JP2000352501A - Magnetic induction rotating position sensor - Google Patents
Magnetic induction rotating position sensorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の回転位置
を精度良く検出可能な磁気誘導式の回転位置センサに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic induction type rotational position sensor capable of accurately detecting the rotational position of a rotating body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回転体の回転位置を磁気誘導を利用して
検出する回転位置センサとしては、図６に示す構成のも
のが、例えば本願人の一人である株式会社アミテックに
より製造販売されている。2. Description of the Related Art As a rotational position sensor for detecting the rotational position of a rotating body by utilizing magnetic induction, a rotational position sensor shown in FIG. 6 is manufactured and sold, for example, by Amitec Inc., one of the present applicants. .
【０００３】この形式の回転位置センサ１は、円板形状
のステータ２の表面に同心円状に４本の磁極ピン３
（ｎ）（ｎ＝１〜４）が取付けられ、各磁極ピン３
（ｎ）の根元側には一次側（励磁）コイル４（ｎ）が巻
き付けられ、各磁極ピン３（ｎ）の先端側には二次側
（誘導）コイル５（ｎ）が巻き付けられている。先端側
の二次コイル５（ｎ）に対峙した状態に、磁性体からな
るロータ６が配置されている。このロータ６はハート形
の輪郭形状をした板である。このロータ６には回転シャ
フト７が固着され、この回転シャフト７はロータ６を貫
通して延びている。A rotary position sensor 1 of this type has four magnetic pole pins 3 concentrically formed on a surface of a disk-shaped stator 2.
(N) (n = 1 to 4) are attached, and each magnetic pole pin 3
A primary side (excitation) coil 4 (n) is wound around the base side of (n), and a secondary side (induction) coil 5 (n) is wound around the tip side of each magnetic pole pin 3 (n). . A rotor 6 made of a magnetic material is arranged so as to face the secondary coil 5 (n) on the tip side. The rotor 6 is a plate having a heart-shaped contour. A rotary shaft 7 is fixed to the rotor 6, and the rotary shaft 7 extends through the rotor 6.
【０００４】ここで、一次コイル４（ｎ）は巻き方向が
同一であり、直列接続されている。これに対して、二次
コイル５（ｎ）の側においては、直径方向に対峙してい
る一組の二次コイル５（１）、５（３）は巻き方向が逆
であり、相互に直列接続されている。同様に、残りの１
組の二次コイル５（２）、５（４）も、巻き方向が逆で
あり、相互に直列接続されている。Here, the primary coils 4 (n) have the same winding direction and are connected in series. On the other hand, on the side of the secondary coil 5 (n), the pair of diametrically opposed secondary coils 5 (1), 5 (3) have opposite winding directions and are serially connected to each other. It is connected. Similarly, the remaining one
The winding directions of the secondary coils 5 (2) and 5 (4) of the set are also reversed, and are connected to each other in series.
【０００５】また、図７（Ａ）に示すように、ハート形
のロータ６が正立状態では、二次コイル５（１）、５
（３）のうち下側の二次コイル５（３）のみが完全にロ
ータ６に重なり、上側の二次コイル５（１）はロータ６
とは全く重ならないようになっている。As shown in FIG. 7A, when the heart-shaped rotor 6 is in the upright state, the secondary coils 5 (1), 5 (5)
In (3), only the lower secondary coil 5 (3) completely overlaps the rotor 6, and the upper secondary coil 5 (1)
And do not overlap at all.
【０００６】逆に、図７（Ｂ）に示すように、ロータ６
が１８０度回転した状態、すなわち、ハート形のロータ
６が倒立状態では、上側の二次コイル５（１）のみが完
全にロータ６に重なり、下側の二次コイル５（３）はロ
ータ６とは全く重ならないようになっている。さらに、
これらの何れの状態においても、左右の１組の二次コイ
ル５（２）、５（４）では丁度半分の部分がロータ６と
重なるようになっている。On the contrary, as shown in FIG.
Is rotated 180 degrees, that is, when the heart-shaped rotor 6 is in an inverted state, only the upper secondary coil 5 (1) completely overlaps the rotor 6, and the lower secondary coil 5 (3) is And do not overlap at all. further,
In any of these states, in the pair of left and right secondary coils 5 (2), 5 (4), just half the portion overlaps the rotor 6.
【０００７】このようにハート形のロータ６の回転に伴
ってロータ６と各二次コイル５（ｎ）との重なり量がサ
イン波状に変化する。この結果、励磁コイルにｓｉｎω
ｔの励磁電圧を加えると、ロータの回転角θに応じて１
組の二次コイル５（１）、５（３）からは、ｓｉｎθ・
ｓｉｎωｔの電圧が得られ、残りの１組の二次コイル５
（２）、５（４）からはｃｏｓθ・ｓｉｎωｔの電圧が
得られる。As described above, as the heart-shaped rotor 6 rotates, the amount of overlap between the rotor 6 and each of the secondary coils 5 (n) changes in a sinusoidal manner. As a result, sinω
t, an excitation voltage of 1
From the set of secondary coils 5 (1), 5 (3), sin θ ·
sinωt is obtained, and the remaining set of secondary coils 5
(2) From 5 (4), a voltage of cos θ · sin ωt is obtained.
【０００８】従って、これらの２組の誘導電圧に基づ
き、不図示の信号処理回路によって、ロータ６の回転位
置を示す信号を生成できる。すなわち、ロータ６の回転
シャフト７が取付けられた回転体の回転位置を示す信号
を得ることができる。Therefore, a signal indicating the rotational position of the rotor 6 can be generated by a signal processing circuit (not shown) based on these two sets of induced voltages. That is, it is possible to obtain a signal indicating the rotational position of the rotating body to which the rotating shaft 7 of the rotor 6 is attached.
【０００９】一方、かかる構成の磁気誘導型回転センサ
における検出精度を改善するために、同心円上に配置さ
れている複数の二次側コイルにおける回転方向のインダ
クタンス分布を所望の状態に設定したセンサが、特開平
９−５３９０９号公報において提案されている。On the other hand, in order to improve the detection accuracy of the magnetic induction type rotation sensor having such a configuration, a sensor in which the inductance distribution in the rotation direction of a plurality of secondary coils arranged on concentric circles is set to a desired state. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-53909.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】磁気誘導式回転位置セ
ンサでは、ロータが回転するとコイルを通過する磁束量
が変化し、この磁束量の変化に基づきロータ回転位置が
検出される。しかしながら、従来の磁気誘導式回転位置
センサにおいては、ロータが回転しない場合は磁束量が
変化しないので位置情報も一定のはずであるが、実際に
はセンサ温度が変化すると位置情報が変化してしまう。
このために、回転位置の検出を高精度で行うことができ
ないという問題点がある。In the magnetic induction type rotational position sensor, the amount of magnetic flux passing through the coil changes when the rotor rotates, and the rotational position of the rotor is detected based on the change in the amount of magnetic flux. However, in the conventional magnetic induction type rotational position sensor, when the rotor does not rotate, the amount of magnetic flux does not change, so that the position information should be constant. However, when the sensor temperature changes, the position information actually changes. .
For this reason, there is a problem that the rotation position cannot be detected with high accuracy.
【００１１】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
高精度で検出を行うことのできる磁気誘導式回転位置セ
ンサを提案することにある。[0011] The object of the present invention is to solve the above problems.
An object of the present invention is to propose a magnetic induction type rotational position sensor capable of performing detection with high accuracy.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者は、磁気誘導式
回転位置センサについて各種の実験を行うことにより、
温度変化に起因する検出精度の低下の理由を見出し、こ
れに基づき、本発明を想到するに到ったのである。The present inventor has conducted various experiments on a magnetic induction type rotational position sensor,
The inventors have found the reason for the decrease in detection accuracy due to the temperature change, and based on this, have come to the present invention.
