(57)【要約】【課題】  外装構造体の樹脂成形時における内部応力の開放に起因する検出精度の劣化を防止できる回転角検出装置の製造方法を提供する。【解決手段】  ハウジング３を樹脂成形により形成する外装構造体成形工程と、この外装構造体成形工程により形成したハウジング３にマグネット７とヨーク１１及びホール素子１３を組み付ける部品組み付け工程と、この部品組み付け工程により組み付けられたホール素子１３の出力を調整する出力調整工程とを備えた回転角検出装置１の製造方法において、外装構造体成形工程後から出力調整工程前までの間に、ハウジング３に対して熱処理工程を行う。熱処理工程の加熱温度条件は、ハウジング３の使用環境下における最高温度以上からハウジング３の樹脂材の融点温度未満までの温度とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の外装構造体を樹脂成形により形成する外装構造体成形工程と、この外装構造体成形工程により形成した前記外装構造体に少なくともマグネットとヨーク及び磁気検出部を組み付ける部品組み付け工程と、この部品組み付け工程により組み付けられた前記磁気検出部の出力を調整する出力調整工程と、を備えた回転角検出装置の製造方法において、
前記外装構造体成形工程後から前記出力調整工程前までの間に、前記外装構造体に対して熱処理工程を施すことを特徴とする回転角検出装置の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程は、前記外装構造体成形工程後から前記部品組み付け工程前までの間であって、前記マグネットとヨーク及び磁気検出部の各部品が組み付けされていない前記外装構造体の単体に対して行うことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程は、前記部品組み付け工程後から前記出力調整工程前までの間であって、前記外装構造体の接着剤硬化用熱処理工程時に同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度を磁界強度の変化によって検出する回転角検出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より種々の回転角検出装置が提案されている。特許文献１は、その一例としての回転角検出装置を開示する。
【０００３】
上記文献の回転角検出装置１００は、図２に示すように、ケーシング１０１を有し、このケーシング１０１は共に樹脂材より形成されたハウジング１０２とカバー１０３とから構成されている。
【０００４】
ハウジング１０２には軸受１０４を介して回転体１０５が回転自在に支持されており、この回転体１０５の上面にマグネット１０６が取り付けされている。
【０００５】
ハウジング１０２には筒状体１０７に保持されて一対のヨーク１０８，１０８が取り付けられており、各ヨーク１０８の下面部はマグネット１０６の各磁極部にそれぞれ対向配置されている。一対のヨーク１０８，１０８の上端面部１０８ａ，１０８ａは、マグネット１０６の上方位置で、且つ、互いに間隔を開けた位置にオーバーラップ状態で配置されている。
【０００６】
また、ハウジング１０２にはフレキシブル基板１０９が取り付けられており、このフレキシブル基板１０９上で、且つ、一対のヨーク１０８，１０８の上端面部１０８ａ，１０８ａの間にホール素子１１０が配置されている。
【０００７】
上記構成において、回転体１０５が回転すると、回転体１０５と共にマグネット１０６が回転する。これにより、マグネット１０６と一対のヨーク１０８，１０８との対向面積が変化し、一対のヨーク１０８，１０８及びホール素子１１０の配置空間等を磁路とする磁束密度が変化し、ホール素子１１０が磁束密度の変化に応じた出力信号を出力する。つまり、回転体１０５の回転角に比例して磁束密度が変化することにより回転角に応じた出力信号をホール素子１１０より得るものである。
【特許文献１】特開２０００−９７６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記した従来の回転角検出装置１００は、高温雰囲気下で使用される場合がある。例えば、自動車用エンジンのスロットルバルブ開度の検出に使用される場合には、１２０℃〜１５０℃に達するエンジンルール内に設置される。このような高温下で使用されると、前記従来の回転角検出装置１００には、次のような不具合が発生する。
【０００９】
つまり、前記回転角検出装置１００のハウジング１０２及びカバー１０３は前述したように樹脂製であるが、その樹脂材は一般的には熱可塑性樹脂材（ＰＡ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰＳ等）より形成される。この種の熱可塑性樹脂材のガラス転移点（Ｔｇ）は９０℃以下であり、ガラス転移点より高温になると、図３に示すように、樹脂材の弾性率が大きく低下する。すると、成形時の内部応力と弾性率の強度比が近接若しくは逆転して内部応力による変形、つまり、内部応力の開放（緩和）による不可逆変形が発生する。不可逆変形が発生すると、マグネット１０６の位置ずれ、各ヨーク１０８，１０８の位置ずれ、マグネット１０６と各ヨーク１０８との相対的位置ずれ等によって磁気回路が変形する。磁気回路が変形すると、ホール素子１１０より所望の出力特性が得られず、検出精度が劣化するという問題が発生する。
