(57)【要約】【課題】２つの感磁素子の複数の端子を簡便な工程でユニットの導体に接続し得る感磁ユニットを合理的に構成する。【解決手段】グランド導体２４と、電源導体２５と、第１、第２検出導体２６、２７とを並列配置すると共に、グランド導体２４に開口部２４Ｐを形成し、この開口部２４Ｐの周部のうち、電源導体２５と第１、第２検出導体２６、２７との側に表面が低レベルとなる凹部を形成する。２つの感磁素子Ｓを開口部２４Ｐに挿入して並列配置し、夫々の電源端子Ｖ１、Ｖ２を凹部に交差させた状態で電源導体２５に接続し、夫々の検出端子Ｑ１、Ｑ２を凹部に交差させた状態で第１、第２検出導体２６、２７のうち対応するものに接続した。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持された磁石の回転量を計測する２つの感磁素子を備えている感磁ユニットであって、
前記２つの感磁素子の複数の端子に電気的に接続する複数の板状の導体を平面的に配置し、この複数の導体のうち一つの導体に形成した開口部に対して前記２つの感磁素子を収容し、この２つの感磁素子の端子を前記一つの導体に隣接する他の導体に導く導通部を形成すると共に、
前記一つの導体のうち、前記開口部の周部において前記導通部が形成される部位に、当該導通部との距離の拡大を図る凹部を形成している感磁ユニット。
【請求項２】
前記２つの感磁素子の同じ端子が重なり合う位置関係で、この重なり合う方向を並列方向として夫々の感磁素子を配置し、
前記一つの導体をグランド導体とし、前記他の導体を、このグランド導体を基準にして前記並列方向と直交する側に隣接配置された電源導体、及び、この電源導体と反対側に配置された第１検出導体及び第２検出導体とし、
前記２つの感磁素子のグランド端子を前記並列方向に沿って互いに逆向きに突出して前記グランド導体に接続し、夫々の感磁素子の電源端子を前記導通部に沿って前記電源導体の方向に突出して前記電源導体に接続し、夫々の感磁端子の検出端子を前記導通部に沿って前記第１検出導体、又は、前記第２検出導体のうち対応するものに接続している請求項１記載の感磁ユニット。
【請求項３】
前記グランド導体と、電源導体と、第１検出導体と、第２検出導体とが単一の導電性の板材をプレス加工することにより形成され、前記凹部はプレス加工時に前記グランド導体の表面より低レベルとなる形状に成形されている請求項２記載の感磁ユニット。
【請求項４】
前記開口部が形成された導体の表面に絶縁性の樹脂層を形成すると共に、この開口部の周部において前記複数の導通部に沿って溝部を形成している請求項１〜３のいずれか一項に記載の感磁ユニット。
【請求項５】
前記第１検出導体と前記グランド導体との間、及び、前記第２検出導体と前記グランド導体との間にノイズ除去用のコンデンサを備えている請求項２記載の感磁ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転自在に支持された磁石の回転量を計測する２つの感磁素子を備えている感磁ユニットに関し、詳しくは、２つの感磁素子の電源系及び信号系を簡素化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のように構成された感磁ユニットと関連するものとして特許文献１に記載されるものが存在する。この特許文献１は、スロットル弁のシャフトの端部に取り付けたロータコアの内周面に永久磁石を取り付け、この永久磁石の内周側に２個のホールＩＣ（本発明の感磁素子）を配置している。この２個のホールＩＣは導電性のリードフレームに電気的に接続しており、その接続形態としては、第１実施例として特許文献１の図５、図６に示す如く、２個のホールＩＣを１８０度逆方向に配置し、２個のホールＩＣの電源系をリードフレームの単一の信号入力用端子に接続し、２個のホールＩＣの接地系をリードフレームの接地端子に接続し、２個のホールＩＣの信号出力系を独立した信号出力端子に接続している。
