特許 6390178 磁界センサ及び磁界センサを備えたモータ

(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】6390178

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】磁界センサ及び磁界センサを備えたモータ

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/07 20060101AFI20180910BHJP

   G01D 5/14 20060101ALI20180910BHJP

   H02K 11/21 20160101ALI20180910BHJP

   H01L 43/06 20060101ALI20180910BHJP

   G01R 33/02 20060101ALN20180910BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/07

   G01D5/14 H

   H02K11/21

   H01L43/06 Z

   !G01R33/02 X

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-118418(P2014-118418)

(22)【出願日】2014年6月9日

(65)【公開番号】特開2015-232445(P2015-232445A)

(43)【公開日】2015年12月24日

【審査請求日】2017年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】久保田 悠美

【審査官】 續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２１４８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３６５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６４９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８６２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０７１８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０３５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１２８８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７６８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３３８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０９８６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９２３１６２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３３／０７

Ｇ０１Ｄ ５／１４

Ｈ０１Ｌ ４３／０６

Ｈ０２Ｋ １１／２１

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の第１導電パターン及び前記一対の第１導電パターンの間に接続され通過する磁束に対して電圧を発生する磁気検出部を含んだ第１回路を有する第１基板と、
前記一対の第１導電パターンと同一形状の一対の第２導電パターン及び前記一対の第２導電パターンの間を接続する導電部を含んだ第２回路を有する第２基板とを備え、
前記第１基板と前記第２基板は、前記第１回路を形成する面と前記第２回路を形成する面とを平行にして積層されており、
前記一対の第１導電パターン及び前記一対の第２導電パターンは、第１基板と前記第２基板とを積層する積層方向に絶縁された状態で、かつ、前記積層方向からみて一致する位置に配置され、
前記一対の第１導電パターンのうち一方の前記第１導電パターンと、前記一対の前記第２導電パターンのうち一方の前記第２導電パターンが前記積層方向からみて一致する位置の端部同士で接続され、
他方の前記第１導電パターンの端部と前記他方の第２導電パターンの端部から前記電圧が出力される
ことを特徴とする磁界センサ。

【請求項2】

請求項１記載の磁界センサにおいて、
前記第１基板と前記第２基板との間に積層される板状の絶縁層を備え、
前記第１回路及び前記第２回路は前記絶縁層を介して互いに臨む位置に配置されている
ことを特徴とする磁界センサ。

【請求項3】

請求項１又は２記載の磁界センサにおいて、
前記第１基板は、前記磁気検出部に接続された一対の第３導電パターンを有し
前記第２基板は、前記導電部に接続され、かつ、前記一対の第３導電パターンと同一形状の一対の第４導電パターンを有し、
前記一対の第３導電パターンのうち前記磁気検出部に接続されていない方のそれぞれの端部は電流源に接続され、
前記一対の第４導電パターンのうち前記導電部に接続されていない方のそれぞれの端部は開放端になっている
ことを特徴とする磁界センサ。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁界センサ、回転子、及び固定子を備えたモータにおいて、
前記磁界センサは固定子に接着されており、
前記第１基板及び前記２基板のうち、
前記磁気検出部及び前記導電部が形成されている部分は、前記回転子と前記固定子との間に形成される隙間内に設けられ、
前記一方の端部同士を接続した部分及び前記電圧を出力する前記他方の端部が形成された部分は前記隙間外に設けられている
ことを特徴とするモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁界センサ及び磁界センサを備えたモータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

