旋转检测装置及旋转检测装置的制造方法转让专利

申请号 : CN201580051506.8

文献号 : CN107076582B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 武舍武史立井芳直渡边佳正

申请人 : 三菱电机株式会社

摘要 :

具有:检测用磁铁(200),其安装于将旋转轴X0作为中心而进行旋转的旋转轴(100);以及检测部(300),其与检测用磁铁(200)相面对地配置,对旋转轴(100)的旋转进行检测。检测部(300)由下述部分构成:多层的电路基板(301);凹槽,其设置于电路基板(301)的中间层(320)内,在旋转轴X0的延长线之上具有中心而与旋转轴X0正交;复合磁线,其内置于凹槽,具有大巴克豪森效应;以及拾波线圈(360),其由电路基板(301)之上的配线导体和在通孔(TH)中填充的导体形成,将复合磁线包围。

权利要求 :

1.一种旋转检测装置,其特征在于,具有:检测用磁铁,其安装于将旋转轴作为中心而进行旋转的旋转体;以及检测部,其具有与所述检测用磁铁相面对地配置的多层的电路基板,对所述旋转体的旋转进行检测,所述检测部具有:

复合磁线,其插入于在所述电路基板的中间层设置的凹槽,配置在所述旋转轴的延长线之上,具有大巴克豪森效应;以及拾波线圈,其由所述电路基板之上的配线以及在所述电路基板处设置的通孔中填充的导体构成,将插入于所述凹槽的所述复合磁线包围。

2.根据权利要求1所述的旋转检测装置,其特征在于,所述凹槽在所述旋转轴的延长线之上具有中心而与所述旋转轴正交。

3.根据权利要求2所述的旋转检测装置,其特征在于,所述拾波线圈具有:

内层线圈,其由所述电路基板之上的配线和在通孔中填充的导体形成,将所述复合磁线包围;以及外层线圈,其由所述电路基板之上的配线和在通孔中填充的导体形成,将所述内层线圈包围,所述内层线圈和所述外层线圈串联连接。

4.根据权利要求2或3所述的旋转检测装置,其特征在于,所述凹槽具有第1凹槽和第2凹槽,它们的中心处于所述旋转轴的延长线之上,它们在所述旋转轴的延长线之上隔开固定的间隔而形成,沿彼此正交的方向而伸长,该旋转检测装置具有:第1复合磁线,其内置于所述第1凹槽;

第2复合磁线,其内置于所述第2凹槽;

第1拾波线圈,其由所述电路基板之上的配线和在通孔中填充的导体形成,将所述第1复合磁线包围;以及第2拾波线圈,其由所述电路基板之上的配线和在通孔中填充的导体形成,将所述第2复合磁线包围。

5.根据权利要求2或3所述的旋转检测装置,其特征在于,所述电路基板是由配线层和绝缘层交替地层叠而成的多层配线基板构成的,所述凹槽形成于所述绝缘层,在至少一端处安装止动件,关于所述凹槽的长度,在将复合磁线的长度设为L时,从所述电路基板的中心至所述止动件为止的长度为L/2。

6.根据权利要求5所述的旋转检测装置,其特征在于,所述止动件为铁素体埋入层。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,在所述复合磁线的两端安装有圆筒状的软磁体。

8.根据权利要求4所述的旋转检测装置,其特征在于,所述电路基板是在所述旋转轴的延长线之上具有中心轴的圆盘状基板,将在所述电路基板的中心轴之上正交的所述第1复合磁线及所述第2复合磁线包围的所述拾波线圈,在所述第1复合磁线及所述第2复合磁线的长度方向整体范围均匀地卷绕。

9.根据权利要求4所述的旋转检测装置,其特征在于,所述电路基板在与所述检测用磁铁相面对的第1主面处具有软磁层。

10.根据权利要求3所述的旋转检测装置,其特征在于,所述电路基板在两面具有软磁层。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,所述电路基板搭载有对从所述拾波线圈产生的脉冲电压进行处理而对转数进行计数的处理电路。

12.一种旋转检测装置的制造方法,该旋转检测装置具有:检测用磁铁,其安装于将旋转轴作为中心而进行旋转的旋转体;以及检测部,其具有与所述检测用磁铁相面对地配置的多层的电路基板,对所述旋转体的旋转进行检测,所述检测部具有:

复合磁线,其设置于所述电路基板的中间层内,配置在所述旋转轴的延长线之上,具有大巴克豪森效应;以及拾波线圈,其由所述电路基板之上的配线以及在所述电路基板处设置的通孔中填充的导体构成,将所述复合磁线包围,在该旋转检测装置的制造方法中,

所述电路基板的制造工序包含:

利用配线和在通孔中填充的导体形成拾波线圈,并且形成具有由所述复合磁线进行插入的插入用的凹槽的层叠体的工序;以及将所述复合磁线插入至所述层叠体的所述凹槽的工序。

13.根据权利要求12所述的旋转检测装置的制造方法,其中,形成所述层叠体的工序包含:

