角度检测装置、角度检测系统、停车锁止系统、踏板系统和磁场产生模块的制作方法

1.本发明涉及一种具备磁检出元件的角度检测装置、角度检测系统、停车锁止系统、踏板系统和磁场产生模块。


背景技术：

2.迄今为止，已经提出了适用于例如检出内燃机节流阀开度的节流阀开度传感器等的角度检测装置(例如参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2006
‑
208252号公报


技术实现要素：

6.然而，对于这样的角度检测装置，要求提高角度检测精度。
7.因此，期望提供一种能够发挥高检测精度的角度检测装置、角度检测系统、停车锁止系统、踏板系统和磁场产生模块。
8.作为本发明的一种实施方式的角度检测装置，具备磁检出元件、磁场产生构件和磁轭。磁场产生构件设置为可以对磁检出元件以旋转轴为中心旋转，并且形成磁场。磁轭在沿着旋转轴的旋转轴方向上配置在磁场影响区域，并且设置为可以与磁场产生构件一体旋转，该磁场影响区域处于磁场产生构件与磁检出元件之间且受磁场的影响。
9.作为本发明的一种实施方式的角度检测系统，具备上述角度检测装置以及支撑磁场产生构件的支持体。支持体具有安装孔，磁轭设置在磁场产生构件或支持体上。
10.作为本发明的一种实施方式的停车锁止系统，具有上述角度检测系统。
11.作为本发明的一种实施方式的踏板系统，具有上述角度检测系统。
12.作为本发明的一种实施方式的磁场产生模块，具备磁场产生构件和磁轭。磁场产生构件设置为可以以旋转轴为中心旋转。磁轭在沿着旋转轴的旋转轴方向上配置在与设置有磁场产生构件的区域不同的区域，并且设置为可以与磁场产生构件一体旋转。
附图说明
13.图1是表示本发明的一种实施方式的角度检测系统的整体结构例的概略立体图。
14.图2是图1所示的角度检测装置中的磁场产生模块的平面模式图。
15.图3是图1所示的角度检测装置中的磁场产生模块的正视图。
16.图4是实验例1
‑
1的角度检测系统的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。
17.图5a是表示在实验例1
‑
1的角度检测系统中施加于磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性的特性图。
18.图5b是表示在实验例1
‑
1的角度检测系统中分别施加于多个磁检出元件的检测对
象磁场的磁通密度的差分的特性图。
19.图5c是表示在实验例1
‑
1的角度检测系统中由多个磁检出元件各自检出的旋转角度的误差的特性图。
20.图6是实验例1
‑
2的角度检测系统的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。
21.图7a是表示在实验例1
‑
2的角度检测系统中施加于磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性的特性图。
22.图7b是表示在实验例1
‑
2的角度检测系统中分别施加于多个磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的差分的特性图。
23.图7c是表示在实验例1
‑
2的角度检测系统中由多个磁检出元件各自检出的旋转角度的误差的特性图。
24.图8是实验例1
‑
3的角度检测系统的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。
25.图9a是表示在实验例1
‑
3的角度检测系统中施加于磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性的特性图。
26.图9b是表示在实验例1
‑
3的角度检测系统中分别施加于多个磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的差分的特性图。
27.图9c是表示在实验例1
‑
3的角度检测系统中由多个磁检出元件各自检出的旋转角度的误差的特性图。
28.图10是实验例2
‑
1的角度检测系统的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。
29.图11a是表示在实验例2
‑
1的角度检测系统中施加于磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性的特性图。
30.图11b是表示在实验例2
‑
1的角度检测系统中分别施加于多个磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的差分的特性图。
31.图11c是表示在实验例2
‑
1的角度检测系统中由多个磁检出元件各自检出的旋转角度的误差的特性图。
32.图12是实验例2
‑
2的角度检测系统的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。
33.图13a是表示在实验例2
‑
2的角度检测系统中施加于磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性的特性图。
34.图13b是表示在实验例2
‑
2的角度检测系统中分别施加于多个磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的差分的特性图。
35.图13c是表示在实验例2
‑
2的角度检测系统中由多个磁检出元件各自检出的旋转角度的误差的特性图。
36.图14是实验例2
‑
3的角度检测装置的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。
