JP2004004114A - 回転角検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　永久磁石６とホールＩＣ３１、３２との位置関係のズレを防止して、スロットル弁２の開度の検出精度を向上することのできる回転角度検出装置５を備えた内燃機関用吸気制御装置を提供する。
【解決手段】　スロットル弁２の開度を検出する非接触式のホールＩＣ３１、３２と、このホールＩＣ３１、３２への磁束を集中させるステータコア３４と、ホールＩＣ３１、３２と外部のＥＣＵとを接続するためのリードフレーム３３とを樹脂一体成形により、センサカバー７に一体化することにより、軽量で安価な樹脂成形品（センサカバー）７におけるホールＩＣ３１、３２、ステータコア３４およびリードフレーム３３等の各構成要件の配置位置を高精度に確保できる。これにより、スロットル弁２のシャフト３側に配置された永久磁石６とセンサカバー７側に一体化されたホールＩＣ３１、３２との位置関係のズレを防止できる。

【選択図】　　　　図２

Description

　本発明は、被検出物の回転角度を検出する非接触式の磁気検出素子をロータコアに設けられた磁石に対向して配置した回転角度検出装置に関するもので、例えば自動車の回転弁の回転角度を検出するホール素子、ホールＩＣ等の非接触式の磁気検出素子を備えた回転角度検出装置に係わる。

　従来より、スロットル弁等の回転弁の回転角度を検出するスロットルポジションセンサとしては、特開昭６２−１８２４４９号公報および特開平２−１３０４０３号公報に開示された構造のものがある。先ず、特開昭６２−１８２４４９号公報で開示されたスロットルポジションセンサは、スロットル弁のシャフトの先端に可変抵抗体部を有する絶縁基板が固定されてスロットル弁のシャフトの回転に伴ってシャフトと一体的に回転し、センサケース側に固定された固定端子と接触することで、外部へ出力するものである（第１従来例）。

　また、特開平２−１３０４０３号公報で開示されたスロットルポジションセンサは、スロットル弁のシャフトの先端に磁界発生源である永久磁石とヨークを保持部材を介して固定してスロットル弁のシャフトと一体的に回転するように構成され、スロットル弁のシャフトの回転角度を検出するホール素子と信号処理回路部は基板に配置され、リードフレームを介してコネクタに接続され、外部へ出力するものである（第２従来例）。
特開昭６２−１８２４４９号公報 特開平２−１３０４０３号公報

　ところが、第１従来例のスロットルポジションセンサのセンサケース側には、樹脂一体成形等で配設された入出力用のコネクタピンと樹脂成形後に何らかの機械的手段で固定された固定端子とが設けられているが、上記の絶縁基板との組み付けに関し、センサケース側に特別な工夫を施した構成を有していない。これにより、センサケース側の固定端子とスロットル弁のシャフトと一体的に回転する絶縁基板との位置関係がズレ易く、スロットル弁の開度の検出精度が低下するという問題があった。

　一方、第２従来例のスロットルポジションセンサにおいて、基板、リードフレーム、コネクタ等の電気部品は樹脂による一体成形でモジュール化され、スロットルボディにねじ固定される。このとき、スロットルボディ側にはモジュールの収容部の取り付け精度を上げるための機械加工が成されている。このような組み付けでは、スロットル弁のシャフトのスラストガタの影響が残るという問題や、種々の部品組み付けに先立つ加工の精度や加工工数が必要となるという問題がある。

　ここで、ホール素子等の磁気検出素子と永久磁石を用いて被検出物の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている。この回転角度検出装置の構成部品であるステータコアについて、磁気回路の効率アップを図る上で、ステータコア間を磁気的に遮断し、且つ一定幅の磁気検出ギャップを規制するために、ステータコアが２分割されてステータコア間を樹脂製のスペーサにより固定するか、あるいは樹脂のインサート成形により固定する方法がとられている。

　また、ステータコアと他の部品との結合（固定）を行うためには、磁気回路上不要となる部分についても、磁性材料（磁気回路部と同一材料）にて形成することが必要となる。これらのステータコアの構造では、部品点数が増えコストアップにつながる上、磁気回路上重要となる複数のステータコア間やロータコアとの位置精度（エアギャップ等）を高精度に確保することが困難となると共に、磁気回路の効率を低下させる原因となるという問題がある。

　　　本発明の目的は、磁気検出素子および外部接続端子の組み付けを簡単にすることのできる回転角度検出装置を提供することにある。

　請求項１および請求項２に記載の発明によれば、磁石の磁力を受けて被検出物の回転角度を検出する複数の磁気検出素子を、並列に１８０度逆方向で配置するか、あるいは直列に同方向で配置することにより、外部接続端子を含めた磁気検出素子の組み付けが簡単になる。

　〔第一実施例の構成〕
　発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１ないし図７は本発明の第１実施例を示したもので、図１は回転角度検出装置の主要構成を示した図で、図２は内燃機関用吸気制御装置を示した図で、図３および図４はセンサカバーを示した図である。

　本実施例の内燃機関用吸気制御装置は、内燃機関（エンジン）への吸気通路を形成するスロットルボディ（本発明のハウジングに相当する）１と、このスロットルボディ１内に回動自在に支持されたスロットル弁（スロットルバルブ）２と、このスロットル弁２のシャフト部であるスロットルバルブシャフト（以下シャフトと略す）３と、シャフト３を回転駆動するアクチュエータ４と、このアクチュエータ４を電子制御するエンジン制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ）とを備えている。

　そして、内燃機関用吸気制御装置は、自動車のアクセルペダル（図示せず）の踏み加減に基づいてエンジンに流入する吸入空気量を制御することでエンジンの回転速度をコントロールするものである。なお、ＥＣＵには、アクセルペダルの踏み加減を電気信号（アクセル開度信号）に変換し、ＥＣＵへどれだけアクセルペダルが踏み込まれているかを出力するアクセル開度センサが接続されている。また、内燃機関用吸気制御装置は、スロットル弁２の開度を電気信号（スロットル開度信号）に変換し、ＥＣＵへどれだけスロットル弁２が開いているかを出力する回転角度検出装置５を備えている。

