專利名稱：磁傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)置于旋轉(zhuǎn)體等移動(dòng)體表面的起磁元件的磁場(chǎng)，使產(chǎn)生位置信號(hào)和指示信號(hào)等磁傳感器。
以往的磁帶錄像機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁頭驅(qū)動(dòng)裝置，如日本實(shí)用新案專利實(shí)開昭61-38880號(hào)公報(bào)所示，是在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)置于圓筒內(nèi)的一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁頭的無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子外表面上，設(shè)置由永久磁鐵構(gòu)成的起磁元件，通過用霍爾元件或探測(cè)線圈構(gòu)成的磁傳感器檢測(cè)該起磁元件獲得相對(duì)上述一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁頭的記錄信號(hào)或者用于以適當(dāng)時(shí)序轉(zhuǎn)換再生信號(hào)的位置信號(hào)。
另外，如日本特許特開昭61-82374公報(bào)所示，3、5英吋型軟盤裝置中，通過用與上述例相同的磁傳感器，檢測(cè)固定于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軟盤的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子外表面的永久磁鐵，獲得指示信號(hào)。
圖23及圖24表示旋轉(zhuǎn)磁頭裝置或軟盤裝置中的信號(hào)發(fā)生裝置，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁頭或軟盤的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子1外周，突出地緊固設(shè)置有用于指示的由永久磁鐵構(gòu)成的起磁元件2，配置探測(cè)線圈式磁傳感器3，使其與該起磁元件2近接對(duì)置，用適當(dāng)構(gòu)件將磁傳感器3固定于上述電動(dòng)機(jī)的印刷底板5上，由上述磁傳感器3引出的端子與印刷底板5的電路布線焊接。并且，轉(zhuǎn)子1每旋轉(zhuǎn)1周，便使起磁元件2與磁傳感器3近接對(duì)置，磁場(chǎng)就加于磁傳感器3，然后由端子4檢出所定信號(hào)。
圖22示出供一般實(shí)際使用的探測(cè)線圈式磁傳感器3。該磁傳感器3的結(jié)構(gòu)包括以鐵等磁性材料形成的略呈口字狀的集磁鐵心6、通過線圈骨架7卷繞于該集磁鐵心6后側(cè)的線圈8、設(shè)于線圈骨架7上的端子4以及收容上述各元件的金屬或合成樹脂制的外殼9。在集磁鐵心6與起磁元件2對(duì)置的前面，設(shè)有間隙地形成具有左右縱向平行面的集磁部6a。讓該集磁部6a自外殼9的前面露出地將集磁鐵心6及線圈8等收容于外殼9內(nèi)，并引出端子4的前端4a。然后，自外殼9底面上形成的開口澆注液態(tài)環(huán)氧樹脂，用烘箱等使之加熱硬化，便能密封固定上述各元件。
如圖24所示，上述那樣構(gòu)成的磁傳感器3，定位固定于電動(dòng)機(jī)的印刷底板5上，再通過在反射爐內(nèi)加熱焊糊，使端子4的前端與電路布線焊接。
圖22表示上述旋轉(zhuǎn)磁頭裝置或軟盤裝置中信號(hào)發(fā)生裝置的探測(cè)線圈式磁傳感器3。該磁傳感器3的結(jié)構(gòu)包括以鐵等磁性材料構(gòu)成的略呈口字狀的集磁鐵心6、通過線圈骨架7卷繞于該集磁鐵心6后側(cè)的線圈8、設(shè)于上述線圈骨架7上的端子3a以及收容上述各元件的金屬或合成樹脂的外殼9。
至于上述磁傳感器3的制造過程，首先分別以獨(dú)立工序制造以規(guī)定合成樹脂模壓成形的外殼9、將由沖壓機(jī)制成的導(dǎo)電金屬板構(gòu)成的端子板4嵌裝成一體的合成樹脂構(gòu)成的線圈骨架7以及由磁性金屬板構(gòu)成的上述集磁鐵心6。然后，將集磁鐵心6裝在線圈骨架7上，并左右拉開大縫隙后卷繞圈8后做成線圈組件。
接著，將該線圈組件放置于外殼9內(nèi)部，并使形成于上述集磁鐵心6前面的集磁部6a自外殼9的前面露出，再引出端子4的前端部4a。然后，自形成于外殼9底面的開口澆注液態(tài)環(huán)氧樹脂，通過在烘箱中以約100℃的溫度加熱約5小時(shí)，使之硬化。以此加熱硬化，密封固定外殼9內(nèi)各元件，由此做成磁傳感器3。
