(57)【要約】【課題】磁石と磁気センサとの相対的な位置決めを容易に行うことができる磁気センサ装置を提供する。【解決手段】磁気センサ装置１は、図１に示すように、主に、基部３０と、基部３０の側面部３００から間隔をあけて突出する第１の脚部３１及び第２の脚部３２と、第１の脚部３１と第２の脚部３２の間の側面部３００から側面部３００の反対側の側面部３０２にわたって形成され、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃが貫通する貫通部３０１と、を有する磁石３を備えて概略構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部の側面部から間隔をあけて突出する第１の突出部及び第２の突出部と、
前記第１の突出部と前記第２の突出部の間の前記側面部から前記側面部の反対側の側面部にわたって形成され、複数の導電部材が貫通する貫通部と、
を有する磁石を備えた磁気センサ装置。
【請求項２】
前記貫通部は、貫通孔である請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項３】
前記磁石が生成する磁場の変化を検出する磁気センサと、
前記磁気センサと電気的に接続する前記複数の導電部材と、
前記複数の導電部材と一体となるように形成され、前記磁気センサが搭載された搭載部と、
を備えた請求項１又は２に記載の磁気センサ装置。
【請求項４】
前記搭載部は、前記磁気センサ装置の本体と一体となるように形成され、
前記複数の導電部材は、前記磁気センサ側の端部の反対側の端部が、外部のコネクタと結合するように前記本体に形成されたコネクタ部内に露出する請求項３に記載の磁気センサ装置。
【請求項５】
前記磁石の前記貫通部と前記複数の導電部材との間には、絶縁性を有する絶縁部材が介在する請求項３又は４に記載の磁気センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、筒形状を有する磁石の中空部内に、磁気抵抗素子が形成されたセンサチップが収容された磁気センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この磁気センサは、中空部内にセンサチップが収納されるので、コンパクトで、配置の自由度が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４７４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の磁気センサは、センサチップが磁石の中空部内に配置されるので、磁気抵抗素子と磁石との相対的な位置決めが困難となる問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、磁石と磁気センサとの相対的な位置決めを容易に行うことができる磁気センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、基部と、基部の側面部から間隔をあけて突出する第１の突出部及び第２の突出部と、第１の突出部と第２の突出部の間の側面部から側面部の反対側の側面部にわたって形成され、複数の導電部材が貫通する貫通部と、を有する磁石を備えた磁気センサ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁石と磁気センサとの相対的な位置決めを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態に係る磁気センサ装置の斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る磁気センサ装置の透過斜視図であり、（ｂ）は、側面図である。
【図３】図３（ａ）は、実施の形態に係る磁気センサ装置の先端部分の拡大図であり、（ｂ）は、磁石の正面図である。
【図４】図４（ａ）は、実施の形態に係る磁石が形成する磁場の概略図であり、（ｂ）は、変形例に係る磁石の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る磁気センサ装置は、基部と、基部の側面部から間隔をあけて突出する第１の突出部及び第２の突出部と、第１の突出部と第２の突出部の間の側面部から側面部の反対側の側面部にわたって形成され、複数の導電部材が貫通する貫通部と、を有する磁石を備える。
【００１１】
[実施の形態]
（磁気センサ装置１の構成）
図１は、実施の形態に係る磁気センサ装置の斜視図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る磁気センサ装置の透過斜視図であり、（ｂ）は、側面図である。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また以下に記載する上下左右は、特に断らない限り、図１の紙面における上下左右が基準となっている。
【００１２】
磁気センサ装置１は、検出対象物が近づいたり、遠ざかったりすることに基づく磁場の変化を検出し、検出した結果を出力するものである。この検出対象物は、例えば、磁性体である。
【００１３】
