WO2019082576A1

WO2019082576A1 - 回転角度検出装置

Info

Publication number: WO2019082576A1
Application number: PCT/JP2018/035412
Authority: WO
Inventors: 佑貴須山; 紀雄鈴木
Original assignee: 日本精機株式会社
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2019-05-02
Also published as: JPWO2019082576A1; JP7173032B2

Abstract

磁石保持部材やハウジングの損傷を防止して安定した状態で回転角度を検出することができる回転角度検出装置を提供する。　回転角度検出装置１は、磁界の変化を検出する磁気検出手段５０に対して回転する磁石１０と、回転軸（被検出体）Ｌが連結されて回転し、磁石１０が取り付けられる柱状の磁石保持部材２０と、を有する磁石ユニット３０と、磁石保持部材２０を収容するとともに、磁石１０と対向する磁気検出手段５０が設けられるハウジング４０と、を有する回転角度検出装置１であって、ハウジング４０は、磁石保持部材２０を収容する、開口部４４ａを有して内径Ｄ１（Ｄ２）が磁石保持部材２０の外径ｄ１（ｄ２）より大きい底付き円筒状の収容部４４を備える。

Description

回転角度検出装置

　本発明は回転角度検出装置に関する。

　回転軸の回転角度を検出する回転角度検出装置として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
　この回転角度検出装置は、磁石が取り付けられる磁石保持部材と、磁石と対向し、磁石の回転に伴う磁界の変化を検出する磁気検出手段を備えるハウジングと、を備えて構成されている。磁石保持部材に被検出体の回転軸が連結され、磁石保持部材は、外周面がハウジングの内周面で支持された状態で回転可能となっている。

特開２０１０－１６９６５２号公報

　この特許文献１に開示された回転角度検出装置では、例えば船舶の船外機用のトリムチルト角度の検出を行う場合のように、被検出体の回転軸の偏心（中心軸が傾く）が大きい場合や回転軸のスラスト方向（軸方向）のガタつきが大きい場合には、円滑な回転が確保できず、磁石保持部材や磁石保持部材を支持するハウジングに大きな力が加わり、破損に至る虞がある。

　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、磁石保持部材やハウジングの損傷を防止して安定した状態で回転角度を検出することができる回転角度検出装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に係る回転角度検出装置は、
　磁界の変化を検出する磁気検出手段に対して回転する磁石と、
　被検出体が連結されて回転し、前記磁石が取り付けられる柱状の磁石保持部材と、を有する磁石ユニットと、
　前記磁石保持部材を収容するとともに、前記磁石と対向する前記磁気検出手段が設けられるハウジングと、を有する回転角度検出装置であって、
　前記ハウジングは、前記磁石保持部材を収容する、開口部を有して内径が前記磁石保持部材の外径より大きい底付き円筒状の収容部を備える、
　ことを特徴とする。

　本発明によれば、磁石保持部材やハウジングの損傷を防止して安定した状態で回転角度を検出することができる。

本発明の回転角度検出装置一実施の形態を示す図２中のＹ－Ｙ断面図である。本発明の一実施の形態の正面図である。本発明の一実施の形態の磁石ユニットを分解した状態の部分断面図である。本発明の一実施の形態のスラスト方向の移動状態を示す部分断面図である。本発明の一実施の形態の偏心状態を示す部分断面図である。

　以下に、本発明の一実施の形態に係る回転角度検出装置を添付図面に基づいて説明する。
　回転角度検出装置１は、図１～図３に示すように、磁石１０と、磁石保持部材２０と、を有する磁石ユニット３０と、ハウジング４０と、磁気検出手段５０と、回路基板６０と、を備えて構成される。
　本実施の形態に係る回転角度検出装置１は、例えば船舶の船外機用のトリムチルト角度の検出等に用いられ、被検出体である回転軸Ｌの振れ角度（偏心）が大きい場合や偏心に加えてスラスト方向（軸方向）のガタつきが大きい場合の回転軸Ｌの角度検出に用いて好適なものである。

　磁石ユニット３０は、磁石１０と、磁石保持部材２０と、で構成される。
　磁石１０は、磁界の変化を検出する磁気検出手段５０に対して回転する。
　磁石１０は、例えばＳｍＣｏ（Samarium-Cobalt）からなり、略円柱形状をなしている。磁石１０は、磁石保持部材２０に取り付けられて円柱の中心軸を中心に回転される。磁石１０の回転にともなう磁界の変化が、後述するハウジング４０に取り付けられて磁石１０と対向する磁気検出手段５０で検出される。
　磁石１０は、２つの磁極がその中心軸方向に直交する方向に並ぶ形で着磁されている。

