JP2012078274A - 磁気検出装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転センサの製造効率を向上する。
【解決手段】複数のリードフレーム３０を支持部材７１により支持してなる部材７０の複数のリードフレーム３０に磁気抵抗素子５１をそれぞれ搭載し、リードフレーム３０毎に磁気抵抗素子５１およびリードフレーム３０を断面Ｕ字状の永久磁石２０の空所内に配置し、永久磁石２０、リードフレーム３０、および磁気抵抗素子５１をリードフレーム３０毎にモールド樹脂によって覆い、その後、支持部材７１から複数のリードフレーム３０をそれぞれ分離して複数の回転センサを得る。
【選択図】図８

Description

本発明は、磁気検出装置およびその製造方法に関し、磁気検出装置として例えば歯車の回転を検出する回転センサに用いて好適なるものである。

従来、この種のセンサにおいて、筒状に形成されて軸方向一方側をＮ極とし、軸方向他方側をＳ極とする中空円筒状の永久磁石と、この永久磁石から発生する磁束のうち永久磁石の内側を通る磁束と外側を通る磁束との接合点である磁束零点（磁束０点）付近に配置されている磁気抵抗素子とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいては、センサの軸方向一方側に配置されて磁性体からなる平歯車が回転して平歯車の谷部がセンサから遠ざかり平歯車の山部がセンサに近づいたとき、或いは平歯車の山部がセンサから遠ざかり平歯車の谷部がセンサに近づいたとき、磁束密度の分布が変化して零磁束点が移動し、磁気抵抗素子により検出される磁束密度が変化することを利用して、平歯車の回転を検出するようにしている。

特開昭５４−１３８４５７号公報

本発明者は、特許文献１において、複数の電気配線を構成するリードフレーム上に磁気抵抗素子を搭載して、この磁気抵抗素子とともにリードフレームを永久磁石の中空部内に入れてセンサを構成することを検討した。

この検討によれば、複数のセンサを製造するために複数のリードフレームが支持部材により支持されている部材（図６参照）を用いた場合に、この部材からリードフレームを１ピース分カット後、この１ピース分のリードフレームにテープを貼り付けてリードフレームが複数の電気配線に分解しないようにしたものを永久磁石の中空部内に入れる必要がある。このため、センサを製造する上で手間がかかり、製造効率が低いという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、製造効率を向上するようにした磁気検出装置の製造方法、および磁気検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、Ｎ極とＳ極とを結ぶ第１の方向とこの第１の方向に直交する第２の方向とに広がる第１の内壁面（２２ａ、２３ａ）と、前記第１、第２の方向に対して直交する第３の方向に空所（２４）を介して対向する第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）とを少なくとも有する永久磁石（２０）の空所（２４）内に配置され、被検出対象（８０）の運動によって生じる磁界の変化を検出する磁気検出素子（５１）を有し、
前記空所（２４）が前記第２の方向に解放されている磁気検出装置の製造方法であって、
複数のリードフレーム（３０）と、前記複数のリードフレームを一括して支持する支持部材（７１）とを有するリード部材を用意し、前記リード部材のうち前記複数のリードフレーム（３０）に対して前記磁気検出素子（５１）をそれぞれ搭載する素子搭載工程（Ｓ１００）と、
前記リードフレーム（３０）毎に、前記リードフレームに搭載された前記磁気検出素子（５１）を前記永久磁石（２０）の空所（２４）内に、前記空所が解放された前記第２の方向から収容する収容工程（Ｓ１３０）と、
前記リードフレーム（３０）毎に、前記永久磁石（２０）、前記リードフレーム（３０）、および前記磁気検出素子（５１）をモールド樹脂によって封止するモールド工程（Ｓ１５０）と、
前記支持部材（７１）から前記複数のリードフレーム（３０）をそれぞれ分離して複数の磁気検出装置を得る分離工程（Ｓ１６０）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、空所（２４）が第２の方向に解放されている。このため、第２の工程（Ｓ１３０）において、複数のリードフレーム（３０）が支持部材（７１）により支持された状態で、リードフレーム毎に磁気検出素子（５１）およびリードフレームを永久磁石の空所（２４）内に第２の方向から配置することができる。このため、第２の工程（Ｓ１３０）において、複数のリードフレーム（３０）を支持部材（７１）により支持してなる部材からリードフレームを１ピース分カットする必要が無くなる。これに伴い、１ピース分のリードフレームにテープを貼り付けてリードフレームが複数の電気配線に分解しないようにする必要もない。このため、センサを製造する上で手間を省くことができる。よって、磁気検出装置の製造効率を向上することができる。

請求項２に記載の発明では、前記永久磁石は、前記第１の内壁面（２２ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第１の側部（２２）と、前記第２の内壁面（２３ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第２の側部（２３）と、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を接続する接続部（２１）とを備え、
前記第２の工程（Ｓ１３０）では、前記リードフレーム（３０）毎に前記磁気検出素子（５１）および前記リードフレーム（３０）を前記永久磁石（２０）の空所（２４）内に前記第２の方向から配置して前記リードフレーム（３０）を前記接続部（２１）上に配置することを特徴とする。

