旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備（10），具有第一磁軛（40）和第二磁軛（50），第一磁軛（40）的內(nèi)表面由第一凹曲表面（41）和第二凹曲表面（42）形成，第二磁軛（50）的內(nèi)表面由第三凹曲表面（51）和第四凹曲表面（52）形成。每個(gè)凹曲表面并不在第二方向（D2）上延伸，而是以?xún)A斜的方式向著第一平面（43）或第二平面（53）延伸。第一平面和第二平面相互面對(duì)并且相互平行，其間夾置有霍爾元件（61）。在霍爾元件周?chē)妮^寬范圍上，從第一磁軛泄露到內(nèi)部空間并且到達(dá)第二磁軛的磁通在第二方向上流動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備由與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸間隔開(kāi)的第一磁體、被定位為關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸與第一磁體相對(duì)的第二磁體、連接第一磁體和第二磁體的N極的第一磁軛、連接第一磁體和第二磁體的S極的第二磁軛以及被定位在旋轉(zhuǎn)軸上的磁性檢測(cè)元件形成。例如，第一磁軛和第二磁軛被固定到旋轉(zhuǎn)體，而磁性檢測(cè)元件被固定到支撐體。旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備基于磁性檢測(cè)元件的輸出來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角，磁性檢測(cè)元件的輸出隨著旋轉(zhuǎn)體相對(duì)于支撐體的旋轉(zhuǎn)而改變。
[0003]在JP-A-2003-185471中公開(kāi)的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備具有兩個(gè)定子芯塊，兩個(gè)定子芯塊夾置磁性檢測(cè)元件以使在磁性檢測(cè)元件附近穿過(guò)的磁通線性化。根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，當(dāng)定子芯塊被移除時(shí)，在磁性檢測(cè)元件附近穿過(guò)的磁通彎曲。當(dāng)在磁性檢測(cè)元件附近穿過(guò)的磁通彎曲時(shí)，甚至在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角相同的情況下，檢測(cè)結(jié)果也響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)體與支撐體之間的位置偏離而變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]目的是提供一種旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其具有相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體和支撐體之間的位置偏離的檢測(cè)精度的較少退化。
[0005]提供旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角，該旋轉(zhuǎn)體相對(duì)于支撐體圍繞其旋轉(zhuǎn)軸中心旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備中，第一磁體與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸中心間隔開(kāi)并且在與虛圓正切的方向上被磁化，該虛圓與旋轉(zhuǎn)軸中心同軸。第二磁體被定位為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸中心與第一磁體相對(duì)，并且在與第一磁體相同的方向上被磁化。第一磁軛被固定到旋轉(zhuǎn)體并且連接第一磁體的N極和第二磁體的N極。第二磁軛被固定到旋轉(zhuǎn)體以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸中心與第一磁軛相對(duì)并且連接第一磁體的S極和第二磁體的S極。磁性檢測(cè)元件被定位在旋轉(zhuǎn)軸中心上并且被固定到支撐體。磁性檢測(cè)元件輸出電信號(hào)，該電信號(hào)隨著由旋轉(zhuǎn)體與支撐體之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)生成的磁場(chǎng)的變化而改變。
[0006]第一磁體和第二磁體被定位為在通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸中心的第一方向上相互面對(duì)。第一磁軛和第二磁軛被定位為在第二方向上相互面對(duì)，第二方向與第一方向正交。
[0007]第一磁軛具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面面對(duì)第二磁軛并且具有第一凹曲表面、第二凹曲表面和第一連接表面。第一凹曲表面在不同于第二方向的方向上從第一磁體的N極延伸，使得第一凹曲表面從第一磁體越接近第二磁體就越遠(yuǎn)離第二磁軛。第二凹曲表面從第二磁體的N極在不同于第二方向的方向上延伸，使得第二凹曲表面從第二磁體越接近第一磁體就越遠(yuǎn)離第二磁軛。第一連接表面連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著旋轉(zhuǎn)軸中心突出的凸曲表面。
