WO2020049780A1 - センサ素子の取付構造、移動量検出装置及びその製造方法 - Google Patents

センサ素子の取付構造、移動量検出装置及びその製造方法 Download PDF

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優 熊谷
紀彦 信太
博之 戸張
久直 高原
博幸 河原
隆博 馬籠
命 福井
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アルプスアルパイン株式会社
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    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Definitions

  • the present invention relates to a mounting structure of a sensor element, a moving amount detecting device using the mounting structure, and a method of manufacturing the same.
  • Patent Literature 1 discloses a holding device that positions and fixes a Hall IC using a plurality of inclined protrusions that fit the Hall IC into a concave portion and press the upper surface of the inserted Hall IC.
  • the holding device is further mounted on a substrate and positioned with respect to a detection target.
  • Patent Document 2 when mounting a Hall IC for detecting position and rotation on a substrate, the Hall IC is mounted on a metal positioning jig, and the positioning jig is arranged at a predetermined position on the substrate. Discloses a method of soldering lead terminals of a Hall IC. After the Hall IC is fixed to the substrate by soldering, the positioning jig is removed.
  • the Hall IC is fitted into the recess, and the upper surface is pressed by the plurality of inclined protrusions, so that pressure is applied to the Hall IC and stress is generated inside.
  • the detection accuracy of the Hall IC is affected and the accuracy varies.
  • the holding device to which the Hall IC is fixed is attached to the substrate, the positioning must be performed accurately, and there is a disadvantage that the precision of the positioning operation affects the detection accuracy.
  • the present invention provides a sensor element mounting structure capable of accurately positioning a sensor element with respect to a detection target without affecting the accuracy of a sensor element such as a Hall IC. It is an object of the present invention to provide a moving amount detecting device having a structure and a manufacturing method thereof.
  • the mounting structure of the sensor element of the present invention is a structure for mounting the sensor element in a case that is positioned with respect to a detection target,
  • the sensor element has a reference surface that defines an arrangement direction with respect to the detection target, and the case has a storage unit for inserting and positioning the sensor element,
  • the storage portion is a reference wall portion that positions the reference surface with respect to the detection target, and is inclined so as to be narrower with respect to the reference wall portion in a direction in which the sensor element is inserted, facing the reference wall portion.
  • the interval between the reference wall portion and the tapered portion has a portion longer and shorter than the thickness dimension of the sensor element perpendicular to the reference surface,
  • the sensor element is inserted into the storage portion, and is attached in a state where the reference surface comes into contact with the tapered portion and the reference surface contacts the reference wall portion.
  • the reference surface of the sensor element is positioned in contact with the reference wall of the case positioned with respect to the detection target.
  • the sensor element is guided by the tapered portion provided in the storage portion of the case, so that the reference surface comes into contact with the reference wall portion of the case. Therefore, unlike the conventional patent document 1, since no stress is generated in the sensor element, the sensor element can be accurately positioned and mounted on the reference wall without affecting the detection accuracy of the sensor element.
  • the accommodating portion has guide walls on both sides in the width direction of the sensor element for guiding the sensor element in the insertion direction. According to this configuration, not only the direction with respect to the reference plane of the sensor element, that is, the direction with respect to the thickness direction of the sensor element, but also the positioning of the sensor element in the width direction can be performed. For this reason, the positioning of the sensor element with respect to the case becomes more accurate.
  • the sensor element has a lead terminal for outputting a detection signal to the outside, and the lead terminal is provided when the sensor element is mounted on the housing. It is preferable to bend toward the reference wall side. According to this configuration, since the lead terminal is bent toward the reference wall, the reference surface of the sensor element is pressed against the reference wall of the case by the weight of the lead terminal, so that the positioning of the sensor element is further improved. It will be accurate.
  • the case includes a guide projection for guiding the lead terminal when the sensor element is mounted on the storage section. In this way, the sensor element is held in a state of being positioned in the storage portion of the case by the lead terminal being guided by the guide projection.
  • a movement amount detection device of the present invention is a movement amount detection device that detects a movement amount of a detection target, A case positioned with respect to the detection target, A sensor element attached to the case and having a lead terminal for outputting a detection signal to the outside, A board attached to the case and to which the lead terminals are connected; An external connection terminal that is connected to the substrate and protrudes from the case and can be connected to the outside;
  • the sensor element has a reference plane that defines an arrangement direction with respect to the detection target,
  • the case has a storage part for inserting and positioning the sensor element,
  • the storage portion is a reference wall portion that positions the reference surface with respect to the detection target, and is inclined so as to be narrower with respect to the reference wall portion in a direction in which the sensor element is inserted, facing the reference wall portion.
  • the interval between the reference wall portion and the tapered portion has a portion longer and shorter than the thickness dimension of the sensor element perpendicular to the reference surface,
  • the sensor element is inserted into the storage portion, is attached to the tapered portion in a state where the reference surface is in contact with the reference wall portion, and the lead terminal is connected to the substrate. I do.
  • the sensor element having the reference surface is accurately attached to the case by the reference wall portion and the tapered portion provided in the storage portion of the case. Can always be accurate.
  • the detection target is a magnetic body having an arc-shaped outer peripheral surface, and the case has an arc-shaped side wall portion extending along the outer peripheral surface, It is preferable that the storage portions are provided at three places along the side wall portion, and the sensor element is attached to each of the storage portions. According to this configuration, the movement amount of the detection target can be accurately detected by the three sensor elements that are accurately positioned and attached to the magnetic body having the arc-shaped outer peripheral surface.
