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公開番号2025063599
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172949
出願日2023-10-04
発明の名称回転角度検出装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01B 7/30 20060101AFI20250409BHJP(測定;試験)
要約【課題】回転角度の検出精度を向上可能な回転角度検出装置を提供する。
【解決手段】回転角度検出装置1は、磁気回路30と磁気検出部50を備える。磁気回路30は、第1磁石31、第2磁石32、第1ヨーク41および第2ヨーク42を有し、回転体に固定される。磁気検出部50は、回転体の回転の軸心CL上に磁気検出素子52が位置するように支持体に固定される。第1磁石31の中心と第2磁石32の中心とを結ぶ仮想線の延びる方向を第1方向とし、軸心CLの延びる方向および第1方向に直交する方向を第2方向とする。第1ヨーク41と第2ヨーク42とは、軸心CLを挟んで第2方向に対向配置されている。第1磁石間距離D1と第2磁石間距離D2はいずれも、ヨーク内壁間距離D3より大きいか又は同一である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
支持体（１０）に対し回転可能に設けられた回転体（２０、２１）の回転角度を検出する回転角度検出装置において、
前記回転体の回転の軸心（ＣＬ）を挟んで対向配置され着磁方向が同一方向とされた第１磁石（３１）および第２磁石（３２）と、前記第１磁石と前記第２磁石の同極同士を繋ぐ第１ヨーク（４１）および第２ヨーク（４２）を有し、前記回転体に固定される磁気回路（３０）と、
前記磁気回路の内側の領域の磁界に応じた電気信号を出力する磁気検出素子（５２）を有し、前記磁気検出素子が前記軸心上に位置するように前記支持体に固定される磁気検出部（５０）と、を備え、
前記第１磁石の中心と前記第２磁石の中心とを結ぶ仮想線の延びる方向を第１方向とし、前記軸心の延びる方向および前記第１方向に直交する方向を第２方向とすると、
前記第１ヨークと前記第２ヨークとは、前記軸心を挟んで前記第２方向に対向配置されており、
「前記第１ヨークのうち前記第１磁石のＮ極に対向する部位（４１１）と、前記第２ヨークのうち前記第１磁石のＳ極に対向する部位（４２１）との距離（Ｄ１）」と「前記第１ヨークのうち前記第２磁石のＮ極に対向する部位（４１２）と、前記第２ヨークのうち前記第２磁石のＳ極に対向する部位（４２２）との距離（Ｄ２）」はいずれも、「前記第１ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第２ヨーク側を向く面（４１３）と、前記第２ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第１ヨーク側を向く面（４２３）との距離（Ｄ３）」より大きいか又は同一である、回転角度検出装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第２ヨーク側を向く面と、前記第２ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第１ヨーク側を向く面はいずれも、前記第１方向と平行な平面状である、請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記第１ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第２ヨーク側を向く面と、前記第２ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第１ヨーク側を向く面はいずれも、前記第１磁石と前記第２磁石との間に亘り、前記第１方向と平行な平面状である、請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記第１ヨークと前記第２ヨークは、いずれも平板状または直方体状である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記磁気回路は、前記軸心を含み前記第２方向に平行な所定の仮想面（Ｓ２）に対して対称である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
前記磁気回路は、前記軸心を含み前記第２方向に平行な所定の仮想面に対して対称であり、かつ、前記軸心を含み前記第１方向に平行な別の仮想面（Ｓ１）に対しても対称である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転角度検出装置。
【請求項７】
「前記第１磁石と前記第２磁石との距離（Ｄ４）」は、「前記第１ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第２ヨーク側を向く面（４１３）と、前記第２ヨークのうち前記第１磁石と前記第２磁石との間で前記第１ヨーク側を向く面（４２３）との距離（Ｄ３）」より大きい、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転角度検出装置。
【請求項８】
前記第１磁石と前記第２磁石は、いずれも直方体状である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転角度検出装置。
【請求項９】
前記第１磁石と前記第２磁石は、いずれも円柱状である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転角度検出装置。
【請求項１０】
前記磁気検出部は、前記磁気検出素子の有する少なくとも１つの感磁面（５３）を通過する磁束密度に応じて出力される信号の大きさに基づき、前記磁気検出素子を通過する磁界の向きを算出する、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転角度検出装置。