[0008]第二磁軛具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面面對(duì)第一磁軛并且具有第三凹曲表面、第四凹曲表面和第二連接表面。第三凹曲表面從第一磁體的S極在不同于第二方向的方向上延伸，使得第三凹曲表面從第一磁體越接近第二磁體就越遠(yuǎn)離第一磁軛。第四凹曲表面從第二磁體的S極在不同于第二方向的方向上延伸，使得第四凹曲表面從第二磁體越接近第一磁體就越遠(yuǎn)離第一磁軛。第二連接表面連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著旋轉(zhuǎn)軸中心突出的凸曲表面。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是包括根據(jù)第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備的電子節(jié)氣門(mén)的示意性截面圖；
[0010]圖2是沿圖1的線I1-1I截取的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備的示意性截面圖；
[0011]圖3是圖2中所示的霍爾IC的電路框圖；
[0012]圖4是通過(guò)箭頭方向示出穿過(guò)圖2的截面圖中的每個(gè)磁軛的磁通的示意圖；
[0013]圖5是示出一狀態(tài)的示意圖，在該狀態(tài)中，每個(gè)磁軛從圖4所示的參考位置順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了 45° ;
[0014]圖6是示出一狀態(tài)的示意圖，在該狀態(tài)中，每個(gè)磁軛從圖4所示的參考位置順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了 90° ;
[0015]圖7是示出一狀態(tài)的示意圖，在該狀態(tài)中，每個(gè)磁軛從圖4所示的參考位置逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了 45° ;
[0016]圖8是示出一狀態(tài)的示意圖，在該狀態(tài)中，每個(gè)磁軛從圖4所示的參考位置逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了 90° ;
[0017]圖9是由圖3所示的霍爾元件檢測(cè)的磁密度的特性圖；
[0018]圖10是由圖3所示的霍爾IC輸出的電信號(hào)的特性圖；
[0019]圖11是根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備的示意性截面圖；以及
[0020]圖12是通過(guò)箭頭方向示出穿過(guò)圖11的截面圖中的每個(gè)磁軛的磁通的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]將參考在附圖中示出的多個(gè)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備。大體上，在所有實(shí)施例中，通過(guò)相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示相同的結(jié)構(gòu)。
[0022](第一實(shí)施例)
[0023]旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備I被實(shí)施在例如如圖1所示的用于車(chē)輛的電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)中。電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)由以下部件形成:外殼2、由外殼2可旋轉(zhuǎn)支撐的旋轉(zhuǎn)軸3、能夠旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器4以及旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10。外殼2是用于旋轉(zhuǎn)軸3 (其是旋轉(zhuǎn)體)的支撐體。旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸3相對(duì)于外殼2的旋轉(zhuǎn)角(旋轉(zhuǎn)角位置)。表示所檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角的電信號(hào)被輸入到外部設(shè)置的ECU (未示出)。ECU響應(yīng)于從檢測(cè)角檢測(cè)設(shè)備10輸入的電信號(hào)來(lái)反饋控制旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器4。
[0024]將首先參考圖1到圖3來(lái)描述旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10的一般構(gòu)造。旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10由第一磁體20、第二磁體30、第一磁軛40、第二磁軛50和霍爾IC60 (包括霍爾兀件61)形成?；魻栐?1是磁性檢測(cè)元件。
