(57)【要約】【課題】樹脂モールドされていないベアチップ状態の磁気検出素子を用いた、磁石と磁気検出素子の組み付け位置が変化し難い、高感度で高い精度を有する回転検出装置を提供する。【解決手段】バイアス磁界を発生する磁石２０と、磁気検出素子３０とが、円筒状のハウジング４０内に挿入配置され、被検出体１の回転に伴うバイアス磁界の変化を磁気検出素子３０により測定して、被検出体１の回転状態を検出する回転検出装置１００であって、保持部５０ｈが、ハウジング４０の開口を蓋する円柱状に形成されたキャップ部５０ｃの先端面に連結され、磁気検出素子３０が、保持部５０ｈにベアチップの状態で搭載され、磁石２０が、ハウジング４０の閉じた端部とキャップ部５０ｃの先端に接して固定され、ハウジング４０の円筒内周面とキャップ部５０ｃの円柱外周面の所定部分が、レーザ溶着されてなる回転検出装置１００とする。【選択図】        図１
2006275639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス磁界を発生する磁石と、保持部に搭載された磁気検出素子とが、一方の端部が閉じた円筒状のハウジング内に挿入配置され、
被検出体の回転に伴う前記バイアス磁界の変化を前記磁気検出素子により測定して、前記被検出体の回転状態を検出する回転検出装置であって、
前記磁気検出素子が、前記保持部にベアチップの状態で搭載され、
前記保持部が、前記ハウジングのもう一方の端部における開口に挿入され、前記開口を蓋する円柱状に形成されたキャップ部の先端面に連結され、
前記磁石が、前記ハウジングの閉じた端部と前記キャップ部の先端に接して固定され、
前記ハウジングの円筒内周面と前記キャップ部の円柱外周面の所定部分が、レーザ溶着されてなることを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記キャップ部の円柱外周にリング状の突起部が形成され、
前記突起部が、前記ハウジングの円筒内に圧入され、
前記突起部のリング外周面が、前記ハウジングの円筒内周面にレーザ溶着されてなることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記ハウジングのもう一方の端部における開口付近が、鍔状に肉厚に形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記ハウジングとキャップ部が樹脂材料からなり、ハウジングを構成する樹脂材料のレーザ透過率が、キャップ部を構成する樹脂材料のレーザ透過率より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記ハウジングを構成する樹脂材料とキャップ部を構成する樹脂材料が、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂からなり、
前記キャップ部を構成する樹脂材料が、前記ハウジングを構成する樹脂材料に較べて、カーボンを多く含むことを特徴とする請求項４に記載の回転検出装置。
【請求項６】
前記保持部とキャップ部が、一体形成されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するロータ（被検出体）に近接して配置され、バイアス磁界の変化によりロータの回転状態を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転するロータ（被検出体）に近接して配置され、バイアス磁界の変化によりロータの回転状態を検出する回転検出装置（磁気検出装置）が、例えば、特開平７−２６０８１３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図３（ａ）〜（ｃ）に、特許文献１に開示された従来の回転検出装置（磁気検出装置）を示す。図３（ａ）は、被検出対象である歯車状の磁性体ロータ１と、回転検出装置９０とを示す全体構成図である。回転検出装置９０は、図のように磁性体ロータ１から一定間隔をおいて対向配置され、回転体（図示省略）に連結された磁性体ロータ１の回転状態を、回転検出装置９０と磁性体ロータ１の間の磁界変化によって検出する。
