(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに駆動されて回転するバルブの回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
前記バルブを収容する金属製のバルブボディと、
前記バルブの回転に伴って回転する磁石と、
この磁石が発生する磁界の磁束密度を検出する磁気検出素子を有し、この磁気検出素子で検出された磁束密度の変化を電気信号に変換して出力するＩＣ回路と、
前記磁石が発生する磁束を前記磁気検出素子へ集束させるためのステータと、
前記ＩＣ回路と前記ステータとが組み付けられ、前記バルブボディに固定される樹脂製のセンサカバーと、
このセンサカバーに組み付けられ、一端部が前記ステータと電気的に接続されるとともに、他端部が、前記ＩＣ回路以外の導電性を有する金属部品を介して前記バルブボディと電気的に接続される金属ターミナルとを備えることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
モータに駆動されて回転するバルブの回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
前記バルブを収容するバルブボディと、
前記バルブの回転に伴って回転する磁石と、
この磁石が発生する磁界の磁束密度を検出する磁気検出素子を有し、この磁気検出素子で検出された磁束密度の変化を電気信号に変換して出力するＩＣ回路と、
前記磁石が発生する磁束を前記磁気検出素子へ集束させるためのステータと、
前記ＩＣ回路と前記ステータとが組み付けられ、前記バルブボディに固定される樹脂製のセンサカバーと、
このセンサカバーに組み付けられ、一端部が前記ステータと電気的に接続されるとともに、他端部が、前記ＩＣ回路以外の導電性を有する金属部品を介して前記モータのハウジングと電気的に接続される金属ターミナルとを備えることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した回転角度検出装置において、
前記導電性を有する金属部品は、前記モータの動力を前記バルブの回転軸に伝達するための中間ギヤを回転自在に支持する中間軸であり、
この中間軸は、一端側の端部が前記バルブボディに支持され、他端側の端部が前記センサカバーに形成された凹部に嵌合して前記センサカバーに支持されると共に、前記凹部の中で前記金属ターミナルの前記他端部と電気的に接続されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載した回転角度検出装置において、
前記金属ターミナルは、前記他端部が、前記センサカバーに形成された凹部の中で弾性変形可能な弾性部位を形成し、その弾性部位が前記中間軸の他端側の端部と弾性係合することを特徴とする回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブの回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホール素子等の磁気検出素子と磁石とを用いて、スロットルバルブ等の回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている。
例えば、特許文献１に示される回転角度検出装置は、図７に示す様に、磁界を発生する磁石１００と、磁気検出素子（図示せず）を搭載するＩＣ回路１１０（例えばホールＩＣ）と、磁石１００が発生する磁束を磁気検出素子へ集束させるためのステータ１２０等より構成される。
ＩＣ回路１１０は、ステータ１２０の中央部に形成された磁気検出ギャップＧに配置され、磁石１００の回転に応じて磁気検出ギャップＧを通過する磁束密度が変化すると、その磁束密度を磁気検出素子で検出して、磁束密度に応じた電圧信号を外部の制御装置に出力する。制御装置では、取り込んだ電圧信号を基に回転体の回転角度を検出する。
