JP2001215236A - 磁気回転センサ - Google Patents

磁気回転センサ

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JP2001215236A
JP2001215236A JP2000026221A JP2000026221A JP2001215236A JP 2001215236 A JP2001215236 A JP 2001215236A JP 2000026221 A JP2000026221 A JP 2000026221A JP 2000026221 A JP2000026221 A JP 2000026221A JP 2001215236 A JP2001215236 A JP 2001215236A
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center
magnetic
hollow
magnetic flux
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Seiji Fukuoka
誠二 福岡
Shigeo Saito
重男 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁石の表面磁束ばらつき及び磁気感応素子内
蔵ICの駆動磁束レベルのばらつきを吸収可能にして歩
留の向上を図る。 【解決手段】 磁気感応素子3と、該磁気感応素子3に
磁束を供給する磁束発生部とを組み合わせた構成を持
ち、前記磁束発生部が中空状磁石1と、該中空状磁石1
の中空部に挿入される軟磁性体のセンターヨーク2とを
備え、前記センターヨーク2が螺子部5でホルダー6に
螺合することで上下に移動可能となっている。センター
ヨーク2の上下調整により磁気感応素子3の位置での通
過磁束を変化させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟磁性体からなる
歯車の回転状態を検知する磁気回転センサに係り、例え
ば二輪車や自動車に組み込まれる歯車の回転数や回転角
度を検出するものであり、とくにホールICの駆動磁束
レベルに適合するようIC内磁気感応素子位置における
通過磁束を容易に調整可能な磁気回転センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、歯車の凹凸を検知する回転センサ
として、磁気感応素子と集積回路チップを含み磁気感応
素子の出力を電気信号として出力するIC部と、磁気感
応素子に磁束を供給する磁束発生部を組み合わせたもの
がある。
【0003】特開平9−49740号公報に示す回転セ
ンサは磁束発生部がセンターヨークの両側に2つの磁石
を同磁化方向に配置したサンドイッチ構造をとるもので
ある。図14はそのような磁束発生部の従来例1であ
り、センターヨーク82の両側にサイド磁石81を配置
したものである。また、図15の従来例2のように、中
空状磁石91の内側にセンターヨーク92を配置した構
造もある。なお、3は磁気感応素子である。また、セン
ターヨーク82,92は周囲の磁石とは逆極性のセンタ
ー磁石であってもよい。
【0004】このような従来例1,2に示す構造の目的
の一つは両側磁石(周囲の磁石)とセンターヨーク間で
閉磁路を形成し、漏れ磁束を少なく効率的に磁石を活用
することにある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、磁石の表面
磁束にばらつきがあり、ホールICの駆動磁束レベルと
一致しないことがあるが、従来例1,2の構造では、そ
の表面磁束のばらつきを補正する手段がなかった。
【0006】本発明は、上記の点に鑑み、磁石の表面磁
束ばらつき及び磁気感応素子内蔵ICの駆動磁束レベル
のばらつきを吸収可能にして歩留の向上を図ることので
きる磁気回転センサを提供することを目的とする。
【0007】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項1の発明は、磁気感応素子と、該磁気感
応素子に磁束を供給する磁束発生部とを組み合わせた回
転センサにおいて、前記磁束発生部が中空状磁石と、該
中空状磁石の中空部に挿入されるセンターヨーク又は該
中空状磁石と逆極向きのセンター磁石とを備え、前記セ
ンターヨーク又はセンター磁石に可動機構を設けたこと
を特徴としている。
【0009】本願請求項2の発明は、請求項1におい
て、前記センターヨーク又はセンター磁石に上下移動機
構を設けたことを特徴としている。
【0010】本願請求項3の発明は、請求項1におい
て、前記中空状磁石の中空部に、螺子加工を内周に施し
