專利名稱：磁檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及非接觸地配置有磁傳感器和磁鐵的磁檢測裝置，特別涉及磁傳感器與磁鐵之間的定位精度。
背景技術(shù)：
在下述專利文獻I中公開了涉及旋轉(zhuǎn)檢測裝置的發(fā)明。在此發(fā)明中，在具有旋轉(zhuǎn)軸部的齒輪主體部上固定支承有環(huán)狀磁鐵，在與環(huán)狀磁鐵非接觸的位置設(shè)置有霍爾元件。齒輪主體部被能夠旋轉(zhuǎn)地支承，并且隨著齒輪主體部的旋轉(zhuǎn)，來自作用于霍爾元件的環(huán)狀磁鐵的磁通量密度發(fā)生變化，由此能夠檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。但是，為了提高檢測精度，磁鐵與磁傳感器之間的定位精度變得重要。在圖9A中，和專利文獻I 一樣地，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體I上的軸部2以圓筒形突出形成。軸部2由凹狀的軸承部10旋轉(zhuǎn)自如地支承。在軸部2與軸承部10之間設(shè)置有間隙α。另夕卜，如圖9Α所示，在旋轉(zhuǎn)體I的下表面與間隔層4之間設(shè)置有磁鐵5，在間隔層4下設(shè)置磁傳感器6。通過間隔層4保持磁鐵5與磁傳感器6之間非接觸。在圖9Α中，是軸部2的中心軸01 (實線)正好位于軸承部10的中央的狀態(tài)，但是，如圖9Α所示，若軸部2的中心軸01 (虛線)發(fā)生中心偏移從而軸部2向橫向(X)偏移，則存在磁鐵5與磁傳感器6之間的位置精度惡化、檢測精度下降的問題。另外，圖9Β是和專利文獻2 —樣地、使設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體7上的軸部8以半球狀突出的以往例。軸部8由凹成半球狀的軸承部11旋轉(zhuǎn)自如地支承。如圖9Β所示，磁鐵5固定支承于旋轉(zhuǎn)體7。另外，磁傳感器6與磁鐵5通過間隙非接觸地固定支承于基板側(cè)。根據(jù)圖9Β的以往例，與圖9Α的形態(tài)不同，不易發(fā)生伴隨著軸部中心偏移的橫向偏移(X方向的偏移)。在圖9Β中，是軸部8的中心軸01 (實線)正好與垂直方向(Z)—致的狀態(tài)，但是如果軸部8的中心軸01 (虛線)發(fā)生中心偏移，則存在以下問題:軸部8 一邊在軸承部11的凹曲面上滑動一邊向高度方向傾斜(用箭頭β表示傾斜)，磁鐵5與磁傳感器6之間的間隔GO變動、檢測精度下降。如圖10所不,如果磁鐵5與磁傳感器6之間的間隔GO變動,則作用于磁傳感器6的磁場的波形13、14發(fā)生變化。圖10是表示磁場相對于旋轉(zhuǎn)角度的波形和0N/0FF閾值的效果圖。0N/0FF閾值設(shè)定在磁場曲線的最大磁場與最小磁場之間。如圖10所示，磁場的波形13、14相對于旋轉(zhuǎn)角度為大致SIN波，存在以下問題:間隔GO的變化越大，波形13、14之間的變動也變得越大，0N/0FF點a、b的變化變大，輸出誤差(角度誤差)變大現(xiàn)有技術(shù)文獻(專利文獻)專利文獻1:日本特開2010-71852號公報專利文獻2:日本特開2009-180409號公報