  • the method for manufacturing a movement amount detection device of the present invention is a method for manufacturing a movement amount detection device that detects a movement amount of a detection target,
  • the movement amount detection device A case positioned with respect to the detection target, A sensor element attached to the case and having a lead terminal for outputting a detection signal to the outside, A board attached to the case and to which the lead terminals are connected;
  • An external connection terminal that is connected to the substrate and protrudes from the case and can be connected to the outside;
  • the sensor element has a reference plane that defines an arrangement direction with respect to the detection target,
  • the case has a storage part for inserting and positioning the sensor element,
  • the storage portion is a reference wall portion that positions the reference surface with respect to the detection target, and is inclined so as to be narrower with respect to the reference wall portion in a direction in which the sensor element is inserted, facing the reference wall portion.
  • the interval between the reference wall portion and the tapered portion has a portion longer and shorter than a thickness dimension of the sensor element perpendicular to the reference surface
  • the sensor element is inserted into the storage portion of the case, and the sensor element is attached in a state where the tip surface of the sensor element is in contact with the tapered portion and the reference surface and the reference wall portion are in contact with each other, Positioning the external connection terminal in the case,
  • the substrate is mounted on the case, and the lead terminals and the external connection terminals are soldered to the substrate.
  • the board and the lead terminal are soldered in a state where the sensor element is accurately positioned and attached to the storage portion of the case, so that the springback after the soldering is performed.
  • the position of the sensor element does not change due to, for example,
  • the substrate has a connection hole having a size such that the lead terminal and the external connection terminal are not in contact with each other, and a land is provided in the connection hole.
  • the lead terminal and the external connection terminal are inserted into the connection hole and soldered to the land.
  • connection hole of the board since the connection hole of the board has a size that does not contact the lead terminal, when the board is mounted on the case and soldered, it affects the accurately positioned and mounted sensor element. Can be mounted without giving
  • a sensor element mounting structure capable of accurately positioning a sensor element with respect to a detection target without affecting the accuracy of a sensor element such as a Hall IC, and a movement amount detection having the mounting structure
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a rotation detecting device employing the sensor element mounting structure of the present invention.
  • A is an explanatory view showing the shape of the sensor element
  • B is an explanatory view showing the shape of the sensor element and the housing.
  • Explanatory sectional view showing a relationship between a detection target, a sensor element, and a storage section.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the rotation detection device in FIG. 1. Explanatory drawing which shows the state in which the sensor element is positioned and attached to the storage part of the case.
  • a rotation detection device 1 will be described as an example of a movement amount detection device.
  • the rotation detecting device 1 is a device for detecting the rotation of a detection target 2 which is a ring-shaped magnetic material.
  • the rotation detecting device 1 includes a case 3 made of a synthetic resin, three sensor elements 4 provided in the case 3, and a substrate 5 to which lead terminals 42 of the sensor element 4 are soldered. And an external connection terminal 6 which is soldered to the substrate 5 and protrudes outside the case 3.
  • the external connection terminal 6 is provided so that a signal detected by the sensor element 4 can be connected to an external device.
  • the internal sensor element 4, the substrate 5, and the like are protected by a cover member (not shown).
  • the detection target 2 is, for example, a rotor used for a motor such as an electric scooter. In such a motor, various controls are performed by detecting the number of rotations. However, if the number of rotations cannot be detected accurately, various controls cannot be performed accurately. In order to accurately detect the rotation speed of the detection target 2, the sensor element 4 needs to be accurately positioned with respect to the detection target 2. Note that the detection target 2 may be a disk or a column.
  • the rotation detecting device 1 of the present embodiment includes an arc-shaped side wall 31 extending along the outer peripheral surface of the detection target 2 in the case 3, and housing portions 32 are provided at three places inside the side wall 31. Are provided, and three sensor elements 4 are positioned and attached to the storage section 32.
  • the sensor element 4 is a Hall IC in the present embodiment, and includes an element main body 41 and three lead terminals 42 extending from the element main body 41, as shown in FIG.
  • the lead terminal 42 outputs a detection signal detected by an element provided inside the element body 41 to the outside.
  • the surface of the element body 41 in the direction in which the lead terminals 42 extend is defined as a reference surface 43.
  • the reference surface 43 is a surface set so as to face the outer peripheral surface of the detection target 2 in order to accurately detect the rotation of the detection target 2. That is, the direction of the sensor element 4 in which the reference surface 43 is in contact with the reference wall portion 33 is the direction in which the sensor element 4 is arranged with respect to the detection target 2.
  • the storage section 32 shown in FIG. 2B shows a state viewed from the side wall section 31 side of the case 3.
  • the storage part 32 is provided with a reference wall part 33 with which the reference surface 43 of the sensor element 4 contacts.
  • the reference wall portion 33 is not a simple wall surface, but is formed by two wall surfaces having a concave portion 34 formed at the center.
  • the storage portion 32 is provided with a pair of guide walls 35 for guiding the sensor element 4 in the insertion direction F on both sides of the sensor element 4 in the width direction.
  • the distance between the pair of guide walls 35 is formed slightly wider than the width of the element body 41 of the sensor element 4. Therefore, when the sensor element 4 is stored in the storage section 32, the element body 41 is not pressed by the guide wall 35.
  • the storage portion 32 has a tapered portion 36 opposed to the reference surface 43 and inclined so as to be narrower with respect to the reference surface 43 in the insertion direction F of the sensor element 4 in FIG. 3.
  • the upper portion of the tapered portion 36 is longer than the thickness dimension T of the sensor element 4, and the lower portion is shorter than the thickness dimension T of the sensor element 4.
  • the thickness dimension T of the sensor element 4 refers to the thickness dimension in a direction perpendicular to the reference plane 43 of the element main body 41.