　磁石保持部材２０は、被検出体（回転軸）Ｌが連結されて回転し、磁石１０が取り付けられる柱状に形成される。磁石保持部材２０は、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂から形成されており、２つの円筒部２１，２２が仕切部２３を挟んで円筒の中心軸方向に一体に連結されて形成されている。先端部（図１の右側の部分）の円筒部２１は、先端側が開口し、仕切部２３を底とした底付き円筒状とされ、磁石１０が収容される磁石取付部２１ａを構成する。基端部（図１の左側の部分）の円筒部２２は、円筒部２１とは逆側の基端側が開口し、仕切部２３を底とした底付き円筒状とされ、被検出体である回転軸Ｌが嵌合連結される連結部２２ａを構成する。
　磁石保持部材２０では、基端側の連結部２２ａを構成する円筒部２２の肉厚Ｔが、先端側の磁石取付部２１ａを構成する円筒部２１の肉厚ｔよりも厚く形成してある。
　なお、本実施の形態では、磁石保持部材２０は、基端部の円筒部２２の外径ｄ２が大きく、先端部の円筒部２１の外径ｄ１が小さい２段円筒状の外形状に形成されている。したがって、基端部の円筒部２２は、外径ｄ２が大きく、しかも円筒側壁の厚さＴが厚く形成され、先端部の円筒部２１は、外径ｄ１が小さく、円筒側壁の厚さｔが薄く形成された２段円筒状の外形とされている。
　これにより、被検出体である回転軸Ｌを連結部２２ａに挿入して嵌合連結する場合の連結強度を高め磁石保持部材２０から回転軸Ｌが抜け落ちることを防止する。また、回転軸Ｌの嵌合部Ｌａに連結される磁石保持部材２０の先端側の重量を基端側に比べて相対的に小さくすることで、回転軸Ｌの先端の振れを抑えるようにし、一層確実に嵌合連結状態を保持できるようにしてある。

　なお、磁石保持部材２０の外形状は、先端部の円筒部２１の外径ｄ１が小さく、基端部の円筒部２２の外径ｄ２を大きくする場合に限らず、回転軸Ｌの直径や磁石１０の直径などにより適宜設定すれば良く、円筒部２１の肉厚ｔに比べて円筒部２２の肉厚Ｔを厚くすることで、回転軸Ｌの先端の振れを抑えるようにすれば良く、連結が確実にできれば良い。
　また、磁石保持部材２０は、例えば、磁石１０がインサート成形法を利用して固定され、作製される。具体的には、金型内に磁石１０を配置して保持ピンなどで保持した状態で金型内に樹脂材料を流し込み、硬化させることにより磁石１０が固定された磁石保持部材２０を得る。

　磁石保持部材２０は、先端部に磁石１０の先端面１０ａより突き出して収容部４４の底面４４ｂと対向する凸状ガイド部２１ｂを備える。凸状ガイド部２１ｂは、円筒部２１の先端部に、磁石１０の先端面１０ａより突き出して形成される。凸状ガイド部２１ｂは、図１に示すように、円筒部２１の磁石取付部２１ａの高さＢ（先端から仕切部２３までの距離）に対し、磁石１０の厚さを小さくすることで形成される環状の突出部であり、円筒部２１の先端外周に一体に形成される。すなわち、磁石保持部材２０において、円筒部２１の外周面の高さＢ１は、凸状ガイド部２１ｂの内周面の高さｂよりも高く形成されている。
　このような凸状ガイド部２１ｂを設けることで、後述するハウジング４０に収容されて回転する磁石保持部材２０の磁石１０がハウジング４０に接触することを防止し、凸状ガイド部２１ｂを接触させることで、磁石保持部材２０や磁石１０の損傷を防止できるようにしている。
　なお、凸状ガイド部２１ｂは、環状に突き出して形成する場合に限らず、円周方向に分割して形成するようにしても良く、分割して形成する場合には、回転バランスを保つことができるように配置する。

