KR101581134B1 - Sensor device - Google Patents
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Abstract
(과제) 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있는 센서 장치를 제공하는 것.
(해결수단) 자기 센서 장치 (10) (센서 장치) 는, 회로 기판 (50) 과, 회로 기판 (50) 에 실장된 자기 센서 (3) (센서) 와, 회로 기판 (50) 에 실장된 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품) 를 가지고 있다. 자기 센서 (3) 에는 온도 감시용 저항막 (감온부) 및 가열용 저항막 (히터) 이 형성되어 있고, 가열용 저항막은, 자기 센서 (3) 에 사용한 자기 저항 소자의 온도가 일정해지도록 자기 저항 소자를 가열한다. 회로 기판 (50) 에는 자기 센서 (3) 의 주위에 회로 기판 (50) 을 일부 남기고 슬릿 (52, 53) 이 형성되어 있고, 슬릿 (53) 은 자기 센서 (3) 와 마이크로컴퓨터 (91) 를 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향으로 연장되어 있다.(PROBLEM TO BE SOLVED) To provide a sensor device capable of obtaining stable detection accuracy even when the environmental temperature changes.
A magnetic sensor 3 (sensor) mounted on a circuit board 50; a micro-sensor 3 (sensor) mounted on a circuit board 50; And a computer 91 (first electronic component). The temperature of the magnetoresistive element used for the magnetic sensor 3 is set so that the temperature of the magnetoresistive element used for the magnetic sensor 3 becomes constant, Thereby heating the resistance element. Slits 52 and 53 are formed in the circuit board 50 with a part of the circuit board 50 around the magnetic sensor 3 and the slit 53 is formed between the magnetic sensor 3 and the microcomputer 91 And extend in a direction intersecting with a virtual line to be connected.
Description
본 발명은, 회로 기판에 센서가 실장된 센서 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor device in which a sensor is mounted on a circuit board.
센서 장치에서는 센서가 회로 기판에 실장되어 있고, 센서에서의 검출 결과는 회로 기판을 통해서 출력된다. 또한, 자기 저항 소자를 구비한 자기 센서 장치에서는, 소자 기판의 일방면에 자기 저항막으로 이루어지는 감자막 (感磁膜) 이 형성되어 있고, 감자막에 의해 구성한 2 상 (A 상 및 B 상) 의 브리지 회로에서 출력된 출력에 기초하여, 회전체의 각도 속도나 각도 위치 등을 검출한다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).In the sensor device, the sensor is mounted on the circuit board, and the detection result in the sensor is outputted through the circuit board. In a magnetic sensor device having a magnetoresistive element, a magnetoresistive film (magnetosensitive film) made of a magnetoresistive film is formed on one surface of the element substrate, and a two-phase (A-phase and B-phase) The angular velocity, the angular position, and the like of the rotating body are detected based on the output of the bridge circuit of the first embodiment (see, for example, Patent Document 1).
센서는, 온도에 의해서 검출 결과가 변화하는 경우가 많다. 예를 들어, 자기 센서 장치에 사용되는 자기 저항 소자나 홀 소자에 사용되는 감자막은, 온도에 의해서 저항치가 변화한다. 이 때문에, 감자막에 의해서 브리지 회로를 구성함으로써, 온도 변화에서 기인하는 저항치 변화가 발생하더라도, 이러한 변화가 동등하면 출력에 변화는 발생하지 않는다. 그러나, 기판에 형성된 감자막을 이용한 자기 센서 장치에서는, 가령, 감자막에 의해서 브리지 회로를 구성한 경우라도, 온도가 변화하면 검출 오차가 발생한다. 이러한 원인은 명확하게 밝혀 있지는 않지만, 소자 기판과 감자막에서는 열팽창 계수가 서로 다른 것에서 기인하는 응력의 영향이 소자 기판의 위치에 따라 상이한 것이나, 감자막의 막질이 소자 기판의 위치에 따라 상이한 것에서 기인하는 것으로 추측된다.In many cases, the detection result changes depending on the temperature of the sensor. For example, in a magnetoresistive element used in a magnetic sensor device or a magnetoresistive film used in a Hall element, the resistance value changes depending on the temperature. Therefore, even if a change in the resistance value due to the temperature change occurs due to the constitution of the bridge circuit by the thin film, if the change is equal, no change occurs in the output. However, in a magnetic sensor device using a magnetoresistive film formed on a substrate, even when a bridge circuit is constituted by a magnetoresistive film, a detection error occurs when temperature changes. Although the cause of this phenomenon is not clearly understood, the influence of the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the element substrate and the thin film depends on the position of the element substrate, but the film quality of the thin film depends on the position of the element substrate. .
이상의 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있는 센서 장치를 제공하는 것에 있다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a sensor device capable of obtaining stable detection accuracy even when environmental temperature changes.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 센서 장치는, 회로 기판과, 상기 회로 기판에 실장된 센서와, 상기 회로 기판에 실장된 제 1 전자 부품을 갖고, 상기 센서는, 센서 소자와, 그 센서 소자의 온도를 검출하는 감온부 (感溫部) 와, 그 감온부에서의 검출 결과에 기초하여 상기 센서 소자의 온도가 일정해지도록 당해 센서 소자를 가열하는 히터를 갖고, 상기 회로 기판에는, 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sensor device including a circuit board, a sensor mounted on the circuit board, and a first electronic component mounted on the circuit board, And a heater for heating the sensor element so that the temperature of the sensor element becomes constant based on the detection result at the sensing part, And a slit extending in a direction intersecting a virtual line connecting the sensor and the first electronic component.
본 발명에서는, 센서에 감온부 및 히터가 구성되어 있고, 히터는 감온부에서의 검출 결과에 기초하여 센서 소자의 온도가 일정해지도록 센서 소자를 가열한다. 이 때문에, 센서의 검출 결과는 환경 온도의 영향을 잘 받지 않는다. 또한, 센서가 실장된 회로 기판에는 제 1 전자 부품도 실장되어 있는 것과 함께, 회로 기판에는, 센서와 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있다. 이 때문에, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역과 제 1 전자 부품이 실장되어 있는 영역의 사이에는, 슬릿을 이용한 차열부 (遮熱部) 가 형성되어 있기 때문에, 센서가 실장되어 있는 영역과 제 1 전자 부품이 실장되어 있는 영역 사이의 열 전도가 억제되어 있다. 따라서, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 본 발명을 적용한 센서 장치에 의하면, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있다.In the present invention, a sensor is provided with a warming unit and a heater, and the heater heats the sensor element so that the temperature of the sensor element becomes constant based on the detection result at the warming unit. For this reason, the detection result of the sensor is not well affected by the environmental temperature. The first electronic component is also mounted on the circuit board on which the sensor is mounted, and the circuit board is provided with a slit extending in a direction intersecting a virtual line connecting the sensor and the first electronic component. Therefore, since the heat shield portion (heat shield portion) using the slit is formed between the region where the sensor is mounted on the circuit board and the region where the first electronic component is mounted, The heat conduction between the regions where the first electronic component is mounted is suppressed. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater. Therefore, according to the sensor device to which the present invention is applied, stable detection accuracy can be obtained even when the environmental temperature changes.
본 발명은, 상기 센서 소자가, 소자 기판과, 그 소자 기판에 형성된 감자막을 가지고 있는 경우에 적용하면 효과적이다. 센서 소자가, 소자 기판에 감자막이 형성된 자기 센서 소자인 경우, 감자막 자체가 온도에 의해서 저항치가 변화함과 함께, 소자 기판과 감자막의 열팽창 계수의 차에서 기인하는 응력이 소자 기판의 위치에 따라 상이한 것 등에서 기인하여 온도의 영향을 받기 쉽지만, 본 발명에 의하면, 이러한 온도 변화의 영향을 억제할 수 있다.The present invention is effective when the sensor element has an element substrate and a potentiometer film formed on the element substrate. When the sensor element is a magnetic sensor element having a magnetoresistive film formed on the element substrate, the resistance value of the magnetoresistive film itself changes depending on the temperature, and the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the element substrate and the magnetoresistive film However, according to the present invention, the influence of such a temperature change can be suppressed.
본 발명에 있어서, 상기 슬릿은, 상기 센서의 주위에 상기 회로 기판을 일부 남기고 당해 센서를 둘러싸듯이 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 센서가 실장되어 있는 영역과 제 1 전자 부품이 실장되어 있는 영역 사이의 열 전도가 보다 억제된다. 이 때문에, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, it is preferable that the slit extends so as to surround the sensor, leaving a part of the circuit board around the sensor. With this configuration, the heat conduction between the region where the sensor is mounted and the region where the first electronic component is mounted is further suppressed. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change very well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 회로 기판을 축선 방향의 일방측의 단부에서 유지하는 홀더를 갖고, 상기 일방측의 단부에는, 축선 방향의 상기 일방측을 향해 돌출되어 당해 일방측의 단면에서 상기 회로 기판에 있어서 축선 방향의 타방측을 향하는 면을 지지하는 복수의 회로 기판 지지부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 홀더의 축선 방향의 일방측의 단면 전체로 회로 기판을 지지하는 구조에 비하여 홀더와 회로 기판과의 접촉 면적이 좁다. 이 때문에, 회로 기판과 홀더 사이의 열 전도를 억제할 수 있기 때문에, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않는다. 따라서, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.The circuit board according to the present invention has a holder for holding the circuit board at one end in the axial direction, and the other end of the circuit board is projected toward the one side in the axial direction, And a plurality of circuit board supporting portions for supporting surfaces facing the other side in the axial direction. According to this configuration, the contact area between the holder and the circuit board is narrower than a structure in which the circuit board is supported by the entire one end face in the axial direction of the holder. Therefore, since the heat conduction between the circuit board and the holder can be suppressed, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change well. Therefore, the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 그 회로 기판 지지부의 외형 치수보다 가는 외형 치수를 갖고 상기 단면으로부터 상기 축선 방향의 상기 일방측을 향해 돌출되는 축부를 구비한 제 1 회로 기판 지지부가 포함되고, 상기 회로 기판에는, 상기 축부가 끼워지는 제 1 관통부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 회로 기판을 축부와 제 1 관통부에 의해 위치 결정하여도, 회로 기판과 홀더 사이의 열 전도를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, the plurality of circuit board support portions may include a first circuit board support portion having an outer dimension smaller than an outer dimension of the circuit board support portion and having a shaft portion projecting from the end face toward the one side in the axial direction, And the circuit board is preferably provided with a first penetrating portion through which the shaft portion is fitted. According to this structure, even when the circuit board is positioned by the shaft portion and the first penetrating portion, heat conduction between the circuit board and the holder can be suppressed. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 축부 및 상기 제 1 관통부를 복수 구비하고, 상기 홀더에 대하여, 상기 회로 기판의 표리가 미리 정한 방향이 되고, 또한 상기 회로 기판이 상기 축선 둘레에서 미리 정한 회전 위치가 되도록 위치 결정되면, 상기 복수의 상기 축부 모두가 상기 제 1 관통부와 끼워 맞춤이 가능해지고, 상기 미리 정한 회전 위치는 360 도의 범위 내에서 1 군데만으로, 당해 미리 정한 회전 위치를 제외한 회전 위치에서는, 상기 복수의 상기 축부의 적어도 1 개가 상기 제 1 관통부와 끼워 맞춤이 불가능한 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명에서는, 복수의 회로 기판 지지부와 제 1 관통부가 360 도를 제외한 회전 각도에서 회전 대칭이 되지 않도록 배치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 홀더에 대하여 회로 기판을 고정할 때에, 그 표리를 틀리는 일이 없다. 또한, 축선 둘레에서 올바른 회전 위치에 위치 결정하였을 때만, 회로 기판을 홀더에 고정하는 것이 가능하다. 따라서, 회로 기판을 틀린 자세로 고정시켜 버릴 우려 없이, 높은 위치 정밀도로 고정시킬 수 있다. 또한, 제조시의 관리 항목을 삭감할 수 있기 때문에, 저렴하게 제조하는 것이 가능하다.In the present invention, it is preferable that a plurality of the shaft portion and the first penetrating portion are provided, and the position of the circuit board is determined such that the front and back of the circuit board are in a predetermined direction, The plurality of the shaft portions can be fitted to the first penetrating portion, and the predetermined rotational position is only one place within a range of 360 degrees, and at the rotational position excluding the predetermined rotational position, It is preferable that at least one of the shaft portions of the first through-hole can not be fitted with the first through-hole. As described above, in the present invention, the plurality of circuit board support portions and the first penetrating portion are arranged so as not to be rotationally symmetric at a rotation angle except 360 degrees. According to this configuration, when the circuit board is fixed to the holder, the front and back sides thereof are not mistaken. Further, it is possible to fix the circuit board to the holder only when it is positioned at the correct rotational position around the axis. Therefore, it is possible to fix the circuit board with high positional accuracy without fear of fixing the circuit board in a wrong posture. Further, since the management items at the time of production can be reduced, it is possible to produce the material at low cost.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 상기 일방측의 단면으로부터 상기 축부가 돌출되어 있지 않은 제 3 회로 기판 지지부가 포함되고, 상기 회로 기판에는, 상기 제 3 회로 기판 지지부의 상기 일방측 단면에 대하여 상기 축선 방향의 타방측에서부터 맞닿는 맞닿음부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 제 1 회로 기판 지지부에 의해 지지되지 않은 지점을 제 3 회로 기판 지지부에 의해 지지할 수 있다. 따라서, 축부와 제 1 관통부가 회전 대칭이 되지 않도록 하기 위해, 축부를 축선 둘레의 둘레 방향에서 치우친 배치로 하고 있어도, 회로 기판의 지지에 대해서는 축선 둘레의 둘레 방향에서 하중을 분산하여 지지하는 것이 가능하다. 따라서, 고정시의 회로 기판의 변형을 억제할 수 있고, 잔류 응력이 시간 경과에 의해 해방되는 것으로 인한 회로 기판의 형상 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판의 변형에 의한 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.In the present invention, the plurality of circuit board support portions may include a third circuit board support portion that does not protrude from the one end side end face of the shaft portion, and the circuit board includes a first circuit board support portion It is preferable that an abutting portion abutting against the cross section from the other side in the axial direction is formed. According to such a configuration, a point not supported by the first circuit board support portion can be supported by the third circuit board support portion. Therefore, even if the shaft portion is offset from the circumferential direction around the axis to prevent the shaft portion and the first penetration portion from rotationally symmetrical, it is possible to support the load on the circuit board in the circumferential direction around the axis Do. Therefore, deformation of the circuit board at the time of fixation can be suppressed, and a change in the shape of the circuit board due to the release of the residual stress over time can be suppressed. Therefore, deterioration of detection accuracy due to deformation of the circuit board can be suppressed.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 관통부에 끼워 맞춰진 상기 축부는, 상기 회로 기판에 탄성 접착제에 의해 접착되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 모터 회전시의 진동이나 외부에서의 진동이 가해진 경우에, 회로 기판에 대한 진동의 영향을 작게 할 수 있다. 따라서, 센서의 검출 출력에 대한 진동의 영향을 작게 할 수 있어, 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.In the present invention, it is preferable that the shaft portion fitted to the first penetration portion is adhered to the circuit board with an elastic adhesive. According to such a configuration, when vibration at the time of motor rotation or external vibration is applied, the influence of vibration on the circuit board can be reduced. Therefore, the influence of the vibration on the detection output of the sensor can be reduced, and deterioration of the detection accuracy can be suppressed.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 그 회로 기판 지지부의 외형 치수보다 가는 외형 치수를 갖고 상기 일방측을 향해 돌출되는 통부 (筒部) 를 구비한 제 2 회로 기판 지지부가 포함되고, 상기 회로 기판에는, 상기 통부가 끼워지는 제 2 관통부가 형성되고, 상기 회로 기판은, 그 회로 기판에 대하여 상기 홀더와는 반대측에서부터 상기 제 2 관통부를 지나 상기 통부에 멈춰진 나사에 의해서 상기 홀더에 고정되어 있는 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 나사 고정시에, 나사머리가 필요 이상으로 회로 기판에 파고 들어가는 것을 통부에 의해 방해할 수 있다. 따라서, 회로 기판의 파괴나 나사산의 파괴를 억제할 수 있다.In the present invention, the plurality of circuit board support portions may include a second circuit board support portion having an outer dimension smaller than an outer dimension of the circuit board support portion and having a cylindrical portion projecting toward the one side, Wherein the circuit board is fixed to the holder by a screw which is fixed to the circuit board through the second penetrating portion from the opposite side of the circuit board to the circuit board, Can be adopted. According to such a configuration, it is possible to prevent the screw head from being inserted into the circuit board more than necessary when the screw is fixed. Therefore, breakage of the circuit board and breakage of the thread can be suppressed.