37.图15a是表示在实验例2
‑
3的角度检测系统中施加于磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性的特性图。
38.图15b是表示在实验例2
‑
3的角度检测系统中分别施加于多个磁检出元件的检测对象磁场的磁通密度的差分的特性图。
39.图15c是表示在实验例2
‑
3的角度检测系统中由多个磁检出元件各自检出的旋转角度的误差的特性图。
40.图16是表示作为第一变形例的磁场产生模块的外观的立体图。
41.图17是表示作为第二变形例的磁场产生模块的外观的立体图。
42.图18是表示作为第三变形例的磁场产生模块的外观的立体图。
43.图19是表示作为第四变形例的磁场产生模块的外观的立体图。
44.图20a是表示作为适用有本发明的一种实施方式的角度检测装置的第一应用例的停车锁止系统的第一模式图。
45.图20b是表示作为适用有本发明的一种实施方式的角度检测装置的第一应用例的停车锁止系统的第二模式图。
46.图21a是表示作为适用有本发明的一种实施方式的角度检测装置的第二应用例的踏板系统的第一模式图。
47.图21b是表示作为适用有本发明的一种实施方式的角度检测装置的第二应用例的踏板系统的第二模式图。
48.图22是表示作为第五变形例的磁场产生模块的外观的正视图。
49.图23是表示作为第六变形例的磁场产生模块的外观的正视图。
50.图24是表示作为第一参考例的角度检测系统的外观的立体图。
51.图25是表示作为第二参考例的角度检测系统的外观的立体图。
52.符号说明
53.100 角度检测系统
54.10 角度检测装置
55.1 传感器部
56.2 磁场产生模块
57.3、4 支持体
58.11～13 磁检出元件
59.20 磁场产生部
60.21、22 磁体
61.30 磁轭部
62.31、32 磁轭
具体实施方式
63.下面参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式全都表示本发明所优选的一个具体例子。因此，在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等，仅仅是一个例子，并不旨在限定本发明。因此，对以下的实施方式的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。再有，各个附图仅是示意图，图示并不一定严密。另外，在各个附图中，对实质上同一的结构附加同一的符号，并且省略或简化重复的说明。再有，说明按以下的顺序进行。
64.1.一种实施方式
65.2.实验例
66.3.变形例
67.4.应用例
68.5.其他变形例
69.<1.一种实施方式>
70.[角度检测系统100的结构]
[0071]
最初，参照图1～图3，对作为本发明的一种实施方式的角度检测系统100的结构进行说明。
[0072]
图1是表示角度检测系统100的整体结构例的立体图。图2是用于说明角度检测系统100中的磁场产生模块2(后述)的构成要素的与旋转轴j1(后述)正交的面内的相互的位置关系的平面模式图。再有，本技术所称的“正交”除了完全的正交即以90
°
相交的概念之外，也包括大致正交(例如以90
°±5°
左右相交)的概念。因此，图1所示的平面模式图也可以表示相对于旋转轴j1的角度稍微偏离90
°
的平面。在图2中，表示从传感器部1(后述)看磁场产生模块2的状态。其中，在图2中，对包含在传感器部1中的磁检出元件11～13(后述)的轮廓和支撑磁场产生模块2的支持体4(后述)的轮廓也各自用虚线记载。图3是从正面即与旋转轴j1正交的方向看磁场产生模块2的正视图。其中，在图3中，对支持体4也一起进行了记载。角度检测系统100是检测例如进行旋转动作的旋转构件的旋转角的装置，可以适用于检出例如搭载于汽车等的内燃机的节流阀开度的节流阀开度传感器。
[0073]
如图1所示，角度检测系统100具备例如角度检测装置10、支持体3和支持体4。角度检测装置10具备例如传感器部1和磁场产生模块2。传感器部1例如由支持体3支撑，磁场产生模块2例如由支持体4支撑。磁场产生模块2具备例如磁场产生部20和磁轭部30。磁场产生部20具有形成在传感器部1中被检出的检测对象磁场的磁场产生构件，并且设置为可以对传感器部1以旋转轴j1为中心朝着例如旋转方向r1旋转。传感器部1具有多个磁检出元件，该多个磁检出元件检出例如磁场产生构件形成的检测对象磁场的强度、检测对象磁场的方向等。磁轭部30在旋转轴方向上配置在磁场影响区域，并且设置为可以与磁场产生部20一体旋转，该磁场影响区域处于磁场产生部20与传感器部1之间且受检测对象磁场的影响。
[0074]
(传感器部1)
[0075]
传感器部1如图2所示，具有作为多个磁检出元件的例如3个磁检出元件11～13。磁检出元件11～13设置在旋转轴j1周围的与旋转轴方向正交的面内互相不同的位置。与磁检出元件11～13中的每个等距离的中心位置cp优选地与例如旋转轴j1的位置一致。也就是说，磁检出元件11～13各自可以与旋转轴j1等距离。磁检出元件11～13是例如霍尔元件等可以检测磁场的强度、方向的元件。磁检出元件11～13全都具有沿着旋转轴j1的灵敏度轴。在例如磁检出元件11～13为霍尔元件的情况下，磁检出元件11～13各自能够检出沿着旋转轴j1的磁场强度。根据在各个磁检出元件11～13中被检出的旋转轴方向的磁场强度，通过用下列数1所示的运算表达式运算，可以获得角度信息。
[0076]
[数1]
[0077]
[0078]
在数1中，φ是磁场产生模块2的旋转角度，v1～v3是对应于在磁检出元件11～13中被检出的沿着旋转轴j1的磁场强度的输出电压。再有，作为使用多个霍尔元件的非接触型的角度检测装置，如美国专利第9933279号说明书所述。
