(57)【要約】【課題】構造が簡単であり、シャフト周りのイナーシャの小さいスロットル弁の開度検出装置を提供する。【解決手段】エンジンのスロットル弁が固定されたシャフト２の端部に、軸方向に沿ってスリット７を形成する。シャフト２には、スリット７によって残存部９ａ，９ｂが隔離形成される。残存部９ａ，９ｂは、半月状断面部２９ａ，２９ｂと二方取り部８ａ，８ｂを備える。スリット７に対向してシャフト２に隣接してマグネット２８を配置する。残存部９ａ，９ｂに対向してマグネット２８と磁気的に接続されたステータコア１０をシャフト２に隣接配置する。ステータコア１０は、シャフト２側の第１コア２０ａ，２０ｂとその外側に配置された第２コア２１とからなる。第１コア２０ａ，２０ｂと第２コア２１との間にホールＩＣ２２を配置する。【選択図】　　　図３
2004092590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのスロットル弁が固定され、軸方向に延びる切欠部と、前記切欠部に沿って延在する残存部とを備えてなる、磁性体にて形成されたシャフトと、
前記切欠部及び前記残存部に対向して前記シャフトに隣接配置されたマグネットと、
前記残存部に対向して前記シャフトに隣接配置され、前記マグネットと磁気的に接続されたステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられ、前記マグネットから前記残存部と前記ステータコアを介して前記マグネットに至る磁路中に配置された磁気検出素子とを有することを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【請求項２】
請求項１記載のスロットル弁の開度検出装置において、前記残存部の前記ステータコアと対向する部位に、前記シャフトの外周面を前記スリットと直交する平行な２弦に沿って切り欠いた二方取り部を設けたことを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【請求項３】
請求項２記載のスロットル弁の開度検出装置において、前記ステータコアの前記二方取り部に対向する部位に、円周方向に延びるティースを設けたことを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のスロットル弁の開度検出装置において、前記マグネットは、前記残存部の前記二方取り部が形成されていない部位に対向することを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のスロットル弁の開度検出装置において、前記切欠部が軸方向に沿って形成されたスリットであり、前記残存部は前記スリットによって隔離されることを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【請求項６】
請求項１〜６の何れか１項に記載のスロットル弁の開度検出装置において、前記残存部は、前記マグネットと前記ステータコアに軸方向にずれた位置にて対向することを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【請求項７】
請求項１記載のスロットル弁の開度検出装置において、前記残存部は断面略半月状に形成されてなることを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【請求項８】
エンジンのスロットル弁が固定され、外周面を弦方向に切り欠いて形成された軸方向に沿って延びる切欠部と、前記切欠部に沿って延在する略Ｄ形断面を有する残存部とを備えてなる、磁性体にて形成されたシャフトと、
前記残存部の円周面に対向して前記シャフトに隣接配置されたマグネットと、
前記マグネットが取り付けられ、磁性体にて部分円弧状に形成された第１ステータコアと、
前記第１ステータコアの円周方向両端と間隙を空けて配置された部分円弧状の第２及び第３ステータコアと、
