JP3064715B2 - Rotation angle sensor - Google Patents

Rotation angle sensor

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JP3064715B2
JP3064715B2 JP4358474A JP35847492A JP3064715B2 JP 3064715 B2 JP3064715 B2 JP 3064715B2 JP 4358474 A JP4358474 A JP 4358474A JP 35847492 A JP35847492 A JP 35847492A JP 3064715 B2 JP3064715 B2 JP 3064715B2
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lever
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勉 池田
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Aisan Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シャフトの回転角度を
検出する回転角度センサに関し、特に強磁性磁気抵抗素
子を用いた無接触型の回転角度センサに係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation angle sensor for detecting a rotation angle of a shaft, and more particularly to a non-contact type rotation angle sensor using a ferromagnetic magnetoresistive element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、回転角度あるいは回転位置を検出
するセンサに関し、無接触機構を構成し、あるいはシャ
フトの慣性損失を小さくする等の要請から磁気センサの
利用が注目されている。この磁気センサには磁気抵抗素
子が用いられ、素子の板面がシャフトの先端に装着され
た永久磁石に対向するように配置されている。
2. Description of the Related Art Recently, with respect to a sensor for detecting a rotation angle or a rotation position, use of a magnetic sensor has attracted attention due to a demand for forming a non-contact mechanism or reducing inertia loss of a shaft. This magnetic sensor uses a magnetoresistive element, and is arranged such that the plate surface of the element faces a permanent magnet mounted on the tip of a shaft.

【0003】上記磁気抵抗素子としては半導体磁気抵抗
素子と強磁性磁気抵抗素子が知られている。前者は半導
体の電気抵抗が磁界中で変化する性質を利用したもので
ある。後者は磁界中の強磁性体に関し磁化方向と電流方
向のなす角度によって抵抗が異方的に変化する性質を利
用したものである。これは異方性磁気抵抗効果と呼ば
れ、磁界の大きさによる負性磁気抵抗効果と区別され
る。即ち、通常の強磁性体にあっては、異方性磁気抵抗
効果により電流と磁化方向が平行になった時に抵抗が最
大となり、直交した時に最小となる。而して、この効果
を利用すべく基板の板面に薄膜の強磁性金属が折線状に
付着されて強磁性磁気抵抗素子が構成され、例えば特開
昭62−237302号公報に記載のように、強磁性磁
気抵抗素子がシャフトの端面とこの端面の対向位置の何
れか一方に設けられ、他方に永久磁石が設けられた回転
位置検出装置が知られている。
As the above-mentioned magnetoresistive element, a semiconductor magnetoresistive element and a ferromagnetic magnetoresistive element are known. The former utilizes the property that the electric resistance of a semiconductor changes in a magnetic field. The latter utilizes the property that the resistance of the ferromagnetic material in a magnetic field changes anisotropically depending on the angle between the magnetization direction and the current direction. This is called an anisotropic magnetoresistive effect and is distinguished from a negative magnetoresistive effect due to the magnitude of a magnetic field. That is, in a normal ferromagnetic material, the resistance becomes the maximum when the current and the magnetization direction become parallel due to the anisotropic magnetoresistance effect, and becomes the minimum when the current and the magnetization direction cross each other. In order to make use of this effect, a ferromagnetic metal thin film is linearly adhered to the surface of the substrate to form a ferromagnetic magnetoresistive element. For example, as described in JP-A-62-237302. There is known a rotational position detecting device in which a ferromagnetic magnetoresistive element is provided at one of an end face of a shaft and a position facing the end face, and a permanent magnet is provided at the other.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の磁気
センサに関し、強磁性磁気抵抗素子に対する永久磁石の
位置、即ち両者間の間隙を所定の値に設定する手段は開
示されておらず、実際に製造する場合には、基板の支持
部の公差、シャフト長さの公差、軸受長さの公差、軸受
の支持部の公差等が重畳されることになるので、上記の
間隙を所定の値に設定することは極めて困難でありバラ
ツキが生ずる。このような強磁性磁気抵抗素子と永久磁
石との間の間隙のバラツキは前者に対する磁束密度のバ
ラツキとなり、結局製品の性能のバラツキを惹起する。
With respect to the magnetic sensor described in the above publication, means for setting the position of the permanent magnet with respect to the ferromagnetic magnetoresistive element, that is, the gap between the two, to a predetermined value is not disclosed. In the case of manufacturing, the tolerance of the support portion of the substrate, the tolerance of the shaft length, the tolerance of the bearing length, the tolerance of the bearing support portion, etc. are superimposed, so the above gap is set to a predetermined value. It is extremely difficult to set, and a variation occurs. Such a variation in the gap between the ferromagnetic magnetoresistive element and the permanent magnet causes a variation in the magnetic flux density with respect to the former, and eventually causes a variation in the performance of the product.

