CN102022972B - 旋转角检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转角检测装置。不借助热铆接等方法就能够简单且可靠地固定旋转角传感器的磁铁。在检测旋转部件的旋转角的旋转角传感器中，当将磁铁固定于旋转部件时，采用在磁铁与旋转部件之间的间隙中旋转而产生作用力的固定部件，由此能够简单地固定磁铁。进一步，提供一种如下的旋转角传感器：通过设置旋转防止部以防止固定部件反向旋转而松开，能够防止磁铁因来自外部的冲击而松开，能够抑制磁铁的检测角度的偏差。

Description

旋转角检测装置

技术领域

本发明涉及用于检测旋转部件的旋转角度的旋转角检测装置，尤其涉及像根据踩踏角度控制发动机的进气量的加速踏板装置这样的、容易受到来自外部的冲击的旋转角检测装置。

背景技术

以往，例如在用于检测加速踏板的旋转角度的旋转角检测装置中安装有磁铁和传感器，该磁铁安装于加速踏板侧，用于产生磁场，该传感器用于在壳体等的被固定侧检测上述磁场的举动。磁铁被压入固定在以加速踏板的旋转轴为中心的圆周上。随着踩踏加速踏板，上述磁铁旋转，从而磁通密度的角度变化，传感器将角度变化的磁通密度转换成电信号并输出。该输出信号被输入用于调节发动机的进气量的节气门开度的控制装置，从而控制发动机的进气量。然而，如果上述磁铁并未被完全地固定于加速踏板，则传感器难以准确地检测加速踏板的踩踏角度，因此存在进气量控制的精度变差的情况。

因而，公知有如下的树脂制的加速踏板装置：该加速踏板装置利用在热的作用下软化的树脂对压入加速踏板的磁铁进行铆接固定，由此，防止磁铁从加速踏板脱落(例如，专利文献1)。

并且，公知有如下的小型电动机：该小型电动机利用咬入框架内周壁的环状的板簧对插入框架的磁铁进行推压，从而将磁铁固定于框架(例如，专利文献2)。

[专利文献1]日本特开2008-201312

[专利文献2]日本实开平5-11753

然而，在上述专利文献1的加速踏板装置所涉及的旋转角度检测装置中，存在如下情况：在使树脂软化而进行铆接固定时施加的热的作用下，磁铁周围的树脂收缩、变形，在磁铁周围产生微小的间隙，从而产生晃动或松开。此外，当使软化后的树脂与磁铁紧密接触时，强压力和高热传递至磁铁，从而有可能导致磁铁的吸持力、耐久性变弱。进一步，铆接变形后的树脂的截面检查、吸持力的确认检查之类的管理工序多，并且，需要根据树脂的种类对温度、压力及其花费时间进行调整。

并且，在上述专利文献2的小型电动机所涉及的旋转角度检测装置中，用于固定磁铁的板簧在板簧的咬入框架(作为框体)的部分被支承，因此，存在比较容易因来自外部的冲击、咬入部分的劣化、或者由温度变化引起的收缩而脱落的可能性。进一步，由于需要在使板簧压缩的状态下将板簧安装于框架，因此安装精度不稳定，难以稳定地固定磁铁。

发明内容

本发明就是鉴于上述实际情况而做出的，其目的在于提供一种旋转角检测装置，尤其是像加速踏板装置这样的容易受到来自外部的强冲击的旋转角检测装置，该旋转角检测装置利用少的工序可靠地固定产生检测磁场的磁铁，防止磁铁脱落。

本发明的旋转角检测装置的特征在于，所述旋转角检测装置用于检测旋转部件的旋转角度，并具有：旋转部件，该旋转部件配置成相对于壳体能够旋转；固定部件，该固定部件将磁铁固定于所述旋转部件；以及传感器，该传感器固定于所述壳体，并检测所述磁铁的旋转角度，其中，所述旋转部件具备：抵接部，该抵接部在所述旋转部件的旋转轴方向与所述磁铁接触；以及支承部，该支承部面向所述抵接部，且在所述支承部和所述抵接部之间夹设所述磁铁，以支承位于该支承部和所述磁铁之间的所述固定部件，所述固定部件以与所述支承部接触的部分和与所述磁铁接触的部分在所述旋转轴方向不重叠的状态与所述支承部和所述磁铁接触，由此将所述磁铁压靠于所述抵接部。

进而，所述旋转角检测装置的特征在于，所述固定部件在由包含所述抵接部的平面和包含所述支承部的平面所夹设的空间中以与所述旋转轴平行的轴为中心朝一个方向旋转，由此将所述磁铁压靠于所述抵接部。

