特許 7561797 磁界検出装置、磁気センサモジュール、電気制御装置、モータ及びトランスミッション

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-26

(45)【発行日】2024-10-04

(54)【発明の名称】磁界検出装置、磁気センサモジュール、電気制御装置、モータ及びトランスミッション

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110C

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2022111560

(22)【出願日】2022-07-12

(65)【公開番号】P2024010301

(43)【公開日】2024-01-24

【審査請求日】2023-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132207

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌孝

(74)【代理人】

【識別番号】100139365

【弁理士】

【氏名又は名称】中嶋 武雄

(72)【発明者】

【氏名】岡 禎一郎

(72)【発明者】

【氏名】毛受 良一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 真

(72)【発明者】

【氏名】平野 裕幸

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１１８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２９６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２９３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００４４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２６２０６３７（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許第１０１９２９８３４（ＣＮ，Ｂ）

【文献】中国実用新案第２０４８３１１７１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／００ ～ ５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／３０ ～ ７／３１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁界を発生する磁界発生部と、
前記磁界を検知する磁界検出部と、
前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体と、
移動体を移動可能に収容する第２筐体と
を備え、
前記磁界発生部から発生し、前記磁界検出部に印加される前記磁界の強度又は角度は、前記移動体の移動に伴い変化し、
前記第２筐体は、前記第１筐体が取り付けられる取付部を有し、
前記取付部は、平坦面を有し、
前記収容部は、一方側に開口する開口部を有する凹部として構成され、
前記第１筐体は、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記取付部を挟み、前記収容部の前記開口部を前記取付部の前記平坦面に対向させるように前記磁界検出部を取り囲むシール部材を介して前記取付部に取り付けられ、
前記収容部内が、前記収容部の前記開口部が前記シール部材及び前記取付部の前記平坦面により塞がれることで密閉されていることを特徴とする磁界検出装置。

【請求項2】

前記磁界発生部は、前記移動体に設けられ、前記移動体と一体となって移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。

【請求項3】

前記磁界発生部は、前記第１筐体内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。

【請求項4】

前記第１筐体及び前記第２筐体のうちの少なくともいずれか一方に、前記第１筐体が前記第２筐体に取り付けられる位置を規定する位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項5】

前記位置決め部は、前記磁界検出部から見て前記シール部材よりも遠位に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の磁界検出装置。

【請求項6】

前記第２筐体の前記取付部は、相対的に厚みの厚い第１取付部と、相対的に厚みの薄い第２取付部とを含み、
前記第１取付部は、前記第２取付部を取り囲むように位置し、
前記位置決め部は、前記第１取付部に相当する位置に設けられており、
前記第１筐体は、前記磁界発生部と前記磁界検出部との間に前記第２取付部を挟むようにして前記取付部に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の磁界検出装置。

【請求項7】

前記シール部材を構成する材料の熱伝導率が、前記第１筐体を構成する材料の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項8】

前記第１筐体は、固定ねじにより前記第２筐体に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項9】

前記第１筐体は、前記位置決め部としての第１ねじ穴を有し、
前記第２筐体は、前記位置決め部としての第２ねじ穴を有し、
前記第１筐体は、実質的に重ね合わせた前記第１ねじ穴及び前記第２ねじ穴に固定ねじを挿入することにより、前記第２筐体に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の磁界検出装置。

【請求項10】

前記第１筐体は、前記シール部材が嵌合され得るシール溝を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項11】

前記シール部材は、エラストマー材料により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項12】

前記シール部材は、フッ素ゴム又はシリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項13】

前記第１筐体は、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂又はポリアミド樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項14】

前記第２筐体は、非磁性材料により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項15】

前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転する回転体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項16】

前記移動体が、直線移動する直線移動体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。

【請求項17】

移動体の移動に伴い強度又は角度が変化する磁界を検出するために用いられる磁気センサモジュールであって、
磁界発生部から発生する磁界を検知する磁界検出部と、
前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体と
を備え、
前記磁界検出部は、前記磁界発生部から発生し、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化した前記磁界が印加される位置に設けられており、
前記収容部は、一方側に開口する開口部を有する凹部として構成され、
前記第１筐体は、前記移動体を移動可能に収容する第２筐体に、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記第２筐体を挟み、前記収容部の前記開口部を前記第２筐体の平坦面に対向させるように取付可能に構成されていることを特徴とする磁気センサモジュール。