これにより、リードフレームを接続部（２１）上に配置することにより、リードフレームにおける第２の方向の位置を決めることができる。

請求項３に記載の発明では、前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を前記第１の方向に亘って接続するように形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間で前記第３の方向に伸びるように形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、前記支持部材（７１）は、前記複数のリードフレーム（３０）に対して前記第１の方向から支持するものであることを特徴とする請求項３または４に記載の磁気検出装置の製造方法。

請求項６に記載の発明では、請求項１に記載の永久磁石は、第１、第２の永久磁石（２２Ａ、２３Ａ）とから構成されており、
前記第１、第２の永久磁石のうち一方の永久磁石が、前記第１、第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）のうち一方の内壁面を構成し、他方の永久磁石が他方の内壁面を構成することを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、前記磁気検出素子（５１）は、前記永久磁石（２０）から発生する磁束のうち前記空所（２４）内を通る磁束と前記空所（２４）の外側を通る磁束とが接合される磁束零部位或いはその近傍に配置されることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、前記磁気検出素子は、前記永久磁石における前記第３の方向の中心線と前記磁束零部位とが交差する部位に配置されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、第１の方向とこの第１の方向に直交する第２の方向とに広がる第１の内壁面（２２ａ、２３ａ）と、前記第１の内壁面に対して前記第１、第２の方向に対して直交する第３の方向に空所（２４）を介して対向する第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）とを少なくとも有する永久磁石（２０）であって、前記第１の方向の一方側がN極であり、他方側がS極であり、前記空所が前記第２の方向に解放されている前記永久磁石（２０）と、
前記空所（２４）内に配置されたリードフレーム（３０）と、
前記空所（２４）内において前記リードフレーム（３０）上に搭載され、前記永久磁石（２０）から発生する磁束のうち前記空所（２４）内を通る磁束と前記空所（２４）の外側を通る磁束とが接合される磁束零部位或いはその近傍に配置され、被検出対象の運動によって生じる磁界の変化を検出する磁気検出素子（５１）と、
前記永久磁石（２０）、前記リードフレーム（３０）、および前記磁気検出素子（５１）を保護するために、前記永久磁石（２０）、前記リードフレーム（３０）、および前記磁気検出素子（５１）を覆う被覆部材（１０）と、を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明では、前記永久磁石は、前記第１の内壁面（２２ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第１の側部（２２）と、前記第２の内壁面（２３ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第２の側部（２３）と、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を接続する接続部（２１）とを備えことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明では、前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を前記第１の方向に亘って接続するように形成されていることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明では、前記接続部（２１）は、前記リードフレーム（３０）に対して前記第２の方向の位置決めを行うことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明では、前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間で前記第３の方向に伸びるように形成されていることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明では、請求項１に記載の永久磁石は、第１、第２の永久磁石とから構成されており、
前記第１、第２の永久磁石のうち一方の永久磁石が、前記第１、第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）のうち一方の内壁面を構成し、他方の永久磁石が他方の内壁面を構成することを特徴とする。

請求項１５に記載の発明では、前記磁束零部位は、前記空所（２４）内を通る磁束が生じる第１の領域と前記空所（２４）の外側を通る磁束が生じる第２の領域との間の境界であることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明では、前記磁気検出素子は、前記永久磁石における前記第３の方向の中心線と前記磁束零部位とが交差する部位に配置されていることを特徴とする。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態における回転センサの上面図および正面図である。 図１の回転センサのうち板状被覆部材を除いた状態における上面図および正面図である。 図２の永久磁石単体の上面図および正面図である。 図２の永久磁石に対する磁気抵抗素子の位置を模式的示す上面図および正面図である。 図１の回転センサの組立工程を示すフローチャートである。 図５の組立工程で用いる部材で複数のリードフレームから構成されているものを示す図である。 図５の組立工程の内容を説明するための図である。 図５の組立工程の内容を説明するための図である。 図５の組立工程の内容を説明するための図である。 図１の回転センサによる平歯車の回転の検出を説明するための図である。 図１の磁気抵抗素子の感度と検出磁束密度との関係を示すグラフである。 図１の回転センサを用いて平歯車の回転を検出するための回転検出回路１００の電気回路構成を示す図である。 本発明の一実施形態の第１の変形例の永久磁石の上面図および正面図である。 本発明の一実施形態の第２の変形例の永久磁石の上面図および正面図である。

以下、図１、図２、図３を参照して本発明の磁気検出装置が適用された回転センサ１の一実施形態について説明する。図１（ａ）は回転センサ１の上面図、図１（ｂ）は回転センサ１の正面図である。

本実施形態の回転センサ１は、平歯車の回転を検出するためのセンサである。具体的には、回転センサ１は、モールドＩＣを構成するものであって、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、長方形の板状被覆部材１０と、この板状被覆部材１０から突出するように形成されている端子１１、１２、１３、１４とから構成されている。

図２（ａ）、（ｂ）に回転センサ１のうち板状被覆部材１０を除いたものを示す。図２（ａ）は図１（ａ）に対応する上面図、図２（ｂ）は図１（ｂ）に対応する正面図である。

回転センサ１は、永久磁石２０、リードフレーム３０、コンデンサ４０、４１、およびＭＲ素子チップ５０とから構成されている。

図３（ａ）、（ｂ）は永久磁石２０の単体を示すもので、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）の正面図である。

