DE19911702C2 - Drehwinkelsensor - Google Patents
DrehwinkelsensorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Senso
ren zum Erfassen eines Drehwinkels und insbesondere auf Sen
soren, die einen Drehwinkel oder einen Öffnungsgrad eines
Drosselventils, das in einem Luftansaugkrümmer eines Ver
brennungsmotors eingebaut ist, erfassen.
Allgemein ausgedrückt ist ein Drosselventil in einem Luft
ansaugkrümmer eines Verbrennungsmotors eingebaut, und ein
Drehwinkelsensor erfaßt einen Öffnungswinkel des Drossel
ventils. Ein Erfassungssignal des Drehwinkelsensors wird zu
einer Motorsteuereinheit geleitet, wobei das Signal eine
Ansaugluftmenge des Motors anzeigt. Die Motorsteuereinheit
berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge, die der Ansaugluft
menge entspricht. Der Drehwinkelsensor weist ein Potentio
meter, das ein Widerstandselement und eine Bürste aufweist,
zum Erfassen des Öffnungswinkels des Drosselventils auf. Die
Bürste ist mit einer Drehwelle (einer Drosselwelle) verbun
den. Wenn sich die Bürste auf dem Widerstandselement bewegt,
kann der Öffnungswinkel des Drosselventils durch eine Wider
standswertänderung des Widerstandselements erfaßt werden. Da
jedoch die Bürste von dem Widerstandselement getrennt sein
kann, besteht bei dem Erfassungssignal des Drehwinkelsensors
die Möglichkeit, daß es plötzlich unterbrochen wird.
Wenn ferner die Bürste oder das Widerstandselement eine lan
ge Zeitdauer verwendet werden, kann der Drehwinkelsensor
seine Dauerhaftigkeit und seine Lebensdauer aufgrund des
Verschleisses der Bürste oder des Widerstandselements nicht
halten.
Die DE 197 00 046 A1 stellt beispielhaft einen Drehwinkelsen
sor mit drei Polen dar, der ein erstes Joch, ein zweites
Joch und ein drittes Joch, die einen Magnet umgeben, und ein
erstes Hallelement, das zwischen dem ersten Joch und dem
dritten Joch eingebaut ist, und ein zweites Hallelement auf
weist, das zwischen dem zweiten Joch und dem dritten Joch
eingebracht ist.
Der Drehwinkelsensor gemäß dem Stand der Technik ist hier in
Fig. 9 gezeigt. Ein Drosselkörper 1 weist ein Drosselventil
(nicht gezeigt) auf, das sich mit einer Ventilwelle 2 dreht.
Der Drosselkörper weist ferner einen Befestigungsabschnitt
1A auf, der eine zylinderförmige Form bildet, die das vor
stehende Ende der Ventilwelle 2 umgibt.
Der Befestigungsabschnitt 1A ist an einem zylinderförmigen
Abschnitt 3A eines Jochbefestigungsbauglieds 3 befestigt.
Die Ventilwelle 2 besteht aus einem sehr starken Metall
material, das auf den Lagern in dem Drosselkörper 1 ange
bracht ist.
Das Jochbefestigungsbauglied 3 umfaßt ein Gehäuse in Verbin
dung mit dem Drosselkörper 1, das den zylinderförmigen Ab
schnitt 3A, der sich in der Abwärtsrichtung öffnet, einen
Aufteilungsabschnitt 3B, der das obere Ende des zylinderför
migen Abschnitts 3A abdeckt, einen Schaltungsplatineneinbau
raum 3C an dem oberen Abschnitt des Aufteilungsabschnitts
3B, einen Magneteinbauraum 3D an dem unteren Abschnitt des
Aufteilungsabschnitts 3B und einen Verbinderabschnitt 3E
aufweist, der in der Außendurchmesserrichtung des zylinder
förmigen Abschnitts 3A vorsteht.
Ein Magnet 4 ist in dem Magneteinbauraum 3D des Jochbefesti
gungsbauglieds 3 eingebaut. Der Magnet weist kreisförmig
abgeschlossene Abschnitte in der Längenrichtung, parallel
abgeschlossene Abschnitte in der Breitenrichtung und ein
Durchgangsloch 4A auf, das sich in der axialen Richtung der
Ventilwelle 2 erstreckt. Durch Einbringen und Klemmen des
vorstehenden Endes der Ventilwelle 2 in das Durchgangsloch
4A wird der Magnet 4 an der Ventilwelle 2 befestigt.
Das erste Joch 5 ist in dem Jochbefestigungsbauglied 3 ein
gebaut. Das erste Joch 5 weist einen kreisförmigen Magnet
abschnitt 5A gegenüber den kreisförmigen Abschnitten des
Magneten 4 und einen Verlängerungsabschnitt 5B, der sich von
dem Magnetabschnitt 5A zu dem Schaltungsplatineneinbauraum
3C erstreckt, und der wie der Buchstabe L geformt ist, auf.
Der Verlängerungsabschnitt 5B deckt ein Hallelement 8 von
oben ab. Der Verlängerungsabschnitt 5B des ersten Jochs 5
führt einen Magnetfluß von dem Magneten 4 zu dem ersten
Hallelement 8.
