JP3436684B2 - 回動角検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば回動軸の回
動角等を検出するのに好適に用いられる回動角検出装置
に関し、特に自動車用エンジンのスロットルバルブ開度
を検出するのに用いられる回動角検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子制御式燃料噴射装置を備え
た自動車用エンジン等では、エンジンの吸気通路の途中
にスロットルバルブを設け、スロットルバルブの開度を
回動角検出装置により検出する構成としている。そし
て、該回動角検出装置からの信号は、エンジンの吸入空
気量に対応した信号としてコントロールユニットに出力
され、該コントロールユニットでは吸入空気量に対応さ
せて燃料の噴射量を演算するものである。

【０００３】そして、この回動角検出装置では、スロッ
トルバルブの開度を検出するのに、抵抗体とブラシとか
らなるポテンショメータを用い、このブラシ側を前記ス
ロットルバルブの回動軸（弁軸）に連結し、スロットル
バルブの回動に応じてブラシが抵抗体上を摺動変位する
ことにより、スロットルバルブの開度を抵抗体の抵抗値
変化として検出する構成としている。

【０００４】しかし、この従来技術では、抵抗体上をブ
ラシが摺動するからブラシの浮き等により瞬間的に信号
が遮断されることがある。また、長期に亘る使用におい
ては、ブラシ、抵抗体等の摩耗により、回動角検出装置
はその耐久性や信頼性が低下するという問題がある。

【０００５】この問題を解決するために、本発明者達
は、例えば特開平９−１８９５０８号公報により、マグ
ネットの周囲を取り囲む第１，第２のヨーク、第３，第
４のヨークと、第１，第２のヨーク間に配設された第１
のホール素子、第３，第４のヨーク間に配設された第２
のヨーク素子とを備えた４極方式の回動角検出装置を提
案している。

【０００６】また、特開平９−１８９５０９号公報によ
り、マグネットの周囲を取り囲む第１，第２，第３のヨ
ークと、第１，第３のヨークとの間に配設された第１の
ホール素子、第２，第３のヨークとの間に配設された第
２のホール素子とを備えた３極方式の回動角検出装置を
提案している。

【０００７】そこで、この従来技術による回動角検出装
置のうち、特開平９−１８９５０９号公報による３極方
式の回動角検出装置について図９を参照しつつ説明す
る。

【０００８】１はケーシングとしてのスロットルボディ
で、該スロットルボディ１には後述の弁軸２を中心にし
て回動されるスロットルバルブ（図示せず）が設けられ
る。また、スロットルボディ１には弁軸２の突出端側を
取囲むように筒状の嵌合部１Ａが形成され、該嵌合部１
Ａ内にはヨーク取付部材３の筒部３Ａが嵌合して固着さ
れている。

【０００９】２は回動軸となる弁軸で、該弁軸２は金属
材料により棒状に形成され、スロットルボディ１に軸受
等を用いて回動可能に設けられている。

【００１０】３は弁軸２の軸方向一側に位置してスロッ
トルボディ１に設けられたヨーク取付部材で、該ヨーク
取付部材３は、樹脂材料により成形され、下側に開口す
る筒部３Ａと、該筒部３Ａの上端を施蓋する厚肉平板状
の隔壁部３Ｂと、該隔壁部３Ｂの上側部位に凹設された
基板収容室３Ｃと、前記隔壁部３Ｂの下側部位に凹設さ
れたマグネット収容室３Ｄと、前記筒部３Ａから径方向
外側に向けて突出形成されたコネクタ部３Ｅとにより構
成されている。

【００１１】４はヨーク取付部材３のマグネット収容室
３Ｄ内に配設されたマグネットで、該マグネット４は、
長手方向両端が磁極を有し、全体として矩形状または小
判状に形成され、中心部には弁軸２の軸方向に延びる貫
通孔４Ａが穿設されている。そして、貫通孔４Ａ内に弁
軸２の突出端側を挿嵌し、その先端をカシメ固定するこ
とにより、マグネット４は弁軸２に固着されている。

【００１２】５はヨーク取付部材３に設けられた第１の
ヨークで、該第１のヨーク５の一側にはマグネット４の
円弧面部と対向した円弧状の磁極片部５Ａが形成され、
他側にはヨーク取付部材３の基板収容室３Ｃ内へとＬ字
状に屈曲して突出した延長部５Ｂが形成され、後述する
第１のホール素子８を上側から覆っている。

【００１３】６はヨーク取付部材３に設けられた第２の
ヨークで、該第２のヨーク６の一側にはマグネット４の
円弧面部と対向した円弧状の磁極片部６Ａが形成され、
他側にはヨーク取付部材３の基板収容室３Ｃ内へとＬ字
状に屈曲して突出した延長部６Ｂが形成され、後述する
第２のホール素子９を上側から覆っている。

【００１４】７はヨーク取付部材３に設けられた第３の
ヨークで、該第３のヨーク７の一側にはマグネット４の
円弧面部と対向した円弧状の磁極片部７Ａが形成され、
他側にはヨーク取付部材３の隔壁部３Ｂ上を後述の回路
基板１０の表面に沿って延び、延長部５Ｂ，６Ｂと対向
する位置に配設された他の延長部７Ｂ，７Ｂが形成され
ている。