【００１３】検出精度低下の第１の理由は、コイルの径
方向位置とロータとの相対位置ずれによる位置情報の変
動である。コイルを保持しているステータ（コイルボビ
ン）は絶縁性および磁気特性の点から樹脂製品を用いて
いる。これに対してロータは磁性材とする必要があるの
で一般に金属製品とされる。樹脂と金属の線膨張係数は
１桁以上異なるので、温度が変化すると、ロータに対し
て、ステータに取り付けられているコイルが径方向に移
動し、コイル出力信号値は、恰もロータが回転したかの
ように変化してしまう。The first reason for the decrease in detection accuracy is a change in position information due to a relative displacement between the radial position of the coil and the rotor. The stator (coil bobbin) holding the coil uses a resin product in terms of insulation and magnetic properties. On the other hand, since the rotor needs to be made of a magnetic material, it is generally made of a metal product. Since the linear expansion coefficients of resin and metal differ by one or more digits, when the temperature changes, the coil attached to the stator moves in the radial direction with respect to the rotor, and the coil output signal value indicates whether the rotor has rotated. It changes like
【００１４】本発明は、かかる知見に基づき、ステータ
と、ロータと、前記ステータに配置された一次側励磁コ
イルおよび二次側誘導コイルとを有し、前記ロータは、
回転位置に応じて、前記ステータの前記一次側励磁コイ
ルおよび二次側誘導コイル間の磁気結合を変化させるよ
うに構成されている磁気誘導式回転位置センサにおい
て、前記ステータと前記ロータを、実用温度範囲におけ
る線膨張係数が実質的に同一の素材から形成する構成を
採用したことを特徴としている。According to the present invention, based on such knowledge, the present invention has a stator, a rotor, and a primary-side excitation coil and a secondary-side induction coil disposed on the stator.
In a magnetic induction rotation position sensor configured to change magnetic coupling between the primary excitation coil and the secondary induction coil of the stator in accordance with a rotation position, the stator and the rotor are operated at an operating temperature. It is characterized by adopting a configuration in which the linear expansion coefficient in the range is formed from a material that is substantially the same.
【００１５】検出精度低下の第２の理由は、磁性材料の
透磁率が温度によって変化することによる位置情報の変
動である。ロータに用いる磁性材料の透磁率が温度によ
って変化すると、コイルに誘起される信号値が変化し、
位置情報が変動してしまう。また、二次側誘導コイルの
磁極ピンの透磁率が温度によって変化しても同様な弊害
が発生する。The second reason for the decrease in detection accuracy is a change in position information due to a change in the magnetic permeability of the magnetic material with temperature. When the magnetic permeability of the magnetic material used for the rotor changes with temperature, the signal value induced in the coil changes,
The position information fluctuates. Further, even if the magnetic permeability of the magnetic pole pin of the secondary side induction coil changes with temperature, the same problem occurs.
【００１６】この弊害を回避するために、本発明は、ス
テータと、ロータと、前記ステータに配置された一次側
励磁コイルおよび二次側誘導コイルとを有し、前記ロー
タは、回転位置に応じて、前記ステータの前記一次側励
磁コイルおよび二次側誘導コイル間の磁気結合を変化さ
せるように構成されている磁気誘導式回転位置センサに
おいて、前記ロータを実用温度範囲における透磁率変化
が小さな素材から形成するようにしている。また、磁極
ピンを実用温度範囲における透磁率変化が小さな素材か
ら形成するようにしている。例えば、パーマロイ等の磁
性材料には実用温度領域での温度変化が極めて小さな材
料が存在するので、このような素材を用いればよい。こ
れに加えて、本発明では、ロータおよび磁極ピンの温度
に対する透磁率変化を逆の特性となるように設定して、
それぞれの変化を補完できるようにしている。In order to avoid this problem, the present invention has a stator, a rotor, and a primary excitation coil and a secondary induction coil disposed on the stator, wherein the rotor is arranged in accordance with a rotational position. A magnetic induction rotary position sensor configured to change magnetic coupling between the primary excitation coil and the secondary induction coil of the stator, wherein the rotor has a small change in magnetic permeability in a practical temperature range. To be formed from. Further, the magnetic pole pin is formed from a material having a small change in magnetic permeability in a practical temperature range. For example, a magnetic material such as permalloy includes a material having a very small temperature change in a practical temperature range, and such a material may be used. In addition to this, in the present invention, the permeability change with respect to the temperature of the rotor and the magnetic pole pin is set so as to have the opposite characteristic,
Each change can be complemented.
【００１７】ここで、前記ロータを、所定の輪郭形状を
した環状磁性板と、この環状磁性板が表面に積層固定さ
れている保持板から構成することができる。かかる構成
のロータを備えた磁気誘導式回転位置センサにおける検
出精度低下の理由は、上記の第１および第２の理由の他
に、第３の理由として、保持板の特性に起因する位置情
報の変動がある。Here, the rotor can be composed of an annular magnetic plate having a predetermined contour and a holding plate on which the annular magnetic plate is laminated and fixed. The reason for the decrease in detection accuracy in the magnetic induction type rotational position sensor having the rotor having such a configuration is that, in addition to the above-described first and second reasons, a third reason is that the position information of the position information due to the characteristics of the holding plate is reduced. There are fluctuations.
【００１８】このようなロータ保持板に起因する弊害を
回避するために、本発明では、実用温度範囲における前
記保持板の線膨張係数を前記環状磁性板の線膨張係数と
実質的に同一とした構成を採用している。この場合、前
記保持板を非磁性材料から形成することが望ましい。ま
た、前記保持板を、導電性があり、実用温度範囲におけ
る抵抗変化が少ない素材から形成することが望ましい。In order to avoid such adverse effects caused by the rotor holding plate, in the present invention, the linear expansion coefficient of the holding plate in a practical temperature range is made substantially the same as the linear expansion coefficient of the annular magnetic plate. The configuration is adopted. In this case, it is desirable that the holding plate is formed of a non-magnetic material. Further, it is preferable that the holding plate is formed of a material having conductivity and having a small resistance change in a practical temperature range.
【００１９】一方、本発明は、一次側あるいは二次側コ
イルの回転方向におけるインダクタンス分布を所望の状
態に設定することにより、検出精度の線形性等を改善し
た構成の磁気誘導式回転位置センサに対しても同様に適
用することができる。On the other hand, the present invention relates to a magnetic induction type rotational position sensor having a configuration in which the linearity of detection accuracy and the like are improved by setting the inductance distribution in the rotation direction of the primary or secondary coil to a desired state. The same can be applied to this.
【００２０】すなわち、本発明は、所定の回転位置範囲
に亘って分散して配置された複数の前記二次側誘導コイ
ルからなる二次巻線群を少なくとも一つは含んでおり、
当該二次巻線群に含まれている各二次側誘導コイルは前
記所定の回転位置範囲において予め設定されたインダク
タンス分布を示すように、それぞれのインダクタンス設
定がなされており、前記一次側励磁コイルを少なくとも
前記二次巻線群に対応して１相で励磁することにより得
られる当該二次巻線群に含まれる各二次側誘導コイル出
力を合計して、１つの出力信号を生成するように構成さ
れた磁気誘導式回転位置センサに対しても同様に適用す
ることができる。That is, the present invention includes at least one secondary winding group composed of a plurality of the secondary-side induction coils distributed over a predetermined rotational position range,
Each secondary-side induction coil included in the secondary winding group has its inductance set to show a preset inductance distribution in the predetermined rotational position range, and the primary-side excitation coil Are summed at least in one phase corresponding to the secondary winding group, the outputs of the respective secondary side induction coils included in the secondary winding group are summed to generate one output signal. Can be similarly applied to the magnetic induction type rotational position sensor configured as described above.
【００２１】また、所定の回転位置範囲に亘って予め設
定されたインダクタンス分布を示すように、前記一次側
励磁コイルおよび二次側誘導コイルのうちの少なくとも
一方が分布巻きされた巻線群を少なくとも一つは有して
いる構成の磁気誘導式回転位置センサに対しても同様に
適用できる。In addition, at least one of the primary excitation coil and the secondary induction coil is wound in a distributed manner so as to exhibit a predetermined inductance distribution over a predetermined rotational position range. One is similarly applicable to a magnetic induction type rotational position sensor having a configuration.
