一种用于探测物体旋转角的旋转角探测装置，其包括磁体（４）、磁性体单元（５）和无接触磁探测部件（７）。磁体（４）随物体一起旋转，并且具有两个相反、磁极。磁性体单元（５）与磁体（４）两端形成间隙，并且包括关于垂直地通过磁体（４）转轴的垂直面大体对称的磁性部件（６），磁性部件之间限定磁探测间隙（９）。无接触磁探测部件（７）布置在磁性部件（６）之间的磁探测间隙（９）中，用于输出与经过磁探测间隙（９）中的磁通量密度相对应的信号。根据磁探测部件（７）上输出的信号来探测物体的旋转角。每个磁性部件（６）都包括反向弯曲部分（３４），所以当磁体（４）从间隙最小的状态朝间隙增大的方向旋转一预定的角度时间隙突然增大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种旋转角探测装置，用于探测待测物体的旋转角，尤其是涉及一种节气门开度探测装置，用于探测节流阀的旋转角，该节流阀用于调节吸入到内燃机气缸内的进气量。
技术介绍
传统上，例如用于探测内燃机节流阀打开程度(节气门开度)的节气门开度传感器(也称为节气门位置传感器)已经被推荐，作为一个用于探测待测物体旋转角的旋转角探测装置。这样的一个例子在日本专利文件JP 2001-317909 A中公开了。如附图8A和8B所示，待测物体如节流阀(未示出)的转轴101通过轴承102被外壳103可旋转地支撑着。柱形转子铁心(相当于磁轭)104被固定在转轴101的一端。在转子铁心104的内圆周侧面上，同轴地设置有圆柱状的定子铁心105。磁体107被安装在转子铁心104的两个槽口106内，以便固定在其中。每个磁体107成平面或者柱状。在磁体两个端面上，并联磁化有N极和S极。除了在每个磁体107附近以外，转子铁心104的内圆周面通过其间的小间隙与定子铁心105的外圆周面相对。另一方面，在定子铁心105中间形成一个具有恒定宽度并用于形成平行磁场的磁探测间隙109，从而在直径方向上穿过其中。两个霍尔IC110水平地布置在磁探测间隙109中。由于两块磁体107被布置在转子铁心104直径方向上的相对位置上，以便在如上所述设置的节气门开度传感器中相互排斥，磁通量从每块磁体107的N极产生，经过从转子铁心104、定子铁心105、磁探测间隙109(霍尔IC110)、定子铁心105到转子铁心104的磁路，以便回到每块磁体107的S极。当转子铁心104随着待测物体如节流阀旋转时，穿过定子铁心105中的磁探测间隙109的磁通量密度(穿过霍尔IC110的磁通量密度)随着它的旋转角而变化。霍尔IC110上的输出电压根据磁通量密度进行变化。在附图8A所示的节气门开度传感器中，在转子铁心104内圆周侧上的每块磁体107附近形成相对大的间隙111。因此，每块磁体107的两极和定子铁心105之间的磁通量短路通过间隙111被防止，从而防止穿过磁探测间隙109(霍尔IC110)的磁通量密度被降低。而且，如附图6A和9中所示，将霍尔IC110夹持在磁探测间隙122中的旋转角传感器在美国专利6,707,292B2中已经公开，其中磁探测间隙122形成于分隔型定子铁心120中的夹持片121之间。当长方体状磁体130随着待测物旋转时，穿过磁探测间隙122的磁通量密度(穿过霍尔IC110的磁通量密度)随着它的旋转角一起变化。霍尔IC110上的输出电压根据磁通量密度而改变。在图中，每个定子铁心120包括从夹持片121的下端伸出并在图中水平方向上延伸的肩部123、弯曲于肩部123末端的弯头部分124、从弯头部分124的末端伸出并直线延伸到图中下端的延伸部分125。然而，如附图8A和8B所示，在日本专利文件JP 2001-317909A所述的节气门开度传感器中，霍尔IC110位于输出终端112的连接器外壳114、定子铁心105和隔离物113等等中，该外壳通过树脂模制获得，霍尔IC110的导线连接到输出终端上。特别地，由于可转动地保持转子铁心104和两块磁体107的外壳103和保持定子铁心105和霍尔IC110的连接器外壳114由分开的部件构成，所以定子铁心105和霍尔IC110相对于两块磁体107的磁化方向的位置精度(组合精度)几乎不能被获得。因此，霍尔IC110上的输出信号很可能发生变化。因此，产生一个问题，随着待测物体旋转的磁体107的旋转角探测精度降低了。而且，由于用两块磁体107作为磁场源，增加了部件数量和装配步骤，从而导致增加了成本。而且，如附图6A和9所示，在美国专利6,707,292B2中所述的旋转角传感器中，当磁体130的旋转角从最小的角度(例如0°)变化到邻近最大角度(例如80°)时，霍尔IC110上的输出信号随着经过磁探测间隙122中的磁通量密度的变化而变化。