Das zweite Joch 6 ist in dem Jochbefestigungsbauglied 3 ein
gebaut. Das zweite Joch 6 weist einen kreisförmigen Magnet
abschnitt 6A gegenüber den kreisförmigen Abschnitten des Ma
gnetes 4 und einen Verlängerungsabschnitt 6B auf, der sich
von dem Magnetabschnitt 6A zu dem Schaltungsplatineneinbau
raum 3C erstreckt, und der wie der Buchstabe L geformt ist.
Der Verlängerungsabschnitt 6B deckt ein Hallelement 9 von
oben ab. Der Verlängerungsabschnitt 6B des zweiten Jochs 6
führt einen Magnetfluß von dem Magneten 4 zu dem zweiten
Hallelement 9.
Das dritte Joch 7 ist in dem Jochbefestigungsbauglied 3 ein
gebaut. Das dritte Joch 7 weist einen kreisförmigen Magnet
abschnitt 7A gegenüber den kreisförmigen Abschnitten des Ma
gneten 4 auf. Ein Verlängerungsabschnitt 7B erstreckt sich
von dem Magnetabschnitt 7A entlang der Oberfläche einer
Schaltungsplatine 10 an dem Aufteilungsabschnitt 3B des
Jochbefestigungsabschnitts 3, wobei der Verlängerungsab
schnitt 7B unterhalb der Verlängerungsabschnitte 5B, 6B
angebracht ist.
Das erste Hallelement 8 einer ersten Signalausgabeeinrich
tung ist an der Schaltungsplatine 10 angebracht, wobei die
Schaltungsplatine zwischen dem Verlängerungsabschnitt 5B des
ersten Jochs 5 und dem Verlängerungsabschnitt 7B des dritten
Jochs 7 positioniert ist. Das erste Signal wird proportional
zu einer Magnetflußdichte durch einen ersten geschlossenen
Flußweg ausgegeben, der den Magneten 4, das erste Joch 5 und
das dritte Joch 7 aufweist.
Das zweite Hallelement 9 für eine zweite Signalausgabeein
richtung ist an der Schaltungsplatine 10 angebracht, die
zwischen dem Verlängerungsabschnitt 6B des zweiten Jochs 6
und dem Verlängerungsabschnitt 7B des dritten Jochs 7 steht.
Das zweite Signal wird proportional zu einer Magnetflußdich
te durch einen zweiten geschlosssenen Flußweg ausgegeben,
der den Magneten 4, das zweite Joch 6 und das dritte Joch 7
aufweist.
Die Schaltungsplatine 10 ist in dem Schaltungsplatinenein
bauraum 3C eingebaut, der ein isolierendes Material, wie z. B.
eine Keramik, umfaßt. Die Hallelemente 8, 9 sind auf der
Schaltungsplatine 10 positioniert. Die Schaltungsplatine 10
ist mit dem Ende von mehr als einem Anschluß 11 verbunden,
der sich hin zu dem Verbinder 3E erstreckt. Die Schaltungs
platine 10 ist mit einer Signalverarbeitungsschaltung (nicht
gezeigt) durch den Anschluß 11 verbunden.
Der Schaltungseinbauraum 3C des Jochbefestigungsbauglieds 3
ist mit einer Abdeckung 12 verschlossen, die eine Harzplatte
sein kann. Eine Dichtung 13 ist zwischen der Abdeckung 12
und dem Schaltungseinbauraum 3C angebracht, wobei die Dich
tung ein elastisches Bauglied umfaßt.
Eine Magnetabschirmplatte 14 ist in dem Aufteilungsabschnitt
3C des Jochbefestigungsbauglieds 3 vergraben, die einen
Leckfluß unterbricht und den Effekt eines Leckmagnetfeldes
zu den Hallelementen 8, 9 reduziert.
Bei dem oben erwähnten Drehwinkelsensor bewegt sich, wenn
sich die Ventilwelle 2 zu den Drosselventilöffnungen dreht,
der Magnet 4, der an der Ventilwelle 2 befestigt ist, eben
falls. Dann ändert sich, da sich jedes Flächenverhältnis des
kreisförmigen Abschnitts des Magneten 4 relativ zu dem
kreisförmigen Magnetabschnitt 5A oder des kreisförmigen Abschnitts
des Magneten 4 relativ zu dem kreisförmigen Magnet
abschnitt 6A ändert, die Magnetflußdichte durch das Joch 5,
6.
Jedes Lochelement 8, 9 gibt ein Signal aus, das proportional
zu der Magnetflußdichte zu der Signalverarbeitungsschaltung
durch die Schaltungsplatine 10 und den Anschluß 11 ist. Da
her wird die Ventilwellenöffnung durch die Signalverarbei
tungsschaltung erfaßt.
Nebenbei bemerkt erfordert dies bei dem oben erwähnten Dreh
winkelsensor, da die Magnetabschirmplatte 14 in dem Auftei
lungsabschnitt 3B des Jochbefestigungsbauglieds 3 vergraben
ist, Vorbereitungen für viele Teile. Wenn ferner das Jochbe
festigungsbauglied 3 hergestellt wird, bewirkt dies Schwie
rigkeiten bei der Herstellbarkeit, da die Magnetabschirm
platte 14 in den Aufteilungsabschnitt 3 geformt werden muß.
