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JP2009019926A - Magnetic angle sensor - Google Patents

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JP2009019926A
JP2009019926A JP2007181364A JP2007181364A JP2009019926A JP 2009019926 A JP2009019926 A JP 2009019926A JP 2007181364 A JP2007181364 A JP 2007181364A JP 2007181364 A JP2007181364 A JP 2007181364A JP 2009019926 A JP2009019926 A JP 2009019926A
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JP
Japan
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angle sensor
magnetic
lip seal
magnet
magnetic angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007181364A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Ichikura
学 市倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Cosmos Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
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Abstract

【課題】磁性の塵の磁気空隙への侵入を防止することにより、角度の検出精度を維持することができる磁気式角度センサを提供する。
【解決手段】磁石5とセンサICとの間に形成される磁気空隙G3を、カバー8と磁石ホルダ4の間に形成されるリップシール6で遮断する。リップシール6は、磁石ホルダ4の外周面に固定され、回転軸1が回転すると、カバー8の第一の内周面8aと、カバー8の第二の内周面8bとの境界にある摺動面8cにおいて摺動する。
【選択図】図1
Provided is a magnetic angle sensor capable of maintaining angle detection accuracy by preventing magnetic dust from entering a magnetic gap.
A magnetic gap G3 formed between a magnet 5 and a sensor IC is blocked by a lip seal 6 formed between a cover 8 and a magnet holder 4. The lip seal 6 is fixed to the outer peripheral surface of the magnet holder 4, and when the rotary shaft 1 rotates, the lip seal 6 is slid at the boundary between the first inner peripheral surface 8a of the cover 8 and the second inner peripheral surface 8b of the cover 8. It slides on the moving surface 8c.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、回転変位を非接触で検出する非接触型磁気式角度センサに関する。   The present invention relates to a non-contact magnetic angle sensor that detects rotational displacement in a non-contact manner.

図6,7に、エンジンのスロットルバルブ(スロットル弁)2の開度を検出する非接触型磁気式角度センサを示す(例えば、特許文献1参照。)。スロットルバルブ102に締結具123によって固定されたシャフト103は、ボールベアリング111及びドライベアリング113を介してスロットルボデー101に回転自在に支持されている。
シャフト103の一端には、かしめ等の手段を用いてシャフト103に固定される円環状の非固定部125、内周面に分割型の永久磁石141(以下、磁石141とする。)と分割型のヨーク142(以下、ヨーク142とする。)を保持する円筒状の保持部126が設けられている。
6 and 7 show a non-contact type magnetic angle sensor for detecting the opening degree of the throttle valve (throttle valve) 2 of the engine (see, for example, Patent Document 1). A shaft 103 fixed to the throttle valve 102 by a fastener 123 is rotatably supported by the throttle body 101 via a ball bearing 111 and a dry bearing 113.
At one end of the shaft 103, an annular non-fixed portion 125 fixed to the shaft 103 by means of caulking or the like, a split permanent magnet 141 (hereinafter referred to as a magnet 141) and a split type on the inner peripheral surface. A cylindrical holding portion 126 for holding the yoke 142 (hereinafter referred to as the yoke 142) is provided.

円筒状の保持部126の内には、磁石141とヨーク142と対向するようにホール素子(非接触式の検出素子)143が配置される。ホール素子143は、ホール素子143への磁束を集中させるための鉄系の金属よりなるステータ144に覆われている。また、ホール素子143は、シャフト103の回転軸の軸心の延長線上であって、スロットルボデー101に取り付けられたセンサカバー120に設けられる。
ここで、特許文献1に記載された磁気式角度センサにおいては、分割型の永久磁石141と分割型のヨーク142により磁気回路が形成される空間G1と、スロットルボデー101とセンサカバー120との間に形成される空間G2とが通じている。
特許第3893907号公報
A Hall element (non-contact type detection element) 143 is disposed in the cylindrical holding portion 126 so as to face the magnet 141 and the yoke 142. The hall element 143 is covered with a stator 144 made of an iron-based metal for concentrating the magnetic flux on the hall element 143. The hall element 143 is provided on the sensor cover 120 attached to the throttle body 101 on the extension line of the axis of the rotation axis of the shaft 103.
Here, in the magnetic angle sensor described in Patent Document 1, a space G1 in which a magnetic circuit is formed by the split permanent magnet 141 and the split yoke 142, and between the throttle body 101 and the sensor cover 120 are provided. And a space G2 formed in the middle.
Japanese Patent No. 3893907

特許文献1に記載された磁気式角度センサにおいては、空間G2において発生した、ベアリング、歯車及びバネ等の摺動、摩擦及び腐食により鉄粉等の磁性の塵が、磁石に引き寄せられ空間G1に入り込む場合がある。そして、磁性の塵が磁石に付着すると磁気回路が乱れ、角度の検出精度が低下してしまうという問題がある。
本発明は、磁石に引き寄せられる磁性の塵によって生じ得る角度の検出精度の低下を防ぐことを目的とする。
In the magnetic angle sensor described in Patent Document 1, magnetic dust such as iron powder generated in the space G2 due to sliding, friction, and corrosion of bearings, gears, and springs is attracted to the magnet in the space G1. May get in. And if magnetic dust adheres to a magnet, a magnetic circuit will be disturb | confused and there exists a problem that the detection accuracy of an angle will fall.
An object of the present invention is to prevent a decrease in angle detection accuracy that may be caused by magnetic dust attracted to a magnet.

