JP2002323345A - 回転角度センサ - Google Patents
回転角度センサInfo
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- JP2002323345A JP2002323345A JP2001127221A JP2001127221A JP2002323345A JP 2002323345 A JP2002323345 A JP 2002323345A JP 2001127221 A JP2001127221 A JP 2001127221A JP 2001127221 A JP2001127221 A JP 2001127221A JP 2002323345 A JP2002323345 A JP 2002323345A
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- hall element
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高性能化と低コスト化を両立した回転角度セ
ンサを提供する。 【解決手段】 磁界をつくる磁気回路構成部１１と、磁
界の中で相対回転する磁束密度検出部１０とを備え、こ
の磁束密度検出部１０をその回転中心線Ｏ上で互いに交
差する第一ホール素子４および第二ホール素子５によっ
て構成し、第一ホール素子４および第二ホール素子５の
出力Ａ，Ｂに基づいて磁気回路構成部１１に対する磁束
密度検出部１０の回転角度を検出する構成とした回転角
度センサとする。
ンサを提供する。 【解決手段】 磁界をつくる磁気回路構成部１１と、磁
界の中で相対回転する磁束密度検出部１０とを備え、こ
の磁束密度検出部１０をその回転中心線Ｏ上で互いに交
差する第一ホール素子４および第二ホール素子５によっ
て構成し、第一ホール素子４および第二ホール素子５の
出力Ａ，Ｂに基づいて磁気回路構成部１１に対する磁束
密度検出部１０の回転角度を検出する構成とした回転角
度センサとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角度センサの
改良に関するものである。
改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、回転角度を高精度で検出するには、コイルを用いた
レゾルバ方式の回転角度センサが一般的であった。
来、回転角度を高精度で検出するには、コイルを用いた
レゾルバ方式の回転角度センサが一般的であった。
【０００３】しかしながら、このレゾルバ方式の回転角
度センサは検出精度が高い反面、製品のコストが高いと
いう問題点があった。
度センサは検出精度が高い反面、製品のコストが高いと
いう問題点があった。
【０００４】また、従来、磁界の中で相対回転するホー
ル素子を備え、このホール素子によって検出される磁束
密度から回転角度を検出する回転角度センサがあった。
ル素子を備え、このホール素子によって検出される磁束
密度から回転角度を検出する回転角度センサがあった。
【０００５】しかしながら、このホール素子を用いた回
転角度センサは製品のコストダウンがはかれる反面、検
出精度を高めることが難しいという問題点があった。
転角度センサは製品のコストダウンがはかれる反面、検
出精度を高めることが難しいという問題点があった。
【０００６】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、高性能化と低コスト化を両立した回転角度セ
ンサを提供することを目的とする。
のであり、高性能化と低コスト化を両立した回転角度セ
ンサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、磁界をつ
くる磁気回路構成部と、磁界の中で相対回転する磁束密
度検出部とを備え、この磁束密度検出部をその回転中心
線上で互いに交差する第一ホール素子および第二ホール
素子によって構成し、この第一、第二ホール素子の出力
に基づいて磁気回路構成部に対する磁束密度検出部の回
転角度を検出すること構成としたを特徴とする回転角度
センサとした。
くる磁気回路構成部と、磁界の中で相対回転する磁束密
度検出部とを備え、この磁束密度検出部をその回転中心
線上で互いに交差する第一ホール素子および第二ホール
素子によって構成し、この第一、第二ホール素子の出力
に基づいて磁気回路構成部に対する磁束密度検出部の回
転角度を検出すること構成としたを特徴とする回転角度
センサとした。
【０００８】第２の発明は、第１の発明において、第
一、第二ホール素子を互いに直交させたことを特徴とす
