JP4432027B2 - Moving object detection device - Google Patents
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Description
本発明は、歯車や多極着磁のマグネットのような移動物体の移動状態を検出する移動物体検出装置に関するものである。 The present invention relates to a moving object detection apparatus that detects a moving state of a moving object such as a gear or a multipolar magnet.
移動物体検出装置としての回転検出装置は、特許文献1に開示されるものがある。この回転検出装置は、ホールICやMR素子等からなる磁気検出素子と、前記磁気検出素子と電気的に接触する回路基板と、前記磁気検出素子に磁場を与える磁石とを略円筒形状の樹脂製ハウジング内に配設し、前記ハウジング内にエポキシ等の充填部材を充填し硬化させることで前記ハウジング内に配設される各部を固定するものが知られている。
かかる回転検出装置は、前記磁石及び前記磁気検出素子を配設するヘッド部を有し、このヘッド部から延長形成され前記回路基板を配設するためのボディー部を有するホルダー部材を備え、前記ヘッド部の前記磁気検出素子がハウジングに設けられる磁気検出面に当接するように前記ホルダー部材が前記ハウジング内に配設されるとともに、前記ハウジング内に前記充填部材を充填することで、前記ハウジング内の各部を外部から隔離するとともに、前記各部を固定してなるものである。 Such a rotation detection device includes a head member in which the magnet and the magnetic detection element are disposed, and includes a holder member that extends from the head portion and has a body portion for disposing the circuit board. The holder member is disposed in the housing so that the magnetic detection element of the portion abuts on a magnetic detection surface provided in the housing, and the housing is filled with the filling member, Each part is isolated from the outside, and each part is fixed.
このような構造の回転検出装置は、前記充填部材の周囲環境の温度変化による膨張,収縮作用によって生じる応力歪みがもたらす不具合、即ち前記回路基板に形成される回路配線部の断線や前記磁気検出素子のリード部と前記回路基板のランド部との電気的接続の信頼性の低下(両部材は半田より電気的に接続されている)等の電気系の不具合が生じないように、略円筒形の前記ハウジング内の略中心に前記ホルダー部材及び前記回路基板を配設し、前記充填部材による応力が前記ホルダー部材,前記回路基板に略均等に付与されるように、言い換えれば前記応力歪みが前記回路基板に直接付与されない構造設計が重要視されている。しかしながら、被検出体の形状(例えば、ギアやロータ等の形状)や前記被検出体までの検出距離等の問題によって前記ハウジングの中心部からオフセットされた状態にて前記ホルダー部材及び前記回路基板が配設される場合が多いことが現状である。 The rotation detection device having such a structure has a problem caused by stress distortion caused by expansion and contraction due to a temperature change in the surrounding environment of the filling member, that is, disconnection of a circuit wiring portion formed on the circuit board and the magnetic detection element. In order to prevent an electrical problem such as a decrease in reliability of electrical connection between the lead portion of the circuit board and the land portion of the circuit board (both members are electrically connected by solder), a substantially cylindrical shape The holder member and the circuit board are disposed substantially at the center in the housing, and the stress due to the filling member is applied to the holder member and the circuit board substantially evenly. In other words, the stress strain is applied to the circuit. The structural design that is not directly applied to the substrate is regarded as important. However, the holder member and the circuit board are offset from the center of the housing due to problems such as the shape of the detected object (for example, the shape of a gear, a rotor, etc.) and the detection distance to the detected object. At present, it is often arranged.
そのため、前記充填部材からの前記応力を薄肉の前記回路基板が直接受けないように、前記ホルダー部材の前記回路基板を配設する載置面を前記回路基板より大きく形成するとともに、この載置面に一対の支持部に形成し、この支持部によって前記回路基板を支持し、前記支持部と前記回路基板とを溶着によって固着する構成が採用されている。しかしながら、前記被検出体が配設される検出領域の小型化,省スペース化が進む近年において、回転検出装置としての小型化も望まれており、前記ホルダー部材を大きく形成することは回転検出装置の小型化を図ることができない大きな要因となっている。 Therefore, the mounting surface on which the circuit board of the holder member is disposed is formed larger than the circuit board so that the thin circuit board does not directly receive the stress from the filling member. The circuit board is supported by the support part, and the support part and the circuit board are fixed to each other by welding. However, in recent years when the detection area in which the detection object is disposed is becoming smaller and space-saving, it is also desired to reduce the size of the rotation detection device. It is a major factor that cannot be downsized.
