plate portion 61 of the first case 6 has a facing surface 9 facing the side (Z2 direction) where the magnetic scale 2 is arranged, and has a flat bottom surface 67 facing the Z1 direction. The magnetic sensor 10 is fixed to the bottom plate portion 61 from the facing surface 9 side. On the other hand, the shield member 20 is fixed to the bottom plate portion 61 from the bottom surface 67 side. A groove portion 68 extending in a rectangular shape along the inner surface of the wall portion 62 is formed on the outer peripheral side of the bottom surface 67 . The edge portion 23 of the shield member 20 is inserted into the groove portion 68 . In addition, fixing protrusions 69 are formed at four corners of the bottom surface 67 so as to protrude in the Z1 direction. The shield member 20 is arranged so that the plate-like portion 22 abuts on the fixing convex portion 69 from the Z1 direction, and is fixed to the tip surface of the fixing convex portion 69 with an adhesive.

図5に示すように、底板部61には、開口部90と、開口部90の外周側において底面67から磁気スケール2とは反対側(Z1方向)へ突出する位置決め用凸部70が形成されている。位置決め用凸部70は、開口部90のY1方向の端部のX1方向側、および、X2方向側の2箇所に形成されている。位置決め用凸部70は、シールド部材20を第1ケース6の底部に固定する際に、シールド部材20の貫通部21に挿入される。 As shown in FIG. 5, the bottom plate portion 61 is formed with an opening 90 and a positioning convex portion 70 projecting from the bottom surface 67 toward the opposite side (Z1 direction) of the magnetic scale 2 on the outer peripheral side of the opening 90. ing. The positioning protrusions 70 are formed at two positions on the X1 direction side and the X2 direction side of the Y1 direction end of the opening 90 . The positioning protrusion 70 is inserted into the through portion 21 of the shield member 20 when fixing the shield member 20 to the bottom of the first case 6 .

図7は磁気センサ装置3の組立方法を示す説明図である。図7(a)は第2ケース7、第2回路基板32、第2フレキシブルプリント基板50、第1回路基板31、第1フレキシブルプリント基板40、およびシールド部材20を取り外した磁気センサ装置3の斜視図である。また、図7(b)は図7(a)に対してシールド部材20を組み付けた状態を示し、図7(c)は、図7(b)に対して更に第1フレキシブルプリント基板40を組み付けた状態を示す。図7(a)に示すように、磁気センサ10は、開口部90に設けられたセンサ支持部91、92に対してZ2方向から接着固定される。また、磁気センサ10は、開口部90のY2方向の縁部90Y2に設けられた位置決め部95に当接することによって第2方向Yに位置決めされる。 7A and 7B are explanatory diagrams showing a method of assembling the magnetic sensor device 3. FIG. 7A is a perspective view of the magnetic sensor device 3 with the second case 7, the second circuit board 32, the second flexible printed board 50, the first circuit board 31, the first flexible printed board 40, and the shield member 20 removed. It is a diagram. 7(b) shows a state in which the shield member 20 is attached to FIG. 7(a), and FIG. 7(c) shows a state in which the first flexible printed circuit board 40 is further attached to FIG. 7(b). state. As shown in FIG. 7A, the magnetic sensor 10 is adhesively fixed to the sensor support portions 91 and 92 provided in the opening 90 from the Z2 direction. Further, the magnetic sensor 10 is positioned in the second direction Y by contacting the positioning portion 95 provided on the edge portion 90Y2 of the opening 90 in the Y2 direction.

シールド部材20を第1ケース6に固定する際は、固定用凸部69の先端面に接着剤を塗布してから、第1ケース6の底部にシールド部材20を配置する。その際、図7(b)に示すように、開口部90の第1方向Xの両側に形成された位置決め用凸部70をシールド部材20の貫通部21に挿入すると共に、シールド部材20の縁部23を溝部68に挿入する。そして、貫通部21のY2方向の縁に位置決め用凸部70を当接させて、シールド部材20を第2方向Yで位置決めする。これにより、シールド部材20の貫通部21と開口部90のY1方向の端部とが第3方向Zに重なった状態が形成される。図7(c)に示すように、第1フレキシブルプリント基板40は、貫通部21と開口部90とが重なった隙間を通って磁気センサ10に接続される。 When fixing the shield member 20 to the first case 6 , the shield member 20 is arranged on the bottom portion of the first case 6 after applying an adhesive to the tip surface of the fixing protrusion 69 . At that time, as shown in FIG. 7B, the positioning projections 70 formed on both sides of the opening 90 in the first direction X are inserted into the through-holes 21 of the shield member 20, and the edge of the shield member 20 is inserted. The portion 23 is inserted into the groove portion 68 . Then, the shield member 20 is positioned in the second direction Y by bringing the positioning protrusion 70 into contact with the edge of the through portion 21 in the Y2 direction. As a result, a state in which the penetrating portion 21 of the shield member 20 and the end portion of the opening 90 in the Y1 direction are overlapped in the third direction Z is formed. As shown in FIG. 7(c), the first flexible printed circuit board 40 is connected to the magnetic sensor 10 through the gap between the penetrating portion 21 and the opening portion 90. As shown in FIG.

