专利名称：旋转位置传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测旋转体的角度位置的旋转位置传感器，特别地，涉及用于检 测搭载于车辆等的发动机的节气门轴(throttle shaft)的旋转角度、绕预定轴摆动的油门 踏板的踏下角度等的接触式或者非接触式的旋转位置传感器。
背景技术：
作为现有的旋转位置传感器，公知有如下的旋转位置传感器，所述旋转位置传感 器具备以下部件等壳体，该壳体具有径向的支承孔以及轴向的支承端面；转子，该转子具 有轴部，该轴部以转动自如的方式插入于壳体的支承孔并与支承端面抵接；复位弹簧，该复 位弹簧对转子施力而使转子旋转至预定的旋转角度位置；基板，该基板在壳体内配置成与 形成于转子的比轴部靠径向外侧的位置的圆板状的凸缘部对置，且在该基板形成有检测用 的固定端子；可动接点，该可动接点以与基板的固定端子接触的方式设置于转子的凸缘部； 以及臂，该臂配置在壳体的外部，并与转子结合，当转子经由转子臂旋转时，转子的(设置 于凸缘部的)可动接点与配置在基板上的端子之间的接触位置变化，通过检测根据该角度 位置的变化而变化的电流值等，来检测转子(即臂)的旋转角度位置(例如参照专利文献 1)。并且，作为其他的旋转位置传感器，公知有如下的旋转位置传感器，所述旋转位置 传感器具备以下部件等壳体，该壳体具有径向的支承孔；轴，该轴具有以转子自如的方式 插入于壳体的支承孔的轴部；环状的可动磁铁，该可动磁铁在壳体内固定在形成于轴的比 轴部靠径向外侧的位置的圆板状的凸缘部；多个磁性板，这些磁性板以在轴的轴线方向夹 着可动磁铁的方式固定于壳体；以及霍尔元件，该霍尔元件配置在磁性板之间，当轴旋转 时，轴的可动磁铁(N极以及S极)与固定于壳体的磁性板以及霍尔元件之间的相对角度位 置变化，通过检测与该角度位置的变化对应地流过霍尔元件的磁通的变化，来检测轴的旋 转角度位置(例如参照专利文献2)。但是，在这些旋转位置传感器中，利用壳体的支承孔将转子或者轴的轴部支承为 转动自如，且在该轴部的径向外侧配置检测用的可动接点和固定端子或者可动磁铁和霍尔 元件等，因此，由于轴部的外周面或者支承孔的内周面的磨损等，本来应当被定位在预定位 置的转子或者轴的旋转中心变动，其结果，可动接点与固定端子之间的相对位置关系或者 可动磁铁与霍尔元件之间的相对位置关系变化，有可能无法高精度地检测转子或者轴的旋 转位置。并且，在这些旋转位置传感器中，由于在转子或者轴的轴部的径向外侧配置有检 测用的可动接点和固定端子或者可动磁铁和霍尔元件等，因此无法有效地利用轴部的区域 作为这些部件的配置区域，存在导致构造大型化的问题。专利文献1 日本特开2001-124508号公报专利文献2 日本特开2004-150905号公报
发明内容
本发明就是鉴于上述现有的装置的情况而完成的，其目的在于提供如下的旋转位 置传感器将要检测旋转位置的转子或者轴等旋转体支承为即便是发生由支承区域的磨损 等引起的经时变化也能够自动地获得调心作用，从而能够高精度地检测旋转体的旋转角度 位置，并且，能够有效地利用位于旋转体的轴线(旋转中心线)上的区域作为部件的配置场 所，能够实现构造的简化、小型化等。本发明的旋转位置传感器形成为如下的结构该旋转位置传感器具备壳体，该 壳体具有支承部；旋转体，该旋转体由支承部支承为围绕预定的轴线转动自如；以及传感 器单元，该传感器单元包括可动传感器构件和固定传感器构件以检测旋转体的旋转角度位 置，所述可动传感器构件设置于旋转体，所述固定传感器构件设置于壳体，上述旋转体具有 以轴线为中心的环状抵接面，上述支承部具有环状支承面，该环状支承面以轴线为中心并 支承环状抵接面，环状抵接面和环状支承面中的至少一方形成为环状锥面，该环状锥面划 定顶点位于轴线上的假想圆锥面的一部分。根据该结构，对于旋转体和支承部，由于环状抵接面与环状支承面接触并被支承 为围绕预定的轴线转动自如，且环状抵接面和环状支承面中的至少一方形成为环状锥面， 该环状锥面划定顶点位于预定的轴线上的假想圆锥面的一部分，因此，旋转体能够借助自 动调心作用始终被定位在轴线上。