本発明の1つの実施形態を図1~7にしたがって説明する。図には、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸を表示している。X方向は左右方向、Y方向は前後方向、Z方向は上下方向にそれぞれ相当する。
図1に示すように回転角度検出センサ10は、回転部材(不図示)の回転角度を検出するセンサIC12と、センサIC12を支持する支持部材14を備えている。図5に示すようにセンサIC(磁気検出部材)12は、2系統出力型、2出力型等と呼ばれる形式である。センサIC12は、センサ本体16と複数(例えば4本)のリード端子18を備えている。センサ本体16は、前方(図2及び図3において左方)に向いている。リード端子18は、後方に延びている。センサ本体16は、長四角形板状の樹脂製のパッケージ20を有している。パッケージ20内には、2個の検出素子(不図示)と2個の演算素子等(不図示)がモールドまたは埋設されている。検出素子は、例えば強磁性磁気抵抗素子(MRE)である。演算素子は、例えば半導体集積回路素子である。パッケージ20の長手方向が前後方向に一致している。パッケージ20の板厚方向が上下方向に一致している。
センサ本体16は、パッケージ20の左右両側面から突出する左右一対の側部フランジ21を有している(図4参照)。側部フランジ(被係合部)21は、センサ本体16の板厚方向の中央部から突出している。両側部フランジ21は、相互に左右対称であり、前後方向に延びている。センサ本体16は、パッケージ20の前端面から突出する前部フランジ22を有している。前部フランジ22は、センサ本体16の板厚方向の中央部から突出している。前部フランジ22は、左右方向に延びている。前部フランジ22の突出量は、側部フランジ21の突出量よりも大きい。前部フランジ22には、左右方向に長い長円形状の開口孔23が形成されている。
4本のリード端子18は、パッケージ20の後端面において左右方向に所定間隔で平行に配置されている。リード端子18は、導電性を有する金属製、例えば銅系合金製で、帯板状である。リード端子18は、板厚方向に向き、前後方向に直線上に延びている。リード端子18は、パッケージ20内において素子(不図示)と電気的に接続されている。リード端子18と側部フランジ21と前部フランジ22は、同一又は略同一平面上に配置されている(図2参照)。リード端子18は、途中で折り曲げることなくストレートである。
図6に示すように支持部材14は、長四角形板状の支持台25を有している。支持台25の長手方向は、前後方向に向いている。支持部材14の板厚方向は、上下方向に向いている。支持台25は、樹脂製である。支持台25の前部にセンサ本体16(図5参照)を載置する載置部26が設けられている。載置部26の左部上に前後2個の突起部28が一体に形成されている(図7参照)。突起部(係合支持部)28は、四角柱状である。突起部28の右側面には、左側の側部フランジ21(図4参照)に対応する保持面28aが設けられている。保持面28aは、左右方向に直交又は略直交する。
載置部26の右部には、前後2個の有底の凹部31が形成されている(図7参照)。凹部31の底面上には、弾性係合片32が一体形成されている。弾性係合片(係合支持部)32は、上下方向に延出する弾性片33と係止爪34を有している。係止爪34は、弾性片33の先端部(上端部)の左側面に形成されている。弾性片33の壁厚方向は、X方向と一致している。弾性片33は、自由状態において先端部が基端部(下端部)より左方(突起部28側)に傾いている。弾性片33は、右方へ弾性変形可能である(図7中、二点鎖線33参照)。
支持台25の後部上に複数(例えば4本)のターミナル36が左右方向に所定間隔で平行に配置されている。ターミナル(接続端子)36は、導電性を有する金属製、例えば銅系合金製である。ターミナル36は、帯板で、前後方向に直線上に延びている。ターミナル36の板厚方向は、上下方向に一致する。ターミナル36の長さ方向の中央部は、保持壁38に埋設されている。これによりターミナル36が支持台25に固定されている。保持壁38は、支持台25上に一体形成されている。保持壁38は、断面四角形状で、X方向に延びている。保持壁38の前面には、リード端子18に対応する受け止め面38aが設けられている。受け止め面38aは、Y軸に直交又は略直交する平面である。ターミナル36の後端部には、図示しない外部の制御装置につながる電気配線が接続可能となっている。