【０００３】
また、第２実施例として特許文献１の図８に示すように、２個のホールＩＣを同じ姿勢で配置すると共に、２個のホールＩＣの電源系の端子を同じ方向に折り曲げ平行する姿勢で突出させて単一の信号入力端子に接続し、２個のホールＩＣの接地系の端子を同じ方向に折り曲げて重ね合わせる状態でリードフレームの接地端子に接続し、２個のホールＩＣの信号出力系を独立した信号出力端子に接続している。
【０００４】
更に、第３実施例として特許文献１の図１１に示すように、２個のホールＩＣの電源系の端子をリードフレームの単一の電源端子に接続し、２個のホールＩＣの接地系と信号出力系とをリードフレームの対応する端子に接続する構造が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１‐２８９６１０号公報  （段落番号〔００２０〕〜〔００７６〕、図１〜図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２つの感磁素子を用いることについて考えると、２つの感磁素子を同時に使用することもあるが、一方を専ら使用し、他方をバックアップのために用いることもある。このような使用形態では、２つの感磁素子を同じ特性で使用するために、２つの感磁素子を磁束に対して同じ姿勢で近接配置することが必要となる。
【０００７】
しかしながら、２つの感磁素子を磁束に対して同じ姿勢で近接配置する場合に、特許文献１の図８（第２実施例）に示されるもののように、２個のホールＩＣの接地（グランド）系の端子を同じ方向に折り曲げて重ね合わせる状態でリードフレームの接地（グランド）端子に接続するものでは、この重ね合わせの精度を高めるために高精度の治具を用いることや、この重ね合わせの部位で接続を行い、この接続の後にリードフレームに接続を行う等、２個のホールＩＣの接地系の端子同士の接続のための加工が複雑になりやすく改善の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、２つの感磁素子の複数の端子を簡便な工程でユニットの導体に接続し得る感磁ユニットを合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴は、回転自在に支持された磁石の回転量を計測する２つの感磁素子を備えている感磁ユニットにおいて、前記２つの感磁素子の複数の端子に電気的に接続する複数の板状の導体を平面的に配置し、この複数の導体のうち一つの導体に形成した開口部に対して前記２つの感磁素子を収容し、この２つの感磁素子の端子を前記一つの導体に隣接する他の導体に導く導通部を形成すると共に、前記一つの導体のうち、前記開口部の周部において前記導通部が形成される部位に、当該導通部との距離の拡大を図る凹部を形成している点にある。
【００１０】
この構成により、一つの導体に形成した開口部に２つの感磁素子を配置し、この一つの導体と隣接する他の導体に対して夫々の感磁素子の端子を接続する場合には、導通部に沿って端子が配設されるものの、開口部の周部において導通部が形成される部位には、導通部に配設される端子と導体との距離を拡大する凹部が形成されているので、端子と導体との直接的な接触を回避できるばかりでなく、この端子を複雑な形状に折り曲げずとも、夫々の端子を直線的に隣接する他の導体に導き、接続することが可能となる。つまり、２つの感磁素子の端子を交差させるものでは端子を絶縁性の素材で被覆することや、ジャンパ線等を用いて端子と導体とを接続することが必要となるものの、本発明では、このような構造を採用しなくとも、各端子を直線的に導体に導いて接続できるのである。その結果、２つの感磁素子の複数の端子を簡便な工程でユニットの導体に接続し得る感磁ユニットが合理的に構成された。
