位置檢測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種位置檢測器，其提供了用于檢測磁通密度的寬的動態(tài)范圍。位置檢測器具有磁通檢測器，其中霍爾IC（60）設置在允許霍爾IC（60）相對于旋轉體（12）旋轉以輸出反映穿過的磁通密度的信號的第一和第二磁通傳輸部件（20、30）之間的間隙（101）中。第一和第二磁通收集器（70、80）沿著與第一和第二磁通傳輸部件的面對方向匹配的面對方向將霍爾IC（60）夾在中間。第一和第二磁通收集器（70、80）具有一定的面積大小關系以使得溢磁通按照集中方式流至霍爾IC（60）。因此，磁通密度檢測器檢測到的動態(tài)范圍變寬并且位置檢測器的位置檢測精度提高。
【專利說明】位置檢測器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明整體涉及一種用于檢測檢測對象的位置的位置檢測器。
【背景技術】
[0002]一般來說，磁力式位置檢測器檢測檢測對象的位置相對于參照部件的變化。磁力式位置檢測器可利用諸如磁體的磁通產生器。例如，在專利文獻I (即，日本專利特開N0.JP-A-H08-292004)中公開的位置檢測器被構造為形成具有設置在參照部件上的兩個磁通傳輸部件和兩個磁體的閉合磁路。在這種結構中，兩個磁體分別由兩個互相面對的磁通傳輸部件的端部束縛。在兩個磁通傳輸部件的各自端部之間的間隙內發(fā)生從一個傳輸部件至另一個傳輸部件的溢磁通(spill magnetic flux)流。磁通密度檢測器被構造為在兩個磁通傳輸部件之間的間隙內與檢測對象一起運動，并根據從中穿過的磁通輸出檢測信號。按照這種方式，位置檢測器基于從磁通檢測器輸出的輸出信號檢測檢測對象相對于參照部件的位置。
[0003]專利文獻I的位置檢測器具有位于兩塊軛板之間的磁通密度檢測器。因此，針對穿過磁通密度檢測器的磁通量的增加，兩個磁通傳輸部件之間的溢磁通被軛板收集。一般來說，在磁力式位置檢測器中，如果通過磁通密度檢測器檢測到的磁通密度的動態(tài)范圍較窄，則從磁通密度檢測器輸出的信號精度將降低。鑒于這些知識，針對通過檢測器檢測到的磁通量的增加，專利文獻I中的位置檢測器可需要較大的磁通收集軛(即，軛板)或能夠產生較大磁通量的較大的磁體。然而，使用較大軛和/或磁體可導致具有較大體積的位置檢測器或導致制造成本的增加。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的一方面提供了一種位置檢測器，其具有用于在寬的動態(tài)范圍內檢測磁通密度的磁通密度檢測器。
[0005]在本發(fā)明的一方面，位置檢測器檢測檢測對象相對于參照部件運動的位置。位置檢測器包括:第一磁通傳輸部件，設置在檢測對象或參照部件中的一個上，第一磁通傳輸部件具有第一端和第二端；和第二磁通傳輸部件，沿著面對方向面對第一磁通傳輸部件，并設置為在第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件之間限定間隙，第二磁通傳輸部件具有第一端和第二端。第一磁通產生器設置在第一磁通傳輸部件的第一端和第二磁通傳輸部件的第一端之間的位置。第二磁通產生器設置在第一磁通傳輸部件的第二端和第二磁通傳輸部件的第二端之間的位置。磁通密度檢測器(i)設置在檢測對象或參照部件中的另一個上，以在間隙中相對于檢測對象或參照部件的所述一個可運動，以及(ii)具有根據從磁通密度檢測器穿過的磁通密度輸出信號的信號輸出元件。磁通收集器具有與磁通密度檢測器的相對側接觸的兩個面對部分，其中所述兩個面對部分的每個具有面對磁通密度檢測器的第一側和與第一側相對的第二側。所述兩個面對部分沿著與第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件的面對方向匹配的方向對齊。當第一側的面積大小定義為Al并且第二側的面積大小定義為A2時，磁通收集器被構造為滿足A1〈A2的面積大小關系。
[0006]另外，信號輸出元件具有與所述磁通收集器的兩個面對部分的每個相鄰的面，并且與所述兩個面對部分的每個相鄰的所述面的至少一個的面積大小定義為A0。這樣，信號輸出元件和磁通收集器被構造為滿足關系AO < Al。
[0007]而且，檢測對象相對于參照部件旋轉，以及第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件具有與檢測對象的旋轉中心同心的彎曲形狀。
[0008]此外，檢測對象相對于參照部件直線運動，以及第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件具有沿著檢測對象的相對運動路徑延伸的筆直形狀。
[0009]換句話說，位置檢測器檢測檢測對象的相對運動位置，該位置為檢測對象相對于參照部件相對運動之后的位置，檢測器包括:第一磁通傳輸部件、第二磁通傳輸部件、第一磁通產生器、第二磁通產生器、磁通密度檢測器和磁通收集器。
