特許 6322052 センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6322052

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】センサ装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20180423BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20180423BHJP

   G01R 33/09 20060101ALN20180423BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/244 D

   G01R33/02 U

   G01R33/02 X

   G01R33/02 N

   !G01R33/09

【請求項の数】20

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-116366(P2014-116366)

(22)【出願日】2014年6月5日

(65)【公開番号】特開2015-111093(P2015-111093A)

(43)【公開日】2015年6月18日

【審査請求日】2017年5月9日

(31)【優先権主張番号】特願2013-223097(P2013-223097)

(32)【優先日】2013年10月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】海老根 徹

(72)【発明者】

【氏名】奥村 宏克

(72)【発明者】

【氏名】小田切 秀行

(72)【発明者】

【氏名】常田 晴弘

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 豊

【審査官】 平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平２−２９８８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−４０９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３０４４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９−５／６２

Ｇ０１Ｒ ３３／００−３３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路基板と、
該回路基板に実装されたセンサと、
前記回路基板に実装された第１電子部品と、
を有し、
前記センサは、センサ素子と、該センサ素子の温度を検出する感温部と、該感温部での検出結果に基づいて前記センサ素子の温度が一定になるように当該センサ素子を加熱するヒータと、を有し、
前記回路基板には、前記センサと前記第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に延在するスリットが形成されていることを特徴とするセンサ装置。

【請求項2】

前記センサ素子は、素子基板と、該素子基板に形成された感磁膜と、を有していることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項3】

前記スリットは、前記センサの周りに前記回路基板を一部残して当該センサを囲むように延在していることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。

【請求項4】

前記回路基板を軸線方向の一方側の端部で保持するホルダを有し、
前記一方側の端部には、前記軸線方向の前記一方側に向けて突出して当該一方側の端面で前記回路基板において前記軸線方向の他方側に向く面を支持する複数の回路基板支持部を有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項5】

前記複数の回路基板支持部には、該回路基板支持部の外形寸法より細い外形寸法をもって前記端面から前記軸線方向の前記一方側に向けて突出する軸部を備えた第１回路基板支持部が含まれ、
前記回路基板には、前記軸部が嵌る第１貫通部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。

【請求項6】

前記軸部および前記第１貫通部を複数備え、
前記ホルダに対して、前記回路基板の表裏が予め定めた向きとなり、且つ、前記回路基板が前記軸線回りで予め定めた回転位置となるように位置決めされると、前記複数の前記軸部の全てが前記第１貫通部と嵌合可能となり、
前記予め定めた回転位置は、３６０度の範囲内で１箇所のみであり、当該予め定めた回転位置を除く回転位置では、前記複数の前記軸部の少なくとも１つが、前記第１貫通部と嵌合不能であることを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置。

【請求項7】

前記複数の回路基板支持部には、前記一方側の端面から前記軸部が突出していない第３回路基板支持部が含まれ、
前記回路基板には、前記第３回路基板支持部の前記一方側の端面に対して前記軸線方向の他方側から当接する当接部が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のセンサ装置。

【請求項8】

前記第１貫通部に嵌合された前記軸部は、前記回路基板に弾性接着剤で接着されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項9】

前記複数の回路基板支持部には、該回路基板支持部の外形寸法より細い外形寸法をもって前記一方側に向けて突出する筒部を備えた第２回路基板支持部が含まれ、
前記回路基板には、前記筒部が嵌る第２貫通部が形成され、
前記回路基板は、該回路基板に対して前記ホルダとは反対側から前記第２貫通部を通っ
て前記筒部に止められたネジによって前記ホルダに固定されていることを特徴とする請求項４乃至８の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項10】

前記複数の回路基板支持部には、該回路基板支持部の外形寸法より細い外形寸法をもって前記一方側に向けて突出する筒部を備えた第２回路基板支持部が含まれ、
前記回路基板には、前記筒部が嵌る第２貫通部が形成され、
前記回路基板は、該回路基板に対して前記ホルダとは反対側から前記第２貫通部を通って前記筒部に止められたネジによって前記ホルダに固定され、
前記軸部と前記第１貫通部の内周面との隙間は、前記筒部と前記第２貫通部の内周面との隙間より大きいことを特徴とする請求項５乃至８の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項11】

前記複数の回路基板支持部には、前記一方側の端面に固定穴が形成された第２回路基板支持部が含まれ、
前記回路基板には、前記ホルダとは反対側から前記固定穴にネジ止めされるネジが挿通される第２貫通部が形成され、
前記回路基板は、前記ネジによって前記ホルダに固定されていることを特徴とする請求項４乃至８の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項12】

前記複数の回路基板支持部には、前記一方側の端面に固定穴が形成された第２回路基板支持部が含まれ、
前記回路基板には、前記ホルダとは反対側から前記固定穴にネジ止めされるネジが挿通される第２貫通部が形成され、
前記回路基板は、前記ネジによって前記ホルダに固定され、
前記軸部と前記第１貫通部の内周面との隙間は、前記ネジと前記第２貫通部の内周面との隙間より小さいことを特徴とする請求項５乃至８の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項13】

前記第２貫通部は、前記回路基板の外縁に形成された切り欠きであることを特徴とする請求項９乃至１２の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項14】

前記ホルダの前記軸線方向の前記他方側の端部には、周方向の複数個所から前記軸線方向の前記他方側に突出したセンサ装置固定用の突部が形成されていることを特徴とする請求項４乃至１３の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項15】

前記ホルダは樹脂製であることを特徴とする請求項４乃至１４の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項16】

前記ホルダは、筒状胴部を備え、
当該筒状胴部の内側には前記センサによって物理量が検出される検出対象部が配置されることを特徴とする請求項４乃至１５の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項17】

前記回路基板では、前記スリットに対して前記センサが配置されている側に発熱性の第２電子部品が実装され、
前記第２電子部品は、前記回路基板の前記センサが実装されている側とは反対側の面に実装されていることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項18】

前記回路基板において前記センサと前記第１電子部品との間には、前記センサと前記第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に沿って複数のスルーホールが配置されていることを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載のセンサ装置。

【請求項19】

前記第１電子部品はマイクロコンピュータであり、
前記スルーホールは、前記マイクロコンピュータへの情報の書き込み用であることを特徴とする請求項１８に記載のセンサ装置。

【請求項20】

前記回路基板において前記センサと前記第１電子部品との間には、前記センサと前記第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に沿って複数の検査端子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１９の何れか一項に記載のセンサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路基板にセンサが実装されたセンサ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

センサ装置ではセンサが回路基板に実装されており、センサでの検出結果は、回路基板を介して出力される。また、磁気抵抗素子を備えた磁気センサ装置では、素子基板の一方面に磁気抵抗膜からなる感磁膜が形成されており、感磁膜によって構成した２相（Ａ相およびＢ相）のブリッジ回路から出力された出力に基づいて、回転体の角度速度や角度位置等を検出する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１１８０００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

センサは、温度によって検出結果が変化することが多い。例えば、磁気センサ装置に用いられる磁気抵抗素子やホール素子に用いられる感磁膜は、温度によって抵抗値が変化する。このため、感磁膜によってブリッジ回路を構成することにより、温度変化に起因する抵抗値変化が発生しても、かかる変化が等しければ、出力に変化は発生しないはずである。しかしながら、基板に形成された感磁膜を利用した磁気センサ装置では、たとえ、感磁膜によってブリッジ回路を構成した場合でも、温度が変化すると、検出誤差が発生する。かかる原因は明確になっていないが、素子基板と感磁膜とでは熱膨張係数が相違することに起因する応力の影響が素子基板の位置によって異なることや、感磁膜の膜質が素子基板の位置によって異なることに起因するものと推測される。

【0005】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることのできるセンサ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明に係るセンサ装置は、回路基板と、該回路基板に実装されたセンサと、前記回路基板に実装された第１電子部品と、を有し、前記センサは、センサ素子と、該センサ素子の温度を検出する感温部と、該感温部での検出結果に基づいて前記センサ素子の温度が一定になるように当該センサ素子を加熱するヒータと、を有し、前記回路基板には、前記センサと前記第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に延在するスリットが形成されていることを特徴とする。