　磁石保持部材２０の連結部２２ａは、回転軸Ｌを嵌合して板ばね７０で押えて連結するための凹部である。
　嵌合連結される回転軸Ｌは、図３に示すように、嵌合部Ｌａが円柱の側面の一部を中心軸と平行に平坦に切り欠いた略かまぼこ状の横断面形状に形成されている。
　連結部２２ａは、図２に示すように、回転軸Ｌの嵌合部Ｌａの横断面形状に合わせた略かまぼこ状の横断面形状の凹部に形成されており、連結部２２ａの基端面には、平面部と平行に板ばね装着溝２２ｂ（図１，図３参照）が形成されている。
　板ばね７０は、図１などに示すように、ばね材を略Ｕ字状に折り曲げて形成されており、Ｕ字状の一方に略平坦な固定片７０ａが形成され、他方に略Ｓ字状に湾曲して突き出す押え片７０ｂと、先端のストッパ片７０ｃとが形成されている。
　板ばね７０は、板ばね装着溝２２ｂに板ばね７０の一方の固定片７０ａが開口側から挿入され、他方の湾曲した押え片７０ｂが連結部２２ａの内側に突き出すように連結部２２ａに取り付けられ、ストッパ片７０ｃも連結部２２ａの内側に突き出すようになっている。
　板ばね７０が取り付けられた磁石保持部材２０の連結部２２ａには、被検出体である回転軸Ｌの嵌合部Ｌａが嵌合され、押え片７０ｂによって回転軸Ｌの中心軸と直交する方向（ラジアル方向）の動きが押えられるとともに、嵌合部Ｌａの先端がストッパ片７０ｃに当たることで所定の深さまで回転軸Ｌの嵌合部Ｌａが挿入され、回転軸Ｌの中心軸方向（スラスト方向）の動きが押えられ，強固に嵌合連結状態が保持される。
　また、被検出体である回転軸Ｌと、回転軸Ｌの連結部２２ａとが同一の横断面形状としてあるので、回転軸Ｌと磁石保持部材２０は、一体として回転する。

　ハウジング４０は、磁石１０と、磁石保持部材２０と、を有する磁石ユニット３０、磁気検出手段５０、および回路基板６０などを収容する。
　ハウジング４０は、図２で示すＹ－Ｙ線の断面形状が略Ｌ字状に形成されており、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性の樹脂材料を用いて形成される。
　ハウジング４０は、被検出体である回転軸Ｌ側に突き出す略円筒状の第１本体部４１と、回転軸Ｌ側と反対側に第１本体部４１と直交して配置された略かまぼこ状の第２本体部４２と、第１本体部４１の中間部の略ひし形状とされて両側に突き出す固定部４３（図２参照）と、が一体に形成されて構成されている。

　回転軸Ｌ側の略円筒状の第１本体部４１には、回転軸Ｌの連結基端側（図１，図３～図５の紙面左側）に開口部４４ａを有して内径Ｄ１（Ｄ２）が磁石保持部材２０の外径ｄ１（ｄ２）より大きい底付き円筒状の収容部４４が形成されている。収容部４４には、円筒の中心軸と同軸上に回転軸Ｌが嵌合連結された磁石保持部材２０が配置される。
　これにより、収容部４４に収容される磁石保持部材２０は、外径ｄ１（ｄ２）と、収容部４４の内径Ｄ１（Ｄ２）との間に隙間が形成された状態で収容される。

　ハウジング４０の収容部４４に収容される磁石ユニット（磁石１０及び磁石保持部材２０）３０は、これまでの回転角度検出装置１での収容部４４の内周と接する状態で磁石保持部材２０が配置されて回転角度を検出するものとは、異なる構成となっている。また、磁石保持部材２０は、ハウジング４０の収容部４４の開口部４４ａに抜け止め金具などで抜け止めが施されていない構成でも相違している。

