(57)【要約】【課題】  部品点数の増加を招くことなく、センサ素子の特性の変化を抑制できるセンサ装置の提供。【解決手段】  検出対象物に対して感応する感応部８を備えたセンサ素子２と、このセンサ素子２を収納するケース１とを設け、センサ素子２の検出面２ａとケース１の内面とが密着し、感応部８に対応する位置においてセンサ素子２の検出面２ａとケース１の内面との間に間隙Ｋを形成する当接部Ｔを設けている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物に対して感応する感応部を備えたセンサ素子と、このセンサ素子を収納するケースとを設けているセンサ装置であって、
前記センサ素子の検出面と前記ケースの内面とが密着し、
前記感応部に対応する位置において前記センサ素子の検出面と前記ケースの内面との間に間隙を形成する当接部を設けているセンサ装置。
【請求項２】
前記当接部は、前記ケースの内面に設けた凹部である請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサ素子が前記感応部を複数備え、
前記当接部は、それら複数の感応部の夫々に対応する位置に前記間隙を各別に形成する請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記当接部は、平面視で前記感応部よりも大きい前記間隙を形成している請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記センサ素子は、ホール素子である請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象物に対して感応する感応部を備えたセンサ素子と、このセンサ素子を収納するケースとを設けているセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなセンサ装置は、例えば、検出対象物を回転体とする磁気式回転センサとして用いている。この場合、センサ素子としてのホールＩＣが、そのホールＩＣの検出面に対向する位置などに磁性体が存在するときと存在しないときとの磁束密度の変化を捉えることにより、回転体の回転数や回転速度を検出する。
【０００３】
このようなセンサ装置を製作するときには、センサ素子を筒状のケース内に挿入し、センサ素子の検出面をケースの内面に密着させてセンサ素子を支持している。
しかしながら、この製作時に、センサ素子の検出面とケースの内面との間に塵埃などの異物を挟みこんでしまうことがある。そして、異物を挟み込んだセンサ装置では、ケースの外方側から内方側に圧縮荷重がかかると、その圧縮荷重が直接センサ素子の検出面にかかる。したがって、センサ素子の検出面の異物が存在する箇所で局部的な応力集中が発生し、センサ素子の特性が変化する虞がある。とくに、センサ素子の検出面の感応部に異物が存在すると、センサ素子の特性の変化が大きくなる。
【０００４】
そこで、従来のセンサ装置では、センサ素子を支持する基台を設け、この基台をケースに収納し、センサ素子の検出面とケースの内面との間に間隙を形成している（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１では、センサ素子の検出面とケースの内面との間に間隙を形成することにより、センサ素子の検出面とケースの内面とを分離した状態で製作できる。したがって、製作時にセンサ素子の検出面とケースの内面との間に異物を挟み込んでも、センサ素子の検出面に局部的な応力集中が発生することを防止して、センサ素子の特性の変化を抑えることができる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３１５４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、センサ素子を適正な位置に支持するために、センサ素子を支持する基台を設けなければならず、それだけ部品点数の増加を招いてしまう。
また、センサ素子の検出面とケースの内面との間に間隙が存在することによる不都合もある。例えば、センサ素子の検出面から検出対象物までの距離が間隙の分だけ長くなるので、センサ感度が低下する虞がある。また、この間隙の分だけ装置の大型化を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、部品点数の増加を招くことなく、センサ素子の特性の変化を抑制できるセンサ装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明にかかるセンサ装置の第１特徴構成は、検出対象物に対して感応する感応部を備えたセンサ素子と、このセンサ素子を収納するケースとを設けているセンサ装置において、前記センサ素子の検出面と前記ケースの内面とが密着し、前記感応部に対応する位置において前記センサ素子の検出面と前記ケースの内面との間に間隙を形成する当接部を設けている点にある。
