CN103900618A

CN103900618A - 位置检测器

Info

Publication number: CN103900618A
Application number: CN201310737922.6A
Authority: CN
Inventors: 河野尚明; 山中哲尔
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-07-02
Also published as: DE102013227072A1; JP2014126550A; US20140184201A1

Abstract

本发明公开了一种位置检测器，其提供了用于检测磁通密度的宽的动态范围。位置检测器具有磁通检测器，其中霍尔IC（60）设置在允许霍尔IC（60）相对于旋转体（12）旋转以输出反映穿过的磁通密度的信号的第一和第二磁通传输部件（20、30）之间的间隙（101）中。第一和第二磁通收集器（70、80）沿着与第一和第二磁通传输部件的面对方向匹配的面对方向将霍尔IC（60）夹在中间。第一和第二磁通收集器（70、80）具有一定的面积大小关系以使得溢磁通按照集中方式流至霍尔IC（60）。因此，磁通密度检测器检测到的动态范围变宽并且位置检测器的位置检测精度提高。

Description

位置检测器

技术领域

本发明整体涉及一种用于检测检测对象的位置的位置检测器。

背景技术

一般来说，磁力式位置检测器检测检测对象的位置相对于参照部件的变化。磁力式位置检测器可利用诸如磁体的磁通产生器。例如，在专利文献1（即，日本专利特开No.JP-A-H08-292004）中公开的位置检测器被构造为形成具有设置在参照部件上的两个磁通传输部件和两个磁体的闭合磁路。在这种结构中，两个磁体分别由两个互相面对的磁通传输部件的端部束缚。在两个磁通传输部件的各自端部之间的间隙内发生从一个传输部件至另一个传输部件的溢磁通（spill magnetic flux）流。磁通密度检测器被构造为在两个磁通传输部件之间的间隙内与检测对象一起运动，并根据从中穿过的磁通输出检测信号。按照这种方式，位置检测器基于从磁通检测器输出的输出信号检测检测对象相对于参照部件的位置。

专利文献1的位置检测器具有位于两块轭板之间的磁通密度检测器。因此，针对穿过磁通密度检测器的磁通量的增加，两个磁通传输部件之间的溢磁通被轭板收集。一般来说，在磁力式位置检测器中，如果通过磁通密度检测器检测到的磁通密度的动态范围较窄，则从磁通密度检测器输出的信号精度将降低。鉴于这些知识，针对通过检测器检测到的磁通量的增加，专利文献1中的位置检测器可需要较大的磁通收集轭（即，轭板）或能够产生较大磁通量的较大的磁体。然而，使用较大轭和/或磁体可导致具有较大体积的位置检测器或导致制造成本的增加。

发明内容

本发明的一方面提供了一种位置检测器，其具有用于在宽的动态范围内检测磁通密度的磁通密度检测器。

在本发明的一方面，位置检测器检测检测对象相对于参照部件运动的位置。位置检测器包括：第一磁通传输部件，设置在检测对象或参照部件中的一个上，第一磁通传输部件具有第一端和第二端；和第二磁通传输部件，沿着面对方向面对第一磁通传输部件，并设置为在第一磁通传输部件和第二磁通传输部件之间限定间隙，第二磁通传输部件具有第一端和第二端。第一磁通产生器设置在第一磁通传输部件的第一端和第二磁通传输部件的第一端之间的位置。第二磁通产生器设置在第一磁通传输部件的第二端和第二磁通传输部件的第二端之间的位置。磁通密度检测器（i）设置在检测对象或参照部件中的另一个上，以在间隙中相对于检测对象或参照部件的所述一个可运动，以及（ii）具有根据从磁通密度检测器穿过的磁通密度输出信号的信号输出元件。磁通收集器具有与磁通密度检测器的相对侧接触的两个面对部分，其中所述两个面对部分的每个具有面对磁通密度检测器的第一侧和与第一侧相对的第二侧。所述两个面对部分沿着与第一磁通传输部件和第二磁通传输部件的面对方向匹配的方向对齐。当第一侧的面积大小定义为A1并且第二侧的面积大小定义为A2时，磁通收集器被构造为满足A1<A2的面积大小关系。

另外，信号输出元件具有与所述磁通收集器的两个面对部分的每个相邻的面，并且与所述两个面对部分的每个相邻的所述面的至少一个的面积大小定义为A0。这样，信号输出元件和磁通收集器被构造为满足关系A0≤A1。