　この内外周間の隙間は、被検出体である回転軸Ｌが連結部２２ａに嵌合連結される磁石保持部材２０と、磁石保持部材２０を覆うように被検出体側などに固定部４３を介して固定されるハウジング４０の固定位置の設定によって確保される。
　本実施の形態では、収容部４４は円筒状に形成されて一定の内径Ｄ１とされ、開口部４４ａは，開口端に向かって広がる２段の円筒部として形成され、開口端の最大となる内径がＤ２としてある。一方、磁石保持部材２０は、磁石１０が取り付けられる円筒部２１の外径が小径のｄ１とされ、回転軸Ｌの連結部２２ａとなる円筒部２２の外径が大径のｄ２としてあるが、磁石保持部材２０のいずれの部分が収容部４４に位置しても外径ｄ１，ｄ２と内径Ｄ１，Ｄ２との間に隙間が形成されるように設定してある。
　このような収容部４４に対して磁石保持部材２０を相対的に小さくして隙間を設けることにより、図５に磁石保持部材２０の偏心状態を示すように、被検出体である回転軸Ｌが傾いて偏心したり、振れ回ることがあっても磁石保持部材２０とハウジング４０とが干渉せず、損傷を防止することができる。
　したがって、被検出体である回転軸Ｌの許容される傾き角度や偏心量に応じて磁石保持部材２０の外径ｄ１，ｄ２や収容部４４の内径Ｄ１，Ｄ２が定められる。

　なお、収容部４４の底面４４ｂと磁石保持部材２０の先端の凸状ガイド部２１ｂとの間には、これまでと同様に、隙間が設けられており、被検出体である回転軸Ｌにスラスト方向（軸方向）のガタつきが生じても磁石保持部材２０とハウジング４０とが干渉せず、損傷を防止することができるようにしてある。
　すなわち、図４に示すように、回転軸Ｌのスラスト方向の移動によるガタつきにより、磁石保持部材２０と収容部４４の底面４４ｂとの隙間が変化して大きくなった場合や、隙間が小さくなった場合（図示せず）のいずれでも何ら支障なく磁石保持部材２０の収容部４４内での回転が確保されるようにしてある。
　また、磁石保持部材２０の先端に凸状ガイド部２１ｂが設けてあるので、既述したように、ハウジング４０に収容されて回転する磁石保持部材２０の磁石１０の先端面１０ａがハウジング４０に接触することを防止し、先に凸状ガイド部２１ｂを接触させることで、磁石保持部材２０や磁石１０の損傷を防止できるようにしている。

　ハウジング４０は、第１本体部４１の収容部４４の底面４４ｂを挟んで回転軸Ｌ側と反対側（図１，図３～図５の紙面右側）に、第１本体部４１と直交して略かまぼこ状の第２本体部４２が設けられており、第２本体部４２に、磁気検出手段５０や回路基板６０等の回転角度検出装置１の構成部品を収容する第２収容部４５が設けられている。
　第２収容部４５は、回転軸Ｌ側と反対側が開口した凹部として形成されている。第２収容部４５には、収容部４４の底面４４ｂを挟んで磁石１０と対向する位置に、回路基板６０に実装した磁気検出手段５０が収容される。これにより、第１本体部４１の収容部４４に収容された磁石保持部材２０の磁石１０と、第２本体部４２の第２収容部４５に収容された磁気検出手段５０の磁気検出素子５１と、が対向するように配置され、磁石１０の回転にともなう磁界の変化を検出する。

　ハウジング４０の第２本体部４２の一端部（図１～図３の紙面下端部）には、検出される回転角度を外部に出力するコネクタ部４６が設けられ、コネクタ部４６の凹部内に出力用導体６６がハウジング４０に固定配置されている。コネクタ部４６に外部機器のプラグ（図示せず）を接続することで、出力用導体６６とプラグとが電気的に接続され、回転角度の検出信号を外部に取り出すことができる。
　ハウジング４０の第２収容部４５への磁気検出手段５０や回路基板６０などの構成部品の収容については、構成部品とともに、後述する。

　ハウジング４０の収容部４４は、収容部４４の底面４４ｂに位置し、凸状ガイド部２１ｂの内径ｄ３より小さい外径Ｄ３で突き出して磁石１０に磁気検出手段５０を近づける柱状の凸部４４ｃを備える（図１参照）。凸部４４ｃには、第２収容部４５側から凹部が形成され、凸部４４ｃの凹部と対向して磁気検出手段５０の磁気検出素子５１を配置する。凸部４４ｃの凹部は、磁気検出素子５１を保護する封止部材４７の充填空間とされる。すなわち、磁気検出素子５１の表面の検出面５１ａと凸部４４ｃの凹部内には、ハウジング４０の熱膨張などによる磁気検出素子５１の破損などを防止する封止部材４７が充填される。
　封止部材４７の充填は、後述する第２収容部４５に充填する封止部材４７（図１参照）が回り込むことで充填される。
　これにより、封止部材４７の充填空間を凸部４４ｃによって確保し、磁気検出手段５０の磁気検出素子５１の検出面５１ａと磁石１０の先端面１０ａとを対向させて近づけることが可能となり、磁気検出素子５１による磁石１０の回転にともなう磁界の変化を強めて検出でき、検出精度を高めることができる。　