【0007】

本発明では、センサに感温部およびヒータが構成されており、ヒータは、感温部での検出結果に基づいてセンサ素子の温度が一定になるようにセンサ素子を加熱する。このため、センサの検出結果は環境温度の影響を受けにくい。また、センサが実装された回路基板には、第１電子部品も実装されているとともに、回路基板には、センサと第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に延在するスリットが形成されている。このため、回路基板において、センサが実装されている領域と、第１電子部品が実装されている領域との間には、スリットを利用した遮熱部が設けられているので、センサが実装されている領域と第１電子部品が実装されている領域との間の熱伝導が抑制されている。従って、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。それ故、本発明を適用したセンサ装置
によれば、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。

【0008】

本発明は、前記センサ素子が、素子基板と、該素子基板に形成された感磁膜と、を有している場合に適用すると効果的である。センサ素子が、素子基板に感磁膜が形成された磁気センサ素子の場合、感磁膜自身が温度によって抵抗値が変化するとともに、素子基板と感磁膜との熱膨張係数の差に起因する応力が素子基板の位置によって異なること等に起因して温度の影響を受けやすいが、本発明によれば、かかる温度変化の影響を抑制することができる。

【0009】

本発明において、前記スリットは、前記センサの周りに前記回路基板を一部残して当該センサを囲むように延在していることが好ましい。かかる構成によれば、センサが実装されている領域と第１電子部品が実装されている領域との間の熱伝導がより抑制される。このため、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0010】

本発明において、前記回路基板を軸線方向の一方側の端部で保持するホルダを有し、前記一方側の端部には、前記軸線方向の前記一方側に向けて突出して当該一方側の端面で前記回路基板において前記軸線方向の他方側に向く面を支持する複数の回路基板支持部を有していることが好ましい。かかる構成によれば、ホルダの軸線方向の一方側の端面全体で回路基板を支持する構造に比して、ホルダと回路基板との接触面積が狭い。このため、回路基板とホルダとの間の熱伝導を抑制することができるので、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくい。従って、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0011】

本発明において、前記複数の回路基板支持部には、該回路基板支持部の外形寸法より細い外形寸法をもって前記端面から前記軸線方向の前記一方側に向けて突出する軸部を備えた第１回路基板支持部が含まれ、前記回路基板には、前記軸部が嵌る第１貫通部が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、回路基板を軸部と第１貫通部とによって位置決めしても、回路基板とホルダとの間の熱伝導を抑制することができる。従って、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0012】

本発明において、前記軸部および前記第１貫通部を複数備え、前記ホルダに対して、前記回路基板の表裏が予め定めた向きとなり、且つ、前記回路基板が前記軸線回りで予め定めた回転位置となるように位置決めされると、前記複数の前記軸部の全てが前記第１貫通部と嵌合可能となり、前記予め定めた回転位置は、３６０度の範囲内で１箇所のみであり、当該予め定めた回転位置を除く回転位置では、前記複数の前記軸部の少なくとも１つが、前記第１貫通部と嵌合不能であることが好ましい。このように、本発明では、複数の回路基板支持部と第１貫通部が３６０度を除く回転角度で回転対称にならないように配置されている。かかる構成によれば、ホルダに対して回路基板を固定する時に、その表裏を間違えることがない。また、軸線回りで正しい回転位置に位置決めしたときだけ、回路基板をホルダに固定することが可能である。よって、回路基板を間違った姿勢で固定してしまうおそれがなく、高い位置精度で固定できる。また、製造時の管理項目を削減できるので、安価に製造することが可能である。

【0013】

本発明において、前記複数の回路基板支持部には、前記一方側の端面から前記軸部が突出していない第３回路基板支持部が含まれ、前記回路基板には、前記第３回路基板支持部の前記一方側の端面に対して前記軸線方向の他方側から当接する当接部が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、第１回路基板支持部で支持されない箇所を第３回路基板支持部で支持することができる。従って、軸部と第１貫通部が回転対称にならない
ようにするため、軸部を軸線回りの周方向で偏った配置にしていても、回路基板の支持については、軸線回りの周方向で荷重を分散して支持することが可能である。よって、固定時の回路基板の変形を抑制でき、残留応力が経時で解放されることによる回路基板の形状変化を抑制できる。従って、回路基板の変形による検出精度の低下を抑制できる。

【0014】

本発明において、前記第１貫通部に嵌合された前記軸部は、前記回路基板に弾性接着剤で接着されていることが好ましい。かかる構成によれば、モータ回転時の振動や外部からの振動が加わった場合に、回路基板への振動の影響を小さくすることができる。よって、センサの検出出力への振動の影響を小さくすることができ、検出精度の低下を抑制できる。

【0015】

本発明において、前記複数の回路基板支持部には、該回路基板支持部の外形寸法より細い外形寸法をもって前記一方側に向けて突出する筒部を備えた第２回路基板支持部が含まれ、前記回路基板には、前記筒部が嵌る第２貫通部が形成され、前記回路基板は、該回路基板に対して前記ホルダとは反対側から前記第２貫通部を通って前記筒部に止められたネジによって前記ホルダに固定されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、ネジ止め時に、ネジ頭が必要以上に回路基板に食い込むことを筒部によって妨げることができる。従って、回路基板の破壊やネジ山の破壊を抑制できる。

【0016】

本発明において、前記複数の回路基板支持部には、該回路基板支持部の外形寸法より細い外形寸法をもって前記一方側に向けて突出する筒部を備えた第２回路基板支持部が含まれ、前記回路基板には、前記筒部が嵌る第２貫通部が形成され、前記回路基板は、該回路基板に対して前記ホルダとは反対側から前記第２貫通部を通って前記筒部に止められたネジによって前記ホルダに固定され、前記軸部と前記第１貫通部の内周面との隙間は、前記筒部と前記第２貫通部の内周面との隙間より大きいことが好ましい。かかる構成によれば、第２回路基板支持部を位置決め基準として、回路基板の位置決めを行うことができる。

【0017】

本発明において、前記複数の回路基板支持部には、前記一方側の端面に固定穴が形成された第２回路基板支持部が含まれ、前記回路基板には、前記ホルダとは反対側から前記固定穴にネジ止めされるネジが挿通される第２貫通部が形成され、前記回路基板は、前記ネジによって前記ホルダに固定されていることが好ましい。また、この構成において、前記軸部と前記第１貫通部の内周面との隙間は、前記ネジと前記第２貫通部の内周面との隙間より小さいことが好ましい。かかる構成によれば、第２貫通部の開口面積を小さくすることができるので、ネジ頭を受ける面積を広くすることができる。従って、ネジ締め時に加わる力によってネジ頭が回路基板に食い込むことを抑制できる。また、第２回路基板支持部と回路基板との当接面積が広いので、回路基板を安定して支えることができる。また、第１回路基板支持部を位置決め基準として、回路基板の位置決めを行うことができるので、ネジ締め箇所の変形などによって、回路基板の位置精度が低下することを抑制できる。

【0018】

本発明において、前記第２貫通部は、前記回路基板の外縁に形成された切り欠きであることが好ましい。かかる構成によれば、回路基板をネジによって固定しても、かかる固定位置が回路基板の外縁であるため、センサが実装されている領域とネジによる固定位置とが離間している。このため、回路基板においてセンサが実装されている領域とホルダとの間の熱伝導を抑制することができる。従って、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0019】

本発明において、前記ホルダの前記軸線方向の前記他方側の端部には、周方向の複数個所から前記軸線方向の前記他方側に突出したセンサ装置固定用の突部が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、センサ装置固定用の突部を利用してセンサ装置をモータケース等に固定した場合でも、ホルダとモータケース等との接触面積が狭い。このため、ホルダを介しての回路基板とモータケース等との間の熱伝導を抑制することができる。従って、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0020】

本発明において、前記ホルダは樹脂製であることが好ましい。かかる構成によれば、ホルダの熱伝導性が低いので、ホルダを介しての回路基板とモータケース等との間の熱伝導を抑制することができる。従って、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0021】

本発明において、前記ホルダは、筒状胴部を備え、当該筒状胴部の内側には前記センサによって物理量が検出される検出対象部が配置されることが好ましい。かかる構成によれば、検出対象部の移動によって筒状胴部内の空気を撹拌することができる。このため、温度分布の偏りの発生を抑制させることができるので、ヒータによってセンサ素子を均等に加熱することができる。従って、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0022】