【００１１】
本発明は、前記２つの感磁素子の同じ端子が重なり合う位置関係で、この重なり合う方向を並列方向として夫々の感磁素子を配置し、前記一つの導体をグランド導体とし、前記他の導体を、このグランド導体を基準にして前記並列方向と直交する側に隣接配置された電源導体、及び、この電源導体と反対側に配置された第１検出導体及び第２検出導体とし、前記２つの感磁素子のグランド端子を前記並列方向に沿って互いに逆向きに突出して前記グランド導体に接続し、夫々の感磁素子の電源端子を前記導通部に沿って前記電源導体の方向に突出して前記電源導体に接続し、夫々の感磁端子の検出端子を前記導通部に沿って前記第１検出導体、又は、前記第２検出導体のうち対応するものに接続しても良い。
【００１２】
この構成により、２つの感磁素子をグランド導体の開口部に収容した状態で、この２つの感磁素子のグランド端子をグランド導体の接続点に直接的に接続することが可能となる。また、２つの感磁素子の電源端子を突出方向において電源導体に接続でき、２つの感磁素子の検出端子を突出方向において対応する第１検出導体、又は、第２検出導体に接続できる。
【００１３】
本発明は、前記グランド導体と、電源導体と、第１検出導体と、第２検出導体とが単一の導電性の板材をプレス加工することにより形成され、前記凹部はプレス加工時に前記グランド導体の表面より低レベルとなる形状に成形しても良い。
【００１４】
この構成により、銅板などの単一の導電性の板材をプレス加工することによりユニットの構成物を容易に製造できる。
【００１５】
本発明は、前記開口部が形成された導体の表面に絶縁性の樹脂層を形成すると共に、この開口部の周部において前記複数の導通部に沿って溝部を形成しても良い。
【００１６】
この構成により、開口部に収容された２つの感磁素子の端子を導通部に配設した場合には、開口部の周部の溝部に端子が配設されることになるので、この端子と開口部の周部の導体との直接的な接触を阻止して、適正な作動を確保できる。
【００１７】
本発明は、前記第１検出導体と前記グランド導体との間、及び、前記第２検出導体と前記グランド導体との間にノイズ除去用のコンデンサを備えても良い。
【００１８】
本発明では、グランド導体に近接する位置に第１検出導体と第２検出導体とが配置されるので、ノイズ除去用のコンデンサを容易に配置して、ノイズ除去を容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、装置本体に対して軸芯Ｘ上で回転自在に支持した回転軸１に操作アーム２を備え、この操作アーム２の前記軸芯Ｘ周りでの回転角度を計測してコネクタ部Ｃから出力する回転角度計測装置が構成されている。
【００２０】
この回転角度計測装置は、自動車のブレーキペダルの踏み込み量を回転角度に変換して電気信号として取得するものであるが、この回転角度計測装置をブレーキペダルの操作系以外にアクセルペダルや各種レバー類の操作量を計測するために用いても良い。
【００２１】
この回転角度計測装置の装置本体は、前記回転軸１と一体的に回転する永久磁石Ｍを備えた作動ユニットＡと、この永久磁石Ｍからの磁束が作用する位置に配置された２つのホールＩＣ（Ｓ：後述する２つのホールＩＣの上位概念・感磁素子の一例）を備えた感磁ユニットＢとを連結した構造を有している。この回転角度計測装置では感磁素子としてホールＩＣを用いているが、ホール素子やＭＲ素子などを用いても良い。
【００２２】
この回転角度計測装置では２つのホールＩＣ（Ｓ）の一方を主として用い、他方をバックアップとして用いるものであり、何れのホールＩＣ（Ｓ）を用いた場合でも等しい計測結果を得るようにホールＩＣ（Ｓ）を同じ方向に向けて重ね合わせる形態で配置している。