Zusätzlich sind die Lochelemente 8, 9 auf der Schaltungspla
tine 10 des Schaltungseinbauraums 3C enthalten, der oberhalb
des Aufteilungsabschnitte 3B des Jochbefestigungsbauglieds 3
positioniert ist. Wenn das Jochbefestigungsbauglied 3 an dem
zylinderförmigen Befestigungsabschnitt 1A des Drosselkörpers
1 angebracht ist, führt dies zu einer unerwünscht erhöhten
Größe des Sensors.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Drehwinkelsensor zu schaffen, der den Effekt des Leckmagnet
felds reduzieren, die Erfassungsempfindlichkeit der Drossel
ventilöffnung verbessern und durch Reduzieren der Teilezahl
miniaturisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Drehwinkelsensor gemäß An
spruch 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht des Drehwinkelsensors
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 2 eine horizontale Schnittansicht in der Richtung der
Pfeile II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des ersten Jochs, des
zweiten Jochs, des dritten Jochs und des Magneten
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht des ersten Jochs, des zweiten
Jochs, des dritten Jochs und des Magneten gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des ersten Jochs, des
zweiten Jochs, des dritten Jochs und des Magneten
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht des ersten Jochs, des zweiten
Jochs, des dritten Jochs und des Magneten gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des ersten Jochs, des
zweiten Jochs, des dritten Jochs und des Magneten
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des ersten Jochs, des
zweiten Jochs, des dritten Jochs und des Magneten
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung; und
Fig. 9 eine vertikale Schnittansicht eines Drehwinkelsen
sors gemäß dem Stand der Technik.
Eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung ist im folgenden angegeben. Ein er
stes Ausführungsbeispiel zeigt einen Drehwinkelsensor, der
in den Fig. 1-4 gezeigt ist.
Ein Jochbefestigungsbauglied 21 bildet die Außenform des
Drehwinkelsensors, der ein Gehäuse in Verbindung mit dem
Drosselkörper 1 umfaßt. Das Jochbefestigungsbauglied 21
weist einen zylindrischen Abschnitt 21A, der sich in der Ab
wärtsrichtung öffnet, einen Aufteilungsabschnitt 21B, der
das obere Ende des zylindrischen Abschnitts 21A abdeckt,
einen Verbinderabschnitt 21C, der von der Außendurchmesser
richtung des zylinderförmigen Abschnitts 21A vorsteht, auf.
Ein Magnet 22 ist in dem zylindrischen Abschnitt 21A einge
baut. Der Magnet 22 weist Magnetpole in beiden Seiten der
Längenrichtung auf. Ferner weist der Magnet 22 kreisförmig
abgeschlossene Abschnitte 22A, 22B in der Längenrichtung,
parallel abgeschlossene Abschnitte 22C, 22D in der Breiten
richtung und ein Durchgangsloch 22E auf, das sich in der
axialen Richtung der Ventilwelle 2 erstreckt, wie es in Fig.
2 gezeigt ist. Durch Einbringen und Klemmen des vorstehenden
Endes einer Ventilwelle 2 in das Durchgangsloch 22E ist der
Magnet 22 an der Ventilwelle 2 befestigt.
Ein erstes Joch 23 ist in dem Jochbefestigungsbauglied 21
eingebaut. Das erste Joch 23 weist einen kreisförmigen Ma
gnetabschnitt 23A auf, der sich in einem Winkel erstreckt,
und der einen konstanten Zwischenraum relativ zu dem kreis
förmig abgeschlossenen Abschnitt 22A des Magneten 22 bildet.
Das erste Joch 23 weist ferner einen Verlängerungsabschnitt
23B auf, der sich von dem Ende des kreisförmigen Abschnitts
23A in einer Richtung entlang des Umfangs zu einem kreisför
migen Magnetabschnitt 25A eines dritten Jochs 25, wie in den
Fig. 2 bis 4 gezeigt, erstreckt. Die Spitze des Verlängerungsabschnitts
23B ist relativ zu dem kreisförmigen Magnet
abschnitt 25A des dritten Jochs 25 in der Richtung entlang
des Außendurchmessers positioniert. Der Verlängerungsab
schnitt 23B des ersten Jochs 23 führt einen Magnetfluß von
dem Magneten 22 zu einem ersten Signalausgabeelement 27.
Ein zweites Joch 24 ist in dem Jochbefestigungsbauglied 21
eingebaut. Das zweite Joch 24 weist einen kreisförmigen Ma
gnetabschnitt 24A auf, der sich in einem Winkel erstreckt,
der einen konstanten Zwischenraum relativ zu dem kreisförmig
abgeschlossenen Abschnitt 22A des Magneten 22 aufweist. Das
zweite Joch 24 weist ferner einen Verlängerungsabschnitt 24B
auf, der sich von dem Ende des kreisförmigen Magentab
schnitts 24A in einer Richtung entlang des Umfangs zu dem
kreisförmigen Magnetabschnitt 25A des dritten Jochs 25 er
streckt. Die Spitze des Verlängerungsabschnitts 24B ist
relativ zu dem kreisförmigen Magnetabschnitt 25A des dritten
Jochs 25 in der Richtung entlang des Außendurchmessers posi
tioniert. Der Verlängerungsabschnitt 24B des zweiten Jochs
24 führt einen Magnetfluß von dem Magneten 22 zu einem zwei
ten Signalausgabeelement 28.