前記第１ステータコアと前記第２ステータコアの間に配置され、前記マグネットから前記残存部、前記第２ステータコア及び前記第１ステータコアを介して前記マグネットに至る磁路中に配置された第１磁気検出素子と、
前記第１ステータコアと前記第３ステータコアの間に配置され、前記マグネットから前記残存部、前記第３ステータコア及び前記第１ステータコアを介して前記マグネットに至る磁路中に配置された第２磁気検出素子とを有することを特徴とするスロットル弁の開度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのスロットル弁開度を検出する装置に関し、特に、モータにて駆動されるスロットル弁開度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車部品の電子化に伴い、エンジンのスロットル弁をモータにて駆動するいわゆる電子制御スロットル装置が広く用いられている。そこでは、従来のアクセルワイヤによる機械的動作に代えて、電気信号によってスロットル弁が制御される。アクセル踏み込み量はポテンショメータ等によって電気的に検出され、その値に応じてモータが駆動されてスロットル弁の開閉が行われる。
【０００３】
このような電子制御スロットル装置では、スロットル弁の開度は弁体が固定されたシャフトに磁石を取り付け、その磁束変化をホール素子等の磁気検出素子にて検出することにより行われる。特許第２９２０１７９号公報には、自動車での使用を考慮したホール素子による磁気位置センサが開示されている。当該特許では、角速度の測定を望む駆動軸に、内周に永久磁石を取り付けた円筒状のヨークが固定される。磁石の内側には固定子が配置され、固定子に設けたスリット状の磁気間隙内にホール素子が収容される。駆動軸と共に永久磁石が回転すると、ホール素子周囲の磁束が変化し、その変化に応じた信号がホール素子から出力される。この信号変化は駆動軸の回転角度と対応している。従って、ホール素子からの信号に基づき駆動軸の回転角度を算出でき、スロットル弁の開度もこの磁気位置センサを用いて検出することができる。
【０００４】
一方、特許第２９２０１７９号公報の磁気位置センサでは、ホール素子が各センサに１個しか取り付けられていないため、ホール素子が故障すると駆動軸の回転角度を全く検出できなくなる。すなわち、スロットル開度を全く把握できなくなり、自動車の心臓部であるエンジンの制御に重大な支障を生じる。そこで、スロットル開度を検出する回転角度センサでは、ホール素子の故障に備えて、さらにもう一つバックアップのホール素子を設けた冗長設計が行われている。例えば、特開２００１−２０８５１０号公報や特開２００１−２８９６１０号公報の回転角度検出装置には、特許第２９２０１７９号公報と類似の構成において、ホールＩＣを２個配置したものが示されている。
【０００５】
このような構成を用いた角度検出装置は、特開平８−３５８０９号公報や特開２００１−４３１５号公報、特開２００１−３１７９０９号など数多く見受けられ、一般的には図８，９に示すような構成となっている。図８は従来の回転角度検出装置の構成を示す断面図、図９はその平面図である。スロットル弁が固定されたシャフト５０にはハブ５１が取り付けられており、その内周には鉄製のロータコア５２が取り付けられている。ロータコア５２の内周側にはさらに磁石５３が固定されている。磁石５３の内側にはハブ５１と同軸状にステータコア５４が配置される。ステータコア５４の中央部にはスリット５５が設けられており、そこにホールＩＣ５６が２個配置されている。ホールＩＣ５６ａ，５６ｂからは、鎖交する磁束密度に応じた電圧信号が出力され、２つのホールＩＣ５６ａ，５６ｂの出力を互いに比較して異常がないか否かを確認しながらハブ５１の回転角、すなわちスロットル弁の開度が検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回転角度検出装置では、シャフト５０側にハブ５１やロータコア５２、磁石５３を固定する構成のため装置構造が複雑となる。このため、装置組み付けに手間を要するのみならず、組み付け持に位置決め誤差が生じたり、部品寸法誤差が累積したりしやすく、製品精度が出しにくいという問題があった。