[0025]第一磁體20在旋轉(zhuǎn)軸3的徑向方向上與旋轉(zhuǎn)軸中心R間隔開(kāi)，旋轉(zhuǎn)軸3圍繞該旋轉(zhuǎn)軸中心R旋轉(zhuǎn)，并且第一磁體20在與虛圓正切的方向上被磁化，該虛圓與旋轉(zhuǎn)軸中心R同軸。第二磁體30被定位為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸中心R與第一磁體20相對(duì)。第一磁體20和第二磁體30被定位為相互面對(duì)所處的方向被稱(chēng)為第一方向D1。與旋轉(zhuǎn)軸中心R和第一方向Dl正交的方向被稱(chēng)為第二方向D2。第一磁體20和第二磁體30在與第二方向D2平行的方向上被磁化。
[0026]第一磁軛40由磁性材料制成，并且連接第一磁體20的N極和第二磁體30的N極。第二磁軛50由磁性材料制成，并且被定位為以在第二方向D2上相互面對(duì)的方式相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸中心R處于第一磁軛40的相對(duì)側(cè)。第二磁軛50連接第一磁體20的S極和第二磁體30的S極。如圖1所示，齒輪5被固定到旋轉(zhuǎn)軸3的軸端部分。第一磁軛40和第二磁軛50被固定到齒輪5的徑向內(nèi)表面。第一磁軛40、第二磁軛50、第一磁體20和第二磁體30形成管狀，該管狀包圍旋轉(zhuǎn)軸中心R并且在旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)時(shí)與齒輪5 —起圍繞旋轉(zhuǎn)軸中心R旋轉(zhuǎn)。
[0027]霍爾IC60在第一磁軛40和第二磁軛50之間的內(nèi)部空間55中與旋轉(zhuǎn)軸中心R —致的位置處被固定到支撐體2A。支撐體2A被固定到外殼2。如圖3所示，霍爾IC60包括霍爾元件61、放大器電路62、A/D轉(zhuǎn)換器電路63、信號(hào)處理電路64、D/A轉(zhuǎn)換器電路65等。霍爾元件61是磁電轉(zhuǎn)換元件，該元件使用霍爾效應(yīng)并且輸出與其磁性感測(cè)表面中的磁通密度對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。在圖2所示的狀態(tài)中，磁性感測(cè)表面與第一方向Dl正交，其中，旋轉(zhuǎn)軸3被假定為處于參考角位置。放大器電路62對(duì)從霍爾元件61輸出的模擬電信號(hào)進(jìn)行放大。A/D轉(zhuǎn)換器電路63將由放大器電路62放大的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)。信號(hào)處理電路64執(zhí)行對(duì)從A/D轉(zhuǎn)換器電路63輸出的數(shù)字電信號(hào)的各種信號(hào)處理。信號(hào)處理電路64由例如DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)形成，并且包括偏移校正電路66、幅度校正電路67、線性校正電路68等。線性校正電路68對(duì)應(yīng)于線性校正部分，線性校正部分以某種方式執(zhí)行對(duì)霍爾元件61的輸出信號(hào)的校正，以使霍爾元件61的輸出信號(hào)線性化，從而相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角成比例地變化。D/A轉(zhuǎn)換器電路64將從信號(hào)處理電路64輸出的數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)?；魻朓C60輸出電信號(hào)，該電信號(hào)隨著由旋轉(zhuǎn)軸3與外殼2之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化而變化。
[0028]接下來(lái)將參考圖4來(lái)描述旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10。第一磁軛40的面對(duì)第二磁軛50的內(nèi)表面由第一凹曲表面41、第二凹曲表面42和第一平面43形成，第一平面43與兩個(gè)凹曲表面41和42相鄰。第一凹曲表面41并非與第二方向D2平行地延伸，而是從第一磁體20的N極延伸，延伸方式為當(dāng)其從第一磁體20接近第二磁體30時(shí)越來(lái)越遠(yuǎn)離第二磁軛50。第二凹曲表面42并非與第二方向D2平行地延伸，而是從第二磁體30的N極延伸，延伸方式為當(dāng)其從第二磁體30接近第一磁體20時(shí)越來(lái)越遠(yuǎn)離第二磁軛50。第一平面43與第一方向Dl平行地延伸，并且連接第一凹曲表面41和第二凹曲表面42。第一平面43對(duì)應(yīng)于第一連接表面。第一磁軛40的外表面形狀與其內(nèi)表面形狀相同。
