特許 7158863 磁気センサ装置および位置検出装置

(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】

(24)【登録日】2022-10-14

(45)【発行日】2022-10-24

(54)【発明の名称】磁気センサ装置および位置検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20221017BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018020668

(22)【出願日】2018-02-08

(65)【公開番号】P2019138716

(43)【公開日】2019-08-22

【審査請求日】2021-01-13

(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

(72)【発明者】

【氏名】長田 航太

(72)【発明者】

【氏名】百瀬 正吾

【審査官】吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１０２１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平２－９７６０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－２５８１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平３－２７３７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－２３２６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１６４８６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開平５－８１６３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９７４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２１７７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０９８６２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開平６－８６００９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－２００５２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／００－７／３４

Ｇ０１Ｒ ３３／００－３３／１８

Ｈ０５Ｋ ９／００

Ｇ１２Ｂ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気スケールに対して相対移動する磁気センサ装置であって、
磁気センサ素子と、
電子部品が搭載された回路基板と、
前記磁気センサ素子および前記回路基板を保持するケースと、
前記磁気センサ素子と前記回路基板の間に配置されるシールド部材と、を備え、
前記回路基板の側から見た場合に、前記シールド部材の外形の内側に前記磁気センサ素子が位置しており、
前記シールド部材の外周縁の少なくとも１辺が前記磁気センサ素子の側へ屈曲しており、
前記磁気センサ素子はセンサ基板に設けられ、
前記シールド部材は、前記センサ基板に接続される配線部材を通す貫通部を備え、
前記ケースは、前記磁気スケールの側を向く対向面を構成する底板部を備え、
前記底板部は、開口部と、前記開口部の外周側において前記磁気スケールとは反対側へ突出する位置決め用凸部を備え、
前記センサ基板は、前記対向面の側から前記底板部に固定され、
前記シールド部材は、前記底板部に対して前記センサ基板とは反対側に配置され、前記貫通部に前記位置決め用凸部を挿入することによって、前記開口部と前記貫通部とが重なる位置に位置決めされることを特徴とする磁気センサ装置。

【請求項2】

前記配線部材はフレキシブルプリント基板であり、
前記貫通部は直線状に延びたスリットであることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。

【請求項3】

前記ケースは、開口部と、前記開口部の縁における対向する２箇所から前記開口部の内側へ突出する２箇所のセンサ支持部を備え、
前記センサ基板は、前記２箇所のセンサ支持部に固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気センサ装置。

【請求項4】

前記シールド部材は、接着剤によって前記ケースに固定されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の磁気センサ装置。

【請求項5】

一端が前記シールド部材に電気的に接続され、他端が前記ケースに電気的に接続される導電部材を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の磁気センサ装置。

【請求項6】

前記電子部品は、前記磁気センサ素子の検出信号が入力される信号処理回路を構成することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の磁気センサ装置。

【請求項7】

Ｎ極とＳ極が交互に直線状に並ぶトラックを備える前記磁気スケールと、
前記磁気スケールに対して前記トラックの延在方向に相対移動可能に設けられた請求項１から６の何れか一項に記載の磁気センサ装置と、を有することを特徴とする位置検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気センサ素子およびケースを備えた磁気センサ装置、および、磁気スケールの表面に沿って磁気センサ装置を相対移動させる位置検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気式リニアエンコーダ（位置検出装置）は、Ｎ極とＳ極が交互に直線状に並ぶトラックが形成された磁気スケールに沿って、磁気センサ装置を相対移動させるようになっている。特許文献１には、この種の磁気式リニアエンコーダが開示されている。特許文献１の磁気式リニアエンコーダは、非磁性材料からなる直方体状のケース（ホルダ）に磁気センサを搭載した磁気センサ装置を備える。ホルダは、磁気スケールと対向する対向面を備えており、対向面に形成された開口部に磁気センサが配置される。磁気センサは、センサ基板と、センサ基板の表面に形成された磁気抵抗素子（磁気センサ素子）を備える。

【0003】

特許文献２には、磁気式リニアエンコーダに用いられる磁気センサ装置が開示されている。特許文献２の磁気センサ装置では、直方体状のケース（筐体）の底部に磁気センサが配置され、筐体の内部には、ケーブルを接続するためのコネクタやＬＥＤ等を実装した基板が配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１０２０８９号公報

