JPH0979864A - 回転位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部から加わる衝撃や応力から磁電変換素子を
保護することが可能で、かつ回路を経由して伝達される
ノイズ、過電圧、過電流などから磁電変換素子を確実に
保護することが可能である回転位置検出装置を提供す
る。 【構成】入出力用のコネクタ端子２をインサート成形し
た樹脂性ケース１に、永久磁石５および磁電変換素子６
を保持し、さらに磁電変換素子６への電源供給機能およ
び入出力保護機能を有する周辺回路を実装した回路基板
４を保持する。樹脂性ケース１には金属製キャップ８が
かぶせられ、その端部は樹脂性ケース１の凹部１Ｂに対
し加締めて固定されている。また、樹脂性ケース１のシ
ール部材取付け部１Ｃにはシール部材であるＯリング７
が取り付けられ、樹脂性ケース１と保護キャップ８との
間がシールされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホール素子等で構成さ
れる磁電変換素子を用い、被検出回転体の回転に伴う磁
束密度の変化によりその被検出回転体の回転位置を検出
する回転位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石と磁性体で構成される被検出回
転体との間に、ホール素子等で構成される磁電変換素子
を配置し、被検出回転体の回転に伴う磁束密度の変化に
よりその被検出回転体の回転位置を検出する回転位置検
出装置としてとしては、実開平３−４８７１５号公報に
記載のものがある。この従来技術においては、永久磁石
およびホール素子（ホールＩＣ）等の構成要素を樹脂性
のケースによって保護されるような構造とし、永久磁石
とホール素子の間に先端を尖らせたポールピースを設け
て、ホール素子に磁束が集中するよう考慮している。ま
た、この従来技術の他に、磁電変換素子を備えた検出装
置の先端部を薄肉のモールドあるいは薄肉の樹脂製ケー
スで覆うことも考えられている。

【０００３】また、特開平３−１０８６６７号公報に記
載の従来技術は、磁電変換素子への入出力用コネクタ端
子を樹脂性ケースにインサート成形し、一体化する構成
を採用しており、永久磁石および磁電変換素子を上記樹
脂性ケースに保持し、さらに外部空間より侵入しようと
する電波ノイズを遮断するために、その保持部を金属製
キャップにより覆い、その金属製キャップをシャーシア
ースしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実開平３−４８７１５
号公報に記載の従来技術では、磁電変換素子（ホール素
子）が外部からの衝撃や応力によってダメージを受ける
可能性があり、検出特性の悪化を招く心配があった。ま
た、検出装置の先端部を樹脂モールドや樹脂製ケースで
保護したとしても、樹脂モールドや樹脂製ケースでは内
部の保護が十分に行えず、衝撃や応力によってダメージ
を受ける心配は依然として存在していた。

【０００５】これに対し、特開平３−１０８６６７号公
報に記載の従来技術によれば、磁電変換素子先端部が金
属ケースで覆われるため、結果的に、外部からの衝撃や
応力から保護されることになる。ところが、磁電変換素
子はディスクリートタイプのプラスチックパッケージで
構成され、それが樹脂性ケースに直接保持されるのみの
構成となっており、外部からの電波ノイズに対する耐ノ
イズ対策は講じられてはいるものの、回路を経由して伝
達されるノイズ（ラインノイズ）、さらには過電圧や過
電流から磁電変換素子を保護する対策は何ら講じられて
いなかった。

【０００６】本発明の目的は、外部から加わる衝撃や応
力から磁電変換素子を保護することが可能で、かつ回路
を経由して伝達されるノイズ、過電圧、過電流などから
磁電変換素子を確実に保護することが可能である回転位
置検出装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、磁界を発生する永久磁石と、凹凸
を有する磁性体の被検出回転体と、上記永久磁石と上記
被検出回転体との間に発生する磁界中に配置されその磁
界強度に応じた電気信号を出力する磁電変換素子とを有
し、前記被検出回転体の回転に伴う磁束密度の変化に対
応した磁電変換素子からの電気信号をもとにその被検出
回転体の回転位置を検出する回転位置検出装置におい
て、前記磁電変換素子への入出力用コネクタ端子が樹脂
性ケースにインサート成形され、前記樹脂性ケースに永
久磁石、磁電変換素子、および磁電変換素子の入出力保
護回路が保持され、さらにその樹脂性ケースにおける永
久磁石、磁電変換素子および入出力保護回路の保持部が
金属製キャップにより覆われていることを特徴とする回
転位置検出装置が提供される。