挿入部と受手部とを備え、第一の検出対象物体と第二の検出対象物体とがなす角度を検出する磁気式角度センサにおいて、挿入部は、第一の検出対象物体と連動可能に接続されている回転軸と、回転軸の一端に取り付けられた磁石と、を備える。受手部は、挿入部が受手部に挿入された状態において、磁気空隙を介して磁石と対向する検出手段と、検出手段を収容し、第二の検出対象物体と連動可能に接続されているケースと、挿入部が受手部に挿入された状態において、挿入部の磁石を含む予め定められた領域を覆うカバーと、を備える。磁気式角度センサは、さらに、挿入部が受手部に挿入された状態において、挿入部の磁石を含む予め定められた領域とカバーとの間に形成され、磁気空隙を外部から遮断するリップシールも備える。   In a magnetic angle sensor that includes an insertion unit and a receiver unit and detects an angle formed by the first detection target object and the second detection target object, the insertion unit can be interlocked with the first detection target object. A rotating shaft connected to the rotating shaft; and a magnet attached to one end of the rotating shaft. The receiver unit is in a state where the insertion unit is inserted into the receiver unit, the detection unit facing the magnet via the magnetic gap, and the detection unit are housed and connected to the second detection target object so as to be interlocked with each other. And a cover that covers a predetermined region including the magnet of the insertion portion in a state where the insertion portion is inserted into the receiver portion. The magnetic angle sensor further includes a lip seal that is formed between a predetermined region including the magnet of the insertion portion and the cover in a state in which the insertion portion is inserted into the receiver portion, and blocks the magnetic gap from the outside. Also equipped.

リップシールによって、磁気空隙と外部の空間とを遮ることにより、塵が磁気空隙に入り込まなくなる。これにより、磁気回路の乱れを防止することができ、角度の検出精度を維持することができる。   The lip seal blocks the magnetic gap and the external space, so that dust does not enter the magnetic gap. Thereby, disturbance of a magnetic circuit can be prevented and the angle detection accuracy can be maintained.

[第一実施例]
図1〜3を参照して、本発明の第一の実施例による磁気式角度センサ50について説明をする。
図1は、磁気式角度センサ50の斜視図である。図1において、x軸は抜け止めピン3が挿抜される方向、z軸は回転軸1の中心軸方向、y軸はx軸とz軸と互いに垂直に交わる方向にそれぞれ取っている。図2は、磁気式角度センサ50の分解斜視図である。図3は、図1に示したy−z平面における磁気式角度センサ50の断面図である。なお、図1〜図3おいて、同じ部分については同じ符号を付けて重複説明を省略する。他の図面においても同様に、同じ部分については同じ符号を付けて重複説明を省略する。
[First embodiment]
The magnetic angle sensor 50 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view of the magnetic angle sensor 50. In FIG. 1, the x axis is taken in the direction in which the retaining pin 3 is inserted and removed, the z axis is taken in the central axis direction of the rotary shaft 1, and the y axis is taken in the direction perpendicular to the x axis and z axis. FIG. 2 is an exploded perspective view of the magnetic angle sensor 50. FIG. 3 is a cross-sectional view of the magnetic angle sensor 50 in the yz plane shown in FIG. 1 to 3, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Similarly, in the other drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

磁気式角度センサ50は、第一の検出対象物に連動可能に接続された挿入部60と、第二の検出対象物に連動可能に接続された受手部70とから構成され、挿入部60と受手部70とがなす回転角度を検出することにより、第一の検出対象物と第二の検出対象物とがなす回転角度を検出するものである。
挿入部60は、この例では、回転軸1、回転軸1を回転自在に支持するベアリング2、回転軸1の一端に形成された磁石ホルダ4、回転軸1と磁石ホルダ4とを抜け止めする抜け止めピン3、磁石ホルダ4の先端面に配置された磁石5から構成される。
The magnetic angle sensor 50 includes an insertion portion 60 that is connected to the first detection target so as to be interlocked with, and a receiver portion 70 that is connected to be capable of interlocking with the second detection target. By detecting the rotation angle formed between the first detection object and the second detection object, the rotation angle formed between the first detection object and the second detection object is detected.
In this example, the insertion portion 60 prevents the rotation shaft 1, the bearing 2 that rotatably supports the rotation shaft 1, the magnet holder 4 formed at one end of the rotation shaft 1, and the rotation shaft 1 and the magnet holder 4. It comprises a retaining pin 3 and a magnet 5 arranged on the tip surface of the magnet holder 4.

受手部70は、挿入部60が受手部70に挿入された状態において、磁気空隙G3を介して磁石5と対向するセンサIC15、センサIC15が形成されるセンサ基板10、センサIC15を収容するケース7、挿入部60の少なくとも磁石5を含む予め定められた領域を覆うカバー8、センサICを収容する収容室の蓋11、ケース7を固定するためのスリーブ9から構成される。
まず、挿入部60の構成について説明をする。
回転軸1は、回転軸1の図示していない一端部に、第一の検出対象物と連動可能なように接続される。例えば、第一の検出対象物の回転軸と回転軸1の回転軸とが一致するように、第一の検出対象物が回転軸1に固定される。また、第一の検出対象物の回転軸と回転軸1の回転軸とが一致していない場合であっても、ギヤ等を介して回転軸1と第一の検出対象物とを連動可能なように接続し、第一の検出対象物の回転に応じて回転軸1が回転するようにしてもよい。
The receiver unit 70 accommodates the sensor IC 15 facing the magnet 5 through the magnetic gap G3, the sensor substrate 10 on which the sensor IC 15 is formed, and the sensor IC 15 with the insertion unit 60 inserted into the receiver unit 70. The case 7 includes a cover 8 that covers a predetermined region including at least the magnet 5 of the insertion portion 60, a lid 11 for a housing chamber that houses the sensor IC, and a sleeve 9 for fixing the case 7.
First, the configuration of the insertion unit 60 will be described.
The rotating shaft 1 is connected to one end (not shown) of the rotating shaft 1 so as to be interlocked with the first detection object. For example, the first detection object is fixed to the rotation shaft 1 so that the rotation axis of the first detection object matches the rotation axis of the rotation shaft 1. Further, even when the rotation axis of the first detection object and the rotation axis of the rotation shaft 1 do not coincide with each other, the rotation shaft 1 and the first detection object can be linked via a gear or the like. Thus, the rotation shaft 1 may be rotated according to the rotation of the first detection object.

