JP3436685B2

JP3436685B2 - 回動角検出装置

Info

Publication number: JP3436685B2
Application number: JP08811398A
Authority: JP
Inventors: 吉宏木暮; 弘次中沢
Original assignee: 株式会社日立ユニシアオートモティブ
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 2003-08-11
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JPH11264713A

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７を参照しつつ説明す
る。

【０００８】１は後述するヨーク取付部材３と共にケー
シングを構成する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１Ａ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支持されている。

【００１０】３はヨーク取付部材で、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３
Ａ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、
弁軸２に直交する平面上で長手方向両端に磁極を有し、
全体として矩形状または小判状に形成され、その中心部
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上に設けられた磁気検出
素子としての第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上に設けられた磁気検出
素子としての第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、ヨーク取付部材３の
隔壁部３Ｂ内には平板状の磁気遮蔽板１４を埋設し、該
磁気遮蔽板１４によって、マグネット４から発生する磁
界がホール素子８，９に対して直接影響するのを低減し
ている。しかし、ヨーク取付部材３に別個の磁気遮蔽板
１４を設けることは、部品点数が多くなると共に、ヨー
ク取付部材３の製造時に磁気遮蔽板１４をモールドしな
ければならず、その作業が煩わしいという問題がある。

【００２２】また、ホール素子８，９は、ヨーク取付部
材３の隔壁部３Ｂ上方に位置して形成された基板収容室
３Ｃの回路基板１０に実装されているため、ヨーク取付
部材３をスロットルボディ１の嵌合部１Ａに取付けたと
き、該嵌合部１Ａから突出する部分が大きくなり、全体
が大型化してしまうという問題がある。

【００２３】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、本発明はマグネットから発生する磁界が
磁気検出素子に対して直接的に影響するのを低減して回
動角の検出感度を高めることができると共に、部品点数
を削減して全体を小型化できるようにした回動角検出装
置を提供することを目的としている。

【００２４】

【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の発明では、回動軸を回動可能に支持
するケーシングと、該ケーシング内に位置して該回動軸
と回動可能に設けられ、該回動軸と直交する平面上に２
つの磁極を有するマグネットと、該マグネットの磁極と
対向して設けられ、該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により前記マグネッ
トの回動角に応じた信号を出力する磁気検出素子とを備
えてなる回動角検出装置において、前記磁気検出素子
は、その磁気検出方向を前記回動軸の軸線に平行で、か
つ前記マグネットの磁極を結ぶ線と直交する位置に配設
したことを特徴とする。

【００２５】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に保持することがで
き、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る。

【００２６】しかも、磁気検出素子は、その磁気検出方
向が回動軸と平行で、かつマグネットの磁極を結ぶ線と
直交する方向に合わせて配設しているから、磁気検出素
子に対するマグネットからの直接的な磁界の影響を低減
でき、磁気遮蔽板を省略でき部品点数を減らすことがで
きる。

【００２７】請求項２の発明では、ヨークを、マグネッ
トの２つの磁極とほぼ同一平面上に配設したことにあ
る。

【００２８】このような構成とすることにより、マグネ
ットの磁極に対向するヨークを、マグネットからの磁界
が強い位置に設けることができ、例えば回動軸を用いて
マグネットを回動させると、マグネットの磁極とヨーク
との対向面積が変化して、ヨークを通る磁束密度を変化
させることができる。

【００２９】請求項３の発明では、ヨークを、マグネッ
トの一方の磁極に対向して隣り合って設けられた第１の
ヨーク、第２のヨークと、該第１，第２のヨークの間で
前記マグネットの他方の磁極に対向して設けられた第３
のヨークとから構成し、前記磁気検出素子は、前記第１
のヨークと第３のヨークとの間、前記第２のヨークと第
３のヨーク間にそれぞれ配設したことにある。