図1~4に示すように載置部26上にセンサ本体16が載置される。左側の側部フランジ21は、前後の突起部28の保持面28aに当てられる。右側の側部フランジ21は、前後の弾性係合片32の先端部の対向側面に当接しながら摺動し、弾性係合片32を右方へ弾性変形(図7中、二点鎖線32参照)させる。右側の側部フランジ21が係止爪34を通過し、弾性係合片32が弾性復元する。係止爪34(詳しくはアンダーカット部)が右側の側部フランジ21上に係合あるいはスナップフィットする(図4参照)。これにより右側の側部フランジ21が抜け止めされ、位置決めされる。載置部26の上面にパッケージ20の下面が当接する。
弾性片33は、右側の側部フランジ21に弾性的に当接し、右側の側部フランジ21を左方(センサ本体16側)へ押す。係止爪34は、弾性片33の弾性によって右側の側部フランジ21を下方(載置部26側)に押す。ターミナル36の後端部上にリード端子18の先端部が載置される。受け止め面38aにリード端子18の先端面が当接される(図2参照)。受け止め面38aは、リード端子18の先端面の後方への移動を規制する。リード端子18は、溶接、半田付け等によりターミナル36に固定される。これにより支持部材14にセンサIC12が組付けられて、回転角度検出センサ10が完成する。その後、水分または導電性の異物の付着による短絡防止のために、センサIC12の周辺部にポッティング、コーティング等を施すと良い。
センサ本体16内の検出素子は、図示しない回転部材の一対の永久磁石の間に発生する磁気の変化を検出する。センサ本体16内の演算素子は、検出素子からの検出信号に基づいて磁気の変化に応じた信号を外部の制御装置(不図示)に出力する。制御装置は、演算部から出力された信号に基づいて回転部材の回転角度を演算する。
センサ本体16がパッケージ20に当接している。そのためセンサIC12は、支持部材14に対して下方へ移動することが規制される。リード端子18が保持壁38に当接している。そのためセンサIC12は、支持部材14に対して後方へ移動することが規制される。左側の側部フランジ21が突起部28に当接している。そのためセンサIC12が支持部材14に対して左方へ移動することが規制される。右側の側部フランジ21が弾性片33に当接している。そのためセンサIC12が右方へ移動することが規制される。係止爪34が右側の側部フランジ21に係合している。そのためセンサIC12は、支持部材14に対して上方へ移動することが規制される。突起部28と弾性係合片32は、センサ本体16(詳しくは両側部フランジ21)の前後方向の移動を可能とする。
センサIC12は、Y方向の移動が可能な状態で支持部材14に支持されている(支持構造)。したがって支持部材14が熱によってY方向に伸縮したとき、センサIC12がY方向へ移動できる。このためリード端子18に加わる応力が低減される。かくしてリード端子18の断線が防止され、回転角度検出センサ10の信頼性が向上する。支持台25のY方向の熱伸縮によるセンサ本体16のY方向への位置ずれが防止される。これにより回転角度の検出精度の低下が防止され得る。
弾性片33は、右側の側部フランジ21を左方に押圧する弾性を有する。したがって突起部28と弾性係合片32の間にセンサ本体16が弾性的に挟持される。これによりセンサ本体16のX方向へのがたつきが防止される。
弾性係合片32は、弾性片33と係止爪34を有する。したがって弾性係合片32は、右側の側部フランジ21にスナップフィットする。このため支持部材14にセンサIC12が容易に支持され得る。弾性片33の弾性により、突起部28と弾性係合片32の間にセンサ本体16が弾性的に挟持される。係止爪34は、右側の側部フランジ21に係合して側部フランジ21が上方へ移動することを規制する。
係止爪34は、弾性片33の弾性によって右側の側部フランジ21を下方に押圧する。したがって右側の側部フランジ21の上方へのがたつきを防止できる。突起部28は、支持部材14に一体に形成されている。したがって支持部材14は、簡素に形成され得る。