図5、図6に示すように、シールド部材20には、帯状の導電部材24の一端が固定される。導電部材24は金属製の板バネである。シールド部材20を第1ケース6に固定する際、図7(b)に示すように、導電部材24の他端は、固定ねじ25によって第1ケース6の第1段部64にねじ止めされる。第1段部64には、第1回路基板31をねじ止めするためのねじ孔のY2方向側に、導電部材24をねじ止めするためのねじ孔が形成されている。導電部材24を第1段部63にねじ止めすると、シールド部材20は、導電部材24および固定ねじ25を介して、第1ケース6と電気的に接続される。これにより、シールド部材20を確実に第1ケース6と同電位にすることができる。従って、第1ケース6を接地することにより、第1ケース6を介してシールド部材20を確実に接地することができる。 As shown in FIGS. 5 and 6 , one end of a strip-shaped conductive member 24 is fixed to the shield member 20 . The conductive member 24 is a leaf spring made of metal. When fixing the shield member 20 to the first case 6, as shown in FIG. 7B, the other end of the conductive member 24 is screwed to the first stepped portion 64 of the first case 6 by a fixing screw 25. . A screw hole for screwing the conductive member 24 is formed in the first step portion 64 on the Y2 direction side of the screw hole for screwing the first circuit board 31 . When the conductive member 24 is screwed to the first step portion 63 , the shield member 20 is electrically connected to the first case 6 via the conductive member 24 and the fixing screw 25 . As a result, the shield member 20 can be reliably brought to the same potential as the first case 6 . Therefore, by grounding the first case 6 , the shield member 20 can be reliably grounded via the first case 6 .

(本形態の主な作用効果)
以上のように、本形態の磁気式エンコーダ装置1は、磁気抵抗素子12(磁気センサ素子)を備えた磁気センサ10を保持する第1ケース6に、磁気センサ10の信号を処理する電子部品が搭載された第1回路基板31および第2回路基板32を収容して、磁気抵抗素子12および信号処理回路を備えた磁気センサ装置3を構成している。このように、磁界の変化を検出するセンサユニットに信号処理回路を組み込んだ磁気センサ装置3を構成するにあたって、本形態では、磁気抵抗素子12が搭載されたセンサ基板11と、電子部品が搭載された第1回路基板31および第2回路基板32との間にシールド部材20を配置する。これにより、第1回路基板31および第2回路基板32に搭載された電子部品からの磁気的影響をシールド部材20によって低減させることができる。特に、本形態では、センサ基板11に近い側に配置された第1回路基板31にオペアンプや抵抗などの電子部品が多数搭載されているので、これらの電子部品からの磁気的影響をシールド部材20によって低減させることができる。従って、磁気スケール2に対して相対移動する磁気センサ装置3に磁気抵抗素子12だけでなく信号処理回路を搭載した構成においても、信号処理回路を構成する電子部品からの磁気的影響によって磁気抵抗素子12による位置検出の精度が低下することを抑制できる。
(Main functions and effects of this embodiment)
As described above, in the magnetic encoder device 1 of the present embodiment, the first case 6 holding the magnetic sensor 10 having the magnetoresistive element 12 (magnetic sensor element) includes an electronic component for processing the signal of the magnetic sensor 10. The mounted first circuit board 31 and second circuit board 32 are accommodated to constitute the magnetic sensor device 3 including the magnetoresistive element 12 and the signal processing circuit. Thus, in constructing the magnetic sensor device 3 in which the signal processing circuit is incorporated in the sensor unit for detecting changes in the magnetic field, in the present embodiment, the sensor substrate 11 on which the magnetoresistive element 12 is mounted and the electronic parts are mounted. The shield member 20 is arranged between the first circuit board 31 and the second circuit board 32 . Thereby, the shield member 20 can reduce the magnetic influence from the electronic components mounted on the first circuit board 31 and the second circuit board 32 . In particular, in this embodiment, since a large number of electronic components such as operational amplifiers and resistors are mounted on the first circuit board 31 arranged on the side closer to the sensor board 11, the magnetic influence from these electronic components is shielded by the shield member 20. can be reduced by Therefore, even in a configuration in which not only the magnetoresistive element 12 but also the signal processing circuit is mounted on the magnetic sensor device 3 that moves relative to the magnetic scale 2, the magnetoresistive element is affected by the magnetic influence from the electronic components that make up the signal processing circuit. 12 can be prevented from deteriorating in position detection accuracy.

