JP2014126552A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁束密度検出手段の位置ずれに対する信号出力の変化量が小さい位置検出装置を提供する。
【解決手段】ホールＩＣ６０は、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間の隙間１０１において回転体１２に対し相対移動可能なようモールド部９に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。第１集磁部７０は、ホールＩＣ６０の第１磁束伝達部２０側に設けられる。第２集磁部８０は、第１集磁部７０との間にホールＩＣ６０を挟むようにしてホールＩＣ６０の第２磁束伝達部３０側に設けられる。隙間１０１の第１仮想円弧Ｃ１の径方向において磁束密度が最小となる位置でホールＩＣ６０が回転体１２に対し相対移動可能なよう、第１集磁部７０と第１磁束伝達部２０との間の磁路である第１磁路Ｍ１の磁気抵抗、および、第２集磁部８０と第２磁束伝達部３０との間の磁路である第２磁路Ｍ２の磁気抵抗が設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、検出対象の位置を検出する位置検出装置に関する。

従来、磁石等の磁束発生手段を用い、基準部材に対し相対移動する検出対象の位置を検出する位置検出装置が知られている。例えば特許文献１に記載された位置検出装置では、２つの磁石および２つの磁束伝達部が基準部材に設けられている。ここで、２つの磁石は、磁極が２つの磁束伝達部の両端部に挟まれている。２つの磁束伝達部間に形成された隙間には、一方の磁束伝達部から他方の磁束伝達部に向かって漏洩磁束が流れている。磁束密度検出手段は、２つの磁束伝達部間の隙間を検出対象とともに移動し、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。これにより、位置検出装置は、磁束密度検出手段から出力される信号に基づき、基準部材に対する検出対象の位置を検出する。

特開平８−２９２００４号公報

特許文献１には、基準部材に対し相対回転移動する検出対象の回転位置を検出可能な位置検出装置が記載されている（特許文献１の図８参照）。この位置検出装置では、２つの磁束伝達部が、検出対象の回転中心を中心とする仮想円弧に沿う形状に形成されている。また、この位置検出装置では、磁束密度検出手段を前記仮想円弧の径方向で挟むようにして２つのヨークを設け、２つの磁束伝達部間の隙間を流れる漏洩磁束を集中して磁束密度検出手段に流そうとしている。

ここで、２つのヨークの磁束伝達部に対向する面は平面状に形成されている。また、一方の磁束伝達部のヨークに対向する面は凸面状に形成され、他方の磁束伝達部のヨークに対向する面は凹面状に形成されている。そのため、磁束密度検出手段が２つの磁束伝達部間の中間点に位置する状態では、一方の磁束伝達部とヨークとの間の磁路と、他方の磁束伝達部とヨークとの間の磁路とは、パーミアンスが異なる。

この構成では、２つの磁束伝達部間の隙間の前記仮想円弧の径方向において磁束密度が最小となる位置は、磁束密度検出手段の位置から前記仮想円弧の径方向にずれた位置に設定される。そのため、磁束密度検出手段が前記仮想円弧の径方向に位置ずれに対する磁束密度検出手段近傍の磁束密度の変化量が大きくなる。これにより、磁束密度検出手段の前記仮想円弧の径方向の位置ずれに対する信号出力の変化量が大きくなるおそれがある。したがって、磁束密度検出手段の位置ずれに対するロバスト性が低下するおそれがある。その結果、検出対象の位置検出精度の低下が懸念される。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁束密度検出手段の位置ずれに対する信号出力の変化量が小さい位置検出装置を提供することにある。

本発明は、基準部材に対し相対回転移動する検出対象の回転位置を検出する位置検出装置であって、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部と第１磁束発生手段と第２磁束発生手段と磁束密度検出手段と第１集磁部と第２集磁部とを備えている。
第１磁束伝達部は、検出対象または基準部材の一方に設けられる。第１磁束伝達部は、検出対象の回転中心を中心とする第１仮想円弧に沿う形状に形成される。第２磁束伝達部は、第１磁束伝達部との間に隙間を形成するよう検出対象または基準部材の一方に設けられる。第２磁束伝達部は、第１仮想円弧と同心で半径が第１仮想円弧より大きい第２仮想円弧に沿う形状に形成される。