因此，即便产生磨损等支承区域的经时变化，也能够防止 构成传感器单元的旋转体的可动传感器构件和壳体的固定传感器构件之间的相对于轴线 的位置偏移，能够高精度地检测旋转体的旋转角度位置。在上述结构中，可以采用如下的结构壳体包括与该壳体分体形成的引导部件，引 导部件具有环状支承面。根据该结构，由于利用与壳体分体形成的引导部件形成环状支承面，因此能够使 用与壳体的材料不同的耐磨损性优异的专用的材料。因此，能够确保支承区域的耐磨损性 等，并且能够降低整体的成本。在上述结构中，可以采用如下的结构环状支承面形成为截面朝向环状抵接面弯 曲成凸状。根据该结构，能够确保旋转体的自动调心作用，并且，能够降低环状抵接面与环状 支承面之间的滑动阻力，从而能够使旋转体更顺畅地转动。在上述结构中，可以采用如下的结构旋转体具有连结孔，该连结孔与配置在壳体 的外部并要被检测旋转角度的轴连结。根据该结构，仅通过使旋转体的连结孔与本来应当检测旋转角度位置的轴连结就 能够进行角度位置的检测。因此，能够将该旋转位置传感器作为独立的通用性高的�？榇� 理，能够对包括要检测的轴的所有的对象物应用该旋转位置传感器。在上述结构中，可以采用如下的结构旋转体具有圆筒部，该圆筒部以轴线为中 心；以及圆板部，该圆板部一体地形成于圆筒部的一端侧，并划定环状抵接面，壳体具有 壳体主体，该壳体主体包括环状支承面；以及壳体罩，该壳体罩形成为相对于壳体主体装卸 自如，且包括圆筒支承面，该圆筒支承面将圆筒部支承为转动自如。根据该结构，在旋转体被收纳于壳体主体和壳体罩中的状态下，旋转体的圆板部 的环状抵接面由壳体主体的环状支承面支承为转动自如，且旋转体的圆筒部由壳体罩的圆筒支承面支承为转动自如。因此，组装时，使环状抵接部抵接于环状支承面而将旋转体组装于壳体主体，并使 圆筒部嵌入圆筒支承面而使壳体罩与壳体主体结合，由此能够容易地将旋转体组装于壳 体。在上述结构中，可以采用如下的结构在壳体中配置有复位弹簧，该复位弹簧使旋 转体恢复至预定的角度位置，复位弹簧在圆筒部的周围配置在圆板部与壳体罩之间，该复 位弹簧是在轴线方向施加作用力并围绕轴线施加作用力的扭簧。根据该结构，将旋转体组装于壳体主体，并将作为复位弹簧的扭簧以与旋转体的 圆板部抵接的方式嵌入旋转体的圆筒部，从上方使壳体罩与壳体主体结合，由此能够容易 地将旋转体和复位弹簧(扭簧)组装于壳体，并且，能够可靠地防止旋转体在轴向的晃动。在上述结构中，可以采用如下的结构壳体罩形成为与壳体主体卡扣结合。根据该结构，能够利用简单的构造将壳体罩连结于壳体主体，能够达成构造的简 化、部件数量的削减等。在上述结构中，可以采用如下的结构传感器单元的可动传感器构件包括形成为 圆板状的磁铁，磁铁埋设于轴线所通过的旋转体的中央区域，传感器单元的固定传感器构 件包括磁探测元件，从磁铁发出的磁力线通过该磁探测元件，且该磁探测元件能够探测磁 通密度的变化，磁探测元件配置于轴线所通过的壳体的中央区域。根据该结构，作为传感器单元能够使用包括磁铁和磁探测元件的非接触式的磁传 感器，并且，该传感器单元配置于轴线所通过的旋转体的中央区域(即能够以轴线为中心 配置部件)，因此能够达成构造的简化、小型化等。根据形成为上述结构的旋转位置传感器，将要检测旋转位置的转子或者轴等旋转 体支承为即便是发生由支承区域的磨损等引起的经时变化也能够自动地获得调心作用， 因此能够高精度地检测旋转体的旋转角度位置，并且，能够有效地利用位于旋转体的轴线 (旋转中心线)上的区域作为部件的配置场所，由此，能够实现构造的简化、小型化等。
图1是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的一个实施方式的外观立体图。图2是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的一个实施方式的分解立体图。图3是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的一个实施方式的分解立体图。图4是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的一个实施方式的剖视图。图5是将图4所示的旋转位置传感器的一部分放大后的局部剖视图。图6A是示出作为本发明所涉及的旋转位置传感器的一部分的壳体主体的俯视 图。图6B是示出作为本发明所涉及的旋转位置传感器的一部分的壳体主体的侧视 图。图7是示出作为本发明所涉及的旋转位置传感器的一部分的转子(旋转体)和引 导部件的剖视图。图8是示出作为本发明所涉及的旋转位置传感器的一部分的传感器单元的示意 图。