本発明の前述した問題点に着目し、応力歪みを抑制し電気系の不具合を防止できるとともに、小型化することが可能な移動物体検出装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a moving object detection device that can suppress the stress distortion and prevent the malfunction of the electric system and can be miniaturized by paying attention to the above-mentioned problems.
本発明は、前述した課題を解決するため、請求項1に記載した移動物体検出装置のように、磁気検出素子と、前記磁気検出素子と電気的に接触する回路基板と、前記磁気検出素子に磁場を与える磁石とを樹脂製ハウジング内に配設するとともに、前記ハウジング内に充填部材を充填してなる移動物体検出装置であって、前記磁石及び前記磁気検出素子を配設するためのヘッド部と、前記ヘッド部から延長形成され前記回路基板を配設するためのボディー部とを少なくとも有するホルダー部材を前記ハウジング内に備え、前記ホルダー部材の前記回路基板を配設するための載置面は、前記ヘッド部の近傍が他の載置面と比べ幅狭となる小径部を有すると共に、前記回路基板は前記載置面の形状に合う幅狭部を有するものである。
In order to solve the above-described problem, the present invention provides a magnetic detection element, a circuit board in electrical contact with the magnetic detection element, and the magnetic detection element as in the moving object detection device according to
また、請求項2に記載した移動物体検出装置のように、請求項1に記載の移動物体検出装置において、前記ボディー部は、前記回路基板を支持する少なくとも一対の支持部を有してなるものである。
Further, as in the moving object detection device according to
また、請求項3に記載した移動物体検出装置のように、請求項1に記載の移動物体検出装置において、前記ハウジング内に設けられ前記ホルダー部材を底面方向に案内する案内片と、前記ホルダー部材に設けられ前記案内片に対応する溝部とを備え、前記案内溝を前記案内片を沿わせた状態にて前記ホルダー部材を前記ハウジング内にスライド移動させて前記ヘッド部を前記ハウジング内の適正位置に配設した際に、前記ホルダー部材に配設される前記磁気検出素子が前記ハウジングに設けられた磁気検出面に当接するものである。
Further, as in the moving object detection device according to
また、請求項4に記載した移動物体検出装置のように、請求項3に記載の移動物体検出装置において、前記ヘッド部に前記磁石及び前記磁気検出素子を順次配設するための収納部と、前記収納部と前記案内溝とを連通する連通孔とを備え、前記案内片を前記磁気検出面に近づくに連れて前記ヘッド部の配設空間が狭まるような傾斜形状とし、前記ホルダー部材を前記ハウジングの適正位置に嵌め込んだ際に、前記磁石及び前記磁気検出素子を前記案内片の一部分によって前記磁気検出面方向へ押し圧してなるものである。
Further, as in the moving object detection device according to
本発明は、歯車や多極着磁のマグネットのような移動物体の移動状態を検出する移動物体検出装置に関し、応力歪みを抑制し電気系の不具合を防止できるとともに、小型化することが可能となる。 The present invention relates to a moving object detection device that detects a moving state of a moving object such as a gear or a multi-pole magnetized magnet, and is capable of suppressing stress distortion and preventing a malfunction of an electric system and reducing the size. Become.
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を説明するが、移動物体検出装置として従来例と同様に回転検出装置を例に挙げ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As a moving object detection device, a rotation detection device will be described as an example as in the conventional example.
