CN109073716B - 磁传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的磁传感器装置包括磁体(4)、在面向所述磁体(4)的面的相反侧的面上安装有沿所述磁体(4)的长边方向配置的磁阻效应元件(2)的磁阻效应元件安装体(3)、收纳或保持所述磁体(4)及所述磁阻效应元件安装体(3)的壳体(6)、以及除了所述磁阻效应元件安装体(3)安装有所述磁阻效应元件(2)的面以外覆盖所述壳体(6)的磁屏蔽(7)，所述磁屏蔽(7)覆盖所述壳体(6)中所述磁阻效应元件安装体(3)面向所述磁体(4)的面的位置，或从所述磁阻效应元件安装体(3)面向所述磁体(4)的面的位置起覆盖所述磁体(4)的相反侧的方向。

Description

磁传感器装置
技术领域
本发明涉及对在纸币等纸片状介质上形成的磁性图案进行检测的磁传感器装置。
背景技术
国际公开第2014/123142号(参照专利文献1)中记载的磁传感器装置具备磁体及磁阻效应元件。磁体面向具有磁性成分的被检测物的一个面，在与被检测物的传送方向垂直的方向上交替地具有不同的磁极，并形成与被检测物交叉的交叉磁场。磁阻效应元件设置在该磁体的一个磁极与被检测物之间，将因在交叉磁场内传送的被检测物的磁性成分而引起的交叉磁场的传送方向分量的变化作为电阻值的变化来输出。该磁阻效应元件设置在磁体的一个磁极的传送方向长度内，并从磁体的一个磁极的传送方向长度的中心向传送方向偏移地进行配置。
此外，专利文献1中记载的磁传感器装置具备磁路及磁阻效应元件。磁路面向具有磁性成分的被检测物的一个面，并在设置于中央部以及相对于该中央部的被检测物的传送方向的输入侧和输出侧的磁轭之间形成与被检测物交叉的交叉磁场。磁阻效应元件设置在被检测物与中央部之间，将因在交叉磁场内传送的被检测物的磁性成分而引起的交叉磁场的传送方向分量的变化作为电阻值的变化来输出。该磁阻效应元件设置在中央部的传送方向长度内，并从中央部的传送方向长度的中心向传送方向偏移地进行配置。
日本专利实开昭62-68260号公报(参照专利文献2)中记载的磁传感器具有固定在磁性体基板上的磁阻效应元件及固定在所述磁性体基板的下方的永磁体，并在永磁体的下方设置了端部朝上方突出而成的磁屏蔽体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/123142号
专利文献2：日本专利实开昭62-68260号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1中记载的磁传感器装置没有磁屏蔽，存在如下问题：当磁传感器装置周围的外部磁场发生变化时，磁传感器装置的性能也发生变化。
专利文献2中记载的磁传感器成为如下结构：从磁屏蔽体9向上方突出的突出部11的前端比永磁体8与安装基板6的接触部要低。因此，对于与磁传感器的上下方向正交的左右方向的磁场，永磁体8不会被磁屏蔽。由此，左右方向的磁场会干扰永磁体8，对于外部磁场的耐性将下降。此外，由于磁屏蔽体在电气上独立，因此磁屏蔽体起到天线的作用，存在电磁抗干扰性及耐性下降的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到一种磁传感器装置，减轻来自磁传感器装置外部的磁场变化对磁传感器装置的性能所带来的影响，并提高磁耐性。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的磁传感器装置包括：磁体；在面向所述磁体的面的相反侧的面上安装有沿所述磁体的长边方向配置的磁阻效应元件的磁阻效应元件安装体；收纳或保持所述磁体及所述磁阻效应元件安装体的壳体；以及除了所述磁阻效应元件安装体安装有所述磁阻效应元件的面以外覆盖所述壳体的磁屏蔽。所述磁屏蔽包括：底面，该底面与经由所述磁体相对于所述磁阻效应元件安装***于相反侧的所述壳体的面相对；以及侧壁部，该侧壁部沿着所述底面的与所述长边方向相交的短边方向，从所述底面起垂直设置在所述磁阻效应元件安装体一侧的方向上，并在所述磁体的长边方向上延伸。所述侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端位于从所述磁阻效应元件安装体面向所述磁体的面的位置到所述磁阻效应元件安装体安装有所述磁阻效应元件的面的位置之间。
发明效果
根据本发明，由于设置了覆盖壳体的磁屏蔽，因此，不容易受到来自磁传感器外部的磁场变化的影响，可得到提高了电磁抗干扰性及耐性的磁传感器装置。
附图说明
图1是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的XZ平面中的剖视图。
图2A是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的立体图。
图2B是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的立体图。
图3A是组装有本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的传感器基板、磁阻效应元件、永磁体的状态的立体图及剖视图。
图3B是组装有本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的传感器基板、磁阻效应元件、永磁体的状态的立体图及剖视图。
图4是将本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的图3的状态的传感器基板组装入壳体的状态的剖视图。
图5是在本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的图4的状态下固定有磁屏蔽的状态的剖视图。
图6A是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的壳体的立体图。
图6B是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的壳体的立体图。
图7A是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。
图7B是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。