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图9示出本发明所涉及的旋转位置传感器的其他实施方式，是示出作为旋转位置 传感器的一部分的转子(旋转体)和引导部件的剖视图。图10示出本发明所涉及的旋转位置传感器的又一其他实施方式，是示出作为旋 转位置传感器的一部分的转子(旋转体)和引导部件的剖视图。图11是示出作为本发明所涉及的旋转位置传感器的一部分的传感器单元的其他 实施方式的示意图。图12示出本发明所涉及的旋转位置传感器的又一其他实施方式，是将旋转位置 传感器的一部分放大后的局部剖视图。标号说明L:轴线；S 轴；SM:节气门装置；10、10’:壳体主体(壳体)；11 筒部；Ila 收纳凹 部；12 嵌合部；12’ 支承部；12a’ 环状支承面；13 夹持片；14 定位突起；15 嵌合槽；16 连接器部；17 安装凸缘部；20 壳体罩(壳体)；21 贯通孔；22 嵌合部；25 弹簧支承面； 26 钩挂突起；30 引导部件；31 连结部；32 支承部；32a、32a，环状支承面；40、40，转子 (旋转体)；41 圆筒部；41a:连结孔；42 圆板部；42a、42a’ 环状抵接面；43 弹簧支承面； 44 环状定位部；45 钩挂槽；46 抵接片；50 复位弹簧；51 —端部52 另一端部；60 电路 基板；70、70’传感器单元71、71’磁铁(可动传感器构件)；72:磁探测元件(固定传感器 构件)。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。如图1所示，该旋转位置传感器例如安装于发动机的节气门装置SM，适用于检测 节气门轴S的旋转角度位置。S卩，如图1和图2所示，该旋转位置传感器具备以下部件等作为壳体的壳体主体 10和壳体罩20 ；固定于壳体主体10的引导部件30 ；以转动自如的方式配置在壳体内的作 为旋转体的转子40 ；对转子40施力而使转子40朝预定的角度位置旋转的复位弹簧50 ；组 装于壳体主体10的电路基板60 ；传感器单元70，该传感器单元70包括设置于转子40的 可动传感器构件和设置于电路基板60的固定传感器构件；以及设置于壳体主体10的端子 80。如图2至图6A以及图6B所示，壳体主体10具备以下部分等筒部11，该筒部11 划定一端封闭的圆筒状的收纳凹部Ila ；嵌合部12，该嵌合部12以中心与筒部11的中心位 于同一轴线L上的方式形成于筒部11的内部，并与后述的引导部件30嵌合；形成于环状的 嵌合部12的内侧的4个夹持片13以及1个定位突起14，它们用于固定电路基板60 ；嵌合 槽15，该嵌合槽15与壳体罩20嵌合而结合；连接器部16，该连接器部16从筒部11朝径向 突出且在内部收纳有端子80 ；以及2个安装凸缘部17，这2个安装凸缘部17从筒部11朝 径向突出。嵌合部12与后述的引导部件30嵌合，从而将引导部件30 —体地固定于壳体主体 10，如图6A所示，该嵌合部12形成为划定圆弧状部12a和从圆弧状部12a朝径向伸长的平 行部12b。夹持片13和定位突起14形成为卡扣结合方式，以便在将电路基板60配置在收纳凹部Ila内并进行固定时，利用定位突起14进行对位，同时利用4个夹持片13夹持电路基 板60的缘部来进行固定。嵌合槽15形成为将后述的壳体罩20的嵌合部22 (的钩挂片22a)嵌入该嵌合槽 15而使二者卡扣结合，由此将壳体罩20 —体地固定于壳体主体10。安装凸缘部17具有圆弧状的螺栓孔17a，如图1所示，安装凸缘部17形成为一 边调整角度位置一边使用螺栓B紧固固定于节气门装置SM的侧面。