　スロットルボディ１は、アルミニウムダイカスト製でスロットル弁２を収容保持する装置本体ハウジングである。そして、スロットルボディ１は、エンジンのインテークマニホールドにボルト等の締結具を用いて固定されている。このスロットルボディ１には、シャフト３の一端部をボールベアリング（ころがり玉軸受：本発明の軸受部に相当する）１１を介して回転自在に支持するベアリングホルダ１２と、シャフト３の他端部をスラストベアリング（プレーンメタル軸受：本発明の軸受部に相当する）１３を介して回転自在に支持するベアリングホルダ１４と、モータ９を収容するモータ収容部１５とを有している。

　スロットル弁２は、本発明の被検出物（回転体）に相当するもので、エンジンに吸入される空気量をコントロールするバタフライ形の回転弁で、シャフト３の外周にねじ等の締結具を用いて固定されている。本実施例のスロットル弁２は、略円板形状に形成されている。

　シャフト３は、被検出物（回転体）のシャフト部に相当するものである。このシャフト３の一端部には、樹脂ギヤ１６をインサート成形したロータコア１７がかしめ等の手段を用いて固定されている。そして、ロータコア１７の外周には、スロットル弁２およびそのシャフト３をエンジンがアイドル回転速度の時の初期位置に戻すためのコイル状のリターンスプリング１９が装着されている。

　アクチュエータ４は、ＥＣＵにより電子制御されるモータ９と、このモータ９の出力軸の外周に固定されたピニオンギヤ２０と、このピニオンギヤ２０と噛み合って回転する中間減速ギヤ２１と、この中間減速ギヤ２１と噛み合って回転する前述した樹脂ギヤ１６とを有し、スロットル弁２およびそのシャフト３を回転駆動する被検出物駆動手段である。

　モータ９は、センサカバー７内に埋設されて位置決め保持されたモータ用通電端子２２、このモータ用通電端子２２に一体的に接続されて、センサカバー７内よりモータ９側に突出したモータ接続端子２３、およびこのモータ接続端子２３に着脱自在に接続するモータ給電端子２４を介して通電されて作動する駆動源である。また、ピニオンギヤ２０は、樹脂により一体成形され、モータ９の出力軸に着脱自在に固定されて、出力軸と一体的に回転する円筒ウォームである。

　中間減速ギヤ２１は、樹脂により一体成形され、回転中心を成す固定軸２５の外周に回転自在に嵌め合わされて、一端部の外周に一体的に設けられた大径ギヤ２６、および他端部の外周に一体的に設けられた小径ギヤ２７等から構成されている。なお、大径ギヤ２６は、円筒ウォームホイールである。

　回転角度検出装置５は、所謂スロットルポジションセンサで、磁界発生源である円筒形状の永久磁石６と、樹脂成形品（センサカバー）７側に一体的に配置された２個のホールＩＣ３１、３２と、これらのホールＩＣ３１、３２と外部のＥＣＵとを電気的に接続するための導電性金属薄板よりなるリードフレーム（複数のターミナル）３３と、２個のホールＩＣ３１、３２への磁束を集中させる鉄系の金属（磁性材料）よりなる２分割されたステータコア３４とから構成されている。

　永久磁石６は、スロットル弁２およびそのシャフト３と一体的に回転する鉄系の金属（磁性材料）製のロータコア１７の内周面に接着剤等を用いて固定され、あるいは樹脂と一体モールドにより固定され、回転角度検出装置５の磁気回路に磁束を与える部品である。本実施例の永久磁石６は、着磁方向が径方向（内周側がＮ極、外周側がＳ極）の半円弧形状の磁石部分と、着磁方向が径方向（内周側がＳ極、外周側がＮ極）の半円弧形状の磁石部分とから構成されている。なお、ロータコア１７には、シャフト３に対してアイドルリング位置に取り付けるための位置決め用孔１８が開設されている。

　２個のホールＩＣ３１、３２は、本発明の非接触式の磁気検出素子に相当するもので、永久磁石６の内周側に対向して配置され、感面にＮ極またはＳ極の磁界が発生すると、その磁界に感応して起電力（Ｎ極の磁界が発生すると＋電位が生じ、Ｓ極の磁界が発生すると−電位が生じる）を発生するように設けられている。本実施例では、図５および図６に示したように、２個のホールＩＣ３１、３２を並列に１８０度逆方向で配置している。

　リードフレーム３３は、図５および図６に示したように、コネクトホルダー３５およびセンサカバー７内に埋設されて位置決め保持されており、導電性金属（銅板等）よりなり、信号入力（ＶＤＤ）用端子４０、２枚の信号出力（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）用端子４１、４２および接地（ＧＮＤ）用端子４３等から構成されている。信号入力用端子４０は、電源電圧（例えば５Ｖのバッテリ電圧）を２個のホールＩＣ６１、６２にそれぞれ印加する導電板である。

　また、信号出力用端子４１、４２は、本発明の外部接続端子に相当するもので、２個のホールＩＣ３１、３２の出力、つまりスロットル弁２の開度（スロットル開度）信号を取り出すための導電板である。なお、信号入力用端子４０、信号出力用端子４１、４２および接地用端子４３は、各端子間の距離を所定の間隔に保つように複数の連結片４４、４５を有し、これらの連結片４４、４５は、２次成形前に切断される。なお、２個のホールＩＣ３１、３２のリード線（リードワイヤ）３６、３７とリードフレーム３３との接続部分は、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂よりなるコネクトホルダー（第１樹脂成形品：１次成形品）３５により被覆されている。

　ステータコア３４の中央部には、平行磁場を形成するための一定幅の磁気検出ギャップが直径方向に貫通するように形成され、具体的には、ステータコア３４が一定幅の磁気検出ギャップを形成するように２分割されて磁気検出ギャップの幅がコネクトホルダー３５によって規制され、その磁気検出ギャップに２個のホールＩＣ３１、３２が配置されている。

　そして、２分割されたステータコア３４は、コネクトホルダー３５の外周にそれぞれ嵌め合わされて固定されている。ステータコア３４には、２個のホールＩＣ３１、３２との間に例えば０．２ｍｍのクリアランスを確保するための溝部３８、およびコネクトホルダー３５の外周に嵌合される嵌合部３９が設けられている。なお、コネクトホルダー３５は、２分割されたステータコア３４間に磁気検出ギャップの幅を形成するための樹脂製のスペーサを構成する。