てあるナット部材を嵌合し、前記センターヨークとして
軟磁性材の螺子部材を前記ナット部材に螺合したことを
特徴としている。
【0011】本願請求項4の発明は、請求項1におい
て、前記センターヨーク又はセンター磁石に回転移動機
構を設けたことを特徴としている。
【0012】本願請求項5の発明は、請求項1におい
て、前記センターヨーク又はセンター磁石を保持するホ
ルダーに回転移動機構を設けたことを特徴としている。
【0013】本願請求項6の発明は、請求項1,4又は
5において、前記センターヨーク又はセンター磁石の一
部に切欠部を設けたことを特徴としている。
【0014】本願請求項7の発明は、請求項1におい
て、前記センターヨーク又はセンター磁石を積層構造と
したことを特徴としている。
【0015】本願請求項8の発明は、磁気感応素子と、
該磁気感応素子に磁束を供給する磁束発生部とを組み合
わせた回転センサにおいて、前記磁束発生部が中空状磁
石と、該中空状磁石の中空部に挿入されるセンターヨー
ク又は該中空状磁石と逆極向きのセンター磁石とを備
え、前記中空状磁石に可動機構を設けたことを特徴とし
ている。
【0016】本願請求項9の発明は、請求項8におい
て、前記中空状磁石に上下移動機構を設けたことを特徴
としている。
【0017】本願請求項10の発明は、請求項8におい
て、前記中空状磁石と前記センターヨーク又はセンター
磁石からなる磁束発生部に回転移動機構を設けたことを
特徴としている。
【0018】本願請求項11の発明は、請求項8におい
て、前記中空状磁石の一部に切欠部を設けたことを特徴
としている。
【0019】本願請求項12の発明は、請求項8におい
て、前記中空状磁石を積層構造としたことを特徴として
いる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気回転セン
サの実施の形態を図面に従って説明する。
【0021】図1及び図2は本発明に係る磁気回転セン
サの第1の実施の形態を示す。これらの図において、1
は一方の端面に磁極Nを他方の端面に磁極Sを持つ中空
状磁石であり、該中空状磁石の中空部に軟磁性体のセン
ターヨーク2が挿入配置されている。3はホール素子等
の磁気感応素子、4はその磁気感応素子を内蔵したホー
ルICである。センターヨーク2には螺子部5が形成さ
れており、センターヨーク2はその螺子部5にて非磁性
の調整用ホルダー6に螺合して支持されている。磁気感
応素子3はセンターヨーク2に近接して正対向してい
る。10は検知対象である軟磁性体の歯車である。
【0022】この第1の実施の形態では、センターヨー
ク2に上下移動機構を設けた構成となっている。つま
り、センターヨーク2の螺子部5がホルダー6に螺子込
まれているため、センターヨーク2を回転させること
で、センターヨーク2の下端面位置を加減してホールI
C4内の磁気感応素子3に加わる磁束(磁気感応素子3
の位置での通過磁束)を変化させることが可能である。
【0023】図3は磁気感応素子3の位置での通過磁束
とセンターヨーク位置との関係を示す。センターヨーク
位置0.0mmはセンターヨーク下面と中空状磁石下面と
が一致しているときであり、ここからセンターヨーク下
面を0〜2mm引き込んだ状態を測定している。センター
ヨーク2の下端面位置を加減してホールIC4内の磁気
感応素子3に加わる磁束を変化させ得ることがわかる。
【0024】このように、第1の実施の形態によれば、
センターヨーク2の支持構造を螺子構造としてセンター
ヨーク2を回転させることで、センターヨーク2の下端
面位置を加減してホールIC4内の磁気感応素子3に加
わる磁束(磁気感応素子3の位置での通過磁束)を変化
させることが可能であり、中空状磁石1の表面磁束ばら
つき及びホールIC4の駆動磁束レベルのばらつきを吸
収して歩留の向上を図ることができる。
【0025】なお、第1の実施の形態において、センタ
ーヨーク2の一部又は全部を中空状磁石1と逆極向きの
センター磁石に置換してもよい。
【0026】図4は本発明の第2の実施の形態であっ
て、センターヨークとして軟磁性材の螺子部材を用いた
例を示す。この場合、中空状磁石1の中空部にナット部
材として内周に螺子加工を施してある支柱9を嵌合固着
し、この支柱9にセンターヨークとして軟磁性材の螺子
部材8が螺子込まれている。軟磁性材の螺子部材8を回
転することで、螺子部材8に近接して正対向している磁
気感応素子3の駆動磁束レベルを調整でき、換言すれ
ば、磁気感応素子3の位置での通過磁束を調整でき、磁
石の表面磁束ばらつき及びホールICの駆動磁束レベル
のばらつきを吸収可能にして歩留の向上を図ることが可
能である。
【0027】なお、第2の実施の形態において、螺子部