（１１１）面を有する基板と、基板の（１１１）面上に形成した十字形のＩｎＳｂ感磁部層と、十字型のＩｎＳｂ感磁部層の４つの末端部にそれぞれ形成したオーミック性電極とを備えた磁気センサであって、４つの末端部に形成された各オーミック性電極のうち２つの電極間に電圧を印加した状態で、ＩｎＳｂ感磁部層の上面から磁界が加わり、他の２つの電極間に生じるホール電圧を直接測定するものが開示されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−２５１６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の磁界センサを交流磁界中に設置した場合には、上記他の２つの電極に接続されたホール電圧の検出用の配線及び当該他の２つの電極間に形成されるホール起電力の検出回路において、電磁誘導による起電力が発生し、当該起電力がホール電圧に加算されてしまうため、本来測定したいホール電圧を正確に評価できないという可能性があった。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、ホール電圧を正確に評価できる磁界センサ、及び、当該磁界センサを備えたモータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、一対の第１導電パターン及び磁気検出部を含んだ第１回路を有する第１基板と、一対の第１導電パターンと同一形状の一対の第２導電パターン及び導電部を含んだ第２回路を有する第２基板とを備え、当該一対の第１導電パターン及び当該一対の第２導電パターンを、第１基板と第２基板の積層方向で絶縁しつつ、かつ、当該積層方向からみて一致する位置に配置する。また、一対の第１導電パターンのうち一方の第１導電パターンと、一対の前記第２導電パターンのうち一方の第２導電パターンとを、積層方向からみて一致する位置の端部同士で接続し、他方の第１導電パターンの端部と他方の第２導電パターンの端部から電圧を出力することによって上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第１回路で発生する誘導起電力と第２回路で発生する誘導起電力がオフセットされた上で、第１導電パターンの端部と第２導電パターンの端部の間から、磁気検出部で発生した電圧が出力されるため、磁気検出部のホール電圧を正確に評価できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明の実施形態に係る磁界センサの主基板の平面図である。

【図1B】本発明の実施形態に係る磁界センサの副基板の平面図である。

【図2A】図１ＡのIIA-IIA線の断面図である。

【図2B】図１ＢのIIB-IIB線の断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る磁界センサの分解斜視図である。

【図4】図３の磁界センサと周辺回路の概要図である。

【図5】本発明の実施形態に係るモータの平面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るモータの一部分の斜視図である。

【図7】本発明の変形例に係る磁界センサの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0010】

図１Ａは本発明の実施形態に係る磁界センサの主基板の平面図である。図１Ｂは本発明の実施形態に係る磁界センサの副基板の平面図である。図２Ａは図１ＡのIIA-IIA線の断面図であり、図２Ｂは図１ＢのIIB-IIB線の断面図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る磁界センサの分解斜視図である。

【0011】

本発明の磁界センサ１は、主基板１０、副基板２０、及び絶縁層３０を備えている。磁界センサ１は、例えばモータのエアギャップに設けられ、エアギャップの交流磁界により発生する誘導起電力成分をオフセット（キャンセル）しつつ、エアギャップ内の磁界を検出するためのホールセンサである。なお、磁界センサ１はモータに限らず、他の装置に設けられてもよい。

【0012】

図１Ａ及び図２Ａに示すように、主基板１０は、絶縁性のある板状の基板であり、基板上には、磁気を検出するための検出回路として、ホール素子１１及び導電パターン１２ａ〜１２ｄを有している。ホール素子１１は、ホール効果をもつ材料の薄膜で構成されており、ホール素子を通過する磁束に対して電圧を発生する素子である。ホール素子は、ホール効果をもつ材料として、例えばＩｎＳｂ、ＧａＡｓ、Ｂｉにより形成されている。ホール素子１１は、外部からの電流供給を受ける部分と、ホール電圧を発生する部分を有している。ホール電圧を発生する部分は、素子に電流を流している状態で、磁界が素子を通過することで発生する起電力を、導電パターンに出力する。具体的には、ホール素子１１は、厚さ０．１μｍから２μｍ程度で、２本のラインを交差させた形状に形成され、基板の表面の沿うように成膜されている。交差する２本のラインのうち、一方のライン状の成膜が、電流源等の外部から電流供給を受ける部分であり、他方のライン状の成膜が、ホール電圧を発生する部分である。