而且，检测对象相对于参照部件旋转，以及第一磁通传输部件和第二磁通传输部件具有与检测对象的旋转中心同心的弯曲形状。

此外，检测对象相对于参照部件直线运动，以及第一磁通传输部件和第二磁通传输部件具有沿着检测对象的相对运动路径延伸的笔直形状。

换句话说，位置检测器检测检测对象的相对运动位置，该位置为检测对象相对于参照部件相对运动之后的位置，检测器包括：第一磁通传输部件、第二磁通传输部件、第一磁通产生器、第二磁通产生器、磁通密度检测器和磁通收集器。

第一磁通传输部件设置在检测对象和参照部件之一上。第二磁通传输部件设置在检测对象或参照部件之一上，从而间隙形成在第一和第二磁通传输部件之间的位置。

第一磁通产生器设置在第一磁通传输部件的第一端和第二磁通传输部件的第一端之间的位置。因此，通过第一磁通产生器产生的磁通从第一和第二磁通传输部件的第一端传输至第一和第二磁通传输部件的第二端。

第二磁通产生器设置在第一磁通传输部件的第二端和第二磁通传输部件的第二端之间的位置。因此，通过第二磁通产生器产生的磁通从第一和第二磁通传输部件的第二端传输至第一和第二磁通传输部件的第一端。

磁通密度检测器设置在检测对象或参照部件之一上，以使得检测器在第一和第二磁通传输部件之间的间隙中相对于检测对象或参照部件的另一个可运动。磁通密度检测器根据穿过检测器的磁通密度输出信号。在这种结构中，穿过磁通密度检测器的磁通主要是从第一和第二磁通传输部件之一通过第一和第二磁通传输部件之间的间隙流至第一和第二磁通传输部件的另一个的溢磁通（即，从第一部分流至第二部分或从第二部分流至第一部分的磁通）。

通过设计上述构造，位置检测器能够基于磁通密度检测器输出的信号检测检测对象相对于参照部件的位置。

设置在两个面对部分中的磁通收集器将磁通密度检测器夹在或束缚在两个面对部分之间，并且两个收集器按照与彼此面对的两个磁通传输部件相同的方式彼此面对。换句话说，两个收集器的面对方向与两个传输部件的面对方向为相同的方向。在这种构造中，流动通过第一磁通传输部件和第二磁通传输部件之间的间隙的溢磁通集中并被收集，以流至（即，穿过）磁通密度检测器。因此，磁通密度检测器检测到的磁通密度的动态范围变宽，并且位置检测器的位置检测精度提高。

在本发明中，当磁通收集器的密度检测器侧的面的面积大小由A1指代，并且磁通收集器的相对侧的面的面积大小由A2指代时，磁通收集器中的A1和A2之间的关系构造为A1<A2。因此，控制流动通过第一磁通传输部件和第二磁通传输部件之间的间隙的溢磁通，以更加集中的方式流至（即，穿过）磁通密度检测器。因此，磁通密度检测器检测到的磁通密度动态范围变宽，并且位置检测器的位置检测精度提高。

附图说明

从下面参照附图进行的具体实施方式中，本发明的其它方面、特征和优点变得更加清楚，其中：

图1是本发明的第一实施例中的位置检测器和致动器的剖视图；

图2是沿着图1的II-II线剖视图；

图3A、图3B和图3C是在本发明的第一实施例中从侧面、底部和顶部观看磁通收集器的示图；

图4是（i）通过本发明的第一实施例中的检测器和通过比较例中的磁通密度检测器检测的检测到的磁通密度与（ii）检测对象相对于参照部件的位置之间的关系的示图；

图5是比较例中的位置检测器的剖视图；

图6A、图6B和图6C是在本发明的第二实施例中从侧面、底部和顶部观看的磁通收集器的示图；

图7A、图7B和图7C是在本发明的第三实施例中从侧面、底部和顶部观看的磁通收集器的示图；

图8A、图8B和图8C是在本发明的第四实施例中从侧面、底部和顶部观看的磁通收集器的示图；

图9A、图9B和图9C是在本发明的第五实施例中从侧面、底部和顶部观看的磁通收集器的示图；

图10是本发明的第六实施例中的位置检测器的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图解释本发明的多个实施例中的位置检测器和使用该位置检测器的致动器。在多个实施例中，相同的标号被分配给相同的组件，并且相同组件的说明将不重复。

（第一实施例）

图1和图2中示出了本发明的第一实施例中的位置检测器和使用该位置检测器的致动器。

例如，致动器1用作驱动车辆（未示出）的节气门（节流阀）的驱动动力源。致动器1设有电机2、壳体5、盖体6、电子控制单元（下文中，“ECU”）11、旋转体12、位置检测器10以及其它部件。