【０００９】
前記当接部によって、感応部に対応する位置においては検出面とケースの内面との間に間隙を形成し、この間隙の形成位置以外の位置においては検出面とケースの内面とが密着する。
そして、感応部に対応する位置では、ケースの外方側から内方側に圧縮荷重がかかっても、間隙の存在により圧縮荷重が直接感応部にかかるのを抑制できるので、センサ素子の特性の変化を抑制できる。
また、間隙の形成位置以外の位置においては、検出面とケースの内面との密着によりセンサ素子を適正な位置に支持できるので、センサ素子を支持する基台を必要としない。そして、検出面とケースの内面とが密着することにより、センサ素子の検出面から検出対象物までの距離を極力短くできてセンサ感度の低下を抑制でき、しかも、装置も極力小さなものにできる。
【００１０】
以上のことから、本発明によれば、センサ感度の低下を抑制し、装置の小型化を図りながら、部品点数の増加を招くことなく、センサ素子の特性の変化を抑制できるセンサ装置を提供できるに至った。
【００１１】
本発明にかかるセンサ装置の第２特徴構成は、前記当接部を前記ケースの内面に設けた凹部とした点にある。
【００１２】
前記当接部が凹部であるので、感応部に対応する位置だけに凹部を形成するだけでよく、検出面の大部分をケースの内面に密着できる。したがって、センサ素子を安定した状態で支持できるとともに、センサ素子の検出面から検出対象物までの距離を短くできてセンサ感度の低下を的確に抑制できながら、装置の小型化を図ることができる。
そして、凹部を形成するに当り、センサ素子側ではなく、ケースの内面側に設けるので、凹部の形成を容易に行うことができるとともに、深さの深い凹部を形成することも可能となる。深さの深い凹部を形成すると、それだけ間隙も大きくできるので、大きな異物の挟み込みにも対応することができる。
【００１３】
本発明にかかるセンサ装置の第３特徴構成は、前記センサ素子が前記感応部を複数備え、前記当接部は、それら複数の感応部の夫々に対応する位置に前記間隙を各別に形成する点にある。
【００１４】
前記当接部は、複数の感応部の夫々に対応する位置だけに間隙を各別に形成し、それ以外の位置では検出面とケースの内面とを密着できる。したがって、検出面とケースの内面とが密着する面積を極力大きくすることができるので、センサ素子を安定した状態で支持し易くなる。
また、複数の感応部の夫々に対応する位置とその間にも間隙を一連に形成すると、剛性の低下を招く虞があるが、複数の感応部の夫々に対応する位置だけに間隙を各別に形成することにより、剛性の低下も抑制できる。
【００１５】
本発明にかかるセンサ装置の第４特徴構成は、前記当接部が、平面視で前記感応部よりも大きい前記間隙を形成している点にある。
【００１６】
平面視で間隙が感応部とほぼ同じ大きさであると、感応部に対応する位置に間隙を形成するために、センサ素子を適正位置に位置決めした状態でケースに収納する必要が生じる。したがって、ケースに対してセンサ素子を収納する作業が複雑になる。
そこで、本発明では、平面視で間隙を感応部よりも大きくすることによって、センサ素子を適正位置から多少位置ズレした状態でケースに収納しても、感応部に対応する位置に間隙を適正に形成できる。したがって、ケースに対してセンサ素子を収納する作業を簡易にでき、それだけ製作作業の簡素化を図ることができる。
【００１７】
本発明にかかるセンサ装置の第５特徴構成は、前記センサ素子が、ホール素子である。
ホール素子は、検出対象物が存在するか否かを磁束密度の変化により検出する磁電変換素子である。このホール素子を用いた磁電変換式のセンサ装置において、間隙の存在により圧縮荷重がホール素子の感応部に直接かかるのを抑制できる。しかも、磁電変換式のセンサ装置において、検出面とケースの内面との密着によりホール素子を適正な位置に支持でき、センサ感度が良好となるようにホール素子と検出対象物との距離を適正に保つことができる。