【文献】特開２０１４－１０２１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の磁気式リニアエンコーダは、磁気スケールに複数のトラックが設けられており、磁気センサ装置では、基板上に各トラックに対向する磁気抵抗素子が設けられ、各トラックに対応する検出信号を出力する。磁気抵抗素子の検出信号は、回路基板に搭載された信号処理回路へ入力される。信号処理回路は、磁気抵抗素子の検出信号を増幅するアナログ回路、Ａ／Ｄコンバータ、ＭＰＵなどのマイクロプロセッサを備える。

【0006】

磁気センサ装置において、磁気センサが保持されるケースの内部に信号処理回路を搭載した回路基板を配置する場合、磁気センサが回路基板上の電子部品の帯磁の影響を受けるおそれがある。特許文献２では、磁気抵抗素子に対する外部からの電気的ノイズの影響を低減させるために、センサ面を金属製のシールド部材で覆っている。しかしながら、磁気センサ装置の内部に収容される回路基板からの磁気的影響を低減させるためのシールドは設けられていない。

【0007】

本発明の課題は、このような点に鑑みて、電子部品を搭載した回路基板を備えた磁気センサ装置において、磁気センサ素子に対する回路基板からの磁気的影響を低減させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明は、磁気スケールに対して相対移動する磁気センサ装置であって、磁気センサ素子と、電子部品が搭載された回路基板と、前記磁気センサ素子および前記回路基板を保持するケースと、前記磁気センサ素子と前記回路基板の間に配置されるシールド部材と、を備え、前記回路基板の側から見た場合に、前記シールド部材の外形の内側に前記磁気センサ素子が位置しており、前記シールド部材の外周縁の少なくとも１辺が前記磁気センサ素子の側へ屈曲しており、前記磁気センサ素子はセンサ基板に設けられ、前記シールド部材は、前記センサ基板に接続される配線部材を通す貫通部を備え、前記ケースは、前記磁気スケールの側を向く対向面を構成する底板部を備え、前記底板部は、開口部と、前記開口部の外周側において前記磁気スケールとは反対側へ突出する位置決め用凸部を備え、前記センサ基板は、前記対向面の側から前記底板部に固定され、前記シールド部材は、前記底板部に対して前記センサ基板とは反対側に配置され、前記貫通部に前記位置決め用凸部を挿入することによって、前記開口部と前記貫通部とが重なる位置に位置決めされることを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、磁気センサ素子と、電子部品が搭載された回路基板とを同じケースによって保持するにあたって、磁気センサ素子と基板との間にシールド部材を配置している。このようにすると、回路基板に搭載された電子部品からの磁気的影響をシールド部材によって低減させることができる。従って、磁気センサ素子による位置検出の精度が低下することを抑制できる。

【0010】

また、本発明によれば、前記回路基板の側から見た場合に、前記シールド部材の外形の内側に前記磁気センサ素子が位置する。従って、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。

【0011】

さらに、本発明によれば、前記シールド部材の外周縁の少なくとも１辺が前記磁気センサ素子の側へ屈曲している。従って、磁気センサ素子の外周側からの磁気的影響を低減させることができる。

【0012】

本発明によれば、前記磁気センサ素子はセンサ基板に設けられ、前記シールド部材は、前記センサ基板に接続される配線部材を通す貫通部を備える。従って、配線部材を容易に引き回すことができ、配線スペースを少なくことができる。例えば、前記配線部材がフレキシブルプリント基板である場合は、前記貫通部として、直線状に延びたスリットを形成することが好ましい。このようにすると、フレキシブルプリント基板を容易に磁気センサ素子の側へ引き回すことができる。更に、切欠きでなく貫通部を形成したことにより、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。

【0013】

本発明によれば、前記ケースは、前記磁気スケールの側を向く対向面を構成する底板部を備え、前記底板部は、開口部と、前記開口部の外周側において前記磁気スケールとは反対側へ突出する位置決め用凸部を備え、前記センサ基板は、前記対向面の側から前記底板部に固定され、前記シールド部材は、前記底板部に対して前記センサ基板とは反対側に配置され、前記貫通部に前記位置決め用凸部を挿入することによって、前記開口部と前記貫通部とが重なる位置に位置決めされる。従って、貫通部および開口部が重なった箇所に配線部材を通すことができる。また、シールド部材の位置決めを容易に行うことができるので、シールド部材の取り付け作業を容易に行うことができる。