るものとした。
一、第二ホール素子を互いに直交させたことを特徴とす
るものとした。
【０００９】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、回転角度を検出する信号として第一、第二ホール
素子の出力のうち回転角度に対する出力変化が大きい方
を用いる構成としたことを特徴とするものとした。
いて、回転角度を検出する信号として第一、第二ホール
素子の出力のうち回転角度に対する出力変化が大きい方
を用いる構成としたことを特徴とするものとした。
【００１０】第４の発明は、第１から第３のいずれか一
つの発明において、第一、第二ホール素子の出力のうち
回転角度に対する電圧変化が小さい方を用いて回転角度
領域を判定する構成としたことを特徴とするものとし
た。
つの発明において、第一、第二ホール素子の出力のうち
回転角度に対する電圧変化が小さい方を用いて回転角度
領域を判定する構成としたことを特徴とするものとし
た。
【００１１】第５の発明は、第１から第４のいずれか一
つの発明において、磁気回路構成部として互いに異極ど
うしが対向する永久磁石を用いたことを特徴とするもの
とした。
つの発明において、磁気回路構成部として互いに異極ど
うしが対向する永久磁石を用いたことを特徴とするもの
とした。
【００１２】
【発明の作用および効果】第１の発明によると、第一、
第二ホール素子の出力は、互いに位相が異なる正弦波と
なるため、広い回転角度範囲に渡って高いセンサ出力分
解能が得られ、検出精度を高められる。
第二ホール素子の出力は、互いに位相が異なる正弦波と
なるため、広い回転角度範囲に渡って高いセンサ出力分
解能が得られ、検出精度を高められる。
【００１３】また、磁束密度検出部としてホール素子を
用いることにより、製品のコストダウンがはかれる。
用いることにより、製品のコストダウンがはかれる。
【００１４】第２の発明によると、第一、第二ホール素
子の出力は、互いに位相が９０度異なる正弦波となるた
め、全回転角度範囲に渡って高いセンサ出力分解能が得
られ、検出精度を高められる。
子の出力は、互いに位相が９０度異なる正弦波となるた
め、全回転角度範囲に渡って高いセンサ出力分解能が得
られ、検出精度を高められる。
【００１５】第３の発明によると、第一、第二ホール素
子の出力のうち急勾配となる方を用いて回転角度を検出
することにより、広い回転角度範囲に渡って高いセンサ
出力分解能が得られ、検出精度を高められる。
子の出力のうち急勾配となる方を用いて回転角度を検出
することにより、広い回転角度範囲に渡って高いセンサ
出力分解能が得られ、検出精度を高められる。
【００１６】第４の発明によると、第一、第二ホール素
子の出力のうち緩勾配となる一方を用いて回転角度領域
を判定することにより、急勾配となる他方の出力を基に
回転角度を特定することができる。
子の出力のうち緩勾配となる一方を用いて回転角度領域
を判定することにより、急勾配となる他方の出力を基に
回転角度を特定することができる。
【００１７】第５の発明によると、磁気回路構成部とし
て安価な永久磁石を用いることにより、製品のコストダ
ウンがはかれる。
て安価な永久磁石を用いることにより、製品のコストダ
ウンがはかれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１９】まず、図１、図２に本発明が適用可能な回
転角度センサの一例を示す。この回転角度センサは互い
に相対回転するケース１および回転軸２を備え、ケース
１に支持体６を介して第一、第二ホール素子７，８が固
定される一方、回転軸２にロータ部３を介して永久磁石
４，５が固定される。
転角度センサの一例を示す。この回転角度センサは互い
に相対回転するケース１および回転軸２を備え、ケース
１に支持体６を介して第一、第二ホール素子７，８が固
定される一方、回転軸２にロータ部３を介して永久磁石
４，５が固定される。
【００２０】磁気回路構成部１１として設けられる永久
磁石４，５は、ロータ部３上に互いに異極どうしが対向
し、回転中心線Ａについて対称的に配置される。第一、
第二ホール素子７，８も回転中心線Ｏについて対称的に
配置され、永久磁石４，５の間に挟まれる。
磁石４，５は、ロータ部３上に互いに異極どうしが対向
し、回転中心線Ａについて対称的に配置される。第一、
第二ホール素子７，８も回転中心線Ｏについて対称的に
配置され、永久磁石４，５の間に挟まれる。
【００２１】磁束密度検出部１０として設けられる第
一、第二ホール素子７，８は、永久磁石４，５が相対回
転するのに伴って変化する磁束密度に応じた電圧を信号
