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    • 专利摘要:
    EineRotationswinkelerfassungsvorrichtung ist von einfacher Strukturund dazu geeignet, die Größe einesPermanentmagneten zu reduzieren. Der Permanentmagnet ist fest aneinem rotierenden Element angebracht. Ein erstes Führungselementist an einer Endflächean einer S-Pol-Seite des Permanentmagneten befestigt. Ein zweitesFührungselementist an einer Endfläche aneiner N-Pol-Seite des Permanentmagneten befestigt und hat sein Spitzenendegegenüberliegendzu einem Spitzenende des ersten Führungselementes angeordnet.Ein magnetwiderstandsbeständigesElement ist in einem Raum zwischen den Spitzenenden des ersten undzweiten Führungselementesangeordnet, das magnetwiderstandsbeständige Element ist fest an einemnicht rotierenden Element befestigt. Ein Rotationswinkel des rotierendenElementes wird mittels des magnetwiderstandsbeständigen Elementes durch Erfasseneiner Veränderungdes Azimuts des magnetischen Flusses, der durch den Permanentmagnetenin dem Raum erzeugt wird, erfasst.
    公开号:DE102004031664A1
    申请号:DE200410031664
    申请日:2004-06-30
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Kazuhisa Kurita；Manabu Miyaki；Kenji Nakao；Yoshihiko Onishi
    申请人:Mitsubishi Electric Corp；
    IPC主号:G01B7-30
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtungzum Erfassen des Rotationswinkels eines Objektes, der unter Verwendungeines magnetwiderstandsbeständigenElementes und eines Magneten zu erfassen ist.
    [0002] Eswar bisher eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung bekannt gewesen,in der ein Permanentmagnet auf einem Endabschnitt einer Drehwellebefestigt ist, und in der ein magnetwiderstandsbeständiger Sensorentfernt von dem Permanentmagneten und rechtwinkelig zu der Drehwelleauf einer Achse der Drehwelle angeordnet ist, so dass er den Rotationswinkelder Drehwelle in Antwort auf den magnetischen Fluss erfassen kann,der durch den Permanentmagneten in einer Richtung senkrecht zu derAchse der Drehwelle erzeugt wird (siehe z.B. ein erstes Patentdokument:offengelegte japanische Patentschrift Nr. 11-94512).
    [0003] Insolch einer Rotationswinkelerfassungsvorrichtung besteht jedochdas folgende Problem. Das heißt,die Mehrheit des magnetischen Flusses, der durch den Permanentmagnetenerzeugt wird, leckt zur Außenseiteeines Bereichs, in welchem der magnetwiderstandsbeständige Sensorempfindlich oder ansprechfähigist; und folglich ist der Permanentmagnet selbst erforderlich, umeine höheremagnetische Flussdichte zu generieren, woraus eine größere Größe und höhere Kostenresultieren.
    [0004] Demgemäss beabsichtigdie vorliegende Erfindung, das oben genannte Problem zu vermeiden, undes ist ihre Aufgabe, eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung zuschaffen, welche von einfacher Struktur und dazu geeignet ist, dieGröße des Permanentmagnetenund die Herstellungskosten zu reduzieren.
    [0005] Dieobige Aufgabe bedenkend wird gemäss dervorliegenden Erfindung eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtunggeschaffen, welche umfasst: einen Permanentmagneten, der fest aneinem rotierenden Element angebracht ist und eine S-Pol-Seitenfläche undeine N-Pol-Seitenflächebesitzt; ein erstes Führungselement,dessen eine Endflächefest an der S-Pol-Seitenfläche desPermanentmagneten angebracht ist; und ein zweites Führungselement,dessen eine Endflächefest an der N-Pol-Seitenfläche des Permanentmagnetenangebracht ist und dessen Spitzenende gegenüberliegend zu einem Spitzenendedes ersten Führungselementesangeordnet ist. Ein magnetwiderstandsbeständiges Element ist in einemRaum angeordnet, der zwischen dem Spitzenende des ersten Führungselementesund dem Spitzenende des zweiten Führungselementes geformt ist;das magnetwiderstandsbeständigeElement ist fest an einem nicht rotierenden Element angebracht. EinRotationswinkel des rotierenden Elementes wird mittels des magnetwiderstandsbeständigen Elementesdurch Erfassen einer Veränderungdes Azimuts des magnetischen Flusses erfasst, der durch den Permanentmagnetenin dem Raum erzeugt wird.
