JP2005049095A

JP2005049095A - 磁気センサ

Info

Publication number: JP2005049095A
Application number: JP2003184111A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ando; 純一安藤
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】簡単な組み付け構造でありながら、検出精度の良好な磁気センサを提供する。
【解決手段】磁力の変化を検出する磁気検出手段１２および前記磁力を発するマグネット１１を少なくとも有する磁気ヘッド１と、磁気検出手段１２と電気的に接続される回路基板２と、磁気ヘッド１と回路基板２とを少なくとも配設するインナーハウジング３と、磁気ヘッド１および回路基板２を収納する収納空間Ｓを有するアウターハウジング４と、収納空間Ｓに充填される充填部材５と、を備えてなる磁気センサＡであって、インナーハウジング３は、アウターハウジング４に位置決め保持されてなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車や多極着磁のマグネット等の被検出体の移動状態を検出する磁気センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯車や多極着磁のマグネット等の被検出体の回転を検出する磁気センサとしては、被検出体を検出するための検出面を有する円筒状の樹脂ケース内に、マグネットとホールＩＣや磁気抵抗素子等の磁気検出手段とからなる磁気ヘッドを配設し、前記樹脂ケース内にエポキシ等の充填部材（封止部材）を充填することで前記磁気ヘッドを気密的に収納するものが知られている。このような磁気センサは、特許文献１に開示されている。
【０００３】
かかる磁気センサは、前記樹脂ケース内に前記充填部材を充填し硬化することで前記磁気ヘッド等の収納物を気密的に封止する構造である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２６４８１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記樹脂ケースに対する前記磁気ヘッド部の配設位置は、検出精度に大きな影響を与えるため、適正な位置に組み付ける必要があった。しかしながら、前記充填部材を充填してから硬化するまでの間に前記磁気ヘッドの配設位置が前記樹脂ケースに対して位置ずれしてしまう虞があった。このように前記磁気ヘッドが位置ずれした状態である場合、検出精度が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題に着目してなされたものであって、簡単な組み付け構造でありながら、検出精度の良好な磁気センサを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気センサは、前記課題を解決するため、請求項１に記載したように、磁力の変化を検出する磁気検出手段および前記磁力を発するマグネットを少なくとも有する磁気ヘッドと、前記磁気検出手段と電気的に接続される回路基板と、前記磁気ヘッドと前記回路基板とを少なくとも配設するインナーハウジングと、前記磁気ヘッドおよび前記回路基板を収納する収納部を有するアウターハウジングと、前記収納部に充填される充填部材と、を備えてなる磁気センサであって、前記インナーハウジングは、前記アウターハウジングに位置決め保持されてなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の磁気センサにおいて、前記インナーハウジングの外周部、または前記アウターハウジングの内壁部の一方側には取付部が設けられ、他方側には、前記取付部を保持する位置決め保持部が設けられてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載したように、請求項２に記載の磁気センサにおいて、前記位置決め保持部は、前記アウターハウジングの前記収納部内に位置するように設けられることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載したように、請求項２または請求項３に記載の磁気センサにおいて、前記取付部または前記位置決め保持部の少なくとも一方には、前記取付部と前記位置決め保持部との当接箇所において圧入用の突出部が設けられてなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載したように、請求項３または請求項４に記載の磁気センサにおいて、前記アウターハウジングの内壁部には、前記取付部を前記位置決め保持部まで誘導するガイド部が設けられてなることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載したように、請求項２に記載の磁気センサにおいて、前記収納部内に設けられる前記位置決め保持部を複数段に設け、前記インナーハウジングに設けられる前記取付部を前記位置決め保持部に対して選択的に配設することで、前記磁気ヘッドの磁気検出面が前記アウターハウジングの検出面に対して上下に移動可能に設けられてなることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気センサについて例を挙げ添付図面を用いて説明する。
【００１４】
図１から図７を用いて、本発明の第１の実施の形態の磁気センサについて説明する。図１において、磁気センサＡは、磁気ヘッド１と、回路基板２と、インナーハウジング３とアウターハウジング４と、充填部材５と、から主に構成されている。
【００１５】
磁気ヘッド１は、マグネット１１と、磁気検出手段１２とから構成されるものである。マグネット１１は、円筒形状をなし、磁気検出手段１２と当接する平坦面１１ａを有する。磁気検出手段１２は、ホールＩＣや磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等が適応でき、マグネット１１が発する磁気の変化を検出するもので、マグネット１１の平坦面１１ａに配設される。
【００１６】
回転基板２は、ガラス布基材エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁基板からなり、所定の配線パターンが形成されてなる硬質回路基板や、可撓性材料に所定の配線パターンが形成されてなるフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）が適用できる。回路基板２は、磁気検出手段１２へのノイズ吸収用コンデンサや信号増幅回路等の各種電子部品（図示しない）が実装されている。回路基板２の一端側には、磁気検出手段２の略Ｌ字状に折り曲げ形成されたリード１２ａが半田等を介して電気的に接続され、また他端側には、後述するリード端子が半田等を介して電気的に接続されている。従って、磁気検出手段２により検出された検出信号は、回路基板２から前記リード端子に伝わり外部に取り出されることになる。
【００１７】
インナーハウジング３は、ＳＰＳ，ＰＢＴ及びＰＰＳ等の合成樹脂材料が適用でき、図２や図３で示すように、ヘッド部（保持部）３１と、ボディ部３２と、取付部３３を一体に備えている。
【００１８】
ヘッド部３１には、マグネット１１を埋設（配設）するための凹部３１ａと、磁気検出手段１２を位置決めする位置決め部３１ｂとがインナーハウジング３の先端面側に設けられ、凹部３１ａおよび位置決め部３１ｂに近傍する側部において回路基板２を配設するための載置部３１が設けられている。なお、回路基板２は、アウターハウジング４に当接しない位置に設けられる。また、図４に示すように、位置決め部３１ｂは、アウターハウジング４の後述する底部に対して磁気検出手段１２の磁気検出面１２ｂが対向して当接するような位置（所定位置）に保持されるようにするもので、磁気検出手段１２の側面を位置決めするための突出片３１ｄが複数箇所に設けてなるとともに、各突出片３１ｄ間において、磁気検出手段１２の側面の一部が臨めるような開口部３１ｅを設けている。また、ヘッド部３１には、磁気検出手段１２およびマグネット１１の側面の一部を開口するとともに、マグネット１１の裏面側の一部を溝形状にしてなる切り欠き部３１ｆが形成されている。また、ヘッド部３１は、載置部３１ｃに対して凹部３１ａの底面が略直交する位置関係をなしている。
【００１９】
ボディ部３２には、導電性材料から形成されるリード端子３２ａがインサート成形されており、一端にはコネクタ部３２ｂが設けられている。リード端子３２ａは、略Ｌ字状に折り曲げ形成され、一端がコネクタ部３２ｂにおいて外部に突出し、他端が回路基板２と電気的に接続できるように引き出されている。また、ボディ部３２には、リード部３２ａの両端間において変形しないように導くための補強部３２ｃが設けられる。
【００２０】
取付部３３は、ヘッド部３１側（アウターハウジング４に対する挿入方向側）の側部（外周部）において、回路基板２が配設される載置部３１ｃと別の箇所に設けられてなり、突出する平板形状のものが複数形成されてなる。
【００２１】