【００２２】さらには、前記ステータの前記一次側励磁
コイルが複数相で励磁されるようになっており、所定の
回転位置範囲に亘って分散して配置された複数の前記一
次側励磁コイルからなる一次巻線群が、各励磁相に対応
した数だけ配置されており、一つの前記一次巻線群に含
まれている各一次側励磁コイルは前記所定の回転位置範
囲において予め設定されたインダクタンス分布を示すよ
うにそれぞれのインダクタンス設置がなされており、こ
のインダクタンス分布は各一次巻線群の間で所定の機械
角だけずれている構成の磁気誘導式回転位置センサに対
しても同様に適用することができる。Further, the primary-side exciting coil of the stator is excited in a plurality of phases, and comprises a plurality of the primary-side exciting coils distributed over a predetermined rotational position range. Primary winding groups are arranged in a number corresponding to each excitation phase, and each primary-side excitation coil included in one primary winding group has an inductance distribution set in advance in the predetermined rotational position range. Each inductance is set as shown in the figure, and this inductance distribution should be similarly applied to a magnetic induction type rotational position sensor that is shifted by a predetermined mechanical angle between each primary winding group. Can be.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した磁気誘導式回転位置センサについて説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a magnetic induction type rotational position sensor to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
【００２４】（第１の実施例）図１（Ａ）〜（Ｃ）は、
本例の磁気誘導式回転位置センサを側方から見た場合の
概略構成図、二次側誘導コイルの配列状態を示す説明
図、および、二次側誘導コイルとハート形の輪郭形状が
備わっている環状磁性板を備えたロータとの配置関係を
示す説明図である。(First Embodiment) FIGS. 1A to 1C show
A schematic configuration diagram when the magnetic induction type rotational position sensor of this example is viewed from the side, an explanatory diagram showing an arrangement state of secondary induction coils, and a secondary induction coil and a heart-shaped contour shape are provided. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement relationship with a rotor having an annular magnetic plate.
【００２５】これらの図を参照して説明すると、本例の
磁気誘導式回転位置センサ１０は、ステータ（コイルボ
ビン）１１を有し、当該ステータ１１の表面には、同心
円状に等角度間隔で複数本の第１の磁極ピン１２（ｎ）
（ｎは正の整数であり、図示の例ではｎ＝４）が配列さ
れている。これらの第１の磁極ピン１２（ｎ）の根元側
には、一次側励磁コイル１３（ｎ）が巻き付けられ、そ
れらのピンの先端側には、第１の二次側誘導コイル１４
（ｎ）が巻き付けられている。Referring to these drawings, the magnetic induction type rotational position sensor 10 of the present embodiment has a stator (coil bobbin) 11, and the surface of the stator 11 has a plurality of concentric circles at equal angular intervals. Book first magnetic pole pin 12 (n)
(N is a positive integer, and n = 4 in the illustrated example). A primary-side exciting coil 13 (n) is wound around the root of these first magnetic pole pins 12 (n), and a first secondary-side induction coil 14 (
(N) is wound.
【００２６】また、ステータ１１の表面における第１の
磁極ピン１２（ｎ）の内側あるいは外側（図示の例では
外側）には、同心円状に複数本の第２の磁極ピン１５
（ｍ）（ｍは正の整数であり、図示の例ではｍ＝１２）
が配列されている。これらの第２の磁極ピン１５（ｍ）
の根元側には、一次側励磁コイル１６（ｍ）が巻き付け
られ、それらのピンの先端側には、第２の二次側誘導コ
イル１７（ｍ）が巻き付けられている。第１および第２
の磁極ピン１２（ｎ）、１５（ｍ）は高透磁率、かつ、
低導電率の素材から形成することが望ましい。A plurality of second magnetic pole pins 15 are arranged concentrically inside or outside of the first magnetic pole pins 12 (n) on the surface of the stator 11 (outside in the illustrated example).
(M) (m is a positive integer, m = 12 in the illustrated example)
Are arranged. These second magnetic pole pins 15 (m)
The primary side exciting coil 16 (m) is wound around the root side of the, and the second secondary side induction coil 17 (m) is wound around the tip side of these pins. First and second
The magnetic pole pins 12 (n) and 15 (m) have high magnetic permeability and
It is desirable to form from a material of low conductivity.
【００２７】これら第１および第２の二次側誘導コイル
１４（ｎ）、１７（ｍ）に対峙させて、複合ロータ１８
が配置されている。この複合ロータ１８は、非磁性体か
らなる円板状の保持板１９と、この表面に取り付けた環
状磁性板２０とからなる複合板である。環状磁性板２０
は、ハート形の輪郭形状をしたくり抜き部分２０ａを備
え、その外周輪郭形状は全体としてはおむすび形をして
いる。The composite rotor 18 faces the first and second secondary induction coils 14 (n) and 17 (m).
Is arranged. The composite rotor 18 is a composite plate including a disk-shaped holding plate 19 made of a non-magnetic material and an annular magnetic plate 20 attached to the surface thereof. Annular magnetic plate 20
Is provided with a hollow portion 20a having a heart-shaped contour shape, and its outer peripheral contour shape is generally tapered.
【００２８】複合ロータ１８の保持板１９の中心には回
転シャフト２１が取付けられており、この回転シャフト
２１は回転自在の状態でステータ１１に支持されてい
る。A rotating shaft 21 is attached to the center of the holding plate 19 of the composite rotor 18, and the rotating shaft 21 is rotatably supported by the stator 11.
【００２９】内側に配列されている第１の二次側誘導コ
イル１４（ｎ）は、前述した図２、３における二次側誘
導コイルと同様であり、単極状態に形成され、ハート形
のくり抜き部分２０ａによって、ロータ１８の回転に伴
って各コイルと環状磁性板２０の重なり量がサイン波状
に変化して、サイン波状の誘起電圧が発生するようにな
っている。従って、これらの第１の二次側誘導コイル１
４（ｎ）から得られる誘起電圧に基づき、ロータ１回転
当たり１周期のアブソリュート出力を生成することがで
きる。The first secondary induction coil 14 (n) arranged inside is the same as the secondary induction coil in FIGS. 2 and 3 described above, is formed in a monopolar state, and has a heart-shaped shape. With the hollow portion 20a, the amount of overlap between each coil and the annular magnetic plate 20 changes in a sine wave shape with the rotation of the rotor 18, and a sine wave induced voltage is generated. Therefore, these first secondary induction coils 1
4 (n), it is possible to generate one cycle of absolute output per one rotation of the rotor.
【００３０】これに対して、外側に配列されている第２
の二次誘導コイル１７（ｍ）は、図示の例では、１２個
配列されており、３極状態とされている。この第２の二
次誘導コイル１７（ｍ）において、回転する環状磁性板
１９との重なり量の変化に伴って、同一極の二次誘導コ
イルの誘起電圧がサイン波状に変化するように、環状磁
性板２０の外周側の輪郭形状２０ｂが設定されている。
この結果、一次側励磁コイル１５（ｍ）のサイン波状の
励磁電圧を印加すると、３極の二次誘導コイルからは、
位相が１２０度ずつずれた３相（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の誘起電
圧が得られる。これに基づき１回転３周期の回転位置検
出信号を生成することができる。このようにして１回転
多周期の検出信号を得ることにより、センサの分解能を
高めることができる。On the other hand, the second
In the example shown in the figure, twelve secondary induction coils 17 (m) are arranged in a three-pole state. In the second secondary induction coil 17 (m), the induced voltage of the secondary induction coil having the same polarity changes in a sine wave shape with a change in the amount of overlap with the rotating annular magnetic plate 19. A contour shape 20b on the outer peripheral side of the magnetic plate 20 is set.
As a result, when a sinusoidal excitation voltage of the primary excitation coil 15 (m) is applied, the three-pole secondary induction coil
Induction voltages of three phases (X, Y, Z) having phases shifted by 120 degrees are obtained. Based on this, it is possible to generate a rotation position detection signal for three periods of one rotation. The resolution of the sensor can be increased by obtaining the detection signal of one rotation multi-period in this manner.