【００１０】
本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、外装構造体の樹脂成形時における内部応力の開放に起因する検出精度の劣化を防止できる回転角検出装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも一部の外装構造体を樹脂成形により形成する外装構造体成形工程と、この外装構造体成形工程により形成した前記外装構造体に少なくともマグネットとヨーク及び磁気検出部を組み付ける部品組み付け工程と、この部品組み付け工程により組み付けられた前記磁気検出部の出力を調整する出力調整工程とを行う回転角検出装置の製造方法において、前記外装構造体成形工程後から前記出力調整工程前までの間に、前記外装構造体に対して熱処理工程を施すことを趣旨とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転角検出装置の製造方法において、前記熱処理工程は、前記外装構造体成形工程後から前記部品組み付け工程前までの間であって、前記外装構造体の単体に対して行う構成としている。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の回転角検出装置の製造方法において、前記熱処理工程は、前記部品組み付け工程後から前記出力調整工程前までの間であって、接着剤硬化用熱処理工程時に同時に行う構成としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、樹脂製の外装構造体がガラス転移点以上の温度に熱せされても、開放される内部応力が存在しないため、内部応力の開放による不可逆変形が発生しない。これにより、内部応力の開放に起因する検出精度の劣化を防止できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、外装構造体の生産ライン上に熱処理工程を加えたり、また、多数の外装構造体に対して一度に纏めて熱処理工程を行ったりすることが容易にできる。従って、回転角検出装置の製造工程を煩雑にすることなく熱処理工程を実行できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、接着工程と熱処理工程とを並行して同時に行うことができるため、工程数の削減、熱を加える工程の時間短縮化になり、ひいては回転角検出装置の製造時間の短時間化に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具現化した第１実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態を示し、回転角検出装置の断面図である。
【００１９】
図１において、回転角検出装置１はケーシング２を有し、このケーシング２は外装構造体であるハウジング３とカバー４とから構成されている。ハウジング３は樹脂材より形成され、カバー４は金属材より形成されている。
【００２０】
ハウジング３には軸受５を介して回転体６が回転自在に支持されており、この回転体６の上面にマグネット７が取り付けされている。回転体６には付勢バネ８の一端が掛止され、このバネ力によって回転体６が基準回転位置側に付勢されている。回転体６の下端部にはレバー９が取り付けられており、レバー９は例えばスロットルバルブ側のレバー（図示せず）に係止される。スロットルバルブの開閉操作に応じて回転体６が付勢バネ８のバネ力に抗して回転する。レバーの回転力が解除されると、回転体６が付勢バネ８のバネ力によって基準回転位置に戻されるようになっている。
【００２１】
ハウジング３には筒状体１０に保持されて一対のヨーク１１，１１が取り付けられており、各ヨーク１１，１１の下面部はマグネット７の各磁極部にそれぞれ対向配置されている。この一対のヨーク１１，１１の上端面部１１ａ，１１ａは、マグネット７の上方位置で、且つ、互いに間隔を開けた位置にオーバーラップ状態で配置されている。
【００２２】
ハウジング３には所定の回路が形成されたフレキシブル基板１２が取り付けられており、このフレキシブル基板１２上に磁気検出部であるホール素子１３が取り付けられている。ホール素子１３は、一対のヨーク１１，１１の上端面部１１ａ，１１ａの間に配置されている。
【００２３】
尚、図１において、１４はコネクタのピンである。
【００２４】