[0010]第一磁通傳輸部件設置在檢測對象和參照部件之一上。第二磁通傳輸部件設置在檢測對象或參照部件之一上，從而間隙形成在第一和第二磁通傳輸部件之間的位置。
[0011]第一磁通產生器設置在第一磁通傳輸部件的第一端和第二磁通傳輸部件的第一端之間的位置。因此，通過第一磁通產生器產生的磁通從第一和第二磁通傳輸部件的第一端傳輸至第一和第二磁通傳輸部件的第二端。
[0012]第二磁通產生器設置在第一磁通傳輸部件的第二端和第二磁通傳輸部件的第二端之間的位置。因此，通過第二磁通產生器產生的磁通從第一和第二磁通傳輸部件的第二端傳輸至第一和第二磁通傳輸部件的第一端。
[0013]磁通密度檢測器設置在檢測對象或參照部件之一上，以使得檢測器在第一和第二磁通傳輸部件之間的間隙中相對于檢測對象或參照部件的另一個可運動。磁通密度檢測器根據穿過檢測器的磁通密度輸出信號。在這種結構中，穿過磁通密度檢測器的磁通主要是從第一和第二磁通傳輸部件之一通過第一和第二磁通傳輸部件之間的間隙流至第一和第二磁通傳輸部件的另一個的溢磁通(即，從第一部分流至第二部分或從第二部分流至第一部分的磁通)。
[0014]通過設計上述構造，位置檢測器能夠基于磁通密度檢測器輸出的信號檢測檢測對象相對于參照部件的位置。
[0015]設置在兩個面對部分中的磁通收集器將磁通密度檢測器夾在或束縛在兩個面對部分之間，并且兩個收集器按照與彼此面對的兩個磁通傳輸部件相同的方式彼此面對。換句話說，兩個收集器的面對方向與兩個傳輸部件的面對方向為相同的方向。在這種構造中，流動通過第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件之間的間隙的溢磁通集中并被收集，以流至(即，穿過)磁通密度檢測器。因此，磁通密度檢測器檢測到的磁通密度的動態(tài)范圍變寬，并且位置檢測器的位置檢測精度提高。
[0016]在本發(fā)明中，當磁通收集器的密度檢測器側的面的面積大小由Al指代，并且磁通收集器的相對側的面的面積大小由A2指代時，磁通收集器中的Al和A2之間的關系構造為A1〈A2。因此，控制流動通過第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件之間的間隙的溢磁通，以更加集中的方式流至(即，穿過)磁通密度檢測器。因此，磁通密度檢測器檢測到的磁通密度動態(tài)范圍變寬，并且位置檢測器的位置檢測精度提高?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0017]從下面參照附圖進行的【具體實施方式】中，本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點變得更加清楚，其中:
[0018]圖1是本發(fā)明的第一實施例中的位置檢測器和致動器的剖視圖；
[0019]圖2是沿著圖1的I1-1I線剖視圖；
[0020]圖3A、圖3B和圖3C是在本發(fā)明的第一實施例中從側面、底部和頂部觀看磁通收集器的示圖；
[0021]圖4是(i)通過本發(fā)明的第一實施例中的檢測器和通過比較例中的磁通密度檢測器檢測的檢測到的磁通密度與(ii)檢測對象相對于參照部件的位置之間的關系的示圖；
[0022]圖5是比較例中的位置檢測器的剖視圖；
[0023]圖6A、圖6B和圖6C是在本發(fā)明的第二實施例中從側面、底部和頂部觀看的磁通收集器的示圖；
[0024]圖7A、圖7B和圖7C是在本發(fā)明的第三實施例中從側面、底部和頂部觀看的磁通收集器的示圖；
[0025]圖8A、圖8B和圖8C是在本發(fā)明的第四實施例中從側面、底部和頂部觀看的磁通收集器的示圖；
[0026]圖9A、圖9B和圖9C是在本發(fā)明的第五實施例中從側面、底部和頂部觀看的磁通收集器的示圖；
[0027]圖10是本發(fā)明的第六實施例中的位置檢測器的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，基于附圖解釋本發(fā)明的多個實施例中的位置檢測器和使用該位置檢測器的致動器。在多個實施例中，相同的標號被分配給相同的組件，并且相同組件的說明將不重復。
[0029](第一實施例)
[0030]圖1和圖2中示出了本發(fā)明的第一實施例中的位置檢測器和使用該位置檢測器的致動器。
[0031]例如，致動器I用作驅動車輛(未示出)的節(jié)氣門(節(jié)流閥)的驅動動力源。致動器I設有電機2、殼體5、蓋體6、電子控制單元(下文中，“EOT”)11、旋轉體12、位置檢測器10以及其它部件。
[0032]如圖1所示，電機2具有輸出軸3、電機端子4等。電功率經電機端子4供應至電機2。電機2通過接收來自端子4的電功率而旋轉。電機2的旋轉從輸出軸3輸出。例如，輸出軸3通過齒輪組(未示出)等連接至節(jié)氣門。因此，當電機2旋轉時，節(jié)氣門也旋轉。