材8の一部又は全部を中空状磁石1と逆極向きのセンタ
ー磁石に置換してもよいが、磁石材は加工性に難点があ
る場合が多いので、上記のように螺子部材8は軟磁性体
とするほうが実用的である。
【0028】図5は本発明の第3の実施の形態であっ
て、センター磁石の第1の回転移動機構例を示す。この
場合、中空状磁石1の中空部内周に磁性体ホルダー11
が回転自在に設けられ、その磁性体ホルダー11内の偏
心した位置に調整用磁石12が設けられている。つま
り、中空状磁石1と逆極向きのセンター磁石に相当する
調整用磁石12を保持するホルダー11に回転移動機構
を設けた構成となり、磁性体ホルダー11を回転するこ
とで、ホルダ−の回転中心軸P1からずらしたところに
近接して配置されたホールIC内の磁気感応素子3の駆
動磁束レベルを調整できる。
【0029】なお、ホルダー11は磁性体としたが、非
磁性体であっても駆動磁束レベルの調整が可能である。
また、調整用磁石12の代わりに軟磁性体センターヨー
クを用いることも可能であるが、その場合には、センタ
ーヨークをホルダー11と同程度の長さにすることが望
ましい。
【0030】図6は本発明の第4の実施の形態であっ
て、センター磁石の第2の回転移動機構例を示す。この
場合、中空状磁石1の中空部内周には、軟磁性体のセン
ターヨーク2が固着されている。中空状磁石1の上面
に、偏心した中空部を持つ磁性又は非磁性円柱体20が
固着されている。その磁性又は非磁性円柱体20の内周
に磁性又は非磁性ホルダー21が回転自在に設けられ、
ホルダー21にはホルダー回転中心軸P2からずれた位
置に調整用磁石22が設けられている。つまり、中空状
磁石1と逆極向きのセンター磁石に相当する調整用磁石
22を保持するホルダー21に回転移動機構を設けた構
成となっている。
【0031】この第4の実施の形態において、ホルダー
21の回転中心軸P2は中空状磁石1の中心(中空部の
中心)からずれており、かつ調整用磁石22の位置も回
転中心軸P2からずれているため、ホルダー21を回転
することで、調整用磁石22がセンターヨーク2に重な
る位置から全く外れる位置に動くことになり、センター
ヨーク2に近接して正対向して配置されているホールI
C内の磁気感応素子3の駆動磁束レベルを調整できる。
【0032】また、調整用磁石22の代わりに軟磁性体
センターヨークを用いることも可能であるが、磁束変化
量が少なくなる。
【0033】図7は本発明の第5の実施の形態であっ
て、センターヨークの一部に切欠部を設けた例を示す。
この場合、中空状磁石1の中空部内周にテーパー状に切
り欠いた軟磁性体のセンターヨーク30が回転自在に設
けられている。つまり、センターヨーク30に回転移動
機構を設けかつセンターヨーク30の一部に切欠部31
を設けた構造となっている。
【0034】この第5の実施の形態において、切欠部3
1を磁気感応素子3に対向する端部に形成したセンター
ヨーク30を回転することで、その回転中心軸P3から
ずらしたところに設けられたホールICの磁気感応素子
3の駆動磁束レベルを調整できる。
【0035】なお、第5の実施の形態において、センタ
ーヨーク30の代わりに中空状磁石と逆極向きのセンタ
ー磁石を用いることも可能である。
【0036】図8は本発明の第6の実施の形態であっ
て、センターヨークの一部に切欠部を設けた他の例を示
す。この場合、中空状磁石1の中空部内周に半円柱状の
センター磁石(又はヨーク)35が回転自在に設けら
れ、そのセンター磁石35には半円柱状の非磁性体36
(樹脂)が固着されて全体として円柱体37を構成する
ようになっている。つまり、センター磁石35に回転移
動機構を設けかつセンター磁石35の一部に切欠部を設
けた構造に相当している。
【0037】この第6の実施の形態において、円柱体3
7を回転することで、回転中心軸P4からずらしたとこ
ろに設けられたホールIC内の磁気感応素子3の駆動磁
束レベルを調整できる。
【0038】図9は本発明の第7の実施の形態を示す。
この場合、中空状磁石1の中空部内周に、扁平円柱状の
センター磁石(又は軟磁性体センターヨーク)40が多
段に積層して設けられている。センター磁石40の積層
数を変える(例えば一番上のセンター磁石40を固定と
して、その下に順次積層して行く)ことで、一番下のセ
ンター磁石40に近接して正対向したホールIC内の磁
気感応素子3の駆動磁束レベルを調整できる。
【0039】各センター磁石40は中空状磁石と逆極向
きに積層する構造である。
【0040】図10は本発明の第8の実施の形態であっ
て、中空状磁石の上下移動機構を示す。この場合、中空
状磁石1の中空部内周に、螺子切りされた軟磁性体セン
ターヨーク45が設けられていて、中空状磁石1の上面
