(57)【要約】【課題】  磁気検出用集積回路の出力値が、所望の出力値の公差内に入るか否かを判別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１と、回転部材１の回転に伴って回転するマグネット２と、このマグネット２に対向して配置されマグネット２が回転することによってマグネット２の磁界の強さを検出する磁気検出用集積回路３と、磁気検出用集積回路３を実装する回路基板６と、を備えた回転角度検出装置Ａにおいて、磁気検出用集積回路３の実装ズレに伴う出力値が所定範囲内に入るか否かを判別する識別マーク６３を回路基板６に設けたものである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材と、前記回転部材の回転に伴って回転するマグネットと、このマグネットに対向して配置され前記マグネットが回転することによって前記マグネットの磁界の強さを検出する磁気検出用集積回路と、前記磁気検出用集積回路を実装する回路基板と、を備えた回転角度検出装置において、前記磁気検出用集積回路の実装ズレに伴う出力値が所定範囲内に入るか否かを判別する識別マークを前記回路基板に設けたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記磁気検出用集積回路は、略四角形状からなり、前記識別マークを前記磁気検出用集積回路の少なくとも一方の対角に対応するように前記回路基板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】
前記識別マークを導電体で形成し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】
前記識別マークは、複数の識別部からな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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットと磁気検出用集積回路を用いて回転部材の回転角度を検出する非接触式の回転角度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転部材の回転角度を検出するものとして、例えば、下記特許文献１に示されているものがある。この回転角度検出装置は、マグネットと、前記マグネットの回転に伴い前記マグネットの磁界の強さを検出する磁気検出用集積回路と、この磁気検出用集積回路を実装する回路基板とを備えたものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の回転角検出装置は、前記磁気検出用集積回路の前記回路基板上の実装位置のズレにより、前記磁気検出用集積回路と前記マグネットの位置関係がズレて、前記磁気検出用集積回路の出力値が所望の出力値に対してばらつくことがあった。そして、このばらついた出力値が、所望の出力値の公差内に入るか否かを判別することができなかったという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、前述した問題点に着目し、磁気検出用集積回路の出力値が、所望の出力値の公差内に入るか否かを判別することが可能な回転角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するため、回転部材と、前記回転部材の回転に伴って回転するマグネットと、このマグネットに対向して配置され前記マグネットが回転することによって前記マグネットの磁界の強さを検出する磁気検出用集積回路と、前記磁気検出用集積回路を実装する回路基板と、を備えた回転角度検出装置において、前記磁気検出用集積回路の実装ズレに伴う出力値が所定範囲内に入るか否かを判別する識別マークを前記回路基板に設けたものである。
【０００７】
また、前記磁気検出用集積回路は、略四角形状からなり、前記識別マークを前記磁気検出用集積回路の少なくとも一方の対角に対応するように前記回路基板に設けたものである。
【０００８】
また、前記識別マークを導電体で形成したものである。
【０００９】
また、前記識別マークは、複数の識別部からなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所期の目的を達成でき、磁気検出用集積回路の出力値が、所望の出力値の公差内に入るか否かを判別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】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回転角度検出装置の断面図。
【図２】同実施形態の回転角度検出装置のマグネットと磁気検出用集積回路との関係を示す説明図。
【図３】同実施形態の回転角度検出装置のマグネットと磁気検出用集積回路内の磁気検出素子との平面方向の関係を示す説明図。
【図４】同実施形態の磁気検出用集積回路の実装状態を示す平面図。
【図５】同実施形態の回路基板の平面図。
【図６】同実施形態の磁気検出用集積回路の実装状態を示す平面図。
【図７】同実施形態の磁気検出用集積回路の実装状態を示す平面図。
【図８】同実施形態の磁気検出用集積回路の出力値の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を、車両、例えば、二輪車に於ける変速機のシフトレバーの操作と連動して回転するシフトカムの回転角度を検出する回転角度検出装置を実施形態として説明する。
【００１３】
回転角度検出装置Ａは、前記シフトカムに連結され、このシフトカムの回転に伴って回転する回転部材１と、この回転部材１に固着され回転部材１の回転に伴って回転するマグネット２と、このマグネット２に対向して配置されマグネット２が回転することによってマグネット２の磁界の強さを検出する磁気検出用集積回路３と、この磁気検出用集積回路３を実装する回路基板６とを備えている。また、これらが収納されるハウジング４を備えている。