【０００８】上記回転位置検出装置において、好ましく
は、入出力保護回路が、磁電変換素子への電源供給機能
および入出力保護機能を有する周辺回路を実装した回路
基板により構成される。

【０００９】この場合、好ましくは、磁電変換素子が、
前記回路基板とは別のサブ基板上に実装されている。

【００１０】また、好ましくは、入出力保護回路が、磁
電変換素子のリード同士、樹脂性ケースにインサートさ
れたリードと磁電変換素子のリード、樹脂性ケースにイ
ンサートされたリード同士、のうち少なくともいずれか
のリード間を、それぞれ独立した電子部品でダイレクト
に接続することにより構成されている。

【００１１】さらに、磁電変換素子は、好ましくは、挿
入型プラスチックパッケージＩＣまたは面実装型プラス
チックパッケージＩＣである。

【００１２】さらに、上記回転位置検出装置において、
好ましくは、金属製キャップが加締めにより固定され、
樹脂性ケースとの界面にシール部材が配置されている。

【００１３】上記の場合、一層好ましくは、金属製キャ
ップと樹脂性ケースとの界面の複数の位置にそれぞれ複
数のシール部材が配置されている。

【００１４】

【作用】上記のように構成した本発明においては、樹脂
性ケースに永久磁石および磁電変換素子を保持するだけ
でなく、さらに磁電変換素子の入出力保護回路を保持す
ることにより、回路を経由して伝達されるノイズ（ライ
ンノイズ）、さらには過電圧や過電流から磁電変換素子
が確実に保護される。

【００１５】また、樹脂性ケースにおける永久磁石、磁
電変換素子、および上記入出力保護回路の保持部が、樹
脂等に比べてある程度強度を有する金属製キャップで覆
われるため、それらの部材が保護され、磁電変換素子が
外部からの衝撃や応力によってダメージを受ける心配が
なくなり、検出特性の悪化を招くことがない。さらに、
金属製キャップは樹脂等に比べてある程度高強度であっ
て肉厚をある程度薄くできるため、永久磁石と被検出回
転体とのキャップを極力小さくして永久磁石から発生す
る磁界を効率よく利用でき、感度が向上する。従って、
検出装置取り付け時の許容誤差に余裕ができ、永久磁石
と被検出回転体とのギャップの管理を緩和することが可
能となり、検出精度を向上させることが可能となる。

【００１６】ところで、外部システムから磁電変換素子
への入出力用の信号伝達手段としてリード線を使用し、
ハンダ付け等により接続する方式を採用した場合、使用
条件によってはその接続部分に応力がかかって断線する
危険性があった。しかし、本発明では、磁電変換素子へ
の入出力用コネクタ端子が樹脂性ケースにインサート成
形され、外部システムから磁電変換素子への入出力用の
信号伝達手段が樹脂性ケースと一体化されているため、
応力がかかっても断線する恐れがなく、従って、電気的
接続の信頼性が向上する。

【００１７】また、上記入出力保護回路として、磁電変
換素子への電源供給機能および入出力保護機能を有する
周辺回路を実装した回路基板を用いることにより、簡単
な構造で磁電変換素子を保護することが可能である。

【００１８】また、上記入出力保護回路としては、磁電
変換素子のリード同士、樹脂性ケースにインサートされ
たリードと磁電変換素子のリード、樹脂性ケースにイン
サートされたリード同士のうち少なくともいずれかのリ
ード間を、それぞれ独立した電子部品でダイレクトに接
続することによって構成してもよい。これにより、回路
基板を用いなくても簡単な構造で磁電変換素子を保護す
ることが可能である。

【００１９】さらに、以上のような回転位置検出装置に
おいては、金属製キャップを加締めにより固定する構成
とし、金属製キャップと樹脂性ケースとの界面にシール
部材を配置することにより、検出装置内部の気密性を確
保することが可能となる。

【００２０】上記に加え、金属製キャップと樹脂性ケー
スとの界面の複数の位置にそれぞれ複数のシール部材を
配置することにより、検出装置内部の気密性確保がより
確実となる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明による回転位置検出装置の第１
の実施例について、図１により説明する。