将形成有配线层的多个陶瓷生胚片夹着模型棒而层叠,并进行烧结的工序;以及在所述烧结的工序后,将所述模型棒拔出,形成成为所述凹槽的拔出孔的工序。

14.根据权利要求13所述的旋转检测装置的制造方法,其中,将所述复合磁线进行插入的工序包含:利用绝缘膜将所述复合磁线的周围覆盖的工序;以及将由所述绝缘膜覆盖的所述复合磁线插入至所述拔出孔的工序。

说明书 :

旋转检测装置及旋转检测装置的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及旋转检测装置及旋转检测装置的制造方法,涉及在面向工业用FA设备或者以车载用途为代表的各种领域中使用的旋转检测装置,特别是通过使用复合磁线和拾波线圈的自发电实现的旋转检测装置。

背景技术

[0002] 复合磁线是如下形成的,即:将具有芯部和壳部的双重构造的磁体固溶化,反复进行拉线加工及热处理,并实施扭转加工,因此复合磁线作为具有在磁铁的S/N极边界附近同时磁化反转的现象、即所谓的大巴克豪森效应而被周知。通过利用拾波线圈对复合磁线的磁化反转进行检测,由此能够不依赖于电动机等被检测物的旋转速度而始终得到固定的发电脉冲,因此复合磁线被广泛应用于旋转检测装置。
[0003] 作为通过使用复合磁线和拾波线圈的自发电实现的转速检测器,公开了专利文献1至专利文献3所示的技术。在专利文献1的转速检测器中,公开了下述技术,即,使用S/N各被磁化出1极的磁铁、以及将具有大巴克豪森效应的复合磁线和拾波线圈组合后的发电装置,通过来自发电装置的电力供给而进行检测器的电源储备。在发电装置中,配置有相对于旋转1周而具有90度的相位差的2个发电元件。
[0004] 另外,在专利文献2的转速检测器中,公开了下述技术,即,将在磁线实施绕线后的偶数个元件以磁铁为中心地呈放射状配置多个,将伴随着磁铁向垂直方向的位移而发生的元件的电感变化变换成电信号。
[0005] 在专利文献3的转速检测器中,公开了下述技术,即,为了对旋转方向进行判别,将多个使用复合磁线和拾波线圈的发电元件配置为复合磁线在旋转中心之上相交叉。
[0006] 专利文献1:日本特开2008-14799号公报
[0007] 专利文献2:日本实开昭63-117504号公报
[0008] 专利文献3:国际公开第2014-128937号

发明内容

[0009] 在专利文献1至3中,发电元件都采用在复合磁线的周围卷绕由金属线构成的线圈的方式,作为旋转检测器而在电路基板之上配置发电元件,对由发电元件生成的电流进行检测。在专利文献1至3中,均主要存在2点课题。第一点在于,通常复合磁线的直径为0.5mm左右,在其周围卷绕的拾波线圈的直径为5mm左右,因此在专利文献1至3中,在电路基板之上都需要大于或等于5mm的厚度值的空间,检测器的厚度增大。第2点在于,复合磁线及拾波线圈的长度为了确保发电量,通常发电元件的长度需要大于或等于10mm且小于或等于20mm左右,为了在电路基板之上配置发电元件,需要在电路基板之上确保大于或等于5mm×10mm且小于或等于5mm×20mm左右的搭载空间。伴随着逐年的工作机械等装置的小型化、设备类的高密度配置,检测器需要小型化,上述2点课题成为检测器的厚度或者外形尺寸的小型化的障碍。
[0010] 另外,如果从检测精度的观点考虑,则需要一边维持位置精度一边实现高密度配置,但无论位置精度还是高密度配置都存在极限,难以得到小型且检测精度高的旋转检测装置。
[0011] 本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于能够得到一种薄型、小型而且检测精度高的旋转检测装置。
[0012] 为了解决上述的课题、实现目的,本发明具有:检测用磁铁,其安装于将旋转轴作为中心而进行旋转的旋转体;以及检测部,其与检测用磁铁相面对地配置,对旋转体的旋转进行检测。检测部由下述部分构成:多层的电路基板;槽部,其设置于电路基板的中间层内,在旋转轴的延长线之上具有中心而与旋转轴正交;复合磁线,其内置于槽部,具有大巴克豪森效应;以及拾波线圈,其由电路基板之上的配线导体和在通孔中填充的导体形成,将复合磁线包围。
[0013] 发明的效果
[0014] 根据本发明取得下述效果,即,能够得到薄型、小型而且检测精度高的旋转检测装置。