【請求項18】

移動体の移動に伴い強度又は角度が変化する磁界を検出するために用いられる磁気センサモジュールであって、
磁界発生部から発生する磁界を検知する磁界検出部と、
前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体と
を備え、
前記磁界検出部は、前記磁界発生部から発生し、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化した前記磁界が印加される位置に設けられており、
前記第１筐体は、前記磁界検出部を取り囲むようにして設けられているシール部材を有し、
前記収容部は、一方側に開口する開口部を有する凹部として構成され、
前記第１筐体は、前記移動体を移動可能に収容する第２筐体に、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記第２筐体を挟み、前記収容部の前記開口部を前記第２筐体の平坦面に対向させるように、かつ前記収容部の前記開口部が前記シール部材及び前記第２筐体の前記平坦面により塞がれることで前記収容部内が密閉されるように取付可能に構成されていることを特徴とする磁気センサモジュール。

【請求項19】

請求項１又は２に記載の磁界検出装置を備えることを特徴とする電気制御装置。

【請求項20】

請求項１又は２に記載の磁界検出装置を少なくとも備え、
前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転可能なモータシャフトであり、
前記磁界検出装置は、前記モータシャフトの回転角度を検出することを特徴とするモータ。

【請求項21】

請求項１又は２に記載の磁界検出装置を少なくとも備え、
前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転可能なシャフトであり、
前記磁界検出装置は、前記シャフトの回転角度を検出することを特徴とするトランスミッション。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁界検出装置、磁気センサモジュール、電気制御装置、モータ及びトランスミッションに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車におけるステアリングホイール又はパワーステアリングモータの回転位置、トランスミッションのシャフトのトルクの検出等の種々の用途で、対象物の角度と対応関係を有する角度検出値を生成する、例えば磁気式の角度センサが広く利用されている。磁気式の角度センサにおいては、対象物の回転や直線的な運動に連動して方向が回転する回転磁界を発生する磁石等の磁界発生部が用いられ、角度センサが備える磁界検出部が、磁界発生部から発せられる磁界の変化に応じた検出信号を出力する。

【0003】

上記磁気式の角度センサを用いる磁界検出装置として、例えば、図１２に示すように、角度センサ１０１、当該角度センサ１０１から出力される検出信号を自動車のＥＣＵ（Electronic Control Unit）に入力するための電気回路基板１０２等をモジュール化したセンサモジュール１００が、上記対象物２０２を移動可能に収容する筐体２０１に取り付けられたものが知られている。このモジュール化したセンサモジュール１００を密閉構造とすることで、角度センサ１０１や電気回路基板１０２等を水、潤滑油、粉塵等から保護することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１８－０６２００７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記磁界検出装置において、磁界発生部２０３と角度センサ１０１との間の距離を可能な限り短くすることが望まれる。両者間の距離が短いことで、磁界発生部２０３として小型、安価な磁石を利用することもできる。しかし、上記磁界検出装置においては、センサモジュール１００を密閉構造とすることで、角度センサ１０１や電気回路基板１０２等を水、潤滑油、粉塵等から保護することができるものの、磁界発生部２０３と角度センサ１０１との間に、対象物２０２を収容する筐体２０１の隔壁とセンサモジュール１００の隔壁とを挟むことになるため、磁界発生部２０３と角度センサ１０１との間の距離を短くすることが困難となる。

【0006】

上記課題に鑑みて、本発明は、磁界発生部と磁界検出部との間の距離を相対的に短くすることができ、測定精度を向上させ得る磁界検出装置、磁気センサモジュール、電気制御装置、モータ及びトランスミッションを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は、磁界を発生する磁界発生部と、前記磁界を検知する磁界検出部と、前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体と、移動体を移動可能に収容する第２筐体とを備え、前記磁界発生部から発生し、前記磁界検出部に印加される前記磁界の強度又は角度は、前記移動体の移動に伴い変化し、前記第２筐体は、前記第１筐体が取り付けられる取付部を有し、前記取付部は、平坦面を有し、前記収容部は、一方側に開口する開口部を有する凹部として構成され、前記第１筐体は、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記取付部を挟み、前記収容部の前記開口部を前記取付部の前記平坦面に対向させるように前記磁界検出部を取り囲むシール部材を介して前記取付部に取り付けられ、前記収容部内が、前記収容部の前記開口部が前記シール部材及び前記取付部の前記平坦面により塞がれることで密閉されていることを特徴とする磁界検出装置を提供する。