また、シャフト５０に多くの部品が固定されるため、その分シャフト５０のイナーシャが大きくなってしまい、モータの制御性が損なわれるという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、構造が簡単であり、しかもシャフト周りのイナーシャの小さいスロットル弁の開度検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスロットル弁の開度検出装置は、エンジンのスロットル弁が固定され、軸方向に延びる切欠部と、前記切欠部に沿って延在する残存部とを備えてなる、磁性体にて形成されたシャフトと、前記切欠部及び前記残存部に対向して前記シャフトに隣接配置されたマグネットと、前記残存部に対向して前記シャフトに隣接配置され、前記マグネットと磁気的に接続されたステータコアと、前記ステータコアに取り付けられ、前記マグネットから前記残存部と前記ステータコアを介して前記マグネットに至る磁路中に配置された磁気検出素子とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、従来、シャフト側にあったマグネットをステータコア側に移し、被検出対象であるシャフトを直接利用して磁路を形成する。残存部とマグネットとの間の対向面積はシャフトの回転に応じて変化し、それに伴って磁路中の磁束量も変化する。この変化を磁気検出素子にて検出し、シャフトの回転角度検出を行う。本発明の装置では、従来のようにロータコアやハブなどを別途シャフトに取り付ける必要が無く、位置決め誤差による精度低下を防止できる。また、シャフトに固定される部品が減少するため、その分、シャフト周りのイナーシャが軽減され、モータの制御性が向上する。さらに、従来の装置のようにリングマグネットを使用する必要が無く、１個のセグメントマグネットにてシャフトの回転角度検出が可能となり、マグネット使用量が削減され装置コストの低減が図られる。
【００１０】
前記スロットル弁の開度検出装置において、前記残存部の前記ステータコアと対向する部位に、前記シャフトの外周面を前記スリットと直交する平行な２弦に沿って切り欠いた二方取り部を設けても良い。また、前記ステータコアの前記二方取り部に対向する部位に、円周方向に延びるティースを設けても良い。さらに、前記マグネットを前記残存部の前記二方取り部が形成されていない部位に対向させても良い。加えて、前記切欠部が軸方向に沿って形成されたスリットであり、前記残存部は前記スリットによって隔離されるようにしても良い。さらにまた、前記残存部を前記マグネットと前記ステータコアに軸方向にずれた位置にて対向させても良い。前記スロットル弁の開度検出装置において、前記残存部を断面略半月状に形成することも可能であり、これにより、装置構成をより簡略化できる。
【００１１】
一方、本発明のスロットル弁の開度検出装置は、エンジンのスロットル弁が固定され、外周面を弦方向に切り欠いて形成された軸方向に沿って延びる切欠部と、前記切欠部に沿って延在する略Ｄ形断面を有する残存部とを備えてなる、磁性体にて形成されたシャフトと、前記残存部の円周面に対向して前記シャフトに隣接配置されたマグネットと、前記マグネットが取り付けられ、磁性体にて部分円弧状に形成された第１ステータコアと、前記第１ステータコアの円周方向両端と間隙を空けて配置された部分円弧状の第２及び第３ステータコアと、前記第１ステータコアと前記第２ステータコアの間に配置され、前記マグネットから前記残存部、前記第２ステータコア及び前記第１ステータコアを介して前記マグネットに至る磁路中に配置された第１磁気検出素子と、前記第１ステータコアと前記第３ステータコアの間に配置され、前記マグネットから前記残存部、前記第３ステータコア及び前記第１ステータコアを介して前記マグネットに至る磁路中に配置された第２磁気検出素子とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明においても、従来、シャフト側にあったマグネットをステータコア側に移し、被検出対象であるシャフトを直接利用して磁路を形成する。