附图说明

[0015] 图1是表示实施方式1的旋转检测装置的概略结构的斜视图。
[0016] 图2是实施方式1的旋转检测装置的分解斜视图。
[0017] 图3是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的上层基板的俯视图。
[0018] 图4是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的中间层基板的俯视图。
[0019] 图5是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的下层基板的仰视图。
[0020] 图6是实施方式1的旋转检测装置的电路基板的剖视图。
[0021] 图7是表示实施方式1的旋转检测装置的复合磁线的安装状态的图。
[0022] 图8(a)至(f)是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的制造工序的剖视图。
[0023] 图9是实施方式2的旋转检测装置的电路基板的剖视图。
[0024] 图10是表示实施方式3的旋转检测装置的概略结构的斜视图。
[0025] 图11是实施方式3的旋转检测装置的分解斜视图。
[0026] 图12是实施方式3的旋转检测装置的电路基板的剖视图。
[0027] 图13是实施方式4的旋转检测装置的分解斜视图。
[0028] 图14是实施方式5的旋转检测装置的电路基板的剖视图。
[0029] 图15(a)及(b)是表示在实施方式5的旋转检测装置的制造工序中使用的复合磁线的制造工序的工序剖视图。
[0030] 图16(a)至(e)是表示实施方式5的旋转检测装置的电路基板的制造工序的工序剖视图。

具体实施方式

[0031] 下面,基于附图对本发明的实施方式涉及的旋转检测装置及旋转检测装置的制造方法进行详细说明。此外,本发明不限定于这些实施方式,能够在不脱离其要旨的范围内进行适当的变形。另外,在下面示出的附图中,有时为了容易理解,各层或各部件的比例尺与现实不同,在各附图之间也同样存在该情况。另外,在剖视图中,有时为了易于观察附图而不标注阴影线。
[0032] 实施方式1.
[0033] 图1示出了实施方式1中的旋转检测装置的概略结构的斜视图。图2是实施方式1的旋转检测装置的分解斜视图,图3是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的上层基板的俯视图,图4是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的中间层基板的俯视图,图5是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的下层基板的仰视图。图6是实施方式1的旋转检测装置的电路基板的剖视图,图7是表示实施方式1的旋转检测装置的复合磁线圈的安装状态的图。图8(a)至(f)是表示实施方式1的旋转检测装置的电路基板的制造工序的剖视图。
[0034] 如图1及图6所示,本发明的旋转检测装置具有:检测用磁铁200,其安装于将旋转轴X0作为中心而进行旋转的旋转体即旋转轴100;以及检测部300,其与检测用磁铁200相面对地配置,对旋转轴100的转数进行检测。检测部300由电路基板301构成,该电路基板301是由上层部310、中间层320、以及下层部330构成的3层构造。检测部300由下述部分构成:凹槽340,其设置于电路基板301的中间层320内,在旋转轴X0的延长线之上具有中心O0而与旋转轴X0正交;复合磁线350,其内置于凹槽340,具有大巴克豪森效应;以及拾波线圈360,其将复合磁线350包围。拾波线圈360是由电路基板301之上的配线312、332和在通孔TH中填充的导体333形成的。此外,在电路基板301之上搭载有构成信号处理电路400的电路元件410。
[0035] 检测用磁铁200安装于旋转轴100,一体地进行旋转。作为复合磁线350,如图6所示,使用如下复合磁线,即,具有维卡合金的芯部350a和Remendur(49Co-3.5V-Fe;雷门德铁钴钒系磁性合金)的壳部350b,将在芯部350a和壳部350b的接触部实施镀镍而形成的双重构造的磁体固溶化,反复进行拉线加工及热处理,实施96%的拉线加工和每1米旋转5、6周的扭转加工。并且,复合磁线350配置于与检测用磁铁200相面对地配置的电路基板301的内部,伴随检测用磁铁200的旋转而由大巴克豪森效应引起磁化反转。
[0036] 拾波线圈360是在多层构造的配线基板内由配线和通孔TH形成的内置线圈,将复合磁线350的磁化反转变换为电压脉冲。在信号处理电路400中,来自拾波线圈360的脉冲电压由在电路基板301之上搭载的电路元件410进行处理。信号处理电路400例如是由下述部分等构成的,即:磁传感器,其用于使用从拾波线圈360产生的电压脉冲对旋转方向进行判别;计数器,其对从拾波线圈360产生的脉冲电压进行处理,对转数进行计数;存储器,其用于对计数值进行存储;以及电源生成电路,其使用从拾波线圈360产生的脉冲电压的电力对上述这些电路进行驱动。
[0037] 检测用磁铁200是S极及N极各被磁化出1极的径向磁化磁铁,被安装为旋转轴100的旋转轴X0与检测用磁铁200的中心O1几乎一致。电路基板301配置于检测用磁铁200的上方,被定位为在电路基板301的中央配置的复合磁线350的中心O0位于旋转轴100的旋转轴X0的上方。
[0038] 下面,使用图3至5,对构成用于实现实施方式1的旋转检测装置的检测部300的电路基板301、复合磁线350以及拾波线圈360的详细结构进行说明。图3至5为了便于说明,将电路基板301设为圆盘状,但也可以为四边形、八边形等多边形形状的基板。电路基板301由3层构成。图3至图5分别是表示上层基板即上层部310的俯视图、表示中间层基板即中间层
320的俯视图、以及表示下层基板即下层部330的仰视图。如图3所示,相当于电路基板301的第1层的上层部310由下述部分构成:作为绝缘性基板311的环氧玻璃基板;以及配线312,其是对在绝缘性基板311之上形成的铜箔进行图案化而形成的。如图4所示,第2层即中间层
320具有:作为绝缘性基板321的环氧玻璃基板;凹槽340,其形成于绝缘性基板321;以及复合磁线350,其安装于凹槽340。并且,如图5所示,相当于第3层的下层部330由下述部分构成:作为绝缘性基板331的环氧玻璃基板;以及配线332,其是对在绝缘性基板331之上形成的铜箔进行图案化而形成的。并且,电路基板301由通孔TH构成,该通孔TH用于经由中间层
320而将上层部310的配线312和在第3层的下层部330的下表面形成的配线332进行连接。如图3及图5所示,例如构成上层部的配线312的配线图案312-1将通孔TH-1及TH-2连接,配线图案312-2将通孔TH-3、TH-4连接。构成下层部330的绝缘性基板331的配线332的配线图案
332-1将通孔TH-1和TH-3连接。这样,第1层即上层部310和第3层即下层部330的配线图案通过通孔TH而连成一个,形成拾波线圈360。