したがって、ホール素子の特性の変化を抑制できながら、センサ感度をより良好なものに維持することができる有用な磁電変換式のセンサ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明にかかるセンサ装置の実施形態について図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
このセンサ装置は、縦断面図である図１に示すように、有底筒状のケース１内にセンサ素子としてのホールＩＣ２（ホール素子）を収納し、その上部にホルダー３と封止部材４とを設けて構成している。このように、ホールＩＣ２の磁電変換素子を用いた磁電変換式のセンサ装置であり、磁束密度の変化により検出対象物が存在するか否かを検出する。
【００１９】
前記ホールＩＣ２は、磁気検出部と電気回路とを１チップ化したＩＣチップ５をリードフレーム６上にダイボンドし、その周囲を樹脂７にて樹脂モールドして構成している。
前記ＩＣチップ５には、検出対象物としての磁性体に感応する感応部８が一対設けられ、この一対の感応部８にて磁束密度の変化を捉えるように構成している。
前記ホールＩＣ２の端子９は、リードフレーム６から側方に延出しており、その端部を棒状のターミナル１０に接続している。そして、ホールＩＣ２は、ターミナル１０を通して信号を出力する。
【００２０】
前記ホルダー３は、ホールＩＣ２の上部をシールするものであり、例えば、弾性体から構成されている。ホルダー３には、ターミナル１０や端子９を貫通する貫通孔３ａが設けられている。
前記封止部材４は、ホールＩＣ２をケース１内に密封状態で固定するとともに、ホルダー３の貫通孔３ａなどをシールするものであり、樹脂成形により形成している。
【００２１】
前記感応部８が対向するホールＩＣ２の検出面２ａは平坦状に形成され、ケース１の内底面１ａも平坦状に形成されている。そして、ホールＩＣ２の検出面２ａとケース１の内底面１ａとが密着している。
前記ケース１の内底面１ａには、一対の感応部８の夫々に対応する位置に凹部１１を各別に設けている。この凹部１１は、当接部Ｔとして設けてあり、感応部８に対応する位置においてホールＩＣ２の検出面２ａとケース１の内面との間に間隙Ｋを形成する。
また、凹部１１は、ケース１の平面図である図２に示すように、感応部８（図２中点線）よりも一回り大きい円形状の間隙Ｋを形成している。
【００２２】
そして、ホールＩＣ２の側周部をケース１の内側面に当接して、感応部８の位置と凹部１１の位置とが対向するように位置決めした状態でホールＩＣ２をケース２に収納している。
このようにして、感応部８に対応する位置においては間隙Ｋを形成し、その他の位置においては検出面２ａとケース１の内底面１ａとが密着する。
前記感応部８に対応する位置では、ケース１からの応力が直接感応部８にかかるのを抑制して、ホールＩＣ２の特性の変化を抑制できる。また、その他の位置では、検出面２ａとケース１の内底面１ａとの密着によりホールＩＣ２を適正な位置に支持でき、ホールＩＣ２を支持するための別部材を必要としない。しかも、検出面２ａから検出対象物までの距離を極力短くできてセンサ感度の低下を抑制しつつ、装置の小型化を図ることができる。
【００２３】
このセンサ装置の製作について説明する。
まず、ホールＩＣ２の端子９を適宜折り曲げてその端部をターミナル１０に溶接により接続する。そして、ホルダー３の貫通部３ａに端子９およびターミナル１０を貫通して、ターミナル１０に接続したホールＩＣ２をホルダー３に装着する。
次に、ホールＩＣ２の検出面２ａとケース１の内底面１ａとが対向するようにして、ホールＩＣ２をホルダー３に装着した状態でケース２内に挿入する。このとき、ホールＩＣ２の側周部がケース１の内側面に当接し、感応部８の位置と凹部１１の位置とが対向するように位置決めした状態でホールＩＣ２をケース１内に挿入できる。また、弾性体のホルダー３をケース１よりも少し大きくすることにより、弾性体の弾性力を利用してシールしながら、ホルダー３をケース１内に挿入できる。
その後、ホールＩＣ２の検出面２ａをケース１の内底面１ａに密着させるまで押し込んだ状態で、ホルダー３の上方から樹脂成形により封止部材４を形成する。このようにして、感応部８に対応する位置に間隙Ｋを形成した状態で検出面２ａをケース１の内底面１ａに密着させてホールＩＣ２を固定することができ、ホルダー３の貫通孔３ａなどもシールできる。そして、封止部材４を樹脂成形する際に、弾性体のホルダー３が成形圧を分散および一部吸収することができ破損などの発生を抑制することもできる。
【００２４】
〔第２実施形態〕
この第２実施形態では、図３に示すように、ホルダー３の上部にプレート部材１２を設け、このプレート部材１２の上部に封止部材４を樹脂成形している。
