JP3769182B2

JP3769182B2 - Rotational position sensor and rotational shaft for rotational position sensor

Info

Publication number: JP3769182B2
Application number: JP2000325476A
Authority: JP
Inventors: 康弘杉森; 英之木幡
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002131080A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転位置センサ及び、回転位置センサ用回転軸に係わり、特に、回転駆動源が接続される回転軸の回転を磁気的に検出して、回転軸の回転角度に応じた電気信号を発生する回転位置センサ及び、該回転位置センサに用いられる回転位置センサ用回転軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば自動車に搭載されるスロットルセンサとして、磁気感応素子に近接配置されたマグネットにスロットルバルブの回転を伝達し、この回転による磁界の変化を、スロットルバルブの開度として検出する回転位置センサが多く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記回転位置センサは、具体的には、スロットルバルブのバルブシャフトと接続されたカップリングが嵌挿され、バルブシャフトと共に回転する回転軸と、該回転軸に接着剤により固定され、該回転軸と共に回転するマグネットと、該マグネットに近接して配置されたコアと、該コアのギャップ間に設けられた磁気感応素子としてのホール素子とを備えて構成される。
【０００４】
従って、上述した従来の回転位置センサは、回転軸と、マグネットとが別体に形成されているため、マグネットと回転軸とを接着剤で固定しなければならず、手間がかかる。また、接着剤が回転軸や、マグネットの外観に露出した場合、回転軸や、マグネットをコアに対して回転自在に取り付けることができない。このため、接着剤を回転軸や、マグネットの外観に露出させない管理も必要となり手間がかかる。さらに、回転軸と、マグネットとを接着が弱かったりすると、マグネットが回転軸から脱落してしまうという問題も生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、回転軸とマグネットを一体に形成することにより、回転軸とマグネットとの接着作業を省いてコストダウンを図ると共に、回転軸からのマグネットの脱落がなくその信頼性の向上を図った回転位置センサ及び、当該回転位置センサに用いられる回転位置センサ用回転軸を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、外周面の少なくとも一部に沿ってＮＳ極が着磁された円筒形状の磁石部材から形成され、かつ回転駆動源に接続されたカップリングが嵌挿される中空部を有する回転軸と、前記回転軸の前記ＮＳ極が着磁されている前記外周面に沿って設けられた磁性体と、前記磁性体のギャップ間に設けられた磁気感応素子とを備えたことを特徴とする回転位置センサに存する。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、回転駆動源からの回転がカップリングを介して回転軸に伝達されると、この回転軸が回転する。外周面の少なくとも一部に沿ってＮＳ極が着磁された回転軸が回転すると、外周面に沿って設けられた磁性体に発生する磁界が変化する。そして、この磁性体のギャップ間に設けられた磁気感応素子が、回転軸の回転による磁界の変化に応じた電気信号を、回転駆動源の回転に応じた出力として出力する。
【０００８】
従って、回転軸と、マグネットとを一体に形成することにより、回転軸とマグネットとの接着作業を省くと共に、回転軸からのマグネットの脱落をなくすことができる。しかも、回転軸の外周面をＮＳ極に着磁することにより、同時に中空部の内周面もＮＳ極に着磁され、回転軸とカップリングとの抜け落ちを防止することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転位置センサであって、前記回転軸は、前記磁石部材としてのプラスチックマグネットから形成されることを特徴とする回転位置センサに存する。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、回転軸が、磁石部材としてのプラスチックマグネットから形成されている。従って、加工しやすいプラスチックマグネットを磁石部材として用いることにより、容易に回転軸を形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の回転位置センサ用回転軸を組み込んだ回転位置センサの天面図及び、断面図である。同図において、回転位置センサは、円筒状の筐体１１と、該筐体１１の開口部に設けられるカバー１２とから構成される樹脂ケース１を備えている。
【００１５】
この樹脂ケース１内には、磁性体としての円弧状のコア２と、コア２のギャップ間に設けられた磁気感応素子としてのホール素子３と、該ホール素子３の出力端子が半田付けされた配線板４とが収納されている。そして、配線板４からはホール素子３が出力する電気信号を外部に出力するためのターミナル６が引き出されている。また、この樹脂ケース１は、その中空部に回転軸５が回転自在に嵌挿されている。
【００１６】
上述した回転軸５について、図２の回転軸の天面図、正面図及び、断面図を参照して説明する。この回転軸５は、円筒状かつ、内部中空状のプラスチックマグネット材から形成されている。そして、このプラスチックマグネット材から形成されている回転軸５は、図２（ｂ）に示すように、その外周面５ａに沿ってＮＳ極の２極が着磁されている。
【００１７】
また、上記回転軸５内部の中空部５ｂには、例えばスロットルバルブのバルブシャフトと接続されたカップリングが嵌通されるようになっている。従って、スロットルバルブが回転して、回転軸５が回転すると、このＮＳ極が着磁された回転軸５の回転により、コア２に生じる磁界が変化する。この変化をホール素子３が検出して、スロットルバルブの回転位置に応じた電気信号として出力する。すなわち、回転軸５は、スロットルバルブの回転が伝達されて回転するマグネットとしても働く。
【００１８】
以上のように、マグネットと、回転軸とをプラスチックマグネット材により一体形成することにより、回転軸とマグネットとの接着作業を省くと共に、回転軸からのマグネットの脱落をなくすことができる。
【００１９】
しかも、外周面５ａに沿ったＮＳ極の着磁により、回転軸５内部の中空部５ｂの内周面５ｃは、図２（ｃ）に示すように、外周面のＮ極に対向する面はＳ極に、Ｓ極に対向する面はＮ極に着磁されている。このため、カップリングと、回転軸５内部の内周面５ｃとの間に形成される磁力により、回転軸５からのカップリングの抜け落ちを防ぐことができる。
【００２０】
また、回転軸５を加工しやすいプラスチックマグネットにより形成することにより、容易に回転軸を形成することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、回転軸とマグネットとの接着作業を省くので、コストダウンを図ることができる。しかも、回転軸からのマグネットの脱落をなくすことができると共に、回転軸とカップリングとの抜け落ちを防止することができるので、その信頼性を向上した回転位置センサを得ることができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、加工しやすいプラスチックマグネットを磁石部材として用いることにより、容易に回転軸を形成することができる回転位置センサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転位置センサ用回転軸を組み込んだ回転位置センサの天面図及び、断面図である。
【図２】本発明の回転位置センサ用回転軸の天面図、正面図及び、断面図である。
【符号の説明】
５ａ外周面
５ｂ中空部
５回転軸
２コア（磁性体）
３ホール素子（磁気感応素子）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotational position sensor and a rotational shaft for a rotational position sensor, and in particular, magnetically detects the rotation of a rotational shaft to which a rotational drive source is connected, and generates an electrical signal corresponding to the rotational angle of the rotational shaft. The present invention relates to a generated rotational position sensor and a rotational shaft for a rotational position sensor used for the rotational position sensor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a throttle sensor mounted on an automobile, for example, a rotational position sensor that transmits the rotation of a throttle valve to a magnet disposed close to a magnetic sensing element and detects a change in the magnetic field due to this rotation as the opening of the throttle valve Is often used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Specifically, the rotational position sensor has a coupling connected to a valve shaft of a throttle valve, and a rotation shaft that rotates together with the valve shaft, and is fixed to the rotation shaft with an adhesive, together with the rotation shaft. A rotating magnet, a core disposed in the vicinity of the magnet, and a Hall element as a magnetic sensitive element provided between the gaps of the core are configured.