【００２３】
前記作動ユニットＡは、前記軸芯Ｘを中心とするディスク状の樹脂製の支持体１０を備えると共に、この支持体１０に一体的に形成したボス部１１に前記回転軸１を遊転支承している。この支持体１０の周部には前記感磁ユニットＢの方向に張り出すスリーブ部１２を一体形成し、表面側には前記軸芯を中心とした円弧状の保護リブ１３と、回転角度計測装置を固定するための一対のフランジ部１４とを一体形成しており、前記回転軸１の外端側に前記操作アーム２を連結し、この回転軸１の内端側に鉄やニッケル合金等の磁性体で成るカップ状のヨーク１５を連結した構造を有している。
【００２４】
前記操作アーム２の揺動端には前記軸芯Ｘと平行姿勢となる折り曲げ部２Ａを形成し、この折り曲げ部２Ａに対してペダル等からの操作力が作用する形態で使用される。また、前記ヨーク１５の内周面には非磁性体の素材で成るリング状部材１６を取り付けており、このリング状部材１６に複数の前記永久磁石Ｍを備えることで、このヨーク１５で磁気回路を形成している。また、図４に示すように、前記支持体１０と前記ヨーク１５との間に夫々を離間させる方向に付勢力を作用させると同時に、前記操作アーム２に復元方向に付勢力を作用させる圧縮コイルバネ１７を介装している。
【００２５】
前記感磁ユニットＢは、銅合金で成る複数のリードフレームＦ（導体の一例：図５を参照）をインサートした樹脂の成形物で成るプレート部２０を形成すると共に、このプレート部２０の端部に前記コネクタ部Ｃを形成し、プレート部２０の表面側に形成した突出部２１の内部において前記軸芯Ｘを挟む位置に前記２つのホールＩＣ（Ｓ）を備え、プレート部２０の表面側に前記軸芯Ｘを中心とする樹脂製の筒状部２２を一体的に突出形成した構造を有している。
【００２６】
前記作動ユニットＡを形成する樹脂、及び、前記感磁ユニットＢを形成する最外層の樹脂（後述する樹脂Ｒ２）は夫々とも熱可塑性の性質を有している。前記筒状部２２の外径を、前記作動ユニットＡのスリーブ部１２に内径に一致させており、筒状部２２の外端部をスリーブ部１２に内嵌させ、筒状部２２の端部を支持体１０に接触させ、レーザビームを用いた溶着により作動ユニットＡと感磁ユニットＢとを連結固定している。尚、このように連結する際には接着剤を用いても良く、ネジ類を用いても良い。
【００２７】
前記リードフレームＦは、図５、図６に示すように平面的に配置したグランド導体２４と、電源導体２５と、第１検出導体２６と、第２検出導体２７とを備えている。このグランド導体２４と、電源導体２５と、第１検出導体２６と、第２検出導体２７とは銅合金で成り、夫々の導体の端部を前記コネクタ部Ｃの部位まで導き、端子Ｆｃとして突出させている。
【００２８】
前記グランド導体２４に孔状の開口部２４Ｐを形成してあり、この開口部２４Ｐに前記２つのホールＩＣ（Ｓ）を挿通して前記突出部２１の内部において図６に示す如く重ね合わせる形態で配置している。この重ね合わせ方向を並列方向として、この並列方向をグランド導体２４の長手方向に沿わせている。この２つのホールＩＣのうち、前記コネクタ部Ｃの側に配置されるものを第１ホールＩＣ（Ｓ１）と称し、他方を第２ホールＩＣ（Ｓ２）と称している。
【００２９】
夫々のホールＩＣ（Ｓ１、Ｓ２）は、そのグランド端子Ｇ１、Ｇ２を折り曲げて前記並列方向に沿って互いに逆向きに突出させ、夫々のホールＩＣ（Ｓ１、Ｓ２）の電源端子Ｖ１、Ｖ２を折り曲げて前記並列方向と直交する同じ方向に突出させ、夫々のホールＩＣ（Ｓ１、Ｓ２）の検出端子Ｑ１、Ｑ２を折り曲げて前記電源端子Ｖ１、Ｖ２と反対側に突出させる形態で後述するように実装される。
【００３０】