回転軸1の他端の外周面にはその外周に沿ってリング状の溝1aが形成され、また、回転軸1の他端の先端面には板状の突起1bが形成される。回転軸1は、ベアリング2を介して筐体17に回転自在に支持される。回転軸1の上記他端には、磁石ホルダ4が設けられる。
上述した例では、磁石5は磁石ホルダ4を介して回転軸1に取り付けられたが、磁石5を接着固定等により回転軸1の一端に直接取り付けてもよい。
磁石ホルダ4は、一端が開放され、他端が閉塞した略円筒カップ状をしており、樹脂などの非磁性体により形成される。この例では、磁石ホルダ4の開放端部4aは肉厚とされ、抜け止めピン3を通すための貫通孔4bが略平行に2つ形成される。磁石ホルダ4と回転軸1とを嵌め合わせたときに、磁石ホルダ4の貫通孔4bと、回転軸1の溝1aとが、抜け止めピン3を通すための1つの穴を形成する。磁石ホルダ4の閉塞板部には、凹部4cが設けられ、凹部4cには円板状の磁石5が接着固定される。
A ring-shaped groove 1 a is formed on the outer peripheral surface of the other end of the rotating shaft 1 along the outer periphery, and a plate-like protrusion 1 b is formed on the tip surface of the other end of the rotating shaft 1. The rotating shaft 1 is rotatably supported by the housing 17 via the bearing 2. A magnet holder 4 is provided at the other end of the rotating shaft 1.
In the above-described example, the magnet 5 is attached to the rotating shaft 1 via the magnet holder 4, but the magnet 5 may be directly attached to one end of the rotating shaft 1 by adhesive fixing or the like.
The magnet holder 4 has a substantially cylindrical cup shape with one end open and the other end closed, and is formed of a nonmagnetic material such as resin. In this example, the open end 4a of the magnet holder 4 is thick, and two through holes 4b through which the retaining pins 3 are passed are formed substantially in parallel. When the magnet holder 4 and the rotating shaft 1 are fitted together, the through-hole 4b of the magnet holder 4 and the groove 1a of the rotating shaft 1 form one hole through which the retaining pin 3 passes. The closing plate portion of the magnet holder 4 is provided with a recess 4c, and a disc-shaped magnet 5 is bonded and fixed to the recess 4c.

磁石ホルダ4は、径が異なる2つの外周面を有している。径が大きい方の外周面を第一の外周面4d、径が小さい方の外周面を第二の外周面4eとする。この例では、第一の外周面4dは、開放端側に形成される。第一の外周面4dと第二の外周面4eとの間に円環状の段部4fが形成される。
抜け止めピン3は、コの字状をしており、コの字の中央部3aと、中央部3aの両端から同一方向に延長された一対の脚部3bを有する。磁石ホルダ4と回転軸1とを嵌め合わせ、貫通孔4bに抜け止めピン3の脚部3bを挿入することにより、回転軸1と磁石ホルダ4とが抜け止めされる。脚部3bの先端部は、互いに内向きにわずかに折り曲げられており、抜け止めピン3が貫通孔4bから容易に抜けないようにされている。
The magnet holder 4 has two outer peripheral surfaces with different diameters. The outer peripheral surface with the larger diameter is the first outer peripheral surface 4d, and the outer peripheral surface with the smaller diameter is the second outer peripheral surface 4e. In this example, the first outer peripheral surface 4d is formed on the open end side. An annular step 4f is formed between the first outer peripheral surface 4d and the second outer peripheral surface 4e.
The retaining pin 3 has a U-shape, and has a U-shaped central portion 3a and a pair of leg portions 3b extending in the same direction from both ends of the central portion 3a. The rotating shaft 1 and the magnet holder 4 are prevented from coming off by fitting the magnet holder 4 and the rotating shaft 1 and inserting the leg 3b of the retaining pin 3 into the through hole 4b. The distal ends of the leg portions 3b are slightly bent inward from each other so that the retaining pins 3 cannot be easily removed from the through holes 4b.