본 발명에 있어서, 상기 축부와 상기 제 1 관통부의 내주면의 간극은, 상기 통부와 상기 제 2 관통부의 내주면의 간극보다 큰 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 제 2 회로 기판 지지부를 위치 결정 기준으로 하여 회로 기판의 위치 결정을 실시할 수 있다.In the present invention, it is preferable that a gap between the shaft portion and the inner circumferential surface of the first penetrating portion is larger than a gap between the tube portion and the inner circumferential surface of the second penetrating portion. With this configuration, the circuit board can be positioned with the second circuit board support portion as a positioning reference.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 상기 일방측의 단면에 고정구멍이 형성된 제 2 회로 기판 지지부가 포함되고, 상기 회로 기판에는, 상기 홀더와는 반대측에서부터 상기 고정구멍에 나사 고정되는 나사가 삽입 통과되는 제 2 관통부가 형성되고, 상기 회로 기판은, 상기 나사에 의해 상기 홀더에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 구성에 있어서, 상기 축부와 상기 제 1 관통부의 내주면의 간극은, 상기 나사와 상기 제 2 관통부의 내주면의 간극보다 작은 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 제 2 관통부의 개구 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 나사머리를 수용하는 면적을 넓게 할 수 있다. 따라서, 나사 조임시에 가해지는 힘에 의해서 나사머리가 회로 기판에 파고 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제 2 회로 기판 지지부와 회로 기판의 맞닿는 면적이 넓기 때문에, 회로 기판을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 제 1 회로 기판 지지부를 위치 결정 기준으로 하여 회로 기판의 위치 결정을 실시할 수 있기 때문에, 나사 조임 지점의 변형 등에 의해서 회로 기판의 위치 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.In the present invention, the plurality of circuit board support portions may include a second circuit board support portion having a fixing hole formed in one end face thereof, and the circuit board is screwed to the fixing hole from the opposite side of the holder A second penetrating portion through which a screw is inserted is formed, and the circuit board is fixed to the holder by the screw. In this configuration, it is preferable that the gap between the shaft portion and the inner circumferential surface of the first penetrating portion is smaller than the gap between the screw and the inner circumferential surface of the second penetrating portion. According to such a configuration, since the opening area of the second through portion can be reduced, the area for accommodating the screw head can be increased. Therefore, it is possible to prevent the screw head from being pushed into the circuit board by the force applied during the screwing. In addition, since the contact area between the second circuit board support portion and the circuit board is wide, the circuit board can be stably supported. In addition, since the circuit board can be positioned with the first circuit board support portion as a positioning reference, the positional accuracy of the circuit board can be prevented from being lowered due to deformation of the screwing point.
본 발명에 있어서, 상기 제 2 관통부는, 상기 회로 기판의 바깥가장자리에 형성된 노치인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 회로 기판을 나사에 의해 고정하더라도, 이러한 고정 위치가 회로 기판의 바깥가장자리이기 때문에, 센서가 실장되어 있는 영역과 나사에 의한 고정 위치가 이간되어 있다. 이 때문에, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역과 홀더 사이의 열 전도를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, it is preferable that the second penetrating portion is a notch formed on an outer edge of the circuit board. According to this configuration, even if the circuit board is fixed by screws, since the fixing position is the outer edge of the circuit board, the fixing position by the screw is separated from the area where the sensor is mounted. Therefore, it is possible to suppress the heat conduction between the region where the sensor is mounted on the circuit board and the holder. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 홀더의 축선 방향의 상기 타방측의 단부에는, 둘레 방향의 복수 지점에서 축선 방향의 상기 타방측으로 돌출된 센서 장치 고정용의 돌부 (突部) 가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 센서 장치 고정용의 돌부를 이용하여 센서 장치를 모터 케이스 등에 고정시킨 경우라도, 홀더와 모터 케이스 등과의 접촉 면적이 좁다. 이 때문에, 홀더를 통한 회로 기판과 모터 케이스 등과의 사이의 열 전도를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, it is preferable that a protruding portion for fixing the sensor device protruding to the other side in the axial direction at a plurality of points in the circumferential direction is formed at the other end in the axial direction of the holder. According to this configuration, even when the sensor unit is fixed to the motor case or the like by using the protrusion for fixing the sensor unit, the contact area with the holder and the motor case is small. Therefore, it is possible to suppress the heat conduction between the circuit board and the motor case through the holder. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 홀더는 수지제인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 홀더의 열 전도성이 낮기 때문에, 홀더를 통한 회로 기판과 모터 케이스 등과의 사이의 열 전도를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, it is preferable that the holder is made of a resin. According to this configuration, since the heat conductivity of the holder is low, it is possible to suppress the heat conduction between the circuit board and the motor case or the like through the holder. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 홀더는, 통형상 몸통부를 구비하고, 당해 통형상 몸통부의 내측에는 상기 센서에 의해서 물리량이 검출되는 검출 대상부가 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 검출 대상부의 이동에 의해서 통형상 몸통부 내의 공기를 교반할 수 있다. 이 때문에, 온도 분포의 치우침 발생을 억제시킬 수 있기 때문에, 히터에 의해서 센서 소자를 균등하게 가열할 수 있다. 따라서, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, it is preferable that the holder has a tubular body portion, and a detection target portion in which a physical quantity is detected by the sensor is disposed inside the tubular body portion. According to this configuration, the air in the tubular body can be stirred by the movement of the detection subject. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of the slanting of the temperature distribution, so that the sensor element can be uniformly heated by the heater. Therefore, the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 회로 기판에서는, 상기 슬릿에 대하여 상기 센서가 배치되어 있는 측에 발열성의 제 2 전자 부품이 실장되고, 상기 제 2 전자 부품은, 상기 회로 기판의 상기 센서가 실장되어 있는 측과는 반대측의 면에 실장되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 슬릿에 대하여 센서가 배치되어 있는 측에 발열성의 제 2 전자 부품을 실장하지 않으면 안된다는 제약이 있는 경우라도, 센서와 제 2 전자 부품 사이의 열 전달을 억제할 수 있다. 따라서, 센서의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.According to the present invention, in the circuit board, a second electronic component with a heat generation is mounted on the side where the sensor is disposed with respect to the slit, and the second electronic component is mounted on the side of the circuit board on which the sensor is mounted And is preferably mounted on the surface opposite to the surface. According to such a configuration, even when there is a restriction that the second electronic component having a heat generating property must be mounted on the side where the sensor is disposed with respect to the slit, heat transfer between the sensor and the second electronic component can be suppressed. Therefore, since the temperature of the sensor does not change well, the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 회로 기판에 있어서 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품 사이에는, 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향을 따라서 복수의 스루 홀이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 스루 홀을 이용하여 차열 (遮熱) 을 실시할 수 있기 때문에, 센서가 실장되어 있는 영역과 제 1 전자 부품이 실장되어 있는 영역의 열 전도가 억제된다. 이 때문에, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, in the circuit board, a plurality of through holes are arranged between the sensor and the first electronic component along a direction crossing a virtual line connecting the sensor and the first electronic component desirable. According to such a configuration, thermal conduction can be suppressed by using a through hole, so that the heat conduction between the region where the sensor is mounted and the region where the first electronic component is mounted is suppressed. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change very well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 전자 부품은 마이크로컴퓨터이고, 상기 스루 홀은, 예를 들어 상기 마이크로컴퓨터에 대한 정보의 기입용이다. 이러한 스루 홀이면, 리드선 등의 접속이 이루어지지 않기 때문에, 스루 홀을 이용하여 차열을 실시할 수 있다.In the present invention, the first electronic component is a microcomputer, and the through hole is for writing information on the microcomputer, for example. When such a through hole is used, the lead wire or the like is not connected, so that the through hole can be used to perform the heat shielding.
본 발명에서는, 상기 회로 기판에 있어서 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품 사이에는, 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향을 따라서 복수의 검사 단자가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 센서가 실장되어 있는 영역과 제 1 전자 부품이 실장되어 있는 영역을 이간시킬 수 있다. 따라서, 센서와 제 1 전자 부품 사이의 열 전도를 억제할 수 있다.In the present invention, it is preferable that a plurality of test terminals are disposed between the sensor and the first electronic component in the circuit board along a direction crossing a virtual line connecting the sensor and the first electronic component Do. According to such a configuration, the area where the sensor is mounted and the area where the first electronic component is mounted can be separated. Thus, the heat conduction between the sensor and the first electronic component can be suppressed.
본 발명에서는, 센서에 감온부 및 히터가 구성되어 있고, 히터는, 감온부에서의 검출 결과에 기초하여 센서 소자의 온도가 일정해지도록 센서 소자를 가열한다. 이 때문에, 센서의 검출 결과는 환경 온도의 영향을 잘 받지 않는다. 또한, 센서가 실장된 회로 기판에는 제 1 전자 부품도 실장되어 있는 것과 함께, 회로 기판에는, 센서와 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있다. 이 때문에, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역과 제 1 전자 부품이 실장되어 있는 영역 사이에는 슬릿을 이용한 차열부가 형성되어 있기 때문에, 센서가 실장되어 있는 영역과 제 1 전자 부품이 실장되어 있는 영역 사이의 열 전도가 억제되어 있다. 따라서, 회로 기판에 있어서 센서가 실장되어 있는 영역의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 센서 소자의 온도를 히터에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있다.According to the present invention, a sensor is provided with a warming unit and a heater, and the heater heats the sensor element so that the temperature of the sensor element becomes constant based on the detection result at the warming unit. For this reason, the detection result of the sensor is not well affected by the environmental temperature. The first electronic component is also mounted on the circuit board on which the sensor is mounted, and the circuit board is provided with a slit extending in a direction intersecting a virtual line connecting the sensor and the first electronic component. Therefore, since a car heat part using a slit is formed between the area where the sensor is mounted and the area where the first electronic part is mounted on the circuit board, the area where the sensor is mounted and the first electronic part are mounted And the heat conduction between the regions where the heat is generated is suppressed. Therefore, the temperature of the region where the sensor is mounted on the circuit board does not change well, so that the temperature of the sensor element can be precisely controlled by the heater. Therefore, stable detection accuracy can be obtained even when the environmental temperature changes.