【0014】

本発明において、前記ケースは、開口部と、前記開口部の縁における対向する２箇所から前記開口部の内側へ突出する２箇所のセンサ支持部を備え、前記センサ基板は、前記２箇所のセンサ支持部に固定されることが好ましい。このようにすると、ケースを介してセンサ基板に応力が加わることを抑制できる。従って、センサ基板に加わる応力によって磁気センサ素子による位置検出の精度が低下することを抑制できる。

【0015】

本発明において、前記シールド部材は、接着剤によって前記ケースに固定されることが好ましい。このようにすると、ねじなどの固定部材を使用する必要がないので、部品点数を削減することができる。また、シールド部材およびケースに固定孔等の固定構造を設ける必要がないので、シールド部材およびケースの形状を単純化することができる。

【0016】

本発明において、一端が前記シールド部材に電気的に接続され、他端が前記ケースに電気的に接続される導電部材を備えることが好ましい。このようにすると、ケースを介してシールド部材を接地電位に確実に接続できるため、シールド部材に外部からの電気的ノイズがのるおそれが少ない。

【0017】

本発明において、前記電子部品は、前記磁気センサ素子の検出信号が入力される信号処
理回路を構成する。このようにすると、磁気センサ部と信号処理部とを一体化させた磁気センサ装置を構成することができる。

【0018】

次に、本発明の位置検出装置は、Ｎ極とＳ極が交互に直線状に並ぶトラックを備える前記磁気スケールと、前記磁気スケールに対して前記トラックの延在方向に相対移動可能に設けられた上記の磁気センサ装置と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、磁気センサ素子と、電子部品が搭載された回路基板とを同じケースによって保持するにあたって、磁気センサ素子と基板との間にシールド部材を配置している。このようにすると、回路基板に搭載された電子部品からの磁気的影響をシールド部材によって低減させることができる。従って、磁気センサ素子による位置検出の精度が低下することを抑制できる。また、回路基板の側から見た場合に、シールド部材の外形の内側に磁気センサ素子が位置するので、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。さらに、シールド部材の外周縁の少なくとも１辺が磁気センサ素子の側へ屈曲しているので、磁気センサ素子の外周側からの磁気的影響を低減させることができる。また、配線部材を容易に引き回すことができ、配線スペースを少なくことができるとともに、回路基板が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。さらに、シールド部材の位置決めを容易に行うことができるので、シールド部材の取り付け作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明を適用した位置検出装置の斜視図である。

【図2】磁気センサ装置を磁気スケールと対向する対向面の側から見た分解斜視図である。

【図3】磁気センサ装置の断面図（図１のＡ－Ａ位置の断面図）である。

【図4】磁気センサ装置の断面図（図１のＢ－Ｂ位置の断面図）である。

【図5】磁気センサ装置の分解斜視図である。

【図6】磁気センサ装置の分解斜視図である。

【図7】磁気センサ装置の組立方法を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、図面を参照して、本発明を適用した磁気センサ装置および位置検出装置の実施形態を説明する。

【0022】

（位置検出装置）
図１は、本発明を適用した位置検出装置の実施形態である磁気式エンコーダ装置１の斜視図である。磁気式エンコーダ装置（位置検出装置）１は、磁気スケール２と、磁気スケール２を読み取る磁気センサ装置３を備える。磁気スケール２は、磁気スケール２と磁気センサ装置３の相対移動方向である第１方向Ｘに延びる磁気トラック４を備える。磁気トラック４には、Ｎ極とＳ極が所定ピッチで交互に直線状に並んでいる。磁気式エンコーダ装置１は、磁気スケール２および磁気センサ装置３の一方が固定体側に配置され、他方が移動体側に配置される。

【0023】

磁気センサ装置３は、磁気スケール２に対して相対移動する際に、磁気スケール２の表面に形成された磁界の変化を検出して、磁気スケール２または磁気センサ装置３の絶対位置を出力する。以下の説明では、第１方向Ｘと直交する方向を第２方向Ｙとし、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙと直交する方向を第３方向Ｚとする。また、第１方向Ｘの一方側と他方側をそれぞれＸ１方向、Ｘ２方向とし、第２方向Ｙの一方側と他方側をそれぞれＹ１方向、Ｙ２方向とし、第３方向Ｚの一方側と他方側をそれぞれＺ１方向、Ｚ２方向とする。第３方向Ｚは、磁気スケール２と磁気センサ装置３が対向する方向である。Ｚ１方向は磁気センサ装置３が配置される側であり、Ｚ２方向は磁気スケール２が配置される側である。