  • the housing portion 32 is provided with a guide projection 37 for guiding the central lead terminal 42 when the sensor element 4 is housed in the housing portion 32.
  • the guide protrusion 37 is formed by a pair of protrusions protruding upward from the concave portion 34 provided in the storage portion 32.
  • the lead terminal 42 and the guide projection 37 are not fitted, and are guided with some play.
  • FIG. 1 shows a state in which the substrate 5 is mounted on the case 3 in a state in which three sensor elements 4 are mounted in three storage portions 32 of the case 3 and the external connection terminals 6 are mounted behind the case 3. Is shown.
  • the substrate 5 is provided with a connection hole 51 through which the distal ends of the lead terminals 42 and the external connection terminals 6 are inserted.
  • a land 52 is provided around the connection hole 51.
  • the lead terminals 42, the external connection terminals 6, and the lands 52 provided on the substrate 5 are not soldered.
  • the external connection terminal 6 has a tip portion (left side in FIG. 4) inserted into the connection hole 51 of the substrate 5, and a rear portion attached to the terminal cover 61 to be connected to the outside of the case 3. It protrudes.
  • the external connection terminal 6 is a harness wire, the front portion is bent in a substantially U shape, and the front end portion is positioned and fixed to the case 3 by a synthetic resin terminal positioning member 62. The end is pulled out. Further, a claw portion 38 is formed on the bottom surface of the case 3 so as to contact the bent portion of the external connection terminal 6.
  • the external connection terminal 6 passes through the space between the terminal positioning member 62 and the claw portion 38 on the bottom surface of the case 3 and is drawn out of the opening provided on the side surface of the terminal cover 61. Therefore, even when a pulling force is applied to the external connection terminal 6 protruding to the outside of the case 3 from the outside, the external connection terminal is located between the terminal positioning member 62 and the claw 38 on the bottom surface of the case 3. 6 catches and receives the tensile force. Therefore, there is almost no effect on the tip portion of the external connection terminal 6, and there is no effect on the soldered portion between the external connection terminal 6 and the substrate 5.
  • the case 3 is manufactured by a manufacturing method such as injection molding of a synthetic resin.
  • the sensor element 4 is formed by bending the lead terminal 42 into the shape shown in FIGS.
  • the external connection terminals 6 are formed from a metal material.
  • the substrate 5, the terminal positioning member 62, the terminal cover 61, and the like are manufactured by a manufacturing method such as injection molding.
  • the sensor elements 4 are mounted on the three storage portions 32 of the case 3.
  • the reference surface 43 formed on the element main body 41 of the sensor element 4 is oriented toward the reference wall 33 of the storage section 32, and the sensor element 4 is inserted in the insertion direction F. Move along.
  • the sensor element 4 moves downward while being guided by a pair of guide walls 35 provided in the storage section 32.
  • the tapered portion 36 is provided on the side wall portion 31 of the case 3. Therefore, when the sensor element 4 is inserted into the storage portion 32, the tip end of the element body 41 becomes the tapered portion 36. The element body 41 comes into contact with the tapered portion 36 and moves to the right in FIG. When the distance between the tapered portion 36 and the reference wall portion 33 reaches a position having the same length as the thickness of the element body 41 of the sensor element 4, the reference surface 43 of the sensor element 4 comes into contact with the reference wall portion 33 of the case 3. I will be. At this time, the vertical positioning of the sensor element 4 is also performed.
  • the lead terminal 42 arranged at the center is guided by the guide protrusion 37 provided on the storage section 32 of the case 3. That is, the lead terminals 42 are arranged toward the reference wall 33 side of the storage section 32. As described above, since the lead terminal 42 is extended toward the reference wall portion 33, a force for rotating the sensor element 4 toward the reference wall portion 33 works more effectively.
  • FIG. 5 shows a state where the sensor element 4 is stored in the storage section 32.
  • the reference surface 43 of the element body 41 of the sensor element 4 is in contact with the reference wall 33 provided in the storage portion 32 of the case 3, and the tip of the element body 41 is provided in the case 3. (See FIG. 3).
  • guide walls 35 having an interval slightly wider than the width of the element body 41 are provided.
  • the sensor element 4 when the sensor element 4 is stored in the storage section 32 of the case 3, no force is applied to the element main body 41 of the sensor element 4 from the outside, so that the element main body 41 is deformed. And no stress is generated.
  • the sensor element 4 is accurately positioned and mounted by the tapered portion 36 of the storage portion 32, the reference wall portion 33, the guide protrusion 37, and the guide wall 35.
  • the external connection terminal 6 provided with the terminal positioning member 62 and the terminal cover 61 is mounted on the case 3.
  • the substrate 5 on which the connection holes 51 and the lands 52 are formed in advance is mounted on the case 3.
  • the substrate 5 is arranged at a predetermined position by positioning pins and guide pins provided on the case 3.
  • the connection hole 51 is formed in such a size that the lead terminal 42 and the external connection terminal 6 do not come into contact with each other, even if the substrate 5 is mounted on the case 3, the sensor element 4 and the external connection terminal 6 have the same size. 5 can be prevented from contacting.
  • the lead terminals 42 and the external connection terminals 6 are soldered to the lands 52 provided on the substrate 5.
  • the lead terminal 42 has a structure in which the element main body 41 is positioned and attached to the storage portion 32, and the central lead terminal 42 of the three lead terminals 42 is positioned by the guide protrusion 37. Therefore, the position of the element body 41 does not change even when soldering is performed.
  • the soldered lead terminals 42 are electrically connected to the lands 52 by solders 53 as shown in FIG.
  • the rotation detecting device 1 is completed by assembling a lid member (not shown) and other components to the case 3.
