(57)【要約】【課題】外部からの渦電流及び電波ノイズが金属プレートを通じてヨーク、永久磁石に伝わり、そのまま非接触センサに輻射伝播されるのを防止した回転角検出装置を得る回転角検出装置を得る。【解決手段】この発明に係る回転角検出装置は、ヨーク８と、このヨーク８の内壁面に設けられ内部空間を通じてＮ極からＳ極に磁束が流れる永久磁石７と、ヨーク８、永久磁石７とともにインサート成形で樹脂を介して一体化された金属プレート６と、内部空間に配置された非接触センサ１８とを備え、ヨーク８及び永久磁石７のそれぞれの端面と金属プレート６との間には、電波ノイズが金属プレート６からヨーク８、永久磁石７に流れるのを防止する高インピーダンス部材２２が介在している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を通じてＮ極からＳ極に磁束が流れる円筒形状の永久磁石と、
回転体に固定されるとともに、前記永久磁石とともにインサート成形で樹脂を介して一体化された金属プレートと、
前記内部空間に配置された非接触センサとを備え、
前記非接触センサは、前記回転体の回転に伴い変化する前記磁束の方位を検出することで、回転体の回転角を検出する回転角検出装置において、
前記永久磁石の端面と前記金属プレートとの間には、電波ノイズが前記金属プレートから前記永久磁石に流れるのを防止する高インピーダンス部材が介在していることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記永久磁石の外周には、外周壁面と面接触した円筒形状のヨークが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記高インピーダンス部材は、前記樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記高インピーダンス部材は、フェライト板であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記金属プレートは、前記インサート成形の際に成形金型に対する位置決めとなる切り欠き部が縁部に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
インサート成形された、前記永久磁石及び前記金属プレートを有するインサート成形体には、歯車部が形成されており、この歯車部は、前記回転体の軸線方向に沿って視たときに前記切り欠き部から離れた領域に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転角検出装置。
【請求項７】
前記永久磁石の内周面には、前記樹脂で被覆された保護層が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の回転角検出装置。
【請求項８】
前記インサート成形体の前記歯車部は、駆動モータからの駆動により回転するスロットル歯車部であり、このスロットル歯車部の回転により、エンジンへの空気量を調整するスロットル弁が作動することを特徴とする請求項６または７に記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁束の方位の変化を検出することで回転体の回転角を検出する非接触センサを備えた回転角検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スロットルバルブの回転角度を検出する回転角検出装置として、カップ状の非磁性材料からなる金属プレートが内部にインサート成形されて形成された歯車と、この歯車の中央部に形成された切り欠き部に嵌着された永久磁石及びヨークと、非回転体に固定された非接触センサとを備え、非接触センサが歯車とともに回転する永久磁石の磁力線の方位の変化を検出することで、回転体の回転角を検出する回転角検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３３７６８号公報（段落番号００１９、図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記回転角検出装置では、永久磁石及びヨークの端面が金属プレートに当接しているので、外部からの電磁波作用によりボディに発生する渦電流や、駆動モータからの電波ノイズが、スロットルシャフト、金属プレートを通じてヨーク、永久磁石に伝わり、そのまま非接触センサに輻射伝播され、非接触センサの誤作動の要因になるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、外部からの渦電流及び電波ノイズが金属プレートを通じてヨーク、永久磁石に伝わり、そのまま非接触センサに輻射伝播されるのを防止した回転角検出装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転角検出装置は、内部空間を通じてＮ極からＳ極に磁束が流れる円筒形状の永久磁石と、回転体に固定されるとともに、前記永久磁石とともにインサート成形で樹脂を介して一体化された金属プレートと、前記内部空間に配置された非接触センサとを備え、前記非接触センサは、前記回転体の回転に伴い変化する前記磁束の方位を検出することで、回転体の回転角を検出する回転角検出装置において、