【０００４】
回転検出装置９０は、円筒状で樹脂製のハウジング３を備え、ハウジング３の先端面には、円柱状の（永久）磁石４が配置されている。磁石４は、磁性体ロータ１に向けてバイアス磁界を発生させる。さらに、ハウジング３には磁石４の先端面及び外周部とハウジング３の先端側外周部とを覆うようにして、有蓋円筒状をなすキャップ５が、かしめにより装着されている。キャップ５は、厚さ０．２５ｍｍの非磁性体材料であるステンレス（ＳＵＳ３０４）よりなる。このキャップ５により、ハウジング３の先端面と磁石４とが当接している。
【０００５】
また、図３（ａ）の磁石４の先端面には凹部６が形成され、磁石４の中央部には図の左右に直線的に延びる貫通孔７が形成されている。貫通孔７の右端は凹部６の底部に開口している。また、磁石４の貫通孔７の左端開口部には開口側ほど幅広なテーパ部８が形成されている。
【０００６】
磁石４の貫通孔７には、磁気抵抗素子（ＭＲＥ）等の磁気検出素子（ＩＣチップ）１０を内部にモールドした、磁気検出センサ（モールドＩＣ）９が挿入されている。詳しくは、磁気検出センサ９において、銅製のリードフレーム１１に、磁気検出素子１０がマウントされている。又、リードフレーム１１の一部と磁気検出素子１０とが、絶縁性の樹脂材（本実施例では、エポキシ系樹脂）としてのモールド材１２にてモールドされている。つまり、磁石４の凹部６内に磁気検出素子１０が位置し、貫通孔７内を貫通するモールド材１２の左端面からリードフレーム１１が露出している。
【０００７】
さらに、円筒状をなすハウジング３内には、内部を左右に区切る仕切部１３が形成され、この仕切部１３には黄銅製の外部端子（ターミナル）１４が貫通した状態でインサートされている。外部端子１４は、出力端子、グランド（ＧＮＤ）端子、電源端子等からなる。そして、外部端子１４の先端部とリードフレーム１１の先端部とが溶接にて連結固定されている。
【０００８】
図３（ｂ），（ｃ）は、前記磁気検出センサ（モールドＩＣ）９の一部を破断して、その内部を示す平面図及び側面図である。
【０００９】
図３（ｂ）に示すリードフレーム１１は、リード端子１７、平坦部からなるアイランド１５、アイランド１５を保持するタイバー１６とで構成されている。アイランド１５には、磁気検出素子（ＩＣチップ）１０がマウントされ、Ａｇ粉末を含むエポキシ系の導電接着剤（Ａｇペースト）によって固定されている。また、リードフレーム１１のリード端子１７とチップ上の電極とがワイヤボンディングにより接続されている。
【特許文献１】特開平７−２６０８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図３（ａ）に示す従来の回転検出装置９０は、ハウジング３とキャップ５で磁石４を挟み込む構造となっており、磁石４と磁性体ロータ１１を最近接させて、検出感度を高めることができる。しかしながら、ハウジング３とキャップ５がかしめにより固定されるため、かしめ応力のバラツキやかしめ部の経時劣化によって、磁石４とモールドＩＣ９（従って、ＩＣチップ１０）の組み付け位置が変化して、特性バラツキが発生し易い。また、図３（ａ）の回転検出装置９０の構造においては、磁気検出素子（ＩＣチップ）１０が保護のために図のようにモールドされる必要があるが、モールド材１２が感度向上のための阻害要因となっている。
【００１１】
そこで本発明は、被検出体の回転に伴うバイアス磁界の変化を磁気検出素子により測定して、被検出体の回転状態を検出する回転検出装置であって、樹脂モールドされていないベアチップ状態の磁気検出素子を用いた、磁石と磁気検出素子の組み付け位置が変化し難い、高感度で高い精度を有する回転検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、バイアス磁界を発生する磁石と、保持部に搭載された磁気検出素子とが、一方の端部が閉じた円筒状のハウジング内に挿入配置され、被検出体の回転に伴う前記バイアス磁界の変化を前記磁気検出素子により測定して、前記被検出体の回転状態を検出する回転検出装置であって、前記磁気検出素子が、前記保持部にベアチップの状態で搭載され、前記保持部が、前記ハウジングのもう一方の端部における開口に挿入され、前記開口を蓋する円柱状に形成されたキャップ部の先端面に連結され、前記磁石が、前記ハウジングの閉じた端部と前記キャップ部の先端に接して固定され、前記ハウジングの円筒内周面と前記キャップ部の円柱外周面の所定部分が、レーザ溶着されてなることを特徴としている。