永久磁石２０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、断面Ｕ字状に形成されたもので、板状底部２１と、側部２２、２３とから構成されている。側部２２、２３は、角柱状に形成されて、底部２１の上面２１ａからそれぞれ突出するように形成されている。すなわち、永久磁石２０は、側部２２、２３の間を第１の方向に亘って板状底部（接続部）２１により接続した形状になっている。

側部２２、２３は、それぞれ、第１の方向に伸びるように形成されている。側部２２は、板状底部２１の上面２１ａに対して直交するように形成されている内壁面２２ａを有している。側部２３は、板状底部２１の上面２１ａに対して直交するように形成されている内壁面２３ａを有している。内壁面２２ａ、２３ａは、それぞれ、第１、第２の方向にそれぞれ広がるように形成されている。第２の方向は、第１の方向に直交する方向である。

内壁面２２ａは、内壁面２３ａに対して第３の方向に配置され、内壁面２２ａ、２３ａは、第１の方向（図３（ｂ）参照）に亘って空所２４を介して対向している。第３の方向は、第１、第２の方向とのそれぞれに直交する方向である。このことにより、内壁面２２ａ、２３ａは、空所２４から第２の方向（図３（ａ）参照）に開口する開口部を構成している。すなわち、永久磁石２０の空所２４は、第２の方向に解放されている。

側部２２のうち第１の方向の一方側（図３（ｂ）中上側）は、第１の方向に亘って内壁面２３ａ側に突出する突出部２２ｂが形成されている。側部２３のうち第１の方向の一方側（図３（ｂ）中上側）は、第１の方向に亘って内壁面２２ａ側に突出する突出部２３ｂが形成されている。突出部２２ｂ、２３ｂは、後述する零磁束部位となる位置を第１の方向の一方側（図３（ｂ）中上側）に移動させるために設けられたものである。

本実施形態の永久磁石２０では、第１の方向の一方側（図３中上側）をＮ極とし、第１の方向の他方側（図３中下側）をＳ極とするものである。

図２のリードフレーム３０は、金属製薄板部材から構成されるもので、永久磁石２０の内壁面２２ａ、２３ａの間に配置されている。リードフレーム３０は、電気配線３１、３２、３３、３４、および四角形の支持部材３５から構成されている。支持部材３５は、側部２２の突出部２２ｂと側部２３の突出部２３ｂとの間に配置されている。電気配線３１、３２、３３、３４は、支持部材３５に対して第１の方向の他方側（図２中下側）に配置されている。電気配線３１、３２、３３、３４のうち第１の方向の他方側は、永久磁石２０の空所２４から第１の方向の他方側に突出している。電気配線３１、３２、３３、３４のうち第１の方向の他方側（図３中下側）は、上述した端子１１、１２、１３、１４を構成している。コンデンサ４０、４１は、リードフレーム３０に接続されて、それぞれ、フィルタ回路を構成している。ＭＲ素子チップ５０は、リードフレーム３０の支持部材３５上に搭載されている。

ＭＲ素子チップ５０は、磁気抵抗素子５１をシリコン基板（図示省略）上に配置してなるセンサチップである。シリコン基板における磁気抵抗素子５１の位置は予め決められている。つまり、ＭＲ素子チップ５０のうち磁気抵抗素子５１の位置は予め決められている。磁気抵抗素子５１は、磁界を検出する磁気検出素子を構成するもので、磁束密度が大きくなるほど抵抗値が大きくなり、磁束密度が小さくなるほど抵抗値が小さくなるＭＲ素子である。

磁気抵抗素子５１は、図４に示すように、永久磁石２０の空所２４内に位置する。図４は、永久磁石２０に対する磁気抵抗素子５１の位置を模式的に示すもので、永久磁石２０および磁気抵抗素子５１以外の部材を省略している。

磁気抵抗素子５１は、永久磁石２０の第３の方向の中央部で、かつオープンフラックスの状態で磁束零点となる位置に配置されている。図において磁気抵抗素子５１が永久磁石２０の第３の方向の中心線Ｓに重なっている。図中の太い線Ｈは、オープンフラックスの状態で磁束零点となる部位を示している。オープンフラックスの状態とは、永久磁石２０の周囲に磁性体が存在しなく、永久磁石２０単独で永久磁石２０から発生する磁束が測定される状態のことである。磁束零点とは、永久磁石２０から発生する磁束のうち空所２４の外側を通る磁束Ａと空所２４内を通る磁束Ｂとが接合される部位である。つまり、磁束零点とは、磁束Ａが生じる第１の領域と磁束Ｂが生じる第２の領域との間の境界である。本実施形態のＭＲ素子チップ５０とリードフレーム３０との間は、図２に示すように、複数本の金属線６０で接続されている。本実施形態では、６本の金属線６０が用いられている。

次に、本実施形態の回転センサ１の組立工程の説明として、複数の回転センサ１を組み立てる具体例について説明する。図５は回転センサ１の組立工程を示すフローチャートである。

まず、永久磁石２０、コンデンサ４０、４１、およびＭＲ素子チップ５０をそれぞれ複数ずつ用意する。

次に、図５のステップＳ１００の工程（素子搭載工程）において、図６に示すように、複数のリードフレーム３０が支持部材７１により支持されて構成されている部材７０を用意する。部材７０は、複数のリードフレーム３０を一括で支持する支持部材７１を有するリード部材７０である。図６中の部材７０は、一列に並べられた３個のリードフレーム３０がそれぞれタイバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅを介して支持部材７１により支持されている。支持部材７１は、帯状部材７１ａ、７１ｂから構成されている。帯状部材７１ａは３個のリードフレーム３０を第１の方向の一方側（図６中上側）から支持し、帯状部材７１ｂは３個のリードフレーム３０を第１の方向の他方側（図６中下側）から支持している。

