旋转角检测设备制造技术

一种用于检测旋转体（3）的旋转角的旋转角检测设备，所述旋转体（3）相对于支撑体（2、2A）围绕所述旋转体（3）的旋转轴中心（R）旋转，所述旋转角检测设备包括：第一磁体（20），其与所述旋转体的所述旋转轴中心（R）间隔开，并且在与虚圆正切的方向上被磁化，所述虚圆与所述旋转轴中心同轴；第二磁体（30），其被定位为相对于所述旋转轴中心与所述第一磁体相对，并且在与所述第一磁体相同的方向上被磁化；第一磁轭（40、71），其被固定到所述旋转体并且连接所述第一磁体的N极和所述第二磁体的N极；第二磁轭（50、73），其被固定到所述旋转体以相对于所述旋转轴中心与所述第一磁轭相对，所述第二磁轭连接所述第一磁体的S极和所述第二磁体的S极；磁性检测元件（61），其被定位在所述旋转轴中心上并且被固定到所述支撑体，所述磁性检测元件输出电信号，所述电信号随着由所述旋转体与所述支撑体之间的相对旋转生成的磁场的变化而改变，其中，所述第一磁体（20）和所述第二磁体（30）被定位为在经由所述旋转轴中心的第一方向（D1）上相互面对，并且所述第一磁轭（40、71）和所述第二磁轭（50、73）被定位为在第二方向（D2）上相互面对，所述第二方向（D2）与所述第一方向正交，其中，所述第一磁轭（40、71）具有内表面，所述内表面面对所述第二磁轭并且具有第一凹曲表面（41）、第二凹曲表面（42）和第一连接表面（43、72），所述第一凹曲表面（41）在不同于所述第二方向的方向上从所述第一磁体的所述N极延伸，使得所述第一凹曲表面从所述第一磁体越接近所述第二磁体就越远离所述第二磁轭，所述第二凹曲表面（42）在不同于所述第二方向的方向上从所述第二磁体的所述N极延伸，使得所述第二凹曲表面从所述第二磁体越接近所述第一磁体就越远离所述第二磁轭，并且所述第一连接表面（43、72）连接所述第一凹曲表面和所述第二凹曲表面，并且具有在所述第一方向上延伸的平面（43）或向着所述旋转轴中心突出的凸曲表面（72），并且其中，所述第二磁轭（50、73）具有内表面，所述内表面面对所述第一磁轭并且具有第三凹曲表面（51）、第四凹曲表面（52）和第二连接表面（53、74），所述第三凹曲表面（51）在不同于所述第二方向的方向上从所述第一磁体的所述S极延伸，使得所述第三凹曲表面从所述第一磁体越接近所述第二磁体就越远离所述第一磁轭，所述第四凹曲表面（52）在不同于所述第二方向的方向上从所述第二磁体的所述S极延伸，使得所述第四凹曲表面从所述第二磁体越接近所述第一磁体就越远离所述第一磁轭，并且所述第二连接表面（53、74）连接所述第三凹曲表面和所述第四凹曲表面，并且具有在所述第一方向上延伸的平面（53）或向着所述旋转轴中心突出的凸曲表面（74）。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种旋转角检测设备（10），具有第一磁轭（40）和第二磁轭（50），第一磁轭（40）的内表面由第一凹曲表面（41）和第二凹曲表面（42）形成，第二磁轭（50）的内表面由第三凹曲表面（51）和第四凹曲表面（52）形成。每个凹曲表面并不在第二方向（D2）上延伸，而是以倾斜的方式向着第一平面（43）或第二平面（53）延伸。第一平面和第二平面相互面对并且相互平行，其间夹置有霍尔元件（61）。在霍尔元件周围的较宽范围上，从第一磁轭泄露到内部空间并且到达第二磁轭的磁通在第二方向上流动。【专利说明】旋转角检测设备
本专利技术涉及旋转角检测设备。
技术介绍
常规的旋转角检测设备由与旋转体的旋转轴间隔开的第一磁体、被定位为关于旋转轴与第一磁体相对的第二磁体、连接第一磁体和第二磁体的N极的第一磁轭、连接第一磁体和第二磁体的S极的第二磁轭以及被定位在旋转轴上的磁性检测元件形成。例如，第一磁轭和第二磁轭被固定到旋转体，而磁性检测元件被固定到支撑体。旋转角检测设备基于磁性检测元件的输出来检测旋转体的旋转角，磁性检测元件的输出随着旋转体相对于支撑体的旋转而改变。在JP-A-2003-185471中公开的旋转角检测设备具有两个定子芯块，两个定子芯块夹置磁性检测元件以使在磁性检测元件附近穿过的磁通线性化。根据该旋转角检测设备，当定子芯块被移除时，在磁性检测元件附近穿过的磁通弯曲。当在磁性检测元件附近穿过的磁通弯曲时，甚至在旋转体的旋转角相同的情况下，检测结果也响应于旋转体与支撑体之间的位置偏离而变化。
