DE10320145A1

DE10320145A1 - Magnetische Detektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE10320145A1
Application number: DE10320145A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Tsujii; Takuji Nada; Naoki Hiraoka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2023-05-07
Also published as: KR20040036521A; DE10320145B4; JP2004144601A; JP3720801B2; US20040080314A1; US7084620B2; KR100485050B1

Abstract

Eine magnetische Detektionsvorrichtung umfaßt einen ersten Block und einen zweiten Block und ein äußeres, den ersten und zweiten Block abdeckendes Harz. Der erste Block umfaßt ein magnetoresistives Element zur Detektion einer Änderung eines magnetischen Feldes, welches sich in Übereinstimmung mit der Bewegung eines rotierenden Objekts ändert, elektronische Komponenten, welche eine Schutzschaltung gegen äußere Störungen bilden, einen ersten, mit den elektronischen Komponenten verbundenen Lead-Frame, und eine erste Basis, in welcher die elektronischen Komponenten, der erste Lead-Frame und das magnetoresistive Element mit einem Harz versiegelt sind. Der zweite Block umfaßt einen gegenüber dem zu detektierenden Objekt angeordneten Magneten zum Generieren eines Magnetfeldes, einen zweiten, mit dem ersten Lead-Frame verbundenen Lead-Frame mit einem Verbindungsanschluß zur Ausgabe eines Ausgabesignals des magnetoresistiven Elements an ein externes Bauelement, und eine zweite Basis, in welcher der zweite Lead-Frame mit einem Harz versiegelt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Detektionsvorrichtung zur Detektion einer Änderung des magnetischen Feldes durch ein magnetisches Detektionsteil, wobei zum Beispiel die Anzahl der Umdrehungen pro Minute eines Gegenstands detektiert werden.
Stand der Technik

Bisher bekannt ist eine magnetische Detektionsvorrichtung in welcher elektronische Komponenten zur Bildung einer Schaltung zum Entfernen äußerer Störung auf einer Basis angeordnet sind, welche durch Umspritzung eines Magneten und eines Lead-Frame, die zusammen als ein Magnetfelderzeugungsteil dienen, mittels eines Harzes, ausgebildet wird, mit einem auf der Basis an einem Ort nahe des Magneten zur Detektion einer Änderung im Magnetfeld angeordneten magnetischen Detektionsteil (siehe beispielsweise eine erste Patentschrift: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer Nr. 19-105757, Absatz Nr. 0004 und 0005 sowie 3).

In der oben genannten bekannten magnetischen Detektionsvorrichtung sind das magnetische Detektionsteil und die elektronischen Komponenten voneinander individuell oder separat angeordnet und ungeschützt. Um eine Beschädigung des magnetischen Detektionsteils und der elektronischen Komponenten, beispielsweise an ihren Verbindungsabschnitten zu verhindern, ist es notwendig, diese Teile und Komponenten mit extremer Sorgfalt zu behandeln, bis die Basis mit den darauf angebrachten Teilen und Komponenten zusammengebaut oder in ein Gehäuse eingebaut ist. Dies ist ein Problem, welches Verbesserungen in der Produktivität verhindert.

Darstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung will demgemäß das oben genannte Problem lösen und hat die Zuverfügungstellung einer magnetischen Detektionsvorrichtung mit einer verbesserten Produktivität zum Gegenstand.

Den obigen Gegenstand im Gedächtnis behaltend liegt die vorliegende Erfindung in einer magnetischen Detektionsvorrichtung, umfassend einen ersten Block, einen zweiten Block und ein, den ersten und zweiten Block bedeckendes äußeres Harz (Kunstharz). Der erste Block umfaßt ein magnetisches Detektionsteil zur Detektion einer Änderung in einem magnetischen Feld, welches in Übereinstimmung mit der Bewegung eines zu detektierenden Objekts variiert, eine elektronische Komponente zur Steuerung eines Signals vom magnetischen Detektionsteil, einen ersten, mit der elektronischen Komponente verbundenen Lead-Frame, eine erste Basis, in welcher die elektronische Komponente, der erste Lead-Frame und das magnetische Detektionsteil mit einem Harz (Kunstharz) versiegelt sind. Der zweite Block umfaßt ein gegenüber dem zu detektierenden Objekt angeordnetes Magentfelderzeugungsteil zum Erzeugen eines Magenetfeldes, einen elektrisch mit dem ersten Lead-Frame verbundenen zweiten Lead-Frame, der mit einem Verbindungsanschluß zur Ausgabe eines Ausgabesignals eines magnetischen Detektionsteils an ein externes Bauelement versehen ist, und eine zweite Basis, in welcher die zweite Leiteranordung mit einem Harz (Kunstharz) versiegelt ist.

Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Durchschnittsfachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Querschnittsaufriss einer magnetischen Detektionsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine untere Draufsicht des ersten in 1 gezeigten Blocks;
3 ist eine Querschnittsansicht des ersten in 2 gezeigten Blocks;
4 ist eine linke Seitenansicht des ersten in 2 gezeigten Blocks;
5 ist eine Vorderansicht einer in 1 gezeigten Führung;
6 ist eine Draufsicht der in 5 gezeigten Führung;
7 ist eine rechte Seitenansicht der in 5 gezeigten Führung;
8 ist eine Draufsicht eines zweiten in 1 gezeigten Blocks;
9 ist eine rechte Seitenansicht des in 8 gezeigten zweiten Blocks;
10 ist eine Draufsicht des zweiten Blocks aus 1 in einem Stadium des Produktionsverlaufs;
11 ist eine rechte Seitenansicht des zweiten, in 10 gezeigten, Blocks;
12 ist eine Draufsicht des zweiten Blocks aus 1 in einem anderen Stadium des Produktionsprozesses;
13 ist eine rechte Seitenansicht des zweiten, in 12 gezeigten, Blocks;
14 ist eine Draufsicht eines zweite Blocks gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine rechte Seitenansicht des zweiten, in 14 gezeigten, Blocks;
16 ist eine untere Draufsicht eines ersten Blocks gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 ist eine linke Seitenansicht des ersten, in 16 gezeigten, Blocks.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
Ausführungsform 1:
1 bis 13 sind Konstruktionsansichten, die eine magnetische Detektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Die magnetische Detektionsvorrichtung dieser Ausführungsform umfaßt ein Magnetfelderzeugungsteil in Form eines gegenüber eines zu detektierenden Gegenstands (nicht gezeigt) angeordneten Magneten 1 zum Erzeugen eines Magnetfeldes, ein magnetisches Detektionsteil (Magnetfelddetektionsteil) in Form eines magnetoresistiven Elements 2 zur Detektion einer Veränderung im magnetischen Feld, welche in Übereinstimmung mit der Bewegung des zu detektierenden Objekts variiert, elektronische Teile oder Komponenten 3, welche eine Schutzschaltung gegen äußere Störungen bilden, einen ersten durch Schweißen mit den elektronischen Komponenten 3 elektrisch verbundenen Lead-Frame 4 und eine erste Basis 5 in welcher die elektronischen Komponenten 3, der erste Lead-Frame 4 und das magnetoresistive Element 2 mit einem Harz durch Umspritzung versiegelt sind.
Hier ist zu beachten, dass das magnetoresistive Element 2, die elektronischen Komponenten 3, der erste Lead-Frame 4 und die erste Basis 5 zusammen einen ersten Block 9 bilden.
2 bis 4 sind Ansichten, die den ersten Block 9 zeigen. Die Umspritzung (Insert-Technik) wie sie in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, ist zusätzlich eine Methode zum Einformen der ersten Basis 5 mit Harz, in dem die elektronischen Komponenten 3 und der erste Lead-Frame 4 angeordnet sind, wenn das Harz erstarrt oder ausgehärtet ist.
Ein vorstehender Preßpassungsabschnitt 10 ist an der Unterseite der ersten Basis 5 ausgebildet. Die erste Basis 5 wird außerdem an ihrer Unterseite mit einem Paar Vorsprüngen 11, welche in die gleiche Richtung vorstehen, in welcher der Preßpassungsabschnitt 10 vorsteht, ausgebildet.
Die magnetische Detektionsvorrichtung umfaßt darüber hinaus einen durch Schweißen elektrisch mit dem ersten Lead-Frame 4 verbundenen zweiten Lead-Frame 7, der einen Verbindungsanschluß 6 zur Ausgabe eines Ausgabesignals vom magnetoresistiven Element 2 zu einem externen Bauelement aufweist, und eine zweite Basis 8, welche den zweiten Lead-Frame 7 mit einem Harz mittels Umspritzung versiegelt und die integral mit der ersten Basis 5 geformt ist.
Wie in 5 bis 7 gezeigt, ist eine Führung 13 zum Führen des Magneten 1 und des durch den Magneten 1 generierten magnetischen Feldes zum magnetoresistiven Element 2 in einen dem Verbindungsanschluß gegenüberliegenden Abschnitt der zweiten Basis 8 preßgepaßt, d.h., einer vom Verbindungsanschluß entfernten Seite oder Ende der zweiten Basis 8.
Hier ist zu beachten, dass der Magnet 1, die Führung 13, der zweite Lead-Frame 7 und die zweite Basis 8 zusammen einen zweiten Block 12 (siehe 8 und 9) bilden.
Wie in 10 und 11 gezeigt, ist in einem Zwischenstück der oberen Oberfläche der zweiten Basis 8 eine Aussparung 14, in welche der Preßpassungsabschnitt 10 preßpaßbar ist, ausgebildet. Weiterhin sind in einer oberen Fläche der zweiten Basis 8 Löcher 15, in welche die Vorsprünge 11 der ersten Basis 5 preßgepaßt sind, ausgeformt. Ferner ist die zweite Basis 8 derart an ihrer oberen Oberfläche mit Löchern 16 ausgeformt, in die Vorsprünge 17, die an den gegenüberliegenden Enden der Führung 13 geformt sind, preßgepaßt werden. Außerdem ist an der oberen Oberfläche der dem Verbindungsanschluß gegenüberliegenden Seite der zweiten Basis 8 ein Loch 18 ausgeformt, in welches der Magnet 1 preßgepaßt wird.