    [0006] Inder wie oben konstruierten Rotationswinkelerfassungsvorrichtunggemässder vorliegenden Erfindung tritt der durch den Permanentmagnetenerzeugte magnetische Fluss durch das magnetwiderstandsbeständige Elementhindurch, währender durch das erste und zweite Führungselementgeführt wird,wodurch die Leckage des magnetischen Flusses zu anderen Gebietenals dem magnetwiderstandsbeständigenElement reduziert werden kann, und folglich kann die Größe des Permanentmagnetenentsprechend gesenkt werden.
    [0007] Dieobige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegendenErfindung werden den Fachleuten aus der folgenden detailliertenBeschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegendenErfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen leichteroffensichtlich werden.
    [0008] 1 isteine Querschnitts-Seitenansicht, die eine Ansaugluft-Kontrollvorrichtungfür einenMotor zeigt, mit einer darin eingebauten Rotationswinkelerfassungsvorrichtunggemässeiner ersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0009] 2 isteine Perspektivansicht der in 1 dargestelltenRotationswinkelerfassungsvorrichtung.
    [0010] 3 isteine Seitenansicht der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 2.
    [0011] 4 isteine Draufsicht der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 2.
    [0012] 5 isteine Ansicht, welche das Verhältnis zwischeneinem Drosselventil und dem Ausgang der in 1 dargestelltenRotationswinkelerfassungsvorrichtung zeigt.
    [0013] 6 isteine Perspektivansicht, welche eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtunggemäss einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt.
    [0014] 7 isteine Seitenansicht, welche die Rotationswinkelerfassungsvorrichtungvon 6 zeigt.
    [0015] 8 isteine Draufsicht, welche die Rotationswinkelerfassungsvorrichtungvon 6 zeigt.
    [0016] 9 isteine Ansicht der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 6 beiBetrachtung von der Rückseiteeines zweiten Führungselementes.
    [0017] 10 isteine Querschnitts-Seitenansicht, welche die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 6 zeigt,wenn diese in ein rotierendes Element eingebaut ist.
    [0018] 11 isteine Draufsicht der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 10.
    [0019] 12 isteine Ansicht, welche die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 10 gesehenvon dem zweiten Führungselementzeigt.
    [0020] 13 isteine Querschnitts-Seitenansicht, welche eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung gemäss einerdritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt.
    [0021] Eswerden nun bevorzugte Ausführungsformender vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungenim Detail beschrieben werden. Durch die folgenden Ausführungsformenund Figuren der vorliegenden Erfindung hindurch sind gleiche oderkorrespondierende Elemente oder Teile durch die gleichen Bezugszahlzeichenund Bezugsschriftzeichen gekennzeichnet.
    [0022] 1 isteine Querschnitts-Seitenansicht, welche eine Ansaugluft-Kontrollvorrichtungfür einen Motor(nachfolgend einfach als „Einlassluft-Kontrollvorrichtung" bezeichnet) zeigt,in die eine gemässeiner ersten Ausführungsformder Erfindung konstruierte Rotationswinkelerfassungsvorrichtungeingebaut ist. 2 ist eine Perspektivansichtder in 1 gezeigten Rotationswinkelerfassungsvorrichtung.