回転検出装置Aは、図1及び図2に示すように、ハウジング1と、ホルダー部材2と、磁石3と、磁気検出素子4と、回路基板5と、電気コード(配線部材)6と、充填部材7とから構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotation detection device A includes a
ハウジング1は、図3及び図4に示すように、PBT等の樹脂製材料からなり筒状形状をなしている。ハウジング1は、円筒状の外周面の一部分を平坦面とし、他の壁部に比べ薄肉の壁部からなる磁気検出面1aを有している。この磁気検出面1aから上方には、段差部1bを介して取付部1cが外方に引き出し形成されている。また、取付部1cより上方には、取付部1cに対して略直交する状態にて外方に引き出し形成され、後で詳述する電気コード6を外部に引き出し案内する第1の規制部1dが形成されている。尚、取付部1cの略中央には、金属材料からなるカラー8がインサート成形されている。また、第1の規制部1dは、断面形状が略コの字状をなしており、電気コード6をその場に止めやすい形状をなしている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
一方、ハウジング1の内部には、後で詳述するホルダー部材2をハウジング1の底面1e方向に案内する案内片1fが内壁と一体的に形成されている。案内片1fは、ハウジング1の底面1eから段差部1bとハウジング1の上端部との略中間位置まで達するように形成されており、ホルダー部材2をハウジング1内の適正位置に配設しやすいようになっている。また、案内片1fは、ハウジング1の内部側となる磁気検出面1aに近づくにつれてホルダー部材2の後述するヘッド部の配設空間が狭まるような傾斜形状をなしている。
On the other hand, a guide piece 1 f for guiding a
ホルダー部材2は、図5及び図6に示すように、PBT等の樹脂製材料からなり、ホルダー部材2は、ヘッド部21と、ボディー部22と、引き出し部23と、連結部24とから構成されており、前記各部21,22,23,24は、一体的に形成されるとともに、断面形状が略L字形状をなしている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
ヘッド部21は、後で詳述する磁石3を配設するための第1の凹部21aと、第1の凹部21aより上方に位置し後で詳述する磁気検出素子3を配設するための第2の凹部21bとを備えている。また、第1の凹部21の底面には後述する案内溝に連通する連通孔21cが形成されている。
The
ボディー部22は、ヘッド部21から延長形成されるとともに、後で詳述する回路基板5を配設するための載置部22aを有している。この載置部22aは、ヘッド部21に近づくに連れて幅狭の小径部となる載置面22bを有し、この載置面22bの上部及び下部には、一対の係止部(支持部)22c,22dがそれぞれ設けられている。また、載置面22bは、回路基板5の載置面との当接面と略同等な形状をなしている。一方、ボディー部22の裏面側には、ハウジング1の内部に設けられるガイド部材1fに対応する案内溝22eがボディー部22の略中心部分に形成されており、この案内溝22eは、ボディー部22からヘッド部21に達するように形成されており、案内溝22eにおけるヘッド部21の対応個所には、第1の凹部21aに連通する連通孔21cが設けられている。
The
引き出し部23は、ボディー部22と略直交する状態にて連結部24を介して引き出し形成され、この引き出された部位がハウジング1に設けられる第1の規制部1gに対応する第2の規制部23aを構成している。第2の規制部23aは、第1の規制部1dの形状に対応する断面形状が略コの字状をなし、第1の規制部1dに組み合わされることで電気コード6を外部に導くための導出路Sを形成する。第2の規制部23aは、第1の規制部1dのハウジング1側に形成された溝部(第2の係止部)1gの係合する一対のフック部材(第1の係止部)23bが形成されている。従って、ホルダー部材2は、ハウジング1に設けられたガイド部材1fに案内溝22eを沿わせてハウジング1の底面1e方向にスライド移動させ、第2の規制部23aに設けられたフック部材23bを第1の規制部1dに設けられた溝部1gに係合させることで、ヘッド部21がハウジング1の底面1eに位置するとともに、ヘッド部21に配設された磁気検出素子4がハウジング1の内側の磁気検出面1aに位置することになる。
The
連結部24は、段差形状をなし、ボディー部22と引き出し部23とを連結する。連結部24は、ボディー部22の載置面22bに配設される回路基板5と電気的に接続される電気コード6を第1の規制部1dと第2の規制部23aとで構成される導出路Sへと導くための貫通孔部24aが形成されている。
The connecting
磁石3は、ホルダー部材2のヘッド部21に設けられる第1の凹部21aに接着剤を介して配設され、磁気検出素子4に磁場を与えるものであり、図示しない磁性材料からなる被検出体(例えば、ギア)の凹凸の変化によって磁力が変化する。
The
磁気検出素子4は、ホールICやMR素子等からなり、ホルダー部材2のヘッド部21に設けられる第2の凹部22bに磁石3と当接する状態にて配設される。磁気検出素子4は、前記被検出体の移動に伴う磁力の変化を電気信号に変換し、回路基板5及び電気コード6を介して外部に出力するものである。磁気検出素子4は、直線状にフォーミングされたリード端子4aが回路基板5の図示しない接続ランドに半田を介して電気的に接続される。