【0024】

（磁気センサ装置）
磁気センサ装置３は、非磁性材料からなる第１ケース６および第２ケース７と、第１ケース６から延びたケーブル８を備える。第１ケース６および第２ケース７は、磁気センサ
装置３のケースを構成する。本形態では、第１ケース６は第１方向Ｘを長手方向とする略直方体状であり、第２ケース７は板状である。第２ケース７は、第１ケース６の内部に形成される凹部空間をＺ１方向から塞ぐように取り付けられる。図１に示すように、ケーブル８は、第１ケース６のＸ１方向の側面に取り付けられたケーブル保持部材８０によって保持されて、第１ケース６からＸ１方向に引き出されている。

【0025】

図２は磁気センサ装置３を磁気スケール２と対向する対向面９の側（Ｚ２方向）から見た分解斜視図であり、磁気センサ１０およびアルミシート１３を第１ケース６から分離した状態を示す。第１ケース６は、磁気スケール２と第３方向Ｚで対向する対向面９を備える。磁気センサ１０は対向面９に取り付けられ、シールド部材であるアルミシート１３によって覆われている。磁気センサ１０は、シリコン基板やセラミックグレース基板などのセンサ基板１１と、センサ基板１１のＺ１方向の表面に形成された磁気抵抗素子１２を備える。

【0026】

図２に示すように、第１ケース６の対向面９には開口部９０が形成されている。開口部９０は、第１方向Ｘで対向する開口縁である縁部９０Ｘ１、９０Ｘ２と、第２方向Ｙで対向する開口縁である縁部９０Ｙ１、９０Ｙ２を備えており、第１方向Ｘで対向する縁部９０Ｘ１、９０Ｘ２には、開口部９０の内側に向かって突出するセンサ支持部９１、９２が形成されている。また、第１ケース６の対向面９には、開口部９０の外周側に、開口部９０より一回り大きい矩形枠状の突出部９３が形成されている。対向面９において、突出部９３と開口部９０との間の領域は、突出部９３の上端面（先端面）よりＺ１方向に一段凹んだ段面９４となっている。また、開口部９０の内側に突出するセンサ支持部９１、９２のＺ２方向の面は、開口部９０の外周側の段面９４よりも更に一段Ｚ１方向に凹んだ位置に設けられている。

【0027】

磁気センサ１０は、磁気抵抗素子１２が形成された面をＺ１方向に向けて開口部９０の内側に配置され、センサ支持部９１、９２にＺ２方向から固定される。センサ支持部９１、９２に対する磁気センサ１０の固定は接着剤により行われる。また、センサ基板１１は、開口部９０のＹ２方向の縁部９０Ｙ２からＹ１方向に突出する位置決め部９５の先端面に当接することによって、第２方向Ｙに位置決めされて固定される。アルミシート１３は、突出部９３の内周側に配置され、磁気センサ１０および段面９４を覆うように取り付けられている。第１ケース６の対向面９において、Ｚ２方向に最も突出した部位は、突出部９３の先端面である。磁気センサ装置３を磁気スケール２に組み付けると、磁気抵抗素子１２と磁気スケール２は所定の隙間を介して対向する。

【0028】

図３、図４は磁気センサ装置３の断面図である。図３は図１のＡ－Ａ位置の断面図であり、図４は図１のＢ－Ｂ位置の断面図である。また、図５、図６は磁気センサ装置３の分解斜視図である。図５はＺ１方向から見た分解斜視図であり、図６はＺ２方向から見た分解斜視図である。第１ケース６は、Ｚ２方向を向く対向面９を備えた矩形の底板部６１と、底板部６１の外周縁からＺ１方向へ立ち上がる壁部６２を備えており、開口部９０は、底板部６１に形成されている。壁部６２には、Ｘ１方向の側面に切欠きが形成され、ケーブル保持部材８０が取り付けられている。第２ケース７は、壁部６２のＺ２方向の端部に固定される。図１に示すように、第２ケース７は、対角位置となる２箇所が、壁部６２のＸ１方向とＹ１方向の間の角部、および、Ｘ２方向とＹ２方向の間の角部に設けられた固定穴６２１（図５参照）にねじ止めされる。