도 1 은 본 발명을 적용한 로터리 인코더를 탑재한 모터의 설명도.
도 2 는 본 발명을 적용한 자기 센서 장치의 사시도.
도 3 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치의 분해 사시도.
도 4 는 본 발명을 적용한 자기 센서 장치를 구비한 로터리 인코더의 설명도.
도 5 는 본 발명을 적용한 인코더의 검출 원리 등을 나타내는 설명도.
도 6 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치에 사용한 자기 센서의 설명도.
도 7 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치의 제어부에 구성한 온도 제어부의 개략 구성을 나타내는 설명도.
도 8 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치에 사용한 회로 기판의 설명도.
도 9 는 본 발명을 적용한 자기 센서 장치에 사용한 홀더의 설명도.
도 10 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치에 사용한 회로 기판의 평면도.
도 11 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치에 사용한 다른 회로 기판의 설명도.
도 12 는 다른 형태의 제 2 회로 기판 지지부를 구비한 자기 센서 장치의 분해 사시도.
도 13 은 제 1 회로 기판 지지부와 회로 기판의 접착 지점의 단면도.1 is an explanatory diagram of a motor equipped with a rotary encoder to which the present invention is applied.
2 is a perspective view of a magnetic sensor device to which the present invention is applied.
3 is an exploded perspective view of a magnetic sensor device to which the present invention is applied.
4 is an explanatory diagram of a rotary encoder provided with a magnetic sensor device to which the present invention is applied;
5 is an explanatory diagram showing a detection principle and the like of an encoder to which the present invention is applied.
6 is an explanatory diagram of a magnetic sensor used in a magnetic sensor device to which the present invention is applied.
Fig. 7 is an explanatory view showing a schematic configuration of a temperature control unit constituted in a control unit of a magnetic sensor device to which the present invention is applied; Fig.
8 is an explanatory diagram of a circuit board used in a magnetic sensor device to which the present invention is applied.
9 is an explanatory diagram of a holder used in a magnetic sensor device to which the present invention is applied.
10 is a plan view of a circuit board used in a magnetic sensor device to which the present invention is applied.
11 is an explanatory diagram of another circuit board used in the magnetic sensor device to which the present invention is applied.
12 is an exploded perspective view of a magnetic sensor device having another type of second circuit board support;
13 is a cross-sectional view of an attachment point of the first circuit board support and the circuit board.
이하에 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 센서 장치로서, 모터에 있어서 자기식 로터리 인코더에 사용한 자기 센서 장치를 중심으로 설명한다. 또, 이하의 설명에서는, 모터의 축선 (L) 방향 중, 출력축 (120) 이 돌출되어 있는 측과는 반대측 (반출력측) 을 일방측 (L1) 으로 하고, 출력축 (120) 이 돌출되어 있는 측 (출력측) 을 타방측 (L2) 으로 하고 있다.Hereinafter, a magnetic sensor device used for a magnetic rotary encoder in a motor will be described as a sensor device to which the present invention is applied, with reference to the drawings. In the following description, the direction of the axis L of the motor is set to one side L1 on the side opposite to the side on which the
(모터의 구성) (Configuration of motor)
도 1 은, 본 발명을 적용한 로터리 인코더 (1) 를 탑재한 모터 (100) 의 설명도로, 도 1(a), (b), (c) 는, 모터 (100) 를 출력측에서 본 사시도, 모터 (100) 를 출력측과 반대측 (반출력측) 에서 본 사시도, 및 모터 (100) 로부터 인코더 케이스 (140) 를 떼낸 상태를 반출력측에서 본 사시도이다. 또한, 도 2 는 자기 센서 장치 (10) 를 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 에서 본 사시도이고, 도 3 은 그 분해 사시도이다. 또, 도 1(c) 에서는, 회로 기판 (50) 의 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 면에 실장된 부품 등의 도시가 생략되어 있다. 또한, 도 2, 도 3 에서는, 후술하는 커넥터 (94) 를 제외하고, 회로 기판 (50) 의 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 면에 실장된 부품 등의 도시가 생략되어 있다.1 (a), 1 (b) and 1 (c) are explanatory diagrams of a
도 1 에 나타내는 모터 (100) 는, 모터 본체 (110) 와, 모터 본체 (110) 의 반출력측에 형성된 자기식 로터리 인코더 (1) 를 가지고 있고, 로터리 인코더 (1) 는 인코더 케이스 (140) 에 의해 커버되어 있다. 본 형태에 있어서, 로터리 인코더 (1) 는, 모터 (100) 의 출력축 (120) 과 일체로 회전하는 자석 (도시 생략) 과, 자석에 대하여 모터 축선 방향의 반출력측에서 대향하는 자기 센서 장치 (10) 를 가지고 있다.The
도 1(c), 및 도 2, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 자기 센서 장치 (10) 는, 모터 케이스 (130) 에 고정된 홀더 (6) 와, 홀더 (6) 에 고정된 회로 기판 (50) 을 가지고 있고, 회로 기판 (50) 에 있어서, 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 면에는 자기 센서 (3) 가 실장되어 있다. 이러한 자기 센서 장치 (10) 및 홀더 (6) 의 상세한 구성은 후술한다.The
(로터리 인코더의 구성) (Configuration of rotary encoder)
도 4 는, 본 발명을 적용한 자기 센서 장치 (10) 를 구비한 로터리 인코더 (1) 의 설명도이다. 도 5 는, 본 발명을 적용한 로터리 인코더 (1) 의 검출 원리 등을 나타내는 설명도이고, 도 5(a), (b), (c), (d) 는, A 상용의 감자막의 전기적인 접속 구조를 나타내는 설명도, B 상용의 감자막의 전기적인 접속 구조를 나타내는 설명도, 자기 센서 (3) 로부터 출력되는 신호의 설명도, 및 이러한 신호와 자석 (20) (출력축 (120)) 의 각도 위치 (전기각) 의 관계를 나타내는 설명도이다.4 is an explanatory diagram of a
도 4 에 나타내는 바와 같이, 자석 (20) 은, N 극과 S 극이 둘레 방향에 있어서 1 극씩 착자된 착자면 (21) 을 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 을 향하게 하고 있다. 자기 센서 장치 (10) 는, 자석 (20) 의 착자면 (21) 에 대하여 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 에서 대향하는 자기 저항 소자 (4) (센서 소자) 를 구비한 자기 센서 (3) 를 가지고 있다. 자기 센서 장치 (10) 는, 자기 센서 (3) 로부터의 출력을 증폭하는 증폭기부 (90) (증폭기부 (90) (+A), 증폭기부 (90) (-A), 증폭기부 (90) (+B), 증폭기부 (90) (-B)), 및 A/D 변환부 (97) 를 구비한 반도체 장치 (92) 를 가지고 있다. 또한, 자기 센서 장치 (10) 에는, 반도체 장치 (92) 에서 A/D 변환된 신호에 기초하여 자석 (20) 의 회전 각도 위치나 회전 속도 등을 검출하는 신호 처리부를 구비한 마이크로컴퓨터 (91) 가 형성되어 있다. 또한, 자기 센서 장치 (10) 는, 자석 (20) 에 대향하는 위치에 제 1 홀 소자 (81) 와, 제 1 홀 소자 (81) 에 대하여 둘레 방향에 있어서 기계각으로 90° 벗어난 지점에 위치하는 제 2 홀 소자 (82) 를 구비하고 있고, 반도체 장치 (92) 에는, 제 1 홀 소자 (81) 에 대한 증폭기부 (95) 나, 제 2 홀 소자 (82) 에 대한 증폭기부 (96) 가 형성되어 있다.As shown in Fig. 4, the
자기 센서 (3) 는 자기 저항 소자 (4) 를 가지고 있다. 자기 저항 소자 (4) 는, 소자 기판 (40) 과, 자석 (20) 의 위상에 대하여 서로 90°의 위상차를 갖는 2 상의 감자막 (A 상 (SIN) 의 감자막, 및 B 상 (COS) 의 감자막) 을 구비하고 있다. 이러한 자기 저항 소자 (4) 에 있어서, A 상의 감자막은, 180°의 위상차를 갖고 출력축 (120) 의 이동 검출을 실시하는 +A 상 (SIN+) 의 감자막 (43) 및 -A 상 (SIN-) 의 감자막 (41) 을 구비하고 있고, B 상의 감자막은, 180°의 위상차를 갖고 출력축 (120) 의 이동 검출을 실시하는 +B 상 (COS+) 의 감자막 (44) 및 -B 상 (COS-) 의 감자막 (42) 을 구비하고 있다.The
+A 상의 감자막 (43) 및 -A 상의 감자막 (41) 은, 도 5(a) 에 나타내는 브리지 회로를 구성하고 있고, 일방의 단이 전원 단자 (VccA) 에 접속되고, 타방의 단이 그라운드 단자 (GNDA) 에 접속되어 있다. +A 상의 감자막 (43) 의 중점 위치에는 +A 상이 출력되는 출력 단자 (+A) 가 형성되고, -A 상의 감자막 (41) 의 중점 위치에는 -A 상이 출력되는 출력 단자 (-A) 가 형성되어 있다. 또한, +B 상의 감자막 (44) 및 -B 상의 감자막 (42) 도, +A 상의 감자막 (43) 및 -A 상의 감자막 (41) 과 마찬가지로 도 5(b) 에 나타내는 브리지 회로를 구성하고 있고, 일방의 단이 전원 단자 (VccB) 에 접속되고, 타방의 단이 그라운드 단자 (GNDB) 에 접속되어 있다. +B 상의 감자막 (44) 의 중점 위치에는 +B 상이 출력되는 출력 단자 (+B) 가 형성되고, -B 상의 감자막 (42) 의 중점 위치에는 -B 상이 출력되는 출력 단자 (-B) 가 형성되어 있다. 또, 도 5 에서는 편의상, A 상용의 전원 단자 (VccA) 및 B 상용의 전원 단자 (VccB) 의 각각을 기재하였지만, A 상용의 전원 단자 (VccA) 와 B 상용의 전원 단자 (VccB) 가 공통으로 되어 있어도 된다. 또, 도 5 에서는 편의상, A 상용의 그라운드 단자 (GNDA) 및 B 상용의 그라운드 단자 (GNDB) 의 각각을 기재하였지만, A 상용의 그라운드 단자 (GNDA) 와 B 상용의 그라운드 단자 (GNDB) 가 공통으로 되어 있어도 된다.5A, the one end is connected to the power supply terminal VccA, the other end is connected to the ground (ground), and the other end is connected to the ground And is connected to the terminal GNDA. An output terminal +A for outputting the + A phase is formed at the midpoint position of the
자기 센서 (3) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 자석 (20) 및 출력축 (120) 의 중심을 지나는 축선 (L) (회전 중심 축선) 상에 배치되어 있으며, 각 감자막 (41 ∼ 44) 의 저항치의 포화 감도 영역 이상의 자계 강도로, 착자면 (21) 의 면내 방향에서 방향이 변화하는 회전 자계를 검출한다.4, the
본 형태의 자기 센서 장치 (10) 에 있어서는, 자기 센서 (3) 로부터 출력되는 정현파 신호 (sin, cos) 에 보간 처리나 각종 연산 처리를 행하는 신호 처리를 실시하는 마이크로컴퓨터 (91) 가 형성되어 있어, 자기 저항 소자 (4), 제 1 홀 소자 (81), 및 제 2 홀 소자 (82) 로부터의 출력에 기초하여 자석 (20) (출력축 (120)) 의 회전 각도 위치가 구해진다.In the
보다 구체적으로는, 로터리 인코더에 있어서, 자석 (20) (출력축 (120)) 이 1 회전하면, 자기 센서 (3) 의 자기 저항 소자 (4) 로부터는, 도 5(c) 에 나타내는 정현파 신호 (sin, cos) 가 2 주기분 출력된다. 따라서, 정현파 신호 (sin, cos) 를 증폭기부 (90) (증폭기부 (90) (+A), 90 (-A), 90 (+B), 90 (-B)) 에 의해 증폭한 후, 디지털 신호화하고, 이러한 디지털 신호를 마이크로컴퓨터 (91) 에 출력하면, 마이크로컴퓨터 (91) 는, 도 5(d) 에 나타내는 리사주도를 구한다. 따라서, 정현파 신호 (sin, cos) 로부터 θ=tan-1 (sin/cos) 를 구하면, 자석 (20) (출력축 (120)) 의 각도 위치 (θ) 를 알 수 있다. 또한, 본 형태에서는, 자석 (20) (출력축 (120)) 의 회전 중심축 (축선 (L)) 에서 보아 90° 벗어난 위치에 제 1 홀 소자 (81) 및 제 2 홀 소자 (82) 가 배치되어 있다. 이 때문에, 제 1 홀 소자 (81) 및 제 2 홀 소자 (82) 의 출력의 조합에 의해, 현재 위치가 정현파 신호 (sin, cos) 의 어느 쪽 구간에 위치하는지를 알 수 있다. 따라서, 로터리 인코더 (1) 는, 자기 저항 소자 (4) 에서의 검출 결과, 제 1 홀 소자 (81) 에서의 검출 결과, 및 제 2 홀 소자 (82) 에서의 검출 결과에 기초하여 자석 (20) (출력축 (120)) 의 절대 각도 위치 정보를 생성할 수 있어, 앱솔루트 동작을 실시할 수 있다.More specifically, in the rotary encoder, when the magnet 20 (output shaft 120) makes one rotation, the