さらに、複数のリードフレーム３０に対してＭＲ素子チップ５０（図中チップと記す）およびコンデンサ４０、４１をリードフレーム３０毎にマウントする。すなわち、リードフレーム３０毎にリードフレーム３０に対してＭＲ素子チップ５０およびコンデンサ４０、４１を搭載する。このとき、リードフレーム３０に対して、コンデンサ４０、４１、ＭＲ素子チップ５０を導電性接着剤により接着する。その後、次のステップＳ１１０の工程において、導電性接着剤を硬化して、リードフレーム３０に対してコンデンサ４０、４１、ＭＲ素子チップ５０を固定する。

次のステップＳ１２０の工程において、ワイヤボンディングによりＭＲ素子チップ５０とリードフレーム３０との間を接合する。図７では、ＭＲ素子チップ５０とリードフレーム３０との間が６本の金属線６０で接合されている例を示している。

次のステップＳ１３０の工程（収容工程）において、リードフレーム３０毎にリードフレーム３０を永久磁石２０に対してマウントする。具体的には、リードフレーム３０毎に永久磁石２０の空所２４内にリードフレーム３０を第２の方向から入れて永久磁石２０の底部２１の上面２１ａ（図２（ａ）参照）上にリードフレーム３０を配置する（図８参照）。つまり、リードフレーム３０毎に、リードフレーム３０に搭載されたＭＲ素子チップ５０を、永久磁石２０の空所２４内に、この空所２４が解放された第２の方向から収容する。このとき、上面２１ａと反対側にＭＲ素子チップ５０、およびコンデンサ４０、４１が位置するようにリードフレーム３０を配置する。

ここで、リードフレーム３０に対する永久磁石２０の位置をリードフレーム３０毎に調整することにより、永久磁石２０に対する磁気抵抗素子５１の位置を所定位置に設定する。所定位置は、上述のように、永久磁石２０の第２の方向の中央部で、かつオープンフラックスの状態で磁束零点となる位置である。そして、リードフレーム３０毎に永久磁石２０の上面２１ａに対してリードフレーム３０を接着剤により接着する。次のステップＳ１４０の工程において、接着剤を硬化する。

次のステップＳ１５０の工程（モールド工程）において、リードフレーム３０毎にエポキシ樹脂を用いてモールド成形により板状被覆部材１０を成形する（図９参照）。つまり、リードフレーム３０毎に、リードフレーム３０、永久磁石２０、および磁気抵抗素子５１をエポキシ樹脂（モールド樹脂）により封止することになる。
次のステップＳ１６０の工程（分離工程）において、リードフレーム３０毎にタイバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅをカットする。このことにより、支持部材７１から複数のリードフレーム３０が切り離されて、複数の回転センサ１が成形されることになる。つまり、支持部材７１から複数のリードフレーム３０を分離して複数の回転センサ１を得ることになる。

次に、本実施形態の回転センサ１の作動として、磁性体からなる平歯車の回転を回転センサ１により検出する具体例について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）、（ｃ）は、回転センサ１に対して第１の方向一方側（図中上側）に検出対象としての平歯車８０を配置した具体例を示している。図１０（ａ）は平歯車８０の谷部８１（凹部）が回転センサ１に対向している状態を示している。

図１０（ｂ）は図１０（ａ）中の回転センサ１中のＸ部分（具体的には磁気抵抗素子５１の周辺領域）の磁束密度（磁力）の分布を示すグラフであって、図中符号Ｋは磁気抵抗素子５１の位置を示している。図１０（ｂ）中の上側端部（矢印Ｄ参照）が永久磁石２０第１の方向一方側の端部２５（図３参照）に対応し、図１０（ｂ）中の左右方向は図１０（ａ）中の第２の方向に対応し、図１０（ｂ）中の上下方向は図１０（ａ）、（ｃ）中の第１の方向に対応している。

平歯車８０の谷部８１が回転センサ１に対向している場合において、谷部８１の深さ（図１０中符号ｈ参照）が十分大きいときには、回転センサ１中のＸ部分の磁束密度（磁力）の分布は、回転センサ１に対して第１の方向一方側に平歯車８０が存在しない状態とほぼ同様の状態になる。つまり、平歯車８０の谷部８１が回転センサ１に対向している場合には、上述のオープンフラックスの状態と同様、磁束零点となる位置（図中太い線Ｆ参照）と磁気抵抗素子５１とが重なることになる。このことにより、磁気抵抗素子５１で検出される磁束密度（磁力）は零となり、磁気抵抗素子５１の抵抗値は零となる。これに伴い、磁気抵抗素子５１の感度は、零（図１１中Ｇ参照）となる。磁気抵抗素子５１の感度は、磁気抵抗素子５１の抵抗値の最大値を１００％としたときの当該抵抗値の最大値に対する磁気抵抗素子５１の実際の抵抗値が占める割合（＝｛（磁気抵抗素子５１の実際の抵抗値）／（磁気抵抗素子５１の抵抗値の最大値）｝×１００）である。図１１中の符号Ｒは、縦軸を磁気抵抗素子５１の感度とし、横軸を磁気抵抗素子５１の磁束密度（磁力）とするグラフである。