　一方、回転する磁石保持部材２０と凸部４４ｃとが接近することで、回転軸Ｌの偏心や振れなどで、磁石保持部材２０の凸状ガイド部２１ｂと凸部４４ｃとが干渉する虞が生じる。
　これを防止するため、図３に示すように、収容部４４は、内径Ｄ１，Ｄ２と磁石保持部材２０の外径ｄ１，ｄ２との寸法差Ｃ１（＝Ｄ１（Ｄ２）－ｄ１（ｄ２））（図示せず）より、凸状ガイド部２１ｂの内径ｄ３と凸部４４ｃの外径Ｄ３との寸法差Ｃ２（＝ｄ３－Ｄ３）（図示せず）が大きく形成されている。
　この収容部４４の内径Ｄ１（Ｄ２）と磁石保持部材の外径ｄ１（ｄ２）との寸法差Ｃ１よりも凸状ガイド部２１ｂの内径ｄ３と凸部４４ｃの外径Ｄ３との寸法差Ｃ２を大きくするとともに、既に説明したように、磁石保持部材２０において、円筒部２１の外周面の高さＢ１を、凸状ガイド部２１ｂの内周面の高さｂよりも高く形成することを組み合わせることによって、回転軸Ｌの偏心や振れなどで磁石保持部材２０が過剰に偏心しても磁石保持部材２０と収容部４４との寸法差Ｃ１が小さいので、凸状ガイド部２１ｂと凸部４４ｃとが干渉する前に磁石保持部材２０と収容部４４とが接触することになる。磁石保持部材２０の広い外周面と収容部４４の内周面とを先に接触させることで応力が分散され、磁石保持部材２０やハウジング４０の損傷を抑制することができる。

　磁気検出手段５０は、ホールＩＣ（Integrated Circuit）やＭＲ(Magneto-Resistance)素子等の磁気検出素子５１が、合成樹脂等で形成されたパッケージ内部に収容されて構成されている。磁気検出素子５１は、磁石保持部材２０と連動して回転する磁石１０が回転することにより変化する磁界の強さに応じた検出信号を出力する。磁気検出素子５１の検出面５１ａは、回転軸Ｌに直交しており、磁石１０の先端面１０ａと対向した状態でハウジング４０の第２収容部４５に配置されている。また、磁気検出手段５０からは、パッケージ内に収納された磁気検出素子５１から出力される検出信号を取り出すためのリード部（図示せず）が延出している。
　磁気検出手段５０は、他の電子部品等とともに、回路基板６０に実装される。

　回路基板６０は、略長方形の板状に形成されている。回路基板６０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料による硬質の基板６１と、基板６１上に形成された導電パターン（図示せず）と、基板６１の厚さ方向に貫通する２種類の貫通孔６２及び貫通孔６３と、を有する。回路基板６０は、一方の面に磁気検出手段５０と図示しないコンデンサ等が配設されている。磁気検出手段５０のリード部（図示せず）は、回路基板６０に設けられた導電パターンに電気的に接続されている。貫通孔６２は金属で形成され、導電パターンと電気的に接続されたランド部６４が外周部に設けられている。貫通孔６３は、導電パターンと電気的に絶縁され、固定ピン６５が挿入されている。貫通孔６２には、出力用導体６６の一部が挿通される。なお、導電パターン及びランド部６４を形成する金属としては、例えば電気伝導度及び熱伝導度が高い銅等を採用することができる。また、回路基板６０は、図示しない、例えば周縁部に２つの係合凹部を有し、ハウジング４０に設けられる突出部に係合することで第２収容部４５に固定支持される。
　なお、固定ピン６５は、回路基板６０をハウジング４０の第２収容部４５に位置決めし固定するためのものであり、出力用導体６６は、検出信号を外部に取り出すためのものであり、それぞれ複数設けられている。