(자기 저항 소자 (4) 의 평면 구성) (Plane configuration of the magnetoresistive element 4)
도 6 은, 본 발명을 적용한 자기 센서 장치 (10) 에 사용한 자기 센서 (3) 의 설명도로, 도 6(a), (b), (c) 는, 자기 센서 (3) 의 평면 구성을 나타내는 설명도, 단면 구성을 나타내는 설명도, 및 단면 구성의 변형예를 나타내는 설명도이다. 또, 도 6(b), (c) 에서는, 자기 저항 소자 (4) (감자막 (41 ∼ 44)), 온도 감시용 저항막 (47), 및 가열용 저항막 (48) 의 층 구조를 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 도 6(a) 에서는, 온도 감시용 저항막 (47) 에 대해서는 우 하강의 사선을 부여하고, 가열용 저항막 (48) 에 관해서는 우 상승의 사선을 부여하고 있다.6 (a), 6 (b) and 6 (c) illustrate a plan view of the
도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 자기 센서 (3) 에 있어서, 자기 저항 소자 (4) 는, 소자 기판 (40) 과, 소자 기판 (40) 의 일방면 (40a) 에 형성된 감자막 (41 ∼ 44) 을 구비하고 있고, 감자막 (41 ∼ 44) 은, 서로 되돌려 꺽이면서 연장되어 있는 부분에 의해 소자 기판 (40) 의 중앙에 원형의 감자 영역 (45) 을 구성하고 있다. 본 형태에 있어서, 소자 기판 (40) 은 사각형의 평면 형상을 갖는 실리콘 기판이다.6A, in the
감자막 (41 ∼ 44) 으로부터는 배선 부분이 일체로 연장되어 있고, 배선 부분의 단부에는, A 상용의 전원 단자 (VccA), A 상용의 그라운드 단자 (GNDA), +A 상 출력용의 출력 단자 (+A), -A 상 출력용의 출력 단자 (-A), B 상용의 전원 단자 (VccB), B 상용의 그라운드 단자 (GNDB), +B 상 출력용의 출력 단자 (+B), 및 -B 상 출력용의 출력 단자 (-B) 가 형성되어 있다.The power supply terminal VccA for the A phase, the ground terminal GNDA for the A phase, and the output terminal + A (for A phase output) are connected to the end portions of the wiring portions integrally from the
또한, 본 형태의 자기 센서 (3) 는, 소자 기판 (40) 의 일방면 (40a) 에 온도 감시용 저항막 (47) (감온부) 및 가열용 저항막 (48) (히터) 이 형성되어 있다. 여기서, 가열용 저항막 (48) 은, 소자 기판 (40) 의 변을 따라서 사각 테두리형상으로 연장되어 폐루프를 구성한 상태로, 감자막 (41 ∼ 44) 이 형성되어 있는 영역의 전체를 둘러싸고 있다. 이 때문에, 가열용 저항막 (48) 과 감자막 (41 ∼ 44) 은 소자 기판 (40) 의 면내 방향에서 어긋난 영역에 형성되어 있고, 평면으로 볼 때 겹쳐 있지 않다. 또한, 가열용 저항막 (48) 의 서로 대향하는 2 개의 변 부분의 일방으로부터는 배선 부분 (481) 이 연장되고, 그 단부에는, 가열용 저항막 (48) 에 대한 급전용 전원 단자 (VccH) 가 형성되어 있다. 이에 대하여, 2 개의 변 부분의 타방으로부터 연장되는 배선 부분 (482) 의 단부는, A 상용의 그라운드 단자 (GNDA) 에 접속되어 있다. 이 때문에, A 상용의 그라운드 단자 (GNDA) 는, 가열용 저항막 (48) 에 대한 그라운드 단자 (GNDH) 로서도 이용되고 있다. 여기서, 배선 부분 (481) 과 가열용 저항막 (48) 의 접속 위치와, 배선 부분 (482) 과 가열용 저항막 (48) 의 접속 위치는, 감자 영역 (45) 에 대하여 점대칭 위치에 있다. 이 때문에, 배선 부분 (481) 과 가열용 저항막 (48) 의 접속 위치로부터 배선 부분 (482) 과 가열용 저항막 (48) 의 접속 위치를 향해서 오른쪽으로 돌았을 때의 가열용 저항막 (48) 의 길이와, 배선 부분 (481) 과 가열용 저항막 (48) 의 접속 위치로부터 배선 부분 (482) 과 가열용 저항막 (48) 의 접속 위치를 향하여 왼쪽으로 돌았을 때의 가열용 저항막 (48) 의 길이가 동일하다.In the
온도 감시용 저항막 (47) 은, 가열용 저항막 (48) 의 내측 영역 중, 가열용 저항막 (48) 의 4 개의 모서리 중 1 개의 모서리 부근에 형성되어 있고, 감자 영역 (45) 과 가열용 저항막 (48) 사이에 위치한다. 온도 감시용 저항막 (47) 은, 복수 회 되돌려 꺾이면서 연장된 평면 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 점유 면적이 좁아도 온도 감시용 저항막 (47) 을 길게 형성할 수 있다. 여기서, 온도 감시용 저항막 (47) 은 감자막 (44) 의 배선 부분과 부분적으로 겹쳐 있지만, 감자 영역 (45) 과는 소자 기판 (40) 의 면내 방향에서 어긋난 영역에 형성되어 있어, 감자 영역 (45) 과는 겹쳐져 있지 않다. 온도 감시용 저항막 (47) 일방의 단부에는, 온도 감시용의 전원 단자 (VccS) 가 형성되어 있다. 또한, 온도 감시용 저항막 (47) 의 타방의 단부는, B 상용의 그라운드 단자 (GNDB) 에 접속되어 있다. 이 때문에, B 상용의 그라운드 단자 (GNDB) 는, 온도 감시용 저항막 (47) 에 대한 그라운드 단자 (GNDS) 로서도 이용되고 있다.The temperature monitoring
(자기 센서 (3) 의 단면 구성) (Sectional configuration of the magnetic sensor 3)
본 형태의 자기 센서 (3) 는, 도 6(b) 에 나타내는 단면 구조, 또는 도 6(c) 에 나타내는 단면 구조로 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 소자 기판 (40) 의 일방면 (40a) 에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 제 1 절연막 (401), 실리콘 산화막으로 이루어지는 제 2 절연막 (402), 및 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 제 3 절연막 (403) 이 형성되어 있다. 본 형태에 있어서, 감자막 (41 ∼ 44) 은 스퍼터법 등에 의해 형성된 퍼멀로이막이고, 온도 감시용 저항막 (47) 및 가열용 저항막 (48) 은 모두 스퍼터법 등에 의해 형성된 티탄막 등, 자기 저항 효과를 나타내지 않는 도전막이다.The
여기서, 감자막 (41 ∼ 44), 온도 감시용 저항막 (47), 및 가열용 저항막 (48) 중, 감자막 (41 ∼ 44) 이 가장 소자 기판 (40) 에 가까운 측 (하층측) 에 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 감자막 (41 ∼ 44) 은, 소자 기판 (40) 과 제 1 절연막 (401) 의 층간에 형성되어 있다. 온도 감시용 저항막 (47) 은, 제 1 절연막 (401) 과 제 2 절연막 (402) 의 층간에 형성되어 있다. 가열용 저항막 (48) 은, 감자막 (41 ∼ 44) 과 마찬가지로 소자 기판 (40) 과 제 1 절연막 (401) 의 층간에 형성되어 있다. 이 때문에, 감자막 (41 ∼ 44) 은, 가열용 저항막 (48) 과 동일한 층에 형성되고, 온도 감시용 저항막 (47) 과는 제 1 절연막 (401) 을 사이에 두고 다른 층에 형성되어 있다.It is to be noted that among the
도 6(c) 에 나타내는 형태에서도, 감자막 (41 ∼ 44) 은, 소자 기판 (40) 과 제 1 절연막 (401) 의 층간에 형성되어 있다. 온도 감시용 저항막 (47) 은, 제 1 절연막 (401) 과 제 2 절연막 (402) 의 층간에 형성되어 있다. 가열용 저항막 (48) 은, 온도 감시용 저항막 (47) 과 마찬가지로 제 1 절연막 (401) 과 제 2 절연막 (402) 의 층간에 형성되어 있다. 이 때문에, 감자막 (41 ∼ 44) 은, 온도 감시용 저항막 (47) 및 가열용 저항막 (48) 과는 제 1 절연막 (401) 을 사이에 두고 다른 층에 형성되고, 온도 감시용 저항막 (47) 과 가열용 저항막 (48) 과는 동일한 층에 형성되어 있다.6 (c), the
(자기 센서 (3) 의 온도 조절) (Temperature control of the magnetic sensor 3)
도 7 은, 본 발명을 적용한 자기 센서 장치 (10) 의 반도체 장치 (92) 에 구성한 온도 제어부의 개략 구성을 나타내는 설명도이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 자기 센서 장치 (10) 에는, 온도 감시용 저항막 (47) 의 저항 변화에 기초하여 가열용 저항막 (48) 에 대한 급전을 제어하는 온도 제어부가 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 온도 감시용 저항막 (47) 의 온도 감시용 전원 단자 (VccS) 에는 저항 (84) 이 접속되어 있고, 저항 (84) 에 있어서 온도 감시용 저항막 (47) 이 접속되어 있는 측과 반대측은 전원 단자 (VccS0) 에 접속되어 있다. 온도 감시용 저항막 (47) 에 있어서 저항 (84) 이 접속되어 있는 측과 반대측에는 온도 감시용의 그라운드 단자 (GNDS) 가 형성되어 있고, 온도 감시용 저항막 (47) 과 저항 (84) 은, 전원 단자 (VccS0) 와 그라운드 단자 (GNDS) 의 사이에서 직렬로 접속되어 있다.Fig. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a temperature control unit constituted in the
가열용 저항막 (48) 의 가열용 전원 단자 (VccH) 에는 바이폴라 트랜지스터로 이루어지는 스위칭 소자 (83) 가 접속되어 있고, 스위칭 소자 (83) 에 있어서 가열용 저항막 (48) 이 접속되어 있는 반대측은 전원 단자 (VccH0) 에 접속되어 있다. 가열용 저항막 (48) 에 있어서 스위칭 소자 (83) 가 접속되어 있는 측과 반대측에는 가열용의 그라운드 단자 (GNDH) 가 형성되어 있고, 가열용 저항막 (48) 과 스위칭 소자 (83) 는, 전원 단자 (VccH0) 와 그라운드 단자 (GNDH) 의 사이에서 직렬로 접속되어 있다.A switching
여기서, 온도 감시용 저항막 (47) 과 저항 (84) 의 접속 부분은, 연산 증폭기 (85) 의 일방의 단자에 접속되어 있고, 연산 증폭기 (85) 의 타방의 단자에는 스위칭 소자 (83) 를 온오프하기 위한 임계값이 되는 전압 (Vo) 이 입력되어 있다. 이 상태에서, 소자 기판 (40) 의 온도가 내려가면, 온도 감시용 저항막 (47) 의 저항치가 저하되고, 저항 (84) 에 의해 분압된 접속점의 전압이 내려간다. 그 때 연산 증폭기 (85) 의 타방의 단자에 입력되어 있는 임계값 (Vo) 보다 낮아지면 연산 증폭기 (85) 가 온 상태가 되어 스위칭 소자 (83) 를 온으로 하기 때문에 가열용 저항막 (48) 으로 급전된다.The connecting portion of the temperature monitoring
이 상태에서, 소자 기판 (40) 의 온도가 올라가면, 온도 감시용 저항막 (47) 의 저항치가 상승하여, 저항 (84) 과의 접속점의 전압이 상승한다. 그 때 연산 증폭기 (85) 의 타방의 단자에 입력되어 있는 임계값 (Vo) 보다 높아지면 연산 증폭기 (85) 가 오프 상태가 되어 스위칭 소자 (83) 를 오프로 하기 때문에 가열용 저항막 (48) 에 대한 급전이 정지된다. 그 때문에, 자기 센서 (3) (감자막 (41 ∼ 44)) 의 온도는, 온도 감시용 저항막 (47) 및 저항 (84) 의 저항치 등에 의해서 규정된 소정의 온도로 유지된다.In this state, when the temperature of the
(회로 기판 (50) 의 상세 구성) (Detailed configuration of the circuit board 50)
도 8 은, 본 발명을 적용한 자기 센서 장치 (10) 에 사용한 회로 기판 (50) 의 설명도로, 도 8(a), (b) 는, 회로 기판 (50) 을 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 에서 본 평면도, 및 회로 기판 (50) 을 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 에서 본 저면도이다.8A and 8B illustrate the
도 8 에 나타내는 바와 같이, 회로 기판 (50) 에는, 자기 센서 (3), 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품), 반도체 장치 (92) (제 2 전자 부품), 트랜지스터 (93), 및 커넥터 (94) 등이 실장되어 있다. 본 형태에 있어서, 마이크로컴퓨터 (91), 반도체 장치 (92), 트랜지스터 (93) 및 커넥터 (94) 는, 회로 기판 (50) 의 일방면 (501) (모터 (100) 의 반출력측을 향한 면) 에 실장되고, 자기 센서 (3) 는, 회로 기판 (50) 의 타방면 (502) (모터 (100) 의 출력측을 향한 면) 에 실장되어 있다.8, the
회로 기판 (50) 은, 페놀 기판이나 유리-에폭시 기판 등에 배선이 형성된 프린트 배선 기판이다. 여기서, 회로 기판 (50) 에는, 회로 기판 (50) 의 중앙 영역의 주위에 회로 기판 (50) 의 일부 (50e, 50f) 를 남기고 연장되는 2 개의 슬릿 (52, 53) 이 형성되어 있고, 회로 기판 (50) 의 중앙 영역은 슬릿 (52, 53) 에 둘러싸인 내측 실장 영역 (50a) 으로 되어 있다. 본 형태에 있어서, 슬릿 (52, 53) 은, 서로 대향하여 X 방향으로 연장되는 2 개의 변 부분 (52a, 53a) 과, 서로 대향하여 Y 방향으로 연장되는 2 개의 변 부분 (52c, 53c) 과, 비스듬하게 연장되는 변 부분 (52b, 53b) 을 구비하고 있어, 내측 실장 영역 (50a) 은 대략 6 각형이다.The