The
回路基板5は、ガラス繊維入りエポキシ樹脂や紙フェノール樹脂あるいはセラミック等絶縁材料に所定の配線パターン(図示しない)を形成してなるもので、磁気検出素子4及び電気コード6と電気的に接続される。回路基板5は、ボディー部22における載置部22aの載置面22bの形状に合うように外周がカットされ、回路基板5の幅狭部5a及び幅広部5b(回路基板5の外周)が、ボディー部22の載置部22aに設けられる各係止部22c,22dに支持されることで、載置面22bに配設固定される。尚、回路基板5をホルダー部材2の載置面22bに配設する際は、回路基板5を連結部24側から載置面2bと各係止部22c,22dとの間に形成される隙間に挿入することで、載置面22bに回路基板5が配設される。また、回路基板5には、ノイズ吸収用のコンデンサや磁気変換素子4からの出力信号を処理するためのコンパレータ等の電子部品(図示しない)が実装される。
The
電気コード6は、磁気検出素子4への電極供給ライン(プラス電源とマイナス電源)と磁気検出素子4からの信号出力ラインの少なくとも3本を有し、回路基板6の磁気検出素子4との非接続側に形成される接続ランド5cと半田を介して電気的に接続される。電気コード6は、第1の規制部1dと第2の規制部23aとで構成される導出路Sから導出されるとともに、熱収縮チューブやテープ等の固定部材9によって第1,第2の規制部1d,23aに固定される。
The electric cord 6 has at least three electrode supply lines (a positive power source and a negative power source) to the
充填部材7は、エポキシ等の熱硬化型樹脂からなり、前述した各部を収納するハウジング1内に充填され、ホルダー部材2,磁石3,磁気検出素子4及び回路基板5等を外部から隔離するとともに、前記した各部2,3,4,5を固定する。
The filling
前述した各部によって回転検出装置Aが構成される。かかる回転検出装置Aは、磁気検出素子4と、磁気検出素子4と電気的に接続される回路基板5と、磁気検出素子4に磁場を与える磁石3とを樹脂製ハウジング1内に配設するとともに、ハウジング1内に充填部材7を充填してなる回転検出装置Aに関し、磁石3及び磁気検出素子4を配設するためのヘッド部21と、ヘッド部21から延長形成され回路基板5を配設するボディー部22とを少なくとも有するホルダー部材2をハウジング1内に備え、ホルダー部材2の回路基板5を配設するための載置面22bと、回路基板5の載置面22bとの当接面(電子部品の非搭載面)との形状を略同等な形状としてなることに特徴を有するものである。
The rotation detection device A is configured by the above-described units. In the rotation detection device A, a
従って、ホルダー部材2の載置面22bの形状と、回路基板5の当接面の形状とを合わせることによって、充填部材7による応力歪みによる影響を回路基板5が直接受けることがなくなるため、回路基板5に形成される回路配線部の断線や磁気検出素子4のリード部4aと回路基板5のランド部との電気的接続の信頼性の低下等の電気系の不具合が生じない構成であるとともに、回路基板5の当接面の形状に適応した最小限の面積を有する載置面22bをホルダー部材2に設ければ良いため、小型化することが可能となり、小型化,省スペース化が進む被検出体の検出領域に配設するにふさわしい回転検出装置Aを得ることができる。
Accordingly, by matching the shape of the mounting
また、回転検出装置Aにおけるホルダー部材2は、ヘッド部21の近傍が他の載置面22bと比べ幅狭となる小径部を有する載置面22bとすることから、ホルダー部材2を更に小型化するとともに、回転検出装置Aとしても更に小型化を図ることが可能となる。
Further, the
また、ホルダー部材2におけるボディー部22は、回路基板5の幅狭部5a及ぶ幅広部5bに対応する(回路基板5の外周に対応する)二組(二対)の係止部22c,22dを有してなり、回路基板5を載置面22bと各係止部22c,22dとの間に形成される隙間に挿入することで載置面22b上に固定することから、溶着によって載置面に固定していた従来に比べ、製造工程を簡素化することが可能であるとともに、各係止部22c,22dによって安定的に載置面22b上に固定できることから、充填部材7による応力歪みの影響を更に受けにくい構造を得ることが可能となる。
The
また、回転検出装置Aは、ハウジング1の内壁に設けられホルダー部材2をハウジング1の底面1e側に案内するための案内片1fと、案内片1fに対応するようにホルダー部材2に設けられる案内溝22eとを備え、案内溝22eを案内片1fを沿わせた状態にてホルダー部材2をハウジング1内にスライド移動させてホルダー部材2のヘッド部21をハウジング1内の適正位置に配設した際に、ホルダー部材2に搭載される磁気検出素子45がハウジング1に設けられた磁気検出面1aに当接するように構成するものであり、ホルダー部材2におけるヘッド部21をハウジング1内の適正位置に正確に配設することが可能となり、磁気検出精度を向上させることができる。