【特許文献１】特開２００１−２８９６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の回転角度検出装置では、強磁性体であるステータ１２０に静電気が直接印加した場合、あるいは、ステータ１２０を覆う樹脂製のセンサカバー（図示せず）に印加した静電気がステータ１２０に帯電した場合等に、磁気検出素子を搭載するＩＣ回路１１０の回路面が電荷を帯びることにより、ＩＣ回路１１０の動作不良を招くと言う問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ステータに帯電した電荷を放電することにより、ＩＣ回路の動作不良を防止できる回転角度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、モータに駆動されて回転するバルブの回転角度を検出する回転角度検出装置であって、バルブを収容する金属製のバルブボディと、バルブの回転に伴って回転する磁石と、この磁石が発生する磁界の磁束密度を検出する磁気検出素子を有し、この磁気検出素子で検出された磁束密度の変化を電気信号に変換して出力するＩＣ回路と、磁石が発生する磁束を磁気検出素子へ集束させるためのステータと、ＩＣ回路とステータとが組み付けられ、バルブボディに固定される樹脂製のセンサカバーと、このセンサカバーに組み付けられ、一端部がステータと電気的に接続されるとともに、他端部が、ＩＣ回路以外の導電性を有する金属部品を介してバルブボディと電気的に接続される金属ターミナルとを備えることを特徴とする。
【０００５】
上記の構成では、ステータと金属製のバルブボディとが、金属ターミナルと金属部品を介して電気的に導通しているので、ステータに静電気が印加した場合に、そのステータに帯電した電荷を金属ターミナルと金属部品とを介してバルブボディへ放電できる。その結果、磁気検出素子を有するＩＣ回路の回路面に電荷が帯電することはなく、ＩＣ回路の動作不良を防止できる。
【０００６】
（請求項２の発明）
本発明は、モータに駆動されて回転するバルブの回転角度を検出する回転角度検出装置であって、バルブを収容するバルブボディと、バルブの回転に伴って回転する磁石と、この磁石が発生する磁界の磁束密度を検出する磁気検出素子を有し、この磁気検出素子で検出された磁束密度の変化を電気信号に変換して出力するＩＣ回路と、磁石が発生する磁束を磁気検出素子へ集束させるためのステータと、ＩＣ回路とステータとが組み付けられ、バルブボディに固定される樹脂製のセンサカバーと、このセンサカバーに組み付けられ、一端部がステータと電気的に接続されるとともに、他端部が、ＩＣ回路以外の導電性を有する金属部品を介してモータのハウジングと電気的に接続される金属ターミナルとを備えることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成では、ステータとモータのハウジングとが、金属ターミナルと金属部品を介して電気的に導通しているので、ステータに静電気が印加した場合に、そのステータに帯電した電荷を金属ターミナルと金属部品とを介してモータのハウジングへ放電できる。その結果、磁気検出素子を有するＩＣ回路の回路面に電荷が帯電することはなく、ＩＣ回路の動作不良を防止できる。
【０００８】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した回転角度検出装置において、導電性を有する金属部品は、モータの動力をバルブの回転軸に伝達するための中間ギヤを回転自在に支持する中間軸であり、この中間軸は、一端側の端部がバルブボディに支持され、他端側の端部がセンサカバーに形成された凹部に嵌合してセンサカバーに支持されると共に、凹部の中で金属ターミナルの他端部（反ステータ側の端部）と電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の中間軸は、中間ギヤを支持する既存の金属部品であり、一端側の端部がバルブボディに支持されて電気的に接触しているので、ステータと中間軸との間を金属ターミナルにより電気的に接続するだけで、ステータとバルブボディとの電気的な導通を確保できる。また、中間軸は、他端側の端部がセンサカバーに形成された凹部に嵌合しているので、金属ターミナルをセンサカバーに配設（例えば、インサート成形）することが容易である。
【０００９】
（請求項４の発明）