[0033]殼體5由樹脂制成以形成例如具有底部的圓筒形，并且電機2被容納在其內部。
[0034]蓋體6由樹脂制成以形成例如具有底部的圓筒形，并且在輸出軸3插入到腔體7中的狀態(tài)下，蓋體6的開口與殼體5的開口鄰接，在蓋體6的底部上鉆出腔體7。按照這種方式，在蓋體6與電機2之間的位置處限定中空的空間100。
[0035]蓋體6具有連接器8，該連接器形成為管狀并從蓋體6的圓筒形主體沿著徑向向外的方向延伸。在連接器8中，電機端子4的端部暴露出來。連接器8連接至引導至ECUll的束線的端部。因此，來自電池(未示出)的電功率經ECU11、束線和電機端子4供應至電機2。
[0036]E⑶11是設有CPU (用作計算單元)以及ROM、RAM (用作存儲單元)、輸入/輸出接口和其它部分的計算機。ECUll基于來自附著至車輛的各部件的各傳感器的信號控制安裝在車輛中的各裝置的操作。
[0037]EOJll例如基于來自油門踏板的油門開口信號(accelerator opening signal)等控制供應至電機2的電功率。當電功率供應至電機2時，電機2旋轉以使節(jié)氣門旋轉。因此，節(jié)氣門打開和關閉空氣吸入通道，并且調節(jié)流動通過空氣吸入通道的吸入空氣的量。在當前實施例中，ECUll也可例如通過怠速控制(ISC)功能控制電功率至電機2的供應，而不管來自油門踏板的開口信號。
[0038]旋轉體12例如由樹脂制成以具有盤形，并且其被設置在中空的空間100中。在輸出軸3在旋轉體12的中心延伸穿過的狀態(tài)下，旋轉體12固定在輸出軸3上。因此，當輸出軸3旋轉時，旋轉體12與輸出軸3 —起旋轉。由于輸出軸3和節(jié)氣門通過齒輪組連接，因此旋轉體12的旋轉位置與節(jié)氣門的旋轉位置對應。
[0039]根據當前實施例，位置檢測器10檢測相對于蓋體6運動和旋轉的旋轉體12的旋轉位置。因此，通過檢測相對于蓋體6旋轉的旋轉體12的旋轉位置，檢測節(jié)氣門的旋轉位置，并且還檢測節(jié)氣門的開口程度。因此，位置檢測器10能夠用作節(jié)氣門位置傳感器。
[0040]如圖1和圖2所示，位置檢測器10包括第一磁通傳輸部件20、第二磁通傳輸部件30、用作第一磁通產生器的磁體40、用作第二磁通產生器的磁體50、用作磁通密度檢測器的霍爾IC60、第一磁通收集器70、第二磁通收集器80等。
[0041]第一磁通傳輸部件20由諸如硅鋼等具有相對高的磁導率的材料制成。第一磁通傳輸部件20設置在形成在旋轉體12上的弧形腔體13中。
[0042]第一磁通傳輸部件20具有中間部分21、第一端22和第二端23。中間部分21具有沿著以旋轉體12的旋轉軸線O (參見圖2)為中心的第一虛擬圓Cl延伸的形狀。第一端22形成為從中間部分21的一端朝著第一虛擬圓Cl的徑向外側延伸。第二端23形成為從中間部分21的另一端朝著第一虛擬圓Cl的徑向外側延伸。
[0043]與第一磁通傳輸部件20相似，第二磁通傳輸部件30由諸如硅鋼等具有相對高的磁導率的材料制成。第二磁通傳輸部件30設置在形成在旋轉體12上的腔體13中。
[0044]第二磁通傳輸部件30具有中間部分31、第一端32和第二端33。中間部分31具有沿著半徑比第一虛擬圓Cl的半徑大且以旋轉體12的旋轉軸線O (參見圖2)為中心的第二虛擬圓C2延伸的形狀。第一端32形成為從中間部分31的一端朝著第二虛擬圓C2的徑向內側延伸。第二端33形成為從中間部分31的另一端朝著第二虛擬圓C2的徑向內側延伸。
[0045]如圖1和圖2所不,第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30設置在旋轉體12的腔體13中，以使得第一磁通傳輸部件20的中間部分21和第二磁通傳輸部件30的中間部分31沿著第一虛擬圓Cl的徑向彼此面對。因此，在第一磁通傳輸部件20的中間部分21與第二磁通傳輸部件30的中間部分31之間形成弧形間隙101 (參見圖2)。
[0046]例如，磁體40是永磁體，諸如釹磁體、鐵氧體磁體等。磁體40的一端具有磁極41，并且在另一端具有磁極42。磁體40被磁化以使得磁極41側用作N極，并且磁極42側用作S極。磁體40設置在第一磁通傳輸部件20的第一端22與第二磁通傳輸部件30的第一端32之間的位置，以使得磁極41鄰接第一磁通傳輸部件20的第一端22，并且磁極42鄰接第二磁通傳輸部件30的第一端32。因此，磁體40的磁極41產生的磁通從第一磁通傳輸部件20的第一端22經中間部分21傳輸至第二端23。
[0047]與磁體40相似，例如，磁體50也是永磁體，諸如釹磁體、鐵氧體磁體等。磁體50的一端具有磁極51，并且在另一端具有磁極52。磁體50被磁化以使得磁極51側用作N極，并且磁極52側用作S極。磁體50設置在第二磁通傳輸部件30的第二端33與第一磁通傳輸部件20的第二端23之間的位置，以使得磁極51鄰接第二磁通傳輸部件30的第二端33，并且磁極52鄰接第一磁通傳輸部件20的第二端23。因此,磁體50的磁極51產生的磁通從第二磁通傳輸部件30的第二端33經中間部分31傳輸至第一端32。
