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JPH0979865A - 磁気検出センサ - Google Patents

磁気検出センサ

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JPH0979865A
JPH0979865A JP7233009A JP23300995A JPH0979865A JP H0979865 A JPH0979865 A JP H0979865A JP 7233009 A JP7233009 A JP 7233009A JP 23300995 A JP23300995 A JP 23300995A JP H0979865 A JPH0979865 A JP H0979865A
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JP
Japan
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magnetic
magnet
permanent magnet
lead frame
detection sensor
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JP7233009A
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Inventor
Yasuaki Makino
牧野  泰明
Ichiro Izawa
一朗 伊澤
Susumu Azeyanagi
進 畔柳
Yoshihiro Kato
良浩 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化を図りつつ、組み付けを容易に行う。 【解決手段】磁気検出装置は、歯車状の磁性体ロータ1
と磁気検出センサ2とから構成されている。磁気検出セ
ンサ2において、リードフレーム5にはMREを含むセ
ンサ素子(ICチップ)3がマウントされており、セン
サ素子3及びリードフレーム5は、絶縁性の樹脂材とし
てのモールド材7にてモールドされている。モールドI
C4の図示上面には、平面四角形状の凹部8が形成され
ており、その凹部8には、磁性体ロータ1に向けてバイ
アス磁界を発生させるための永久磁石10が接着剤9に
より固定されている。永久磁石10としては、比較的小
型で且つ磁気特性に優れたネオジウム(Nd)の焼結磁
石が用いられている。凹部8は、磁性体ロータ1に対し
て永久磁石10による最適な磁界が得られるような位置
に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被検出対象の運
動を磁気抵抗素子(以下、MREという)による抵抗変
化により検出するようにした磁気検出センサに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図11は従来例としての磁気検出装置を
示す斜視図である。図11において、歯車状の磁性体ロ
ータ31から一定間隔をおいた所定位置には磁気検出セ
ンサ32が対向配置されている。磁気検出センサ32
は、MRE(ICチップ)を内部にモールドしたモール
ドIC(モールドパッケージ)33を有し、そのモール
ドIC33は、円柱状のバイアス磁石34に形成された
貫通孔35内に配置されている。かかる場合、磁性体ロ
ータ31の回転に伴いバイアス磁石34による磁気ベク
トルの向きが変わり、それによりモールドIC33内の
MREの抵抗値が変化する。そして、この抵抗値変化に
より磁性体ロータ31の回転状態が検出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術の場合、以下に示す問題を生ずる。つまり、上記構成
では、モールドIC33の周囲を完全に囲むようにバイ
アス磁石34が配設されるため、センサとして使用する
場合に大型化を招くという問題があった。また、モール
ドIC33とバイアス磁石34とを正確に位置決めしな
いと最適な検出結果が得られず、その組み付け作業時の
煩雑化を招くことがあった。
【0004】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、小型化を図り
つつ、組み付けを容易に行うことができる磁気検出セン
サを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、被検出対象の運動を抵抗
変化により検出する磁気抵抗素子をリードフレーム上に