【0005】このため、本件出願人は特願平4−296
333号の出願において、強磁性磁気抵抗素子に対する
磁石部材の相対位置精度を良好なものとし、安定した出
力特性を確保すべく、基板の板面に強磁性磁気抵抗素子
を付着した検出素子と、検出素子に対して相対的に回転
するシャフトと、シャフトの一方の端部に対し軸方向に
移動可能に装着し所定位置でシャフトに固定する蓋体
と、蓋体とシャフトの端面との間に収容し蓋体に密着さ
せ、少くとも強磁性磁気抵抗素子を含む磁界を形成する
磁石部材とを備え、磁石部材と強磁性磁気抵抗素子との
間の所定の間隙に応じて蓋体をシャフトに固定するよう
にした回転角度センサを提案している。
[0005] For this reason, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. Hei 4-296.
In the application of No. 333, a detection element having a ferromagnetic magnetoresistive element adhered to a plate surface of a substrate to improve the relative positional accuracy of the magnet member with respect to the ferromagnetic magnetoresistive element and secure stable output characteristics; A shaft that rotates relative to the detection element, a lid that is axially movably mounted to one end of the shaft and that is fixed to the shaft at a predetermined position, and between a lid and an end surface of the shaft. A magnet member for forming a magnetic field including at least a ferromagnetic magnetoresistive element, which is housed and brought into close contact with the lid, wherein the lid is attached to the shaft according to a predetermined gap between the magnet member and the ferromagnetic magnetoresistive element. A fixed rotation angle sensor has been proposed.

【0006】更に、同出願の実施例としてシャフトの他
方の端部にレバーをかしめ結合すると共に、シャフトに
固定した蓋体を検出素子方向に付勢する皿ばねを設ける
こととしている。これは、回転角度センサが振動したと
き、シャフトが軸方向に移動しないように検出素子方向
に付勢することとしたものであるが、シャフト及びレバ
ーの重量が大であると、これに抗するため皿ばねの付勢
力を大とする必要があり、また、蓋体がシャフトから脱
落しないように確実に固定するため接合部分を広くする
必要が生じ、従ってシャフト回りの構造が大型となる。
尚、シャフト回りの構造については、特開平3−235
002号公報、特開平4−324302号公報等にも開
示されているが、磁石部材の支持構造は前掲の出願の構
造とは異なり、また、レバーはシャフトにかしめ結合さ
れており組付が容易ではない。
Further, as an embodiment of the application, a lever is caulked to the other end of the shaft, and a disc spring for urging the cover fixed to the shaft toward the detecting element is provided. In this method, when the rotation angle sensor vibrates, the shaft is urged toward the detecting element so as not to move in the axial direction. However, if the weight of the shaft and the lever is large, this is countered. For this reason, it is necessary to increase the urging force of the disc spring, and it is necessary to widen the joint portion in order to securely fix the lid so as not to drop off from the shaft, so that the structure around the shaft becomes large.
The structure around the shaft is described in JP-A-3-235.
No. 002, Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-324302, and the like, the support structure of the magnet member is different from the structure of the above-mentioned application, and the lever is caulked to the shaft for easy assembly. is not.