本発明において、前記回路基板では、前記スリットに対して前記センサが配置されている側に発熱性の第２電子部品が実装され、前記第２電子部品は、前記回路基板の前記センサが実装されている側とは反対側の面に実装されていることが好ましい。かかる構成によれば、スリットに対してセンサが配置されている側に発熱性の第２電子部品を実装しなければならないという制約がある場合でも、センサと第２電子部品との間の熱伝達を抑制することができる。従って、センサの温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0023】

本発明において、前記回路基板において前記センサと前記第１電子部品との間には、前記センサと前記第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に沿って複数のスルーホールが配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、スルーホールを利用して遮熱を行うことができるので、センサが実装されている領域と第１電子部品が実装されている領域との熱伝導が抑制される。このため、回路基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。

【0024】

本発明において、前記第１電子部品はマイクロコンピュータであり、前記スルーホールは、例えば、前記マイクロコンピュータへの情報の書き込み用である。かかるスルーホールであれば、リード線等の接続が行われないので、スルーホールを利用して遮熱を行うことができる。

【0025】

本発明では、前記回路基板において前記センサと前記第１電子部品との間には、前記センサと前記第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に沿って複数の検査端子が配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、センサが実装されている領域と第１電子部品が実装されている領域とを離間させることができる。従って、センサと第１電子部品との間の熱伝導を抑制することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明では、センサに感温部およびヒータが構成されており、ヒータは、感温部での検出結果に基づいてセンサ素子の温度が一定になるようにセンサ素子を加熱する。このため、センサの検出結果は環境温度の影響を受けにくい。また、センサが実装された回路基板には、第１電子部品も実装されているとともに、回路基板には、センサと第１電子部品とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に延在するスリットが形成されている。このため、回路基板において、センサが実装されている領域と、第１電子部品が実装されている領域との間には、スリットを利用した遮熱部が設けられているので、センサが実装されている領域と第１電子部品が実装されている領域との間の熱伝導が抑制されている。従って、回路
基板においてセンサが実装されている領域の温度が変化しにくいので、センサ素子の温度をヒータによって精度よく制御することができる。それ故、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明を適用したロータリエンコーダを搭載したモータの説明図である。

【図2】本発明を適用した磁気センサ装置の斜視図である。

【図3】本発明を適用した磁気センサ装置の分解斜視図である。

【図4】本発明を適用した磁気センサ装置を備えたロータリエンコーダの説明図である。

【図5】本発明を適用したエンコーダの検出原理等を示す説明図である。

【図6】本発明を適用した磁気センサ装置に用いた磁気センサの説明図である。

【図7】本発明を適用した磁気センサ装置の制御部に構成した温度制御部の概略構成を示す説明図である。

【図8】本発明を適用した磁気センサ装置に用いた回路基板の説明図である。

【図9】本発明を適用した磁気センサ装置に用いたホルダの説明図である。

【図10】本発明を適用した磁気センサ装置に用いた回路基板の平面図である。

【図11】本発明を適用した磁気センサ装置に用いた別の回路基板の説明図である。

【図12】別の形態の第２回路基板支持部を備えた磁気センサ装置の分解斜視図である。

【図13】第１回路基板支持部と回路基板との接着箇所の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下に、図面を参照して、本発明を適用したセンサ装置として、モータにおいて磁気式のロータリエンコーダに用いた磁気センサ装置を中心に説明する。なお、以下の説明では、モータの軸線Ｌ方向のうち、出力軸１２０が突出している側とは反対側（反出力側）を一方側Ｌ１とし、出力軸１２０が突出している側（出力側）を他方側Ｌ２としてある。

【0029】

（モータの構成）
図１は、本発明を適用したロータリエンコーダ１を搭載したモータ１００の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、モータ１００を出力側からみた斜視図、モータ１００を出力側と反対側（反出力側）からみた斜視図、およびモータ１００からエンコーダケース１４０を外した状態を反出力側からみた斜視図である。また、図２は磁気センサ装置１０を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１からみた斜視図であり、図３はその分解斜視図である。なお、図１（ｃ）では、回路基板５０の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の面に実装された部品等の図示を省略してある。また、図２、図３では、後述するコネクタ９４を除き、回路基板５０の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の面に実装された部品等の図示を省略してある。

【0030】

図１に示すモータ１００は、モータ本体１１０と、モータ本体１１０の反出力側に設けられた磁気式のロータリエンコーダ１とを有しており、ロータリエンコーダ１はエンコーダケース１４０で覆われている。本形態において、ロータリエンコーダ１は、モータ１００の出力軸１２０と一体に回転する磁石（図示せず）と、磁石に対してモータ軸線方向の反出力側で対向する磁気センサ装置１０とを有している。

【0031】

図１（ｃ）、および図２、図３に示すように、磁気センサ装置１０は、モータケース１３０に固定されたホルダ６と、ホルダ６に固定された回路基板５０とを有しており、回路基板５０において、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面には磁気センサ３が実装されている。かかる磁気センサ装置１０およびホルダ６の詳細な構成は後述する。

【0032】

（ロータリエンコーダの構成）
図４は、本発明を適用した磁気センサ装置１０を備えたロータリエンコーダ１の説明図である。図５は、本発明を適用したロータリエンコーダ１の検出原理等を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、Ａ相用の感磁膜の電気的な接続構造を示す説明図、Ｂ相用の感磁膜の電気的な接続構造を示す説明図、磁気センサ３から出力される信号の説明図、およびかかる信号と磁石２０（出力軸１２０）の角度位置（電気角）との関係を示す説明図である。

【0033】

図４に示すように、磁石２０は、Ｎ極とＳ極とが周方向において１極ずつ着磁された着磁面２１を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向けている。磁気センサ装置１０は、磁石２０の着磁面２１に対して軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で対向する磁気抵抗素子４（センサ素子）を備えた磁気センサ３を有している。磁気センサ装置１０は、磁気センサ３からの出力を増幅するアンプ部９０（アンプ部９０（＋Ａ）、アンプ部９０（−Ａ）、アンプ部９０（＋Ｂ）、アンプ部９０（−Ｂ））、およびＡ／Ｄ変換部９７を備えた半導体装置９２を有している。また、磁気センサ装置１０には、半導体装置９２でＡ／Ｄ変換された信号に基づいて、磁石２０の回転角度位置や回転速度等を検出する信号処理部を備えたマイクロコンピュータ９１が設けられている。また、磁気センサ装置１０は、磁石２０に対向する位置に、第１ホール素子８１と、第１ホール素子８１に対して周方向において機械角で９０°ずれた箇所に位置する第２ホール素子８２とを備えており、半導体装置９２には、第１ホール素子８１に対するアンプ部９５や、第２ホール素子８２に対するアンプ部９６が設けられている。

【0034】

磁気センサ３は磁気抵抗素子４を有している。磁気抵抗素子４は、素子基板４０と、磁石２０の位相に対して互いに９０°の位相差を有する２相の感磁膜（Ａ相（SIN）の感磁膜、およびＢ相（COS）の感磁膜）とを備えている。かかる磁気抵抗素子４において、Ａ相の感磁膜は、１８０°の位相差をもって出力軸１２０の移動検出を行う＋Ａ相（SIN+）の感磁膜４３、および−Ａ相（SIN-）の感磁膜４１を備えており、Ｂ相の感磁膜は、１８０°の位相差をもって出力軸１２０の移動検出を行う＋Ｂ相（COS+）の感磁膜４４、および−Ｂ相（COS-）の感磁膜４２を備えている。

