旋转角度检测装置的制造方法

文档序号:9862661
旋转角度检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转角度检测装置,特别地涉及根据磁铁构件相对于磁电转换元件的相对旋转来检测轴构件的旋转角度的旋转角度检测装置。
【背景技术】
[0002]以往,为了检测例如汽车的制动踏板的操作量,已知具有检测轴构件的旋转角度的非接触式的旋转角度检测装置,例如,该旋转角度检测装置具有以与磁电转换元件相对的方式配置在轴构件上的磁铁构件,根据磁电转换元件相对于该磁铁构件的相对旋转来检测轴构件的旋转角度。例如,在下面的专利文献I中公开了“一种旋转角度检测装置,具有设置有磁传感器的壳体、设置有与所述磁传感器相对的磁铁且能够相对于所述壳体转动的转动构件、与被操作构件一起被操作进行转动的轴构件,该旋转角度检测装置能够根据相对于所述磁铁旋转的所述磁传感器的输出信号的变化,检测所述被操作构件的摆动角”(记载于专利文献I的段落
[0001])。
[0003]另外,在下面的专利文献2中公开了“一种旋转角度传感器,使在矢径方向被磁化的圆板磁铁旋转,由相互配置成90度的X、Y磁电转换元件感测由该圆板磁铁产生的水平磁场中,并根据该Χ、Υ磁电转换元件的输出值来求得旋转角度”(记载于专利文献2的段落
[0016]),使用霍尔元件作为磁电转换元件(记载于专利文献2的段落
[0020])。
[0004]专利文献I:日本特开2007-139458号公报
[0005]专利文献2:日本特开2007-93280号公报
[0006]在上述专利文献2中,以“提供一种旋转角度传感器,能够使用少的磁电转换元件实现低成本化,使结构简,另外,在偏离圆板磁铁的中心的位置也能够配置磁电转换元件,能够抑制因磁电转换元件与圆板磁铁的相对错位所引起的角度误差”(记载于专利文献2的段落
[0015])为目的,来确定磁电转换元件的配置(记载于专利文献2的段落
[0016]所述)。并且,具体的结构在图1中公开,如段落
[0020]以及
[0021]所述,该旋转角度传感器构成为,使与磁电转换元件即Χ、Υ霍尔元件相对且在矢径方向被磁化的圆板磁铁旋转,由此由相互配置成90度的Χ、Υ霍尔元件感测产生的水平磁场,并且利用上述Χ、Υ霍尔元件的输出值求得旋转角度。
[0007]然而,为例抑制因磁电转换元件与圆板磁铁的相对错位引起的角度误差,不仅磁电转换元件的配置,且尽可能地使提供给磁电转换元件的平行磁场变宽也是有效的。另外,为例抑制生产成本,以更小体积的磁铁来确保使霍尔IC动作所需要的磁通密度是有效的。此外,上述专利文献I所述的旋转角度检测装置的具体的结构在专利文献I的图2中被公开,如段落
[0013]?
[0016]所述,在壳体主体上突出形成的突起部内容纳有一对霍尔1C,与被罩构件旋转自由地支撑的轴构件可倾斜地连接的转动构件具有:磁轭主体、由非磁性体材料构成的磁铁保持架,在该磁铁保持架的内部容纳支撑有永久磁铁,这与专利文献2中所述的磁电转换元件与圆板磁铁的关系不同。