リップシール6は、円筒状の基部6aと、基部6aの一方の端面から外周方向に広がるフランジ6bとから形成される。この例では、フランジ6bは、基部6aと反対方向に向かって広がっている。フランジ6bの厚さは、外周方向に行くに従って薄くなっている。リップシール6は、例えばフッ素樹脂や摺動性のあるゴムにより形成される。
リップシール6は、磁石ホルダ4の外周面に形成される。例えば、第一の外周面4dと第二の外周面4eとの境界に形成される円環状の段部4fに、リップシール6の基部6a側の円環状の端面6cが当接するようにして、磁石ホルダ4の外周面にリップシール6が設けられる。この例では、リップシール6の基部6aがフランジ6bよりも、磁石ホルダ42の開放端側、言い換えると、挿入部60の後端側に位置する方向に取り付けられる。リップシール6は、磁石ホルダ4に嵌め込まれてもよいし、接着固定されてもよいし、嵌めこまれた上で接着固定されてもよい。
The lip seal 6 is formed of a cylindrical base portion 6a and a flange 6b extending from one end face of the base portion 6a in the outer peripheral direction. In this example, the flange 6b expands in the opposite direction to the base 6a. The thickness of the flange 6b becomes thinner toward the outer peripheral direction. The lip seal 6 is made of, for example, a fluororesin or a slidable rubber.
The lip seal 6 is formed on the outer peripheral surface of the magnet holder 4. For example, an annular end surface 6c on the base 6a side of the lip seal 6 is in contact with an annular step 4f formed at the boundary between the first outer peripheral surface 4d and the second outer peripheral surface 4e, A lip seal 6 is provided on the outer peripheral surface of the magnet holder 4. In this example, the base portion 6a of the lip seal 6 is attached in a direction positioned on the open end side of the magnet holder 42, in other words, on the rear end side of the insertion portion 60, rather than the flange 6b. The lip seal 6 may be fitted into the magnet holder 4, may be bonded and fixed, or may be bonded and fixed after being fitted.

次に、受手部70の構成について説明をする。
センサIC15は、挿入部60が受手部70に挿入された状態においては、磁石5と磁気空隙G3を介して対向して位置する。センサIC15は、略方形のセンサ基板10上に形成され、センサ基板10上に半田付けされる。センサIC15は、磁石5から生じる磁界のうちセンサIC15の検出部位における磁界の、回転軸1の軸方向と直行する方向における変化を演算する。センサIC15として、例えばメレキシス社のMLX90316が用いられる。センサICとして、他の検出手段を用いてもよい。演算された変位量は、センサIC15及びセンサ基板10に接続された入出力先線12を通じて出力される。
Next, the configuration of the receiver unit 70 will be described.
The sensor IC 15 is positioned opposite to the magnet 5 with the magnetic gap G3 in a state where the insertion part 60 is inserted into the receiver part 70. The sensor IC 15 is formed on the substantially square sensor substrate 10 and is soldered onto the sensor substrate 10. The sensor IC 15 calculates the change in the direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 1 of the magnetic field generated from the magnet 5 at the detection site of the sensor IC 15. As the sensor IC 15, for example, MLX90316 manufactured by Melexis is used. Other detection means may be used as the sensor IC. The calculated displacement amount is output through the input / output destination line 12 connected to the sensor IC 15 and the sensor substrate 10.

樹脂などの非磁性材料からなるケース7は、一端が開放され他端が閉塞された略円筒カップ状であり、内部にセンサIC15を収納する。この例では、センサICが形成されるセンサ基板10が、略円筒カップ状のケース7の閉塞板部を構成する。ケース7の内部は非磁性体の樹脂などの充填材16によって充填され、これによりセンサIC15は防塵、防湿されている。また、ケース7の開放端は、蓋11によって覆われる。
ケース7は外周面に互いに180度の角度をなす一対の取付部7aを有し、取付部7aは取付用のねじ穴7bを有する。ねじ穴7bには例えば金属性のスリーブ9が挿入される。スリーブ9により、ケース7の取り付け時の締め付け強度を確保することができる。ケース7は、ねじ13により第二の検出対象物体18に固定される。これにより、ケース7は、第二の検出対象物体18と連動可能なように接続される。なお、ギア等を介して、ケース7を第二の検出対象物体18と連動可能なように接続してもよい。
The case 7 made of a non-magnetic material such as resin has a substantially cylindrical cup shape with one end opened and the other end closed, and houses the sensor IC 15 therein. In this example, the sensor substrate 10 on which the sensor IC is formed constitutes a closing plate portion of the substantially cylindrical cup-shaped case 7. The inside of the case 7 is filled with a filler 16 such as a nonmagnetic resin, so that the sensor IC 15 is dustproof and moistureproof. The open end of the case 7 is covered with a lid 11.
The case 7 has a pair of attachment portions 7a that form an angle of 180 degrees with each other on the outer peripheral surface, and the attachment portion 7a has a screw hole 7b for attachment. For example, a metallic sleeve 9 is inserted into the screw hole 7b. The sleeve 9 can secure the tightening strength when the case 7 is attached. The case 7 is fixed to the second detection target object 18 with the screw 13. As a result, the case 7 is connected so as to be interlocked with the second detection target object 18. Note that the case 7 may be connected to the second detection target object 18 via a gear or the like.

カバー8は、一端が開放され他端が閉塞された略円筒カップ状をしており、この例では、カバー8はケース7と一体に形成される。カバー8の開放端側から、挿入部60の磁石5が設けられた一端が挿入されると、挿入部60の磁石5を含む予め定められた領域はカバー8によって覆われる。この例では、挿入部60の磁石5が設けられた一端部が、挿入部60の磁石5を含む予め定められた領域となる。
カバー8は、径が異なる2つの内周面を有している。径が大きい方の内周面を第一の内周面8a、径が小さい方の内周面を第二の内周面8bとする。第一の内周面8aは、カバー8の開放端側に位置する。第一の内周面8aと第二の内周面8bとの境界に円環状の摺動面8cが形成される。この例では、摺動面8cは、回転軸1の軸方向に対して垂直となる。
The cover 8 has a substantially cylindrical cup shape with one end open and the other end closed. In this example, the cover 8 is formed integrally with the case 7. When one end provided with the magnet 5 of the insertion portion 60 is inserted from the open end side of the cover 8, a predetermined region including the magnet 5 of the insertion portion 60 is covered with the cover 8. In this example, one end where the magnet 5 of the insertion portion 60 is provided is a predetermined region including the magnet 5 of the insertion portion 60.
The cover 8 has two inner peripheral surfaces with different diameters. The inner peripheral surface with the larger diameter is the first inner peripheral surface 8a, and the inner peripheral surface with the smaller diameter is the second inner peripheral surface 8b. The first inner peripheral surface 8 a is located on the open end side of the cover 8. An annular sliding surface 8c is formed at the boundary between the first inner peripheral surface 8a and the second inner peripheral surface 8b. In this example, the sliding surface 8 c is perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 1.