【００３０】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一方の磁極
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
くなり、マグネットの他方の磁極と第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、第
１，第３のヨーク間に配設した磁気検出素子からの信号
は増加し、第２，第３のヨーク間に配設した磁気検出素
子からの信号は減少する。

【００３１】請求項４の発明では、ヨークを、マグネッ
トの２個の磁極を挟んで１８０°対向して設けられた第
１のヨーク、第２のヨークと、該第１，第２のヨークと
の間に位置して１８０°対向した状態で、該第１，第２
のヨークと軸方向に重ねて配設された第３のヨーク、第
４のヨークとから構成し、前記磁気検出素子は、前記第
１のヨークと第２のヨークとの間、第３のヨークと第４
のヨークとの間にそれぞれ配設したことにある。

【００３２】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
が大きくなり、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、第１，第２のヨーク間に配設した磁気検出
素子の信号は増加し、第３，第４のヨーク間に配設した
磁気検出措置の信号は減少する。

【００３３】

【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６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。

【００３４】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。

【００３５】２１は第１の実施の形態で述べたヨーク取
付部材３の代わりに用いられるヨーク取付部材で、該ヨ
ーク取付部材２１は、樹脂材料によって回動角検出装置
の外形をなし、該ヨーク取付部材２１は、下側が開口す
る厚肉の筒部２１Ａと、該筒部２１Ａ内に形成されたマ
グネット取付孔２１Ｂと、前記筒部２１Ａから径方向外
側に向けて突出形成されたコネクタ部２１Ｄとから構成
されている。

【００３６】２２はヨーク取付部材２１のマグネット取
付孔２１Ｂ内に配設されたマグネットで、該マグネット
２２は、弁軸２に直交する平面上で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２２は、図３に示すように、長手方向
両側が円弧面部２２Ａ，２２Ｂとなり、幅方向両側が平
行面部２２Ｃ，２２Ｄとなり、中心部には弁軸２が軸方
向に延びる貫通孔２２Ｅが穿設され、該貫通孔２２Ｅ内
に弁軸２が挿嵌されている。また、マグネット２２の円
弧面部２２Ａ，２２Ｂは弁軸２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）が形成されているから、２
つの磁極を結ぶ線Ａ−Ａ（以下磁極線Ａ−Ａという）は
弁軸２の軸線に対して直交している。

【００３７】２３は第１のヨークで、該第１のヨーク２
３は、マグネット２２の円弧面部２２Ａと対向し、約９
０°の広がりをもって円弧状に湾曲した磁極片部２３Ａ
と、該磁極片部２３Ａの周方向端部から後述する第３の
ヨーク２５の磁極片部２５Ａ外周側に向けて延びる角棒
状の延長部２３Ｂとにより形成され、該延長部２３Ｂの
先端は、第３のヨーク２５の磁極片部２５Ａに対して径
方向外側に位置して配設されている。

【００３８】２４は第２のヨークで、該第２のヨーク２
４は、マグネット２２の円弧面部２２Ａと対向し、約９
０°の広がりをもって円弧状に湾曲した磁極片部２４Ａ
と、該磁極片部２４Ａの周方向端部から第３のヨーク２
５の磁極片部２５Ａ外周側に向けて延びる角棒状の延長
部２４Ｂとにより形成され、該延長部２４Ｂの先端は、
第３のヨーク２５の磁極片部２５Ａに対して径方向外側
に延びている。

【００３９】２５は第３のヨークで、該第３のヨーク２
５は、マグネット２２の円弧面部２２Ｂと対向し、磁極
片部２３Ａ，２４Ａから周方向に僅かに離間した状態
で、約１８０°の広がりをもって円弧状に湾曲した磁極
片部２５Ａと、該磁極片部２５Ａ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２５Ｂ，２５Ｂとによ
り形成されている。ここで、一方の突出部２５Ｂと第１
のヨーク２３の延長部２３Ｂとは、後述する第１のホー
ル素子２６を挟んで対向し、さらに他方の突出部２５Ｂ
と第２のヨーク２４の延長部２４Ｂとは、後述する第２
のホール素子２７を挟んで対向している。