图8A是示出在本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的外部产生了磁场时的磁通的动作的XZ平面中的剖视图。
图8B是示出在本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的外部产生了磁场时的磁通的动作的XZ平面中的剖视图。
图9A是本发明的实施方式2所涉及的磁传感器装置的立体图。
图9B是本发明的实施方式2所涉及的磁传感器装置的立体图。
图10是本发明实施方式2所涉及的磁传感器装置的YZ平面中的剖视图。
图11A是本发明实施方式2所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。
图11B是本发明实施方式2所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。
图12A是本发明的实施方式3所涉及的磁传感器装置的立体图。
图12B是本发明的实施方式3所涉及的磁传感器装置的立体图。
图13是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置的YZ平面中的剖视图。
图14A是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。
图14B是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。
图15A是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置中的壳体的立体图。
图15B是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置中的壳体的立体图。
具体实施方式
实施方式1
使用附图对本发明的实施方式1进行说明。在所有附图中，对相同或等同的结构要素附加同一标号。在图中记为X、Y、Z的3轴中，X表示X轴，示出磁传感器装置的传送方向10(被传送的检测对象物9的传送方向10、磁传感器装置的短边方向)。Y表示与X轴正交的Y轴，示出磁传感器装置的读取宽度方向(磁传感器装置的长边方向)。Z表示与X轴及Y轴正交的Z轴，示出磁传感器装置的高度方向。即，X轴、Y轴、Z轴彼此以90度的角度相交叉。将磁传感器装置的传送方向10的长度的中心设为X轴的原点，将磁传感器装置的读取宽度方向的长度的中心设为Y轴的原点，将磁传感器装置的检测对象物9的传送面设为Z轴的原点。另外，也将长边方向称为第1方向，将短边方向称为第2方向。
在本发明的所有实施方式中，检测对象物9的传送是指，除了检测对象物本身被传送的情况外，还包含检测对象物不移动而磁传感器装置本身沿传送方向10(图1的X方向)移动的情况。此外，传送方向10是指，除了X轴的正方向(+X轴方向)，还包含X轴的负方向(-X轴方向)。另外，将检测对象物9在传送方向10上被传送的部位称为传送路径，其相当于后述的检测对象物传送面1b以及在+Z轴方向上与该检测对象物传送面1b隔开数毫米左右的空间。
关于实施方式1，用图1和图2来说明磁传感器装置的结构。用图3～图5来说明磁传感器装置的制造方法。图1是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的XZ平面(在读取宽度方向上观察到的面)中的剖视图。图2(图2A、图2B)是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的立体图。
图3(图3A、图3B)是组装有本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的传感器基板、磁阻效应元件、永磁体的状态的立体图及剖视图，是示出实施方式1所涉及的磁传感器装置的制造方法的第1步骤的图。图4是将本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的图3的状态的传感器基板组装入壳体的状态的剖视图，是示出实施方式1所涉及的磁传感器装置的制造方法的第2步骤的图。图5是在本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的图4的状态下固定有磁屏蔽的状态的剖视图，是示出实施方式1所涉及的磁传感器装置的制造方法的第3步骤的图。
图6(图6A、图6B)是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的壳体的立体图。图7(图7A、图7B)是本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。图8(图8A、图8B)是示出在本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的外部产生了磁场时的磁通的动作的XZ平面中的剖视图。
使用图1～图8，对实施方式1所涉及的磁传感器装置的结构要素进行详细说明。盖板1是构成磁传感器装置的检查对象物传送面的构件。盖板1在Y轴方向上(读取宽度方向、长边方向)沿磁传感器装置的传送面延伸，并形成为在壳体6的Z轴方向(高度方向)的面内覆盖配置有磁阻效应元件2一侧的形状。壳体6形成为在Z轴方向(高度方向)的检测对象物传送面侧开口的箱形，具有用于收纳并保持实施方式1所涉及的磁传感器装置的各构件的开口，以及用于进行定位的孔和安装面。
传感器基板3存在于盖板1与永磁体4的Z轴方向(高度方向)之间，并在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸。传感器基板3可以是一片、并在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸，也可以在分割为多片的状态下在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸。传感器基板3的与永磁体4相对的面的相反侧的面即Z轴的正方向侧(传送路径侧)的面上安装有磁阻效应元件2。
如图1、图3所示，传感器基板3具有用于安装磁阻效应元件2的安装部3a、以及用于将来自磁阻效应元件2的电信号传输至外部的外部连接部3b。安装部3a形成在传感器基板3的Z轴的正方向侧(传送路径侧)的面上。