【００１３】
上記回転検出装置では、ベアチップ状態の磁気検出素子が保持部に搭載されるため、従来の樹脂モールドされた磁気検出センサを用いる回転検出装置に較べて、高い感度を有する回転検出装置とすることができる。また、磁気検出素子を搭載する保持部がキャップ部の先端面に連結されると共に、バイアス磁界を発生する磁石が同じキャップ部の先端とハウジングの閉じた端部に接して固定される。このため、磁気検出素子と磁石の相対位置が、組み付けにおいて変化しない。さらに、ハウジングとキャップ部はレーザ溶着されるため、残留応力が発生し難く、経時変化も起き難い。以上のようにして、上記回転検出装置は、高感度で高い精度を有する回転検出装置とすることができる。
【００１４】
請求項２に記載のように、上記回転検出装置においては、前記キャップ部の円柱外周にリング状の突起部が形成され、前記突起部が、前記ハウジングの円筒内に圧入され、前記突起部のリング外周面が、前記ハウジングの円筒内周面にレーザ溶着されてなることが好ましい。
【００１５】
ハウジングに圧入される突起部をキャップ部の円柱外周に設けることで、組み付けおよびレーザ溶着時においてハウジングとキャップ部の隙間がなくなり、ハウジングとキャップ部の固定位置精度（従って、磁気検出素子と磁石の固定位置精度）が向上する。また、レーザ溶着部である突起部のリング外周面において、ハウジングとキャップ部の隙間がなくなるため、レーザ溶着の信頼性を高めることができる。さらに、圧入により残留応力が発生する突起部のリング外周面付近がレーザ溶着時に溶融して応力緩和されるため、従来のかしめによる固定に較べて経時劣化を抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載のように、上記回転検出装置においては、前記ハウジングのもう一方の端部における開口付近が、鍔状に肉厚に形成されてなることが好ましい。
【００１７】
これにより、ハウジングの加工時における真円度が得られ易くなると共に、キャップ部の圧入時には、応力発生方向に対する肉厚が大きくなっているため、クラックの発生を抑制することができる。
【００１８】
請求項４に記載のように、前記ハウジングとキャップ部が樹脂材料からなる場合には、ハウジングを構成する樹脂材料のレーザ透過率が、キャップ部を構成する樹脂材料のレーザ透過率より大きいことが好ましい。
【００１９】
これにより、ハウジングの円筒内周面とキャップ部の円柱外周面をレーザ溶着するに際して、レーザをハウジングの円筒外部から照射して溶着させることができるため、均一な溶着部を容易に得ることができる。
【００２０】
上記樹脂材料は、例えば請求項５に記載のように、前記ハウジングを構成する樹脂材料とキャップ部を構成する樹脂材料が、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂からなり、前記キャップ部を構成する樹脂材料が、前記ハウジングを構成する樹脂材料に較べて、カーボンを多く含むように構成することができる。
【００２１】
これによれば、キャップ部がカーボンを多く含むため、ハウジングのレーザ透過率がキャップ部より大きくなって、上記ハウジングの円筒外部からのレーザ照射が可能となる。また、ハウジングとキャップ部が同じＰＰＳ樹脂からなるため、強固な溶着部を得ることが可能である。尚、ＰＰＳ樹脂からなるハウジングおよびキャップ部のカーボン含有率を適宜設定することで、レーザ溶着部の厚さ等を最適化することが可能である。
【００２２】
請求項６に記載のように、前記保持部とキャップ部は、一体形成されてなることが好ましい。これにより、製造コストが低減されると共に、保持部とキャップ部の連結に伴う誤差要因がなくなり、磁石に対する磁気検出素子の相対位置精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の回転検出装置１００の模式的な断面図である。
【００２５】