【0013】

導電パターン１２ａ〜１２ｄは、銅、銀、アルミニウム等の導電性の高い材料で構成された薄膜である。導電パターン１２ａ〜１２ｄは、導電パターン１２ａと導電パターン１２ｃで対になり、導電パターン１２ｂと導電パターン１２ｄで対になっている。一対の導電パターン１２ａ、１２ｃは、電流源からホール素子１１に対して電流を供給するための配線パターンである。一対の導電パターン１２ａ、１２ｃのそれぞれの両端のうち、一方の端部は、ホール素子１１の１本のライン状の部分の両端にそれぞれ接続されている。また他方の端部は、配線を介して電流源２に接続されている。

【0014】

一対の導電パターン１２ｂ、１２ｄは、ホール素子１１で発生する電圧を、副基板２０上の回路を介して電圧の測定部に出力するための配線パターンである。一対の導電パターン１２ｂ、１２ｄのそれぞれの両端のうち、一方の端部は、ホール素子１１の１本のライン状の部分の両端にそれぞれ接続されている。また他方の端部は、配線を介して副基板２０上の回路と電圧の測定部にそれぞれ接続されている。

【0015】

また、導電パターン１２ａ〜１２ｄの端部は、ホール素子１１の四隅に位置する端部を覆うように形成することで、ホール素子１１と電気的に接触している。導電パターン１２ａ〜１２ｄは、厚さ１μｍから２μｍ程度であり、ホール素子１１の４隅に位置する端部から、主基板１０の長手方向で主基板１０の端部に向けて延在しつつ、主基板１０の表面を沿うように形成されている。

【0016】

ホール素子１１及び導電パターン１２ａ〜１２ｄを構成する薄膜は、真空蒸着法やスパッタリング法などにより基板上に成膜されている。

【0017】

図１Ｂ及び図２Ｂに示すように、副基板２０は、主基板１０と同様に、絶縁性のある板状の基板である。副基板２０は、主基板１０の検出回路で発生する誘導起電力をオフセットさせるための回路として、導電部２１及び導電パターン２２ａ〜２２ｄを有している。また副基板２０は主基板１０と同一の形状の基板である。

【0018】

導電部２１は、導電性の高い材料で形成された薄膜である。導電部２１は、ホール素子と同一の形状であって、２本のラインを交差させた形状に形成されている。導電部２１は、主基板１０の表面におけるホール素子１１の位置と同一の位置で、副基板２０上に形成されている。

【0019】

導電パターン２２ａ〜２２ｄは、導電パターン１２ａ〜１２ｄと同一の形状に形成されている。導電パターン２２ａ〜２２ｄの構成は、導電パターン１２ａ〜１２ｄと同様である。導電パターン２２ａと導電パターン２２ｃとの間、及び、導電パターン２２ｂと導電パターン２２ｄとの間に、導電部２１が接続されている。また、導電パターン２２ａ〜２２ｄは、主基板１０の表面における導電パターン１２ａ〜１２ｄの位置と同一の位置で、副基板上に形成されている。

【0020】

すなわち、主基板１０においてホール素子１１を導電部２１に置き換えたものが、副基板２０となる。

【0021】

図３に示すように、絶縁層３０は、積層される主基板１０と副基板２０との間の絶縁性を確保するための板状の部材である。絶縁層３０の表面（積層面）は、主基板１０と重なるときに、ホール素子１１及び導電パターン１２ａ〜１２ｄを覆うように形成され、副基板２０と重なるときに、導電部２１及び導電パターン２２ａ〜２２ｄを覆うように形成されている。