上述以往的探測(cè)線圈式磁傳感器的優(yōu)點(diǎn)是不需要其它霍爾元件等所必要的偏置電流，電耗小;輸出信號(hào)電壓大，不需要放大器;溫度特性好。但是，由于上述磁傳感器的各構(gòu)成元件都收容于外殼中，該外殼需要一定的壁厚，所以必然為大型，存在不能設(shè)置于輕薄短小型電動(dòng)機(jī)等中的致命問題，又因?qū)⑹杖萦谕鈿?nèi)的構(gòu)成元件進(jìn)行密封，使環(huán)氧樹脂澆注于外殼內(nèi)部，該環(huán)氧樹脂與硬化劑混和后會(huì)產(chǎn)生老化性特性變化，因此難以管理澆注作業(yè)，而且必需在100℃左右的溫度下進(jìn)行約5小時(shí)的加熱硬化。因此，除明顯不利自動(dòng)化外，還存在加工周期長的問題。再者，環(huán)氧樹脂的玻化溫度(Tg)約為100℃，比較低，因此耐熱性差，存在當(dāng)以約240℃進(jìn)行反射爐或浸焊接等焊接加工時(shí)，引起內(nèi)部構(gòu)件移位的問題。
還有，對(duì)于上述磁傳感器，為了將各構(gòu)成元件收容于外殼后密封，進(jìn)行澆注環(huán)氧樹脂后加熱硬化或者為了將端子與電路布線進(jìn)行焊接，以反射爐或浸焊等在240℃左右溫度下加熱時(shí)，存在內(nèi)部的線圈骨架、線圈的絕緣包膜變形而產(chǎn)生絕緣不良的問題。在澆注密封用樹脂時(shí)，存在引起線圈骨架熱變形，使應(yīng)力加于線圈、集磁鐵心等上，產(chǎn)生各性能變化等不好影響的問題。
另外，上述以往的探測(cè)線圈式磁傳感器，因?qū)⒏鳂?gòu)成元件收容于外殼，外殼必需有規(guī)定的壁厚，因此磁傳感器必然為大型。因此，配置于圖24所示的輕薄小型電動(dòng)機(jī)等中，存在在起磁元件的高度方向中心與集磁鐵心的集磁部的中心產(chǎn)生偏差G，從而輸出電壓變小的問題。另一方面，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的種類不同，反過來將起磁元件置于高的位置，同樣存在產(chǎn)生偏差G，輸出電壓變小的問題。雖也有考慮將上述磁傳感器裝在未圖示的支架等上，以調(diào)整高度的方法來解決這樣的問題，但這種方法因元件數(shù)增多，成本提高，安裝精度也降低，而且還存在因振動(dòng)等引起位置變動(dòng)的問題。
上述探測(cè)線圈式磁傳感器，將集磁鐵心裝在將端子板嵌入成形的線圈骨架，將讓線圈卷繞在上述線圈骨架上的線圈組件單件分別收容設(shè)置于外殼內(nèi)，存在為把各線圈組件存放于外殼需要很長操作時(shí)間的問題。還有，將收容線圈組件的外殼置于注模機(jī)等后進(jìn)行澆注，各單件均需進(jìn)行向該注模機(jī)的設(shè)置與退出操作，所以不能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，存在妨礙提高生產(chǎn)率的問題。
本發(fā)明的目的在于解決上述問題點(diǎn)，提供一種能縮小磁傳感器本身的體積，并能縮短制造周期，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化且提高焊接加工時(shí)的耐熱性的磁傳感器。
而且，本發(fā)明的目的在于提供一種即使磁傳感器的制造過程中和焊接加工時(shí)接受加熱，線圈骨架也不變形且不會(huì)遭受熱的不良影響的磁傳感器。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種能不增加磁傳感器的元件數(shù)、易使集磁部高度變更，使能與置于各種高度的起磁元件對(duì)應(yīng)的磁傳感器。
本發(fā)明再一目的在于提供一種容易將磁傳感器的線圈組件向成形金屬模供給、退出，能連續(xù)生產(chǎn)而提高生產(chǎn)率的磁傳感器制造方法。
圖1是表示本發(fā)明磁傳感器實(shí)施例的斜視圖;
圖2是表示圖1例的集磁鐵心的斜視圖;
圖3是表示圖1例的磁傳感器的端子與電路布線關(guān)系的俯視圖;
圖4是表示圖1例磁傳感器的端子與電路布線的焊接狀態(tài)的側(cè)視圖;
圖5是表示次品率相對(duì)密封樹脂的載荷撓曲溫度的關(guān)系的特性圖;
圖6是表示次品率相對(duì)密封樹脂的熔化溫度的關(guān)系的特性圖;
圖7表示相對(duì)密封樹脂成形溫度的線圈骨架變形量的特性圖;
圖8表示輸出電壓對(duì)磁傳感器與起磁元件之間間隔的關(guān)系的特性圖;
圖9是表示磁傳感器的制造過程的工序圖;
圖10是表示卷繞帶狀線圈組件的狀態(tài)的說明圖;
圖11是表示成形金屬模的橫向剖面圖;
圖12是表示成形金屬模的俯視剖面圖;
圖13是表示實(shí)際安裝于電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)的俯視圖;
圖14是表示電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)體與磁傳感器的相對(duì)關(guān)系的側(cè)視圖;
圖15是表示磁傳感器與起磁元件之間關(guān)系的俯視圖;
圖16是表示本發(fā)明磁傳感器另一實(shí)施例的斜視圖;
圖17是表示圖16例磁傳感器的底面的俯視圖;
圖18是表示圖16例磁傳感器的端子的成形狀態(tài)的側(cè)視圖;
圖19是表示圖16例磁傳感器的端子的成形狀態(tài)的俯視圖;
圖20是表示成形金屬模一例的橫向剖面圖;