【００１４】
ハウジング４は、上ハウジング４Ａと下ハウジング４Ｂとに分かれており、それぞれが例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなる合成樹脂で形成されている。上ハウジング４Ａは、周壁４１Ａと、円筒部４２などを有しており、周壁４１Ａで囲まれた空間ＳＡ内にマグネット２が収納されるようになっている。円筒部４２内には空間ＳＡ側から回転部材１が挿入されるようになっている。
【００１５】
下ハウジング４Ｂは、上ハウジング４Ａの周壁４１Ａと外径が同じ周壁４１Ｂと、仕切壁４３などを有しており、周壁４１Ｂと仕切壁４３を設けることによって下ハウジング４Ｂの空間ＳＢが形成される。そして、マグネット２と一体となった回転部材１が上ハウジング４Ａの円筒部４２内に挿通された後に、上ハウジング４Ａの周壁４１Ａと下ハウジング４Ｂの周壁４１Ｂとが圧入によって装着されるように構成されている。なお、上ハウジング４Ａの周壁４１Ａと下ハウジング４Ｂの周壁４１Ｂとを溶着するようにしても良い。
【００１６】
回転部材１は、例えば真鍮にニッケルめっきを施した略円柱状を成しており、その一部（上端側）が上ハウジング４Ａ外に露出する露出部１１を有し、下端側は上ハウジング４Ａの円筒部４２の内径よりも大きい径大部１２としてある。また、露出部１１近辺の上ハウジング４Ａの円筒部４２に対応した回転部材１箇所の周囲には第１の受け部１３が設けてある。また、マグネット２近辺の上ハウジング４Ａの円筒部４２に対応した回転部材１箇所の周囲には第２の受け部１４が設けてある。この第１および第２の受け部１３，１４は、円筒部４２に対応した回転部材１箇所の両端箇所（第１および第２の受け部１３，１４となる箇所）を除いて径小とすることによって形成されるものである。
【００１７】
また、回転部材１の露出部１１箇所には溝１５が設けてあり、回転部材１が円筒部４２内に挿通された後にＥリング５を溝１５に嵌入することによって、回転部材１が上ハウジング４Ａに装着される。更に、Ｅリング５と径大部１２とによって回転部材１の軸方向の移動が規制され、その状態で回転部材１が回転した際、回転部材１の露出部１１近辺である上ハウジング４Ａの円筒部４２内と、マグネット２近辺である上ハウジング４Ａの円筒部４２内とで第１の受け部１３および第２の受け部１４が摺動するようになっている。
【００１８】
マグネット２は、プラスチックマグネットからなり、回転部材１と一体的に形成されている。即ち、回転部材１の下端部（磁気検出用集積回路３側）に芯部１６を設け、この芯部１６の周囲にプラスチックマグネットを射出成形したものである。このマグネット２は、Ｎ極とＳ極に着磁（２極着磁）された円板状であり、回転部材１の中心軸とマグネット２の中心とは一致している。従って、マグネット２の着磁方向Ｐは図２に示した両端矢印方向となっている。
【００１９】
磁気検出用集積回路３は、例えばホールＩＣからなり、マグネット２の中心を原点として９０度の角度を成すように配置される例えば２個の磁気検出素子３１Ａ，３１Ｂと、金属製のリード部３２と、磁気検出素子３１Ａ，３１Ｂとリード部３２とを導通接続するワイヤ（図示せず）などを備えており、これらが樹脂によってモールドされている。樹脂でモールドされた磁気検出用集積回路３は、略四角形状である。なお、略四角形状とは、磁気検出用集積回路３の実装方向を確認するために、図示していないが、樹脂でモールドされた四角形状の一角を切り欠いたものも含まれる。
【００２０】
磁気検出用集積回路３は、マグネット２の回転に伴う磁界の強さを検出し、磁界の強さにともなう電圧を出力するものである。この電圧が出力値となる。マグネット２の回転角度にともなう電圧の変化は、図８に示すように、マグネット２の回転角度が、０°の時に電圧は０Ｖであり、３６０°の直前で５Ｖとなり、３６０°で０Ｖとなる正比例のグラフを描く。このような電圧を出力することによって、磁気検出用集積回路３は、３６０°の角度を検出することができる。
【００２１】
磁気検出用集積回路３は、リード部３２が硬質な回路基板６の後述するランドに半田付けされている。この磁気検出用集積回路３の磁気検出面３３は、マグネット２の着磁方向Ｐと略平行となっている。また、磁気検出面３３は、回路基板６の板面とも略平行となっている。
【００２２】
回路基板６は、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる基材に、銅などの導電体からなるランド６１と配線パターン６２を備えている。回路基板６は、下ハウジング４Ｂの周壁４１Ｂに例えば溶着することによって取り付けられ、それによって磁気検出用集積回路３が空間ＳＢ内に収納されるようになっている。
【００２３】
回路基板６は、識別マーク６３を備えている。この識別マーク６３は、磁気検出用集積回路３の実装ズレに伴う出力値が所定範囲内に入るか否かを判別するものである。本実施形態では、識別マーク６３は、磁気検出用集積回路３の少なくとも一方の対角に対応するように２つ回路基板６に設けられている。
【００２４】
識別マーク６３は、磁気検出用集積回路３を実装した際に、磁気検出用集積回路３が回転した時の回転中心Ｃを中心とした扇形状であり、中央に設けた第１の識別部６４と、この第１の識別部６４の周囲を囲む第２の識別部６５とを備えている。識別マーク６３は、ランド６１や配線パターン６２と同じ導電体で形成されており、第１の識別部６４は、本実施形態では、斜線で図示した部分が前記導電体で隙間なく形成されていて、３６０°直前で出力する電圧５Ｖに対して、±１％内の所定範囲を示すものであり、第２の識別部６５は、前記導電体で線状に形成されていて、３６０°直前で出力する電圧５Ｖに対して、±３％内の所定範囲を示すものである。