（【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】
本開示は、回転角度検出装置に関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の回転角度検出装置は、例えば自動車の電子スロットルに用いられるものである。電子スロットルは、スロットル弁に固定された軸部材がハウジングに対して回転可能な構成である。回転角度検出装置は、軸部材に設けられる磁気回路と、その軸部材の回転の軸心上に位置するようにハウジングに設けられる磁気検出部を備え、ハウジングに対する軸部材の回転角度を検出する。
【０００３】
回転角度検出装置が備える磁気回路は、２個の磁石と２個のヨークを有している。２個の磁石は、軸部材の回転の軸心を挟んで対向配置され、着磁方向が同一方向とされている。２個のヨークのうち一方のヨークは２個の磁石のＮ極同士を繋ぎ、他方のヨークは２個の磁石のＳ極同士を繋いでいる。
【０００４】
一方のヨークは、２個の磁石それぞれの近傍の部位において、磁石側から中央部に向かい、２個の磁石の中心同士を結ぶ仮想線から遠ざかるように延びる第１凹曲面と第２凹曲面を有している。また、一方のヨークは、第１凹曲面と第２凹曲面の間の中央部に、前記仮想線に対して平行に形成された平行部を有している。
他方のヨークも、２個の磁石それぞれの近傍の部位において、磁石側から中央部に向かい、前記仮想線から遠ざかるように延びる第３凹曲面と第４凹曲面を有している。他方のヨークも、第３凹曲面と第４凹曲面の間の中央部に、前記仮想線に対して平行に形成された平行部を有している。
この構成により、軸部材と共に磁気回路が回転すると磁気検出部を通過する磁界の向きが変わり、磁気検出部は、その磁界の向きに応じた電気信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許５８１８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の回転角度検出装置が備える２個のヨークは、磁石の近傍の部位に第１～第４凹曲面を有している。ここで、ヨークのうち軸心側を向く面（以下、「ヨークの内壁面」という）から空間に放出される磁界は、ヨークの内壁面に対して垂直に放出される。そのため、ヨークのうち第１～第４凹曲面から放出される磁界の一部は、磁気回路の内側の領域において軸心付近を通過するものが存在する。したがって、軸心および軸心付近を含む磁気回路の内側の領域において、第１～第４凹曲面から放出される磁界の影響を受けずに、磁界が平行成分のみが存在する平行磁界範囲は小さいものとなる。そのため、この回転角度検出装置は、ハウジングと軸部材とが回転運動するためのクリアランス等によりハウジングと軸部材とが位置ずれし、それに伴って磁気検出部が軸心上の位置から平行磁界範囲の外側に移動すると、回転角度の検出精度が低下する恐れがある。
【０００７】
本開示は上記点に鑑みて、回転角度の検出精度を向上可能な回転角度検出装置、および、それを備えたブレーキペダル装置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】
【０００８】
本開示の１つの観点によると、支持体（１０）に対し回転可能に設けられた回転体（２０、２１）の回転角度を検出する回転角度検出装置は、
回転体の回転の軸心（ＣＬ）を挟んで対向配置され着磁方向が同一方向とされた第１磁石（３１）および第２磁石（３２）と、第１磁石と第２磁石の同極同士を繋ぐ第１ヨーク（４１）および第２ヨーク（４２）を有し、回転体に固定される磁気回路（３０）と、
磁気回路の内側の領域の磁界に応じた電気信号を出力する磁気検出素子（５２）を有し、磁気検出素子が軸心上に位置するように支持体に固定される磁気検出部（５０）と、を備え、
第１磁石の中心と第２磁石の中心とを結ぶ仮想線の延びる方向を第１方向とし、軸心の延びる方向および第１方向に直交する方向を第２方向とすると、
第１ヨークと第２ヨークとは、軸心を挟んで第２方向に対向配置されており、
「第１ヨークのうち第１磁石のＮ極に対向する部位（４１１）と、第２ヨークのうち第１磁石のＳ極に対向する部位（４２１）との距離（Ｄ１）」と「第１ヨークのうち第２磁石のＮ極に対向する部位（４１２）と、第２ヨークのうち第２磁石のＳ極に対向する部位（４２２）との距離（Ｄ２）」はいずれも、「第１ヨークのうち第１磁石と第２磁石との間で第２ヨーク側を向く面（４１３）と、第２ヨークのうち第１磁石と第２磁石との間で第１ヨーク側を向く面（４２３）との距離（Ｄ３）」より大きいか又は同一である。
【０００９】
なお、本開示において「同一」とは、本開示の趣旨に照らして実質的に同一であることをいうものであり、完全同一に加え、例えば製造公差等による僅かな非同一状態を含んでいる。また、以下の説明では、第１ヨークと第２ヨークを纏めて単に「ヨーク」ということがあり、第１磁石と第２磁石を纏めて単に「磁石」ということがある。
【００１０】
上記の構成によれば、ヨークのうち磁石の近傍の部位から放出されて磁気回路の内側の領域を通る磁界が、ヨークのうち磁石の近傍の部位を除く部位（即ち、ヨークのうち中央の部位）から放出されて磁気回路の内側の領域を通る磁界に影響を与えない構成となる。これにより、軸心および軸心付近を含む磁気回路の内側の領域において平行磁界範囲を大きくできる。そのため、支持体と回転体との位置ずれに伴って磁気検出部が軸心上から移動した場合でも、その移動に起因して磁気検出部を通過する磁界の向きが変化することが抑制される。したがって、回転角度検出装置は、支持体に対する回転体の回転角度の検出精度を向上できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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