【００１５】８は回路基板１０上に設けられた信号出力
手段としての第１のホール素子で、該第１のホール素子
８は、第１のヨーク５の延長部５Ｂと第３のヨーク７の
延長部７Ｂとの間に位置し、磁束密度を比例した信号を
出力するものである。

【００１６】９は回路基板１０上に設けられた信号出力
手段としての第２のホール素子で、該第２のホール素子
９は、第２のヨーク６の延長部６Ｂと第３のヨーク７の
延長部７Ｂとの間に位置し、磁束密度を比例した信号を
出力するものである。

【００１７】１０はヨーク取付部材３の基板収容室３Ｃ
内に収容され、例えばセラミック等の絶縁材料により形
成された回路基板で、該回路基板１０上にはホール素子
８，９等が実装されている。また、該回路基板１０には
複数本の端子ピン１１（１本のみ図示）の基端が接続さ
れ、該端子ピン１１の先端はコネクタ部３Ｅ内に向けて
延びている。また、回路基板１０上には演算回路（図示
せず）が実装され、この演算回路はホール素子８，９か
ら出力される信号から回動角を演算する構成となってい
る。

【００１８】１２は樹脂材料により平板状に形成され、
ヨーク取付部材３の基板収容室３Ｃを密閉状態で施蓋す
るカバーで、該カバー１２と基板収容室３Ｃとの間には
弾性材料により形成されたパッキン１３が設けられてい
る。

【００１９】１４はヨーク取付部材３の隔壁部３Ｂ内に
埋設された磁気遮蔽板で、該磁気遮蔽板１４は、ホール
素子８，９に、マグネット４からの磁束等が直接的に影
響するのを防止するものである。

【００２０】このように構成される従来技術の角速度検
出装置では、弁軸２がスロットルバルブの弁開度に応じ
て回動すると、弁軸２に固着されたマグネット４も回動
する。このとき、マグネット４の円弧面部と第１のヨー
ク５の磁極片部５Ａ、マグネットの円弧面部と第２のヨ
ーク６の磁極片部６Ａとの対向面積がそれぞれ変化し、
第１のヨーク５を通る磁束密度、第２のヨーク６を通る
磁束密度がそれぞれ変化する。そして、ホール素子８，
９では、この磁束密度を検出して回路基板１０に出力す
ることにより、回路基板１０に実装された演算回路によ
って、弁軸２の回動角を検出することができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による回動角検出装置では、弁軸２の端部にマグ
ネット４をカシメによって固定した上で、該スロットル
ボディ１の嵌合部１Ａにヨーク取付部材３の筒部３Ａを
組付けるようにしている。また、弁軸２の先端側には、
ヨーク取付部材３の隔壁部３Ｂ、第３のヨーク６の延長
部６Ｂ、回路基板１０、第１のヨーク５の延長部５Ｂ、
第２のヨーク６の延長部６Ｂ、カバー１２等が配置され
ているため、弁軸２の先端にはスロットルバルブの開閉
操作を安定させるための、ヒステリシス発生機構等を取
付けることができないという問題があった。

【００２２】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は回動軸の先端に他の部位の取付
けを可能とし、使用範囲を広げることのできる回動角検
出装置を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明が採用する回動角検出装置は、
ケーシングと、該ケーシングに回動可能に設けられた回
動軸と、該回動軸の軸方向一側に位置して前記ケーシン
グに設けられたヨーク取付部材と、該ヨーク取付部材に
前記回動軸と同軸で前記回動軸よりも大径に形成され、
前記回動軸が挿通されるマグネット取付孔と、該マグネ
ット取付孔内に位置して前記回動軸に設けられたマグネ
ットと、該マグネットの磁極と対向した状態で前記マグ
ネットとほぼ同一平面上に位置して前記ヨーク取付部材
に設けられ、前記マグネットが回動するときに磁極の位
置に応じて磁束密度が変化する複数個のヨークと、該各
ヨークに形成される磁束の変化から前記マグネットの回
動角に応じた信号を出力する信号出力手段とから構成し
ている。

【００２４】このような構成とすることにより、マグネ
ットとヨークとの間を非接触状態で保持し、ヨークに対
するマグネットの磁極の位置を回動軸の回動角に対応し
て変化させることができ、信号出力手段では、このマグ
ネットの磁極位置の変化を磁束密度の変化として検出す
ることができる。

【００２５】しかも、各ヨークをマグネットとほぼ同一
平面上に位置させてヨーク取付部材に配設し、該ヨーク
取付部材にはマグネットと共に回動軸を挿通させるマグ
ネット取付孔を形成しているから、回動軸の先端側は、
マグネット取付孔を通してヨーク取付部材とから突出さ
せることができる。

【００２６】請求項２の発明では、ヨーク取付部材に、
第１のヨークと第２のヨークをマグネットの２個の磁極
を挟んで１８０°対向して設けると共に、第３のヨーク
と第４のヨークを前記第１，第２のヨークとの間に位置
して１８０°対向した状態で設け、前記第１，第２のヨ
ークと第３，第４のヨークとは前記ヨーク取付部材に対
し軸方向に重ねた状態で配設したことにある。