  • the board 5 is mounted on the case 3 and the soldering is performed while the sensor element 4 is mounted on the storage portion 32 of the case 3. According to the manufacturing method, the sensor element 4 can be accurately assembled to the case 3, so that the detection accuracy of the rotation detecting device 1 can be stabilized.
  • the rotation detecting device 1 has been described as an example of the moving amount detecting device of the present invention.
  • the present invention is not limited to this, and the position at which the sensor element 4 detects the linear moving amount of the detection target may be used.
  • the detection device may be a detection device, or may be a detection device that detects approach of a detection target or the like.
  • the reference wall portion 33 is configured by two wall portions sandwiching the concave portion 34, but is not limited thereto, and may be formed as a single plane.
  • the side wall 31 of the case 3 is formed in an arc shape, but may be formed in a polygonal shape instead of a strict arc shape.
  • the reference wall portion 33 is formed so as to face the side wall portion 31.
  • the present invention is not limited to this.
  • the reference wall portion 33 is provided on the side wall portion 31 side, and the tapered portion 36 is provided in the above embodiment. May be provided on the side where the reference wall portion 33 is formed.
  • a Hall IC has been described as an example of the sensor element 4, but an element such as an MR element (magnetic resistance sensor) may be used instead. Further, the number of the sensor elements 4 is not limited to three, and may be an arbitrary number.

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Abstract

回転検出装置１は、ケース３に３箇所の収納部３２が設けられ、それぞれの収納部３２にセンサ素子４が取り付けられている。収納部３２には基準壁部３３が設けられており、センサ素子４の基準面４３に接触している。センサ素子４の素子本体４１は、先端部が収納部３２のテーパ部３６に当接している。センサ素子４のリード端子４２は、収納部３２の上方に設けられたガイド突部３７によって案内される。基板５にはリード端子４２に接触しない大きさの接続孔５１が設けられ、この接続孔５１にリード端子４２が挿入された状態でハンダ付けが行われる。従って、ハンダ付け後もリード端子４２にスプリングバック等が生じない。

Description

センサ素子の取付構造、移動量検出装置及びその製造方法
　本発明は、センサ素子の取付構造、当該取付構造を利用した移動量検出装置、及びその製造方法に関する。
　従来、位置や回転の検出を行うホールＩＣ等のセンサ素子を、検出対象に対して正確に位置決めするために、ホールＩＣの位置決め構造として、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１においては、ホールＩＣを凹部に嵌挿させ、嵌挿されたホールＩＣの上面を押さえつける複数の傾斜突部を用いて、ホールＩＣを位置決め固定する保持装置が開示されている。当該保持装置は、さらに基板に装着されて検出対象に対して位置決めされる。
　また、特許文献２には、位置や回転の検出を行うホールＩＣを基板に取り付ける際に、金属製の位置決め治具にホールＩＣを装着し、位置決め治具を基板の所定位置に配置し、基板に対してホールＩＣのリード端子をハンダ付けする方法が開示されている。また、基板に対してホールＩＣをハンダ付けにより固定した後は、位置決め治具を取り外している。
実開昭５８－０７２８６１号公報 特開２０１２－０７８１２３号公報
　特許文献１に開示された位置決め構造では、ホールＩＣが凹部に嵌挿されると共に、複数の傾斜突部によって上面が押さえつけられており、ホールＩＣに圧力がかかり、内部に応力が生じているため、ホールＩＣの検出精度に影響が出て、精度にばらつきが生じるおそれがある。また、ホールＩＣが固定された保持装置を基板に取り付ける際、その位置決めを正確に行わなければならず、位置決め作業の精度によって検出精度が左右されるという不都合がある。