如图1、图3所示，磁阻效应元件2通过粘接剂等粘接固定且安装于传感器基板3的安装部3a。磁阻效应元件2在传感器基板3的安装部3a上的XY轴方向的位置根据对磁传感器装置的检测部分的位置的要求而不同。
磁阻效应元件2检测因纸币等包含磁性成分的检测对象物9在传送方向10的方向上被传送而产生的磁场的传送方向分量(偏置磁场)的变化，具有根据磁阻效应元件2的电阻值发生变化，而使磁阻效应元件2输出的信号变化的作用。这里，磁阻效应元件2将由永磁体4发出的磁场的传送方向10(X轴方向、短边方向)的方向的分量设为偏置磁场。
传感器基板3经由导线5与磁阻效应元件2进行电连接。此外，传感器基板3具有用于将磁阻效应元件2的电信号输出至外部的外部连接部3b。由此传感器基板3安装有磁阻效应元件2，因此也称为磁阻效应元件安装体3。
传感器基板3的与永磁体4相对的面即Z轴的负方向侧(传送路径相反侧)的面的一部分与壳体6相接，与壳体6相接的面通过粘接剂等粘接固定于壳体6。
传感器基板3通过与壳体6的开口6b相嵌来决定XY轴方向的位置。此外，通过将与传感器基板3的安装有磁阻效应元件2的面相反的面安装于台阶部6a来决定传感器基板3的Z轴方向(高度方向)的位置。
永磁体4是在Y轴方向上(读取宽度方向、长边方向)延伸的棒状物。
永磁体4通过粘接剂等固定于传感器基板3的安装有磁阻效应元件2的面的相反侧的面。即，永磁体4通过粘接剂等固定于传感器基板3的Z轴的负方向侧(传送路径相反侧)的面。
永磁体4通过与磁阻效应元件2平行地配置，并与传感器基板3的安装有磁阻效应元件2的面的相反侧的面接触，来决定Z轴方向(高度方向)的位置。X轴方向(传送方向10、短边方向)决定为使得永磁体4的X轴方向中心与磁阻效应元件2的X轴方向中心位于大致相同的位置。
永磁体4可以是一个、并在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸，也可以在分割为多个的状态下在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸。
永磁体4产生磁场并向磁阻效应元件2施加偏置磁场。此外，对于永磁体4的磁场，偏置磁场的大小因检测对象物9在传送路径中被传送而变化，因该偏置磁场的变化而导致磁阻效应元件2的电阻值发生变化，由磁阻效应元件2输出检测信号。
另外，若永磁体4的X轴方向(传送方向10、短边方向)的位置发生变化，则从永磁体4发出的磁场的向磁阻效应元件2和检测对象物9提供的磁力会发生变化，因此，一边观察磁传感器装置的性能一边对永磁体4的X轴方向(传送方向10、短边方向)的位置进行微调即可。
如图1所示，盖板1形成为在壳体6的Z轴方向(高度方向)的面内覆盖配置有磁阻效应元件2一侧的形状。即，覆盖了传感器基板3的安装有磁阻效应元件2的面。
如图1、图2所示，盖板1具有：在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上观察磁传感器装置时沿X轴方向(传送方向10、短边方向)形成的平面形状的检测对象物传送面1b；以及从该检测对象物传送面1b的X轴方向(传送方向10、短边方向)的两端部向负的高度方向(-Z轴方向)即传送路径相反侧倾斜的一对锥形体1a。该一对锥形体1a与检测对象传送面1b形成为在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸的形状。
通过金属制薄板的弯曲加工，盖板1的检测对象物传送面1b与一对锥形体1a形成为一体。盖板1安装于壳体6的传送路径侧的面。由于盖板1具有成为传送引导件的锥形体1a，因此，在传送时检测对象物9将沿着锥形体1a移动，具有防止检测对象物9在X轴方向(传送方向10、短边方向)以外的方向上移动的效果。
当在磁传感器装置上传送检测对象物9时，盖板1具有保护磁传感器装置特别是磁阻效应元件2不受到因撞击或摩擦等而造成的冲击、磨损的作用。由于盖板1存在于检测对象物9与磁阻效应元件2之间，因此，盖板1的材料优选为非磁性材料，从而不会对磁传感器装置的磁感应性能造成影响。作为非磁性材料，有铝等非磁性金属、陶瓷、树脂等。
对于盖板1，实施方式1中使用弯曲金属制的薄板(例如，铝)而制成的盖板来进行说明，但只要满足上述作用，材料及制造方法并没有限制。
如图1、图2、图6所示，壳体6是用于在内部收纳、保持盖板1及磁屏蔽7以外的其他结构要素(构件、元器件)即传感器基板3、永磁体4等的构件。壳体6由铝等金属、导电性树脂等导电性的材料形成。壳体6具有用于在XY方向上对传感器基板3进行定位的开口6b。开口6b从壳体6与盖板1的安装面向Z轴的负方向侧(传送路径相反侧)凹陷来形成。开口6b的凹陷至Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的端部具备放置传感器基板3并在高度方向(Z轴方向)上支承传感器基板3的台阶部6a。
另外，在从台阶部6a向Z轴的负方向侧(传送路径相反侧)，具备X轴方向(传送方向10、短边方向)的长度比开口6b的X轴方向(传送方向、短边方向)的长度要短、并向Z轴的负方向侧(传送路径相反侧)凹陷而形成的开口6c。开口6c中配置有永磁体4，并对永磁体4的XY方向进行定位。此外，还具备供将由磁传感器装置检测出的信号从放置于台阶部6a的传感器基板3输出至外部的外部连接部3b进行配置的通道、即在壳体6的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸的侧面的一部分中从台阶部6a到达壳体6的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面的凹部6d。
除此以外，壳体6具备磁屏蔽安装孔6e，该磁屏蔽安装孔6e用于对作为将磁屏蔽7固定于壳体6的紧固构件的螺钉8进行紧固。该磁屏蔽安装孔6e在Z轴的负方向侧(传送路径相反侧)的面上设置于Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上的两处。这里，磁屏蔽7在壳体6的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面的凹部6d所对应的位置具备孔7b，通过该孔7b外部连接部3b被排出到磁传感器装置的外部。
此外，如图1所示，壳体6的开口6b还具有如下功能：设置空间以使得盖板1不接触磁阻效应元件2、导线5。