　センサカバー７は、図２に示したように、スロットルボディ１の開口側を閉塞すると共に、軽量で製造容易、且つ安価で、回転角度検出装置５の各端子間を電気的に絶縁するＰＢＴ等の熱可塑性樹脂よりなる樹脂成形品（第２樹脂成形品：２次成形品）が採用されている。このセンサカバー７は、スロットルボディ１の開口側に設けられた凸状部４６に嵌め合わされる凹状部４７を有し、図示しないクリップによってスロットルボディ１と締結により組み付けられている。

　したがって、凸状部４６と凹状部４７とを嵌合するようにスロットルボディ１とセンサカバー７とを組み付けることにより、センサカバー７側に配置固定された２個のホールＩＣ３１、３２とスロットルボディ１に回転自在に支持されるシャフト３と一体的に回転するロータコア１７の内周に配置固定された永久磁石６との位置関係のズレを解消できる。

　そして、センサカバー７の側面には、コネクタ４９が一体的に設けられている。そのコネクタ４９は、センサカバー７の側面に一体成形された絶縁樹脂製のコネクタシェル５０、リードフレーム３３の信号入力用端子４０、信号出力用端子４１、４２および接地用端子４３の先端部（コネクタピンを構成する）５１〜５４、およびモータ９のモータ用通電端子２２の先端部（コネクタピンを構成する）５５、５６等から構成されている。

　〔第１実施例の組付方法〕次に、本実施例の回転角度検出装置５の組付方法を図１ないし図７に基づいて簡単に説明する。ここで、図５は２個のホールＩＣとリードフレームを示した図で、図６は２個のホールＩＣとリードフレームとの接続部分を示した図で、図７（ａ）は２個のホールＩＣとリードフレームを示した図で、図７（ｂ）は１次樹脂成形品を示した図で、図７（ｃ）はステータコアを示した図である。

　導電性金属薄板をプレス成形することによって所定の形状のリードフレーム３３を形成する。そして、図５および図７（ａ）に示したように、２個のホールＩＣ３１、３２のリード線３６、３７と信号入力用端子４０、信号出力用端子４１、４２および接地用端子４３とを電気的に接続する。

　そして、図７（ｂ）に示したように、２個のホールＩＣ３１、３２のリード線３６、３７、信号入力用端子４０、信号出力用端子４１、４２および接地用端子４３よりなる電気配線部品の一部（接続部分）を、例えばＰＢＴ樹脂による一体成形（射出成形）によって一体化する（１次成形工程）。このとき、２個のホールＩＣ３１、３２は、第１樹脂成形品（コネクトホルダー）３５の図示上端面より感面を露出するように突出した状態で第１樹脂成形品３５に保持されている。これにより、第１樹脂成形品３５に、２個のホールＩＣ３１、３２およびリードフレーム３３が一体化される。

　そして、図７（ｃ）に示した２分割されたステータコア３４を第１樹脂成形品３５の外周にそれぞれ嵌め合わせて固定する（組付工程）。このとき、２個のホールＩＣ３１、３２は、２分割されたステータコア３４によって囲まれるように覆われている。これにより、第１樹脂成形品３５に、ステータコア３４が固定され、２個のホールＩＣ３１、３２との間に例えば０．２ｍｍのクリアランスが確保される。

　そして、図１に示したように、２個のホールＩＣ３１、３２のリード線３６、３７、信号入力用端子４０、信号出力用端子４１、４２および接地用端子４３、ステータコア３４、モータ用通電端子２２を、例えばＰＢＴ樹脂による一体成形（射出成形）によって一体化する（２次成形工程）。これにより、第２樹脂成形品（センサカバー）７に、２個のホールＩＣ３１、３２、リードフレーム３３、ステータコア３４およびモータ用通電端子２２が一体化（モジュール化）される。

　〔第１実施例の作用〕
　次に、本実施例の内燃機関用吸気制御装置の作用を図１および図２に基づいて簡単に説明する。

　運転者がアクセルペダルを踏み込むと、アクセル開度センサよりアクセル開度信号がＥＣＵに入力される。そして、ＥＣＵによってスロットル弁２が所定の開度となるようにモータ９が通電されて、モータ９の出力軸が回転する。そして、出力軸が回転することによりピニオンギヤ２０が回転して中間減速ギヤ２１の大径ギヤ２６にトルクが伝達される。

　そして、大径ギヤ２６の回転に伴って小径ギヤ２７が回転すると、小径ギヤ２７と噛み合う樹脂ギヤ１６が回転する。これにより、樹脂ギヤ１６をインサート成形したロータコア１７が回転するので、シャフト３が所定の回転角度だけ回転し、スロットルボディ１に形成されるエンジンへの吸気通路内においてスロットル弁２が所定の回転角度に保持される。

　一方、回転角度検出装置５は、ロータコア１７と一体的に回転する永久磁石６の位置を２個のホールＩＣ３１、３２によって検出して、信号出力用端子４１、４２を介してＥＣＵにスロットル開度信号を送る。このスロットル開度信号によってＥＣＵはどれだけ燃料を噴射するかを判断する。

　〔第１実施例の効果〕
　以上のように、スロットル弁２へ直接組み付ける構成の回転角度検出装置５においては、２個のホールＩＣ３１、３２とリードフレーム３３の信号入力用端子４０、信号出力用端子４１、４２および接地用端子４３との配置構成と樹脂成形を行う１次成形工程、その後のステータコア３４の配置構成（組付工程）と、第２樹脂成形品（センサカバー）７との樹脂成形を行う２次成形工程の各成形工程で、２個のホールＩＣ３１、３２に樹脂成形時や組み付け時の熱や力（成形圧等）を加えないようにすることができると共に、２個のホールＩＣ３１、３２の配置位置を高精度に確保することができる。

　それによって、２個のホールＩＣ３１、３２、リードフレーム３３、ステータコア３４、モータ用通電端子２２を樹脂一体成形によって一体化してなるセンサカバー７を、スロットル弁２へ組み付けた際に、スロットル弁２のシャフト３側に固定された永久磁石６とセンサカバー７側に一体化された２個のホールＩＣ３１、３２との間のギャップを容易に確保することができる。また、２個のホールＩＣ３１、３２と永久磁石６との位置関係のズレを防ぐことで、スロットル弁２の開度を高精度に検出することができる。