次に、平歯車８０が回転して、図１０（ｃ）に示すように、平歯車８０の山部８２が回転センサ１に対向している場合には、回転センサ１中のＸ部分の磁束密度（磁力）の分布は、図１０（ｄ）に示すようになる。この場合、磁束零点となる位置（図中太い線Ｆ参照）が磁気抵抗素子５１の位置（図１０（ｄ）中の符号Ｋ参照）より第１の方向他方側（図示下側）に移動する。このため、磁気抵抗素子５１で検出される磁束密度（磁力）は上昇して、磁気抵抗素子５１の抵抗値は最大値にほぼ等しい値になる。これに伴い、磁気抵抗素子５１の感度は、約１００％（図１１中Ｈ参照）となる。

このように平歯車８０が回転して谷部８１と山部８２とが交互に回転センサ１に対向することにより、磁気抵抗素子５１の抵抗値は最大値と零とを交互に繰り返すことになる。このため、このような磁気抵抗素子５１の抵抗値の変化を検出することにより、平歯車８０の回転方向に依存することなく、平歯車８０の回転を検出することができる。

なお、図１０（ｂ）、（ｄ）中の符号ａ、ｂ、ｃ、ｄは磁束が空所２４の内側に向く領域であり、符号ｅ、ｆは磁束が空所２４の外側側に向く領域である。符号ａは磁束密度が６０ｍＴ〜８０ｍＴの領域、符号ｂは磁束密度が４０ｍＴ〜６０ｍＴの領域、符号ｃは磁束密度が２０ｍＴ〜４０ｍＴの領域、符号ｄは磁束密度が００ｍＴ〜２０ｍＴの領域、符号ｅは磁束密度が２０ｍＴ〜００ｍＴの領域、符号ｆは磁束密度が４０ｍＴ〜２０ｍＴの領域である。

次に、本実施形態の回転センサ１を用いた平歯車８０の回転検出回路１００について説明する。図１２は回転検出回路１００の電気回路構成を示す図である。

回転検出回路１００は、回転センサ１（図１２中抵抗素子の記号で示す）以外に、コンパレータ９０および抵抗素子９１、９２、９３を備える。

回転センサ１と抵抗素子９１とは、電源装置９４とグランドとの間で直列接続されている。回転センサ１と抵抗素子９１との共通接続点がコンパレータ９０の反転入力端子（−）に接続されている。これにより、電源装置９４の出力電圧を回転センサ１の抵抗値と抵抗素子９１の抵抗値とにより分圧された電圧値Ｖ−がコンパレータ９０の反転入力端子（−）に与えられる。

抵抗素子９２と抵抗素子９３とは電源装置９４とグランドとの間で直列接続されている。抵抗素子９２と抵抗素子９３との共通接続点がコンパレータ９０の非反転入力端子（＋）に接続されている。これにより、電源装置９４の出力電圧を抵抗素子９２の抵抗値と抵抗素子９３の抵抗値とにより分圧された電圧値Ｖ＋がコンパレータ９０の非反転入力端子（＋）に与えられる。

このように構成された回転検出回路１００において、平歯車８０の谷部８１が回転センサ１に対向している場合には、磁気抵抗素子５１の抵抗値は零となる。このため、コンパレータ９０の反転入力端子（−）には、電源装置９４の出力電圧と同一の電圧値が電圧値Ｖ−として与えられる。このため、反転入力端子（−）に入力される電圧値Ｖ−が非反転入力端子（＋）に入力される電圧値Ｖ＋よりも大きくなる。これにより、コンパレータ９０の出力信号の信号レベルは、ローレベルとなる。

次に、平歯車８０が回転して平歯車８０の山部８２が回転センサ１に対向した場合には、磁気抵抗素子５１の抵抗値が上昇して、コンパレータ９０の反転入力端子（−）に入力される電圧値Ｖ−は低下する。このため、反転入力端子（−）に入力される電圧値Ｖ−が非反転入力端子（＋）に入力される電圧値Ｖ＋よりも小さくなる。これにより、コンパレータ９０の出力信号の信号レベルは、ハイレベルとなる。

このように平歯車８０が回転して谷部８１と山部８２とが交互に回転センサ１に対向することにより、コンパレータ９０の出力信号の信号レベルは、ローレベルとハイレベルとを交互に繰り返すことになる。このため、コンパレータ９０の出力信号の信号レベルを検出することにより、平歯車８０の回転を検出することができる。

以上説明した本実施形態によれば、永久磁石２０は、第１、第２の方向に広がるように形成されている内壁面２２ａ、２３ａを有し、内壁面２２ａは、内壁面２３ａに対して、第１、第２の方向に直交する第３の方向に配置されており、内壁面２２ａ、２３ａは、第１の方向に亘って空所２４を介して互いに対向している。永久磁石２０は、その空所２４が第２の方向に開口するように形成されている。このため、ステップＳ１３０の工程において、図６の部材７０において複数のリードフレーム３０が支持部材７１により支持された状態で、リードフレーム３０毎にＭＲ素子チップ５０およびリードフレーム３０を永久磁石２０の空所２４内に第２の方向から収納することができる。したがって、リードフレーム３０を永久磁石２０の空所２４内に収納する際に、複数のリードフレーム３０を部材７０からリードフレーム３０を１ピース分カットする必要が無くなる。これに伴い、１ピース分のリードフレーム３０にテープを貼り付けてリードフレーム３０が分解しないようにする必要もなくなる。このため、回転センサ１を製造する上で手間を省くことができる。よって、回転センサ１の製造効率を向上することができる。

