JP2014126553A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度にかかわらず検出対象の移動範囲内の任意の位置における位置検出精度が高い位置検出装置を提供する。
【解決手段】第１磁束伝達部２０は、回転体１２に設けられる。第２磁束伝達部３０は、第１磁束伝達部２０との間に隙間１０１を形成するよう回転体１２に設けられる。第１電磁石４０は、第１磁束伝達部２０の一端と第２磁束伝達部３０の一端との間に設けられる。第２電磁石５０は、第１磁束伝達部２０の他端と第２磁束伝達部３０の他端との間に設けられる。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。
【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の位置検出装置では、体格および種類等が同じ２つの磁石を、磁極の向きが逆になるようにして２つの磁束伝達部の両端部に設けている。そのため、２つの磁束伝達部間の隙間の中心において、磁束の向きが反転する。つまり、２つの磁束伝達部間の隙間の長手方向の中心、すなわち、検出対象および磁束密度検出手段の可動範囲の中心に、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」が設定されている。

一般に、磁束密度検出手段の移動範囲内で「磁束密度の絶対値が最小となる位置」では、磁束発生手段の温度係数による磁力変化が生じないため、温度に対する耐性が良好である。そのため、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」では、それ以外の位置と比べ、検出対象の位置の検出精度が高くなる。これにより、特許文献１の位置検出装置では、２つの磁束伝達部間の隙間の中心の位置で位置検出精度が高くなり、隙間の端部近傍等、隙間の中心以外の位置では位置検出精度が低くなる。したがって、「温度にかかわらず位置検出精度の高い位置」が、検出対象の可動範囲の中心に固定されるといった問題が生じる。よって、例えば検出対象の可動範囲の端部近傍において最も高い位置検出精度を必要とする検出対象に対しては、特許文献１の位置検出装置は不適となるおそれがある。

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、温度にかかわらず検出対象の移動範囲内の任意の位置における位置検出精度が高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移動する検出対象の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電磁石と第２電磁石と磁束密度検出手段とを備えている。
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１電磁石は、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電磁石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電磁石は、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電磁石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位置を検出することができる。

上述のように、本発明では、第１磁束伝達部および第２磁束伝達部の両端部に第１電磁石および第２電磁石が設けられている。そのため、例えば第１電磁石および第２電磁石のコイルの巻数を個別に設定する、あるいは、第１電磁石および第２電磁石に供給する電流を制御すること等により、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部との間の隙間の磁束密度検出手段の相対移動方向において磁束密度の絶対値が最小となる位置を、前記隙間の前記相対移動方向の任意の位置に設定することができる。つまり、本発明では、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」を、検出対象の可動範囲の任意の位置に設定可能である。そのため、可動範囲の任意の位置で最も高い位置検出精度を必要とする検出対象に本発明の位置検出装置を適用した場合、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」を、「最も高い位置検出精度を必要とする位置」に合わせることができる。

一般に、磁束密度検出手段の移動範囲内で「磁束密度の絶対値が最小となる位置」では、磁束発生手段の温度係数による磁力変化が生じないため、温度に対する耐性が良好である。したがって、本発明では、温度にかかわらず検出対象の移動範囲内の任意の位置における位置検出精度を高くすることができる。

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。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 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基準部材に対する検出対象の位置との関係を示す図。 比較例による位置検出装置を示す模式的断面図。 本発明の第２実施形態による位置検出装置を示す模式的断面図。

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ＣＰＵ１４、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電磁石４０、第２電磁石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、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）。

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、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）。

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、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と第２磁束伝達部３０との間に円弧状の隙間１０１が形成されている（図２参照）。

第１電磁石４０は、心部４１およびコイル４２等を有している。心部４１は、例えばケイ素鋼等、透磁率が比較的高い材料により棒状に形成されている。心部４１は、一端４３が第１磁束伝達部２０の一端に接続し、他端４４が第２磁束伝達部３０の一端に接続するよう、第１磁束伝達部２０および第２磁束伝達部３０と一体に形成されている。コイル４２は、例えば銅等の金属により形成され、心部４１に巻回されるようにして設けられている。コイル４２に電流が供給されると、心部４１から磁束が発生する。本実施形態では、例えば心部４１の一端４３側がＮ極、他端４４側がＳ極となるようコイル４２に電流が供給される。これにより、第１電磁石４０の心部４１から発生した磁束は、第１磁束伝達部２０の一端から他端へ伝達される。