【0035】

＋Ａ相の感磁膜４３および−Ａ相の感磁膜４１は、図５（ａ）に示すブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子Ｖｃｃに接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。＋Ａ相の感磁膜４３の中点位置には、＋Ａ相が出力される出力端子（＋Ａ）が設けられ、−Ａ相の感磁膜４１の中点位置には、−Ａ相が出力される出力端子（−Ａ）が設けられている。また、＋Ｂ相の感磁膜４４および−Ｂ相の感磁膜４２も、＋Ａ相の感磁膜４３および−Ａ相の感磁膜４１と同様、図５（ｂ）に示すブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。＋Ｂ相の感磁膜４４の中点位置には、＋Ｂ相が出力される出力端子（＋Ｂ）が設けられ、−Ｂ相の感磁膜４２の中点位置には、−Ｂ相が出力される出力端子（−Ｂ）が設けられている。なお、図５では便宜上、Ａ相用の電源端子ＶｃｃおよびＢ相用の電源端子Ｖｃｃの各々を記載したが、Ａ相用の電源端子ＶｃｃとＢ相用の電源端子Ｖｃｃとが共通になっていてもよい。また、図５では便宜上、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤおよびＢ相用のグランド端子ＧＮＤの各々を記載したが、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤとＢ相用のグランド端子ＧＮＤとが共通になっていてもよい。

【0036】

磁気センサ３は、図４に示すように、磁石２０および出力軸１２０の中心を通る軸線Ｌ（回転中心軸線）上に配置されており、各感磁膜４１〜４４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で、着磁面２１の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出する。

【0037】

本形態の磁気センサ装置１０においては、磁気センサ３から出力される正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓに補間処理や各種演算処理を行う信号処理を行うマイクロコンピュータ９１が
設けられており、磁気抵抗素子４、第１ホール素子８１、および第２ホール素子８２からの出力に基づいて、磁石２０（出力軸１２０）の回転角度位置が求められる。

【0038】

より具体的には、ロータリエンコーダにおいて、磁石２０（出力軸１２０）が１回転すると、磁気センサ３の磁気抵抗素子４からは、図５（ｃ）に示す正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓが２周期分、出力される。従って、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓをアンプ部９０（アンプ部９０（＋Ａ）、９０（−Ａ）、９０（＋Ｂ）、９０（−Ｂ））により増幅した後、デジタル信号化し、かかるデジタル信号をマイクロコンピュータ９１に出力すると、マイクロコンピュータ９１は、図５（ｄ）に示すリサージュ図を求める。従って、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓからθ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求めれば、磁石２０（出力軸１２０）の角度位置θが分かる。また、本形態では、磁石２０（出力軸１２０）の回転中心軸（軸線Ｌ）からみて９０°ずれた位置に第１ホール素子８１および第２ホール素子８２が配置されている。このため、第１ホール素子８１および第２ホール素子８２の出力の組合せにより、現在位置が正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓのいずれの区間に位置するかが分かる。従って、ロータリエンコーダ１は、磁気抵抗素子４での検出結果、第１ホール素子８１での検出結果、および第２ホール素子８２での検出結果に基づいて磁石２０（出力軸１２０）の絶対角度位置情報を生成することができ、アブソリュート動作を行うことができる。

【0039】

（磁気抵抗素子４の平面構成）
図６は、本発明を適用した磁気センサ装置１０に用いた磁気センサ３の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁気センサ３の平面構成を示す説明図、断面構成を示す説明図、および断面構成の変形例を示す説明図である。なお、図６（ｂ）、（ｃ）では、磁気抵抗素子４（感磁膜４１〜４４）、温度監視用抵抗膜４７、および加熱用抵抗膜４８の層構造を模式的に示してある。また、図６（ａ）では、温度監視用抵抗膜４７については右下がりの斜線を付し、加熱用抵抗膜４８については右上がりの斜線を付してある。

【0040】

図６（ａ）に示すように、磁気センサ３において、磁気抵抗素子４は、素子基板４０と、素子基板４０の一方面４０ａに形成された感磁膜４１〜４４とを備えており、感磁膜４１〜４４は、互いに折り返しながら延在している部分によって、素子基板４０の中央に円形の感磁領域４５を構成している。本形態において、素子基板４０は四角形の平面形状を有するシリコン基板である。

【0041】

感磁膜４１〜４４からは配線部分が一体に延在しており、配線部分の端部には、Ａ相用の電源端子ＶｃｃＡ、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡ、＋Ａ相出力用の出力端子＋Ａ、−Ａ相出力用の出力端子−Ａ、Ｂ相用の電源端子ＶｃｃＢ、Ｂ相用のグランド端子ＧＮＤＢ、＋Ｂ相出力用の出力端子＋Ｂ、および−Ｂ相出力用の出力端子−Ｂが設けられている。

【0042】

また、本形態の磁気センサ３は、素子基板４０の一方面４０ａに温度監視用抵抗膜４７（感温部）および加熱用抵抗膜４８（ヒータ）が形成されている。ここで、加熱用抵抗膜４８は、素子基板４０の辺に沿って四角枠状に延在して閉ループを構成した状態で、感磁膜４１〜４４が形成されている領域の全体を囲んでいる。このため、加熱用抵抗膜４８と感磁膜４１〜４４とは、素子基板４０の面内方向でずれた領域に形成されており、平面視で重なっていない。また、加熱用抵抗膜４８の相対向する２つの辺部分の一方からは配線部分４８１が延在し、その端部には、加熱用抵抗膜４８に対する給電用の電源端子ＶｃｃＨが形成されている。これに対して、２つの辺部分の他方から延在する配線部分４８２の端部は、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡに接続している。このため、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡは、加熱用抵抗膜４８に対するグランド端子ＧＮＤＨとしても利用されている。ここで、配線部分４８１と加熱用抵抗膜４８との接続位置と、配線部分４８２と加熱用抵抗膜４８との接続位置は、感磁領域４５に対して点対称位置にある。このため、配線部分４８１と加熱用抵抗膜４８との接続位置から配線部分４８２と加熱用抵抗膜４８との接
続位置に向かって右回りした際の加熱用抵抗膜４８の長さと、配線部分４８１と加熱用抵抗膜４８との接続位置から配線部分４８２と加熱用抵抗膜４８との接続位置に向かって左回りした際の加熱用抵抗膜４８の長さが等しい。

【0043】

温度監視用抵抗膜４７は、加熱用抵抗膜４８の内側領域のうち、加熱用抵抗膜４８の４つの角の１つの角付近に設けられており、感磁領域４５と加熱用抵抗膜４８との間に位置する。温度監視用抵抗膜４７は、複数回、折り返しながら延在した平面形状になっている。このため、占有面積が狭くても、温度監視用抵抗膜４７を長く形成することができる。ここで、温度監視用抵抗膜４７は、感磁膜４４の配線部分と部分的に重なっているが、感磁領域４５とは素子基板４０の面内方向でずれた領域に形成されており、感磁領域４５とは重なっていない。温度監視用抵抗膜４７一方の端部には、温度監視用の電源端子ＶｃｃＳが形成されている。また、温度監視用抵抗膜４７の他方の端部は、Ｂ相用のグランド端子ＧＮＤＢに接続している。このため、Ｂ相用のグランド端子ＧＮＤＢは、温度監視用抵抗膜４７に対するグランド端子ＧＮＤＳとしても利用されている。

【0044】

（磁気センサ３の断面構成）
本形態の磁気センサ３は、図６（ｂ）に示す断面構造、あるいは図６（ｃ）に示す断面構造をもって構成されている。具体的には、図６（ｂ）に示すように、まず、素子基板４０の一方面４０ａには、シリコン酸化膜からなる第１絶縁膜４０１、シリコン酸化膜からなる第２絶縁膜４０２、およびポリイミド樹脂等からなる第３絶縁膜４０３が形成されている。本形態において、感磁膜４１〜４４はスパッタ法等により形成されたパーマロイ膜であり、温度監視用抵抗膜４７および加熱用抵抗膜４８はいずれも、スパッタ法等により形成されたチタン膜等、磁気抵抗効果を示さない導電膜である。

【0045】

ここで、感磁膜４１〜４４、温度監視用抵抗膜４７、および加熱用抵抗膜４８のうち、感磁膜４１〜４４が最も素子基板４０の側（下層側）に形成されている。より具体的には、感磁膜４１〜４４は、素子基板４０と第１絶縁膜４０１との層間に形成されている。温度監視用抵抗膜４７は、第１絶縁膜４０１と第２絶縁膜４０２との層間に形成されている。加熱用抵抗膜４８は、感磁膜４１〜４４と同様、素子基板４０と第１絶縁膜４０１との層間に形成されている。このため、感磁膜４１〜４４は、加熱用抵抗膜４８と同一の層に形成され、温度監視用抵抗膜４７とは第１絶縁膜４０１を介して別の層に形成されている。