    [0023] Inder Ansaugluft-Kontrollvorrichtung dieser Ausführungsform ist ein Motorritzel 3 festauf einer Rotations- oder Ausgangswelle 2 eines Antriebsmotors 1 montiert,welcher zum Rotieren durch Gleichstrom angetrieben wird, der voneiner elektrischen Energieversorgung (nicht gezeigt) zum Motor geliefertwird. Das Motorritzel 3 ist in einrückendem Eingriff mit einemaus Harz hergestellten Zwischengetriebe 4, welches sichwiederum in einrückendem Eingriffmit einem aus Harz hergestellten sektorförmigen End-Stirnrad 5 befindet.Ein tassenförmigesEinsatzelement 6, welches aus einem nichtmagnetischen Materialhergestellt ist, ist in dem End-Stirnrad 5 eingebettet.Das Einsatzelement 6 ist fest an einem Endabschnitt einesrotierenden Körpersoder Elementes in der Form einer Welle 9 gesichert. DieWelle 9 ist durch ein erstes Lager 8a und zweitesLager 8b drehbar auf einem Körper 7 getragen. EinDrosselventil 20 ist fest auf der Welle 9 montiert.
    [0024] Einrechteckig geformter Permanentmagnet 10 ist in der Nähe des zweitenLagers 8b fest an einer Endfläche der Welle 9 befestigt.Ein erstes Führungselement 11a undein zweites Führungselement 11b, diebeide von einer L-förmigenKonfiguration sind, sind jeweils fest an den gegenüberliegendenEndflächendes Permanentmagneten 10 angebracht. Das erste Führungselement 11a unddas zweite Führungselement 11b,die beide von der gleichen Gestalt sind, sind integral mit dem End-Stirnrad 5 ausgebildet.Ein erstes magnetwiderstandsbeständigesElement 12a und ein zweites magnetwiderstandsbeständiges Element 12b sindin einem Raum zwischen einem Spitzenende 11a1 des erstenFührungselementes 11A undeinem Spitzenende 11b1 des zweiten Führungselementes 11B miteinander überlagert oder überlappt.Das erste magnetwiderstandsbeständigeElement 12a und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12b,die ausfallsicher in einem Paar angeordnet sind, sind jeweils miteinem ersten arithmetischen Schaltkreiselement 13a undeinem zweiten arithmetischen Schaltkreiselement 13b verbunden.Das erste magnetwiderstandsbeständige Element 12a,das zweite magnetwiderstandsbeständigeElement 12b, das erste arithmetische Schaltkreiselement 13a unddas zweite arithmetische Schaltkreiselement 13b sind durchSpritzgießen(insert molding) integral mit einem Gehäuse 14 ausgebildet,welches fest an dem Körper 7 angebrachtist, um das Motorritzel 3, das Zwischengetriebe 4 und dasEnd-Stirnrad 5 abzudecken.
    [0025] Dieoben genannte Rotationswinkelerfassungsvorrichtung ist zusammengesetztaus dem Permanentmagneten 10, dem ersten Führungselement 11a,dem zweiten Führungselement 11b,dem ersten magnetwiderstandsbeständigenElement 12a, dem zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12b,dem ersten arithmetischen Schaltkreiselement 13a und demzweiten arithmetischen Schaltkreiselement 13b.
    [0026] Nachfolgendwird die Konstruktion der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung gemäss dieserAusführungsformbasierend auf 3 und 4 im Detailerläutertwerden.
    [0027] Indieser Rotationswinkelerfassungsvorrichtung ist der rechteckig geformtePermanentmagnet 10 in solch einer Art und Weise fest ander Endfläche dereinen Seite der Welle 9 angebracht, dass die Mittelachseder Welle 9 mit einer Neutralachse zwischen einem N-Polund einem S-Pol des Permanentmagneten 10 zusammenfällt. Daserste Führungselement 11a,welches die gleiche Querschnittsform wie die des Permanentmagneten 10 besitzt,ist an seiner einen Endflächefest an der S-Pol-Seite des Permanentmagneten 10 angebracht;und das zweite Führungselement 11b,welches die gleiche Querschnittsform wie die des Permanentmagneten 10 besitzt,ist an seiner einen Endflächefest an der N-Pol-Seite des Permanentmagneten 10 angebracht.Das eine Paar aus erstem Führungselement 11a unddem zweiten Führungselement 11b,welche dazu dienen, einen magnetischen Kreis zu formen, um einenmagnetischen Fluss zu führenund eine Leckage davon zu unterdrücken, hat seine Spitzenenden 11a1, 11b1 jeweilsin einer hakenförmigenKonfiguration ausgebildet, zwischen denen das erste magnetwiderstandsbeständige Element 12a unddas zweite magnetwiderstandsbeständigeElement 12b in solch einer Art und Weise angeordnet sind,dass die jeweiligen Mittelachsen des ersten magnetwiderstandsbeständigen Elementes 12a unddes zweiten magnetwiderstandsbeständigen Elementes 12b mitder Neutralachse des Permanentmagneten 10 übereinstimmen.Demgemässist der Abstand oder die Längeeines Raums A zwischen dem ersten und zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a, 12b und demSpitzenende 11a1 des ersten Führungselementes 11a gleichder Distanz oder Längeeines Raums B zwischen dem ersten und zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a, 12b unddem Spitzenende 111 des zweiten Führungselementes 11b.