リード端子18は、途中で折り曲げることなくストレートである。したがってリード端子18を折り曲げる加工が省略できる。リード端子18には、折り曲げることで生じる応力集中が発生しない。センサIC12の支持部材14への組付け方向と、リード端子18のターミナル36への接合方向が同じである。そのため製造工程が簡素になり、製造コストが低減され得る。
支持部材14は、図7に示す構造に代えて図8に示す構造を有していても良い。図8に示す突起部28は、図7に示す保持面28aに代えて保持面28bを有している。保持面28bは、その先端部(上端部)が右に傾く傾斜を有している。保持面28bは、載置部26の上面に直交する基準線Lに対して傾斜角θを有する。保持面28bの上部は、下部よりも右に位置するように傾く。保持面28bは、右側の側部フランジ21の上方へのがたつきを防止できる。
支持部材14は、図3,4に示す構造に代えて図9~12に示す構造を有していても良い。図9~12に示す支持部材14は、突起部28に抜け止め部40を有している。抜け止め部40は、突起部28の保持面28aの上部から張り出している。抜け止め部40は、アンダーカット部であって、左側の側部フランジ21に係合する。これにより左側の側部フランジ21が上方へ移動することが規制される。
支持部材14は、図1~3に示す構造に代えて図13~15に示す構造を有していても良い。図13~15に示す支持部材14にはガイドピン42が設けられている。ガイドピン42は、支持台25の載置部26の前部から突出している。ガイドピン42は、開口孔23の幅よりも所定量小さい外径を有する。所定量は、寸法のばらつき、熱伸縮等を加味しても開口孔23の孔縁にガイドピン42が干渉しない大きさである。このため開口孔23の孔縁部は、ガイドピン42のY方向の相対的な移動を拘束しない。ガイドピン42は、開口孔23に遊嵌される。そのため支持部材14にセンサIC12を組付ける際にガイドピン42によってセンサIC12がラフにガイドされつつ支持部材14へ組付けられ得る。
支持部材14は、図1~7に示す構造に代えて図16~20に示す構造を有していても良い。図16~20に示す支持部材14は、図1~7に示す突起部28に代えて弾性係合片37を有している。弾性係合片(係合支持部)37は、支持部材14の左側に設けられている。弾性係合片37は、右側の弾性係合片32と左右対称であって、弾性片37aと係止爪37bを有している。載置部26の左部には、凹部31と同様の凹部37cが形成されている。
図16~18に示す載置部26上にセンサ本体16を載置するとき、側部フランジ21が弾性係合片32,37の先端部(上端部)の対向側面に当接しながら移動する。これにより弾性係合片32,37が弾性変形し拡開する(図20中、二点鎖線32,37参照)。側部フランジ21が係止爪34,37bを通過し、弾性係合片32,37が弾性復元する。係止爪34,37bが側部フランジ21上に係合あるいはスナップフィットする。これにより側部フランジ21が抜け止めされ、あるいは位置決めされる。弾性片33,37aは、側部フランジ21に弾性的に当接し、センサ本体16を弾性的に挟持する。係止爪34,37bは、弾性片33,37aの弾性によって側部フランジ21を下方に押圧する。弾性係合片32,37は、センサ本体16(詳しくは側部フランジ21)の前後方向の相対的な移動を可能とする。
回転角度検出センサは、図1~7に示す構造に代えて図21~25に示す構造を有していても良い。図21の回転角度検出センサ50は、回転部材(不図示)の回転角度を検出するセンサIC52と、センサIC52を支持する支持部材54を備えている。
図25に示すセンサIC52は、1系統出力型、1出力型等と呼ばれる形式である。センサIC52は、センサ本体56と複数(例えば3本)のリード端子58を備えている。センサ本体56は前方に向き、リード端子58は後方に延びている。センサ本体56は、センシング部60と演算部62と複数本(例えば6本)の連結リード64を備えている。
センシング部60は、パッケージ66内に検出素子(不図示)がモールドすなわち埋設されてなる。パッケージ66は、樹脂製で長四角形板状である。検出素子は、例えば強磁性磁気抵抗素子(MRE)である。パッケージ66の長手方向は、左右方向に一致している。パッケージ66の板厚方向は上下方向に一致している。センシング部60は、パッケージ66の左右両側面の中央部から突出する左右のフランジ67を有している(図23参照)。フランジ67は、センサ本体56の板厚方向の中央部から突出している。両フランジ67は、相互に左右対称で、前後方向に延びている。