[0004]
Therefore, in the conventional rotational position sensor described above, since the rotation shaft and the magnet are formed separately, it is necessary to fix the magnet and the rotation shaft with an adhesive, which is troublesome. In addition, when the adhesive is exposed to the rotating shaft and the appearance of the magnet, the rotating shaft and the magnet cannot be rotatably attached to the core. For this reason, the management which does not expose an adhesive agent to the rotating shaft or the external appearance of a magnet is also required, which is troublesome. Furthermore, if the rotating shaft and the magnet are weakly bonded, there is a problem that the magnet falls off the rotating shaft.
[0005]
Therefore, the present invention pays attention to the above-described problems, and by integrally forming the rotating shaft and the magnet, the bonding work between the rotating shaft and the magnet is omitted, and the cost from the rotating shaft is reduced. It is an object of the present invention to provide a rotational position sensor that does not drop off and improves its reliability, and a rotational shaft for a rotational position sensor that is used in the rotational position sensor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is formed of a cylindrical magnet member having NS poles magnetized along at least a part of the outer peripheral surface, and connected to a rotational drive source. A rotary shaft having a hollow portion into which a coupling is inserted, a magnetic body provided along the outer peripheral surface on which the NS pole of the rotary shaft is magnetized, and a gap between the magnetic bodies The rotational position sensor includes a magnetically sensitive element.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, when the rotation from the rotation drive source is transmitted to the rotation shaft through the coupling, the rotation shaft rotates. When the rotating shaft with the NS pole magnetized along at least a part of the outer peripheral surface rotates, the magnetic field generated in the magnetic body provided along the outer peripheral surface changes. Then, the magnetic sensitive element provided between the gaps of the magnetic body outputs an electric signal corresponding to the change of the magnetic field due to the rotation of the rotation shaft as an output corresponding to the rotation of the rotation drive source.
[0008]
Therefore, by integrally forming the rotating shaft and the magnet, it is possible to omit the bonding operation between the rotating shaft and the magnet and to prevent the magnet from falling off the rotating shaft. In addition, by magnetizing the outer peripheral surface of the rotating shaft to the NS pole, the inner peripheral surface of the hollow portion is simultaneously magnetized to the NS pole, and it is possible to prevent the rotating shaft and the coupling from falling off.
[0009]
A second aspect of the present invention is the rotational position sensor according to the first aspect, wherein the rotation shaft is formed of a plastic magnet as the magnet member.
[0010]
According to invention of Claim 2, the rotating shaft is formed from the plastic magnet as a magnet member. Therefore, the rotating shaft can be easily formed by using a plastic magnet that can be easily processed as a magnet member.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view of a rotational position sensor incorporating a rotational shaft for a rotational position sensor according to the present invention. In the figure, the rotational position sensor includes a resin case 1 including a cylindrical casing 11 and a cover 12 provided in an opening of the casing 11.
[0015]