Hier ist zu beachten, daß die Vorsprünge 11 und die Löcher 15 zusammen ein Positionierungsteil bilden, das die über die relative Position (Winkellage) zwischen dem ersten Block 9 und dem zweiten Block 12 entscheidet.
Der erste Block 9 und der zweite Block 12 sind mit einem äußeren Harz 20 derart versiegelt (vergossen), dass der Anschlußabschnitt 6 davon freistehend sein kann.
In der wie oben konstruierten magnetischen Detektionsvorrichtung kommen konkave und konvexe Abschnitte des zu detektierenden Objektes in Form eines an einem Ort nahe der Vorrichtung angebrachten magnetischen Bauelements alternierend, in Übereinstimmung mit der Rotation des zu detektierenden Objektes, in die Nähe des magentoresistiven Teils 2, so daß die Änderung im vom Magneten 1 ausgehenden magnetischen Feldes durch das magnetoresistive Element 2 detektiert wird. Eine derartige Änderung im Magnetfeld wird durch das magentoresistive Element 2 als eine Änderung in dessen Widerstand detektiert. Die im magnetoresistiven Element 2 generierte Widerstandsänderung wird zu einer Computereinheit (nicht gezeigt) durch den Verbindungsanschluß 6 gesandt, wobei die Anzahl der Umdrehungen pro Minute des zu detektierenden Objektes mittels der Computereinheit detektiert wird.
Im Folgenden wird nun die Herstellungsprozedur der wie oben konstruierten Vorrichtung erklärt.
Zuallererst, wie in 12 und 13 gezeigt, wird der Magnet 1 in das in der zweiten Basis 8 geformte Loch 18, welches in 10 und Fig. dargestellt ist, preßgepaßt. Danach werden die Vorsprünge 17 der Führung 13 in die Löcher 16 der zweiten Basis 8, wie in 8 und 9 gezeigt, preßgepaßt.
Danach werden die Vorsprünge 11 der ersten Basis 5 in passenden Eingriff mit den Löchern 15 in der zweiten Basis 8 plaziert, gleichzeitig wird der Preßpassungsabschnitt 10 in die Führung 14 preßgepaßt, um dabei den zweiten Block 12 und den ersten Block 9 miteinander integral zu verbinden.
Indem die so integrierten ersten und zweiten Blöcke 9,12 (durch Umspritzung), wobei der Verbindungsanschluß 6 vom Harz frei ist, mit einem Harz versiegelt werden, wird schließlich eine magnetische Detektionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, deren äußere Bereiche mit einem äußeren Harz 20 bedeckt sind, produziert.
Die magnetische Detektionsvorrichtung der oben erwähnten Konstruktion besteht aus dem ersten Block 9, welcher durch Kunstharzversiegelung der elektronischen Komponenten 3, der ersten Leiteranordung (Lead-Frame) 4 und des magnetoresistiven Elements 2 mit der ersten Basis 5 gebildet wird, dem zweiten Block 12, welcher durch Preßpassung des Magneten 1 und der Führung 13 in die zweite Basis 8 gebildet wird, und dem äußeren Harz 20. Im Verlauf der Produktionsmontage können der erste Block 9 und der zweite Block 12 jeweils als individuelle Einheiten behandelt werden, wodurch es möglich wird, die Produktivität zu verbessern.
Ferner sind die Vorsprünge 11 auf der ersten Basis 5 ausgebildet und die Löcher 15, in welche die Vorsprünge 11 passend eingreifen, sind in der zweiten Basis 8 ausgebildet. Mit dieser Anordnung erhöht sich die Genauigkeit in der Relativposition (Winkellage) zwischen dem ersten Block 9 und dem zweiten Block 12. Darüber hinaus wird die Präzision in der Anordnung des Magneten 1 und des magnetoresistiven Elements 2, welche einen großen Einfluß auf die Detektionsgenauigkeit hat, verbessert, wodurch ein hoher Grad an Detektionsgenauigkeit sichergestellt wird. Ferner werden die äußeren oder externen Bereiche des ersten Blocks 9 und des zweiten Blocks 12 mit einem äußeren Harz 20 mittels Umspritzung, während dessen jedoch die relative Stellung zwischen dem ersten Block 9 und dem zweiten Block 12 davon abgehalten wird, sich unter dem Druck des geschmolzenen Harzes, der in eine Metallform, in welcher der erste und zweite Block 9,12 angeordnet sind, gegossen oder eingespritzt wird, zu verschieben, bedeckt.
Des weiteren sind der erste Block 9 und der zweiter Block 12 leicht, einzig durch Preßpassung des Preßpassungsabschnitts 10 der ersten Basis 5 in die Aussparung 14 der zweiten Basis 8, miteinander verbindbar; infolgedessen die Produktivität verbessert werden kann.
Lediglich durch Preßpassen des Magneten 1 in das Loch 18 der zweiten Basis 8 und durch Preßpassen der Vorsprünge 17 der Führung 13 in die Löcher 16 der zweiten Basis 8, sind der Magnet 1 und die Führung 13 leicht mit der zweiten Basis 8 verbindbar oder integrierbar, auf diese Weise ist es möglich, die Produktivität zu verbessern.