如图1所示，电机2具有输出轴3、电机端子4等。电功率经电机端子4供应至电机2。电机2通过接收来自端子4的电功率而旋转。电机2的旋转从输出轴3输出。例如，输出轴3通过齿轮组（未示出）等连接至节气门。因此，当电机2旋转时，节气门也旋转。

壳体5由树脂制成以形成例如具有底部的圆筒形，并且电机2被容纳在其内部。

盖体6由树脂制成以形成例如具有底部的圆筒形，并且在输出轴3插入到腔体7中的状态下，盖体6的开口与壳体5的开口邻接，在盖体6的底部上钻出腔体7。按照这种方式，在盖体6与电机2之间的位置处限定中空的空间100。

盖体6具有连接器8，该连接器形成为管状并从盖体6的圆筒形主体沿着径向向外的方向延伸。在连接器8中，电机端子4的端部暴露出来。连接器8连接至引导至ECU11的束线的端部。因此，来自电池（未示出）的电功率经ECU11、束线和电机端子4供应至电机2。

ECU11是设有CPU（用作计算单元）以及ROM、RAM（用作存储单元）、输入/输出接口和其它部分的计算机。ECU11基于来自附着至车辆的各部件的各传感器的信号控制安装在车辆中的各装置的操作。

ECU11例如基于来自油门踏板的油门开口信号（accelerator openingsignal）等控制供应至电机2的电功率。当电功率供应至电机2时，电机2旋转以使节气门旋转。因此，节气门打开和关闭空气吸入通道，并且调节流动通过空气吸入通道的吸入空气的量。在当前实施例中，ECU11也可例如通过怠速控制（ISC）功能控制电功率至电机2的供应，而不管来自油门踏板的开口信号。

旋转体12例如由树脂制成以具有盘形，并且其被设置在中空的空间100中。在输出轴3在旋转体12的中心延伸穿过的状态下，旋转体12固定在输出轴3上。因此，当输出轴3旋转时，旋转体12与输出轴3一起旋转。由于输出轴3和节气门通过齿轮组连接，因此旋转体12的旋转位置与节气门的旋转位置对应。

根据当前实施例，位置检测器10检测相对于盖体6运动和旋转的旋转体12的旋转位置。因此，通过检测相对于盖体6旋转的旋转体12的旋转位置，检测节气门的旋转位置，并且还检测节气门的开口程度。因此，位置检测器10能够用作节气门位置传感器。

如图1和图2所示，位置检测器10包括第一磁通传输部件20、第二磁通传输部件30、用作第一磁通产生器的磁体40、用作第二磁通产生器的磁体50、用作磁通密度检测器的霍尔IC60、第一磁通收集器70、第二磁通收集器80等。

第一磁通传输部件20由诸如硅钢等具有相对高的磁导率的材料制成。第一磁通传输部件20设置在形成在旋转体12上的弧形腔体13中。

第一磁通传输部件20具有中间部分21、第一端22和第二端23。中间部分21具有沿着以旋转体12的旋转轴线O（参见图2）为中心的第一虚拟圆C1延伸的形状。第一端22形成为从中间部分21的一端朝着第一虚拟圆C1的径向外侧延伸。第二端23形成为从中间部分21的另一端朝着第一虚拟圆C1的径向外侧延伸。

与第一磁通传输部件20相似，第二磁通传输部件30由诸如硅钢等具有相对高的磁导率的材料制成。第二磁通传输部件30设置在形成在旋转体12上的腔体13中。

第二磁通传输部件30具有中间部分31、第一端32和第二端33。中间部分31具有沿着半径比第一虚拟圆C1的半径大且以旋转体12的旋转轴线O（参见图2）为中心的第二虚拟圆C2延伸的形状。第一端32形成为从中间部分31的一端朝着第二虚拟圆C2的径向内侧延伸。第二端33形成为从中间部分31的另一端朝着第二虚拟圆C2的径向内侧延伸。

如图1和图2所示，第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30设置在旋转体12的腔体13中，以使得第一磁通传输部件20的中间部分21和第二磁通传输部件30的中间部分31沿着第一虚拟圆C1的径向彼此面对。因此，在第一磁通传输部件20的中间部分21与第二磁通传输部件30的中间部分31之间形成弧形间隙101（参见图2）。

例如，磁体40是永磁体，诸如钕磁体、铁氧体磁体等。磁体40的一端具有磁极41，并且在另一端具有磁极42。磁体40被磁化以使得磁极41侧用作N极，并且磁极42侧用作S极。磁体40设置在第一磁通传输部件20的第一端22与第二磁通传输部件30的第一端32之间的位置，以使得磁极41邻接第一磁通传输部件20的第一端22，并且磁极42邻接第二磁通传输部件30的第一端32。因此，磁体40的磁极41产生的磁通从第一磁通传输部件20的第一端22经中间部分21传输至第二端23。