第２電磁石５０は、心部５１およびコイル５２等を有している。心部５１は、例えばケイ素鋼等、透磁率が比較的高い材料により棒状に形成されている。心部５１は、一端５３が第２磁束伝達部３０の他端に接続し、他端５４が第１磁束伝達部２０の他端に接続するよう、第１磁束伝達部２０および第２磁束伝達部３０と一体に形成されている。コイル５２は、例えば銅等の金属により形成され、心部５１に巻回されるようにして設けられている。コイル５２に電流が供給されると、心部５１から磁束が発生する。本実施形態では、例えば心部５１の一端５３側がＮ極、他端５４側がＳ極となるようコイル５２に電流が供給される。これにより、第２電磁石５０の心部５１から発生した磁束は、第２磁束伝達部３０の他端から一端へ伝達される。
ここで、第１電磁石４０および第２電磁石５０に電流が供給されているとき、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へ漏洩磁束が流れる。

なお、本実施形態では、第１電磁石４０のコイル４２と第２電磁石５０のコイル５２とは、巻数が同じに設定されている。そのため、第１電磁石４０と第２電磁石５０とに同じ電流が供給されている場合、隙間１０１の長手方向の中心と第１電磁石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第２電磁石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、第１電磁石４０または第２電磁石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、第１電磁石４０の周囲には、一端４３から他端４４に磁束が飛ぶようにして流れる。また、第２電磁石５０の周囲には、一端５３から他端５４に磁束が飛ぶようにして流れる。

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、第１電磁石４０と第２電磁石５０とに同じ電流が供給されている場合、隙間１０１の長手方向の中心と第１電磁石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第２電磁石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。また、隙間１０１の長手方向において、第１電磁石４０または第２電磁石５０に近い位置ほど、磁束密度の絶対値が大きくなる。
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の第２電磁石５０付近から第１電磁石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。

図２に示すように、本実施形態では、ＥＣＵ１１は、第１通電部１５および第２通電部１６を有している。第１通電部１５は、第１電磁石４０のコイル４２およびＣＰＵ１４に接続している。第２通電部１６は、第２電磁石５０のコイル５２およびＣＰＵ１４に接続している。

ＣＰＵ１４は、第１通電部１５に指令値を伝達することにより、図示しないバッテリからコイル４２に供給する電流を制御可能である。なお、本実施形態では、ＣＰＵ１４は、コイル４２に流れている電流の値を第１通電部１５からフィードバックしつつ、コイル４２に供給する電流を制御可能である。

また、ＣＰＵ１４は、第２通電部１６に指令値を伝達することにより、図示しないバッテリからコイル５２に供給する電流を制御可能である。また、本実施形態では、ＣＰＵ１４は、コイル５２に流れている電流の値を第２通電部１６からフィードバックしつつ、コイル５２に供給する電流を制御可能である。ここで、ＥＣＵ１１は、特許請求の範囲における「制御手段」に対応している。

また、ＣＰＵ１４は、第１電磁石４０および第２電磁石５０のそれぞれに対し任意の量の電流を供給することができる。これにより、ＣＰＵ１４は、第１電磁石４０および第２電磁石５０のそれぞれから発生する磁束の量を制御可能である。そのため、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間の隙間１０１のホールＩＣ６０の相対移動方向において磁束密度の絶対値が最小となる位置を、隙間１０１の前記相対移動方向の任意の位置に設定することができる。

一般に、ホールＩＣ６０の移動範囲内で「磁束密度の絶対値が最小となる位置」では、第１電磁石４０および第２電磁石５０の温度係数による磁力変化が生じないため、温度に対する耐性が良好である。したがって、ホールＩＣ６０の移動範囲内で「磁束密度の絶対値が最小となる位置」近傍では、位置検出装置１０による位置検出精度が高い。