[0039] 图4是中间层基板即中间层的俯视图。在第2层的电路基板301中央形成有剖面呈“コ”字形状的凹槽340,在此处配置复合磁线350。关于“コ”字形状,从中间层320的中心O2至剖面“コ”字状的凹槽340的长边方向的内侧的端面为止是复合磁线350的长度L的一半即L/2,通过将复合磁线350抵接于“コ”字状的凹槽340的长边方向的内侧的端面,从而能够准确地将复合磁线350的长度方向的中心与基板中央进行定位。在将复合磁线350抵接于第2层及第3层的“コ”字的内部之后,将剩余的空间利用树脂等进行掩埋,从而将复合磁线350固定。
[0040] 由此,通过将经过电路基板301中央和检测用磁铁200的旋转轴X0的线通过壳体等固定部件进行定位,从而能够在磁铁的旋转中心之上配置复合磁线350,能够实现发电效率最高、检测效率最高的旋转检测装置。
[0041] 图6是表示电路基板301的厚度方向的剖面的剖视图。在第1层即上层部310的上表面以及第3层即下层部330的下表面形成配线312及332,通过通孔TH将第1层和第3层的配线312及332连接而形成拾波线圈360。在第2层的“コ”字形状部分配置复合磁线350。
[0042] 由于拾波线圈360在最接近复合磁线350的位置进行卷绕而取得的脉冲电压大,因此上层部310的绝缘性基板311以及下层部330的绝缘性基板331优选尽可能薄。
[0043] 此外,如图7表示的中间层320的变形例所示,也可以是在复合磁线350的两端安装有由铁素体等软磁体构成的止动件370的结构。在之后将复合磁线350进行插入的结构的情况下,仅在一端埋入并形成止动件370,通过将止动件370用作将复合磁线350进行插入时的止动件,从而能够一边提高磁收集效果,一边提高位置精度。此外,另一端侧在插入了复合磁线350之后,将由软磁体构成的止动件370插入至到达复合磁线350为止,作为盖部即可。
[0044] 下面,对实施方式1的旋转检测装置的制造方法进行说明。图8(a)至(f)是表示实施方式1的旋转检测装置的制造工序的工序剖视图。首先,如图8(a)所示,在由环氧玻璃基板构成的绝缘性基板311处粘贴成为配线312的铜箔312S。并且,如图8(b)所示,通过光刻进行铜箔的图案化,形成配线312。虽未图示,在构成下层部330的绝缘性基板331处也同样地粘贴成为配线332的铜箔332S。并且,通过光刻进行铜箔的图案化,形成配线332。
[0045] 另一方面,在中间层320,如图8(c)所示,准备由环氧玻璃基板构成的绝缘性基板321,如图8(d)所示,通过激光加工而形成凹槽340。凹槽340也可以是将中间层320贯穿而形成的。
[0046] 并且,如图8(e)所示,依次层叠上层部310、中间层320以及下层部330而进行热处理。
[0047] 并且,如图8(f)所示,对电路基板301进行激光照射而形成通孔TH,以使得将上层部310、中间层320以及下层部330贯穿。并且,在该通孔TH内填充导体333即金属膜。
[0048] 在这样形成的电路基板301的凹槽340内,将复合磁线350插入。在插入时,直至与内侧的由铁素体构成的止动件370接触为止进行插入,并在开口侧安装由铁素体构成的止动件370。然后,相对于在旋转轴100的顶面形成的检测用磁铁200进行定位,通过未图示的固定件将构成检测部300的电路基板301进行固定,得到图1所示的旋转检测装置。
[0049] 如上所述,由于复合磁线350是通过拉线和扭转而进行加工的,因此如果作用有应力,则特性容易变差。在实施方式1的旋转检测装置中,在使用形成有凹槽340的中间层320而形成了多层配线构造的电路基板301之后,通过在凹槽340内插入复合磁线350而形成该电路基板301,因此能够进行可靠性高的旋转检测,而不存在由于特性的变差而引起的测定精度的降低。另外,由于复合磁线350配置于凹槽340内,因此不仅在制造时,而且在使用中也能够被保护免受外力的影响,能够对特性变差进行抑制。另外,仅通过与凹槽340进行对位而配置复合磁线350,就可以可靠地对与拾波线圈360的位置关系进行控制。
[0050] 由于对位是可靠的,因此也无需用于应对位置偏移的富裕量,能够得到更小型且可靠性更高的旋转检测装置。
[0051] 另外,由于拾波线圈360采用作为配线图案的组合而装入在多层配线构造的电路基板301的结构,因此为固定的状态,能够极其良好地维持位置精度。
[0052] 另外,为了构成旋转检测装置,需要在电路基板301表面安装多个电子部件,但在专利文献1至3所示的旋转检测装置中,极难确保电子部件的安装面积。与之相对地,实施方式1的旋转检测装置是在电路基板301内装入拾波线圈360及复合磁线350的构造,因此能够在表面安装多个安装部件,能够实现薄型化、小型化。
[0053] 如上所述,根据实施方式1的旋转检测装置,与现有的在复合磁线卷绕线圈的检测部相比,能够实现大幅的薄型化。拾波线圈是以基板的配线图案形成的,能够节约基板之上的部件安装空间。由于无需另外安装作为检测部的发电元件,安装故障的要因减少,因此取得可靠性提高这样的效果。
[0054] 在本实施方式中,电路基板301是以3层的方式而示出的,但本实施方式不限定于3层,也可以为例如大于或等于4层的基板。
[0055] 构成信号处理电路400的电路元件410由通常的电子部件构成,构成该电子部件的半导体集成电路(IC:Integrated Circuit)的高度通常为大于或等于1mm且小于2mm左右。在使用现有的发电元件的情况下,将外形5mm左右的发电元件搭载于基板之上,因此由于与其他部件相比高度较高的发电元件的影响,存在旋转检测装置的厚度方向尺寸增加这样的课题,但在实施方式1的旋转检测装置中,发电部分即检测部的厚度方向尺寸与基板厚度几乎相同,能够将检测部的厚度方向尺寸大幅地降低。