アウターハウジング４は、インナーハウジング３と同様な合成樹脂材料を適用することができ、断面形状が略コの字状をなして一端が開口する円筒状からなり、磁気ヘッド１および回路基板２を収納する収納空間（収納部）Ｓを構成する。
アウターハウジング４は、磁気検出手段１２のマグネット１１との非接触面である磁気検出面１２ｂに対向して当接する底部４ａが側部４ｂに比べて薄肉となるように形成され、この底部４ａは磁気センサＡの検出面となる。
【００２２】
また、アウターハウジング４の内壁部には、図５，図６に示すようにインナーハウジング３の取付部３３の形状に対応した溝形状の位置決め保持部４１が形成されている。位置決め保持部４１には、取付部３３の当接部分に変形可能なリブ（圧入用の突出部）４１ａが形成されている。また、アウターハウジング４の開口端側には、開口端側が幅広となる斜め形状のガイド部４１ｂが位置決め保持部４１に連続して形成され、取付部３３を位置決め保持部４１の溝部分に誘い込むことができる。また、アウターハウジング４は、図７に示すように、磁気センサＡ全体を所望の配設位置に固定するための外部取付部４２を設けている。外部取付部４２は、取付用の孔部４２ａを有する金属材料からなるカラー４２ｂがインサート成形されている。
【００２３】
充填部材５は、やや流動性のあるエポキシ樹脂やシリコーン樹脂が適用でき、アウターハウジング４とインナーハウジング３との隙間となる収納空間Ｓに充填される。充填部材５は、アウターハウジング４とインナーハウジング３とを組み付けた状態で、底部４ａ側から注入され、少なくとも取付部３３と位置決め保持部４１との当接箇所や磁気ヘッド１と回路基板２とを配設したヘッド部３１を埋設する位置まで注入される。
【００２４】
なお、充填部材５が注入される際には、インナーハウジング３に設けられた位置決め部３１ｂや切り欠き部３１ｆの開口箇所から、マグネット１１及び磁気検出手段１２とインナーハウジング３の凹部３１ａとの隙間に充填部材５が入り込みながら気密状態をなしている。充填部材５は、充填された後に硬化することで、磁気ヘッド１や回路基板２の電子部品に対して、気密性を保持するとともに、固定保持することができ、耐振、耐寒、耐熱、耐水等の耐久性を向上するものである。
【００２５】
以上の各部によって磁気センサＡが構成される。かかる磁気センサＡは、磁力の変化を検出する磁気検出手段１２および前記磁力を発するマグネット１１を少なくとも有する磁気ヘッド１と、磁気検出手段１２と電気的に接続される回路基板２と、磁気ヘッド１と回路基板２とを少なくとも配設するインナーハウジング３と、磁気ヘッド１および回路基板２を収納する収納空間Ｓを有するアウターハウジング４と、収納空間Ｓに充填される充填部材５と、を備えてなる磁気センサＡであって、インナーハウジング３の側部には取付部３３が設けられ、アウターハウジング４の内壁部には取付部３３を保持する位置決め保持部４１が設けられてなり、インナーハウジング３は、アウターハウジング４に位置決め保持されてなることによって、取付部３３と位置決め保持部４１とによって、アウターハウジング４に対してインナーハウジング３が位置決めされた状態、すなわち、インナーハウジング３の位置決め部３１ｄに位置決めされた磁気検出手段１２がアウターハウジング４に対して位置ずれしない状態、すなわち、磁気検出手段１２の磁気検出面１２ｂとアウターハウジング４の底部４ａとの距離にばらつきが生じない状態で充填部材５を充填することができるため、簡単な組み付け構造でありながら、検出精度の良好な磁気センサＡとなる。
【００２６】
また、位置決め保持部４１は、アウターハウジング４の収納空間Ｓ内に位置するように設けられることによって、取付部３３と位置決め保持部４１との隙間を充填部材５によって埋めることのできる構造となり、硬化した充填部材５によってアウターハウジング４に対するインナーハウジング３の強固な固定保持を行うことができるため、振動等による磁気ヘッド１の位置ずれを生じることなく、耐久性が高く検出精度の良好な磁気センサＡとなる。
【００２７】
また、取付部３３または位置決め保持部４１の少なくとも一方には、取付部３３と位置決め保持部４１との当接箇所においてリブ４１ａが設けられてなることによって、圧入時のがたつきを防止することができ、充填部材５の充填時や硬化時までに安定状態を良好に保つことができるため、アウターハウジング４に対して所望の位置に磁気ヘッド１を精度良く配設することができ、検出精度の良好な磁気センサＡとなる。
【００２８】
また、アウターハウジング４の内壁部には、取付部３３を位置決め保持部４１まで誘導するガイド部４１ｂが設けられてなることによって、取付部３３を位置決め保持部４１に誘い込むことができるため、簡単な組み付け作業性が良好なものとなる。