【0029】

磁気センサ装置３では、第１ケース６と第２ケース７の間にシールド部材２０、第１回路基板３１、および第２回路基板３２がこの順で第３方向Ｚに重なった状態で収容される。シールド部材２０は第１ケース６の底板部６１に対してＺ１方向から固定される。図３、図４に示すように、第１回路基板３１はシールド部材２０に対してＺ１方向から重なる
ように配置され、第２回路基板３２は第１回路基板３１に対してＺ１方向から重なるように配置される。また、第１回路基板３１とシールド部材２０の間に第１フレキシブルプリント基板４０が配置され、第１回路基板３１と第２回路基板３２の間には第２フレキシブルプリント基板５０が配置される。

【0030】

図４、図５に示すように、第１ケース６には、Ｘ１方向の側面の内側に第１段部６３が形成され、Ｘ２方向の側面の内側に第１段部６４が形成されている。第１段部６３、６４は、底板部６１よりＺ１方向に一段高くなっている。また、第１ケース６には、第１段部６３、６４のＹ１方向側に第２段部６５、６６が形成されている（図５、図７参照）。第２段部６５、６６は、第１段部６３、６４よりＺ１方向に一段高くなっている。図５、図６に示すように、第１回路基板３１には、Ｘ１方向の縁部の略中央からＸ１方向に突出する固定部３１１、および、Ｘ２方向の縁部の略中央からＸ２方向に突出する固定部３１２が形成されている。また、第２回路基板３２には、Ｘ１方向の縁部から突出する固定部３２１、および、Ｘ２方向の縁部から突出する固定部３２２が形成されている。第１回路基板３１は、固定部３１１、３１２を第１段部６３、６４にＺ１方向から当接させてねじ止めすることによって第１ケース６に固定される。また、第２回路基板３２は、固定部３２１、３２２を第２段部６５、６６にＺ１方向から当接させてねじ止めすることによって第１ケース６に固定される。第１回路基板３１と第２回路基板３２は、第１段部６３、６４および第２段部６５、６６によって第３方向Ｚに位置決めされる。

【0031】

第１フレキシブルプリント基板４０は、第１回路基板３１と磁気センサ１０とを接続する配線部材である。図３に示すように、第１フレキシブルプリント基板４０は、第１回路基板３１とシールド部材２０の間で第２方向Ｙに延在する第１部分４１と、第１部分４１のＹ１方向の端部からＹ２方向へ折り返されて第１部分４１のＺ２方向側に重なる第２部分４２と、第２部分４２からＺ２方向側に折り曲げられてシールド部材２０に形成された貫通部２１を通って第１ケース６の底板部６１に形成された開口部９０へ引き出される第３部分４３を備える。図５、図６に示すように、第１部分４１には、第１回路基板３１と接続される幅広の端子部４４が形成されている。また、第３部分４３のＺ２方向の端部は、開口部９０のＹ１方向の縁部９０Ｙ１とセンサ支持部９１、９２との隙間を通って磁気センサ１０のセンサ基板１１に固定される端子部４５が形成されている。

【0032】

第２フレキシブルプリント基板５０は、第１回路基板３１と第２回路基板３２を接続する配線部材である。図３に示すように、第２フレキシブルプリント基板５０は、第２方向Ｙに延在する第１部分５１と、第１部分５１のＹ２方向の端部からＹ１方向へ折り返されて第１部分５１のＺ１方向側に重なる第２部分５２を備える。第１部分５１のＹ１方向の端部は第１回路基板３１に接続され、第２部分５２のＹ１方向の端部は第２回路基板３２に接続される。

【0033】

第１回路基板３１には、磁気センサ１０の磁気抵抗素子１２から出力されるアナログ信号が入力される信号処理回路が設けられており、アナログ信号を増幅する回路を構成するオペアンプや抵抗などの回路素子が搭載されている。第２回路基板３２には、第１回路基板３１から出力される信号を処理する信号処理回路、上位装置との通信を行うための通信回路、電源回路などが搭載されている。本形態では、磁気スケール２にアブソリュートパターンを形成したアブソリュートトラックとインクリメンタルパターンを形成したインクリメンタルトラックが設けられており、磁気センサ１０は、磁気抵抗素子１２として、アブソリュートパターンを読み取って信号を出力する磁気抵抗素子、および、インクリメンタルパターンを読み取って信号を出力する磁気抵抗素子を備えている。従って、第１回路基板３１には、これら複数の磁気抵抗素子のアナログ信号を増幅するため、多くの回路素子が搭載されている。第２回路基板３２の信号処理回路では、アブソリュートパターンを読み取った信号、および、インクリメンタルパターンを読み取った信号からアブソリュー
ト値およびインクリメンタル値を求め、磁気スケール２または磁気センサ装置３の絶対位置を求める処理が行われる。