磁気センサ装置１は、図１に示すように、主に、基部３０と、基部３０の側面部３００から間隔をあけて突出する第１の突出部としての第１の脚部３１、及び第２の突出部としての第２の脚部３２と、第１の脚部３１と第２の脚部３２の間の側面部３００から側面部３００の反対側の側面部３０２にわたって形成され、複数の導電部材（リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃ）が貫通する後述する貫通部と、を有する磁石３を備えて概略構成されている。
【００１４】
また、磁気センサ装置１は、磁石３が生成する磁場の変化を検出する磁気センサ４と、磁気センサ４と電気的に接続するリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃと、複数の導電部材と一体となるように形成され、磁気センサ４が搭載された搭載部２６と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
（本体２の構成）
本体２は、図１、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、円板部２０と、円板部２０の一方の第１の面２００に設けられたコネクタ部２２と、第１の面２００の反対側の第２の面２０１に設けられた凸部２４と、搭載部２６と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
この本体２は、例えば、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料を用いて形成される。
【００１７】
円板部２０は、円板形状を有している。コネクタ部２２は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、円筒形状を有し、その内部には、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃが露出している。凸部２４は、円板部２０の第２の面２０１から突出するように形成されている。この凸部２４は、例えば、磁気センサ装置１に装着される図示しないキャップが嵌め込まれる形状を有している。キャップに凸部２４を挿入すると、キャップの端部が円板部２０と接触して磁気センサ装置１へのキャップの装着が完了する。
【００１８】
凸部２４は、円板部２０と反対側の表面２４０から、搭載部２６が突出して設けられている。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本体２、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃ、及び搭載部２６は、インサート成形により一体に形成される。
【００１９】
（搭載部２６の構成）
搭載部２６は、磁気センサ装置１の本体２と一体となるように形成されている。この搭載部２６は、四角柱形状を有している。搭載部２６の上面である搭載面２６０には、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃが露出している。また、搭載面２６０には、磁気センサ４が配置されている。
【００２０】
搭載部２６の長手方向の側面である、第１の側面部２６１及び第２の側面部２６２の上部には、切欠部２６１ａ及び切欠部２６２ａが形成されている。
【００２１】
また切欠部２６１ａ及び切欠部２６２ａには、図２（ｂ）に示すように、切欠部２６１ａと切欠部２６２ａとの間に開口２６３が形成されている。つまり、切欠部２６１ａ及び切欠部２６２ａには、互いを貫通する穴が形成され、この穴が開口２６３である。
【００２２】
磁石３の貫通部３０１とリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃとの間には、絶縁性を有する絶縁部材として保護部２６４が介在している。なお、この絶縁部材とは、例えば、少なくとも、磁気センサ装置１が動作する電圧等の範囲において、絶縁性を示す部材のことである。
【００２３】
具体的には、保護部２６４は、図２（ｂ）に示すように、開口２６３の上部に形成されている。つまり、この保護部２６４は、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃを囲むように形成されている。また保護部２６４は、本体２を形成する際に形成される。保護部２６４は、磁石３とリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃとの絶縁性を保つために設けられたものである。なお、保護部２６４は、開口２６３が形成されない場合は、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃの上部を覆うように形成される。
【００２４】
（磁石３の構成）
図３（ａ）は、実施の形態に係る磁気センサ装置の先端部分の拡大図であり、（ｂ）は、磁石の正面図である。図４（ａ）は、実施の形態に係る磁石が形成する磁場の概略図であり、（ｂ）は、変形例に係る磁石の正面図である。図４（ａ）に示す点線は、第１の脚部３１の端面３１０から漏れ出し、第２の脚部３２の端面３２０に吸い込まれる磁力線を示している。
【００２５】
磁石３は、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石、又は、フェライト系、ネオジム系、サマコバ系、サマリウム鉄窒素系等の磁性体材料と、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料と、を混合して所望の形状に成形したプラスチックマグネットである。