与磁体40相似，例如，磁体50也是永磁体，诸如钕磁体、铁氧体磁体等。磁体50的一端具有磁极51，并且在另一端具有磁极52。磁体50被磁化以使得磁极51侧用作N极，并且磁极52侧用作S极。磁体50设置在第二磁通传输部件30的第二端33与第一磁通传输部件20的第二端23之间的位置，以使得磁极51邻接第二磁通传输部件30的第二端33，并且磁极52邻接第一磁通传输部件20的第二端23。因此，磁体50的磁极51产生的磁通从第二磁通传输部件30的第二端33经中间部分31传输至第一端32。

这里，溢磁通从第一磁通传输部件20至第二磁通传输部件30或者从第二磁通传输部件30至第一磁通传输部件20流动通过间隙101。

在当前实施例中，磁体40和磁体50被构造为具有相同磁体体积、相同磁体类型、相同磁体材料组成和相同磁化调节方法的相同的永磁体。因此，溢磁通流在间隙101的纵向中间位置和磁体50之间的区域中从第二磁通传输部件30流至第一磁通传输部件20，并且相同的磁通流在所述纵向中间位置和磁体40之间的区域中从第一磁通传输部件20流至第二磁通传输部件30。更具体地说，沿着间隙101的纵向的位置越靠近磁体40或磁体50，磁通密度的绝对值就变得越大。另外，在间隙101的纵向中间位置，磁通密度等于0。

另外，在磁体40周围的位置的磁通从磁极41“飞”至磁极42，并且在磁体50周围的位置的磁通从磁极51“飞”至磁极52。

如图2和图6A-6C所示，霍尔IC60具有用作信号输出元件的霍尔元件61以及密封件62和传感器端子63。霍尔元件61根据从中穿过的磁通密度输出信号。密封件62由树脂制成并具有例如矩形板状。传感器端子63的第一端连接至霍尔元件61。密封件62覆盖整个霍尔元件61以及传感器端子63的第一端。在这种情况下，霍尔元件61位于密封件62的中心。

密封霍尔IC60和传感器端子63的第一端的密封件62由模具9模制。模具9是例如树脂模具，并具有方柱形。密封霍尔IC60的密封件62在模具9的一端侧部上的位置进行模制。

模具9设置在盖体6上，以使得模具9的一端布置在间隙101中，并且模具9的另一端连接至盖体6的底部。按照这种方式，霍尔IC60在第一磁通传输部件20与第二磁通传输部件30之间的间隙101中相对于旋转体12以可旋转的方式运动。盖体6和模具9分别等同于权利要求中的参照部件，并且旋转体12等同于权利要求中的检测对象。

霍尔IC60的传感器端子63具有第二端，该第二端在盖体6中通过注射成型方法形成为暴露于盖体6的连接器8内侧。因此，当导向ECU11的束线的端部连接至连接器8时，霍尔IC60的霍尔元件61连接至ECU11。因此，来自霍尔元件61的信号传输至ECU11。

在这种情况下，穿过霍尔IC60的霍尔元件61的磁通主要由（i）从第二磁通传输部件30至第一磁通传输部件20或者（ii）从第一磁通传输部件20至第二磁通传输部件30流动通过第一磁通传输部件20与第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通构成。

在当前实施例中，溢磁通在间隙101的纵向中间位置与磁体40之间的区域中从第一磁通传输部件20流至第二磁通传输部件30，如上所述。溢磁通在间隙101的纵向中间位置与磁体50之间的区域中从第二磁通传输部件30流至第一磁通传输部件20。另外，当沿着间隙101的纵向的位置越靠近磁体40或磁体50，磁通密度的绝对值就变得越大。

因此，如果假设从第二磁通传输部件30流至第一磁通传输部件20的溢磁通的流向为负向，当霍尔IC60的位置以可旋转的方式在所述间隙101中从磁体50附近运动至磁体40附近时，磁通密度从负值单调地增大至正值，从而（i）根据检测到的磁通密度惟一地辨识霍尔IC60的旋转位置，并且因此（ii）输出惟一地辨识霍尔IC60的旋转位置的信号。

根据上述构造，ECU11能够基于从霍尔IC60输出的信号检测旋转体12相对于盖体6的旋转位置。按照这种方式，检测节气门的旋转位置和开口程度。

第一磁通收集器70由诸如导磁合金等相对高度磁可渗透的材料制成，并具有六面体主体。第一磁通收集器70设置在模具9的第一侧上，以使得收集器70的预定面71面对或邻接霍尔IC60的密封件62在第一磁通传输部件20侧上的那一面的中心。第一磁通收集器70的与面71相对的相对面72面对第一磁通传输部件20的中间部分21。