【００２９】
また、インナーハウジング３に取付部３３を設けたことによって、外部応力や外気温度等の外部環境の変化から影響を受けやすいアウターハウジング４に対して回路基板２が当接（接触）しない構成とすることで、回路基板２に応力や熱が伝わりにくい構造となるため、耐久性の高い磁気センサＡとなる。
【００３０】
次に、図８を用いて本発明の第２の実施の形態の磁気センサについて説明するが、前述した第１の実施の形態と同一もしくは相当個所には同一符号を付してその詳細な説明は省く。なお、第２の実施の形態では、車両の車速検出用として用いられる磁気センサを例に挙げて説明する。
【００３１】
第２の実施の形態が第１の実施の形態における磁気センサＡと比べ異なる点は、アウターハウジングの構造にある。アウターハウジング６は、前述した第１の実施の形態におけるアウターハウジング４と同様な合成樹脂材料を適用することができ、断面形状が略コの字状をなし一端が開口する円筒形状からなり、磁気ヘッド１を備えたインナーハウジング３を収納する収納空間Ｓを有する。アウターハウジング６は、磁気検出手段１２のマグネット１１との非接触面である磁気検出面に当接する底部６ａが側部６ｂに比べて薄肉となるように形成され、この底部６ａは磁気センサＡの検出面となる。
【００３２】
アウターハウジング６の内部には、インナーハウジング３の配設位置を定めることでインナーハウジング３に配設される磁気ヘッド１の配設位置を決定するための位置決め保持部６１が形成されている。位置決め保持部６１は、インナーハウジング３のヘッド部３１の両端側部に設けられる取付部３３を支持するとともに、磁気ヘッド１がアウターハウジング６の底面６ａとなる検出面に案内可能に構成されるものである。位置決め保持部６１は、磁気ヘッド１の位置と被検出体との相対的な位置関係を調整するべく、磁気ヘッド１の位置を上下に移動させるため３対備えており、上下何れかの位置決め保持部６１間の挿入スペースを選択することで前記検出面に対して磁気ヘッド１の配設位置を決定することを可能とするものである。
【００３３】
また、位置決め保持部６１は、図８における下方側から見て１段目及び２段目の上面部に、インナーハウジング３の取付部３３を圧入にて保持するためのリブ６１ａが設けられている。なお、アウターハウジング６は、その周壁に第１の実施の形態と同様に外部取付部（図示しない）が設けられている。
【００３４】
かかる第２の実施の形態における磁気センサＡは、多段に設けられる位置決め保持部６１を構成し、インナーハウジング３の取付部３３を複数の位置決め保持部６１間のスペースに対して選択的に配設することで、磁気ヘッド１の磁気検出面がアウターハウジング６の前記検出面に対して上下に移動可能に設けられてなるものである。
【００３５】
従って、ホール素子やＭＲ素子が二つ以上の配設されてなる磁気検出素子１２における前記ホール素子や前記ＭＲ素子の配列位置（以下、磁気ヘッド１の位置という）と、ギアやロータ等からなる被検出体との位置とを合わせることが望ましいとされている磁気センサＡにおいて、磁気ヘッド１を前記検出面に対して移動可能に設けることによって、磁気センサＡの取付位置が限られており前記取付位置に対して前記被検出体の配設位置がずれている状態で配設される場合であっても、磁気ヘッド１の位置と前記被検出体との位置とを選択（調整）して合わせることが可能となるものであり、磁気ヘッド１と前記被検出体との相対的な位置関係を正しく設定することができることから、正確な磁力変化を検出することが可能となる。
【００３６】
また、このような磁気センサＡを、例えば車両に搭載する場合において、磁気ヘッド１の向きと前記被検出体との向きとが車種毎に異なる場合であっても、単一なアウターハウジング６によって複数の車種に対応することが可能となり、ハウジング設計を簡素化することができる。
【００３７】
なお、本発明の第１の実施の形態では、上述した磁気センサＡについて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アウターハウジングによって囲まれる空間内に充填部材が充填される磁気センサに適応されるものであればよい。したがって、例えば、アウターハウジングが角柱状の構造であったり、取付部３３が３つ以上形成されるものであってよいし、取付部と位置決め保持部との当接部分に設けられる変形可能なリブ（圧入用の突出部）が取付部側に設けられるものであってもよく、磁気センサとしての構成は同様の効果が得られるものであれば種々の変形が可能である。
【００３８】