挿入部60が受手部70に挿入されると、リップシール6のフランジ6bの内周面が摺動面8cに当たり、フランジ6bは摺動面8cの抗力によって外側に弾性変形する。これにより、外部の空間と、カバー8の内周面と磁石ホルダ4の外周面との間の空間とが遮断される。また、磁気空隙G3に通じる唯一の空間であるカバー8の内周面と磁石ホルダ4の外周面との間の空間が外部の空間から遮断されることにより、磁気空隙G3も外部の空間から遮断される。回転軸1の軸を中心にして挿入部60が受手部70に対して回転すると、摺動面8cにおいてリップシール6とカバー8とが摺動する。   When the insertion portion 60 is inserted into the receiver portion 70, the inner peripheral surface of the flange 6b of the lip seal 6 hits the sliding surface 8c, and the flange 6b is elastically deformed outward by the drag of the sliding surface 8c. Thereby, the external space and the space between the inner peripheral surface of the cover 8 and the outer peripheral surface of the magnet holder 4 are blocked. Further, the space between the inner peripheral surface of the cover 8 and the outer peripheral surface of the magnet holder 4 which is the only space leading to the magnetic gap G3 is cut off from the external space, so that the magnetic gap G3 is also cut off from the external space. Is done. When the insertion portion 60 rotates with respect to the receiver portion 70 around the axis of the rotary shaft 1, the lip seal 6 and the cover 8 slide on the sliding surface 8c.

このように、カバー8の内周面と磁石ホルダ4の外周面との間にリップシール6を形成し、磁気空隙G3を外部から遮断することにより、磁性の塵及び非磁性の塵の磁気空隙G3への進入を防ぐことができる。このため、角度の検出精度を維持することができる。
この例では、摺動面8cは、回転軸1の軸方向に対して垂直に形成される。このため、挿入部60が回転軸1の軸方向に対して垂直方向に移動したときであっても、その移動量がフランジ6bの外径と第一の内周面8aの径の差分を2で割った値以下である場合には、磁気空隙G3を外部から遮断し続けることができる。この点において、磁気式角度センサ50は、回転軸1の軸方向に対する垂直方向(ラジアル方向)のずれに強い磁気式角度センサであるということができる。
Thus, the lip seal 6 is formed between the inner peripheral surface of the cover 8 and the outer peripheral surface of the magnet holder 4, and the magnetic gap G3 is shielded from the outside, so that the magnetic gap of magnetic dust and non-magnetic dust is removed. Entering G3 can be prevented. For this reason, angle detection accuracy can be maintained.
In this example, the sliding surface 8 c is formed perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 1. For this reason, even when the insertion portion 60 moves in a direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 1, the amount of movement is a difference of 2 between the outer diameter of the flange 6 b and the diameter of the first inner peripheral surface 8 a. If the value is equal to or less than the value divided by, the magnetic gap G3 can be kept shut from the outside. In this regard, it can be said that the magnetic angle sensor 50 is a magnetic angle sensor that is resistant to displacement in the vertical direction (radial direction) with respect to the axial direction of the rotary shaft 1.

[第二実施例]
図4を参照して、本発明の第二の実施例による磁気式角度センサ51について説明をする。図4は、磁気式角度センサ51の縦断面図である。図4の切断面の方向は、図3の切断面の方向である図1のy−z平面の方向と同じである。
第二実施例の磁気式角度センサ51は、磁石ホルダ41及びカバー81の形状が、第一実施例の磁石ホルダ4及びカバー8の形状とは異なり、また、リップシール6の磁石ホルダ41への取り付け方向が、第一実施例の磁石ホルダ4への取り付け方向とは逆である点で第一実施例の磁気式角度センサ50とは異なる。他の点については、第一実施例の磁気式角度センサ50と同様である。同じ部分については重複説明を省略する。
[Second Example]
A magnetic angle sensor 51 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the magnetic angle sensor 51. The direction of the cut surface of FIG. 4 is the same as the direction of the yz plane of FIG. 1, which is the direction of the cut surface of FIG.
In the magnetic angle sensor 51 of the second embodiment, the shape of the magnet holder 41 and the cover 81 is different from the shapes of the magnet holder 4 and the cover 8 of the first embodiment, and the lip seal 6 is attached to the magnet holder 41. The mounting direction differs from the magnetic angle sensor 50 of the first embodiment in that the mounting direction is opposite to the mounting direction to the magnet holder 4 of the first embodiment. Other points are the same as those of the magnetic angle sensor 50 of the first embodiment. The duplicate description is omitted for the same parts.

