KR20140015323A

KR20140015323A - 회전각도 검출장치

Info

Publication number: KR20140015323A
Application number: KR1020137021184A
Authority: KR
Inventors: 게이고 스즈키; 마사키 히에이
Original assignee: 가부시키가이샤 미쿠니
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2014-02-06
Also published as: JP2012168047A; CN103403500B; EP2677280A1; US20130314079A1; US9182249B2; CN103403500A; WO2012111646A1; EP2677280B1; JP5801566B2; EP2677280A4

Abstract

정밀도가 높은 검출결과를 넓은 각도 범위에서 얻을 수 있는 회전각도 검출장치를 제공한다. 회전각도 검출장치(1)는 스로틀 샤프트(S)에 로터(3)로 장착되는 피검출부(4)와, 피검출부(4)의 자속성분을 검출하는 홀 IC(5)를 구비하고 있다. 홀 IC(5)는 피검출부(4)에 대향하여 배치되어 피검출부(4)의 회전면을 따라 뻗은 집자판(51)과 피검출부(4)의 자속성분을 검출하는 홀소자(52)를 구비하고 있고, 홀소자(52)에서의 검출결과를 토대로 스로틀 샤프트(S)의 회전위치에 따른 신호를 출력한다. 홀소자(52a, 52c)는 스로틀 샤프트(S)의 회전축을 통과하는 X축방향의 자속성분을 검출한다. 홀소자(52b, 52d)는 스로틀 샤프트(S)의 회전축을 통과하는 Y축방향의 자속성분을 검출한다. 피검출부(4)는 반원환형상의 자석(42)에 반원형의 요크(41)를 조합하여 구성되어 있다.

Description

회전각도 검출장치{Rotation angle detection device}

본 발명은 피검출부로부터 발생하는 자장(磁場)을 검출축 상에 배치된 자기 감지소자로 검출하고, 각 자기 감지소자에서의 검출결과를 토대로 피검출부의 회전위치를 특정하는 회전각도 검출장치에 관한 것이다.

이 종류의 회전각도 검출장치는 하기의 특허문헌 1~2에 개시되어 있다. 특허문헌 1의 회전각도 검출장치는 원환형상으로 형성되어 샤프트가 삽통(揷通)된 자석과 샤프트의 회전중심으로부터 샤프트의 회전면을 따라 서로 직교하여 뻗는 각 축선 상에 배치된 자기 센서(검출소자)를 구비하고 있다. 특허문헌 2의 각도 검출장치는 원환형상으로 형성되어 샤프트가 삽통된 회전부재, 회전부재의 외주면과 마주보도록 배치된 자성 플레이트 및 샤프트의 축방향 및 직경방향에 서로 직교하여 자성 플레이트 위를 뻗는 각 축선 상에 배치된 검출소자를 구비하고 있다. 이들 장치에서는 자석이나 회전부재와 일체가 되어 회전하는 샤프트의 회전각도가 각 검출소자에서 검출된 자기 변화를 토대로 특정된다. 상세하게는 각 축선(X축, Y축) 상에 배치된 검출소자에서 검출된 자속 밀도의 비를 토대로 회전각도가 검출된다. 이 검출결과를 회전축에 비례하여 직선상으로 변화하도록 변환하여 검출결과가 출력되도록 되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2007-263585호 공보