　また、本実施例のスロットル弁２へ直接組み付ける構成の回転角度検出装置５では、図５および図６に示したように、２個のホールＩＣ３１、３２を、並列に１８０度逆方向で配置することにより、リードフレーム３３を含めた２個のホールＩＣ３１、３２の組み付けが簡単になる。

　なお、一方のホールＩＣ３１に対して他方のホールＩＣ３２の出力は、エンジンのアイドリング位置からスロットル弁２の全開方向に向けて逆方向に傾斜する出力となるが、ＥＣＵ側でトリミングするか、ホールＩＣ自体に書き込みを行ってトリミングすることにより、２個の磁気検出素子の出力信号をエンジンのアイドリング位置からスロットル弁２の全開方向に向けて右上がりに傾斜する信号とすることができる。

　ここで、２個のホールＩＣ３１、３２を使用する理由は、一方のホールＩＣが故障しても他方のホールＩＣによりスロットル開度を検出できるようにするためと、一方のホールＩＣの誤作動を検出できるようにするためである。
　〔第２実施例〕

　図８は本発明の第２実施例を示したもので、２個のホールＩＣとリードフレームとの接続部分を示した図である。

　本実施例では、２個のホールＩＣ３１、３２を、直列に同方向で配置することにより、リードフレーム３３を含めた２個のホールＩＣ３１、３２の組み付けが簡単になる。
　〔第３実施例〕

　図９ないし図１２は本発明の第３実施例を示したもので、図９は回転角度検出装置の主要構成を示した図で、図１０は内燃機関用吸気制御装置を示した図で、図１１は２個のホールＩＣおよび４個のチップコンデンサとリードフレームとの接続部分を示した図である。

　本実施例の内燃機関用吸気制御装置は、第１実施例と同様にして、エンジンへの吸気通路を形成するスロットルボディ１と、このスロットルボディ１内に回動自在に支持されたスロットル弁２と、このスロットル弁２のシャフト３を回転駆動するアクチュエータ４と、このアクチュエータ４を電子制御するエンジン制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ）とを備えている。

　回転角度検出装置５は、本発明のターミナル装置に相当するもので、磁界発生源である円筒形状の永久磁石６と、樹脂成形品（センサカバー）７側に一体的に配置された２個のホールＩＣ６１、６２と、これらのホールＩＣ６１、６２と外部のＥＣＵとを電気的に接続するための導電性金属薄板よりなるリードフレーム（複数のターミナル）６３と、２個のホールＩＣ６１、６２への磁束を集中させる鉄系の金属（磁性材料）よりなる分割型のステータコア６４とから構成されている。

　２個のホールＩＣ６１、６２は、本発明の電気部品、非接触式の磁気検出素子に相当するもので、図１１に示したように、永久磁石６の内周側に対向して配置されて、第１実施例のホールＩＣ３１、３２と同様に作動し、それぞれ３種類のリード線６１ａ〜６１ｃ、６２ａ〜６２ｃがリードフレーム６３側に取り出されている。なお、リード線６１ａ、６２ａは、２個のホールＩＣ６１、６２の出力端子で、リード線６１ｂ、６２ｂは、２個のホールＩＣ６１、６２の入力端子で、リード線６１ｃ、６２ｃは、２個のホールＩＣ６１、６２の接地端子である。

　リードフレーム６３は、コネクトホルダー６５およびセンサカバー７内に埋設されて位置決め保持されており、信号入力（ＶＤＤ）用端子７０、２枚の信号出力（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）用端子７１、７２、２枚の接地（ＧＮＤ）用端子７３、７４、および４個のチップコンデンサ７５〜７８等から構成されている。

　このリードフレーム６３は、２個のホールＩＣ６１、６２のリード線６１ａ〜６１ｃ、６２ａ〜６２ｃの先端部をスポット溶接することにより電気的に接続している。そして、リードフレーム６３の両端面には、銀（Ａｇ）メッキが施されている。なお、銀メッキは、４個のチップコンデンサ７５〜７８の端子部が接続する側のリードフレーム６３の片端面に施されていても良く、あるいは４個のチップコンデンサ７５〜７８の端子部が接続する部位のみの一部に施されていても良い。

　信号入力用端子７０は、本発明の外部接続端子に相当するもので、導電性金属（銅板等）よりなり、電源電圧（例えば５Ｖのバッテリ電圧）を２個のホールＩＣ６１、６２にそれぞれ印加する導電板である。また、２枚の信号出力用端子７１、７２は、本発明の外部接続端子に相当するもので、導電性金属（銅板等）よりなり、２個のホールＩＣ６１、６２の出力信号、すなわち、スロットル弁２の開度（スロットル開度）信号を外部に取り出すための導電板である。さらに、２枚の接地用端子７３、７４は、導電性金属（銅板等）よりなり、２個のホールＩＣ６１、６２の接地用端子（リード線）６１ｃ、６２ｃをボデーアース部に取り出すための導電板である。

　４個のチップコンデンサ７５〜７８は、剥き出しの状態でリードフレーム６３の片端面に接着剤を用いて電気的に接続されている。これらのチップコンデンサ７５〜７８は、自車のＡＭ・ＦＭラジオやトランシーバ、パーソナル無線機等、他車や一般家庭のテレビ等に影響を与える電波ノイズ（障害電波、雑音電波）の発生を防止すると共に、安定した出力を取り出すようにするためのＥＭＣ（電磁環境悪化防止：Ｅｌｅｃｔｒｏ　　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）用コンデンサで、且つＥＭＩ（電磁波障害：Ｅｌｅｃｔｒｏ　　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）対策用コンデンサである。

　２個のチップコンデンサ７５、７６は、図１１に示したように、２枚の信号出力用端子７１、７２と２枚の接地用端子７３、７４との間にそれぞれ接続されている。また、２個のチップコンデンサ７７、７８は、図１１に示したように、１枚の信号入力用端子７０と２枚の接地用端子７３、７４との間に接続されている。