残存部と第２及び第３ステータコアとの間の対向面積はシャフトの回転に応じて変化し、それに伴って磁路中の磁束量も変化する。この変化を磁気検出素子にて検出し、シャフトの回転角度検出を行う。本発明の装置では、従来のようにロータコアやハブなどを別途シャフトに取り付ける必要が無く、位置決め誤差による精度低下を防止できる。また、シャフトに固定される部品が減少するため、その分、シャフト周りのイナーシャが軽減され、モータの制御性が向上する。さらに、従来の装置のようにリングマグネットを使用する必要が無く、１個のセグメントマグネットにてシャフトの回転角度検出が可能となり、マグネット使用量が削減され装置コストの低減が図られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１であるスロットル弁開度検出装置が使用されている電子制御スロットル弁の構成を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１の電子制御スロットル弁はエンジンの吸気通路に配置され、スロットル弁１の開度によりエンジンの吸入空気量を制御している。スロットル弁１はシャフト２に固定されており、ギア１１〜１４からなる減速機構１５を介してブラシレスモータ３（以下、モータ３と略記する）によって駆動される。
【００１４】
シャフト２は、金属製のハウジング４に固定されたベアリング１６ａ，１６ｂによって回動自在に支持されている。ハウジング４の図１において上部には、合成樹脂製のカバー５が取り付けられている。カバー５の内側には基板３０が固定されている。シャフト２に固定されたギア１１には、ねじりコイルばね１７が取り付けられている。このねじりコイルばね１７によってシャフト２は所定の回転方向に付勢され、その付勢力によってスロットル弁１が全閉位置まで自動的に復帰する。
【００１５】
シャフト２の端部には、スロットル弁１の開度を検出する装置としてセンサ部６が設けられている。図３はセンサ部６の構成を示す説明図であり、センサ部６をスロットル弁１側から見た状態を示し、図４はセンサ部６の構成を図３のＸ方向から見た状態を示している。センサ部６では、シャフト２の端部には軸方向に延びるスリット（切欠部）７が形成されている。スリット７はシャフト２の中心を通り、軸端からシャフト２の直径上をスロットル弁１方向に切削加工することにより形成される。シャフト２の端部には、このスリット７に沿って２片の残存部９ａ，９ｂが隔離形成される。
【００１６】
残存部９ａ，９ｂには、側面を切り欠く形で二方取り部８が設けられている。二方取り部８は、シャフト２の外周面をスリット７と直交する平行な２弦に沿って切り欠いて形成される。二方取り部８は、スリット７を挟んで２個設けられている（８ａ，８ｂ）。これにより、残存部９ａ，９ｂは、スロットル弁１側の半月状断面部２９ａ，２９ｂと、軸端部の二方取り部８ａ，８ｂとから形成されることになる。
【００１７】
一方、基板３０には、シャフト２と同心にステータコア１０が固定されている。ステータコア１０は磁性材料によって形成され、シャフト２側の第１コア２０と、その外側に配置された第２コア２１とから構成されている。ここでは、第１コア２０はシャフト２を挟んで対称な位置に２個設けられている（２０ａ，２０ｂ）。第１コア２０と第２コア２１との間にはそれぞれホールＩＣ２２（磁気検出素子）が１個ずつ取り付けられている（２２ａ，２２ｂ）。ホールＩＣ２２は、ホール素子と信号増幅回路とを一体化したＩＣであり、温度特性の補正が行われる温度補償タイプのリニア出力ホールＩＣが使用されている。ホールＩＣ２２からは、鎖交する磁束密度に応じた電圧信号が出力される。
【００１８】
第１コア２０は二方取り部８の外周面８ｃに対向する位置に配置され、基部２４ａと、基部２４ａから円周方向に延びるティース２４ｂを備えている。ティース２４ｂの内周面はシャフト２と同心の円弧形状となっており、二方取り部８の外周面８ｃとの間には、均一なエアギャップが形成される。ティース２４ｂは、二方取り部８の回転角度、すなわちシャフト２の回転角度をカバーし得る角度分だけ、二方取り部８を覆うように設けられている。例えば、シャフト２が１００°回転する場合には、それを超える角度（例えば１２０°）に形成される。