进一步，所述旋转角检测装置的特征在于，所述支承部具备倾斜支承部，该倾斜支承部是通过所述支承部的一部分相对于其他部分倾斜而形成的，随着所述固定部件沿着所述倾斜支承部朝所述一个方向旋转，所述固定部件将所述磁铁压靠于所述抵接部的力增加。

此外，所述旋转角检测装置的特征在于，所述旋转部件具备旋转防止部，该旋转防止部仅防止所述固定部件朝与所述一个方向相反的方向的旋转。

特别地，所述旋转角检测装置的特征在于，所述旋转防止部设置于所述支承部。

并且，所述旋转角检测装置的特征在于，所述旋转部件由包含加速踏板的部件构成，该加速踏板根据踩踏角度对发动机的进气量进行控制，所述旋转防止部仅防止所述固定部件朝向所述加速踏板被踩踏的方向的旋转。

根据本发明的旋转角检测装置，通过将固定部件保持在磁铁与支承部之间，固定部件就开始以进行施力的方式发挥作用。因此，不需要压缩弹簧等来进行安装，能够可靠地支承固定部件，因此能够牢固地固定磁铁，能够防止松开、晃动或脱落等。并且，由于能够不让磁铁处于因热铆接、模压而产生的高温、高压的状态，因此不会使磁铁的吸持力、耐久性下降。

进而，由于仅通过使固定部件在磁铁和支承部之间旋转，固定部件就以对磁铁施力并将磁铁压靠于抵接部的方式发挥作用，因此，无需采用使支承侧咬入框体等施加负荷的方法，磁铁的固定构造的耐久性增加。进一步，由于仅通过使固定部件朝相反方向旋转就能够解除对磁铁的固定，因此，在固定部件的装卸中不需要任何不可逆的工序，固定部件的更换变得简单。

进一步，由于支承固定部件的支承部的一部分形成为有斜度的倾斜支承部，因此，随着固定部件在倾斜面滑动旋转，对磁铁施加的作用力增大。由此，仅通过使固定部件旋转就能够更加牢固地固定磁铁。

此外，由于旋转防止部能够防止固定部件朝如下方向的旋转，即，与固定部件以对磁铁施力的方式发挥作用的旋转方向相反的方向，因此固定部件不会松开，能够稳定、可靠地持续对磁铁施力。

尤其是，由于旋转防止部设置于支承部，因此能够与支承部一体构成，能够作为减少了浪费的构造。

并且，用于防止固定部件相对于旋转部件的相对旋转的旋转防止部仅防止固定部件朝向所述加速踏板被踩踏的方向的旋转，因此允许固定部件因加速踏板返回休止位置时承受的冲击相对于旋转部件相对旋转的方向的旋转，即便是在像加速踏板这样的从外部受到强冲击的旋转角检测装置中，也能够可靠地持续固定磁铁。

如上所述，通过形成为可靠地支承固定部件且简单地安装的形态，能够稳定且可靠地固定磁铁。

附图说明

图1是示出本发明第一实施方式的旋转角检测装置的整体结构图。

图2是通过主要部分示出如下状态的剖视图，即，本发明第一实施方式的旋转角检测装置的固定部件将磁铁固定的状态。

图3是本发明第一实施方式的旋转角检测装置的固定部件的构造图。

图4中，(a)是以支承部10和旋转防止部11露出的方式利用通过旋转轴8的平面剖切了本发明第一实施方式的旋转角检测装置的旋转部件时的剖视图，(b)是(a)的以圆框包围的部分的放大图，是示出固定部件7在支承部10上滑动的状态的图。

图5是本发明第二实施方式的旋转角检测装置的固定部件的构造图。

标号说明

1：壳体；2：旋转部件(加速踏板(accelerator pedal))；3：传感器；6：磁铁；7、27：固定部件；8：旋转部件的旋转轴；9：抵接部；10：支承部；10A：倾斜支承部；11：旋转防止部。

具体实施方式

首先，根据图1对本发明第一实施方式的旋转角检测装置的整体结构进行说明。此处，以将本实施方式的旋转角检测装置应用于加速踏板装置的情况为例进行说明。

图1的加速踏板装置搭载于车辆，并根据驾驶者对加速踏板2的踩踏量来对搭载于车辆的发动机的运转状态进行控制。本实施方式的加速踏板装置采用线控(drive by wire)方式，利用传感器3将加速踏板2的旋转角度转换成电信号，并作为旋转角度信号发送至被称为ECU的控制装置。ECU根据该信号和其他车辆信息对调节发动机的进气量的节流(thottle)装置进行控制。