實用新型內(nèi)容因此，本實用新型是為了解決上述現(xiàn)有的課題而做出的，特別是以提供一種即使發(fā)生中心偏移也能夠使輸出誤差(角度誤差)比現(xiàn)有技術(shù)小的磁檢測裝置為目的。本實用新型為磁檢測裝置，其特征在于，包括:具有軸部的旋轉(zhuǎn)體；支承體，與上述旋轉(zhuǎn)體在高度方向相對，并在與上述軸部相對的位置具有軸承部來旋轉(zhuǎn)自如地支承上述旋轉(zhuǎn)體；以及在上述旋轉(zhuǎn)體與上述支承體之間非接觸配置的磁鐵以及磁傳感器，上述磁鐵與上述磁傳感器中的一方固定支承于上述旋轉(zhuǎn)體，另一方固定支承于上述支承體側(cè)，上述軸承部具有第一側(cè)面和底面，并且從上述第一側(cè)面到上述底面呈凹狀，上述軸部具有與上述底面相對的前端面和與上述第一側(cè)面相對的第二側(cè)面，并且從上述前端面到上述第二側(cè)面呈突起狀；上述軸承部的底面的直徑Dl形成得比上述軸部的前端面的直徑D2大；上述軸承部的第一側(cè)面以及上述軸部的第二側(cè)面都從相對于上述底面以及上述前端面的垂直方向傾斜形成，與上述第一側(cè)面的相對于與上述底面平行的面方向的傾斜角度Θ1 (銳角)比與上述第二側(cè)面的相對于與上述前端面平行的面方向的傾斜角度Θ2 (銳角)小。在本實用新型中，上述軸部形成為截頭圓錐狀是較為理想的。在本實用新型中，較為理想的是，上述磁傳感器由霍爾元件或者磁電阻效應(yīng)元件即GMR元件構(gòu)成。在本實用新型中，較為理想的是，上述磁傳感器由霍爾元件或者磁阻效果元件即GMR元件構(gòu)成。在本實用新型中，較為理想的是，與上述磁傳感器相對的上述磁鐵的表面，沿著圓周方向交替排列N極和S極。在本實用新型中，較為理想的是，上述磁鐵由兩個磁鐵組合形成，上述兩個磁鐵中的一個磁鐵的、與上述磁傳感器相對的表面磁化成N極，上述兩個磁鐵中的另一個磁鐵的、與上述磁傳感器相對的表面磁化成S極。通過本實用新型，在發(fā)生軸部的中心偏移時，軸部首先發(fā)生橫向偏移，然后，軸部基于軸部與軸承部之間的側(cè)面間的角度差而傾斜。這樣，能夠隨著中心偏移使軸部分散為橫向偏移模式和傾斜模式，由此與以往相比能夠減小輸出誤差(角度誤差)，能夠提高檢測精度。實用新型的效果通過本實用新型，能夠隨著中心偏移使軸部分散為橫向偏移模式和傾斜模式，由此與以往相比能夠減小輸出誤差(角度誤差)，能夠提高檢測精度。

圖1是本實施方式的磁檢測裝置的立體圖。圖2是圖1所示的磁檢測裝置的分解立體圖。圖3是將圖1所示的本實施方式的磁檢測裝置沿著A-A線剖開后的縱剖視圖。圖4是將圖3所示的軸部和軸承部的附近放大后的局部放大縱剖視圖。另外省略了表示剖面的斜線。圖5A及圖5B是用于說明發(fā)生軸部的中心偏移時發(fā)生的橫向偏移模式(圖5A)和傾斜模式(圖5B)的局部放大縱剖視圖。另外省略了表示剖面的斜線。圖6A是表示使用在本實施方式磁檢測裝置的磁鐵的一例的分解立體圖，圖6B是組合圖6A的磁鐵A以及磁鐵B的磁鐵后的立體圖(比圖6A稍大地圖示)，圖6C是具有沿著圓周方向剖開圖6B所示的磁化面(著磁面)后的磁鐵和磁傳感器的磁檢測裝置的局部放大縱剖視圖。另外在圖6C中，省略了表示剖面的斜線。圖7是表示本實施例、以往例I以及以往例2的各磁檢測裝置中的中心偏移量和輸出誤差的關(guān)系的圖表。圖8是表示磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度和作用于磁傳感器的磁場(磁通量密度)的關(guān)系的圖表。圖9A及圖9B是表示以往的磁檢測裝置的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖，圖9A是圖7所示的以往例I的磁檢測裝置、圖9B是圖7所示的以往例2的磁檢測裝置。圖10是表不磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度和作用于磁傳感器的磁場以及0N/0FF閾值的關(guān)系的效果圖。符號說明20磁檢測裝置21 蓋22旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)體)22a插入孔23 磁鐵24磁傳感器25殼體(支承體)26磁檢測元件30 軸部30a 第二側(cè)面30b前端面31軸承部31a 第一側(cè)面31b 底面