演算部62は、パッケージ69内に演算素子(不図示)がモールドすなわち埋設されてなる。パッケージ69は、樹脂製で長四角形板状である。演算素子は、例えば半導体集積回路素子である。パッケージ69の長手方向は、前後方向に一致している。パッケージ69の板厚方向は、上下方向に一致している。演算部62は、センシング部60の後方に並んで配置されている。パッケージ66とパッケージ69は、同一又は略同一寸法の板厚と、同一又は略同一寸法の左右方向の横幅を有している。
連結リード64は、パッケージ66とパッケージ69の間に架設されている(図23参照)。連結リード64は、左右方向に所定間隔で平行に配置されている。連結リード64は、導電性を有する金属製、例えば銅系合金製で、帯板状である。連結リード64の板厚方向が上下方向に一致する。連結リード64は、前後方向に直線状に延びている。連結リード64の前端部は、パッケージ66内において検出素子(不図示)と電気的に接続されている。連結リード64の後端部は、パッケージ69内において演算素子(不図示)と電気的に接続されている。連結リード64は、検出素子と演算素子を電気的に接続し、かつパッケージ66,69を機械的に接続している。連結リード64は、途中で折り曲げることなくストレート状態で使用されている。
3本のリード端子58は、パッケージ69の後端面から左右方向に所定間隔で平行に配置されている。リード端子58は、同一平面上で前後方向に延びている。両側のリード端子58の基端部は、中央部のリード端子58の基端部に向かって間隔を狭くするように斜めに延びている。リード端子58は、導電性を有する金属製例えば銅系合金製で、帯板状に形成されている。リード端子58の板厚方向は、上下方向に一致している。リード端子58は、パッケージ69内において演算素子と電気的に接続されている。リード端子58と連結リード64とフランジ67は、同一又は略同一平面上に配置されている(図22参照)。リード端子58は、折り曲げられることなく平面上においてストレートに延出している。
図25に示すように支持部材54は、長四角形板状の支持台71を有している。支持台71の長手方向は、前後方向に一致している。支持部材54の板厚方向は、上下方向に一致している。支持台71は、樹脂製である。支持台71の前部には、センサ本体56が載置される載置部72が設けられている。載置部72の左端部上に突起部74が一体的に形成されている。突起部(係合支持部)74は、図5の突起部28と同一の構成を有し、保持面74aを有している。
載置部72の右端部に有底状の凹部76が形成されている。凹部76の底面上に弾性係合片77が一体的に形成されている。弾性係合片(係合支持部)77は、図5の弾性係合片32と同様の構成を有し、弾性片78と係止爪79を有している。
支持台71の後部上に複数(例えば3本)のターミナル81が左右方向に所定間隔で平行に配置されている。ターミナル(接続端子)81は、導電性を有する金属製、例えば銅系合金製で、帯板状である。ターミナル81の板厚方向は、上下方向に一致している。ターミナル81は、前後方向に直線状に延びている。ターミナル81の長さ方向の中央部は、保持壁83に埋設されて固定されている。保持壁83は、図5の保持壁38と同様の構成を有している。保持壁83は、支持台71上に一体的に形成されている。保持壁83は、受け止め面83aを有している。ターミナル81の後端部には、図示しない外部の制御装置につながる電気配線が接続可能となっている。
図21~23に示すように載置部72上にセンサ本体56が載置される。このとき左の連結リード64(詳しくは左側縁)は、突起部74の保持面74aに押し当てられる。右の連結リード64(詳しくは右側縁)は、弾性係合片77の先端部(上端部)の左側面に当接しながら移動する。弾性係合片77は、右方へ弾性変形する(図24中、二点鎖線77参照)。右の連結リード64が係止爪79を通過し、弾性係合片77が弾性復元する。係止爪79が右の連結リード64上に係合あるいはスナップフィットする。これにより右の連結リード64が抜け止めされ位置決めされる。