本形態では、第1回路基板31および第2回路基板32の側、すなわち、Z1方向からシールド部材20および磁気センサ10を見た場合に、磁気抵抗素子12が形成されたセンサ基板11の外形よりシールド部材20の外形の方が大きくなっている。従って、Z1方向からの磁気的影響を低減させることができ、第1回路基板31および第2回路基板32に搭載された電子部品からの磁気的影響を低減させることができる。また、本形態では、シールド部材20の外周縁の全周が磁気センサ10の側へ屈曲して縁部23が形成されている。従って、磁気センサ10の外周側、すなわち、磁気センサ10の第1方向Xの両側、および、第2方向Yの両側からの磁気的影響を低減させることができる。なお、本形態では、シールド部材20の板状部22の外周縁の全周がZ2方向へ屈曲しているが、縁部23が形成されているのは、板状部22の外周縁の一部であってもよい。例えば、板状部22の外周縁の少なくとも1辺がZ2方向へ屈曲している構成であってもよい。 In this embodiment, when the shield member 20 and the magnetic sensor 10 are viewed from the side of the first circuit board 31 and the second circuit board 32, that is, from the Z1 direction, the outer shape of the sensor board 11 on which the magnetoresistive element 12 is formed is The outer shape of the shield member 20 is larger. Therefore, the magnetic influence from the Z1 direction can be reduced, and the magnetic influence from the electronic components mounted on the first circuit board 31 and the second circuit board 32 can be reduced. Further, in this embodiment, the entire circumference of the outer peripheral edge of the shield member 20 is bent toward the magnetic sensor 10 to form the edge portion 23 . Therefore, the magnetic influence from the outer peripheral side of the magnetic sensor 10, that is, both sides of the magnetic sensor 10 in the first direction X and both sides in the second direction Y can be reduced. In this embodiment, the entire circumference of the outer peripheral edge of the plate-like portion 22 of the shield member 20 is bent in the Z2 direction, but the edge portion 23 is formed only at one part of the outer peripheral edge of the plate-like portion 22. may be a part. For example, at least one side of the outer peripheral edge of the plate-like portion 22 may be bent in the Z2 direction.

本形態のシールド部材20は、磁気センサ10に接続される第1フレキシブルプリント基板40を通す貫通部21を備えている。従って、シールド部材2のZ1方向に配置された第1回路基板31とシールド部材2のZ2方向に配置された磁気センサ10とを接続する第1フレキシブルプリント基板40を容易に引き回すことができ、配線スペースを削減することができる。また、貫通部21は直線状に延在するスリット状の孔であるため、第1フレキシブルプリント基板40を通すのに適している。更に、切欠きでなく貫通部21(孔)を形成しているので、切欠きを形成した場合と比較して、第1回路基板31および第2回路基板32が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。 The shield member 20 of this embodiment includes a through portion 21 through which the first flexible printed circuit board 40 connected to the magnetic sensor 10 is passed. Therefore, the first flexible printed circuit board 40 connecting the first circuit board 31 arranged in the Z1 direction of the shield member 2 and the magnetic sensor 10 arranged in the Z2 direction of the shield member 2 can be easily routed, and wiring can be performed. Space can be reduced. Moreover, since the penetrating portion 21 is a slit-shaped hole extending linearly, it is suitable for passing the first flexible printed circuit board 40 . Furthermore, since the penetrating portion 21 (hole) is formed instead of the notch, the magnetic field from the side where the first circuit board 31 and the second circuit board 32 are arranged is reduced compared to the case where the notch is formed. can reduce the impact.