【发明内容】

[0008]因此,本发明的目的在于,提供一种旋转角度检测装置,具有以与磁电转换元件相对的方式配置在轴构件上的磁铁构件,根据该磁铁构件相对于磁电转换元件的相对旋转来检测轴构件的旋转角度,该旋转角度检测装置具有小型的磁铁构件,该小型的磁铁构件能够使提供给磁电转换元件的平行磁场的区域尽可能地变宽。
[0009]为了达到上述目的,本发明的旋转角度检测装置,具有以与磁电转换元件相对的方式配置在轴构件上的磁铁构件,根据该磁铁构件相对于所述磁电转换元件的相对旋转来检测所述轴构件的旋转角度,所述磁铁构件具有形成为长方体的磁铁,该长方体具有与所述轴构件的轴垂直的最大面,并且该磁铁形成有在该长方体的一个最大面侧形成开口且与该长方体的短边侧的侧面平行地延伸的槽,该磁铁沿着所述槽被磁化。
[0010]在上述的旋转角度检测装置中,所述磁铁的槽具有矩形截面,该矩形截面的长边侧的中心线包括所述长方体的长边侧的侧面的中心并且与所述长方体的短边侧的侧面平行地延伸。另外,所述磁铁的槽的宽度也可以设定为,所述长方体的长边侧的边的长度的十五分之四?十五分之八。而且,所述磁铁的槽的深度也可以设定为所述长方体的厚度的二分之一。
[0011]另外,在上述的旋转角度检测装置中,所述磁铁的槽形成为,在所述磁铁的与所述磁电转换元件相对配置一侧的相反侧的最大面侧形成开口。而且,所述磁铁的所述长方体的短边侧的边的长度可以为长边侧的边的长度的三分之一。并且,所述轴构件一体形成有圆板部和轴部,所述磁铁构件以与所述磁电转换元件相对一侧的面露出于表面的方式埋设在该圆板部中,所述轴部从该圆板部的中心垂直地延伸出。
[0012]本发明通过上述那样的结构,能够达到下面的效果。即,在本发明的旋转角度检测装置中,磁铁构件具有形成为长方体的磁铁,该长方体具有与轴构件的轴垂直的最大面,并且该磁铁形成有在该长方体的一个最大面侧形成开口且与长方体的短边侧的侧面平行地延伸的槽,该磁铁沿着该槽被磁化,因此,能够由小型的磁铁构件,使提供给磁电转换元件的平行磁场的区域变宽。
[0013]在上述的旋转角度检测装置中,磁铁的槽具有矩形截面,该矩形截面的长边侧的中心线包括长方体的长边侧的侧面的中心并且与长方体的短边侧的侧面平行地延伸,由此能够进一步使平行磁场的区域变宽。特别地,磁铁的槽的宽度设定为长方体的长边侧的边的长度的十五分之四?十五分之八,或者,深度为长方体的厚度的二分之一,则能够确保稳定的平行磁场的区域。
[0014]另外,在上述的旋转角度检测装置中,磁铁的槽在磁铁的与磁电转换元件相对一侧的相反侧的最大面侧形成开口,能够确保稳定的平行磁场的区域。而且,磁铁的长方体的短边侧的边的长度设定为长边侧的边的长度的三分之一,能够使平行磁场的区域变宽。并且,轴构件一体形成有圆板部和轴部,磁铁构件以与磁电转换元件相对一侧的面露出于表面的方式埋设在圆板部中,轴部该圆板部的中心垂直地延伸出,能够相对于磁电转换元件来适当地配置磁铁构件。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的一个实施方式的磁铁构件的立体图。
[0016]图2是表示本发明的一个实施方式的磁铁构件与磁电转换元件的关系的俯视图。
[0017]图3是本发明的一个实施方式的旋转角度检测装置的剖视图。
[0018]图4是分离示出本发明的一个实施方式的壳体与支撑构件的剖视图。
[0019]图5是表示本发明的一个实施方式的支撑构件的俯视图。
[0020]图6是表示本发明的一个实施方式的轴构件安装在支撑构件上的状态的俯视图。[0021 ]图7是表示本发明的一个实施方式的轴构件的立体图。
[0022]图8是表示本发明的一个实施方式的旋转角度检测装置的立体图。
[0023]图9是分解示出本发明的一个实施方式的旋转角度检测装置的立体图。
[0024]图10A、10B是对比示出本发明的一个实施方式的磁铁构件与以往的磁铁构件所形成的平行磁场区域的模拟结果的分布图。
[0025]图11A、11B是对比示出本发明的一个实施方式的磁铁构件与比较例所形成的平行磁场区域的模拟结果的分布图。
[0026]图12是对比示出本发明的一个实施方式的磁铁构件与比较例所形成的平行磁场区域的模拟结果的分布图。
[0027]其中,附图标记说明如下:
[0028]I 壳体
[0029]Ia主体部
[0030]Ib接合部[0031 ]2轴构件
[0032]3支撑构件
[0033]4复位弹簧
[0034]5连接器构件
[0035]6驱动杆
[0036]10磁电转换元件
[0037]20磁铁构件
[0038]SC元件室
[0039]MC磁铁室
[0040]PL踏板杆[0041 ]200 磁铁
[0042]204 槽
【具体实施方式】
[0043]下面,参照【附图说明】本发明的优选的实施方式。图1?图9涉及本发明的一个实施方式,如图3所示,根据磁铁构件20相对于磁电转换元件10的相对旋转来检测轴构件2的旋转角度的非接触式的旋转角度检测装置的磁铁构件20在图1中放大表示。如图1所示,磁铁构件20具有磁铁200,该磁铁200在由最大面(用代表附图标记201来表示平行的两面)、长边侧的侧面(用代表附图标记202表示平行的两面)、短边侧的侧面(用代表附图标记203表示平行的两面)所构成的长方体上形成有槽204,该槽204朝向一个的最大面201侧开口且与短边侧的侧面203平行地延伸,该磁铁200被沿着槽204磁化。在图1中用白色空心箭头MG表示磁化方向,用(N)以及(S)表示磁化后的磁极。
[0044]在本实施方式中,磁铁200的短边侧的边的长度B为长边侧的边的长度A的三分之一。并且,磁铁200的槽204的截面为矩形,该槽204的长边侧的中心线包括长边侧的侧面202的中心且与短边侧的侧面203平行地延伸。另外,槽204的宽度D设定为磁铁200的长边侧的边的长度A的三分之一,深度E设定为磁铁200的厚度C的二分之一。如图1所示,槽204形成为,在磁铁200的与磁电转换元件10相对配置的一侧的相反侧的最大面201侧(图1的下侧)形成开口。此外,如后所述,上述的尺寸关系基于模拟结果设定,并不限定于精确的值,也可以是包括近似的值、大致二分之一、大致三分之一等,但关于槽204的宽度D,如后所述,只要槽204的宽度D被设定为磁铁200的长边侧的边的长度A的十五分之四?十五分之八,就能够使用,因此,在该范围内,如上所述,宽度D设定为长边侧的边的长度A的三分之一。
[0045]通过上述的磁铁构件20,在磁电转换元件10附近形成平行的磁场。并且,在磁铁构件20以轴构件2的轴(在图1中用Z表示)为中心被驱动进行旋转时,如图2中的点画线箭头所示,磁铁构件20产生的平行磁场相对于固定位置(如图3所示)的磁电转换元件10相对旋转,例如在旋转角度成为Θ时的磁场强度B的X方向分量Bx与Y方向分量By由磁电转换元件10检测。于是,从磁电转换元件1输出与磁场方向成正比的信号,来运算旋转角度Θ。可知在因晃动等磁电转换元件10的位置移动至平行磁场的区域(在图2中用Pmf表示)的外侧的情况下会产生误差,因此优选地,提供给磁电转换元件10的平行磁场的区域尽可能宽。
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