圖21是表示圖20所示成形金屬模的俯視剖面圖;
圖22是表示以往磁傳感器的斜視圖;
圖23是表示以往磁傳感器使用狀態(tài)的俯視圖;
圖24是表示圖23例磁傳感器的實(shí)際安裝狀態(tài)的側(cè)視圖。
下面，參見


本發(fā)明磁傳感器的實(shí)施例。
圖1中，磁傳感器10具有在前側(cè)形成集磁部11a的集磁鐵心11、通過由合成樹脂形成的線圈骨架12卷繞于該集磁鐵心11后側(cè)的線圈13、將一端嵌入或插入線圈骨架12而設(shè)置成一體的一對(duì)端子。另外，用密封材料15密封集磁鐵心11及線圈13等各元件，該密封材料由具有比焊錫熔化溫度高的、例如220℃以上的載荷撓曲溫度的熱可塑性樹脂構(gòu)成，用該密封材料15本身構(gòu)成磁傳感器10的外形。再在前側(cè)底面，以密封材料15一體形成一對(duì)左右支腳16。
用薄壁鋼板等構(gòu)成的軟磁性板形成上述集磁鐵心11，最好是采用約厚0.3mm的鍍鋅鋼板(SECC)。以沖壓加工對(duì)該鋼板沖裁、彎曲加工。如圖2所如，形成前側(cè)的橫寬約4.5mm、縱深約1.6mm的口字狀四方形。并且形成在前側(cè)高度方向做成約2mm的幅度，在左右相互接近的平行面之間設(shè)有最終尺寸約為0.3mm的間隙11b的集磁部11a。自集磁部11a至后側(cè)的左右側(cè)面，經(jīng)錐部形成為窄幅。而且，與上述集磁部11a對(duì)置的后側(cè)一邊形成約0.3mm的窄幅，此后側(cè)之邊上插入線圈骨架12。另外，由側(cè)面向后側(cè)彎曲的左右角部上，形成由內(nèi)向外的V型槽11c，由于此槽11c的存在，后文將說明的開關(guān)操作變得容易。
如圖1及圖9b所示，線圈骨架12做成形成一邊尺寸約為2.3mm的左右凸緣部12a及中央的中空腔部12b，允許上述集磁鐵心11后側(cè)之邊插入的槽隙12c與12a、12b連通。該線圈骨架12或是插入端子14或是使端子模壓成形成一體。端子14的一端插入或埋置于左右凸緣部12a內(nèi)。而且，線圈端子部14a分別突出在凸緣部12a的后側(cè)，并且，焊接用的端子部14b自下端凸出。該端子部14b，具有約0.6mm的寬度，如圖3所示，使其彎曲向側(cè)面外方凸出，使之露出在與密封材料15的底面相同的面上。該端子14用厚約0.15mm的導(dǎo)電金屬板形成，本實(shí)施例是使用黃銅板。
本實(shí)施例中，作為線圈骨架12所用的樹脂，最好是液晶性芳香屬聚酯樹脂(ThermotropicliquidCrystallinePolyester)。該樹脂具有(用ASTM、D648的試驗(yàn)方法的載荷撓曲溫度在1.82MPa下約為)330℃的高耐熱性。根據(jù)與用于后述密封材料15的熱可塑性樹脂成形溫度的關(guān)系，設(shè)定它。
至于卷繞于該線圈骨架12的線圈13，本實(shí)施例采用直徑約為0.03mm的耐熱磁線(耐熱性變性聚胺酯銅線)，銅線表面上覆有耐熱性變性聚胺酯樹脂的絕緣包膜。而且，該線圈13在線圈骨架12上卷繞幾百匝-幾千匝，本實(shí)施例具有1000匝圈數(shù)。該線的耐軟化溫度(根據(jù)JISC300312)設(shè)定為230-290℃。一般要使用于這種磁傳感器等的磁線(相當(dāng)JISC3202聚胺酯銅線)，相對(duì)耐軟化溫度190-200℃具有耐熱性，把溫度設(shè)定或與上述的線圈骨架12相同，相對(duì)下面將說明的密封材料15用樹脂的成形溫度，不會(huì)在絕緣包膜上產(chǎn)生剝離等。
密封材料15由熱可塑性樹脂構(gòu)成，通過以注射成形密封上述線圈骨架12、線圈13及端子14，并且就用該密封用熱可塑樹脂本身構(gòu)成一條邊寬度約為4.5mm的該磁傳感器10的外形。本實(shí)施例使用PPC(聚苯撐硫)作密封用熱可塑性樹脂。該P(yáng)PC，成形溫度約為310℃，具有(采用與上述相同試驗(yàn)方法的載荷撓曲溫度在1.82MPa下約為)260℃的耐熱性。而且該密封用熱可塑樹脂，熔化液粘度在溫度310℃、剪切速度10000/sec下，為900-1500Poise(泊)，具有低粘度。此熔化液粘度能允許達(dá)到2000poise，后文將說明其理由。
如此選擇兼有耐熱性和低熔化液粘度的熱可塑性樹脂作密封材料15，有以下原因。即，首先，能以一般公知的注射成形約在幾秒至10秒短時(shí)間內(nèi)成形加工，較之上述以往的環(huán)氧樹脂等，具有能大幅度提高生產(chǎn)率的特征。其次，將端子14焊接安裝于電路底板的電路布線上時(shí)必需設(shè)定220℃(使焊錫熔化的溫度)以上的載荷撓曲溫度。一般，用反射爐或浸焊方式進(jìn)行磁傳感器10的端子14與未圖示的電路布線的焊接。因此，為了滿足密封材料在焊接時(shí)不變形的條件，需要比焊錫的熔化溫度更高。
另外，例如從反射爐方式進(jìn)行焊接時(shí)，反射爐內(nèi)的溫度一般設(shè)定為220℃-250℃，為了使焊糊熔化后產(chǎn)與端子14的浸潤性，需要約30秒鐘的加熱。因此，對(duì)于密封材料15用的熱可塑性樹脂，需要即使在220℃以上環(huán)境下諸特性也不變化的耐熱性。至于上述溫度狀態(tài)，為了使焊糊熔化后產(chǎn)生與端子14的浸潤性，需要約30秒鐘的加熱。于是，圖5特性曲線以上述密封材料15用的樹脂的載荷撓曲溫度為橫軸、以加熱條件為240℃、30秒時(shí)的密封材料的變形次品率為縱軸。由此該曲線圖也可知，樹脂的載荷撓曲溫度以220℃為界，低溫時(shí)次品率急激上升，高溫時(shí)，幾乎不產(chǎn)生次品。