図１に示す回転検出装置１００は、磁性体からなるロータ（被検出体）１の回転に伴うバイアス磁界の変化を磁気検出素子３０により測定して、ロータ１の回転状態を検出する。
【００２６】
図１の回転検出装置１００における磁気検出素子３０は、図３（ａ）の回転検出装置９０における磁気検出センサ（モールドＩＣ）９と異なり、樹脂モールドされていないベアチップの状態で保持部５０ｈに搭載される。尚、図１では、簡略化のために磁気検出素子３０周りのリード線や配線基板の図示を省略している。
【００２７】
図１の回転検出装置１００では、バイアス磁界を発生する（永久）磁石２０と、保持部５０ｈに搭載された磁気検出素子３０とが、一方の端部が閉じた円筒状のハウジング４０内に挿入配置されている。ハウジング４０のもう一方の端部における開口は、円柱状に形成されたキャップ部５０ｃで蓋され、磁石２０が、ハウジング４０の一方の閉じた端部とキャップ部５０ｃの先端に接して固定されている。尚、図３（ａ）の回転検出装置９０では磁石４が挿入される容器をキャップ５としているが、図１の回転検出装置１００では、磁石２０が挿入される容器をハウジング４０としている。図１の回転検出装置１００におけるハウジング４０とキャップ部５０ｃには、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂材料を用いることができる。ハウジング４０の円筒内周面とキャップ部５０ｃの円柱外周面の所定部分は、レーザ溶着されて、溶着部６０が形成されている。
【００２８】
図１の回転検出装置１００では、ベアチップ状態の磁気検出素子３０が保持部５０ｈに搭載されるため、図３（ａ）の従来の樹脂モールドされた磁気検出センサ９を用いる回転検出装置９０に較べて、高い感度を有する回転検出装置とすることができる。また、図１の回転検出装置１００は、磁気検出素子３０がベアチップ状態で保持部５０ｈに搭載されるため、図３（ａ）の樹脂モールドされた磁気検出センサ９を用いる回転検出装置９０に較べて全体径を細くすることができ、小型の回転検出装置とすることができる。
【００２９】
図１の回転検出装置１００では、磁気検出素子３０を搭載する保持部５０ｈがキャップ部５０ｃの先端面に連結されると共に、バイアス磁界を発生する磁石２０が同じキャップ部５０ｃの先端とハウジング４０の閉じた端部に接して固定される。このため、磁気検出素子３０と磁石２０の相対位置関係は、保持部５０ｈへの磁気検出素子３０の搭載位置で決まり、組み付けにおいては変化しない。また、ハウジング４０とキャップ部５０ｃはレーザ溶着されるため、残留応力が発生し難く、経時変化も起き難い。これによって、図１の回転検出装置１００は、高感度で高い精度を有する回転検出装置とすることができる。
【００３０】
図２は、上記した図１の回転検出装置１００の製造方法を示す工程別断面図である。
【００３１】
図２（ａ）は、回転検出装置１００を構成する各部品の組み付け前の状態を示す図である。
【００３２】
磁気検出素子３０を搭載する保持部５０ｈは、キャップ部５０ｃと一体的に形成されている。保持部５０ｈとキャップ部５０ｃを別体として形成し、保持部５０ｈをキャップ部５０ｃの先端面に連結するようにしてもよいが、一体形成することが好ましい。これにより、製造コストが低減されると共に、保持部５０ｈとキャップ部５０ｃの連結に伴う誤差要因がなくなり、磁石２０に対する磁気検出素子３０の相対位置精度を高めることができる。
【００３３】
また、キャップ部５０ｃの円柱外周には、リング状の突起部５０ｔが形成されている。この突起部５０ｔは、組み付け時において、ハウジング４０の円筒内に圧入される。
【００３４】
一方の端部が閉じた円筒状のハウジング４０は、もう一方の端部における開口付近に鍔状部４０ｔが形成されて、円筒の開口付近が中央部付近に較べて肉厚になっている。これにより、ハウジング４０の加工時における真円度が得られ易くなると共に、次に示すキャップ部５０ｃの圧入時には、応力発生方向に対する肉厚が大きくなっているため、クラックの発生が抑制される。
【００３５】