    [0028] Zusätzlich sinddas erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b inder axialen Richtung der Welle 9 in einer Distanz von 1,5bis 2 mal der Höheb des Permanentmagneten 10 von dem Permanentmagneten 10 entferntangeordnet.
    [0029] Fernersind das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b innerhalbder Höhevon jedem der RäumeA, B angeordnet, welche 1,5 mal oder weniger der Dicke a von jedemder Spitzenenden des ersten und zweiten Führungselementes 11a, 11b beträgt, womitder Fluss des magnetischen Flusses am meisten stabilisiert ist.
    [0030] Inder Ansaugluft-Kontrollvorrichtung, die wie oben beschrieben konstruiertist, wird, wenn der Fahrer ein Gaspedal (nicht gezeigt) niederdrückt, einSignal, welches repräsentativfür die Öffnung (d.h.den Betrag des Niederdrückens)des Gaspedals ist, von einem Gaspedal-Öffnungssensor(nicht gezeigt) zu einer nicht dargestellten Motorkontrolleinheit(nachfolgend als „ECU" bezeichnet) eingegeben.Die ECU regt den Antriebsmotor 1, so dass die Ausgangs- oderDrehwelle 2 des Antriebsmotors 1 zum Rotieren angetriebenwird, um das Drosselventil 20 zu einem vorgeschriebenen Öffnungsgradzu bewegen. Zusätzlichwird entsprechend der Rotation der Ausgangswelle 2 desAntriebsmotors 1 das Zwischengetriebe 4 und dasEnd-Stirnrad 5 zum Rotieren angetrieben, wodurch die mitdem End-Stirnrad 5 integrale Welle 9 angetriebenwird, um übereinen vorgeschriebenen Rotationswinkel zu rotieren. Als eine Folgedavon wird das Drosselventil 20 zu dem vorgeschriebenenRotationswinkel in einem in dem Körper 7 ausgebildetenEinlasskanal rotiert und an diesem vorgeschriebenen Rotationswinkelgehalten.
    [0031] Andererseitserfassen das erste magnetwiderstandsbeständige Element 12a unddas zweite magnetwiderstandsbeständigeElement 12b, die von einem Typ sind, welcher den Azimutdes Magnetflusses erfasst, den Azimut der magnetischen Flusslinien,die von dem Permanentmagneten 10 hervorgehen, der integralmit der Welle 9 rotiert, und erzeugen korrespondierendeAusgangssignale. Nachdem die Ausgangssignale von dem ersten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a unddem zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12b jeweils einerarithmetischen Verarbeitung durch das erste arithmetische Schaltkreiselement 13a unddas zweite arithmetische Schaltkreiselement 13b unterzogen wordensind, werden sie als Drosselöffnungssignale durchAusgangsanschlüsse 13a1, 13b1 zuder ECU gesandt, so dass die ECU basierend auf den Drosselöffnungssignalenbestimmt, wie viel Kraftstoff in Zylinder des Motors einzuspritzenist. Der Betriebsbereich θ desmagnetischen Flusses liegt in einem Bereich von 0°, bei demdas Drosselventil 20 vollständig geschlossen ist, bis 90°, bei demDrosselventil 20 vollständiggeöffnetist. In diesem Betriebsbereich besitzt jedes der magnetwiderstandsbeständigen Elementeaus dem ersten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a unddem zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12b einlineares Ansprechverhalten, wie in 5 gezeigt.