前記永久磁石の端面と前記金属プレートとの間には、電波ノイズが前記金属プレートから前記永久磁石に流れるのを防止する高インピーダンス部材が介在している。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る回転角検出装置によれば、外部からの渦電流及び電波ノイズが金属プレートを通じて永久磁石に伝わり、そのまま非接触センサに輻射伝播されるのが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１の回転角検出装置が組み込まれたエンジン用吸気制御装置１（以下、吸気制御装置と略称する）の正面図、図２は図１の吸気制御装置を示す正断面図である。
この吸気制御装置１では、直流電流により駆動する駆動モータ２の軸に平歯車３が固定されている。この平歯車３には樹脂製の減速歯車４が歯合している。この減速歯車４は、インサート成形体２０のスロットル歯車部５が歯合している。
【００１０】
図３は図２のインサート成形体２０を右側から視たときの正面図、図４は図３のインサート成形体２０のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図、図５は図３のインサート成形体２０のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。
このインサート成形体２０は、図６に示す金属プレート６と、図７に示す円筒形状の永久磁石７と、この永久磁石７の外周面に面接触した円筒形状のヨーク８とがインサート成形により一体化されており、また扇形形状のスロットル歯車部５を縁部に有している。
スロットル歯車部５を形成する樹脂は、永久磁石７及びヨーク８の端面と金属プレート６との間に介在して高インピーダンス部材２２を形成しており、また永久磁石７の内壁面を覆って保護層２１を形成している。
【００１１】
金属プレート６は、等分間隔で４箇所に切り欠き部１０が形成されているとともに、中心部に小判形状の孔９が形成されている。
この切り欠き部１０は、インサート成形により永久磁石７及びヨーク８が金属プレート６とともに一体化される際の、成形金型内における金属プレート６の位置決めとして機能している。従って、この切り欠き部１０には成形金型が入り込み、図４に示すように、この切り欠き部１０では、永久磁石７及びヨーク８の端面は樹脂で覆われることなく、露出している。なお、スロットル歯車部５は、図３に示すように、ヨーク８から径方向に突出した縁部、即ち切り欠き部１０から離れた領域に形成されている。
この金属プレート６は、孔９が嵌入可能に予め形成されたシャフト１１の端部に嵌入された後、端部をカシメ、潰すことでシャフト１１に固定されている。この回転体であるシャフト１１は、吸気通路が形成されたボディ１２に対して第１の軸受１３、第２の軸受１４を介して回転自在に支持されている。シャフト１１にはスロットル弁１５が固定されている。このスロットル弁１５は、スプリング１６の弾性力により、常に吸気通路を閉じる方向に付勢されている。
【００１２】
ボディ１２の片面側には、平歯車３、減速歯車４及びスロットル歯車部５を覆ったカバー１７が設けられている。このカバー１７には、永久磁石７及びヨーク８とともに回転角検出装置を構成する、非接触センサ１８がインサート成形により一体化されている。
【００１３】
非接触センサ１８は、シャフト１１の軸線上であって、円筒形状の永久磁石７の内部空間の中心線上に設けられている。
図７に示すように、永久磁石７の磁束流れは、Ｎ極から永久磁石７の内部空間を通過してＳ極に入り、Ｓ極で左右に分岐してヨーク８のぞれぞれ半周流れて元のＮ極に戻る流れである。
非接触センサ１８は、この磁束の方向を検出してシャフト１１の回転角を検出する磁気抵抗素子が内蔵された磁気検出部（図示せず）と、磁気検出部からの出力信号を演算処理する出力演算部（図示せず）とから構成されている。
【００１４】
上記構成の吸気制御装置では、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、アクセル開度センサ（図示せず）からのアクセル開度信号がエンジン制御装置（以下、ＥＣＵと略称する）に入力される。ＥＣＵではスロットル弁１５が所定の開度となるように駆動モータ２に通電し、駆動モータ２の軸が回転する。そして、軸と共に平歯車３、減速歯車４、スロットル歯車部５が回転する。これにより、スロットル歯車部５と一体のシャフト１１が所定の回転角度だけ回転し、ボディ１２に形成された吸気通路内においてスロットル弁１５は所定の回転角度に保持される。
【００１５】
一方、磁束方位検出型である非接触センサ１８は、磁気検出部がシャフト１１と一体に回転する永久磁石７からの磁力線の方位を検出する。そして、磁気検出部からの出力信号が出力演算部で演算処理された後、ＥＣＵにスロットル弁１５の開度信号として送られる。この開度信号によってＥＣＵはどれだけ燃料をシリンダ内に噴射するかを判断する。
【００１６】
磁力線の回転範囲は、スロットル弁１５が全閉である０°から全開である９０°の範囲であり、この範囲では、非接触センサ１８は、スロットル弁１５の回転角度に対してそれぞれリニアリティに応答する。
【００１７】