【0007】そこで、本発明は無接触型の回転角度セン
サにおいて、安定した出力特性を確保し得るシャフト支
持構造とすると共に、小型、軽量化を図ることを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-contact type rotation angle sensor having a shaft supporting structure capable of ensuring stable output characteristics, and at the same time reducing the size and weight.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の回転角度センサは、強磁性磁気抵抗素子を
有する検出素子と、該検出素子を支持するハウジング
と、該ハウジングに回動自在に支持し前記検出素子に対
して相対的に回転するシャフトと、該シャフトの一方の
端部に一体的に形成した樹脂製のレバーと、前記シャフ
トの他方の端部に対し軸方向に移動可能に装着し所定位
置で前記シャフトに固定する蓋体と、該蓋体と前記シャ
フトの他方の端部との間に収容し少くとも前記強磁性磁
気抵抗素子を含む磁界を形成する磁石部材と、前記蓋体
と前記ハウジングとの間に介装し前記シャフトを前記検
出素子方向に付勢する弾性部材とを備えることしたもの
である。
In order to achieve the above object, a rotation angle sensor according to the present invention comprises a detecting element having a ferromagnetic magnetoresistive element, a housing for supporting the detecting element, and a rotating element mounted on the housing. A shaft freely supporting and rotating relative to the detection element, a resin lever integrally formed at one end of the shaft, and moving axially with respect to the other end of the shaft A lid body movably mounted and fixed to the shaft at a predetermined position, and a magnet member housed between the lid body and the other end of the shaft to form a magnetic field including at least the ferromagnetic magnetoresistive element. And an elastic member interposed between the lid and the housing to urge the shaft in the direction of the detection element.

【0009】[0009]

【作用】上記の構成になる回転角度センサにおいては、
シャフトの一方の端部にレバーが樹脂によって一体的に
形成される。また、シャフトの他方の端部と蓋体との間
に磁石部材が収容された後、蓋体が所定位置でシャフト
に固定されると共に、蓋体とハウジングとの間に弾性部
材が介装され、シャフトが検出素子方向に付勢される。
これにより、シャフトがハウジングに適切に支持される
と共に、磁石部材の強磁性磁気抵抗素子に対する固定位
置が適切に調整され、相対位置精度は良好なものとな
る。而して、レバーが駆動されるとシャフトが回転し、
磁石部材が検出素子に対して相対的に回転する。この相
対的な回転に応じ、検出素子の強磁性磁気抵抗素子を含
む平行磁束の磁界が変化するのでその抵抗値が変化し、
検出素子からシャフトの回転に応じた信号が出力され
る。
In the rotation angle sensor having the above configuration,
A lever is integrally formed with resin at one end of the shaft. After the magnet member is accommodated between the other end of the shaft and the lid, the lid is fixed to the shaft at a predetermined position, and an elastic member is interposed between the lid and the housing. , The shaft is urged toward the detecting element.
Accordingly, the shaft is appropriately supported by the housing, and the fixed position of the magnet member with respect to the ferromagnetic magnetoresistive element is appropriately adjusted, and the relative position accuracy is improved. Thus, when the lever is driven, the shaft rotates,
The magnet member rotates relative to the detection element. According to this relative rotation, the magnetic field of the parallel magnetic flux including the ferromagnetic magnetoresistive element of the detecting element changes, so that the resistance value changes,
A signal corresponding to the rotation of the shaft is output from the detection element.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の回転角度センサを内燃機関の
スロットルポジションセンサに適用した実施例について
図面を参照して説明する。電子制御燃料噴射装置を搭載
した内燃機関においては、スロットルポジションセンサ
が装着され、その出力信号が燃料噴射制御等に供されて
いる。このスロットルポジションセンサはスロットルバ
ルブシャフトに連結され、通常、スロットルバルブ開度
(以下、スロットル開度という)に応じて変化するスロ
ットル開度信号と、アイドル域か出力域かによりオンオ
フするアイドル信号が出力される。このスロットルポジ
ションセンサとして、無接触型の回転角度センサが用い
られている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a rotation angle sensor according to the present invention is applied to a throttle position sensor of an internal combustion engine will be described below with reference to the drawings. In an internal combustion engine equipped with an electronic control fuel injection device, a throttle position sensor is mounted, and its output signal is used for fuel injection control and the like. The throttle position sensor is connected to a throttle valve shaft, and normally outputs a throttle opening signal that changes according to a throttle valve opening (hereinafter, referred to as a throttle opening) and an idle signal that turns on and off depending on whether the engine is in an idle range or an output range. Is done. A non-contact type rotation angle sensor is used as the throttle position sensor.