[0048]這里，溢磁通從第一磁通傳輸部件20至第二磁通傳輸部件30或者從第二磁通傳輸部件30至第一磁通傳輸部件20流動通過間隙101。
[0049]在當前實施例中，磁體40和磁體50被構造為具有相同磁體體積、相同磁體類型、相同磁體材料組成和相同磁化調節(jié)方法的相同的永磁體。因此，溢磁通流在間隙101的縱向中間位置和磁體50之間的區(qū)域中從第二磁通傳輸部件30流至第一磁通傳輸部件20，并且相同的磁通流在所述縱向中間位置和磁體40之間的區(qū)域中從第一磁通傳輸部件20流至第二磁通傳輸部件30。更具體地說，沿著間隙101的縱向的位置越靠近磁體40或磁體50，磁通密度的絕對值就變得越大。另外，在間隙101的縱向中間位置，磁通密度等于O。
[0050]另外，在磁體40周圍的位置的磁通從磁極41 “飛”至磁極42，并且在磁體50周圍的位置的磁通從磁極51 “飛”至磁極52。
[0051]如圖2和圖6A-6C所示，霍爾IC60具有用作信號輸出元件的霍爾元件61以及密封件62和傳感器端子63?；魻栐?1根據從中穿過的磁通密度輸出信號。密封件62由樹脂制成并具有例如矩形板狀。傳感器端子63的第一端連接至霍爾元件61。密封件62覆蓋整個霍爾元件61以及傳感器端子63的第一端。在這種情況下，霍爾元件61位于密封件62的中心。
[0052]密封霍爾IC60和傳感器端子63的第一端的密封件62由模具9模制。模具9是例如樹脂模具，并具有方柱形。密封霍爾IC60的密封件62在模具9的一端側部上的位置進行模制。
[0053]模具9設置在蓋體6上，以使得模具9的一端布置在間隙101中，并且模具9的另一端連接至蓋體6的底部。按照這種方式，霍爾IC60在第一磁通傳輸部件20與第二磁通傳輸部件30之間的間隙101中相對于旋轉體12以可旋轉的方式運動。蓋體6和模具9分別等同于權利要求中的參照部件，并且旋轉體12等同于權利要求中的檢測對象。
[0054]霍爾IC60的傳感器端子63具有第二端，該第二端在蓋體6中通過注射成型方法形成為暴露于蓋體6的連接器8內側。因此，當導向ECUll的束線的端部連接至連接器8時，霍爾IC60的霍爾元件61連接至E⑶11。因此，來自霍爾元件61的信號傳輸至E⑶11。
[0055]在這種情況下，穿過霍爾IC60的霍爾元件61的磁通主要由(i)從第二磁通傳輸部件30至第一磁通傳輸部件20或者(ii)從第一磁通傳輸部件20至第二磁通傳輸部件30流動通過第一磁通傳輸部件20與第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通構成。
[0056]在當前實施例中，溢磁通在間隙101的縱向中間位置與磁體40之間的區(qū)域中從第一磁通傳輸部件20流至第二磁通傳輸部件30，如上所述。溢磁通在間隙101的縱向中間位置與磁體50之間的區(qū)域中從第二磁通傳輸部件30流至第一磁通傳輸部件20。另外，當沿著間隙101的縱向的位置越靠近磁體40或磁體50，磁通密度的絕對值就變得越大。
[0057]因此，如果假設從第二磁通傳輸部件30流至第一磁通傳輸部件20的溢磁通的流向為負向，當霍爾IC60的位置以可旋轉的方式在所述間隙101中從磁體50附近運動至磁體40附近時，磁通密度從負值單調地增大至正值，從而(i)根據檢測到的磁通密度惟一地辨識霍爾IC60的旋轉位置，并且因此(ii)輸出惟一地辨識霍爾IC60的旋轉位置的信號。
[0058]根據上述構造，E⑶11能夠基于從霍爾IC60輸出的信號檢測旋轉體12相對于蓋體6的旋轉位置。按照這種方式，檢測節(jié)氣門的旋轉位置和開口程度。
[0059]第一磁通收集器70由諸如導磁合金等相對高度磁可滲透的材料制成，并具有六面體主體。第一磁通收集器70設置在模具9的第一側上，以使得收集器70的預定面71面對或鄰接霍爾IC60的密封件62在第一磁通傳輸部件20側上的那一面的中心。第一磁通收集器70的與面71相對的相對面72面對第一磁通傳輸部件20的中間部分21。
[0060]與第一磁通收集器70相似，第二磁通收集器80由諸如導磁合金等相對高度磁可滲透的材料制成，并具有六面體主體。第二磁通收集器80設置在模具9的第二側上，以使得收集器80的預定面81面對或鄰接霍爾IC60的密封件62在第二磁通傳輸部件30側上的那一面的中心。第二磁通收集器80的與面81相對的面82面對第二磁通傳輸部件30的中間部分31。
[0061]因此，霍爾IC60被夾在或束縛在第一磁通收集器70和第二磁通收集器80之間，并且這種夾持或束縛方向與第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的面對方向基本相同。因此，流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通按照這種方式集中，并被導向以流至(即，穿過)霍爾IC60。第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分別等同于權利要求中的具有兩個面對部分的磁通收集器。