壳体6具有将磁阻效应元件2所发出的热量释放到磁传感器装置的外部的作用。
壳体6优选例如铝那样的非磁性材料，以使得不会对磁场产生影响。
对于壳体6，实施方式1中使用了切削铝而形成的壳体。另外，只要满足上述作用，材料及制造方法并没有限制。
如图1、图3所示，导线5将磁阻效应元件2电连接至传感器基板3。
如图1、图5、图7所示，磁屏蔽7具有在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上观察磁传感器装置时沿X轴方向(传送方向10、短边方向)形成的底部7c。底部7c与经由永磁体4相对于传感器基板3位于相反侧的壳体6的底面相对。磁屏蔽7具有在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上观察磁传感器装置时、从该底部7c的X轴方向(传送方向10、短边方向)的两端垂直设置在正的高度方向(Z轴的正方向)上(即，垂直设置在传感器基板3一侧的方向上)的沿X轴方向(传送方向10、短边方向)配置的一对侧壁部7d。该一对侧壁部7d与底部7c形成为在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸的形状。在图1、图5、图7中，底部7c呈平面形状。此外，一对侧壁部7d也呈平面形状。即，磁屏蔽7是在相对于底部7c的Z轴方向的对面侧开口的形状。优选为磁屏蔽7的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的长度至少与永磁体4和传感器基板3的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的长度相同，或为它们以上的长度。
在由磁屏蔽7的底部7c和一对侧壁部7d包围而成的空间内(磁屏蔽7的内部)配置壳体6，磁屏蔽7通过紧固构件进行紧固或利用粘接剂等进行粘接被固定于壳体6。即，除了固定有传感器基板3的一侧，壳体6被磁屏蔽7所覆盖。在图1中，磁屏蔽7的底部7c与壳体6的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面通过紧固构件即螺钉8进行紧固来固定。另外，磁屏蔽7的底部7c与一对侧壁部7d可以独立地形成并用粘接剂等进行接合，也可以采用利用金属制薄板的弯曲加工、块状材料的挤压加工来实现的一体成形的结构。
如图1、图5、图7所示，磁屏蔽7通过螺钉等紧固构件8固定于壳体6的开口6b相反侧的面，来决定Z轴方向的位置。此外，磁屏蔽7通过分别匹配位于壳体6的两处的磁屏蔽安装孔6e与位于磁屏蔽7的两处的安装孔7a的位置，来决定XY轴方向的位置。此时，螺钉等紧固构件8通过安装孔7a紧固于磁屏蔽安装孔6e。
磁屏蔽7的一对侧壁部7d的Z轴方向的前端与传感器基板3的设置有安装部3a的面、即传感器基板3的Z轴正方向侧(传送路径侧)的面处的Z轴的位置基本相等。另外，磁屏蔽7的一对侧壁部7d的Z轴方向(高度方向)的前端至少与传感器基板3的设置有安装部3a的面的相反侧的面、即传感器基板3的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面、也就是传感器基板3的面向永磁体4的面位于同一位置。优选为与传感器基板3的设置有安装部3a的面的相反侧的面、即传感器基板3的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面、也就是传感器基板3的面向永磁体4的面的位置相比，侧壁部7d位于向Z轴的正方向侧(传送路径侧)更为延伸的位置。其结果是，在壳体6中，磁屏蔽7至少从传感器基板3面向永磁体4的面的位置起覆盖与永磁体4面向传感器基板3的面相反一侧的方向(Z轴的负方向、传送路径相反侧)。
换言之，优选为磁屏蔽7的一对侧壁部7d的Z轴方向(高度方向)的前端位于与永磁体4的Z轴正方向侧(传送路径侧)的面(即，永磁体4的面向传感器基板3的面)相同的位置，或者与永磁体4的Z轴正方向侧(传送路径侧)的面(永磁体4的面向传感器基板3的面)的位置相比，位于更靠Z轴的正方向侧(传送路径侧)(即，向与传感器基板3的面向永磁体4的面相反的一侧延伸)。其结果是，在壳体6中，磁屏蔽7至少从永磁体4面向传感器基板3的面的位置起覆盖与永磁体4面向传感器基板3的面相反一侧的方向(Z轴的负方向、传送路径相反侧)。
磁屏蔽7如图8所示，具有如下作用：当主要在磁传感器装置外部的传送面1b方向以外的方向上产生了磁场时，可以防止因该磁场所产生的磁通通过磁屏蔽7的内部而导致在磁传感器装置内部发生磁变的情况。因此，磁屏蔽7由磁性材料来构成。
此外，磁屏蔽7还具有以下作用：经由壳体6接收由磁阻效应元件2发出的热量，并传递至磁传感器装置的外部。
因此，磁屏蔽7的材料优选为铁、硅钢等那样的磁导率和热传导率较高的材料。
对于磁屏蔽7，在本发明的实施方式1中使用弯曲金属制的薄板而制成的构件来进行说明，但只要满足上述作用，材料及制造方法并没有限制。
紧固构件8具有将磁屏蔽7固定于壳体6的作用、以及对壳体6与磁屏蔽7进行电连接的作用，是具有导电性的螺钉。
对于紧固构件8，实施方式1中使用螺钉来进行说明，但只要满足上述作用，材料及方法并无限制。
接着，使用图1、图3～图5对本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的制造方法进行说明。该制造方法的基本构成(基本工序)如下所述，包括传感器基板组装工序与壳体装配工序。传感器基板组装工序需要在壳体装配工序之前进行。
使用图3来说明传感器基板组装工序。传感器基板组装工序是如下工序：将磁阻效应元件2安装于传感器基板3的安装部3a，使用导线5将磁阻效应元件2电连接至传感器基板3，并将永磁体4固定于传感器基板3的安装部3a的相反侧的面。
磁阻效应元件2例如通过粘接剂等粘接安装于传感器基板3的安装部3a。之后，利用导线5对磁阻固化元件2与传感器基板3进行电连接。
永磁体4通过粘接剂等固定于传感器基板3的安装部3a的相反侧的面。此时，在Y轴方向上，将永磁体4的Y轴方向的中心与磁阻效应元件2的Y轴方向的中心配置于相同位置，在X轴方向上也将永磁体4的X轴方向的中心与磁阻效应元件2的X轴方向的中心配置于相同位置。永磁体4并非一定是1个，也可以在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上对多个永磁体4进行一体化。