【0011】図1は本発明の一実施例に係るスロットル
ポジションセンサ1を示すもので、図示しないスロット
ルボデーに装着され、シャフト2が図示しないスロット
ルシャフトに連動して回動するように支持されている。
即ち、スロットルポジションセンサ1は隣接する二つの
凹部3a,3bを有する合成樹脂製のハウジング3を備
え、これらの凹部3a,3b間の隔壁3cに、軸受4を
介してシャフト2が回動自在に支持されている。尚、軸
受4はハウジング3と一体的に形成されて所定位置に固
定されており、凹部3a内の軸受4回りにはカラー24
が配設されている。
FIG. 1 shows a throttle position sensor 1 according to an embodiment of the present invention. The throttle position sensor 1 is mounted on a throttle body (not shown), and a shaft 2 is supported so as to rotate in conjunction with a throttle shaft (not shown). I have.
That is, the throttle position sensor 1 includes a synthetic resin housing 3 having two adjacent concave portions 3a and 3b, and the shaft 2 is rotatably provided via a bearing 4 in a partition wall 3c between these concave portions 3a and 3b. Supported. The bearing 4 is formed integrally with the housing 3 and is fixed at a predetermined position.
Are arranged.

【0012】シャフト2の一方の端部にはレバー5が一
体的に形成されている。即ち、シャフト2の一方の端部
には現状溝2aが形成されており、これを囲繞するよう
に合成樹脂によってレバー5が一体成形される。このレ
バー5はハウジング3の一方の凹部3a内に収容され、
図示しないスロットルシャフトに連結される。ハウジン
グ3とレバー5との間にはリターンスプリング6が介装
されており、レバー5が所定の初期位置方向に付勢され
ている。従って、図示しないスロットルバルブの開作動
に伴い、スロットルシャフトに連動するレバー5がリタ
ーンスプリング6の付勢力に抗して駆動され、シャフト
2が回動するように構成されている。シャフト2の他方
の端部には本発明にいう磁石部材たるロータマグネット
20が装着されている。尚、このロータマグネット20
の取付構造については後述する。
A lever 5 is integrally formed at one end of the shaft 2. That is, the current groove 2a is formed at one end of the shaft 2, and the lever 5 is integrally formed of a synthetic resin so as to surround the groove 2a. This lever 5 is housed in one concave portion 3a of the housing 3,
It is connected to a throttle shaft (not shown). A return spring 6 is interposed between the housing 3 and the lever 5, and the lever 5 is biased in a predetermined initial position direction. Therefore, with the opening operation of the throttle valve (not shown), the lever 5 linked to the throttle shaft is driven against the urging force of the return spring 6, and the shaft 2 rotates. At the other end of the shaft 2, a rotor magnet 20, which is a magnet member according to the present invention, is mounted. In addition, this rotor magnet 20
Will be described later.

