JPH1123213A - 回動角検出装置 - Google Patents

回動角検出装置

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JPH1123213A
JPH1123213A JP19070097A JP19070097A JPH1123213A JP H1123213 A JPH1123213 A JP H1123213A JP 19070097 A JP19070097 A JP 19070097A JP 19070097 A JP19070097 A JP 19070097A JP H1123213 A JPH1123213 A JP H1123213A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気シールド手段を設けることにより、外部
の磁界がケーシング内に影響するのを防止する。 【解決手段】 マグネット4を、スロットルボディ2側
のシャフト3に固定し、ケーシング1内に収容する。ま
た、マグネット4は、ケーシング1内に固定した磁極片
部5,6,7、ホール素子8と協働して閉磁路を形成す
る。そして、スロットルバルブの開閉動作に連動してシ
ャフト3が回動すると、前記閉磁路中の磁束密度がシャ
フト3の回動角に応じて変化し、この変化量をホール素
子8によって検出する。また、ケーシング1に塗布され
た非磁性の導電性塗料10は、外部磁界の変動がケーシ
ング1内に伝播するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用エ
ンジンに設けられるスロットルバルブの開度等をシャフ
トの回動角として検出するのに用いて好適な回動角検出
装置に関し、特にシャフトの回動角を磁気的に検出して
なる回動角検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、シャフト等の回動角を検出する
回動角検出装置は、ケーシングと、該ケーシング内にシ
ャフトを介して設けられたマグネットと、該マグネット
の回転を磁界の変化として検出する磁気検出手段とから
構成され、例えばスロットルバルブの開度等を検出する
ためのスロットルセンサとして用いられる(特開平5−
157506号公報等)。
【0003】この種の従来技術によるスロットルセンサ
では、スロットルバルブの開閉動作に連動して回転する
シャフトにマグネットが取付けられ、このマグネット
は、例えば樹脂材料等からなるケーシング内に回転可能
に収容されている。また、ケーシング内には、マグネッ
トの回転を磁界の変化として検出する例えばホール素子
等の磁気検出手段が設けられている。
【0004】そして、スロットルセンサは、マグネット
がスロットルバルブの開閉動作に連動してシャフトと共
に回転することにより、その回転角に応じた磁束密度の
変化をホール素子によって検出し、スロットルバルブの
開度に対応した検出信号をエンジン制御用のコントロー
ルユニット等に出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるスロットルセンサは、例えば自動車等のエ
ンジン室内に配設される場合が多く、このエンジン室内
では、エンジンの運転に伴って点火装置、発電装置等か
ら磁気的なノイズ等が発生する傾向がある。
【0006】このため、従来技術では、エンジン室内の
磁気ノイズ等がスロットルセンサのケーシング内に侵入
し、ホール素子による磁束密度の検出値がスロットルバ
ルブの開度に対して変動する場合があり、これによって
スロットルセンサの検出精度が不安定となり、信頼性が
低下するという問題がある。
【0007】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、外部の磁気ノイズ等によりケ
ーシング内の磁界が悪影響を受けるのを確実に防止で
き、シャフト等の回動角を安定して検出できると共に、
検出精度を高めることができ、信頼性を大幅に向上でき
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため請求項1に記載の発明は、ケーシングと、該ケーシ
ング内に設けられたマグネットと、前記ケーシング内に
設けられ該マグネットと対向して配置された磁極片部
と、該磁極片部と前記マグネットとを相対回転させる回
動手段と、該回動手段による前記マグネットと磁極片部
との相対回転を磁界の変化として検出する磁気検出手段
と、前記ケーシング内を外部の磁界からシールドする磁
気シールド手段とからなる構成を採用している。
【0009】このように構成することにより、外部の磁
気ノイズ等がケーシング内に伝播するのを磁気シールド
手段によって阻止し、マグネットによりケーシング内に
