JP2959944B2 - 磁気センサとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば歯車状磁性回
転体の回転数を検出する磁気センサとその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の磁気センサを示す断面図で
ある。図７に示された磁気センサは、磁気鉄心４の回り
にボビン３を介してコイル２が巻装されており、コイル
２の外周は樹脂モールド製のケース１により覆われてい
る。また、磁気鉄心４の先端は歯車状の磁性回転体１０
０と対向しており、磁気鉄心４の他端にはバイアス用磁
石５及び磁束収束用のスペーサ６が設置され、ゴム製の
グロメット７により位置決めされている。また、コイル
２の口出し線(図示せず)はターミナル８に接続されてお
り、このターミナル８はリードワイヤ１０、コネクタ１
２を介して外部回路と接続されている。なお、９は磁気
センサの後端部を覆うカバー、１１は磁気センサ装着部
の気密を保持するためのＯリングである。

【０００３】図８は従来の磁気センサのブロック回路図
であり、１４は上記図７により説明した磁気センサ、１
５はノイズ減衰用のフィルター回路、１６は比較器とス
イッチング素子より構成されるシュミットトリガ回路、
１７はコンピュータユニット(ＥＣＵ)である。

【０００４】次に、上記装置の動作について説明する。
従来の磁気センサ１４は、図７に示すようにバイアス用
磁石５の両端面に磁気鉄心４とスペーサ６が近設され、
磁気鉄心４の周りにコイル２が巻回されているため、外
部回路に接続されるリード１０は、磁気鉄心４の先端に
近接される歯車状の磁性回転体１００の回転に伴って、
コイル２に励起される交流電圧を出力する。この交流電
圧出力は、図８に示すフィルター回路１５によりそのノ
イズが減衰され、シュミットトリガ回路１６によりパル
ス波に変換される。そして、コンピュータユニット１７
は前記パルス波を周期計測することにより、歯車状磁性
回転体１００の回転数を算出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気センサ及び
そのシステムは以上のように構成されているので、検出
対象である歯車状磁性回転体１００が低速回転の場合
は、その回転検出が困難になる問題点があった。即ち、
「磁気回路に誘導された起電力は、この回路の磁束鎖交
数の時間的減少の割合に等しい」(ファラデーの法則)こ
とにより、歯車状磁性回転体１００の回転速度が遅くな
ると、磁気センサの出力がそれに比例して小さくなり、
その結果、回転体が低速回転の場合には、磁気センサ出
力とノイズのＳＮ比が小さくなり回転検出精度が低下す
ることとなる。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、出力電圧レベルが、検出対象で
ある歯車状磁性回転体の回転速度に依存することなく、
所定のＨレベルとＬレベルを維持し、低速回転の検出が
できるようにする。また、構造上及び製作上ともに簡略
かつ信頼性の高い磁気センサを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る磁気セン
サの発明は、磁性体の変位に伴う磁束変化を検知する磁
電変換素子と、この磁電変換素子を保持する樹脂製のベ
ースにインサート成形され、磁電変換素子と接続される
インサート導体と、このインサート導体の所定部分を２
重構造に折り曲げて成形し、かつベースの表面上に露出
した表面実装用電極部と、この表面実装用電極部に実装
され磁電変換素子と接続された電子部品と、インサート
導体の端部を端子電極として構成されたコネクタ部とを
備えたものである。

【０００８】請求項２に係る磁気センサの製造方法は、
所定の形状にインサート導体を打ち抜く工程と、このイ
ンサート導体の所定部分を２重構造に折り曲げることに
より表面実装用電極部を形成する工程と、このインサー
ト導体を少なくとも表面実装用電極部が露出する状態で
樹脂製のベースにインサート成形する工程と、このベー
スにインサート成形されたインサート導体の所定のつな
ぎ部分を切断する工程と、ベースにインサート成形され
たインサート導体に磁電変換素子及び電子部品を接続す
る工程とを備えたものである。

【０００９】請求項３の発明は、樹脂製のベースをイン
サート成形する際にインサート導体のつなぎ部分に対応
する溝部を形成する工程と、ベースにインサート成形さ
れたインサート導体のつなぎ部分を、溝部介して切断す
る工程とを備えたものである。