본 형태에서는, 내측 실장 영역 (50a) 에 자기 센서 (3) 및 반도체 장치 (92) 가 실장되어 있고, 자기 센서 (3) 와 반도체 장치 (92) 는, 축선 (L) 방향에서 겹쳐 있다. 또한, 회로 기판 (50) 은, 회로 기판 (50) 의 바깥가장자리 (50c) 와 슬릿 (52, 53) 사이에 끼인 영역이 외측 실장 영역 (50b) 으로 되어 있다. 외측 실장 영역 (50b) 에는, 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품), 트랜지스터 (93), 및 커넥터 (94) 등이 실장되어 있다. 슬릿 (53) 은, 자기 센서 (3) 와 마이크로컴퓨터 (91) 를 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향으로 연장되어 있다.In this embodiment, the
보다 구체적으로는, 외측 실장 영역 (50b) 에서는, 회로 기판 (50) 의 Y 방향의 일방측 단부를 따라 커넥터 (94) 가 실장되고, 내측 실장 영역 (50a) 에 대하여 커넥터 (94) 와는 반대측에는, 마이크로컴퓨터 (91) 와 트랜지스터 (93) 가 X 방향에서 이간되는 위치에 배치되어 있다. 또한, 외측 실장 영역 (50b) 에 있어서, 마이크로컴퓨터 (91) 와 트랜지스터 (93) 에 의해 X 방향에서 사이에 끼인 영역에 대하여 내측 실장 영역 (50a) 과는 반대측 영역에는 복수의 스루 홀 (54) 이 X 방향으로 배열되어 있다. 이러한 스루 홀 (54) 은, 마이크로컴퓨터 (91) 에 대한 정보의 기입용이다. 또한, 회로 기판 (50) 의 일방면 (501) 에 있어서, 외측 실장 영역 (50b) 에는, 슬릿 (53) 의 변 부분 (53b, 53c) 에 대하여 내측 실장 영역 (50a) 과는 반대측에 복수의 검사 단자 (55) 가 형성되어 있다.More specifically, in the outer mounting
도 3, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 회로 기판 (50) 의 외측 실장 영역 (50b) 에는, 복수의 제 1 관통부 (56a, 56b, 56d) 가 형성되어 있다. 제 1 관통부 (56b) 는, 제 1 관통부 (56a) 에 대하여 X 방향에서 이간되는 위치에 형성되고, 제 1 관통부 (56d) 는, 제 1 관통부 (56a) 에 대하여 Y 방향에서 이간되는 위치에 형성되어 있다. 본 형태에 있어서, 복수의 제 1 관통부 (56a, 56b, 56d) 는, 회로 기판 (50) 의 바깥가장자리 (50c) 로부터 이간되는 구멍으로서 형성되어 있다.As shown in Figs. 3 and 8, a plurality of first penetrating
또한, 회로 기판 (50) 의 외측 실장 영역 (50b) 에는, 제 1 관통부 (56a, 56d) 사이에 제 2 관통부 (57a) 가 형성되고, 내측 실장 영역 (50a) 에 대하여 제 2 관통부 (57a) 와는 반대측에도 제 2 관통부 (57b) 가 형성되어 있다. 본 형태에 있어서, 복수의 제 2 관통부 (57a, 57b) 는, 회로 기판 (50) 의 바깥가장자리 (50c) 에서 원호상으로 오묵하게 패인 노치로서 형성되어 있다.A second penetrating
이러한 제 1 관통부 (56a, 56b, 56d) 및 제 2 관통부 (57a, 57b) 는, 이하에 설명하는 홀더 (6) 에 회로 기판 (50) 을 위치 결정해 고정시킬 때에 이용된다.The first through
(홀더 (6) 의 구성) (Configuration of holder 6)
도 9 는, 본 발명을 적용한 자기 센서 장치 (10) 에 사용한 홀더 (6) 의 설명도로, 도 9(a), (b), (c) 는, 홀더 (6) 를 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 에서 본 평면도, 홀더 (6) 를 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 에서 본 저면도, 및 홀더 (6) 의 A-A' 단면도이다. 도 3, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 홀더 (6) 는, 축선 (L) 과 동심상의 원형구멍을 구비한 통형상 몸통부 (60) 를 가지고 있고, 통형상 몸통부 (60) 의 일방측 (L1) 단부에서 회로 기판 (50) 을 유지한다. 여기서, 홀더 (6) 의 통형상 몸통부 (60) 의 일방측 (L1) 단부에는, 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 을 향해 돌출되어 일방측 (L1) 단면에서 회로 기판 (50) 의 타방면 (502) 을 지지하는 복수의 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66c, 66d) 가 형성되어 있다. 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66c, 66d) 는, 축선 (L) 둘레에서 대략 등각도 간격으로 형성되어 있다.9 (a), 9 (b) and 9 (c) illustrate the
또한, 홀더 (6) 의 통형상 몸통부 (60) 의 일방측 (L1) 단부에는, 회로 기판 지지부 (66a, 66d) 의 사이에도, 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 을 향해 돌출되고 일방측 (L1) 의 단면에서 회로 기판 (50) 의 타방면 (502) 을 지지하는 회로 기판 지지부 (68a) 가 형성되고, 회로 기판 지지부 (66b, 66c) 의 사이에도, 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 을 향해 돌출되어 일방측 (L1) 의 단면에서 회로 기판 (50) 의 타방면 (502) 을 지지하는 회로 기판 지지부 (68b) 가 형성되어 있다.The one end side L1 of the
도 3, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66c, 66d) 및 회로 기판 지지부 (68a, 68b) 중, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) 는, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) 의 외형 치수보다 가는 외형 치수를 갖고, 그 단면 (661) 으로부터 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 을 향해 돌출되는 축부 (67a, 67b, 67d) 가 형성된 제 1 회로 기판 지지부로 되어 있다. 이러한 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) (제 1 회로 기판 지지부) 에 있어서, 축부 (67a, 67b, 67d) 는 각각, 회로 기판 (50) 의 제 1 관통부 (56a, 56b, 56d) 에 끼워져 있다. 따라서, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) 가 회로 기판 (50) 의 타방면 (502) 에 맞닿아 회로 기판 (50) 을 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 에서 지지하고, 축부 (67a, 67b, 67d) 는 회로 기판 (50) 을 축선 (L) 에 직교하는 방향에서 위치 결정하고 있다.The circuit
또, 회로 기판 지지부 (66c) 는, 축선 (L) 방향을 향한 단면 (661) 으로부터 축부가 돌출되어 있지 않은 제 3 회로 기판 지지부로 되어 있다. 그 때문에, 회로 기판 (50) 에 있어서 회로 기판 지지부 (66c) (제 3 회로 기판 지지부) 와 겹치는 위치에는 관통부가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 회로 기판 지지부 (66c) 의 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 단면은, 회로 기판 (50) 의 타방면 (502) 에 있어서 회로 기판 지지부 (66c) 와 대향하는 영역인 맞닿음부 (503) 에 맞닿아, 회로 기판 (50) 을 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 에서 지지하고 있을 뿐이다.The circuit
회로 기판 지지부 (68a, 68b) 에는, 회로 기판 지지부 (68a, 68b) 의 외형 치수보다 가는 외형 치수를 갖고 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 을 향해 돌출되는 통부 (69a, 69b) 를 구비한 제 2 회로 기판 지지부가 포함되고, 통부 (69a, 69b) 는, 회로 기판 (50) 의 제 2 관통부 (57a, 57b) (노치) 내측에 위치한다.The circuit
여기서, 통부 (69a, 69b) 에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 회로 기판 (50) 에 대하여 홀더 (6) 와는 반대측 (축선 (L) 방향의 일방측 (L1)) 으로부터 제 2 관통부 (57a, 57b) 를 지나 나사 (58, 59) 가 멈춰져 있고, 나사 (58, 59) 의 나사머리 (58a, 59a) 는, 회로 기판 (50) 을 회로 기판 지지부 (68a, 68b) 에 세게 누르고 있다. 또한, 나사 (58, 59) 의 축부 (58b, 59b) 는, 제 2 관통부 (57a, 57b) (노치) 에 끼워져 회로 기판 (50) 을 X 방향의 양측에서 위치 결정하고 있는 것과 함께, 회로 기판 (50) 을 Y 방향에서 위치 결정하고 있다.As shown in Fig. 3, the
자기 센서 장치 (10) 에서는, 홀더 (6) 에 형성된 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) 및 이들과 겹치는 위치에 형성된 회로 기판 (50) 의 제 1 관통부 (56a, 56b, 56d) 는, 3 조의 끼워맞춤부를 구성하고 있다. 이들 끼워맞춤부는, 회로 기판 (50) 의 4 모서리 (축선 (L) 둘레에서 대략 등각도 간격으로 설정된 4 군데) 중의 3 군데에 배치되어 있다. 한편, 회로 기판 (50) 의 4 모서리 중 나머지 1 군데는, 회로 기판 지지부 (66c) 에 축부가 없기 때문에 관통부가 형성되어 있지 않고, 회로 기판 지지부 (66c) 의 단면 (661) 과 맞닿는 맞닿음부 (503) 로 되어 있다. 또한, 홀더 (6) 에 형성된 회로 기판 지지부 (68a, 68b) 및 이들과 겹치는 위치에 형성된 회로 기판 (50) 의 제 2 관통부 (57a, 57b) (노치) 는 2 조의 끼워맞춤부를 구성하고 있고, 이들은 회로 기판 (50) 의 X 방향의 양측의 끝가장자리에 배치되어 있다. 이상의 5 조의 끼워맞춤부는, 홀더 (6) 에 대하여 회로 기판 (50) 을 축선 (L) 에 직교하는 방향에서 위치 결정하고 있다.The
도 10 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치 (10) 에 사용한 회로 기판 (50) 의 평면도로, 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 에서 본 상태를 나타낸다. 여기서, 홀더 (6) 에 형성된 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) 의 축부 (67a, 67b, 67d) 와 회로 기판 (50) 에 형성된 제 1 관통부 (56a, 56b, 56d) 의 내주면의 간극은, 모두 치수 D1 이다. 또한, 회로 기판 지지부 (68a, 68b) 의 통부 (69a, 69b) 와 제 2 관통부 (57a, 57b) 의 내주면의 간극은, 모두 치수 D2 이다. 본 형태에서는, D1 > D2 가 되도록 양 간극의 치수가 설정되어 있다. 따라서, 회로 기판 지지부 (68a, 68b) (제 2 회로 기판 지지부) 를 위치 결정 기준으로 하여, 회로 기판 (50) 의 위치 결정이 이루어진다.10 is a plan view of the
홀더 (6) 에 있어서, 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 단부에는, 둘레 방향의 복수 지점에서부터 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 으로 돌출된 센서 장치 고정용의 돌부 (63a, 63b, 63c) 가 형성되어 있고, 돌부 (63a, 63b, 63c) 는, 통형상 몸통부 (60) 로부터 직경 방향의 외측으로도 돌출되어 있다. 돌부 (63a, 63b, 63c) 에 있어서, 통형상 몸통부 (60) 로부터 직경 방향 외측으로 돌출된 부분에는 구멍 (64a, 64b, 64c) 이 형성되어 있다.In the
돌부 (63a, 63b, 63c) 는 센서 장치 고정용으로, 돌부 (63a, 63b, 63c) 및 구멍 (64a, 64b, 64c) 은, 도 1 에 나타내는 모터 케이스 (130) 에 홀더 (6) 를 고정시킬 때에 사용된다. 보다 구체적으로는, 돌부 (63a, 63b, 63c) 에 있어서, 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 단면이 모터 케이스 (130) 에 접하고, 이 상태에서, 모터 케이스 (130) 에는 구멍 (64a, 64b, 64c) 을 통해 나사 (190) (도 1(c) 및 도 2 참조) 가 멈춰진다. 또, 홀더 (6) 의 축선 (L) 방향의 타방측 (L2) 면에는 홀더 (6) 를 수지 성형할 때의 싱크 마크를 억제하기 위한 오목부 (62) 가 형성되어 있다.The
(본 형태의 주된 효과) (Main effect of this embodiment)
이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 자기 센서 장치 (10) (센서 장치) 는, 회로 기판 (50) 과, 회로 기판 (50) 에 실장된 자기 센서 (3) (센서) 와, 회로 기판 (50) 에 실장된 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품) 를 갖고 있다. 또한, 자기 센서 (3) 에는 온도 감시용 저항막 (47) (감온부) 및 가열용 저항막 (48) (히터) 이 형성되어 있고, 가열용 저항막 (48) 은, 온도 감시용 저항막 (47) 에서의 검출 결과에 기초하여 자기 저항 소자 (4) 의 온도가 일정해지도록 자기 저항 소자 (4) 를 가열한다. 이 때문에, 자기 센서 (3) 의 검출 결과는 환경 온도의 영향을 잘 받지 않는다.As described above, the magnetic sensor device 10 (sensor device) of the present embodiment includes the