設け、該磁気抵抗素子を前記リードフレームと共に絶縁
性樹脂材からなるモールドパッケージで封入した磁気検
出センサにおいて、前記モールドパッケージの外表面の
所定面をバイアス磁石の固着面とすると共に、この面に
形成した位置決め部を用いてバイアス磁石を配置したこ
とを要旨としている。
【0006】請求項2に記載の発明は、被検出対象の運
動を抵抗変化により検出する磁気抵抗素子をリードフレ
ーム上に設け、該磁気抵抗素子を前記リードフレームと
共に絶縁性樹脂材からなるモールドパッケージで封入し
た磁気検出センサにおいて、前記リードフレーム上にバ
イアス磁石を載置し、該バイアス磁石をモールドパッケ
ージ内に封入したことを要旨としている。
【0007】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2に記載の発明において、前記バイアス磁石を希土類磁
石により構成している。 (作用)請求項1に記載の構成によれば、バイアス磁石
をモールドパッケージの外表面の所定面に固着したた
め、モールドパッケージの周囲を円柱状のバイアス磁石
で囲って構成した従来例と比較して、大幅な小型化が可
能となる。また、バイアス磁石は、位置決め部を用いて
所定位置に固着されるため、組み付け時における作業が
容易となる。さらに、同磁石の位置ズレが防止され、バ
イアス磁石により得られる磁界の最適化が可能となる。
【0008】請求項2に記載の構成によれば、バイアス
磁石はモールドパッケージ内に封入されることで、所定
位置に位置決めされる。かかる場合、上記請求項1と同
様に、センサの小型化、組み付けの容易化、バイアス磁
界の最適化が実現できる。
【0009】請求項3に記載の構成によれば、例えばネ
オジウム(Nd)磁石等の希土類磁石を用いることで、
比較的小型であっても優れた磁気特性を発揮でき、セン
サのさらなる小型化に貢献できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)以下、この発明を具体化した第1の
実施形態を図面を用いて説明する。
【0011】図1は、本実施形態における磁気検出装置
を示す断面図であり、図2は磁気検出装置の斜視図であ
る。図1,2において、磁気検出装置は、歯車状の磁性
体ロータ(被検出対象)1と磁気検出センサ2とから構
成されている。磁性体ロータ1は図示しない回転体に連
結され、磁気検出センサ2は磁性体ロータ1の図示右方
にて同ロータ1から一定間隔をおいて対向配置されてい
る。
【0012】磁気検出センサ2は、センサ素子(ICチ
ップ)3を内部にモールドしたモールドIC(モールド
パッケージ)4を備える。詳しくは、モールドIC4内
において、銅製のリードフレーム5には、MREを含む
センサ素子3がマウントされており、センサ素子3とリ
ードフレーム5とはボンディングワイヤ6にて接続され
ている。センサ素子3及びリードフレーム5は、絶縁性
の樹脂材(本実施形態では、エポキシ系樹脂)としての
モールド材7にてモールドされている。
【0013】モールドIC4の図示上面には、位置決め
部としての平面四角形状の凹部8が形成されており、そ
の凹部8には、磁性体ロータ1に向けてバイアス磁界を
発生させるための永久磁石(バイアス磁石)10が接着
剤9により固定されている。モールドIC4の図示上面
はバイアス磁石の固着面に相当する。本実施形態では永
久磁石10として、希土類磁石であるネオジウム(N
d)の焼結磁石を用いており、同磁石は比較的小型で且
つ優れた磁気特性を有する。凹部8は、前記磁性体ロー
タ1に対して永久磁石10による最適な磁界が得られる
ような位置に形成されている。
【0014】また、図2において、「W1」,「L
1」,「W2」,「L2」,「T2」は、磁気検出セン
サ2の主要部(モールドIC4,永久磁石10)におけ
る寸法を示し、本実施形態では、W1=10mm,L1
=14mm,W2=4.5mm,L2=6.2mm,T
2=2mmとなっている。
【0015】一方、図3に示すように、センサ素子3は
ICチップ内に2つのMRE11,12を備えており、
このMRE11,12は、永久磁石10の磁界方向と同
一平面内の磁界方向(図3でWで示す)に対しそれぞれ
プラス・マイナス45度の角度で一対配置されている。
【0016】ここで、磁気の検出原理を説明する。磁性
体ロータ1が回転すると、ロータ1〜MRE11,12
〜永久磁石10の磁気回路内にて、磁性体ロータ1の歯
(凸部)に引かれた磁気ベクトルが振れる。すると、図
4に示すように、この磁気ベクトルの方向変化を受けて