实施方式1中，使永磁体4与磁阻效应元件2的XY轴方向中心一致，但也可以根据对于磁传感器装置的检测部分的位置的要求，而使永磁体4与磁阻固化元件2的相对位置变化。
使用图1、图4、图5对壳体装配工序进行说明。壳体装配工序是将传感器基板3(进行了传感器基板组装工序之后的状态下的传感器基板)、盖板1及磁屏蔽7固定于壳体6的工序。
如图4所示，在使传感器基板3的固定有永磁体4的面、即传感器基板3的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面与壳体6的台阶部6a相接触的状态下，例如通过粘接剂等进行固定，来决定Z轴方向(高度方向)的位置。此时，传感器基板3嵌入壳体6的开口6b，永磁体4嵌入开口6c，从而决定了传感器基板3与永磁体4的XY轴方向的位置。
如图5所示，在图4的状态下的组装过程中的磁传感器装置中，利用紧固构件8将磁屏蔽7固定于壳体6。此时，分别将位于图6所示的壳体6的两处的屏蔽安装孔6e与位于图7所示的磁屏蔽7的两处的安装孔7a的位置对准。
此时，为了防止与磁屏蔽7产生干扰，传感器基板3的外部连接部3b嵌入壳体6的凹部6d。此外，传感器基板3的外部连接部3b通过磁屏蔽7的孔7b，从而露出至磁传感器装置的外部。
如图1所示，例如通过粘接剂等将盖板1固定于图5的状态下的组装过程中的磁传感器装置。盖板1配置为覆盖壳体6的开口6b及磁屏蔽7的一对侧壁部7d的Z轴方向(高度方向)的端部。此时，由于壳体6的开口6b具有间隔件的作用，因此，盖板1与传感器基板3、磁阻效应元件2及导线5不接触。
在实施方式1中，对各结构构件的定位等进行了说明，但只要磁屏蔽7能实现实施方式1中记载的作用，其他结构构件的形状、固定位置、材料、制造方法并没有限制。例如，实施方式1中，对磁阻效应元件安装体3使用了由树脂基板形成的传感器基板3的情况进行了说明。为了提高磁阻效应元件2的散热性，磁阻效应元件安装体3也可以是金属载体。该情况下，磁阻效应元件2通过粘接剂等固定安装在金属载体的表面，并在金属载体的表面形成树脂基板，以包围磁阻效应元件2。用导线5连接磁阻效应元件2与该树脂基板，从而将来自磁性效应元件2的信号输出至磁传感器装置的外部。
接着，对实施方式1中在磁传感器装置的外部产生了磁场时的磁传感器装置内部的动作进行说明。
图8是示出在本发明实施方式1所涉及的磁传感器装置的外部产生了磁场时的X轴方向(传送方向10、短边方向)的磁通11的动作的XZ平面中的剖视图。如图8A所示，在未安装有磁屏蔽7的结构的情况下，因来自磁传感器装置外部的磁场而产生的X轴方向(传送方向10、短边方向)的磁通11通过壳体6到达永磁体4。具体而言，在图8A中，在将磁阻效应元件2一侧作为上侧来进行观察时，磁通11从左侧向着右侧施加在X轴方向上。由于盖板1由铝等非磁性材料形成，因此，磁通11直接沿X轴方向前进并透过盖板1，到达壳体6。由于壳体6由铝等非磁性材料形成，因此，磁通11直接沿X轴方向前进并到达永磁体4。于是，从永磁体4发出的磁场受到外部磁场所产生的磁通11的影响，其大小、方向将发生变化。由此，磁阻效应元件2的偏置磁场发生变化，尽管检测对象物9未被传送，但从磁阻效应元件2输出信号，成为误动作的原因。此外，由于偏置磁场发生变化，因此，即使检测对象物9被传送，也会不从磁阻效应元件2输出信号而导致无法对检测对象物9进行检测，或者从磁阻效应元件2输出的信号变小或变大，导致无法准确地对检测对象物9进行检测。
磁传感器装置根据从磁阻效应元件2得到的电信号来检测磁性，因此，偏置磁场变化将引起磁阻效应元件2的性能发生变化，从而直接导致磁传感器装置的性能改变。因此，在没有磁屏蔽7的情况下，磁传感器装置的性能将根据来自磁传感器装置外部的磁场的变化而变化，因而，在来自磁传感器装置外部的磁场不稳定的环境下，磁传感器装置的性能将变得不稳定。
如图8B所示，在安装了磁屏蔽7的结构的情况下，因来自磁传感器装置外部的磁场而产生的X轴方向(传送方向10、短边方向)的磁通11沿着磁屏蔽7在磁屏蔽7内通过。具体而言，在图8B中，在将磁阻效应元件2一侧作为上侧来进行观察时，磁通11从左侧向着右侧施加在X轴方向上。由于盖板1由铝等非磁性材料形成，因此，磁通11直接沿X轴方向前进并透过盖板1，并到达磁屏蔽7左侧的侧壁部7d。由于磁屏蔽7由磁性材料形成，因此，磁通11通过磁屏蔽7左侧的侧壁部7d，接着通过磁屏蔽7的底部7c，然后通过磁屏蔽7右侧的侧壁部7d，并从磁屏蔽7右侧的侧壁部7d释放到外部。由此，磁通11不通过永磁体4。因此，来自磁传感器装置外部的磁场对磁传感器装置的更靠磁屏蔽7的内侧造成的磁性的影响得以降低。因此，来自磁传感器装置外部的磁场所产生的磁通11未到达永磁体4，因而从永磁体4发出的磁场较稳定。因此，磁阻效应元件2的偏置磁场较稳定，磁传感器装置的误动作、检测信号的不确定性得以改善。由此，获得不受来自磁传感器装置外部的磁场影响的稳定且性能良好的磁传感器装置。
磁屏蔽7从壳体6的至少永磁体4面向传感器基板3的面的位置起覆盖与永磁体4面向传感器基板3的面相反一侧的方向(Z轴的负方向、传送路径相反侧)。因此，在图8B中，当从YZ平面观察X轴方向时(进行透视时)，永磁体4隐藏于磁屏蔽7的侧壁部7d。因而如图8B所示，X轴方向(传送方向10、短边方向)的磁通11不会到达永磁体4。由此，不会对由永磁体4形成的偏置磁场造成影响，可获得不受来自磁传感器装置外部的磁场影响的稳定且性能良好的磁传感器装置。
此外，通过使磁屏蔽7的一对侧壁部7d的Z轴方向(高度方向)的端部相比于传感器基板3的安装部3a更靠近检测对象物传送面1b，从而能在从检测对象物传送面1b侧带来的来自磁传感器装置外部的磁场的变化以外进行磁屏蔽。
接着，对实施方式1中的磁屏蔽7与磁路进行阐述。
磁屏蔽7与构成磁传感器装置的磁路的构件(永磁体4等)将壳体6夹在中间从而隔开一定以上的距离来固定，因此，磁屏蔽7独立于磁传感器装置的磁路。
由于磁屏蔽7独立于磁路，因而即使变更磁屏蔽7的形状或将磁屏蔽7拆下，也不会对磁传感器装置的性能造成太大影响。因此，即使根据来自磁传感器外部的磁场的状态来变更或拆下磁屏蔽7，磁传感器装置也能维持固定的性能。
接着，对本发明实施方式1中的电磁兼容性进行阐述。在图2、图6中，外部连接部6f是将磁传感器装置连接到外部接地的接地端子。此外，壳体6及磁屏蔽7由金属等导电性构件形成。虽然未进行图示，但设置于外部接地的金属线、金属板等通过螺钉等紧固构件与外部连接部6f相连接。