　また、特許文献２に記載の方法では、位置決め治具を利用してホールＩＣをハンダ付けする際には正しく位置決めがなされているが、位置決め治具を取り外した後、リード端子のスプリングバック等によってホールＩＣの位置が変動するおそれがある。従って、当該方法によって基板に固定されたホールＩＣを用いたセンサ装置は、検出精度にばらつきが生じるおそれがある。
　本発明は、上記課題を解決するために、ホールＩＣ等のセンサ素子の精度に影響を与えることなく、検出対象に対してセンサ素子を正確に位置決めすることができるセンサ素子の取付構造、当該取付構造を有する移動量検出装置、及びその製造方法を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明のセンサ素子の取付構造は、検出対象に対して位置決めされるケースにセンサ素子を取り付ける構造であって、
　前記センサ素子は、前記検出対象に対する配置方向を規定する基準面を有し、　前記ケースは、前記センサ素子を挿入して位置決めするための収納部を有し、
　前記収納部は、前記基準面を前記検出対象に対して位置決めする基準壁部と、前記基準壁部に対向し、前記センサ素子の挿入方向に向けて前記基準壁部に対して狭まるように傾斜するテーパ部を備え、
　前記基準壁部と前記テーパ部との間隔は、前記基準面に垂直な前記センサ素子の厚さ寸法よりも長い部分と短い部分を有しており、
　前記センサ素子は、前記収納部に挿入され、前記テーパ部に当接して前記基準面が前記基準壁部に接触した状態で取り付けられることを特徴とする。
　本発明のセンサ素子の取付構造によれば、センサ素子の基準面が、検出対象に対して位置決めされるケースの基準壁部に接触した状態で位置決めされる。このとき、センサ素子は、ケースの収納部に設けられたテーパ部によって案内されることにより、ケースの基準壁部に基準面が接触する。従って、従来の特許文献１のように、センサ素子に応力を生じさせることがないので、センサ素子の検出精度に影響を与えることなく、正確に基準壁部に位置決めして取り付けることができる。
　また、本発明のセンサ素子の取付構造において、前記収納部は、前記センサ素子の幅方向の両側に、前記センサ素子を挿入方向に案内するガイド壁が設けられていることが好ましい。当該構成によれば、センサ素子の基準面に対する方向、即ちセンサ素子の厚さ方向に対する方向のみならず、センサ素子の幅方向の位置決めも行うことができる。このため、ケースに対するセンサ素子の位置決めがさらに正確なものとなる。
　また、本発明のセンサ素子の取付構造において、前記センサ素子は、検出信号を外部に出力するリード端子を有しており、前記リード端子は、前記センサ素子が前記収納部に取り付けられた際に、前記基準壁部側に向けて屈曲されていることが好ましい。当該構成によれば、リード端子が基準壁部側に向けて屈曲されているので、リード端子の重みでセンサ素子の基準面がケースの基準壁部側に押し付けられるため、センサ素子の位置決めがさらに正確なものとなる。
　また、本発明のセンサ素子の取付構造において、前記ケースは、前記センサ素子が前記収納部に取り付けられた際に、前記リード端子を案内するガイド突部を備えていることが好ましい。このように、リード端子がガイド突部に案内されることにより、センサ素子は、ケースの収納部に位置決めされた状態で保持される。
　本発明の移動量検出装置は、検出対象の移動量を検出する移動量検出装置であって、
　前記検出対象に対して位置決めされるケースと、
　前記ケースに取り付けられ、検出信号を外部に出力するリード端子を備えたセンサ素子と、
　前記ケースに取り付けられ、前記リード端子が接続される基板と、
　前記基板に接続され、前記ケースから突出して外部との接続が可能な外部接続端子とを備え、
　前記センサ素子は、前記検出対象に対する配置方向を規定する基準面を有し、
　前記ケースは、前記センサ素子を挿入して位置決めするための収納部を有し、
　前記収納部は、前記基準面を前記検出対象に対して位置決めする基準壁部と、前記基準壁部に対向し、前記センサ素子の挿入方向に向けて前記基準壁部に対して狭まるように傾斜するテーパ部を備え、
　前記基準壁部と前記テーパ部との間隔は、前記基準面に垂直な前記センサ素子の厚さ寸法よりも長い部分と短い部分を有しており、
　前記センサ素子は、前記収納部に挿入され、前記テーパ部に当接して前記基準面が前記基準壁部に接触した状態で取り付けられ、前記リード端子が前記基板に接続されていることを特徴とする。
　本発明の移動量検出装置によれば、ケースの収納部に設けられた基準壁部とテーパ部とにより、基準面を有するセンサ素子がケースに対して正確に取り付けられるため、検出対象とセンサ素子との間の距離を常に正確なものとすることができる。
　また、本発明の移動量検出装置において、前記検出対象は円弧状の外周面を有する磁性体であり、前記ケースは、前記外周面に沿って延設された円弧状の側壁部を有し、前記収納部は前記側壁部に沿って３箇所に設けられ、それぞれの前記収納部に前記センサ素子が取り付けられていることが好ましい。当該構成によれば、円弧状の外周面を有する磁性体に対して、正確に位置決めされて取り付けられた３個のセンサ素子によって、検出対象の移動量を正確に検出することができる。
　本発明の移動量検出装置の製造方法は、検出対象の移動量を検出する移動量検出装置の製造方法であって、
　前記移動量検出装置は、
　前記検出対象に対して位置決めされるケースと、
　前記ケースに取り付けられ、検出信号を外部に出力するリード端子を備えたセンサ素子と、
　前記ケースに取り付けられ、前記リード端子が接続される基板と、
　前記基板に接続され、前記ケースから突出して外部との接続が可能な外部接続端子とを備え、
　前記センサ素子は、前記検出対象に対する配置方向を規定する基準面を有し、
　前記ケースは、前記センサ素子を挿入して位置決めするための収納部を有し、
　前記収納部は、前記基準面を前記検出対象に対して位置決めする基準壁部と、前記基準壁部に対向し、前記センサ素子の挿入方向に向けて前記基準壁部に対して狭まるように傾斜するテーパ部を備え、
　前記基準壁部と前記テーパ部との間隔は、前記基準面に垂直な前記センサ素子の厚さ寸法よりも長い部分と短い部分を有するものであり、