磁石ホルダ41は、磁石ホルダ4と異なり、径が大きい方の外周面である第一の外周面4dが磁石ホルダ41の閉塞板側に形成され、径が小さい方の外周面である第二の外周面4eが磁石ホルダ42の開放端側に形成される。そして、第一の外周面4dと第二の外周面4eの境界にある円環状の段部を段部4fとすると、この段部4fにリップシール6の基部6a側の端面6cが接する位置で、リップシール6は磁石ホルダ4の外周面に取り付けられる。これにより、リップシール6の基部6aがフランジ6bよりも、磁石ホルダ41の閉塞板側、言い換えると、挿入部60の先端側に位置する方向にリップシール6が磁石ホルダ41に取り付けられる。他の点については磁石ホルダ41と磁石ホルダ4は同様である。   Unlike the magnet holder 4, the magnet holder 41 has a first outer peripheral surface 4 d that is an outer peripheral surface having a larger diameter formed on the closing plate side of the magnet holder 41, and a second outer surface that is the outer peripheral surface having a smaller diameter. An outer peripheral surface 4 e is formed on the open end side of the magnet holder 42. If the annular stepped portion at the boundary between the first outer peripheral surface 4d and the second outer peripheral surface 4e is a stepped portion 4f, the stepped portion 4f is in contact with the end surface 6c of the lip seal 6 on the base 6a side. The lip seal 6 is attached to the outer peripheral surface of the magnet holder 4. Thereby, the lip seal 6 is attached to the magnet holder 41 in a direction in which the base portion 6a of the lip seal 6 is positioned closer to the closing plate side of the magnet holder 41 than the flange 6b, in other words, the distal end side of the insertion portion 60. The magnet holder 41 and the magnet holder 4 are the same in other respects.

この例においては、カバー81は、径が同じであるひとつの内周面8dを有する点で、カバー8と異なる。他の点については、カバー81とカバー8は同様である。
挿入部60が受手部70に挿入された状態において、リップシール6のフランジ6bの外周面が、カバー81の内周面8dに当たり、カバー81の内周面8dの抗力によって、フランジ6bは内側に弾性変形する。これにより、磁気空隙G3が外部の空間から遮断される。
このように、磁気空隙G3を外部から遮断することにより、磁性の塵及び非磁性の塵の磁気空隙G3への進入を防ぐことができる。このため、角度の検出精度を維持することができる。
In this example, the cover 81 is different from the cover 8 in that it has one inner peripheral surface 8d having the same diameter. The cover 81 and the cover 8 are the same in other respects.
In a state where the insertion portion 60 is inserted into the receiver portion 70, the outer peripheral surface of the flange 6 b of the lip seal 6 hits the inner peripheral surface 8 d of the cover 81, and the flange 6 b It is elastically deformed. As a result, the magnetic gap G3 is blocked from the external space.
Thus, by blocking the magnetic gap G3 from the outside, it is possible to prevent magnetic dust and non-magnetic dust from entering the magnetic gap G3. For this reason, angle detection accuracy can be maintained.

この例では、摺動面であるカバー81の内周面8dは、回転軸1の軸心を中心とする円筒面である。換言すると、内周面8dは、回転軸1の軸方向に対して平行な面となる。このため、挿入部60が回転軸1の軸方向に移動しても、リップシール6のフランジ6bの先端が、カバー81の開放端部から外側に出ない限りは、磁気空隙G3を外部から遮断し続けることができる。この点において、磁気式角度センサ51は、回転軸1の軸方向のずれに強い磁気式角度センサであるということができる。   In this example, the inner peripheral surface 8 d of the cover 81 that is a sliding surface is a cylindrical surface centered on the axis of the rotating shaft 1. In other words, the inner peripheral surface 8 d is a surface parallel to the axial direction of the rotation shaft 1. For this reason, even if the insertion portion 60 moves in the axial direction of the rotary shaft 1, the magnetic gap G <b> 3 is blocked from the outside as long as the tip of the flange 6 b of the lip seal 6 does not protrude outward from the open end of the cover 81. Can continue. In this regard, it can be said that the magnetic angle sensor 51 is a magnetic angle sensor that is resistant to axial displacement of the rotating shaft 1.

[第三実施例]
図5を参照して、本発明の第三の実施例による磁気式角度センサ52について説明をする。図5は、磁気式角度センサ52の縦断面図である。図5の切断面の方向は、図3の切断面の方向である図1のy−z平面の方向と同じである。
[Third embodiment]
A magnetic angle sensor 52 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the magnetic angle sensor 52. The direction of the cut surface in FIG. 5 is the same as the direction of the yz plane in FIG. 1, which is the direction of the cut surface in FIG.

第三実施例の磁気式角度センサ52は、2つのリップシール61,62を設けた点で、磁気式角度センサ50,51とは異なる。他の点については、磁気式角度センサ50,51と同様である。同じ部分については重複説明を省略する。
リップシール61は、第一実施例で説明した、回転軸1の軸方向に対して垂直な面(摺動面8c)において摺動するリップシールであり、リップシール62は、第二実施例で説明した、回転軸1の軸心を中心とする円筒面(内周面8a)において摺動するリップシールである。
The magnetic angle sensor 52 of the third embodiment is different from the magnetic angle sensors 50 and 51 in that two lip seals 61 and 62 are provided. Other points are the same as those of the magnetic angle sensors 50 and 51. The duplicate description is omitted for the same parts.
The lip seal 61 is a lip seal that slides on a surface (sliding surface 8c) perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 1 described in the first embodiment, and the lip seal 62 is a lip seal 62 in the second embodiment. The lip seal slides on the cylindrical surface (inner peripheral surface 8a) centered on the axis of the rotating shaft 1 as described.