[0029]第二磁軛50的面對(duì)第一磁軛40的內(nèi)表面由第三凹曲表面51、第四凹曲表面52和第二平面53形成。第三凹曲表面51并非與第二方向D2平行地延伸，而是從第一磁體20的S極延伸，延伸方式為當(dāng)其從第一磁體20接近第二磁體30時(shí)越來(lái)越遠(yuǎn)離第一磁軛40。第四凹曲表面52并非與第二方向D2平行地延伸，而是從第二磁體30的S極延伸，延伸方式為當(dāng)其從第二磁體30接近第一磁體20時(shí)越來(lái)越遠(yuǎn)離第一磁軛40。第二平面53與第一方向Dl平行地延伸，并且連接第三凹曲表面51和第四凹曲表面52。第二平面53對(duì)應(yīng)于第二連接表面。第二磁軛50的外表面形狀與其內(nèi)表面形狀相同。
[0030]如圖2所示，第一凹曲表面41的曲率半徑的中心Cl與第二凹曲表面42的一致，并且位于第二磁軛50側(cè)。S卩，中心Cl在第二方向D2上從旋轉(zhuǎn)軸中心R向著第二磁軛50偏離。第三凹曲表面51的曲率半徑的中心C2與第四凹曲表面52的一致，并且位于第一磁軛40側(cè)。即，中心C2在第二方向D2上從旋轉(zhuǎn)軸中心R向著第一磁軛40偏離。第一磁體20和第二磁體30間隔開(kāi)并且被定位為使得在第一方向Dl上第一磁體20和旋轉(zhuǎn)軸中心R之間的距離Xl與第二磁體30和旋轉(zhuǎn)軸中心R之間的距離X2彼此相等(X1=X2)。第一磁軛40和第二磁軛50間隔開(kāi)并且被定位為使得在第二方向D2上第一平面43和旋轉(zhuǎn)軸中心R之間的距離Yl與第二平面53和旋轉(zhuǎn)軸中心R之間的距離Y2相等(Y1=Y2)。距離Υ1、Υ2短于距離X1、Χ2。管狀體(由第一磁軛40、第二磁軛50、第一磁體20和第二磁體30形成)相對(duì)于作為第一邊界的第一虛擬平面SI成平面對(duì)稱(chēng)形狀，該第一邊界穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸中心R并且在第二方向D2上延伸。管狀體還相對(duì)于作為第二邊界的第二虛擬平面S2成平面對(duì)稱(chēng)形狀，該第二邊界穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸中心R并且在第一方向Dl上延伸。因此，管狀體的橫截面通常成橢圓形狀。
[0031]如圖4的箭頭所示，從第一磁體20和第二磁體30的N極生成的磁通經(jīng)由第一磁軛40、第一磁軛40與第二磁軛50之間的內(nèi)部空間55以及第二磁軛50流到第一磁體20和第二磁體30的S極。磁體20和30的N極生成的磁通中的一些在從第一磁軛40的端部流到中心部分的過(guò)程中泄漏到內(nèi)部空間55。
[0032]從第一磁軛40的第一凹曲表面41和第二凹曲表面42泄漏到內(nèi)部空間55的磁通在沿著平行于第二方向D2的方向而不向著旋轉(zhuǎn)軸中心R側(cè)彎曲的路徑中流到第二磁軛50的第三凹曲表面51和第四凹曲表面52。從第一磁軛40的第一平面43泄漏到內(nèi)部空間55的磁通在與第二方向D2平行而不彎曲的路徑中流到第二磁軛50的第二平面53。在圖4中，未示出在第一磁軛40和第二磁軛50之外的磁通的方向。此外，在圖4中，該方向指示方向，并且寬度指示磁通密度的幅度。即，隨著箭頭變得更寬，磁通密度增大。
[0033]接下來(lái)將參考圖4到圖9來(lái)描述旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10的操作。
[0034]( I)參考位置
[0035]當(dāng)?shù)谝淮跑?0和第二磁軛50位于如圖4所示的參考位置處時(shí)，穿透霍爾元件61以及在霍爾元件61附近穿過(guò)的磁通以平行于霍爾元件61的磁性感測(cè)表面的路徑流動(dòng)。因?yàn)樵撛颍俣ㄔ趨⒖嘉恢锰幍男D(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角為0°，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角為0°時(shí)，如圖9所示，由霍爾元件61檢測(cè)的磁通密度為OmT。
[0036](2)旋轉(zhuǎn)位置
[0037]當(dāng)?shù)谝淮跑?0和第二磁軛50隨著旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)而從參考位置旋轉(zhuǎn)時(shí)，穿透霍爾元件61以及在霍爾元件61附近穿過(guò)的磁通以橫向于霍爾元件61的磁性感測(cè)表面的路徑流動(dòng)。例如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角為45°時(shí),磁通如圖5所示那樣流動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角為-45°時(shí)，磁通如圖6所示那樣流動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角為90°和-90°時(shí)，磁通如圖7和圖8所示那樣，與霍爾元件61的磁性感測(cè)表面正交地流動(dòng)。
[0038]如圖9所示，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角從0°向著90°改變時(shí)，由霍爾元件61檢測(cè)的磁通密度在正側(cè)持續(xù)增大。當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為90°時(shí)，由霍爾元件61檢測(cè)的磁通密度達(dá)到在正側(cè)的最大值。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角從90°向著180°改變時(shí)，由霍爾元件61檢測(cè)的磁通密度持續(xù)減小到OmT。