　そして、各チップコンデンサ７５〜７８の両端子部の表面は、例えば銀（Ａｇ）−鉛（Ｐｄ）合金にて表面処理されている。そして、各チップコンデンサ７５〜７８の両端子部と信号入力用端子７０、信号出力用端子７１、７２および接地用端子７３、７４とは、例えば銀（Ａｇ）ペーストよりなる接着剤を用いて電気的に接続されている。

　なお、２個のホールＩＣ６１、６２のリード線６１ａ〜６１ｃ、６２ａ〜６２ｃと信号入力用端子７０、２枚の信号出力用端子７１、７２、２枚の接地用端子７３、７４との接続部分、および４個のチップコンデンサ７５〜７８の端子部とそれらの端子との接続部分は、紫外線硬化の樹脂（例えばエポキシ系樹脂：脂低成形圧樹脂）よりなるコネクトホルダー（樹脂成形品、第１樹脂成形品：１次成形品）６５により被覆されている。

　２分割されたステータコア６４は、第１実施例と同様にして、コネクトホルダー６５の外周にそれぞれ嵌め合わされて固定されている。ステータコア６４には、２個のホールＩＣ６１、６２との間にクリアランスを確保するための溝部６８、およびコネクトホルダー６５の外周に嵌合される嵌合部６９が設けられている。

　〔第３実施例の組付方法〕
　次に、本実施例の回転角度検出装置５の組付方法を図９ないし図１２に基づいて簡単に説明する。ここで、図１２（ａ）は２個のホールＩＣとリードフレームを示した図で、図１２（ｂ）は１次樹脂成形品を示した図で、図１２（ｃ）はステータコアを示した図である。

　導電性金属薄板をプレス成形することによって所定の形状のリードフレーム６３を形成し、リードフレーム６３の両端面または片端面に銀メッキを施す。そして、図１１および図１２（ａ）に示したように、２個のホールＩＣ６１、６２のリード線６１ａ〜６１ｃ、６２ａ〜６２ｃと信号入力用端子７０、信号出力用端子７１、７２および接地用端子７３、７４の先端部（図１１おいて図示上端部）とを、例えばスポット溶接等の接合手段を用いて電気的に接続する。

　そして、各チップコンデンサ７５〜７８の両端子部を銀−鉛合金にて表面処理した後に、２枚の信号出力用端子７１、７２と２枚の接地用端子７３、７４との間にそれぞれ掛け渡すように２個のチップコンデンサ７５、７６を、銀ペーストよりなる接着剤を用いて電気的に接続する。また、１枚の信号入力用端子７０と２枚の接地用端子７３、７４との間にそれぞれ掛け渡すように２個のチップコンデンサ７７、７８を、銀ペーストよりなる接着剤を用いて電気的に接続する。これにより、各チップコンデンサ７５〜７８をリードフレーム６３に剥き出しで接合することができる。

　そして、図１２（ｂ）に示したように、２個のホールＩＣ６１、６２のリード線６１ａ〜６１ｃ、６２ａ〜６２ｃ、信号入力用端子７０、信号出力用端子７１、７２、接地用端子７３、７４およびチップコンデンサ７５〜７８よりなる電気配線部品の一部（接続部分）を、例えばエポキシ系樹脂による一体成形（低圧成形）によって一体化する（１次成形工程）。これにより、第１樹脂成形品６５に、２個のホールＩＣ６１、６２およびリードフレーム６３が一体化される。

　そして、図１２（ｃ）に示した２分割されたステータコア６４を第１樹脂成形品６５の外周にそれぞれ嵌め合わせて固定する（組付工程）。これにより、第１樹脂成形品６５に、ステータコア６４が固定され、２個のホールＩＣ６１、６２との間に所定のクリアランスが確保される。

　そして、図９に示したように、２個のホールＩＣ６１、６２のリード線６１ａ〜６１ｃ、６２ａ〜６２ｃ、信号入力用端子７０、信号出力用端子７１、７２および接地用端子７３、７４、チップコンデンサ７５〜７８、ステータコア６４、モータ用通電端子２２を、例えばＰＢＴ樹脂による一体成形（射出成形）によって一体化する（２次成形工程）。これにより、第２樹脂成形品（センサカバー）７に、２個のホールＩＣ６１、６２、リードフレーム６３、ステータコア６４およびモータ用通電端子２２が一体化（モジュール化）される。

　〔第３実施例の効果〕
　以上のように、スロットル弁２へ直接組み付ける構成の回転角度検出装置５においては、２個のホールＩＣ６１、６２とリードフレーム６３との配置構成と射出成形よりも成形圧が低圧の樹脂一体成形を行う１次成形工程、その後のステータコア３４の配置構成（組付工程）と、第２樹脂成形品（センサカバー）７との射出成形（樹脂一体成形）を行う２次成形工程の各成形工程で、２個のホールＩＣ６１、６２に樹脂成形時や組み付け時の熱や力（成形圧等）を加えないようにすることができると共に、２個のホールＩＣ６１、６２の配置位置を高精度に確保することができる。それによって、第１実施例と同様な効果を達成することができる。

　本実施例では、１次成形工程時に射出成形よりも成形圧が低圧の樹脂一体成形を行っているので、４個のチップコンデンサ７５〜７８に高圧の成形圧を加えることなく、１次成形工程を行うことができる。これにより、４個のチップコンデンサ７５〜７８がリードフレーム６３から剥がれ出すことを防止することができる。また、本実施例では、１次成形工程時に射出成形よりも成形圧が低圧の樹脂一体成形を行っているので、２次成形工程時の射出成形に耐え得る１次成形を行うことができる。

　本実施例では、１次成形工程にて例えばエポキシ系樹脂による成形圧が低圧の樹脂一体成形を用いたが、比較的にチップコンデンサ７５〜７８に変形を与えないようにしてチップコンデンサ７５〜７８の回りを保護するような樹脂成形が望ましい。また、１次成形工程が低圧成形のため、２個のホールＩＣ６１、６２のリード線取出し部までをエポキシ系樹脂（コネクトホルダー６５）により覆うことができる。この場合には、第１実施例よりも防水性を向上することができる。