形成される磁界が外部の磁界によって悪影響を受けるの
を防ぐことができる。
【0010】また、請求項2の発明では、前記磁気シー
ルド手段は、前記ケーシングに塗布した非磁性の導電性
塗料によって構成している。
【0011】これにより、ケーシングの外部に生じた磁
界の変動は、導電性塗料の表面で反射されたり、導電性
塗料内で減衰したりするため、ケーシング内に伝播する
のを阻止される。また、非磁性の導電性塗料を用いるこ
とによりマグネットと磁極片部との間に形成される磁界
が影響されるのを防止することができる。
【0012】さらに、請求項3の発明では、前記磁気シ
ールド手段は、前記ケーシングに埋設した非磁性の導電
性部材によって構成している。
【0013】これにより、導電性部材をケーシングに対
して強固に取付けることができ、磁気シールドとしての
耐久性を向上させることができる。
【0014】また、請求項4の発明では、前記磁気シー
ルド手段は、前記ケーシングを非磁性の導電性材料によ
って構成している。
【0015】これにより、ケーシングが複雑な形状をも
つ場合でも、ケーシング全体に磁気シールド性能を容易
に与えることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図1ないし図5を参照しつつ、詳細に説明する。
【0017】ここで、図1ないし図3は第1の実施例を
示し、本実施例では、回動角検出装置としてスロットル
バルブの開度を検出するためのスロットルセンサを例に
挙げて述べる。
【0018】1はスロットルセンサのケーシングを示
し、該ケーシング1は、図1ないし図3に示す如く、樹
脂材料等により形成された略筒状のケーシング本体1A
と、例えばアルミニウムまたは合成樹脂板等の非磁性材
料により形成され、該ケーシング本体1Aの一端側を閉
塞した蓋体1Bとからなり、ケーシング本体1Aには、
径方向に突出したコネクタ1A1 が一体的に設けられて
いる。
【0019】そして、ケーシング1は、ケーシング本体
1Aの他端側が例えばアルミニウム等の非磁性材料から
なるエンジンのスロットルボディ2内に嵌合され、一端
側がスロットルボディ2から突出した状態で、取付ねじ
(図示せず)等によりスロットルボディ2に取付けられ
ている。また、スロットルボディ2には、スロットルバ
ルブ(図示せず)の開閉動作に連動して回動する回動手
段としてのシャフト3が設けられている。
【0020】4はケーシング1内に収容されたマグネッ
トで、該マグネット4は、図2および図3に示す如く、
シャフト3の端部に一体的に取付けられ、両端側がシャ
フト3から径方向に突出した磁極(N極、S極)となっ
ている。
【0021】5,6,7は磁性材料により横断面が略円
弧状に形成された磁極片部で、該磁極片部5,6,7
は、図2および図3に示す如く、ケーシング本体1Aの
内周側に固着され、マグネット4と隙間を介して径方向
で対向すると共に、所定の長さをもって周方向に延びて
いる。そして、磁極片部5,6は、図3に示す如く、マ
グネット4がシャフト3と共に回動することにより、そ
の回動角θに応じてマグネット4との対向面積(角度θ
1 ,θ2 )がそれぞれ変化する。
【0022】また、マグネット4は、N極から磁極片部
5、後述のホール素子8、磁極片部7を介してS極に延
びる第1の閉磁路と、N極から磁極片部6、他のホール
素子8、磁極片部7を介してS極に延びる第2の閉磁路
とを形成している。
【0023】8,8は前記第1,第2の閉磁路中の磁束
密度を検出する磁気検出手段としてのホール素子(一方
のみ図示)で、該各ホール素子8は、図2に示す如く、
ケーシング1内に設けられた基板9上に搭載されてい
る。そして、各ホール素子8は、マグネット4と磁極片
部5,6との対向面積に応じて変化する第1,第2の閉
磁路中の磁束密度をそれぞれ検出し、これらの磁束密度
の差を検出信号としてエンジン制御用のコントロールユ
ニット(図示せず)等に出力する。
【0024】10はケーシング1内を外部の磁界変化か
ら遮蔽する磁気シールド手段としての導電性塗料で、該
導電性塗料10は、図1および図2に示す如く、非磁性
材料からなり、スロットルボディ2から突出したケーシ
ング本体1Aの一端側外周(コネクタ1A1 を含む)か
ら蓋体1Bの上側面に亘って塗布され、所定の厚さ寸法
をもってケーシング1を覆っている。
【0025】そして、導電性塗料10は、ケーシング1
の外部で磁界が変動すると、この変動磁界の一部を導電
性塗料10の表面で反射させると共に、例えば変動磁界
により導電性塗料10内を流れるうず電流等を誘起させ
て変動磁界を減衰させる。この場合、導電性塗料10に
よる変動磁界の反射量、減衰量は、変動磁界の周波数
と、導電性塗料10を構成する材料の性質(例えば導電
率、透磁率等)と、導電性塗料10の厚さ寸法等とに応