[0039]另一方面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角從0°向著-90°改變時(shí)，由霍爾元件61檢測(cè)的磁通密度在負(fù)側(cè)持續(xù)增大。當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為-90°時(shí)，由霍爾元件61檢測(cè)的磁通密度達(dá)到在負(fù)側(cè)的最大值。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角從-90°向著-180°改變時(shí)，由霍爾元件61檢測(cè)的磁通密度持續(xù)減小到OmT。
[0040]如上文的(I)和(2)中所描述的，霍爾元件61根據(jù)隨著旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)而變化的磁場(chǎng)的密度或強(qiáng)度來(lái)輸出模擬電信號(hào)?；魻朓C60將從霍爾元件61輸出的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，執(zhí)行包括線性校正的各種信號(hào)處理，然后將轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)之后的處理過(guò)的信號(hào)輸出。圖10是示出霍爾IC60的線性校正后的輸出的特性圖，該輸出是線性的或者與旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角成比例。
[0041]如上文所描述的，根據(jù)第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10具有第一磁軛40，第一磁軛40的內(nèi)表面面向第二磁軛50并且具有第一凹曲表面41和第二凹曲表面42。設(shè)備10還具有第二磁軛50，第二磁軛50的內(nèi)表面面向第一磁軛40并且具有第三凹曲表面51和第四凹曲表面52。凹曲表面41、42、51和52中的每個(gè)都以?xún)A斜的方式向著第一平面43或第二平面53延伸，而不與第二方向D2平行地延伸。S卩，凹曲表面41、42、51和52在與第二方向D2不同并且不與第二方向D2平行的方向上延伸。
[0042]因此，從第一凹曲表面41和第二凹曲表面42泄漏并且流到第三凹曲表面51和第四凹曲表面52的磁通采用沿著與第二方向D2平行的方向而不被彎曲的路徑。即，與每個(gè)磁軛的端部與第二方向D2平行地從磁體延伸的情況相比，從第一磁軛40的端部泄漏到內(nèi)部空間55中并且到達(dá)第二磁軛50的端部的磁通被抑制彎曲。因此，與比較性示例性情況相比，磁通變得在霍爾元件61附近的大范圍上與第二方向D2平行。作為結(jié)果，即使霍爾元件61相對(duì)于第一磁軛40和第二磁軛50位置偏離，即即使旋轉(zhuǎn)軸3相對(duì)于外殼2的位置是偏離的，也能夠以較小的退化維持檢測(cè)精度。
[0043]此外,第一磁軛40的內(nèi)表面具有第一平面43和第二平面53。第一平面43與第一方向Dl平行地延伸以連接第一凹曲表面41和第二凹曲表面42。第二平面53也與第一方向Dl平行地，即與第一平面43平行地延伸，以連接第三凹曲表面51和第四凹曲表面52。第一平面43和第二平面53相互面對(duì)并且相互平行，其間夾置霍爾元件61。因此，從第一磁軛40的第一平面43泄漏到內(nèi)部空間55并且到達(dá)第二磁軛50的第二平面53的磁通在沿著第二方向D2而不具有彎曲的路徑上流動(dòng)。因此，磁通在霍爾元件61及其外圍的較寬范圍上與第二方向D2平行地流動(dòng)。作為結(jié)果，可能由霍爾元件61的位置偏離引起的檢測(cè)精度的退化可以被更多地抑制。
[0044]此外，第一凹曲表面41和第二凹曲表面42的曲率半徑的中心Cl相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸中心R位于第二磁軛50側(cè)。此外，第三凹曲表面51和第四凹曲表面52的曲率半徑的中心C2相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸中心R (即在第二方向D2上)位于第一磁軛40側(cè)。因此，具有相對(duì)大的磁通密度的第一磁軛40或第二磁軛50的端部與霍爾元件61分隔開(kāi)并且因此可以均衡霍爾元件61處與其周邊區(qū)域周?chē)拇磐芏取Ｒ虼丝梢愿纳茩z測(cè)精度。
[0045]此外，第一磁體20和旋轉(zhuǎn)軸中心R之間的距離Xl等于第二磁體30和旋轉(zhuǎn)軸中心R之間的距離X2。另外，由第一磁軛40、第二磁軛50、第一磁體20和第二磁體30形成的管狀體被形成為相對(duì)于作為邊界的虛擬平面S成平面對(duì)稱(chēng)，該邊界在第二方向D2上穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸中心R。因此，磁通變得在霍爾元件61及其周邊的較寬范圍上與第二方向D2平行。
[0046](第二實(shí)施例)