　出力用導体６６は、銅等の高い導電性能を有する金属の線材を曲げ加工して形成されており、出力端子部６６ａと、出力端子部６６ａに延設されて略コ字状に形成された中間部６６ｂと、中間部６６ｂに延設された接続端子部６６ｃとを備えている。出力用導体６６は、中間部６６ｂがハウジング４０に固定されるとともに、接続端子部６６ｃが回路基板６０の貫通孔６２に挿通されて半田付け電気的に接続され、出力端子部６６ａがハウジング４０のコネクタ部４６内に露出している。
　これにより、出力用導体６６は、回路基板６０と電気的に接続され、磁気検出手段５０から出力される検出信号が出力用導体６６を介して伝送される。出力用導体６６は、３本設けられている。

　第２収容部４５には、封止部材４７が充填されている。封止部材４７は、樹脂材料から形成され、第２収容部４５を満たしている。この樹脂材料としては、エポキシ樹脂やシリコーン等の熱硬化性樹脂を採用しても良いし、ＵＶ（Ultra Violet）硬化型樹脂であっても良い。封止部材４７により、磁気検出手段５０と回路基板６０とが外気に接触することが防止され、磁気検出手段５０及び回路基板６０の劣化を防止するとともに、設置環境の影響を回避することができる。

　このように構成した回転角度検出装置１は、被検出体である回転軸Ｌの嵌合部Ｌａに磁石保持部材２０の連結部２２ａを、断面形状を合わせるようにして嵌合し、板ばね７０で嵌合連結状態を保持する。
　この回転軸Ｌに連結された磁石保持部材２０を覆うようにハウジング４０の収容部４４を配置し、ハウジング４０の固定部４３を被検出体などに固定する。
　このハウジング４０の収容部４４に磁石保持部材２０を収容した状態では、磁石保持部材２０の外周と、収容部４４の内周の間に所定の隙間が形成された状態とする。
　こうして回転角度検出装置１を設置した後、必要に応じて回転軸Ｌの回転角度と検出信号との校正を行う。校正は、例えば、回転角度を０～９０度の範囲で変化させた場合に直線性を有する出力信号が得られることを確認する。
　こうして準備が完了した後、回転角度検出装置１での回転軸Ｌの回転角度の検出が行われる。

　磁石ユニット３０では、回転角度の検出中に、回転軸Ｌの偏心や振れ、あるいはスラスト方向のガタつきが生じても、回転軸Ｌが連結される磁石保持部材２０の連結部２２ａの肉厚Ｔを、先端の磁石取付部２１ａの肉厚ｔより厚くして強度を高めるとともに、回転軸Ｌの先端の重量を相対的に小さくしてあるので、回転バランスを保持することができるとともに、連結強度を高めることができ、回転軸Ｌが抜け落ちることを防止できる。これにより、被検出体である回転軸Ｌとの連結が確実にでき、安定した状態で回転角度を検出することができる。
　また、磁石ユニット３０では、磁石保持部材２０の先端に凸状ガイド部２１ｂを設けて磁石１０の先端面１０ａより突き出すようにしてあるので、回転軸Ｌのスラスト方向のガタつきが生じても磁石１０が収容部４４の底面４４ｂと接触することが回避され、凸状ガイド部２１ｂが先に接触することで、例え接触が生じても磁石１０の損傷を防止して安定した状態で回転角度の検出を継続することができる。

　また、回転角度検出装置１では、回転軸Ｌが連結された磁石保持部材２０がハウジング４０の収容部４４に隙間をあけた状態で保持されて回転するので、回転軸Ｌの偏心や振れなどが生じても磁石保持部材２０やハウジング４０の損傷を防止することができ、回転角度の検出を安定した状態で継続することができる。
　また、回転角度検出装置１では、磁石保持部材２０の磁石１０に対して、ハウジング４０の収容部４４の底面４４ｂに、凸部４４ｃを形成して磁気検出手段５０を磁石１０と対向させて設置している。凸部４４ｃの内側には、凹部を形成し、凹部をハウジング４０の熱膨張などから磁気検出素子５１を保護する封止部材４７の充填空間とする。これにより、封止部材４７の充填空間を確保し、磁気検出手段５０の磁気検出素子５１と磁石１０とを近づけることが可能となり、磁石１０の回転に伴う磁界の変化を強めて検出することで検出精度を高めることができる。したがって、一層安定した状態で回転角度を検出することができる。
　また、回転角度検出装置１では、磁石保持部材２０の外周面とハウジング４０の収容部４４の内周面との寸法差Ｃ１に比べて、磁石保持部材２０の凸状ガイド部２１ｂの内周面とハウジング４０の凸部４４ｃの外周面との寸法差Ｃ２を大きく設定してあり、回転軸Ｌの偏心や振れなどで磁石保持部材２０が過剰に偏心しても磁石保持部材２０の外周面とハウジング４０の収容部４４の内周面とを先に接触させることで、接触面積の広い部分を接触させて応力を分散させることができる。これにより、磁石保持部材２０やハウジング４０の損傷を抑制することができ、安定した状態で回転角度を検出することができる。