[0056] 另外,构成现有的检测部的发电元件通过焊接而固定于电路基板之上,但尺寸大且也有一定重量,因此有可能针对振动等的可靠性降低等,但在本实施方式中,由于电路基板和发电部即检测部被一体化,因此几乎不存在体积增加,重量仅增加了复合磁线350的增加量,几乎没有通过焊接等而进行的连接,能够通过配线图案的绕引而实现连接,因此能够实现针对振动、冲击的可靠性的提高。另外,现有的发电元件从重量、体积的观点出发,难以作为面安装部件,但在本实施方式中,由于与电路基板301一体化,因此通过将信号处理电路400的IC全部以面安装部件的方式构成,能够实现基板安装的简化。
[0057] 此外,在磁铁的旋转中心线之上配置复合磁线的情况下发电效率最高,为了实现该情况,在配置复合磁线的槽处设置抵接部分,进行磁铁与复合磁线的定位。作为具体的方法,优选在基板处设置“コ”字型的槽,将复合磁线抵接于该槽而进行定位。然而,当然无需一定将复合磁线配置于磁铁的旋转中心线之上,也可以为了搭载其他部件而稍微进行偏移。
[0058] 另外,关于凹槽340的深度,能够适当进行选择,但通过以绝缘性基板311、321、331这3层的厚度的合计值成为复合磁线的直径的方式而设定厚度,从而能够减轻复合磁线的松动。关于这点在后面进行叙述。
[0059] 实施方式2.
[0060] 下面,使用图9对实施方式2中的旋转检测装置的结构进行说明。图9是实施方式2的旋转检测装置的电路基板的剖视图,特别示出了构成检测部的发电部的剖面。实施方式2的旋转检测装置的构成检测部的电路基板301S与实施方式1不同。
[0061] 在实施方式2的旋转检测装置中,电路基板301S由5层构成,在第1层、第2层、第4层以及第5层配置有配线,在第3层配置有复合磁线350。在第2层及第4层形成的内侧拾波线圈360i和在第1层及第5层形成的外侧拾波线圈360o在线圈端部处经由未图示的通孔而与复合磁线350串联连接。在实施方式2中,通过对复合磁线350双重地卷绕拾波线圈,从而得到更大的脉冲电压量。复合磁线350由芯部350a和壳部350b构成。其他部分形成得与实施方式1的旋转检测装置相同,在此处省略说明,但对相同部位标注了相同标号。第2层相当于实施方式1的上层部310,第3层相当于中间层320,第4层相当于下层部330,第1层相当于最上层部380,第5层相当于最下层部390。
[0062] 即,在实施方式1的旋转检测装置的上层部310和下层部330的外侧进一步地层叠了最上层部380和最下层部390。最上层部380与在实施方式1中使用的上层基板相同地,由将在绝缘性基板381形成的铜箔图案化而形成的配线382构成。另外,最下层部390与在实施方式1中使用的下层部330相同地,由将在绝缘性基板391形成的铜箔图案化而形成的配线392构成。并且,还通过在将最上层部380的配线382和最下层部390的配线392贯穿的外侧通孔TH0内填充的金属导体393形成有外侧拾波线圈360o。
[0063] 关于制造工序,在图8的工序的基础上,还在外侧粘贴2层构成最上层部380及最下层部390的材料基板。并且,分别通过光刻而进行图案化。然后,形成从最上层部380贯穿至最下层部390的外侧通孔TH0。并且,最后在外侧通孔TH0内填充金属导体393,将复合磁线350插入至凹槽340而形成图9所示的检测部。
[0064] 近年,开发出诸如使用热可塑性树脂的多层印刷基板(PALAP:Patterned Prepreg Lay Up Process)这样的多层印刷基板技术,能够通过1片印刷基板实现超过100层的层数。通过使用这超多层构造的印刷基板,从而能够容易地与实施方式1相同地形成。这样能够使拾波线圈的匝数变得更多,能够得到与现有的使用发电元件的检测装置相比更大的脉冲电压,其结果能够得到大的发电量,能够实现检测精度的提高。
[0065] 此外,在实施方式2中,将拾波线圈以双重线圈的方式构成,但也可以以三重线圈、四重线圈等多层线圈的方式构成。通过增大线圈的叠加层数,从而能够实现发电量的进一步增大,能够实现检测精度的提高。
[0066] 实施方式3.
[0067] 对本发明的实施方式3中的旋转检测装置进行说明。图10是表示实施方式3的旋转检测装置的概略结构的斜视图,图11是实施方式3的旋转检测装置的分解斜视图,图12是实施方式3的旋转检测装置的电路基板的剖视图。在实施方式3的旋转检测装置中,内置有在电路基板301SS的中心轴之上正交的第1复合磁线350A及第2复合磁线350B。将这些第1复合磁线350A及第2复合磁线350B包围的电路基板301SS是在旋转轴X0的延长线之上具有中心O0的、圆盘状的基板。并且,由电路基板301SS内的配线和在通孔中填充的金属导体形成的第1拾波线圈360A及第2拾波线圈360B,在第1复合磁线350A及第2复合磁线350B的长度方向的整体范围均匀地卷绕。
[0068] 在第3实施方式中,检测部为2层构造,在具有实施方式1中示出的复合磁线350的检测部的下层,层叠了与复合磁线350正交的另一个复合磁线,这点与实施方式1不同。即,层叠有第1复合磁线350A和在第1复合磁线350A的下层与第1复合磁线350A正交的第2复合磁线350B。其他部分形成得与实施方式1的旋转检测装置相同。在此处省略说明,对相同部位标注了相同标号。第1层相当于实施方式1的上层部310,第2层相当于中间层320,第3层相当于下层部330,第4层相当于连接层500,第5层相当于下侧上层部510,第6层相当于下侧中间层520,第7层相当于下侧下层部530。