【００１０】請求項４の発明は、溝部は一対の表面実装
用電極部間に設けられたつなぎ部分に対応させて形成す
るものである。

【００１１】請求項５の発明は、磁電変換素子を磁束経
路中に介在する磁石をベースに設けると共に、この磁石
表面に接着剤を介して磁電変換素子を接合したものであ
る。

【００１２】請求項６の発明は、接着剤は硬化後も弾性
を呈する素材であるものとする。

【００１３】請求項７の発明は、磁電変換素子を磁束経
路中に介在する磁石を樹脂製のベースにインサート成形
したものである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明における磁気センサの磁電変換
手段として、ホール素子、磁気抵抗素子等を用いるた
め、その電気信号出力は磁束密度の絶対値に比例し、検
出対象である磁性回転体の回転速度に依存しなくなる。
このため、検出対象である磁性回転体が低速回転であっ
ても、その回転検出が可能になる。また樹脂製のベース
にインサート導体を一体的にインサート成形するように
したので、製作工程が簡略化され自動化生産が促進され
る。

【００１５】またインサート導体の少なくとも電子部品
実装表面を除く部分がベースに埋まる構成となるので、
インサート導体の大部分が外部より保護され、製品とし
ての耐久性が高まる。更に、インサート導体の電子部品
実装表面は、ベースに覆われておらず表面実装用電極と
なる一方、周囲のベースはレジストの機能を果たすた
め、リフロー半田付けが可能となり、自動化生産が促進
され良好な表面実装が可能となる。そして電子部品実装
用電極部分を２重構造とするようにインサート導体を折
り曲げる事により、ベース材の熱収縮による半田付け部
への応力をインサート導体の折り曲げ部が吸収するた
め、信頼性が向上する。

【００１６】請求項２の発明では、インサート導体を所
定の形状に打ち抜く工程と、このインサート導体の少な
くとも電子部品実装箇所である電極部分を２重構造とす
べく折り曲げる工程と、このインサート導体を少なくと
も上記電極部分が露出する状態となるように樹脂製のベ
ースにインサート成形する工程と、このインサート導体
の先端部に磁電変換素子を取付ける工程と、前記電極部
分に電子部品を実装する工程を行なうことにより上記請
求項１の作用を達成する磁気センサを製造できる。

【００１７】請求項３の発明では、インサート導体をベ
ースにインサート成形する上でインサート導体の変形を
防止するための各インサート導体間のつなぎ部分を、抜
き穴用溝部を位置決め部として切断することができる。
また、当該溝部の表側部分に表面実装用電子部品を実装
する際に位置決め部として用いることができ、リフロー
半田付けが容易になる。

【００１８】請求項４の発明では、前記溝部を表面実装
用電極部間に設けられたつなぎ部分に対応させることに
より、表面実装用電子部品と電極部の接合部における耐
ヒートショック性が向上し、センサの信頼性が向上す
る。

【００１９】請求項５の発明では、磁電変換素子を永久
磁石に固定することにより、永久磁石・磁電変換素子・
磁性回転体で構成される磁路回路は振動に対し安定とな
る。

【００２０】請求項６の発明では、磁電変換素子を永久
磁石に固定するのに、弾性をもった接着剤を用いること
により、磁電変換素子へのストレスが緩和される。

【００２１】請求項７の発明では、永久磁石を樹脂製の
ベースにインサート成形することにより、接着剤を用い
る等して後から固定することに対し製作工程が簡略化さ
れ安価になるうえ、固定に係わる信頼性も向上する。

【００２２】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例による磁気センサを図につい
て説明する。図１は本実施例による磁気センサを示す側
面断面図、図２は製造工程中のベースの底面図、図３
(ａ)は同じく製造工程中のベースの平面図である。図に
おいて、ターミナル２４は樹脂製のベース２３にインサ
ート成形（ベース２３を樹脂成形するに当たり、樹脂を
硬化させる際にターミナル２４を樹脂中に設置させる成
形の仕方）され、その大部分が被覆されている。そして
ターミナル２４の先端部には、同じくベース２３にイン
サート成形された永久磁石２５が設置され、永久磁石２
５に近接して磁電変換素子２２が設けられ、永久磁石２
５及び磁電変換素子２２に対向して歯車状磁性回転体１
００が配置されることになる。

