(57)【要約】【課題】  検出可能な角度が３６０°であり、さらに漏洩磁束の影響を低減するとともに外部の磁気の影響を低減することが可能な回転角度検出装置を提供する。【解決手段】  回転部材２と、この回転部材２に固定され回転部材２の回転に伴って回転する磁石３と、この磁石３に対向して配置され磁石３が回転することによって磁石３の磁界の強さを検出する磁気検出素子４ａを内蔵した磁気検出パッケージ４と、仕切り５ｆを基準として、回転部材２を回転自在に収納する第１の収納部５ｂと、磁気検出パッケージ４を収納する第２の収納部５ｄとを有するハウジング５と、回転部材２を回転自在に支持するとともに第１の収納部５ｂに設けられた磁性部材からなる筒体５ｇと、を備え、仕切り５ｆを間に挟んで磁気検出パッケージ４の平面４ｂを磁石３の平面３ａと略平行に設けた回転角度検出装置１において、筒体５ｇの端部５ｈが、仕切り５ｆを超えて第２の収納部５ｄ内に達するとともに、磁気検出素子４ａが端部５ｈと同等あるいは端部５ｈより筒体５ｇ内側に位置するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材と、この回転部材に固定され前記回転部材の回転に伴って回転する磁石と、この磁石に対向して配置され前記磁石が回転することによって前記磁石の磁界の強さを検出する磁気検出素子を内蔵した磁気検出パッケージと、仕切りを基準として、前記回転部材を回転自在に収納する第１の収納部と、前記磁気検出パッケージを収納する第２の収納部とを有するハウジングと、前記回転部材を回転自在に支持するとともに前記第１の収納部に設けられた磁性部材からなる筒体と、を備え、前記仕切りを間に挟んで前記磁気検出パッケージの平面を前記磁石の平面と略平行に設けた回転角度検出装置において、前記筒体の端部が、前記仕切りを超えて前記第２の収納部内に達するとともに、前記磁気検出素子が前記端部と同等あるいは前記端部より前記筒体内側に位置することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記回転部材と前記磁石とを一体的に設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記磁気検出パッケージを回路基板に設け、前記回路基板と前記第２の収納部とに、前記磁気検出パッケージの配設位置を決定する位置決め部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
外部磁気を遮蔽する磁気シールド部材を、前記磁気検出パッケージの非検出面側を覆うように前記第２の収納部内に設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記磁気シールド部材を、前記回路基板の前記磁気検出パッケージの非搭載面に設けたことを特徴とする請求項４に記載の回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体の回転角度を検出する回転角度検出装置に関するものであって、特に、３６０°の回転角度を検出することが可能な回転角度検出装置に関するものであり、例えば、四輪車のステアリング角度センサや二輪車のギヤポジションセンサなどに好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転角度検出装置は、被検出体の回転に応じて回転する主軸と、この主軸とともに回転するように設けられた円筒形の磁石と、この円筒形の磁石の筒の内側に設けられるとともに前記磁石の回転に伴い変化する磁束の大きさを検出する磁電変換素子と、前記主軸を回転可能に軸支するとともに漏洩磁束の影響を低減する円筒状の磁性部材とを備えたものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来の回転角度検出装置では、前記円筒形の磁石の内側に生じる磁力線を磁電変換素子で検出するために、検出可能な回転角度が３６０°ではなく、最大でも１８０°であり、特に、回転角度を良好に検出可能な角度は、さらに狭い角度であった。
【０００４】
そこで、この問題点を解決するものとして、平面を有する磁石と、前記磁石の回転に伴い変化する磁束の大きさを検出する磁電変換素子を合成樹脂で覆った平面を有するパッケージとを備え、前記パッケージの平面と前記磁石の平面とが平行となるように設けた回転角度検出装置があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２７８６０号公報
【特許文献２】特開平１１−９４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の回転角度検出装置では、前記磁性部材とを備えていないので、漏洩磁束の影響を受けるとともに、外部の磁気の影響を受けて、検出精度に悪影響を及ぼす虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前述した問題点に着目し、検出可能な角度が３６０°であり、さらに漏洩磁束の影響を低減するとともに外部の磁気の影響を低減することが可能な回転角度検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転部材と、この回転部材に固定され前記回転部材の回転に伴って回転する磁石と、この磁石に対向して配置され前記磁石が回転することによって前記磁石の磁界の強さを検出する磁気検出素子を内蔵した磁気検出パッケージと、仕切りを基準として、前記回転部材を回転自在に収納する第１の収納部と、前記磁気検出パッケージを収納する第２の収納部とを有するハウジングと、前記回転部材を回転自在に支持するとともに前記第１の収納部に設けられた磁性部材からなる筒体と、を備え、前記仕切りを間に挟んで前記磁気検出パッケージの平面を前記磁石の平面と略平行に設けた回転角度検出装置において、前記筒体の端部が、前記仕切りを超えて前記第２の収納部内に達するとともに、前記磁気検出素子が前記端部と同等あるいは前記端部より前記筒体内側に位置するものである。