[0069] 在本实施方式中,电路基板301SS由7层构成,在第1层、第3层、第5层以及第7层配置有图案配线,在第2层、第6层配置有第1及第2复合磁线350A、350B。通过第1层及第3层的第1拾波线圈360A将处于第2层的第1复合磁线350A的反转磁场变换成脉冲电压,通过第5层及第7层的第2拾波线圈360B将处于第6层的第2复合磁线350B的反转磁场变换成脉冲电压。第1复合磁线350A和第2复合磁线350B配置为从上方观察时90°正交。
[0070] 即,实施方式3的旋转检测装置是在实施方式1的旋转检测装置的检测部的下层部330的下侧层叠了连接层500、下侧上层部510、下侧中间层520、以及下侧下层部530。连接层
500由绝缘性基板构成。下侧上层部510与在实施方式1中使用的上层基板相同地,由将在绝缘性基板511形成的铜箔图案化而形成的配线512构成。下侧中间层520是在绝缘性基板521形成了凹槽540。另外,下侧下层部530与在实施方式1中使用的下层部330相同地,由将在绝缘性基板531形成的铜箔图案化而形成的配线532构成。并且,经由连接层500连接有下侧上层部510、下侧中间层520以及下侧下层部530的层叠体。还通过在将下侧上层部510的配线
512和下侧下层部530的配线532贯穿的通孔TH内填充的金属导体533形成有第2拾波线圈
360B。另外,上层侧与实施方式1相同地,通过在将上层部310的配线312和下层部330的配线
332贯穿的通孔TH内填充的金属导体333形成有第1拾波线圈360A。这些上层侧的第1拾波线圈360A和下层侧的第2拾波线圈360B沿彼此正交的方向配置。
[0071] 关于制造工序,将与图8的工序相同地形成的第1及第2检测部经由连接层500而沿正交的方向进行连接,在由此得到的电路基板301SS内插入第1及第2复合磁线350A、350B而形成图12所示的检测部。
[0072] 磁铁的旋转方向有顺时针旋转和逆时针旋转。构成检测部的发电元件在磁铁的S/N极边界附近产生脉冲电压,但发电元件的脉冲电压始终输出相同的脉冲,而不依赖于磁铁的旋转方向。因此,为了对旋转方向进行判别,能够配置2个发电元件而根据从2个通道交替地产生的脉冲电压对旋转方向进行判别。
[0073] 在配置多个发电元件的情况下,在磁铁的旋转中心上方配置发电元件的情况得到的发电量最大。在专利文献1至3所示的现有的检测装置中,由于2个拾波线圈物理地干涉,因此无法在复合磁线的中央附近卷绕拾波线圈,存在得到的发电脉冲发生损耗这样的课题。
[0074] 与之相对地,在实施方式3的旋转检测装置中,由于能够将拾波线圈卷绕至2根第1及第2复合磁线350A、350B的中心,因此能够通过拾波线圈对复合磁线的全部磁化反转进行拾取,能够高效地得到发电量,并且降低检测装置整体的厚度。
[0075] 根据实施方式3的旋转检测装置,通过将多个复合磁线配置于检测用磁铁的旋转中心的上方,从而能够有效地从多个发电元件取得发电脉冲,能够容易地进行旋转方向的检测。
[0076] 另外,根据实施方式3的旋转检测装置,无需如实施方式1那样地配置用于判别旋转方向的霍尔元件等磁传感器对旋转方向进行判别,能够削减安装部件。
[0077] 在本实施方式中对使用7层基板和2个复合磁线的2通道型的方式进行了说明,但本实施方式不限定于此,例如如专利文献3中所述,为了实施针对漏脉冲的补正,也能够实现使用3根复合磁线和11层基板的3通道型的方式。
[0078] 另外,在本实施方式中将2根复合磁线配置为正交,但本实施方式不限于此,只要2根复合磁线的相对位置关系不是平行,就能够实现上述目的。
[0079] 实施方式4.
[0080] 一边参照图13的分解斜视图,一边对本发明的实施方式4中的旋转检测装置的结构进行说明。实施方式4的检测部即发电部分与实施方式1不同。电路基板301N在与检测用磁铁相面对的第2主面301B以及与第2主面301B相面对的第1主面301A处具有软磁层371。另外,在中间层320处,在复合磁线350的两端设置有由圆筒状的铁素体等软磁体构成的止动件370,在第2层即中间层320、第3层即下层部330处,“コ”字的开口是以与由软磁体构成的止动件370的外形相匹配的尺寸而形成的。
[0081] 在本实施方式中,通过在复合磁线的两端安装由圆筒状的软磁体构成的止动件370,由此通过将来自磁铁的磁场进行集中的效应,能够得到与复合磁线单体相比更大的脉冲电压,能够实现发电量的增大。
[0082] 另外,在电路基板的两面形成有软磁层371。通过上述结构,能够进一步更高效地集中来自磁铁的磁场,能够提高检测灵敏度。
[0083] 实施方式5.
[0084] 图14是实施方式5的旋转检测装置的电路基板的剖视图。图15(a)及(b)是表示在实施方式5的旋转检测装置的制造工序中使用的复合磁线的制造工序的工序剖视图。图16(a)至(e)是表示实施方式5的旋转检测装置的电路基板的制造工序的工序剖视图。实施方式5的旋转检测装置是对凹槽340的深度进行调整,将复合磁线350和拾波线圈之间的距离降低而提高发电效率的结构。关于凹槽340的深度,能够适当进行选择,但通过以绝缘性基板311、321、331这3层的厚度的合计值成为复合磁线350的直径的方式设定厚度,从而能够减轻复合磁线350的松动,并且得到发电效率高的传感器。在实施方式5中,如图14表示的剖视图所示,使用形成有复合磁线插入贯穿用的凹槽340S的电路基板301G,该凹槽340S是通过对在与复合磁线350相同直径的模型棒D的表面涂敷脱模剂DR后的生胚片(green sheet)的层叠体进行烧结而形成的。另一方面,作为复合磁线,使用在表面通过绝缘层350i覆盖的、带有覆盖层的复合磁线350。此外,模型棒D的直径设为与复合磁线350的直径相同程度,优选形成为在将模型棒D拔出而将复合磁线350进行插入时,比能够插入的程度稍大。