壳体罩20形成为通过卡扣结合相对于壳体主体10装卸自如，如图1至图4所示， 该壳体罩20具备以下部分等贯通孔21，后述的转子40的圆筒部41通过该贯通孔21，并 且该贯通孔21将圆筒部41支承为转动自如；嵌合部22，该嵌合部22与壳体主体10的嵌 合槽15嵌合；弹簧支承面25，该弹簧支承面25支承复位弹簧50的轴线L方向的一端侧； 钩挂突起26，该钩挂突起26钩挂复位弹簧50的一端部51 ；以及2个止挡件27，这2个止 挡件27限制转子40的旋转角度范围。贯通孔21形成为与圆筒部41的外周面之间形成微小间隙的内径尺寸，以使转子 40的圆筒部41顺畅地旋转并阻止灰尘等的进入。如图2和图3所示，嵌合部22具有在与轴线L平行的方向伸长的3个钩挂片22a， 且该嵌合部22嵌入壳体主体10的嵌合槽15同时与嵌合槽15卡扣结合。如图4所示，弹簧支承面25形成为在与后述的转子40的圆板部42协作而在轴 线L方向将复位弹簧50压缩预定量的状态下，使复位弹簧50的一端侧落座于该弹簧支承 面25而支承复位弹簧50。钩挂突起26形成为该钩挂突起26钩挂复位弹簧50的一端部51，从而在复位弹 簧50围绕轴线L扭转的情况下产生使复位弹簧50恢复初始位置的作用力。如图3所示，2个止挡件27形成为这2个止挡件27从弹簧支承面25朝轴线L方 向突出，且在围绕轴线L的旋转方向上与后述的转子40的抵接片46抵接，以限制转子40 的旋转范围。如图3、图4、图5、图7所示，引导部件30具备连结部31，该连结部31与壳体主 体10的嵌合部12嵌合；以及环状的支承部32，该支承部32与连结部31形成为一体并划 定环状支承面32a。如图3所示，连结部31形成为该连结部31划定圆弧状部31a和从圆弧状部31a 朝径向伸长的2个平行部31b，该连结部31与嵌合部12嵌合，以限制引导部件30的围绕轴 线L的旋转并将引导部件30的中心定位于轴线L。支承部32与嵌合部12的端面抵接，在轴线L方向被定位，该支承部32形成为从 连结部31朝径向突出的圆环状，且在该支承部32的内缘区域划定环状支承面32a，该环状 支承面32a将转子40支承为转动自如。如图5所示，环状支承面32a形成为环状锥面，该环状锥面划定顶点P位于轴线L 上的假想圆锥面C的一部分、即划定圆台的外周面，以将后述的转子40的环状抵接面42a 支承为转动自如。进而，引导部件30与壳体主体10分体形成，然后与壳体主体10的嵌合部12嵌合 而被固定。 这样，作为将转子40支承为转动自如的支承部，采用与壳体主体10分体形成然后固定于壳体主体10的引导部件30，并在该引导部件30形成环状支承面32a，由此，能够使 用与壳体(壳体主体10)的材料不同的耐磨损性优异的专用的材料，能够确保支承区域的 耐磨损性等，并且能够降低整体的成本。如图2至图5、图7所示，转子40具备以下部分等以轴线L为中心的圆筒部41 ； 圆板部42，该圆板部42 —体地形成于圆筒部41的一端侧，并划定环状抵接面42a ；弹簧支 承面43，该弹簧支承面43形成于圆板部42的上表面，支承复位弹簧50的另一端侧；环状 定位部44，该环状定位部44形成为在弹簧支承面43上呈环状地突出；钩挂槽45，该钩挂槽 45是通过对环状定位部44的一部分进行切口而形成的，用于钩挂复位弹簧50的另一端部 52 ；以及抵接片46，该抵接片46在围绕轴线L的旋转方向上与壳体罩20的止挡件27抵接。圆筒部41在其内侧划定连结孔41a，该连结孔41a以与轴S—体地旋转的方式与 轴S连结，该轴S配置在壳体(壳体主体10和壳体罩20)的外部并要被检测旋转速度。如图5所示，圆板部42划定环状抵接面42a，该环状抵接面42a以相对于引导部件 30的环状支承面32a转动自如的方式与环状支承面32a抵接。如图5所示，环状抵接面42a形成为环状锥面，该环状锥面划定顶点P位于轴线L 上的假想圆锥面C的一部分、即划定圆台的外周面。如图4所示，弹簧支承面43形成为在与壳体罩20的弹簧支承面25协作而在轴 线L方向将复位弹簧50压缩预定量的状态下，使复位弹簧50的另一端侧落座于该弹簧支 承面43而支承复位弹簧50。环状定位部44形成为该环状定位部在圆筒部41的周围形成为中心与轴线L位 于同轴上的圆弧状，且限制复位弹簧50在圆板部42 (的弹簧支承面43)上沿径向移动。