【００１９】
第２コア２１は、図３に示すように半円筒形状に形成され、円筒部２５、接続部２６及びマグネット保持部２７とを備えた構成となっている。接続部２６は、円筒部２５の一端側に径方向に延びる突片として形成され、図３において上下に２個設けられている（２６ａ，２６ｂ）。接続部２６の先端と第１コア基部２４ａの端部との間にホールＩＣ２２が挟持される。マグネット保持部２７は、円筒部２５の他端側に径方向に延びる突片として形成され、基部２７ａと、基部２７ａから円周方向に延びるマグネット取付部２７ｂを備えている。マグネット取付部２７ｂは円周を所定角度に切り取った部分円弧状に形成され、その内側にはマグネット２８が固定される。
【００２０】
図３に示すように、マグネット２８もまた部分円弧状に形成されており、磁力線の向きが径方向（放射方向）となるいわゆるラジアル着磁が施されている。マグネット２８は、図４に示すように、残存部９ａ，９ｂのうち二方取り部８の存在しない部位、すなわち、スリット７のみが存在する半月状断面部２９ａ，２９ｂの部位にてスリット７と対向する。マグネット２８の内周面はシャフト２と同心の円弧形状となっており、残存部９ａ，９ｂの外周面との間には、均一なエアギャップが形成される。マグネット２８は、シャフト２の回転角度をカバーし得る角度に形成されており、前述同様、例えばシャフト２が１００°回転する場合には１２０°などに形成される。
【００２１】
モータ３は、図１に示すように、ステータ３１の内側にロータ３２を回転自在に配置したいわゆるインナーロータ型のブラシレスモータである。ステータ３１は、駆動コイル３３と、コイル３３が巻装されたステータコア３４とから構成され、基板２３に固定されている。ステータコア３４は、金属板を積層して形成されており、内周側に突設された突極に駆動コイル３３が巻回されて巻線が形成されている。基板２３には、ロータ３２の回転位置を検出するホールＩＣ（図示せず）が設けられている。このホールＩＣからはロータ３２に回転に伴って、ロータ位置検出信号が出力される。
【００２２】
ロータ３２は、ロータシャフト３５と、ロータシャフト３５に固定されたロータコア３６及びロータコア３６の外周に固定されたロータマグネット３７とから構成される。ロータマグネット３７は円筒状に形成され、Ｎ，Ｓの２極が設けられている（極対数１）。ロータシャフト３５はベアリング３８ａ，３８ｂにて回転自在に支持されており、ベアリング３８ａはカバー５に、ベアリング３８ｂはハウジング４に取り付けられたブラケット３９にそれぞれ取り付けられている。ロータコア３６には、円柱状のマグネット取付部３６ａと、ギヤ１４が形成されている。ギヤ１４は、アイドルギヤ１８のギヤ１３と噛合している。アイドルギヤ１８は、ブラケット３９に固定されたギアシャフト１９に回転自在に支持されている。アイドルギヤ１８にはギヤ１３と一体にギヤ１２が形成されており、ギヤ１２はシャフト２に固定されたギア１１と噛合している。これにより、モータ３におけるロータ３２の回転が減速されてシャフト２に伝達される。
【００２３】
このような電子制御スロットル弁では、センサ部６では、図３，４に示すように、２つの３次元的な磁路が形成される。つまり、マグネット２８→残存部９ａ（半月状断面部２９ａ，二方取り部８ａ）→第１コア２０ａ（ティース２４ｂ，基部２４ａ）→ホールＩＣ２２ａ→第２コア２１（接続部２６ａ，円筒部２５，マグネット保持部２７）→マグネット２８なる経路の磁気回路Ａと、マグネット２８→残存部９ｂ（半月状断面部２９ｂ，二方取り部８ｂ）→第１コア２０ｂ（ティース２４ｂ，基部２４ａ）→ホールＩＣ２２ｂ→第２コア２１（接続部２６ｂ，円筒部２５，マグネット保持部２７）→マグネット２８なる経路の磁気回路Ｂが形成される。モータ３が作動してシャフト２が回転すると、その回転に伴い前述のような磁気回路中においてホールＩＣ２２を通過する磁束密度が変化しその出力信号も変化する。そして、この出力変化に基づきシャフト２の回転角度が検出される。