請求項３に記載した回転角度検出装置において、金属ターミナルは、他端部（反ステータ側の端部）が、センサカバーに形成された凹部の中で弾性変形可能な弾性部位を形成し、その弾性部位が中間軸の他端側の端部と弾性係合することを特徴とする。
この構成によれば、例えば、中間軸が軸方向（中間軸の長手方向）に移動した時に、金属ターミナルの弾性部位が中間軸の移動に追従して弾性変形できるので、金属ターミナルと中間軸とが確実に係合できる。これにより、金属ターミナルと中間軸との電気的な接続を良好に維持できるので、放電能力が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は回転角度検出装置１のセンサカバー６を内側から見た平面図、図２はスロットルボディ３の内部構造を示す平面図である。
実施例１に示す回転角度検出装置１（図４参照）は、内燃機関の吸入空気量を調節するためのスロットルバルブ２の開度を検出するスロットルボジションセンサであり、図３に示す様に、スロットルバルブ２を収容するスロットルボディ３に取り付けられて、スロットルボディユニットとして構成されている。
スロットルボディ３には、回転軸４に固定されたスロットルバルブ２と、このスロットルバルブ２を駆動するためのモータ５（図２参照）と、このモータ５の動力をスロットルバルブ２の回転軸４に伝達するためのギヤ列が組み込まれ、これらの部品を組み込むために形成されたスロットルバルブ２の開口部が樹脂製のセンサカバー６により閉塞されている。
【００１２】
上記のギヤ列は、図２に示す様に、モータ５の出力軸５ａに設けられたピニオンギヤ７と、このピニオンギヤ７に噛み合ってモータ５の回転を減速する中間ギヤ８と、この中間ギヤ８と一体に回転する小径ギヤ９と、この小径ギヤ９に噛み合うバルブギヤ１０とで構成され、このバルブギヤ１０がスロットルバルブ２の回転軸４に取り付けられている。中間ギヤ８と小径ギヤ９は、回転中心が同一に設けられ、共通の中間軸１１に回転自在に支持されている。
中間軸１１は、一端側の端部がスロットルボディ３に支持され、他端側の端部がセンサカバー６に形成された凹部６ａ（図１参照）に嵌合している。なお、スロットルボディ３は、例えば、アルミニウム合金によりダイカスト製造され、中間軸１１は、導電性を有する金属（例えば、アルミニウム、鉄等）により形成されている。
【００１３】
回転角度検出装置１は、図４に示す様に、磁界を発生する２個の磁石１２と、この２個の磁石１２を挟み込んで磁気回路を形成する一組のヨーク１３と、２個の磁石１２が発生する磁界の磁束密度に応じて電気信号を出力するホールＩＣ１４と、このホールＩＣ１４へ磁束を集束させるためのステータ１５等より構成される。
２個の磁石１２は、同一極性の磁極同士がヨーク１３を介して周方向に対向する向きに着磁されている。つまり、２個の磁石１２によって形成される磁界が、ヨーク１３の内部で互いに反発し合う様に配置されている。
一組のヨーク１３は、それぞれ半円弧状に設けられて、互いの周方向両端面の間に磁石１２を挟み込んでリング状に組み合わされている。この一組のヨーク１３は、バルブギヤ１０と共に、スロットルバルブ２の回転軸４に取り付けられている。
【００１４】
ホールＩＣ１４は、磁束密度に応じた電圧（ホール電圧）を出力するホール素子と、ホール素子の出力電圧を増幅する増幅回路等を半導体チップに集積化した本発明のＩＣ回路である。
ステータ１５は、鉄等の強磁性体により略円柱形状に設けられ、ヨーク１３及び磁石１２の内周に僅かなエアギャップを有して配置される。また、ステータ１５には、平行磁場を形成するために一定の幅で開口する長孔１５ａが形成され、この長孔１５ａの内部にホールＩＣ１４が挿入されている。このステータ１５及びホールＩＣ１４は、上記のセンサカバー６に組み付けられている。
【００１５】
センサカバー６には、ステータ１５と中間軸１１とを電気的に導通させるための金属ターミナル１６が組み込まれている。この金属ターミナル１６は、ステータ１５と中間軸１１との間を直線状に配設される細長い板状に形成され、図５に示す様に、一端側の端部がステータ１５の表面に接触した状態でセンサカバー６にインサートされ、他端側の端部が、センサカバー６に形成された凹部６ａに取り出されて、その凹部６ａに嵌合する中間軸１１と電気的に接続されている。