また、本実施形態では、図２に示すように、位置検出装置１０は、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８をさらに備えている。第１温度センサ１７は、第１電磁石４０近傍に設けられている。第２温度センサ１８は、第２電磁石５０近傍に設けられている。第１温度センサ１７および第２温度センサ１８は、ＣＰＵ１４に接続されている。第１温度センサ１７および第２温度センサ１８は、それぞれ、周囲の温度に対応する信号を出力する。ＣＰＵ１４は、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８から出力された信号に基づき、第１電磁石４０近傍および第２電磁石５０近傍の温度を検出することができる。ここで、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８は、特許請求の範囲における「温度検出手段」に対応している。
本実施形態では、ＣＰＵ１４は、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８により検出した第１電磁石４０近傍および第２電磁石５０近傍の温度に基づき、第１電磁石４０および第２電磁石５０に供給する電流を制御可能である。

本実施形態では、スロットルバルブが全閉状態のとき、ホールＩＣ６０は、隙間１０１における可動範囲内で最も第２電磁石５０に近い位置に位置する。一方、スロットルバルブが全開状態のとき、ホールＩＣ６０は、隙間１０１における可動範囲内で最も第１電磁石４０に近い位置に位置する。

スロットルバルブは、全閉位置付近で最も高い位置検出精度を必要とする。上述のように、本実施形態では、ＣＰＵ１４は、第１電磁石４０および第２電磁石５０のそれぞれに対し任意の量の電流を供給することができるため、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間の隙間１０１のホールＩＣ６０の相対移動方向において磁束密度の絶対値が最小となる位置を、隙間１０１の前記相対移動方向の任意の位置に設定することができる。つまり、本実施形態では、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」を、回転体１２の可動範囲の任意の位置に設定可能である。したがって、本実施形態では、スロットルバルブの全閉位置に対応する回転体１２の位置に、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」を設定することができる。よって、温度にかかわらず、スロットルバルブの全閉位置付近における位置検出精度を高くすることができる。

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の第１電磁石４０近傍および第２電磁石５０近傍には、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間を流れる漏洩磁束に加え、第１電磁石４０の一端４３から他端４４へ飛ぶ磁束、および、第２電磁石５０の一端５３から他端５４へ飛ぶ磁束が流れる。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。

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４に示すように、比較例では、第１実施形態の第１電磁石４０に代えて磁石４７が設けられている。また、第１実施形態の第２電磁石５０に代えて磁石５７が設けられている。磁石４７および磁石５７は、例えばネオジム磁石等の永久磁石である。

磁石４７は、一端に磁極４８を有し、他端に磁極４９を有している。磁石４７は、磁極４８側がＮ極となるよう、磁極４９側がＳ極となるよう着磁されている。磁石４７は、磁極４８が第１磁束伝達部２０の一端に当接するよう、磁極４９が第２磁束伝達部３０の一端に当接するよう設けられている。これにより、磁石４７の磁極４８から発生した磁束は、第１磁束伝達部２０の一端から他端へ伝達される。

磁石５７は、一端に磁極５８を有し、他端に磁極５９を有している。磁石５７は、磁極５８側がＮ極となるよう、磁極５９側がＳ極となるよう着磁されている。磁石５７は、磁極５８が第２磁束伝達部３０の他端に当接するよう、磁極５９が第１磁束伝達部２０の他端に当接するよう設けられている。これにより、磁石５７の磁極５８から発生した磁束は、第２磁束伝達部３０の一端から他端へ伝達される。
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。

比較例では、磁石４７と磁石５７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４７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５７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４７または磁石５７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４７の周囲には、磁極４８から磁極４９に磁束が飛ぶようにして流れている。また、磁石５７の周囲には、磁極５８から磁極５９に磁束が飛ぶようにして流れている。