[0079]
(磁场产生部20)
[0080]
磁场产生部20具有例如作为磁场产生构件的磁体21和磁体22。磁体21和磁体22全都可以具有大致立方体形状或大致长方体形状等基本上仅具有平面的形状。磁体21和磁体22在旋转轴j1的周围互相分开配置，例如磁体21与旋转轴j1的距离可以等于磁体22与旋转轴j1的距离。这里所说的磁体21与旋转轴j1的距离和磁体22与旋转轴j1的距离如图2所示，是例如与旋转轴j1正交的面上的磁体21的几何中心位置p21与旋转轴j1的距离d21和磁体22的几何中心位置p22与旋转轴j1的距离d22。另外，磁体21和磁体22各自的材料、形状和大小可以实质上相同。磁体21和磁体22可以以例如夹着旋转轴j1对向的方式设置在对旋转轴j1旋转对称的位置。另外，如图3所示，磁体21和磁体22全都在旋转轴方向上着磁。作为磁体21和磁体22各自的构成材料，可以列举例如ndfeb等钕类磁体材料和smco等稀土族磁体材料。
[0081]
(磁轭部30)
[0082]
磁轭部30具有例如在旋转轴j1的周围互相分开配置的磁轭31和磁轭32。磁轭31和磁轭32在例如与旋转轴j1正交的截面上各自具有平面形状，该平面形状沿着以旋转轴j1为中心旋转的方向即旋转方向r1弯曲成圆弧状。从旋转轴j1看的圆弧状的磁轭31,32的圆心角例如优选106
°
以上且110
°
以下，更优选107
°
以上且109
°
以下。但是，可以对应旋转角度范围来设定圆弧状的磁轭31,32的圆心角。磁轭31和磁轭32可以以例如夹着旋转轴j1对向的方式设置在对旋转轴j1旋转对称的位置。磁轭31和磁轭32分别在旋转轴方向上处于与磁体21和磁体22互相重叠的位置。另外，如图3所示，磁轭31和磁轭32分别以与磁体21和磁体22接触的方式设置。另外，例如磁轭31与旋转轴j1的距离可以等于磁轭32与旋转轴j1的距离。这里所说的磁轭31与旋转轴j1的距离和磁轭32与旋转轴j1的距离如图2所示，是例如与旋转轴j1正交的面上的磁轭31的几何中心位置p31与旋转轴j1的距离d31和磁轭32的几何中心位置p32与旋转轴j1的距离d32。再有，在本实施方式的磁场产生模块2中，示例了：磁轭31的中心位置p31与磁体21的中心位置p21一致，并且磁轭32的中心位置p32与磁体22的中心位置p22一致，也就是距离d21,d22,d31,d32全部一致的情况。并且，磁轭31和磁轭32各自的材料、形状和大小实质上相同。在此，旋转轴方向的磁体21的高度尺寸h21比旋转轴方向的磁轭31的高度尺寸h31大。同样，旋转轴方向的磁体22的高度尺寸h22比旋转轴方向的磁轭32的高度尺寸h32大。作为磁轭31和磁轭32各自的构成材料，可以列举例如nife等软磁性材料。
[0083]
(支持体4)
[0084]
支持体4是用于支撑磁体21和磁体22的构件，具有例如圆盘状的形状。支持体4构成为：例如在其中央具有安装孔4k，并且可以通过螺丝等安装在旋转体上。在角度检测系统100作为上述节流阀开度传感器适用的情况下，支持体4连接于旋转体即节流阀的旋转轴，支持体3固定在内燃机框等上。磁轭31和磁轭32固定在磁体21和磁体22上。但是，磁轭31和磁轭32也可以直接固定在支持体4上。不管在哪种情况下，设置为：磁场产生部20和磁轭部30可以与支持体4一体地沿着旋转方向r1旋转。
[0085]
[角度检测系统100的动作]
[0086]
在角度检测系统100中，如果安装有支持体4的旋转体(例如节流阀的旋转轴)旋转，那么支持体4、磁场产生部20和磁轭部30一体地沿着旋转方向r1旋转。随此，通过传感器部1的检测对象磁场(磁通量)的方向发生周期性变化。其结果是：在传感器部1的磁检出元件11～13中，可以分别检出对应磁场产生模块2的旋转角度而强度以正弦曲线变化的磁场(磁通量)。因此，从在磁检出元件11～13中分别检出的磁场(磁通量)的强度的值，能够求得固定有磁场产生模块2的旋转体的旋转角度。但是，因为磁检出元件11～13相对磁场产生模块2的旋转中心即旋转轴j1沿着旋转方向r1设置在相互不同的位置，所以磁检出元件11～13各自检出的磁场强度形成的正弦曲线的相位相互偏离。
[0087]
[角度检测系统100的作用效果]
[0088]
像这样，上述实施方式的角度检测系统100具备传感器部1、磁体21,22和磁轭31,32。传感器部1包括磁检出元件11～13；磁体21,22设置为可以对传感器部1以旋转轴j1为中心旋转，并且形成检测对象磁场；磁轭31,32在旋转轴方向上配置在磁体21,22与磁检出元件11～13之间且受检测对象磁场影响的磁场影响区域，并且设置为可以与磁体21,22一体旋转。因此，与如图24所示的作为第一参考例的角度检测系统101那样没有设置磁轭的情况相比，角度检测精度得到提高。再有，图24的作为第一参考例的角度检测系统101除了没有磁轭31,32之外，其他具备与本实施方式的角度检测系统100相同的结构。
[0089]
另外，如图25所示的作为第二参考例的角度检测系统102那样，在磁场产生部20具有大致圆柱型的磁体23代替磁体21和磁体22的情况下，角度检测系统102的圆柱型磁体23的体积倾向于大于分散配置的磁体21和磁体22的合计体积。鉴于这一点，因为根据本实施方式的角度检测系统100，在磁场产生部20与传感器部1之间设置了磁轭部30，所以能够保持传感器部1的角度检测精度与角度检测系统102的角度检测精度同等，并且能够使磁体21和磁体22的合计体积比磁体23的体积小。为此，有利于轻量化、小型化。
[0090]