このように、2つのリップシールを設けることにより、リップシールを1つだけ設ける場合よりも、磁気空隙G3を外部から遮断する能力を高めることができる。また、この例では、磁気式角度センサ52は、回転軸1の軸方向に対して垂直な方向のずれに強いリップシール61と、回転軸1の軸方向のずれに強いリップシール62とを有する。このため、磁気式角度センサ52は、回転軸1の軸方向に対して垂直な方向のずれと、回転軸1の軸方向のずれの両方向のずれに強い。   Thus, by providing two lip seals, the ability to block the magnetic gap G3 from the outside can be enhanced as compared with the case of providing only one lip seal. In this example, the magnetic angle sensor 52 includes a lip seal 61 that is resistant to displacement in a direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 1 and a lip seal 62 that is resistant to displacement in the axial direction of the rotating shaft 1. . For this reason, the magnetic angle sensor 52 is resistant to both a shift in a direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 1 and a shift in the axial direction of the rotary shaft 1.

[変形例等]
上記実施例では、リップシール6,61,62は、挿入部60の磁石ホルダ4,41,42に固定されたが、リップシール6,61,62を回転軸1に固定してもよい。
[Modifications, etc.]
In the above embodiment, the lip seals 6, 61, 62 are fixed to the magnet holders 4, 41, 42 of the insertion portion 60, but the lip seals 6, 61, 62 may be fixed to the rotary shaft 1.

また、リップシール6,61,62をカバー8,81,82に固定してもよい。この場合、リップシール6は、例えば、磁石ホルダ4,41,42の外面、回転軸1の外面と摺動する。
上記第三実施例では、2つのリップシールを設けたが、3つ以上のリップシールを設けてもよい。
リップシール6,61,62は、磁気空隙G3を完全に密閉している必要はない。発生する可能性がある磁性の塵よりも小さい隙間があっても良い。
Further, the lip seals 6, 61, 62 may be fixed to the covers 8, 81, 82. In this case, the lip seal 6 slides on the outer surface of the magnet holders 4, 41, 42 and the outer surface of the rotating shaft 1, for example.
In the third embodiment, two lip seals are provided, but three or more lip seals may be provided.
The lip seals 6, 61, 62 need not completely seal the magnetic gap G3. There may be gaps smaller than the magnetic dust that may be generated.

この例では、角度検出手段として、センサIC15を設けたが、任意の角度検出手段を設けることができる。
なお、貫通孔4bの中央部において開放端部4aの内周面が一部えぐられていてもよい。この場合には、磁石ホルダ4と回転軸1とを嵌め合わせたときに、磁石ホルダ4の貫通孔4bと、開放端部4aの内周面のえぐられた部分と、回転軸1の溝1aとが、抜け止めピン3を通すための1つの穴を形成する。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
In this example, the sensor IC 15 is provided as the angle detection means, but any angle detection means can be provided.
A part of the inner peripheral surface of the open end 4a may be removed at the center of the through hole 4b. In this case, when the magnet holder 4 and the rotary shaft 1 are fitted together, the through-hole 4b of the magnet holder 4, the part of the inner peripheral surface of the open end 4a, and the groove 1a of the rotary shaft 1 are inserted. Forms one hole for the retaining pin 3 to pass through.
Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

第一実施例による磁気式角度センサ50の斜視図。The perspective view of the magnetic type angle sensor 50 by a 1st Example. 第一実施例による磁気式角度センサ50の分解斜視図。The disassembled perspective view of the magnetic type angle sensor 50 by a 1st Example. 第一実施例による磁気式角度センサ50の、図1におけるy−z平面による縦断面図。The longitudinal cross-sectional view by the yz plane in FIG. 1 of the magnetic type angle sensor 50 by a 1st Example. 第二実施例による磁気式角度センサ51の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the magnetic type angle sensor 51 by a 2nd Example. 第三実施例による磁気式角度センサ52の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the magnetic type angle sensor 52 by a 3rd Example. 背景技術によるエンジンのスロットルバルブ102の開度を検出する非接触型磁気式角度センサを示す図(その一)。The figure which shows the non-contact-type magnetic angle sensor which detects the opening degree of the throttle valve 102 of the engine by background art (the 1). 背景技術によるエンジンのスロットルバルブ102の開度を検出する非接触型磁気式角度センサを示す図(その二)。The figure which shows the non-contact-type magnetic angle sensor which detects the opening degree of the throttle valve 102 of the engine by background art (the 2).