【0046】

図６（ｃ）に示す形態でも、感磁膜４１〜４４は、素子基板４０と第１絶縁膜４０１との層間に形成されている。温度監視用抵抗膜４７は、第１絶縁膜４０１と第２絶縁膜４０２との層間に形成されている。加熱用抵抗膜４８は、温度監視用抵抗膜４７と同様、第１絶縁膜４０１と第２絶縁膜４０２との層間に形成されている。このため、感磁膜４１〜４４は、温度監視用抵抗膜４７および加熱用抵抗膜４８とは第１絶縁膜４０１を介して別の層に形成され、温度監視用抵抗膜４７と加熱用抵抗膜４８とは同一の層に形成されている。

【0047】

（磁気センサ３の温度調節）
図７は、本発明を適用した磁気センサ装置１０の半導体装置９２に構成した温度制御部の概略構成を示す説明図である。図７に示すように、本形態の磁気センサ装置１０には、温度監視用抵抗膜４７の抵抗変化に基づいて加熱用抵抗膜４８への給電を制御する温度制御部が構成されている。より具体的には、温度監視用抵抗膜４７の温度監視用の電源端子ＶｃｃＳには抵抗８４が接続されており、抵抗８４において温度監視用抵抗膜４７が接続されている側と反対側は電源端子ＶｃｃＳ0に接続されている。温度監視用抵抗膜４７において抵抗８４が接続されている側と反対側には温度監視用のグランド端子ＧＮＤＳが設けられており、温度監視用抵抗膜４７と抵抗８４は、電源端子ＶｃｃＳ0とグランド端子
ＧＮＤＳとの間で直列に接続されている。

【0048】

加熱用抵抗膜４８の加熱用の電源端子ＶｃｃＨにはバイポーラトランジスタからなるスイッチング素子８３が接続されており、スイッチング素子８３において加熱用抵抗膜４８が接続されていると反対側は電源端子ＶｃｃＨ0に接続されている。加熱用抵抗膜４８においてスイッチング素子８３が接続されている側と反対側には加熱用のグランド端子ＧＮＤＨが設けられており、加熱用抵抗膜４８とスイッチング素子８３とは、電源端子ＶｃｃＨ0とグランド端子ＧＮＤＨとの間で直列に接続されている。

【0049】

ここで、温度監視用抵抗膜４７と抵抗８４との接続部分は、オペアンプ８５の一方の端子に接続されており、オペアンプ８５の他方の端子にはスイッチング素子８３をオンオフするための閾値となる電圧Voが入力されている。この状態で、素子基板４０の温度が下がると、温度監視用抵抗膜４７の抵抗値が低下し、抵抗８４とで分圧された接続点の電圧が下がる。そのときオペアンプ８５の他方の端子に入力されている閾値Voより低くなるとオペアンプ８５がオン状態となりスイッチング素子８３をオンするので加熱用抵抗膜４８へ給電される。

【0050】

この状態で、素子基板４０の温度が上がると、温度監視用抵抗膜４７の抵抗値が上昇し、抵抗８４との接続点の電圧が上昇する。そのときオペアンプ８５の他方の端子に入力されている閾値Voより高くなるとオペアンプ８５がオフ状態となりスイッチング素子８３をオフするので加熱用抵抗膜４８への給電が停止される。それ故、磁気センサ３（感磁膜４１〜４４）の温度は、温度監視用抵抗膜４７および抵抗８４の抵抗値等によって規定された所定の温度に維持される。

【0051】

（回路基板５の詳細構成）
図８は、本発明を適用した磁気センサ装置１０に用いた回路基板５０の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、回路基板５を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１からみた平面図、および回路基板５を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２からみた底面図である。

【0052】

図８に示すように、回路基板５０には、磁気センサ３、マイクロコンピュータ９１（第１電子部品）、半導体装置９２（第２電子部品）、トランジスタ９３、およびコネクタ９４等が実装されている。本形態において、マイクロコンピュータ９１、半導体装置９２、トランジスタ９３およびコネクタ９４は、回路基板５０の一方面５０１（モータ１００の反出力側に向く面）に実装され、磁気センサ３は、回路基板５０の他方面５０２（モータ１００の出力側に向く面）に実装されている。

【0053】

回路基板５０は、フェノール基板やガラス−エポキシ基板等に配線が形成されたプリント配線基板である。ここで、回路基板５０には、回路基板５０の中央領域の周りに回路基板５０の一部５０ｅ、５０ｆを残して延在する２本のスリット５２、５３が形成されており、回路基板５０の中央領域はスリット５２、５３に囲まれた内側実装領域５０ａになっている。本形態において、スリット５２、５３は、相対向してＸ方向に延在する２つの辺部分５２ａ、５３ａと、相対向してＹ方向に延在する２つの辺部分５２ｃ、５３ｃと、斜めに延在する辺部分５２ｂ、５３ｂとを備えており、内側実装領域５０ａは略６角形である。

【0054】

本形態では、内側実装領域５０ａに磁気センサ３および半導体装置９２が実装されており、磁気センサ３と半導体装置９２とは、軸線Ｌ方向で重なっている。また、回路基板５０は、回路基板５０の外縁５０ｃとスリット５２、５３とによって挟まれた領域が外側実装領域５０ｂになっている。外側実装領域５０ｂには、マイクロコンピュータ９１（第１電子部品）、トランジスタ９３、およびコネクタ９４等が実装されている。スリット５３
は、磁気センサ３とマイクロコンピュータ９１とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に延在している。

【0055】

より具体的には、外側実装領域５０ｂでは、回路基板５０のＹ方向の一方側の端部に沿ってコネクタ９４が実装され、内側実装領域５０ａに対してコネクタ９４とは反対側には、マイクロコンピュータ９１とトランジスタ９３とがＸ方向で離間する位置に配置されている。また、外側実装領域５０ｂにおいて、マイクロコンピュータ９１とトランジスタ９３とによってＸ方向で挟まれた領域に対して内側実装領域５０ａとは反対側の領域には複数のスルーホール５４がＸ方向に配列されている。かかるスルーホール５４は、マイクロコンピュータ９１に対する情報の書き込み用である。また、回路基板５０の一方面５０１において、外側実装領域５０ｂには、スリット５３の辺部分５３ｂ、５３ｃに対して内側実装領域５０ａとは反対側に複数の検査端子５５が形成されている。

【0056】

図３、図８に示すように、回路基板５０の外側実装領域５０ｂには、複数の第１貫通部５６ａ、５６ｂ、５６ｄが形成されている。第１貫通部５６ｂは、第１貫通部５６ａに対してＸ方向で離間する位置に形成され、第１貫通部５６ｄは、第１貫通部５６ａに対してＹ方向で離間する位置に形成されている。本形態において、複数の第１貫通部５６ａ、５６ｂ、５６ｄは、回路基板５０の外縁５０ｃから離間する穴として形成されている。

【0057】

また、回路基板５０の外側実装領域５０ｂには、第１貫通部５６ａ、５６ｄの間に第２貫通部５７ａが形成され、内側実装領域５０ａに対して第２貫通部５７ａとは反対側にも第２貫通部５７ｂが形成されている。本形態において、複数の第２貫通部５７ａ、５７ｂは、回路基板５０の外縁５０ｃで円弧状に凹む切り欠きとして形成されている。

【0058】

かかる第１貫通部５６ａ、５６ｂ、５６ｄおよび第２貫通部５７ａ、５７ｂは、以下に説明するホルダ６に回路基板５０を位置決め固定する際に利用される。

【0059】

（ホルダ６の構成）
図９は、本発明を適用した磁気センサ装置１０に用いたホルダ６の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ホルダ６を軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１からみた平面図、ホルダ６を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２からみた底面図、およびホルダ６のＡ−Ａ′断面図である。図３、図９に示すように、ホルダ６は、軸線Ｌと同心状の円形穴を備えた筒状胴部６０を有しており、筒状胴部６０の一方側Ｌ１の端部で回路基板５０を保持する。ここで、ホルダ６の筒状胴部６０の一方側Ｌ１の端部には、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向けて突出して一方側Ｌ１の端面で回路基板５０の他方面５０２を支持する複数の回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄが形成されている。回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄは、軸線Ｌ回りで略等角度間隔に形成されている。