    [0032] Inder Rotationswinkelerfassungsvorrichtung der wie oben beschriebenkonstruierten Ansaugluft-Kontrollvorrichtung fließt der vondem Permanentmagneten 10 hervorgehende magnetische Fluss inder Richtung des Pfeils I in 3 entlangeinem magnetischen Kreis, der gebildet ist durch den N-Pol des Permanentmagneten 10,das zweite Führungselement 11b,den Raum B, das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b,den Raum A, das erste Führungselement 11a undden S-Pol des Permanentmagneten 10, so dass die Mehrheitdes magnetischen Flusses, der durch den Permanentmagneten 10 erzeugtwird, durch das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b hindurchtritt.Als eine Folge davon besteht keine Notwendigkeit, den Permanentmagneten 10 unnötig zu vergrößern, wases folglicht ermöglicht, dieGröße und Kostendes Permanentmagneten zu reduzieren. Zusätzlich kann der Einfluss einesLeckageflusses auf periphere Teile unterdrückt werden.
    [0033] Fernersind das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b anPositionen angeordnet, wo der Raum A von gleichen Abmessungen wieder Raum B ist, so dass es möglich ist,eine Veränderungin dem Azimut des magnetischen Flusses in Bezug zu Drehschwankungender Welle 9 in Uhrzeigerrichtung und gegen die Uhrzeigerrichtunggenau zu erfassen.
    [0034] Weildas erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b inder axialen Richtung der Welle 9 in einem Abstand von 1,5bis 2 mal der Höheb des Permanentmagneten 10 von dem Permanentmagneten 10 entferntangeordnet sind, könnensie ferner einem Einfluss durch den winzigen (Anm. des Übs.: minute)magnetischen Fluss widerstehen, der direkt von dem N-Pol zu dem S-Pol desPermanentmagneten 10 leckt, ohne durch den magnetischenKreis hindurchzutreten.
    [0035] Fernersind das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b innerhalbder Höhevon jedem der RäumeA, B angeordnet, welche 1,5 mal oder weniger der Dicke a des erstenund zweiten Führungselementes 11a, 11b beträgt, womit diebenachbarten Magnetflusslinien zueinander parallel sind und folglichder Fluss des magnetischen Flusses am meisten stabilisiert ist.Als eine Folge davon kann der stabile magnetische Fluss erfasstwerden.
    [0036] 6 isteine Perspektivansicht, welche eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtunggemäss einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt. 7 ist eineSeitenansicht, welche die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 6 darstellt. 8 isteine Draufsicht, welche die Rotationswinkelerfassungsvorrichtungvon 6 zeigt. 9 ist eineSeitenansicht der Rotationswinkelerfassungsvorrichtung von 6,gesehen von der Rückseiteeines zweiten Führungselementes.
    [0037] Indieser zweiten Ausführungsformsind ein erstes Führungselement 22a,welches im Wesentlichen eine Bogenform besitzt, wenn es entlangder Achse einer Welle 9 betrachtet wird, und ein zweites Führungselement 22b vonder gleichen Gestalt wie die des ersten Führungselementes 22a durcheinen dazwischen angeordneten ersten Permanentmagneten 21a undeinen zweiten Permanentmagneten 21b einander gegenüberliegendangeordnet. Das heißt, dieS-Pol-Endflächendes ersten Permanentmagneten 21a und des zweiten Permanentmagneten 21b sindjeweils fest an den gegenüberliegendenEndflächendes ersten Führungselementes 22a angebracht,und die N-Pol-Endflächen desersten Permanentmagneten 21a und des zweiten Permanentmagneten 21b sindjeweils fest an den gegenüberliegendenEndflächendes zweiten Führungselementes 22b angebracht,wodurch ein rotierender Hauptkörper 50 geformtwird, der als Ganzes eine kreisförmige Gestaltbesitzt.