The rotation detection device A is provided on the inner wall of the
また、回転検出装置Aは、ホルダー部材2のヘッド部21に磁石3及び磁気検出素子4を順次配設するための第1,第2の凹部21a,21bからなる収納部と、この収納部と案内溝22eとを連通する連通孔21cとを備え、ハウジング1の案内片1fを磁気検出面1aに近づくに連れてヘッド部21の配設空間が狭まるような傾斜形状とし、ホルダー部材2をハウジング1の適正位置に嵌め込んだ際に、磁石3及び磁気検出素子4を案内片1fの一部分によって磁気検出面1a方向へ押し圧してなるものであり、磁気ヘッド21と磁気検出面1a(ハウジング1)との密着性を良好に確保できることから、磁気検出精度を更に向上させることが可能となる。
Further, the rotation detection device A includes a storage portion including first and
本発明の実施形態では、ホルダー部材2の載置面22bに二組の係止部22c,22dを形成し、回路基板5を固定する構造を採用しているが、本発明にあっては、少なくとも一組(一対の)の係止部(支持部)を形成するものであれば良い。
In the embodiment of the present invention, a structure in which two sets of locking
本発明の構成は、回転検出装置のみならず、例えば直線運動する被検出体の移動状態を検出する移動状態検出装置に適用しても良く、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。 The configuration of the present invention may be applied not only to the rotation detection device but also to, for example, a movement state detection device that detects a movement state of a detected object that moves linearly, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. Absent.
A 回転検出装置(移動物体検出装置)
S 導出路
1 ハウジング
1a 磁気検出面
1e 底面
1f 案内片
1g 溝部
2 ホルダー部材
21 ヘッド部
21a 第1の凹部
21b 第2の凹部
21c 連通孔
22 ボディー部
22b 載置面
22c 係止部(支持部)
22d 係止部(支持部)
3 磁石
4 磁気検出素子
5 回路基板
5a 幅狭部
5b 幅広部
7 充填部材
A Rotation detection device (moving object detection device)
S
22d Locking part (supporting part)
3
Claims (4)
前記磁石及び前記磁気検出素子を配設するためのヘッド部と、前記ヘッド部から延長形成され前記回路基板を配設するためのボディー部とを有するホルダー部材を前記ハウジング内に備え、前記ホルダー部材の前記回路基板を配設するための載置面は、前記ヘッド部の近傍が他の載置面と比べ幅狭となる小径部を有すると共に、前記回路基板は前記載置面の形状に合う幅狭部を有することを特徴とする移動物体検出装置。 A magnetic detection element, a circuit board that is in electrical contact with the magnetic detection element, and a magnet that applies a magnetic field to the magnetic detection element are disposed in a resin housing, and a filling member is filled in the housing. A moving object detection device comprising:
A holder member having a head portion for disposing the magnet and the magnetic detection element and a body portion extending from the head portion and disposing the circuit board is provided in the housing, and the holder member The mounting surface for arranging the circuit board has a small-diameter portion in which the vicinity of the head portion is narrower than other mounting surfaces, and the circuit board matches the shape of the mounting surface. A moving object detection apparatus having a narrow part .
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