【０００９】
また、本発明は、前記回転部材と前記磁石とを一体的に設けたものである。
【００１０】
また、本発明は、前記磁気検出パッケージを回路基板に設け、前記回路基板と前記第２の収納部とに、前記磁気検出パッケージの配設位置を決定する位置決め部を設けたものである。
【００１１】
また、本発明は、外部磁気を遮蔽する磁気シールド部材を、前記磁気検出パッケージの非検出面側を覆うように前記第２の収納部内に設けたものである。
【００１２】
また、本発明は、前記磁気シールド部材を、前記回路基板の前記磁気検出パッケージの非搭載面に設けたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所期の目的を達成でき、検出可能な角度が３６０°であり、さらに漏洩磁束の影響を低減するとともに外部の磁気の影響を低減することが可能な回転角度検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の回転角度検出装置の断面図。
【図２】本発明の第２実施形態の回転角度検出装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて本発明の第１実施形態を説明する。
【００１６】
本実施形態による回転角度検出装置１は、回転部材２と、磁石３と、磁気検出素子４ａを内蔵した磁気検出パッケージ４と、ハウジング５と、回路基板６及び配線７とから主に構成されている。なお、Ｌは、回転部材２と磁石３との回転軸である。
【００１７】
回転部材２は、連結された被検出体とともに回転するものであり、ポリアセタール等の合成樹脂材料からなる。
【００１８】
回転部材２は、ほぼ円柱形であり、その外周に切れ目なく鍔部２ａを備えている。そして、図１中、鍔部２ａの下側に後述するＯリングを備えている。さらに、前記Ｏリングの下側に直径が小さい径小部２ｂを備えている。なお、この径小部２ｂには、前記被検出体と連結するための凹部２ｃが設けられている。また、図１中、鍔部２ａの上側には、磁石３を備えている。
【００１９】
磁石３は、略円柱形状に形成されている。また、磁石３は、回転軸Ｌに対して垂直方向の平面３ａを備えており、この平面３ａを回転軸Ｌを境として、２極着磁されている。磁石３は、回転部材２に固定されており、本実施形態では、回転部材２とインサート成形によって、一体的に設けられており、回転部材２の回転軸Ｌを中心とし、回転部材２の回転に伴って回転する構成となっている。
【００２０】
磁気検出パッケージ４は、ホールＩＣやＭＲ素子等の磁気検出素子４ａを合成樹脂で覆ったものである。また、磁気検出パッケージ４の平面４ｂが回転軸Ｌに対して垂直方向であり、磁気検出パッケージ４の平面４ｂが、磁石３の平面３ａに対向するように配置されている。磁気検出パッケージ４の平面４ｂは、磁石３の平面３ａと略平行である。磁気検出パッケージ４は、回路基板６に設けられており、磁気検出パッケージ４の磁気検出素子４ａは、図示しないリードを介して回路基板６と電気的に接続され、回転部材２とともに回転する磁石３の回転に応じて変化する磁界の強さを検出し、この検出した結果を検出信号に変換し、この検出信号を回路基板６と電気的に接続された配線７を通じて外部に出力するものである。
【００２１】
ハウジング５は、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂材料からなり、略円筒形状に形成された基部５ａを備えている。この基部５ａに回転部材２を回動自在に収納する第１の収納部５ｂが形成されている。
【００２２】
また、図１中、第１の収納部５ｂを形成する基部５ａの下側の下端部５ｃは、後述する座金をかしめ固定するために第１の収納部５ｂ内側に折り曲げられている。
【００２３】
また、図１中、ハウジング５の上側には、磁気検出パッケージ４と回路基板６とを収納する第２の収納部５ｄが形成されている。第２の収納部５ｄは、回路基板６の周囲を取り巻く壁部５ｅによって形成されている。なお、第２の収納部５ｄ内は、図示しない充填部材によって満たされている。この充填部材は、エポキシやシリコーン等からなる液体から固体へと硬化する樹脂からなり、例えば、ＵＶ硬化型あるいは熱硬化型樹脂などであり、磁気検出パッケージ４と回路基板６が、第２の収納部５ｄ内において気密的に収納保持されるようになっている。
【００２４】
第１の収納部５ｂと第２の収納部５ｄとは、互いに連通しないように板状の仕切り５ｆで区切られており、この仕切り５ｆを間に挟んで磁気検出パッケージ４と磁石３とが対向するように設けられている。第１の収納部５ｂ、第２の収納部５ｄ及び仕切り５ｆは、一体に形成されている。
【００２５】