作為原因之三，用密封材料15密封集磁鐵心11及線圈13等各元件時(shí)，不會(huì)對(duì)上述各元件造成變形或損傷等危害，而且，為防止內(nèi)部空洞發(fā)生，必須用足夠低的熔化液粘度作成形樹脂。即，這種磁傳感器，當(dāng)用高熔化液粘度的樹脂注射成形時(shí)，則會(huì)因粘度影響撳壓線圈13等原因，產(chǎn)生電短路的次品。
圖6示出相對(duì)熔化液粘度變化的線圈13的短路次品率，由圖可知，在成形剪切溫度下的熔化液粘度為2000poise(泊)以下時(shí)，次品率為0.03%以下許可范圍內(nèi)，當(dāng)越過2000poise提高粘度時(shí)，則轉(zhuǎn)為大變化，跳出許可范圍。也就是說，對(duì)此種磁傳感器來說，將熱可塑性樹脂的熔化液粘度設(shè)為2000poise以下的條件成為必要。
上面詳細(xì)說明了用于密封材料15的熱可塑性樹脂與用于線圈骨架12的樹脂，這些樹脂的耐熱溫度設(shè)定有著特別的相對(duì)關(guān)系。即，密封材料15的成形溫度比線圈骨架12的載荷撓曲溫度高時(shí)，成形密封時(shí)，線圈骨架12會(huì)變形。因此，必須使用于密封材料15的成形溫度相對(duì)用于線圈骨架12的樹脂的載荷撓曲溫度低+60℃以下。
圖7的曲線圖表示密封材料15的成形溫度與線圈骨架12變形量的關(guān)系，橫軸上表示密封材料15的成形溫度，縱軸表示線圈骨架12的變形量。而且，用于線圈骨架12的樹脂的截荷撓曲溫度選定為280℃、313℃和335℃三種，調(diào)查各密封材料15成形密封時(shí)的線圈骨架12的變形量變化。
其結(jié)果是，例如當(dāng)密封材料15的成形溫度相對(duì)線圈骨架12用的樹脂的載荷撓曲溫度280℃高60℃、達(dá)到340℃時(shí)，則線圈骨架12的變形量便轉(zhuǎn)為增加。其它樹脂情況下也是從線圈骨架12用樹脂的載荷撓曲溫度相對(duì)313℃、335℃高60℃的373℃、395℃開始，變形量增大。即可知，密封材料15的成形溫度必須相對(duì)用于線圈12的樹脂的載荷撓曲溫度低60℃。因此，本實(shí)施例中，如前所述，用于線圈骨架12的樹脂的載荷撓曲溫度約為330℃，與此相對(duì)，用于密封材料15的熱可塑性樹脂的成形溫度約為310℃。因此，密封材料15用熱可塑性樹脂的成形溫度設(shè)定成比在線圈骨架12用樹脂的載荷撓曲溫度330℃上加60℃的390℃要低80℃。
根據(jù)下面將說明的制造過程，以全自動(dòng)化方法制作上述實(shí)施例的磁傳感器。首先從用于構(gòu)成端子14的上述黃銅構(gòu)成的帶材17開始構(gòu)成，從該帶材17開始，用沖壓機(jī)將線圈端子部14a和焊接用端子部14a一起沖裁加工和彎曲加工。并且，同時(shí)在帶材17上沖制成小孔17a。
然后，在帶材17連接端子部14b不變的狀態(tài)下，依次被送至成形線圈骨架12的注射成形機(jī)。在注射成形機(jī)中，用由液晶性芳香屬聚酯樹脂等構(gòu)成的高耐熱性樹脂，形成上述左右凸緣部12a及中央的中空腔部12b和與其連通的槽隙12c。并如圖9A所示，在右凸緣部12a，讓線圈端子部14a及端子部14b露出地嵌入成形端子14。此時(shí)的成形溫度為400℃左右。另外，也可以單體形成線圈骨架后，壓入或插入上述端子14。
如圖9b所示，線圈骨架12成形結(jié)束后，上述集磁鐵心11被裝入線圈骨架12的槽隙12c，端子14，如圖9A所示虛線那樣，留下小孔17地自帶材17切斷。接著，置于繞線機(jī)上，集磁鐵心11從V型槽11c部分開始向外擴(kuò)開，使左右集磁部11a，如圖9所示，前端比線圈骨架12的線圈卷繞寬度更寬。并且，將上述直徑約為0.03mm的耐熱磁線在線圈骨架12中央的中空腔部12b上卷繞規(guī)定匝數(shù)，形成線圈13。接著，線圈13的始端與終端，分別纏繞于各線圈端子部14a后被焊接。然后，通過關(guān)閉從V型槽11c部分開始擴(kuò)開的左右集磁部11a，成為圖9b所示狀態(tài)后制成線圈組件18。
接著，這種線圈組件18裝上例如由黃銅等的厚度約為0.2mm的帶狀金屬板構(gòu)成的托條19。即，在帶狀托條19上，每隔一定間隔穿通設(shè)置略呈四方形的透孔19a，自該一邊向內(nèi)一體延伸設(shè)置連系部19b。再在透孔19a的兩側(cè)近旁，分別形成內(nèi)緣翻邊的突起19c，并在托條19的兩側(cè)近旁，每隔一定間隔穿設(shè)引導(dǎo)孔19d。讓上述線圈組件18的小孔17a相對(duì)如此形成的托條19的內(nèi)緣翻邊突起19c嵌合后，通過用沖壓機(jī)使突起19c的前端沿輻射方向展開后，如圖9E所示那樣鉚接固定。當(dāng)如此將線圈組件18依次鉚接固定在帶狀的托條19的透孔19a上，則如圖10所示，托條19被卷芯20所卷取，一旦處于備料狀態(tài)，就被移至下一個(gè)密封材料15的注射成形工序。