また、上述した第１の実施の形態では、インナーハウジング３に取付部３３を設け、アウターハウジング４に取付部３３に対応した位置決め保持部４１を設けたものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、アウターハウジング４の内壁部に突出した平板状の取付部を設け、インナーハウジング３の外周部に前記取付部を保持する位置決め保持部を設けた構成であってもよく、上述した実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
また、取付部とこの取付部に対応する形状の位置決め保持部との当接構造について、取付部および位置決め保持部の形成位置を調節することにより、組み付け方向を規制することができ、アウターハウジング４に対するインナーハウジング３の誤組の発生を防止することができる。
【００４０】
また、本発明の第２の実施の形態では、多段に設けられる位置決め保持部６１を構成するものであったが、第１の実施の形態と同様に位置決め保持部６１にインナーハウジング３の取付部３３を誘い込むガイド部を設けてもよい。また、本発明における位置決め保持部６１の形状にあっては、アウターハウジング６の検出面に対し、磁気ヘッド１の配設位置が移動可能なものであれば、前述した形状に限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、歯車や多極着磁のマグネット等の被検出体の移動状態を検出する磁気センサに関し、簡単な組み付け構造でありながら、検出精度の良好な磁気センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における磁気センサを示す要部断面図。
【図２】同上実施の形態のインナーハウジングを示す断面図。
【図３】同上実施の形態のインナーハウジングを示す下方平面図。
【図４】同上実施の形態のヘッド部を示す平面図。
【図５】同上実施の形態のアウターハウジングの開口側を示す側面図。
【図６】同上実施の形態のアウターハウジングを断面にて示す側面図。
【図７】同上実施の形態のアウターハウジングを断面にて示す断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるアウターハウジングを断面にて示す側面図。
【符号の説明】
Ａ磁気センサ
１磁気ヘッド
１１マグネット
１２磁気検出手段
２回路基板
３インナーハウジング
３１ヘッド部（保持部）
３１ａ凹部
３１ｂ位置決め部
３２ボディ部
３２ａリード端子
３２ｃ補強部
３３取付部
４，６アウターハウジング
４１，６１位置決め保持部
４１ａ，６１ａリブ（圧入用の突出部）
４１ｂガイド部
５充填部材

Claims

磁力の変化を検出する磁気検出手段および前記磁力を発するマグネットを少なくとも有する磁気ヘッドと、前記磁気検出手段と電気的に接続される回路基板と、前記磁気ヘッドと前記回路基板とを少なくとも配設するインナーハウジングと、前記磁気ヘッドおよび前記回路基板を収納する収納部を有するアウターハウジングと、前記収納部に充填される充填部材と、を備えてなる磁気センサであって、
前記インナーハウジングは、前記アウターハウジングに位置決め保持されてなることを特徴とする磁気センサ。
前記インナーハウジングの外周部、または前記アウターハウジングの内壁部の一方側には取付部が設けられ、他方側には、前記取付部を保持する位置決め保持部が設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
前記位置決め保持部は、前記アウターハウジングの前記収納部内に位置するように設けられることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
前記取付部または前記位置決め保持部の少なくとも一方には、前記取付部と前記位置決め保持部との当接箇所において圧入用の突出部が設けられてなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の磁気センサ。
前記アウターハウジングの内壁部には、前記取付部を前記位置決め保持部まで誘導するガイド部が設けられてなることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の磁気センサ。
前記収納部内に設けられる前記位置決め保持部を複数段に設け、前記インナーハウジングに設けられる前記取付部を前記位置決め保持部に対して選択的に配設することで、前記磁気ヘッドの磁気検出面が前記アウターハウジングの検出面に対して上下に移動可能に設けられてなることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。