특허문헌 2: 일본국 특허공개 제2008-292466호 공보

특허문헌 1에는 자석의 자기 센서가 놓여지는 측과는 반대의 타단측에 요크를 배치하는 동시에 축방향으로 자석을 착자(着磁)함으로써 축방향의 자력을 높여 축방향으로부터의 외란(外亂) 자장의 영향을 최대한 억제하는 구성이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 2에는 한쌍의 검출소자의 출력 전압의 차분을 산출하여 자속을 검출함으로써 축방향(소위 Z축방향)의 외란 자장의 영향을 받지 않는 구성이 개시되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 회전각도 검출장치는 한쌍의 자기 센서의 검출 신호를 차동 연산함으로써 각도를 검출(차동 검출)한다. 차동 검출함으로써 축방향(Z축방향)의 외란 자장의 영향을 물리적으로 억제할 수 있어 소위 각도 검출시의 노이즈가 억제된다. 그 때문에 검출 정밀도를 향상시키는 데는 유효하다. 그러나 각 축선 상에 배치된 자기 센서(검출소자) 간에서의 특성 편차 등에 의해 회전각도 검출장치로부터 출력되는 검출결과에는 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 파동이 생긴다. 이러한 특성의 회전각도 검출장치를 사용하여 회전각도를 검출하기 위해서는 이 파동의 범위를 피해서 검출할 필요가 있어 직선성(리니어리티)이 얻어지는 좁은 회전각도 범위에서만 검출할 수 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 회전각도를 차동 검출에 의해 검출하는 각도 검출방법에 관한 것으로, 출력 직선성(리니어리티)이 얻어지는 회전각도 범위를 넓혀 보다 넓은 회전 범위에서 회전각도를 검출할 수 있는 회전각도 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 회전각도 검출장치는 회전위치의 검출 대상에 장착되는 피검출부와, 그 피검출부에 대향하여 배치되어 상기 피검출부의 회전면에 평행하게 뻗은 감자면(感磁面)을 갖는 집자판(集磁板)과, 그 집자판의 감자면에 평행하게 뻗어서 상기 피검출부 회전축의 축방향과 직교하는 제1 검출축 상에 배치되어 그 제1 검출축 연신방향의 자속성분을 검출하는 제1 자기 감지소자와, 그 제1 검출축과 교차하여 상기 집자판의 감자면에 평행하게 뻗어서 상기 회전축의 축방향과 직교하는 제2 검출축 상에 배치되어 그 제2 검출축 연신방향의 자속성분을 검출하는 제2 자기 감지소자와, 상기 제1 자기 감지소자 및 상기 제2 자기 감지소자에서의 검출결과를 토대로 상기 검출 대상의 회전위치에 따른 신호를 출력하는 신호 출력부를 구비하며, 상기 피검출부는 상기 피검출부로부터 발생하는 자장을 상기 회전축으로부터 상기 회전면의 연신방향으로 치우치게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 피검출부가 자석과 자성체가 상기 회전면의 연신방향을 따라 늘어서도록 연결되어 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 자석이 상기 자성체와 연결되는 가장자리부에 상기 자성체와의 사이에 간극을 형성하는 간극 형성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 피검출부가 그 피검출부의 축심을 사이에 둔 일방측과 타방측이 역자극(逆磁極)을 상기 회전면측을 향하도록 분극된 자석으로 구성되어 있고, 상기 피검출부의 축심을 상기 회전축에 대해서 상기 회전면의 연신방향으로 비키어 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 피검출부로부터 발생하는 자장을 피검출부 회전면의 연신방향으로 치우치게 하여 자기 감지소자에서 검출되는 자속성분에 치우침을 가지게 함으로써 자기 감지소자 간에서의 편차(자속성분)를 필터링할 수 있다. 이것에 의해 차동 검출에 의한 오차가 적은 검출결과를 얻는 동시에 출력 직선성(리니어리티)을 보다 넓은 회전각도 범위에서 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 회전각도 검출장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 회전각도 검출장치의 피검출부를 나타내는 사시도이다.
도 3(a)는 피검출부와 홀 IC의 위치관계를 나타내는 평면도, 도 3(b)는 본 발명의 회전위치 검출장치의 홀 IC에서 검출되는 자속의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4(a)는 종래의 회전위치 검출장치의 홀 IC에서 검출되는 자속의 상태를 나타내는 도면, 도 4(b)는 홀 IC에서 검출되는 외란 자장의 자속의 성분을 나타내는 도면이다.
도 5는 종래의 회전각도 검출장치에서의 검출결과의 리니어리티를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 회전각도 검출장치에서의 검출결과의 리니어리티를 나타내는 도면이다.
도 7은 피검출부의 변형예를 나타내는 제1 도면이다.
도 8은 피검출부의 변형예를 나타내는 제2 도면이다.
도 9는 피검출부의 변형예를 나타내는 제3 도면이다.
도 10은 피검출부의 변형예를 나타내는 제4 도면이다.
도 11은 피검출부의 변형예를 나타내는 제5 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시형태를 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 회전각도 검출장치(1)를 나타내는 단면도이다. 또한 이하의 설명에서 사용하는 상하의 각 방향은 설명에 사용하는 각 도면에 나타내고 있다. 이 상하는 설명을 위해서 기재한 것으로 실제 배치와 상이한 경우도 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 회전각도 검출장치(1)는 스로틀장치의 스로틀 보디(도시 안함)에 장착되는 하우징(2)과 스로틀장치의 스로틀 샤프트(S)에 장착되는 로터(3)를 구비하고 있다.