じて変化することが一般的に知られている。
【0026】これにより、導電性塗料10は、外部の磁
界変化がケーシング1内に伝播するのを阻止している。
また、導電性塗料10は非磁性材料であるため、マグネ
ット4等により形成される磁路に影響を与えたり、この
磁路中の磁束密度を変動させたりすることはない。
【0027】本実施例によるスロットルセンサは上述の
如き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。
【0028】まず、スロットルバルブが開閉されると、
その開閉動作に連動してシャフト3と共にマグネット4
が回動する。そして、例えばマグネット4が図3中に示
す回動角θだけ時計廻りに回動した場合には、角度θ1
に対応したマグネット4と磁極片部5との対向面積が小
さくなり、角度θ2 に対応したマグネット4と磁極片部
6との対向面積が大きくなるから、これに伴って第1の
磁路中の磁束密度は減少し、第2の磁路中の磁束密度は
増大する。そこで、各ホール素子8では各閉磁路中の磁
束密度を検出し、これらの差に応じた検出信号をスロッ
トルバルブの開度(シャフト3の回動角)としてコント
ロールユニット等に出力する。
【0029】ここで、本実施例では、スロットルボディ
2から突出したケーシング1の部位を覆うようにケーシ
ング本体1Aおよび蓋体1Bに非磁性の導電性塗料10
を塗布する構成としている。これにより、ケーシング1
の外部で磁界が変動した場合でも、この変動磁界がケー
シング1内に伝播するのを導電性塗料10によって確実
に阻止でき、マグネット4等により形成される各閉磁路
中の磁束密度を外部磁界の変動に対して安定した状態に
保持することができる。
【0030】従って、本実施例によれば、外部の磁気ノ
イズ等によりケーシング1内の磁界が悪影響を受けるの
を確実に防止でき、スロットルバルブの開度を高い精度
で検出できると共に、信頼性を大幅に向上させることが
できる。
【0031】また、非磁性の導電性塗料10を用いるこ
とにより、マグネット4等による磁界が導電性塗料10
によって影響されるのを未然に防ぐことができ、各ホー
ル素子8による検出精度を安定化できると共に、導電性
塗料10を塗布するだけでケーシング1全体に磁気シー
ルド性能を容易に与えることができる。
【0032】さらに、導電性塗料10の導電率、透磁
率、厚さ寸法等に応じて変動磁界に対するシールド性能
の周波数特性を定めることができるから、導電性塗料1
0の構成材料を適切に選択することにより、例えばエン
ジンの点火装置、発電装置等から発生し易い固有周波数
の磁気ノイズ等を効率よくシールドすることができる。
【0033】次に、図4は本発明による第2の実施例を
示し、本実施例では、前記第1の実施例と同一の構成要
素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。しかし、本実施例の特徴は、ケーシング21のケー
シング本体21Aに磁気シールド手段としての導電性部
材22を埋設したことにある。
【0034】ここで、ケーシング21は、前記第1の実
施例とほぼ同様に、樹脂材料からなる略筒状のケーシン
グ本体21Aと、アルミニウム板等の非磁性材料からな
る蓋体21Bとから構成されているものの、ケーシング
本体21Aには、例えば銅、アルミニウム等の非磁性金
属板または金網から筒状に形成された導電性部材22が
インサート成形等の手段によって埋設されている。
【0035】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、導電性部材22をケ
ーシング21に対して強固に取付けることができ、例え
ばエンジンの振動等により導電性部材22がケーシング
21から脱落するのを確実に防止できると共に、磁気シ
ールドとしての耐久性を向上させることができる。
【0036】次に、図5は本発明による第3の実施例を
示し、本実施例では、前記第1の実施例と同一の構成要
素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。しかし、本実施例の特徴は、ケーシング31のケー
シング本体31Aと蓋体31Bとを非磁性の導電性樹脂
材料によって構成したことにある。
【0037】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第1および第2の実施例とほぼ同様の作用効
果を得ることができるが、特に本実施例では、ケーシン
グ31が複雑な形状をもつ場合でも、ケーシング31全
体に磁気シールド性能を容易に与えることができ、ケー
シング31の軽量化を図ることができる。
【0038】なお、前記第1および第2の実施例では、
ケーシング1,21の蓋体1B,21Bをアルミニウム