前記グランド導体２４において前記開口部２４Ｐを取り囲む部位のうち、この開口部２４Ｐを基準にして前記並列方向で互いに逆側となる位置に前記グランド端子Ｇ１、Ｇ２の接続点２４Ａを突出形成し、この開口部２４Ｐを取り囲む部位のうち、２つの前記ホールＩＣ（Ｓ１、Ｓ２）の電源端子Ｖ１、Ｖ２が突出する側と、この２つのホールＩＣ（Ｓ１、Ｓ２）の検出端子Ｑ１、Ｑ２が突出する側に、このグランド導体２４の表面より低レベルとなる形状の凹部２４Ｄを形成している。
【００３１】
前記グランド導体２４を基準にして、前記電源端子Ｖ１、Ｖ２が突出する側に前記電源導体２５を配置し、この電源導体２５に２つの電源端子Ｖ１、Ｖ２の接続点２５Ａを突出形成している。また、グランド導体２４を基準にして、前記第１ホールＩＣ（Ｓ１）の検出端子Ｑ１が突出する側に前記第１検出導体２６を配置し、この第１検出導体２６に前記検出端子Ｑ１が接続する接続点２６Ａを突出形成している。前記第２ホールＩＣ（Ｓ２）の検出端子Ｑ２が突出する側に前記第２検出導体２７を配置し、この第２検出導体２７に前記検出端子Ｑ２が接続する接続点２７Ａを突出形成している。
【００３２】
前記グランド導体２４と電源導体２５との対向する部位に電源側バイパスコンデンサ３０の端子を接続する接続点２４Ｂ、２５Ｂを突出形成している。また、グランド導体２４と第１検出導体２６との対向する部位、及び、グランド導体２４と第２検出導体２７との対向する部位にはノイズ除去用のコンデンサ３１の端子を接続する接続点２４Ｃ、２６Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃを突出形成している。
【００３３】
前記リードフレームＦは、単一の銅合金をプレス加工することにより、前記グランド導体２４と、電源導体２５と、第１検出導体２６と、第２検出導体２７とが図５において仮想線で示す部位で連結した構造となる成形物を作り出し、連結部分を切除することによって得られるものである。このように得られたリードフレームＦを型の内部にセットし、絶縁性の樹脂Ｒ１をインジェクションするによって図６〜図８に示す如くリードフレームＦを樹脂Ｒ１で挟み込んだ構造の１次成形物を作り出している。
【００３４】
この１次成形物には、前記グランド導体２４の開口部２４Ｐから前記第１ホールＩＣ（Ｓ１）と第２ホールＩＣ（Ｓ２）とを挿入する挿入空間Ｐ（前記突出部２１の位置に対応している）を形成すると共に、前記コンデンサ３０、３１を収容する収容空間Ｔが形成されている。そして、図７に示すように、前記凹部２４Ｄの部位には前記電源端子Ｖ１、Ｖ２が配置される２条の溝部Ｕと、前記検出端子Ｑ１、Ｑ２が配置される２条の溝部Ｕとが形成され、また、前記１次成形物には前記複数箇所の接続点２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、２７Ａを露出させている。
【００３５】
この第１次成形物の開口部２４から挿入空間Ｐに対して前記第１ホールＩＣ（Ｓ１）と第２ホールＩＣ（Ｓ２）とをセットし、夫々の端子を対応する接続点に対して例えばプロジェクション溶接等の溶接の技術によって接続固定し、また、収容空間Ｔに対応して前記電源用バイパスコンデンサ３０、又は、前記２つのノイズ除去用バイパスコンデンサ３１をセットし、その端子を対応する接続点に溶接の技術によって接続固定する。
【００３６】
前述したように前記第１ホールＩＣ（Ｓ１）と第２ホールＩＣ（Ｓ２）とを１次成形物に実装した状態では電源端子Ｖ１、Ｖ２と検出端子Ｑ１、Ｑ２とが対応する接続点２５Ａ、２６Ａ、２７Ａと接続する経路を導通部と称しており、この導通部が前記複数の溝部Ｕによって形成される空間と一致する。
【００３７】
そして、この導通部の位置が前記凹部２４Ｄによって開いた空間を利用するので、電源端子Ｖ１、Ｖ２と検出端子Ｑ１、Ｑ２とを複雑な形状に屈曲させることなく略直線的に対応する接続点２５Ａ、２６Ａ、２７Ａに導くことを可能にすると同時に、前記溝部Ｕを形成する樹脂Ｒ１によって夫々の端子を絶縁できるものにしている。