技术实现思路
目的是提供一种旋转角检测设备，其具有相对于旋转体和支撑体之间的位置偏离的检测精度的较少退化。提供旋转角检测设备以检测旋转体的旋转角，该旋转体相对于支撑体围绕其旋转轴中心旋转。在旋转角检测设备中，第一磁体与旋转体的旋转轴中心间隔开并且在与虚圆正切的方向上被磁化，该虚圆与旋转轴中心同轴。第二磁体被定位为相对于旋转轴中心与第一磁体相对，并且在与第一磁体相同的方向上被磁化。第一磁轭被固定到旋转体并且连接第一磁体的N极和第二磁体的N极。第二磁轭被固定到旋转体以相对于旋转轴中心与第一磁轭相对并且连接第一磁体的S极和第二磁体的S极。磁性检测元件被定位在旋转轴中心上并且被固定到支撑体。磁性检测元件输出电信号，该电信号随着由旋转体与支撑体之间的相对旋转生成的磁场的变化而改变。第一磁体和第二磁体被定位为在通过旋转轴中心的第一方向上相互面对。第一磁轭和第二磁轭被定位为在第二方向上相互面对，第二方向与第一方向正交。第一磁轭具有内表面，该内表面面对第二磁轭并且具有第一凹曲表面、第二凹曲表面和第一连接表面。第一凹曲表面在不同于第二方向的方向上从第一磁体的N极延伸，使得第一凹曲表面从第一磁体越接近第二磁体就越远离第二磁轭。第二凹曲表面从第二磁体的N极在不同于第二方向的方向上延伸，使得第二凹曲表面从第二磁体越接近第一磁体就越远离第二磁轭。第一连接表面连接第一凹曲表面和第二凹曲表面，并且具有在第一方向上延伸的平面或向着旋转轴中心突出的凸曲表面。第二磁轭具有内表面，该内表面面对第一磁轭并且具有第三凹曲表面、第四凹曲表面和第二连接表面。第三凹曲表面从第一磁体的S极在不同于第二方向的方向上延伸，使得第三凹曲表面从第一磁体越接近第二磁体就越远离第一磁轭。第四凹曲表面从第二磁体的S极在不同于第二方向的方向上延伸，使得第四凹曲表面从第二磁体越接近第一磁体就越远离第一磁轭。第二连接表面连接第三凹曲表面和第四凹曲表面，并且具有在第一方向上延伸的平面或向着旋转轴中心突出的凸曲表面。【专利附图】【附图说明】图1是包括根据第一实施例的旋转角检测设备的电子节气门的示意性截面图；图2是沿图1的线I1-1I截取的旋转角检测设备的示意性截面图；图3是图2中所示的霍尔IC的电路框图；图4是通过箭头方向示出穿过图2的截面图中的每个磁轭的磁通的示意图；图5是示出一状态的示意图，在该状态中，每个磁轭从图4所示的参考位置顺时针方向旋转了 45° ;图6是示出一状态的示意图，在该状态中，每个磁轭从图4所示的参考位置顺时针方向旋转了 90° ;图7是示出一状态的示意图，在该状态中，每个磁轭从图4所示的参考位置逆时针方向旋转了 45° ;图8是示出一状态的示意图，在该状态中，每个磁轭从图4所示的参考位置逆时针方向旋转了 90° ;图9是由图3所示的霍尔元件检测的磁密度的特性图；图10是由图3所示的霍尔IC输出的电信号的特性图；图11是根据第二实施例的旋转角检测设备的示意性截面图；以及图12是通过箭头方向示出穿过图11的截面图中的每个磁轭的磁通的示意图。【具体实施方式】将参考在附图中示出的多个实施例来详细描述旋转角检测设备。大体上，在所有实施例中，通过相同的附图标记来指示相同的结构。(第一实施例)旋转角检测设备I被实施在例如如图1所示的用于车辆的电子节气门系统中。电子节气门系统由以下部件形成:外壳2、由外壳2可旋转支撑的旋转轴3、能够旋转地驱动旋转轴3的旋转致动器4以及旋转角检测设备10。外壳2是用于旋转轴3 (其是旋转体)的支撑体。旋转角检测设备10检测旋转轴3相对于外壳2的旋转角(旋转角位置)。表示所检测的旋转角的电信号被输入到外部设置的ECU (未示出)。ECU响应于从检测角检测设备10输入的电信号来反馈控制旋转致动器4。将首先参考图1到图3来描述旋转角检测设备10的一般构造。旋转角检测设备10由第一磁体20、第二磁体30、第一磁轭40、第二磁轭50和霍尔IC60 (包括霍尔兀件61)形成。霍尔元件61是磁性检测元件。第一磁体20在旋转轴3的径向方向上与旋转轴中心R间隔开，旋转轴3围绕该旋转轴中心R旋转，并且第一磁体20在与虚圆正切的方向上被磁化，该虚圆与旋转轴中心R同轴。第二磁体30被定位为相对于旋转轴中心R与第一磁体20相对。第一磁体20和第二磁体30被定位为相互面对所处的方向被称为第一方向D1。与旋转轴中心R和第一方向Dl正交的方向被称为第二方向D2。