本実施形態では、磁気抵抗素子５１は、第３の方向の中央部で、かつオープンフラックスの状態で磁束零点となる位置に配置されている。このため、平歯車８０の谷部８１が回転センサ１に対向している場合には磁気抵抗素子５１の感度は零となる。平歯車８０の山部８２が回転センサ１に対向している場合には、磁気抵抗素子５１の抵抗値は、約最大値となる。

ここで、磁気抵抗素子５１を、永久磁石２０の空所２４内において、オープンフラックスの状態で磁束零点となる位置で、かつ第３の方向の端部（例えば突出部２３ｂ側）に配置した場合には、平歯車８０の山部８２が回転センサ１に対向しているときに磁気抵抗素子５１で検出される磁束強度が本実施形態の場合に比べて小さな値となり、磁気抵抗素子５１の抵抗値は最大値より遙かに小さな値となる。

これに対して、本実施形態では、上述の如く、平歯車８０の山部８２が回転センサ１に対向している場合には、磁気抵抗素子５１の感度は、約最大値となる。このため、平歯車８０の谷部８１が回転センサ１に対向している場合と平歯車８０の山部８２が回転センサ１に対向している場合とで、磁気抵抗素子５１の抵抗値の変化が大きくなる。これにより、平歯車８０の回転を磁気抵抗素子５１の抵抗値の変化により容易に検出することができる。

本実施形態では、永久磁石２０はその空所２４が第２の方向に開口するように形成されている。このため、永久磁石２０の空所２４内にリードフレーム３０を第３の方向から嵌め込んで、作業者は、第２の方向から視認しながら、永久磁石２０に対するリードフレーム３０の位置をリードフレーム３０毎に調整することにより、永久磁石２０に対するＭＲ素子チップ５０の位置を予め決められた位置にリードフレーム３０毎に設定する。このため、永久磁石２０に対する磁気抵抗素子５１の位置を容易に決めることができる。

本実施形態では、永久磁石２０としてその空所２４が第２の方向に開口するように形成されているものを用いている。

ここで、筒状の永久磁石の中空生内にリードフレームを嵌め込んで回転センサを構成した場合には、永久磁石に対するリードフレームの位置を決めるために、位置決め用筒部材を用いることが考えられる。位置決め用筒部材は、その中空部に永久磁石を嵌め込むことにより位置決め用筒部材が永久磁石に対するリードフレームの位置を決めるものである。

本実施形態では、永久磁石２０としてその空所２４が第２の方向に開口するように形成されているものを用いている。このため、永久磁石２０の空所２４内にリードフレーム３０を第３の方向から入れて永久磁石２０の底部２１の上面２１ａ上にリードフレーム３０を配置した状態で永久磁石２０に対する磁気抵抗素子５１の位置を決めることができる。このため、永久磁石に対するリードフレームの位置を決めるために、位置決め用筒部材を用いる必要がない。

本実施形態では、ステップＳ１３０の工程において、リードフレーム３０毎に永久磁石２０の空所２４内にリードフレーム３０を第２の方向から入れて永久磁石２０の底部２１の上面２１ａ上にリードフレーム３０を配置する。このため、永久磁石２０に対するリードフレーム３０の第２の方向の位置決めを行うことができる。これにより、永久磁石２０に対する磁気抵抗素子５１の第２の方向の位置決めを行うことができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、永久磁石２０として、側部２２、２３の間を板状底部２１により接続した断面Ｕ字状のものを用いた例について説明したが、これに代えて、永久磁石２０として図１３（ａ）、（ｂ）に示す形状のものを用いてもよい。図１３（ａ）、（ｂ）の永久磁石２０では、側部２２、２３の間を接続する底部２１が第２の方向に伸びる長板状に形成されて、永久磁石２０は第２の方向から視てＨ字状に形成されている。あるいは、図１３（ａ）、（ｂ）の永久磁石２０において底部２１をなくして、図１３（ａ）、（ｂ）の側部２２、２３をそれぞれ独立した第１、第２の永久磁石としてもよい（図１４（ａ）、（ｂ）参照）。図１４（ａ）、（ｂ）では、第１、第２の永久磁石を２２Ａ、２３Ａとしている。この場合、リードフレームに対して第１、第２の永久磁石を固定するには、接着テープ等が用いられる。なお、これらの実施形態においても、図５に示す組立工程によって回転センサが組み立てられる。

なお、図１３（ａ）は、永久磁石２０の上面図、図１３（ｂ）は永久磁石２０の正面図である。図１４（ａ）は第１、第２の永久磁石２２Ａ、２３Ａの上面図であり、図１４（ｂ）第１、第２の永久磁石２２Ａ、２３Ａの正面図である。

上記実施形態では、磁気抵抗素子５１を、オープンフラックスの状態で磁束零点となる位置に配置した例について説明したが、これに限らず、オープンフラックスの状態において磁束零点となる位置の近傍に磁気抵抗素子５１を配置してもよい。