与第一磁通收集器70相似，第二磁通收集器80由诸如导磁合金等相对高度磁可渗透的材料制成，并具有六面体主体。第二磁通收集器80设置在模具9的第二侧上，以使得收集器80的预定面81面对或邻接霍尔IC60的密封件62在第二磁通传输部件30侧上的那一面的中心。第二磁通收集器80的与面81相对的面82面对第二磁通传输部件30的中间部分31。

因此，霍尔IC60被夹在或束缚在第一磁通收集器70和第二磁通收集器80之间，并且这种夹持或束缚方向与第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的面对方向基本相同。因此，流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通按照这种方式集中，并被导向以流至（即，穿过）霍尔IC60。第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分别等同于权利要求中的具有两个面对部分的磁通收集器。

在当前实施例中，如图3A-3C所示，当（i）第一磁通收集器70的IC60侧上的面71的面积大小和第二磁通收集器80的IC60侧上的面81的面积大小分别由A1指代（即，图3B中的阴影区域）并且（ii）第一磁通收集器70的不面对IC60的相对侧上的相对面72的面积大小和第二磁通收集器80的相对侧上的相对面82的面积大小分别由A2指代（即，图3C中的阴影区域）时，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分别形成为满足关系A1<A2。

另外，在当前实施例中，当霍尔元件61的第一磁通收集器70侧上的面的面积大小或霍尔元件61的第二磁通收集器80侧上的面的面积大小由A0指代时，霍尔元件61、第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分别形成为满足关系A0<A1。

根据当前实施例，通过霍尔IC60检测的磁通密度通过图4中的线L1示出。除了在第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间流动的溢磁通之外，从磁体40的磁极41“飞”至磁极42的磁通和从磁体50的磁极51“飞”至磁极52的磁通在间隙101中在磁体40和50处或磁体40和50周围流动。因此，线L1示出的绝对值的变化率朝着线L1的端部增大。

在当前实施例中，图4中示出了磁通密度和旋转体12的运动范围（即，节气门的全闭位置和全开位置之间的范围）之间的关系。因此，在当前实施例中，在线L1的线性度相对高的范围内检测旋转体12的位置。

通过在下面描述位置检测器的比较例，当前实施例的位置检测器的优点变得清楚。

如图5所示，在比较例中，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分别形成为满足关系A1=A2。在这种情况下，当前实施例中的面72和面82与面71、72、81、82的面积大小相等。

在比较例中，在图4中通过线L2（点划线）示出了霍尔IC60检测到的磁通密度。从比较中容易理解，就霍尔IC60检测到的磁通密度的动态范围而言，当前实施例比比较例中的宽。这是因为基于关系A1<A2的第一磁通收集器70和第二磁通收集器80实现了提高（即，较高）的磁通收集效果。

根据上面的解释，在当前实施例中，霍尔IC60被夹持在或束缚在第一磁通收集器70和第二磁通收集器80之间，并且这种夹持或束缚方向与第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的面对方向基本相同。流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通因此按照这种方式集中，并且被导向以流至（即，穿过）霍尔IC60。因此，霍尔IC60检测到的磁通密度的动态范围变宽。因此，提高了位置检测器10的位置检测精度。

另外，在当前实施例中，当（i）第一磁通收集器70的IC60侧的面71的面积大小和第二磁通收集器80的IC60侧的面81的面积大小分别由A1指代，并且（ii）第一磁通收集器70的不面对IC60的相对侧的相对面72的面积大小和第二磁通收集器80的相对侧的相对面82的面积大小分别由A2指代时，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分别形成为满足关系A1<A2。按照这种方式，流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通进一步集中，并被导向以流至（即，穿过）霍尔IC60。因此，霍尔IC60检测到的磁通密度的动态范围变宽。因此，进一步提高了位置检测器10的位置检测精度。

在当前实施例中，当霍尔元件61的第一磁通收集器70侧的面的面积大小或霍尔元件61的第二磁通收集器80侧的面的面积大小由A0指代时，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分别形成为满足关系A0<A1。因此，例如，即使在（i）第一磁通收集器70和/或第二磁通收集器80与（ii）霍尔元件61之间由于制造工艺等导致表面方向未对齐，霍尔元件61也可容易地布置在第一磁通收集器70的面71和第二磁通收集器80的面81之间的区域中。因此，防止了由于收集器70、80与IC61之间未对齐导致的收集器70、80的磁通收集效果降低。