钩挂槽45形成为该钩挂槽45钩挂复位弹簧50的另一端部52，从而在复位弹簧 50围绕轴线L扭转的情况下产生使复位弹簧50恢复初始位置的作用力。抵接片46形成为在借助复位弹簧50的旋转作用力而位于初始位置时，该抵接片 46与一方的止挡件27抵接而限制转子40的进一步的旋转，当转子40 (即轴S)克服复位弹 簧50的旋转作用力而旋转时，该抵接片46与另一方的止挡件27抵接而限制转子40的进 一步的旋转(规定最大旋转角度位置)。并且，转子40包括传感器单元70的(作为可动传感器构件的)磁铁71，该磁铁 71埋设在轴线L所通过的转子40的中央区域。进而，对于转子40，在该转子40被收纳于壳体(壳体主体10和壳体罩20)的状态 下，圆板部42的环状抵接面42a由固定于壳体主体10的引导部件30的环状支承面32a支 承为转动自如，圆筒部41由壳体罩20的贯通孔21支承为转动自如。因此，组装时，以使得环状抵接部42a抵接于环状支承面32a的方式将转子40组 装于壳体主体10，并以使得圆筒部41嵌入贯通孔21的方式使壳体罩20与壳体主体10卡 扣结合，由此能够容易地将转子40组装于壳体。并且，由于转子40具有与配置于壳体的外部并要被检测旋转角度的轴S连结的连 结孔41a，因此仅通过使连结孔41a与本来应当检测旋转角度位置的轴S连结就能够进行角 度位置的检测。因此，能够将该旋转位置传感器作为独立的通用性高的�？榇恚芄欢园ㄒ� 检测的轴S的所有的对象物应用该旋转位置传感器。
如图2至图4所示，复位弹簧50是以在轴线L方向被压缩了预定量的状态组装且 围绕轴线L施加旋转作用力的扭簧，该复位弹簧50的一端侧在转子40的圆筒部41的周围 落座于壳体罩20的弹簧支承面25，并且该复位弹簧50的一端部51钩挂于壳体罩20的钩 挂突起26，该复位弹簧50的另一端侧在转子40的环状定位部44的周围落座于弹簧支承面 43，并且该复位弹簧50的另一端部52钩挂于转子40的钩挂槽45。S卩，将转子40组装于壳体主体10，使复位弹簧50与转子40的(圆板部42的)弹 簧支承面43抵接并使复位弹簧50的另一端部52钩挂于钩挂槽45，将该复位弹簧50嵌入 转子40的圆筒部41的周围，并从上方将复位弹簧50的一端部51钩挂于钩挂突起26，并使 壳体罩20与壳体主体10卡扣结合，由此能够容易地将转子40和复位弹簧50组装于壳体。由此，复位弹簧50对转子40施加旋转作用力以使转子40恢复至预定的角度位置 (初始位置)，并且，该复位弹簧50以在轴线L方向(轴向)防止转子40的晃动的方式施 加作用力。如图1、图2以及图5所示，电路基板60形成大致矩形状，该电路基板60在一部分 具备定位孔61，且该电路基板60具备安装于该电路基板60的上表面的后述的作为固定传 感器构件的磁探测元件72以及其他的安装的电子部件(未图示)。进而，对于电路基板60，壳体主体10的定位突起14嵌入定位孔61，并且该电路基 板60的缘部由壳体主体10的4个夹持片13夹持，从而该电路基板60被定位并固定在收 纳凹部11内的预定位置。如图4、图5以及图8所示，传感器单元70由以下部件等形成作为可动传感器构 件的磁铁71，该磁铁71埋设于转子40 ；以及作为固定传感器构件的磁探测元件72，该磁探 测元件72安装于电路基板60。如图7所示，磁铁71埋设于轴线L所通过的转子40的中央区域，如图8所示，磁 铁71形成为呈预定厚度的圆板状，并且大致一半被磁化为N极、剩余的大致一半被磁化为 S极。如图2、图5、图8所示，磁探测元件72经由电路基板60配置在轴线L所通过的壳 体主体10的中央区域，该磁探测元件72的阻值根据磁探测元件72与磁铁71的相对角度 变化(即磁场的变化)而变化。即，磁探测元件72探测磁通的入射角的变化而检测转子40 的角度位置。在该传感器单元70中，在磁铁71与磁探测元件72的相对位置关系中，相对于轴 线L方向的偏移存在某种程度的容许范围(即存在钝感)，而相对于与轴线L垂直的方向的 偏移(偏心)需要高精度地进行管理(即敏感)。因此，需要使埋设于转子40的磁铁71和固定于壳体主体10的电路基板60上的 磁探测元件72在与轴线L垂直的面内高精度地定位(定心)。