【0034】

（シールド部材）
本形態では、第１ケース６の底部にシールド部材２０が配置され、第１回路基板３１および第２回路基板３２は、シールド部材２０のＺ１方向に配置される。これにより、シールド部材２０は、第１ケース６の対向面９に取り付けられた磁気センサ１０と、第１回路基板３１との間に配置されるので、磁気センサ１０は、シールド部材２０によって第１回路基板３１および第２回路基板３２から遮蔽される。シールド部材２０は金属板であり、本形態では、パーマロイが用いられている。図５、図６に示すように、シールド部材２０は、第１方向Ｘに長い長方形の板状部２２と、板状部２２の外周縁に形成された枠状の縁部２３を備えている。縁部２３は、板状部２２の４辺を磁気センサ１０の側（Ｚ２方向）へ屈曲させた形状となっている。

【0035】

図４に示すように、シールド部材２０は、板状部２２の第１方向Ｘの幅が磁気センサ１０の第１方向Ｘの幅より大きく、縁部２３は、板状部２２の第１方向Ｘの両側の端部から磁気センサ１０の第１方向Ｘの両側に向かって延びている。また、図３に示すように、シールド部材２０は、板状部２２の第２方向Ｙの幅が磁気センサ１０の第２方向Ｙの幅より大きく、縁部２３は、板状部２２の第２方向Ｙの両側の端部から磁気センサ１０の第２方向Ｙの両側に向かって延びている。つまり、シールド部材２０は、第３方向Ｚから見た外形が磁気センサ１０の外形より大きく、Ｚ１方向から見てシールド部材２０の外形の内側に磁気センサ１０が配置されている。板状部２２には、上述した第１フレキシブルプリント基板４０の第３部分４３と通すための貫通部２１が形成されている。貫通部２１は第１方向Ｘに延在するスリット状に形成されており、板状部２２のＹ１方向寄りの位置で第１方向Ｘに延在する。

【0036】

第１ケース６の底板部６１は、磁気スケール２が配置される側（Ｚ２方向）を向く対向面９を備えると共に、Ｚ１方向を向く平坦な底面６７を備える。磁気センサ１０は、対向面９の側から底板部６１に固定される。一方、シールド部材２０は、底面６７の側から底板部６１に固定される。底面６７の外周側には、壁部６２の内面に沿って矩形状に延在する溝部６８が形成されている。溝部６８には、シールド部材２０の縁部２３が挿入される。また、底面６７における４箇所の角部には、Ｚ１方向へ突出する固定用凸部６９が形成されている。シールド部材２０は、板状部２２が固定用凸部６９にＺ１方向から当接するように配置され、接着剤によって固定用凸部６９の先端面に固定される。

【0037】

図５に示すように、底板部６１には、開口部９０と、開口部９０の外周側において底面６７から磁気スケール２とは反対側（Ｚ１方向）へ突出する位置決め用凸部７０が形成されている。位置決め用凸部７０は、開口部９０のＹ１方向の端部のＸ１方向側、および、Ｘ２方向側の２箇所に形成されている。位置決め用凸部７０は、シールド部材２０を第１ケース６の底部に固定する際に、シールド部材２０の貫通部２１に挿入される。

【0038】

図７は磁気センサ装置３の組立方法を示す説明図である。図７（ａ）は第２ケース７、第２回路基板３２、第２フレキシブルプリント基板５０、第１回路基板３１、第１フレキシブルプリント基板４０、およびシールド部材２０を取り外した磁気センサ装置３の斜視図である。また、図７（ｂ）は図７（ａ）に対してシールド部材２０を組み付けた状態を示し、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に対して更に第１フレキシブルプリント基板４０を組み付けた状態を示す。図７（ａ）に示すように、磁気センサ１０は、開口部９０に設けられたセンサ支持部９１、９２に対してＺ２方向から接着固定される。また、磁気センサ１０は、開口部９０のＹ２方向の縁部９０Ｙ２に設けられた位置決め部９５に当接することによって第２方向Ｙに位置決めされる。