弾性片78は、右の連結リード64に弾性的に当接し、連結リード64をセンサ本体56に向けて押す。係止爪79は、弾性片78の弾性によって右の連結リード64を下方に押す。各ターミナル81の後端部上に各リード端子58の先端部(後端部)が載置される。保持壁83の受け止め面83aにリード端子58の先端面(後端面)が当接される。これによりリード端子58の後方への移動が規制される。リード端子58が溶接、半田付け等によりターミナル81に接続される。支持部材54にセンサIC52を組付けた後に、水分または導電性の異物の付着による短絡防止のためにセンサIC52の周辺部にポッティング、コーティング等を施すと良い。
センシング部60の検出素子は、図示しない回転部材の一対の永久磁石の間に発生する磁気の変化を検出する。演算部62の演算素子は、検出素子からの検出信号に基づいて磁気の変化に応じた信号を外部の制御装置に出力する。制御装置は、演算部62から出力された信号に基づいて回転部材の回転角度を演算する。
パッケージ66とパッケージ69が載置部72に当接するためセンサIC52の下方への移動が規制される。リード端子58が保持壁83に当接するためセンサIC52の後方への移動が規制される。左の連結リード64が突起部74に当接するためセンサIC52の左方への移動が規制される。右の連結リード64が弾性片78に当接するためセンサIC52の右方への移動が規制される。右の連結リード64が係止爪79に係合するため、センサIC52の上方への移動が規制される。突起部74と弾性係合片77は、センサ本体56(詳しくは連結リード64)の前後方向の相対的な移動を可能とする。
したがって支持部材54が熱によってY方向に伸縮するとき、連結リード64に対して突起部74と弾性係合片77がY方向へ相対的に移動できる。このためリード端子58に加わる応力が低減され得る。かくしてリード端子58の断線が防止され、回転角度検出センサ50の信頼性が向上する。支持台71のY方向の熱伸縮にともなうセンサ本体56のY方向への位置ずれを防止できる。これにより回転角度の検出精度の低下を防止できる。
弾性片78は、右の連結リード64をセンサ本体56に向けて押す弾性を有する。センサ本体56は、突起部74と弾性係合片77の間において弾性的に挟持され得る。これによりセンサ本体56のX方向へのがたつきが防止される。弾性係合片77は、弾性片78と係止爪79を有する。係止爪79は、右の連結リード64にスナップフィットする。このためセンサIC52が支持部材54に容易に支持され得る。係止爪79は、右の連結リード64の上方への移動を規制できる。
係止爪79は、弾性片78の弾性によって右の連結リード64を介してセンサ本体56を下方に押す。したがってセンサ本体56の上方へのがたつきが防止される。突起部74が支持部材54に一体的に形成されている。そのため支持部材54が簡素に構成される。リード端子58は、途中で折り曲げることなくストレート状態で使用される。したがってリード端子58に折り曲げ部による応力集中が発生しない。支持部材54に対するセンサIC52の組付け方向と、ターミナル81に対するリード端子58の接合方向が同一方向である。これにより製造工程が簡素化され、製造コストが低減され得る。
支持部材54は、図21~25に示す構造に代えて図26~28に示す構造を有していても良い。図26~28に示す支持部材54は、図21~25に示す突起部74に代えて弾性係合片75を有している。弾性係合片(係合支持部)75は、支持部材54の左側に設けられている。弾性係合片75は、右側の弾性係合片77と左右対称であって、弾性片75aと係止爪75bを有している。載置部72の左部には、凹部76と同様の凹部75cが形成されている。
図26~28に示すように載置部72上にセンサ本体56を載置するとき、連結リード64は、弾性係合片75,77の先端部(上端部)の対向側面に当接しながら移動する。弾性係合片75,77が弾性変形して拡開する(図28中、二点鎖線75,77参照)。連結リード64が係止爪75b,79を通過すると、弾性係合片75,77が弾性復元する。係止爪75b,79が連結リード64上に係合あるいはスナップフィットする。これにより連結リード64が抜け止めされ位置決めされる。弾性片75a,78は、連結リード64に弾性的に当接し、センサ本体56を弾性的に挟持する。係止爪75b,79は、弾性片75a,78の弾性によって連結リード64を下方に押す。弾性係合片75,77は、センサ本体56の前後方向への相対的な移動を可能とする。