第１磁束発生手段は、第１磁束伝達部の一端と第２磁束伝達部の一端との間に設けられる。これにより、第１磁束発生手段から発生した磁束は、第１磁束伝達部または第２磁束伝達部の一端から第１磁束伝達部または第２磁束伝達部の他端へ伝達される。
第２磁束発生手段は、第１磁束伝達部の他端と第２磁束伝達部の他端との間に設けられる。これにより、第２磁束発生手段から発生した磁束は、第１磁束伝達部または第２磁束伝達部の他端から第１磁束伝達部または第２磁束伝達部の一端へ伝達される。

磁束密度検出手段は、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部との間の隙間において検出対象または基準部材の一方に対し相対移動可能なよう検出対象または基準部材の他方に設けられる。磁束密度検出手段は、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。ここで、磁束密度検出手段を主に通過する磁束は、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部との間の隙間を、第１磁束伝達部から第２磁束伝達部へ、または、第２磁束伝達部から第１磁束伝達部へ流れる漏洩磁束である。
上記構成により、位置検出装置は、磁束密度検出手段が出力した信号に基づき、基準部材に対する検出対象の回転位置を検出することができる。

第１集磁部は、磁束密度検出手段の第１磁束伝達部側に設けられる。第２集磁部は、第１集磁部との間に磁束密度検出手段を挟むようにして磁束密度検出手段の第２磁束伝達部側に設けられる。第１集磁部と第２集磁部とにより、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部との間の隙間を流れる漏洩磁束を集中して磁束密度検出手段に流す（通過させる）ことができる。そのため、磁束密度検出手段が検出する磁束密度のダイナミックレンジを大きくすることができ、位置検出装置による位置検出の精度を向上することができる。

本発明では、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部との間の隙間の第１仮想円弧の径方向において磁束密度が最小となる位置で磁束密度検出手段が検出対象または基準部材の一方に対し相対移動可能なよう、第１集磁部と第１磁束伝達部との間の磁路である第１磁路の磁気抵抗、および、第２集磁部と第２磁束伝達部との間の磁路である第２磁路の磁気抵抗が設定されている。そのため、磁束密度検出手段の第１仮想円弧の径方向の位置ずれに対する磁束密度検出手段近傍の磁束密度の変化量が小さくなる。これにより、磁束密度検出手段の第１仮想円弧の径方向の位置ずれに対する信号出力の変化量を小さくすることができる。したがって、磁束密度検出手段の位置ずれに対するロバスト性を向上することができる。その結果、検出対象の位置検出精度を向上することができる。

本発明の第１実施形態による位置検出装置およびアクチュエータを示す模式的断面図。 （Ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部分の拡大図。 本発明の第１実施形態の磁束密度検出手段により検出される磁束密度と隙間の第１仮想円弧の周方向位置との関係を示す図。 本発明の第１実施形態および比較例の磁束密度検出手段により検出される磁束密度と隙間の第１仮想円弧の径方向位置との関係を示す図。 比較例の磁束密度検出手段近傍を示す部分拡大図。 本発明の第２実施形態による位置検出装置の磁束密度検出手段近傍を示す部分拡大図。 本発明の第２実施形態および比較例の磁束密度検出手段により検出される磁束密度と隙間の第１仮想円弧の径方向位置との関係を示す図。

以下、本発明の複数の実施形態による位置検出装置、および、これを用いたアクチュエータを図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による位置検出装置、および、これを用いたアクチュエータを図１、２に示す。

アクチュエータ１は、例えば図示しない車両のスロットルバルブを駆動する駆動源として用いられる。アクチュエータ１は、モータ２、ハウジング５、カバー６、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１１、回転体１２および位置検出装置１０等を備えている。

図１に示すように、モータ２は、出力軸３およびモータ端子４等を有している。モータ２には、モータ端子４を経由して電力が供給される。これによりモータ２が回転駆動する。モータ２の回転は、出力軸３から出力される。出力軸３は、例えば図示しないギア等を経由してスロットルバルブに接続される。そのため、モータ２が回転駆動することにより、スロットルバルブが回転する。
ハウジング５は、例えば樹脂により有底筒状に形成され、内側にモータ２を収容している。

カバー６は、例えば樹脂により有底筒状に形成され、底部に形成された穴部７に出力軸３が挿通した状態で、開口部がハウジング５の開口部に当接するよう設けられている。これにより、カバー６とモータ２との間に空間１００が形成されている。