【0022】

主基板１０と副基板２０は、各基板の回路であるホール素子１１、導電パターン１２ａ〜１２ｄと、導電部２１、導電パターン２２ａ〜２２ｄとを互いに向き合わせた状態で、基板の間に絶縁層３０を狭持しつつ積層されている。言い換えると、主基板１０、副基板２０及び絶縁層３０の三層構造であって、主基板１０上に形成されている回路を絶縁層３０の一方の表面と接触させて、副基板２０上に形成されている回路を絶縁層３０の他方の面と接触させている（副基板２０を図１Ｂに示す状態から裏返した状態で、絶縁層３０を介して、主基板１０に重ねる。）。これにより、ホール素子１１と導電パターン１２ａ〜１２ｄは、導電部２１及び導電パターン２２ａ〜２２ｄとの間で、基板の積層方向に絶縁されている。

【0023】

主基板１０上で回路を形成する面（ホール素子１１、導電パターン１２ａ〜１２ｄを形成した面）と、副基板２０上で回路を形成する面（導電部２１、導電パターン２２ａ〜２２ｄを形成した面）は、平行な位置に配置されている。また、主基板１０上の回路と副基板２０上の回路は、積層方向でみたときに、それぞれの基板上で一致した位置に配置されており、絶縁層３０を介して互いに臨む（対向する）位置に配置されている。

【0024】

上記のように、主基板１０、副基板２０、及び絶縁層３０が積層された状態で、主基板１０上の回路と副基板２０上の回路が配線３ａ〜３ｅで接続されている。ここで、図３に示すように、一対の導電パターン１２ａ、１２ｃのうち、ホール素子１１に接続されていない方の端部を、電極ａ及び電極ｃとし、一対の導電パターン１２ｂ、１２ｄのうち、ホール素子１１に接続されていない方の端部を、電極ｂ及び電極ｄとする。また、一対の導電パターン２２ａ、２２ｃのうち、導電部２１に接続されていない方の端部を、電極ｅ及び電極ｇとし、一対の導電パターン２２ｂ、２２ｄのうち、導電部２１に接続されていない方の端部を、電極ｆ及び電極ｈとする。

【0025】

主基板１０及び副基板２０は、基板の間に絶縁層３０を挟みつつ密着されている。このとき、主基板１０上の回路及び副基板２０上の回路のうち、電極ａ〜ｇ以外の部分は絶縁層３０を挟んで密着されているが、少なくとも電極ａ〜ｇの部分は、絶縁層３０を挟んでおらず、密着していない。これにより、電極間で電気的に接触するためのスペースを確保できる。

【0026】

電極ａ及び電極ｃは配線３ａ、３ｂによって電流源２に接続されている。電極ｂは配線ｃによって電極ｇに接続されている。電極ｄは配線３ｄに接続され、配線３ｄの先端が、ホール素子１１の検出電圧の出力端子となる。また電極ｅは配線３ｅに接続され、配線ｅの先端がホール素子１１の検出電圧の出力端子となる。電極ｆ及び電極ｈは開放端になっている。

【0027】

すなわち、電極ｂ及び電極ｇが配線３ｃで接続されることで、導電パターン１２ｂ及び導電パターン２２ｃは端部同士で接続されている。また、電極ｄ及び電極ｄが配線３ｄ、３ｅにされることで、導電パターン１２ｄの端部及び導電パターン２２ａの端部から、ホール素子１１の検出電圧（Ｖ_ｏｕｔ）が出力される。

【0028】

次に、図４を用いて、磁界センサと、当該磁界センサに接続される周辺回路について説明する。図４は磁界センサと周辺回路の概要図である。なお、図４において、主基板１０上の回路は、導電パターン１２ａ〜１２ｄを配線で略した上で表されている。また、副基板２０上の回路について、電極ｅ及び電極ｇ間は、導電性の高い導電部２１と導電パターン２２ａ、２２ｃに接続されており、実質的には同電位であるため、副基板２０上の回路は略している。また、電極ｆ及び電極ｈは開放端のため図示を省略している。