【0013】また、ハウジング3の他方の凹部3b内に
おいて、ロータマグネット20に対向する位置に、本発
明の検出素子たる磁気センサ10が配設されている。磁
気センサ10は、矩形の素子基板の一方の面(図1の下
方側の面)に帯状のNi−Co合金等の薄膜強磁性合金
から成る強磁性磁気抵抗素子(以下、単に磁気抵抗素子
という)が付着されている。この磁気抵抗素子は、その
抵抗値変化率が、所定の磁束密度、例えば10mTで飽
和する性質を有し、高抵抗化を図るため帯状の薄膜強磁
性合金が折曲され、前掲の公報に示すようなパターン形
状に形成されている。更に、磁気センサ10の他方の面
(図1の上方側の面)には図1に示すバイアスマグネッ
ト11が接着剤によって所定位置に固定されている。
A magnetic sensor 10, which is a detecting element of the present invention, is disposed in the other concave portion 3b of the housing 3 at a position facing the rotor magnet 20. The magnetic sensor 10 has a ferromagnetic magnetoresistive element (hereinafter simply referred to as a magnetoresistive element) made of a strip-shaped thin film ferromagnetic alloy such as a Ni-Co alloy on one surface (a lower surface in FIG. 1) of a rectangular element substrate. ) Is attached. This magnetoresistive element has a property that its resistance value change rate saturates at a predetermined magnetic flux density, for example, 10 mT, and a strip-shaped thin-film ferromagnetic alloy is bent to increase the resistance. It is formed in such a pattern shape. Further, a bias magnet 11 shown in FIG. 1 is fixed to a predetermined position on the other surface (the upper surface in FIG. 1) of the magnetic sensor 10 by an adhesive.

【0014】上記のように構成された磁気センサ10
は、図1に示すようにハイブリッドIC基板30(以
下、単にIC基板30という)に実装され、その端部に
は複数のターミナル7が接続されている。ターミナル7
はハウジング3内に埋設されており、側方に延出してハ
ウジング3と一体にコネクタ8が形成されている。IC
基板30はハウジング3の凹部3b内に収容され、支持
面3dに支持されており、凹部3bはゴム製のシール部
材19を介して合成樹脂製のカバー9により密閉され
る。そして、磁気センサ10はIC基板30の一方の面
に付着されるが、更にIC基板30全体を合成樹脂によ
りモールドすることとしてもよい。而して、磁気抵抗素
子にはロータマグネット20とバイアスマグネット11
の両マグネットの合成磁界が印加されるところとなる。
尚、IC基板30には磁気センサ10の出力信号を処理
する検出回路素子等が実装されているが、周知であるの
で説明は省略する。
The magnetic sensor 10 configured as described above
1 is mounted on a hybrid IC board 30 (hereinafter simply referred to as an IC board 30) as shown in FIG. 1, and a plurality of terminals 7 are connected to its end. Terminal 7
Is buried in the housing 3 and extends sideways to form a connector 8 integrally with the housing 3. IC
The substrate 30 is accommodated in the concave portion 3b of the housing 3 and supported by the support surface 3d. The concave portion 3b is hermetically sealed by a synthetic resin cover 9 via a rubber seal member 19. The magnetic sensor 10 is attached to one surface of the IC substrate 30, but the entire IC substrate 30 may be molded with a synthetic resin. Thus, the magnetoresistive element includes the rotor magnet 20 and the bias magnet 11.
Where the combined magnetic field of the two magnets is applied.
Note that a detection circuit element for processing the output signal of the magnetic sensor 10 and the like are mounted on the IC board 30, but the description is omitted because it is well known.

【0015】上記ロータマグネット20はシャフト2に
対し以下に説明するように装着され、シャフト2と一体
となって回転するように構成されている。即ち、シャフ
ト2の他方の端部には軸方向に凹部2bが形成されてお
り、シャフト2の一方の端部に形成されたレバー5にリ
ターンスプリング6が組付けられた後、軸受4内に挿入
され、レバー5がカラー24に当接した状態で支持され
る。シャフト2がこのように支持された状態で、凹部2
bに圧縮スプリング21が収容され、その上にロータマ
グネット20が収容される。また、本発明にいう弾性部
材たる環状の皿ばね23がシャフト2回りに嵌合され軸
受4に着座する。そして、ロータマグネット20の頂部
に嫌気性の接着剤が塗布された後、有底筒体形状の蓋体
22がシャフト2に圧入される。これにより、ロータマ
グネット20は圧縮スプリング21によって蓋体22の
底面に押圧された状態となり、蓋体22に強固に接着さ
れる。
The rotor magnet 20 is mounted on the shaft 2 as described below, and is configured to rotate integrally with the shaft 2. That is, a concave portion 2 b is formed in the other end of the shaft 2 in the axial direction, and after the return spring 6 is attached to the lever 5 formed at one end of the shaft 2, The collar 5 is inserted and supported in a state where the lever 5 is in contact with the collar 24. With the shaft 2 supported in this manner, the recess 2
The compression spring 21 is accommodated in b, and the rotor magnet 20 is accommodated thereon. Further, an annular disc spring 23 as an elastic member according to the present invention is fitted around the shaft 2 and seats on the bearing 4. After the anaerobic adhesive is applied to the top of the rotor magnet 20, the bottomed cylindrical lid 22 is pressed into the shaft 2. As a result, the rotor magnet 20 is pressed against the bottom surface of the lid 22 by the compression spring 21, and is firmly adhered to the lid 22.