比較例では、ホールＩＣ６０により検出される磁束密度は、図３に一点鎖線で示すＬ２のとおりとなる。このように、比較例では、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」が、回転体１２の可動範囲の中央（図３では０）に設定（固定）されている。そのため、比較例をスロットルバルブの位置（開度）検出に用いる場合、全閉位置付近の位置検出精度が低下するおそれがある。
一方、本実施形態では、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」が、スロットルバルブの全閉位置に対応する回転体１２の位置に設定されている。そのため、全閉位置付近の位置検出精度を高めることができる。よって、本実施形態は、比較例と比べ、スロットルバルブの位置（開度）検出をするのにより適している。

以上説明したように、本実施形態では、第１磁束伝達部２０および第２磁束伝達部３０の両端部に第１電磁石４０および第２電磁石５０が設けられている。そのため、ＥＣＵ１１によって第１電磁石４０および第２電磁石５０に供給する電流を制御することにより、第１磁束伝達部２０と第２磁束伝達部３０との間の隙間１０１のホールＩＣ６０の相対移動方向において磁束密度の絶対値が最小となる位置を、隙間１０１の前記相対移動方向の任意の位置に設定することができる。つまり、本実施形態では、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」を、回転体１２の可動範囲の任意の位置に設定可能である。そのため、可動範囲の任意の位置で最も高い位置検出精度を必要とする回転体１２（スロットルバルブ）に本実施形態の位置検出装置１０を適用した場合、「磁束密度の絶対値が最小となる位置」を、「最も高い位置検出精度を必要とする位置」に合わせることができる。

上述のように、ホールＩＣ６０の移動範囲内で「磁束密度の絶対値が最小となる位置」では、第１電磁石４０および第２電磁石５０の温度係数による磁力変化が生じないため、温度に対する耐性が良好である。したがって、本実施形態では、温度にかかわらず回転体１２（スロットルバルブ）の移動範囲内の任意の位置における位置検出精度を高くすることができる。

また、本実施形態では、第１電磁石４０近傍および第２電磁石５０近傍の温度を検出可能な第１温度センサ１７および第２温度センサ１８をさらに備えている。そして、ＣＰＵ１４は、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８により検出した温度に基づき、第１電磁石４０および第２電磁石５０に供給する電流を制御可能である。そのため、温度により発生磁束の量が変化し得る第１電磁石４０および第２電磁石５０から発生する磁束の量を所定の量となるよう制御することができる。したがって、第１電磁石４０および第２電磁石５０の温度にかかわらず、位置検出装置１０による位置検出の精度を高くすることができる。

また、本実施形態では、第１電磁石４０および第２電磁石５０に供給する電流をＥＣＵ１１で調整することにより、製品の個体差を吸収しつつ「磁束密度の絶対値が最小となる位置」を設定することができる。

（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を図５に示す。第２実施形態は、第１磁束伝達部および第２磁束伝達部の形状等が第１実施形態と異なる。

第２実施形態では、検出対象としての移動体１１０は、例えば車両の変速機のシフトを切り替えるマニュアルバルブに取り付けられる。マニュアルバルブは、軸方向に直線状に移動し、変速機のシフトを切り替える。モールド部９は、マニュアルバルブ近傍のマニュアルバルブとは別部材に固定される。すなわち、移動体１１０は、基準部材としてのモールド部９に対し直線状に相対移動する。

本実施形態では、位置検出装置は、モールド部９に対し直線状に相対移動する移動体１１０の位置を検出する。これにより、マニュアルバルブの位置を検出でき、変速機の実際のシフト位置を検出することができる。このように、位置検出装置をストロークセンサ（直線変位センサ）として用いることができる。

図５に示すように、本実施形態では、第１磁束伝達部２４は、移動体１１０に形成された長方形状の穴部１１１に設けられている。第１磁束伝達部２４は、移動体１１０の相対移動方向に延びる仮想直線Ｓに対し平行となる形状に形成されている。

第２磁束伝達部３４は、移動体１１０の穴部１１１に設けられている。第２磁束伝達部３４は、第１磁束伝達部２４と同様、仮想直線Ｓに対し平行となる形状に形成されている。
図５に示すように、第１磁束伝達部２４および第２磁束伝達部３４は、仮想直線Ｓに垂直な方向で対向するよう移動体１１０の穴部１１１に設けられている。これにより、第１磁束伝達部２４と第２磁束伝達部３４との間には長方形状の隙間１０２が形成されている。
第２実施形態は、上述した点以外の構成は第１実施形態と同様である。