여기서, 회로 기판 (50) 에는, 자기 센서 (3) 와 마이크로컴퓨터 (91) 를 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿 (53) 이 형성되어 있다. 이 때문에, 회로 기판 (50) 에 있어서, 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 영역과 마이크로컴퓨터 (91) 가 실장되어 있는 영역 사이에는, 슬릿 (53) 을 이용한 차열부가 형성되어 있다. 따라서, 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 영역과 마이크로컴퓨터 (91) 가 실장되어 있는 영역 사이의 열 전도가 억제되어 있다. 또한, 회로 기판 (50) 에는, 자기 센서 (3) 의 주위에 회로 기판 (50) 을 일부 남기고 자기 센서 (3) 를 둘러싸듯이 연장되어 있다. 이 때문에, 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 내측 실장 영역 (50a) 과 마이크로컴퓨터 (91) 등이 실장되어 있는 외측 실장 영역 (50b) 사이의 열 전도가 보다 억제된다. 따라서, 회로 기판 (50) 에 있어서 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 내측 실장 영역 (50a) 의 온도가 외측 실장 영역 (50b) 의 영향을 잘 받지 않으므로, 자기 저항 소자 (4) 의 온도를 가열용 저항막 (48) 에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 본 형태의 자기 센서 장치 (10) 에 의하면, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있다. 또한, 자기 센서 (3) 에 있어서, 자기 저항 소자 (4) 를 가열용 저항막 (48) 에 의해서 가열한 경우라도, 이러한 열이 마이크로컴퓨터 (91) 에 전달되기 힘들다. 그 때문에, 마이크로컴퓨터 (91) 에서의 오작동 등의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.Here, the
특히 본 형태에서는, 센서 장치가, 센서 소자로서 자기 저항 소자 (4) 를 구비한 자기 센서 장치 (10) 이다. 이러한 자기 저항 소자 (4) 에서는, 감자막 (41 ∼ 44) 자체가 온도에 의해서 저항치가 변화하는 것과 함께, 소자 기판 (40) 과 감자막 (41 ∼ 44) 의 열팽창 계수의 차에서 기인하는 응력이 소자 기판 (40) 의 위치에 따라서 상이한 것 등에서 기인하여 온도의 영향을 받기 쉽지만, 본 형태에 의하면, 이러한 온도 변화의 영향을 억제할 수 있다.Particularly in this embodiment, the sensor device is a
또한, 홀더 (6) 에 있어서 회로 기판 (50) 을 지지하는 부분은, 축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 을 향해 돌출된 복수의 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66c, 66d, 68a, 68b) 이다. 또한, 회로 기판 (50) 을 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) 의 축부 (67a, 67b, 67d) 로 위치 결정하고 있다. 따라서, 홀더 (6) 와 회로 기판 (50) 의 접촉 면적이 좁기 때문에, 홀더 (6) 와 회로 기판 (50) 사이의 열 전도를 억제할 수 있다. 또한, 회로 기판 (50) 에 있어서 나사 (58, 59) 가 멈춰진 제 2 관통부 (57a, 57b) 는, 회로 기판 (50) 의 바깥가장자리 (50c) 에 형성된 노치이기 때문에, 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 내측 실장 영역 (50a) 과 나사 (58, 59) 에 의한 고정 위치가 이간되어 있다. 이 때문에, 회로 기판 (50) 에 있어서 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 내측 실장 영역 (50a) 과 홀더 (6) 사이의 열 전도를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판 (50) 에 있어서 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 내측 실장 영역 (50a) 의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 자기 저항 소자 (4) 의 온도를 가열용 저항막 (48) 에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 본 형태의 자기 센서 장치 (10) 에 의하면, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있다.The portion of the
여기서, 자기 센서 장치 (10) 는, 소자 기판 (40) 에 감자막 (41 ∼ 44) 이나 단자를 배치한 자기 저항 소자 (4) 를 탑재한 회로 기판 (50) 을 구비하고 있지만, 회로 기판 (50) 을 홀더 (6) 에 고정시킬 때에 회로 기판 (50) 의 형상이 변화하면, 회로 기판 (50) 의 형상은 잔류 응력을 해방하도록 시간이 경과함에 따라 변화하고, 그 형상 변화에 수반하여 저항치가 변하기 때문에, 검출 출력이 시간 경과에 의해 변화해 버리는 문제점이 있다.Here, the
이러한 문제점에 대해서는, 회로 기판 (50) 이 고정되는 고정면의 정밀도와, 회로 기판 (50) 의 고정 위치 정밀도를 높이는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 형태에서는, 홀더 (6) 와 회로 기판 (50) 의 접촉 면적이 좁기 (작기) 때문에, 회로 기판 (50) 을 지지하는 고정면의 정밀도 관리 포인트가 적다. 따라서, 고정면의 정밀도 관리가 용이하고, 고정면의 정밀도가 높은 홀더를 저렴하게 제조할 수 있다.For such a problem, it is desirable to improve the accuracy of the fixing surface on which the
또한, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66c, 66d) 는 축선 (L) 둘레에서 대략 등각도 간격으로 배치되어, 회로 기판 (50) 을 4 군데에서 균등하게 지지한다. 그리고, 나사 조임 지점이 되는 회로 기판 지지부 (68a, 68b) 에 관해서도, 회로 기판 (50) 의 양측에 대칭으로 배치되어 있다. 이러한 균등 배치에 의해, 고정시의 회로 기판 (50) 의 변형을 억제할 수 있어, 고정시의 변형에 따른 잔류 응력이 시간이 경과됨으로써 해방되는 것으로 인한 회로 기판 (50) 의 형상 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판 (50) 의 변형에 의한 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 또, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66c, 66d) 를 축선 (L) 둘레에서 대략 등각도 간격으로 배치하는 것이 바람직하지만, 대략 등각도 간격이 아니어도 되며, 축선 (L) 둘레의 둘레 방향에서 분산 배치되어 있으면 된다. 이러한 배치라도, 회로 기판 (50) 의 하중을 축선 (L) 둘레의 둘레 방향에서 분산시켜 지지할 수 있기 때문에, 회로 기판 (50) 의 형상 변화를 억제할 수 있다.The circuit
또한, 회로 기판 (50) 은, 홀더 (6) 에 대하여, 복수의 축부 (축부 (67a, 67b, 67d)) 와 복수의 제 1 관통부 (제 1 관통부 (56a, 56b, 56d)) 가 3 군데에서 끼워 맞춰짐으로써, 축선 (L) 에 직교하는 방향에서 위치 결정되어 있다. 이들 3 조의 끼워맞춤부는, 회로 기판 (50) 의 4 모서리 중 3 군데에 형성되고, 4 모서리 중 나머지 1 군데는 관통부가 형성되어 있지 않고, 단순한 맞닿음부 (503) 로 되어 있다. 따라서, 회로 기판 (50) 의 표리가 올바른 방향으로, 또한 회로 기판 (50) 의 축선 (L) 둘레의 회전 위치가 미리 정한 올바른 회전 위치일 때에만, 3 군데의 축부 모두를 제 1 관통부와 끼워 맞춤시키는 것이 가능하다. 그리고, 3 군데의 축부 모두가 제 1 관통부와 끼워 맞춰지는 회전 위치는, 360 도의 범위 내에서 1 군데뿐이다. 따라서, 홀더 (6) 에 대하여 회로 기판 (50) 을 고정시킬 때에, 그 표리 및 회전 위치를 틀리는 일이 없다. 따라서, 회로 기판 (50) 을 틀린 자세로 고정시킬 우려가 없이, 높은 위치 정밀도로 고정시킬 수 있다. 또한, 제조시의 관리 항목을 삭감할 수 있기 때문에, 저렴하게 제조하는 것이 가능하다.The
또한, 홀더 (6) 에는, 회로 기판 지지부 (68a, 68b) (제 2 회로 기판 지지부) 에 통부 (69a, 69b) 가 형성되어서, 이것을 위치 결정 기준으로 하여 회로 기판 (50) 이 위치 결정되고, 나사 조임 고정되어 있다. 이와 같이, 나사 조임 지점에 통부 (69a, 69b) 가 있으면, 나사머리 (58a, 59a) 가 통부 (69a, 69b) 에 맞닿은 위치에서 나사 (58, 59) 가 멈춰, 그 이상 나사머리 (58a, 59a) 가 회로 기판 (50) 으로 파고 들어가지 않는다. 따라서, 나사를 조일 때에 엄밀한 토크 관리를 하지 않아도, 나사 조임시에 회로 기판 (50) 이 파괴되거나 나사산이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 홀더 (6) 는 센서 장치 고정용의 돌부 (63a, 63b, 63c) 에 의해 모터 케이스 (130) 에 고정되어 있기 때문에, 홀더 (6) 와 모터 케이스 (130) 의 접촉 면적이 좁다. 또한, 홀더 (6) 는 수지제이다. 이 때문에, 홀더 (6) 를 통한 회로 기판 (50) 과 모터 케이스 (130) 사이의 열 전도를 억제할 수 있다. 따라서, 회로 기판 (50) 에 있어서 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 내측 실장 영역 (50a) 의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 자기 저항 소자 (4) 의 온도를 가열용 저항막 (48) 에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 본 형태의 자기 센서 장치 (10) 에 의하면, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있다.The contact area between the
또한, 자기 센서 장치 (10) 에 의해서 자속밀도 (물리량) 가 검출되는 자석 (20) (검출 대상부) 이 출력축 (120) 의 회전에 수반하여 회전하는 상태로 홀더 (6) 의 통형상 몸통부 (60) 의 내측에 배치되어 있기 때문에, 통형상 몸통부 (60) 안의 공기를 교반시킬 수 있다. 이 때문에, 온도 분포의 치우침 발생을 억제시킬 수 있기 때문에, 자기 저항 소자 (4) 에 가열용 저항막 (48) 의 열을 균등하게 널리 퍼뜨릴 수 있다. 따라서, 회로 기판 (50) 에 있어서 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 내측 실장 영역 (50a) 의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 자기 저항 소자 (4) 의 온도를 가열용 저항막 (48) 에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 본 형태의 자기 센서 장치 (10) 에 의하면, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있다.The magnet 20 (detection subject) whose magnetic flux density (physical quantity) is detected by the
또한, 회로 기판 (50) 에서는, 내측 실장 영역 (50a) 에 반도체 장치 (92) (제 2 전자 부품) 가 실장되고, 이러한 반도체 장치 (92) 는 발열성을 가지고 있다. 단, 반도체 장치 (92) 는, 회로 기판 (50) 에 있어서 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 측과는 반대측의 면에 실장되어 있다. 이 때문에, 반도체 장치 (92) 와 자기 센서 (3) 사이의 열 전달을 억제할 수 있다. 따라서, 자기 센서 (3) 의 온도가 잘 변화하지 않으므로, 자기 저항 소자 (4) 의 온도를 가열용 저항막 (48) 에 의해서 정밀하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 본 형태의 자기 센서 장치 (10) 에 의하면, 환경 온도가 변화하더라도 안정된 검출 정밀도를 얻을 수 있다.In the
(차열 효과에 대한 평가 결과)(Evaluation result on the heat effect)
먼저, 자기 센서 장치 (10) 를 오프 상태로 한 상태에서 모터 (100) 의 측면을 향해 열풍기로부터 열풍을 송풍하여 가열한 후, 가열을 정지한 이후의 온도를 각 부위에서 계측하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. 또, 환경 온도는 30 ℃ 이다.First, in a state where the
표 1 에서 알 수 있듯이, 가열 종료시 (0 분), 모터 케이스 (130) 의 온도는 51.7 ℃ 였지만, 홀더 (6) 의 온도는 37.7 ℃ 이고, 반도체 장치 (92) 의 온도는 35.6 ℃ 였다. 그 때문에, 모터 케이스 (130) 로부터 자기 센서 장치 (10) 로의 열 전달성이 낮은 것을 알 수 있다. 또, 가열 종료로부터 10 분 후 및 20 분 후에도 동일한 결과였다.As shown in Table 1, the temperature of the
다음으로, 자기 센서 장치 (10) 의 가열용 저항막 (48) 에 통전시켜 자기 센서 (3) 의 온도를 70 ℃ 로 한 상태에 있어서의 반도체 장치 (92), 트랜지스터 (93) 및 마이크로컴퓨터 (91) 의 온도를 계측하였다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다. 또, 환경 온도는 30 ℃ 이다.Next, the
표 2 로부터 알 수 있듯이, 반도체 장치 (92) 의 온도는 68.1 ℃ 로, 자기 센서 (3) 의 온도보다 1.9 ℃ 낮은 결과였다. 또한, 외측 실장 영역 (50b) 에 실장한 트랜지스터 (93) 의 온도는 50.0 ℃ 이고, 자기 센서 (3) 의 온도보다 20.0 ℃ 낮은 결과였다. 또한, 외측 실장 영역 (50b) 에 실장한 마이크로컴퓨터 (91) 의 온도는 51.6 ℃ 로, 자기 센서 (3) 의 온도보다 18.4 ℃ 낮은 결과였다.As can be seen from Table 2, the temperature of the
(회로 기판 (50) 의 다른 실시형태) (Another embodiment of the circuit board 50)
도 11 은, 본 발명을 적용한 자기 센서 장치 (10) 에 사용한 다른 회로 기판 (150) 의 설명도이다. 또, 본 형태의 기본적인 구성은 도 7 을 참조하여 설명한 형태와 동일하기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여 도시하고, 그들에 대한 설명을 생략한다.11 is an explanatory diagram of another
도 11 에 나타내는 바와 같이, 본 형태에서는, 회로 기판 (150) 의 외측 실장 영역 (50b) 에 있어서, 자기 센서 (3) 와 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품) 사이에는, 자기 센서 (3) 와 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품) 을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 X 방향을 따라서 복수의 스루 홀 (54) 이 배치되어 있다. 이러한 스루 홀 (54) 은 마이크로컴퓨터 (91) 에 대한 정보의 기입용으로, 리드선 등의 접속이 이루어져 있지 않다.11, in this embodiment, between the