另外，在作为第二参考例的角度检测系统102中，为了在传感器部1中检测磁场产生模块2的旋转角度，有必要使圆柱型磁体23的着磁方向为沿着与旋转轴方向正交的面的方向。然而，因为不易从外观辨别圆柱型磁体23的着磁方向为哪个方向，所以在正确地对准传感器部1与磁体23的初期相对位置时等有可能出现问题。对此，根据本实施方式的角度检测系统100，容易从磁体21和磁体22各自的配置位置、各自的形状辨别它们的着磁方向，在装配时等具有优异的操控性。
[0091]
另外，如上述实施方式的角度检测系统100那样，在磁轭31,32分别在旋转轴方向上配置在与磁体21,22互相重叠的位置的情况下，相比磁轭31,32分别在旋转轴方向上配置在不与磁体21,22互相重叠的位置的情况，磁轭31,32的集磁效果得到提高，传感器部1附近区域的检测对象磁场的强度分布即磁通密度分布的偏差会降低。其结果是，角度检测精度更加得到提高。
[0092]
另外，如上述实施方式的角度检测系统100那样，在磁轭31,32分别在旋转轴方向上以与磁体21,22接触的方式配置的情况下，相比磁轭31,32分别与磁体21,22分开配置的情况，磁轭31,32的集磁效果得到提高，传感器部1附近区域的检测对象磁场的强度分布即磁通密度分布的偏差会降低。其结果是，角度检测精度更加得到提高。
[0093]
另外，如上述实施方式的角度检测系统100那样，在旋转轴方向的磁体21,22的高
度尺寸h21,h22分别比旋转轴方向的磁轭31,32的高度尺寸h31,h32大的情况下，能够保持磁体21,22的体积与磁轭31,32的体积之间良好的平衡。因此，能够有效地对传感器部1供给更高强度的检测对象磁场，并且有利于缩小整体特别是旋转轴方向的尺寸。
[0094]
另外，如上述实施方式的角度检测系统100那样，在磁体21和磁体22在旋转轴方向上着磁的情况下，能够对具有沿着旋转轴方向的灵敏度轴的磁检出元件11～13有效地施加沿着旋转轴方向的检测对象磁场。
[0095]
另外，根据上述实施方式的角度检测系统100，因为磁体21和磁体22全都具有大致立方体形状或大致长方体形状，所以与呈例如圆弧状的磁体比较，制作磁体21和磁体22时的加工性优异，有利于例如批量生产。
[0096]
另外，如上述实施方式的角度检测系统100那样，在磁场产生部20具有在旋转轴j1的周围互相分开配置的一对磁体21和磁体22的情况下，与磁场产生部20仅具有1个磁体的情况相比，能够在不损坏角度检测精度的情况下减小磁体21和磁体22的合计体积，谋求轻量化。
[0097]
另外，在上述实施方式的角度检测系统100中，在磁体21的材料、形状和大小与磁体22的材料、形状和大小各自实质上相同的情况下，与它们互相不同的情况相比，能够更加提高角度检测精度。并且，在距离d21与距离d22一致的情况下，相比距离d21与距离d22不同的情况，能够更加提高角度检测精度。这是因为这样能够降低施加于传感器部1的检测对象磁场的起因于磁场产生模块2的旋转角度的偏差。
[0098]
另外，如上述实施方式的角度检测系统100那样，在磁轭31,32在与旋转轴j1正交的面上具有沿着旋转方向r1弯曲成圆弧状的平面形状的情况下，与磁轭31,32具有例如以直线状延伸的平面形状的情况相比，能够更加提高角度检测精度。这是因为这样能够降低施加于传感器部1的检测对象磁场的起因于磁场产生模块2的旋转角度的偏差。
[0099]
另外，在磁轭部30具有在旋转轴j1的周围互相分开配置的磁轭31和磁轭32的情况下，相比例如磁轭31与磁轭32相连呈1个圆环状的情况，能够谋求轻量化。
[0100]
另外，在磁轭31和磁轭32设置在对旋转轴j1旋转对称的位置的情况下，与它们没有设置在旋转对称的位置的情况相比，能够更加提高角度检测精度。并且，在距离d31与距离d32一致的情况下，相比距离d31与距离d32不同的情况，能够更加提高角度检测精度。这些全都是因为这样能够降低施加于传感器部1的检测对象磁场的起因于磁场产生模块2的旋转角度的偏差。
[0101]
<2.实验例>
[0102]
其次，对图1所示的上述实施方式的角度检测系统100与图24和图25各自所示的参考例的角度检测系统101,102的性能进行了比较。
[0103]
(实验例1
‑
1)
[0104]
在上述实施方式所述的角度检测系统100中，通过模拟求得了：在对旋转轴方向施加具有5mt强度的噪音磁场且进行磁场产生模块2的旋转动作时，在传感器部1中检出的磁通密度的变化。在此，通过模拟求得了：在与旋转轴j1正交的面上，磁检出元件11～13各自从本来应在的位置11a～13a向纸面右方向偏离1mm的情况、即分别与磁检出元件11～13中的每个等距离的中心位置cp从本来应在的位置即与旋转轴j1重叠的位置向磁检出元件11的方向偏离1mm的情况下的传感器部1的特性。另外，使磁体21和磁体22为钕磁体(以钕、铁、
硼为主要成分的稀土族磁体)，使磁体21和磁体22各自的尺寸为6.0mm
×
2.5mm
×
5.0mm，并且使距离d21和距离d22为4.75mm。另外，使圆弧状的磁轭31,32各自的材质为spcc(普通钢)，使磁轭31,32的圆心角各自为108
°
，并且使磁轭31,32的高度尺寸h31,h32各自为0.85mm。并且，使旋转轴方向的磁轭31,32与磁检出元件11～13的距离为1mm。
[0105]
图4是作为实验例1
‑
1的角度检测系统100的在感测面上的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。感测面是指与旋转轴j1正交且包括磁检出元件11～13的面。再有，图4表示旋转角度为0
°
的状态。在如图4所示的实验例1
‑
1中，表示磁通密度的等值线至少在与磁检出元件11～13对应的区域沿着一对磁体21,22各自的对向面在纸面纵方向上延伸。因此，可知能够对磁检出元件11～13施加比较均质的强度(磁通密度)的磁场。因此，可知有利于由磁检出元件11～13进行的角度检测精度的提高。
[0106]