使密封材料15注射成形的注射成形機(jī)，設(shè)置在邊依次送帶狀托條19、邊進(jìn)行加工的順序流水線中。如圖11及圖12所示，該流水線中配置注射成形模21。該注射成形模21，由上模21a及下模21b構(gòu)成，它們是從由上述線圈組件18的一對(duì)端子部14a所形成的平面開始分割上、下模，且外形尺寸設(shè)定成允許插入穿設(shè)于托條19的透孔19a內(nèi)。接著，自注射成形模21引出端子部14a，并在引出托條19的連系部19b的狀態(tài)下將上述線圈組件18設(shè)置于內(nèi)部。于是，注射成形模的內(nèi)部形狀形成了該磁傳感器10的外形。
此時(shí)，集磁鐵心11的集磁部11a設(shè)置成前面與上述注射成形模21的內(nèi)面搭接。另外，從使該磁傳感器10的外形尺寸設(shè)定成其壁厚足以讓密封材料密封各元件的角度考慮，設(shè)定成使集磁鐵心11的側(cè)面也與注射成形模21的別的內(nèi)面搭接，并使端子部14a的底面與下模21b的內(nèi)面搭接，使成形后端子部14a自密封材料15露出。
還有，置于上述注射成型模21的樹脂澆口22，設(shè)定在正好與形成于集磁部11a與線圈13之間的間隙23相對(duì)應(yīng)的位置處。這是因?yàn)閺臐部?2注入熱可塑性樹脂時(shí)，因注入壓力集磁部11a被擠壓吸附于注射成形模21的內(nèi)面，并由于線圈13受反方向擠壓，確保了兩者之間的間隙22，防止電氣短路。因此，澆口22設(shè)于別處時(shí)，集磁部11a或線圈13會(huì)因注入壓力而變形，兩者電氣短路的危險(xiǎn)性變高。又因集磁鐵心11的集磁部11a被擠壓吸附于注射成形模21的內(nèi)面，因此，集磁部11a的位置穩(wěn)定，能防止特性不一致于未然。
當(dāng)從上述構(gòu)成的注射成形模21的澆口22注入由上述密封用PPS構(gòu)成的熱可塑性樹脂時(shí)，因2000poise以下的低熔化液粘度，熱可塑性樹脂在上述模具21內(nèi)無處不入，約以30秒的短時(shí)間完成圖9F所示的密封成形。然后，鉚接固定于帶狀托條19的下一個(gè)線圈組件18同樣被安置于注射成形模21，如上述那樣依次用密封材料15進(jìn)行密封，并形成作為磁傳感器的外形。從而，能使磁傳感器10的制造自動(dòng)化，達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)，能大幅度縮短制造周期。因此，較之以往各種將線圈組件等單件向模具供給及退出的情況，若用本發(fā)明的生產(chǎn)方法，則能使單位時(shí)間的生產(chǎn)量增加約4倍。
成形結(jié)束后，分別接受外觀檢查，以檢查密封良好否。接著，帶狀托條19被送至順序流水線中的下一個(gè)端子成形機(jī)，如圖9F中箭號(hào)所示，以沖壓加工沖裁成型端子14，并根據(jù)需要進(jìn)行彎曲加工等而被成形。此時(shí)，因嵌入托條19的連系部19b，成形密封后的磁傳感器連著托條19。因此該磁傳感器能在連接帶狀托條19的狀態(tài)下卷繞傳送，用自動(dòng)裝配裝至電路底板時(shí)，能在圖9F中箭號(hào)所示處截?cái)?。也可以按情況預(yù)先截?cái)噙B系部19b后投入自動(dòng)裝配機(jī)。還可以在截?cái)喽俗?4后，在靠連系部19連接托條19的狀態(tài)下進(jìn)行一對(duì)端子之間的導(dǎo)通檢查。
上述那樣制成的磁傳感器10，作為一例裝在電動(dòng)機(jī)24上。圖13示出于用于磁帶錄像機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁頭用電動(dòng)機(jī)或軟盤驅(qū)動(dòng)裝置的主導(dǎo)軸電動(dòng)機(jī)的例子，磁傳感器10被配置于構(gòu)成電動(dòng)機(jī)24的定子的鐵片磁心的電路底板25上。作為上述電動(dòng)機(jī)24的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)體的轉(zhuǎn)子26的外周表面上，設(shè)置永久磁鐵片。該永久磁鐵片為起磁元件，被設(shè)置用于表示旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置或指示位置。磁傳感器10，與該永久磁鐵片27接近并對(duì)置，且以焊接方式配置于上述底板25上。
此時(shí)，如圖14所示，在底板25上于所定位置處穿設(shè)一對(duì)定位孔25a，通過嵌合一體化形成于磁傳感器10的密封材料15的前側(cè)底面的一對(duì)左右支腳16，決定與上述永久磁鐵片27的相對(duì)位置關(guān)系。
再在位置對(duì)應(yīng)于(自磁傳感器10的密封材料15的底面露出及左右引出的)一對(duì)端子14的基板25表面上，形成電路連接用焊盤25b。該焊盤25b如圖3所示，形成比端子14的寬度Wt更大的寬度W1。這是因?yàn)槎俗?4與焊盤25b焊接時(shí)，用寬度窄的端子14不能獲得足夠的安裝固定強(qiáng)度，故如圖4所示，要用焊錫覆蓋端子14，使強(qiáng)度提高。