【0039】

シールド部材２０を第１ケース６に固定する際は、固定用凸部６９の先端面に接着剤を塗布してから、第１ケース６の底部にシールド部材２０を配置する。その際、図７（ｂ）に示すように、開口部９０の第１方向Ｘの両側に形成された位置決め用凸部７０をシールド部材２０の貫通部２１に挿入すると共に、シールド部材２０の縁部２３を溝部６８に挿入する。そして、貫通部２１のＹ２方向の縁に位置決め用凸部７０を当接させて、シールド部材２０を第２方向Ｙで位置決めする。これにより、シールド部材２０の貫通部２１と開口部９０のＹ１方向の端部とが第３方向Ｚに重なった状態が形成される。図７（ｃ）に示すように、第１フレキシブルプリント基板４０は、貫通部２１と開口部９０とが重なった隙間を通って磁気センサ１０に接続される。

【0040】

図５、図６に示すように、シールド部材２０には、帯状の導電部材２４の一端が固定される。導電部材２４は金属製の板バネである。シールド部材２０を第１ケース６に固定する際、図７（ｂ）に示すように、導電部材２４の他端は、固定ねじ２５によって第１ケース６の第１段部６４にねじ止めされる。第１段部６４には、第１回路基板３１をねじ止めするためのねじ孔のＹ２方向側に、導電部材２４をねじ止めするためのねじ孔が形成されている。導電部材２４を第１段部６３にねじ止めすると、シールド部材２０は、導電部材２４および固定ねじ２５を介して、第１ケース６と電気的に接続される。これにより、シールド部材２０を確実に第１ケース６と同電位にすることができる。従って、第１ケース６を接地することにより、第１ケース６を介してシールド部材２０を確実に接地することができる。

【0041】

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態の磁気式エンコーダ装置１は、磁気抵抗素子１２（磁気センサ素子）を備えた磁気センサ１０を保持する第１ケース６に、磁気センサ１０の信号を処理する電子部品が搭載された第１回路基板３１および第２回路基板３２を収容して、磁気抵抗素子１２および信号処理回路を備えた磁気センサ装置３を構成している。このように、磁界の変化を検出するセンサユニットに信号処理回路を組み込んだ磁気センサ装置３を構成するにあたって、本形態では、磁気抵抗素子１２が搭載されたセンサ基板１１と、電子部品が搭載された第１回路基板３１および第２回路基板３２との間にシールド部材２０を配置する。これにより、第１回路基板３１および第２回路基板３２に搭載された電子部品からの磁気的影響をシールド部材２０によって低減させることができる。特に、本形態では、センサ基板１１に近い側に配置された第１回路基板３１にオペアンプや抵抗などの電子部品が多数搭載されているので、これらの電子部品からの磁気的影響をシールド部材２０によって低減させることができる。従って、磁気スケール２に対して相対移動する磁気センサ装置３に磁気抵抗素子１２だけでなく信号処理回路を搭載した構成においても、信号処理回路を構成する電子部品からの磁気的影響によって磁気抵抗素子１２による位置検出の精度が低下することを抑制できる。

【0042】

本形態では、第１回路基板３１および第２回路基板３２の側、すなわち、Ｚ１方向からシールド部材２０および磁気センサ１０を見た場合に、磁気抵抗素子１２が形成されたセンサ基板１１の外形よりシールド部材２０の外形の方が大きくなっている。従って、Ｚ１方向からの磁気的影響を低減させることができ、第１回路基板３１および第２回路基板３２に搭載された電子部品からの磁気的影響を低減させることができる。また、本形態では、シールド部材２０の外周縁の全周が磁気センサ１０の側へ屈曲して縁部２３が形成されている。従って、磁気センサ１０の外周側、すなわち、磁気センサ１０の第１方向Ｘの両側、および、第２方向Ｙの両側からの磁気的影響を低減させることができる。なお、本形態では、シールド部材２０の板状部２２の外周縁の全周がＺ２方向へ屈曲しているが、縁部２３が形成されているのは、板状部２２の外周縁の一部であってもよい。例えば、板状部２２の外周縁の少なくとも１辺がＺ２方向へ屈曲している構成であってもよい。