【００２３】また、ベース２３の表面所定箇所にはター
ミナル２４の折り曲げによって形成された表面実装用電
極部２４ａが露出され、この実装用電極部２４ａ上にコ
ンデンサ等の表面実装用電子部品２６が実装されてい
る。即ち、ターミナル２４は、実装用電極２４ａと、磁
電変換素子用ランド部２４ｃ及びコネクタ端子嵌合部２
４ｂのみが露出されるようにベース２３にインサート成
形されている。更に、ベース２３の外側部分にはケース
２１が固定され、ベース２３とケース２１との嵌合部に
はＯリング２８が設置されている。また、ケース２１の
後端部２１ａは熱かしめが施され、当該熱かしめ部には
樹脂２９が充填されている。

【００２４】図５は磁電変換素子２２を取り付けたベー
ス２３の先端部を示した拡大断面図であり、磁電変換素
子２２はベース２３にインサート成形された永久磁石２
５にＲＴＶゴム２７を介して取り付けられている。この
ＲＴＶゴム２７は、磁電変換素子２２の外部振動による
振れをその弾性力により最小限に抑える役割を果たす。
また、磁電変換素子２２のリード２２ａはベース２３に
一体成形されたターミナル２４のランド部に接続されて
いる。

【００２５】図６は磁電変換素子２２としてホールＩＣ
を使用した回路例を示したものであり、歯車状磁性回転
体１００の回転により生ずる磁界の変動周波数をホール
素子２００により電圧の変化として検出し、ホール素子
２００に発生する電圧の変化を差動増幅器２０１により
増幅してシュミットトリガ回路２０２によりパルス波に
変換する。その後、リード２２ａ、ターミナル２４、ノ
イズ除去用の表面実装電子部品２６、コネクタを介して
外部のコンピュータユニット(図示せず)に送られ回転数
を検出する。なお、磁電変換素子２２として磁気抵抗素
子等を使用しても良い。

【００２６】次に、上記磁気センサによる回転検出動作
について説明する。磁電変換素子２２はシュミットトリ
ガ回路を内蔵したホール素子又は磁気抵抗素子であり、
磁束の変化により所定のヒステリシスに基づきＨ、Ｌ両
状態間のスイッチング作動をするので、検出対象である
歯車状磁性回転体１００の回転速度の周波数が検出で
き、当該検出出力の大きさは回転速度に依存しない。こ
のため、従来装置(図７，図８参照)に比べてＳＮ比が改
善されて、検出対象の低速回転検出が可能となる。

【００２７】更に本実施例によれば、樹脂製のベース２
３にターミナル２４、永久磁石２５等を一体的にインサ
ート成形するようにしたので、製作工程が簡略化され自
動化生産が促進される。また、ターミナル２４の電子部
品実装表面、磁電変換素子用ランド及びコネクタ端子嵌
合部を除く部分がベースに埋まる構成となるので、ター
ミナル２４の大部分が保護され、製品としての耐久性が
高まる。また、ベース２３とケース２１の嵌合部にＯリ
ング２８を具備することにより、磁気センサ内部の気密
性を確保することができる。

【００２８】更に、ベース２３をケース２１先端まで挿
入し、ケース２１端部に熱かしめを施し、当該熱かしめ
部分を樹脂２９にて覆うようにしたので、ベース２３が
ケース２１から抜けることに対して、充分な機械的強度
を確保し、センサ内部への水分侵入を防止することがで
きる。そして、永久磁石２５に対し磁電変換素子２２を
ＲＴＶゴム２７で固定するので磁気回路は安定し、かつ
磁電変換素子２２へストレスを与えることはない。

【００２９】次に、上記磁気センサの製作方法について
説明する。まず、巻回された黄銅条のフープ材からプレ
ス加工によりターミナル２４を所定の形状に打ち抜く。
図４(ａ)は所定形状に打ち抜かれたターミナル２４を示
す側面図、図４(ｂ)は同じく平面図、図４(ｃ)は図４
(ｂ)のＣ−Ｃ線断面図である。そして、図４に示すよう
に、ターミナル２４の電子部品実装箇所である電極部分
２４ａとコネクタ端子嵌合部２４ｂを所定の形状に折り
曲げ、２重構造になるようにプレス加工する。また、タ
ーミナル２４の先端部の磁電変換素子用ランド部２４ｃ
をプレス加工により板厚分だけ打ち出すようにする。

【００３０】上記の様に加工されたターミナル２４は、
樹脂モールドのベース２３により一体的にインサート成
形される。その際、永久磁石２５も同時にインサート成
形される。そして、図２のベースの底面図に示すよう
に、ターミナル２４の所定の不要なつなぎ部分３０をプ
レス加工により切断する。ベース２３のターミナル切断
箇所は、プレス加工のダイスがセットし易いように裏側
から見て溝形状３１になっている。