現(xiàn)舉一例，采用公知的反射爐方式作為兩者的焊接方法。即，先以印刷等方法將焊糊涂于焊盤25b，用自動(dòng)裝配機(jī)等將上述磁傳感器10的支腳16安裝成嵌合于底板25的定位孔25a。然后投入溫度設(shè)定為220℃-250℃的反射爐內(nèi)約30秒鐘，熔化上述焊糊后，焊錫28覆蓋端子14，與焊盤25b焊接而牢固地連接固定。此時(shí)，密封材料用的熱可塑性樹脂具有220℃以上的耐熱性，因此，即使在這樣環(huán)境下磁傳感器的諸特性也不會(huì)變化。
于是，通過將磁傳感器10焊接在底板25上，如圖14所示，各高度方向的中心，相對(duì)設(shè)于轉(zhuǎn)子25外周表面的永久磁鐵片27對(duì)置成基本一致。又如圖15所示，對(duì)永久磁鐵片27與磁傳感器10的間隔D，也通過讓一體化成形于磁傳感器10的一對(duì)左右支腳16嵌合于穿設(shè)于底板24的一對(duì)定位孔25a，設(shè)定成恒定尺寸。結(jié)果，能使磁傳感器10輸出的輸出電壓在所定規(guī)格值內(nèi)。
當(dāng)嘗試測(cè)定磁傳感器10的輸出電壓相對(duì)上述間隔D的尺寸的關(guān)系時(shí)，則如圖8所示，間隔D為0.5mm、中心值為在±0.1mm范圍內(nèi)偏離時(shí)，輸出電壓在+14～-12%的范圍內(nèi)產(chǎn)生不一致。在±0.2mm范圍內(nèi)偏離時(shí)，輸出電壓在+30～-23%這樣大的范圍內(nèi)產(chǎn)生不一致。因此，使底板25的定位孔25與磁傳感器10的支腳嵌合，高精度地裝于所定位置，具有重要意義。
另外，上述實(shí)施例為最佳具體例，也可以根據(jù)被檢測(cè)體對(duì)集磁鐵心、線圈骨架及密封材料引起的磁傳感器形狀作種種變更。又，作為移動(dòng)體，除旋轉(zhuǎn)體外，也可以是直線移動(dòng)的直動(dòng)體。再有，對(duì)上述各元件及密封材料的材質(zhì)，也能在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)作種種變更。
以下參見

本發(fā)明磁傳感器的另一實(shí)施例，與上述實(shí)施例相同的部分注有相同標(biāo)號(hào)，說明也省略。
圖16表示加高集磁部分的背高型磁傳感器。該磁傳感器100由上端側(cè)所構(gòu)成的集磁部分300和下端側(cè)所構(gòu)成的隆起部310構(gòu)成。集磁部300具有于前側(cè)形成集磁部11a的集磁鐵心11、通過由合成樹脂形成的線圈骨架12卷繞于該集磁鐵心11后側(cè)的線圈13、讓一端嵌入或插入線圈骨架12并一體化設(shè)置的一對(duì)端子。
最好用具有比用于使焊錫焊接的溫度還高的、例如220℃以上的載荷撓曲溫度的熱可塑性樹脂構(gòu)成的密封材料15密封。
還有，下端側(cè)，以上述密封材料15一體形成隆起部310，由這些密封材料本身構(gòu)成磁傳感器100的外形。在該隆起部310的底面，以密封材料15一體形成左右一對(duì)支腳16。使上述一對(duì)端子14自集磁部分300的下側(cè)成長條突出，使從底面沿隆起部310的側(cè)面彎曲。然后，如圖17至圖19所示，將端子14的前端側(cè)端子部14b設(shè)置成與底面大致為同一平面。
接著，說明上述實(shí)施例磁傳感器的制造過程。與上述實(shí)施例的差異是密封材料注射成形過程中，圖2所示注射成形模210的內(nèi)部形狀形成了該磁傳感器100的外形，下模210a中，形成隆起部310，構(gòu)成背高型磁傳感器。
如此成形結(jié)束后，帶狀的托條19被送至順序流水線中的下一個(gè)端子成形機(jī)，如圖18及圖9F所示，端子14經(jīng)沖壓加工被沖制成形成長條，又經(jīng)彎曲加工等，使端子14沿隆起部310的側(cè)面彎曲，同時(shí)被彎成與底面大致為同一面。該端子14的長度被預(yù)先設(shè)定成端子14從上述隆起部310的側(cè)面到達(dá)底面。還有，上述短小型磁傳感器情況下，端子14在短尺寸狀態(tài)下被截?cái)唷?br> 上述制成的磁傳感器10，作為一例裝入電動(dòng)機(jī)24。圖13示出用于磁帶錄像機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁頭驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)或軟盤驅(qū)動(dòng)裝置的主導(dǎo)軸電動(dòng)機(jī)的例子，磁傳感器10配置于構(gòu)成電動(dòng)機(jī)定子的鐵片鐵心的電路底板25上。永久磁鐵片27設(shè)在作為上述電動(dòng)機(jī)24的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)體的轉(zhuǎn)子26的外周面。該永久磁鐵27為起磁元件，被設(shè)置用于表示旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置及指示位置。使磁傳感器10與該永久磁鐵片27接近對(duì)置狀態(tài)下焊接設(shè)置于形成于上述底板25上的焊盤布線25上。