【００２４】
シャフト２が回転すると、残存部９ａ，９ｂにおける半月状断面部２９ａ，２９ｂがマグネット２８の内側にて回転する。例えば、図３の状態からシャフト２が反時計回りに回転したとすると、残存部９ａ（半月状断面部２９ａ）とマグネット２８との対向面積が増加する。これに対し、残存部９ｂ（半月状断面部２９ｂ）とマグネット２８との対向面積は減少する。マグネット２８表面の同一極性の磁束は、スリット７の両側に対向面積に比例して収束される。従って、マグネット２８から残存部９ａへと流れる磁束量が増加し、残存部９ｂへ流れる磁束量は減少する。
【００２５】
このようにスリット７によって振り分けられ収束された磁束は、その状態を保ったまま、二方取り部８から第１コア２０に流れる。このため、シャフト２が反時計回りに回転すると、半月状断面部２９ａから二方取り部８ａ→第１コア２０ａ→ホールＩＣ２２ａへと流れる磁束量が増加し、ホールＩＣ２２ａの出力信号がリニアに変化する。同様に、半月状断面部２９ｂから二方取り部８ｂ→第１コア２０ｂ→ホールＩＣ２２ｂへと流れる磁束量は減少し、ホールＩＣ２２ｂの出力信号もリニアに変化する。なお、シャフト２が時計回りに回転すると、ホールＩＣ２２を通る磁束量は前述の場合の逆に変化する。
【００２６】
ホールＩＣ２２からの出力信号は制御装置（ＣＰＵ）に送られており、制御装置には、磁束密度変化に対応したホールＩＣ２２の出力変化が回転角と関係付けてテーブル等の形で格納されている。制御装置は、このようなホールＩＣ２２の出力変化に基づき、テーブル等を参照しつつシャフト２の回転角度、すなわちスロットル弁１の回転角（開度）を算出する。その際、ホールＩＣ２２ａ，２２ｂの両出力信号から得られた結果を互いに比較し、異常がないか否かを確認しながらスロットル弁１の開度制御が行われる。
【００２７】
このようにセンサ部６では、従来、シャフト側にあったマグネットをステータコア側に移し、被検出対象であるシャフト２を直接利用して磁路を形成する。そして、シャフト２を図８，９に示した従来の装置におけるロータコアの如く使用し、シャフト２の回転に応じて磁束量が変化する磁気回路を形成して回転角度の検出を行う。このため、従来のようにロータコアやハブなどを別途シャフトに取り付ける必要が無く、位置決め誤差による精度低下を防止できる。また、シャフト２に固定される部品が減少するため、その分、シャフト２のイナーシャが軽減され、モータの制御性が向上する。
【００２８】
さらに、従来の装置のようにリングマグネットを使用する必要が無く、１個のセグメントマグネットにてシャフト２の回転角度検出が可能となる。従って、マグネット使用量を削減することができ、装置コストの低減を図ることも可能となる。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２であるスロットル弁開度検出装置について説明する。図５は本発明の実施の形態２であるスロットル弁開度検出装置の構成を示す説明図である。なお、以下の実施の形態では、スロットル弁開度検出装置以外の部分は実施の形態１の電子制御スロットル弁と同様であるためその説明は省略する。また、実施の形態１と同様の部分、部材には同一の符号を使用する。
【００２９】
実施の形態２では、センサ部６において、図５に示すようにシャフト２の外周面の一部が弦方向に切り欠かれて断面がＤ形に形成され、切欠部４５及び残存部９となっている。シャフト２の周囲には、部分円弧状に形成された第１〜第３ステータコア４１〜４３（以下、第１〜第３コア４１〜４３と略記する）が配置されている。各コア４１〜４３は鉄等の磁性体にて形成され、そのうち第１コア４１にはマグネット２８が取り付けられている。マグネット２８もまた部分円弧状に形成され、残存部の円周面に対し所定のエアギャップを介して対向配置されている。
【００３０】