Das dritte Joch 25 ist in dem zylindrischen Abschnitt 21A
des Jochbefestigungsbauglieds 21 vergraben und wird mit ei
nem leichten Zwischenraum zu den kreisförmigen Magnetab
schnitten 23A, 24A in der Richtung des Umfangs gehalten. Das
dritte Joch 25 weist den kreisförmigen Magnetabschnitt 25A
auf, der sich um etwa 180° ausdehnt.
Wenn der Mittelabschnitt des kreisförmig abgeschlossenen Ab
schnitts 22A an einem Mittelpunkt zwischen dem kreisförmigen
Magnetabschnitt 23A und dem kreisförmigen Magnetabschnitt
24A positioniert ist, zeigt der Drehwinkel ±θ des Magneten
22 (die Ventilwelle 2) einen "0"-Punkt, wie in Fig. 2 ge
zeigt. Wenn sich der Magnet 22 nach rechts dreht, zeigt der
Drehwinkel eine positive Richtung (+θ). Wenn sich der Magnet
22 nach links dreht, zeigt der Drehwinkel eine negative
Richtung (-θ). Der Magnet 22 (die Ventilwelle 2) kann sich
um ±45° drehen, und wenn der Drehwinkel θ +45° ist, ent
spricht derselbe einer Maximalöffnung des Drosselventils.
Eine Magentabschirmplatte 26 und das dritte Joch 25 weisen
einen Einzelstückaufbau auf. Die Magnetabschirmplatte 26 ist
mit einem Ende des kreisförmigen Magnetabschnitts 25A in der
Richtung der Länge gekoppelt und bildet einen Halbkreis (ei
ne Fächerform). Die Magnetabschirmplatte 26 reduziert den
Effekt des Leckmagnetflusses nach außen durch Leiten eines
Leckmagnetflusses von dem Magneten 22.
Das erste Signalausgabeelement 27 für eine erste Signalaus
gabeeinrichtung ist zwischen der Außenseite des kreisförmi
gen Magnetabschnitts 25A des dritten Jochs 25 und dem Ver
längerungsabschnitt 23B des ersten Jochs 23, wie in den Fig.
3, 4 gezeigt, angebracht. Das erste Signal wird proportional
zu einer Magnetflußdichte durch einen ersten geschlossenen
Flußweg, der den Magneten 22, das erste Joch 23 und das
dritte Joch 25 umfaßt, ausgegeben.
Das zweite Signalausgabeelement 28 für eine zweite Signal
ausgabeeinrichtung ist zwischen der Außenseite des kreisför
migen Magnetabschnitts 25A des dritten Jochs 25 und dem Ver
längerungsabschnitt 24B des zweiten Jochs 24 angebracht. Das
zweite Signal wird proportional zu einer Magnetflußdichte
durch einen zweiten geschlossenen Fußweg, der den Magneten
22, das zweite Joch 24 und das dritte Joch 25 umfaßt, aus
gegeben.
Mehr als ein Anschluß 29 erstreckt sich in einem Verbinder
abschnitt 21C des Jochbefestigungsbauglieds 21, das mit dem
ersten Signalausgabeelement 27 und dem zweiten Signalausga
beelement 28 mit einem Zuleitungsdraht (nicht gezeigt) ver
bunden ist.
Bei dem oben erwähnten ersten Ausführungsbeispiel weist der
Drehwinkelsensor drei Pole auf, die das Joch 23, 24 und 25
aufweisen. Wenn sich die Ventilwelle 2 dreht, dreht sich der
kreisförmig abgeschlossene Abschnitt 22B des Magneten 22 in
nerhalb der Drehwinkel ±θ (±45-Grad), der ebenfalls mit ei
nem konstanten Zwischenraum zu den kreisförmigen Magnetab
schnitten 23A, 24A, wie in Fig. 2 gezeigt ist, gehalten
wird. Der kreisförmig abgeschlossene Abschnitt 22A des Ma
gneten 22 ist relativ zu dem kreisförmigen Magnetabschnitt
23A, 24A positioniert, und der gesamte kreisförmig abge
schlossene Abschnitt 22B ist zu dem kreisförmigen Magnet
abschnitt 25A positioniert. Daher wird ein Magnetfluß des
Magneten 22 durch das erste Joch 23 und das dritte Joch 25
zu dem ersten Signalausgabeelement 27 und durch das zweite
Joch 24 und das dritte Joch 25 zu dem zweiten Signalausgabe
element 28 geführt. Das erste Signal wird von dem ersten
Signalausgabeelement 27 ausgegeben, das der Magnetflußdichte
durch die Joche 23, 25 entspricht. Das zweite Signal wird
von dem zweiten Signalausgabeelement 28 ausgegeben, das der
Magnetflußdichte durch die Joche 24, 25 entspricht. Außerdem
ist die Signalverarbeitungsschaltung mit dem Äußeren durch
einen Verbinderabschnitt 21C verbunden, der Erfassungssigna
le ausgibt, die den Drehwinkeln ±θ entsprechen, indem das
erste Signal und das zweite Signal manipuliert werden, und
daher kann derselbe Drehwinkel +θ der Ventilwelle 2 erfas
sen.