具體實施方式
圖1是本實施方式的磁檢測裝置的立體圖，圖2是圖1所示的磁檢測裝置的分解立體圖，圖3是將圖1所示的本實施方式磁檢測裝置沿著A-A線剖開后的縱剖視圖，圖4是將圖3所示的軸部和軸承部的附近放大后的局部放大縱剖視圖。圖1、圖2所示的磁檢測裝置20具有蓋21、旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)體)22、磁鐵23、磁傳感器24以及殼體(支承體)25等。在圖中，未圖示O形環(huán)等。本實施方式的磁檢測裝置20不限定車載用、電子機器用等使用用途。如圖3所示，在旋轉(zhuǎn)軸22上在上表面?zhèn)?Z2側(cè))設(shè)置有用于插入設(shè)備主體的驅(qū)動軸(未圖示)的插入孔22a，在旋轉(zhuǎn)軸22的下表面?zhèn)?Zl側(cè))設(shè)置有向下方突出的軸部30。軸部30以及插入孔22a位于旋轉(zhuǎn)軸22的中央，軸部30的中心軸與插入孔22a的中心軸一致。另外，在本實施例中，表示了在旋轉(zhuǎn)軸22上形成有插入孔22a的結(jié)構(gòu)，但也可以是在旋轉(zhuǎn)軸22上形成凸部并且軸部30的中心軸與凸部的中心軸一致的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，在位于軸部30周圍的旋轉(zhuǎn)軸22的下表面22b上固定支承有環(huán)狀的磁鐵23。圖6A是磁鐵23的分解立體圖，圖6B是組合圖6A的磁鐵A以及磁鐵B后的磁鐵的立體圖(比圖6A稍大地圖示)，圖6C是沿著圓周方向剖開圖6B所示的磁化面后的磁鐵和磁傳感器的局部放大縱剖視圖。如圖6A所示，例如，磁鐵A的表面磁化成N極，磁鐵B的表面磁化成S極。因此，如圖6B所不,組合磁鐵A和磁鐵B后的磁鐵23的表面(與磁傳感器2的相對面；磁化面)23a沿著圓周方向交替排列N極和S極。將圖6B的磁鐵23翻轉(zhuǎn)后是圖6C所示的磁鐵23。另外，圖6A飛所示的磁鐵的結(jié)構(gòu)是一個例子，也可以使用圖6A飛以外的磁鐵。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)軸22夾在蓋21與殼體25之間。這時如圖1所示，是旋轉(zhuǎn)軸22的插入孔22a露在外部的狀態(tài)，設(shè)備主體側(cè)的驅(qū)動部插入上述插入孔22a內(nèi)。殼體25是旋轉(zhuǎn)自如地支承作為旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸22的支承體。在殼體25上在與旋轉(zhuǎn)軸22的軸部30相對的位置設(shè)置有凹狀的軸承部31，軸部30的前端部分進入軸承部31內(nèi)。如圖3所示，在軸承部31周圍并且是殼體25的內(nèi)表面，固定支承有磁傳感器24。較為理想的是，設(shè)置軸承部31的支承體部分和固定支承磁傳感器24的支承體部分如圖3所示那樣為一體，但也可以是分開的。磁傳感器24具有印刷電路板32和固定支承在印刷電路板32上的多個磁檢測元件26。如圖3、圖6KX所示，構(gòu)成磁傳感器24的磁檢測元件26和磁鐵23在高度方向(Z)空出間隔(間隔Gl)從而非接觸地相對。如果磁鐵23由于旋轉(zhuǎn)軸22的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，則構(gòu)成磁傳感器24的磁檢測元件26受到從磁鐵23的N極到S極產(chǎn)生的磁場變化從而電特性發(fā)生變化。