第１コア４１の円周方向両端側には、第１コア４１と間隙４４ａ，４４ｂを介して第２コア４２と第３コア４３が配置されている。間隙４４ａにはホールＩＣ２２ａ（第１磁気検出素子）が、間隙４４ｂにはホールＩＣ２２ｂ（第２磁気検出素子）が配置されている。第２コア４２と第３コア４３の間は、間隙４４ａ，４４ｂよりも広い間隙４４ｃとなっている。
【００３１】
このようなセンサ部６では、マグネット２８→残存部９→第２コア４２→ホールＩＣ２２ａ→第１コア４１→マグネット２８なる経路を有する磁気回路Ａと、マグネット２８→残存部９→第３コア４３→ホールＩＣ２２ｂ→第１コア４１→マグネット２８なる経路を有する磁気回路Ｂが形成される。スロットル弁の開閉に伴い、シャフト２は図５の状態から一点鎖線の状態に約１００°回転し、この際、残存部９と第２コア４２及び第３コア４３との間の対向面積がシャフト２の回転に伴って変化する。図５の実線状態では、残存部９と第２コア４２の対向面積が最大、残存部９と第３コア４３の対向面積が最小となる。一方、図５の一点鎖線状態では、残存部９と第２コア４２の対向面積が最小、残存部９と第３コア４３の対向面積が最大となる。
【００３２】
残存部９と第２コア４２及び第３コア４３の対向面積は、図５の実線状態から一点差線状態の間でシャフト２の回転角度に伴って増減する。対向面積が増加すればその分通過磁束量も増大し、減少すればその分減少する。従って、磁気回路Ａ，Ｂに流れる磁束の量もシャフト２の回転角度に伴って変化し、ホールＩＣ２２ａ，２２ｂの出力信号もリニアに変化する。前述同様、制御装置は、このようなホールＩＣ２２の出力変化に基づき、シャフト２の回転角度、すなわちスロットル弁１の回転角（開度）を算出する。
【００３３】
当該実施の形態においても、シャフト２はそのまま残存部９として使用され、マグネット２８はステータコア側に配置される。従って、ロータコアやハブなどの取り付けに際し発生する位置決め誤差を排除できると共に、シャフト２のイナーシャを軽減させることができる。
（実施の形態３）
さらに、本発明の実施の形態３であるスロットル弁開度検出装置について説明する。図６は本発明の実施の形態３であるスロットル弁開度検出装置のセンサ部の構成を示す説明図であり、センサ部をスロットル弁側から見た状態を示し、図７はセンサ部の構成を図６のＸ方向から見た状態を示している。
【００３４】
当該実施の形態は、実施の形態１の変形例であり、そこでは二方取り部８が省略され、第１コア２０のティース２４ｂも省かれている。すなわち、残存部９は、スリット７によって隔離された半月状断面部２９ａ，２９ｂのみにて形成される。また、第１コア２０も基部２４ａのみにて形成される。この場合も、実施の形態１と同様に３次元的な磁気回路Ａ，Ｂが形成され、そこを通る磁束量は、半月状断面部２９ａ，２９ｂとマグネット２８との対向面積に応じて変化する。従って、より簡単な構成にて実施の形態１と同様にシャフト２の回転角度の検出を行うことができる。
【００３５】
なお、実施の形態３において、マグネット２８と第１コア２０を軸方向にずらすことなく、スロットルシャフト２の同じ位置に配置することも可能である。その際には、マグネット２８と第１コア２０の間には、その間で直接磁束が漏れないように間隙を設けることが望ましい。
【００３６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態では、ホールＩＣを２個用いた構成を示したが、これはいわゆる冗長設計によるものであり、ホールＩＣは１個でもシャフト２の回転角度は検出可能である。その場合、例えばホールＩＣ２２ｂを省く場合には、その部分を空隙としても良いし、磁気回路Ｂに関連する残存部９ｂや第１コア２０ｂ、第２コア２１の接続部２６ｂをすべて省いても良い。
【００３７】