【0029】

周辺回路は、ホール素子１１の検出電圧を取り出すための差動増幅回路４であり、磁界センサ１の出力端子となる電極ｄと電極ｅとの間に接続されている。

【0030】

電流源２の電流が電極ａ及び電極ｃからホール素子１１に流れた状態で、主基板１０の表面（基板１０、２０及び絶縁層３０の積層面）に対して垂直方向の交流磁界がホール素子１１を通過すると、電極ｂ及び電極ｅから電圧が出力される。このとき、主基板１０上の回路では、導電パターン１２ｂ、ホール素子１１、及び導電パターン１２ｄで形成される回路によって、誘導起電力が発生する。また、主基板１０の表面を通過する交流磁界は、副基板２０上の表面も通過するため、副基板２０上の回路でも、導電パターン２２ａ、導電部２１、及び導電パターン２２ｃで形成される回路によって、誘導起電力が発生する。

【0031】

電極ｄと電極ｅとの間には、ホール素子１１で発生した電圧に加えて、主基板１０上の回路で発生する誘導起電力と副基板２０上の回路で発生する誘導起電力との差に相当する電圧が検出される。図３に示すように、主基板１０上の回路と、副基板２０上の回路は、厚さ数十μｍ低度の絶縁線のみを介して密着されているため、各回路で発生する誘導起電力の大きさは等しくなる。さらに、導電パターン１２ｂ、ホール素子１１、及び導電パターン１２ｄで形成される回路及び導電パターン２２ａ、導電部２１、及び導電パターン２２ｃで形成される回路には、同じ方向の誘導電流が流れるが、電極ｂと電極ｇを接続することで、誘導起電力がオフセットされる。そのため、差動増幅回路４には、誘導起電力が抑制された状態で、ホール素子１１の検出電圧（ホール電圧）が入力される。これにより、磁界センサ１は、本来測定したいホール電圧を外部に出力することできる。

【0032】

次に、図５及び図６を用いて、磁界センサ１を備えたモータ（電気モータ）について説明する。図５はモータの平面図を示し、図６はモータの一部分の斜視図である。なお、図５及び図６の矢印は回転子の回転方向を示している。モータは回転子５と固定子６を備えている。回転子５は、筒状に形成されており、積層された複数の積層鋼板（コア）、及び、積層鋼板の周囲に巻回されたコイル等を有している。固定子６は、内部に空洞（回転子よりも少し大きい形状の空洞）をもった筒状の形であり、永久磁石等を有している。磁界センサ１は、回転子５と固定子６との間のエアギャップ内の磁界を検出するために、固定子６に設けられている。

【0033】

エアギャップは、回転子５と固定子６との間に形成される隙間である。エアギャップの幅は、一般的な電気モータの場合には１ｍｍ以下となる。そのため、エアギャップ内の磁界を検出できるように、磁界センサ１の厚さ（基板の積層方向の厚さ）には数百μｍ以下が求められる。

【0034】

本発明の磁界センサ１において、主基板１０及び副基板２０には、厚さ７０μｍのポリイミドシート等が使用され、絶縁層３０には厚さ５０μｍのアクリル系接着剤シート又はエポキシ系接着剤シート等が使用される。これにより、主基板１０上の回路及び副基板２０上の回路を含めた磁界センサ１の全体（電極ａ〜ｅを含む端部以外の部分）の厚さは２００μｍ程度となり、上記の磁界センサ１の厚さの要求を満たすことができる。

【0035】

また、磁界センサ１が取り付けられる固定子６の側壁は曲面になっているため、主基板１０、副基板２０及び絶縁層３０には、フレキシブルな素材であること、又は、曲げに強い素材であることが求められる。本発明の磁界センサ１において、主基板１０、副基板２０には例えば可撓性をもつ基板（ポリイミドシート等）が使用され、絶縁層３０には例えば樹脂製のフィルム等が使用される。そして、ホール素子１１、導電パターン１２ａ〜１２ｄ、導電部２１、及び導電パターン２２ａ〜２２ｄは、薄膜で形成される。そのため、磁界センサ１は、固定子６の曲面に貼り付きやすいように構成できる。