【００２７】このように構成することにより、マグネッ
トを４個のヨークに対して非接触状態で保持する４極方
式の回動角検出装置として構成でき、回動軸と共にマグ
ネットを回動すると、例えばマグネットの磁極と第１の
ヨーク、マグネットの磁極と第２のヨークとの対向面積
がそれぞれ増加し、第１，第２のヨークを通る磁束密度
が大きくなる。一方、マグネットの磁極と第３のヨー
ク、マグネットの磁極と第４のヨークとの対向面積がそ
れぞれ減少し、第３，第４のヨークを通る磁束密度が小
さくなる。

【００２８】請求項３の発明では、ヨーク取付部材に、
第１のヨークと第２のヨークとをマグネットの一方の磁
極に対向して隣り合って設けると共に、第３のヨークを
前記第１，第２のヨークの間に位置して前記マグネット
の他方の磁極に対向して設け、前記第１，第２，第３の
ヨークは前記ヨーク取付部材に対しほぼ同一平面上に配
設したことにある。

【００２９】このように構成することにより、マグネッ
トを３個のヨークに対して非接触状態で保持する３極方
式の回動角検出装置として構成でき、回動軸と共にマグ
ネットを回動させると、例えばマグネットの磁極と第１
のヨークとの対向面積が増加して磁束密度が大きくな
る。一方、マグネットの磁極と第２のヨークとの対向面
積が減少して磁束密度が小さくなる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回動角検出装
置の実施の形態を、図１ないし図８を参照しつつ詳細に
説明する。なお、本実施の形態では前述した従来技術と
同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略す
るものとする。

【００３１】まず、図１ないし図３に基づいて、本発明
による第１の実施の形態について説明する。

【００３２】２１はケーシングとしてのスロットルボデ
ィで、該スロットルボディ２１には、後述の弁軸２２の
突出端側を取囲むように筒状の嵌合部２１Ａが形成さ
れ、該嵌合部２１Ａ内には後述するヨーク取付部材２３
の筒部２３Ａが嵌合して固着されている。

【００３３】２２は回動軸となる弁軸で、該弁軸２２は
金属材料により棒状に形成され、スロットルボディ２１
に軸受等を用いて回動可能に設けられている。また、本
実施の形態による弁軸２２は、ヨーク取付部材２３のマ
グネット取付孔２４を通して外部に突出している。

【００３４】２３は弁軸２２の軸方向一側に位置してス
ロットルボディ２１に設けられたヨーク取付部材で、該
ヨーク取付部材２３は、樹脂材料により成形され、下側
に開口する厚肉の筒部２３Ａと、該筒部２３Ａから径方
向外側に向けて突出形成されたコネクタ部２３Ｂとから
構成されている。

【００３５】２４はマグネット取付孔で、該マグネット
取付孔２４は、ヨーク取付部材２３に弁軸２２と同軸
で、かつ前記弁軸２２よりも大径に形成されている。そ
して、ヨーク取付部材２３の筒部２３Ａをスロットルボ
ディ２１の嵌合部２１Ａに取付けることにより、該マグ
ネット取付孔２４内には前記弁軸２２が挿通される。

【００３６】２５はヨーク取付部材２３のマグネット取
付孔２４内に配設されたマグネットで、該マグネット２
５は長さ方向の両側が磁極となった矩形状または小判状
に形成されている。また、該マグネット２５は、図３に
示すように、長手方向両端が円弧面部２５Ａ，２５Ｂと
なり、幅方向両端が平行面部２５Ｃ，２５Ｄとなり、中
心部には弁軸２２の軸方向に延びる貫通孔２５Ｅが穿設
され、該貫通孔２５Ｅ内に弁軸２２が挿嵌されている。
また、マグネット２５の円弧面部２５Ａ，２５Ｂは弁軸
２２を中心にして９０°の角度範囲に亘り一定の曲率を
もって周方向に延び、その端面側には磁極（Ｎ極，Ｓ
極）が形成されている。

【００３７】２６は第１のヨークで、該第１のヨーク２
６は、マグネット２５の円弧面部２５Ａと対向した状態
で、該円弧面部２５Ａとの対向面が円弧状に湾曲した磁
極片部２６Ａと、該磁極片部２６Ａの周方向中間部の上
側から径方向外側に突出し右回りに円弧状に延びる延長
部２６Ｂとからなっている。

【００３８】２７は第２のヨークで、該第２のヨーク２
７は、マグネット２５の円弧面部２５Ｂと対向した状態
で、該円弧面部２５Ｂとの対向面が円弧状に湾曲した磁
極片部２７Ａと、該磁極片部２７Ａの周方向中間部の上
側から径方向外側に突出し左回りに円弧状に延びる延長
部２７Ｂとからなっている。

【００３９】そして、ヨーク２６，２７は、図１、図２
に示すように、マグネット２５とほぼ同一平面Ａ1 上に
位置してヨーク取付部材２３に配設されている。また、
ヨーク２６，２７では、磁極片部２６Ａと磁極片部２７
Ａとはマグネット２５を挟んで対向し、延長部２６Ｂの
端面と延長部２７Ｂの端面とは後述する第１のホール素
子３０を挟んで対向している。