には回転調整部46が形成されており、センターヨーク
45の周囲の螺子と螺合するようになっている。
【0041】この第8の実施の形態では、固定的に保持
されたセンターヨーク45に対して回転調整部46を回
転することで、センターヨーク45に対して中空状磁石
1を上下させることができ、センターヨーク45に近接
して正対向するホールIC内の磁気感応素子3の駆動磁
束レベルを調整できる。
【0042】なお、センターヨーク45の一部又は全部
を中空状磁石1と逆極向きのセンター磁石に置換しても
よいが、磁石材は加工性に難点がある場合が多いので、
上記のように軟磁性体のセンターヨーク45とするほう
が実用的である。
【0043】図11は本発明の第9の実施の形態であっ
て、中空状磁石とセンターヨークからなる磁束発生部の
回転移動機構を示す。この場合、円柱状非磁性ホルダー
50の内部の偏心した位置に、中空状磁石1が設けら
れ、その中空状磁石1の中空部内周にセンターヨーク2
が固着されている。この円柱状非磁性ホルダー50は回
転自在であり、中空状磁石1とセンターヨーク2からな
る磁束発生部に回転移動機構を設けた構造に相当してい
る。
【0044】この第9の実施の形態では、ホルダー50
を回転することで、その回転中心軸P5からずらしたと
ころに設けられたホールIC内の磁気感応素子3の駆動
磁束レベルを調整できる。
【0045】なお、第9の実施の形態において、センタ
ーヨーク2の代わりに中空状磁石と逆極向きのセンター
磁石を用いることも可能である。
【0046】図12は本発明の第10の実施の形態であ
って、中空状磁石の一部に切欠部を設けた構成を示す。
この場合、切欠部61のある中空状磁石60の中空部内
周にセンターヨーク2が設けられており、センターヨー
ク2を回転中心として中空状磁石60は回転自在であ
る。中空状磁石60を回転することで、回転中心軸P6
からずらしたところに設けられたホールIC内の磁気感
応素子3の駆動磁束レベルを調整できる。
【0047】なお、第10の実施の形態において、セン
ターヨーク2の代わりに中空状磁石と逆極向きのセンタ
ー磁石を用いることも可能である。
【0048】図13は本発明の第11の実施の形態であ
って、中空状磁石を積層構造とした構成を示す。この場
合、中空の扁平円柱状磁石70の積層構造体の中空部内
周にセンターヨーク2が設けられている。これは、中空
状磁石を積層構造としたもので、中空状磁石に上下移動
機構を設けたことにも相当する(磁石70の積層数を変
えることで上下させている)。
【0049】この第11の実施の形態では、中空の扁平
円柱状磁石70の積層数を変えることで、ホールIC内
の磁気感応素子3の駆動磁束レベルを調整できる。
【0050】なお、第11の実施の形態において、セン
ターヨーク2の代わりに中空状磁石と逆極向きのセンタ
ー磁石を用いることも可能である。
【0051】なお、各実施の形態において、センターヨ
ーク又はセンター磁石を、センターヨークとセンター磁
石の組み合わせ構造体とすることが可能な場合があるこ
とは明らかである。
【0052】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
回転センサによれば、磁気感応素子と、該磁気感応素子
に磁束を供給する磁束発生部とを組み合わせた構成にお
いて、センターヨーク又はセンター磁石に可動機構を設
ける、あるいは中空状磁石に可動機構を設けたので、磁
気感応素子に加わる磁束(磁気感応素子の位置での通過
磁束)を変化させることが可能であり、ひいては中空状
磁石の表面磁束ばらつき及び磁気感応素子を内蔵するI
Cの駆動磁束レベルのばらつきを吸収して歩留の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁気回転センサの第1の実施の形
態であってセンターヨーク可動機構を含む全体構成の断
面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の要部構成の斜視図
である。
【図3】センターヨーク移動時の特性評価結果を示すグ
ラフである。
【図4】本発明の第2の実施の形態であり、センターヨ
ークとして軟磁性材の螺子部材を用いた構成を示す斜視
図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態であり、センター磁
石の第1の回転移動機構例を示す斜視図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態であり、センター磁
石の第2の回転移動機構例を示す斜視図である。
【図7】本発明の第5の実施の形態であり、センターヨ
ークの一部に切欠部を設けた構成を示す斜視図である。