图5a是表示在作为实验例1
‑
1的角度检测系统100中施加于磁检出元件11～13的检测对象磁场的磁通密度[mt]与磁场产生模块2的旋转角度[deg]的关系的特性图。在图5a中，曲线b11表示磁检出元件11检出的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性，曲线b12表示磁检出元件12检出的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性，曲线b13表示磁检出元件13检出的检测对象磁场的磁通密度的旋转角相关性。
[0107]
图5b是表示图5a所示的曲线b11～b13的相互的差分如何根据磁场产生模块2的旋转角度[deg]变化的特性图。在图5b中，曲线δ1是图5a的曲线b11与曲线b12的差分，曲线δ2是图5a的曲线b12与曲线b13的差分，曲线δ3是图5a的曲线b13与曲线b11的差分。
[0108]
图5c表示从图5b所示的曲线δ1～δ3求得的磁场产生模块2的旋转角度的误差。在本实验例中，误差的最大值(绝对值)被抑制在0.2
°
以下。
[0109]
(实验例1
‑
2)
[0110]
其次，对图24所示的作为第一参考例的角度检测系统101也在与上述实验例1
‑
1同样的条件下进行了同样的评价。图6是作为实验例1
‑
2的角度检测系统101的在上述感测面上的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。再有，图6表示旋转角度为0
°
的状态。在如图6所示的实验例1
‑
2中，与图4所示的实验例1
‑
1比较，表示磁通密度的等值线越远离旋转轴j1，其对沿着一对磁体21,22各自的对向面的纸面纵方向越有很大弯曲。因此，将对磁检出元件11～13施加偏差较大的强度(磁通密度)的磁场。因此，可知将导致由磁检出元件11～13进行的角度检测精度的降低。
[0111]
图7a是表示在作为实验例1
‑
2的角度检测系统101中施加于磁检出元件11～13的检测对象磁场的磁通密度[mt]与磁场产生模块2的旋转角度[deg]的关系的特性图。
[0112]
图7b是表示图7a所示的曲线b11～b13的相互的差分如何根据磁场产生模块2的旋转角度[deg]变化的特性图。
[0113]
图7c表示从图7b所示的曲线δ1～δ3求得的磁场产生模块2的旋转角度的误差。在本实验例中，误差的最大值(绝对值)为4.9
°
。
[0114]
(实验例1
‑
3)
[0115]
其次，对图25所示的作为第二参考例的角度检测系统102也在与上述实验例1
‑
1同样的条件下进行了同样的评价。图8是作为实验例1
‑
3的角度检测系统102的在上述感测面上的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。再有，图8表示旋转角度为0
°
的状态。在如图8所示的实验例1
‑
3中，与图4所示的实验例1
‑
1比较，表示磁通密度的等值线越远离旋
转轴j1，其对沿着一对磁体21,22各自的对向面的纸面纵方向越有稍大弯曲。因此，与实验例1
‑
1比较，可知在实验例1
‑
3中，由磁检出元件11～13进行的角度检测精度稍有下降。
[0116]
图9a是表示在作为实验例1
‑
3的角度检测系统102中施加于磁检出元件11～13的检测对象磁场的磁通密度[mt]与磁场产生模块2的旋转角度[deg]的关系的特性图。
[0117]
图9b是表示图9a所示的曲线b11～b13的相互的差分如何根据磁场产生模块2的旋转角度[deg]变化的特性图。
[0118]
图9c表示从图9b所示的曲线δ1～δ3求得的磁场产生模块2的旋转角度的误差。在本实验例中，误差的最大值(绝对值)为0.6
°
。
[0119]
(实验例2
‑
1)
[0120]
其次，在上述实施方式所述的图1的角度检测系统100中，通过模拟求得了：在对与旋转轴j1正交的方向施加具有5mt强度的噪音磁场且进行磁场产生模块2的旋转动作时，在传感器部1中检出的磁通密度的变化。除了噪音磁场的方向不同之外，其他在与实验例1
‑
1同样的条件下进行了与实验例1
‑
1同样的评价。图10是作为实验例2
‑
1的角度检测系统100的在上述感测面上的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。再有，图10表示旋转角度为0
°
的状态。在如图10所示的实验例2
‑
1中，与图4所示的实验例1
‑
1同样，表示磁通密度的等值线至少在与磁检出元件11～13对应的区域沿着一对磁体21,22各自的对向面在纸面纵方向上延伸。因此，可知能够对磁检出元件11～13施加比较均质的强度(磁通密度)的磁场。因此，可知有利于由磁检出元件11～13进行的角度检测精度的提高。
[0121]
图11a是表示在作为实验例2
‑
1的角度检测系统100中施加于磁检出元件11～13的检测对象磁场的磁通密度[mt]与磁场产生模块2的旋转角度[deg]的关系的特性图。
[0122]
图11b是表示图11a所示的曲线b11～b13的相互的差分如何根据磁场产生模块2的旋转角度[deg]变化的特性图。
[0123]
图11c表示从图11b所示的曲线δ1～δ3求得的磁场产生模块2的旋转角度的误差。在本实验例中，误差的最大值(绝对值)为0.45
°
。
[0124]
(实验例2
‑
2)
[0125]
其次，对图24所示的作为第一参考例的角度检测系统101也在与上述实验例2
‑
1同样的条件下进行了同样的评价。图12是作为实验例2
‑
2的角度检测系统101的在上述感测面上的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。再有，图12表示旋转角度为0
°