加速踏板2作为旋转部件2配置成能够以旋转轴8为中心相对于壳体1旋转。加速踏板2被未图示的复位弹簧朝与驾驶者踩踏加速踏板2的踩踏方向相反的方向施力，夹着旋转轴8与踩踏部分相反的一侧被推压于壳体1。以该状态作为休止位置设定加速踏板2的旋转角度的初始值。传感器3用于检测作为旋转部件2的加速踏板2的旋转，该传感器3设置于壳体1。通过用搭扣(snap fit)4和螺钉5将壳体1结合在一起，由此，将作为旋转部件2的加速踏板2和传感器3配置在预定的相对位置。并且，磁铁6配置在旋转部件2的以旋转轴8为中心的圆周上。磁铁6由圆弧状的一对永磁铁即磁芯6A和环状的电枢6B构成。磁铁6由固定部件7固定于旋转部件2。传感器3检测由磁铁6产生的磁通，由此将加速踏板2的旋转角度转换成电信号。作为传感器3，是采用根据空穴载流子(hole carrier)的动作检测磁通的举动的霍尔方式、或者根据磁阻的角度变化检测磁通的举动的磁阻方式等非接触式传感器。

根据图2至图4对第一实施方式的磁铁6固定于旋转部件2的状态进行说明。

旋转部件2具有能够将磁铁6、固定部件7以及传感器3等配置在内部的内部空间14。此处，固定部件7形成厚度薄的圆形状，且具有沿半径方向伸出的支承部侧作用部7A和沿轴向伸出的磁铁侧作用部7B。并且，在包围内部空间14的旋转部件2的壁部，形成有局部地阻止固定部件7的插入的圆周凸部13，在圆周凸部13的面向磁铁6的表面形成有支承部10。支承部侧作用部7A和磁铁侧作用部7B构成为从旋转轴8方向观察并不重叠，具体地说，支承部侧作用部7A和磁铁侧作用部7B以在圆周方向上交替的方式各配置有4处。当固定部件7被配置于内部空间14时，支承部侧作用部7A成为与支承部10接触的部分，磁铁侧作用部7B成为与磁铁6接触的部分。固定部件7的支承部侧作用部7A由支承部10支承，磁铁侧作用部7B与磁铁6接触，由此，固定部件7将磁铁6压靠于抵接部9。该压靠所需要的作用力通过固定部件7以支承部侧作用部7A和磁铁侧作用部7B为支点挠曲而产生。

同样，根据图2至图4对固定部件7压靠磁铁6的步骤进行说明。

磁铁6大致沿着旋转轴8被插入内部空间14并与旋转部件2的抵接部9接触。接着，固定部件7从与磁铁6被插入的方向相同的方向被插入内部空间14。在将固定部件7插入内部空间14时，以固定部件7的支承部侧作用部7A避开旋转部件2的圆周凸部13的方式插入。在固定部件7的磁铁侧作用部7B抵靠于磁铁6之后，固定部件7朝箭头R所示的一个方向旋转。该旋转通过对位于固定部件7的与磁铁侧作用部7B相反侧表面上的抓手7C施加一个方向的力而产生。此处，支承部10的一部分形成为具有斜度的倾斜支承部10A，因此，随着固定部件7的支承部侧作用部7A在倾斜支承部10A上朝箭头R方向旋转并滑动，支承部侧作用部7A接近磁铁，固定部件7挠曲。固定部件7在支承部侧作用部7A和磁铁侧作用部7B被支承并挠曲，由此，挠曲的固定部件7欲恢复原来状态的力作为作用力而作用于磁铁6。固定部件7由树脂材料形成，通过该旋转开始产生作用力。

同样，根据图2至图4对用于维持固定部件7将磁铁6压靠于旋转部件2的抵接部9的作用力的机构进行说明。

随着支承部侧作用部7A如图4的P1所示沿着倾斜支承部10A朝箭头R方向滑动，固定部件7对磁铁6的作用力增加。在获得了足够的作用力的状态P3下，旋转停止。然后，即便固定部件7因来自外部的冲击或振动等而欲朝与箭头R相反的方向旋转，也能够通过设于支承部10的旋转防止部11和设于固定部件7的支承部侧作用部7A附近的台阶7D接触，防止固定部件7反向旋转到P2的位置。也即是说，能够利用设于旋转部件2的支承部10的旋转防止部11防止固定部件7在将磁铁6固定之后反向旋转而松开的情况。

另外，箭头R所示的固定部件7的旋转方向、与作为旋转部件2的加速踏板2借助复位弹簧返回休止位置的方向一致。当驾驶者从加速踏板2放开脚而加速踏板2急剧地返回休止位置时，夹着旋转轴8与驾驶者踩踏的部分相反的一侧剧烈碰撞壳体1。此时施加给加速踏板2的冲击使包围内部空间14的部分与固定部件7之间产生微小的相对旋转。由于该相对旋转的方向与箭头R所示的方向一致，因此能够避免由于这种冲击导致固定部件7的支承部侧作用部7A骑上(乗り上げる)旋转防止部11上的情形，能够防止固定部件7的固定松开。换言之，旋转防止部11仅能够防止与箭头R的方向相反的方向即加速踏板被踩踏的方向的旋转。