此处，由于转子40的环状抵接面42a与壳体主体10所包含的环状支承面32a接 触并被支承为围绕轴线L转动自如，且环状抵接面42a和环状支承面32a位于假想圆锥面 C上，该假想圆锥面C的顶点P位于轴线L上，因此，转子40能够借助自动调心作用始终被 定位在轴线L上。因此，即便产生磨损等支承区域的经时变化，也能够防止构成传感器单元 70的转子40的磁铁71 (可动传感器构件)和壳体主体10的磁探测元件72 (固定传感器构 件)之间的相对于轴线L的位置偏移，能够高精度地检测转子40的旋转角度位置。
并且，由于传感器单元70的可动传感器构件(磁铁71)和固定传感器构件(磁探 测元件72)配置在轴线L所通过的转子40的中央区域，即能够以轴线L为中心配置部件， 因此能够达成构造的简化、小型化等。进一步，由于传感器单元70的固定传感器构件(磁探测元件72)设置于相对于壳 体主体10装卸自如的电路基板60，因此，仅通过将电路基板60嵌入壳体(壳体主体10)， 就能够将传感器单元70的固定传感器构件(磁探测元件72等)固定于壳体，作为整体能 够容易地进行组装。另外，此处，作为传感器单元70示出了由磁铁71和磁探测元件72构成的非接触 式传感器，但是并不限定于此，也可以是作为磁探测元件72采用磁阻元件(MR)的非接触式 传感器，并且，也可以采用作为可动传感器构件包括可动接点、作为固定传感器构件包括导 线端子的根据阻值的变化检测旋转角度的接触式传感器等。图9是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的其他实施方式的剖视图，是对前述 的图7所示的实施方式中的引导部件30的环状支承面32a的形状进行了变更的图。因此， 对与前述的实施方式相同的结构赋予相同的标号并省略说明。在该实施方式中，如图9所示，引导部件30’具备连结部31，该连结部31与壳体 主体10的嵌合部12嵌合；以及环状的支承部32，该环状的支承部32与连结部31形成为 一体，并划定环状支承面32a’。如图9所示，环状支承面32a’形成为截面朝向环状抵接面42a弯曲成凸状。在该实施方式中，与前述同样，转子40的环状抵接面42a与壳体主体10所包括的 环状支承面32a’接触而被支承为围绕轴线L转动自如，且环状抵接面42a和环状支承面 32a’位于假想圆锥面C上，该假想圆锥面C的顶点P位于轴线L上，因此，转子40能够借助 自动调心作用始终被定位在轴线L上。因此，即便产生磨损等支承区域的经时变化，也能够 防止构成传感器单元70的转子40的可动传感器构件(磁铁71)和壳体的固定传感器构件 (磁探测元件72)之间的相对于轴线L的位置偏移，能够高精度地检测转子40的旋转角度 位置。特别地，由于环状支承面32a’形成为呈凸状弯曲的截面形状，因此，能够确保转子 40的自动调心作用，同时能够降低环状抵接面42a与环状支承面32a’之间的滑动阻力，从 而能够使转子40更顺畅地转动。图10是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的又一其他实施方式的剖视图，是 对前述的图7所示的实施方式中的转子40的圆板部42的环状抵接面42a的形状进行了变 更的图。因此，对与前述的实施方式相同的结构赋予相同的标号并省略说明。在该实施方式中，如图10所示，转子40’具备圆筒部41、圆板部42、弹簧支承面 43、环状定位部44、钩挂槽45以及抵接片46等。如图10所示，环状抵接面42a’形成为截面朝向引导部件30的环状支承面32a弯 曲成凸状。在该实施方式中，与前述同样，转子40’的环状抵接面42a’与壳体主体10所包括 的环状支承面32a接触而被支承为围绕轴线L转动自如，且环状抵接面42a’和环状支承面 32a位于假想圆锥面C上，该假想圆锥面C的顶点P位于轴线L上，因此，转子40’能够借助 自动调心作用始终被定位在轴线L上。因此，即便产生磨损等支承区域的经时变化，也能够