[0062]在當前實施例中，如圖3A-3C所示，當(i)第一磁通收集器70的IC60側上的面71的面積大小和第二磁通收集器80的IC60側上的面81的面積大小分別由Al指代(即，圖3B中的陰影區(qū)域)并且(ii)第一磁通收集器70的不面對IC60的相對側上的相對面72的面積大小和第二磁通收集器80的相對側上的相對面82的面積大小分別由A2指代(即，圖3C中的陰影區(qū)域)時，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分別形成為滿足關系A1〈A2。
[0063]另外，在當前實施例中，當霍爾元件61的第一磁通收集器70側上的面的面積大小或霍爾元件61的第二磁通收集器80側上的面的面積大小由AO指代時，霍爾元件61、第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分別形成為滿足關系A0〈A1。
[0064]根據當前實施例，通過霍爾IC60檢測的磁通密度通過圖4中的線LI示出。除了在第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間流動的溢磁通之外，從磁體40的磁極41 “飛”至磁極42的磁通和從磁體50的磁極51 “飛”至磁極52的磁通在間隙101中在磁體40和50處或磁體40和50周圍流動。因此，線LI示出的絕對值的變化率朝著線LI的端部增大。
[0065]在當前實施例中，圖4中示出了磁通密度和旋轉體12的運動范圍(即，節(jié)氣門的全閉位置和全開位置之間的范圍)之間的關系。因此，在當前實施例中，在線LI的線性度相對高的范圍內檢測旋轉體12的位置。[0066]通過在下面描述位置檢測器的比較例，當前實施例的位置檢測器的優(yōu)點變得清
λ.Μ
/E.ο
[0067]如圖5所示，在比較例中，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分別形成為滿足關系A1=A2。在這種情況下，當前實施例中的面72和面82與面71、72、81、82的面積大小相等。
[0068]在比較例中，在圖4中通過線L2 (點劃線)示出了霍爾IC60檢測到的磁通密度。從比較中容易理解，就霍爾IC60檢測到的磁通密度的動態(tài)范圍而言，當前實施例比比較例中的寬。這是因為基于關系A1〈A2的第一磁通收集器70和第二磁通收集器80實現了提高(即，較高)的磁通收集效果。
[0069]根據上面的解釋，在當前實施例中，霍爾IC60被夾持在或束縛在第一磁通收集器70和第二磁通收集器80之間，并且這種夾持或束縛方向與第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的面對方向基本相同。流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通因此按照這種方式集中，并且被導向以流至(即，穿過)霍爾IC60。因此，霍爾IC60檢測到的磁通密度的動態(tài)范圍變寬。因此，提高了位置檢測器10的位置檢測精度。
[0070]另外，在當前實施例中，當(i)第一磁通收集器70的IC60側的面71的面積大小和第二磁通收集器80的IC60側的面81的面積大小分別由Al指代，并且(ii)第一磁通收集器70的不面對IC60的相對側的相對面72的面積大小和第二磁通收集器80的相對側的相對面82的面積大小分別由A2指代時，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分別形成為滿足關系A1〈A2。按照這種方式,流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通進一步集中，并被導向以流至(即，穿過)霍爾IC60。因此，霍爾IC60檢測到的磁通密度的動態(tài)范圍變寬。因此，進一步提高了位置檢測器10的位置檢測精度。
[0071]在當前實施例中，當霍爾元件61的第一磁通收集器70側的面的面積大小或霍爾元件61的第二磁通收集器80側的面的面積大小由AO指代時，第一磁通收集器70和第二磁通收集器80分別形成為滿足關系A0〈A1。因此，例如，即使在(i)第一磁通收集器70和/或第二磁通收集器80與(ii)霍爾元件61之間由于制造工藝等導致表面方向未對齊，霍爾元件61也可容易地布置在第一磁通收集器70的面71和第二磁通收集器80的面81之間的區(qū)域中。因此，防止了由于收集器70、80與IC61之間未對齊導致的收集器70、80的磁通收集效果降低。
[0072](第二實施例)
[0073]圖6A-6C中示出了本發(fā)明的第二實施例中的位置檢測器的一部分。第二實施例中的位置檢測器與第一實施例的不同之處在于第一和第二磁通收集器的形狀。