【００３１】ここで、本例のセンサ１０のステータ１１
と環状磁性板２０は線膨張係数が実質的に同一の素材か
ら形成されている。ロータ２０は一般に珪素鋼板、パー
マロイから形成され、透磁率が高く、しかも、温度によ
る透磁率変化が小さな素材から形成することが望まし
い。詳細に説明すると、実用温度範囲での温度変化、透
磁率の変化が少ない素材から形成することが望ましい。Here, the stator 11 of the sensor 10 of this embodiment is
The annular magnetic plate 20 is formed of a material having substantially the same linear expansion coefficient. The rotor 20 is generally formed of a silicon steel plate or permalloy, and is desirably formed of a material having a high magnetic permeability and a small change in magnetic permeability due to temperature. To be more specific, it is desirable to use a material that has a small change in temperature and magnetic permeability in a practical temperature range.
【００３２】保持板１９はプラスチック板、ステンレス
スチール等の非磁性金属板とされている。また、保持板
１９は、導電性があり、温度による抵抗変化が少ない素
材から形成することが望ましい。The holding plate 19 is a non-magnetic metal plate such as a plastic plate or stainless steel. Further, it is desirable that the holding plate 19 be formed of a material having conductivity and having a small resistance change with temperature.
【００３３】本発明者等の実験によれば、ステータ１１
の線膨張係数をロータ２０の線膨張係数と実質的に同一
なるように、これらの素材を選択した場合には、従来に
おける線膨張係数の異なる樹脂製ステータと金属製ロー
タ２０を用いる場合に比べて、温度変化に伴う検出誤差
の変化を、約１／７に低減できることが確認された。According to the experiments performed by the present inventors, the stator 11
When these materials are selected such that the coefficient of linear expansion of the rotor 20 is substantially the same as the coefficient of linear expansion of the rotor 20, compared to the conventional case where a resin stator and a metal rotor 20 having different linear expansion coefficients are used. Thus, it was confirmed that the change in the detection error due to the temperature change can be reduced to about 1/7.
【００３４】（第１の実施例の変形例）ここで、上記の
例において、一次側励磁コイル１３（ｎ）、１６（ｍ）
の代わりに１個の一次側励磁コイルを配置することもで
きる。この場合には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、ステータ１１の外周側の部分において、二次側誘導
コイル１４（ｎ）、１７（ｍ）を取り囲むように一次側
励磁コイル２１を配置すればよい。(Modification of First Embodiment) Here, in the above example, the primary-side excitation coils 13 (n), 16 (m)
Instead, one primary-side excitation coil may be arranged. In this case, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), the primary-side exciting coil 14 (n) and the primary-side exciting coil 17 (m) are surrounded on the outer peripheral side of the stator 11 so as to surround the secondary-side induction coils 14 (n) and 17 (m). 21 may be arranged.
【００３５】この構成を採用した場合には、ステータ１
１における一次側励磁コイル２１に基づく磁界が１回転
の全周でそれぞれの二次極（二次側誘導コイル１４
（ｎ）、１７（ｍ））に対して均一に形成される。ま
た、各二次極における磁気結合効率も改善されるので、
全体として、検出精度の向上を期待できる。これに加え
て、一次側誘導コイルを配置するための構造が簡単にな
るという利点もある。When this configuration is employed, the stator 1
The magnetic field based on the primary side excitation coil 21 in each of the secondary windings (the secondary side induction coil 14
(N), 17 (m)). Also, since the magnetic coupling efficiency at each secondary pole is improved,
As a whole, improvement in detection accuracy can be expected. In addition to this, there is an advantage that the structure for arranging the primary side induction coil is simplified.
【００３６】なお、上記の例では、第１の磁極ピン１２
（ｎ）およびロータ２０は透磁率が高い素材から形成さ
れている。これらの温度による透磁率変化特性を相互に
補完するような特性とすれば、コイルを交差する磁束量
が温度変化により変動せずに、従って発生信号電圧の変
動も抑制できる。In the above example, the first magnetic pole pin 12
(N) and the rotor 20 are formed of a material having high magnetic permeability. If these characteristics of permeability change due to temperature are made to complement each other, the amount of magnetic flux crossing the coil does not fluctuate due to the temperature change, and therefore the fluctuation of the generated signal voltage can be suppressed.
【００３７】例えば、図２（Ｃ）に示すように、磁極ピ
ンの側を温度上昇に伴って透磁率が増加する素材から形
成し、逆に、ロータの側を温度上昇に伴って透磁率が減
少する素材から形成して、透磁率の合成値がほぼ一定と
なるようにすればよい。一例として、ロータにパーマロ
イを使用し、磁極ピンにフェライトを使用すればよい。
このようにすれば、温度変化に起因する検出誤差を抑制
できる。For example, as shown in FIG. 2C, the pole pin side is formed from a material whose magnetic permeability increases with a rise in temperature, and conversely, the magnetic permeability of the rotor side increases with a rise in temperature. What is necessary is just to form from the decreasing material so that the composite value of the magnetic permeability becomes substantially constant. As an example, permalloy may be used for the rotor and ferrite for the pole pins.
By doing so, it is possible to suppress a detection error caused by a temperature change.
【００３８】（第２の実施例）図３〜図５には、本発明
を適用した磁気誘導回転式位置センサの別の例を示して
ある。この例は、本発明を、前記の特開平９−５３９０
９号公報に開示されている磁気誘導回転式位置センサに
適用したものである。(Second Embodiment) FIGS. 3 to 5 show another example of a magnetic induction rotary position sensor to which the present invention is applied. In this example, the present invention is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-5390.
This is applied to a magnetic induction rotary position sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-90.
【００３９】図３（Ａ）、（Ｂ）はそのセンサの正面図
およびＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。ステータ
３３においては、回転方向に沿って略６０度の間隔で分
散して配置された６つの極Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのそ
れぞれにおいて、２つの２次巻線３２Ａｓ，３２Ａｃ；
３２Ｂｓ，３２Ｂｃ；３２Ｃｓ，３２Ｃｃ；３２Ｄｓ，
３２Ｄｃ；３２Ｅｓ，３２Ｅｃ；３２Ｆｓ，３２Ｆｃが
重複して設けられている。これらの２次巻線は２つのグ
ループを構成しており、第１のグループの２次巻線３２
Ａｓ〜３２Ｆｓはサイン相に対応し、第２のグループの
２次巻線３２Ａｃ〜３２Ｆｃはコサイン相に対応してい
る。FIGS. 3A and 3B are a front view and a sectional view taken along the line III-III of the sensor. In the stator 33, in each of the six poles A, B, C, D, E, and F dispersedly arranged at intervals of approximately 60 degrees along the rotation direction, two secondary windings 32As and 32Ac;
32Bs, 32Bc; 32Cs, 32Cc; 32Ds,
32Dc; 32Es, 32Ec; 32Fs, 32Fc are provided in an overlapping manner. These secondary windings constitute two groups, the first group of secondary windings 32.
As to 32Fs correspond to the sine phase, and the secondary windings 32Ac to 32Fc of the second group correspond to the cosine phase.
【００４０】ここで、第１のグループ内における各２次
巻線３２Ａｓ〜３２Ｆｓは所定の回転位置範囲（この例
では１回転全域）において所望のインダクタンス分布
（この例ではサイン関数に対応する分布）を示すように
それぞれのインダクタンス設定がなされている。同様
に、第２のグループ内における各２次巻線３２Ａｃ〜３
２Ｆｃは所定の回転位置範囲（この例では１回転全域）
において所望のインダクタンス分布（この例ではコサイ
ン関数に対応する分布）を示すようにそれぞれのインダ
クタンス設定がなされている。Here, each of the secondary windings 32As to 32Fs in the first group has a desired inductance distribution (a distribution corresponding to a sine function in this example) in a predetermined rotational position range (in this example, one full rotation). The respective inductance settings are made as shown in FIG. Similarly, each secondary winding 32Ac-3 in the second group
2Fc is a predetermined rotation position range (in this example, one rotation whole area).
Are set so as to show a desired inductance distribution (a distribution corresponding to a cosine function in this example).