【００２５】
図４で示す磁気検出用集積回路３の実装状態は、位置ズレのない実装状態であり、図６で示す磁気検出用集積回路３の実装状態は、磁気検出用集積回路３の対角の角部が、第１の識別部６４の中に位置しており、出力値が±１％内の実装状態であり、図７で示す磁気検出用集積回路３の実装状態は、磁気検出用集積回路３の対角の角部が、第２の識別部６５の中に位置しており、出力値が±３％内の実装状態である。
【００２６】
なお、図示しないが、回路基板６を周壁４１Ｂに取り付けた後にエポキシ樹脂を回路基板６の裏面側に流し込んで、磁気検出用集積回路３が収納された下ハウジング４Ｂの空間ＳＢ内に水や埃が浸入しないようにしてある。
【００２７】
７は、回路基板６に固着された例えばコードからなる電気的接続部材であり、磁気検出用集積回路３と電気的に接続されている。この電気的接続部材７の先端側は、車両に備えられた変速位置表示器に接続され、例えばシフトレバーがどの変速位置にセレクトされているかが表示されるようになっている。
【００２８】
次に、上記のように構成された回転角度検出装置Ａの作用について説明する。車両の運転者が変速機のシフトレバーを操作することで、このシフトレバー操作に連動してシフトカム（図示せず）が回転する。このシフトカムの回転に伴って回転するように構成された回転部材１が回転する。回転部材１が回転することによって、回転部材１と一体的に形成されたマグネット２が、磁気検出素子３１Ａ，３１Ｂをモールドした磁気検出用集積回路３上を回転する。
【００２９】
すると、図３に示すように、マグネット２と磁気検出用集積回路３との間にマグネット２の回転角度θに応じた磁界ベクトルＶが発生し、その磁界ベクトルＶのｃｏｓ方向の磁界の強さを磁気検出素子３１Ａが検出する。また、磁界ベクトルＶのｓｉｎ方向の磁界の強さを磁気検出素子３１Ｂが検出する。そして、検出された各方向の磁界の強さからマグネット２の回転角度θは、θ＝ｔａｎ―１（Ｖｓｉｎθ／Ｖｃｏｓθ）となり、回転角度θと出力信号との関係は３６０度に亘ってリニアに変化する。ここで、前述したように、マグネット２の中心（着磁方向Ｐの中心）と、９０度の角度を成すように配置された磁気検出素子３１Ａ，３１Ｂの交点とが一致するようになっている（図３において、一致点をＱとする）。
【００３０】
そして、図示しないが、この出力信号が車両のＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）などに入力され、ＥＣＵはそれに基づき変速機位置の詳細を確認できる。また、出力信号が電気的接続部材７を介して車両に備えられた変速位置表示器に入力され、変速機の変速位置が表示されるようになる。
【００３１】
このように、磁気検出用集積回路３の実装ズレに伴う出力値が所定範囲内に入るか否かを判別する識別マーク６３を回路基板６に設けたことにより、磁気検出用集積回路３の出力値が、所望の出力値の公差内に入るか否かを判別することができる。
【００３２】
また、識別マーク６３を磁気検出用集積回路３の少なくとも一方の対角に対応するように回路基板６に設けたことにより、数少ない識別マーク６３で、磁気検出用集積回路３の出力値が、所望の出力値の公差内に入るか否かを判別することができる。
【００３３】
また、識別マーク６３をランド６１や配線パターン６２と同じ導電体で形成したことにより、識別マーク６３をランド６１や配線パターン６２と同時に形成することができ、識別マーク６３の形成によるコストの増加を抑制することができる。
【００３４】
また、識別マーク６３が複数の識別部６４，６５を備えたことにより、回転角度検出装置Ａの要求する検出精度によって、回転角度検出装置Ａを仕分けることができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、識別マーク６３を磁気検出用集積回路３の一方の対角に対応するように回路基板６に設けたが、本実施形態に限定されるものではなく、磁気検出用集積回路３の全ての角部に対応するように識別マーク６３を設けてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、識別マーク６３を前記導電体で形成したが、必ずしも前記導電体である必要はなく、例えば、シンボルマークやレジスト等により構成してもよい。
【００３７】
なお、前記各実施形態においては、磁気検出用集積回路３としてホールＩＣを用いたが、磁界の強さに応じた物理量を出力する素子なら磁気抵抗素子あるいはＧＭＲなどとしても良い。また、変速機の変速位置（シフトカムの回転角度）を検出する回転角度検出装置を実施形態として説明したが、シフトカムの回転角度検出用に限定するものではなく、例えばハンドル角度などを検出する回転角度検出装置としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、マグネットと磁気検出用集積回路を用いて回転部材の回転角度を検出する非接触式の回転角度検出装置に利用可能であり、特に、磁気検出用集積回路を回路基板に実装する回転角度検出装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ    回転角度検出装置
１    回転部材
２    マグネット
３    磁気検出用集積回路
６    回路基板
６１    ランド
６２    配線パターン
６３    識別マーク
６４    第１の識別部
６５    第２の識別部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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