로터(3)는 스로틀 샤프트(S)의 단부에 장착되는 바닥이 있는 원통형상의 로터 본체(31)와 로터 본체(31)의 하단부에 형성된 수용부(32)를 구비하고 있다. 로터 본체(31)는 끼워맞춤(嵌合) 구멍(30)의 상단 개구부로부터 스로틀 샤프트(S)의 단부가 삽입되어 스로틀 샤프트(S)에 연결된다. 수용부(32)는 수용실(32a)을 하면에 개구시켜서 피검출부(4)를 수용하고 있다.

하우징(2)은 로터(3)를 수용하는 수용실(20)을 상면에 개구시키고 있다. 수용실(20) 내에는 자장 검출부(5)가 탑재된 기판(50)이 피검출부(4) 회전축의 축방향에 배치되어 있다. 자장 검출부(5)는 피검출부(4)의 회전면에 평행하게 뻗은 감자면을 갖는 집자판(51)과 집자판(51)의 감자면과 평행하며 피검출부(4) 회전축의 축방향과 직교하는 축상에 배치되는 홀소자(52)를 가지고 있다. 자장 검출부(5)는 예를 들면 홀 IC로, 사각 상자형상을 나타낸 본체의 측면으로부터 복수의 단자를 연출(延出)시키고 있어 이들 단자가 기판(50) 상의 회로에 접속되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 피검출부(4)는 반원형의 평판형상을 나타낸 자성체인 요크(41)와 반원환형의 평판형상을 나타낸 자석(42)이 직선상으로 뻗은 단면에서 서로 흡인되어 밀착된 상태로 구성되고 회전면의 연신방향(소위 피검출부(4)의 회전축과 교차하는 방향)을 따라 자력에 의해 흡인 연결되어 있다. 요크(41)는 자성체면 되지만 특히 투자율(透磁率)이 높은 부재가 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는 요크(41)로서 철재를 사용하고 있다. 요크(41)와 자석(42) 사이에는 자석(42)의 직선상의 가장자리부에 형성된 간극 형성부(42a)에 의해 간극이 형성되어 있다. 수용실(32a)에 수용된 피검출부(4)는 피검출부(4)의 축심이 스로틀 샤프트(S)의 축심과 일치하도록 배치되어 있어 스로틀 샤프트(S)의 회전에 따라 피검출부(4)의 축심을 중심으로 하여 회전한다.

도 3에 나타내는 바와 같이 자장 검출부인 홀 IC(5)에는 자기 감지소자인 홀소자(52a~52d)의 4개의 홀소자(52)가 설치되어 있다. 이하 설명에 사용하는 X축방향 및 Y축방향은 도 3에 나타내고 있지만 설명을 위해 기재한 것으로 실제 배치와 상이한 경우도 있다. 또한 홀 IC(5)에는 피검출부(4)의 회전면에 평행인 원판형상의 감자면을 나타낸 집자판(51)이 탑재되어 있다. 홀소자(52a~52d)는 집자판(51)의 중심(O)을 중심으로 하여 고리형상으로 배치되어 있고 홀소자(52a~52d)의 중심부가 집자판(51)의 둘레 가장자리에 위치하고 있다. 홀소자(52a, 52c)는 중심(O)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 중심(O)으로부터 서로 동등한 간격을 두고 Y축방향(제1 검출축 또는 제2 검출축)으로 늘어서 있다. 홀소자(52b, 52d)는 중심(O)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 중심(O)으로부터 서로 동등한 간격을 두고 X축방향(제2 검출축 또는 제1 검출축)으로 늘어서 있다. 홀 IC(5)는 집자판(51)의 중심(O)이 피검출부(4)의 회전축과 일치하도록 피검출부(4)의 하면에 집자판(51)의 상면을 마주보도록 대향하여 배치되어 있다.