　以上、実施の形態とともに、具体的に説明したように、磁石ユニット３０によれば、磁界の変化を検出する磁気検出手段５０に対して回転する磁石１０と、被検出体（回転軸）Ｌが連結されて回転し、磁石１０が取り付けられる柱状の磁石保持部材２０と、を備える磁石ユニット３０であって、磁石保持部材２０は、基端部に回転軸（被検出体）Ｌが連結される連結部２２ａと、先端部に磁石１０が取り付けられる磁石取付部２１ａと、を備え、連結部２２ａは、磁石取付部２１ａより肉厚に形成されているので、回転角度の検出中に、回転軸Ｌの偏心や振れ、あるいはスラスト方向のガタつきが生じても、回転軸Ｌが連結される磁石保持部材２０の連結部２２ａの強度が高く、しかも回転軸Ｌの先端の重量が相対的に小さくなるので、回転バランスを保持することが容易となるとともに、連結強度を高めることができ、回転軸Ｌの抜け落ちを防止することができる。
　これにより、被検出体である回転軸Ｌとの連結が確実にでき、安定した状態で回転角度を検出することができる。

　また、磁石ユニット３０によれば、磁石保持部材２０は、先端部に磁石１０の先端面１０ａより突き出した凸状ガイド部２１ｂを備えているので、回転軸Ｌにスラスト方向のガタつきが生じても磁石保持部材２０に取り付けられた磁石１０がハウジング４０と直接接触することが回避され、凸状ガイド部２１ｂが先に接触することで、磁石１０や磁石ユニット３０の損傷を防止することができる。これにより、安定した状態で磁石の回転にともなう磁界の変化を継続して検出することができる。

　回転角度検出装置１によれば、磁界の変化を検出する磁気検出手段５０に対して回転する磁石１０と、被検出体（回転軸）Ｌが連結されて回転し、磁石１０が取り付けられる柱状の磁石保持部材２０と、を有する磁石ユニット３０と、磁石保持部材２０を収容するとともに、磁石１０と対向する磁気検出手段５０が設けられるハウジング４０と、を有する回転角度検出装置１であって、ハウジング４０は、磁石保持部材２０を収容する、開口部４４ａを有して内径Ｄ１（Ｄ２）が磁石保持部材２０の外径ｄ１（ｄ２）より大きい底付き円筒状の収容部４４を備えているので、回転軸Ｌが連結された磁石保持部材２０がハウジング４０の収容部４４に対して隙間をあけた状態で保持して回転することができ、回転軸Ｌの偏心や振れなどが生じても磁石保持部材２０とハウジング４０との接触を回避して損傷を防止することができ、安定した状態で回転角度の検出を継続することができる。

　また、回転角度検出装置１によれば、磁石保持部材２０は、先端部に磁石１０の先端面１０ａより突き出して収容部４４の底面４４ｂと対向する凸状ガイド部２１ｂを備えているので、回転軸Ｌにスラスト方向のガタつきが生じても磁石保持部材２０に取り付けられた磁石１０がハウジング４０と直接接触することが回避され、例え接触が生じても凸状ガイド部２１ｂが先に接触することで、磁石１０の損傷を防止して安定した状態で回転角度の検出を継続することができる。

　また、回転角度検出装置１によれば、収容部４４は、収容部４４の底面４４ｂに位置し、凸状ガイド部２１ｂの内径ｄ３より小さい外径Ｄ３で突き出して磁石１０に磁気検出手段５０を近づける柱状の凸部４４ｃを備えているので、凸部４４ｃによって封止部材４７の充填空間を確保し、磁石１０と対向させて磁気検出手段５０を設けることで、磁石１０に対して磁気検出手段５０を近づけて設置することができる。これにより、磁石１０の回転に伴う磁界の変化を強めて検出することで検出精度を高めることができ、一層安定した状態で回転角度を検出することができる。