【００４１】所望のインダクタンス分布の一例を図５に
示す。この例では、各グループのＡ極の２次巻線３２Ａ
ｓ、３２Ａｃの配置が、回転位置の原点つまり回転角０
度の位置から略４５度離れた角度位置に設定されている
と仮定している。従って、この設定例では、２次巻線の
各極Ａ〜Ｆの配置は、機械角の４５度、１０５度、１６
５度、２２５度、２８５度、３４５度にそれぞれ対応し
ている。各２次巻線のインダクタンスは、該当するイン
ダクタンス分布関数における各巻線の機械的配置角度位
置に対応する値に設置される。FIG. 5 shows an example of a desired inductance distribution. In this example, the A-pole secondary winding 32A of each group is used.
s, 32Ac is the origin of the rotational position, that is, the rotational angle is 0.
It is assumed that the angle position is set at an angle position approximately 45 degrees apart from the position of degrees. Therefore, in this setting example, the arrangement of each of the poles A to F of the secondary winding is 45 degrees, 105 degrees, and 16 degrees of mechanical angle.
5 degrees, 225 degrees, 285 degrees, and 345 degrees, respectively. The inductance of each secondary winding is set to a value corresponding to the mechanical arrangement angular position of each winding in the corresponding inductance distribution function.
【００４２】すなわち、図５において、サイン関数に沿
って白抜き丸でプロットした関数値に対応して、サイン
相のグループに対応する各２次巻線３２Ａｓ、３２Ｂ
ｓ、３２Ｃｓ、３２Ｄｓ、３２Ｅｓ、３２Ｆｓのインダ
クタンスが設定される。また、コサイン関数に沿って黒
丸でプロットした関数値に対応して、コサイン相のグル
ープに対応する各２次巻線３２Ａｃ、３２Ｂｃ、３２Ｃ
ｃ、３２Ｄｃ、３２Ｅｃ、３２Ｆｃのインダクタンスが
設定される。That is, in FIG. 5, the secondary windings 32As and 32B corresponding to the group of the sine phase correspond to the function values plotted by white circles along the sine function.
The inductances of s, 32Cs, 32Ds, 32Es, and 32Fs are set. In addition, corresponding to the function values plotted by black circles along the cosine function, each of the secondary windings 32Ac, 32Bc, 32C corresponding to the group of the cosine phase
The inductance of c, 32Dc, 32Ec, 32Fc is set.
【００４３】例えば、それぞれの巻線の所望のインダク
タンス設定は、周知のようにコイルの巻数を設定するこ
とにより行なえる。従って、この設例の場合、各２次巻
線の基本的なインダクタンス値つまりコイル巻数は下記
の関数値を基に設定されることになる。For example, the desired inductance of each winding can be set by setting the number of turns of the coil as is well known. Therefore, in this example, the basic inductance value of each secondary winding, that is, the number of coil turns, is set based on the following function values.
【００４４】サイン相の２次巻線： ３２Ａｓ：ｓｉｎ４５° ３２Ｂｓ：ｓｉｎ１０５° ３２Ｃｓ：ｓｉｎ１６５° ３２Ｄｓ：ｓｉｎ２２５° ３２Ｅｓ：ｓｉｎ２８５° ３２Ｆｓ：ｓｉｎ３４５° コサイン相の２次巻線： ３２Ａｃ：ｃｏｓ４５° ３２Ｂｃ：ｃｏｓ１０５° ３２Ｃｃ：ｃｏｓ１６５° ３２Ｄｃ：ｃｏｓ２２５° ３２Ｅｃ：ｃｏｓ２８５° ３２Ｆｃ：ｃｏｓ３４５° ここで、マイナス値に対応するインダクタンスは、巻線
の巻き方向を逆にすることにより設定される。従って、
サイン相の２次巻線グループは、順方向巻きの２次巻線
３２Ａｓ、３２Ｂｓ、３２Ｃｓからなるサブグループ
と、逆方向巻きの２次巻線３２Ｄｓ、３２Ｅｓ、３２Ｆ
ｓからなるサブグループとからなっているということが
でき、これらの１グループ内の２次巻線は図６に示すよ
うに直列接続されてその誘導出力が合計され、サイン相
の出力信号（交流成分をｓｉｎωｔとし、検出角度をθ
とすると、ｓｉｎθｓｉｎωｔ）を出力する。同様に、
コサイン相の２次巻線グループは、順方向巻きの２次巻
線３２Ａｃ、３２Ｅｃ、３２Ｆｃからなるサブグループ
と、逆方向巻きの２次巻線３２Ｂｃ、３２Ｃｃ、３２Ｄ
ｃからなるサブグループとからなっているということが
でき、これらの１グループ内の２次巻線は図６に示すよ
うに直列接続されてその誘導出力が合計され、コサイン
相の出力信号（ｃｏｓθｓｉｎωｔ）を出力する。Secondary winding of sine phase: 32As: sin 45 ° 32Bs: sin 105 ° 32Cs: sin 165 ° 32Ds: sin 225 ° 32Es: sin 285 ° 32Fs: sin 345 ° Secondary winding of cosine phase: 32Ac: cos 45 ° 32Bc: cos 105 32Cc: cos 165 ° 32Dc: cos 225 ° 32Ec: cos 285 ° 32Fc: cos 345 ° Here, the inductance corresponding to the negative value is set by reversing the winding direction of the winding. Therefore,
The sine-phase secondary winding group includes a sub-group consisting of forward-wound secondary windings 32As, 32Bs, and 32Cs, and reverse-wound secondary windings 32Ds, 32Es, and 32F.
s, and the secondary windings in these groups are connected in series as shown in FIG. 6, their inductive outputs are summed, and the sine phase output signal (AC The component is sinωt, and the detection angle is θ
Then, sin θ sin ωt) is output. Similarly,
The cosine-phase secondary winding group includes a subgroup consisting of forward-wound secondary windings 32Ac, 32Ec, and 32Fc, and reverse-wound secondary windings 32Bc, 32Cc, and 32D.
c, and the secondary windings in these groups are connected in series as shown in FIG. 6, their inductive outputs are summed, and the cosine phase output signal (cos θ sin ωt ) Is output.
【００４５】ステータ３３における各巻線の取付け形態
について図３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明すると、鉄
あるいはフェライト等からなるピン形状のコア３３Ｐを
１次巻線３１Ａ〜３１Ｆの各極及び２次巻線３２Ａｓ〜
３２Ｆｓ、３２Ａｃ〜３２Ｆｃの各極Ａ〜Ｆ毎に用意
し、それぞれのピン状コア３３Ｐに各１次巻線３１Ａ〜
３１Ｆ及び各極Ａ〜Ｆ毎の２次巻線３２Ａｓ〜３２Ｆ
ｓ、３２Ａｃ〜３２Ｆｃをセットし、これらの巻線セッ
ト済みピン状コア３３Ｐをステータベース３３Ｂに対し
てネジ３３Ｓ等の手段によって図３のような所定の配置
で固定する。Referring to FIGS. 3 (A) and 3 (B), the manner in which the windings are attached to the stator 33 will be described. A pin-shaped core 33P made of iron or ferrite is used for each of the primary windings 31A to 31F. And the secondary winding 32As ~
Each of the primary windings 31A to 32Fs is prepared for each of the poles A to F of 32Fs and 32Ac to 32Fc.
31F and secondary windings 32As to 32F for each of the poles A to F
s, 32Ac to 32Fc are set, and these wound-set pin-shaped cores 33P are fixed to the stator base 33B in a predetermined arrangement as shown in FIG. 3 by means such as screws 33S.
【００４６】次に、ロータ３４の構成例について説明す
ると、ロータ３４は、全体として面板状からなってお
り、検出対象の回転運動が伝達される回転軸３４Ｃに取
り付けられた基板３４Ｂ（ロータ保持板）と、該基板３
４Ｂ上に設けられた磁気結合変化部材３４Ａ（環状磁性
板）とを含むプラスチック、ステンレススチールなどの
非磁性板からなっているが、導電性があり、温度による
抵抗変化が少ない素材から形成することが望ましい。Next, an example of the configuration of the rotor 34 will be described. The rotor 34 has a face plate shape as a whole, and a substrate 34B (rotor holding plate) attached to a rotating shaft 34C to which the rotational motion to be detected is transmitted. ) And the substrate 3
It is made of a non-magnetic plate such as plastic or stainless steel including the magnetic coupling change member 34A (annular magnetic plate) provided on the 4B, but is formed of a material that is conductive and has a small resistance change due to temperature. Is desirable.