【００４０】ここで、磁極片部２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ
は、磁極片部２３Ａと磁極片部２４Ａとをマグネット２
２の円弧面部２２Ａに対向して隣り合って設けると共
に、磁極片部２５Ａを磁極片部２３Ａ，２４Ａ間に位置
してマグネット２２の円弧面部２２Ｂに対向して設けら
れている。そして、これらのヨーク２３，２４，２５
は、図１、図２に示すように、マグネット２２に対しほ
ぼ同一平面Ｂ上に位置してヨーク取付部材２１に配設さ
れている。

【００４１】２６は磁気検出素子としての第１のホール
素子で、該第１のホール素子２６は、第３のヨーク２５
の一方の突出部２５Ｂと第１のヨーク２３の延長部２３
Ｂとの間に配設されている。また、第１のホール素子２
６の磁気検出方向Ｃ−Ｃは、弁軸２の軸線に平行で、か
つマグネット２２の磁極線Ａ−Ａと直交する方向となっ
ている。そして、第１のホール素子２６は、マグネット
２２、第１のヨーク２３、第３のヨーク２５からなる第
１の閉回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。

【００４２】２７は磁気検出素子としての第２のホール
素子で、該第２のホール素子２７は、第３のヨーク２５
の他方の突出部２５Ｂと第２のヨーク２４の延長部２４
Ｂとの間に配設されている。また、第２のホール素子２
７の磁気検出方向Ｃ−Ｃは、弁軸２の軸線に平行で、か
つマグネット２２の磁極線Ａ−Ａと直交する方向となっ
ている。そして、第２のホール素子２７は、マグネット
２２、第２のヨーク２４、第３のヨーク２５からなる第
２の閉回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。

【００４３】ここで、図３に示す如く、マグネット２２
（弁軸２）の回動角±θは、円弧面部２２Ａの中心部位
（磁極線Ａ−Ａ）が磁極片部２３Ａ，２４Ａの間の中間
位置にあるときを零位置とし、マグネット２２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２２（弁
軸２）が回動する範囲は±４５°の間であり、回動角±
θが＋４５°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）となっている。

【００４４】２８，２８はヨーク取付部材２１のコネク
タ部２１Ｄ内に延出された端子ピン一方のみ図示）で、
該端子ピン２８は図示しないリード線によって第１のホ
ール素子２６、第２のホール素子２７に接続されてい
る。

【００４５】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、３個のヨーク２３，２４，２５
によって３極方式の回動角検出装置を構成するもので、
ヨーク２３，２４，２５は、図１、図２に示すように、
マグネット２２に対しほぼ同一平面Ｂ上に位置してヨー
ク取付部材２１に配設されると共に、図３に示すよう
に、弁軸２の回動に伴いマグネット２２の円弧面部２２
Ａは、磁極片部２３Ａ，２４Ａ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２２の円弧面部２２Ａは磁極
片部２３Ａと対向すると共に、磁極片部２４Ａとも対向
し、マグネット２２の円弧面部２２Ｂは全体に亘り磁極
片部２５Ａと対向している。

【００４６】そして、マグネット２２から発生した磁束
は、第１のヨーク２３と第３のヨーク２５を通して第１
のホール素子２６に導かれ、一方第２のヨーク２４と第
３のヨーク２５を通して第２のホール素子２７に導かれ
る。

【００４７】これにより、第１のホール素子２６から
は、ヨーク２３，２５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２７からは、ヨーク２
４，２５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２の回動角±θを検出することができる。