【0036】

磁界センサ１は、固定子６の壁面（回転子５と対向する面）に接着剤等で貼り付けられる。磁界センサ１を貼り付ける方向は、磁界を検出したエリアに近い側にホール素子１１を向ける方向とする。例えば、固定子６の壁面の付近の磁界を検出する場合には、主基板１０の表面が固定子６の壁面に接着し、副基板２０の表面がエアギャップ側を向いている。一方、エアギャップの中央部分（回転子５及び固定子６の軸心に対して垂直方向（径方向）で、回転子５の壁面（外壁面）と固定子６の壁面との間の部分）の磁界を検出した場合には、副基板２０の表面が固定子６の壁面に接着し、主基板１０の表面がエアギャップ側を向いている。

【0037】

上記のとおり、磁界センサ１の厚さは、電極ａ〜ｅ以外の部分では、エアギャップの幅以下に抑えられる。そのため、磁界センサ１の薄い部分はエアギャップ内に含まれた状態で、磁界センサ１は固定子６に貼り付けられる。

【0038】

一方、電極ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇは電流源２及び差動増幅回路４に接続させるように、電極ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇには配線がはんだ付けで接続される。さらに、電極ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇは絶縁層３０で覆われていないため、はんだ付け後の電極部分には、シリコーン、エポキシ樹脂等でコーティングされている。すなわち、電極部分における磁界センサ１の厚さは、他の部分と比較して厚くなり、エアギャップの幅には収まらない。

【0039】

本発明では、図６に示すように、磁界センサ１のうち、厚さがエアギャップの幅を超える部分（電極部分）がエアギャップよりも外に出した状態で、磁界センサ１が回転子５に設けられている。言い換えると、磁界センサ１が、厚さの薄い部分と厚い部分とに分けるように折り曲げ状態で、固定子６に貼り付けられている。

【0040】

そして、磁界センサ１からモータの外側へ接続される配線は、モータのケース内部であり、かつ、エアギャップの外側の空間を取り回し、モータケースに空けられた穴（実験用の穴）から外側に取り出す。そして、磁界センサ１に接続された配線のうち、電極ａ、ｃに接続された配線は電流源２に接続され、電極ｄ、ｅに接続された配線は差動増幅回路４に接続される。電流源２の入力電流値及び差動増幅回路４の増幅率は、磁界センサ１の出力の磁界依存特性や磁界強度に応じて調整される。

【0041】

このようなモータ構造で、モータを動作させると、エアギャップの交流強磁界により生じる誘導起電力が主基板１０上の回路と副基板２０上の回路によりオフセットされて、差動増幅回路４にはホール電圧のみが入力される。これにより、差動増幅回路４の出力電圧（Ｖ_ｏｕｔ）から、ホール素子１１のホール電圧を正確に評価することができる。

【0042】

上記のように本発明は、一対の導電パターン１２ｂ、１２ｄ（本発明の「第１導電パターン」に相当）及びホール素子１１を含んだ回路を有する主基板１０と、一対の導電パターン１２ｂ、１２ｄと同一形状の導電パターン２２ａ、２２ｃ（本発明の「第２導電パターン」に相当）及び導電部２１を含んだ回路を有する副基板２０とを備え、一対の導電パターン１２ｂ、１２ｄ及び一対の導電パターン２２ａ、２２ｃを、主基板１０と副基板２０の積層方向で絶縁しつつ、かつ、当該積層方向からみて一致する位置に配置し、一対の導電パターン１２ｂ、１２ｄのうち一方の導電パターン１２ｂと、一対の導電パターン２２ａ、２２ｄのうち一方の導電パターン２２ｃとを、積層方向からみて一致する位置の端部（電極ｂ、ｇに相当）同士で接続し、他方の導電パターン１２ｄの端部（電極ｄに相当）と他方の導電パターン２２ａの端部（電極ｅに相当）から、ホール素子１１の検出電圧を出力する。