【００４７】更には、部材３４Ａと実質的に線膨張係数
が同一であることが望ましい。Further, it is desirable that the linear expansion coefficient is substantially the same as that of the member 34A.
【００４８】ロータ３４の主要部である磁気結合変化部
材３４Ａは、その回転位置に応じてステータ３３の１次
及び２次巻線間の磁気結合を変化させるものであり、ス
テータ３３と線膨張係数が実質的に同一の素材から形成
されている。また、透磁率が高く、しかも、温度による
透磁率変化が少ない素材から形成されている。例えば、
珪素鋼版、パーマロイから形成されている。The magnetic coupling change member 34A, which is the main part of the rotor 34, changes the magnetic coupling between the primary and secondary windings of the stator 33 according to its rotational position. Are formed from substantially the same material. Further, it is formed of a material having a high magnetic permeability and a small change in magnetic permeability due to temperature. For example,
It is made of silicon steel plate and permalloy.
【００４９】部材３４Ａの形状は、その外径輪郭とし
て、図３（Ａ）において３４Ａ’として示したように、
ステータ３３の外周寄りに設けられた１次巻線３１Ａ〜
３１Ｆの配列をカバーしうるサイズの真円輪郭を持ち、
その内径輪郭として、図３（Ａ）において４Ａ’’とし
て示したように、偏心した輪郭を持つものであり、すな
わち、中央が偏心して抜かれた、つば状の形状を成して
いる。このロータ３４の磁気結合変化部材３４Ａの内径
の偏心輪郭３４Ａ’’は、ステータ３３の内周寄りに設
けられた２次巻線配列における各磁極Ａ〜Ｆの端面に対
する該磁気結合変化部材３４Ａの対面面積が、ロータ３
４の回転位置に応じて変化する（１回転につき１サイク
ルの変化）ように、適切に形成されている。The shape of the member 34A is, as shown by 34A 'in FIG.
Primary windings 31 </ b> A to 31 </ b> A provided near the outer periphery of stator 33.
It has a perfect circular outline of a size that can cover the array of 31F,
As shown in FIG. 3A, 4A ″ in FIG. 3 (A) has an eccentric contour, that is, a rim-like shape with the center eccentrically pulled out. The eccentric contour 34A ″ of the inner diameter of the magnetic coupling change member 34A of the rotor 34 is formed by the magnetic coupling change member 34A with respect to the end face of each of the magnetic poles A to F in the secondary winding arrangement provided near the inner periphery of the stator 33. The facing area is rotor 3
4 is appropriately formed so as to change according to the rotational position (change of one cycle per rotation).
【００５０】従って、ステータ３３の２次巻線の各極Ａ
〜Ｆにおける１次−２次巻線間の磁気結合が、ロータ３
４の回転位置に応じて１回転につき１サイクルの割合で
周期関数的に変化する。このようなロータ３４の偏倚形
状に基づく磁気結合変化は、レゾルバあるいはその他の
回転検出器で知られるように、機械角で９０度ずれた配
置の２つの２次巻線に対して、一方をサイン相とし、他
方をコサイン相とする変化を示すものである。ところ
で、ロータの形状に基づく磁気結合変化のみでは、よほ
どその形状をうまく設計しない限り、理想の関数的変化
を得ることができず、検出精度やリニアリティに難があ
る。これに対して、本例では、所定の回転位置範囲にお
ける各２次巻線３２Ａｓ〜３２Ｆｓ，３２Ａｃ〜３２Ｆ
ｃのインダクタンス分布を、所望の理想の関数的変化を
実現するように可変的に設定しているので、容易に検出
精度を上げることができるものである。Therefore, each pole A of the secondary winding of the stator 33
To F, the magnetic coupling between the primary and secondary windings
In accordance with the rotation position of No. 4, it changes cyclically at a rate of one cycle per rotation. Such a change in magnetic coupling based on the biased shape of the rotor 34, as is known from resolvers or other rotation detectors, signifies one of two secondary windings arranged at a mechanical angle of 90 degrees. The change is shown as a phase and the other as a cosine phase. By the way, only a change in magnetic coupling based on the shape of the rotor cannot obtain an ideal functional change unless the shape is designed well, and there is a problem in detection accuracy and linearity. On the other hand, in the present example, each of the secondary windings 32As to 32Fs and 32Ac to 32F in a predetermined rotational position range.
Since the inductance distribution of c is variably set so as to realize a desired ideal functional change, the detection accuracy can be easily increased.
【００５１】すなわち、ロータ４が回転移動するとき、
各２次巻線３２Ａｓ〜３２Ｆｓ、３２Ａｃ〜３２Ｆｃに
おいてはそのロータ回転位置に応じて磁気結合の変化が
生じ、かつ個々の２次巻線３２Ａｓ〜３２Ｆｓ、３２Ａ
ｃ〜３２Ｆｃに誘導される電圧レベルは、前記インダク
タンス分布に従うものとなる。この現象を、ステータ３
３の或る一点（例えば原点）を基準にして検討してみる
と、その一点における磁気結合がロータ３４の回転位置
の関数として変化するのみならず、各グループのインダ
クタンス分布に応じた誘導電圧レベルがロータ３４の回
転位置の関数として各グループ内の２次巻線に生じるこ
とになる。従って、両現象の相加作用若しくは相乗作用
によって、各グループ内の各２次巻線出力を合計した出
力信号は、ロータ３４の回転位置の関数として精度の高
い、またリニアリティの良い、信号として得られること
になる。That is, when the rotor 4 rotates,
In each of the secondary windings 32As to 32Fs and 32Ac to 32Fc, a change in magnetic coupling occurs in accordance with the rotor rotational position, and the individual secondary windings 32As to 32Fs and 32A
The voltage level induced between c and 32Fc follows the inductance distribution. This phenomenon is called the stator 3
Considering one point (for example, the origin) as a reference, not only does the magnetic coupling at that point change as a function of the rotational position of the rotor 34, but also the induced voltage level according to the inductance distribution of each group. Will occur in the secondary windings in each group as a function of the rotational position of the rotor 34. Therefore, an output signal obtained by summing the outputs of the respective secondary windings in each group is obtained as a signal having high accuracy and good linearity as a function of the rotational position of the rotor 34 by an additive action or a synergistic action of both phenomena. Will be done.
【００５２】この構成の磁気誘導式回転位置センサにお
いても、前述した第１の実施例の場合と同様に、ステー
タ３３の線膨張係数をロータ３４の線膨張係数と実質的
に同一なるように、これらの素材を選択してあるので、
従来における線膨張係数の異なる樹脂製ステータと金属
製ロータを用いる場合に比べて、検出誤差を大幅に低減
することができる。Also in the magnetic induction type rotational position sensor having this structure, the linear expansion coefficient of the stator 33 is made substantially the same as the linear expansion coefficient of the rotor 34 as in the case of the first embodiment described above. Since we have selected these materials,
The detection error can be greatly reduced as compared with a conventional case using a resin stator and a metal rotor having different linear expansion coefficients.
【００５３】また、本例では、ロータ３４における磁気
結合変化部材３４Ａの形状のみに依存して回転位置に応
じた誘導係数変化を得るものではないので、ロータ３４
における磁気結合変化部材３４Ａの形状設定や設計、加
工等が容易となり、また、小型化しても十分な検出精度
が得られるものとなる。また、出力信号は、所定の回転
位置範囲における所定のインダクタンス分布に従う各２
次巻線出力の合計として得られるので、一種の平均化が
施されることになり、ステータ及びロータの加工精度や
組立て精度に多少のくるいが仮にあったとしても、平均
化によって、出力誤差が生じにくいものとなり、極めて
良好である。すなわち、組立て、加工の負担を軽減する
ので、高精度でありながら、低コスト化及び小型化を促
進することができる。Further, in this embodiment, since the induction coefficient change according to the rotational position is not obtained only depending on the shape of the magnetic coupling change member 34A in the rotor 34, the rotor 34
In this case, the shape setting, design, processing, and the like of the magnetic coupling change member 34A can be easily performed, and sufficient detection accuracy can be obtained even if the size is reduced. Further, each output signal has a predetermined inductance distribution in a predetermined rotational position range.