【００２２】図１に示すように、樹脂性ケース１は入出
力用のコネクタ端子２をインサート成形しており、さら
に取り付け用の孔を備えるカラー３も一体に形成されて
いる。樹脂性ケース１に設けられた保持部１Ａには、永
久磁石５および磁電変換素子６が位置決めされ、保持さ
れている。また、樹脂性ケース１の側面には、磁電変換
素子６への電源供給機能および入出力保護機能を有する
周辺回路を実装した回路基板４が支持されており、回路
基板４上の周辺回路にはコネクタ端子２が電気的に接続
されている。磁電変換素子６は挿入型プラスチックパッ
ケージＩＣであり、そのリード端子６Ａが回路基板４上
の周辺回路に電気的に接続され、回路基板４およびコネ
クタ端子２を介して図示しない外部システムと電気的に
接続されている。

【００２３】樹脂性ケース１における永久磁石５、磁電
変換素子６、および回路基板４上の保持部には、金属製
キャップ８がかぶせられ、金属製キャップ６の端部は、
樹脂性ケース１の凹部１Ｂに対し加締めて固定されてい
る。さらに、樹脂性ケース１のシール部材取付け部１Ｃ
にはシール部材であるＯリング７が取り付けられ、樹脂
性ケース１および保護キャップ８の双方によってＯリン
グ７は加圧されて変形し、樹脂性ケース１と保護キャッ
プ８との間がシールされている。これにより、回転位置
検出装置内部の気密性が確保される。なお、Ｏリング以
外の部材をシール部材として使用することもできる。

【００２４】ロータ９は凹凸を有する磁性体の被検出回
転体であり、その回転にともなって回転位置検出装置の
先端部とロータ９の突起部分が対向、非対向を繰り返
す、このため、永久磁石５によって作り出される磁界が
ロータ９の突起部分の対向、非対向に従って変化し、こ
の磁界の変化が磁電変換素子６に作用する磁束密度の変
化になる。磁電変換素子６は、上記磁界強度に応じた電
気信号を出力し、その電気信号が回路基板４およびコネ
クタ端子２を介して外部システムに出力され、その外部
システムにおける処理によりロータ９の回転位置が検出
される。

【００２５】以上のような本実施例によれば、樹脂性ケ
ース１の側面に磁電変換素子６への電源供給機能および
入出力保護機能を有する周辺回路を実装した回路基板４
を設けるので、簡単な構造で、回路を経由して伝達され
るノイズ（ラインノイズ）、さらには過電圧や過電流か
ら磁電変換素子６を確実に保護することができる。

【００２６】また、樹脂性ケース１における永久磁石
５、磁電変換素子６、および回路基板４上の保持部に、
樹脂等に比べてある程度強度を有する金属製キャップ８
がかぶせられるため、その内部が保護され、磁電変換素
子６が外部からの衝撃や応力によってダメージを受ける
心配がなくなり、検出特性の悪化を招くことがない。さ
らに、金属製キャップ８は樹脂等に比べてある程度高強
度であって肉厚をある程度薄くできるため、永久磁石５
とロータ９とのキャップを極力小さくして永久磁石５と
ロータ９の間で構成される磁気回路の特性を改善でき、
感度が向上する。従って、検出装置取り付け時の許容誤
差に余裕ができ、永久磁石５とロータ９とのギャップの
管理を緩和することができ、検出精度を向上させること
ができる。また、磁力が小さい永久磁石の使用もできる
ようなる。

【００２７】また、入出力用のコネクタ端子２が樹脂性
ケース１にインサート成形され、外部システムから磁電
変換素子６への入出力用の信号伝達手段が樹脂性ケース
１と一体化さるので、外部から応力がかかっても断線す
る恐れがなく、従って、電気的接続の信頼性が向上す
る。

【００２８】さらに、樹脂性ケース１のシール部材取付
け部１ＣにＯリング７を配置し、金属製キャップ８と樹
脂性ケース１の界面をシールするので、検出装置内部の
気密性を確保することができる。