回転角度検出センサは、図21~25に示す構造に代えて図29~32に示す構造を有していても良い。図29~32に示す回転角度検出センサ51は、支持部材53と複数(例えば2個)のセンサIC52を備えている。支持部材53は、前支持台53aと後支持台53bを一体に有している。前支持台53a(載置部53c)の上面は、後支持台53b(載置部53d)の上面よりもパッケージ66の高さ相当分高い。各センサIC52は、センサ本体56とセンシング部(本体の一部)60を有する。支持部材53の各部(突起部74、弾性係合片77、ターミナル81及び保持壁83)は、各センサIC52のセンシング部60が重なるように配置されている(図30参照)。センシング部60は、検出中心が整合するように重ねられる。
後支持台53bにセンサIC52を装着させた後に、前支持台53aに他のセンサIC52を装着する。各センサIC52のセンシング部60を重ねる。各センサIC52は、支持部材53に対してY方向に移動可能に支持される。したがって支持部材53のY方向の熱伸縮によってリード端子58に加わる応力が低減される。
回転角度検出センサ51は、図29~32に示す構造に代えて図33、34に示す構造を有していても良い。図33、34に示す支持部材53は、図29~32に示す突起部74に代えて弾性係合片70を有している。弾性係合片70は、弾性係合片77と同様に形成されており、弾性係合片77と左右対称である。
本発明の形態を上記構造を参照して説明したが、本発明の目的を逸脱せずに多くの交代、改良、変更が可能であることは当業者であれば明らかである。したがって本発明の形態は、添付された請求項の精神と目的を逸脱しない全ての交代、改良、変更を含み得る。例えば本発明の形態は、前記特別な構造に限定されず、下記のように変更が可能である。
回転角度検出センサは、種々の回転部材の回転角度を検出するように利用できる。回転角度検出センサは、センサIC12,52に代えてホール素子、ホールIC等を有していても良い。センサICのリード端子は、支持部材のターミナルの配置に応じて折り曲げても良い。
回転角度検出センサは、支持部材に対してセンサ本体16,56をY方向に移動可能に支持する支持構造を有している。支持構造は、上記構造に代えてセンサ本体のX方向の両側部に沿ってY方向に直線状に延びる延出部を有していても良い。延出部は、側部フランジ21あるいはパッケージ20の側端部を支持しても良い。センサ本体56は、上記するように被係合部として連結リード64を有している。これに代えてセンサ本体56は、X方向の両側部においてY方向に直線状に延びる延出部を有していても良い。延出部は、パッケージ66の側端部、フランジ67又は演算部62のパッケージ69の側端部でも良い。
支持部材は、上述するように2個の突起部28,74を有していても良いし、1個の突起部あるいは3個以上の突起部を有していても良い。突起部は、上述するように柱状でも良いし、Y方向に延びる壁状であっても良い。複数の突起部は、先端部(上端部)同士が離れていても良いし、つながっていても良い。
支持部材は、上述するように2個の弾性係合片あるいは4個の弾性係合片を有していても良い。これに代えて支持部材は、1個の弾性係合片、3個の弾性係合片あるいは5個以上の弾性係合片を有していても良い。弾性片は、上述するようにZ方向に長くても良いし、Y方向に長い壁状でも良い。係止爪は、上述するように弾性片の上端部に沿って形成されても良い。これに代えて係止爪は、弾性片の上端部の一部に形成されても良いし、断続的に形成されても良い。係止爪は、弾性片の他の部分に形成されても良い。
支持部材は、上述するようにセンサ本体の左右に設けられる係合支持部を有する。係合支持部は、センサ本体のY方向の移動を可能に支持する。係合支持部は、上記構造に限定されず、他の形状であっても良い。支持部材は、上述するようにセンサ本体の左右に設けられる弾性係合片を有していても良い。左右の弾性係合片は、相互に左右対称でも良いし、左右非対称でも良い。
支持部材は、上述するように係止爪を備える弾性係合片を有していても良い。これに代えて支持部材は、係止爪を備えない弾性係合片を有していても良い。支持部材は、上述する弾性係合片に代えて上述する突起部を有していても良いし、上述する突起部に代えて上述する弾性係合片を有していても良い。係止爪は、上述するように被係合部を弾性片の弾性によって下方に押す構造でも良いし、下方に押さない構造でも良い。