（第二实施例）

图6A-6C中示出了本发明的第二实施例中的位置检测器的一部分。第二实施例中的位置检测器与第一实施例的不同之处在于第一和第二磁通收集器的形状。

图6A-6C示出了第二实施例中的位置检测器的霍尔IC、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根据第二实施例，第一磁通收集器73具有圆锥形部分74和圆柱形部分75。圆锥形部分74具有这样的形状，其可为圆锥的顶部通过与其底部平行的平面切掉之后的“基座”。圆柱形部分75形成为与圆锥形部分74成一体，其第一轴向端部连接至圆锥形部分74的底部。

根据当前实施例，第一磁通收集器73的面71（即，与圆锥形部分74的底部相对）与密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第一磁通传输部件20侧上的面）邻接。因此，圆柱形部分75的第二轴向端部上的面72面对第一磁通传输部件20的中间部分21。

第二磁通收集器83具有圆锥形部分84和圆柱形部分85。圆锥形部分84具有这样的形状，其可为圆锥的顶部通过与其底部平行的平面切掉之后的“基座”。圆柱形部分85形成为与圆锥形部分84成一体，其第一轴向端部连接至圆锥形部分84的底部。

根据当前实施例，第二磁通收集器83的面81（即，与圆锥形部分84的底部相对）与密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第一磁通传输部件20侧上的面）邻接。因此，圆柱形部分85的第二轴向端部上的面82面对第二磁通传输部件30的中间部分31。

在图6A-6C中所示的当前实施例中，当（i）第一收集器73的IC60侧的面71的面积大小和第二收集器83的IC60侧的面81的面积大小分别由A1指代，并且（ii）第一收集器73的不面对IC60的相对侧的相对面72的面积大小和第二收集器83的相对侧的相对面82的面积大小分别由A2指代时，第一磁通收集器73和第二磁通收集器83分别形成为满足关系A1<A2。按照这种方式，与第一实施例相似，流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通进一步集中以流至或穿过霍尔IC60。

（第三实施例）

图7A-7C中示出了本发明的第三实施例中的位置检测器的一部分。第三实施例中的位置检测器与第一实施例的不同之处在于第一和第二磁通收集器的形状。

图7A-7C示出了第三实施例中的位置检测器的霍尔IC、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根据第三实施例，第一磁通收集器76大致为六面体，其两个角被切除或倒角。第一磁通收集器76的布置在两个被倒角的角之间的面71与密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第一磁通传输部件20侧的面）邻接。因此，第一磁通收集器76的与面81相对的那一侧的面72面对第一磁通传输部件20的中间部分21。

与第一收集器76相似，第二磁通收集器86大致为六面体，其两个角被切除或倒角。第二磁通收集器86的布置在两个被倒角的角之间的面81与密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第二磁通传输部件30侧的面）邻接。因此，第二磁通收集器86的与面81相对的那一侧的面82面对第二磁通传输部件30的中间部分31。

在图7A-7C所示的当前实施例中，当（i）第一收集器76的IC60侧的面71的面积大小和第二收集器86的IC60侧的面81的面积大小分别由A1指代，并且（ii）第一收集器76的不面对IC60的相对侧的相对面72的面积大小和第二收集器86的相对侧的相对面82的面积大小分别由A2指代时，第一磁通收集器76和第二磁通收集器86分别形成为满足关系A1<A2。按照这种方式，与第一实施例相似，流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通进一步集中以流至或穿过霍尔IC60。

（第四实施例）

图8A-8C中示出了本发明的第四实施例中的位置检测器的一部分。第四实施例中的位置检测器与第一实施例的不同之处在于第一和第二磁通收集器的形状。

图8A-8C示出了第四实施例的位置检测器的霍尔IC、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根据第四实施例，第一磁通收集器77具有三角块状。第一磁通收集器77的一面或一边面对或邻接密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第一磁通传输部件20侧的面），并且第一磁通收集器77的侧面的一面72面对第一磁通传输部件20的中间部分21。收集器77的所述一面或一边具有形成在其上的面积为零的面71，其实际上可以是面积大小被构造为等于零的“线”。

与第一收集器77相似，第二磁通收集器87具有三角块状。第二磁通收集器87的一面或一边面对或邻接密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第一磁通传输部件20侧的面），并且在第二磁通收集器87的侧面的一面82面对第二磁通传输部件30的中间部分31。收集器87的所述一面或一边具有形成在其上的面积为零的面81，其实际上可以是面积大小被构造为等于零的“线”。