ハウジング４０とキャップ部５０ｃを樹脂材料とする場合には、ハウジング４０を構成する樹脂材料のレーザ透過率が、キャップ部５０ｃを構成する樹脂材料のレーザ透過率より大きいことが好ましい。これにより、後述する図２（ｃ）の工程において、ハウジング４０の円筒内周面とキャップ部５０ｃの円柱外周面をレーザ溶着するに際して、レーザをハウジング４０の円筒外部から照射して溶着させることができ、均一な溶着部６０を容易に得ることができる。
【００３６】
例えば、ハウジング４０を構成する樹脂材料とキャップ部５０ｃを構成する樹脂材料を、同じＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂として、キャップ部５０ｃを構成するＰＰＳ樹脂樹脂が、ハウジング４０を構成するＰＰＳ樹脂に較べて、カーボンを多く含むように構成する。これにより、キャップ部５０ｃがカーボンを多く含んでレーザを吸収し易いため、ハウジング４０のレーザ透過率がキャップ部５０ｃより大きくなって、上記したハウジング４０の円筒外部からのレーザ照射が可能となる。また、ハウジング４０とキャップ部５０ｃが同じＰＰＳ樹脂からなるため、強固な溶着部６０を得ることが可能である。尚、ＰＰＳ樹脂からなるハウジング４０およびキャップ部５０ｃのカーボン含有率を適宜設定することで、レーザ溶着部６０の厚さ等を最適化することが可能である。
【００３７】
図２（ｂ）は、突起部５０ｔが形成されたキャップ部５０ｃをハウジング４０の円筒内に圧入して、磁石２０と磁気検出素子３０を組み付けた後の状態を示す図である。
【００３８】
上記したように、ハウジング４０に圧入される突起部５０ｔをキャップ部５０ｃの円柱外周に設けることで、組み付け時においてハウジング４０とキャップ部５０ｃの隙間がなくなる。このため、ハウジング４０とキャップ部５０ｃの固定位置精度（従って、磁気検出素子３０と磁石２０の固定位置精度）が向上する。
【００３９】
図２（ｃ）は、突起部５０ｔのリング外周面とハウジング４０の円筒内周面をレーザ溶着する時の様子を示す図である。
【００４０】
ＰＰＳ樹脂どうしをレーザ溶着する場合、溶着部の信頼性を確保するためには、少なくとも両者の隙間を数１０μｍ以内にして、レーザ溶着する必要がある。上記した圧入により、図２（ｂ）の組み付け後の状態においては、レーザ溶着部である突起部５０ｔのリング外周面において、ハウジング４０とキャップ部５０ｃの隙間がなくなるため、レーザ溶着の信頼性を高めることができる。さらに、溶着部６０では、圧入により残留応力が発生する突起部５０ｔのリング外周面付近がレーザ照射時に溶融して応力緩和されるため、図３（ａ）の回転検出装置９０において採用されている従来のかしめによる固定に較べて、経時劣化を抑制することができる。
【００４１】
以上のようにして、図１の回転検出装置１００は、被検出体であるロータ１の回転に伴うバイアス磁界の変化を磁気検出素子３０により測定して、ロータ１の回転状態を検出する回転検出装置であって、樹脂モールドされていないベアチップ状態の磁気検出素子３０を用いた、磁石２０と磁気検出素子３０の組み付け位置が変化し難い、高感度で高い精度を有する回転検出装置となっている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の回転検出装置１００の模式的な断面図である。
【図２】図１の回転検出装置１００の製造方法を示す工程別断面図で、（ａ）は回転検出装置１００を構成する各部品の組み付け前の状態を示す図であり、（ｂ）は組み付け後の状態を示す図であり、（ｃ）はレーザ溶着時の様子を示す図である。
【図３】従来の回転検出装置を示す図で、（ａ）は、被検出対象である磁性体ロータ１と回転検出装置９０とを示す全体構成図であり、（ｂ），（ｃ）は磁気検出センサ（モールドＩＣ）９の一部を破断して内部を示す平面図と側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
９０，１００  回転検出装置
１  ロータ（被検出体）
２０  （永久）磁石
３０  磁気検出素子
４０  ハウジング
４０ｔ  鍔状部
５０ｃ  キャップ部
５０ｈ  保持部
５０ｔ  突起部
６０  溶着部
【図１】
2006275639.tif 000003
【図２】
2006275639.tif 000004
【図３】
2006275639.tif 000005