Since it is obtained as the sum of the output of the next winding, a kind of averaging is performed, and even if the machining accuracy and the assembly accuracy of the stator and the rotor have a small amount of error, the averaging causes an output error. Is less likely to occur, which is extremely good. In other words, the burden of assembling and processing is reduced, so that cost reduction and size reduction can be promoted with high accuracy.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気誘導
式回転位置センサでは、コイルを保持しているステータ
の線膨張係数と、コイルに対峙しているロータの線膨張
係数を実質的に同一としてある。As described above, in the magnetic induction type rotational position sensor according to the present invention, the linear expansion coefficient of the stator holding the coil and the linear expansion coefficient of the rotor facing the coil are substantially determined. They are the same.
【００５５】また、本発明では、ロータを，温度による
透磁率変化が少ない素材から形成してある。In the present invention, the rotor is formed of a material having a small change in magnetic permeability due to temperature.
【００５６】さらに、環状磁性板が保持板に取り付けら
れた構成のロータを備えた磁気誘導式回転位置センサに
おいて、保持板の線膨張係数と環状磁性板の線膨張係数
とを実質的に同一としてある。また、ロータ保持板を非
磁性材料から形成してある。これに加えて、ロータ保持
板を、導電性があり、温度による抵抗変化が少ない素材
から形成してある。Further, in a magnetic induction type rotational position sensor provided with a rotor in which an annular magnetic plate is attached to a holding plate, the linear expansion coefficient of the holding plate and the linear expansion coefficient of the annular magnetic plate are made substantially the same. is there. Further, the rotor holding plate is formed from a non-magnetic material. In addition, the rotor holding plate is formed of a material that is conductive and has a small resistance change due to temperature.
【００５７】このように構成した本発明の磁気誘導式回
転位置センサによれば、温度変化に起因する検出誤差の
発生を抑制することができるので、検出精度を高めるこ
とができる。According to the magnetic induction type rotational position sensor of the present invention configured as described above, the occurrence of a detection error due to a temperature change can be suppressed, and the detection accuracy can be improved.
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明を適用した磁気誘導
型回転位置センサを側方から見た場合の概略構成図、二
次側誘導コイルの配列状態を示す説明図、および、二次
側誘導コイルとハート形の輪郭形状が備わっている磁性
体ロータとの配置関係を示す説明図である。1 (A) to 1 (C) are schematic configuration diagrams of a magnetic induction type rotational position sensor to which the present invention is applied, as viewed from the side, explanatory diagrams showing an arrangement state of secondary side induction coils, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement relationship between a secondary-side induction coil and a magnetic rotor having a heart-shaped contour.
【図２】図１のセンサの変形例を示す図であり、（Ａ）
はその概略構成図であり、（Ｂ）は一次側および二次側
コイルの配列状態を示す説明図であり、（Ｃ）はロータ
と磁極ピンの透磁率特性の望ましい例を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a view showing a modified example of the sensor of FIG. 1, and FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram, (B) is an explanatory diagram showing an arrangement state of primary and secondary coils, and (C) is a graph showing a desirable example of magnetic permeability characteristics of a rotor and a magnetic pole pin.
【図３】本発明を適用した別の磁気誘導型回転位置セン
サを示す図であり、（Ａ）はその概略正面図であり、
（Ｂ）はそのＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した部分を示す概
略断面図である。FIG. 3 is a diagram showing another magnetic induction type rotational position sensor to which the present invention is applied, (A) is a schematic front view thereof,
(B) is a schematic sectional view showing a portion cut along the line III-III.
【図４】図３のセンサにおける二次側誘導コイルの２つ
のグループについて設定されるインダクタンス分布の例
を示すグラフである。4 is a graph showing an example of an inductance distribution set for two groups of secondary induction coils in the sensor of FIG. 3;
【図５】図３のセンサにおける一次側および二次側コイ
ルの接続例を示す配線図である。FIG. 5 is a wiring diagram showing a connection example of primary and secondary coils in the sensor of FIG. 3;
【図６】従来の磁気誘導式回転位置センサの構成を示す
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional magnetic induction type rotational position sensor.
【図７】図６のセンサの動作を説明するための説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an operation of the sensor of FIG. 6;
１０ 誘導型回転位置センサ １１ ステータ １２（ｎ） 第１の磁極ピン１２ １３（ｎ） 一次側励磁コイル １４（ｎ） 第１の二次側誘導コイル １５（ｍ） 第２の磁極ピン １６（ｍ） 一次側励磁コイル １７（ｍ） 第２の二次側誘導コイル １８ 複合ロータ １９ 非磁性体ロータ ２０ 磁性体ロータ ２０ａ 磁性体ロータのハート形の輪郭形状をしたくり
抜き部分 ２０ｂ 磁性体ロータの外周側の輪郭形状 ３３ ステータ ３４ ロータ ３４Ａ 磁気結合変化部材（環状磁性板） ３４Ｂ 基板（保持板） ３１Ａ〜３１Ｆ 一次側励磁コイル ３２Ａｓ〜３２Ｆｓ、３２Ａｃ〜３２Ｆｃ 二次側誘導
コイル ３３Ｐ ピン状コア ３４Ｃ 回転軸Reference Signs List 10 Inductive rotation position sensor 11 Stator 12 (n) First magnetic pole pin 12 13 (n) Primary excitation coil 14 (n) First secondary induction coil 15 (m) Second magnetic pole pin 16 (m) Primary excitation coil 17 (m) Second secondary induction coil 18 Composite rotor 19 Non-magnetic rotor 20 Magnetic rotor 20a Hollow portion of heart-shaped contour of magnetic rotor 20b Outer peripheral side of magnetic rotor 33 Stator 34 Rotor 34A Magnetic coupling change member (annular magnetic plate) 34B Substrate (holding plate) 31A-31F Primary excitation coil 32As-32Fs, 32Ac-32Fc Secondary induction coil 33P Pin-shaped core 34C Rotating shaft
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年８月５日（１９９９．８．５）[Submission date] August 5, 1999 (1999.8.5)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】 FIG.
【図２】 FIG. 2
【図４】 FIG. 4
【図５】 FIG. 5
【図６】 FIG. 6
【図３】 FIG. 3
【図７】 FIG. 7
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 忠敏 東京都府中市新町１丁目77番２号 (72)発明者 田中 秀一 東京都小平市小川西町５丁目20番６号 第 ２田園荘221号 Ｆターム(参考） 2F063 AA35 CB01 CB02 CC09 DA01 DD07 GA22 GA29 GA34 GA36 GA41 2F077 AA14 FF03 NN02 NN17 PP26 QQ03 UU16 VV02 VV12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tadatoshi Goto 1-77-2, Shinmachi, Fuchu-shi, Tokyo (72) Inventor Shuichi Tanaka 5--20-6, Ogawanishimachi, Kodaira-shi, Tokyo No. 221 No.2 Denzono F term (reference) 2F063 AA35 CB01 CB02 CC09 DA01 DD07 GA22 GA29 GA34 GA36 GA41 2F077 AA14 FF03 NN02 NN17 PP26 QQ03 UU16 VV02 VV12
Claims (16)
配置された一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイルと
を有し、前記ロータは、回転位置に応じて、前記ステー
タの前記一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイル間の
磁気結合を変化させるように構成されている磁気誘導式
回転位置センサにおいて、 前記ステータと前記ロータは、実用温度範囲における線
膨張係数が実質的に同一の素材から形成されていること
を特徴とする磁気誘導式回転位置センサ。1. A stator, comprising: a stator; a rotor; a primary excitation coil and a secondary induction coil disposed on the stator; wherein the rotor has a primary excitation coil of the stator in accordance with a rotational position. And a magnetic induction type rotational position sensor configured to change magnetic coupling between secondary induction coils, wherein the stator and the rotor are formed of materials having substantially the same linear expansion coefficient in a practical temperature range. A magnetic induction-type rotational position sensor, wherein:
な素材から形成されていることを特徴とする磁気誘導式
回転位置センサ。2. The magnetic induction rotary position sensor according to claim 1, wherein the rotor is made of a material having a small change in magnetic permeability in a practical temperature range.