　本実施例では、リードフレーム６３の両端面または片端面に銀メッキを施し、チップコンデンサ７５〜７８の端子部を銀−鉛合金により表面処理し、銀ペーストよりなる接着剤を用いてチップコンデンサ７５〜７８の端子部をリードフレーム６３に電気的に接続することにより、１次成形工程時に熱が加わる等して仮に接着剤、表面処理剤、銀メッキ等が酸化しても、両者の接合手段として高温の熱が加わると溶け出してしまう半田材を用いた場合と比較してチップコンデンサ７５〜７８とリードフレーム６３との接続強度や導電率が低下することはない。これにより、安定した電源電圧を２個のホールＩＣ６１、６２に供給できると共に、安定した出力を２個のホールＩＣ６１、６２から取り出すことができる。
　〔第４実施例〕

　図１３ないし図１７は本発明の第４実施例を示したもので、図１３はロータコア、永久磁石、２分割されたステータコアの配置関係を示した図で、図１４は回転角度検出装置の主要構成を示した図である。

　本実施例の回転角度検出装置は、スロットルボディに一体的に設けられたハウジング９０と、このハウジング９０の図示右端の開口部分を閉塞するためのセンサカバー（第２樹脂成形品）９２と、スロットルバルブ（図示せず）等の被検出物の回転軸９３の回転に伴って回転する円筒カップ形状のロータコア９４と、センサカバー９２側に一体的に配設された複数個の磁気検出素子である２個のホールＩＣ９５と、ロータコア９４と磁気回路を形成する２分割された円柱状のステータコア１００と、各ホールＩＣ９５のリード線（リードワイヤ）９６と外部のＥＣＵ（図示せず）とを電気的に接続するための導電性金属薄板よりなるリードフレーム（外部接続端子）９７とから構成されている。

　回転角度検出装置のハウジング９０は、スロットルバルブ等の被検出物の回転軸９３が軸受（ボールベアリング）９８を介して回動自在に支持している。この回転軸９３の先端部には、鉄系金属等の磁性材料で形成されたロータコア９４がかしめ等により固定されている。このロータコア９４の内周側には、ステータコア１００が同軸状に配置されている。

　また、ロータコア９４のうち径方向に対向する位置に形成された２個の切欠き部８４には、それぞれ永久磁石９９が１個ずつ嵌め込まれて接着剤等の接合手段を用いて固定されている。２個の永久磁石９９は、同じ極性の磁極をロータコア９４の半円弧部分を介して磁気的に対向させることで、２個の永久磁石９９の磁界がロータコア９４の内部で互いに反発し合うように配置されている。

　ロータコア９４の内周面は、各永久磁石９９の近傍部分を除いて、ステータコア１００の外周面に微小なエアギャップを介して対向している。これにより、図１３に矢印で示したように、各永久磁石９９のＮ極から出た磁束がロータコア９４の内部を経由してステータコア１００を通過し、ロータコア９４の内部を経由して各永久磁石９９のＳ極に戻る。さらに、ロータコア９４の内周側のうちの各永久磁石９９の近傍部分には、各永久磁石９９の両極とステータコア１００との間の磁束の短絡を防止するための空隙８９が形成されている。

　センサカバー９２は、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂よりなる樹脂成形品（第２樹脂成形品：２次成形品）が採用されて、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂製のスペーサ（第１樹脂成形品：１次成形品）９１と共に、各ホールＩＣ９５のリード線９６およびリードフレーム９７を保持している。なお、センサカバー９２の図示上端部には、リードフレーム９１の先端部と外部のＥＣＵに接続するワイヤーハーネスのコネクタを電気的に結合するためのコネクタ８７が一体的に形成されている。

　次に、本実施例の２分割されたステータコア１００の構造を図１３ないし図１７に基づいて簡単に説明する。ここで、図１５は２分割されたステータコアを示した図で、図１６は２分割されたステータコアの結合構造を示した図である。

　本実施例のステータコア１００の中央部には、平行磁場を形成するための一定幅の磁気検出ギャップ８１が直径方向に貫通するように形成され、具体的には、ステータコア１００が一定幅の磁気検出ギャップ８１を形成するように２分割されている。

　そして、２分割されたステータコア１００は、略半円板形状の磁性プレート１１０を板厚方向に複数積層して圧入または接着により一体化された略半円柱形状の第１ステータコア部（第１積層コア部）１０１、略半円板形状の磁性プレート１２０を板厚方向に複数積層して圧入または接着により一体化された略半円柱形状の第２ステータコア部（第２積層コア部）１０２、および第１、第２ステータコア部１０１、１０２の一端部を圧入または接着等により結合する円板形状の非磁性プレート１３０によって構成されている。なお、第１、第２ステータコア部１０１、１０２は、磁性プレート１１０、１２０を複数積層した積層体としているが、鉄系金属材料を鋳造成形することにより一体部品としても良い。

　ここで、各磁性プレート１１０、１２０は、本発明の磁性材料に相当するもので、鉄系金属板、珪素鋼板が使用されている。また、非磁性プレート１３０は、本発明の非磁性材料に相当するもので、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ナイロン等の非磁性樹脂板、エポキシ系樹脂、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム等の非磁性金属板が使用される。また、図１６に示したように、磁性プレート１１０、１２０には、位置決めを行うための１個または複数個の凸部１１１、１２１と１個または複数個の凹部１１２、１２２とが設けられ、非磁性プレート１３０には、複数個の貫通孔１３１が設けられている。

　そして、非磁性プレート１３０の表面上に磁性プレート１１０、１２０を重ね合わせて、非磁性プレート１３０の貫通孔１３１内に１枚目の磁性プレート１１０、１２０の凸部１１１、１２１を嵌め合わせ、次に、１枚目の磁性プレート１１０、１２０の表面上に２枚目の磁性プレート１１０、１２０を重ね合わせて、１枚目の磁性プレート１１０、１２０の凹部１１２、１２２内に２枚目の磁性プレート１１０、１２０の凸部１１１、１２１を嵌め合わせる。

　この嵌合作業を順次行って、最後にパンチ等を凹部１１２、１２２に入れて加圧することで、凸部１１１、１２１を凹部１１２、１２２に圧入して、板厚方向に複数の磁性プレート１１０、１２０を積層すると共に、これらの一端部に非磁性プレート１３０を結合する。これにより、各磁性プレート１１０、１２０の芯出しを行うことで、それらの間に一定幅の磁気検出ギャップ８１を確保しながら非磁性プレート１３０に簡単に積層配置することができる。