当磁屏蔽7电气独立于外部接地时，磁屏蔽7有时起到作为天线的功能。因此，磁屏蔽7将发送电磁妨碍波，或反之接收电磁妨碍波。若发送电磁妨碍波则将对磁传感器装置的周边设备造成影响，若接收电磁妨碍波则噪声将混入磁传感器装置的电信号，磁传感器装置的性能恶化。
因此，实施方式1中，对壳体6使用导电性材料，并通过紧固构件8将磁屏蔽7电连接至壳体6。壳体6通过外部连接部6f与外部接地进行电连接，因而能将磁屏蔽7电连接至外部接地。因此，磁屏蔽7接地，所以能防止磁屏蔽7起到作为天线的功能。由此，磁屏蔽7在电气上也稳定，因而可获得性能良好的磁传感器装置。
在盖板1为铝等非磁性材料的金属的情况下，若磁屏蔽7的一对侧壁部7d的Z轴正方向侧(传送路径侧)的前端(即、传感器基板3一侧的前端)与盖板1相接触，则可以进一步提高磁屏蔽7的电气稳定性。
如上所述，实施方式1中，可获得在磁性方面和电气方面均稳定地确保了电磁兼容性的磁传感器装置。
实施方式2
使用附图，对本发明实施方式2所涉及的磁传感器装置进行说明。图9(图9A、图9B)是本发明实施方式2所涉及的磁传感器装置的立体图。图10是本发明实施方式2所涉及的磁传感器装置的YZ平面中的剖视图。图11(图11A、图11B)是本发明实施方式2所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。对图9至图11中与图1至图8相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。
如图9至图11所示，磁屏蔽7具有在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上观察磁传感器装置时沿X轴方向(传送方向10、短边方向)形成的底部7c。底部7c与经由永磁体4相对于传感器基板3位于相反侧的壳体6的底面相对。磁屏蔽7具有在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上观察磁传感器装置时、从该底部7c的X轴方向(传送方向10、短边方向)的两端垂直设置在正的高度方向(Z轴的正方向)上(即，垂直设置在传感器基板3一侧的方向上)的沿X轴方向(传送方向10、短边方向)配置的一对侧壁部7d。该一对侧壁部7d与底部7c成为在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上延伸的形状。在图9至图11中，底部7c呈平面形状。此外，一对侧壁部7d呈平面形状。
此外，磁屏蔽7具有在X轴方向(传送方向10、短边方向)上观察磁传感器装置时、沿Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)形成的底部7c，以及从该底部7c的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的两端垂直设置在正的高度方向(Z轴的正方向)上(即，垂直设置在传感器基板3一侧的方向上)的沿Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)配置的一对第2侧壁部7e。该一对第2侧壁部7e与底部7c形成为在X轴方向(传送方向、短边方向)上延伸的形状。在图9至图11中，一对第2侧壁部7e呈平面形状。即，磁屏蔽7具有矩形的底部7c、从该底部7c的长边垂直设置的一对侧壁部7d、以及从该底部7c的短边垂直设置的一对第2侧壁部7e，并形成为相对于底部7c的Z轴方向的相向侧开口的箱形的形状。
优选为磁屏蔽7的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的长度至少与永磁体4和传感器基板3的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的长度相同，或为它们以上的长度。图9至图11所示的磁屏蔽7中，侧壁部7d的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的长度与壳体6的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的长度相同，第2侧壁部7e的X轴方向(传送方向、短边方向)的长度与壳体6的X轴方向(传送方向、短边方向)的长度相同。
在由磁屏蔽7的底部7c、一对侧壁部7d及一对第2侧壁部7e包围而成的空间内(磁屏蔽7的内部)配置壳体6，磁屏蔽7通过紧固构件进行紧固或利用粘接剂等进行粘接来固定于壳体6。即，除了固定有传感器基板3的一侧，壳体6被磁屏蔽7所覆盖。在图1中，磁屏蔽7的底部7c与壳体6的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面通过紧固构件即螺钉8进行紧固来固定。另外，磁屏蔽7的底部7c、一对侧壁部7d及一对第2侧壁部7e可以独立地形成并用粘接剂等进行接合，也可以采用利用金属制薄板的弯曲加工、块状材料的挤压加工来实现的一体成形的结构。
如图9至图11所示，磁屏蔽7通过螺钉等紧固构件8固定于壳体6的开口6b相反侧的面，来决定Z轴方向的位置。此外，磁屏蔽7通过分别匹配位于壳体6的两处的磁屏蔽安装孔6e与位于磁屏蔽7的两处的安装孔7a的位置，来决定XY轴方向的位置。此时，螺钉等紧固构件8通过安装孔7a紧固于磁屏蔽安装孔6e。
磁屏蔽7的一对侧壁部7d及一对第2侧壁部7e的Z轴方向的前端与传感器基板3的设置有安装部3a的面、即传感器基板3的Z轴正方向侧(传送路径侧)的面处的Z轴的位置基本相等。另外，磁屏蔽7的一对侧壁部7d及一对第2侧壁部7e的Z轴方向(高度方向)的前端至少与传感器基板3的设置有安装部3a的面的相反侧的面、即传感器基板3的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面、也就是传感器基板3与永磁体4相对的面位于同一位置。优选为与传感器基板3的设置有安装部3a的面的相反侧的面、即传感器基板3的Z轴负方向侧(传送路径相反侧)的面、也就是传感器基板3与永磁体4相对的面相比，侧壁部7d及侧壁部7e位于向Z轴的正方向侧(传送路径侧)更为延伸的位置。其结果是，磁屏蔽7从壳体6的至少传感器基板3面向永磁体4的面的位置起覆盖与永磁体4面向传感器基板3的面相反一侧的方向(Z轴的负方向、传送路径相反侧)。