的状态。在如图12所示的实验例2
‑
2中，与图10所示的实验例2
‑
1比较，表示磁通密度的等值线越远离旋转轴j1，其对沿着一对磁体21,22各自的对向面的纸面纵方向越有很大弯曲。因此，将对磁检出元件11～13施加偏差较大的强度(磁通密度)的磁场。因此，可知将导致由磁检出元件11～13进行的角度检测精度的降低。
[0126]
图13a是表示在作为实验例2
‑
2的角度检测系统101中施加于磁检出元件11～13的检测对象磁场的磁通密度[mt]与磁场产生模块2的旋转角度[deg]的关系的特性图。
[0127]
图13b是表示图13a所示的曲线b11～b13的相互的差分如何根据磁场产生模块2的旋转角度[deg]变化的特性图。
[0128]
图13c表示从图13b所示的曲线δ1～δ3求得的磁场产生模块2的旋转角度的误差。在本实验例中，误差的最大值(绝对值)为5.1
°
。
[0129]
(实验例2
‑
3)
[0130]
其次，对图25所示的作为第二参考例的角度检测系统102也在与上述实验例2
‑
1同样的条件下进行了同样的评价。图14是作为实验例2
‑
3的角度检测系统102的在上述感测面上的旋转轴方向的磁通密度分布的示意等高线图。再有，图14表示旋转角度为0
°
的状态。在如图14所示的实验例2
‑
3中，与图10所示的实验例2
‑
1比较，表示磁通密度的等值线越远离旋转轴j1，其对沿着一对磁体21,22各自的对向面的纸面纵方向越有稍大弯曲。因此，与实验例2
‑
1比较，可知在实验例2
‑
3中，由磁检出元件11～13进行的角度检测精度稍有下降。
[0131]
图15a是表示在作为实验例2
‑
3的角度检测系统102中施加于磁检出元件11～13的检测对象磁场的磁通密度[mt]与磁场产生模块2的旋转角度[deg]的关系的特性图。
[0132]
图15b是表示图15a所示的曲线b11～b13的相互的差分如何根据磁场产生模块2的旋转角度[deg]变化的特性图。
[0133]
图15c表示从图15b所示的曲线δ1～δ3求得的磁场产生模块2的旋转角度的误差。在本实验例中，误差的最大值(绝对值)为0.85
°
。
[0134]
像这样，确认了根据本实施方式的角度检测系统100，能够确保高角度检测精度，并且实现轻量化和小型化。
[0135]
<3.变形例>
[0136]
(第一变形例)
[0137]
图16是表示作为本发明的上述实施方式的第一变形例的磁场产生模块2a的外观的立体图。上述实施方式所述的磁场产生模块2的磁轭31和磁轭32全都具有圆弧状的平面形状。对此，作为第一变形例的磁场产生模块2a具有呈大致三角形的平面形状的磁轭31a和磁轭32a。磁轭31a和磁轭32a以特别是对向的端面彼此大致平行的方式配置。在该第一变形例中，也能够期待与上述实施方式同样的作用效果。并且，根据该第一变形例，与具有圆弧状的平面形状的磁轭31和磁轭32相比，容易进行磁轭31a和磁轭32a的制作，并且在将这些磁轭31a和磁轭32a安装在磁体21和磁体22上时，容易进行相对位置的决定和固定。
[0138]
(第二变形例)
[0139]
图17是表示作为本发明的上述实施方式的第二变形例的磁场产生模块2b的外观的立体图。作为第二变形例的磁场产生模块2b具有呈大致半圆状的平面形状的磁轭31b和磁轭32b。磁轭31b和磁轭32b以特别是对向的端面彼此大致平行的方式配置。在该第二变形例中，也能够期待与上述实施方式同样的作用效果。
[0140]
(第三变形例)
[0141]
图18是表示作为本发明的上述实施方式的第三变形例的磁场产生模块2c的外观的立体图。作为第三变形例的磁场产生模块2c具有呈大致圆环状的平面形状的一个磁轭30c。磁轭30c对磁体21和磁体22共同设置，并且分别直接或间接地设置在磁体21和磁体22上。也就是说，磁轭30c可以分别与磁体21和磁体22接触，也可以分别隔着其他1个以上的构件安装在磁体21和磁体22上。在该第三变形例中，也能够期待与上述实施方式同样的作用效果。并且，根据该第三变形例，与具有圆弧状的平面形状的磁轭31和磁轭32相比，容易进行磁轭30c的制作，并且能够减少零部件的数量。
[0142]
(第四变形例)
[0143]
图19是表示作为本发明的上述实施方式的第四变形例的磁场产生模块2d的外观的立体图。作为第四变形例的磁场产生模块2d除了设置有磁体21d和磁体22d来代替磁体21
和磁体22之外，其他具有与上述实施方式的磁场产生模块2相同的结构。磁体21d和磁体22d分别在上端部包括段差部t21和段差部t22。在段差部t21和段差部t22分别安装有磁轭31和磁轭32。像这样，根据作为第四变形例的磁场产生模块2d，因为设置了段差部t21和段差部t22，所以在磁体21d和磁体22d上安装磁轭31和磁轭32时，磁轭31和磁轭32与磁体21d和磁体22d的相对位置的决定和固定变得容易。另外，能够谋求降低高度。并且，在该第四变形例中，也能够期待与上述实施方式同样的作用效果。
[0144]
<4.应用例>
[0145]
(第一应用例)
[0146]