カバー６は、筒部から径方向外側へ筒状に延びるコネクタ８を有している。コネクタ８の内側には、モータ端子４の端部が露出している。コネクタ８には、ＥＣＵ１１に接続するワイヤーハーネスの端部が接続される。これにより、図示しないバッテリからの電力がＥＣＵ１１、ワイヤーハーネスおよびモータ端子４を経由してモータ２に供給される。

ＥＣＵ１１は、例えば演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびに、入出力手段等を備えた小型のコンピュータである。ＥＣＵ１１は、車両の各部に取り付けられたセンサからの信号等に基づき、車両に搭載された各種装置類の作動を制御する。

ＥＣＵ１１は、例えばアクセルペダルの開度信号等に基づき、モータ２に供給する電力を制御する。モータ２に電力が供給されると、モータ２が回転し、スロットルバルブが回転する。これにより、スロットルバルブが吸気通路を開閉し、吸気通路を流れる吸気の量が調整される。なお、本実施形態では、ＥＣＵ１１は、例えばＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）機能により、アクセルペダルの開度信号にかかわらず、モータ２への電力の供給を制御する場合がある。

回転体１２は、例えば樹脂により円板状に形成され、空間１００に設けられている。回転体１２は、中心を出力軸３が貫いた状態で出力軸３に固定されている。これにより、出力軸３が回転すると、回転体１２は出力軸３とともに回転する。出力軸３とスロットルバルブとは例えばギア等により接続されているため、回転体１２の回転位置は、スロットルバルブの回転位置に対応している。

本実施形態では、位置検出装置１０は、カバー６に対し相対回転移動する回転体１２の回転位置を検出する。そのため、位置検出装置１０により、カバー６に対し相対回転移動する回転体１２の回転位置を検出すれば、スロットルバルブの回転位置を検出でき、スロットルバルブの開度を検出することができる。よって、位置検出装置１０をスロットルポジションセンサとして用いることができる。

図１、２に示すように、位置検出装置１０は、第１磁束伝達部２０、第２磁束伝達部３０、第１磁束発生手段としての磁石４０、第２磁束発生手段としての磁石５０、磁束密度検出手段としてのホールＩＣ６０、第１集磁部７０、および、第２集磁部８０等を備えている。

第１磁束伝達部２０は、例えばケイ素鋼等、透磁率が比較的高い材料により形成されている。第１磁束伝達部２０は、回転体１２に形成された円弧状の穴部１３に設けられている。第１磁束伝達部２０は、本体２１、一端部２２および他端部２３を有している。本体２１は、長手方向が、回転体１２の回転中心Ｏを中心とする第１仮想円弧Ｃ１に沿う形状に形成されている（図２参照）。より具体的には、本体２１は、回転中心Ｏとは反対側の面が第１仮想円弧Ｃ１に沿うよう形成されている。一端部２２は、本体２１の一端から第１仮想円弧Ｃ１の径方向外側へ延びるよう形成されている。他端部２３は、本体２１の他端から第１仮想円弧Ｃ１の径方向外側へ延びるよう形成されている。

第２磁束伝達部３０は、第１磁束伝達部２０と同様、例えばケイ素鋼等、透磁率が比較的高い材料により形成されている。第２磁束伝達部３０は、回転体１２に形成された穴部１３に設けられている。第２磁束伝達部３０は、本体３１、一端部３２および他端部３３を有している。本体３１は、長手方向が、回転体１２の回転中心Ｏを中心とし第１仮想円弧Ｃ１より半径が大きい第２仮想円弧Ｃ２に沿う形状に形成されている（図２参照）。より具体的には、本体３１は、回転中心Ｏ側の面が第２仮想円弧Ｃ２に沿うよう形成されている。一端部３２は、本体３１の一端から第２仮想円弧Ｃ２の径方向内側へ延びるよう形成されている。他端部３３は、本体３１の他端から第２仮想円弧Ｃ２の径方向内側へ延びるよう形成されている。

図１、２に示すように、第１磁束伝達部２０および第２磁束伝達部３０は、本体２１と本体３１とが第１仮想円弧Ｃ１の径方向で対向するよう回転体１２の穴部１３に設けられている。これにより、第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との間に円弧状の隙間１０１が形成されている（図２参照）。

