JP5800207B2 - 回転位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出対象の回転位置を検出する回転位置検出装置に関する。

従来、磁気検出素子を含むＩＣパッケージを支持部で支持する構成の回転位置検出装置が知られている。例えば特許文献１に記載された回転位置検出装置では、皿状のカバー部材の底部から開口部側へ向かって突出するよう支持部が形成され、当該支持部の先端にＩＣパッケージが支持されている。

特開２０１２−０６３２０２号公報

特許文献１の回転位置検出装置では、検出対象を回転可能に支持するハウジングにカバー部材を取り付けるとき等、ＩＣパッケージが相手部材（例えばハウジング、検出対象、または、検出対象に取り付けた磁束発生手段等）に接触するおそれがある。これにより、ＩＣパッケージが破損するおそれがある。

また、特にＩＣパッケージの少なくとも一部が、カバー部材の開口面に対し底部とは反対側に位置するよう支持部がＩＣパッケージを支持する構成の場合、例えば保管時や加工時等、開口面を下にしてカバー部材を机等の上に置いたとき、ＩＣパッケージが机の上面に接触することにより破損するおそれがある。また、カバー部材の運搬時等、ＩＣパッケージが他部材等に接触することにより破損するおそれがある。

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、ＩＣパッケージの破損を抑制可能な回転位置検出装置を提供することにある。

本発明は、ハウジングに回転可能に支持される検出対象の回転位置を検出する回転位置検出装置であって、磁束発生手段とＩＣパッケージとカバー部材と支持部と突出部とを備えている。
磁束発生手段は、検出対象と一体に回転可能なよう検出対象に取り付けられる。ＩＣパッケージは、磁束発生手段が回転することにより生じる磁束の方向の変化に応じた信号を出力する磁気検出素子を有している。カバー部材は、底部、および、当該底部の外縁部から筒状に延びる筒部を有し、底部の筒部側で磁束発生手段を覆うようハウジングに取り付けられる。

支持部は、底部から筒部の開口面側に突出するよう形成され、磁気検出素子が前記信号を出力可能なようＩＣパッケージを支持する。突出部は、底部の支持部近傍から少なくとも磁気検出素子に対応する位置まで前記開口面側に突出するよう支持部とは別体に形成されている。また、磁束発生手段は、筒状に形成、または、配置されている。また、突出部は、支持部を取り囲むよう筒状に、かつ、カバー部材がハウジングに取り付けられた状態で磁束発生手段の内側に位置するよう形成されている。

本発明では、突出部の一部がＩＣパッケージ近傍に位置するよう形成されているため、例えばカバー部材をハウジングに取り付けるとき等、ＩＣパッケージに代わり「突出部」が相手部材に接触することにより、「ＩＣパッケージ」が相手部材に接触するのを抑制することができる。これにより、相手部材に接触することによるＩＣパッケージの破損を抑制することができる。

特に、ＩＣパッケージが、少なくとも一部が筒部の開口面に対し底部とは反対側に位置するよう支持部に支持される構成の場合、例えば保管時や加工時等、開口面を下にしてカバー部材を机等の上に置いたとき、机の上面に接触することによるＩＣパッケージの破損を効果的に抑制することができる。また、カバー部材の運搬時等、他部材等に接触することによるＩＣパッケージの破損を効果的に抑制することができる。

本発明の第１実施形態による回転位置検出装置を示す模式的断面図。 本発明の第１実施形態による回転位置検出装置を示す斜視図。 図２を矢印ＩＩＩ方向から見た図。 本発明の第１実施形態による回転位置検出装置のＩＣパッケージ、および、その近傍を示す斜視図。 本発明の第２実施形態による回転位置検出装置のＩＣパッケージ、および、その近傍を示す斜視図。 本発明の第３実施形態による回転位置検出装置のＩＣパッケージ、および、その近傍を示す斜視図。 本発明の第４実施形態による回転位置検出装置のＩＣパッケージ、および、その近傍を示す斜視図。

以下、本発明の複数の実施形態による回転位置検出装置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実施形態による回転位置検出装置、および、その一部を図１〜４に示す。

回転位置検出装置１は、例えば車両に搭載されたスロットル弁２の開度を算出するのに用いられる。回転位置検出装置１は、検出対象としてのスロットル弁２の弁軸４の回転位置を検出する。これにより、スロットル弁２の開度を算出することができる。