이러한 구성에 의하면, 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 영역과 마이크로컴퓨터 (91) 가 실장되어 있는 영역 사이의 열 전도를 스루 홀 (54) 에 의해서 억제할 수 있다.With this configuration, the thermal conduction between the region where the
또한, 회로 기판 (150) 의 외측 실장 영역 (50b) 에 있어서, 자기 센서 (3) 와 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품) 사이에는, 자기 센서 (3) 와 마이크로컴퓨터 (91) (제 1 전자 부품) 을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 X 방향을 따라서 복수의 검사 단자 (55) 가 배치되어 있다. 이러한 검사 단자 (55) 는, 자기 센서 장치 (10) 단체 (單體) 에서의 검사용으로, 리드선 등의 접속이 이루어져 있지 않다. 그 밖의 구성은 도 8 을 참조하여 설명한 회로 기판 (50) 과 대략 동일하다. 이러한 구성에 의하면, 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 영역과 마이크로컴퓨터 (91) 가 실장되어 있는 영역을 이간시킬 수 있기 때문에, 자기 센서 (3) 가 실장되어 있는 영역과 마이크로컴퓨터 (91) 가 실장되어 있는 영역 사이의 열 전도를 스루 홀 (54) 에 의해서 억제할 수 있다.A
(회로 기판 (50) 의 고정 구조가 상이한 다른 실시형태) (Another embodiment in which the fixing structure of the
(1) 상기 각 형태에 있어서, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) (제 1 회로 기판 지지부) 의 축부 (67a, 67b, 67d) 와 제 1 관통부 (56a, 56b, 56d) 의 내주면의 간극의 치수 D1, 및, 회로 기판 지지부 (68a, 68b) (제 2 회로 기판 지지부) 의 통부 (69a, 69b) 와, 제 2 관통부 (57a, 57b) 의 내주면과의 간극의 치수 D2 의 대소관계를, 상기 형태와는 반대인 D1 < D2 가 되도록 양 간극의 치수를 설정해도 된다. 이 경우, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) (제 1 회로 기판 지지부) 를 위치 결정 기준으로 하여 회로 기판 (50) 의 위치 결정이 이루어진다. 따라서, 나사 조임시의 나사 조임 지점의 변형 등에 의해서 회로 기판 (50) 의 위치 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.(1) In each of the above-described configurations, the
(2) 도 12 는 다른 형태의 제 2 회로 기판 지지부를 구비한 자기 센서 장치의 분해 사시도이다. 홀더 (206) 에는, 상기 형태의 회로 기판 지지부 (68a, 68b) 의 통부 (69a, 69b) 를 제거하고 근원측 부분만을 남긴 형상의 회로 기판 지지부 (268a, 268b) (제 2 회로 기판 지지부) 가 형성되어 있다. 회로 기판 지지부 (268a, 268b) 의 선단면 (270) (축선 (L) 방향의 일방측 (L1) 단면) 에는 고정구멍 (269a, 269b) 이 개구되어 있다. 한편, 회로 기판 (250) 에는, 고정구멍 (269a, 269b) 과 겹치는 위치에 제 2 관통부 (257a, 257b) (노치) 가 형성되어 있다.(2) FIG. 12 is an exploded perspective view of a magnetic sensor device having another type of second circuit board support portion. The
제 2 관통부 (257a, 257b) 는, 상기 형태의 제 2 관통부 (57a, 57b) 보다 노치폭이 작다. 통부 (69a, 69b) 를 형성하지 않은 경우, 제 2 관통부 (257a, 257b) 는, 나사 (58, 59) 의 축부 (58b, 59b) 를 삽입 통과시킬 수 있는 노치폭이면 된다. 이러한 구성에서는, 제 2 관통부 (257a, 257b) 의 노치폭이 좁은 것 만큼, 나사머리 (58a, 59a) 를 수용하는 면적을 넓게 할 수 있다. 따라서, 나사 조임시에 가해지는 힘에 의해서 나사머리 (58a, 59a) 가 회로 기판 (250) 에 파고 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 회로 기판 지지부 (268a, 268b) 의 선단면 (270) 과 회로 기판 (250) 이 맞닿는 면적이 넓기 때문에, 회로 기판 (250) 을 안정적으로 지지할 수 있다.The second through-
또한, 도 12 의 형태에서는, 제 2 관통부 (257a, 257b) 의 내주면과, 나사 (58, 59) 의 축부 (58b, 59b) 와의 간극의 치수를 D3 (도시생략) 으로 했을 때, D3 > D1 이다. 즉, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) (제 1 회로 기판 지지부) 를 위치 결정 기준으로 하여 회로 기판 (250) 의 위치 결정이 이루어진다. 따라서, 나사 조임 지점의 변형 등에 의해서 회로 기판 (250) 의 위치 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.12, when the dimension of the clearance between the inner peripheral surface of the second through-
(3) 상기 각 형태에 있어서, 회로 기판 지지부 (66a, 66b, 66d) (제 1 회로 기판 지지부) 의 축부 (67a, 67b, 67d) 를 회로 기판 (50) 에 탄성 접착제에 의해 접착해도 된다. 접착 지점은, 3 지점 중 적어도 1 곳이어도 된다. 도 13 은 제 1 회로 기판 지지부와 회로 기판 (50) 과의 접착 지점의 단면도이다. 도 13 에서는 축부 (67a) 의 지점을 나타내지만, 다른 축부 (67b, 67d) 에 대해서도 동일하게 접착할 수 있다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 제 1 관통부 (56a) 에 삽입된 축부 (67a) 의 선단 둘레에, 회로 기판 (50) 위로부터 탄성 접착제 (300) 를 흘려 접착한다. 탄성 접착제 (300) 로는, 예를 들어, 폿팅재 등의 수지를 사용한다. 도 13 에서는, 탄성 접착제 (300) 는 제 1 관통부 (56a) 의 내주면과 축부 (67a) 의 외주면의 간극에까지 흘러 들어가 있지 않지만, 흘러 들어가 있어도 된다.(3) In each of the above embodiments, the
이와 같이 접착함으로써, 탄성체 (탄성 접착제 (300)) 에 의해서 회로 기판 (50) 이 지지된다. 자기 센서 장치 (10) 에 모터 회전시의 진동이나 외부로부터의 진동이 가해지면, 나사 조임 지점 이외의 회로 기판 (50) 의 단부가 공진을 발생시키는 경우가 있지만, 축부 (67a/67b/67d) 를 접착함으로써, 회로 기판 (50) 을 나사 이외의 것으로도 고정시킬 수 있다. 따라서, 회로 기판 (50) 에 대한 진동의 영향을 작게 할 수 있고, 센서의 검출 출력에 대한 영향도 작게 할 수 있다. 따라서, 진동에 의한 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.By bonding in this way, the
(고정 구조에 대한 평가 결과) (Evaluation result on fixed structure)
회로 기판 (50) 을 평면에 올리고 고정시키는 베타 부착 구조 (종래 구조) 인 경우, 회로 기판이 고정시에 변형되고, 잔류 응력이 시간 경과에 의해 해방되는 것에서 기인하는 센서 검출 출력치의 경시 변화는 20 mV 이상으로 되어 있었다. 이에 반하여, 도 3 등에 도시한 본 발명의 형태에서는, 센서 검출 출력치의 경시 변화는 0.5 mV 정도인 것이 확인되었다.In the case of a beta attachment structure (conventional structure) in which the
(그 밖의 형태) (Other forms)
상기 각 형태에서는 센서 장치로서 자기 센서 장치 (10) 를 예시하였지만, 광센서 장치 등, 다른 센서 장치에 본 발명을 적용해도 된다.In the above embodiments, the
1 : 로터리 인코더
3 : 자기 센서
4 : 자기 저항 소자 (센서 소자)
6 : 홀더
10 : 자기 센서 장치
20 : 자석
21 : 착자면
40 : 소자 기판
40a : 일방면
41 ∼ 44 : 감자막
45 : 감자 영역
47 : 온도 감시용 저항막 (감온부)
48 : 가열용 저항막 (히터)
50 : 회로 기판
50a : 내측 실장 영역
50b : 외측 실장 영역
50c : 회로 기판의 바깥가장자리
52, 53 : 슬릿
54 : 스루 홀
55 : 검사 단자
56a, 56b, 56d : 제 1 관통부
57a, 57b : 제 2 관통부 (노치)
58, 59 : 나사
58a, 59a : 나사머리
58b, 59b : 축부
60 : 통부
62 : 오목부
63a, 63b, 63c : 돌부
64a, 64b, 64c : 구멍
66a, 66b, 66d : 회로 기판 지지부 (제 1 회로 기판 지지부)
66c : 회로 기판 지지부 (제 3 회로 기판 지지부)
67a, 67b, 67d : 축부
68a, 68b : 회로 기판 지지부 (제 2 회로 기판 지지부)
69a, 69b : 통부
81, 82 : 홀 소자
83 : 스위칭 소자
84 : 저항
85 : 연산 증폭기
90 : 증폭기부
91 : 마이크로컴퓨터 (제 1 전자 부품)
92 : 반도체 장치 (제 2 전자 부품)
93 : 트랜지스터
94 : 커넥터
95, 96 : 증폭기부
97 : 변환부
100 : 모터
110 : 모터 본체
120 : 출력축
130 : 모터 케이스
140 : 인코더 케이스
150 : 회로 기판
190 : 나사
206 : 홀더
250 : 회로 기판
257a, 257b : 관통부
268a, 268b : 회로 기판 지지부 (제 2 회로 기판 지지부)
269a, 269b : 고정구멍
270 : 선단면
300 : 탄성 접착제
401, 402, 403 : 절연막
481, 482 : 배선 부분
501 : 일방면
502 : 타방면
503 : 맞닿음부
661 : 단면
L : 축선
L1 : 일방측
L2 : 타방측 1: rotary encoder
3: magnetic sensor
4: Magnetoresistance element (sensor element)
6: Holder
10: Magnetic sensor device
20: Magnet
21:
40: element substrate
40a: one side
41 to 44:
45: Potato area
47: Resistance film for temperature monitoring (warming part)
48: Resistance film for heating (heater)
50: circuit board
50a: inner mounting area
50b: outer mounting area
50c: outer edge of the circuit board
52, 53: slit
54: Through hole
55: inspection terminal
56a, 56b, and 56d:
57a, 57b: second penetrating portion (notch)
58, 59: Screw
58a, 59a: screw head
58b, 59b:
60: Tongue
62:
63a, 63b, 63c:
64a, 64b, 64c: holes
66a, 66b, 66d: circuit board support portion (first circuit board support portion)
66c: circuit board supporting portion (third circuit board supporting portion)
67a, 67b, 67d:
68a, 68b: circuit board support portion (second circuit board support portion)
69a, 69b:
81, 82: Hall element
83: Switching element
84: Resistance
85: Op Amp
90:
91: Microcomputer (first electronic component)
92: Semiconductor device (second electronic part)
93: transistor
94: Connector
95, 96: amplifier section
97:
100: motor
110: motor body
120: Output shaft
130: Motor case
140: Encoder case
150: circuit board
190: Screw
206: Holder
250: circuit board
257a, 257b:
268a, 268b: circuit board support portion (second circuit board support portion)
269a, 269b: Fixing hole
270:
300: Elastic adhesive
401, 402, 403: insulating film
481, 482: wiring part
501: one side
502:
503:
661: section
L: Axis
L1: One side
L2: the other side
Claims (22)
그 회로 기판에 실장된 센서와,
상기 회로 기판에 실장된 제 1 전자 부품을 갖고,
상기 센서는, 센서 소자와, 그 센서 소자의 온도를 검출하는 감온부와, 그 감온부에서의 검출 결과에 기초하여 상기 센서 소자의 온도가 일정해지도록 당해 센서 소자를 가열하는 히터를 갖고,
상기 회로 기판에는, 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.A circuit board,
A sensor mounted on the circuit board,
And a first electronic component mounted on the circuit board,
Wherein the sensor has a sensor element, a sensor section for detecting the temperature of the sensor element, and a heater for heating the sensor element so that the temperature of the sensor element is constant based on the detection result at the sensor section,
Wherein the circuit board is provided with a slit extending in a direction intersecting with a virtual line connecting the sensor and the first electronic component.