【００４８】然るに、本実施の形態による回動角検出装
置では、第１のホール素子２６は、弁軸２の軸線に対向
した第１のヨーク２３の延長部２３Ｂと第３のヨーク２
５の突出部２５Ｂとの間に配設したから、該第１のホー
ル素子２６は、その磁気検出方向Ｃ−Ｃを、弁軸２の軸
線に平行で、かつマグネット２２の磁極線Ａ−Ａに直交
する位置に配設することができる。

【００４９】また、第２のホール素子２７も、弁軸２の
軸線に対向した第２のヨーク２４の延長部２４Ｂと第３
のヨーク２５の突出部２５Ｂとの間に配設したから、該
第２のホール素子２７は、その磁気検出方向Ｃ−Ｃを、
弁軸２の軸線に平行で、かつマグネット２２の磁極線Ａ
−Ａに直交する位置に配設することができる。

【００５０】これにより、第１のホール素子２６、第２
のホール素子２７に対するマグネット２２からの直接的
な磁界の影響を低減でき、弁軸２の回動角±θの検出感
度を高めることができる。

【００５１】また、本実施の形態では、従来技術のよう
な磁気遮蔽板を必要とせず、部品点数を削減できる。し
かも、ホール素子２６，２７は、磁極片部２５Ａ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
部材の上側にホール素子を配置するものに比べ、ヨーク
取付部材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。

【００５２】さらに、本実施の形態では、ヨーク２３，
２４，２５をマグネット２２とほぼ同一平面Ｂ上に位置
して配設することにより、マグネット２２からの磁界が
強い位置に磁極片部２３Ａ，２４Ａ，２５Ａを設けるこ
とができ、弁軸２の回動角に対するヨーク２３，２４，
２５中を通る磁束密度を高感度に検出することができ
る。

【００５３】次に、第２の実施の形態を図４ないし図６
に基づいて説明するに、本実施の形態の特徴は、４個の
ヨークからなる４極方式の回動角検出装置として構成し
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。

【００５４】３１は本実施の形態に用いらる第１のヨー
クで、該第１のヨーク３１は、磁極片部３１Ａと、該磁
極片部３１Ａから右回りに円弧状に延びる延長部３１Ｂ
と、該延長部３１Ｂ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３１Ｃとからなっている。

【００５５】３２は第２のヨークで、該第２のヨーク３
２は、磁極片部３２Ａと、該磁極片部３２Ａから左回り
に円弧状に延びる延長部３２Ｂと、該延長部３２Ｂ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３２Ｃとからなっている。

【００５６】そして、ヨーク３１，３２は、図４に示す
ように、マグネット２２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３１，３２では、磁極片部３１Ａと磁極片部
３２Ａとはマグネット２２の円弧面図２２Ａ，２２Ｂを
挟んで対向し、延長部３１Ｂの段部３１Ｃと延長部３２
Ｂの段部３２Ｃとは後述する第１のホール素子３５を挟
んで対向している。

【００５７】３３は第３のヨークで、該第３のヨーク３
３は、磁極片部３３Ａと、該磁極片部３３Ａから左回り
に円弧状に延びる延長部３３Ｂと、該延長部３３Ｂ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
３３Ｃとからなっている。

【００５８】３４は第４のヨークで、該第４のヨーク３
４は、磁極片部３４Ａと、該磁極片部３４Ａから右回り
に円弧状に延びる延長部３４Ｂと、該延長部３４Ｂ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３４Ｃとからなっている。

【００５９】そして、ヨーク３３，３４は、図４に示す
ように、マグネット２２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３
３，３４では、磁極片部３３Ａと磁極片部３４Ａとはマ
グネット２２の円弧面部２２Ａ，２２Ｂを挟んで対向
し、延長部３３Ｂの段部３３Ｃと延長部３４Ｂの段部３
４Ｃとは後述する第２のホール素子３６を挟んで対向し
ている。