다음으로 홀 IC(5)의 검출방법에 대해서 설명한다. 도 4(a)는 종래의 회전각도 검출장치에 있어서의 홀 IC(5)에 인가되는 자속의 상태를 나타내고 있다. 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 홀 IC(5)는 인가된 자속의 X축 연신방향의 X성분(Bx), Y축 연신방향의 Y성분(By)을 집자판(51)에서 피검출부(4) 회전축방향의 Z성분으로 변환하여 검출하고, 인가된 자속의 Z축방향(회전축의 축방향)의 Z성분[Bz(Bz1, Bz2)]과 함께 한쪽의 홀소자(52)에서 자속성분(B1)으로서, 다른 쪽의 홀소자(52)에서 자속성분(B2)으로서 검출한다. 따라서 자속성분(B1, B2)은

로 표시되며 인가된 자장의 크기에 비례한 값이 된다.

여기서 B_⊥는 X성분(Bx) 또는 Y성분(By)이 Z성분으로 변환된 자속성분이다.

홀 IC(5)에는 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 4개의 홀소자(52a~52d)가 설치되어 있고, 홀 IC(5)에 내장된 신호 출력부는 홀소자(52a)와 다른 쪽의 홀소자(52c)에서 검출한 자속성분(B1)과 자속성분(B2)의 차를 토대로 Z성분(Bz)을 포함하는 Y성분(By)을, 홀소자(52b, 52d)에서 각각 검출한 자속성분(B1)과 자속성분(B2)의 차를 토대로 Z성분(Bz)을 포함하는 X성분(Bx)을 각각 산출한다.

여기서 B_⊥x는 X성분(Bx)이 Z성분으로 변환된 자속성분이고 B_⊥y는 Y성분(By)이 Z성분으로 변환된 자속성분이다.

그리고 신호 출력부는 산출한 X성분(Bx)과 Y성분(By)의 비를 토대로 중심(O)을 기준으로 하는 피검출부(4)의 회전위치를 특정하여 회전위치에 따른 신호를 출력한다. 이때 X성분(Bx), Y성분(By)은 실제로는 각각 Z성분(Bz)을 포함하지만 X성분(Bx), Y성분(By)의 양쪽에 동일하게 기여하고 있기 때문에 검출값에는 영향을 미치지 않는다.

도 4(b)는 피검출부의 자석에 의해 인가되는 자장과 상이한 외란 자장이 존재하는 자속의 상태를 나타내고 있다. X축방향을 따라 배치한 홀소자(52b, 52d)에 Z축방향으로 외란 자장이 인가되면 홀소자(52b, 52d)에 Z축방향을 따르는 자속의 Z성분(Bz')이 발생한다. 발생하는 자속의 Z성분(Bz')은 홀소자(52b, 52d)에서 동일한 방향으로서 검출되기 때문에 이하의 계산식에서 나타내어지는 바와 같이 자속성분(B1)과 자속성분(B2)를 차동 연산함으로써 Z성분(Bz')의 외란 자장의 영향을 상쇄할 수 있다.