    [0038] Einerstes magnetwiderstandsbeständiges Element 12a undein zweites magnetwiderstandsbeständiges Element 12b sindzwischen den jeweiligen hakenförmigenSpitzenenden 22a1 und 22b1 des einen Paars ausdem ersten Führungselement 22a und demzweiten Führungselement 22b angeordnet,welche dazu dienen, den magnetischen Fluss zu führen und eine Leckage davonzu unterdrücken.Die jeweiligen Mittelachsen des ersten magnetwiderstandsbeständigen Elementes 12a unddes zweiten magnetwiderstandsbeständigen Elementes 12b fallenmit einer Mittelachse des rotierenden Hauptkörpers 50 zusammen.
    [0039] Demgemäss ist derAbstand oder die Länge einesRaums A zwischen dem ersten und zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a, 12b unddem Spitzenende 22a1 des ersten Führungselementes 22a gleichdem Abstand oder der Längeeines Raums B zwischen dem ersten und zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a, 12b und demSpitzenende 22b1 des zweiten Führungselementes 22b.
    [0040] Inder Rotationswinkelerfassungsvorrichtung dieser zweiten Ausführungsform,die wie oben beschrieben konstruiert ist, fließt der von dem ersten Permanentmagneten 21a hervorgehendemagnetische Fluss in der Richtung des Pfeils II in 8 entlangeinem magnetischen Kreis, der ausgebildet ist durch einen N-Poldes ersten Permanentmagneten 21a, das zweite Führungselement 22b,den Raum B, das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b,den Raum A, das erste Führungselement 22a undeinen S-Pol des ersten Permanentmagneten 21a, so dass dieMehrheit des magnetischen Flusses, der durch den ersten Permanentmagneten 21a erzeugtwird, durch das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b hindurchtritt.
    [0041] Zusätzlich fließt der vondem zweiten Permanentmagneten 21b hervorgehende magnetische Flussin der Richtung des Pfeils III in 8 entlang einemmagnetischen Kreis, der ausgebildet ist durch einen N-Pol des zweitenPermanentmagneten 21b, das zweite Führungselement 22b,den Raum B, das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b,den Raum A, das erste Führungselement 22a undeinen S-Pol des zweiten Permanentmagneten 21b, so dassdie Mehrheit des magnetischen Flusses, der durch den zweiten Permanentmagneten 21b erzeugtwird, durch das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b hindurchtritt.
    [0042] Gemäss der Rotationswinkelerfassungsvorrichtungdieser zweiten Ausführungsform,die wie oben beschrieben konstruiert ist, passiert die Mehrheitdes durch den ersten Permanentmagneten 21a und den zweitenPermanentmagneten 21b erzeugten magnetischen Flusses daserste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b ohne zuder Außenseitevon diesen zu lecken, und folglich besteht keine Notwendigkeit,den ersten und zweiten Permanentmagneten 21a, 21b unnötig zu vergrößern, wases folglich ermöglicht,die Größe und die Kostenvon den Permanentmagneten zu reduzieren. Zusätzlich kann der Einfluss einesLeckageflusses auf periphere Teile unterdrückt werden.
    [0043] Fernerist ein notwendiger Erfassungsbereich eines rotierenden Elementes 30,welches späterzu beschreiben ist, so eingestellt, dass er kleiner als ein erfassbarerBereich von jedem der magnetwiderstandsbeständigen Elemente von dem erstenund zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a, 12b ist,so dass der Mittelwert des erfassbaren Bereichs von sowohl dem erstenals auch dem zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12a, 12b demMittelwert des notwendigen Erfassungsbereichs des rotierenden Elementes 30 entsprechen kann.Als eine Konsequenz davon wird der Output sowohl von dem erstenmagnetwiderstandsbeständigenElement 12a als auch dem zweiten magnetwiderstandsbeständigen Element 12b innerhalbdes erfassbaren Bereichs der Rotationswinkelerfassungsvorrichtungam stabilsten, was es folglich ermöglicht, die Linearität des Outputssicherzustellen.