　したがって、本実施例のロータコア９４と共に磁気回路を構成するステータコア１００を、磁性プレート１１０、１２０と非磁性プレート１３０とを組み合わせることで、図１７に示したように、樹脂製のセンサカバー９２に樹脂製のスペーサ９１を設けなくても、第１、第２ステータコア部１０１、１０２間を磁気的に遮断でき、且つ一定幅の磁気検出ギャップ８１を確保できる。これにより、２分割されたステータコア１００を１部品で構成できるので、部品点数を削減でき、コストダウンを図ることができる。また、樹脂製のスペーサ９１を廃止できる。つまり、第１、第２実施例のように１次成形の後に２次成形を行ってセンサカバー７を構成したものと比較して、１次成形を廃止して、センサカバー９２とステータコア１００の一体成形を１回の樹脂成形で実現することができる。

　また、第１、第２ステータコア部１０１、１０２の一端部を非磁性プレート１３０によって結合して、第１、第２ステータコア部１０１、１０２間を磁気的に遮断することによって、第１、第２ステータコア部１０１、１０２間に一定幅の磁気検出ギャップ８１を容易に確保することができる。これにより、第１、第２ステータコア部１０１、１０２間の位置精度（磁気検出ギャップ８１）を高精度に確保することが非常に容易となる。また、第１、第２ステータコア部１０１、１０２の一端部を非磁性プレート１３０によって結合するだけで、磁気検出ギャップ８１の幅を一定幅に保つことができるので、磁気回路の効率アップを図ることができる。
　〔第５実施例〕

　図１８ないし図２０は本発明の第５実施例を示したもので、図１８は２分割されたステータコアを示した図で、図１９および図２０は２分割されたステータコアの結合構造を示した図である。

　本実施例では、２分割されたステータコア１００を、磁性プレート１１０を板厚方向に複数積層または焼結してなる第１ステータコア部１０１と、磁性プレート１２０を板厚方向に複数積層または焼結してなる第２ステータコア部１０２と、第１、第２ステータコア部１０１、１０２の一端部を結合する非磁性プレート１３０と、第１、第２ステータコア部１０１、１０２の他端部を結合する非磁性プレート（本発明の非磁性材料に相当する）１４０とから構成している。ここで、非磁性プレート１３０、１４０は、第１、第２ステータコア部１０１、１０２を結合することで磁気検出ギャップ８１の幅を規制している。

　また、図１９に示したように、磁性プレート１１０、１２０には、積層位置の位置決めを行うための複数個の貫通孔１１３、１２３が設けられ、非磁性プレート１３０には、複数個の貫通孔１１３、１２３とそれぞれ軸線上に形成される複数個の貫通孔１３３が設けられている。そして、非磁性プレート１４０には、板厚方向に複数積層された磁性プレート１１０、１２０の各貫通孔１１３、１２３および非磁性プレート１３０の各貫通孔１３３を貫通する複数個の支軸部１４３が設けられている。あるいは、図２０に示したように、非磁性プレート１４０に形成した各貫通孔１４２、板厚方向に複数積層された磁性プレート１１０、１２０の各貫通孔１１３、１２３および非磁性プレート１３０の各貫通孔１３３を貫通する複数個の支軸部品（樹脂等の円柱形状の非磁性材料）１７０が設けられている。

　したがって、本実施例のステータコア１００は、非磁性プレート１４０に一体成形された支軸部１４３、あるいは非磁性プレート１４０に対して別体で設けられた支軸部品１７０が複数の磁性プレート１１０、１２０および非磁性プレート１３０を貫通することで芯出しを実施できる。つまり複数の磁性プレート１１０、１２０が直径方向および周方向に位置決め固定される。
　〔第６実施例〕

　図２１は本発明の第６実施例を示したもので、２分割されたステータコアを示した図である。

　２分割されたステータコア１００は、両端部が非磁性プレート１３０、１４０で結合された第１、第２ステータコア部１０１、１０２によって構成されている。そして、本実施例では、第１、第２ステータコア部１０１、１０２を、ロータコア９４と共に磁気回路を構成する部分を各３枚の磁性プレート１１０、１２０で形成し、他の部分を４枚の非磁性プレート１５０と１枚の非磁性プレート１６０で形成して磁気回路の効率を向上している。

　なお、本実施例では、略円環板形状の非磁性プレート１５０よりも略円環板形状の非磁性プレート１６０の方が直径が小さくなるように形成されている。また、非磁性プレート１３０、１５０、１６０の中央部には、貫通孔１３６、１５６、１６６が形成されている。それらの貫通孔１３６、１５６、１６６は、第１、第２ステータコア部１０１、１０２間に配設される２個のホールＩＣ９５のリード線９６を外部に取り出すための取出し孔である。

　〔変形例〕
　本実施例では、非接触式の磁気検出素子としてホールＩＣ３１、３２、６１、６２、９５を使用した例を説明したが、非接触式の磁気検出素子としてホール素子または磁気抵抗素子等を使用しても良い。また、電気部品としてホールＩＣ６１、６２等の磁気検出素子の他に、感温素子等の他の検出素子、モータ、発光体、発電体を用いても良い。

　本実施例では、樹脂成形品、第２樹脂成形品としてセンサカバー７を使用した例を説明したが、樹脂成形品、第２樹脂成形品として絶縁基板を使用しても良い。この場合には、磁気検出素子とターミナルとステータコアを第２樹脂成形品（絶縁基板）によって一体化してなるセンサユニットが形成される。

　本実施例では、本発明の回転角度検出装置を、スロットル弁２およびそのシャフト３の回転角度を検出するスロットルポジションセンサに適用した例を説明したが、本発明の回転角度検出装置を、車両用空調装置のエアミックスドアおよびそのシャフトの回転角度（開度）を検出するポテンショメータに適用しても良い。

　本実施例では、本発明をアクチュエータ４によりスロットル弁２およびそのシャフト３を回転駆動するようにした内燃機関用吸気制御装置に適用した例を説明したが、本発明をアクセルペダルの踏み込み量をワイヤーケーブルやアクセルレバーを介して機械的にスロットル弁２およびそのシャフト３に伝え、スロットル弁２およびそのシャフト３を作動させるようにした内燃機関用吸気制御装置に適用しても良い。