【００２９】次に、本発明による回転位置検出装置の第
２の実施例について、図２により説明する。

【００３０】本実施例においては、磁電変換素子６ａと
して、面実装型プラスチックパッケージＩＣを使用し、
その磁電変換素子６ａを実装するサブ基板１０を設けて
いる。即ち、図２に示すように、永久磁石５と保護キャ
ップ８の間にサブ基板１０を配置し、そのサブ基板１０
上に磁電変換素子６ａを実装している。上記以外の構成
は第１の実施例と同様であり、図１と同等の部材には同
じ符号を付してある。

【００３１】このように、サブ基板１０を設けることに
より、面実装型プラスチックパッケージＩＣを磁電変換
素子６ａとして使用した場合にも対応できる。本実施例
の上記以外の効果は第１の実施例の効果と同様である。

【００３２】次に、本発明による回転位置検出装置の第
３の実施例について、図３により説明する。但し、簡単
のため、図３では回転位置検出装置の先端部分付近のみ
を示した。

【００３３】本実施例においては、図１や図２のような
回路基板を用いずに、磁電変換素子６ｂに属するリード
端子６１とリード端子６２（即ち、磁電変換素子６ｂに
属するリード同士）の間に独立した電子部品３１をダイ
レクトに接続し、樹脂性ケース１ａにインサートされた
リード端子２１と磁電変換素子６ｂに属するリード端子
６３（即ち、樹脂性ケース１ａにインサートされたリー
ドと磁電変換素子６ｂに属するリード）の間に独立した
電子部品３２をダイレクトに接続しており、さらに樹脂
性ケース１ａにインサートされたリード端子２１とリー
ド端子２２、リード端子２３とリード端子２４、リード
端子２２とリード端子２４（即ち、樹脂性ケースにイン
サートされたリード同士）の間に、電子部品３３、電子
部品３４、電子部品３５をそれぞれダイレクトに接続し
ている。

【００３４】ここで、上記電子部品３１〜３５はディス
クリート電子部品または面実装用電子部品であり、各々
が協働して磁電変換素子６ｂのへの電源供給機能および
入出力保護機能を有する周辺回路の役割を果たす。上記
以外の構成は第１の実施例と同様であり、図１と同等の
部材には同じ符号を付してある。

【００３５】このような本実施例によれば、第１および
第２の実施例のように回路基板を用いなくても簡単な構
造で磁電変換素子６ｂを保護することができる。本実施
例の上記以外の効果は第１の実施例の効果と同様であ
る。

【００３６】次に、本発明による回転位置検出装置の第
４の実施例について、図４により説明する。

【００３７】本実施例では、図４に示すように、樹脂性
ケース１ｂに２箇所のシール部材取付け部１Ｄ，１Ｅを
設け、それぞれにＯリング７ａ，７ｂを取り付ける。勿
論、３箇所以上のシール部材取付け部を設け、それぞれ
にＯリングを取り付けてもよい。このように、樹脂性ケ
ース１ｂに複数のシール部材取付け部１Ｄ，１Ｅを設
け、それぞれにＯリングを取り付けるので、金属製キャ
ップ８と樹脂性ケース１ｂとの界面、従って検出装置内
部の気密性確保がより確実となる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、樹脂性ケースに磁電変
換素子の入出力保護回路を設けるので、回路を経由して
伝達されるノイズ（ラインノイズ）、および過電圧や過
電流から磁電変換素子を確実に保護することができる。

【００３９】また、永久磁石、磁電変換素子、入出力保
護回路の保持部を金属製キャップで覆うので、磁電変換
素子が外部からの衝撃や応力によってダメージを受け検
出特性の悪化を招くことがない。さらに、金属製キャッ
プの肉厚をある程度薄くできるので、永久磁石と被検出
回転体とのキャップが小さくでき、感度が向上する。こ
れにより、検出装置取り付け時の許容誤差に余裕がで
き、永久磁石と被検出回転体とのギャップの管理を緩和
することが可能となり、検出精度を向上させることがで
きる。また、磁力が小さい永久磁石の使用もできるよう
なる。

【００４０】また、磁電変換素子への入出力用コネクタ
端子を樹脂性ケースにインサート成形するので、電気的
接続の信頼性が向上する。

【００４１】また、入出力保護回路として、磁電変換素
子への電源供給機能および入出力保護機能を有する周辺
回路を実装した回路基板を用いるので、簡単な構造で磁
電変換素子を保護することができる。