【0060】

また、ホルダ６の筒状胴部６０の一方側Ｌ１の端部には、回路基板支持部６６ａ、６６ｄの間にも、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向けて突出して一方側Ｌ１の端面で回路基板５０の他方面５０２を支持する回路基板支持部６８ａが形成され、回路基板支持部６６ｂ、６６ｃの間にも、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向けて突出して一方側Ｌ１の端面で回路基板５０の他方面５０２を支持する回路基板支持部６８ｂが形成されている。

【0061】

図３、図９に示すように、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ、および回路基板支持部６８ａ、６８ｂのうち、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄは、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄの外形寸法より細い外形寸法をもってその端面６６１から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向けて突出する軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄが形成された第１回路基板支持部になっている。かかる回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄ（第１回路基板支持部）において、軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄは各々、回路基板５０の第１貫通
部５６ａ、５６ｂ、５６ｄに嵌っている。従って、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄが回路基板５０の他方面５０２に当接して回路基板５０を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で支持し、軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄは回路基板５０を軸線Ｌに直交する方向で位置決めしている。

【0062】

なお、回路基板支持部６６ｃは、軸線Ｌ方向を向いた端面６６１から軸部が突出していない第３回路基板支持部になっている。それ故、回路基板５０において回路基板支持部６６ｃ（第３回路基板支持部）と重なる位置には貫通部が形成されていない。このため、回路基板支持部６６ｃの軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端面は、回路基板５０の他方面５０２において回路基板支持部６６ｃと対向する領域である当接部５０３に当接し、回路基板５０を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で支持しているだけである。

【0063】

回路基板支持部６８ａ、６８ｂには、回路基板支持部６８ａ、６８ｂの外形寸法より細い外形寸法をもって軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向けて突出する筒部６９ａ、６９ｂが形成された第２回路基板支持部になっており、筒部６９ａ、６９ｂは、回路基板５０の第２貫通部５７ａ、５７ｂ（切り欠き）の内側に位置する。

【0064】

ここで、筒部６９ａ、６９ｂには、図３に示すように、回路基板５０に対してホルダ６とは反対側（軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１）から第２貫通部５７ａ、５７ｂを通ってネジ５８、５９が止められており、ネジ５８、５９のネジ頭５８ａ、５９ａは、回路基板５０を回路基板支持部６８ａ、６８ｂに押し付けている。また、ネジ５８、５９の軸部５８ｂ、５９ｂは、第２貫通部５７ａ、５７ｂ（切り欠き）に嵌って回路基板５０をＸ方向の両側から位置決めしているとともに、回路基板５０をＹ方向で位置決めしている。

【0065】

磁気センサ装置１０では、ホルダ６に形成された回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄ、および、これらと重なる位置に形成された回路基板５０の第１貫通部５６ａ、５６ｂ、５６ｄは、３組の嵌合部を構成している。これらの嵌合部は、回路基板５０の４隅（軸線Ｌ回りで略等角度間隔に設定された４箇所）のうちの３箇所に配置されている。一方、回路基板５０の４隅のうちの残り１箇所は、回路基板支持部６６ｃに軸部がないため、貫通部が形成されておらず、回路基板支持部６６ｃの端面６６１と当接する当接部５０３となっている。また、ホルダ６に形成された回路基板支持部６８ａ、６８ｂ、および、これらと重なる位置に形成された回路基板５０の第２貫通部５７ａ、５７ｂ（切り欠き）は、２組の嵌合部を構成しており、これらは、回路基板５０のＸ方向の両側の端縁に配置されている。以上の５組の嵌合部は、ホルダ６に対し、回路基板５０を軸線Ｌに直交する方向で位置決めしている。

【0066】

図１０は本発明を適用した磁気センサ装置１０に用いた回路基板５０の平面図であり、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１から見た状態を示す。ここで、ホルダ６に設けられた回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄの軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄと、回路基板５０に設けられた第１貫通部５６ａ、５６ｂ、５６ｄの内周面との隙間は、いずれも寸法Ｄ１である。また、回路基板支持部６８ａ、６８ｂの筒部６９ａ、６９ｂと、第２貫通部５７ａ、５７ｂの内周面との隙間は、いずれも寸法Ｄ２である。本形態では、Ｄ１＞Ｄ２となるように両隙間の寸法が設定されている。従って、回路基板支持部６８ａ、６８ｂ（第２回路基板支持部）を位置決め基準として、回路基板５０の位置決めがなされる。

【0067】

ホルダ６において、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部には、周方向の複数個所から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に突出したセンサ装置固定用の突部６３ａ、６３ｂ、６３ｃが形成されており、突部６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、筒状胴部６０から径方向の外側にも突出している。突部６３ａ、６３ｂ、６３ｃにおいて、筒状胴部６０から径方向外側に突出した部分には穴６４ａ、６４ｂ、６４ｃが形成されている。

【0068】

突部６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、センサ装置固定用であり、突部６３ａ、６３ｂ、６３ｃおよび穴６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、図１に示すモータケース１３０にホルダ６を固定する際に用いられる。より具体的には、突部６３ａ、６３ｂ、６３ｃにおいて、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端面がモータケース１３０に接し、この状態で、モータケース１３０には、穴６４ａ、６４ｂ、６４ｃを介してネジ１９０（図１（ｃ）および図２参照）が止められる。なお、ホルダ６の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の面にはホルダ６を樹脂成形する際のヒケを抑制するための凹部６２が形成されている。

【0069】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の磁気センサ装置１０（センサ装置）は、回路基板５０と、回路基板５０に実装された磁気センサ３（センサ）と、回路基板５０に実装されたマイクロコンピュータ９１（第１電子部品）とを有している。また、磁気センサ３には、温度監視用抵抗膜４７（感温部）および加熱用抵抗膜４８（ヒータ）が形成されており、加熱用抵抗膜４８は、温度監視用抵抗膜４７での検出結果に基づいて磁気抵抗素子４の温度が一定になるように磁気抵抗素子４を加熱する。このため、磁気センサ３の検出結果は環境温度の影響を受けにくい。

【0070】

ここで、回路基板５０には、磁気センサ３とマイクロコンピュータ９１とを結ぶ仮想線に対して交差する方向に延在するスリット５３が形成されている。このため、回路基板５０において、磁気センサ３が実装されている領域と、マイクロコンピュータ９１が実装されている領域との間には、スリット５３を利用した遮熱部が設けられている。従って、磁気センサ３が実装されている領域とマイクロコンピュータ９１が実装されている領域との間の熱伝導が抑制されている。また、回路基板５０には、磁気センサ３の周りに回路基板５０を一部残して磁気センサ３を囲むように延在している。このため、磁気センサ３が実装されている内側実装領域５０ａとマイクロコンピュータ９１等が実装されている外側実装領域５０ｂとの間の熱伝導がより抑制される。従って、回路基板５０において磁気センサ３が実装されている内側実装領域５０ａの温度が外側実装領域５０ｂの影響を受けにくいので、磁気抵抗素子４の温度を加熱用抵抗膜４８によって精度よく制御することができる。それ故、本形態の磁気センサ装置１０によれば、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。また、磁気センサ３において、磁気抵抗素子４を加熱用抵抗膜４８によって加熱した場合でも、かかる熱がマイクロコンピュータ９１に伝わりにくい。それ故、マイクロコンピュータ９１での誤作動等の信頼性低下を防止することができる。

【0071】

特に本形態では、センサ装置が、センサ素子として磁気抵抗素子４を備えた磁気センサ装置１０である。かかる磁気抵抗素子４では、感磁膜４１〜４４自身が温度によって抵抗値が変化するとともに、素子基板４０と感磁膜４１〜４４との熱膨張係数の差に起因する応力が素子基板４０の位置によって異なること等に起因して温度の影響を受けやすいが、本形態によれば、かかる温度変化の影響を抑制することができる。