【0043】

本形態のシールド部材２０は、磁気センサ１０に接続される第１フレキシブルプリント基板４０を通す貫通部２１を備えている。従って、シールド部材２のＺ１方向に配置された第１回路基板３１とシールド部材２のＺ２方向に配置された磁気センサ１０とを接続する第１フレキシブルプリント基板４０を容易に引き回すことができ、配線スペースを削減することができる。また、貫通部２１は直線状に延在するスリット状の孔であるため、第１フレキシブルプリント基板４０を通すのに適している。更に、切欠きでなく貫通部２１（孔）を形成しているので、切欠きを形成した場合と比較して、第１回路基板３１および第２回路基板３２が配置される側からの磁気的影響を少なくすることができる。

【0044】

本形態では、第１ケース６の底板部６１に開口部９０が形成され、開口部９０の第１方向Ｘの両側には、Ｚ１方向（すなわち、磁気スケール２と反対側）へ突出する位置決め用凸部７０が形成されている。従って、底板部６１に対して磁気センサ１０とは反対側にシールド部材２０を取り付ける際に、位置決め用凸部７０をシールド部材２０の貫通部２１に挿入してシールド部材２０を位置決めすることができる。これにより、貫通部２１と開口部９０とが重なるようにシールド部材２０を位置決めすることができ、貫通部２１と開口部９０とが重なった箇所に第１フレキシブルプリント基板４０を通して磁気センサ１０に接続することができる。従って、シールド部材２０を取り付ける際にその位置決めを容易に行うことができ、第１フレキシブルプリント基板４０を容易に引き回すことができる。

【0045】

本形態のシールド部材２０は、接着剤により、底板部６１に形成された固定用凸部６９に固定される。従って、ねじなどの固定部材を使用する必要がないので、部品点数を削減することができる。また、シールド部材２０および第１ケース６に固定孔等の固定構造を設ける必要がないので、シールド部材２０および第１ケース６の形状を単純化することができる。

【0046】

本形態の第１ケース６は、磁気センサ１０が固定される対向面９に形成された開口部９０と、開口部９０の縁における対向する２箇所から開口部９０の内側へ突出する２箇所のセンサ支持部９１、９２と、を備えており、磁気センサ１０のセンサ基板１１は、２箇所のセンサ支持部９１、９２に固定されている。このような固定構造は、第１ケース６を介してセンサ基板１１に応力が加わることを抑制できる。従って、センサ基板１１の変形を抑制でき、センサ基板１１の変形による位置検出精度の低下を抑制できる。

【0047】

本形態では、シールド部材２０に導電部材２４が取り付けられ、導電部材２４は、シールド部材２０を第１ケース６に固定する際、第１ケース６の第１段部６３に固定ねじ２５によってねじ止めされる。これにより、シールド部材２０は、導電部材２４を介して第１ケース６と電気的に接続されるので、第１ケース６を介して、シールド部材２０を確実に接地電位にすることができる。よって、シールド部材２０に外部からの電気的ノイズがのるおそれが少ないので、磁気センサ１０に搭載される磁気抵抗素子１２や、第１回路基板３１および第２回路基板３２に搭載される電子部品に対する電気的ノイズの影響を抑制できる。

【符号の説明】

【0048】

１…磁気式エンコーダ装置、２…磁気スケール、３…磁気センサ装置、４…磁気トラック、６…第１ケース、７…第２ケース、８…ケーブル、９…対向面、１０…磁気センサ、１１…センサ基板、１２…磁気抵抗素子、１３…アルミシート、２０…シールド部材、２１…貫通部、２２…板状部、２３…縁部、２４…導電部材、２５…固定ねじ、３１…第１回路基板、３２…第２回路基板、４０…第１フレキシブルプリント基板、４１…第１部分、４２…第２部分、４３…第３部分、４４、４５…端子部、５０…第２フレキシブルプリン
ト基板、５１…第１部分、５２…第２部分、６１…底板部、６２…壁部、６３、６４…第１段部、６５、６６…第２段部、６７…底面、６８…溝部、６９…固定用凸部、７０…位置決め用凸部、８０…ケーブル保持部材、９０Ｘ１、９０Ｘ２、９０Ｙ１、９０Ｙ２…縁部、９０…開口部、９１、９２…センサ支持部、９３…突出部、９４…段面、９５…位置決め部、３１１、３１２…固定部、３２１、３２２…固定部、６２１…固定穴、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】