上記構成において、レバー９の回転トルクにより回転体６が回転すると、回転体６と共にマグネット７が回転する。すると、マグネット７と一対のヨーク１１，１１との対向面積が変化し、一対のヨーク１１，１１及びホール素子１３の配置空間等を磁路とする磁束密度が変化し、ホール素子１３が磁束密度の変化に応じた出力信号を出力する。つまり、回転体１３の回転角に比例して磁束密度が変化することにより回転角に応じた出力信号をホール素子１３より得る。
【００２５】
次に、前記構成の回転角検出装置１の製造方法を簡単に説明する。ハウジング３を樹脂成形により形成する（外装構造体成形工程）。回転体６、筒状体１０等も樹脂成形により形成し、また、カバー４等の樹脂成形物以外も各所定の工法により形成する。
【００２６】
次に、ハウジング３、回転体６、筒状体１０等の樹脂成形物を所定温度にまで加熱し、冷却する熱処理工程を行う（熱処理工程）。具体的には、熱処理工程の熱処理温度は、ハウジング３等の使用環境下における最高温度以上からハウジング３等の樹脂材の融点温度（Ｔｍ）未満までの温度とする。また、熱処理工程の熱処理時間は５分以上とし、且つ、熱処理工程の冷却時間は熱処理温度から室温まで５分以上とする。
【００２７】
次に、ハウジング３に、軸受５、回転体６、筒状体１０、マグネット７、一対のヨーク１１，１１、ホール素子１３を搭載のフレキシブル基板１２等を所定の箇所にそれぞれ組み付ける（部品組み付け工程）。具体的には、ハウジング３、軸受５、回転体６、筒状体１０との間の互いの接触面、マグネット７等の各部品と相手部材との互いの接触面に熱硬化接着剤を付着した状態で仮組み付けし、所定の温度に加熱する（接着剤硬化用熱処理工程）。そして、熱硬化接着剤が熱で硬化することによってハウジング３に筒状体１０等の部材やマグネット７等の各部品が所定位置に組み付けされる。
【００２８】
次に、回転体６を所定角度間隔に回転させつつホール素子１３の出力を測定し、所望の出力が得られるよう出力調整する（出力調整工程）。
【００２９】
最後に、ハウジング３にカバー４を組み付ける等の工程を行えば完了する。
【００３０】
上記したような製造方法で製造した回転角検出装置１によれば、樹脂製のハウジング３等がガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度に熱せされても、開放される内部応力が存在しないため、ハウジング３等の樹脂材には内部応力の開放による不可逆変形が発生しない。これにより、ハウジング３等の樹脂成形時における内部応力の開放に起因する検出精度の劣化を防止できる。
【００３１】
上記実施形態では、熱処理工程は外装構造体成型工程後から部品組み付け工程前までの間であって、マグネット７と一対のヨーク１１，１１及びホール素子１３等の各部品が組み付けされていないハウジング３等の単体に対して行うので、ハウジング３等の生産ライン上に熱処理工程を加えたり、また、多数のハウジング３等に対し一度に纏めて熱処理工程を行ったりすることが容易にできる。従って、回転角検出装置１の製造工程をあまり煩雑にすることなく熱処理工程を実行できる。また、ハウジング３等の樹脂材に対する熱処理工程は、外装構造体成形工程後から出力調整工程前までの間であれば、どの段階で行っても良い。
【００３２】
上記実施形態では、熱処理工程の加熱温度条件は、ハウジング３等の使用環境下における最高温度以上からハウジング３等の樹脂材の融点温度未満までの温度とした。このようによれば、実際の使用環境下において内部応力の開放による不可逆変形の発生を確実に防止できる。また、ハウジング３等を熱処理工程で溶融変形させることもない。
【００３３】
尚、熱処理工程の加熱温度条件は、ハウジング３等の使用環境下における最高温度以上としたが、ガラス転移点（Ｔｇ）を越える温度以上としても良い。つまり、図３に示すように、ガラス転移点（Ｔｇ）を越える温度、正確には弾性率が十分に低下する温度以上とすれば、弾性率が十分に低下し内部応力の相応の開放が見込めるためである。但し、熱処理の加熱温度を超える使用環境下で使用された場合には、内部応力の開放による不可逆変形が発生する可能性をあるため、使用環境下における最高温度以上に加熱することが好ましい。
【００３４】
上記実施形態では、熱処理工程の熱処理時間は５分以上とし、且つ、熱処理工程の冷却時間は熱処理温度から室温まで５分以上とした。このようによれば、確実に樹脂成形時の内部応力を開放できる。尚、熱処理時間は長ければ長いほど内部応力を完全に、且つ、十分に開放できるため、好ましい。
【００３５】
上記実施形態では、磁気検出部はホール素子１３にて形成されているが、磁界強度の変化に応じた電気信号を出力できるものであれば良い。
【００３６】
尚、この発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。
【００３７】