Der Magnet 1 und die Führung 13 sind außerdem zwischen der ersten Basis 5 und der zweiten Basis 8 in einer eingespannten oder eingelegten Art und Weise angeordnet, derart, daß der Magnet 1 und die Führung 13 in einer weiteren verläßlichen Art und Weise an vorbestimmten Orten positioniert und fixiert sind. Als Konsequenz kann die Montage der Vorrichtung verbessert werden.
Ausführungsform 2:
14 bis 17 sind Konstruktionsansichten, die eine magnetische Detektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
In dieser Ausführungsform ist eine Paar Vorsprünge 30 an einer dem Verbindungsanschluß gegenüberliegenden Seite (d.h. an einer vom Verbindungsanschluß 6 entfernten Seite) der zweiten Basis 8, und ein Paar Rillen 31, in welche die Vorsprünge 30 einpaßbar oder einrastbar, sind auf der ersten Basis 5 ausgebildet. Die Vorsprünge 30 und Aussparungen 31 bilden zusammen ein Positionierungsteil, welches die relative Position zwischen der ersten Basis 5 und der zweiten Basis 8 bestimmt. Die Konstruktion dieser zweiten Ausführungsform ist im Übrigen ähnlich jener der ersten Ausführungsform.
In dieser zweiten Ausführungsform ist die Konfiguration der ersten Basis 5 mit dem darin konstruierten magnetoresistiven Element 2 weiter vereinfacht und der Freiheitsgrad der Konfiguration der ersten Basis 5 ist vergrößert, wodurch es möglich wurde, magnetische Detektionsvorrichtungen mit verschiedenen Konfigurationen auszuführen oder zu konstruieren.
Obwohl in der oben genannten ersten und zweiten Ausführungsform das magnetoresistive Element 2 als ein magnetisches Detektionsteil benutzt wird, ist die vorliegende Erfindung natürlich nicht darauf beschränkt. Ein HRLL-Element zum Umwandeln eines Wechsels im Magnetfeld in einen Spannungswechsel kann anstatt des magnetoresistiven Elements 2 benutzt werden.
Desweiteren kann anstatt des Magneten 1 ein Elektromagnet als das magnetfelderzeugende Teil benutzt werden.
Der Preßpaßabschnitt 10 ist an der ersten Basis 5 und die Aussparung 14 ist an der zweiten Basis 8 ausgeformt, um durch Preßpassen der ersten Basis 5 in die zweite Basis 8 eine integrale Einheit bereitzustellen, sie können aber auch derart konstruiert sein, daß die Aussparung in der ersten Basis und der Preßpaßabschnitt in der zweiten Basis ausgeformt sind.
Obwohl die eine Schutzschaltung gegen äußere Störungen bildenden elektronischen Komponenten in der oben genannten ersten und zweiten Ausführungsform bereits beschrieben wurden, können derartige Komponenten jene sein, die einen Schaltkreis bilden, der zur Verbindung mit dem Computer notwendig ist.
Wie der vorangehenden Beschreibung entnommen werden kann, stellt die vorliegende Erfindung die unten genannten exzellenten Vorteile zur Verfügung.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird eine magnetische Detektionsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen ersten, ein magnetisches Detektionsteil (Magnetfelddetektionsteil) zum Detektieren einer Änderung in einem Magnetfeld, welche in Übereinstimmung mit der Bewegung eines Objektes variiert, eine elektronische Komponente zum Kontrollieren eines Signals des magnetischen Detektionsteils, einen ersten, elektrisch mit der elektronischen Komponente verbunden, Lead-Frame, eine erste Basis, in welcher die elektronische Komponente, der erste Lead-Frame und das magnetische Detektionsteil mittels eines Harzes versiegelt sind, umfassenden Block; einen zweiten Block, umfassend ein gegenüber dem zu detektierenden Objekt angeordnetes Magnetfelderzeugungsteil zum Detektieren eines Magnetfeldes, einen zweiten, elektrisch mit dem ersten Lead-Frame, verbundenen Lead-Frame, mit einem Verbindungsanschluß zur Ausgabe eines Ausgabesignals vom magnetischen Detektionsteil zu einem externen Bauteil, und eine zweite Basis, in welcher der zweite Lead-Frame mit einem Harz versiegelt ist; und ein äußeres, den ersten und zweiten Block bedeckendes Harz. Im Verlauf der Produktion und Montage können mit dieser Anordnung der erste Block, welcher durch Versiegeln (Vergießen) der ersten Basis mit der elektronischen Komponente, dem ersten Lead-Frame und des magnetischen Detektionsteils durch Harz, geformt wird, und der zweite Block, der durch Versiegeln (Vergießen) des Magneten mit der zweiten Basis ausgebildet wird, auch als eine einzige Baueinheit gehandhabt werden. Im Ergebnis wird die Handhabung der Teile und Komponententeile vereinfacht, infolgedessen die Produktivität verbessert werden kann.
Während die Erfindung in Sinne der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, werden die Fachleute erkennen, daß die Erfindung innerhalb des Grundgedanken der angefügten Ansprüche mit Modifikationen genutzt werden kann.