상기 센서 소자는, 소자 기판과, 그 소자 기판에 형성된 감자막을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sensor element has an element substrate and a potantium film formed on the element substrate.
상기 슬릿은, 상기 센서의 주위에 상기 회로 기판을 일부 남기고 당해 센서를 둘러싸듯이 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the slit extends so as to surround the sensor, leaving a part of the circuit board around the sensor.
상기 회로 기판을 축선 방향의 일방측의 단부에서 유지하는 홀더를 갖고,
상기 일방측의 단부에는, 상기 축선 방향의 상기 일방측을 향해 돌출되어 당해 일방측의 단면에서 상기 회로 기판에 있어서 상기 축선 방향의 타방측을 향하는 면을 지지하는 복수의 회로 기판 지지부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method of claim 3,
And a holder for holding the circuit board at an end on one side in the axial direction,
The end of the one side has a plurality of circuit board support portions projecting toward the one side in the axial direction and supporting a surface of the circuit board facing the other side in the axial direction on an end surface of the one side Characterized in that
상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 그 회로 기판 지지부의 외형 치수보다 가는 외형 치수를 갖고 상기 단면으로부터 상기 축선 방향의 상기 일방측을 향해 돌출되는 축부를 구비한 제 1 회로 기판 지지부가 포함되고,
상기 회로 기판에는, 상기 축부가 끼워지는 제 1 관통부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the plurality of circuit board support portions include a first circuit board support portion having outer dimensions smaller than the outer dimensions of the circuit board support portion and having a shaft portion projecting from the end face toward the one side in the axial direction,
Wherein the circuit board has a first penetrating portion in which the shaft portion is fitted.
상기 축부 및 상기 제 1 관통부를 복수 구비하고,
상기 홀더에 대하여, 상기 회로 기판의 표리가 미리 정한 방향이 되고, 또한 상기 회로 기판이 상기 축선 둘레에서 미리 정한 회전 위치가 되도록 위치 결정되면, 상기 복수의 상기 축부 모두가 상기 제 1 관통부와 끼워 맞춤이 가능해지고,
상기 미리 정한 회전 위치는 360 도의 범위 내에서 1 군데만으로, 당해 미리 정한 회전 위치를 제외한 회전 위치에서는, 상기 복수의 상기 축부의 적어도 1 개가 상기 제 1 관통부와 끼워 맞춤이 불가능한 것을 특징으로 하는 센서 장치.6. The method of claim 5,
A plurality of the shaft portions and the first penetrating portions,
When the front and back sides of the circuit board are positioned in a predetermined direction with respect to the holder and the circuit board is positioned so as to be at a predetermined rotational position around the axis, all of the plurality of the shaft portions are engaged with the first through- As a result,
Wherein the predetermined rotation position is only one place within a range of 360 degrees and at least one of the plurality of the shaft portions can not be fitted with the first penetration portion at a rotation position other than the predetermined rotation position Device.
상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 상기 일방측의 단면으로부터 상기 축부가 돌출되어 있지 않은 제 3 회로 기판 지지부가 포함되고,
상기 회로 기판에는, 상기 제 3 회로 기판 지지부의 상기 일방측 단면에 대하여 상기 축선 방향의 타방측에서부터 맞닿는 맞닿음부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to claim 6,
The plurality of circuit board support portions include a third circuit board support portion in which the shaft portion is not protruded from the one end side end face,
Wherein the circuit board is provided with an abutment portion abutting against the one end surface of the third circuit board support portion from the other side in the axial direction.
상기 제 1 관통부에 끼워 맞춰진 상기 축부는, 상기 회로 기판에 탄성 접착제에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.8. The method of claim 7,
And the shaft portion fitted to the first penetrating portion is bonded to the circuit board by an elastic adhesive.
상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 그 회로 기판 지지부의 외형 치수보다 가는 외형 치수를 갖고 상기 일방측을 향해 돌출되는 통부를 구비한 제 2 회로 기판 지지부가 포함되고,
상기 회로 기판에는, 상기 통부가 끼워지는 제 2 관통부가 형성되고,
상기 회로 기판은, 그 회로 기판에 대하여 상기 홀더와는 반대측에서부터 상기 제 2 관통부를 지나 상기 통부에 멈춰진 나사에 의해서 상기 홀더에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.9. The method according to any one of claims 4 to 8,
Wherein the plurality of circuit board support portions include a second circuit board support portion having an outer size smaller than an outer dimension of the circuit board support portion and having a barrel protruding toward the one side,
Wherein the circuit board has a second penetrating portion through which the barrel is fitted,
Wherein the circuit board is fixed to the holder by a screw which is stopped from the cylinder through the second penetrating portion from the side opposite to the holder with respect to the circuit board.
상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 그 회로 기판 지지부의 외형 치수보다 가는 외형 치수를 갖고 상기 일방측을 향해 돌출되는 통부를 구비한 제 2 회로 기판 지지부가 포함되고,
상기 회로 기판에는, 상기 통부가 끼워지는 제 2 관통부가 형성되고,
상기 회로 기판은, 그 회로 기판에 대하여 상기 홀더와는 반대측에서부터 상기 제 2 관통부를 지나 상기 통부에 멈춰진 나사에 의해서 상기 홀더에 고정되고,
상기 축부와 상기 제 1 관통부의 내주면의 간극은, 상기 통부와 상기 제 2 관통부의 내주면의 간극보다 큰 것을 특징으로 하는 센서 장치.9. The method according to any one of claims 5 to 8,
Wherein the plurality of circuit board support portions include a second circuit board support portion having an outer size smaller than an outer dimension of the circuit board support portion and having a barrel protruding toward the one side,
Wherein the circuit board has a second penetrating portion through which the barrel is fitted,
Wherein the circuit board is fixed to the holder by a screw which is stopped from the tube through the second penetrating portion from the side opposite to the holder with respect to the circuit board,
And the gap between the shaft portion and the inner circumferential surface of the first penetrating portion is larger than the gap between the tube portion and the inner circumferential surface of the second penetrating portion.
상기 제 2 관통부는, 상기 회로 기판의 바깥가장자리에 형성된 노치인 것을 특징으로 하는 센서 장치.11. The method of claim 10,
And the second penetrating portion is a notch formed on an outer edge of the circuit board.
상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 상기 일방측의 단면에 고정구멍이 형성된 제 2 회로 기판 지지부가 포함되고,
상기 회로 기판에는, 상기 홀더와는 반대측에서부터 상기 고정구멍에 나사 고정되는 나사가 삽입 통과되는 제 2 관통부가 형성되고,
상기 회로 기판은, 상기 나사에 의해 상기 홀더에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.9. The method according to any one of claims 4 to 8,
Wherein the plurality of circuit board support portions include a second circuit board support portion having a fixing hole formed in one end face thereof,
A second penetrating portion through which a screw screwed into the fixing hole is inserted is formed in the circuit board from the side opposite to the holder,
Wherein the circuit board is fixed to the holder by the screw.
상기 복수의 회로 기판 지지부에는, 상기 일방측의 단면에 고정구멍이 형성된 제 2 회로 기판 지지부가 포함되고,
상기 회로 기판에는, 상기 홀더와는 반대측에서부터 상기 고정구멍에 나사 고정되는 나사가 삽입 통과되는 제 2 관통부가 형성되고,
상기 회로 기판은, 상기 나사에 의해 상기 홀더에 고정되고,
상기 축부와 상기 제 1 관통부의 내주면의 간극은, 상기 나사와 상기 제 2 관통부의 내주면의 간극보다 작은 것을 특징으로 하는 센서 장치.9. The method according to any one of claims 5 to 8,
Wherein the plurality of circuit board support portions include a second circuit board support portion having a fixing hole formed in one end face thereof,
A second penetrating portion through which a screw screwed into the fixing hole is inserted is formed in the circuit board from the side opposite to the holder,
Wherein the circuit board is fixed to the holder by the screw,
And the gap between the shaft portion and the inner circumferential surface of the first penetrating portion is smaller than the gap between the screw and the inner circumferential surface of the second penetrating portion.
상기 제 2 관통부는, 상기 회로 기판의 바깥가장자리에 형성된 노치인 것을 특징으로 하는 센서 장치.14. The method of claim 13,
And the second penetrating portion is a notch formed on an outer edge of the circuit board.
상기 홀더의 상기 축선 방향의 상기 타방측의 단부에는, 둘레 방향의 복수 지점에서부터 상기 축선 방향의 상기 타방측으로 돌출된 센서 장치 고정용의 돌부 (突部) 가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.5. The method of claim 4,
And a protruding portion for fixing the sensor device protruding from a plurality of points in the circumferential direction to the other in the axial direction is formed at the other end of the holder in the axial direction.
상기 홀더는 수지제인 것을 특징으로 하는 센서 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the holder is made of resin.
상기 홀더는, 통형상 몸통부를 구비하고,
당해 통형상 몸통부의 내측에는 상기 센서에 의해서 물리량이 검출되는 검출 대상부가 배치되는 것을 특징으로 하는 센서 장치.17. The method of claim 16,
The holder includes a tubular body portion,
And a detection target portion in which a physical quantity is detected by the sensor is disposed inside the tubular body portion.
상기 회로 기판에서는, 상기 슬릿에 대하여 상기 센서가 배치되어 있는 측에 발열성의 제 2 전자 부품이 실장되고,
상기 제 2 전자 부품은, 상기 회로 기판의 상기 센서가 실장되어 있는 측과는 반대측의 면에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to claim 1,
In the circuit board, a second electronic component with a heat generating property is mounted on the side where the sensor is arranged with respect to the slit,
Wherein the second electronic component is mounted on a surface of the circuit board opposite to the side on which the sensor is mounted.
상기 회로 기판에 있어서 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품 사이에는, 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향을 따라서 복수의 스루 홀이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of through holes are arranged between the sensor and the first electronic component in the circuit board along a direction crossing a virtual line connecting the sensor and the first electronic component. .
상기 제 1 전자 부품은 마이크로컴퓨터이고,
상기 스루 홀은, 상기 마이크로컴퓨터에 대한 정보의 기입용인 것을 특징으로 하는 센서 장치.20. The method of claim 19,
The first electronic component is a microcomputer,
Wherein the through hole is for writing information on the microcomputer.
상기 회로 기판에 있어서 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품 사이에는, 상기 센서와 상기 제 1 전자 부품을 연결하는 가상선에 대하여 교차하는 방향을 따라서 복수의 검사 단자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of test terminals are disposed between the sensor and the first electronic component along a direction crossing a virtual line connecting the sensor and the first electronic component in the circuit board. .
상기 회로 기판에는, 그 회로 기판의 중앙 영역의 주위에 회로 기판의 일부를 남기고 연장되는 2 개의 슬릿이 형성되어 있고, 상기 회로 기판의 중앙 영역은 2 개의 슬릿에 둘러싸인 영역에 상기 센서를 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 센서 장치.The method according to claim 1,
The circuit board includes two slits extending around a central region of the circuit board while leaving a part of the circuit board. The center region of the circuit board has the sensor disposed in an area surrounded by two slits And the sensor device.
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