図１に示すように、スロットル弁２は、板部３および弁軸４を有している。板部３は、略円板状に形成され、ハウジング５に形成された吸気通路６内に設けられる。弁軸４は、棒状に形成され、板部３の中心を板面方向に貫くようにして、板部３と一体に設けられている。弁軸４の板部３の両側の部分は、吸気通路６を形成するハウジング５に軸受けされている。ここで、吸気通路６は、図１の紙面に対し垂直な方向に延びるよう形成されている。また、弁軸４は、吸気の流れ方向に略垂直となるよう設けられている。さらに、弁軸４の両端部は、ハウジング５から突出している。

弁軸４がハウジング５に軸受けされることにより、スロットル弁２は、吸気通路６において弁軸４とともに回転可能である。つまり、ハウジング５は、検出対象であるスロットル弁２を回転可能に支持している。これにより、スロットル弁２は、回転することで吸気通路６を開閉可能である。

車両には、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）７が設けられている。ＥＣＵ７は、演算手段、記憶手段および入出力手段等を備える小型のコンピュータである。ＥＣＵ７は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等に基づき、記憶手段に格納されたプログラムに従って演算を行い車両各部の装置および機器の作動を制御することにより、車両を統合的に制御する。

弁軸４の一方の端部には、モータ８が取り付けられている。モータ８は、ＥＣＵ７に制御されることにより弁軸４を回転駆動する。ＥＣＵ７は、モータ８の回転を制御することによりスロットル弁２の開度を制御し、図示しない内燃機関へ供給する吸気の量を調節する。

弁軸４の他方の端部には、ホルダ９が取り付けられている。ホルダ９は、略円筒状の筒部、および、当該筒部の一方の端部を塞ぐ底部を有している。すなわち、ホルダ９は有底筒状に形成されている。ホルダ９は、底部の中心が弁軸４に固定されることにより、弁軸４に取り付けられている。これにより、ホルダ９は、弁軸４と一体に回転可能である。

回転位置検出装置１は、磁束発生手段としての磁石２０、ＩＣパッケージ３０、カバー部材４０、支持部５０および突出部６０等を備えている。
磁石２０は、ホルダ９の筒部の内壁に貼り付けられている。磁石２０は、例えばボンド磁石であり、Ｎ極およびＳ極の極性がホルダ９の筒部の周方向に交互になるよう設けられている。そのため、弁軸４が回転すると、ホルダ９の筒部の内側において磁束の方向が変化する。このように、磁石２０は、ホルダ９の内側において略円筒状に設けられ、または、形成されるようにして、スロットル弁２と一体に回転可能なようスロットル弁２に取り付けられる。

ＩＣパッケージ３０は、磁気検出素子３１、封止体３２およびリード３３等を有している。
磁気検出素子３１は、例えばホール素子等の半導体素子であり、通過する磁束の垂直成分に応じた信号を出力する。すなわち、磁気検出素子３１は、通過する磁束の方向の変化に応じた信号を出力する。

封止体３２は、磁気検出素子３１を覆うよう例えば樹脂により形成されている。封止体３２は、例えば矩形の板状に形成されている。ここで、磁気検出素子３１は、感磁面が封止体３２の面方向に対し略平行になるよう設けられている。
封止体３２により、磁気検出素子３１に対し外部からの衝撃、湿気および熱等が加わるのを抑制することができる。
リード３３は、例えば銅等の金属により棒状に形成され、一端が磁気検出素子３１に電気的に接続するよう設けられている。リード３３の他端は、封止体３２から露出している。
本実施形態では、ＩＣパッケージ３０は、封止体３２同士が板厚方向に重なるようにして２つ設けられている（図１参照）。

カバー部材４０は、例えば樹脂により有底筒状、より具体的には皿状に形成されている（図２参照）。カバー部材４０は、底部４１、筒部４２およびフランジ部４３等を有している。
底部４１は、板部４１１、台部４１２およびリブ４１３等を有している。板部４１１は、略長方形の板状に形成されている。台部４１２は、板部４１１の一方の面から板厚方向にブロック状に突出するよう板部４１１と一体に形成されている。リブ４１３は、面方向が板部４１１に対し垂直になるよう、台部４１２から放射状に延びるよう複数形成されている。ここで、リブ４１３は、外縁部の一部が板部４１１および台部４１２に接続するよう板部４１１および台部４１２と一体に形成されている。