图20a和图20b是具有上述实施方式所述的角度检测系统100的停车锁止系统200的示意图。停车锁止系统200是如下机构：例如搭载于汽车等车辆，在司机将车辆停在停车场等时，通过使变速杆处于停车模式来抑制车辆移动。图20a表示没有锁止的锁止解除状态，图20b表示锁止状态。停车锁止系统200具备：例如设置在壳体201内部的电动机202，轴203，控制杆204，杆205，接合部206，以及具有齿轮齿207的停车齿轮208。轴203例如在垂直于纸面的方向上延伸，并且设置为可以通过电动机202旋转。在轴203的端部设置有上述实施方式的角度检测系统100，用以检测轴203的旋转角度。与纸面平行延伸的控制杆204的基端固定在轴203上，控制杆204通过电动机202的驱动沿着纸面旋转。在控制杆204的前端安装有杆205的基端，通过控制杆204的旋转，杆205在纸面的左右方向上移动。设置在杆205的前端的接合部206可以与齿轮齿207接合和脱离。在该停车锁止系统200中，通过从图20a所示的锁止解除状态切换至图20b所示的锁止状态，来限制停车齿轮208的旋转。具体地说，如果通过电动机202的旋转而轴203和控制杆204在纸面向右旋转，那么杆205向纸面的右方向滑动，接合部206与齿轮齿207接合，停车齿轮208被锁止。反之，通过从图20b所示的锁止状态切换至图20a所示的锁止解除状态，来解除停车齿轮208转动的限制。具体地说，如果通过电动机202的旋转而轴203和控制杆204在纸面向左旋转，那么杆205向纸面的左方向滑动，接合部206从齿轮齿207分开，停车齿轮208的锁止被解除。在此，通过上述实施方式的角度检测系统100检测轴203的旋转角度，能够以高精度辨别停车齿轮208处于锁止状态还是处于锁止解除状态。
[0147]
(第二应用例)
[0148]
图21a和图21b是具有上述实施方式所述的角度检测系统100的踏板系统300的示意图。图21a表示踏板303的垫303b(后述)没有被操纵的初始状态，图21b表示垫303b被操纵的踩压状态。
[0149]
踏板系统300具备：例如壳体301，固定于壳体301的轴302，踏板303，以及例如拉伸弹簧等偏置构件304。踏板303包括被轴302插通的轴承部303a，并且设置为可以在轴承部303a以轴302为中心旋转。
[0150]
踏板303包括：例如由司机的脚操纵的垫303b，连接垫303b与轴承部303a的杆件(arm)303c，以及夹着轴承部303a设置在杆件303c的相反侧的控制杆303d。控制杆303d与偏置构件304连接，并且被偏置构件304拉压以便接近壳体301的壁部301w。
[0151]
设置在轴承部303a附近的角度检测系统100正确地检测以轴302为旋转中心的杆件303c的旋转角度，并且向控制装置305发送对应于旋转角度的电压信号(比例信号)。控制装置305分析该电压信号，并且以对应于电压信号的节流阀开度进行节流阀开关动作的控
制。
[0152]
在该踏板系统300中，在图21a所示的初始状态，通过由司机踩压垫303b，踏板303以轴302为中心在纸面向左旋转，向图21b所示的踩压状态切换。这时，节流阀开度上升。反之，通过司机降低垫303b的踩压量或停止踩压，从而从图21b所示的踩压状态回归图21a所示的初始状态。这时，节流阀开度下降。
[0153]
这样，在踏板系统300中，因为能够通过上述实施方式的角度检测系统100正确地检出杆件303c的旋转角度，所以能够高精度地调节节流阀开度。
[0154]
<5.其他变形例>
[0155]
以上，虽然列举实施方式和几个变形例说明了本发明，但是本发明不限于上述实施方式等，可以做出各种变化。例如，虽然在上述实施方式等中，作为磁检出元件示例说明了垂直霍尔元件，但是本发明的磁检测元件只要是具有检出磁场的功能的元件即可，是也包括例如各向异性磁电阻效应元件(amr元件)、自旋阀型巨磁电阻效应(gmr)元件和隧道磁电阻效应(tmr)元件等磁阻效应元件(mr元件)等的概念。在使用gmr元件、tmr元件等mr元件的情况下，可以检出与旋转轴j1正交的面内的磁场的方向、强度的变化。在本发明中，因为不仅能够降低旋转轴方向的磁场强度分布(磁通密度分布)的偏差，而且也能够降低与旋转轴正交的面内的磁场强度分布(磁通密度分布)的偏差，所以也可以考虑适用于mr元件等检出与旋转轴j1正交的面内的磁场的方向、强度的变化的磁检出元件。另外，各个构成要素的尺寸、各个构成要素的设计等仅是示例，并不限定于此。
[0156]
另外，虽然在上述实施方式等中，举例说明了角度检测装置10的传感器部1具有3个磁检出元件11～13的情况，但是本发明并不限定于此。本发明的角度检测装置例如可以仅具有1个磁检出元件，也可以具有2个磁检出元件，也可以具有4个以上的磁检出元件。
[0157]
另外，虽然在上述实施方式等中，举例说明了角度检测装置10的磁场产生部20具有2个磁体作为磁场产生构件的情况，但是本发明并不限定于此。本发明的角度检测装置例如可以仅具有1个磁场产生构件，也可以具有3个以上的磁场产生构件。
[0158]
另外，在本发明的角度检测装置中，也可以如图22所示的作为第五变形例的磁场产生模块2e那样具有磁轭31e和磁轭32e，磁轭31e和磁轭32e包括沿着旋转轴j1的截面各自越远离磁体21和磁体22越具有大的宽度的逆梯形形状。在这种情况下，来自磁体21和磁体22的磁通量通过在磁轭31e和磁轭32e中扩大而波及更广的范围。再有，如图23所示的作为第六变形例的磁场产生模块2f那样，在设置有呈圆柱状的单一的磁体23的情况下也同样可以具有磁轭30f，磁轭30f包括越远离磁体23越具有大的宽度的逆梯形形状。
[0159]
根据作为本发明的一种实施方式的角度检测装置、角度检测系统、停车锁止系统、踏板系统和磁场产生模块，能够发挥高检测精度。
[0160]
再有，本技术也能够采用以下结构。
[0161]
(1)
[0162]
一种角度检测装置，具备：
[0163]
磁检出元件；
[0164]
磁场产生构件，设置为可以对所述磁检出元件以旋转轴为中心旋转，并且形成磁场；以及
[0165]
磁轭，在沿着所述旋转轴的旋转轴方向上配置在磁场影响区域，并且设置为可以
与所述磁场产生构件一体旋转，所述磁场影响区域处于所述磁场产生构件与所述磁检出元件之间且受所述磁场的影响。
[0166]
(2)
[0167]
所述(1)所述的角度检测装置，其中，
[0168]
所述磁轭在所述旋转轴方向上处于与所述磁场产生构件互相重叠的位置。