また、前述の実施の形態に示したシャフト２の回転角度や、ティース２４ｂ，マグネット２８の形成角度等はあくまでも一例であり、前述の数値には限定されない。さらに、前述の実施の形態ではセンサ部６をシャフト２の端部に設ける構成を示したが、シャフト２の中程に設けることもできる。その際は、スリット７を長孔に形成し、二方取り形状を切削加工するか、実施の形態３の方式を採ることによりシャフト２の回転角度を検出できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のスロットル弁の開度検出装置によれば、エンジンのスロットル弁が固定されたシャフトに切欠部と残存部を設け、それらにマグネットを対向配置すると共に、マグネットと磁気的に接続されたステータコアを残存部に対向配置し、、ステータコアに磁気検出素子を設置したので、従来、シャフト側にあったマグネットをステータコア側に移し、被検出対象であるシャフトを直接利用して磁路を形成することができる。従って、ロータコアやハブなどを別途シャフトに取り付ける必要が無く、それらの取り付けに伴って生じる位置決め誤差による精度低下を防止できる。また、シャフトに固定される部品が減少するため、その分、シャフト周りのイナーシャが軽減され、モータの制御性が向上する。さらに、従来の装置のようにリングマグネットを使用する必要が無く、１個のセグメントマグネットにてシャフトの回転角度検出が可能となり、マグネット使用量が削減され装置コストの低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１であるスロットル弁開度検出装置が使用されている電子制御スロットル弁の構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】センサ部の構成を示す説明図であり、センサ部をスロットル弁側から見た状態を示している。
【図４】センサ６の構成を図３のＸ方向から見た状態を示している。
【図５】本発明の実施の形態２であるスロットル弁開度検出装置の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３であるスロットル弁開度検出装置のセンサ部の構成を示す説明図であり、センサ部をスロットル弁側から見た状態を示している。
【図７】センサ部の構成を図６のＸ方向から見た状態を示している。
【図８】従来の回転角度検出装置の構成を示す断面図である。
【図９】従来の回転角度検出装置の平面図である。
【符号の説明】
１　　スロットル弁
２　　シャフト
３　　ブラシレスモータ
４　　ハウジング
５　　カバー
６　　センサ部
７　　スリット（切欠部）
８　　二方取り部
８ａ，８ｂ　　二方取り部
８ｃ　外周面
９　　残存部
９ａ，９ｂ　　残存部
１０　　ステータコア
１１　　ギア
１２　　ギヤ
１３　　ギヤ
１４　　ギヤ
１５　　減速機構
１６ａ，１６ｂ　　ベアリング
１７　　ねじりコイルばね
１８　　アイドルギヤ
１９　　ギアシャフト
２０　　第１コア
２０ａ，２０ｂ　　第１コア
２１　　第２コア
２２　　ホールＩＣ
２２ａ，２２ｂ　　ホールＩＣ
２３　　基板
２４ａ　基部
２４ｂ　ティース
２５　　円筒部
２６　　接続部
２６ａ，２６ｂ　　接続部
２７　　マグネット保持部
２７ａ　基部
２７ｂ　マグネット取付部
２８　　マグネット
２９ａ，２９ｂ　　半月状断面部
３０　　基板
３１　　ステータ
３２　　ロータ
３３　　駆動コイル
３４　　ステータコア
３５　　ロータシャフト
３６　　ロータコア
３６ａ　マグネット取付部
３７　　ロータマグネット
３８ａ，３８ｂ　　ベアリング
３９　　ブラケット
４１　　第１コア
４２　　第２コア
４３　　第３コア
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ　　間隙
４５　　切欠部
５０　　シャフト
５１　　ハブ
５２　　ロータコア
５３　　磁石
５４　　ステータコア
５５　　スリット
５６　　ホールＩＣ
５６ａ，５６ｂ　　ホールＩＣ
Ａ　　　磁気回路
Ｂ　　　磁気回路
【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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【図９】
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