　前記ケースの前記収納部に前記センサ素子を挿入し、前記センサ素子の先端部を前記テーパ部に当接させて前記基準面と前記基準壁部とを接触した状態で取り付け、
　前記ケースに前記外部接続端子を位置決めし、
　前記基板を前記ケースに装着し、前記基板に前記リード端子及び前記外部接続端子をハンダ付けしてなることを特徴とする。
　本発明の移動量検出装置の製造方法によれば、ケースの収納部に対してセンサ素子を正確に位置決めして取り付けた状態で基板とリード端子とをハンダ付けするので、ハンダ付け後のスプリングバック等によってセンサ素子の位置が変動することがない。
　また、本発明の移動量検出装置の製造方法において、前記基板は、前記リード端子及び前記外部接続端子が接触しない大きさの接続孔を有し、前記接続孔にランドが設けられており、前記ケースに前記基板を装着する際に、前記接続孔に前記リード端子と前記外部接続端子を挿入して前記ランドにハンダ付けすることが好ましい。
　当該構成によれば、基板の接続孔がリード端子に接触しない大きさを有しているため、基板をケースに装着してハンダ付けする際に、正確に位置決めされて取り付けられたセンサ素子に影響を与えることなく装着することができる。
　本発明によれば、ホールＩＣ等のセンサ素子の精度に影響を与えることなく、検出対象に対してセンサ素子を正確に位置決めすることができるセンサ素子の取付構造、当該取付構造を有する移動量検出装置、及びその製造方法を提供することができる。
本発明のセンサ素子の取付構造を採用した回転検出装置を示す説明図。 （Ａ）はセンサ素子の形状、（Ｂ）はセンサ素子と収納部の形状を示す説明図。 検出対象、センサ素子及び収納部の関係を示す説明的断面図。 図１の回転検出装置のＡ－Ａ線断面図。 センサ素子がケースの収納部に位置決めされて取り付けられている状態を示す説明図。
　次に、本発明の実施形態のセンサ素子の取付構造、当該取付構造を用いた移動量検出装置、及びその製造方法について、図１～図５を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態では、移動量検出装置として回転検出装置１を例にして説明する。回転検出装置１は、リング状の磁性体である検出対象２の回転を検出するための装置である。
　回転検出装置１は、図１に示すように、合成樹脂製のケース３と、ケース３に設けられた３個のセンサ素子４と、センサ素子４のリード端子４２がハンダ付けされる基板５と、基板５にハンダ付けされてケース３の外部に突出する外部接続端子６とを備えている。外部接続端子６は、センサ素子４によって検出された信号を外部の機器に接続可能に設けられている。なお、回転検出装置１は、図示しない蓋部材によって内部のセンサ素子４や基板５等が保護されている。
　検出対象２は、例えば、電動スクーター等のモータに用いられるロータが一例として挙げられる。このようなモータは、回転数を検出して種々の制御を行っているが、回転数が正確に検出できないと、種々の制御を正確に行うことができない。検出対象２の回転数を正確に検出するためには、検出対象２に対して、センサ素子４が正確に位置決めされている必要がある。なお、検出対象２は円盤状や円柱状であってもかまわない。
　本実施形態の回転検出装置１は、ケース３に検出対象２の外周面に沿って延設された円弧状の側壁部３１を備えており、この側壁部３１の内側の３箇所に収納部３２を設け、この収納部３２に３個のセンサ素子４を位置決めして取り付けている。
　センサ素子４は、本実施形態ではホールＩＣであり、図２（Ａ）に示すように、素子本体４１と、素子本体４１から延びる３本のリード端子４２とを備えている。リード端子４２は、素子本体４１の内部に設けられた素子によって検出された検出信号を外部に出力するものである。
　図２（Ａ）に示すように、素子本体４１のリード端子４２が延びている方向の面が基準面４３として規定されている。この基準面４３は、検出対象２の回転を正確に検出するために、検出対象２の外周面に対して正対するように設定された面である。即ち、この基準面４３を基準壁部３３に接触させたセンサ素子４の方向が、検出対象２に対するセンサ素子４の配置方向となる。
　図２（Ｂ）に示す収納部３２は、ケース３の側壁部３１側から見た状態を示している。収納部３２には、センサ素子４の基準面４３が接触する基準壁部３３が設けられている。本実施形態では、基準壁部３３は、単なる壁面ではなく、中央部に凹部３４が形成された２箇所の壁面で形成されている。
　また、収納部３２は、センサ素子４の幅方向の両側に、センサ素子４を挿入方向Ｆに案内する一対のガイド壁３５が設けられている。この一対のガイド壁３５同士の間隔は、センサ素子４の素子本体４１の幅よりも若干広く形成されている。このため、センサ素子４が収納部３２に収納された際に、ガイド壁３５によって素子本体４１が圧迫されることがない。
　また、図３に示すように、収納部３２には、基準面４３に対向し、図３においてセンサ素子４の挿入方向Ｆに向けて基準面４３に対して狭まるように傾斜するテーパ部３６を備えている。このテーパ部３６は、上方部分がセンサ素子４の厚さ寸法Ｔよりも長くなっており、下方部分はセンサ素子４の厚さ寸法Ｔよりも短くなっている。センサ素子４の厚さ寸法Ｔとは、素子本体４１の基準面４３に対して垂直な方向の厚さの寸法をいう。
　さらに、収納部３２には、センサ素子４が収納部３２に収納された際に中央のリード端子４２を案内するガイド突部３７が設けられている。このガイド突部３７は、収納部３２に設けられた凹部３４の部分から上方に突出する一対の突部により形成されている。なお、本実施形態においては、リード端子４２とガイド突部３７とは嵌合しておらず、多少遊びがある状態で案内される。
　また、図１に示すように、ケース３の内部には基板５が取り付けられている。図１は、ケース３の３箇所の収納部３２に３個のセンサ素子４が取り付けられ、ケース３の後方に外部接続端子６が取り付けられた状態で、基板５がケース３に装着された状態を示している。
　基板５には、リード端子４２及び外部接続端子６の先端部が挿通される接続孔５１が設けられ、接続孔５１の周囲にはランド５２が設けられている。なお、図１においては、リード端子４２及び外部接続端子６と基板５に設けられたランド５２はハンダ付けされていない。