[0085] 电路基板301G是通过将生胚片层叠而烧结所构成的,具有上层基板即上层部310、中间层基板即中间层320、以及下层基板即下层部330。并且,凹槽340S在上层部310、中间层320以及下层部330的范围内较大地形成。相当于电路基板301G的第1层的上层部310由下述部分构成:作为绝缘性基板311的陶瓷基板;以及配线312,其是对在绝缘性基板311之上形成的铜箔进行图案化而形成的。第2层即中间层320是由作为绝缘性基板321的陶瓷基板构成的。并且,相当于第3层的下层部330由下述部分构成:作为绝缘性基板331的陶瓷基板;以及配线332,其是对在绝缘性基板331之上形成的铜箔进行图案化而形成的。并且,电路基板
301由通孔TH构成,该通孔TH用于经由中间层320而将上层部310的配线312和在第3层的下层部330的下表面形成的配线332进行连接。
[0086] 构成电路基板301G的各层的层结构与实施方式1的电路基板301相同,但复合磁线插入用的凹槽340S是沿着模型棒D的外径的形状,能够将复合磁线350和拾波线圈360之间的距离抑制为最小限度。
[0087] 下面,对实施方式5的电路基板301G的制造方法进行说明。首先,如图15(a)所示,在维卡合金的芯部350a的周围形成Remendur(49Co-3.5V-Fe;雷门德铁钴钒系磁性合金)的壳部350b,在芯部350a和壳部350b的接触部处实施镀镍,将双重构造的磁体固溶化,反复进行拉线加工及热处理,实施拉线加工和扭转加工,形成复合磁线350。
[0088] 然后,如图15(b)所示,在复合磁线350的外侧形成绝缘性的覆盖层即绝缘层350i。
[0089] 关于电路基板301G,首先,在由陶瓷生胚片构成的绝缘性层311n之上,将使用了银膏等导电膏的配线图案312n进行印刷,如图16(a)所示,形成上层生胚片310n。
[0090] 接下来,在由陶瓷生胚片构成的绝缘性层321n处形成凹槽形成用的凹部340S而形成希望的形状,如图16(b)所示,形成中间层生胚片320n。
[0091] 接着,在由陶瓷生胚片构成的绝缘性层331n之上,将使用了银膏等导电膏的配线图案332n进行印刷,如图16(c)所示,形成下层生胚片330n。
[0092] 然后,将涂敷有脱模剂DR的模型棒D夹入,接着,将由陶瓷生胚片构成的下层生胚片330n、中间层生胚片320n以及上层生胚片310n层叠,一边加压一边进行烧结,得到图16(d)所示的层叠体。
[0093] 然后,将涂敷有脱模剂DR的模型棒D拔出,如图16(e)所示,形成剖面呈圆形的复合磁线插入用的孔H。并且在最后将图15(b)所示的、由绝缘层350i覆盖的复合磁线350插入至复合磁线插入用的孔H。这样能够得到图14所示的旋转检测装置。
[0094] 如上所述,在实施方式5中,形成层叠体的工序包含:将形成有配线层的多个陶瓷生胚片夹着模型棒而层叠,并进行烧结的工序;以及在烧结工序后,将模型棒拔出,形成成为凹槽的拔出孔的工序。并且,将复合磁线进行插入的工序包含:利用绝缘膜将复合磁线的周围覆盖的工序;以及将由绝缘膜覆盖的所述复合磁线插入至拔出孔的工序。
[0095] 根据该结构,将模型棒的直径设为与复合磁线350的直径相同程度,将模型棒D的直径形成为在将模型棒D拔出而将复合磁线350进行插入时比能够插入复合磁线350的程度稍大,从而通过将由绝缘膜350i覆盖的复合磁线350插入至沿着复合磁线350的外周的凹槽,从而能够将复合磁线和拾波线圈之间的距离变得均匀且抑制为最小限度。而且,通过将用于形成拾波线圈的通孔的形成设在尽可能与模型棒的位置靠近的位置,从而能够形成进一步与复合磁线350接近的拾波线圈。
[0096] 根据实施方式5的旋转检测装置,能够将复合磁线350和拾波线圈之间的距离设为最小限度,能够得到小型、高精度而且可靠性高的旋转检测装置。
[0097] 另外,在所述实施方式1至5中,在旋转轴100的旋转轴的延长线之上具有中心而与旋转轴正交的槽部处设置复合磁线350,但复合磁线350也可以稍微偏心,偏移量能够由处理电路进行补偿。
[0098] 对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式仅作为例子而进行提示,并不旨在限定本发明的范围。这些新的实施方式可能通过其他各种方式而实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换以及变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围内,并且包含于权利要求书中记载的发明及其同等的范围内。
[0099] 标号的说明
[0100] 100旋转轴,200检测用磁铁,300检测部,301S、301SS、301N电路基板,310上层部,311绝缘性基板,312配线,320中间层,330下层部,331绝缘性基板,332配线,340凹槽,350复合磁线,350A第1复合磁线,350B第2复合磁线,350a芯部,350b壳部,350i绝缘层,360拾波线圈,360A第1拾波线圈,360B第2拾波线圈,360o外侧拾波线圈,360i内侧拾波线圈,370止动件,371软磁层,380最上层部,381绝缘性基板,382配线,390最下层部,391绝缘性基板,392配线,400信号处理电路,410电路元件,500连接层,510下侧上层部,511绝缘性基板,512配线,520下侧中间层,530下侧下层部,531绝缘性基板,532配线,TH通孔,X0旋转轴,O0中心,O1检测用磁铁的中心。