【0072】

また、ホルダ６において回路基板５０を支持する部分は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に向けて突出した複数の回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ、６８ａ、６８ｂである。また、回路基板５０を回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄの軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄで位置決めしている。従って、ホルダ６と回路基板５０との接触面積が狭いので、ホルダ６と回路基板５０との間の熱伝導を抑制することができる。また、回路基板５０においてネジ５８、５９が止められた第２貫通部５７ａ、５７ｂは、回路基板５０の外縁５０ｃに形成された切り欠きであるため、磁気センサ３が実装されている内側実装領域５０ａとネジ５８、５９による固定位置とが離間している。このため、回路基板５０において磁気センサ３が実装されている内側実装領域５０ａとホルダ６との間の熱伝導を抑制することができる。従って、回路基板５０において磁気センサ３が実装されている内側実
装領域５０ａの温度が変化しにくいので、磁気抵抗素子４の温度を加熱用抵抗膜４８によって精度よく制御することができる。それ故、本形態の磁気センサ装置１０によれば、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。

【0073】

ここで、磁気センサ装置１０は、素子基板４０に感磁膜４１〜４４や端子を配置した磁気抵抗素子４を搭載した回路基板５０を備えているが、回路基板５０をホルダ６に固定する際に回路基板５０の形状が変化すると、回路基板５０の形状は残留応力を解放するように経時変化し、その形状変化に伴って抵抗値が変わるため、検出出力が経時によって変化してしまうという問題点がある。

【0074】

かかる問題点に対しては、回路基板５０が固定される固定面の精度と、回路基板５０の固定位置精度を高めることが望ましい。例えば、本形態では、ホルダ６と回路基板５０との接触面積が狭い（小さい）ため、回路基板５０を支持する固定面の精度管理ポイントが少ない。よって、固定面の精度管理が容易であり、固定面の精度が高いホルダを安価に製造できる。

【0075】

また、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄは軸線Ｌ回りで略等角度間隔で配置され、回路基板５０を４箇所で均等に支持する。さらに、ネジ締め箇所となる回路基板支持部６８ａ、６８ｂについても、回路基板５０の両側に対称に配置されている。このような均等配置により、固定時の回路基板５０の変形を抑制でき、固定時の変形による残留応力が経時で解放されることによる回路基板５０の形状変化を抑制できる。従って、回路基板５０の変形による検出精度の低下を抑制できる。なお、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを軸線Ｌ回りで略等角度間隔に配置することが望ましいが、略等角度間隔でなくても良く、軸線Ｌ回りの周方向で分散配置していれば良い。このような配置であっても、回路基板５０の荷重を軸線Ｌ回りの周方向で分散して支持できるので、回路基板５０の形状変化を抑制できる。

【0076】

また、回路基板５０は、ホルダ６に対し、複数の軸部（軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄ）と複数の第１貫通部（第１貫通部５６ａ、５６ｂ、５６ｄ）が３箇所で嵌合することによって、軸線Ｌに直交する方向で位置決めされている。これら３組の嵌合部は、回路基板５０の４隅のうちの３箇所に設けられ、４隅のうちの残り１箇所は、貫通部が形成されておらず、単なる当接部５０３となっている。従って、回路基板５０の表裏が正しい向きで、且つ、回路基板５０の軸線Ｌ回りの回転位置が予め定めた正しい回転位置のときにだけ、３箇所の軸部の全てを第１貫通部と嵌合させることが可能である。そして、３箇所の軸部の全てが第１貫通部と嵌合される回転位置は、３６０度の範囲内で１箇所のみである。従って、ホルダ６に対して回路基板５０を固定する時に、その表裏および回転位置を間違えることがない。よって、回路基板５０を間違った姿勢で固定してしまうおそれがなく、高い位置精度で固定できる。また、製造時の管理項目を削減できるので、安価に製造することが可能である。

【0077】

また、ホルダ６には、回路基板支持部６８ａ、６８ｂ（第２回路基板支持部）に筒部６９ａ、６９ｂが形成され、これを位置決め基準として回路基板５０が位置決めされ、ネジ締め固定されている。このように、ネジ締め箇所に筒部６９ａ、６９ｂがあると、ネジ頭５８ａ、５９ａが筒部６９ａ、６９ｂに当接した位置でネジ５８、５９が止まり、それ以上ネジ頭５８ａ、５９ａが回路基板５０に食い込むことがない。従って、ネジ締め時に厳密なトルク管理を行わなくても、ネジ締め時に回路基板５０が破壊されたり、ネジ山が破壊されることを防止できる。

【0078】

また、ホルダ６はセンサ装置固定用の突部６３ａ、６３ｂ、６３ｃによってモータケース１３０に固定されているため、ホルダ６とモータケース１３０との接触面積が狭い。ま
た、ホルダ６は樹脂製である。このため、ホルダ６を介しての回路基板５０とモータケース１３０との間の熱伝導を抑制することができる。従って、回路基板５０において磁気センサ３が実装されている内側実装領域５０ａの温度が変化しにくいので、磁気抵抗素子４の温度を加熱用抵抗膜４８によって精度よく制御することができる。それ故、本形態の磁気センサ装置１０によれば、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。

【0079】

また、磁気センサ装置１０によって磁束密度（物理量）が検出される磁石２０（検出対象部）が出力軸１２０の回転に伴って回転する状態でホルダ６の筒状胴部６０の内側に配置されているので、筒状胴部６０内の空気を撹拌させることができる。このため、温度分布の偏りの発生を抑制させることができるので、磁気抵抗素子４に加熱用抵抗膜４８の熱を均等に行き渡らせることができる。従って、回路基板５０において磁気センサ３が実装されている内側実装領域５０ａの温度が変化しにくいので、磁気抵抗素子４の温度を加熱用抵抗膜４８によって精度よく制御することができる。それ故、本形態の磁気センサ装置１０によれば、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。

【0080】

また、回路基板５０では、内側実装領域５０ａに半導体装置９２（第２電子部品）が実装され、かかる半導体装置９２は発熱性を有している。但し、半導体装置９２は、回路基板５０において磁気センサ３が実装されている側とは反対側の面に実装されている。このため、半導体装置９２と磁気センサ３との間の熱伝達を抑制することができる。従って、磁気センサ３の温度が変化しにくいので、磁気抵抗素子４の温度を加熱用抵抗膜４８によって精度よく制御することができる。それ故、本形態の磁気センサ装置１０によれば、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。

【0081】

（遮熱効果に対する評価結果）
まず、磁気センサ装置１０をオフ状態にした状態でモータ１００の側面に向けて熱風機から熱風を送って加熱した後、加熱を停止した以降の温度を各部位で計測した。その結果を表１に示す。なお、環境温度は３０℃である。

【0082】

【表1】

【0083】

表１から分かるように、加熱終了時（０分）、モータケース１３０の温度は５１．７℃であったが、ホルダ６の温度は３７．７℃であり、半導体装置９２の温度は３５．６℃であった。それ故、モータケース１３０から磁気センサ装置１０への熱伝達性が低いことが分かる。なお、加熱終了からら１０分後および２０分後でも同様の結果であった。

【0084】

次に、磁気センサ装置１０の加熱用抵抗膜４８に通電して磁気センサ３の温度を７０℃とした状態における半導体装置９２、トランジスタ９３およびマイクロコンピュータ９１の温度を計測した。その結果を表２に示す。なお、環境温度は３０℃である。

【0085】

【表2】

【0086】

表２から分かるように、半導体装置９２の温度は、６８．１℃であり、磁気センサ３の温度より１．９℃低い結果であった。また、外側実装領域５０ｂに実装したトランジスタ９３の温度は５０．０℃であり、磁気センサ３の温度より２０．０℃低い結果であった。また、外側実装領域５０ｂに実装したマイクロコンピュータ９１の温度は５１．６℃であり、磁気センサ３の温度より１８．４℃低い結果であった。

【0087】

（回路基板５０の別の実施の形態）
図１１は、本発明を適用した磁気センサ装置１０に用いた別の回路基板１５０の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、図７を参照して説明した形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

【0088】

図１１に示すように、本形態では、回路基板１５０の外側実装領域５０ｂにおいて、磁気センサ３とマイクロコンピュータ９１（第１電子部品）との間には、磁気センサ３とマイクロコンピュータ９１（第１電子部品）とを結ぶ仮想線に対して交差するＸ方向に沿って複数のスルーホール５４が配置されている。かかるスルーホール５４は、マイクロコンピュータ９１への情報の書き込み用であり、リード線等の接続が行われていない。