换言之，磁屏蔽7的一对侧壁部7d及一对第2侧壁部7e的Z轴方向(高度方向)的前端位于与永磁体4的Z轴正方向侧(传送路径侧)的面(即，永磁体4的面向传感器基板3的面)相同的位置。优选为与永磁体4的Z轴正方向侧(传送路径侧)的面(永磁体4的面向传感器基板3的面)相比，位于向Z轴的正方向侧(传送路径侧)延伸的位置(即，在与传感器基板3的面向永磁体4的面相反的一侧延伸)。综上所述，磁屏蔽7从壳体6的至少永磁体4面向传感器基板3的面的位置起覆盖与永磁体4面向传感器基板3的面相反一侧的方向(Z轴的负方向、传送路径相反侧)。
设置于磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e的贯通孔7f是为了供外部连接构件通过壳体6的外部连接部6f而设置的孔。贯通孔7f设置在将磁屏蔽7安装于壳体6时与壳体6的外部连接部6f一致的位置。
另外，磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e的Z轴方向的前端可以从传感器基板3的设置有安装部3a的面、即传感器基板3的Z轴正方向侧(传送路径侧)的面处的Z轴的位置进一步突出，也可以与盖板1接触。此外，磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e也可以采用覆盖壳体6的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的整个端面的结构。
一对第2侧壁部7e所带来的、当在磁传感器装置的外部产生了磁场时的磁传感器装置内部的动作与实施方式1中所示的一对侧壁部7d的动作相同。
实施方式2的磁屏蔽7除了Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的侧壁部7d，还具备X轴方向(传送方向、短边方向)的第2侧壁部7e。由此，能提高针对来自X轴方向(传送方向、短边方向)的磁场变化的抗干扰性，在此基础上，还能提高针对来自Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的磁场变化的电磁抗干扰性。
实施方式3
使用附图，对本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置进行说明。图12(图12A、图12B)是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置的立体图。图13是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置的YZ平面中的剖视图。图14(图14A、图14B)是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置中的磁屏蔽的立体图。图15(图15A、图15B)是本发明实施方式3所涉及的磁传感器装置中的壳体的立体图。对图12至图15中与图1至图11相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。
在实施方式2中，对于壳体6的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上的端面，采用了磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e覆盖大致整个面的结构。在永磁体4的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的端部与磁屏蔽7的第2侧壁部7e的距离较接近的情况下，由于磁屏蔽7由磁性体形成，因此，永磁体4的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的端部的磁场向磁屏蔽7的第2侧壁部7e的方向被拉伸，导致永磁体4的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的端部处的偏置磁场紊乱。
因此，实施方式3中，虽然针对来自磁传感器装置的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的磁场变化的抗干扰性稍微下降，但磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e的Z轴方向(高度方向)的长度要比实施方式2中的磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e的Z轴方向(高度方向)的长度要短。具体而言，如图13所示，使得磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e的Z轴方向(高度方向)的前端(即，磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e的传感器基板3一侧方向的前端)的位置与永磁体4的面向传感器基板3的面相反侧的面的位置成为大致相同。
磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e的Z轴方向(高度方向)的前端的位置远离永磁体4中的固定有传感器基板3的面，因此，与永磁体4中存在于固定有传感器基板3的面的磁极之间的磁耦合变弱。另外，在永磁体4中存在于固定有传感器基板3的面的磁极形成偏置磁场。由此，永磁体4中的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的端部处的偏置磁场不会紊乱，可获得能稳定地对检测对象物9的磁性图案进行检测的磁传感器装置。