도 5(a)는 종래의 회전각도 검출장치에 사용되는 반원환형상의 자석(420)이 조합된 원환형상의 피검출부(40)이고, 도 5(b)는 상기 종래의 피검출부(40)를 사용한 회전각도 검출장치에서의 회전각도 검출결과의 리니어리티를 나타내는 도면이다. 도 6(a)는 본 발명의 피검출부(4)로, 반원형의 평판형상을 나타낸 요크(41)와 반원환형의 평판형상을 나타낸 자석(42)을 직선상으로 뻗은 단면끼리를 연결하여 구성되어 있다. 도 6(b)는 피검출부(4)를 사용한 회전각도 검출장치(1)에서의 회전각도 검출결과의 리니어리티를 나타내는 도면이다.

도 5(b), 도 6(b)에 나타내는 리니어리티는 피검출부(40, 4)가 도 5(a), 도 6(a)에 나타내는 0도의 상태로부터 중심(O)을 중심으로 시계방향으로 회전했을 때에 실제로 얻어진 검출결과의 어긋남을 실제 피검출부(40, 4)의 회전각도와의 관계로 나타내는 것이다. 리니어리티는 실측값이 계획값에 대해서 어느 정도 어긋나 있는지를 나타내는 것으로, 0(%)에서는 실측값과 계획값이 일치하고 있는 상태를 나타내고 있고 0(%)로부터 멀어질수록 실측값의 계획값으로부터의 어긋남이 커지는 것을 나타내고 있다. 홀 IC(5)에서의 검출결과는 0도~360도까지의 피검출부(40, 4)의 회전각도에 비례하여 본래 직선상으로 변화되는 것이지만, 실제 검출결과에서는 이 직선에 대해서 어긋남(오차)이 생긴다.

종래의 회전각도 검출장치에서는 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 검출결과의 리니어리티에는 180도의 주기로 커브를 그리듯이 파동이 생긴다. 이에 대해서 회전각도 검출장치(1)에서의 검출결과의 리니어리티는 피검출부(4)가 1주(360도) 회전할 때에 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 360도의 주기로 커브를 그리듯이 파동이 생긴다.

전술한 차동 검출방법의 경우는 외란 자장의 영향을 억제할 수 있는 반면 한쌍의 홀소자를 사용하여 자장성분을 검출하기 때문에 홀소자의 위치나 감도의 차이 등의 요인에 의해 홀소자 간의 검출 편차가 생겨, 그 결과 리니어리티에는 좁은 주기로 파동이 생긴다. 리니어리티에 파동이 생기는 경우 정밀도가 좋은 회전각도 검출이 곤란하다. 또한 규칙적으로 파동이 생기는 경우는 리니어리티가 직선상으로 변화되는 파동의 마루와 골 사이의 범위에서 이 어긋남을 보정하는 것도 가능하지만, 그 경우 회전각도를 검출할 수 있는 각도 범위가 한정된다.

본 실시형태의 회전각도 검출장치(1)의 경우는, 반원환형상의 자석(42)에 반원형의 요크(41)를 조합하여 피검출부(4)를 구성함으로써 피검출부(4)로부터 발생하는 자장이 중심(O)으로부터 피검출부(4) 회전면의 연신방향으로 치우친 상태가 된다. 이 구성에 있어서 홀 IC(5)에 인가되는 자속의 상태를 도 3(b)에 나타낸다.

홀소자(52)에 인가되는 Z축방향(회전축의 축방향) 자속의 Z성분[Bz(Bz1, Bz2)]은 한쌍의 홀소자(52)[X축방향을 따라 배치한 홀소자(52b, 52d)]에 있어서 자속성분(Bz1, Bz2)이 서로 동일한 방향의 자속으로서 인가된다. 따라서 홀소자(52b, 52d)에서 검출되는 자속성분(B1, B2)은

로 표시되며 자속성분(B1)과 (B2)에서는 자속의 크기가 (Bz1＋Bz2)분의 차가 생긴다.