　外部接続端子６は、図４に示すように、先端部分（図４において左側）は基板５の接続孔５１に挿通されており、後方部分は端子用蓋部６１に装着されてケース３の外部に突出している。また、本実施形態において、外部接続端子６はハーネス線であり、前方部分が略Ｕ字状に屈曲されており、合成樹脂製の端子位置決め部材６２によって先端部分がケース３に位置決め固定され、他端部が外部に引き出されている。また、ケース３の底面には、外部接続端子６の屈曲部分に当接する爪部３８が形成されている。
　このように、外部接続端子６は、端子位置決め部材６２とケース３の底面の爪部３８との間を通って端子用蓋部６１の側面に設けられた開口から外部に引き出されている。このため、ケース３の外部に突出している外部接続端子６に、外部から引っ張る力が加わった場合であっても、端子位置決め部材６２とケース３の底面の爪部３８との間に外部接続端子６が引っかかり引張り力を受け止める。そのため、外部接続端子６の先端部分への影響はほとんどなく、外部接続端子６と基板５とのハンダ付け部分には影響が及ばない。
　次に、本実施形態の回転検出装置１の製造方法について説明する。まずは、ケース３を合成樹脂の射出成形等の製法により製造する。また、センサ素子４は、リード端子４２を屈曲させて図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す形状に形成する。また、金属材料から外部接続端子６を形成する。また、基板５、端子位置決め部材６２、端子用蓋部６１等も同様に射出成形等の製法により製造する。
　次に、ケース３の３箇所の収納部３２に、センサ素子４を装着する。このとき、図２（Ｂ）に示すように、センサ素子４の素子本体４１に形成された基準面４３を収納部３２の基準壁部３３に向けた姿勢とし、センサ素子４を挿入方向Ｆに沿って移動させる。センサ素子４は、収納部３２に設けられた一対のガイド壁３５によって案内されながら下方に移動する。
　ケース３の側壁部３１には、図３に示すようにテーパ部３６が設けられているため、収納部３２にセンサ素子４を挿入していくと、素子本体４１の先端部分がテーパ部３６に当接し、素子本体４１がこのテーパ部３６に案内されて図３の右側に移動する。そして、テーパ部３６と基準壁部３３との距離がセンサ素子４の素子本体４１の厚さと同じ長さの箇所までくると、センサ素子４は基準面４３がケース３の基準壁部３３に接触するようになる。このとき、センサ素子４の上下方向の位置決めも成される。
　なお、素子本体４１は先端部の基準壁部３３から離れた側のみでテーパ部３６に接触しているため、接触箇所を支点として基準壁部３３側へ回転するような力が働く。その結果、基準面４３と基準壁部３３とがより安定して面接触するため、位置決め精度がより安定する。
　このとき、３本のリード端子４２のうち、中央に配置されたリード端子４２が、ケース３の収納部３２に設けられたガイド突部３７によって案内される。即ち、リード端子４２は、収納部３２の基準壁部３３側に向けて配置されている。このように、リード端子４２が基準壁部３３側へ延設されているため、センサ素子４が基準壁部３３側へ回転するような力がより効果的に働く。
　センサ素子４が収納部３２に収納された状態を図５に示す。この状態では、センサ素子４の素子本体４１にある基準面４３が、ケース３の収納部３２に設けられた基準壁部３３に接触しており、素子本体４１の先端部はケース３に設けられたテーパ部３６に接触している（図３参照）。また、素子本体４１の幅方向の両側には、素子本体４１の幅よりも若干広い間隔を有するガイド壁３５が設けられている。
　このように、本実施形態においては、センサ素子４がケース３の収納部３２に収納された際に、センサ素子４の素子本体４１には外部から力が加わっていないため、素子本体４１に変形や応力が発生しない。一方で、センサ素子４は、収納部３２のテーパ部３６、基準壁部３３、ガイド突部３７及びガイド壁３５によって正確に位置決めされて取り付けられた状態となる。
　この状態から、ケース３に、端子位置決め部材６２及び端子用蓋部６１が設けられた外部接続端子６を装着する。次に、ケース３に予め接続孔５１及びランド５２等が形成された基板５を装着する。基板５はケース３に設けられた位置決めピン及びガイドピンによって所定の位置に配置される。このとき、接続孔５１は、リード端子４２及び外部接続端子６が接触しない大きさに形成されているため、ケース３に基板５を装着しても、センサ素子４及び外部接続端子６には基板５は接触しないようにすることができる。
　次に、リード端子４２及び外部接続端子６と、基板５に設けられたランド５２とをハンダ付けする。このとき、リード端子４２は、素子本体４１が収納部３２に位置決めされて取り付けられた構造となっており、３本のリード端子４２のうちの中央のリード端子４２はガイド突部３７によって位置決めされているので、ハンダ付けを行う際も素子本体４１の位置が変動することはない。このようにハンダ付けされたリード端子４２は、図３に示すように、ハンダ５３によってランド５２に電気的に接続される。
　次に、ケース３に図示しない蓋部材、及びその他の部品を組み付けることにより、回転検出装置１が完成する。このように、本実施形態の回転検出装置１の製造方法では、ケース３の収納部３２にセンサ素子４を取り付けた状態で、基板５をケース３に装着し、ハンダ付けを行っている。当該製造方法により、ケース３に対して正確にセンサ素子４を組み付けることができるので、回転検出装置１の検出精度を安定したものとすることができる。
　また、ケース３の収納部３２にセンサ素子４が取り付けられた状態でハンダ付けが行われるので、ハンダ付け後にリード端子４２のスプリングバックが生じることがない。従って、センサ素子４は、ケース３に対して常に安定した形で取り付けられるため、常に安定した検出感度の回転検出装置１を提供することができる。
　なお、上記実施形態においては、本発明の移動量検出装置として、回転検出装置１を例にして説明したが、これに限らず、センサ素子４によって検出対象の直線的な移動量を検出する位置検出装置としてもよく、検出対象の接近等を検知する検出装置とすることもできる。