[0074]圖6A-6C示出了第二實施例中的位置檢測器的霍爾1C、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根據第二實施例，第一磁通收集器73具有圓錐形部分74和圓柱形部分75。圓錐形部分74具有這樣的形狀，其可為圓錐的頂部通過與其底部平行的平面切掉之后的“基座”。圓柱形部分75形成為與圓錐形部分74成一體，其第一軸向端部連接至圓錐形部分74的底部。
[0075]根據當前實施例，第一磁通收集器73的面71 (即，與圓錐形部分74的底部相對)與密封件62的中心的面(B卩，密封霍爾IC60的密封件62在第一磁通傳輸部件20側上的面)鄰接。因此，圓柱形部分75的第二軸向端部上的面72面對第一磁通傳輸部件20的中間部分21。
[0076]第二磁通收集器83具有圓錐形部分84和圓柱形部分85。圓錐形部分84具有這樣的形狀，其可為圓錐的頂部通過與其底部平行的平面切掉之后的“基座”。圓柱形部分85形成為與圓錐形部分84成一體，其第一軸向端部連接至圓錐形部分84的底部。
[0077]根據當前實施例，第二磁通收集器83的面81 (即，與圓錐形部分84的底部相對)與密封件62的中心的面(即，密封霍爾IC60的密封件62在第一磁通傳輸部件20側上的面)鄰接。因此，圓柱形部分85的第二軸向端部上的面82面對第二磁通傳輸部件30的中間部分31。
[0078]在圖6A-6C中所示的當前實施例中，當(i)第一收集器73的IC60側的面71的面積大小和第二收集器83的IC60側的面81的面積大小分別由Al指代，并且(ii)第一收集器73的不面對IC60的相對側的相對面72的面積大小和第二收集器83的相對側的相對面82的面積大小分別由A2指代時，第一磁通收集器73和第二磁通收集器83分別形成為滿足關系A1〈A2。按照這種方式,與第一實施例相似，流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通進一步集中以流至或穿過霍爾IC60。
[0079](第三實施例)
[0080]圖7A-7C中示出了本發(fā)明的第三實施例中的位置檢測器的一部分。第三實施例中的位置檢測器與第一實施例的不同之處在于第一和第二磁通收集器的形狀。
[0081]圖7A-7C示出了第三實施例中的位置檢測器的霍爾1C、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根據第三實施例，第一磁通收集器76大致為六面體，其兩個角被切除或倒角。第一磁通收集器76的布置在兩個被倒角的角之間的面71與密封件62的中心的面(即，密封霍爾IC60的密封件62在第一磁通傳輸部件20側的面)鄰接。因此，第一磁通收集器76的與面81相對的那一側的面72面對第一磁通傳輸部件20的中間部分21。
[0082]與第一收集器76相似，第二磁通收集器86大致為六面體，其兩個角被切除或倒角。第二磁通收集器86的布置在兩個被倒角的角之間的面81與密封件62的中心的面(SP，密封霍爾IC60的密封件62在第二磁通傳輸部件30側的面)鄰接。因此，第二磁通收集器86的與面81相對的那一側的面82面對第二磁通傳輸部件30的中間部分31。
[0083]在圖7A-7C所示的當前實施例中，當(i)第一收集器76的IC60側的面71的面積大小和第二收集器86的IC60側的面81的面積大小分別由Al指代，并且(ii)第一收集器76的不面對IC60的相對側的相對面72的面積大小和第二收集器86的相對側的相對面82的面積大小分別由A2指代時，第一磁通收集器76和第二磁通收集器86分別形成為滿足關系A1〈A2。按照這種方式,與第一實施例相似，流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通進一步集中以流至或穿過霍爾IC60。
[0084](第四實施例)
[0085]圖8A-8C中示出了本發(fā)明的第四實施例中的位置檢測器的一部分。第四實施例中的位置檢測器與第一實施例的不同之處在于第一和第二磁通收集器的形狀。
[0086]圖8A-8C示出了第四實施例的位置檢測器的霍爾1C、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根據第四實施例，第一磁通收集器77具有三角塊狀。第一磁通收集器77的一面或一邊面對或鄰接密封件62的中心的面(S卩，密封霍爾IC60的密封件62在第一磁通傳輸部件20側的面)，并且第一磁通收集器77的側面的一面72面對第一磁通傳輸部件20的中間部分21。收集器77的所述一面或一邊具有形成在其上的面積為零的面71，其實際上可以是面積大小被構造為等于零的“線”。
[0087]與第一收集器77相似，第二磁通收集器87具有三角塊狀。第二磁通收集器87的一面或一邊面對或鄰接密封件62的中心的面(S卩，密封霍爾IC60的密封件62在第一磁通傳輸部件20側的面)，并且在第二磁通收集器87的側面的一面82面對第二磁通傳輸部件30的中間部分31。收集器87的所述一面或一邊具有形成在其上的面積為零的面81，其實際上可以是面積大小被構造為等于零的“線”。