每个定子铁心120包括直线延伸部分125，当磁体130旋转一个大角度时，其和磁体130的两端面之间形成间隙。因此，根据本专利技术如附图10中图表上的实线所示，产生了凸型的输出信号而不是理想的输出信号，其在邻近最大角度附近具有一拐点。更特别地，当磁体130的旋转角邻近45°时，霍尔IC110上的输出信号和理想输出之间的差异最大。因此，产生了一个问题，霍尔IC110上的输出值相对于磁体130随着待测物体转动的旋转角的线性度，在待测物体的探测角度的范围内降低。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种旋转角探测装置，通过提高磁探测部件上的输出信号在待测物探测角度全量程上的相对于待测物体和磁体的旋转角的线性度，其能够提高待测物体旋转角的探测精度。而且，本专利技术的目的是提供一种旋转角探测装置，通过用单个部件构成一个用于将磁体可旋转地保持在其中的外壳和一个用于将磁性部件和磁探测部件保持在其中的外壳，其能够防止随待测物体旋转而旋转的磁体的旋转角度的探测精度下降。根据本专利技术的一个方面，磁性体单元被分离开，并相对于大致垂直地横过磁体的旋转中心轴的垂直面对称，并且磁探测部件被安放于由于分离而形成的磁探测间隙中。在每个磁性部件上都具有反向弯曲部分，所以如果磁体从间隙最小的状态朝间隙增大的方向旋转一个预定旋转角时，间隙会突然增大。因此，随着待测物体在间隙增加方向上旋转一个预定角度，在磁体磁化方向上的两端和磁性部件在板厚方向的内面(相对表面)之间的间隙突然增加。因此，穿过磁性部件之间的磁探测间隙中的磁通量密度，即穿过磁探测部件的磁通量密度突然减少。因此，由于磁探测部件上的输出信号也突然下降，所以与传统方法相比输出信号接近理想输出信号。因此，在待测物体的探测角度的全量程上，磁探测部件的输出信号相对于待测物体和磁体的旋转角的线性度(磁探测部件的输出变化特性的线性度)能够得到提高。特别地，由于在间隙相对小的区域中，磁探测部件的输出信号相对于磁体旋转角的线性度(磁探测部件的输出变化特性的线性度)能够被提高，所以待测物体旋转角的探测精确能够被提高。根据本专利技术另一方面，在具有最小间隙的位置被设为参考位置的情况下，磁性部件的反向弯曲部分的特征在于，从参考位置向两侧延伸的部分大致弯曲成圆弧形，从而相互分隔远离。根据本专利技术的再一个方面，通过提供传感器夹持部分(用于夹持包括磁性部件和磁探测部件的旋转角传感器)和为由非磁性材料整体形成的外壳提供磁体夹持孔(用于将磁体可旋转地夹持在其中)，可以用单个部件构成用于可旋转地将磁体保持在其中的外壳和用于将磁性部件和磁探测部件保持在其中的外壳。因此，磁性部件和磁探测部件相对于磁体磁化方向的定位精度(组合精度)能够轻易地获得，从而减少磁体和磁性部件以及磁探测部件在装配上的变化。而且，由于磁探测部件上的输出信号几乎不产生变化，所以能够阻止磁体随待测物体旋转的旋转角度的探测精确下降。而且，由于用单块磁体作为磁场源，所以与传统方法中需要两块磁体相比，减少了部件数量和装配步骤。因此，减少了旋转角探测装置的总成本。根据本专利技术的再一个方面，磁探测间隙被设置在包括磁体和磁性部件的磁路中间，从而空间关系成为可使得当待测物体的旋转角设置为邻近所用范围内的中间角度时，穿过磁探测部件在板厚方向上的两磁感面的磁通量密度相对于磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于探测物体旋转角的旋转角探测装置，包括：随着物体一起旋转的磁体（４），该磁体（４）包括被磁化为具有相反极性的两端；与磁体（４）两端形成间隙的磁性体单元（５），该磁性体单元（５）包括关于一垂直面大体对称的磁性部件（６）， 该垂直面垂直地通过磁体（４）的转动轴，另外，在磁性部件之间限定有磁探测间隙（９）；和布置在位于磁性部件（６）之间的磁探测间隙（９）中的无接触磁探测部件（７），其用于输出与穿过磁探测间隙（９）的磁通量密度相对应的信号，其中根据 磁探测部件（７）上输出的信号来探测物体的旋转角，并且每个磁性部件（６）都包括反向弯曲部分（３４），从而当磁体（４）从间隙最小的状态朝间隙增大的方向旋转一预定的角度时间隙突然增大。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中野勇次，佐野亮，古川晃，石田伸二，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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