【００６０】さらに、磁極片部３１Ａ，３２Ａ，３３
Ａ，３４Ａは、磁極片部３１Ａと磁極片部３２Ａをマグ
ネット２２の円弧面部２２Ａ，２２Ｂを挟んで１８０°
対向して設けられると共に、磁極片部３３Ａと磁極片部
３４Ａを磁極片部３１Ａ，３２Ａとの間に位置して１８
０°対向した状態で、これらヨーク３１，３２とヨーク
３３，３４とは、軸方向に重ねた状態で配設されてい
る。

【００６１】３５は磁気検出素子としての第１のホール
素子で、該第１のホール素子３５は、一方の延長部３１
Ｂの段部３１Ｃと他方の延長部３２Ｂの段部３２Ｃとの
間に配設されている。また、該第１のホール素子３５の
磁気検出方向Ｃ−Ｃは、弁軸２の軸線に平行で、かつマ
グネット２２の磁極線Ａ−Ａと直交する方向となってい
る。そして、第１のホール素子３５は、マグネット２
２、第１のヨーク３１、第２のヨーク３２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。

【００６２】３６は磁気検出素子としての第２のホール
素子で、該第２のホール素子３６は、一方の延長部３３
Ｂの段部３３Ｃと他方の延長部３４Ｂの段部３４Ｃとの
間に配設されている。また、該第２のホール素子３６の
磁気検出方向Ｃ−Ｃは、弁軸２の軸線に平行で、かつマ
グネット２２の磁極線Ａ−Ａと直交する方向となってい
る。そして、第２のホール素子３６は、マグネット２
２、第３のヨーク３３、第４のヨーク３４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。

【００６３】このように構成された第２の実施の形態に
よる回動角検出装置は、４個のヨーク３１，３２，３
３，３４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５に示すように、弁軸２の回動に伴いマグネ
ット２２の円弧面部２２Ａは、磁極片部３１Ａ，３３Ａ
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
２２の円弧面部２２Ａは、磁極片部３１Ａと対向すると
共に磁極片部３３Ａとも対向している。

【００６４】一方、弁軸２の回動に伴いマグネット２２
の円弧面部２２Ｂは、磁極片部３２Ａ，３４Ａ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２２の円
弧面部２２Ｂは、磁極片部３２Ａと対向すると共に磁極
片部３４Ａとも対向している。

【００６５】そして、マグネット２２から発生した磁束
は、ヨーク３１，３２を通して第１のホール素子３５に
導かれ、ヨーク３３，３４を通して第２のホール素子３
６に導かれる。

【００６６】これにより、第１のホール素子３５から
は、ヨーク３１，３２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３６からは、ヨーク３
３，３４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２の回動角±θを検出することができる。

【００６７】このように構成される回動角検出装置にお
いても、第１の実施の形態と同様に、第１のホール素子
３５と第２のホール素子３６は、その磁気検出方向Ｃ−
Ｃが、弁軸２の軸線に平行で、かつマグネット２２の磁
極線Ａ−Ａと直交する位置に配設しているから、第１の
ホール素子３５、第２のホール素子３６に対するマグネ
ット２２から発生する磁界の直接的な影響を低減でき、
弁軸２の回動角±θの検出感度を高めることができる。

【００６８】また、本実施の形態では、従来技術のよう
な磁気遮蔽板を必要とせず、部品点数を削減できる。し
かも、ホール素子３５，３６は、ヨーク３２，３４の外
周側に配設しているから、従来技術のようにヨーク取付
部材の上側にホール素子を配置するものに比べ、ヨーク
取付部材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。

【００６９】さらに、本実施の形態では、ヨーク３１，
３２をマグネット２２とほぼ同一平面Ｂ1 上に位置して
配設し、ヨーク３３，３４をマグネット２２とほぼ同一
平面Ｂ2 上に位置して配設しているから、マグネット２
２からの磁界が強い位置に磁極片部３１Ａ，３２Ａ，３
３Ａ，３４Ａを設けることができ、弁軸２の回動角に対
するヨーク３１，３２，３３，３４中を通す磁束密度を
高感度に検出することができる。