MRE11,12の抵抗値が変化する。このとき、一対
のMRE11,12の抵抗変化はそれぞれ逆相に働く。
この抵抗変化を同一チップ内に形成された処理回路13
(図3参照)が波形整形し、磁性体ロータ1の回転に応
じたパルス数(=歯数)を出力する。
【0017】また、MRE11,12が上記の如く配置
される場合、図5,6,7に示すように、MRE11,
12上にて受ける磁気ベクトルをBxとBy方向成分に
分けて考察する。なお、Bxは電流方向に平行な磁気ベ
クトルであり、Byは電流方向に垂直な磁気ベクトルで
ある。かかる場合、飽和領域における抵抗値をそれぞれ
Rx,Ryとすれば、図8中のMRE11,12の抵抗
値R1,R2は、次のようになる。なお、磁気ベクトル
(Bベクトル)の振れ角をδとする。
【0018】 R1=Rx・cos2 {(π/4)−δ} +Ry・sin2 {(π/4)−δ} =(Rx+Ry)/2+(Rx−Ry)/2・sin2δ R2=Rx・cos2 {(π/4)+δ} +Ry・sin2 {(π/4)+δ} =(Rx+Ry)/2−(Rx−Ry)/2・sin2δ 故に、抵抗値R1,R2の差ΔRは、 ΔR=R1−R2=(Rx−Ry)sin2δ となる。
【0019】ここで、磁気回路を考える場合、磁気ベク
トル(Bベクトル)の振れ角δを、−45°<δ<45
°の範囲内にて最大振れ角δmax をとるように設計をす
れば、MRE11,12の感度(抵抗変化率ΔR/R
(R=R1=R2)が向上する。
【0020】このように本実施形態では、磁性体ロータ
1に向けて永久磁石10(バイアス磁石)を設けると共
に、バイアス磁界とでなす角度が略45度となるように
MRE11,12を配置した。そして、磁性体ロータ1
の運動に対応したバイアス磁界の状態変化をMRE1
1,12の抵抗変化により検出するようにした。かかる
場合、MRE11,12の感度低下を極力抑えた上で出
力波形の波形割れが防止される。
【0021】そして、本実施形態によれば、以下に示す
特有の効果が得られる。つまり、本実施形態の磁気検出
センサ2では、永久磁石10をモールドIC4の一面に
載置した状態に構成したため、円環状の永久磁石を用い
た従来例(図11参照)に比較して、センサの小型化を
実現することができる。このとき、従来例では一般に永
久磁石としてフェライト磁石が用いられるが、本実施形
態ではネオジウム(Nd)磁石を用いたため、比較的小
型の磁石でも従来例と同等のバイアス磁界(200ガウ
ス以上)を得ることができる。
【0022】また、モールドIC4に凹部8を形成し、
当該凹部8に永久磁石10を固着したため、永久磁石1
0の位置決めを容易に行うことができる(組み付け作業
が容易になる)。さらに、永久磁石10の位置ズレを解
消することができるため、同磁石10による安定したバ
イアス磁界を維持することができ、磁気検出センサ2と
磁性体ロータ1との間のエアギャップを縮小化して高い
検出感度を得ることも可能になる。
【0023】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
の磁気検出センサ21について図9を用いて説明する。
なお、図9(a)は磁気検出センサ21の内部構造を側
面から見た図に相当し、図9(b)は上面から見た図に
相当する。
【0024】図9において、磁気検出センサ21は、M
REを含むセンサ素子22を内部にモールドしたモール
ドIC23を備える。つまり、モールドIC23内にお
いて、銅製のリードフレーム24にはセンサ素子(MR
E)22がマウントされており、センサ素子22とリー
ドフレーム24とはボンディングワイヤ25にて接続さ
れている。
【0025】また、リードフレーム24において、MR
Eマウント面の裏面(図では上面)には、磁性体ロータ
(図示しない)に向けてバイアス磁界を発生させるため
の永久磁石26が固着されている。この永久磁石26と
しては、上記第1の実施形態と同様に、比較的小型で且
つ磁気特性に優れたネオジウム(Nd)の焼結磁石を用
いているのが好ましく、同磁石26の固着位置は、磁性
体ロータに対して最適な磁界が発生できるよう設定され
ている。
【0026】また、リードフレーム24上には、前記セ
ンサ素子22や永久磁石26他に例えばチップコンデン
サ27がマウントされている。そして、センサ素子2
2、永久磁石26、チップコンデンサ27及びリードフ
レーム24は、絶縁性の樹脂材(本実施形態では、エポ
キシ系樹脂)としてのモールド材28にてモールドされ
ている。
【0027】なお、センサ素子22には、上記第1の実
施形態と同様に、永久磁石26が発生する磁気ベクトル