なお、センサカバー６の凹部６ａに取り出された金属ターミナル１６の端部は、弾性変形可能な弾性部位１６ａを形成しており、その弾性部位１６ａが中間軸１１の端部と弾性係合している。
【００１６】
次に、回転角度検出装置１の作動を説明する。
回転角度検出装置１は、図４に矢印で示す様に、２個の磁石１２から発生する磁束が、Ｎ極から一方のヨーク１３→ステータ１５→ホールＩＣ１４→ステータ１５→他方のヨーク１３の経路でＳ極に戻っている。ここで、スロットルバルブ２の回転に伴ってヨーク１３及び磁石１２が所定角度だけ回転すると、その回転角度に応じてステータ１５の長孔１５ａを通過する磁束密度が変化する。この磁束密度の変化に応じてホール素子の出力電圧が変化するため、そのホール素子の出力電圧（増幅された電圧）から２個の磁石１２の位置、すなわち、スロットルバルブ２の回転角度が検出される。
【００１７】
（実施例１の効果）
本実施例の回転角度検出装置１は、強磁性体であるステータ１５と導電性を有する中間軸１１とが金属ターミナル１６を介して電気的に導通され、さらに、中間軸１１が金属製のスロットルボディ３と電気的に接触しているので、ステータ１５に静電気が印加した時に、ステータ１５から金属ターミナル１６→中間軸１１→スロットルボディ３へと静電気を逃がすことができる。これにより、ホール素子を搭載するホールＩＣ１４の回路面に電荷が帯電することはなく、ホールＩＣ１４の動作不良を防止できる。
【００１８】
また、本実施例では、センサカバー６の凹部６ａに取り出された金属ターミナル１６の端部（反ステータ側の端部）が、弾性変形可能な弾性部位１６ａを形成しており、その弾性部位１６ａが中間軸１１の端部と弾性係合している。この場合、例えば、中間軸１１が軸方向（中間軸１１の長手方向）に移動した時に、金属ターミナル１６の弾性部位１６ａが中間軸１１の移動に追従して弾性変形できるので、金属ターミナル１６と中間軸１１とが確実に係合できる。その結果、金属ターミナル１６と中間軸１１との電気的な接続を良好に維持できるので、放電能力が安定する。
【実施例２】
【００１９】
図６はスロットルボディ３の模式図である。
本実施例は、回転角度検出装置１のステータ１５とモータ５のハウジング（モータハウジングと呼ぶ）とを電気的に導通させた一例である。具体的には、図６に示す様に、スロットルボディ３にボルト１７で固定されるモータハウジングのフランジ部５ａを延長して、そのフランジ部５ａに中間軸１１を電気的に接続させている。なお、ステータ１５と中間軸１１とは、実施例１と同じく、金属ターミナル１６を介して電気的に導通されている。これにより、ステータ１５に静電気が印加した時に、ステータ１５からスロットルボディ３とモータハウジングの両方へ静電気を逃がすことができるので、放電能力がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】センサカバーを内側から見た平面図である。
【図２】スロットルボディの内部構造を示す平面図である。
【図３】スロットルボディユニットの側面図である。
【図４】回転角度検出装置の平面図である。
【図５】金属ターミナルをインサートしたセンサパッケージの断面図である。
【図６】スロットルボディの模式図である（実施例２）。
【図７】回転角度検出装置の断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
【００２１】
１    回転角度検出装置
２    スロットルバルブ（バルブ）
３    スロットルボディ（バルブボディ）
４    スロットルバルブの回転軸
５    モータ
６    センサカバー
６ａ  センサカバーに形成された凹部
８    中間ギヤ
１１    中間軸（導電性を有する金属部品）
１２    磁石
１４    ホールＩＣ（ＩＣ回路）
１５    ステータ
１６    金属ターミナル
１６ａ  金属ターミナルの弾性部位
【図１】
0004983455.tif 000002
【図２】
0004983455.tif 000003
【図３】
0004983455.tif 000004
【図４】
0004983455.tif 000005
【図５】
0004983455.tif 000006
【図６】
0004983455.tif 000007
【図７】
0004983455.tif 000008