【００３１】図３(ａ)は図２と同じく製造工程中のベー
ス２３の平面図、図３(ｂ)は図３(ａ)のＡ部分拡大図、
図３(ｃ)は図３(ｂ)のＢ−Ｂ線断面図であり、ベース２
３にインサート成形されたターミナル２４のうち表面実
装用電極２４ａは、ベース２３に被覆されずに、表面実
装用電子部品２６の実装ランド部となる。即ち、図３
(ｃ)に示すように当該ランド部は、ターミナル２４が折
り曲げられてターミナル板厚(ｔ)の２倍の厚み(２ｔ)と
なっており、その部分はベース２３に被覆されずにベー
ス表面に露出している。

【００３２】次に、永久磁石２５にＲＴＶゴム２７を塗
布したうえでターミナル２４の先端に設けられたランド
部２４ｃに磁電変換素子２２のリードを接続すると共
に、表面実装用電極２４ａ上にコンデンサ、抵抗等の表
面実装電子部品２６を実装して、両者をリフロー半田付
けする。

【００３３】最後に、ベース２３のＯリング溝にＯリン
グ２８を装着し、ベース２３をケース２１の先端まで挿
入し、ケース端部２１ａに熱かしめを施し、該熱かしめ
部分を樹脂にて覆うようにする。

【００３４】上記のように、ターミナル２４はその電子
部品実装部分がベース２３に覆われておらず、表面実装
用電極２４ａとなる一方、周囲のベース２３はレジスト
の機能を果たすため、リフロー半田付けが可能となり、
自動化生産が促進され良好な表面実装が可能となる。ま
た、ターミナル２４をベース２３にインサート成形する
上で必要となる各ターミナル間のつなぎ部分を、ベース
２３に設けられた溝部３１を介してインサート成形後に
切断し、その部分に表面実装用電子部品２６を実装する
ので、当該溝部３１を利用してリフロー半田付けが容易
になる。また、ベース材の熱収縮による半田付け部への
応力をターミナル２４の折り曲げ部が吸収するため、製
作工程中及び実使用中の応力分散が図られ、製品として
の信頼性が向上する。更に、溝部３１を表面実装用電極
２４ａの近くに設けることにより、ベース材の熱収縮に
よる半田付け部への応力発生を減じることができ、製品
としての信頼性が向上する。

【００３５】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
磁気センサの磁電変換手段として、ホール素子、磁気抵
抗素子等を用いるため、その電気信号出力は磁束密度の
絶対値に比例し、検出対象である磁性回転体の回転速度
に依存しなくなる。このため、検出対象である磁性回転
体が低速回転であっても、その回転検出が可能になる。
また樹脂製のベースにインサート導体を一体的にインサ
ート成形するようにしたので、製作工程が簡略化され自
動化生産が促進される。

【００３６】また、インサート導体の少なくとも電子部
品実装表面を除く部分がベースに埋まる構成となるの
で、外部より保護され製品としての耐久性が高まる。更
に、インサート導体の電子部品実装表面は、ベースに覆
われておらず表面実装用電極となる一方、周囲のベース
はレジストの機能を果たすため、リフロー半田付けが可
能となり、自動化生産が促進され良好な表面実装が可能
となる。

【００３７】そして電子部品実装用電極部分を２重構造
とするようにインサート導体を折り曲げることにより、
ベース材の熱収縮による半田付け部への応力をインサー
ト導体の折り曲げ部が吸収するため、信頼性が向上す
る。

【００３８】また、請求項２の発明によれば、インサー
ト導体を所定の形状に打ち抜く工程と、このインサート
導体の少なくとも電子部品実装箇所である電極部分を２
重構造とすべく折り曲げる工程と、このインサート導体
を少なくとも上記電極部分が露出する状態となるように
樹脂製のベースにインサート成形する工程と、このイン
サート導体の先端部に磁電変換素子を取付ける工程と、
前記電極部分に電子部品を実装する工程を行うことによ
り上記請求項１の作用を達成する磁気センサを製造でき
る。