此時(shí)，如圖14所示，在底板25上于所定位置穿設(shè)一對(duì)定位孔25a，通過嵌合一體化形成于磁傳感器10的隆起部31前側(cè)底面的一對(duì)左、右支腳16，決定與上述永久磁鐵片27的相對(duì)位置關(guān)系。
作為一例，用公知的反射爐方式作為兩者的焊接方法。即，先用印刷等將焊糊涂在焊盤25b上，由自動(dòng)裝配機(jī)等載置，使上述磁傳感器10的支腳嵌合在底板25的定位孔25a中。然后，投入溫度設(shè)定為220℃-250℃的反射爐內(nèi)約30秒鐘，通過熔化上述焊糊，使焊錫28與端子14和焊盤25b焊接而牢固連接固定。此時(shí)，密封材料15用的熱可塑性樹脂，因具有220℃以上的耐熱性，即使在這種環(huán)境下，磁傳感器的諸特性也不會(huì)變化。
如此將磁傳感器10焊接至底板后，則如圖14(A)、(B)所示，即使根據(jù)電動(dòng)機(jī)24，設(shè)于轉(zhuǎn)子25外周表面的永久磁鐵片27的高度H1、H2各不相同，但通過掉換模具21，適當(dāng)設(shè)定隆起部31的尺寸，就能使高度向中心大致一致地對(duì)置。結(jié)果，能使磁傳感器10輸出的輸出電壓落在所定規(guī)格值內(nèi)。
另外，上述實(shí)施例是最佳具體例，也可以根據(jù)被檢測(cè)體，對(duì)取決于集磁鐵心、線圈骨架及密封材料的磁傳感器形狀或隆起部的形狀作種種變更。而且，也可以在不超出本發(fā)明的范圍內(nèi)，對(duì)上述各元件及密封材料的材質(zhì)作種種變更。
由上述說明可知，本發(fā)明磁傳感器，只要通過變更使密封材料成形的模具就能任意改變隆起部的高度，容易獲得具有想要集磁部高度的磁傳感器。此時(shí)，若使集磁部分做成與隆起部高度無關(guān)的通用結(jié)構(gòu)，就不會(huì)增加元件數(shù)。還有，將端子設(shè)置在與隆起部底面大致相同的面上，因此能使端子底面緊貼電路底板的焊盤布線緊貼電路底板的焊盤布線，并能進(jìn)一步提高焊接的剝離強(qiáng)度。還有，可以通過成型將端子截?cái)喑伤ㄩL度，因不需要添加元件，同樣能阻止元件數(shù)增加。
由上述說明可知，本發(fā)明磁傳感器的制造方法是將固定于帶狀托條的線圈組件供給成形模具后將密封材料進(jìn)行密封的方法，由于用托條連接進(jìn)行成形密封的線圈組件，所以能自動(dòng)地連續(xù)進(jìn)行向成形模具的供給及退出操作，能使制造周期縮短。又因?yàn)樵诔尚谓Y(jié)束后能在與托條連接的狀態(tài)下進(jìn)行外觀檢查，因此能連續(xù)地進(jìn)行生產(chǎn)與檢查等，進(jìn)一步提高生產(chǎn)性。再由于在密封材料中嵌入形成托條的連系部，能容易向自動(dòng)裝配機(jī)等供給元件，而且容易進(jìn)行導(dǎo)通檢查。
由上說明可知，本發(fā)明磁傳感器，由于用具有比焊錫熔化溫度更高的熱變形溫度的熱可塑性樹脂構(gòu)成的密封材料，密封集磁鐵心及線圈等各元件，能使密封材料形成壁厚足以密封各元件的外形，因此能大幅度縮小磁傳感器的外形尺寸。而且能用熱可塑性樹脂大幅度縮短成形時(shí)間，能縮短制造周期，從而能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造和連續(xù)生產(chǎn)。而且，即使用上述熱可塑性樹脂進(jìn)行利用反射爐的端子焊接，也能確保諸特性。還由于將注射成形用的金屬模的樹脂澆口置于所定位置，能確保取決于注入壓力的集磁鐵心一邊與線圈的間隙，能防止兩者間短路不良于未然。并由于至少使集磁鐵心的一邊與成形模具內(nèi)面搭接，集磁部注射成形時(shí)擠壓吸附在成形模具內(nèi)面，因此具有能穩(wěn)定集磁部的位置，減少特性不一致的穩(wěn)定化優(yōu)點(diǎn)。
由上述說明可知，本發(fā)明磁傳感器由于將形成線圈骨架的樹脂的載荷撓曲溫度設(shè)定得比密封各構(gòu)成元件的熱可塑性樹脂構(gòu)成的密封材料的成形溫度還高，因此在使密封材料成形時(shí)，能防止線圈骨架變形。再由于即使用反射爐等焊接端子時(shí)加熱，線圈骨架也不變形，因此，能防止對(duì)集磁鐵心及線圈等的不利影響。還因?yàn)樘岣吡诵纬删€圈的磁線的耐軟化溫度，能預(yù)先防止包膜剝離等。從而，具有能滿足作為磁傳感器所必要的諸特性的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種磁傳感器，它通過使設(shè)置在移動(dòng)體表面上的起磁元件接近，檢測(cè)來自該起磁元件的磁場(chǎng)，其特征是具有在與上述起磁元件對(duì)置的面上形成集磁部的集磁鐵心、通過線圈骨架卷繞在該集磁鐵心上的線圈以及設(shè)于上述線圈骨架的端子；用具有220℃以上的載荷撓曲溫度的熱可塑性樹脂構(gòu)成的密封材料，密封上述集磁鐵心及線圈等各元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其特征是由熱可塑性樹脂構(gòu)成的密封材料，以注射成形構(gòu)成磁傳感器的外形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其特征是熱可塑性樹脂的有關(guān)成形時(shí)剪切速度及溫度的熔化液粘度為2000泊以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器，其特征是讓用于使移動(dòng)體與磁傳感器的距離保持恒定的定位部與密封材料一體成形，并使上述定位部與電路底板的固定部結(jié)合。