【図8】本発明の第6の実施の形態であり、センターヨ
ークの一部に切欠部を設けた構成を示す斜視図である。
【図9】本発明の第7の実施の形態であり、センター磁
石(又はセンターヨーク)を積層構造とした構成を示す
斜視図である。
【図10】本発明の第8の実施の形態であり、中空状磁
石の上下移動機構を示す斜視図である。
【図11】本発明の第9の実施の形態であり、中空状磁
石とセンターヨークからなる磁束発生部の回転移動機構
を示す斜視図である。
【図12】本発明の第10の実施の形態であり、中空状
磁石の一部に切欠部を設けた構成を示す斜視図である。
【図13】本発明の第11の実施の形態であり、中空状
磁石を積層構造とした構成を示す斜視図である。
【図14】従来の磁気回転センサにおける磁束発生部の
1例を示す斜視図である。
【図15】従来の磁気回転センサにおける磁束発生部の
他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,60,91 中空状磁石 2,30,45,82,92 センターヨーク 3 磁気感応素子 4 ホールIC 5 螺子部 6,11,21,50 ホルダー 7 サイド磁石 8 螺子部材 9 支柱 10 歯車 12,22 調整用磁石 20,37 円柱体 31,61 切欠部 35,40 センター磁石 36 非磁性体 46 回転調整部 70 中空の扁平円柱状磁石 81 サイド磁石

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気感応素子と、該磁気感応素子に磁束
    を供給する磁束発生部とを組み合わせた回転センサにお
    いて、前記磁束発生部が中空状磁石と、該中空状磁石の
    中空部に挿入されるセンターヨーク又は該中空状磁石と
    逆極向きのセンター磁石とを備え、前記センターヨーク
    又はセンター磁石に可動機構を設けたことを特徴とする
    磁気回転センサ。
  2. 【請求項2】 前記センターヨーク又はセンター磁石に
    上下移動機構を設けたことを特徴とする請求項1記載の
    磁気回転センサ。
  3. 【請求項3】 前記中空状磁石の中空部に、螺子加工を
    内周に施してあるナット部材を嵌合し、前記センターヨ
    ークとして軟磁性材の螺子部材を前記ナット部材に螺合
    したことを特徴とする請求項1記載の磁気回転センサ。
  4. 【請求項4】 前記センターヨーク又はセンター磁石に
    回転移動機構を設けたことを特徴とする請求項1記載の
    磁気回転センサ。
  5. 【請求項5】 前記センターヨーク又はセンター磁石を
    保持するホルダーに回転移動機構を設けたことを特徴と
    する請求項1記載の磁気回転センサ。
  6. 【請求項6】 前記センターヨーク又はセンター磁石の
    一部に切欠部を設けたことを特徴とする請求項1,4又
    は5記載の磁気回転センサ。
  7. 【請求項7】 前記センターヨーク又はセンター磁石を
    積層構造としたことを特徴とする請求項1記載の磁気回
    転センサ。
  8. 【請求項8】 磁気感応素子と、該磁気感応素子に磁束
    を供給する磁束発生部とを組み合わせた回転センサにお
    いて、前記磁束発生部が中空状磁石と、該中空状磁石の
    中空部に挿入されるセンターヨーク又は該中空状磁石と
    逆極向きのセンター磁石とを備え、前記中空状磁石に可
    動機構を設けたことを特徴とする磁気回転センサ。
  9. 【請求項9】 前記中空状磁石に上下移動機構を設けた
    ことを特徴とする請求項8記載の磁気回転センサ。
  10. 【請求項10】 前記中空状磁石と前記センターヨーク
    又はセンター磁石からなる磁束発生部に回転移動機構を
    設けたことを特徴とする請求項8記載の磁気回転セン
    サ。
  11. 【請求項11】 前記中空状磁石の一部に切欠部を設け
    たことを特徴とする請求項8記載の磁気回転センサ。
  12. 【請求項12】 前記中空状磁石を積層構造としたこと
    を特徴とする請求項8記載の磁気回転センサ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233103A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Denso Corp 回転検出磁気センサ及びその製造方法
US9733058B2 (en) * 2011-06-30 2017-08-15 Valeo Japan Co., Ltd. Proximity sensor

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