由此，实施方式3中，对于壳体6的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上的端面，磁屏蔽7的一对第2侧壁部7e仅覆盖一部分。因此，实施方式3中，壳体6如图15所示，壳体6的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上的端面具备第1端面6h与第2端面6i。第1端面6h从位于开口6b相反侧的底部6g垂直设置在Z轴的正方向侧(传送路径侧)。第1端面6h的Z轴方向(高度方向)的前端位于与永磁体4的固定有传感器基板3(3a)的面相反侧的面的位置大致相同的位置。第2端面6i位于与永磁体4的固定有传感器基板3(3a)的面相反侧的面的位置大致相同的位置，并在Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)上突出，从第1端面6h的位置起到盖板1的安装部为止在Z轴方向(高度方向)上形成。此时，第2端面6i的Y轴方向(读取宽度方向、长边方向)的突出长度与磁屏蔽7的侧壁部7e的厚度相同。通过以上述方式构成壳体6，从而在将磁屏蔽7安装于壳体6时能获得没有突出部的磁传感器装置。
标号说明
1 盖板
1a 锥形体
1b 检测对象物传送面
2 磁阻效应元件
3 传感器基板(磁阻效应元件安装体)
3a 安装部
3b 外部连接部
4 永磁体(磁体)
5 导线
6 壳体
6a 台阶部
6b 开口
6c 开口
6d 凹部
6e 磁屏蔽安装孔
6f 外部连接部
6g 底部
6h 第1端面
6i 第2端面
7 磁屏蔽
7a 安装孔
7b 孔
7c 底部
7d 侧壁部
7e 侧壁部(第2侧壁部)
7f 贯通孔、
8 螺钉(紧固构件)
9 检测对象物
10 传送方向
11 磁通

Claims (9)

1.一种磁传感器装置，其特征在于，包括：
磁体；
在面向所述磁体的面的相反侧的面上安装有沿所述磁体的长边方向配置的磁阻效应元件的磁阻效应元件安装体；
收纳或保持所述磁体及所述磁阻效应元件安装体的壳体；以及
除了所述磁阻效应元件安装体安装有所述磁阻效应元件的面以外覆盖所述壳体的磁屏蔽，
所述磁屏蔽包括：
底面，该底面与经由所述磁体相对于所述磁阻效应元件安装***于相反侧的所述壳体的面相对；以及
侧壁部，该侧壁部沿着所述底面的与所述长边方向相交的短边方向，从所述底面起垂直设置在所述磁阻效应元件安装体一侧的方向上，并在所述磁体的长边方向上延伸，
所述侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端位于从所述磁阻效应元件安装体面向所述磁体的面的位置到所述磁阻效应元件安装体安装有所述磁阻效应元件的面的位置之间。
2.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述磁屏蔽包括：
第2侧壁部，该第2侧壁部沿着所述底面的所述长边方向，从所述底面起垂直设置在所述磁阻效应元件安装体一侧的方向上，并在所述短边方向上延伸，
所述第2侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端位于从所述磁阻效应元件安装体面向所述磁体的面的位置到所述磁阻效应元件安装体安装有所述磁阻效应元件的面的位置之间。
3.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述磁屏蔽包括：
第2侧壁部，该第2侧壁部沿着所述底面的所述长边方向，从所述底面起垂直设置在所述磁阻效应元件安装体一侧的方向上，并在所述短边方向上延伸，
所述第2侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端与所述磁体中面向所述磁阻效应元件安装体的面的相反侧的面的位置相等。
4.一种磁传感器装置，其特征在于，包括：
磁体；
在面向所述磁体的面的相反侧的面上安装有沿所述磁体的长边方向配置的磁阻效应元件的磁阻效应元件安装体；
收纳或保持所述磁体及所述磁阻效应元件安装体的壳体；以及
除了所述磁阻效应元件安装体安装有所述磁阻效应元件的面以外覆盖所述壳体的磁屏蔽，
所述磁屏蔽包括：
底面，该底面与经由所述磁体相对于所述磁阻效应元件安装***于相反侧的所述壳体的面相对；
侧壁部，该侧壁部沿着所述底面的与所述长边方向相交的短边方向，从所述底面起垂直设置在所述磁阻效应元件安装体一侧的方向上，并在所述磁体的长边方向上延伸；以及
第2侧壁部，该第2侧壁部沿着所述底面的所述长边方向，从所述底面起垂直设置在所述磁阻效应元件安装体一侧的方向上，并在所述短边方向上延伸，
所述侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端与所述磁阻效应元件安装体面向所述磁体的面的位置相等，或者与所述磁阻效应元件安装体面向所述磁体的面的位置相比更向所述磁体的相反侧的方向延伸，
所述第2侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端与所述磁体中面向所述磁阻效应元件安装体的面的相反侧的面的位置相等。
5.如权利要求1至4的任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，
具备由非磁性材料形成的盖板，该盖板覆盖所述磁阻效应元件安装体的安装有所述磁阻效应元件的面，并接触所述侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端。
6.如权利要求2至4的任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，
具备由非磁性材料形成的盖板，该盖板覆盖所述磁阻效应元件安装体的安装有所述磁阻效应元件的面，接触所述侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端，并接触所述第2侧壁部的所述磁阻效应元件安装体一侧的方向的前端。
7.如权利要求1至4的任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述壳体由导电性材料形成，
所述磁屏蔽由导电性的磁性材料形成，
所述壳体与所述磁屏蔽进行电连接，
所述壳体接地。
8.如权利要求1至4的任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述磁阻效应元件安装体中，在树脂基板上安装有所述磁阻效应元件。
9.如权利要求1至4的任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述磁阻效应元件安装体中，在金属载体上安装有所述磁阻效应元件。
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