In the resin case 1, an arc-shaped core 2 as a magnetic body, a Hall element 3 as a magnetic sensitive element provided between the gaps of the core 2, and an output terminal of the Hall element 3 are soldered. The wiring board 4 is accommodated. And from the wiring board 4, the terminal 6 for outputting the electric signal which the Hall element 3 outputs outside is pulled out. Further, the resin case 1 has a rotating shaft 5 rotatably inserted in a hollow portion thereof.
[0016]
The rotating shaft 5 described above will be described with reference to a top view, a front view, and a cross-sectional view of the rotating shaft of FIG. The rotating shaft 5 is formed of a cylindrical and hollow plastic magnet material. As shown in FIG. 2B, the rotating shaft 5 formed of this plastic magnet material has two NS poles magnetized along the outer peripheral surface 5a.
[0017]
In addition, a coupling connected to, for example, a valve shaft of a throttle valve is fitted into the hollow portion 5b inside the rotary shaft 5. Accordingly, when the throttle valve rotates and the rotating shaft 5 rotates, the magnetic field generated in the core 2 changes due to the rotation of the rotating shaft 5 with the NS pole magnetized. This change is detected by the hall element 3 and output as an electrical signal corresponding to the rotational position of the throttle valve. That is, the rotating shaft 5 also functions as a magnet that rotates when the rotation of the throttle valve is transmitted.
[0018]
As described above, by integrally forming the magnet and the rotating shaft with the plastic magnet material, the bonding operation between the rotating shaft and the magnet can be omitted, and the magnet can be prevented from dropping off from the rotating shaft.
[0019]
Moreover, due to the magnetization of the NS pole along the outer peripheral surface 5a, the inner peripheral surface 5c of the hollow portion 5b inside the rotating shaft 5 is the surface facing the N pole of the outer peripheral surface as shown in FIG. The surface opposite to the S pole is magnetized to the N pole. For this reason, it is possible to prevent the coupling from falling off the rotating shaft 5 by the magnetic force formed between the coupling and the inner peripheral surface 5 c inside the rotating shaft 5.
[0020]
Further, by forming the rotating shaft 5 with a plastic magnet that is easy to process, the rotating shaft can be easily formed.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the bonding operation between the rotating shaft and the magnet is omitted, so that the cost can be reduced. In addition, it is possible to eliminate the falling of the magnet from the rotating shaft, and it is possible to prevent the rotating shaft and the coupling from coming off, so that a rotational position sensor with improved reliability can be obtained.
[0022]
According to the second aspect of the present invention, by using a plastic magnet that is easy to process as a magnet member, it is possible to obtain a rotational position sensor that can easily form a rotational shaft.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view of a rotational position sensor incorporating a rotational shaft for a rotational position sensor according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a top view, a front view, and a cross-sectional view of a rotary shaft for a rotational position sensor according to the present invention. FIGS.
[Explanation of symbols]
5a Outer peripheral surface 5b Hollow part 5 Rotating shaft 2 Core (magnetic material)
3 Hall element (magnetic sensitive element)

Claims

外周面の少なくとも一部に沿ってＮＳ極が着磁された円筒形状の磁石部材から形成され、かつ回転駆動源に接続されたカップリングが嵌挿される中空部を有する回転軸と、
前記回転軸の前記ＮＳ極が着磁されている前記外周面に沿って設けられた磁性体と、
前記磁性体のギャップ間に設けられた磁気感応素子と
を備えたことを特徴とする回転位置センサ。A rotating shaft formed of a cylindrical magnet member having NS poles magnetized along at least a part of the outer peripheral surface, and having a hollow portion into which a coupling connected to a rotational drive source is inserted;
A magnetic body provided along the outer peripheral surface on which the NS pole of the rotating shaft is magnetized;
A rotational position sensor comprising: a magnetic sensitive element provided between the gaps of the magnetic body.

請求項１記載の回転位置センサであって、
前記回転軸は、前記磁石部材としてのプラスチックマグネットから形成される
ことを特徴とする回転位置センサ。The rotational position sensor according to claim 1,
The rotational shaft is formed of a plastic magnet as the magnet member.