【0008】

本発明は、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化する磁界を検出するために用いられる磁気センサモジュールであって、磁界発生部から発生する磁界を検知する磁界検出部と、前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体とを備え、前記磁界検出部は、前記磁界発生部から発生し、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化した前記磁界が印加される位置に設けられており、前記収容部は、一方側に開口する開口部を有する凹部として構成され、前記第１筐体は、前記移動体を移動可能に収容する第２筐体に、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記第２筐体を挟み、前記収容部の前記開口部を前記第２筐体の平坦面に対向させるように取付可能に構成されていることを特徴とする磁気センサモジュールを提供する。

【0009】

本発明は、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化する磁界を検出するために用いられる磁気センサモジュールであって、磁界発生部から発生する磁界を検知する磁界検出部と、前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体とを備え、前記磁界検出部は、前記磁界発生部から発生し、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化した前記磁界が印加される位置に設けられており、前記第１筐体は、前記磁界検出部を取り囲むようにして設けられているシール部材を有し、前記収容部は、一方側に開口する開口部を有する凹部として構成され、前記第１筐体は、前記移動体を移動可能に収容する第２筐体に、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記第２筐体を挟み、前記収容部の前記開口部を前記第２筐体の平坦面に対向させるように、かつ前記収容部の前記開口部が前記シール部材及び前記第２筐体の前記平坦面により塞がれることで前記収容部内が密閉されるように取付可能に構成されていることを特徴とする磁気センサモジュールを提供する。

【0010】

本発明は、上記磁界検出装置を備えることを特徴とする電気制御装置を提供する。
本発明は、上記磁界検出装置を少なくとも備え、前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転可能なモータシャフトであり、前記磁界検出装置は、前記モータシャフトの回転角度を検出することを特徴とするモータを提供する。
本発明は、上記磁界検出装置を少なくとも備え、前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転可能なシャフトであり、前記磁界検出装置は、前記シャフトの回転角度を検出することを特徴とするトランスミッションを提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、磁界発生部と磁界検出部との間の距離を相対的に短くすることができる磁界検出装置、磁気センサモジュール、電気制御装置、モータ及びトランスミッションを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る磁界検出装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態における磁気センサモジュールであって、シール部材を備えない態様の概略構成を示す斜視図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態における磁気センサモジュールであって、シール部材を備える態様の概略構成を示す斜視図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態における磁界検出部及び演算処理部の概略構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態に係る磁界検出装置の概略構成を示す分解拡大断面図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態におけるモータユニットの概略構成を示すブロック図である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態におけるトランスミッションの概略構成を示すブロック図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る磁界検出装置の他の態様の概略構成を示す断面図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る磁界検出装置の他の態様の概略構成を示す断面図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る磁界検出装置の他の態様の概略構成を示す断面図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る磁界検出装置の他の態様の概略構成を示す断面図である。

【図12】従来の磁界検出装置の概略構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の態様１は、磁界を発生する磁界発生部と、前記磁界を検知する磁界検出部と、前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体と、移動体を移動可能に収容する第２筐体とを備え、前記磁界発生部から発生し、前記磁界検出部に印加される前記磁界の強度又は角度は、前記移動体の移動に伴い変化し、前記第２筐体は、前記第１筐体が取り付けられる取付部を有し、前記第１筐体は、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記取付部を挟むように、前記磁界検出部を取り囲むシール部材を介して前記取付部に取り付けられ、前記収容部内が、前記シール部材及び前記取付部により密閉されていることを特徴とする磁界検出装置である。

【0014】

本発明の態様２は、上記態様１において、前記磁界発生部は、前記移動体に設けられ、前記移動体と一体となって移動可能であることを特徴とする。
本発明の態様３は、上記態様１において、前記磁界発生部は、前記第１筐体内に設けられていることを特徴とする。

【0015】

本発明の態様４は、上記態様１～３のいずれかにおいて、前記第１筐体及び前記第２筐体のうちの少なくともいずれか一方に、前記第１筐体が前記第２筐体に取り付けられる位置を規定する位置決め部が設けられていることを特徴とする。
本発明の態様５は、上記態様４において、前記位置決め部は、前記磁界検出部から見て前記シール部材よりも遠位に設けられていることを特徴とする。