도 4(a)로부터 이해되는 바와 같이 종래의 회전각도 검출장치의 경우는 자속성분(B1, B2)은 자속이 작용하는 방향은 상이하고 자속의 크기는 동일하다. 그러나 본 실시형태의 회전각도 검출장치(1)의 경우는 Z축방향으로 작용하는 자속성분이 일방향으로 치우쳐 있고 또한 자속의 크기도 상이하기 때문에 한쌍의 홀소자[52(52b, 52d)]에서 검출되는 자속성분(B1, B2)의 크기에 차가 생긴다. 이 자속성분(B1, B2)의 차(Bz1＋Bz2)는 홀소자(52) 간의 검출 편차에 의한 자속성분보다도 크다.

한쌍의 홀소자(52)에서 검출되는 자속성분[Bx(또는 By)]은 자속성분(B1, B2)의 차분(差分) 자속성분과 홀소자(52) 간의 검출 편차에 의한 자속성분을 포함하여 검출된다. 그 때문에 홀소자(52) 간의 검출 편차는 자속성분(B1, B2)의 차분 자속성분에 의해 필터링되고 그 결과 파동은 해소된다.

자속성분(B1, B2)의 차분 자속성분은 (Bz1＋Bz2)로 표시되는데 이 자속성분은 X축, Y축의 어느 쪽 검출에도 동일하게 기여한다. 그 때문에 산출한 X성분(Bx)과 Y성분(By)의 비를 토대로 피검출부(4)의 회전위치를 특정하는 회전위치 검출장치(1)의 경우는 차분 자속성분(Bz1＋Bz2)은 작용하는 자속의 ?향이 바뀌기까지는 검출값에 직접 영향을 받지 않는다. 이 때문에 종래 발생했었던 홀소자(52) 간의 검출 편차 등에 의한 좁은 주기에서의 리니어리티의 파동을 해소할 수 있다.

본 실시형태에 있어서도, 작용하는 자속의 방향이 바뀌는 회전 범위에 있어서는 큰 주기의 파동이 생기게 되지만 보다 넓은 각도 범위에서 각도를 검출 가능하다. 따라서 회전각도 검출장치(1)에서의 검출결과의 리니어리티가 직선에 근접하는 범위가 넓어짐으로써 정밀도가 높은 검출결과를 넓은 회전각도 범위에서 얻을 수 있다.

즉 종래의 회전각도 검출장치의 경우는 파동의 마루와 골 사이의 약 90도의 범위에서 리니어리티가 직선상으로 변화되는 것으로부터, 상기 90도 이하의 범위(예를 들면 각도 a~각도 b의 범위)에서는 검출결과의 어긋남을 용이하게 보정하여 회전각도를 검출할 수 있다. 본 실시형태의 회전각도 검출장치(1)의 경우는 파동의 마루와 골 사이의 약 180도의 범위에서 리니어리티가 직선상으로 변화되는 것으로부터, 상기 180도 이하의 범위(예를 들면 각도 c~각도 d의 범위)에서는 검출결과의 어긋남을 용이하게 보정하여 회전각도를 검출할 수 있다. 상기와 같이 종래의 회전각도 검출장치에 대해서 2배의 회전각도 범위에서 출력 직선성(리니어리티)이 얻어지기 때문에, 2배의 회전각도 범위를 검출하는 것이 가능해져 회전각도를 검출하는 많은 용도로 사용할 수 있다.

상기 실시형태에서는 반원환형상의 자석(42)에 반원형의 요크(41)를 조합하여 피검출부(4)를 구성한 경우에 대해서 설명했지만 피검출부(4)로부터 발생하는 자장이 중심(O)으로부터 피검출부(4) 회전면의 연신방향으로 치우치는 것이라면 피검출부(4)의 구성은 임의이다.

예를 들면 도 7에 나타내는 피검출부(4a)와 같이 コ자형상의 자석(42)에 직사각형의 요크(41)를 조합하여 구성해도 된다. 또한 도 8에 나타내는 피검출부(4b)와 같이 반원형의 요크(41)와 자석(42)을 조합하여 구성해도 된다. 또한 도 9에 나타내는 피검출부(4c)와 같이 직사각형의 요크(41)와 자석(42)을 조합하여 구성해도 된다. 또한 도 10에 나타내는 피검출부(4d)와 같이 반원환형상의 요크(41)와 자석(42)을 조합하여 구성해도 된다. 또한 도 11에 나타내는 피검출부(4e)와 같이 コ자형상의 요크(41)와 자석(42)을 조합하여 구성해도 된다.