（１）上記第１実施形態において、熱処理工程は外装構造体成形工程後から部品組み付け工程前までの間であって、マグネット７と一対のヨーク１１，１１及びホール素子１３等の各部品が組み付けされていないハウジング３等の単体に対して行うようにした。これに対し、熱処理工程をハウジング３等の接着剤硬化用熱処理工程時に同時に行っても良い。このようにすれば、接着工程と熱処理工程とを並行して同時に行うことができるため、工程数の削減、熱を加える工程の時間短縮化になり、ひいては回転角検出装置１の製造時間の短時間化に寄与する。
【００３８】
また、接着剤硬化用熱処理工程とハウジング３等の熱処理工程とを同時に行う場合には、接着剤硬化における処理時間及び処理温度とハウジング３等の熱処理における処理時間及び処理温度とを対比して、長い時間及び高い処理温度を採用して行う。このようにすれば、接着剤による部材間の接着とハウジング３等の内部応力の開放とを共に実現できる。
【００３９】
（２）上記第１実施形態において、外装構造体であるハウジング３を樹脂材にて形成し、カバー４を金属材にて形成した。これに対し、外装構成体であるハウジング３とカバー４を共に樹脂材にて形成し、ハウジング３とカバー４に共に熱処理工程を行うようにしても良い。
【００４０】
このように構成すれば、内部応力の開放に起因する検出精度の劣化が発生せず、しかも、安価で、且つ、軽量な回転角検出装置１を提供できる。また、カバー４を樹脂材にて形成し、ハウジング３を金属材にて形成し、カバー４に熱処理工程を行うようにしても良い。
【００４１】
さらに、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００４２】
（イ）少なくとも一部が樹脂材より形成された外装構造体と、この外装構造体内に取り付けられたマグネットと、前記外装構造体内に取り付けされ、前記マグネットの磁極に対向配置されたヨークと、前記外装構造体内に取り付けされ、前記ヨークと前記マグネットとの相対的な位置に応じた磁束密度の変化を検出する磁気検出部とを備えた回転角度検出装置の製造方法において、前記外装構造体を樹脂成形する外装構造体成形工程の後から前記磁気検出部による出力調整を行う出力調整工程の前までの間に、前記外装構造体に対して熱処理工程を施すことを特徴とする回転角検出装置の製造方法。
【００４３】
この構成によれば、外装構造体の樹脂成形時における内部応力の開放に起因する検出精度の劣化を防止できる。
【００４４】
（ロ）請求項１〜請求項３、上記（イ）項に記載の回転角検出装置の製造方法において、熱処理工程の加熱温度条件は、前記外装構造体の使用環境下における最高温度以上から前記外装構造体の樹脂材の融点温度未満までの温度に設定したことを特徴とする回転角検出装置の製造方法。
【００４５】
この構成によれば、実際の使用環境下において内部応力の開放による不可逆変形の発生を確実に防止できる。また、外装構造体を熱処理工程で溶融変形させることもない。
【００４６】
（ハ）請求項１〜請求項３、上記（イ）、（ロ）項に記載の回転角検出装置の製造方法において、熱処理工程の熱処理時間は５分以上とし、且つ、熱処理工程の冷却時間は熱処理温度から室温まで５分以上としたことを特徴とする回転角検出装置の製造方法。
【００４７】
この構成によれば、確実に樹脂成形時の内部応力を開放できる。
【００４８】
（ニ）請求項３、上記（イ）、（ロ）、（ハ）項に記載の回転角検出装置の製造方法において、接着剤硬化用熱処理工程は、接着剤硬化における処理時間及び処理温度と前記外装構造体の熱処理における処理時間及び処理温度とを対比して、長い時間及び高い処理温度に採用して行うことを特徴とする回転角検出装置の製造方法。
【００４９】
この構成によれば、接着剤による部材間の接着と外装構造体の応力開放とを共に実現できる。
【００５０】
（ホ）請求項１〜請求項３、上記（イ）〜（ニ）項に記載の回転角検出装置の製造方法において、外装構造体はハウジングとカバーの２部材から構成され、ハウジングが樹脂材より形成されていることを特徴とする回転角検出装置の製造方法。
【００５１】
この構成によれば、ハウジングの内部応力の開放による不可逆変形を防止できる。
【００５２】
（ヘ）請求項１〜請求項３、上記（イ）〜（ホ）項に記載の回転角検出装置の製造方法において、磁気検出部はホール素子であることを特徴とする回転角検出装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態を示し、回転角検出装置の断面図である。
【図２】従来例を示し、回転角検出装置の断面図である。
【図３】温度と弾性率の関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  回転角検出装置
３  ハウジング（外装構造体）
４  カバー（外装構造体）
７  マグネット
１１  ヨーク
１３  ホール素子（磁気検出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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