【0016】この場合において、ハウジング3に固着さ
れた軸受4回りにはカラー24が装着され、蓋体22と
軸受4との間には皿ばね23が介装されているので、蓋
体22の圧入によりシャフト2は、レバー5及びカラー
24を介して、ハウジング3に対する軸方向の移動が規
制されると共に、皿ばね23によって、軸受4ひいては
ハウジング3に対し、これから磁気センサ10の方向
(図1の上方)に付勢された状態となる。
In this case, a collar 24 is mounted around the bearing 4 fixed to the housing 3, and a disc spring 23 is interposed between the lid 22 and the bearing 4. The press-fitting restricts the shaft 2 from moving in the axial direction with respect to the housing 3 via the lever 5 and the collar 24, and the disc spring 23 causes the bearing 4 and thus the housing 3 to move in the direction of the magnetic sensor 10 (FIG. 1). Above).

【0017】而して、IC基板30を例えば所定厚さの
シム板(図示せず)を介して、蓋体22の頂面が支持面
3dと同一面となるまで、即ちIC基板30がハウジン
グ3の支持面3dに当接するまで押圧し、蓋体22をシ
ャフト2に圧入することにより、蓋体22の頂面とIC
基板30の下面との間隙が上記シム板の所定厚さと等し
い値となる位置で蓋体22がシャフト2に固定される。
このとき、例えば軸受2等の寸法にばらつきがあっても
圧縮スプリング21によって吸収されるので、蓋体22
とIC基板30との間隙、ひいてはロータマグネット2
0と磁気抵抗素子との間隙は所定の値に保持される。
Thus, the IC substrate 30 is placed on the housing via a shim plate (not shown) of a predetermined thickness until the top surface of the lid 22 is flush with the support surface 3d, that is, the IC substrate 30 is mounted on the housing. 3 until it comes into contact with the support surface 3d, and press-fits the lid 22 into the shaft 2 so that the top surface of the lid 22 and the IC
The lid 22 is fixed to the shaft 2 at a position where the gap with the lower surface of the substrate 30 has a value equal to the predetermined thickness of the shim plate.
At this time, for example, even if the dimensions of the bearing 2 and the like vary, they are absorbed by the compression spring 21 so that the lid 22
Between the IC and the IC substrate 30, and thus the rotor magnet 2
The gap between 0 and the magnetoresistive element is kept at a predetermined value.

【0018】このように、本実施例によれば特別な治具
を必要とすることなく、蓋体22をIC基板30に対し
所定の間隙を以て対峙するように配設することができる
と共に、皿ばね23によって所定の間隙が維持される。
このときの皿ばね23の付勢力は、レバー5が従来に比
し軽量であるので、従来より小さくてよく、従って蓋体
22と軸受4との間隙を小さくすることができると共
に、蓋体22とシャフト2の接合部を小さくすることが
できる。尚、蓋体22はシャフト2に対し圧入ではなく
螺着によって固定することとしてもよい。また、圧縮ス
プリング21を設けることなく、予め接着剤によってロ
ータマグネット20を蓋体22の底部に接着しておくこ
ととしてもよい。
As described above, according to the present embodiment, the lid 22 can be disposed so as to face the IC substrate 30 with a predetermined gap without requiring a special jig, and A predetermined gap is maintained by the spring 23.
At this time, the urging force of the disc spring 23 may be smaller than before because the lever 5 is lighter than before, so that the gap between the cover 22 and the bearing 4 can be reduced, and The joint between the shaft 2 and the shaft 2 can be reduced. The lid 22 may be fixed to the shaft 2 by screwing instead of press fitting. Further, the rotor magnet 20 may be bonded to the bottom of the lid 22 with an adhesive in advance without providing the compression spring 21.