【００２６】
磁石３は、本体２が形成された後、搭載部２６の周囲に金型がセットされ、磁石３の材料が金型内に流し込まれ、これが固化することで形成される。つまり、磁気センサ装置１は、まず、本体２が成形され、続いて、磁石３が成形される。
【００２７】
磁石３は、図３（ａ）の上面視において示されるように、矩形の一側面が中央に向かって凹むように形成された凹部３３を有している。言い換えるなら、磁石３は、基部３０、第１の脚部３１及び第２の脚部３２によって凹部３３が形成されている。
【００２８】
磁石３は、図３（ｂ）に示すように、基部３０の側面部３００に、側面部３００から側面部３００の反対側の側面部３０２にわたって貫通部３０１が形成されている。この貫通部３０１は、搭載部２６の一部が貫通する貫通孔である。磁石３は、この貫通部３０１に搭載部２６の一部が貫通することで支持され、さらに搭載部２６の切欠部２６１ａ及び切欠部２６２ａに磁石３の第１の脚部３１及び第２の脚部３２が嵌り込むことでも支持される。なお、貫通部３０１は、貫通孔に限定されず、リードフレームが磁石３内を貫通する形状であれば良い。
【００２９】
この貫通部３０１が形成されるのは、図２（ｂ）の本体２の側面図において示されるように、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃの下側に、開口２６３が形成されているからである。つまり、流し込まれた材料が、この開口２６３内に入り込むことで、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃの周囲に回り込むからである。このリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃがある領域が貫通部３０１となっている。
【００３０】
磁石３は、例えば、図３（ｂ）に示すように、第１の脚部３１から第２の脚部３２に向かって着磁されている。また磁石３は、磁気飽和が発生しないように構成されている。つまり、磁石３は、磁気飽和による磁場の漏れが、貫通部３０１内で抑制されるように構成されている。従って、磁石３内部の磁路は、図３（ｂ）に示すように、貫通部３０１の上下の基部３０を通過するものが主となり、貫通部３０１に漏れ出す磁場が抑制される。
【００３１】
貫通部３０１は、搭載部２６の搭載面２６０が、図３（ｂ）の正面図において、磁石３の中央近傍に位置するように形成される。つまり、搭載面２６０に配置された磁気センサ４が、図３（ｂ）の左右方向の中央近傍で、かつ、上下方向の中央近傍に位置するように貫通部３０１が、形成される。従って、磁気センサ４は、磁場３ａの変化が大きい領域に配置される。
【００３２】
磁石３は、図４（ａ）に示すように、主に、第１の脚部３１の端面３１０から漏れ出し、第２の脚部３２の端面３２０に吸い込まれる磁場３ａを生成する。磁気センサ４は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、第１の脚部３１の端面３１０、及び第２の脚部３２の端面３２０よりも前方に生成される磁場３ａ内に配置される。
【００３３】
ここで変形例として、図４（ｂ）に示すように、磁石３は、貫通孔としての貫通部３０１ではなく、図４（ｂ）の上下方向の中央近傍まで凹んだ凹部としての貫通部３０１ａであっても良い。この変形例の磁気センサ装置１は、この貫通部３０１ａをリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃが貫通する。
【００３４】
（磁気センサ４の構成）
磁気センサ４は、例えば、磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗センサ、ホール効果を利用したホールセンサ等の磁場の変化を検出するセンサを含んで構成される。
【００３５】
磁石３の端面３１０及び端面３２０に検出対象物が接近した場合、図４（ａ）に点線で示す磁力線が検出対象物に吸い込まれるので、磁気センサ４が配置された領域の磁場が変化する。磁気センサ４は、この変化を電気信号として出力するように構成されている。また本実施の形態に係る磁気センサ４は、当該電気信号に処理を施す図示しない処理部が形成されている。
【００３６】
この処理部は、一例として、磁気センサ４が４つの磁気抵抗素子をブリッジ回路から構成される場合、２つのハーフブリッジ回路から出力される電圧の差分を算出し、その差分に基づいて「Ｈｉ」又は「Ｌｏ」を示す信号を出力するように構成されている。
【００３７】
磁気センサ４は、一例として、磁石３の内部、つまり貫通部３０１内ではなく、磁石３の外側に配置される。従って、この位置に配置されることで、磁石３と磁気センサ４との相対的な位置決めを正確に行うことが可能となる。また磁気センサ４のセンサ部分をベアチップとすることにより、さらに磁石３と磁気センサ４との相対的な位置決めを正確に行うことが可能となる。
【００３８】
この磁気センサ４は、ワイヤ９ａを介してリードフレーム５ａと、ワイヤ９ｂを介してリードフレーム５ｂと、ワイヤ９ｃを介してリードフレーム５ｃと、に電気的に接続されている。
【００３９】
（リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃの構成）
リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃは、磁気センサ４側の端部（端部５０ａ〜端部５０ｃ）の反対側の端部（端部５１ａ〜端部５１ｃ）が、外部のコネクタと結合するように本体２に形成されたコネクタ部２２内に露出するように構成されている。
【００４０】
このリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃは、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、細長い板形状に形成されている。またリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃは、曲げのない直線形状を有している。
【００４１】
リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃは、例えば、アルミニウム、銅等の導電性を有する金属材料、又は、真鍮等の合金材料を用いて形成される。なお、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃは、例えば、その表面に、錫、ニッケル、金、銀等の金属材料を用いたメッキ処理が施されていても良い。
【００４２】
リードフレーム５ａは、例えば、コネクタ部２２に接続されたハーネスを介して磁気センサ４を駆動するための電圧が入力する導体である。リードフレーム５ｂは、例えば、当該ハーネスを介して接地される導体である。リードフレーム５ｃは、例えば、当該ハーネスに磁気センサ４から出力される電気信号を伝播させる導体である。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、コンデンサ７は、リードフレーム５ａとリードフレーム５ｂとに電気的に接続されている。またツェナーダイオード８は、リードフレーム５ｂとリードフレーム５ｃとに電気的に接続されている。このコンデンサ７は、例えば、入力する電圧に混入するノイズを除去するためのものである。またツェナーダイオード８は、例えば、過渡電圧（サージ）保護のためのものである。
【００４４】
（磁気センサ装置１の動作）
磁気センサ装置１は、磁石３の第１の脚部３１の端面３１０、及び第２の脚部３２の端面３２０に近づいたり離れたりする検出対象物によって変化する磁場３ａの変化を検出して処理した電気信号を、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃを介して出力する。
【００４５】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る磁気センサ装置１は、磁石３と磁気センサ４との相対的な位置決めを容易に行うことができることができる。具体的には、磁気センサ装置１は、貫通部３０１をリードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃが貫通するので、磁石３の内部にではなく、磁石３の外部に磁気センサ４を配置することが可能となり、磁石３と磁気センサ４との位置関係が把握し易く、位置決めの精度を向上させることができる。また、磁気センサ装置１は、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃが磁石３を貫通するので、磁場３ａの変化が大きい領域に磁気センサ４を配置することができる。
【００４６】
また磁気センサ装置１の磁石３は、磁石３を材料として金型に流し込んで成形するので、成形された磁石を取り付ける場合と比べて、相対的な位置決めを行いながら磁石を取り付ける工程が削減できると共に、位置決めの精度を向上させることができる。
【００４７】
また磁気センサ装置１は、リードフレーム５ａ〜リードフレーム５ｃを曲げたり、トリミングしたりするような加工を必要とせず、直線状のものを用いることができるので、工程数が少なくなり、製造コストを抑制することができる。
【００４８】
また磁気センサ装置１は、磁気センサ４のセンサ部分がベアチップであるものを用いることができるので、樹脂によってモールドされたセンサと比べて、磁石３と磁気センサ４のセンサ部分との相対的な位置合わせを精度良く行うことができる。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１…磁気センサ装置
２…本体
３…磁石
３ａ…磁場
４…磁気センサ
５ａ〜５ｃ…リードフレーム
７…コンデンサ
８…ツェナーダイオード
９ａ〜９ｃ…ワイヤ
２０…円板部
２２…コネクタ部
２４…凸部
２６…搭載部
３０…基部
３１…第１の脚部
３２…第２の脚部
３３…凹部
５０ａ〜５０ｃ…端部
５１ａ〜５１ｃ…端部
２００…第１の面
２０１…第２の面
２４０…表面
２６０…搭載面
２６１…第１の側面部
２６１ａ，２６２ａ…切欠部
２６２…第２の側面部
２６３…開口
２６４…保護部
３００，３０２…側面部
３０１，３０１ａ…貫通部
３１０，３２０…端面
【図１】
2014032138.tif 000003
【図２】
2014032138.tif 000004
【図３】
2014032138.tif 000005
【図４】
2014032138.tif 000006