磁石４０は、例えばネオジム磁石等の永久磁石である。磁石４０は、一端に磁極４１を有し、他端に磁極４２を有している。磁石４０は、磁極４１側がＮ極となるよう、磁極４２側がＳ極となるよう着磁されている。磁石４０は、磁極４１が第１磁束伝達部２０の一端部２２に当接するよう、磁極４２が第２磁束伝達部３０の一端部３２に当接するよう、一端部２２と一端部３２との間に設けられている。これにより、磁石４０の磁極４１から発生した磁束は、第１磁束伝達部２０の一端部２２から本体２１を経由して他端部２３へ伝達される。

磁石５０は、磁石４０と同様、例えばネオジム磁石等の永久磁石である。磁石５０は、一端に磁極５１を有し、他端に磁極５２を有している。磁石５０は、磁極５１側がＮ極となるよう、磁極５２側がＳ極となるよう着磁されている。磁石５０は、磁極５１が第２磁束伝達部３０の他端部３３に当接するよう、磁極５２が第１磁束伝達部２０の他端部２３に当接するよう、他端部３３と他端部２３との間に設けられている。これにより、磁石５０の磁極５１から発生した磁束は、第２磁束伝達部３０の他端部３３から本体３１を経由して一端部３２へ伝達される。
ここで、隙間１０１を第１磁束伝達部２０から第２磁束伝達部３０へ、または、第２磁束伝達部３０から第１磁束伝達部２０へ漏洩磁束が流れている。

なお、本実施形態では、磁石４０と磁石５０とは、体格、種類、材料組成および着磁調整の仕方が同じ永久磁石である。そのため、隙間１０１の長手方向の中心と磁石４０との間では第１磁束伝達部２０から第２磁束伝達部３０へ漏洩磁束が流れ、隙間１０１の長手方向の中心と磁石５０との間では第２磁束伝達部３０から第１磁束伝達部２０へ漏洩磁束が流れる。ここで、隙間１０１の長手方向において、磁石４０または磁石５０に近い位置ほど、磁束密度の絶対値が大きくなる。また、隙間１０１の長手方向の中心では磁束密度が０になる。
また、磁石４０の周囲には、磁極４１から磁極４２に磁束が飛ぶようにして流れている。また、磁石５０の周囲には、磁極５１から磁極５２に磁束が飛ぶようにして流れている。

ホールＩＣ６０は、信号出力素子としてのホール素子６１、封止体６２、および、センサ端子６３等を有している。ホール素子６１は、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。封止体６２は、例えば樹脂により矩形の板状に形成されている。センサ端子６３は、一端がホール素子６１に接続している。封止体６２は、ホール素子６１の全部、および、センサ端子６３の一端側を覆っている。ここで、ホール素子６１は、封止体６２の中央に位置している。

ホールＩＣ６０の封止体６２およびセンサ端子６３の一端側は、モールド部９によりモールドされている。モールド部９は、例えば樹脂により四角柱状に形成されている。ホールＩＣ６０の封止体６２は、モールド部９の一端側に位置するようモールドされている。

モールド部９は、一端が隙間１０１に位置するよう、かつ、他端がカバー６の底部に接続するよう、カバー６に設けられている。これにより、ホールＩＣ６０は、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間の隙間１０１において、回転体１２に対し相対回転移動可能である。ここで、カバー６およびモールド部９は特許請求の範囲における「基準部材」に対応し、回転体１２は特許請求の範囲における「検出対象」に対応している。

ホールＩＣ６０のセンサ端子６３は、他端がカバー６のコネクタ８の内側に露出するよう、カバー６にインサート成形されている。そのため、ＥＣＵ１１に接続するワイヤーハーネスの端部がコネクタ８に接続されると、ホールＩＣ６０のホール素子６１とＥＣＵ１１とが接続される。これにより、ホール素子６１からの信号がＥＣＵ１１に伝達される。

ここで、ホールＩＣ６０のホール素子６１を主に通過する磁束は、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間の隙間１０１を、第１磁束伝達部２０から第２磁束伝達部３０へ、または、第２磁束伝達部３０から第１磁束伝達部２０へ流れる漏洩磁束である。

上述のように、本実施形態では、隙間１０１の長手方向の中心と磁石４０との間では第１磁束伝達部２０から第２磁束伝達部３０へ漏洩磁束が流れ、隙間１０１の長手方向の中心と磁石５０との間では第２磁束伝達部３０から第１磁束伝達部２０へ漏洩磁束が流れる。
そのため、例えば第２磁束伝達部３０から第１磁束伝達部２０へ漏洩磁束が流れる方向を負の向きとすると、ホールＩＣ６０の位置が隙間１０１の磁石５０付近から磁石４０付近へ相対回転移動すると、負の値から正の値へと磁束密度が単調増加するため、任意の回転位置に対して磁束密度の値が一意に決まり、それに応じてホールＩＣ６０からの出力も、回転位置に対して一意に決まる。