[0088]在圖8A-8C所示的當前實施例中，當(i)第一收集器77的IC60側的面71的面積大小和第二收集器87的IC60側的面81的面積大小分別由Al指代，并且(ii)第一收集器77的不面對IC60的相對側的相對面72的面積大小和第二收集器87的相對側的相對面82的面積大小由A2指代時，第一磁通收集器77和第二磁通收集器87分別形成為滿足關系AKA2和A1=0。按照這種方式，與第一實施例相似，流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通進一步集中，以流至或穿過霍爾IC60。
[0089]另外，在當前實施例中，當霍爾元件61的第一收集器77側的面的面積大小或霍爾元件61的第二收集器87側的面的面積大小由AO指代時，霍爾元件61、第一磁通收集器77和第二磁通收集器87分別形成為滿足關系A1〈A0和A1=0。
[0090](第五實施例)
[0091]圖9A-9C示出了本發(fā)明的第五實施例中的位置檢測器的一部分。第五實施例中的位置檢測器與第一實施例的不同之處在于第一和第二磁通收集器的形狀。
[0092]圖9A-9C示出了第五實施例的位置檢測器的霍爾1C、第一磁通收集器和第二磁通收集器。根據第五實施例，第一磁通收集器78具有圓錐形。第一磁通收集器78的頂點面對或鄰接密封件62的中心的面(即，密封霍爾IC60的密封件62在第一磁通傳輸部件20側的面)，并且用作收集器78底部的面72面對第一磁通傳輸部件20的中間部分21。第一磁通收集器78的頂點具有形成在其上的面積為零的面71，其實際上可以是面積大小被構造為等于零的“點”。
[0093]與第一收集器78相似，第二磁通收集器88具有圓錐形。第二磁通收集器88的頂點面對或鄰接密封件62的中心的面(即，密封霍爾IC60的密封件62在第二磁通傳輸部件30側的面)，并且用作收集器88的底部的面82面對第二磁通傳輸部件30的中間部分31。第二磁通收集器88的頂點具有形成在其上的面積為零的面81，其實際上可以是面積大小被構造為等于零的“點”。
[0094]在圖9A-9C中所示的當前實施例中，當(i)第一收集器78的IC60側的面71的面積大小和第二收集器88的IC60側的面81的面積大小分別由Al指代，并且(ii)第一收集器78的不面對IC60的相對側的相對面72的面積大小和第二收集器88的相對側的相對面82的面積大小由A2指代時，第一磁通收集器78和第二磁通收集器88分別形成為滿足關系AKA2和A1=0。按照這種方式，與第一實施例相似，流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通進一步集中以流至或穿過霍爾IC60。
[0095]另外，在當前實施例中，當霍爾元件61的第一收集器78側的面的面積大小或霍爾元件61的第二收集器88側的面的面積大小由AO指代時，霍爾元件61、第一磁通收集器78和第二磁通收集器88分別形成為滿足關系A1〈A0和A1=0。
[0096](第六實施例)
[0097]圖10中示出了本發(fā)明的第六實施例中的位置檢測器。第六實施例與第一實施例的不同之處在于第一和第二磁通傳輸部件的形狀和其它部件。
[0098]根據第六實施例，用作檢測對象的運動件110附著至例如用于轉換車輛的變速箱的變速桿的手控閥。手控閥沿著軸向直線運動，以轉換變速箱的變速桿。模具9固定到靠近手控閥但與手控閥分離的分離構件上。也就是說，運動件110相對于用作參照部件的模具9直線運動。
[0099]根據當前實施例，位置檢測器檢測相對于模具9直線運動的運動件110的位置。因此，手控閥的位置被檢測并且變速箱的實際變速桿位置被檢測。因此，位置檢測器可用作行程傳感器(即，直線運動傳感器)。
[0100]如圖10所示，在當前實施例中，第一磁通傳輸部件24設置于在運動件110中鉆出的具有矩形形狀的腔體中。第一磁通傳輸部件24具有中間部分25、第一端26和第二端27。中間部分25具有與沿著運動件110的相對運動方向延伸的虛擬直線S平行的筆直的形狀。第一端26相對于虛擬直線S從中間部分25的一端基本垂直地延伸。第二端27從中間部分25的另一端沿著與第一端26的延伸方向相同的方向延伸。
[0101]第二磁通傳輸部件34也設置在運動件110的腔體111中。第二磁通傳輸部件34具有中間部分35、第一端36和第二端37。與中間部分25相似，中間部分35具有與虛擬直線S平行的筆直的形狀。第一端36相對于虛擬直線S從中間部分35的一端基本垂直地延伸，以面對第一端26。第二端37從中間部分35的另一端沿著與第一端36的延伸方向相同的方向延伸。
[0102]如圖10所不,第一磁通傳輸部件24和第二磁通傳輸部件34形成在運動件110的腔體111中，以使得中間部分25和中間部分35沿著垂直于虛擬直線S的方向彼此面對。因此，在第一磁通傳輸部件24的中間部分25和第二磁通傳輸部件34的中間部分35之間限定矩形形狀的間隙102。