【００４０】２８は第３のヨークで、該第３のヨーク２
８は、マグネット２５の円弧面部２５Ａと対向した状態
で、該円弧面部２５Ａとの対向面が円弧状に湾曲した磁
極片部２８Ａと、該磁極片部２８Ａの周方向中間部の下
側から径方向外側に突出し左回りに円弧状に延びる延長
部２８Ｂとからなっている。

【００４１】２９は第４のヨークで、該第４のヨーク２
９は、マグネット２５の円弧面部２５Ｂと対向した状態
で、該円弧面部２５Ｂとの対向面が円弧状に湾曲した磁
極片部２９Ａと、該磁極片部２９Ａの周方向中間部の下
側から径方向外側に突出し右回りに円弧状に延びる延長
部２９Ｂとからなっている。

【００４２】そして、ヨーク２８，２９は、図１、図２
に示すように、マグネット２５とほぼ同一平面Ａ2 上に
位置してヨーク取付部材２３に配設されている。また、
ヨーク２８，２９では、磁極片部２８Ａと磁極片部２９
Ａとはマグネット２５を挟んで対向し、延長部２８Ｂの
端面と延長部２９Ｂの端面とは後述する第２のホール素
子３１を挟んで対向している。

【００４３】さらに、磁極片部２６Ａ，２７Ａ，２８
Ａ，２９Ａは、磁極片部２６Ａと磁極片部２７Ａをマグ
ネット２５の円弧面部２５Ａ，２５Ｂを挟んで１８０°
対向して設けると共に、磁極片部２８Ａと磁極片部２９
Ａを磁極片部２６Ａ，２７Ａとの間に位置して１８０°
対向した状態で、前記ヨーク２６，２７とヨーク２８，
２９とは、ヨーク取付部材２３に対し軸方向に重ねた状
態で配設されている。

【００４４】３０は信号出力手段としての第１のホール
素子で、該第１のホール素子３０は、図２、図３に示す
ように、一方の延長部２６Ｂの端面と他方の延長部２７
Ｂの端面との間に配設されている。そして、第１のホー
ル素子３０は、マグネット２５、第１のヨーク２６、第
２のヨーク２７からなる第１の閉磁路を通る磁束密度に
比例した第１の信号を出力するものである。

【００４５】３１は信号出力手段としての第２のホール
素子で、該第２のホール素子３１は、一方の延長部２８
Ｂの端面と他方の延長部２９Ｂの端面との間に配設され
ている。そして、第２のホール素子３１は、マグネット
２５、第３のヨーク２８、第４のヨーク２９からなる第
２の閉磁路を通る磁束密度に比例した第２の信号を出力
するものである。

【００４６】ここで、図３に示す如く、マグネット２５
（弁軸２２）の回動角±θは、円弧面部２５Ａの中心部
位が磁極片部２６Ａ，２８Ａとの間の中間位置にあると
きを零位置とし、マグネット２５が右側に回動したとき
を正方向（＋θ）、左側に回動したときを負方向（−
θ）とする。このとき、マグネット２５（弁軸２２）が
回動する範囲は±４５°の間であり、回動角±θが＋４
５°のときにはスロットルバルブの最大開弁時（フルス
ロットル時）に対応している。

【００４７】３２，３２はヨーク取付部材２３のコネク
タ部２３Ｂ内に延出された端子ピン（一方のみ図示）
で、該各端子ピン３２は図示しないリード線によって第
１のホール素子３０、第２のホール素子３１に接続され
ている。

【００４８】３３は弁軸２２の先端側に設けられた他の
部品となるヒステリシス発生機構で、該ヒステリシス発
生機構３３は、開弁時と閉弁時とでスロットルバルブの
保持力を制御して、バルブ開閉操作を安定させると共
に、ペダルの操作性を高めるものである。

【００４９】このように構成された第１の実施の形態に
よる回動角検出装置は、４個のヨーク２６，２７，２
８，２９によって４極方式の回動角検出装置を構成する
もので、図３に示すように、弁軸２２の回動に伴いマグ
ネット２５の円弧面部２５Ａは、磁極片部２６Ａ，２８
Ａが周方向に離間した位置から±４５°の範囲で、回動
角±θをもって周方向に回動する。このとき、マグネッ
ト２５の円弧面部２５Ａは、磁極片部２６Ａと対向する
と共に磁極片部２８Ａとも対向する。

【００５０】一方、弁軸２２の回動に伴いマグネット２
５の円弧面部２５Ｂは、磁極片部２７Ａ，２９Ａが周方
向に離間した位置から±４５°の範囲で、回動角±θを
もって周方向に回動する。このとき、マグネット２５の
円弧面部２５Ｂは、磁極片部２７Ａと対向すると共に磁
極片部２９Ａとも対向している。

【００５１】そして、マグネット２５から発生した磁束
は、ヨーク２６，２７を通じて第１のホール素子３０に
導かれ、ヨーク２８，２９を通じて第２のホール素子３
１に導かれている。