上記構成により、ＥＣＵ１１は、ホールＩＣ６０が出力した信号に基づき、カバー６に対する回転体１２の回転位置を検出することができる。これにより、スロットルバルブの回転位置および開度を検出することができる。

第１集磁部７０は、例えばパーマロイ合金等、透磁率が比較的高い材料により、６面体状に形成されている。第１集磁部７０は、所定の面７１がホールＩＣ６０の封止体６２の第１磁束伝達部２０側の面の中央に当接または対向した状態でモールド部９にモールドされるよう、モールド部９の一端に設けられている。第１集磁部７０の面７１とは反対側の面７２は、第１磁束伝達部２０の本体２１に対向している。

第２集磁部８０は、第１集磁部７０と同様、例えばパーマロイ合金等、透磁率が比較的高い材料により、６面体状に形成されている。第２集磁部８０は、所定の面８１がホールＩＣ６０の封止体６２の第２磁束伝達部３０側の面の中央に当接または対向した状態でモールド部９にモールドされるよう、モールド部９の一端に設けられている。第２集磁部８０の面８１とは反対側の面８２は、第２磁束伝達部３０の本体３１に対向している。

このように、第１集磁部７０と第２集磁部８０とは、ホールＩＣ６０を間に挟み、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０とが対向する方向と同じ方向で対向するよう設けられている。これにより、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間の隙間１０１を流れる漏洩磁束を集中してホールＩＣ６０に流す（通過させる）ことができる。

本実施形態では、ホールＩＣ６０により検出される磁束密度は、図３に示すＬ１のとおりとなる。隙間１０１の磁石４０近傍および磁石５０近傍には、第１磁束伝達部２０から第２磁束伝達部３０へ流れる漏洩磁束に加え、磁石４０の磁極４１から磁極４２へ飛ぶ磁束、および、磁石５０の磁極５１から磁極５２へ飛ぶ磁束が流れている。そのため、Ｌ１は、端部に向かうほど絶対値の変化率が大きくなる。

なお、本実施形態では、磁束密度と回転体１２の可動範囲（スロットルバルブの全閉位置から全開位置までの範囲）との関係は、図３に示すとおりである。このように、本実施形態では、Ｌ１の直線性が比較的良好な範囲において回転体１２の位置検出を行う。

図２（Ｂ）に示すように、本実施形態では、第１集磁部７０は、第１磁束伝達部２０の本体２１に対向する面７２と第１仮想円弧Ｃ１を含む仮想平面との交線が直線状となるよう形成されている。すなわち、面７２は平面状に形成されている。
第２集磁部８０は、第２磁束伝達部３０の本体３１に対向する面８２と前記仮想平面との交線が直線状となるよう形成されている。すなわち、面８２は平面状に形成されている。

そして、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）は、第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との中間点から第１仮想円弧Ｃ１の径方向本体３１側へ所定量ｄ１オフセットした位置で回転体１２に対し相対移動可能なよう設けられている。つまり、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）は、第１仮想円弧Ｃ１と第２仮想円弧Ｃ２とから等距離ｄ２に位置する仮想円弧Ｃ１０より半径がｄ１大きな仮想円弧Ｃ１１上を移動するようモールド部９に設けられている。

図４に、本実施形態のホールＩＣ６０（ホール素子６１）による検出磁束密度と隙間１０１内の第１仮想円弧Ｃ１の径方向位置との関係を示す。本実施形態では、第１磁束伝達部２０の本体２１の第１集磁部７０側が第１仮想円弧Ｃ１に沿うよう曲面状に形成され、第１集磁部７０の面７２が平面状に形成され、第２磁束伝達部３０の本体３１の第２集磁部８０側が第２仮想円弧Ｃ２に沿うよう曲面状に形成され、第２集磁部８０の面８２が平面状に形成されているため、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）が第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との中間点（仮想円弧Ｃ１０）に位置する場合、図４の径方向位置０に示すように、検出磁束密度は最小にならない。