温度範囲における透磁率変化が小さな素材から形成され
ていることを特徴とする磁気誘導式回転位置センサ。3. The magnetic induction type according to claim 1, wherein the magnetic pole pin around which the secondary side induction coil is wound is made of a material having a small change in magnetic permeability in a practical temperature range. Rotational position sensor.
化特性は逆となるように設定されていることを特徴とす
る磁気誘導式回転位置センサ。4. The magnetic induction rotary position sensor according to claim 3, wherein the magnetic permeability change characteristics of the rotor and the magnetic pole pin with respect to the temperature are set to be opposite.
おいて、 前記ロータは、所定の輪郭形状をした環状磁性板と、こ
の環状磁性板が表面に積層固定されている保持板から構
成されており、 実用温度範囲における前記保持板の線膨張係数は前記環
状磁性板の線膨張係数と実質的に同一であることを特徴
とする磁気誘導式回転位置センサ。5. The rotor according to claim 1, wherein the rotor includes an annular magnetic plate having a predetermined contour and a holding plate on which the annular magnetic plate is fixedly stacked. Wherein the linear expansion coefficient of the holding plate in a practical temperature range is substantially the same as the linear expansion coefficient of the annular magnetic plate.
とする磁気誘導式回転位置センサ。6. The magnetic induction rotary position sensor according to claim 5, wherein the holding plate is formed of a non-magnetic material.
抗変化が少ない素材から形成されていることを特徴とす
る磁気誘導式回転位置センサ。7. The magnetic induction rotary position sensor according to claim 5, wherein the holding plate is made of a material having conductivity and having a small resistance change in a practical temperature range.
配置された一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイルと
を有し、前記ロータは、回転位置に応じて、前記ステー
タの前記一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイル間の
磁気結合を変化させるように構成されている磁気誘導式
回転位置センサにおいて、 前記ロータは実用温度範囲における透磁率変化が小さな
素材から形成されていることを特徴とする磁気誘導式回
転位置センサ。8. A stator according to claim 1, further comprising a stator, a rotor, and a primary excitation coil and a secondary induction coil disposed on the stator, wherein the rotor has a primary excitation coil of the stator according to a rotational position. And a magnetic induction type rotational position sensor configured to change magnetic coupling between secondary induction coils, wherein the rotor is formed of a material having a small change in magnetic permeability in a practical temperature range. Magnetic induction rotation position sensor.
温度範囲における透磁率変化が小さな素材から形成され
ていることを特徴とする磁気誘導式回転位置センサ。9. The magnetic induction rotary position according to claim 8, wherein the magnetic pole pin around which the secondary induction coil is wound is made of a material having a small change in magnetic permeability in a practical temperature range. Sensor.
化特性は逆となるように設定されていることを特徴とす
る磁気誘導式回転位置センサ。10. The magnetic induction type rotational position sensor according to claim 9, wherein the magnetic permeability change characteristics of the rotor and the magnetic pole pin with respect to the temperature are set to be opposite to each other.
に配置された一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイル
とを有し、前記ロータは、回転位置に応じて、前記ステ
ータの前記一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイル間
の磁気結合を変化させるように構成されている磁気誘導
式回転位置センサにおいて、 前記ロータは、所定の輪郭形状をした環状磁性板と、こ
の環状磁性板が表面に積層固定されている保持板から構
成されており、 実用温度範囲における前記保持板の線膨張係数は前記環
状磁性板の線膨張係数と実質的に同一であることを特徴
とする磁気誘導式回転位置センサ。11. A stator according to claim 1, further comprising a stator, a rotor, and a primary excitation coil and a secondary induction coil disposed on the stator, wherein the rotor has a primary excitation coil of the stator according to a rotational position. And a magnetic induction type rotational position sensor configured to change magnetic coupling between secondary induction coils, wherein the rotor has an annular magnetic plate having a predetermined contour shape, and the annular magnetic plate is laminated on the surface. A magnetic induction type rotational position sensor comprising a fixed holding plate, wherein a linear expansion coefficient of the holding plate in a practical temperature range is substantially the same as a linear expansion coefficient of the annular magnetic plate. .
とする磁気誘導式回転位置センサ。12. The magnetic induction rotary position sensor according to claim 11, wherein the holding plate is made of a non-magnetic material.
抗変化が少ない素材から形成されていることを特徴とす
る磁気誘導式回転位置センサ。13. The magnetic induction rotary position sensor according to claim 11, wherein the holding plate is made of a material having conductivity and having a small resistance change in a practical temperature range.
項において、 所定の回転位置範囲に亘って分散して配置された複数の
前記二次側誘導コイルからなる二次巻線群を少なくとも
一つは含んでおり、当該二次巻線群に含まれている各二
次側誘導コイルは前記所定の回転位置範囲において予め
設定されたインダクタンス分布を示すように、それぞれ
インダクタンス設定がなされており、 前記一次側励磁コイルを少なくとも前記二次巻線群に対
応して１相で励磁することにより得られる当該二次巻線
群に含まれる各二次側誘導コイル出力を合計して、１つ
の出力信号を生成することを特徴とする磁気誘導式回転
位置センサ。14. The secondary winding group according to claim 1, wherein at least a secondary winding group including a plurality of secondary-side induction coils distributed over a predetermined rotational position range is provided. One is included, and each secondary-side induction coil included in the secondary winding group has an inductance setting so as to show a predetermined inductance distribution in the predetermined rotational position range. The output of each secondary side induction coil included in the secondary winding group obtained by exciting the primary side excitation coil in one phase corresponding to at least the secondary winding group is one A magnetic induction rotary position sensor for generating an output signal.
項において、 所定の回転位置範囲に亘って予め設定されたインダクタ
ンス分布を示すように、前記一次側励磁コイルおよび二
次側誘導コイルのうちの少なくとも一方が分布巻きされ
た巻線群を少なくとも一つは有していることを特徴とす
る磁気誘導式回転位置センサ。15. The primary excitation coil and the secondary induction coil according to claim 1, wherein the primary excitation coil and the secondary induction coil have a predetermined inductance distribution over a predetermined rotational position range. A magnetic induction rotary position sensor comprising at least one winding group in which at least one of the windings is distributedly wound.
項において、 前記ステータの前記一次側励磁コイルが複数相で励磁さ
れるようになっており、 所定の回転位置範囲に亘って分散して配置された複数の
前記一次側励磁コイルからなる一次巻線群が、各励磁相
に対応した数だけ配置されており、 一つの前記一次巻線群に含まれている各一次側励磁コイ
ルは前記所定の回転位置範囲において予め設定されたイ
ンダクタンス分布を示すようにそれぞれのインダクタン
ス設置がなされており、このインダクタンス分布は各一
次巻線群の間で所定の機械角だけずれていることを特徴
とする磁気誘導式回転位置センサ。16. The stator according to claim 1, wherein the primary excitation coil of the stator is excited in a plurality of phases, and is dispersed over a predetermined rotational position range. Primary winding groups each including a plurality of the primary-side excitation coils arranged in a number corresponding to each excitation phase are arranged, and each primary-side excitation coil included in one primary winding group is The respective inductances are installed so as to show a predetermined inductance distribution in the predetermined rotational position range, and the inductance distribution is shifted by a predetermined mechanical angle between the primary winding groups. Magnetic induction type rotational position sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163326A JP2000352501A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Magnetic induction rotating position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163326A JP2000352501A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Magnetic induction rotating position sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352501A true JP2000352501A (en) | 2000-12-19 |
Family
ID=15771732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11163326A Pending JP2000352501A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Magnetic induction rotating position sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000352501A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004068679A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Hitachi, Ltd. | Electric motor unit with controller |
| WO2007119142A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Magnetic resolver and method of manufacturing the same |
| WO2021079899A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 日本精機株式会社 | Position detection device |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11163326A patent/JP2000352501A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004068679A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Hitachi, Ltd. | Electric motor unit with controller |
| WO2007119142A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Magnetic resolver and method of manufacturing the same |
| WO2021079899A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 日本精機株式会社 | Position detection device |
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