【００５２】これにより、第１のホール素子３０から
は、ヨーク２６，２７を通る磁束密度に対応した第１の
信号を出力し、第２のホール素子３１からは、ヨーク２
８，２９を通る磁束密度に対応した第２の信号を出力す
る。さらに、これらの信号は外部に接続された信号処理
回路に導出され、該信号処理回路は、これらの信号を演
算処理して回動角±θに対応した検出信号を出力し、弁
軸２２の回動角±θを検出することができる。

【００５３】然るに、本実施の形態による回動角検出装
置では、ヨーク取付部材２３には、マグネット２５とほ
ぼ同一平面Ａ1 上に位置したヨーク２６，２７を設ける
と共に、マグネット２５とほぼ同一平面Ａ2 上に位置し
たヨーク２８，２９を設け、該ヨーク取付部材２３には
マグネット取付孔２４を形成しているから、該マグネッ
ト取付孔２４を挿通して弁軸２２の先端側を外部に突出
させることができる。これにより、例えば弁軸２２の先
端には例えばヒステリシス発生機構３３を取付ける構成
を作用することができる。従って、弁軸２２の先端にヒ
ステリシス発生機構３３を設けた場合には、スロットル
バルブの開閉操作を安定させることができる。

【００５４】さらに、回動角検出装置を、例えば電動式
のスロットル装置に用いた場合には、ヒステリシス発生
機構３３に代えて弁軸２２に電動モータの駆動軸等を取
付けることもでき、当該回動角検出装置は、その使用範
囲を広げることができる。

【００５５】また、第１のホール素子３０と第２のホー
ル素子３１は、磁極片部２６Ａ，２７Ａ，２８Ａ，２９
Ａの外周側に配設されているから、従来技術のようにヨ
ーク取付部材３の上側にホール素子８，９を配置するも
のに比べ、ヨーク取付部材２３を薄型に形成することが
でき、装置全体の小型化を図ることができる。

【００５６】さらに、本実施の形態では、ヨーク２６，
２７をマグネット２５とほぼ同一平面Ａ1 上に配設し、
ヨーク２８，２９をマグネット２５とほぼ同一平面Ａ2
上に配設したから、マグネット２５からの磁界が強い位
置に磁極片部２６Ａ，２７Ａ，２８Ａ，２９Ａを設ける
ことができ、弁軸２２の回動角に対するヨーク２６，２
７，２８，２９中を通る磁束密度を高感度に検出するこ
とができる。

【００５７】次に、第２の実施の形態を図４、図５に基
づいて説明するに、本実施の形態の特徴は、各ホール素
子の磁気検出方向を弁軸の軸方向としたことにある。な
お、本実施の形態では前述した第１の実施の形態と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。

【００５８】４１は第１の実施の形態で述べた第１のヨ
ーク２６に代えて用いらる第１のヨークで、該第１のヨ
ーク４１も、磁極片部４１Ａと、延長部４１Ｂと、該延
長部４１Ｂの先端側に位置し下側を切欠くことによって
形成された段部４１Ｃとにより構成されている。

【００５９】４２は第２のヨーク２７に代えて用いらる
第２のヨークで、該第２のヨーク４２も、磁極片部４２
Ａと、延長部４２Ｂと、該延長部４２Ｂの先端側に位置
して上側を切欠くことによって形成された段部４２Ｃと
により構成されている。

【００６０】そして、ヨーク４１，４２は、図４に示す
ように、マグネット２５とほぼ同一平面Ｂ1 上に位置し
てヨーク取付部材（図示せず）に配設されている。ま
た、ヨーク４１，４２では、磁極片部４１Ａと磁極片部
４２Ａとはマグネット２５を挟んで対向し、段部４１Ｃ
と段部４２Ｃとは後述する第１のホール素子４５を挟ん
で対向している。

【００６１】４３は第１の実施の形態で述べた第３のヨ
ーク２８に代えて用いらる第３のヨークで、該第３のヨ
ーク４３も、磁極片部４３Ａと、延長部４３Ｂと、該延
長部４３Ｂの先端側に位置し上側を切欠くことによって
形成された段部４３Ｃとにより構成されている。

【００６２】４４は第４のヨーク２９に代えて用いらる
第４のヨークで、該第４のヨーク４４も、磁極片部４４
Ａと、延長部４４Ｂと、該延長部４４Ｂの先端側に位置
して下側を切欠くことによって形成された段部４４Ｃと
により構成されている。

【００６３】そして、ヨーク４３，４４は、図４に示す
ように、マグネット２５とほぼ同一平面Ｂ2 上に位置し
てヨーク取付部材に配設されている。また、ヨーク４
３，４４では、磁極片部４３Ａと磁極片部４４Ａとはマ
グネット２５を挟んで対向し、段部４３Ｃと段部４４Ｃ
とは後述する第２のホール素子４６を挟んで対向してい
る。

【００６４】４５は信号出力手段としての第１のホール
素子で、該第１のホール素子４５は、一方の延長部４１
Ｂの段部４１Ｃと他方の延長部４２Ｂの段部４２Ｃとの
間に配設されている。また、該第１のホール素子４５の
磁気検出方向は弁軸２２の軸方向となっている。

【００６５】４６は信号出力手段としての第２のホール
素子で、該第２のホール素子４６は、一方の延長部４３
Ｂの段部４３Ｃと他方の延長部４４Ｂの段部４４Ｃとの
間に配設されている。また、該第２のホール素子４６の
磁気検出方向は弁軸２２の軸方向となっている。