[0047]將參考圖11和圖12，關(guān)于與第一實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備10的區(qū)別，來(lái)描述根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備70。在旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備70中，除了第一凹曲表面41和第二凹曲表面42之外，第一磁軛71面向第二磁軛73的內(nèi)表面由第一凸曲表面72形成，第一凸曲表面72代替了第一實(shí)施例中的第一平面43。第一凸曲表面72連接第一凹曲表面41和第二凹曲表面42，并且向著旋轉(zhuǎn)軸中心R突出。第一磁軛71的外表面的形狀與內(nèi)表面類(lèi)似。除了第三凹曲表面51和第四凹曲表面52之外，第二磁軛73面向第一磁軛71的內(nèi)表面由第二凸曲表面74形成，第二凸曲表面74代替了第一實(shí)施例中的第二平面53。第二凸曲表面74連接第三凹曲表面51和第四凹曲表面52，并且向著旋轉(zhuǎn)軸中心R突出。兩個(gè)凸曲表面72和74相互面對(duì)，并且其間在第二方向的距離比第一實(shí)施例中的更短。凸曲表面72和74之間的距離在第二方向D2上在旋轉(zhuǎn)軸中心R處是最短的。第二磁軛73的外表面的形狀與內(nèi)表面類(lèi)似。
[0048]第二實(shí)施例提供了與第一實(shí)施例類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。此外，根據(jù)第二實(shí)施例，在相互面對(duì)的其間夾置有霍爾元件61的第一凸曲表面72和第二凸曲表面74之間的在第二方向D2上的距離隨著越遠(yuǎn)離磁體20和30而變得越短。因此，在霍爾元件61及其周邊的寬范圍上，磁通之間的差別被減小了。因此能夠抑制檢測(cè)精度變低。
[0049](其它實(shí)施例)
[0050]可以如其它實(shí)施例那樣來(lái)改動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)檢測(cè)設(shè)備。
[0051]第一磁軛和第二磁軛的凹曲表面和凸曲表面可以具有不同的曲率半徑。第一磁軛和第二磁軛的外表面可以具有與內(nèi)表面不同的形狀。
[0052]第一磁軛的凹曲表面的曲率半徑的中心可以與旋轉(zhuǎn)軸中心一致。第一磁體和旋轉(zhuǎn)軸中心之間的距離可以不同于第二磁體和旋轉(zhuǎn)軸中心之間的距離。第一磁軛和第二磁軛的形狀無(wú)需相對(duì)于虛擬表面成平面對(duì)稱(chēng)，該虛擬表面在第二方向D2上穿過(guò)旋轉(zhuǎn)軸中心。
[0053]磁性檢測(cè)設(shè)備無(wú)需是霍爾元件，而可以是諸如磁阻元件之類(lèi)的設(shè)備。在霍爾元件被用作磁性檢測(cè)設(shè)備的情況下，可以不提供包括各種處理電路的霍爾1C。即，旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備可以?xún)H包括霍爾元件，并且可以在外部附接各種處理。
[0054]旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備可以用于車(chē)輛中的其它裝置中或用于不同于車(chē)輛的其他系統(tǒng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體(3)的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)體(3)相對(duì)于支撐體(2、2A)圍繞所述旋轉(zhuǎn)體(3)的旋轉(zhuǎn)軸中心(R)旋轉(zhuǎn),所述旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備包括: 第一磁體(20)，其與所述旋轉(zhuǎn)體的所述旋轉(zhuǎn)軸中心(R)間隔開(kāi)，并且在與虛圓正切的方向上被磁化，所述虛圓與所述旋轉(zhuǎn)軸中心同軸； 第二磁體(30)，其被定位為相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸中心與所述第一磁體相對(duì)，并且在與所述第一磁體相同的方向上被磁化； 第一磁軛(40、71)，其被固定到所述旋轉(zhuǎn)體并且連接所述第一磁體的N極和所述第二磁體的N極； 第二磁軛(50、73)，其被固定到所述旋轉(zhuǎn)體以相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸中心與所述第一磁軛相對(duì)，所述第二磁軛連接所述第一磁體的S極和所述第二磁體的S極； 磁性檢測(cè)元件(61)，其被定位在所述旋轉(zhuǎn)軸中心上并且被固定到所述支撐體，所述磁性檢測(cè)元件輸出電信號(hào)，所述電信號(hào)隨著由所述旋轉(zhuǎn)體與所述支撐體之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)生成的磁場(chǎng)的變化而改變， 其中，所述第一磁體(20)和所述第二磁體(30)被定位為在經(jīng)由所述旋轉(zhuǎn)軸中心的第一方向(Dl)上相互面對(duì)，并且所述第一磁軛(40、71)和所述第二磁軛(50、73)被定位為在第二方向(D2)上相互面對(duì)，所述第二方向(D2)與所述第一方向正交， 