    [0044] Fernerist in dieser Rotationswinkelerfassungsvorrichtung, wie sie in den 10 bis 12 gezeigtist, der rotierende Hauptkörper 50 insolch einer Art und Weise fest auf das rotierende Element 30 montiert,dass die Mittelachse des rotierenden Hauptkörpers 50 mit der Mittelachsedes rotierenden Elementes 30 zusammenfällt; und ein Endabschnitt desrotierenden Schaftes 31 ist dann in einen Mittenabschnittdes scheibenförmigenrotierenden Elementes 30 eingefügt und fest mit diesem Mittenabschnitt verstemmt,wodurch der rotierende Hauptkörper 50 ineiner einfachen und simplen Art und Weise in das rotierende Element 30 undden rotierenden Schaft 31 eingebaut werden kann. Hierbeiist in diesem Beispiel zu beachten, dass das erste und zweite magnetwiderstandsbeständige Element 12a, 12b unddas erste und zweite arithmetische Schaltkreiselement 13a, 13b miteinem Formelement 33 spritzgegossen sind.
    [0045] 13 isteine Querschnitts-Seitenansicht, die eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtunggemässeiner dritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt.
    [0046] Indieser Ausführungsformist ein Getriebe 34 durch Spritzgießen einer aus einem nicht-magnetischenMaterial (z.B. einem austenitischen rostfreien Stahl) hergestelltentassenförmigePlatte 35 in ein Getrieberad-Element geformt. Das Getriebe 34 istan seinem Mittenabschnitt mit einem konkaven Abschnitt ausgebildet,in dem das erste und zweite Führungselement 22a, 22b undder erste und zweite Permanentmagnet 21a, 21b aufgenommensind.
    [0047] Dadie Rotationswinkelerfassungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsformdurch die tassenförmigePlatte 35 aus dem nicht-magnetischen Material umschlossenist, ist es folglich möglich,den Einfluss von externen Magnetfeldstörungen von der Außenseitezu reduzieren, wodurch die Zuverlässigkeit der Rotationswinkelerfassungsvorrichtungverbessert wird.
    [0048] Hierbeiist anzumerken, dass eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung gemäss der vorliegendenErfindung natürlichauch auf eine Vielzahl von Arten von Vorrichtungen oder Mechanismenzum Erfassen des Rotationswinkels eines rotierenden Elementes angewendetwerden kann, die andere Vorrichtungen oder Mechanismen als eineAnsaugluft-Kontrollvorrichtung füreinen Motor zum Erfassen des Öffnungsgradeines Drosselventils sind.
    [0049] Obwohldie Erfindung im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsformenbeschrieben wurde, werden die Fachleute erkennen, dass die Erfindung innerhalbdes Kerngedankens und des Umfangs der beigefügten Ansprüche auch mit Abwandlungen ausgeführt werdenkann.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Eine Rotationswinkelerfassungsvorrichtung, umfassend: einenPermanentmagneten (10, 21a, 21b), derfest an einem rotierenden Element (9, 30) angebrachtist und eine S-Pol-Seitenflächeund eine N-Pol-Seitenflächebesitzt; ein erstes Führungselement(11a, 22a), dessen eine Endfläche fest an der S-Pol-Seitenfläche desPermanentmagneten (10, 21a, 21b) angebrachtist; ein zweites Führungselement(11b, 22b), dessen eine Endfläche fest an der N-Pol-Seitenfläche des Permanentmagneten(10, 21a, 21b) angebracht ist, und dessenSpitzenende gegenüberliegendzu einem Spitzenende des ersten Führungselementes (11a, 22a)angeordnet ist; und ein magnetwiderstandsbeständiges Element(12a, 12b), das in einem Raum angeordnet ist,der zwischen dem Spitzenende des ersten Führungselementes (11a, 22a)und dem Spitzenende des zweiten Führungselementes (11b, 22b)geformt ist, wobei das magnetwiderstandsbeständige Element (12a, 12b)fest an einem nicht rotierenden Element angebracht ist; worinein Rotationswinkel des rotierenden Elementes (9, 30)mittels des magnetwiderstandsbeständigen Elementes (12a, 12b)durch Erfassen einer Veränderungdes Azimuts des magnetischen Flusses erfasst wird, der durch denPermanentmagneten (10, 21a, 21b) in demRaum erzeugt wird.