5.一種磁傳感器，它通過使設(shè)置在移動(dòng)體表面上的起磁元件接近，檢測(cè)來自該起磁元件的磁場(chǎng)，其特征是具有在與上述起磁元件對(duì)置的面上形成集磁部的集磁鐵心、通過線圈骨架卷繞在該集磁鐵心上的線圈以及設(shè)于上述線圈骨架的端子;上述集磁鐵心做成于一邊中央具有開口的大致口字狀，對(duì)邊上穿插卷繞于線圈骨架的線圈;以熱可塑樹脂構(gòu)成的密封材料注射成型上述集磁鐵心和線圈等各元件的模具，于與上述集磁鐵心一邊及上述線圈之間間隙對(duì)應(yīng)的位置處，設(shè)置澆口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁傳感器，其特征是至少讓集磁鐵心的上述一邊與模具內(nèi)面搭接。
7.一種磁傳感器，它通過使設(shè)置在移動(dòng)體表面上的起磁元件接近，檢測(cè)來自該起磁元件的磁場(chǎng)，其特征是至少具有在與上述起磁元件對(duì)置的面上形成集磁部的集磁鐵心以及通過線圈骨架卷繞在該集磁鐵心上的線圈;用載荷撓曲溫度為220℃的熱可塑性樹脂構(gòu)成的密封材料，密封上述集磁鐵心和線圈等各元件，并且用具有比上述密封元件更高耐熱性的樹脂形成上述線圈骨架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁傳感器，其特征是使熱可塑性樹脂構(gòu)成的密封材料的成的密封材料的成形溫度，設(shè)定為相對(duì)形成線圈骨架的樹脂的載荷撓曲溫度低+60℃以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁傳感器，其特征是線圈由磁線卷繞而成，該磁線的耐軟化溫度設(shè)定為230°-290℃。
10.一種磁傳感器，具有形成集磁部的集磁鐵心、卷繞于該集磁鐵心上的線圈、連接該線圈終端的端子，以密封上述集磁鐵心及線圈等各元件的樹脂構(gòu)成的密封材料構(gòu)成集磁部分，通過使上述集磁鐵心的集磁部與置于移動(dòng)體表面的起磁元件接近對(duì)置，檢測(cè)來自該起磁元件的磁場(chǎng)，其特征在于在上端側(cè)設(shè)置上述集磁部分，并在下端側(cè)以上述密封材料一體化地延伸設(shè)置隆起部，使上述端子形成長條，并通過上述隆起部使前端置于與上述隆起部底面大致為同一的面上。
11.一種磁傳感器的制造方法，其特征是通過使置于移動(dòng)體表面上的起磁元件接近，檢測(cè)來自該起磁元件的磁場(chǎng)的磁傳感器，由在與上述起磁元件對(duì)置的面上形成集磁部的集磁鐵心上，卷繞于使端子一體成形的線圈骨架上的線圈構(gòu)成的線圈組件、及留下該線圈組件凸出端子部地密封各元件的合成樹脂構(gòu)成的密封材料構(gòu)成;上述線圈組件是將上述凸出端子部的一端固定在金屬性帶材構(gòu)成的托條上形成長條狀，然后將與托架連接的線圈組件供給成形模具，再用上述密封材料進(jìn)行密封。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁傳感器的制造方法，其特征是在金屬性帶材構(gòu)成的托條上一體化凸出形成連系部，以便用上述密封材料將該連系部與上述線圈組件成一體地嵌入成形，將上述凸出端子部沖制成所定形狀后自上述帶材切斷時(shí)，上述線圈組件不會(huì)脫離上述托條。
全文摘要
一種使置于移動(dòng)體表面的起磁元件接近，檢測(cè)來自該元件磁場(chǎng)的磁傳感器及其制造方法，具有將集磁部形成于起磁元件的對(duì)面的集磁鐵心、通過線圈骨架繞于集磁鐵心的線圈及設(shè)于線圈骨架的端子，用載荷撓曲溫度比焊錫熔化溫度高的熱可塑樹脂密封集磁鐵心及線圈等，再用更高耐熱性樹脂形成線圈骨架，從而加工受熱不會(huì)變形。制造方法中，通過在金屬帶材制托條上固定線圈組件的凸出端子一端，使線圈組件易供給退出成型模，從而能連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G11B5/58GK1112271SQ9411579
公開日1995年11月22日 申請(qǐng)日期1994年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月9日
發(fā)明者成田隆行, 鈴木鐵司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所