【0089】

かかる構成によれば、磁気センサ３が実装されている領域とマイクロコンピュータ９１が実装されている領域との間の熱伝導をスルーホール５４によって抑制することができる。

【0090】

また、回路基板１５０の外側実装領域５０ｂにおいて、磁気センサ３とマイクロコンピュータ９１（第１電子部品）との間には、磁気センサ３とマイクロコンピュータ９１（第１電子部品）とを結ぶ仮想線に対して交差するＸ方向に沿って複数の検査端子５５が配置されている。かかる検査端子は、磁気センサ装置１０単体での検査用であり、リード線等の接続が行われていない。その他の構成は、図８を参照して説明した回路基板５０と略同様である。かかる構成によれば、磁気センサ３が実装されている領域とマイクロコンピュータ９１が実装されている領域とを離間させることができるので、磁気センサ３が実装されている領域とマイクロコンピュータ９１が実装されている領域との間の熱伝導をスルーホール５４によって抑制することができる。

【0091】

（回路基板５０の固定構造が異なる別の実施の形態）
（１）上記各形態において、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄ（第１回路基板支持部）の軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄと、第１貫通部５６ａ、５６ｂ、５６ｄの内周面との隙間の寸法Ｄ１、および、回路基板支持部６８ａ、６８ｂ（第２回路基板支持部）の筒部６９ａ、６９ｂと、第２貫通部５７ａ、５７ｂの内周面との隙間の寸法Ｄ２の大小関係を、上記形態とは逆のＤ１＜Ｄ２となるように両隙間の寸法を設定しても良い。この場合、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄ（第１回路基板支持部）を位置決め基準として
、回路基板５０の位置決めがなされる。従って、ネジ締め時のネジ締め箇所の変形などによって、回路基板５０の位置精度が低下することを抑制できる。

【0092】

（２）図１２は別の形態の第２回路基板支持部を備えた磁気センサ装置の分解斜視図である。ホルダ２０６には、上記形態の回路基板支持部６８ａ、６８ｂの筒部６９ａ、６９ｂを除去して根元側の部分のみを残した形状の回路基板支持部２６８ａ、２６８ｂ（第２回路基板支持部）が設けられている。回路基板支持部２６８ａ、２６８ｂの先端面２７０（軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端面）には固定穴２６９ａ、２６９ｂが開口している。一方、回路基板２５０には、固定穴２６９ａ、２６９ｂと重なる位置に第２貫通部２５７ａ、２５７ｂ（切り欠き）が形成されている。

【0093】

第２貫通部２５７ａ、２５７ｂは、上記形態の第２貫通部５７ａ、５７ｂよりも切り欠き幅が小さい。筒部６９ａ、６９ｂを形成しない場合、第２貫通部２５７ａ、２５７ｂは、ネジ５８、５９の軸部５８ｂ、５９ｂを挿通可能な切り欠き幅であればよい。このような構成では、第２貫通部２５７ａ、２５７ｂの切り欠き幅が狭い分だけ、ネジ頭５８ａ、５９ａを受ける面積を広くすることができる。従って、ネジ締め時に加わる力によってネジ頭５８ａ、５９ａが回路基板２５０に食い込むことを抑制できる。また、回路基板支持部２６８ａ、２６８ｂの先端面２７０と回路基板２５０との当接面積が広いので、回路基板２５０を安定して支えることができる。

【0094】

また、図１２の形態では、第２貫通部２５７ａ、２５７ｂの内周面と、ネジ５８、５９の軸部５８ｂ、５９ｂとの隙間の寸法をＤ３（図示省略）としたとき、Ｄ３＞Ｄ１である。すなわち、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄ（第１回路基板支持部）を位置決め基準として、回路基板２５０の位置決めがなされる。従って、ネジ締め箇所の変形などによって、回路基板２５０の位置精度が低下することを抑制できる。

【0095】

（３）上記各形態において、回路基板支持部６６ａ、６６ｂ、６６ｄ（第１回路基板支持部）の軸部６７ａ、６７ｂ、６７ｄを回路基板５０に弾性接着剤で接着してもよい。接着箇所は、３箇所のうちの少なくとも１箇所であってもよい。図１３は第１回路基板支持部と回路基板５０との接着箇所の断面図である。図１３では、軸部６７ａの箇所を示すが、他の軸部６７ｂ、６７ｄについても同様に接着することができる。図１３に示すように、第１貫通部５６ａに挿入された軸部６７ａの先端の回りに、回路基板５０の上から弾性接着剤３００を垂らして接着する。弾性接着剤３００としては、例えば、ポッティング材などの樹脂を用いる。図１３では、弾性接着剤３００は第１貫通部５６ａの内周面と軸部６７ａの外周面との隙間にまで入り込んでいないが、入り込んでいてもよい。

【0096】

このように接着することで、弾性体（弾性接着剤３００）によって回路基板５０が支持される。磁気センサ装置１０にモータ回転時の振動や外部からの振動が加わると、ネジ締め箇所以外の回路基板５０の端部が共振を発生させる場合があるが、軸部６７ａ／６７ｂ／６７ｄを接着することにより、回路基板５０をネジ以外でも固定することができる。従って、回路基板５０への振動の影響を小さくすることができ、センサの検出出力への影響も小さくできる。よって、振動による検出精度の低下を抑制できる。

【0097】

（固定構造に対する評価結果）
回路基板５０を平面に載せて固定するベタ付け構造（従来構造）の場合、回路基板が固定時に変形して、残留応力が経時で解放されることに起因するセンサ検出出力値の経時変化は、２０ｍＶ以上になっていた。これに対し、図３等に図示した本発明の形態では、センサ検出出力値の経時変化は、０．５ｍＶ程度であることが確認された。

【0098】

（その他の形態）
上記各形態では、センサ装置として磁気センサ装置１０を例示したが、光センサ装置等、他のセンサ装置に本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0099】

１・・ロータリエンコーダ
３・・磁気センサ
４・・磁気抵抗素子（センサ素子）
６・・ホルダ
１０・・磁気センサ装置
２０・・磁石
２１・・着磁面
４０・・素子基板
４０ａ・・一方面
４１〜４４・・感磁膜
４５・・感磁領域
４７・・温度監視用抵抗膜（感温部）
４８・・加熱用抵抗膜（ヒータ）
５０・・回路基板
５０ａ・・内側実装領域
５０ｂ・・外側実装領域
５０ｃ・・回路基板の外縁
５２、５３・・スリット
５４・・スルーホール
５５・検査端子
５６ａ、５６ｂ、５６ｄ・・第１貫通部
５７ａ、５７ｂ・・第２貫通部（切り欠き）
５８、５９・・ネジ
５８ａ、５９ａ・・ネジ頭
５８ｂ、５９ｂ・・軸部
６０・・筒部
６２・・凹部
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ・・突部
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ・・穴
６６ａ、６６ｂ、６６ｄ・・回路基板支持部（第１回路基板支持部）
６６ｃ・・回路基板支持部（第３回路基板支持部）
６７ａ、６７ｂ、６７ｄ・・軸部
６８ａ、６８ｂ・・回路基板支持部（第２回路基板支持部）
６９ａ、６９ｂ・・筒部
８１、８２・・ホール素子
８３・・スイッチング素子
８４・・抵抗
８５・・オペアンプ
９０・・アンプ部
９１・・マイクロコンピュータ（第１電子部品）
９２・・半導体装置（第２電子部品）
９３・・トランジスタ
９４・・コネクタ
９５、９６・・アンプ部
９７・・変換部
１００・・モータ
１１０・・モータ本体
１２０・・出力軸
１３０・・モータケース
１４０・・エンコーダケース
１５０・・回路基板
１９０・・ネジ
２０６・・ホルダ
２５０・・回路基板
２５７ａ、２５７ｂ・・貫通部
２６８ａ、２６８ｂ・・回路基板支持部（第２回路基板支持部）
２６９ａ、２６９ｂ・・固定穴
２７０・・先端面
３００・・弾性接着剤
４０１、４０２、４０３・・絶縁膜
４８１、４８２・・配線部分
５０１・・一方面
５０２・・他方面
５０３・・当接部
６６１・・端面
Ｌ・・軸線
Ｌ１・・一方側
Ｌ２・・他方側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】