底部４１には、例えば銅等の金属により形成される配線１２がインサートモールドされている。配線１２の一端は、ＩＣパッケージ３０のリード３３に電気的に接続されている。配線１２の他端は、ＥＣＵ７に電気的に接続される。これにより、ＩＣパッケージ３０の磁気検出素子３１からの信号は、配線１２を経由してＥＣＵ７に伝達される。

筒部４２は、底部４１の板部４１１の外縁部から、台部４１２が突出する方向と同じ方向に筒状に延びるよう底部４１と一体に形成されている。これにより、台部４１２は、筒部４２に取り囲まれた状態となる。筒部４２の内壁には、上述のリブ４１３が接続している。これにより、板部４１１および筒部４２の強度が向上している。また、筒部４２には、底部４１とは反対側に開口面４４が形成されている（図１参照）。
フランジ部４３は、筒部４２の底部４１とは反対側の端部から外側へ環状に延びるよう形成されている。カバー部材４０には、フランジ部４３を板厚方向に貫く穴部４３１が複数形成されている。

カバー部材４０は、例えばねじ１１等の締結部材を穴部４３１に通しハウジング５にねじ込むことにより、ハウジング５に取り付けられる。ここで、カバー部材４０は、底部４１の台部４１２側、すなわち、筒部４２側で磁石２０を覆うようハウジング５に取り付けられる。カバー部材４０は、ハウジング５に取り付けた状態で台部４１２が磁石２０およびホルダ９に対応する位置となるよう形成されている（図１参照）。

支持部５０は、例えば樹脂により、底部４１の台部４１２から板部４１１とは反対側、つまり、開口面４４側に突出するよう底部４１の台部４１２と一体に形成されている。すなわち、支持部５０は、カバー部材４０がハウジング５に取り付けられた状態で、底部４１の台部４１２から磁石２０側に突出するよう形成されている。ここで、支持部５０は、台部４１２とは反対側の端部がホルダ９の筒部の内側、すなわち、磁石２０の内側に位置するよう形成されている。

本実施形態では、支持部５０の台部４１２とは反対側の端部５０１の内部に封止体３２が位置するよう２つのＩＣパッケージ３０がインサートモールドされている（図１参照）。すなわち、ＩＣパッケージ３０は、封止体３２が支持部５０の端部５０１に覆われている。これにより、ＩＣパッケージ３０（磁気検出素子３１）は、カバー部材４０がハウジング５に取り付けられた状態で、磁石２０の内側に位置する。ここで、支持部５０は、封止体３２の板厚方向が、略円筒状に配置された磁石２０の径方向に略一致するようＩＣパッケージ３０を支持している。

図３に示すように、本実施形態では、支持部５０は、先端部、すなわち、台部４１２とは反対側の端部５０１が、カバー部材４０の開口面４４に対し底部４１とは反対側に位置するよう形成されている。よって、ＩＣパッケージ３０は、少なくとも一部が開口面４４に対し底部４１とは反対側に位置する。

上記構成により、スロットル弁２の弁軸４とともに磁石２０が回転すると、ＩＣパッケージ３０の磁気検出素子３１を通過する磁束の垂直成分が変化するため、磁気検出素子３１から、磁束の方向の変化に応じた信号が出力される。当該信号は、リード３３および配線１２を経由してＥＣＵ７に伝達される。これにより、ＥＣＵ７は、磁気検出素子３１からの信号に基づき、スロットル弁２の回転位置および開度を算出することができる。

突出部６０は、例えば樹脂により、底部４１の台部４１２の支持部５０近傍から、支持部５０と同じ方向に突出するよう底部４１の台部４１２と一体に形成されている。突出部６０は、支持部５０を取り囲むよう略円筒状に形成されている。突出部６０は、支持部５０とは別体に形成されている。

本実施形態では、突出部６０は、底部４１とは反対側の端部６０１が、ＩＣパッケージ３０の底部４１とは反対側の端部３０１に対し底部４１とは反対側に位置するよう形成されている（図１、３、４参照）。すなわち、突出部６０は、底部４１の支持部５０近傍から少なくとも磁気検出素子３１に対応する位置まで開口面４４側に突出するよう形成されている。
特に、本実施形態では、突出部６０は、端部６０１が、支持部５０の端部５０１に対し底部４１とは反対側に位置するよう形成されている。