以上説明したように、この実施の形態による回転角検出装置によれば、ヨーク８及び永久磁石７のそれぞれの端面と金属プレート６との間には、電波ノイズが金属プレート６からヨーク８、永久磁石７に流れるのを防止する、樹脂で構成された高インピーダンス部材２２が介在するか、あるいは空隙であり、ヨーク８及び永久磁石７のそれぞれの端面と金属プレート６とが接触するようなことはない。
従って、ボディ１２に発生する渦電流や駆動モータ２からの電波ノイズが、シャフト１１、金属プレート６を通じてヨーク８、永久磁石７に伝わりそのまま、非接触センサ１８に輻射伝播されるような事態を避けることができる。
また、樹脂は、磁気的なエアギャップとなるので、永久磁石７から金属プレート６への磁束漏れを低く抑えることができる。従って、金属プレート６は非磁性材ではなく、安価な鉄系材料で形成してもよく、材料コストを低減させることができる。
【００１８】
また、金属プレート６は、インサート成形の際に成形金型に対する位置決めとなる切り欠き部１０が縁部に形成され、成形金型内において金属プレート６を介してヨーク８及び永久磁石７の径方向の位置決めされるので、インサート成形されたインサート成形体２０における、金属プレート６、ヨーク８及び永久磁石７は所定の位置に簡単に設定される。
【００１９】
また、インサート成形体２０のスロットル歯車部５は、シャフト１１の軸線方向に沿って視たときに切り欠き部１０から離れた領域に形成されているので、切り欠き部１０で樹脂の引け等が発生した場合でも、スロットル歯車部５に対する影響を殆ど受けることはない。
また、成形金型の位置決めに供しない、金属プレート６の切り欠き部１０には、樹脂が介在しており、樹脂により、金属プレート６の周方向の回転は防止される。
【００２０】
また、永久磁石７の内周面は、樹脂で被覆された保護層２１が形成されているので、インサート成形体２０の形成の際、成形金型と永久磁石７との間で直接に摺動摩擦することはなく、永久磁石７の内周面の損傷、金型摩耗が生じない。また、永久磁石７に対する外部からの衝撃力は、保護層２１により緩和され、永久磁石７の破損が低減される。
【００２１】
実施の形態２．
図８は実施の形態２の吸気制御装置のインサート成形体２０の断面図である。
この実施の形態では、ヨーク８及び永久磁石７のそれぞれの端面と金属プレート６との間には、高インピーダンス部材であるリング状のフェライト板１９が介在している。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００２２】
この吸気制御装置によれば、外部からの電波ノイズが金属プレート６からヨーク８、永久磁石７に流れる際に、フェライト板１９で高周波電流が消費されるので、ヨーク８、永久磁石７には伝わりにくくなく。
特に、低減したい高周波数域においてインピーダンスが高くなるフェライト板１９を用いると、選択的なノイズフィルタとして機能する。
他の作用、効果については、実施の形態１と同じである。
【００２３】
なお、上記実施の形態１，２では、スロットル弁の開度を検出するエンジン用吸気制御装置に組み込まれた回転角検出装置について説明したが、このもの以外の各種の回転体の回転角を検出する装置にも適用することができるのは勿論である。
また、永久磁石７の外周に、磁気通路としての機能を果たし、また磁束の外部への漏量を低減させるヨーク８を設けたが、この発明は、ヨーク８を有しない回転角検出装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１における回転角検出装置が組み込まれたエンジン用吸気制御装置の正面図である。
【図２】図１のエンジン用吸気制御装置の正断面図である。
【図３】図２のインサート成形体をシャフト側から視たときの正面図である。
【図４】図３のインサート成形体のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
【図５】図３のインサート成形体のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。
【図６】図２の金属プレートを示す正面図である。
【図７】図２の永久磁石及びヨークを示す正面図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるインサート成形体の断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  エンジン用吸気制御装置、２  駆動モータ、５  スロットル歯車部、６  金属プレート、７  永久磁石、８  ヨーク、１０  切り欠き部、１１  シャフト（回転体）、１５  スロットル弁、１８  非接触センサ、１９  フェライト板（高インピーダンズ部材）、２０  インサート成形体、２１  保護層、２２  高インピーダンス部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008128823.tif 000006
【図５】
2008128823.tif 000007
【図６】
2008128823.tif 000008
【図７】
2008128823.tif 000009
【図８】
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