第１の収納部５ｂには、円筒状の筒体５ｇが設けられており、ハウジング５にインサート成形によって一体的に形成されている。この筒体５ｇは、鉄等の磁性材料からなり、回転部材２を回転自在に支持するものである。つまり、筒体５ｇは、その内周面が回転部材２の外周と当接して、回転部材２を回転可能に軸支する軸支部材としての機能を有している。また、この筒体５ｇの端部５ｈが、仕切り５ｆを超えて第２の収納部５ｄ内に達するとともに、磁気検出素子４ａが端部５ｈより筒体５ｇの内側に位置している。
【００２６】
なお、本実施形態では、磁気検出素子４ａが端部５ｈより筒体５ｇの内側に位置していたが、磁気検出素子４ａが端部５ｈと同等の位置であってもよい。
【００２７】
そして、磁性部材からなる筒体５ｇの端部５ｈと同等あるいは内側に、磁石３と磁気検出パッケージ４の磁気検出素子４ａが位置することで、漏洩磁束の影響を受けにくくなる。これは、磁石３から出た磁束の分布が、回転軸Ｌを挟んで筒体５ｇの端部５ｈ間を直線Ｌ１で結んだようになり、磁気検出素子４ａが、回転軸Ｌを挟んで筒体５ｇの端部５ｈ間を結んだ直線Ｌ１と同等あるいは内側に位置することで、漏洩磁束の影響を受けにくくなるからである。これにより、磁気検出パッケージ４を通過する磁力、言い換えると角度検出に利用される磁力が、筒体５ｇを設けない場合に比べて大きくなり、検出精度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、筒体５ｇが、磁石３と磁気検出パッケージ４を覆うように配設したことで、外部からの磁力の影響を受けることが無くなるため、筒体５ｇを設けない場合に生じていた磁気干渉が防止され、検出精度の良好な回転角度検出装置１を提供することができる。
【００２９】
また、ハウジング５には、回路基板６の配設位置を決定する位置決め部５ｊが設けられている。この位置決め部５ｊは、第２の収納部５ｄ内に設けられている。この位置決め部５ｊは、回路基板６の固定前は突起形状であるが、回路基板６を取り付けるために、熱などを加えて変形させて、回路基板６が外れないようにするものである。
【００３０】
回路基板６は、例えば硬質回路基板からなり、ハウジング５の仕切り５ｆに沿うように配設され、ハウジング５の第２の収納部５ｄに収納固定される。かかる回路基板６には、磁気検出パッケージ４や配線７並びにコンデンサ等の各種電子部品が実装されている。また、６ａは、配線７が貫通する孔であり、孔６ａを貫通した配線７は図示しない半田によって回路基板６の図示しない配線パターンと電気的に接続している。また、６ｂは、回路基板６の配設位置を決定する位置決め部であり、ハウジング５の位置決め部５ｊが貫通する孔である。
【００３１】
配線７は、銅などの良好な導電性の金属を絶縁材で被覆したものである。なお、７ａは、ゴムなどの弾性部材からなるパッキンであり、第２の収納部５ｄ内を満たす前記充填部材の漏れを防ぐものである。
【００３２】
なお、８は、ゴムなどの弾性部材からなる気密部材であり、本実施形態では、Ｏリングを用いている。このＯリング８は、回転角度検出装置１の第１の収納部５ｂ内部に水等の異物が浸入するのを防止する機能を有している。断面円形状のＯリング８に代えて、断面Ｘ字形状のＸリングを採用することも可能である。
【００３３】
９は、座金であり、この座金９は、Ｏリング８を覆うようにハウジング５の下端部５ｃをかしめて固定される。回転部材２を第１の収納部５ｂ内に保持するものである。
【００３４】
以上のように構成したことによって、検出可能な角度が３６０°であり、さらに漏洩磁束の影響を低減するとともに外部の磁気の影響を低減することが可能な回転角度検出装置１を提供することができる。
【００３５】
次に、図２を用いて本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一および相当箇所には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
本実施形態では、第２の収納部５ｄ内に、磁気シールド部材１０が設けられている。この磁気シールド部材１０は、外部磁気を遮蔽する鉄系の材料からなる平板形状であり、磁気検出パッケージ４の検出対象である磁石３に対向する側とは反対の非検出面側を覆っている。本実施形態では、磁気シールド部材１０は、回路基板６の磁気検出パッケージ４の非搭載面に設けられており、その大きさは、磁気検出パッケージ４より大きく、回路基板６のほぼ全面を覆うものである。磁気シールド部材１０の回路基板６への固定方法は、かしめなどの固定手段を採用している。
【００３７】
以上のように構成したことによって、さらに、磁気検出パッケージ４が外部の磁気の影響を低減することが可能な回転角度検出装置１を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、被検出体の回転角度を磁気検出素子を用いて検出する回転角度検出装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    回転角度検出装置
２    回転部材
３    磁石
３ａ  平面
４    磁気検出パッケージ
４ａ  磁気検出素子
４ｂ  平面
５    ハウジング
５ｂ  第１の収納部
５ｄ  第２の収納部
５ｆ  仕切り
５ｇ  筒体
５ｈ  端部
５ｊ  位置決め部
６    回路基板
６ｂ  位置決め部
１０    磁気シールド部材
【図１】
2010169652.tif 000003
【図２】
2010169652.tif 000004