在图8A-8C所示的当前实施例中，当（i）第一收集器77的IC60侧的面71的面积大小和第二收集器87的IC60侧的面81的面积大小分别由A1指代，并且（ii）第一收集器77的不面对IC60的相对侧的相对面72的面积大小和第二收集器87的相对侧的相对面82的面积大小由A2指代时，第一磁通收集器77和第二磁通收集器87分别形成为满足关系A1<A2和A1=0。按照这种方式，与第一实施例相似，流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通进一步集中，以流至或穿过霍尔IC60。

另外，在当前实施例中，当霍尔元件61的第一收集器77侧的面的面积大小或霍尔元件61的第二收集器87侧的面的面积大小由A0指代时，霍尔元件61、第一磁通收集器77和第二磁通收集器87分别形成为满足关系A1<A0和A1=0。

（第五实施例）

图9A-9C示出了本发明的第五实施例中的位置检测器的一部分。第五实施例中的位置检测器与第一实施例的不同之处在于第一和第二磁通收集器的形状。

图9A-9C示出了第五实施例的位置检测器的霍尔IC、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根据第五实施例，第一磁通收集器78具有圆锥形。第一磁通收集器78的顶点面对或邻接密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第一磁通传输部件20侧的面），并且用作收集器78底部的面72面对第一磁通传输部件20的中间部分21。第一磁通收集器78的顶点具有形成在其上的面积为零的面71，其实际上可以是面积大小被构造为等于零的“点”。

与第一收集器78相似，第二磁通收集器88具有圆锥形。第二磁通收集器88的顶点面对或邻接密封件62的中心的面（即，密封霍尔IC60的密封件62在第二磁通传输部件30侧的面），并且用作收集器88的底部的面82面对第二磁通传输部件30的中间部分31。第二磁通收集器88的顶点具有形成在其上的面积为零的面81，其实际上可以是面积大小被构造为等于零的“点”。

在图9A-9C中所示的当前实施例中，当（i）第一收集器78的IC60侧的面71的面积大小和第二收集器88的IC60侧的面81的面积大小分别由A1指代，并且（ii）第一收集器78的不面对IC60的相对侧的相对面72的面积大小和第二收集器88的相对侧的相对面82的面积大小由A2指代时，第一磁通收集器78和第二磁通收集器88分别形成为满足关系A1<A2和A1=0。按照这种方式，与第一实施例相似，流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通进一步集中以流至或穿过霍尔IC60。

另外，在当前实施例中，当霍尔元件61的第一收集器78侧的面的面积大小或霍尔元件61的第二收集器88侧的面的面积大小由A0指代时，霍尔元件61、第一磁通收集器78和第二磁通收集器88分别形成为满足关系A1<A0和A1=0。

（第六实施例）

图10中示出了本发明的第六实施例中的位置检测器。第六实施例与第一实施例的不同之处在于第一和第二磁通传输部件的形状和其它部件。

根据第六实施例，用作检测对象的运动件110附着至例如用于转换车辆的变速箱的变速杆的手控阀。手控阀沿着轴向直线运动，以转换变速箱的变速杆。模具9固定到靠近手控阀但与手控阀分离的分离构件上。也就是说，运动件110相对于用作参照部件的模具9直线运动。

根据当前实施例，位置检测器检测相对于模具9直线运动的运动件110的位置。因此，手控阀的位置被检测并且变速箱的实际变速杆位置被检测。因此，位置检测器可用作行程传感器（即，直线运动传感器）。

如图10所示，在当前实施例中，第一磁通传输部件24设置于在运动件110中钻出的具有矩形形状的腔体中。第一磁通传输部件24具有中间部分25、第一端26和第二端27。中间部分25具有与沿着运动件110的相对运动方向延伸的虚拟直线S平行的笔直的形状。第一端26相对于虚拟直线S从中间部分25的一端基本垂直地延伸。第二端27从中间部分25的另一端沿着与第一端26的延伸方向相同的方向延伸。

第二磁通传输部件34也设置在运动件110的腔体111中。第二磁通传输部件34具有中间部分35、第一端36和第二端37。与中间部分25相似，中间部分35具有与虚拟直线S平行的笔直的形状。第一端36相对于虚拟直线S从中间部分35的一端基本垂直地延伸，以面对第一端26。第二端37从中间部分35的另一端沿着与第一端36的延伸方向相同的方向延伸。

如图10所示，第一磁通传输部件24和第二磁通传输部件34形成在运动件110的腔体111中，以使得中间部分25和中间部分35沿着垂直于虚拟直线S的方向彼此面对。因此，在第一磁通传输部件24的中间部分25和第二磁通传输部件34的中间部分35之间限定矩形形状的间隙102。