Claims

Magnetische Detektionsvorrichtung, umfassend: einen ersten Block (9) mit einem magnetischen Detektionsteil (2) zum Detektieren einer Änderung in einem magnetischen Feld, welches in Übereinstimmung mit der Bewegung eines zu detektierenden Objekts variiert, einer elektronischen Komponente (3) zum Steuern eines Signals des magnetischen Detektionsteils (2), einem ersten elektrisch mit der elektronischen Komponente (3) verbundenen Lead-Frame (4), einer ersten Basis (5), in welcher die elektronische Komponente (3), der erste Lead-Frame (4) und das magnetische Detektionsteil (2) mit einem Harz versiegelt sind; einen zweiten Block (12) mit einem gegenüber dem zu detektierenden Objekt angeordneten Magnetfelderzeugungsteil (1) zum Erzeugen eines Magnetfeldes, einem zweiten, elektrisch mit dem ersten Lead-Frame (4) verbundenen, Lead-Frame (7), der einen Verbindungsanschluß (6) zur Ausgabe eines Ausgabesignals des magnetischen Detektionsteils (2) an ein externes Bauelement aufweist, und einer zweiten Basis (8), in welcher der zweite Lead-Frame (7) mit einem Harz versiegelt ist, und ein äußeres, den ersten Block (9) und zweiten Block (12) bedeckendes Harz (20).
Magnetische Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, mit einem zwischen der ersten Basis (5) und der zweiten Basis (8) angeordneten Positionierungsteil zum Bestimmen einer Relativposition zwischen diesen.
Magnetische Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Positionierungsteil umfaßt: einen auf einer der ersten Basis (5) und zweiten Basis (8) geformten Vorsprung (11,17,30) und ein in einer der ersten Basis (5) oder zweiten Basis (8) geformtes Loch (15,16,18,31) zum Eingriff mit dem Vorsprung (11,17,30).
Magnetische Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Bildung einer integralen Einheit die erste Basis (5) in die zweite Basis (8) preßgepaßt ist.
Magnetische Detektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend eine zum damit Integrieren in die zweite Basis (8) preßgepaßte Führung (13) zum Führen des Magnetfelderzeugungsteils (1) und des durch das Magnetfelderzeugungsteil (1) erzeugten Magnetfelds in das magnetische Detektionsteil (2).
Magnetische Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Magnetfelderzeugungsteil (1) und die Führung (13) zwischen der ersten Basis (5) und der zweiten Basis (8) angeordnet sind.