[0169]
(3)
[0170]
所述(1)或所述(2)所述的角度检测装置，其中，
[0171]
所述磁轭以与所述磁场产生构件接触的方式设置。
[0172]
(4)
[0173]
所述(1)至所述(3)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0174]
所述旋转轴方向的所述磁场产生构件的高度尺寸比所述旋转轴方向的所述磁轭的高度尺寸大。
[0175]
(5)
[0176]
所述(1)至所述(4)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0177]
所述磁场产生构件在所述旋转轴方向上着磁。
[0178]
(6)
[0179]
所述(1)至所述(5)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0180]
所述磁场产生构件具有大致立方体形状或大致长方体形状。
[0181]
(7)
[0182]
所述(1)至所述(6)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0183]
所述磁场产生构件是在所述旋转轴的周围互相分开配置的多个磁场产生构件。
[0184]
(8)
[0185]
所述(7)所述的角度检测装置，其中，
[0186]
所述多个磁场产生构件各自的材料、形状和大小实质上相同。
[0187]
(9)
[0188]
所述(7)或所述(8)所述的角度检测装置，其中，
[0189]
所述多个磁场产生构件与所述旋转轴的各个距离实质上相等。
[0190]
(10)
[0191]
所述(7)至所述(9)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0192]
所述多个磁场产生构件具有夹着所述旋转轴对置的第一磁场产生构件和第二磁场产生构件。
[0193]
(11)
[0194]
所述(1)至所述(10)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0195]
所述磁轭的沿着所述旋转轴的截面包括逆梯形形状，所述逆梯形形状具有越远离所述磁场产生构件越扩大的宽度。
[0196]
(12)
[0197]
所述(1)至所述(11)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0198]
所述磁轭在与所述旋转轴正交的面上具有平面形状，所述平面形状沿着以所述旋转轴为中心旋转的方向弯曲成圆弧状。
[0199]
(13)
[0200]
所述(1)至所述(12)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0201]
所述磁轭是在所述旋转轴的周围互相分开配置的多个磁轭。
[0202]
(14)
[0203]
所述(13)所述的角度检测装置，其中，
[0204]
所述多个磁轭各自的材料、形状和大小实质上相同。
[0205]
(15)
[0206]
所述(13)或所述(14)所述的角度检测装置，其中，
[0207]
所述多个磁轭与所述旋转轴的各个距离实质上相等。
[0208]
(16)
[0209]
所述(13)至所述(15)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0210]
所述多个磁轭包含夹着所述旋转轴对置的第一磁轭和第二磁轭。
[0211]
(17)
[0212]
所述(1)至所述(16)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0213]
所述磁检出元件具有沿着所述旋转轴方向的灵敏度轴。
[0214]
(18)
[0215]
所述(1)至所述(17)中的任一项所述的角度检测装置，其中，
[0216]
所述磁检出元件是多个磁检出元件。
[0217]
(19)
[0218]
所述(18)所述的角度检测装置，其中，
[0219]
所述多个磁检出元件在与所述旋转轴方向正交的面内设置在互相不同的位置。
[0220]
(20)
[0221]
一种角度检测系统，具备：
[0222]
所述(1)至所述(19)中的任一项所述的角度检测装置；以及
[0223]
支持体，支撑所述磁场产生构件，
[0224]
所述支持体具有安装孔，
[0225]
所述磁轭设置在所述磁场产生构件或所述支持体上。
[0226]
(21)
[0227]
一种停车锁止系统，具有所述(20)所述的角度检测系统。
[0228]
(22)
[0229]
一种踏板系统，具有所述(20)所述的角度检测系统。
[0230]
(23)
[0231]
一种磁场产生模块，具备：
[0232]
磁场产生构件，设置为可以以旋转轴为中心旋转；以及
[0233]
磁轭，在沿着所述旋转轴的旋转轴方向上配置在与设置有所述磁场产生构件的区域不同的区域，并且设置为可以与所述磁场产生构件一体旋转。
[0234]
(24)
[0235]
所述(23)所述的磁场产生模块，其中，
[0236]
所述旋转轴方向的所述磁场产生构件的第一高度尺寸比所述旋转轴方向的所述
磁轭的第二高度尺寸大。
[0237]
本公开含有涉及在2020年7月3日在日本专利局提交的日本优先权专利申请jp2020
‑
116002中公开的主旨，其全部内容包括在此，以供参考。
[0238]
本领域的技术人员应该理解，虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改，组合，子组合和可替换项，但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。