【００３８】
このように１次成形物に対して前記第１ホールＩＣ（Ｓ１）と第２ホールＩＣ（Ｓ２）と、第１ホールＩＣと、第２ホールＩＣと、前記電源用バイパスコンデンサ３０と、前記２つのノイズ除去用バイパスコンデンサ３１とを実装した後には、これを型の内部にセットし、更に絶縁性の樹脂Ｒ２をインジェクションすることにより図３に示す２次成形物を作り出しており、この２次成形物によって前記感磁ユニットＢが構成されている。
【００３９】
この感磁ユニットＢ（２次成形物）は、前記挿入空間Ｐの内部、収容空間Ｔの内部まで樹脂Ｒ２を充填し、前記コネクタ部Ｃや筒状部２２を形成するものとなる。このように作り出した感磁ユニットＢ（２次成形物）を前述したように作動ユニットＡと連結固定することにより、回転角度計測装置が完成するのである。
【００４０】
このように、本発明によると、グランド導体２４と、電源導体２５と、第１検出導体２６と、第２検出導体２７とで成るリードフレームＦを平面的に配置し、中央に位置するグランド導体２４に開口部２４Ｐを形成し、この開口部２４Ｐの周部の凹部２４Ｄを形成することにより、２つのホールＩＣ（Ｓ１、Ｓ２）を並列的に配置するものであっても、その端子を外方に折り曲げることにより、夫々の端子を対応する導体に直線的に接続することを可能にするものである。
【００４１】
また、このリードフレームＦと樹脂Ｒ１によって作り出した１次成形物において、凹部２４Ｄの部位に溝部Ｕを形成しており、前記対して２つのホールＩＣ（Ｓ１、Ｓ２）を実装した際には、溝部Ｕに対して電源端子Ｖ１、Ｖ２と検出端子Ｑ１、Ｑ２とを配設することにより、電源端子Ｖ１、Ｖ２と検出端子Ｑ１、Ｑ２とをグランド導体２４から電気的に絶縁できるものにしている。
【００４２】
〔別実施の形態〕
本発明は、上記した実施の形態以外に以下のように構成しても良い。
【００４３】
（ａ）感磁素子に３つの端子を備え、その３つの端子のうち中央に位置するものが電源用である場合には、開口部を形成する導体を電源導体としても良い。このように構成したものであっても、開口部の周部に凹部を形成することにより、他の端子を直線的に隣接する導体に導いて接続することが可能となる。
【００４４】
（ｂ）導体が、基板に対してプリント配線の技術を用いて形成されたものであっても良い。この場合、コネクタ部は基板に対して連結されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】回転角度計測装置の側面図
【図２】回転角度計測装置の断面図
【図３】回転角度計測装置の分解状態の断面図
【図４】作動ユニットの回転軸の部位の分解斜視図
【図５】リードフレームの斜視図
【図６】１次成形物にホールＩＣ等を実装した状態を示す図
【図７】１次成形物に実装したホールＩＣの部位を示す断面図
【図８】１次成形物に実装したコンデンサの部位を示す断面図
【符号の説明】
【００４６】
２４        グランド導体
２４Ｄ      凹部
２４Ｐ      開口部
２５        電源導体
２６        第１検出導体
２７        第２検出導体
３１        コンデンサ
Ｆ          導体（リードフレーム）
Ｍ          磁石（永久磁石）
Ｕ          溝部
Ｓ          感磁素子（ホールＩＣ）
Ｇ１、Ｇ２  グランド端子
Ｑ１、Ｑ２  検出端子
Ｖ１、Ｖ２  電源端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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