本形態では、第1ケース6の底板部61に開口部90が形成され、開口部90の第1方向Xの両側には、Z1方向(すなわち、磁気スケール2と反対側)へ突出する位置決め用凸部70が形成されている。従って、底板部61に対して磁気センサ10とは反対側にシールド部材20を取り付ける際に、位置決め用凸部70をシールド部材20の貫通部21に挿入してシールド部材20を位置決めすることができる。これにより、貫通部21と開口部90とが重なるようにシールド部材20を位置決めすることができ、貫通部21と開口部90とが重なった箇所に第1フレキシブルプリント基板40を通して磁気センサ10に接続することができる。従って、シールド部材20を取り付ける際にその位置決めを容易に行うことができ、第1フレキシブルプリント基板40を容易に引き回すことができる。 In this embodiment, an opening 90 is formed in the bottom plate portion 61 of the first case 6, and on both sides of the opening 90 in the first direction X, there are positioned positioning electrodes protruding in the Z1 direction (that is, the side opposite to the magnetic scale 2). A convex portion 70 is formed. Therefore, when the shield member 20 is attached to the bottom plate portion 61 on the side opposite to the magnetic sensor 10, the positioning convex portion 70 can be inserted into the through portion 21 of the shield member 20 to position the shield member 20. . As a result, the shield member 20 can be positioned so that the penetrating portion 21 and the opening 90 overlap, and the magnetic sensor 10 is connected to the magnetic sensor 10 through the first flexible printed circuit board 40 at the place where the penetrating portion 21 and the opening 90 overlap. can do. Therefore, when the shield member 20 is attached, the positioning thereof can be easily performed, and the first flexible printed circuit board 40 can be easily routed.

本形態のシールド部材20は、接着剤により、底板部61に形成された固定用凸部69に固定される。従って、ねじなどの固定部材を使用する必要がないので、部品点数を削減することができる。また、シールド部材20および第1ケース6に固定孔等の固定構造を設ける必要がないので、シールド部材20および第1ケース6の形状を単純化することができる。 The shield member 20 of this embodiment is fixed to the fixing convex portion 69 formed on the bottom plate portion 61 with an adhesive. Therefore, since there is no need to use fixing members such as screws, the number of parts can be reduced. Moreover, since it is not necessary to provide fixing structures such as fixing holes in the shield member 20 and the first case 6, the shapes of the shield member 20 and the first case 6 can be simplified.

本形態の第1ケース6は、磁気センサ10が固定される対向面9に形成された開口部90と、開口部90の縁における対向する2箇所から開口部90の内側へ突出する2箇所のセンサ支持部91、92と、を備えており、磁気センサ10のセンサ基板11は、2箇所のセンサ支持部91、92に固定されている。このような固定構造は、第1ケース6を介してセンサ基板11に応力が加わることを抑制できる。従って、センサ基板11の変形を抑制でき、センサ基板11の変形による位置検出精度の低下を抑制できる。 The first case 6 of this embodiment has an opening 90 formed in the facing surface 9 to which the magnetic sensor 10 is fixed, and two locations protruding inside the opening 90 from two locations facing each other on the edge of the opening 90. The sensor substrate 11 of the magnetic sensor 10 is fixed to the sensor supports 91 and 92 at two locations. Such a fixing structure can suppress application of stress to the sensor substrate 11 via the first case 6 . Therefore, the deformation of the sensor substrate 11 can be suppressed, and the deterioration of the position detection accuracy due to the deformation of the sensor substrate 11 can be suppressed.

本形態では、シールド部材20に導電部材24が取り付けられ、導電部材24は、シールド部材20を第1ケース6に固定する際、第1ケース6の第1段部63に固定ねじ25によってねじ止めされる。これにより、シールド部材20は、導電部材24を介して第1ケース6と電気的に接続されるので、第1ケース6を介して、シールド部材20を確実に接地電位にすることができる。よって、シールド部材20に外部からの電気的ノイズがのるおそれが少ないので、磁気センサ10に搭載される磁気抵抗素子12や、第1回路基板31および第2回路基板32に搭載される電子部品に対する電気的ノイズの影響を抑制できる。 In this embodiment, the conductive member 24 is attached to the shield member 20, and the conductive member 24 is screwed to the first stepped portion 63 of the first case 6 by the fixing screw 25 when the shield member 20 is fixed to the first case 6. be done. As a result, the shield member 20 is electrically connected to the first case 6 via the conductive member 24 , so that the shield member 20 can be reliably grounded via the first case 6 . Therefore, since there is little possibility that electrical noise from the outside will be carried on the shield member 20, the magnetoresistive element 12 mounted on the magnetic sensor 10 and the electronic components mounted on the first circuit board 31 and the second circuit board 32 can suppress the influence of electrical noise on

