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公開番号2025043868
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151408
出願日2023-09-19
発明の名称物理量検出センサとこれを備えた回転体組立体
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人
主分類G01D 5/245 20060101AFI20250325BHJP(測定;試験)
要約【課題】回転体の偏心による破損の生じにくい、ユニット化された角度センサを提供する。
【解決手段】角度センサ1は、物理量を検出可能な磁界検出素子5と、磁界検出素子5に入力される物理量を発生させる磁石4と、回転中心軸RCの周りを回転可能な回転シャフト2に取り付け可能で、磁石4を支持する支持部材6と、磁界検出素子5を支持するとともに支持部材6を回転可能に支持するハウジング8と、ハウジング8が回転中心軸RCの周りの周方向Cに回転することを規制し、回転中心軸RCの軸方向Xと径方向Rの少なくともいずれかに変位することを許容する変位規制部10と、を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
物理量を検出可能な検出素子と、
前記検出素子に入力される前記物理量を発生させる物理量発生装置と、
回転中心軸の周りを回転可能な回転体に取り付け可能で、前記物理量発生装置を支持する支持部材と、
前記検出素子を支持するとともに前記支持部材を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングが前記回転中心軸の周りの周方向に回転することを規制し、前記回転中心軸の軸方向と径方向の少なくともいずれかに変位することを許容する変位規制部と、
を有する、物理量検出センサ。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記変位規制部は、内側部材と、前記内側部材を前記周方向における両側から挟む外側部材と、を有し、前記内側部材と前記外側部材の一方は前記ハウジングと一体化され、他方は前記ハウジングから離間したベース部材に固定される、請求項１に記載の物理量検出センサ。
【請求項３】
前記外側部材と前記内側部材の一方は、前記軸方向の互いに対向する範囲の一部が他の一部より、前記外側部材と前記内側部材の他方と近接している、請求項２に記載の物理量検出センサ。
【請求項４】
前記外側部材と前記内側部材は前記中央部で最も近接している、請求項３に記載の物理量検出センサ。
【請求項５】
前記外側部材の前記内側部材と最も近接する部位、または前記内側部材の前記外側部材と最も近接する部位は曲面である、請求項４に記載の物理量検出センサ。
【請求項６】
前記外側部材の前記内側部材と最も近接する部位、または前記内側部材の前記外側部材と最も近接する部位はエッジである、請求項４に記載の物理量検出センサ。
【請求項７】
前記外側部材または前記内側部材の前記軸方向における少なくとも一方の端部が面取りされている、請求項４に記載の物理量検出センサ。
【請求項８】
前記内側部材は、前記ベース部材に固定された棒状部材であり、
前記外側部材は、前記ハウジングと一体化された舌部であり、
前記棒状部材は軸部を有し、前記舌部は前記径方向の長さが前記軸部の前記径方向の長さより長いスリットを有し、前記軸部が前記スリットに挿入されている、請求項２に記載の物理量検出センサ。
【請求項９】
前記棒状部材は前記軸部より直径の大きい頭部を有し、前記頭部の前記直径は前記スリットの幅より大きい、請求項８に記載の物理量検出センサ。
【請求項１０】
前記舌部は、前記軸方向において前記頭部及び前記ベース部材から離隔している、請求項９に記載の物理量検出センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は物理量検出センサに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
回転シャフトなどの回転体の回転角度を検出する角度センサが知られている。特許文献１には、磁石と磁界検出素子をユニット化した磁気式角度センサが記載されている。磁石は回転シャフトに取り付けられ、回転シャフトは筐体に支持され、磁界検出素子は筐体に固定されたハウジングに取り付けられている。特許文献２にも同様の構成の磁気式角度センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－０７１６５２号公報
特開２０１０－６６２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に記載された磁気式角度センサは、磁石と磁界検出素子の相対位置が固定されているため、取り付けの際にこれらの間での位置ずれが生じにくい。従って、角度センサの校正作業を取付け前に行うことができ、角度センサの測定精度の低下も生じにくい。しかし、回転体は偏心していることが多く、回転中に変形することがある。回転体の変形はハウジングに力を及ぼし、ハウジング及び磁石の破損や、磁石と磁界検出素子の位置ずれを招く可能性がある。この課題は磁気式角度センサだけでなく他の形式の物理量検出センサでも生じ得る。
【０００５】
本発明は、回転体の偏心による破損の生じにくい、ユニット化された物理量検出センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の物理量検出センサは、物理量を検出可能な検出素子と、検出素子に入力される物理量を発生させる物理量発生装置と、回転中心軸の周りを回転可能な回転体に取り付け可能で、物理量発生装置を支持する支持部材と、検出素子を支持するとともに支持部材を回転可能に支持するハウジングと、ハウジングが回転中心軸の周りの周方向に回転することを規制し、回転中心軸の軸方向と径方向の少なくともいずれかに変位することを許容する変位規制部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転体の偏心による破損の生じにくい、ユニット化された物理量検出センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態に係る角度センサの斜視図である。
図１に示す角度センサの分解斜視図である。
図１に示す角度センサを含む回転体組立体の断面図である。
図３のＡ－Ａ線に沿った断面図である。
図４のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。
支持部材を回転シャフトに固定する構造の変形例である。
ハウジングの本体部の斜視図である。
磁界検出部が出力した回転シャフトの角度と実際の回転シャフトの角度との関係を概念的に示す図である。
外側部材の変形例を示す側面図である。
第２の実施形態とその変形例に係る角度センサの斜視図である。
第３の実施形態に係る角度センサの斜視図である。
変形例に係る角度センサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下の説明及び図面において、軸方向Ｘは回転体２の回転中心軸ＲＣと平行な方向を意味し、周方向Ｃは回転体２の回転中心軸ＲＣの周りの方向を意味し、径方向Ｒは軸方向Ｘと直交し、回転体２の回転中心軸ＲＣを起点として回転中心軸ＲＣから離れる方向を意味する。以下の実施形態において回転体２は回転シャフト２であるが、回転中心軸の周りを回転可能である限り回転体２の形状は限定されない。本発明の物理量検出センサは例えば回転速度センサにも適用できるが、ここでは角度センサについて説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は角度センサ１の斜視図を、図２は角度センサ１の分解斜視図を、図３は角度センサ１を含む回転体組立体１００の断面図を、図４は図３のＡ－Ａ線に沿った断面図を、図５は図４のＢ－Ｂ線に沿った断面図を示している。図２～５ではハーネス１５の図示を省略している。図３に示すように、回転体組立体１００は角度センサ１と、回転シャフト２と、回転シャフト２の駆動装置３と、を有している。駆動装置３は限定されないが、例えば、モータまたはエンジンであってよい。本実施形態の角度センサ１は磁気式角度センサである。角度センサ１は磁石４と、磁石４で発生する磁界の強度を検出する磁界検出素子５と、を有している。後述するように、本発明は磁気式以外の角度センサにも適用できる。磁界検出素子５は物理量を検出可能な検出素子の一例であり、磁石４は検出素子に入力される物理量を発生させる物理量発生装置の一例であり、磁界強度は物理量の一例である。
（【００１１】以降は省略されています）

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