　また、上記実施形態では、基準壁部３３は凹部３４を挟んだ２箇所の壁部で構成されているが、これに限らず、単なる１つの平面として形成してもよい。また、ケース３の側壁部３１が円弧状に形成されているが、厳密な円弧状ではなく、多角形形状に形成されていてもよい。また、上記実施形態では、基準壁部３３が側壁部３１に対面する形で形成されているが、これに限らず、基準壁部３３を側壁部３１側に設け、テーパ部３６を上記実施形態の基準壁部３３が形成されている側に設けてもよい。
　また、上記実施形態では、センサ素子４としてホールＩＣを例にして説明したが、これ握らず、ＭＲ素子（磁気抵抗センサ）等の素子としてもよい。また、センサ素子４の数は３個に限らず、任意の個数とすることができる。
１…回転検出装置
２…検出対象
３…ケース
４…センサ素子
５…基板
６…外部接続端子
３１…側壁部
３２…収納部
３３…基準壁部
３４…凹部
３５…ガイド壁
３６…テーパ部
３７…ガイド突部
３８…爪部
４１…素子本体
４２…リード端子
４３…基準面
５１…接続孔
５２…ランド
５３…ハンダ
６１…端子用蓋部
６２…端子位置決め部材

Claims (8)

  1. 　検出対象に対して位置決めされるケースにセンサ素子を取り付ける構造であって、
    　前記センサ素子は、前記検出対象に対する配置方向を規定する基準面を有し、
    　前記ケースは、前記センサ素子を挿入して位置決めするための収納部を有し、
    　前記収納部は、前記基準面を前記検出対象に対して位置決めする基準壁部と、前記基準壁部に対向し、前記センサ素子の挿入方向に向けて前記基準壁部に対して狭まるように傾斜するテーパ部を備え、
    　前記基準壁部と前記テーパ部との間隔は、前記基準面に垂直な前記センサ素子の厚さ寸法よりも長い部分と短い部分を有しており、
    　前記センサ素子は、前記収納部に挿入され、前記テーパ部に当接して前記基準面が前記基準壁部に接触した状態で取り付けられることを特徴とするセンサ素子の取付構造。
  2. 　前記収納部は、前記センサ素子の幅方向の両側に、前記センサ素子を挿入方向に案内するガイド壁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ素子の取付構造。
  3. 　前記センサ素子は、検出信号を外部に出力するリード端子を有しており、
    　前記リード端子は、前記センサ素子が前記収納部に取り付けられた際に、前記基準壁部側に向けて屈曲されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ素子の取付構造。
  4. 　前記ケースは、前記センサ素子が前記収納部に取り付けられた際に、前記リード端子を案内するガイド突部を備えていることを特徴とする請求項３に記載のセンサ素子の取付構造。
  5. 　検出対象の移動量を検出する移動量検出装置であって、
    　前記検出対象に対して位置決めされるケースと、
    　前記ケースに取り付けられ、検出信号を外部に出力するリード端子を備えたセンサ素子と、
    　前記ケースに取り付けられ、前記リード端子が接続される基板と、
    　前記基板に接続され、前記ケースから突出して外部との接続が可能な外部接続端子とを備え、
    　前記センサ素子は、前記検出対象に対する配置方向を規定する基準面を有し、
    　前記ケースは、前記センサ素子を挿入して位置決めするための収納部を有し、
    　前記収納部は、前記基準面を前記検出対象に対して位置決めする基準壁部と、前記基準壁部に対向し、前記センサ素子の挿入方向に向けて前記基準壁部に対して狭まるように傾斜するテーパ部を備え、
    　前記基準壁部と前記テーパ部との間隔は、前記基準面に垂直な前記センサ素子の厚さ寸法よりも長い部分と短い部分を有しており、
    　前記センサ素子は、前記収納部に挿入され、前記テーパ部に当接して前記基準面が前記基準壁部に接触した状態で取り付けられ、前記リード端子が前記基板に接続されていることを特徴とする移動量検出装置。
  6. 　前記検出対象は円弧状の外周面を有する磁性体であり、
    　前記ケースは、前記外周面に沿って延設された円弧状の側壁部を有し、
    　前記収納部は前記側壁部に沿って３箇所に設けられ、それぞれの前記収納部に前記センサ素子が取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の移動量検出装置。
  7. 　検出対象の移動量を検出する移動量検出装置の製造方法であって、
    　前記移動量検出装置は、
    　前記検出対象に対して位置決めされるケースと、
    　前記ケースに取り付けられ、検出信号を外部に出力するリード端子を備えたセンサ素子と、
    　前記ケースに取り付けられ、前記リード端子が接続される基板と、
    　前記基板に接続され、前記ケースから突出して外部との接続が可能な外部接続端子とを備え、
    　前記センサ素子は、前記検出対象に対する配置方向を規定する基準面を有し、
    　前記ケースは、前記センサ素子を挿入して位置決めするための収納部を有し、
    　前記収納部は、前記基準面を前記検出対象に対して位置決めする基準壁部と、前記基準壁部に対向し、前記センサ素子の挿入方向に向けて前記基準壁部に対して狭まるように傾斜するテーパ部を備え、
    　前記基準壁部と前記テーパ部との間隔は、前記基準面に垂直な前記センサ素子の厚さ寸法よりも長い部分と短い部分を有するものであり、
    　前記ケースの前記収納部に前記センサ素子を挿入し、前記センサ素子の先端部を前記テーパ部に当接させて前記基準面と前記基準壁部とを接触した状態で取り付け、
    　前記ケースに前記外部接続端子を位置決めし、
    　前記基板を前記ケースに装着し、前記基板に前記リード端子及び前記外部接続端子をハンダ付けしてなることを特徴とする移動量検出装置の製造方法。
  8. 　前記基板は、前記リード端子及び前記外部接続端子が接触しない大きさの接続孔を有し、前記接続孔にランドが設けられており、
    　前記ケースに前記基板を装着する際に、前記接続孔に前記リード端子と前記外部接続端子を挿入して前記ランドにハンダ付けすることを特徴とする請求項７に記載の移動量検出装置の製造方法。
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