除了上述不同点外，第六实施例的构造与第一实施例的构造相似。

根据当前实施例，如果将图4的“旋转位置（θ）”当作运动件110的相对运动路径中的“位置”，则由霍尔IC60检测到的磁通密度由图4中的线L1示出。

在当前实施例中，由于第一磁通收集器70和第二磁通收集器80形成为满足关系A1<A2，因此收集器70、80能够集中流动通过第一磁通传输部件20和第二磁通传输部件30之间的间隙101的溢磁通，并使磁通以更集中的方式流至（即，使磁通穿过）霍尔IC60。

（其它实施例）

根据本发明的其它实施例，只要磁通收集器满足关系A1<A2，收集器就可具有任何形状。另外，信号输出元件和磁通收集器也可形成为满足关系A0=A1。

在上述实施例中，描述了实例以示出第一磁通传输部件、第二磁通传输部件、第一磁通产生器和第二磁通产生器可设置在检测对象上，并且磁通密度检测器可设置在参照部件上。

另一方面，在本发明的其它实施例中，第一磁通传输部件、第二磁通传输部件、第一磁通产生器和第二磁通产生器可设置在参照部件上，并且磁通密度检测器可设置在检测对象上。

在本发明的其它实施例中，设置在第一磁通传输部件和第二磁通传输部件的两端之间的位置的磁体的极性可从上述实施例中的取向翻转或倒转。

另外，在本发明的其它实施例中，电机可具有用于减小传输至输出轴的转数的减速器。

另外，在本发明的其它实施例中，上述实施例的每个可与其它实施例结合。

而且，在本发明的其它实施例中，可使用致动器例如作为各种装置的驱动动力源，诸如废气门阀操作装置、可变容量涡轮增压器的可变叶片控制装置、排气节气门或排气开关阀的阀操作装置、可变空气吸入机械装置的阀操作装置等。

虽然已经通过参照附图结合本发明的以上实施例完全地描述了本发明，但是应该注意，对于本领域技术人员来说，各种改变和修改将变得清楚，并且应该理解，这些改变和修改落入权利要求限定的本发明的范围内。

Claims

1.一种位置检测器（10），其检测相对于参照部件（6、9）运动的检测对象（12、110）的位置，位置检测器（10）包括：

第一磁通传输部件（20、24），设置在检测对象或参照部件中的一个上，第一磁通传输部件具有第一端（22、26）和第二端（23、27）；

第二磁通传输部件（30、34），沿着面对方向面对第一磁通传输部件，并设置为在第一磁通传输部件和第二磁通传输部件之间限定间隙（101、102），第二磁通传输部件具有第一端（32、36）和第二端（33、37）；

第一磁通产生器（40），设置在第一磁通传输部件的第一端和第二磁通传输部件的第一端之间的位置；

第二磁通产生器（50），设置在第一磁通传输部件的第二端和第二磁通传输部件的第二端之间的位置；

磁通密度检测器（60），（i）设置在检测对象或参照部件中的另一个上，以在间隙中相对于检测对象或参照部件中的所述一个可运动，以及（ii）具有根据穿过磁通密度检测器的磁通密度输出信号的信号输出元件（61）；以及

磁通收集器（70、80、73、83、76、86），具有与磁通密度检测器的相对侧接触的两个面对部分，其中所述两个面对部分的每个具有面对磁通密度检测器的第一侧和与第一侧相对的第二侧，并且所述两个面对部分沿着与第一磁通传输部件和第二磁通传输部件的面对方向匹配的方向对齐，其中，

第一侧的面积大小定义为A1，

第二侧的面积大小定义为A2，并且

磁通收集器被构造为满足A1<A2的面积大小关系。

2.根据权利要求1所述的位置检测器，其特征在于，

信号输出元件具有与所述磁通收集器的两个面对部分的每个相邻的面，

与所述两个面对部分的每个相邻的所述面的至少一个的面积大小定义为A0，以及

信号输出元件和磁通收集器（70、80、73、83、76、86）被构造为满足关系A0≤A1。

3.根据权利要求1或2所述的位置检测器，其特征在于，

检测对象（12）相对于参照部件（6、9）旋转，以及

第一磁通传输部件（20）和第二磁通传输部件（30）具有与检测对象的旋转中心同心的弯曲形状。

4.根据权利要求1或2所述的位置检测器，其特征在于，

检测对象（110）相对于参照部件（9）直线运动，以及

第一磁通传输部件（24）和第二磁通传输部件（34）具有沿着检测对象的相对运动路径延伸的笔直形状。