　第１実施例では、磁界発生源として円筒形状の永久磁石６を採用した例を説明したが、磁界発生源として分割型の永久磁石を採用しても良い。また、第４実施例では、磁界発生源として２個の永久磁石９９を採用した例を説明したが、磁界発生源として円筒形状の永久磁石を採用しても良い。なお、第３実施例において、チップコンデンサ７７、７８のいずれか一方のコンデンサの静電容量を、２個のチップコンデンサ７５、７６の静電容量をＡとした場合に２Ａとすれば、チップコンデンサ７７、７８のいずれか一方を廃止できる。

　第３実施例では、リードフレーム６３とチップコンデンサ７５〜７８の接合手段として、銀（Ａｇ）ペーストよりなる接着剤を使用した接着方法を用いたが、リードフレーム６３とチップコンデンサ７５〜７８の接合手段として、半田付けまたはろう付け等の接合方法を用いても良い。ろう材としては、銀ろう（銀−銅−亜鉛等の合金）が望ましい。

回転角度検出装置の主要構成を示した断面図である（第１実施例）。 内燃機関用吸気制御装置を示した断面図である（第１実施例）。 センサカバーを示した正面図である（第１実施例）。 センサカバーを示した平面図である（第１実施例）。 ２個のホールＩＣとリードフレームを示した平面図である（第１実施例）。 ２個のホールＩＣとリードフレームとの接続部分を示した拡大図である（第１実施例）。 （ａ）は２個のホールＩＣとリードフレームを示した側面図で、（ｂ）は１次樹脂成形品を示した断面図で、（ｃ）はステータコアを示した断面図である（第１実施例）。 ２個のホールＩＣとリードフレームとの接続部分を示した拡大図である（第２実施例）。 回転角度検出装置の主要構成を示した断面図である（第３実施例）。 内燃機関用吸気制御装置を示した断面図である（第３実施例）。 ２個のホールＩＣおよび４個のチップコンデンサとリードフレームとの接続部分を示した拡大図である（第３実施例）。 （ａ）は２個のホールＩＣとリードフレームを示した側面図で、（ｂ）は１次樹脂成形品を示した断面図で、（ｃ）はステータコアを示した断面図である（第３実施例）。 ロータコア、永久磁石、２分割されたステータコアの配置関係を示した説明図である（第４実施例）。 回転角度検出装置の主要構成を示した断面図である（第４実施例）。 ２分割されたステータコアを示した断面図である（第４実施例）。 ２分割されたステータコアの結合構造を示した断面図である（第４実施例）。 回転角度検出装置の主要構成を示した断面図である（第４実施例）。 ２分割されたステータコアを示した断面図である（第５実施例）。 ２分割されたステータコアの結合構造を示した断面図である（第５実施例）。 ２分割されたステータコアの結合構造を示した断面図である（第５実施例）。 ２分割されたステータコアを示した断面図である（第６実施例）。

符号の説明

　１　スロットルボディ（ハウジング）
　２　スロットル弁（被検出物）
　３　シャフト
　４　アクチュエータ
　５　回転角度検出装置（ターミナル装置）
　６　永久磁石
　７　センサカバー（樹脂成形品、第２樹脂成形品）
　９　モータ
　１１　ボールベアリング（軸受部）
　１３　スラストベアリング（軸受部）
　１７　ロータコア
　３１　ホールＩＣ（非接触式の磁気検出素子）
　３２　ホールＩＣ（非接触式の磁気検出素子）
　３３　リードフレーム
　３４　ステータコア
　３５　コネクトホルダー（第１樹脂成形品）
　４０　信号入力用端子
　４１　信号出力用端子（外部接続端子）
　４２　信号出力用端子（外部接続端子）
　４３　接地用端子
　６１　ホールＩＣ（電気部品、非接触式の磁気検出素子）
　６２　ホールＩＣ（電気部品、非接触式の磁気検出素子）
　６３　リードフレーム
　６４　ステータコア
　６５　コネクトホルダー（樹脂成形品、第１樹脂成形品）
　７０　信号入力用端子（外部接続端子）
　７１　信号出力用端子（外部接続端子）
　７２　信号出力用端子（外部接続端子）
　７３　接地用端子
　７４　接地用端子
　７５　チップコンデンサ
　７６　チップコンデンサ
　７７　チップコンデンサ
　７８　チップコンデンサ
　８１　磁気検出ギャップ
　９０　ハウジング
　９１　スペーサ（第１樹脂成形品）
　９２　センサカバー（第２樹脂成形品）
　９３　スロットル弁（被検出物）の回転軸
　９４　ロータコア
　９５　ホールＩＣ（磁気検出素子）
　９６　リード線（リードワイヤ）
　９７　リードフレーム（外部接続端子）
　９９　永久磁石
　１００　ステータコア
　１０１　第１ステータコア部
　１０２　第２ステータコア部
　１１０　磁性プレート（磁性材料）
　１１３　貫通孔
　１２０　磁性プレート（磁性材料）
　１２３　貫通孔
　１３０　非磁性プレート（非磁性材料）
　１３３　貫通孔
　１４０　非磁性プレート（非磁性材料）
　１４２　貫通孔
　１４３　支軸部
　１５０　非磁性プレート（非磁性材料）
　１６０　非磁性プレート（非磁性材料）
　１７０　支軸部品

Claims (2)

1. 磁石を有し、被検出物の回転に伴って回転するロータコアと、このロータコアの磁石の磁力を受けて前記被検出物の回転角度を検出する複数の磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力を外部に取り出すための外部接続端子とを備えた非接触式の回転角度検出装置であって、
   　前記複数の磁気検出素子は、並列に１８０度逆方向で配置されていることを特徴とする回転角度検出装置。
2. 磁石を有し、被検出物の回転に伴って回転するロータコアと、このロータコアの磁石の磁力を受けて前記被検出物の回転角度を検出する複数の磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力を外部に取り出すための外部接続端子とを備えた非接触式の回転角度検出装置であって、
   　前記複数の磁気検出素子は、直列に同方向で配置されていることを特徴とする回転角度検出装置。
   

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