【0019】上記の構成になる本実施例のスロットルポ
ジションセンサ1において、図示しないスロットルバル
ブに連動して図1に示すレバー5が駆動されシャフト2
が軸受4内で回動する。このシャフト2の回動に伴いロ
ータマグネット20による磁界も回転し、磁気抵抗素子
に対してこれを含む平行磁束の磁界の方向が変化する。
即ち、ロータマグネット20の磁界とバイアスマグネッ
ト11のバイアス磁界との合成磁界の方向が変化する。
而して、異方性磁気抵抗効果により磁気抵抗素子の抵抗
値が変化し、磁気センサ10からシャフト2の回転に応
じた信号が出力され、シャフト2の回転角に対する磁気
センサ10の出力特性は、広範囲のリニアリティを有す
る特性となる。
In the throttle position sensor 1 of this embodiment having the above-described structure, the lever 5 shown in FIG.
Rotates in the bearing 4. As the shaft 2 rotates, the magnetic field generated by the rotor magnet 20 also rotates, and the direction of the magnetic field of the parallel magnetic flux including the magnetic field changes with respect to the magnetoresistive element.
That is, the direction of the combined magnetic field of the magnetic field of the rotor magnet 20 and the bias magnetic field of the bias magnet 11 changes.
Thus, the resistance value of the magnetoresistive element changes due to the anisotropic magnetoresistance effect, a signal corresponding to the rotation of the shaft 2 is output from the magnetic sensor 10, and the output characteristic of the magnetic sensor 10 with respect to the rotation angle of the shaft 2 is , Resulting in characteristics having a wide range of linearity.

【0020】以上のように、本実施例によれば、レバー
5は合成樹脂によりシャフト2に一体的に形成されてい
るので軽量であり、組付も不要となる。そして、蓋体2
2と軸受4との間に皿ばね23が介装され磁気センサ1
0方向に付勢されているので、シャフト2をハウジング
3に対して所定の位置に適切に支持することができる。
また、蓋体22のシャフト2に対する固定位置が、ロー
タマグネット20と磁気センサ10との間の所定の間隙
に応じて調整されるので、ロータマグネット20の磁気
センサ10に対する相対位置変化に起因する誤差は小さ
く抑えられ、所期の出力特性が得られる。
As described above, according to this embodiment, since the lever 5 is formed integrally with the shaft 2 by a synthetic resin, it is lightweight and does not need to be assembled. And lid 2
A disc spring 23 is interposed between the magnetic sensor 1 and the bearing 4.
Since the shaft 2 is urged in the zero direction, the shaft 2 can be appropriately supported at a predetermined position with respect to the housing 3.
In addition, since the fixed position of the lid 22 with respect to the shaft 2 is adjusted according to a predetermined gap between the rotor magnet 20 and the magnetic sensor 10, an error caused by a change in the relative position of the rotor magnet 20 with respect to the magnetic sensor 10 is generated. Is suppressed to a small value, and desired output characteristics can be obtained.

【0021】図3は本発明の他の実施例を示すもので、
前述の実施例ではシャフト2とレバー5が別部材で形成
されているのに対し、これらを合成樹脂により一体で形
成し、一部材の回転体50としたものである。その他の
構成は前述の実施例と同様であるので主な部品と同一符
号を付して説明は省略する。而して、本実施例によれば
レバーのみならずシャフトも合成樹脂によって形成され
るので、一層軽量となる。また、これにより皿ばね23
の付勢力を更に小とし、蓋体22と軸受4との間隙を小
さくすることができると共に、蓋体22とシャフト2の
接合部を小さくすることができるので、一層の小型化が
可能となる。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention.
In the above-described embodiment, the shaft 2 and the lever 5 are formed as separate members, but these are integrally formed of a synthetic resin to form a single rotating member 50. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and thus the same reference numerals are assigned to the main components, and the description is omitted. Thus, according to this embodiment, not only the lever but also the shaft is made of synthetic resin, so that the weight is further reduced. This also allows the disc spring 23
Can be further reduced, the gap between the lid 22 and the bearing 4 can be reduced, and the joint between the lid 22 and the shaft 2 can be reduced, so that further downsizing can be achieved. .