[0103]除了上述不同點外，第六實施例的構造與第一實施例的構造相似。
[0104]根據當前實施例，如果將圖4的“旋轉位置(Θ )”當作運動件110的相對運動路徑中的“位置”，則由霍爾IC60檢測到的磁通密度由圖4中的線LI示出。
[0105]在當前實施例中，由于第一磁通收集器70和第二磁通收集器80形成為滿足關系AKA2,因此收集器70、80能夠集中流動通過第一磁通傳輸部件20和第二磁通傳輸部件30之間的間隙101的溢磁通，并使磁通以更集中的方式流至(即，使磁通穿過)霍爾IC60。
[0106](其它實施例)
[0107]根據本發(fā)明的其它實施例，只要磁通收集器滿足關系A1〈A2，收集器就可具有任何形狀。另外，信號輸出元件和磁通收集器也可形成為滿足關系A0=A1。
[0108]在上述實施例中，描述了實例以示出第一磁通傳輸部件、第二磁通傳輸部件、第一磁通產生器和第二磁通產生器可設置在檢測對象上，并且磁通密度檢測器可設置在參照部件上。
[0109]另一方面，在本發(fā)明的其它實施例中，第一磁通傳輸部件、第二磁通傳輸部件、第一磁通產生器和第二磁通產生器可設置在參照部件上，并且磁通密度檢測器可設置在檢測對象上。
[0110]在本發(fā)明的其它實施例中，設置在第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件的兩端之間的位置的磁體的極性可從上述實施例中的取向翻轉或倒轉。
[0111]另外，在本發(fā)明的其它實施例中，電機可具有用于減小傳輸至輸出軸的轉數的減速器。
[0112]另外，在本發(fā)明的其它實施例中，上述實施例的每個可與其它實施例結合。
[0113]而且，在本發(fā)明的其它實施例中，可使用致動器例如作為各種裝置的驅動動力源，諸如廢氣門閥操作裝置、可變容量渦輪增壓器的可變葉片控制裝置、排氣節(jié)氣門或排氣開關閥的閥操作裝置、可變空氣吸入機械裝置的閥操作裝置等。
[0114]雖然已經通過參照附圖結合本發(fā)明的以上實施例完全地描述了本發(fā)明，但是應該注意，對于本領域技術人員來說，各種改變和修改將變得清楚，并且應該理解，這些改變和修改落入權利要求限定的本發(fā)明的范圍內。
【權利要求】
1.一種位置檢測器(10)，其檢測相對于參照部件(6、9)運動的檢測對象(12、110)的位置，位置檢測器(10)包括: 第一磁通傳輸部件(20、24)，設置在檢測對象或參照部件中的一個上，第一磁通傳輸部件具有第一端(22、26)和第二端(23、27)； 第二磁通傳輸部件(30、34),沿著面對方向面對第一磁通傳輸部件,并設置為在第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件之間限定間隙(101、102)，第二磁通傳輸部件具有第一端(32,36)和第二端(33、37)； 第一磁通產生器(40)，設置在第一磁通傳輸部件的第一端和第二磁通傳輸部件的第一端之間的位置； 第二磁通產生器(50),設置在第一磁通傳輸部件的第二端和第二磁通傳輸部件的第二端之間的位置； 磁通密度檢測器(60)，(i)設置在檢測對象或參照部件中的另一個上，以在間隙中相對于檢測對象或參照部件中的所述一個可運動，以及(i i )具有根據穿過磁通密度檢測器的磁通密度輸出信號的信號輸出兀件(61);以及 磁通收集器(70、80、73、83、76、86)，具有與磁通密度檢測器的相對側接觸的兩個面對部分，其中所述兩個面對部分的每個具有面對磁通密度檢測器的第一側和與第一側相對的第二側，并且所述兩個面對部分沿著與第一磁通傳輸部件和第二磁通傳輸部件的面對方向匹配的方向對齊，其中， 第一側的面積大小定義為Al， 第二側的面積大小定義為A2，并且 磁通收集器被構造為滿足A1〈A2的面積大小關系。
2.根據權利要求1所述的位置檢測器，其特征在于， 信號輸出元件具有與所述磁通收集器的兩個面對部分的每個相鄰的面， 與所述兩個面對部分的每個相鄰的所述面的至少一個的面積大小定義為A0，以及 信號輸出元件和磁通收集器(70、80、73、83、76、86)被構造為滿足關系AO≤Al。
3.根據權利要求1或2所述的位置檢測器，其特征在于， 檢測對象(12)相對于參照部件(6、9)旋轉，以及 第一磁通傳輸部件(20)和第二磁通傳輸部件(30)具有與檢測對象的旋轉中心同心的彎曲形狀。
4.根據權利要求1或2所述的位置檢測器，其特征在于， 檢測對象(1 10)相對于參照部件(9)直線運動，以及 第一磁通傳輸部件(24)和第二磁通傳輸部件(34)具有沿著檢測對象的相對運動路徑延伸的筆直形狀。
【文檔編號】G01D5/14GK103900618SQ201310737922
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權日:2012年12月27日
【發(fā)明者】河野尚明, 山中哲爾 申請人:株式會社電裝