上記実施形態では、磁気抵抗素子５１を、永久磁石２０の第２の方向の中央部に配置した例について説明したが、これに限らず、平歯車８０の谷部８１が回転センサ１に対向している場合と平歯車８０の山部８２が回転センサ１に対向している場合とで、磁気抵抗素子５１により検出される磁束密度に変化が生じるのであれば、永久磁石２０の第２の方向の中央部以外の部位に配置してもよい。

上記実施形態では、永久磁石２０のＮ極側に磁気抵抗素子５１を配置した例を示したが、これに限らず、永久磁石２０のＳ極側に磁気抵抗素子５１を配置してもよい。

上記実施形態では、磁気検出素子として、磁気抵抗素子を用いた例を示したが、これに限らず、ホール素子を用いてもよい。

上記実施形態では、本発明に係る回転センサ１が回転運動する平歯車の回転を検出する例について説明したが、これに限らず、本発明に係る回転センサ１が直線的に移動する歯車（直線歯車）の移動を検出するようにしてもよい。

上記実施形態では、側部２２に突出部２２ｂを形成し、かつ側部２３に突出部２３ｂを形成した例について説明し他が、これに限らず、側部２２、２３に突出部２２ｂ、２３ｂを形成しなくてもよい。

なお、上記した実施形態の製造方法は、以下のような表現によっても言い表すことができる。例えば、
Ｎ極とＳ極とを結ぶＡ方向（すなわち、第１の方向）に亘って空所２４を介して互いに対向する第１、第２の内壁面２２ａ、２３ａを有する永久磁石２０の空所２４内に配置されて被検出対象８０の運動によって生じる磁界の変化を検出する磁気検出素子５１を有する磁気検出装置の製造方法であって、
永久磁石２０は、空所２４が第１、第２の内壁面を結ぶＢ方向（すなわち、第３の方向）と前記Ａ方向とに対してそれぞれ直交するＣ方向（すなわち、第２の方向）に開口するように形成されており、
複数のリードフレーム３０を支持部材７１により支持してなる部材７０の複数のリードフレーム３０に対して磁気検出素子５１をそれぞれ搭載する第１の工程（Ｓ１００）と、
リードフレーム３０毎に磁気検出素子５１およびリードフレーム３０を永久磁石２０の空所２４内にＣ方向から配置する第２の工程（Ｓ１３０）と、
永久磁石２０、リードフレーム３０、および磁気検出素子５１をリードフレーム３０毎にモールド樹脂によって覆う第３の工程（Ｓ１４０）と、
支持部材７１から複数のリードフレーム３０をそれぞれ分離して複数の磁気検出装置を得る第４の工程（Ｓ１６０）と、を備える磁気検出装置の製造方法と表現することができる。

また、他の表現として、
第１の方向に亘って空所２４を介して互いに対向するように配置されＡ方向（すなわち、第１の方向）の一方側をＮ極とし、前記Ａ方向の他方側をＳ極とする第１、第２の永久磁石２２Ａ、２３Ａの間の空所２４内に配置されて被検出対象８０の運動によって生じる磁界の変化を検出する磁気検出素子５１を有する磁気検出装置の製造方法であって、
複数のリードフレーム３０を支持部材７１により支持してなる部材７０の複数のリードフレーム３０に対して磁気検出素子５１をそれぞれ搭載する第１の工程（Ｓ１００）と、
リードフレーム３０毎に磁気検出素子５１およびリードフレーム３０を第１、第２の永久磁石２２Ａ、２３Ａの間の空所２４内に配置する第２の工程（Ｓ１３０）と、
第１、第２の永久磁石２２Ａ、２３Ａ、リードフレーム３０、および磁気検出素子５１をリードフレーム３０毎にモールド樹脂によって覆う第３の工程（Ｓ１４０）と、
支持部材７１から複数のリードフレーム３０をそれぞれ分離して複数の磁気検出装置を得る第４の工程（Ｓ１６０）と、を備えることを特徴とする磁気検出装置の製造方法と言い表すことができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々に変更が可能である。

１ 回転センサ
１０ 板状被覆部材
１１、１２、１３、１４ 端子
２０ 永久磁石
２１ 底部
２２、２３ 側部
２２ａ、２３ａ 内壁面
３０ リードフレーム
４０、４１ コンデンサ
５０ ＭＲ素子チップ
５１ 磁気抵抗素子
６０ 金属線
７０ 部材
７１ 枠部材
７２ａ、７２ｂ、７２ｅ タイバー
７２ｄ、７２ｅ タイバー
８０ 平歯車
８１ 谷部
８２ 山部
９０ コンパレータ
９１、９２、９３ 抵抗素子
９４ 電源装置
１００ 回転検出回路

Claims (16)