1…磁気式エンコーダ装置、2…磁気スケール、3…磁気センサ装置、4…磁気トラック、6…第1ケース、7…第2ケース、8…ケーブル、9…対向面、10…磁気センサ、11…センサ基板、12…磁気抵抗素子、13…アルミシート、20…シールド部材、21…貫通部、22…板状部、23…縁部、24…導電部材、25…固定ねじ、31…第1回路基板、32…第2回路基板、40…第1フレキシブルプリント基板、41…第1部分、42…第2部分、43…第3部分、44、45…端子部、50…第2フレキシブルプリン
ト基板、51…第1部分、52…第2部分、61…底板部、62…壁部、63、64…第1段部、65、66…第2段部、67…底面、68…溝部、69…固定用凸部、70…位置決め用凸部、80…ケーブル保持部材、90X1、90X2、90Y1、90Y2…縁部、90…開口部、91、92…センサ支持部、93…突出部、94…段面、95…位置決め部、311、312…固定部、321、322…固定部、621…固定穴、X…第1方向、Y…第2方向、Z…第3方向
REFERENCE SIGNS LIST 1 magnetic encoder device 2 magnetic scale 3 magnetic sensor device 4 magnetic track 6 first case 7 second case 8 cable 9 facing surface 10 magnetic sensor 11 Sensor substrate 12 Magnetoresistive element 13 Aluminum sheet 20 Shield member 21 Through portion 22 Plate-like portion 23 Edge 24 Conductive member 25 Fixing screw 31 First Circuit board 32 Second circuit board 40 First flexible printed board 41 First part 42 Second part 43 Third part 44, 45 Terminal part 50 Second flexible printed board , 51... First part 52... Second part 61... Bottom plate part 62... Wall part 63, 64... First step part 65, 66... Second step part 67... Bottom surface 68... Groove part 69 . . Fixing convex portion 70 . Step surface 95 Positioning portion 311, 312 Fixing portion 321, 322 Fixing portion 621 Fixing hole X First direction Y Second direction Z Third direction

Claims (7)

磁気スケールに対して相対移動する磁気センサ装置であって、
磁気センサ素子と、
電子部品が搭載された回路基板と、
前記磁気センサ素子および前記回路基板を保持するケースと、
前記磁気センサ素子と前記回路基板の間に配置されるシールド部材と、を備え、
前記回路基板の側から見た場合に、前記シールド部材の外形の内側に前記磁気センサ素子が位置しており、
前記シールド部材の外周縁の少なくとも1辺が前記磁気センサ素子の側へ屈曲しており、
前記磁気センサ素子はセンサ基板に設けられ、
前記シールド部材は、前記センサ基板に接続される配線部材を通す貫通部を備え、
前記ケースは、前記磁気スケールの側を向く対向面を構成する底板部を備え、
前記底板部は、開口部と、前記開口部の外周側において前記磁気スケールとは反対側へ突出する位置決め用凸部を備え、
前記センサ基板は、前記対向面の側から前記底板部に固定され、
前記シールド部材は、前記底板部に対して前記センサ基板とは反対側に配置され、前記貫通部に前記位置決め用凸部を挿入することによって、前記開口部と前記貫通部とが重なる位置に位置決めされることを特徴とする磁気センサ装置。
A magnetic sensor device that moves relative to a magnetic scale,
a magnetic sensor element;
a circuit board on which electronic components are mounted;
a case that holds the magnetic sensor element and the circuit board;
a shield member disposed between the magnetic sensor element and the circuit board;
When viewed from the circuit board side, the magnetic sensor element is positioned inside the contour of the shield member,
At least one side of the outer peripheral edge of the shield member is bent toward the magnetic sensor element ,
The magnetic sensor element is provided on a sensor substrate,
The shield member has a through portion through which a wiring member connected to the sensor substrate passes,
The case includes a bottom plate portion forming a facing surface facing the magnetic scale,
The bottom plate portion includes an opening and a positioning projection projecting to the side opposite to the magnetic scale on the outer peripheral side of the opening,
The sensor substrate is fixed to the bottom plate portion from the facing surface side,
The shield member is arranged on the side opposite to the sensor substrate with respect to the bottom plate portion, and is positioned at a position where the opening and the through portion overlap by inserting the positioning convex portion into the through portion. A magnetic sensor device characterized by :
前記配線部材はフレキシブルプリント基板であり、
前記貫通部は直線状に延びたスリットであることを特徴とする請求項に記載の磁気センサ装置。
The wiring member is a flexible printed circuit board,
2. The magnetic sensor device according to claim 1 , wherein the penetrating portion is a slit extending linearly.
前記ケースは、開口部と、前記開口部の縁における対向する2箇所から前記開口部の内側へ突出する2箇所のセンサ支持部を備え、
前記センサ基板は、前記2箇所のセンサ支持部に固定されることを特徴とする請求項またはに記載の磁気センサ装置。
The case includes an opening and two sensor support portions protruding inward from the opening from two opposing locations on the edge of the opening,
3. The magnetic sensor device according to claim 1 , wherein the sensor substrate is fixed to the two sensor support portions.
前記シールド部材は、接着剤によって前記ケースに固定されることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の磁気センサ装置。 4. The magnetic sensor device according to claim 1 , wherein the shield member is fixed to the case with an adhesive. 一端が前記シールド部材に電気的に接続され、他端が前記ケースに電気的に接続される導電部材を備えることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の磁気センサ装置。 5. The magnetic sensor device according to claim 1 , further comprising a conductive member having one end electrically connected to the shield member and the other end electrically connected to the case. 前記電子部品は、前記磁気センサ素子の検出信号が入力される信号処理回路を構成することを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の磁気センサ装置。 5. The magnetic sensor device according to claim 1 , wherein the electronic component constitutes a signal processing circuit to which a detection signal of the magnetic sensor element is input. N極とS極が交互に直線状に並ぶトラックを備える前記磁気スケールと、
前記磁気スケールに対して前記トラックの延在方向に相対移動可能に設けられた請求項1からの何れか一項に記載の磁気センサ装置と、を有することを特徴とする位置検出装置。
the magnetic scale comprising a track in which N poles and S poles are alternately arranged in a straight line;
7. A position detecting device, comprising: the magnetic sensor device according to claim 1, which is movable relative to the magnetic scale in the direction in which the track extends.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7369597B2 (en) * 2019-11-11 2023-10-26 ニデックインスツルメンツ株式会社 encoder