根据图5对本发明第二实施方式的旋转角检测装置的旋转部件的结构进行说明。省略与第一实施方式的固定部件的说明重复的内容。

固定部件27由具有韧性的材料形成，例如由不锈钢等金属形成。磁铁侧作用部27B和支承部侧作用部27A在各不相同的位置各设有4处，2个磁铁侧作用部27B以在圆周方向由支承部侧作用部27A夹着的方式配置。通过对供抓手(つまみ)插入的孔27C赋予一个方向的力而使固定部件27旋转，从而与支承部10接触的部分即支承部侧作用部27A在倾斜支承部10A滑动。伴随于此，固定部件27的包含磁铁侧作用部27B的部分弹性变形。即，与支承部10接触的部分27A和与磁铁6接触的部分27B之间的固定部件27挠曲，由此，产生将磁铁6压靠于抵接部9的作用力。在通过磁铁侧作用部27B的弹性变形获得了足够的作用力的状态下，旋转停止。这之后，即使受到引起固定部件27朝相反的方向松开这样的来自外部的冲击或振动，也能够通过设于支承部10的旋转防止部11和固定部件27的台阶27D接触而防止松开。

如上所述，采用如下这样的固定部件：通过使固定部件在磁铁和支承部之间旋转，固定部件就能够开始对磁铁施力，且具备防止反向旋转而松开的旋转防止部，由此能够可靠地固定磁铁，能够抑制磁铁的检测角度的偏差(ばらつき)。

在上述2个实施方式中，以将本发明所涉及的旋转角检测装置应用于加速踏板装置的情况为例进行了说明，但是，例如也能够应用于节流装置。在该情况下，作为节气门的旋转轴的节气门轴相当于旋转部件，以节气门轴为中心配置磁铁和固定部件。并且，也能够将本发明应用于二轮车的油门把手装置。在该情况下，相对于与油门把手的转动联动的旋转部件，以该旋转部件的旋转轴为中心配置磁铁和固定部件。进一步，在将电动机的磁铁固定于壳体的情况下也能够应用本发明，在该情况下，在与电动机的输出轴同轴地配置磁铁之后，大致同轴地插入固定部件并使固定部件旋转，由此能够固定磁铁。此外，在利用磁气方法检测旋转角的各种旋转角检测装置中也能够应用本发明。

本发明能够尤其有效地应用于根据踩踏角度控制发动机的进气量的加速踏板或者二轮车的油门把手的旋转角检测装置、控制发动机的进气量的节气门旋转角检测装置。

Claims (5)

1.一种旋转角检测装置，所述旋转角检测装置用于检测旋转部件的旋转角度，并具有：

旋转部件，该旋转部件配置成相对于壳体能够旋转；

固定部件，该固定部件将磁铁固定于所述旋转部件；以及

传感器，该传感器固定于所述壳体，并检测所述磁铁的旋转角度，

所述旋转角检测装置的特征在于，

所述旋转部件具备抵接部以及支承部，

抵接部是供所述磁铁在所述旋转部件的旋转轴方向接触的部分，

支承部面向所述抵接部，且在所述支承部与所述抵接部之间夹设所述磁铁，以支承位于该支承部和所述磁铁之间的所述固定部件，

所述固定部件以与所述支承部接触的部分和与所述磁铁接触的部分在所述旋转轴方向不重叠的状态与所述支承部和所述磁铁接触，由此将所述磁铁压靠于所述抵接部，

所述固定部件在由包含所述抵接部的平面和包含所述支承部的平面所夹设的空间中以与所述旋转轴平行的轴为中心朝一个方向旋转，由此将所述磁铁压靠于所述抵接部。

2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，

所述支承部具备倾斜支承部，该倾斜支承部是通过所述支承部的一部分相对于其他部分倾斜而形成的，

随着所述固定部件沿着所述倾斜支承部朝所述一个方向旋转，所述固定部件将所述磁铁压靠于所述抵接部的力增加。

3.根据权利要求1或2所述的旋转角检测装置，其特征在于，

所述旋转部件具备旋转防止部，该旋转防止部仅防止所述固定部件朝与所述一个方向相反的方向的旋转。

4.根据权利要求3所述的旋转角检测装置，其特征在于，

所述旋转防止部设置于所述支承部。

5.根据权利要求3所述的旋转角检测装置，其特征在于，

所述旋转部件由包含加速踏板的部件构成，该加速踏板根据踩踏角度对发动机的进气量进行控制，

所述旋转防止部仅防止所述固定部件朝向所述加速踏板被踩踏的方向的旋转。