而且，基于磁檢測元件26的檢測信號(0N/0FF信號)，可以知道旋轉(zhuǎn)狀態(tài)(旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向)。另外，磁檢測元件26并不特別限定于霍爾元件、磁電阻效應(yīng)元件(GMR元件)等。另外，也可以在旋轉(zhuǎn)軸22側(cè)固定支承磁傳感器24，并在殼體25側(cè)固定支承磁鐵23，但是在不旋轉(zhuǎn)的殼體25側(cè)固定磁傳感器24可以使配線繞線簡易化，是優(yōu)選的。如圖4所示，軸承部31具有第一側(cè)面31a和底面31b，從第一側(cè)面31a到底面31b呈凹狀。另外，軸部30具有與軸承部31的底面31b相對的前端面30b和與第一側(cè)面31a相對的第二側(cè)面30a，從前端面30b到第二側(cè)面30a呈突起狀。本實施方式中的軸部30向下方(Zl)突出成截頭圓錐狀。另外，軸承部31也向下方(Zl)凹成截頭圓錐狀。因此，如圖4所示，軸承部31的底面31b以及軸部30的前端面30b都是平面，底面31b的直徑是Dl，前端面30b的直徑是D2。如圖4所示，軸承部31的第一側(cè)面31a以及軸部30的第二側(cè)面30a都從高度方向(Z1-Z2)向平面方向傾斜。第一側(cè)面31a相對于與軸承部31的底面31b平行的面方向具有傾斜角度Θ1 (銳角)而傾斜。另外，第二側(cè)面30a相對于與軸部30的前端面30b平行的面方向具有傾斜角度Θ2 (銳角)而傾斜。在圖4中，第一側(cè)面31a以及第二側(cè)面30a呈直線狀，但也可以是曲面。[0066]如圖4所示，軸承部31的底面31b的直徑Dl >軸部30的前端面30b的直徑D2，軸承部31的第一側(cè)面31a的傾斜角度Θ I <軸部30的第二側(cè)面a的傾斜角度Θ 2。舉一個例子，軸承部31的底面31b的直徑Dl是2 IOmm左右，軸部30的前端面30b的直徑D2是1.8 9.8mm左右，軸承部31的第一側(cè)面31a的傾斜角度Θ I是60° 80°左右，軸部30的第二側(cè)面a的傾斜角度Θ2是62° 82°左右。在圖4中，是軸部30的中心軸O2與軸承部31的中心垂線O3 —致的狀態(tài)。在此，“軸部30的中心軸02”是指與面向水平面方向的前端面30b的中心垂直相交的垂線。另外“軸承部31的中心垂線03”是指與面向水平面方向的底面31b的中心垂直相交的垂線。如果在設(shè)備主體側(cè)的驅(qū)動軸插入旋轉(zhuǎn)軸22的插入孔22a時，上述驅(qū)動軸的中心軸(未圖不)相對于軸部30的中心軸O2偏移而插入，則該偏移量成為中心偏移量。在本實施方式中，當(dāng)發(fā)生中心偏移時，如圖4的說明，由于軸承部31的底面31b的直徑Dl >軸部30的前端面30b的直徑D2的關(guān)系，如圖5A所示，引起軸部30例如向Xl方向橫向偏移。如果軸部30的前端面30b與第二側(cè)面30a之間的緣部30c達到軸承部31的底面31b與第一側(cè)面31a之間的緣部31c，S卩，如果軸部3向橫向移動(Dl — D2)/2，則軸部30不會再橫向偏移。接下來，如圖4的說明，由于軸承部31的第一側(cè)面31a的傾斜角度Θ I <軸部30的第二側(cè)面30a的傾斜角度Θ 2的關(guān)系，如圖5B所示，軸部30傾斜。如果軸部30的第二側(cè)面30a接觸軸承部31的第一側(cè)面31a，即，如果軸部30傾斜Θ 2- Θ 1，則軸部30不會更加傾斜。圖7是表示本實施方式的磁檢測裝置、圖9A所示的以往例I的磁檢測裝置以及圖9B所示的以往例2的磁檢測裝置中的中心偏移量與輸出誤差(角度誤差)之間的關(guān)系的圖表。假定實施例中的軸承部31的底面31b的直徑Dl是2mm、軸部30的前端面30b的直徑D2是1.8mm、軸承部31的第一側(cè)面31a的傾斜角度Θ I是73°、軸部30的第二側(cè)面30a的傾斜角度Θ 2是75°。另外，如圖7所示，即使中心偏移量是Omm時，在實施例、以往例I以及以往例2中也會產(chǎn)生輸出誤差(角度誤差)，但這是在裝配時刻產(chǎn)生的位置偏移，實施例、以往例I以及以往例2在中心偏移量是Omm時都具有相同的輸出誤差。在下述的表I中，表不出中心偏移量和輸出誤差。[表I] (Deg)