【００７０】なお、実施の形態による回動角検出装置で
は、スロットルボディ１とヨーク取付部材２１とによっ
てケーシングを構成するようにしたが、本発明はこれに
限らず、ヨーク取付部材２１の筒部２１Ａを施蓋する底
板によって回動角検出装置のケーシングを構成するよう
にしてもよく、この場合には、ヨーク取付部材２１側に
弁軸２に対して相対的に回動する回動レバーを設ければ
よい。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、マグネットとヨークとの間を非接触状態に保持す
ることができ、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る。

【００７２】しかも、磁気検出素子は、その磁気検出方
向を前記回動軸の軸線に平行で、かつ前記マグネットの
磁極を結ぶ線と直交する方向に合わせて配設しているか
ら、マグネットから発生する磁界が磁気検出素子に直接
的に影響するのを低減し、回動角の検出感度を高めて装
置の信頼性を高めることができる。さらに、マグネット
からの洩れ磁界をなくすための磁気遮蔽板を省略でき部
品点数を減らして、装置全体の小型化を図ることができ
る。

【００７３】請求項２の発明では、ヨークを、マグネッ
トの２つの磁極とほぼ同一平面上に配設したから、マグ
ネットからの磁界が強い位置にヨークを設けることがで
き、例えば回動軸を用いてマグネットを回動させると、
マグネットの磁極とヨークとの対向面積が変化して、ヨ
ークを通る磁束密度を変化させることができる。

【００７４】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、磁気検出素子では、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。

【００７５】請求項４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、磁気検出素子では、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、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、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】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、弁軸を示す平面図である。

【図６】図４中の要部を拡大して示す斜視図である。

【図７】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】

１スロットルボディ２弁軸（回動軸）２２マグネット２３，３１第１のヨーク２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ，３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３
４Ａ磁極片部２３Ｂ，２４Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ延
長部２４，３２第２のヨーク２５，３３第３のヨーク２６，３５第１のホール素子２７，３６第２のホール素子３４第４のヨーク３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃ段部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０１Ｄ 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 - 5/525 G01D 5/39 - 5/62 F02D 9/00 - 11/10 F02D 35/00 - 35/02 F02D 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回動軸を回動可能に支持するケーシング
と、該ケーシング内に位置して該回動軸と回動可能に設
けられ、該回動軸と直交する平面上に２つの磁極を有す
るマグネットと、該マグネットの磁極と対向して設けら
れ、該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により前記マグネットの回動角に応
じた信号を出力する磁気検出素子とを備えてなる回動角
検出装置において、前記磁気検出素子は、その磁気検出
方向を前記回動軸の軸線に平行で、かつ前記マグネット
の磁極を結ぶ線と直交する位置に配設したことを特徴と
する回動角検出装置。
【請求項２】前記ヨークは、前記マグネットの２つの
磁極と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。
【請求項３】前記ヨークは、前記マグネットの一方の
磁極に対向して隣り合って設けられた第１のヨーク、第
２のヨークと、該第１，第２のヨークの間で前記マグネ
ットの他方の磁極に対向して設けられた第３のヨークと
から構成し、前記磁気検出素子は、前記第１のヨークと
第３のヨークとの間、前記第２のヨークと第３のヨーク
間にそれぞれ配設してなる請求項１または２記載の回動
角検出装置。
【請求項４】前記ヨークは、前記マグネットの２個の
磁極を挟んで１８０°対向して設けられた第１のヨー
ク、第２のヨークと、該第１，第２のヨークとの間に位
置して１８０°対向した状態で、該第１，第２のヨーク
と軸方向に重ねて配設された第３のヨーク、第４のヨー
クとから構成し、前記磁気検出素子は、前記第１のヨー
クと第２のヨークとの間、第３のヨークと第４のヨーク
との間にそれぞれ配設してなる請求項１または２記載の
回動角検出装置。