    [2] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach Anspruch1, worin das erste Führungselement (11a)und das zweite Führungselement(11b) ihre Spitzenenden aufweisen, welche jeweils von einer hakenförmigen,gurtartigen Konfiguration sind und welche die gleiche Form besitzen.
    [3] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach Anspruch1 oder 2, worin das erste Führungselement(22a) und das zweite Führungselement(22b) ihre Spitzenenden aufweisen, welche jeweils von einerhakenförmigenKonfiguration sind und welche die gleiche Form besitzen; und daserste Führungselement(22a) und zweite Führungselement(22b) jeweils im Wesentlichen eine Kreisbogenform besitzen, wennsie entlang einer Achse des rotierenden Elementes (30)betrachtet werden; und der Permanentmagnet einen ersten Permanentmagneten(21a) und einen zweiten Permanentmagneten (21b)umfasst, die jeweils zwischen gegenüberliegenden Endflächen desersten Führungselementes(22a) und gegenüberliegendenEndflächendes zweiten Führungselementes(22b), welche Führungselemente einandergegenüberliegendangeordnet sind, positioniert sind.
    [4] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach einembeliebigen der Ansprüche1 bis 3, worin das magnetwiderstandsbeständige Element (12a, 12b)bei Betrachtung entlang einer Achse des rotierenden Elementes (9, 30)an einem Mittenabschnitt des Raums angeordnet ist.
    [5] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach einembeliebigen der Ansprüche2 bis 4, worin das magnetwiderstandsbeständige Element (12a, 12b)in einem Bereich des Raums angeordnet ist, der 1,5 mal oder wenigerder Dicke von jedem der Spitzenenden des ersten Führungselementes(11a) und des zweiten Führungselementes(11b) in der axialen Richtung des rotierenden Elementes(9) beträgt.
    [6] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach einembeliebigen der Ansprüche1 bis 5, worin der Raum in einem Abstand von 1,5 bis 2 mal der Dickedes Permanentmagneten (10) in der axialen Richtung derWelle (9) an einem von dem Permanentmagneten (10)entfernten Ort ausgebildet ist.
    [7] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach einembeliebigen der Ansprüche1 bis 6, worin ein notwendiger Erfassungsbereichs des rotierenden Elementes(30) so eingestellt ist, dass er kleiner als ein erfassbarerBereich des magnetwiderstandsbeständigen Elementes (12a, 12b)ist, und der Mittelwert des erfassbaren Bereichs des magnetwiderstandsbeständigen Elementes(12a, 12b) dem Mittelwert des notwendigen Erfassungsbereichsdes rotierenden Elementes (30) entspricht.
    [8] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach einembeliebigen der Ansprüche1 bis 7, worin das rotierende Element (9) eine Welle ist,die fest an einem Drosselventil (20) angebracht ist, dasden Öffnungsgradin einem Einlasskanal reguliert, und das nicht rotierende Elementein Gehäuse(14) ist, welches fest an einem Körper (7) angebrachtist, der darin das Drosselventil (20) aufnimmt.
    [9] Die Rotationswinkelerfassungsvorrichtung nach Anspruch8, worin das magnetwiderstandsbeständige Element (12a, 12b)mittels Spritzgießenintegral mit dem Gehäuse(14) ausgebildet ist.
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    法律状态:
    2005-09-15| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2013-07-22| R016| Response to examination communication|
    2013-12-10| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2014-12-30| R020| Patent grant now final|
    2015-03-26| R020| Patent grant now final|Effective date: 20141230 |
    2017-01-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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