JP4941378B2 - 回転角検出装置 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の回転角検出装置は、所定の回転軸と一体的に回転するとともに磁束を通す回転体と、回転軸と同軸的に配されて回転体の軸方向一方側に固定され、回転体との間で第1の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第1固定体と、回転体の軸方向他方側に固定され、回転体との間で第2の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第2固定体と、回転体を介して第1固定体と第2固定体との間で受け渡される磁束を検出する磁束検出手段とを備える。
以上により、回転体が軸方向または径方向のいずれの方向に位置ずれしても、回転角の検出精度に大きな変動が発生しなくなり、検出精度の低下が抑制される。
請求項2に記載の回転角検出装置によれば、軸方向膨出部は、第1固定体に向かって内周側に伸びるとともに第1固定体と径方向に対向する径方向伸長部を有し、径方向エアギャップは、径方向伸長部により縮小されている。
これにより、回転体と第1固定体との径方向における対向面積(以下、第1径方向対向面積と呼ぶ)を、径方向伸長部と第1固定体との径方向の対向により形成することができる。このため、回転体が軸方向に位置ずれしても第1径方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第1固定体との間で径方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第1、第2固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
請求項3に記載の回転角検出装置によれば、径方向伸長部の軸方向他端は、第1固定体の軸方向他端よりも軸方向一方側にあり、径方向伸長部の軸方向他端と第1固定体の軸方向他端との軸方向距離は、回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が軸方向に位置ずれしても、径方向伸長部と第1固定体とが、確実に径方向に対向し、同一の第1径方向対向面積を維持することができる。なお、各方向に対する位置ずれ量の最大値は、各部品の寸法公差や回転軸のガタツキ等により事前に想定しておくことができる。
請求項4に記載の回転角検出装置によれば、第1固定体は、軸方向膨出部に向かって外周側に伸びるとともに軸方向膨出部と径方向に対向する径方向伸長部を有し、径方向エアギャップは、径方向伸長部により縮小されている。
これにより、第1径方向対向面積を径方向伸長部と軸方向膨出部との径方向の対向により形成することができる。このため、回転体が軸方向に位置ずれしても第1径方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第1固定体との間で径方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第1、第2固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
請求項5に記載の回転角検出装置によれば、径方向伸長部の軸方向一端は、軸方向膨出部の軸方向一端よりも軸方向他方側にあり、径方向伸長部の軸方向一端と軸方向膨出部の軸方向一端との軸方向距離は、回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が軸方向に位置ずれしても、径方向伸長部と軸方向膨出部とが、確実に径方向に対向し、同一の第1径方向対向面積を維持することができる。
請求項6に記載の回転角検出装置によれば、回転体は、第1固定体に向かって軸方向一方側に伸びるとともに第1固定体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、第1の軸方向エアギャップは、軸方向伸長部により縮小されている。
これにより、第1軸方向対向面積を軸方向伸長部と第1固定体との軸方向の対向により形成することができる。このため、回転体が径方向に位置ずれしても第1軸方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第1固定体との間で軸方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第1、第2固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