其中，所述第一磁軛(40、71)具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面面對(duì)所述第二磁軛并且具有第一凹曲表面(41)、第二凹曲表面(42)和第一連接表面(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從所述第一磁體的所述N極延伸，使得所述第一凹曲表面從所述第一磁體越接近所述第二磁體就越遠(yuǎn)離所述第二磁軛， 所述第二凹曲表面(42)在不同于所述第二方向的方向上從所述第二磁體的所述N極延伸，使得所述第二凹曲表面從所述第二磁體越接近所述第一磁體就越遠(yuǎn)離所述第二磁軛，并且 所述第一連接表面(43、72)連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)或向著所述旋轉(zhuǎn)軸中心突出的凸曲表面(72)，并且 其中，所述第二磁軛(50、73)具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面面對(duì)所述第一磁軛并且具有第三凹曲表面(51)、第四凹曲表面(52)和第二連接表面(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從所述第一磁體的所述S極延伸，使得所述第三凹曲表面從所述第一磁體越接近所述第二磁體就越遠(yuǎn)離所述第一磁軛， 所述第四凹曲表面(52)在不同于所述第二方向的方向上從所述第二磁體的所述S極延伸，使得所述第四凹曲表面從所述第二磁體越接近所述第一磁體就越遠(yuǎn)離所述第一磁軛，并且 所述第二連接表面(53、74)連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)或向著所述旋轉(zhuǎn)軸中心突出的凸曲表面(74)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述第一連接表面(72)和所述第二連接表面(74)是向著所述旋轉(zhuǎn)軸突出的凸曲表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述第一凹曲表面(41)和所述第二凹曲表面(42)具有相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸中心在第二磁軛側(cè)的曲率半徑中心(Cl);并且 所述第三凹曲表面(51)和所述第四凹曲表面(52 )具有相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸中心在第一磁軛側(cè)的曲率半徑中心(C2 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述第一磁體(20)和所述第二磁體(30)在所述第一方向上相對(duì)地與所述旋轉(zhuǎn)軸中心間隔開(kāi)相同的距離(X1、X2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述第一磁軛(40、71)和所述第二磁軛(50、73)被成形為相對(duì)于虛擬平面(SI)成平面對(duì)稱(chēng)，所述虛擬平面(SI)穿過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸中心并且在所述第二方向上延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，還包括: 線性校正部(68)，其用于將從所述磁性檢測(cè)元件輸出的電信號(hào)校正為對(duì)應(yīng)于所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角線性變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述磁性檢測(cè)元件(61)是霍爾元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述第一磁軛(40、71)和所述第二磁軛(50、73)在所述第二方向上相對(duì)地與所述旋轉(zhuǎn)軸中心間隔開(kāi)相同的距離(Yl、Y2 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述第一磁軛(40、71)和所述第二磁軛(50、73)被成形為相對(duì)于虛擬平面(S2)成平面對(duì)稱(chēng)，所述虛擬平面(S2 )穿過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸中心并且在所述第一方向上延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角檢測(cè)設(shè)備，其中: 所述第一磁體(20)和所述第二磁體(30)在所述第一方向上相對(duì)地與所述旋轉(zhuǎn)軸中心間隔開(kāi)相同的距離(X1、X2);并且 所述第一磁軛(40、71)和所述第二磁軛(50、73)在所述第二方向上相對(duì)地與所述旋轉(zhuǎn)軸中心間隔開(kāi)相同的距離(Yl、Y2)，所述距離(Yl、Y2)短于所述第一磁體和所述第二磁體在所述第一方向上與所述旋轉(zhuǎn)軸中心間隔開(kāi)的距離。
【文檔編號(hào)】G01B7/30GK103727873SQ201310463621
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】本多仁美, 水谷彰利, 河野禎之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