Ferner weist bei dem oben erwähnten ersten Ausführungsbei
spiel die Magnetabschirmplatte 26 und der kreisförmige Ma
gnetabschnitt 25A des dritten Jochs einen Einzelstückaufbau
auf. Da die Magnetabschirmplatte 26 in dem Aufteilungsab
schnitt 21B des Jochbefestigungsbauglieds 21 vergraben ist,
eliminiert dies die Notwendigkeit der Magnetabschirmplatte
an der Seite des dritten Jochs, wie es im Stand der Technik
gezeigt ist. Dies bedeutet eine reduzierte Anzahl von Teilen
und verbessert die Bequemlichkeit der Herstellbarkeit.
Auf der anderen Seite werden, da die Magnetabschirmplatte 26
den Leckfluß des Magneten 22 zu dem ersten Joch 23 oder dem
zweiten Joch 24 unterdrücken kann, sowohl das erste Signal
als auch das zweite Signal von den Signalausgabeelementen
27, 28 nicht durch Schwankungen des Leckflusses beeinflußt.
Da ferner das erste Signalausgabeelement 27 zwischen dem
Äußeren des kreisförmigen Magnetabschnitts 25A des dritten
Jochs 25 und dem Verlängerungsabschnitt 23B des ersten Jochs
23 angebracht ist, und das zweite Signalausgabeelement 28
zwischen dem Äußeren des kreisförmigen Magnetabschnitts 25A
des dritten Jochs 25 und dem Verlängerungsabschnitt 24B des
zweiten Jochs 24 angebracht ist, kann die Magnetabschirm
platte 26 den Effekt des Leckflusses zu dem Verlängerungs
abschnitt 23B des ersten Jochs 23 und dem Verlängerungsab
schnitt 24B des Jochs 24 unterbrechen, und kann den Effekt
des Leckflusses zu den Signalausgabeelementen 27, 28 zum
genauen Erfassen von Drehwinkeln ±θ reduzieren.
Da außerdem das erste Signalausgabeelement 27 zwischen dem
Äußeren des kreisförmigen Magnetabschnitts 25A des dritten
Jochs 25 und dem Verlängerungsabschnitt 23B des ersten Jochs
23 angebracht ist, und das zweite Signalausgabeelement 28
zwischen dem Äußeren des kreisförmigen Magnetabschnitts 25A
des dritten Jochs 25 und dem Verlängerungsabschnitt 24B des
zweiten Jochs 24 angebracht ist, kann das Jochbefestigungs
bauglied 21 dünner als im Stand der Technik hergestellt wer
den, der Signalausgabeelemente an dem Jochbefestigungsbau
glied anbringt. Dies bedeutet eine Größenreduktion des ge
samten Drehwinkelsensors.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 5 bis 6 ge
zeigt, weist das erste Joch 31 einen kreisförmigen Magnetab
schnitt 31A und einen Verlängerungsabschnitt 31B auf, der
sich von einem Ende des kreisförmigen Magnetabschnitts 31A
zu und entlang des Äußeren eines kreisförmigen Magnetab
schnitts 33A des dritten Jochs 33 erstreckt.
Das zweite Joch 32 weist einen kreisförmigen Magnetabschnitt
32A und einen Verlängerungsabschnitt 32B auf, der sich von
einem Ende des kreisförmigen Magnetabschnitts 32A zu und
entlang des Äußeren eines kreisförmigen Magnetabschnitts 33A
des dritten Jochs 33 erstreckt.
Das dritte Joch 33 weist den kreisförmigen Magnetabschnitt
33A auf, der mit einem leichten Zwischenraum relativ zu den
Verlängerungsabschnitten 31B, 32B in einer Richtung entlang
des Umfangs gehalten wird. Das dritte Joch 33 weist ferner
Plattenvorstände 33B, 33B auf, die sich von dem kreisförmi
gen Magnetabschnitt 33A in der Richtung zu dem Umfang des
kreisförmigen Magnetabschnitts 32A erstrecken. Jeder der
Plattenvorstände 33B, 33B erstreckt sich radial zu dem Ver
längerungsabschnitt 31B des ersten Jochs 31 oder dem Ver
längerungsabschnitt 32B des zweiten Jochs 32, die in der
Axialrichtung versetzt sind.
Eine Magnetabschirmplatte 34 und das dritte Joch 33 weisen
einen Einzelstückaufbau auf. Die Magnetabschirmplatte 34 ist
auf dem oberen Ende des kreisförmigen Magnetabschnitts 33A
gebildet und weist eine Fächerform auf. Die Magnetabschirm
platte 34 reduziert den Effekt eines Leckmagnetflusses zum
dem Äußeren durch Weiterleiten eines Leckmagnetflusses von
dem Magneten 22.