【0016】

本発明の態様６は、上記態様４又は態様５において、前記第２筐体の前記取付部は、相対的に厚みの厚い第１取付部と、相対的に厚みの薄い第２取付部とを含み、前記第１取付部は、前記第２取付部を取り囲むように位置し、前記位置決め部は、前記第１取付部に相当する位置に設けられていることを特徴とする。

【0017】

本発明の態様７は、上記態様１～６のいずれかにおいて、前記シール部材を構成する材料の熱伝導率が、前記第１筐体を構成する材料の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする。
本発明の態様８は、上記態様１～７のいずれかにおいて、前記第１筐体は、固定ねじにより前記第２筐体に固定されていることを特徴とする。

【0018】

本発明の態様９は、上記態様４～６のいずれかにおいて、前記第１筐体は、前記位置決め部としての第１ねじ穴を有し、前記第２筐体は、前記位置決め部としての第２ねじ穴を有し、前記第１筐体は、実質的に重ね合わせた前記第１ねじ穴及び前記第２ねじ穴に固定ねじを挿入することにより、前記第２筐体に固定されていることを特徴とする。

【0019】

本発明の態様１０は、上記態様１～９のいずれかにおいて、前記第１筐体は、前記シール部材が嵌合され得るシール溝を有することを特徴とする。
本発明の態様１１は、上記態様１～１０のいずれかにおいて、前記シール部材は、エラストマー材料により構成されていることを特徴とする。
本発明の態様１２は、上記態様１～１１のいずれかにおいて、前記シール部材は、フッ素ゴム又はシリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする。
本発明の態様１３は、上記態様１～１２のいずれかにおいて、前記第１筐体は、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂又はポリアミド樹脂により構成されていることを特徴とする。
本発明の態様１４は、上記態様１～１３のいずれかにおいて、前記第２筐体は、非磁性材料により構成されていることを特徴とする。
本発明の態様１５は、上記態様１～１４のいずれかにおいて、前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転する回転体であることを特徴とする。
本発明の態様１６は、上記態様１～１４のいずれかにおいて、前記移動体が、直線移動する直線移動体であることを特徴とする。

【0020】

本発明の態様１７は、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化する磁界を検出するために用いられる磁気センサモジュールであって、磁界発生部から発生する磁界を検知する磁界検出部と、前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体とを備え、前記磁界検出部は、前記磁界発生部から発生し、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化した前記磁界が印加される位置に設けられており、前記第１筐体は、前記移動体を移動可能に収容する第２筐体に、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記第２筐体を挟むように取付可能に構成されていることを特徴とする磁気センサモジュールである。

【0021】

本発明の態様１８は、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化する磁界を検出するために用いられる磁気センサモジュールであって、磁界発生部から発生する磁界を検知する磁界検出部と、前記磁界検出部を露出させるようにして収容する収容部を有する第１筐体とを備え、前記磁界検出部は、前記磁界発生部から発生し、移動体の移動に伴い強度又は角度が変化した前記磁界が印加される位置に設けられており、前記第１筐体は、前記磁界検出部を取り囲むようにして設けられているシール部材を有し、前記第１筐体は、前記移動体を移動可能に収容する第２筐体に、前記磁界検出部と前記移動体との間に前記第２筐体を挟むように、かつ前記収容部内が前記シール部材及び前記第２筐体により密閉されるように取付可能に構成されていることを特徴とする磁気センサモジュールである。

【0022】

本発明の態様１９は、上記態様１～１６のいずれかの磁界検出装置を備えることを特徴とする電気制御装置である。
本発明の態様２０は、上記態様１～１６のいずれかの磁界検出装置を少なくとも備え、前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転可能なモータシャフトであり、前記磁界検出装置は、前記モータシャフトの回転角度を検出することを特徴とするモータである。
本発明の態様２１は、上記態様１～１６のいずれかの磁界検出装置を少なくとも備え、前記移動体が、所定の回転軸を中心に回転可能なシャフトであり、前記磁界検出装置は、前記シャフトの回転角度を検出することを特徴とするトランスミッションである。

【0023】

本発明の実施の形態に係る磁界検出装置について、図面を参照しながら説明する。
なお、本実施形態に係る磁界検出装置において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸」を規定している。ここで、Ｘ軸及びＹ軸は、磁石の第１面及び第２面と平行な面内における互いに直交する方向であり、Ｚ軸は、回転軸の軸方向である。また、「平行」とは、対象となる２つの線分、軸、方向、面等が完全な平行状態であることに加え、ほぼ平行であること（交差角度が５°以下の範囲）も含む概念であり、「直交」とは、対象となる２つの線分、軸、方向、面等が完全な直交状態であることに加え、ほぼ直交であること（交差角度が８５～９５°の範囲）も含む概念であるものとする。