　また、回転角度検出装置１によれば、収容部４４は、内径Ｄ１（Ｄ２）と磁石保持部材２０の外径ｄ１（ｄ２）との寸法差Ｃ１より、凸状ガイド部２１ｂの内径ｄ３と凸部４４ｃの外径Ｄ３との寸法差Ｃ２が大きく形成されているので、回転軸Ｌの偏心や振れなどで磁石保持部材２０が過剰に偏心しても寸法差Ｃ１が小さい磁石保持部材２０の外周面とハウジング４０の収容部４４の内周面とが先に接触することで、接触面積の広い部分を接触させて応力を分散させることができる。これにより、磁石保持部材２０や収容部４４の損傷を抑制することができ、安定した状態で回転角度を検出することができる。

　また、回転角度検出装置１によれば、収容部４４は、開口部４４ａが開口端に向かって内径Ｄ１（Ｄ２）が大きく形成されているので、回転軸Ｌの偏心や振れなどで磁石保持部材２０が過剰に偏心しても回転軸Ｌの接触を防止して安定した状態で回転角度を検出することができる。

　なお、上記の実施の形態では、被検出体である回転軸Ｌとして船舶の船外機用のトリムチルト角度の検出を行う場合を例に説明したが、これに限らず、回転軸Ｌに偏心や振れが生じる場合の回転角度の検出やスラスト方向のガタつきが生じる場合の回転角度の検出に適用することができ、さらに、偏心や振れに加えてスラスト方向のガタつきがある場合であっても適用することができる。
　また、本発明は、各実施の形態で説明した構成を単独あるいは組み合わせて構成することができるものである。
　さらに、本発明は、上記実施の形態に限定するものではない。

１　　　回転角度検出装置
１０　　磁石
１０ａ　先端面
２０　　磁石保持部材
２１　　円筒部
２１ａ　磁石取付部
２１ｂ　凸状ガイド部
２２　　円筒部
２２ａ　連結部
２２ｂ　板ばね装着溝
２３　　仕切部
３０　　磁石ユニット
４０　　ハウジング
４１　　第１本体部
４２　　第２本体部
４３　　固定部
４４　　収容部
４４ａ　開口部
４４ｂ　底面
４４ｃ　凸部
４５　　第２収容部
４６　　コネクタ部
４７　　封止部材
５０　　磁気検出手段
５１　　磁気検出素子
５１ａ　検出面
６０　　回路基板
６１　　基板
６２　　貫通孔
６３　　貫通孔
６４　　ランド部
６５　　固定ピン
６６　　出力用導体
６６ａ　出力端子部
６６ｂ　中間部
６６ｃ　接続端子部
７０　　板ばね
７０ａ　固定片
７０ｂ　押え片
７０ｃ　ストッパ片
Ｌ　　　回転軸（被検出体）

Claims

　磁界の変化を検出する磁気検出手段に対して回転する磁石と、
　被検出体が連結されて回転し、前記磁石が取り付けられる柱状の磁石保持部材と、を有する磁石ユニットと、
　前記磁石保持部材を収容するとともに、前記磁石と対向する前記磁気検出手段が設けられるハウジングと、を有する回転角度検出装置であって、
　前記ハウジングは、前記磁石保持部材を収容する、開口部を有して内径が前記磁石保持部材の外径より大きい底付き円筒状の収容部を備える、
　ことを特徴とする回転角度検出装置。
　前記磁石保持部材は、先端部に前記磁石の先端面より突き出して前記収容部の底面と対向する凸状ガイド部を備える、
　ことを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
　前記収容部は、前記収容部の底面に位置し、前記凸状ガイド部の内径より小さい外径で突き出して前記磁石に前記磁気検出手段を近づける柱状の凸部を備える、
　ことを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置。
　前記収容部は、前記内径と前記磁石保持部材の外径との寸法差より、前記凸状ガイド部の内径と前記凸部の外径との寸法差が大きく形成される、
　ことを特徴とする請求項３に記載の回転角度検出装置。
　前記収容部は、前記開口部が開口端に向かって前記内径より大きく形成される、
　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転角度検出装置。
　前記回転角度検出装置の前記磁石保持部材は、
　基端部に前記被検出体が連結される連結部と、
　先端部に前記磁石が取り付けられる磁石取付部と、を備え、
　前記連結部は、前記磁石取付部より肉厚に形成した、
　ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の回転角度検出装置。