このようにプレート部材１２を設けることにより、筒状のケース１の開口部のシールを的確に行い易い。
【００２５】
〔第３実施形態〕
この第３実施形態では、図４に示すように、凹部１１が感応部８（図４中点線）よりも二倍以上大きい扇状の間隙Ｋを形成している。
このように凹部１１を形成すると、凹部１１の位置に対して感応部８の位置が上下軸心周りに多少位置ずれした状態でホールＩＣ２をケース１内に挿入しても、感応部８に対応する位置に凹部１１に配置させることができる。
【００２６】
〔第４実施形態〕
この第４実施形態では、図５に示すように、凹部１１の幅を大きくすることにより、一つの凹部１１が、一対の感応部８の夫々に対応する位置およびその間に一連に連なる間隙Ｋを形成している。
【００２７】
〔別実施形態〕
（１）上記第１〜第４実施形態では、当接部Ｔとしてケース１の内底面１ａに設けた凹部１１を例示したが、例えば、感応部８に対応する位置とは異なる位置において、ケース１の内底面１ａに凸部を設け、この凸部を当接部Ｔとすることもできる。
すなわち、当接部Ｔとしては、感応部８に対応する位置においてホールＩＣ２の検出面２ａとケース１の内底面１ａとの間に間隙を形成するものであればよい。
【００２８】
（２）上記第１〜第４実施形態では、ケース１の内底面１ａに凹部１１を設けているが、逆に、ホールＩＣ２の検出面２ａに凹部を設けたり、あるいは、ケース１の内底面１ａとホールＩＣ２の検出面２ａとの両方に凹部を設けてもよい。
【００２９】
（３）上記第１〜第４実施形態では、ホールＩＣ２に一対の感応部８を備えたものを例示したが、ホールＩＣ２に一つの感応部８を備えてもよく、感応部８の数については適宜変更が可能である。
そして、ホールＩＣ２に一つの感応部８を備える場合には、その感応部８に対応する位置に凹部１１を形成する。また、ホールＩＣ２に三つ以上の感応部８を備える場合には、第１実施形態の如く、三つ以上の感応部８の夫々に対応する位置に凹部１１を各別に形成したり、あるいは、第４実施形態の如く、三つ以上の感応部８の夫々に対応する位置およびその間に一連に連なる間隙を形成する一つの凹部１１を形成することが可能である。
【００３０】
（４）上記第１実施形態では、平面視で円形状の間隙Ｋを形成するものを例示したが、例えば、平面視で矩形状の間隙Ｋなど、どのような形状の間隙を形成するかは適宜変更が可能である。
【００３１】
（５）上記第１実施形態では、凹部１１が平面視で感応部８よりも一回り大きい円形状の間隙Ｋに形成した例を示し、上記第３実施形態では、凹部１１が平面視で感応部８よりも二倍以上大きい扇状の間隙Ｋを形成した例を示したが、感応部８に対してどれぐらい大きい間隙を形成するかは適宜変更が可能である。また、平面視で感応部８とほぼ同じ大きさでかつ同じ形状の間隙を形成することもできる。
【００３２】
（６）上記第１〜第４実施形態では、ホールＩＣ２に磁石を備えていないものを例示したが、感応部８とは反対側のリードフレーム６上に磁石を設け、ホールＩＣ２に磁石を備えているものでもよい。
【００３３】
（７）上記第１〜第４実施形態では、ホールＩＣ２とホルダー３とを別体にて形成しているが、例えば、ホルダー３を樹脂成形によりホールＩＣ２と一体的に形成することもできる。
【００３４】
本発明は、検出対象物に対して感応する感応部を備えたセンサ素子と、このセンサ素子を収納するケースとを設けている各種のセンサ装置に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態におけるセンサ装置の縦断面図
【図２】第１実施形態におけるケースの平面図
【図３】第２実施形態におけるセンサ装置の縦断面図
【図４】第３実施形態におけるケースの平面図
【図５】第４実施形態におけるセンサ装置の一部を省略した縦断面図
【符号の説明】
【００３６】
１          ケース
１ａ        ケースの内面（ケースの内底面）
２          センサ素子（ホール素子）
２ａ        検出面
８          感応部
１１        凹部
Ｋ          間隙
Ｔ          当接部
【図１】
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【図２】
2006329922.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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