図４に示すように、本実施形態では、突出部６０は、周方向の一部が切り欠かれるようにして形成される切欠部６１を有している。本実施形態では、切欠部６１は、突出部６０の周方向に２つ、等間隔で形成されている。これにより、２つの切欠部６１の間に、断面円弧状の壁部６２が２つ形成されている。本実施形態では、２つの切欠部６１同士および２つの壁部６２同士は、突出部６０の軸に対し点対称の位置関係となるよう形成されている。
図１に示すように、本実施形態では、突出部６０は、カバー部材４０がハウジング５に取り付けられた状態で、筒状に配置された磁石２０の内側に位置するよう形成されている。

以上説明したように、本実施形態では、突出部６０の一部がＩＣパッケージ３０近傍に位置するよう形成されているため、例えばカバー部材４０をハウジング５に取り付けるとき等、ＩＣパッケージ３０（端部５０１）に代わり「突出部６０」が相手部材（ハウジング５、スロットル弁２、ホルダ９、磁石２０等）に接触することにより、「ＩＣパッケージ３０（端部５０１）」が相手部材に接触するのを抑制することができる。これにより、相手部材に接触することによるＩＣパッケージ３０（端部５０１）の破損を抑制することができる。

本実施形態では、ＩＣパッケージ３０は、少なくとも一部が筒部４２の開口面４４に対し底部４１とは反対側に位置するよう支持部５０に支持される構成である。本実施形態では、例えば保管時や加工時等、開口面４４を下にして机等の上にカバー部材４０を置いたとき、机の上面に接触することによるＩＣパッケージ３０（端部５０１）の破損を効果的に抑制することができる。また、カバー部材４０の運搬時等、他部材に接触することによるＩＣパッケージ３０（端部５０１）の破損を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、突出部６０は、底部４１とは反対側の端部６０１が、ＩＣパッケージ３０の底部４１とは反対側の端部３０１に対し底部４１とは反対側に位置するよう形成されている。そのため、他部材に接触することによるＩＣパッケージ３０（端部５０１）の破損をより効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、突出部６０は、支持部５０を取り囲むよう筒状に形成されている。これにより、ＩＣパッケージ３０（端部５０１）に対する様々な方向からの他部材等の接触を抑制することができる。

また、本実施形態では、突出部６０は、周方向の一部が切り欠かれるようにして形成される切欠部６１を周方向に複数有している。これにより、突出部６０を形成する樹脂等の使用材料を低減することができる。そのため、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態では、磁石２０は、筒状に形成、または、配置されている。そして、突出部６０は、カバー部材４０がハウジング５に取り付けられた状態で、磁石２０の内側に位置するよう形成されている。よって、カバー部材４０をハウジング５に取り付けるとき、磁石２０およびホルダ９がＩＣパッケージ３０（端部５０１）に接触するのを抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による回転位置検出装置の一部を図５に示す。第２実施形態では、突出部の形状が第１実施形態と異なる。

図５に示すように、第２実施形態では、突出部６０は、２つの切欠部６１同士の大きさが異なる。そのため、２つの壁部６２同士の大きさも異なる。よって、本実施形態では、２つの切欠部６１同士、２つの壁部６２同士は、突出部６０の軸に対し点対称の位置関係とはならない。
本実施形態では、相手部材等の接触が想定される箇所を絞って突出部６０の壁部６２を形成することにより、第１実施形態と比べ、突出部６０を形成する樹脂等の使用材料をより低減することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による回転位置検出装置の一部を図６に示す。第３実施形態では、突出部の形状が第１実施形態と異なる。
図６に示すように、第３実施形態では、突出部６０は、第１実施形態で示した２つの壁部６２のうち、片方のみ有している。

本実施形態では、相手部材等の接触が想定される箇所にのみ突出部６０の壁部６２を形成することにより、第１実施形態および第２実施形態と比べ、突出部６０を形成する樹脂等の使用材料をさらに低減することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による回転位置検出装置の一部を図７に示す。第４実施形態では、突出部の形状等が第１実施形態と異なる。第４実施形態は、本発明の参考形態とする。

第４実施形態では、突出部７０は、例えば樹脂により、底部４１の台部４１２の支持部５０近傍から、支持部５０と同じ方向に突出するよう底部４１の台部４１２と一体に形成されている。突出部７０は、棒状、より具体的には長い円柱状に形成されている。突出部７０は、支持部５０とは別体に形成れている。

本実施形態では、突出部７０は、底部４１とは反対側の端部７０１が、ＩＣパッケージ３０の底部４１とは反対側の端部３０１に対し底部４１とは反対側に位置するよう形成されている。特に、本実施形態では、突出部７０は、端部７０１が、支持部５０の端部５０１に対し底部４１とは反対側に位置するよう形成されている。