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、本発明の回転角度
センサにおいては、シャフトの一方の端部にレバーが樹
脂によって一体的に形成され、シャフトの他方の端部と
蓋体との間に磁石部材が収容された後、蓋体が所定位置
でシャフトに固定されると共に、蓋体とハウジングとの
間に弾性部材が介装され、シャフトが検出素子方向に付
勢されるように構成されているので、磁石部材の装着位
置の変動による出力特性の変化を防止することができ、
安定した出力特性が得られる。しかも、レバーが軽量と
なり、付勢力が小さい弾性部材によってシャフトをハウ
ジングに適切に支持することができ、蓋体とシャフトと
の接合部も小さくすることができるので、全体として小
型、軽量に形成することができる。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, in the rotation angle sensor of the present invention, a lever is integrally formed at one end of the shaft with resin, and after the magnet member is housed between the other end of the shaft and the lid, the lid is Since the body is fixed to the shaft at a predetermined position, an elastic member is interposed between the lid and the housing, and the shaft is configured to be urged in the direction of the detection element. Changes in output characteristics due to fluctuations in
Stable output characteristics can be obtained. Moreover, the lever is lightweight, the shaft can be appropriately supported on the housing by the elastic member having a small urging force, and the joint between the lid and the shaft can be reduced. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の回転角度センサの一実施例に係るスロ
ットルポジションセンサの縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a throttle position sensor according to an embodiment of a rotation angle sensor of the present invention.

【図2】本発明の一実施例におけるシャフト先端部の拡
大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a tip portion of a shaft according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の回転角度センサの他の実施例に係るス
ロットルポジションセンサの縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a throttle position sensor according to another embodiment of the rotation angle sensor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 シャフト 3 ハウジング 4 軸受 5 レバー 6 リターンスプリング 10 磁気センサ(検出素子) 11 バイアスマグネット 20 ロータマグネット(磁石部材) 21 圧縮スプリング 22 蓋体 23 皿ばね(弾性部材) 30 ハイブリットIC基板 Reference Signs List 2 shaft 3 housing 4 bearing 5 lever 6 return spring 10 magnetic sensor (detection element) 11 bias magnet 20 rotor magnet (magnet member) 21 compression spring 22 lid 23 disc spring (elastic member) 30 hybrid IC substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 7/00 - 7/34 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 7 /00-7/34 G01D 5/00-5/252 G01D 5/39-5/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 強磁性磁気抵抗素子を有する検出素子
と、該検出素子を支持するハウジングと、該ハウジング
に回動自在に支持し前記検出素子に対して相対的に回転
するシャフトと、該シャフトの一方の端部に一体的に形
成した樹脂製のレバーと、前記シャフトの他方の端部に
対し軸方向に移動可能に装着し所定位置で前記シャフト
に固定する蓋体と、該蓋体と前記シャフトの他方の端部
との間に収容し少くとも前記強磁性磁気抵抗素子を含む
磁界を形成する磁石部材と、前記蓋体と前記ハウジング
との間に介装し前記シャフトを前記検出素子方向に付勢
する弾性部材とを備えたことを特徴とする回転角度セン
サ。
A detecting element having a ferromagnetic magneto-resistive element; a housing supporting the detecting element; a shaft rotatably supported by the housing and rotating relative to the detecting element; A resin lever integrally formed at one end of the shaft, a lid movably mounted in the axial direction with respect to the other end of the shaft, and fixed to the shaft at a predetermined position; A magnet member housed between the other end of the shaft and forming a magnetic field including at least the ferromagnetic magnetoresistive element; and a shaft interposed between the lid and the housing, the shaft being connected to the detection element. A rotation angle sensor comprising: an elastic member that urges in a direction.
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