10防止构成传感器单元70的转子40’的可动传感器构件(磁铁71)和壳体的固定传感器构 件(磁探测元件72)之间的相对于轴线L的位置偏移，能够高精度地检测转子40’的旋转 角度位置。特别地，由于环状抵接面42a’形成为呈凸状弯曲的截面形状，因此，能够确保转子 40’的自动调心作用，同时能够降低环状抵接面42a’与环状支承面32a之间的滑动阻力，从 而能够使转子40’更顺畅地转动。图11是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的又一其他实施方式的图，是对前 述的图8所示的实施方式中的传感器单元70的磁铁71的形状进行了变更的图。因此，对 与前述的实施方式相同的结构赋予相同的标号并省略说明。在该实施方式中，如图11所示，传感器单元70’由以下部件等构成作为可动传感 器构件的磁铁71’，该磁铁71’埋设于转子40 ；以及作为固定传感器构件的磁探测元件72， 该磁探测元件72安装于电路基板60。如图11所示，磁铁71，由被分成两部分的磁铁71a’、71b，构成，且埋设于轴线L 所通过的转子40的中央区域。如图11所示，磁铁71a’、71b’形成为呈预定厚度的圆弧状， 并且，在周方向上大致一半被磁化为N极、剩余的大致一半被磁化为S极。在该实施方式中，与前述同样，由于传感器单元70，的可动传感器构件(磁铁71’) 和固定传感器构件(磁探测元件72)配置在轴线L所通过的转子40的中央区域，即能够以 轴线L为中心配置部件，因此能够达成构造的简化、小型化等。并且，由于传感器单元70’的固定传感器构件(磁探测元件72)设置于相对于壳 体主体10装卸自如的电路基板60，因此，仅通过将电路基板60嵌入壳体(壳体主体10)就 能够将传感器单元70’的固定传感器构件(磁探测元件72等)固定于壳体，作为整体能够 容易地进行组装。图12是示出本发明所涉及的旋转位置传感器的又一其他实施方式的图，相对于 前述的实施方式，废除引导部件30、30’，并在壳体主体10’ 一体地形成支承部12’。另外， 对与前述的实施方式相同的结构赋予相同的标号并省略说明。S卩，在该实施方式中，壳体主体10’具备环状的支承部12’，该环状的支承部12’以 突出至收纳凹部Ila内的方式与壳体主体10’形成为一体并划定环状支承面12a’。如图12所示，环状支承面12a’形成为锥面状，划定顶点P位于轴线L上的假想圆 锥面C的一部分、即划定圆台的外周面，以将转子40的环状抵接面42a支承为转动自如。在该实施方式中，与前述同样，转子40的环状抵接面42a与壳体主体10’所包括 的环状支承面12a’接触而被支承为围绕轴线L转动自如，且环状抵接面42a和环状支承面 12a’位于假想圆锥面C上，该假想圆锥面C的顶点P位于轴线L上，因此，转子40能够借助 自动调心作用始终被定位在轴线L上。因此，即便产生磨损等支承区域的经时变化，也能够 防止构成传感器单元70的转子40的可动传感器构件(磁铁71)和壳体的固定传感器构件 (磁探测元件72)之间的相对于轴线L的位置偏移，能够高精度地检测转子40的旋转角度 位置。特别地，由于支承部12’与壳体主体10’形成为一体，因此能够削减壳体主体10’ 的部件数量，能够简化构造。在上述实施方式中，作为旋转体示出了收纳在壳体(壳体主体10和壳体罩20)内的转子40，但是并不限定于此，也可以是从壳体的外部直接插入内部的轴S。在上述实施方式中，作为应用旋转位置传感器的对象物示出了节气门装置SMdl 是并不限定于此，也能够应用于油门踏板装置以检测油门踏板的踏下角度，或者，也能够应 用于需要检测其他的旋转角度的装置等。在上述实施方式中，作为壳体示出了分成壳体主体10和壳体罩20这两部分的壳 体，但是并不限定于此，只要能够组装转子40、复位弹簧50等，也可以采用一体型的壳体。在上述实施方式中，作为复位弹簧50示出了扭簧，但是并不限定于此，只要能够 对转子40施力而使转子40围绕轴线L旋转且能够发挥在轴线L方向施力的作用，也可以 采用其他的弹簧。在上述实施方式中示出了包括复位弹簧50的情况，但是并不限定于此，在从旋转 位置传感器废除复位弹簧50并设置于外部的对象物侧的结构中也可以采用本发明。产业上的可利用性如上所述，对于本发明的旋转位置传感器，将要检测旋转位置的转子或者轴等旋 转体支承为即便是发生由支承区域的磨损等引起的经时变化也能够自动地获得调心作用， 并且能够达成构造的简化、小型化等，因此，只要是需要高精度地检测旋转体的旋转角度位 置的对象物，则并不限于与发动机相关的装置，在其他的与机械相关的装置、或者与电相关 的装置中也是有用的。