【0043】

これにより、主基板１０上の回路で発生する誘導起電力と、副基板２０上の回路で発生する誘導起電力がオフセットされた上で、電極ｄ、ｅ間から、ホール素子１１の検出電圧が出力されるため、ホール電圧を正確に評価できる。

【0044】

また本発明は、主基板１０と副基板２０との間に絶縁層３０を備え、主基板１０上の回路と副基板２０上の回路が絶縁層３０を介して互いに臨む位置に配置されている。これにより、主基板１０と副基板２０との間に絶縁層３０があることで、２枚の基板を重ね合せても回路間で絶縁を確保できる。

【0045】

また本発明において、主基板１０は一対の導電パターン１２ａ、１２ｃ（本発明の「第３導電パターン」に相当）を有し、副基板２０は一対の導電パターン２２ｂ、２２ｄ（本発明の「第４導電パターン」に相当）を有し、導電パターン１２ａ、１２ｃの端部（電極ａ、ｄに相当）は電流源２に接続され、導電パターン２２ｂ、２２ｄの端部（電極ｆ、ｇに相当）は開放端になっている。これにより、電極ｆ、ｇには電流が入力されず、電極ｆ、ｇは外部と配線で接続する必要がないため、配線数を削減できる。特に、磁界センサ１をモータに設けた場合には、モータケース内部の狭小空間内において、配線を削減した分、スペースを確保することができる。

【0046】

また本発明において、磁界センサ１は固定子６に接着されており、主基板１０及び副基板２０のうち、ホール素子１１及び導電部２１が形成されている部分は、回転子５と固定子６との間のエアギャップ内に設けられ、電極ｂ、ｄ、ｅ、ｇの部分はエアギャップ外に設けられている。これにより、エアギャップ内の磁界を直接検出できる。エアギャップ内の磁界は、モータのトルクや振動の発生源となっているため、当該磁界を検出することで、モータ設計精度を向上させることでき、また振動メカニズムの検証を実測値で直接行うことが可能となる。また、磁界センサ１が固定子６に接着された状態で使用されるため、センサの出力信号を外部へ取り出す際にスリップリング等の機器を設けなくてもよい。

【0047】

なお本発明の変形例として、磁界センサ１は、絶縁層３０を備えず、主基板１０上の回路と副基板２０の回路の間の積層方向への絶縁性を、基板の絶縁部分で確保してもよい。図７は本発明の変形例に係る磁界センサ１の分解斜視図である。図７に示すように、主基板１０及び副基板２０は、主基板１０上の回路と副基板２０上の回路とを同じ向きにしつつ、積層される。そして、電極ａ及び電極ｃは配線３ａ、３ｂによって電流源２に接続されている、電極ｂは配線３ｃにより電極ｆに接続されている。電極ｄは配線３ｄに接続され、配線３ｄの先端がホール素子１１の検出電圧の出力端子となる。また電極ｈは配線３ｅに接続され、配線ｅの先端がホール素子１１の検出電圧の出力端子となる。電極ｅ及び電極ｈは開放端になっている。

【0048】

なお、変型例において、基板の積層方向で、主基板１０上の回路と副基板２０上の回路との間に位置する副基板２０は、誘導起電力のオフセット機能を発揮させる程度の厚さで構成されている。

【0049】

なお、磁界センサ１は、図５及び図６に示したアウタロータ側のモータに限らず、インナロータ側のモータに設けてもよい。

【0050】

上記の主基板１０が本発明の「第１基板」に相当し、副基板２０が本発明の「第２基板」に相当し、ホール素子１１が本発明の「磁気検出部」に相当する。

【符号の説明】

【0051】

１…磁界センサ
１０…主基板
１１…ホール素子
１２ａ〜１２ｄ…導電パターン
２０…副基板
２１…導電部
２２ａ〜２２ｄ…導電パターン
３０…絶縁層
２…電流源
３ａ〜３ｅ…配線
４…差動増幅回路
５…回転子
６…固定子

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】