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258106A (en) 1999-03-10 2000-09-22 Fuji Oozx Inc Instrument for measuring displacement of engine valve
JP2007232616A (en) 2006-03-02 2007-09-13 Nidec Sankyo Corp Magnetic sensor
US20080164867A1 (en) 2007-01-08 2008-07-10 Klaus Manfred Steinich Angle sensor
JP2014102163A (en) 2012-11-20 2014-06-05 Nidec Sankyo Corp Magnetic sensor device
JP2015200524A (en) 2014-04-04 2015-11-12 国立大学法人九州大学 magnetic field sensor
WO2016098627A1 (en) 2014-12-16 2016-06-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 Rotation-angle detection device and power steering device
JP2016217754A (en) 2015-05-15 2016-12-22 日本電産サンキョー株式会社 Position detection device and its manufacturing method
WO2017169740A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 三菱電機株式会社 Magnetic sensor device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2527328Y2 (en) * 1989-01-20 1997-02-26 エスエムシー 株式会社 Piston position detector
JPH0327376U (en) * 1989-07-26 1991-03-19
JPH0581634U (en) * 1992-04-10 1993-11-05 株式会社三協精機製作所 Holder for magnetic sensitive element
JPH0686009U (en) * 1993-05-21 1994-12-13 富士通テン株式会社 Magnetic sensor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258106A (en) 1999-03-10 2000-09-22 Fuji Oozx Inc Instrument for measuring displacement of engine valve
JP2007232616A (en) 2006-03-02 2007-09-13 Nidec Sankyo Corp Magnetic sensor
US20080164867A1 (en) 2007-01-08 2008-07-10 Klaus Manfred Steinich Angle sensor
JP2014102163A (en) 2012-11-20 2014-06-05 Nidec Sankyo Corp Magnetic sensor device
JP2015200524A (en) 2014-04-04 2015-11-12 国立大学法人九州大学 magnetic field sensor
WO2016098627A1 (en) 2014-12-16 2016-06-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 Rotation-angle detection device and power steering device
JP2016217754A (en) 2015-05-15 2016-12-22 日本電産サンキョー株式会社 Position detection device and its manufacturing method
WO2017169740A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 三菱電機株式会社 Magnetic sensor device

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