請求項7に記載の回転角検出装置によれば、軸方向伸長部の外周端は、第1固定体の外周端よりも内周側にあり、軸方向伸長部の外周端と第1固定体の外周端との径方向距離は、回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が径方向に位置ずれしても、軸方向伸長部と第1固定体とが、確実に軸方向に対向し、同一の第1軸方向対向面積を維持することができる。
請求項8に記載の回転角検出装置によれば、第1固定体は、回転体に向かって軸方向他方側に伸びるとともに回転体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、第1の軸方向エアギャップは、軸方向伸長部により縮小されている。
これにより、第1軸方向対向面積を軸方向伸長部と回転体との軸方向の対向により形成することができる。このため、回転体が径方向に位置ずれしても第1軸方向対向面積が変動しにくくなり、回転体と第1固定体との間で軸方向に受け渡される磁束の変動が抑制される。この結果、第1、第2固定体間で受け渡される磁束の変動がさらに抑制される。
請求項9に記載の回転角検出装置によれば、軸方向伸長部の内周端は、回転体の内周端よりも外周側にあり、軸方向伸長部の内周端と回転体の内周端との径方向距離は、回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きい。
これにより、回転体が径方向に位置ずれしても、軸方向伸長部と回転体とが、確実に軸方向に対向し、同一の第1軸方向対向面積を維持することができる。
実施例1の回転角検出装置1の構成を、図1および図2を用いて説明する。
回転角検出装置1は、回転軸2と一体的に回転する回転体3により磁気回路の一部を構成するとともに、回転軸2の回転角に応じて変化する磁束をホール素子等の磁束検出手段4により検出することで、回転角を検出するものであり、例えば、スロットル弁の回転角の検出に利用されている。そして、回転角検出装置1から出力される電気信号は、例えば、エンジンを制御する電子制御装置(図示せず)に入力されて各種の制御処理に用いられる。
なお、磁束検出手段4は、第1固定体5の軸方向一端に固定されている。
実施例1の回転角検出装置1の作用を、図1および図2を用いて説明する。
回転角検出装置1の回転体3には、各部品の寸法公差や回転軸2のガタツキ等により、不可避的に軸方向や径方向の位置ずれが発生している。そして、回転角検出装置1は、回転体3を介して第1、第2固定体5、6間で受け渡される磁束が回転体3の位置ずれにより変動するのを抑えるように作用する(以下、回転体3の径方向への位置ずれ量を径方向ずれ量、回転体3の軸方向への位置ずれ量を軸方向ずれ量と呼ぶ)。
実施例1の回転角検出装置1によれば、回転軸2と一体的に回転する回転体3の軸方向両側に第1、第2固定体5、6が固定され、回転体3と第1、第2固定体5、6との間に第1、第2の軸方向エアギャップa1、a2が形成されている。また、回転体3は、第1固定体5の外周側で軸方向一方側に膨出して第1固定体5と径方向に対向する軸方向膨出部13を有し、軸方向膨出部13と第1固定体5との間で径方向エアギャップbを形成する。
以上により、回転体3が軸方向または径方向のいずれの方向に位置ずれしても、回転角の検出精度に大きな変動が発生しなくなり、検出精度の低下が抑制される。
これにより、回転体3が軸方向に位置ずれしても、径方向伸長部32と第1固定体5とが、確実に径方向に対向し、同一の第1径方向対向面積を維持することができる。なお、軸方向ずれ量および径方向ずれ量の最大値は、各部品の寸法公差や回転軸2のガタツキ等により事前に想定しておくことができる。
これにより、回転体3が径方向に位置ずれしても、軸方向伸長部36と第1固定体5とが、確実に軸方向に対向し、同一の第1軸方向対向面積を維持することができる。
これにより、回転体3が軸方向に位置ずれしても、伸長部40と軸方向膨出部13とが、確実に径方向に対向し、同一の第1径方向対向面積を維持することができる。
これにより、回転体3が径方向に位置ずれしても、伸長部40と回転体3とは、確実に軸方向に対向し、同一の第1軸方向対向面積を維持することができる。
実施例2の回転角検出装置1によれば、径方向伸長部32および軸方向伸長部36の機能が両方とも回転体3に具備され、実施例3の回転角検出装置1によれば、径方向伸長部32および軸方向伸長部36の機能が両方とも第1固定体5に具備されていたが、例えば、回転体3および第1固定体5のいずれか一方に径方向伸長部32の機能を具備させ、他方に軸方向伸長部36の機能を具備させてもよく、回転体3および第1固定体5の両方に径方向伸長部32の機能を具備させてもよく、回転体3および第1固定体5の両方に軸方向伸長部36の機能を具備させてもよい。
また、径方向伸長部32および軸方向伸長部36のいずれか一方を設定することなく、回転角検出装置1を構成してもよい。
2 回転軸
3 回転体
4 磁束検出手段
5 第1固定体
6 第2固定体
13 軸方向膨出部
14 他端面(第1固定体の軸方向他端)