【0024】

図１に示すように、本実施形態に係る磁界検出装置１は、磁気センサモジュール２と、当該磁気センサモジュール２が取り付けられている第２ハウジング３１と、第２ハウジング３１内に回転可能に収容されている回転体３２と、一方向の着磁されている磁石４１とを備える。磁石４１は、回転体３２の一端部３２Ａ（磁気センサモジュール２側に位置する端部）に、回転体３２と一体的に回転可能に設けられている。本実施形態に係る磁界検出装置１は、回転軸Ｃを中心として回転する回転体３２と一体的に回転する磁石４１の回転角度を検出するために用いられる。

【0025】

磁気センサモジュール２は、回転体３２と一体的に回転する磁石４１から発生し、印加される磁界の角度の変化を検知する磁界検出部５１と、磁界検出部５１及び演算処理部５２（図４参照）を搭載した回路基板５３と、磁界検出部５１を露出させるようにして当該回路基板５３を収容する収容部２３を有する第１ハウジング２１とを有する。

【0026】

磁界検出部５１は、例えば、自由層及び磁化固定層を含む積層構造を有するＴＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子、ホール素子等を含んでいてもよい。磁界検出部５１は、印加される磁界の変動を表す電気信号を演算処理部５２（図４参照）に出力する。

【0027】

演算処理部５２は、磁界検出部５１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ－デジタル）変換部５２１と、Ａ／Ｄ変換部５２１によりデジタル変換されたデジタル信号を演算処理する演算部５２２とを含んでいればよい（図４参照）。

【0028】

磁界検出部５１から出力される信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換部５２１によりデジタル信号に変換され、当該デジタル信号が演算部５２２に入力される。演算部５２２は、Ａ／Ｄ変換部５２１によりアナログ信号から変換されたデジタル信号に基づく演算処理等を行う。この演算部５２２は、例えば、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。

【0029】

本実施形態において、磁界検出部５１と演算処理部５２とは、両者が一体的に（モノリシックに）形成されワンチップ化されたものであってもよいし、両者が樹脂封止されワンパッケージ化されたものであってもよいし、両者が別個独立に樹脂封止されたものであってもよい。

【0030】

図２に示すように、第１ハウジング２１は、第１面２２Ａ及び当該第１面２２Ａに対向する第２面２２Ｂを有するハウジング本体部２２と、ハウジング本体部２２の第１面２２Ａに形成されている収容部２３と、ハウジング本体部２２の第１面２２Ａであって、収容部２３を取り囲むように形成されているシール溝２４と、ハウジング本体部２２の外周縁に設けられている複数（本実施形態においては３個）の第１位置決め部２５と、ハウジング本体部２２の第２面２２Ｂ側から収容部２３に収容されている回路基板５３に電気的に接続され、演算処理部５２により演算処理された信号等を外部に出力するためのコネクタ部２６とを備える。シール溝２４には、例えばＯリング等のシール部材２７が嵌合されている。

【0031】

ハウジング本体部２２は、第１面２２Ａ側からの平面視において、略円形状を有しており、その実質的に中央に収容部２３が形成され、収容部２３の外側を取り囲む略円環状のシール溝２４が形成されている。

【0032】

収容部２３は、平面視略方形状の凹部であり、回路基板５３を収容可能な大きさを有する。収容部２３の凹部の深さは、回路基板５３を収容し、第１ハウジング２１が第２ハウジング３１の取付部３１１に取り付けられた際に、回路基板５３に搭載されている磁界検出部５１が当該取付部３１１に当接しない程度であって、磁石４１と磁界検出部５１との間の距離が所望とする長さになる程度であればよい。

【0033】

シール溝２４は、第１面２２Ａ側からの平面視において、収容部２３の外側を取り囲む略円環状の溝である。シール溝２４の幅は、シール部材２７が嵌合され得る程度であればよい。シール溝２４の深さ２４Ｄは、第１ハウジング２１が第２ハウジング３１の取付部３１１に取り付けられた際に、シール部材２７のつぶし代に応じて適宜設定され得る。