【００６６】このように構成される回動角検出装置で
は、前述した第１の実施の形態による回動角検出装置と
同様の作用効果を得ることができる。

【００６７】しかも、本実施の形態による回動角検出装
置では、マグネット２５の磁極方向とホール素子４５，
４６の磁気検出方向とを直交させているから、マグネッ
ト２５から発生する洩れ磁界のホール素子４５，４６に
対する影響を低く抑えることができ、弁軸２２の回動角
±θを高精度に検出することができる。

【００６８】次に、第３の実施の形態を図６、図７に基
づいて説明するに、本実施の形態の特徴は、ヨークを３
個のヨークによって構成したことにある。なお、本実施
の形態では前述した第１の実施の形態と同一の構成要素
に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００６９】５１は第１の実施の形態に用いられる第１
のヨークで、該第１のヨーク５１は、マグネット２５の
円弧面部２５Ａと対向し、約９０°の広がりをもって円
弧状に湾曲して形成された磁極片部５１Ａと、該磁極片
部５１Ａの周方向端部から後述する第３のヨーク５３の
磁極片部５３Ａ外周側に向けて延びる板状の延長部５１
Ｂとから構成され、該延長部５１Ｂの先端は、第３のヨ
ーク５３の磁極片部５３Ａに対して径方向外側に位置し
て配設されている。

【００７０】５２は第２のヨークで、該第２のヨーク５
２は、マグネット２５の円弧面部２５Ａと対向し、約９
０°の広がりをもって円弧状に湾曲して形成された磁極
片部５２Ａと、該磁極片部５２Ａの周方向端部から第３
のヨーク５３の磁極片部５３Ａ外周側に向けて延びる板
状の延長部５２Ｂとから構成され、該延長部５２Ｂの先
端は、第３のヨーク５３の磁極片部５３Ａに対して径方
向外側に位置して配設されている。

【００７１】５３は第３のヨークで、該第３のヨーク５
３は、磁極片部５１Ａ，５２Ａから周方向に僅かに離間
して約１８０°の広がりをもって円弧状に湾曲して形成
された磁極片部５３Ａによって構成されている。

【００７２】ここで、磁極片部５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ
は、磁極片部５１Ａと磁極片部５２Ａとをマグネット２
５の円弧面部２５Ａに対向して隣り合って設けると共
に、磁極片部５３Ａを磁極片部５１Ａ，５２Ａ間に位置
してマグネット２５の円弧面部２５Ｂに対向して設け、
前記ヨーク５１，５２，５３は、マグネット２５とほぼ
同一平面Ｃ上に位置してヨーク取付部材（図示せず）に
配設されている。

【００７３】ここで、図７に示すように、マグネット２
５の回動角±θは、円弧面部２５Ａの中心部位が磁極片
部５１Ａと磁極片部５２Ａとの間の中間位置にあるとき
を零位置とし、マグネット２５が右側に回動したときを
正方向（＋θ）、左側に回動したときを負方向（−θ）
とする。

【００７４】５４は信号出力手段としての第１のホール
素子で、該第１のホール素子５４は、第３のヨーク５３
の磁極片部５３Ａ外周面と第１のヨーク５１の延長部５
１Ｂとの間に配置されている。そして、第１のホール素
子５４は、マグネット２５、第１のヨーク５１、第３の
ヨーク５３からなる第１の閉磁路を通る磁束密度に比例
した第１の信号を出力するものである。

【００７５】５５は信号出力手段としての第２のホール
素子で、該第２のホール素子５５は、第３のヨーク５３
の磁極片部５３Ａ外周面と第２のヨーク５２の延長部５
２Ｂとの間に配置されている。そして、第２のホール素
子５５は、マグネット２５、第２のヨーク５２、第３の
ヨーク５３からなる第２の閉磁路を通る磁束密度に比例
した第２の信号を出力するものである。

【００７６】このように構成される本実施の形態による
回動角検出装置は、３個のヨーク５１，５２，５３によ
って３極方式の回動角検出装置を構成するもので、図７
に示すように、弁軸２２の回動に伴ってマグネット２５
の円弧面部２５Ａは、磁極片部５１Ａ，５２Ａが周方向
に離間した位置から±４５°の範囲で、回動角±θをも
って周方向に回動する。

【００７７】このとき、マグネット２５の円弧面部２５
Ａは磁極片部５１Ａと対向すると共に磁極片部５２Ａに
も対向し、マグネット２５の円弧面部２５Ｂは全体に亘
り磁極片部５３Ａと対向している。これにより、マグネ
ット２５の磁束は、第１のヨーク５１と第３のヨーク５
３を通して第１のホール素子５４に導かれ、第２のヨー
ク５２と第３のヨーク５３を通して第２のホール素子５
５に導かれている。

【００７８】これにより、第１のホール素子５４から
は、ヨーク５１，５３を通る磁束密度に対応した第１の
信号が出力され、第２のホール素子５５からは、ヨーク
５２，５３を通る磁束密度に対応した第２の信号が出力
される。そして、これらの信号を外部に位置した信号処
理回路によって演算処理することにより、弁軸２２の回
動角±θに対応した検出信号を得ることができる。