そこで、本実施形態では、上述のように、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）を、第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との中間点から第１仮想円弧Ｃ１の径方向本体３１側へ所定量ｄ１オフセットした位置で回転体１２に対し相対移動可能なよう設けることにより、隙間１０１の第１仮想円弧Ｃ１の径方向において磁束密度が最小となる位置でホールＩＣ６０が回転体１２に対し相対移動可能となるよう、第１集磁部７０と第１磁束伝達部２０の本体２１との間の磁路である第１磁路Ｍ１の磁気抵抗、および、第２集磁部８０と第２磁束伝達部３０の本体３１との間の磁路である第２磁路Ｍ２の磁気抵抗が設定されている。

上記構成により、本実施形態では、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）が隙間１０１内で第１仮想円弧Ｃ１の径方向に幅ｒ１の範囲内で位置ずれしたとしても、検出磁束密度の誤差（ΔＢ１）を小さくすることができる（図４参照）。

ここで、比較例による位置検出装置を示すことで、比較例に対する本実施形態の有利な点を明らかにする。
図５に示すように、比較例では、ホールＩＣ６０は、ホール素子６１が、第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との中間点で回転体１２に対し相対移動可能なよう設けられている。よって、ホールＩＣ６０は、ホール素子６１が、第１仮想円弧Ｃ１と第２仮想円弧Ｃ２とから等距離ｄ２に位置する仮想円弧Ｃ１０上を移動するようモールド部９に設けられている。

比較例では、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）が隙間１０１内で第１仮想円弧Ｃ１の径方向に幅ｒ１の範囲内で位置ずれした場合、検出磁束密度の誤差（ΔＢ２）が、本実施形態の誤差（ΔＢ１）と比べて大きい（図４参照）。

このように、本実施形態は、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）が隙間１０１内で第１仮想円弧Ｃ１の径方向に位置ずれした場合の検出磁束密度の誤差が小さい点で、比較例に対し有利である。

以上説明したように、本実施形態では、第１集磁部７０は、第１磁束伝達部２０に対向する面７２と第１仮想円弧Ｃ１を含む仮想平面との交線が直線状となるよう形成されている。第２集磁部８０は、第２磁束伝達部３０に対向する面８２と前記仮想平面との交線が直線状となるよう形成されている。そして、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）は、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との中間点から第１仮想円弧Ｃ１の径方向第２磁束伝達部３０側へ所定量ｄ１オフセットした位置で回転体１２に対し相対移動可能なよう設けられている。

これにより、隙間１０１の第１仮想円弧Ｃ１の径方向において磁束密度が最小となる位置でホールＩＣ６０（ホール素子６１）が回転体１２に対し相対移動可能なよう、第１磁路Ｍ１の磁気抵抗、および、第２磁路Ｍ２の磁気抵抗が設定されている。そのため、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）の第１仮想円弧Ｃ１の径方向の位置ずれに対するホールＩＣ６０（ホール素子６１）近傍の磁束密度の変化量が小さくなる。よって、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）の第１仮想円弧Ｃ１の径方向の位置ずれに対する信号出力の変化量を小さくすることができる。したがって、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）の位置ずれに対するロバスト性を向上することができる。その結果、回転体１２（スロットルバルブ）の位置検出精度を向上することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による位置検出装置の一部を図６に示す。第２実施形態は、第１集磁部および第２集磁部の形状等が第１実施形態と異なる。

第２実施形態では、第１集磁部７０は、第１磁束伝達部２０の本体２１に対向する面７２と第１仮想円弧Ｃ１を含む仮想平面との交線が、第１仮想円弧Ｃ１と同心で半径が第１仮想円弧Ｃ１より大きく第２仮想円弧Ｃ２より小さい第３仮想円弧Ｃ３に沿う形状となるよう形成されている。すなわち、面７２は曲面状に形成されている。

第２集磁部８０は、第２磁束伝達部３０の本体３１に対向する面８２と前記仮想平面との交線が、第１仮想円弧Ｃ１と同心で半径が第３仮想円弧Ｃ３より大きく第２仮想円弧Ｃ２より小さい第４仮想円弧Ｃ４に沿う形状となるよう形成されている。すなわち、面８２は曲面状に形成されている。

本実施形態では、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）は、第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との中間点で回転体１２に対し相対移動可能なよう設けられている。つまり、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）は、第１仮想円弧Ｃ１と第２仮想円弧Ｃ２とから等距離ｄ２に位置する仮想円弧Ｃ１０上を移動するようモールド部９に設けられている。