【0034】

複数の第１位置決め部２５は、ハウジング本体部２２の外周に設けられている。本実施形態においては、３個の第１位置決め部２５が、それぞれ１２０°間隔でハウジング本体部２２の外周に設けられている。第１位置決め部２５の中心には、固定ねじ６を挿入可能な第１ねじ孔部２５１が形成されている。第１ねじ孔部２５１は、第２ハウジング３１の取付部３１１に形成されている第２ねじ孔部３３に位置合わせすることで、第１ハウジング２１を第２ハウジング３１に取り付ける位置を規定する役割を果たす。第１ねじ孔部２５１と第２ハウジング３１の第２ねじ孔部３３とを位置合わせし、第１ねじ孔部２５１及び第２ねじ孔部３３に固定ねじ６を挿通して螺合することで、第１ハウジング２１及び第２ハウジング３１を固定することができる。

【0035】

各第１位置決め部２５は、ハウジング本体部２２の第１面２２Ａとの間に段差を有するようにハウジング本体部２２の外周に設けられている。当該段差の高さ２５Ｔは、シール溝２４の深さ２４Ｄ、シール部材２７の断面直径２７Ｄ及びシール部材２７のつぶし代に応じて適宜設定される。例えば、シール溝２４の深さ２４ＤがＡ（ｍｍ）、シール部材２７の断面直径２７ＤがＢ（ｍｍ）、シール部材２７のつぶし代がＣ（ｍｍ）である場合、段差の高さ２５Ｔは、数式「Ｂ－(Ｃ＋Ａ)」により算出される値であればよい。

【0036】

第１ハウジング２１を構成する材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂等が挙げられる。シール部材２７を構成する材料としては、対候性に優れたエラストマー材料であるのが好ましく、第１ハウジング２１を構成する材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する材料であるのがより好ましい。このようなエラストマー材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。本実施形態において、第１ハウジング２１と第２ハウジング３１の取付部３１１との間の密閉空間内に磁界検出部５１が位置することになるが、磁界検出部５１を構成する磁気抵抗効果素子等の抵抗値は温度により変化するため、磁界検出部５１に熱が伝わりにくいことが、検出精度の向上のために必要である。この点、シール部材２７を構成するエラストマー材料の熱伝導率が、第１ハウジング２１を構成する材料の熱伝導率よりも小さいことで、シール部材２７を介して形成される密閉空間内に位置する磁界検出部５１に熱が伝わりにくくなるため、検出精度を向上させることができる。

【0037】

第２ハウジング３１は、一端部３２Ａに磁石４１が設けられた回転体３２を回転可能に収容するものであり、略円筒形状を有する。第２ハウジング３１の壁部のうち、磁石４１に対向する壁部の外面が、第１ハウジング２１が取り付けられている取付部３１１である。

【0038】

取付部３１１は、相対的に厚みの厚い第１取付部３１１１と、相対的に厚みの薄い第２取付部３１１２とを含む。第１取付部３１１１は、第２取付部３１１２を取り囲むようにして位置している。第２取付部３１１２は、磁石４１と磁界検出部５１との間に位置している。第１取付部３１１１には、第２位置決め部としての第２ねじ孔部３３が形成されている。第２ねじ孔部３３は、取付部３１１に取り付けられる第１ハウジング２１の第１ねじ孔部２５１に対応する位置に形成されている。

【0039】

第１取付部３１１１の厚さ３１１１Ｔは、第２ねじ孔部３３を形成することができ、かつ第２ハウジング３１の強度に影響を及ぼさない程度に適宜設定される。第２取付部３１１２の厚さ３１１２Ｔは、磁石４１と磁界検出部５１との間の距離を所望の長さとすることができる程度に適宜設定される。

【0040】

磁石４１は、回転軸Ｃを中心として回転する回転体である回転体３２と一体的に回転可能に設けられており、回転体３２の回転に連動するようにして回転軸Ｃを中心として回転する。磁石４１は、回転体３２の回転軸Ｃに直交する第１面４１Ａと、第１面４１Ａの反対側に位置する第２面４１Ｂとを有する。磁石４１の第１面４１Ａ及び第２面４１Ｂは、ＸＹ平面に平行な面である。磁石４１は、第１面４１Ａ及び第２面４１Ｂの重心（中心）と回転体３２の回転軸Ｃとを一致させるようにして、回転体３２の一端部３２Ａに取り付けられている（図１等を参照）。磁石４１は、回転体３２の回転軸Ｃに直交する一方向（第１面４１Ａ及び第２面４１Ｂに平行な一方向）に磁化されている。