權(quán)利要求1.一種磁檢測裝置，具有: 具有軸部的旋轉(zhuǎn)體； 支承體，與上述旋轉(zhuǎn)體在高度方向相對，在與上述軸部相對的位置具有軸承部從而旋轉(zhuǎn)自如地支承上述旋轉(zhuǎn)體；以及 在上述旋轉(zhuǎn)體與上述支承體之間非接觸地配置的磁鐵以及磁傳感器， 上述磁鐵與上述磁傳感器中的一方固定支承于上述旋轉(zhuǎn)體，另一方固定支承于上述支承體側(cè)， 所述磁檢測裝置的特征在于， 上述軸承部具有第一側(cè)面和底面，并且從上述第一側(cè)面到上述底面呈凹狀，上述軸部具有與上述底面相對的前端面和與上述第一側(cè)面相對的第二側(cè)面，并且從上述前端面到上述第二側(cè)面呈突起狀， 上述軸承部的底面的直徑Dl形成得比上述軸部的前端面的直徑D2大， 上述軸承部的第一側(cè)面以及上述軸部的第二側(cè)面都從相對于上述底面以及上述前端面的垂直方向傾斜而形成，上述第一側(cè)面的相對于與上述底面平行的面方向的傾斜角度Θ I比上述第二側(cè)面的相對于與上述前端面平行的面方向的傾斜角度Θ 2小，上述Θ 1、Θ 2均為銳角。
2.如權(quán)利要求1所述的磁檢測裝置，其特征在于， 上述軸部形成為截頭圓錐狀。
3.如權(quán)利要求1所述的磁檢測裝置，其特征在于， 上述磁傳感器由霍爾元件或者磁電阻效應(yīng)元件即GMR元件構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的磁檢測裝置，其特征在于， 上述磁傳感器由霍爾元件或者磁阻效果元件即GMR元件構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的磁檢測裝置，其特征在于， 與上述磁傳感器相對的上述磁鐵的表面，沿著圓周方向交替排列N極和S極。
6.如權(quán)利要求5所述的磁檢測裝置，其特征在于， 上述磁鐵由兩個磁鐵組合形成，上述兩個磁鐵中的一個磁鐵的、與上述磁傳感器相對的表面磁化成N極,上述兩個磁鐵中的另一個磁鐵的、與上述磁傳感器相對的表面磁化成S極。
專利摘要本實用新型提供即使發(fā)生中心偏移也能夠使輸出誤差(角度誤差)比現(xiàn)有技術(shù)小的磁檢測裝置。該磁檢測裝置具有具有軸部)的旋轉(zhuǎn)體；具有軸承部從而旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)體的支承體；以及在旋轉(zhuǎn)體與支承體之間非接觸地配置的磁鐵以及磁傳感器。軸承部的底面的直徑形成得比軸部的前端面的直徑大。軸承部的第一側(cè)面以及軸部的第二側(cè)面都從相對于底面以及前端面的垂直方向傾斜形成，與第一側(cè)面的相對于與底面平行的面方向的傾斜角度(銳角)比與第二側(cè)面的相對于與前端面平行的面方向的傾斜角度(銳角)小。由此，如果發(fā)生中心偏移，則在軸部在橫向偏移之后傾斜。
文檔編號G01D5/12GK202974304SQ201220358998
公開日2013年6月5日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者佐藤弘實, 阿部英樹, 林田繼久 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社