16 外周面(第1固定体の外周端)
32 径方向伸長部
34 軸方向他端(径方向伸長部の軸方向他端)
36 軸方向伸長部
38 外周面(軸方向伸長部の外周端)
40 伸長部(径方向伸長部、軸方向伸長部)
42 軸方向一端(径方向伸長部の軸方向一端)
43 軸方向一端(軸方向膨出部の軸方向一端)
45 内周面(軸方向伸長部の内周端)
46 内周端(回転体の内周端)
a1 第1の軸方向エアギャップ
a2 第2の軸方向エアギャップ
b 径方向エアギャップ
A1 軸方向距離(径方向伸長部の軸方向他端と第1固定体の軸方向他端との軸方向距離)
A2 軸方向距離(径方向伸長部の軸方向一端と軸方向膨出部の軸方向一端との軸方向距離)
B1 径方向距離(軸方向伸長部の外周端と第1固定体の外周端との径方向距離)
B2 径方向距離(軸方向伸長部の内周端と回転体の内周端との径方向距離)
Claims (9)
- 所定の回転軸と一体的に回転するとともに磁束を通す回転体と、
前記回転軸と同軸的に配されて前記回転体の軸方向一方側に固定され、前記回転体との間で第1の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第1固定体と、
前記回転体の軸方向他方側に固定され、前記回転体との間で第2の軸方向エアギャップを形成するとともに磁束を通す第2固定体と、
前記回転体を介して前記第1固定体と前記第2固定体との間で受け渡される磁束を検出する磁束検出手段とを備え、
前記回転体は、
前記第1固定体よりも外周側で軸方向一方側に膨出して前記第1固定体と径方向に対向する軸方向膨出部を有し、
この軸方向膨出部と前記第1固定体との間で径方向エアギャップを形成することを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項1に記載の回転角検出装置において、
前記軸方向膨出部は、前記第1固定体に向かって内周側に伸びるとともに前記第1固定体と径方向に対向する径方向伸長部を有し、
前記径方向エアギャップは、前記径方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項2に記載の回転角検出装置において、
前記径方向伸長部の軸方向他端は、前記第1固定体の軸方向他端よりも軸方向一方側にあり、
前記径方向伸長部の軸方向他端と前記第1固定体の軸方向他端との軸方向距離は、前記回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項1に記載の回転角検出装置において、
前記第1固定体は、前記軸方向膨出部に向かって外周側に伸びるとともに前記軸方向膨出部と径方向に対向する径方向伸長部を有し、
前記径方向エアギャップは、前記径方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項4に記載の回転角検出装置において、
前記径方向伸長部の軸方向一端は、前記軸方向膨出部の軸方向一端よりも軸方向他方側にあり、
前記径方向伸長部の軸方向一端と前記軸方向膨出部の軸方向一端との軸方向距離は、前記回転体の軸方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項1ないし請求項5に記載の回転角検出装置において、
前記回転体は、前記第1固定体に向かって軸方向一方側に伸びるとともに前記第1固定体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、
前記第1の軸方向エアギャップは、前記軸方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項6に記載の回転角検出装置において、
前記軸方向伸長部の外周端は、前記第1固定体の外周端よりも内周側にあり、
前記軸方向伸長部の外周端と前記第1固定体の外周端との径方向距離は、前記回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項1ないし請求項5に記載の回転角検出装置において、
前記第1固定体は、前記回転体に向かって軸方向他方側に伸びるとともに前記回転体と軸方向に対向する軸方向伸長部を有し、
前記第1の軸方向エアギャップは、前記軸方向伸長部により縮小されていることを特徴とする回転角検出装置。 - 請求項8に記載の回転角検出装置において、
前記軸方向伸長部の内周端は、前記回転体の内周端よりも外周側にあり、
前記軸方向伸長部の内周端と前記回転体の内周端との径方向距離は、前記回転体の径方向への位置ずれ量として想定される最大値よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。
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