符号の説明Explanation of symbols

1:回転軸,1a:溝,1b:突起,2:ベアリング,3:抜け止めピン,3a:中央部,3b:脚部,4:磁石ホルダ,4a:開放端部,4b:貫通孔,4c:凹部,4d:外周面,4e:外周面,4f:段部,5:磁石,6:リップシール,6a:基部,6b:フランジ,7:ケース,7a:取付部,7b:穴,8:カバー,8a:内周面,8b:内周面,8c:摺動面,8d:内周面,9:スリーブ,10:センサ基板,11:ボールベアリング,11:蓋,12:入出力先線,13:ドライベアリング,15:センサIC,16:充填材,17:筐体,18:検出対象物体,41:磁石ホルダ,42:磁石ホルダ,50:磁気式角度センサ,51:磁気式角度センサ,52:磁気式角度センサ,60:挿入部,61:リップシール,62:リップシール,70:受手部,81:カバー,101:スロットルボデー,102:スロットルバルブ,103:シャフト,120:センサカバー,123:締結具,125:非固定部,126:保持部,141:永久磁石(磁石),142:ヨーク,143:ホール素子,144:ステータ,G1:空間,G2:空間,G3:磁気空隙 1: rotating shaft, 1a: groove, 1b: protrusion, 2: bearing, 3: retaining pin, 3a: center, 3b: leg, 4: magnet holder, 4a: open end, 4b: through hole, 4c : Recess, 4d: outer peripheral surface, 4e: outer peripheral surface, 4f: stepped portion, 5: magnet, 6: lip seal, 6a: base, 6b: flange, 7: case, 7a: mounting portion, 7b: hole, 8: Cover, 8a: inner peripheral surface, 8b: inner peripheral surface, 8c: sliding surface, 8d: inner peripheral surface, 9: sleeve, 10: sensor substrate, 11: ball bearing, 11: lid, 12: input / output destination line , 13: Dry bearing, 15: Sensor IC, 16: Filler, 17: Housing, 18: Object to be detected, 41: Magnet holder, 42: Magnet holder, 50: Magnetic angle sensor, 51: Magnetic angle sensor , 52: Magnetic angle sensor, 60: Insertion part, 61: Lip seal, 2: lip seal, 70: receiving part, 81: cover, 101: throttle body, 102: throttle valve, 103: shaft, 120: sensor cover, 123: fastener, 125: non-fixed part, 126: holding part, 141: Permanent magnet (magnet), 142: Yoke, 143: Hall element, 144: Stator, G1: Space, G2: Space, G3: Magnetic gap

Claims (6)

挿入部と受手部とを備え、第一の検出対象物体と第二の検出対象物体とがなす角度を検出する磁気式角度センサにおいて、
上記挿入部は、
第一の検出対象物体と連動可能に接続されている回転軸と、
上記回転軸の一端に取り付けられた磁石と、
を備え、
上記受手部は、
上記挿入部が上記受手部に挿入された状態において、磁気空隙を介して上記磁石と対向する検出手段と、
上記検出手段を収容し、第二の検出対象物体と連動可能に接続されているケースと、
上記挿入部が上記受手部に挿入された状態において、上記挿入部の磁石を含む予め定められた領域を覆うカバーと、
を備え、
さらに、上記挿入部が上記受手部に挿入された状態において、上記挿入部の磁石を含む予め定められた領域と上記カバーとの間に形成され、上記磁気空隙を外部から遮断するリップシール、
も備える磁気式角度センサ。
In a magnetic angle sensor that includes an insertion part and a receiver part and detects an angle formed between the first detection target object and the second detection target object,
The insertion part is
A rotation axis connected to the first object to be detected,
A magnet attached to one end of the rotating shaft;
With
The receiver is
In a state where the insertion portion is inserted into the receiver portion, detection means facing the magnet via a magnetic gap,
A case that houses the detection means and is connected to the second detection target object;
In a state where the insertion portion is inserted into the receiver portion, a cover that covers a predetermined region including the magnet of the insertion portion;
With
Further, in a state where the insertion portion is inserted into the receiver portion, a lip seal is formed between a predetermined region including the magnet of the insertion portion and the cover, and blocks the magnetic gap from the outside.
Magnetic angle sensor equipped with.
請求項1に記載の磁気式角度センサにおいて、
上記挿入部と上記受手部とが分離可能に形成されていることを特徴とする磁気式角度センサ。
The magnetic angle sensor according to claim 1,
The magnetic angle sensor, wherein the insertion portion and the receiver portion are separable.
請求項1又は2に記載の磁気式角度センサにおいて、
上記リップシールは、挿入部が受手部に対して回転すると、上記回転軸の軸方向に対して垂直な面において摺動する、
ことを特徴とする磁気式角度センサ。
The magnetic angle sensor according to claim 1 or 2,
The lip seal slides in a plane perpendicular to the axial direction of the rotation shaft when the insertion portion rotates with respect to the receiver portion.
A magnetic angle sensor.
請求項1又は2に記載の磁気式角度センサにおいて、
上記リップシールは、挿入部が受手部に対して回転すると、上記回転軸の軸心を中心とする円筒面において摺動する、
ことを特徴とする磁気式角度センサ。
The magnetic angle sensor according to claim 1 or 2,
The lip seal slides on a cylindrical surface centered on the axis of the rotation shaft when the insertion portion rotates with respect to the receiver portion.
A magnetic angle sensor.
請求項1から4の何れかに記載の磁気式角度センサにおいて、
上記リップシールは、少なくとも第一のリップシールと第二のリップシールとからなり、
第一のリップシールは、挿入部が受手部に対して回転すると、上記回転軸の軸方向に対して垂直な面において摺動し、
第二のリップシールは、挿入部が受手部に対して回転すると、上記回転軸の軸心を中心とする円筒面において摺動する、
ことを特徴とする磁気式角度センサ。
The magnetic angle sensor according to any one of claims 1 to 4,
The lip seal comprises at least a first lip seal and a second lip seal,
The first lip seal slides in a plane perpendicular to the axial direction of the rotation shaft when the insertion portion rotates with respect to the receiver portion,
The second lip seal slides on a cylindrical surface centered on the axis of the rotation shaft when the insertion portion rotates with respect to the receiver portion.
A magnetic angle sensor.
請求項1から5の何れかに記載の磁気式角度センサにおいて、
上記磁石は磁石ホルダを介して上記回転軸の一端に取付けられており、
上記リップシールは、上記磁石ホルダの外周面に固定されている、
ことを特徴とする磁気式角度センサ。
The magnetic angle sensor according to any one of claims 1 to 5,
The magnet is attached to one end of the rotating shaft via a magnet holder,
The lip seal is fixed to the outer peripheral surface of the magnet holder,
A magnetic angle sensor.
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