【００７９】しかも、本実施の形態でも、ヨーク５１，
５２，５３をマグネット２５に対しほぼ同一平面Ｃ上に
位置させてヨーク取付部材に設け、該ヨーク取付部材に
は弁軸２２と共にマグネット２５を挿通するマグネット
取付孔を形成することにより、前述した第１の実施の形
態による回動角検出装置と同様の作用効果を得ることが
できる。従って、弁軸２２の先端には、ヨーク取付部を
用いてヒステリシス発生機構３３等を取付けることがで
き、スロットルバルブの開閉操作を安定させることがで
きる。

【００８０】さらに、本実施の形態では、ヨーク５１，
５２，５３をマグネット２５とほぼ同一平面Ｃ上に配設
したから、マグネット２５からの磁界が強い位置に磁極
片部５１Ａ，５２Ａ，５３Ａを設けることができ、弁軸
２２の回動角に対するヨーク５１，５２，５３中を通る
磁束密度を高感度に検出することができる。

【００８１】次に、第４の実施の形態を図８に基づいて
説明するに、本実施の形態の特徴は、第３のヨークの磁
極片部外周に配置したホール素子の磁気検出方向を弁軸
の軸方向としたことにある。なお、本実施の形態では前
述した第３の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。

【００８２】６１は第３の実施の形態で述べた第１のヨ
ーク５１に代えて用いられる第１のヨークで、該第１の
ヨーク６１も、磁極片部６１Ａと、角棒状の延長部６１
Ｂとにより形成されている。６２は第２のヨーク５２に
代えて用いられる第２のヨークで、該第２のヨーク６２
も、磁極片部６２Ａと、角棒状の延長部６２Ｂとにより
形成されている。６３は第３のヨーク５３に代えて用い
られる第３のヨークで、該第３のヨーク６３も、磁極片
部６３Ａと、該磁極片部６３Ａの外周面に位置して径方
向外側に突出する板状の突出部６３Ｂ，６３Ｂとにより
形成されている。

【００８３】ここで、磁極片部６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ
は、磁極片部６１Ａと磁極片部６２Ａとをマグネット２
５の円弧面部２５Ａに対向して隣り合って設けると共
に、磁極片部６３Ａを磁極片部６１Ａ，６２Ａ間に位置
してマグネット２５の円弧面部２５Ｂに対向して設け、
前記ヨーク６１，６２，６３は、図８に示すように、マ
グネット２５に対しほぼ同一平面Ｄ上に位置してヨーク
取付部材（図示せず）に配設されている。

【００８４】６４は信号出力手段としての第１のホール
素子で、該第１のホール素子６４は、第３のヨーク６３
の突出部６３Ｂと第１のヨーク６１の延長部６１Ｂとの
間に配置されている。また、第１のホール素子６４の磁
気検出方向は、弁軸２２の軸方向となっている。

【００８５】６５は信号出力手段としての第２のホール
素子で、該第２のホール素子６５は、第３のヨーク６３
の突出部６３Ｂと第２のヨーク６２の延長部６２Ｂとの
間に配置されている。また、第１のホール素子６４の磁
気検出方向は、弁軸２２の軸方向となっている。

【００８６】このように構成される回動角検出装置にお
いても、ヨーク６１，６２，６３をヨーク取付部材に設
け、該ヨーク取付部材には弁軸２２と共にマグネット２
５を挿通するマグネット取付孔を形成することにより、
前述した実施の形態による回動角検出装置と同様の作用
効果を得ることができる。

【００８７】しかも、本実施の形態では、マグネット２
５の磁極方向とホール素子６４，６５の磁気検出方向と
を直交させているから、マグネット２５から発生する洩
れ磁界の影響を低減でき、回動角±θの検出感度を高め
ることができる。

【００８８】なお、実施の形態では、弁軸２２の先端に
は、スロットルバルブ装置の一部をなすヒステリシス発
生機構３３を設けるものとして述べたが、これ以外に、
例えば、ワイヤドラム、電動モータ等、スロットルバル
ブ装置で必要とする他の部品を取付けることも可能であ
る。

【００８９】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、ヨークに対するマグネットの磁極の位置を回動軸
の回動角に対応して変化させることができ、信号出力手
段では、このマグネットの磁極位置の変化を磁束密度の
変化として検出することができる。

【００９０】しかも、各ヨークをマグネットとほぼ同一
平面上に位置させてヨーク取付部材に配設し、該ヨーク
取付部材にはマグネットと共に回動軸を挿通させるマグ
ネット取付孔を形成したから、回動軸の先端側は、マグ
ネット取付孔を通してヨーク取付部材とから突出させる
ことができ、該回動軸の突出部分に他の部品の取付けが
可能となり、当該装置の使用範囲を広げることができ
る。