1权利要求
一种旋转位置传感器，其特征在于，所述旋转位置传感器具备壳体，该壳体具有支承部；旋转体，该旋转体由所述支承部支承为围绕预定的轴线转动自如；以及传感器单元，该传感器单元包括可动传感器构件和固定传感器构件以检测所述旋转体的旋转角度位置，所述可动传感器构件设置于所述旋转体，所述固定传感器构件设置于所述壳体，所述旋转体具有以所述轴线为中心的环状抵接面，所述支承部具有环状支承面，该环状支承面以所述轴线为中心并支承所述环状抵接面，所述环状抵接面和环状支承面中的至少一方形成为环状锥面，该环状锥面划定顶点位于所述轴线上的假想圆锥面的一部分。
2.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其特征在于， 所述壳体包括与该壳体分体形成的引导部件，所述弓I导部件具有所述环状支承面。
3.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其特征在于， 所述环状支承面形成为截面朝向所述环状抵接面弯曲成凸状。
4.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其特征在于，所述旋转体具有连结孔，该连结孔与配置在所述壳体的外部并要被检测旋转角度的轴 连结。
5.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其特征在于，所述旋转体具有圆筒部，该圆筒部以所述轴线为中心；以及圆板部，该圆板部一体地 形成于所述圆筒部的一端侧，并划定所述环状抵接面，所述壳体具有壳体主体，该壳体主体包括所述环状支承面；以及壳体罩，该壳体罩形 成为相对于所述壳体主体装卸自如，且包括圆筒支承面，该圆筒支承面将所述圆筒部支承 为转动自如。
6.根据权利要求5所述的旋转位置传感器，其特征在于，在所述壳体中配置有复位弹簧，该复位弹簧使所述旋转体恢复至预定的角度位置， 所述复位弹簧在所述圆筒部的周围配置在所述圆板部与所述壳体罩之间，该复位弹簧 是在所述轴线方向上施加作用力并围绕所述轴线施加作用力的扭簧。
7.根据权利要求5所述的旋转位置传感器，其特征在于， 所述壳体罩与所述壳体主体卡扣结合。
8.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其特征在于， 所述传感器单元的可动传感器构件包括形成为圆板状的磁铁， 所述磁铁埋设于所述轴线所通过的所述旋转体的中央区域，所述传感器单元的固定传感器构件包括磁探测元件，从所述磁铁发出的磁力线通过该 磁探测元件，且该磁探测元件能够探测磁通密度的变化，所述磁探测元件配置于所述轴线所通过的所述壳体的中央区域。
全文摘要
本发明的旋转位置传感器具备旋转体(40)，该旋转体由壳体(10、20)的支承部支承为绕预定的轴线(L)转动自如；以及传感器单元(70)，该传感器单元包括设置于旋转体的可动传感器构件(71)和设置于壳体的固定传感器构件(72)，以检测旋转体的旋转角度位置，旋转体(40)具有锥状的环状抵接面(42a)，该环状抵接面划定顶点(P)位于轴线(L)上的假想圆锥面(C)的一部分，支承部具有锥状的环状支承面(32a)，该环状支承面将环状抵接面支承为在假想圆锥面(C)上转动自如。由此，旋转体能借助自动调心作用始终被定位在轴线上。因此，即便产生磨损等支承区域的经时变化也能高精度地检测旋转体的旋转角度位置。
文档编号G01D5/245GK101981414SQ200980110810
公开日2011年2月23日 申请日期2009年2月10日 优先权日2008年3月31日
发明者曾山浩朗, 河本义信 申请人:株式会社三国
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