Ein erstes Signalausgabeelement 35 für eine erste Signalaus
gabeeinrichtung ist zwischen dem Plattenvorstand 33B des
dritten Jochs 33 und dem Verlängerungsabschnitt 31B des er
sten Jochs 31 angebracht. Die Magnetflußerfassungsrichtung
des ersten Signalausgabeelements 35 ist in der Richtung der
Achse angebracht.
Ein zweites Signalausgabeelement 36 für eine zweite Signal
ausgabeeinrichtung ist zwischen dem Plattenvorstand 33B des
dritten Jochs 33 und dem Verlängerungsabschnitt 32B des
zweiten Jochs 32 angebracht. Die Magnetflußerfassungsrich
tung des zweiten Signalausgabeelements 36 ist in der Rich
tung der Achse angebracht.
Bei dem oben erwähnten zweiten Ausführungsbeispiel besitzt
der Drehwinkelsensor ähnliche Effekte wie das erste Ausführungsbeispiel.
Außerdem kann derselbe, da die Magnetpolrich
tung des Magneten 22 gerade zu der Magnetflußerfassungsrich
tung der Signalausgabeelemente 35, 36 verläuft, den Effekt
des Leckmagnetflusses besser als das erste Ausführungsbei
spiel reduzieren.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 7 gezeigt
ist, weist ein drittes Joch 41 einen kreisförmigen Magnetab
schnitt 41A auf, der mit einem leichten Zwischenraum relativ
zu dem Verlängerungsabschnitt 23B des ersten Jochs 23 und
dem Verlängerungsabschnitt 24B des zweiten Jochs 24 entlang
der Richtung des Umfangs gehalten wird.
Eine Magnetabschirmplatte 42 und das dritte Joch 41 weisen
einen Einzelstückaufbau auf. Die Magnetabschirmplatte 42 ist
auf dem oberen Ende des kreisförmigen Magnetabschnitts 41A
gebildet, wobei die Abschirmplatte die Form des Buchstaben
"U" aufweist, und eine Kerbe aufweist, die einen Wellenein
bringabschnitt 42A aufweist. Die Magnetabschirmplatte 42
verhindert ein Lecken des Magnetflusses des Magneten 22 nach
außen.
Ein erstes Signalausgabeelement 43 für die Signalausgabeein
richtung ist zwischen dem kreisförmigen Magnetabschnitt 41A
des dritten Jochs 41 und dem Verlängerungsabschnitt 23B des
ersten Jochs 23 angebracht.
Ein zweites Signalausgabeelement 44 für die zweite Signal
ausgabeeinrichtung ist zwischen dem kreisförmigen Magnetab
schnitt 41A des dritten Jochs 41 und dem Verlängerungsab
schnitt 24B des zweiten Jochs 24 eingebracht.
Bei dem oben erwähnten dritten Ausführungsbeispiel weist der
Drehwinkelsensor ähnliche Effekte wie derselbe des ersten
Ausführungsbeispiels auf. Zusätzlich ist, da die Magnetab
schirmplatte 42 den Welleneinbringabschnitt 42A aufweist,
eine Ventilwelle 2' an dem Magneten 22 befestigt, und die
selbe kann von dem Drehwinkelsensor nach außen vorstehen.
Daher kann ein Offen/Geschlossen-Betrieb des Drosselventils
durch Einbauen einer Hysterese-erzeugenden Struktur auf dem
oberen Ende des Drosselventils stabil gemacht werden.
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 8 gezeigt
ist, weist das dritte Joch 51 einen kreisförmigen Magnetab
schnitt 51A auf, der mit einem leichten Zwischenraum relativ
zu dem kreisförmigen Magnetabschnitt 31A des ersten Jochs 31
und dem kreisförmigen Magnetabschnitt 32A des zweiten Jochs
32 in der Richtung des Umfangs gehalten wird. Das dritte
Joch 51 weist ferner Plattenvorstände 51B, 51B auf, die sich
von dem kreisförmigen Magnetabschnitt 51A erstrecken.
Eine Magnetabschirmplatte 52 und das dritte Joch 51 weisen
einen Einzelstückaufbau auf. Die Magnetabschirmplatte 52 ist
an dem oberen Ende des kreisförmigen Magnetabschnitts 51A
gebildet, wobei die Abschirmplatte die Form des Buchstaben
"U" und eine Kerbe aufweist, die ein Welleneinbringabschnitt
52A ist. Die Magnetabschirmplatte 52 verhindert das Lecken
des Magnetflusses des Magneten 22 nach außen.
Ein erstes Signalausgabeelement 53 für die erste Signalaus
gabeeinrichtung ist zwischen dem Plattenvorstand 51B des
dritten Joches 51 und dem Verlängerungsabschnitt 31B des er
sten Joches 31 angebracht.
Ein zweites Signalausgabeelement 54 für die zweite Signal
ausgabeeinrichtung ist zwischen dem Plattenvorstand 51B des
dritten Joches 51 und dem Verlängerungsabschnitt 32B des
zweiten Joches 32 angebracht.