【００３９】また、請求項３の発明によれば、インサー
ト導体をベースにインサート成形する上で必要となる各
インサート導体間のつなぎ部分を、抜き穴用溝部を位置
決め部として用いて確実に切断することができる。さら
に、表側部分に表面実装用電子部品を実装する際に、位
置決め部として抜き穴用溝部を利用でき、リフロー半田
付けが容易になる。

【００４０】また請求項４の発明によれば、抜き穴用溝
部を表面実装用電極間に設けられたつなぎ部分に対応さ
せることにより、表面実装用電子部品と表面実装用電極
の接合部における耐ヒートショック性が向上し、センサ
の信頼性が向上する。

【００３５】 また請求項５の発明によれば、磁電変換
素子を永久磁石に固定することにより、永久磁石・磁電
変換素子・磁性回転体で構成される磁気回路は振動に対
し安定する。

【００４１】また請求項６の発明によれば、磁電変換素
子を永久磁石に固定するのに、弾性材であるＲＴＶゴム
を用いることにより、磁電変換素子へのストレスが緩和
される。

【００３７】また請求項７の発明によれば、永久磁石を
樹脂製のベースにインサート成形することにより、接着
剤を用いる等して後から固定することに対し、製作工程
が簡略化され、安価になるうえ、固定に係わる信頼性も
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による磁気センサを示す
側面断面図である。

【図２】 上記実施例による磁気センサの製造過程中の
ベースを示す底面図である。

【図３】 上記実施例による磁気センサのベースを示す
平面図、部分拡大図、部分断面図である。

【図４】 上記実施例による磁気センサのターミナルを
示す側面図、平面図、部分断面図である。

【図５】 上記実施例の磁気センサのベース先端部を示
す拡大断面図である。

【図６】 上記実施例の磁気センサの磁電変換素子を示
す回路図である。

【図７】 従来の磁気センサを示す側面断面図である。

【図８】 従来の磁気センサのブロック回路図である。

【符号の説明】

２１ ケース、２２ 磁電変換素子、２３ ベース、２
４ ターミナル、２４ａ 表面実装用電極部、２５ 永
久磁石、２６ 表面実装用電子部品、２７ＲＴＶゴム、
２８ Ｏリング、２９ 樹脂、３１ 溝部、１００ 歯
車状磁性回転体。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体の変位に伴う磁束変化を検知する
   磁電変換素子と、この磁電変換素子を保持する樹脂製の
   ベースにインサート成形され、前記磁電変換素子と接続
   されるインサート導体と、このインサート導体の所定部
   分を２重構造に折り曲げて成形し、かつ前記ベースの表
   面上に露出した表面実装用電極部と、この表面実装用電
   極部に実装され前記磁電変換素子と接続された電子部品
   と、前記インサート導体の端部を端子電極として構成さ
   れたコネクタ部とを備えたことを特徴とする磁気セン
   サ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の磁気センサの製造方法で
   あって、所定の形状にインサート導体を打ち抜く工程
   と、このインサート導体の所定部分を２重構造に折り曲
   げることにより表面実装用電極部を形成する工程と、こ
   のインサート導体を少なくとも前記表面実装用電極部が
   露出する状態で樹脂製のベースにインサート成形する工
   程と、このベースにインサート成形されたインサート導
   体のつなぎ部分を切断する工程と、前記ベースにインサ
   ート成形されたインサート導体に磁電変換素子及び電子
   部品を接続する工程とを備えたことを特徴とする磁気セ
   ンサの製造方法。
3. 【請求項３】 樹脂製のベースをインサート成形する際
   にインサート導体のつなぎ部分に対応する溝部を形成す
   る工程と、ベースにインサート成形されたインサート導
   体の前記つなぎ部分を、前記溝部を介して切断する工程
   とを備えたことを特徴とする請求項２記載の磁気センサ
   の製造方法。
4. 【請求項４】 溝部は一対の表面実装用電極部間に設け
   られたつなぎ部分に対応させて形成することを特徴とす
   る請求項３記載の磁気センサの製造方法。
5. 【請求項５】 磁電変換素子を磁束経路中に介在する磁
   石をベースに設けると共に、この磁石表面に接着剤を介
   して上記磁電変換素子を接合したことを特徴とする請求
   項１記載の磁気センサ。
6. 【請求項６】 接着剤は硬化後も弾性を呈する素材であ
   ることを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。
7. 【請求項７】 磁電変換素子を磁束経路中に介在する磁
   石を樹脂製のベースにインサート成形したことを特徴と
   する請求項１記載の磁気センサ。