図７に、本実施形態のホールＩＣ６０（ホール素子６１）による検出磁束密度と隙間１０１内の第１仮想円弧Ｃ１の径方向位置との関係をＬ３で示す。本実施形態では、上述のように、第１集磁部７０の面７２および第２集磁部８０の面８２を第３仮想円弧Ｃ３または第４仮想円弧Ｃ４に沿うよう曲面状に形成し、かつ、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）を、第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との中間点で回転体１２に対し相対移動可能なよう設けることにより、隙間１０１の第１仮想円弧Ｃ１の径方向において磁束密度が最小となる位置でホールＩＣ６０が回転体１２に対し相対移動可能となるよう、第１集磁部７０と第１磁束伝達部２０の本体２１との間の磁路である第１磁路Ｍ１の磁気抵抗、および、第２集磁部８０と第２磁束伝達部３０の本体３１との間の磁路である第２磁路Ｍ２の磁気抵抗が設定されている。

上記構成により、本実施形態では、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）が隙間１０１内で第１仮想円弧Ｃ１の径方向に幅ｒ２の範囲内で位置ずれしたとしても、検出磁束密度の誤差（ΔＢ３）を小さくすることができる（図７参照）。

図７に、上述の比較例のホールＩＣ６０（ホール素子６１）による検出磁束密度と隙間１０１内の第１仮想円弧Ｃ１の径方向位置との関係をＬ４で示す。比較例では、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）が隙間１０１内で第１仮想円弧Ｃ１の径方向に幅ｒ２の範囲内で位置ずれした場合、検出磁束密度の誤差（ΔＢ４）が、本実施形態の誤差（ΔＢ３）と比べて大きい（図７参照）。

このように、本実施形態は、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）が隙間１０１内で第１仮想円弧Ｃ１の径方向に位置ずれした場合の検出磁束密度の誤差が小さい点で、比較例に対し有利である。

また、本実施形態ではホールＩＣ６０（モールド部９）が第１磁束伝達部２０の本体２１と第２磁束伝達部３０の本体３１との中間点に位置するよう設けられるため、ホールＩＣ６０（モールド部９）が前記中間点から第２磁束伝達部３０側へ所定量オフセットした位置に設けられる第１実施形態と比べ、組付時の部材同士の干渉が低減し、組付性の観点で有利である。

以上説明したように、本実施形態では、第１集磁部７０は、第１磁束伝達部２０に対向する面７２と第１仮想円弧Ｃ１を含む仮想平面との交線が、第１仮想円弧Ｃ１と同心で半径が第１仮想円弧Ｃ１より大きく第２仮想円弧Ｃ２より小さい第３仮想円弧Ｃ３に沿う形状となるよう形成されている。第２集磁部８０は、第２磁束伝達部３０に対向する面８２と前記仮想平面との交線が、第１仮想円弧Ｃ１と同心で半径が第３仮想円弧Ｃ３より大きく第２仮想円弧Ｃ２より小さい第４仮想円弧Ｃ４に沿う形状となるよう形成されている。そして、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）は、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との中間点で回転体１２に対し相対移動可能なよう設けられている。

これにより、隙間１０１の第１仮想円弧Ｃ１の径方向において磁束密度が最小となる位置でホールＩＣ６０（ホール素子６１）が回転体１２に対し相対移動可能なよう、第１磁路Ｍ１の磁気抵抗、および、第２磁路Ｍ２の磁気抵抗が設定されている。そのため、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）の第１仮想円弧Ｃ１の径方向の位置ずれに対するホールＩＣ６０（ホール素子６１）近傍の磁束密度の変化量が小さくなる。よって、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）の第１仮想円弧Ｃ１の径方向の位置ずれに対する信号出力の変化量を小さくすることができる。したがって、第１実施形態と同様、ホールＩＣ６０（ホール素子６１）の位置ずれに対するロバスト性を向上することができる。その結果、回転体１２（スロットルバルブ）の位置検出精度を向上することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、第１磁束伝達部、第２磁束伝達部、第１磁束発生手段および第２磁束発生手段を検出対象に設け、磁束密度検出手段を基準部材に設ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１磁束伝達部、第２磁束伝達部、第１磁束発生手段および第２磁束発生手段を基準部材に設け、磁束密度検出手段を検出対象に設けることとしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、第１磁束伝達部および第２磁束伝達部の両端部間に設けられる磁石を、それぞれの磁極が上述の実施形態とは反対になるように設けてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、モータは、回転を減速して出力軸に伝達する減速機を有していてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、アクチュエータを、例えばウェストゲートバルブの作動装置、可変容量ターボの可変ベーン制御装置、排気スロットルや排気切替弁のバルブ作動装置、および、可変吸気機構のバルブ作動装置等の駆動源として用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０ ・・・位置検出装置
２０ ・・・第１磁束伝達部
３０ ・・・第２磁束伝達部
４０ ・・・磁石（第１磁束発生手段）
５０ ・・・磁石（第２磁束発生手段）
６０ ・・・ホールＩＣ（磁束密度検出手段）
７０ ・・・第１集磁部（集磁部）
８０ ・・・第２集磁部（集磁部）
１０１、１０２ ・・・隙間
Ｃ１ ・・・第１仮想円弧
Ｃ２ ・・・第２仮想円弧
Ｍ１ ・・・第１磁路
Ｍ２ ・・・第２磁路