1. Ｎ極とＳ極とを結ぶ第１の方向とこの第１の方向に直交する第２の方向とに広がる第１の内壁面（２２ａ、２３ａ）と、前記第１、第２の方向に対して直交する第３の方向に空所（２４）を介して対向する第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）とを少なくとも有する永久磁石（２０）の空所（２４）内に配置され、被検出対象（８０）の運動によって生じる磁界の変化を検出する磁気検出素子（５１）を有し、
   前記空所（２４）が前記第２の方向に解放されている磁気検出装置の製造方法であって、
   複数のリードフレーム（３０）と、前記複数のリードフレームを一括して支持する支持部材（７１）とを有するリード部材を用意し、前記リード部材のうち前記複数のリードフレーム（３０）に対して前記磁気検出素子（５１）をそれぞれ搭載する素子搭載工程（Ｓ１００）と、
   前記リードフレーム（３０）毎に、前記リードフレームに搭載された前記磁気検出素子（５１）を前記永久磁石（２０）の空所（２４）内に、前記空所が解放された前記第２の方向から収容する収容工程（Ｓ１３０）と、
   前記リードフレーム（３０）毎に、前記永久磁石（２０）、前記リードフレーム（３０）、および前記磁気検出素子（５１）をモールド樹脂によって封止するモールド工程（Ｓ１５０）と、
   前記支持部材（７１）から前記複数のリードフレーム（３０）をそれぞれ分離して複数の磁気検出装置を得る分離工程（Ｓ１６０）と、を備えることを特徴とする磁気検出装置の製造方法。
2. 前記永久磁石は、前記第１の内壁面（２２ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第１の側部（２２）と、前記第２の内壁面（２３ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第２の側部（２３）と、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を接続する接続部（２１）とを備え、
   前記収容工程（Ｓ１３０）では、前記リードフレーム（３０）毎に前記磁気検出素子（５１）および前記リードフレーム（３０）を前記永久磁石（２０）の空所（２４）内に前記第２の方向から配置して前記リードフレーム（３０）を前記接続部（２１）上に配置することを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置の製造方法。
3. 前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を前記第１の方向に亘って接続するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気検出装置の製造方法。
4. 前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間で前記第３の方向に伸びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気検出装置の製造方法。
5. 前記支持部材（７１）は、前記複数のリードフレーム（３０）に対して前記第１の方向から支持するものであることを特徴とする請求項３または４に記載の磁気検出装置の製造方法。
6. 請求項１に記載の永久磁石は、第１、第２の永久磁石（２２Ａ、２３Ａ）とから構成されており、
   前記第１、第２の永久磁石のうち一方の永久磁石が、前記第１、第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）のうち一方の内壁面を構成し、他方の永久磁石が他方の内壁面を構成することを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置の製造方法。
7. 前記磁気検出素子（５１）は、前記永久磁石（２０）から発生する磁束のうち前記空所（２４）内を通る磁束と前記空所（２４）の外側を通る磁束とが接合される磁束零部位或いはその近傍に配置されることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１つに記載の磁気検出装置の製造方法。
8. 前記磁気検出素子は、前記永久磁石における前記第３の方向の中心線と前記磁束零部位とが交差する部位に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の磁気検出装置の製造方法。
9. 第１の方向とこの第１の方向に直交する第２の方向とに広がる第１の内壁面（２２ａ、２３ａ）と、前記第１の内壁面に対して前記第１、第２の方向に対して直交する第３の方向に空所（２４）を介して対向する第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）とを少なくとも有する永久磁石（２０）であって、前記第１の方向の一方側がN極であり、他方側がS極であり、前記空所が前記第２の方向に解放されている前記永久磁石（２０）と、
   前記空所（２４）内に配置されたリードフレーム（３０）と、
   前記空所（２４）内において前記リードフレーム（３０）上に搭載され、前記永久磁石（２０）から発生する磁束のうち前記空所（２４）内を通る磁束と前記空所（２４）の外側を通る磁束とが接合される磁束零部位或いはその近傍に配置され、被検出対象の運動によって生じる磁界の変化を検出する磁気検出素子（５１）と、
   前記永久磁石（２０）、前記リードフレーム（３０）、および前記磁気検出素子（５１）を保護するために、前記永久磁石（２０）、前記リードフレーム（３０）、および前記磁気検出素子（５１）を覆う被覆部材（１０）と、を備えることを特徴とする磁気検出装置。
10. 前記永久磁石は、前記第１の内壁面（２２ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第１の側部（２２）と、前記第２の内壁面（２３ａ）を有して前記第１の方向に伸びるように形成されている第２の側部（２３）と、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を接続する接続部（２１）とを備えことを特徴とする請求項９に記載の磁気検出装置。
11. 前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間を前記第１の方向に亘って接続するように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の磁気検出装置。
12. 前記接続部（２１）は、前記リードフレーム（３０）に対して前記第２の方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項１１に記載の磁気検出装置。
13. 前記接続部（２１）は、前記第１、第２の側部（２２、２３）の間で前記第３の方向に伸びるように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の磁気検出装置。
14. 請求項９に記載の永久磁石は、第１、第２の永久磁石とから構成されており、
    前記第１、第２の永久磁石のうち一方の永久磁石が、前記第１、第２の内壁面（２２ａ、２３ａ）のうち一方の内壁面を構成し、他方の永久磁石が他方の内壁面を構成することを特徴とする請求項９に記載の磁気検出装置。
15. 前記磁束零部位は、前記空所（２４）内を通る磁束が生じる第１の領域と前記空所（２４）の外側を通る磁束が生じる第２の領域との間の境界であることを特徴とする請求項９ないし１４のうちいずれか１つに記載の磁気検出装置。
16. 前記磁気検出素子は、前記永久磁石における前記第３の方向の中心線と前記磁束零部位とが交差する部位に配置されていることを特徴とする請求項９ないし１５のうちいずれか１つに記載の磁気検出装置。

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