に対して45度傾けた一対のMREを有する磁気回路が
構成されている。
【0028】そして上記構成の磁気検出センサ21によ
れば、上記第1に実施形態と同様に、センサの小型化を
実現することができる。また、永久磁石26の組み付け
を容易に行うことができる。さらに、永久磁石26の位
置ズレを解消することができるため、同磁石26による
安定したバイアス磁界を維持することができ、磁気検出
センサ21と磁性体ロータとの間のエアギャップを縮小
化して高い検出感度を得ることも可能になる。
【0029】なお本発明は、上記各実施形態の他に以下
の如く具体化することもできる。 (1)第1の実施形態(図1)の変形例として、磁気検
出センサ2を図10のように構成してもよい。つまり、
図10において、モールドIC4の図示上面には、位置
決め部としての断面矩形状の突部29が左右一対で設け
られており、その突部29の間に永久磁石10が固着さ
れている。図示はしないが、この突部29は永久磁石1
0の周囲を囲むように、四方に設けてもよい。また、突
部29の形状は断面三角状にする等、図示の形状に限定
されるものではない。
【0030】(2)上記第1の実施形態の他の形態とし
て、永久磁石10の底面(固着面)に突起(又は凹部)
を形成し、モールドIC4の固着面(図1の上面)には
前記永久磁石10の突起(又は凹部)に係合する形状の
位置決め部を形成するようにしてもよい。
【0031】(3)上記各実施形態では、小型で且つ磁
気特性に優れた永久磁石としてネオジウム磁石を用いた
が、同様の性能を有する希土類−コバルト磁石等、他の
希土類磁石を用いてもよい。
【0032】(4)組み立て時のハンドリングを容易に
するため、磁石を着磁なしの状態でモ−ルドパッケージ
やリードフレームに組み付け、その後で磁化(着磁)す
るようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】請求項1〜3に記載の発明によれば、小
型化を図りつつ、組み付けを容易に行うことができると
いう優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態における磁気検出装置の構成を
示す断面図。
【図2】第1の実施形態における磁気検出装置を示す斜
視図。
【図3】センサ素子の正面図。
【図4】信号処理を示すタイムチャート。
【図5】MREの方向性を示す斜視図。
【図6】MREの方向性を示す側面図。
【図7】MREの抵抗値を示すグラフ。
【図8】MREに加わる磁気ベクトルの方向を示す斜視
図。
【図9】第2の実施形態における磁気検出センサを示す
図。
【図10】他の実施形態の磁気検出センサを示す構成
図。
【図11】従来の技術における磁気検出装置の構成を示
す斜視図。
【符号の説明】
1…被検出対象としての磁性体ロータ、2…磁気検出セ
ンサ、4…モールドパッケージとしてのモールドIC、
5…リードフレーム、8…位置決め部としての凹部、1
0…バイアス磁石としての永久磁石、11,12…MR
E(磁気抵抗素子)、21…磁気検出センサ、22…M
RE(磁気抵抗素子)を含むセンサ素子、23…モール
ドパッケージとしてのモールドIC、24…リードフレ
ーム、26…バイアス磁石としての永久磁石、29…位
置決め部としての突部。
フロントページの続き (72)発明者 加藤 良浩 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検出対象の運動を抵抗変化により検出す
    る磁気抵抗素子をリードフレーム上に設け、該磁気抵抗
    素子を前記リードフレームと共に絶縁性樹脂材からなる
    モールドパッケージで封入した磁気検出センサにおい
    て、 前記モールドパッケージの外表面の所定面をバイアス磁
    石の固着面とすると共に、この面に形成した位置決め部
    を用いてバイアス磁石を配置したことを特徴とする磁気
    検出センサ。
  2. 【請求項2】被検出対象の運動を抵抗変化により検出す
    る磁気抵抗素子をリードフレームに設け、該磁気抵抗素
    子を前記リードフレームと共に絶縁性樹脂材からなるモ
    ールドパッケージで封入した磁気検出センサにおいて、 前記リードフレームにバイアス磁石を載置し、該バイア
    ス磁石をモールドパッケージ内に封入したことを特徴と
    する磁気検出センサ。
  3. 【請求項3】前記バイアス磁石は、希土類磁石である請
    求項1又は2に記載の磁気検出センサ。
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