Claims (3)

1. 基準部材（６、９）に対し相対回転移動する検出対象（１２）の回転位置を検出する位置検出装置（１０）であって、
   前記検出対象または前記基準部材の一方に設けられ、前記検出対象の回転中心を中心とする第１仮想円弧（Ｃ１）に沿う形状に形成される第１磁束伝達部（２０）と、
   前記第１磁束伝達部との間に隙間（１０１）を形成するよう前記検出対象または前記基準部材の一方に設けられ、前記第１仮想円弧と同心で半径が前記第１仮想円弧より大きい第２仮想円弧（Ｃ２）に沿う形状に形成される第２磁束伝達部（３０）と、
   前記第１磁束伝達部の一端と前記第２磁束伝達部の一端との間に設けられる第１磁束発生手段（４０）と、
   前記第１磁束伝達部の他端と前記第２磁束伝達部の他端との間に設けられる第２磁束発生手段（５０）と、
   前記隙間において前記検出対象または前記基準部材の一方に対し相対移動可能なよう前記検出対象または前記基準部材の他方に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する磁束密度検出手段（６０）と、
   前記磁束密度検出手段の前記第１磁束伝達部側に設けられる第１集磁部（７０）と、
   前記第１集磁部との間に前記磁束密度検出手段を挟むようにして前記磁束密度検出手段の前記第２磁束伝達部側に設けられる第２集磁部（８０）と、を備え、
   前記隙間の前記第１仮想円弧の径方向において磁束密度が最小となる位置で前記磁束密度検出手段が前記検出対象または前記基準部材の一方に対し相対移動可能なよう、前記第１集磁部と前記第１磁束伝達部との間の磁路である第１磁路（Ｍ１）の磁気抵抗、および、前記第２集磁部と前記第２磁束伝達部との間の磁路である第２磁路（Ｍ２）の磁気抵抗が設定されていることを特徴とする位置検出装置。
2. 前記第１集磁部は、前記第１磁束伝達部に対向する面（７２）と前記第１仮想円弧を含む仮想平面との交線が直線状となるよう形成され、
   前記第２集磁部は、前記第２磁束伝達部に対向する面（８２）と前記仮想平面との交線が直線状となるよう形成され、
   前記磁束密度検出手段は、前記第１磁束伝達部と前記第２磁束伝達部との中間点から前記第１仮想円弧の径方向前記第２磁束伝達部側へ所定量オフセットした位置で前記検出対象または前記基準部材の一方に対し相対移動可能なよう設けられていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記第１集磁部は、前記第１磁束伝達部に対向する面（７２）と前記第１仮想円弧を含む仮想平面との交線が、前記第１仮想円弧と同心で半径が前記第１仮想円弧より大きく前記第２仮想円弧より小さい第３仮想円弧（Ｃ３）に沿う形状となるよう形成され、
   前記第２集磁部は、前記第２磁束伝達部に対向する面（８２）と前記仮想平面との交線が、前記第１仮想円弧と同心で半径が前記第３仮想円弧より大きく前記第２仮想円弧より小さい第４仮想円弧（Ｃ４）に沿う形状となるよう形成され、
   前記磁束密度検出手段は、前記第１磁束伝達部と前記第２磁束伝達部との中間点で前記検出対象または前記基準部材の一方に対し相対移動可能なよう設けられていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

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