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の「回転位置（θ）」を移動体１１０の相対移動方向の「位置」と読み替えれば、概ね図３に示すＬ１のとおりとなる。
本実施形態においても、ＥＣＵ１１によって第１電磁石４０および第２電磁石５０に供給する電流を制御することにより、第１磁束伝達部２４と第２磁束伝達部３４との間の隙間１０２のホールＩＣ６０の相対移動方向において磁束密度の絶対値が最小となる位置を、隙間１０２の前記相対移動方向の任意の位置に設定することができる。したがって、本実施形態では、温度にかかわらず移動体１１０（マニュアルバルブ）の移動範囲内の任意の位置における位置検出精度を高くすることができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、制御手段を備えていなくてもよい。すなわち、第１電磁石および第２電磁石に供給する電流の量を所定の量に固定してもよい。この場合、例えば第１電磁石のコイルの巻数と第２電磁石のコイルの巻数とを同じにし、第１電磁石および第２電磁石のそれぞれに供給する電流の量を所定の量に固定することにより、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部との間の隙間の磁束密度検出手段の相対移動方向において磁束密度の絶対値が最小となる位置を、前記隙間の前記相対移動方向の任意の位置に設定することができる。あるいは、例えば第１電磁石および第２電磁石のそれぞれに供給する電流の量を所定の量に固定し、第１電磁石のコイルの巻数と第２電磁石のコイルの巻数とを異ならせることにより、第１磁束伝達部と第２磁束伝達部との間の隙間の磁束密度検出手段の相対移動方向において磁束密度の絶対値が最小となる位置を、前記隙間の前記相対移動方向の任意の位置に設定することができる。

また、本発明の他の実施形態では、位置検出装置は温度検出手段を備えていなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、位置検出装置は第１集磁部および第２集磁部を備えていなくてもよい。

また、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電磁石および第２電磁石を検出対象に設け、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電磁石および第２電磁石を基準部材に設け、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第１電磁石および第２電磁石の磁極が、それぞれ上述の実施形態とは反対になるよう第１電磁石および第２電磁石に電流を供給してもよい。
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、２４ ・・・第１磁束伝達部
３０、３４ ・・・第２磁束伝達部
４０ ・・・・・・第１電磁石
５０ ・・・・・・第２電磁石
６０ ・・・・・・ホールＩＣ（磁束密度検出手段）
１０１、１０２ ・・・隙間

Claims (6)

1. 基準部材（６、９）に対し相対移動する検出対象（１２、１１０）の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る第１磁束伝達部（２０、２４）と、
   前記第１磁束伝達部との間に隙間（１０１、１０２）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る第２磁束伝達部（３０、３４）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電磁石（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電磁石（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、
   を備える位置検出装置。
2. 前記第１電磁石と前記第２電磁石とは、互いにコイルの巻数が異な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電磁石および前記第２電磁石に供給する電流を制御可能な制御手段（１１）をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
4. 前記第１電磁石近傍および前記第２電磁石近傍の温度を検出可能な温度検出手段（１７、１８）をさらに備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段により検出した温度に基づき、前記第１電磁石および前記第２電磁石に供給する電流を制御可能であることを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
5. 前記検出対象（１２）は、前記基準部材（６、９）に対し相対回転移動し、
   前記第１磁束伝達部（２０）および前記第２磁束伝達部（３０）は、前記検出対象の回転中心を中心とする仮想円弧（Ｃ１、Ｃ２）に沿う形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置検出装置。
6. 前記検出対象（１１０）は、前記基準部材（９）に対し直線状に相対移動し、
   前記第１磁束伝達部（２４）および前記第２磁束伝達部（３４）は、前記検出対象の相対移動方向に延びる仮想直線（Ｓ）に対し平行となる形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置検出装置。

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