等の非磁性金属材料によって構成したが、本発明はこれ
に限らず、蓋体1B,21Bをケーシング本体1A,2
1Aと同様に樹脂材料によって構成してもよい。
【0039】また、前記第1の実施例では、ケーシング
1の外側に導電性塗料10を塗布する構成としたが、本
発明はこれに限らず、導電性塗料10に代えて第2の実
施例と同様の導電性部材22をケーシング1の外側に設
ける構成としてもよい。
【0040】さらに、前記第3の実施例では、ケーシン
グ31を非磁性の導電性樹脂材料によって構成とした
が、本発明はこれに限らず、例えば銅、アルミニウム等
の非磁性金属材料によって構成してもよい。
【0041】さらにまた、前記各実施例では、回動角検
出装置によりスロットルバルブの開度を検出する場合を
例に挙げて述べたが、本発明はこれに限らず、可動部の
回動角をシャフト等を介して検出する場合であれば適用
でき、例えば自動車等のアクセルペダルに対する踏込み
操作量を回動角として検出するアクセルセンサ等に適用
してもよい。
【0042】
【発明の効果】以上詳述した通り、請求項1に記載の発
明によれば、磁気シールド手段を設ける構成としたか
ら、ケーシングの外部で磁界が変動した場合でも、この
変動磁界がケーシング内に伝播するのを磁気シールド手
段によって確実に阻止でき、マグネット等により形成さ
れるケーシング内の磁界を外部磁界の変動に対して安定
した状態に保持することができる。従って、シャフト等
の回動角を高い精度で検出でき、信頼性を大幅に向上さ
せることができる。また、磁気シールド手段の構成材料
を適切に選択することにより、回動角検出装置の周囲で
生じ易い固有周波数の磁気ノイズ等を効率よくシールド
することができる。
【0043】また、請求項2に記載の発明によれば、磁
気シールド手段を非磁性の導電性塗料により構成したか
ら、導電性塗料を塗布するだけでケーシング全体に磁気
シールド性能を容易に与えることができる。そして、マ
グネット等による磁界が導電性塗料によって影響される
のを未然に防ぐことができ、この磁界を磁気検出手段に
より安定して検出することができる。
【0044】さらに、請求項3に記載の発明によれば、
磁気シールド手段をケーシングに埋設した非磁性の導電
性部材により構成したから、導電性部材をケーシングに
対して強固に取付けることができ、導電性部材が振動等
によりケーシングから脱落するのを確実に防止できると
共に、磁気シールドとしての耐久性を向上させることが
できる。
【0045】また、請求項4に記載の発明によれば、ケ
ーシングを非磁性の導電性材料により構成したから、ケ
ーシングが複雑な形状をもつ場合でも、ケーシング全体
に磁気シールド性能を容易に与えることができると共
に、長期間に亘って安定した磁気シールド性能を保持す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例によるスロットルセンサを示す斜
視図である。
【図2】図1中のスロットルセンサを示す縦断面図であ
る。
【図3】図2中の矢示III − III方向からみた断面図で
ある。
【図4】第2の実施例によるスロットルセンサを示す縦
断面図である。
【図5】第3の実施例によるスロットルセンサを示す縦
断面図である。
【符号の説明】
1,21 ケーシング 3 シャフト(回動手段) 4 マグネット 5,6 磁極片部 8 ホール素子(磁気検出手段) 10 導電性塗料(磁気シールド手段) 22 導電性部材(磁気シールド手段) 31 ケーシング(磁気シールド手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシングと、該ケーシング内に設けら
    れたマグネットと、前記ケーシング内に設けられ該マグ
    ネットと対向して配置された磁極片部と、該磁極片部と
    前記マグネットとを相対回転させる回動手段と、該回動
    手段による前記マグネットと磁極片部との相対回転を磁
    界の変化として検出する磁気検出手段と、前記ケーシン
    グ内を外部の磁界からシールドする磁気シールド手段と
    から構成してなる回動角検出装置。
  2. 【請求項2】 前記磁気シールド手段は、前記ケーシン
    グに塗布した非磁性の導電性塗料によって構成してなる
    請求項1に記載の回動角検出装置。
  3. 【請求項3】 前記磁気シールド手段は、前記ケーシン
    グに埋設した非磁性の導電性部材によって構成してなる
    請求項1に記載の回動角検出装置。
  4. 【請求項4】 前記磁気シールド手段は、前記ケーシン
    グを非磁性の導電性材料によって構成してなる請求項1
    に記載の回動角検出装置。
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