또한 피검출부(4)로부터 발생하는 자장이 홀 IC(5)에서의 회전각도의 검출 기준이 되는 중심(O)으로부터 피검출부(4) 회전면의 연신방향으로 치우치는 것이라면, 피검출부(4)가 축심을 사이에 둔 일방측과 타방측이 역자극을 피검출부(4)의 회전면측을 향하도록 분극된 자석으로 구성되어 있어도 된다. 예를 들면 피검출부(4)가 동일 형상의 자석(42)을 조합하여 구성되어 있고 축심을 중심(O)에 대해서 피검출부(4) 회전면의 연신방향으로 비키어 배치되어 있어도 된다.

또한 상기 실시형태에서는 피검출부(4)를 로터(3)로 스로틀 샤프트(S)에 고정한 경우에 대해서 설명했지만 스로틀 샤프트(S)와 일체가 되어 피검출부(4)가 회전하는 것이라면 스로틀 샤프트(S)로의 피검출부(4)의 고정방법은 임의로, 스로틀 샤프트(S)에 피검출부(4)를 직접 고정해도 된다. 또한 상기 실시형태에서는 스로틀 샤프트(S)의 회전각도를 검출하는 회전각도 검출장치(1)에 본 발명을 적용한 경우에 대해서 설명했지만 로터를 장착하는 검출 대상은 임의이다.

1 회전각도 검출장치
2 하우징
20 수용실
3 로터
30 끼워맞춤(嵌合) 구멍
31 로터 본체
32 수용부
32a 수용실
4, 4a~4e, 40 피검출부
41 요크
42, 420 자석
42a 간극 형성부
5 자장 검출부(홀 IC)
50 기판
51 집자판(集磁板)
52, 52a~52d 홀소자
Bx 자속의 X성분
By 자속의 Y성분
Bz(Bz1, Bz2), Bz' 자속의 Z성분
B1 자속성분
B2 자속성분
S 스로틀 샤프트

Claims

회전위치의 검출 대상에 장착되는 피검출부와,
그 피검출부에 대향하여 배치되어 상기 피검출부의 회전면에 평행하게 뻗은 감자면(感磁面)을 갖는 집자판(集磁板)과,
그 집자판의 감자면에 평행하게 뻗어서 상기 검출 대상 회전축의 축방향과 직교하는 제1 검출축 상에 배치되어 그 제1 검출축 연신방향의 자속성분을 검출하는 제1 자기 감지소자와,
그 제1 검출축과 교차하여 상기 집자판의 감자면에 평행하게 뻗어서 상기 회전축의 축방향과 직교하는 제2 검출축 상에 배치되어 그 제2 검출축 연신방향의 자속성분을 검출하는 제2 자기 감지소자와,
상기 제1 자기 감지소자 및 상기 제2 자기 감지소자에서의 검출결과를 토대로 상기 검출 대상의 회전위치에 따른 신호를 출력하는 신호 출력부를 구비하고,
상기 피검출부는 상기 피검출부로부터 발생하는 자장을 상기 회전축으로부터 상기 회전면의 연신방향으로 치우치게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전각도 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 피검출부는 자석과 자성체가 상기 회전면의 연신방향을 따라 늘어서도록 연결되어 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전각도 검출장치.
제2항에 있어서,
상기 자석은 상기 자성체와 연결되는 가장자리부에 상기 자성체와의 사이에 간극을 형성하는 간극 형성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전각도 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 피검출부는 그 축심을 사이에 둔 일방측과 타방측이 역자극(逆磁極)을 상기 회전면측을 향하도록 분극된 자석으로 구성되어 있고, 상기 피검출부의 축심을 상기 회전축에 대해서 상기 회전면의 연신방향으로 비키어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전각도 검출장치.