第一磁体20和第二磁体30在与第二方向D2平行的方向上被磁化。第一磁轭40由磁性材料制成，并且连接第一磁体20的N极和第二磁体30的N极。第二磁轭50由磁性材料制成，并且被定位为以在第二方向D2上相互面对的方式相对于旋转轴中心R处于第一磁轭40的相对侧。第二磁轭50连接第一磁体20的S极和第二磁体30的S极。如图1所示，齿轮5被固定到旋转轴3的轴端部分。第一磁轭40和第二磁轭50被固定到齿轮5的径向内表面。第一磁轭40、第二磁轭50、第一磁体20和第二磁体30形成管状，该管状包围旋转轴中心R并且在旋转轴3旋转时与齿轮5 —起围绕旋转轴中心R旋转。霍尔IC60在第一磁轭40和第二磁轭50之间的内部空间55中与旋转轴中心R —致的位置处被固定到支撑体2A。支撑体2A被固定到外壳2。如图3所示，霍尔IC60包括霍尔元件61、放大器电路62、A/D转换器电路63、信号处理电路64、D/A转换器电路65等。霍尔元件61是磁电转换元件，该元件使用霍尔效应并且输出与其磁性感测表面中的磁通密度对应的模拟信号。在图2所示的状态中，磁性感测表面与第一方向Dl正交，其中，旋转轴3被假定为处于参考角位置。放大器电路62对从霍尔元件61本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测旋转体（3）的旋转角的旋转角检测设备，所述旋转体（3）相对于支撑体（2、2A）围绕所述旋转体（3）的旋转轴中心（R）旋转，所述旋转角检测设备包括：第一磁体（20），其与所述旋转体的所述旋转轴中心（R）间隔开，并且在与虚圆正切的方向上被磁化，所述虚圆与所述旋转轴中心同轴；第二磁体（30），其被定位为相对于所述旋转轴中心与所述第一磁体相对，并且在与所述第一磁体相同的方向上被磁化；第一磁轭（40、71），其被固定到所述旋转体并且连接所述第一磁体的N极和所述第二磁体的N极；第二磁轭（50、73），其被固定到所述旋转体以相对于所述旋转轴中心与所述第一磁轭相对，所述第二磁轭连接所述第一磁体的S极和所述第二磁体的S极；磁性检测元件（61），其被定位在所述旋转轴中心上并且被固定到所述支撑体，所述磁性检测元件输出电信号，所述电信号随着由所述旋转体与所述支撑体之间的相对旋转生成的磁场的变化而改变，其中，所述第一磁体（20）和所述第二磁体（30）被定位为在经由所述旋转轴中心的第一方向（D1）上相互面对，并且所述第一磁轭（40、71）和所述第二磁轭（50、73）被定位为在第二方向（D2）上相互面对，所述第二方向（D2）与所述第一方向正交，其中，所述第一磁轭（40、71）具有内表面，所述内表面面对所述第二磁轭并且具有第一凹曲表面（41）、第二凹曲表面（42）和第一连接表面（43、72），所述第一凹曲表面（41）在不同于所述第二方向的方向上从所述第一磁体的所述N极延伸，使得所述第一凹曲表面从所述第一磁体越接近所述第二磁体就越远离所述第二磁轭，所述第二凹曲表面（42）在不同于所述第二方向的方向上从所述第二磁体的所述N极延伸，使得所述第二凹曲表面从所述第二磁体越接近所述第一磁体就越远离所述第二磁轭，并且所述第一连接表面（43、72）连接所述第一凹曲表面和所述第二凹曲表面，并且具有在所述第一方向上延伸的平面（43）或向着所述旋转轴中心突出的凸曲表面（72），并且其中，所述第二磁轭（50、73）具有内表面，所述内表面面对所述第一磁轭并且具有第三凹曲表面（51）、第四凹曲表面（52）和第二连接表面（53、74），所述第三凹曲表面（51）在不同于所述第二方向的方向上从所述第一磁体的所述S极延伸，使得所述第三凹曲表面从所述第一磁体越接近所述第二磁体就越远离所述第一磁轭，所述第四凹曲表面（52）在不同于所述第二方向的方向上从所述第二磁体的所述S极延伸，使得所述第四凹曲表面从所述第二磁体越接近所述第一磁体就越远离所述第一磁轭，并且所述第二连接表面（53、74）连接所述第三凹曲表面和所述第四凹曲表面，并且具有在所述第一方向上延伸的平面（53）或向着所述旋转轴中心突出的凸曲表面（74）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：本多仁美，水谷彰利，河野祯之，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：