【００９１】請求項２の発明では、マグネットを４個の
ヨークに対して非接触状態で保持する４極方式の回動角
検出装置として構成し、回動軸と共にマグネットを回動
すると、例えばマグネットの磁極と第１のヨーク、マグ
ネットの磁極と第２のヨークとの対向面積がそれぞれ増
加し、第１，第２のヨークを通る磁束密度が大きくな
る。一方、マグネットの磁極と第３のヨーク、マグネッ
トの磁極と第４のヨークとの対向面積がそれぞれ減少
し、第３，第４のヨークを通る磁束密度が小さくなる。
そして、信号出力手段では、これらのヨークを通る磁束
密度の変化に対応した信号が出力され、この信号から回
動角を検出できる。

【００９２】請求項３の発明では、マグネットを３個の
ヨークに対して非接触状態で保持する３極方式の回動角
検出装置として構成し、回動軸と共にマグネットを回動
させると、例えばマグネットの磁極と第１のヨークとの
対向面積が増加して磁束密度が大きくなる。一方、マグ
ネットの磁極と第２のヨークとの対向面積が減少して磁
束密度が小さくなる。そして、信号出力手段では、これ
らのヨークを通る磁束密度の変化に対応した信号が出力
され、この信号から回動角を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による回動角検出装置を示す
縦断面図である。

【図２】第１の実施の形態に用いられる第１のヨーク、
第２のヨーク、第３のヨーク、第４のヨーク、マグネッ
ト、弁軸を示す斜視図である。

【図３】第１の実施の形態に用いられる第１のヨーク、
第２のヨーク、第３のヨーク、第４のヨーク、マグネッ
ト、弁軸を示す平面図である。

【図４】第２の実施の形態に用いられる第１のヨーク、
第２のヨーク、第３のヨーク、第４のヨーク、マグネッ
ト、弁軸を示す斜視図である。

【図５】図４中の要部を拡大して示す斜視図である。

【図６】第３の実施の形態に用いられる第１のヨーク、
第２のヨーク、第３のヨーク、マグネット、弁軸を示す
斜視図である。

【図７】第３の実施の形態に用いられる第１のヨーク、
第２のヨーク、第３のヨーク、マグネット、弁軸を示す
平面図である。

【図８】第４の実施の形態に用いられる第１のヨーク、
第２のヨーク、第３のヨーク、マグネット、弁軸を示す
斜視図である。

【図９】従来技術による回動角検出装置を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

２１ スロットルボディ（ケーシング） ２２ 弁軸 ２３ ヨーク取付部材 ２４ マグネット取付孔 ２５ マグネット ２６，４１ 第１のヨーク ２７，４２ 第２のヨーク ２６Ａ，２７Ａ，４１Ａ，４２Ａ 磁極片部 ２６Ｂ，２７Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ 延長部 ２８，４３ 第３のヨーク（ヨーク） ２９，４４ 第４のヨーク（ヨーク） ２８Ａ，２９Ａ，４３Ａ，４４Ａ 磁極片部 ２８Ｂ，２９Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ 延長部 ３０，４５，５４，６４ 第１のホール素子（信号出力
手段） ３１，４６，５５，６５ 第２のホール素子（信号出力
手段） ５１，６１ 第１のヨーク（ヨーク） ５１Ａ，６１Ａ，５２Ａ，６２Ａ，５３Ａ，６３Ａ 磁
極片部 ５１Ｂ，６１Ｂ，５２Ｂ，６２Ｂ 延長部 ５２，６２ 第２のヨーク（ヨーク） ５３，６３ 第３のヨーク（ヨーク） ６３Ｂ 突出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｄ 5/245 Ｇ０１Ｄ 5/245 Ｘ (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 F02D 9/00 - 11/10 F02D 35/00 - 35/02 F02D 45/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシングに回動可能
   に設けられた回動軸と、該回動軸の軸方向一側に位置し
   て前記ケーシングに設けられたヨーク取付部材と、該ヨ
   ーク取付部材に前記回動軸と同軸で前記回動軸よりも大
   径に形成され、前記回動軸が挿通されるマグネット取付
   孔と、該マグネット取付孔内に位置して前記回動軸に設
   けられたマグネットと、該マグネットの磁極と対向した
   状態で前記マグネットとほぼ同一平面上に位置して前記
   ヨーク取付部材に設けられ、前記マグネットが回動する
   ときに磁極の位置に応じて磁束密度が変化する複数個の
   ヨークと、該各ヨークに形成される磁束の変化から前記
   マグネットの回動角に応じた信号を出力する信号出力手
   段とから構成してなる回動角検出装置。
2. 【請求項２】 前記ヨーク取付部材には、第１のヨーク
   と第２のヨークをマグネットの２個の磁極を挟んで１８
   ０°対向して設けると共に、第３のヨークと第４のヨー
   クを前記第１，第２のヨークとの間に位置して１８０°
   対向した状態で設け、前記第１，第２のヨークと第３，
   第４のヨークとは前記ヨーク取付部材に対し軸方向に重
   ねた状態で配設してなる請求項１記載の回動角検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記ヨーク取付部材には、第１のヨーク
   と第２のヨークとをマグネットの一方の磁極に対向して
   隣り合って設けると共に、第３のヨークを前記第１，第
   ２のヨークの間に位置して前記マグネットの他方の磁極
   に対向して設け、前記第１，第２，第３のヨークは前記
   ヨーク取付部材に対しほぼ同一平面上に配設してなる請
   求項１記載の回動角検出装置。