【００４２】さらに、磁電変換素子のリード同士、樹脂
性ケースにインサートされたリードと磁電変換素子のリ
ード、樹脂性ケースにインサートされたリード同士のう
ち少なくともいずれかのリード間を、それぞれ独立した
電子部品でダイレクトに接続して入出力保護回路を構成
するので、回路基板を用いなくても簡単な構造で磁電変
換素子を保護することができる。

【００４３】さらに、金属製キャップと樹脂性ケースと
の界面にシール部材を配置するので、検出装置内部の気
密性を確保することができる。

【００４４】従って、本発明によれば、安価でかつ高精
度の回転位置検出ができ、しかも自動車に取り付けた場
合のような過酷な使用環境でも高い信頼性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による回転位置検出装置
の構造を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例による回転位置検出装置
の構造を示す断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例による回転位置検出装置
の構造を示す断面図であって、その先端部分付近を示す
図である。

【図４】本発明の第４の実施例による回転位置検出装置
の構造を示す断面図であって、シール部材取付け部にＯ
リングを取り付けた部分を示す図である。

【符号の説明】

１ 樹脂性ケース １Ａ 保持部 １Ｂ 凹部 １Ｃ，１Ｄ，１Ｅ シール部材取付け部 ２ コネクタ端子 ３ カラー ４ 回路基板 ５ 永久磁石 ６，６ａ，６ｂ 磁電変換素子 ７，７ａ，７ｂ Ｏリング ８ 金属製キャップ ９ ロータ １０ サブ基板 ２１〜２４ リード端子 ３１〜３５ 電子部品 ６１〜６３ リード端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 良一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 漆原 法美 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁界を発生する永久磁石と、凹凸を有す
   る磁性体の被検出回転体と、前記永久磁石と前記被検出
   回転体との間に発生する磁界中に配置されその磁界強度
   に応じた電気信号を出力する磁電変換素子とを有し、前
   記被検出回転体の回転に伴う磁束密度の変化に対応した
   前記磁電変換素子からの電気信号をもとに前記被検出回
   転体の回転位置を検出する回転位置検出装置において、 前記磁電変換素子への入出力用コネクタ端子が樹脂性ケ
   ースにインサート成形され、前記樹脂性ケースに前記永
   久磁石、前記磁電変換素子、および前記磁電変換素子の
   入出力保護回路が保持され、さらに前記樹脂性ケースに
   おける前記永久磁石、前記磁電変換素子および前記入出
   力保護回路の保持部が金属製キャップにより覆われてい
   ることを特徴とする回転位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転位置検出装置におい
   て、前記入出力保護回路は、前記磁電変換素子への電源
   供給機能および入出力保護機能を有する周辺回路を実装
   した回路基板により構成されることを特徴とする回転位
   置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の回転位置検出装置におい
   て、前記磁電変換素子は、前記回路基板とは別のサブ基
   板上に実装されていることを特徴とする回転位置検出装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の回転位置検出装置におい
   て、前記入出力保護回路は、前記磁電変換素子のリード
   同士、前記樹脂性ケースにインサートされたリードと前
   記磁電変換素子のリード、前記樹脂性ケースにインサー
   トされたリード同士、のうち少なくともいずれかのリー
   ド間を、それぞれ独立した電子部品でダイレクトに接続
   することにより構成されていることを特徴とする回転位
   置検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のうちいずれか１項記載
   の回転位置検出装置において、前記磁電変換素子は挿入
   型プラスチックパッケージＩＣであることを特徴とする
   回転位置検出装置。
6. 【請求項６】 請求項１から４のうちいずれか１項記載
   の回転位置検出装置において、前記磁電変換素子は面実
   装型プラスチックパッケージＩＣであることを特徴とす
   る回転位置検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６のうちいずれか１項記載
   の回転位置検出装置において、前記金属製キャップは加
   締めにより固定され、前記樹脂性ケースとの界面にシー
   ル部材が配置されていることを特徴とする回転位置検出
   装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の回転位置検出装置におい
   て、前記金属製キャップと前記樹脂性ケースとの界面の
   複数の位置にそれぞれ複数の前記シール部材が配置され
   ていることを特徴とする回転位置検出装置。