【0041】

第２ハウジング３１を構成する材料としては、非磁性材料であればよく、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、又はそれらの合金等の非磁性金属材料等であればよい。

【0042】

本実施形態に係る磁界検出装置１は、電気制御装置に備えられ得る。本実施形態における電気制御装置としては、例えば、モータユニット、トランスミッション、電動パワーステアリング装置等の車載用電気制御装置等が挙げられる。本実施形態におけるモータユニット３００は、例えば、図６に示すように、モータ３０１と、磁界検出装置１と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０２とを含む。このモータユニット３００において、モータ３０１の回転角度が磁界検出装置１により検出され、当該回転角度に関する情報がＥＣＵ３０２に送信される。また、本実施形態におけるトランスミッション４００は、例えば、図７に示すように、磁界検出装置１と、マニュアルシャフト４０１と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０２とを含む。このトランスミッション４００において、運転者によるシフト操作に応じてマニュアルシャフト４０１が回転し、そのマニュアルシャフト４０１の回転角度が磁界検出装置１により検出され、当該回転角度に関する情報がＥＣＵ４０２に送信される。上述したように、本実施形態に係る磁界検出装置１によれば、回転角度を高精度に検出することができるため、上記電気制御装置においてモータやハンドルの回転角度、エンジンのトルク、ギヤの位置等を検出するためのセンサとして特に有用である。

【0043】

本実施形態に係る磁界検出装置１によれば、磁界発生部としての磁石４１と磁界検出部５１との間の距離を相対的に短くすることができるため、磁石４１として相対的に小さなものや、安価なものを用いても磁界検出部５１に対し十分に安定した磁界を印加することができ、磁界検出装置１の小型・軽量化や製造コストの低減が可能となる。

【0044】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。また、上記実施形態に開示された各要素の寸法やレイアウトなどは、例示であってこれに限定されるものではない。

【0045】

上記実施形態に係る磁界検出装置１において、収容部２３を取り囲むシール溝２４にシール部材２７が嵌合されているが、この態様に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、収容部２３の外周縁に連続し、収容部２３の凹部の深さよりも浅い段差部にシール部材２７が嵌められていてもよい。

【0046】

上記実施形態に係る磁界検出装置１において、第２ハウジング３１の取付部３１１の外面（第１ハウジング２１に対向する面）は平坦面であり、第２取付部３１１２は第２ハウジング３１の内側からの凹部として構成されることで相対的に薄く構成されているが、この態様に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、第２取付部３１１２は、第２ハウジング３１の取付部３１１の外面（第１ハウジング２１に対向する面）に凹部が形成されることで相対的に薄く構成されていてもよい。この場合において、第１ハウジング２１は、凹部として構成される収容部２３を備えていなくてもよく、ハウジング本体部２２の第１面２２Ａ上におけるシール溝２４に取り囲まれた領域が収容部２３であればよい。これにより、当該収容部２３、シール部材２７及び第２取付部３１１２により囲まれた密閉空間２３’内に磁界検出部５１を位置させることができる。

【0047】

上記実施形態に係る磁界検出装置１において、移動体としての回転体３２の一端部３２Ａに磁石４１が設けられ、当該回転体３２と一体的に回転する磁石４１から発生し、印加される磁界の角度の変化を磁界検出部５１において検出する態様を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、ＸＹ平面内において直線移動する移動体３２に磁石４１が設けられ、当該磁石４１が移動体３２と一体的に直線移動し、それに伴い磁石４１から発生し、印加される磁界の強度又は角度の変化を磁界検出部５１において検出するものであってもよい（図１０参照）。また、図１１に示すように、磁石４１は、第１ハウジング２１内に設けられ、移動体３２に磁性体３５が設けられ、移動体３２と一体的に磁性体３５が直線移動することに伴い、磁石４１から発生し、印加される磁界の強度又は角度の変化を磁界検出部５１において検出するものであってもよい。

【符号の説明】

【0048】

１…磁界検出装置
２…磁気センサモジュール
２１…第１ハウジング（第１筐体）
２３…収容部
３１…第２ハウジング（第２筐体）
３１１…取付部
３２…回転体
４１…磁石
５１…磁界検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】