Bei dem oben erwähnten vierten Ausführungsbeispiel weist der
Drehwinkelsensor ähnliche Effekte wie derselbe des zweiten
Ausführungsbeispiels auf. Zusätzlich ist, da die Magnetab
schirmplatte 52 den Welleneinbringabschnitt 52A aufweist,
eine Ventilwelle 2' an dem Magneten 22 befestigt, die von
dem Drehwinkelsensor nach außen vorstehen kann. Daher kann
ein Offen/Geschlossen-Betrieb des Drosselventils durch Einbauen
einer Hysterese-erzeugenden Struktur an dem oberen
Ende des Drosselventils stabil gemacht werden.
Das Gehäuse kann ferner eine untere Platte, die als ein
Deckel an dem zylinderförmigen Abschnitt 21A des Jochbefe
stigungsbauglieds 21 wirkt, anstelle des Drosselkörpers 1
und des Jochbefestigungsbauglieds 21 für das Gehäuse in den
oben erwähnten Ausführungsbeispielen umfassen. In diesem
Fall ist ein Offen/Geschlossen-Hebel an der Seite des Joch
befestigungsbauglieds 21 angebracht, der sich relativ zu der
Ventilwelle 2 öffnen/schließen kann.
Claims (9)
1. Drehwinkelsensor, der folgende Merkmale aufweist:
ein Gehäuse (1, 21);
einen Magneten (22), der in dem Gehäuse positioniert ist, wobei der Magnet (22) ein erstes Magnetpolende und ein zweites Magnetpolende aufweist;
ein erstes und ein zweites Joch (23, 24; 31, 32), die in einem ersten vorbestimmten Abstand relativ zu dem ersten Magnetpolende des Magneten (22) positioniert sind;
ein drittes Joch (25; 33; 41; 51), das in einem vorbe stimmten Abstand relativ zu dem zweiten Magnetpolende des Magneten (22) positioniert ist,;
ein erstes Signalausgabeelement (27; 35; 43; 53), das zwi schen dem dritten Joch (25; 33; 41; 51) und einem Verlän gerungsabschnitt (238; 31B) des ersten Jochs (23; 31) po sitioniert ist, wobei das erste Signalausgabeelement (27; 35; 43; 53) ein erstes Signal ausgibt, das einem Flächen verhältnis zwischen dem Magneten (22) und dem ersten Joch (23; 31) entspricht,
ein zweites Signalausgabeelement (28; 36; 44; 54), das zwischen dem dritten Joch (25; 33; 41; 51) und einem Ver längerungsabschnitt (24B; 32B) des zweiten Jochs (24; 32) positioniert ist, wobei das zweite Signalausgabeelement (28; 36; 44; 54) ein zweites Signal ausgibt, das einem Flächenverhältnis zwischen dem Magneten (22) und dem zwei ten Joch (24; 32) entspricht; und
einen Magnetabschirmabschnitt (26; 34; 42; 52), der ober halb des Magneten (22) positioniert ist, wobei der Magnet abschirmabschnitt (26; 34; 42; 52) einen Leckmagnetfluß des Magneten (22) unterbricht,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungsabschnitt (23B; 31B) des ersten Jochs (23; 31) seitlich bezüglich des Magneten (22) positioniert ist, und der Verlängerungs abschnitt (24B; 32B) des zweiten Jochs (24; 32) seitlich bezüglich des Magneten (22) positioniert ist.
ein Gehäuse (1, 21);
einen Magneten (22), der in dem Gehäuse positioniert ist, wobei der Magnet (22) ein erstes Magnetpolende und ein zweites Magnetpolende aufweist;
ein erstes und ein zweites Joch (23, 24; 31, 32), die in einem ersten vorbestimmten Abstand relativ zu dem ersten Magnetpolende des Magneten (22) positioniert sind;
ein drittes Joch (25; 33; 41; 51), das in einem vorbe stimmten Abstand relativ zu dem zweiten Magnetpolende des Magneten (22) positioniert ist,;
ein erstes Signalausgabeelement (27; 35; 43; 53), das zwi schen dem dritten Joch (25; 33; 41; 51) und einem Verlän gerungsabschnitt (238; 31B) des ersten Jochs (23; 31) po sitioniert ist, wobei das erste Signalausgabeelement (27; 35; 43; 53) ein erstes Signal ausgibt, das einem Flächen verhältnis zwischen dem Magneten (22) und dem ersten Joch (23; 31) entspricht,
ein zweites Signalausgabeelement (28; 36; 44; 54), das zwischen dem dritten Joch (25; 33; 41; 51) und einem Ver längerungsabschnitt (24B; 32B) des zweiten Jochs (24; 32) positioniert ist, wobei das zweite Signalausgabeelement (28; 36; 44; 54) ein zweites Signal ausgibt, das einem Flächenverhältnis zwischen dem Magneten (22) und dem zwei ten Joch (24; 32) entspricht; und
einen Magnetabschirmabschnitt (26; 34; 42; 52), der ober halb des Magneten (22) positioniert ist, wobei der Magnet abschirmabschnitt (26; 34; 42; 52) einen Leckmagnetfluß des Magneten (22) unterbricht,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungsabschnitt (23B; 31B) des ersten Jochs (23; 31) seitlich bezüglich des Magneten (22) positioniert ist, und der Verlängerungs abschnitt (24B; 32B) des zweiten Jochs (24; 32) seitlich bezüglich des Magneten (22) positioniert ist.
2. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 1, bei dem der Magnetab
schirmabschnitt (26; 34; 42; 52) und das dritte Joch (25;
33; 41) aus einem Einzelstückaufbau einstückig gebildet
sind.
3. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das
zweite Magnetpolende des Magneten (22) eine im wesentli
chen kreisförmige Fläche aufweist, und das dritte Joch
(25; 33; 41; 51) einen im wesentlichen kreisförmigen Mag
netabschnitt (25A; 33A; 41A; 51A) aufweist, der sich in
dem vorbestimmten Abstand relativ zu der kreisförmigen
Fläche des zweiten Magnetpolendes erstreckt.
4. Drehwinkelsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei
dem der Magnetabschirmabschnitt (26; 34) eine im wesentli
chen halbkreisförmige Form aufweist.
5. Drehwinkelsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei
dem der Magnetabschirmabschnitt (42; 52) im wesentlichen
eine U-Form aufweist und eine Kerbe als einen Wellenein
bringabschnitt (42A; 52A) aufweist.
6. Drehwinkelsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei
dem das erste und das zweite Joch (23, 24; 31, 32) jeweils
einen kreisförmigen Magnetabschnitt (23A, 24A; 31A, 32A)
aufweisen, und bei dem sich die Verlängerungsabschnitte
(23B, 24B; 31B; 32B) des ersten und des zweiten Jochs (23,
24; 31, 32) von den kreisförmigen Magnetabschnitten (23A,
24A; 31A, 32A) des ersten bzw. des zweiten Jochs (23, 24;
31, 32) entlang einer Richtung eines Umfangs des kreisför
migen Magnetabschnitts (25A; 33A; 41A; 51A) des dritten
Jochs (25; 33; 41; 51) erstrecken.
7. Drehwinkelsensor gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, bei
dem der kreisförmige Magnetabschnitt (25A; 41A) des drit
ten Jochs (25; 41) bezüglich des Magneten (22) seitlich
zwischen dem Magneten (22) und dem Verlängerungsabschnitt
(23B) des ersten Jochs (23) positioniert ist, und ferner
bezüglich des Magneten (22) seitlich zwischen dem Magneten
(22) und dem Verlängerungsabschnitt (24B) des zweiten
Jochs (24) positioniert ist;
wobei das erste Signalausgabeelement (27; 43) bezüglich des Magneten (22) seitlich zwischen dem kreisförmigen Mag netabschnitt (25A; 41A) des dritten Jochs (25; 41) und dem ersten Joch (23) positioniert ist; und
wobei das zweite Signalausgabeelement (28; 44) bezüglich des Magneten (22) seitlich zwischen dem kreisförmigen Ab schnitt (25A; 41A) des dritten Jochs (25; 41) und dem zweiten Joch (24) positioniert ist.
wobei das erste Signalausgabeelement (27; 43) bezüglich des Magneten (22) seitlich zwischen dem kreisförmigen Mag netabschnitt (25A; 41A) des dritten Jochs (25; 41) und dem ersten Joch (23) positioniert ist; und
wobei das zweite Signalausgabeelement (28; 44) bezüglich des Magneten (22) seitlich zwischen dem kreisförmigen Ab schnitt (25A; 41A) des dritten Jochs (25; 41) und dem zweiten Joch (24) positioniert ist.
8. Drehwinkelsensor gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, der
ferner folgende Merkmale aufweist:
mindestens ein Vorstandbauglied (33B; 51B), das an dem kreisförmigen Magnetabschnitt (33A; 51A) des dritten Jochs (33; 51) positioniert ist;
wobei das erste Signalausgabeelement (35; 53) zwischen dem Vorstandbauglied (33B; 51B) des dritten Jochs (33; 51) und dem Verlängerungsabschnitt (31B) des ersten Jochs (31) an gebracht ist; und
das zweite Signalausgabeelement (36; 54) zwischen dem Vor standbauglied (33B; 51B) des dritten Jochs (31; 51) und dem Verlängerungsabschnitt (32B) des zweiten Jochs (32) angebracht ist.
mindestens ein Vorstandbauglied (33B; 51B), das an dem kreisförmigen Magnetabschnitt (33A; 51A) des dritten Jochs (33; 51) positioniert ist;
wobei das erste Signalausgabeelement (35; 53) zwischen dem Vorstandbauglied (33B; 51B) des dritten Jochs (33; 51) und dem Verlängerungsabschnitt (31B) des ersten Jochs (31) an gebracht ist; und
das zweite Signalausgabeelement (36; 54) zwischen dem Vor standbauglied (33B; 51B) des dritten Jochs (31; 51) und dem Verlängerungsabschnitt (32B) des zweiten Jochs (32) angebracht ist.
9. Drehwinkelsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei
dem jeder der Verlängerungsabschnitte (23B, 24B; 31B, 32B)
in einem größeren radialen Abstand von dem Magneten (22)
positioniert ist als der jeweilige kreisförmige Magnetab
schnitt (23A, 24A; 31A, 32A) des ersten und des zweiten
Jochs.
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