また、本実施形態では、突出部７０は、底部４１とは反対側の端部７０１が、ハウジング５に形成された嵌合部１３に嵌合可能なよう形成されている。これにより、カバー部材４０をハウジング５に取り付けるとき、カバー部材４０の位置決めをすることができる。

本実施形態においても、突出部７０により、相手部材の接触によるＩＣパッケージ３０（端部５０１）の破損を抑制することができる。また、相手部材等の接触が想定される箇所にのみ突出部７０を形成するため、突出部７０を形成する樹脂等の使用材料を低減することができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、ＩＣパッケージは、支持部にインサートモールドされていなくてもよい。すなわち、ＩＣパッケージは、封止体等が支持部から露出していてもよい。また、封止体は、矩形の板状に限らず、どのような形状に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、磁気検出素子は、ホール素子に限らず、磁気を検出可能な他の素子であってもよい。

また、本発明の他の実施形態では、ＩＣパッケージは、全部がカバー部材の筒部の開口面に対し底部側に位置するよう支持部に支持されていてもよい。このような構成であっても、突出部により、相手部材との接触によるＩＣパッケージの破損を抑制することができる。
また、本発明の他の実施形態では、突出部は、カバー部材の底部とは反対側の端部が、ＩＣパッケージの底部とは反対側の端部に対し底部側に位置するよう形成されていてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、突出部は、カバー部材がハウジングに取り付けられた状態で、磁束発生手段の外側に位置するよう筒状に形成されていてもよい。また、突出部は、円筒状、棒状に限らず、三角筒状、四角筒状、その他多角筒状等、どのような形成に形成されていてもよい。また、突出部は、１つ、２つに限らず、３つ以上の切欠部を有していてもよい。また、突出部は、切欠部を有していなくてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、回転位置検出装置は、１つのＩＣパッケージを備えることとしてもよい。
本発明による回転位置検出装置は、スロットル弁の弁軸以外に、例えばアクセルペダルやクランクシャフト等の回転軸の回転位置を検出するのに用いることができる。
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。

１ ・・・・・・・回転位置検出装置
２０ ・・・・・・磁束発生手段
３０ ・・・・・・ＩＣパッケージ
３１ ・・・・・・磁気検出素子
４０ ・・・・・・カバー部材
４１ ・・・・・・底部
４２ ・・・・・・筒部
５０ ・・・・・・支持部
６０、７０ ・・・突出部

Claims (5)

1. ハウジング（５）に回転可能に支持される検出対象（２）の回転位置を検出する回転位置検出装置（１）であって、
   前記検出対象と一体に回転可能なよう前記検出対象に取り付けられる磁束発生手段（２０）と、
   前記磁束発生手段が回転することにより生じる磁束の方向の変化に応じた信号を出力する磁気検出素子（３１）を有するＩＣパッケージ（３０）と、
   底部（４１）、および、当該底部の外縁部から筒状に延びる筒部（４２）を有し、前記底部の前記筒部側で前記磁束発生手段を覆うよう前記ハウジングに取り付けられるカバー部材（４０）と、
   前記底部から前記筒部の開口面（４４）側に突出するよう形成され、前記磁気検出素子が前記信号を出力可能なよう前記ＩＣパッケージを支持する支持部（５０）と、
   前記底部の前記支持部近傍から少なくとも前記磁気検出素子に対応する位置まで前記開口面側に突出するよう前記支持部とは別体に形成される突出部（６０）と、を備え、
   前記磁束発生手段は、筒状に形成、または、配置され、
   前記突出部は、前記支持部を取り囲むよう筒状に、かつ、前記カバー部材が前記ハウジングに取り付けられた状態で前記磁束発生手段の内側に位置するよう形成されていることを特徴とする回転位置検出装置。
2. 前記ＩＣパッケージは、少なくとも一部が前記開口面に対し前記底部とは反対側に位置するよう前記支持部に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の回転位置検出装置。
3. 前記突出部は、前記底部とは反対側の端部（６０１）が、前記ＩＣパッケージの前記底部とは反対側の端部（３０１）に対し前記底部とは反対側に位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転位置検出装置。
4. 前記突出部は、周方向の一部が切り欠かれるようにして形成される切欠部（６１）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転位置検出装置。
5. 前記突出部は、前記切欠部を周方向に複数有していることを特徴とする請求項４に記載の回転位置検出装置。

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