として電線９を介して出力する。
一、第二ホール素子７，８は、永久磁石４，５が相対回
転するのに伴って変化する磁束密度に応じた電圧を信号
として電線９を介して出力する。
【００２２】本発明は、第一、第二ホール素子７，８を
回転中心線Ｏ上で互いに交差させることを要旨とする。
本実施の形態では、第一、第二ホール素子７，８が互い
に直交するように配置され、ケース１に支持体６を介し
てそれぞれ固定される。
回転中心線Ｏ上で互いに交差させることを要旨とする。
本実施の形態では、第一、第二ホール素子７，８が互い
に直交するように配置され、ケース１に支持体６を介し
てそれぞれ固定される。
【００２３】図３は第一、第二ホール素子７，８からそ
れぞれ出力される電圧が回転角度に応じて変化する様子
を示している。第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，
Ｂは、位相が９０度異なる正弦波となる。回転角度を検
出する信号として、図３に太線で示すように、第一、第
二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂのうち回転角度に対す
る電圧変化が大きい方を用いる。つまり、第一、第二ホ
ール素子７，８の出力Ａ，Ｂはその勾配が大きい領域が
交互に切り換えられるようにして取り出される構成とす
る。
れぞれ出力される電圧が回転角度に応じて変化する様子
を示している。第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，
Ｂは、位相が９０度異なる正弦波となる。回転角度を検
出する信号として、図３に太線で示すように、第一、第
二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂのうち回転角度に対す
る電圧変化が大きい方を用いる。つまり、第一、第二ホ
ール素子７，８の出力Ａ，Ｂはその勾配が大きい領域が
交互に切り換えられるようにして取り出される構成とす
る。
【００２４】例えば第二ホール素子８が１回転する間
に、出力Ｂによって例えばＣ点とＤ点のように２点で同
一出力が得られるが、出力Ａをモニターすることで回転
角度を特定する構成とする。つまり、第一、第二ホール
素子７，８の出力Ａ，Ｂのうち回転角度に対する電圧変
化が小さい方を用いて、回転角度を検出する信号として
用いられる第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂが
どの回転角度領域にあるかを判定する構成とする。
に、出力Ｂによって例えばＣ点とＤ点のように２点で同
一出力が得られるが、出力Ａをモニターすることで回転
角度を特定する構成とする。つまり、第一、第二ホール
素子７，８の出力Ａ，Ｂのうち回転角度に対する電圧変
化が小さい方を用いて、回転角度を検出する信号として
用いられる第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂが
どの回転角度領域にあるかを判定する構成とする。
【００２５】以上のように、第一、第二ホール素子７，
８を回転中心線Ｏ上で互いに直交するように配置される
ことにより、第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂ
は、位相が９０度異なる正弦波となり、第一、第二ホー
ル素子７，８の出力Ａ，Ｂのうち急勾配となる方を用い
て回転角度を検出することにより、全回転角度範囲に渡
って高いセンサ出力分解能が得られ、検出精度を高めら
れる。
８を回転中心線Ｏ上で互いに直交するように配置される
ことにより、第一、第二ホール素子７，８の出力Ａ，Ｂ
は、位相が９０度異なる正弦波となり、第一、第二ホー
ル素子７，８の出力Ａ，Ｂのうち急勾配となる方を用い
て回転角度を検出することにより、全回転角度範囲に渡
って高いセンサ出力分解能が得られ、検出精度を高めら
れる。
【００２６】ただし、第一、第二ホール素子７，８の交
差角度９０度に限らず、例えば８０度としたり、あるい
は１０度としても検出精度が悪化するものの回転角度の
検出は可能である。
差角度９０度に限らず、例えば８０度としたり、あるい
は１０度としても検出精度が悪化するものの回転角度の
検出は可能である。
【００２７】また、磁束密度検出部１０として第一、第
二ホール素子７，８を用いるとともに、磁気回路構成部
１１として安価な永久磁石４，５を用いることにより、
製品のコストダウンがはかれる。
二ホール素子７，８を用いるとともに、磁気回路構成部
１１として安価な永久磁石４，５を用いることにより、
製品のコストダウンがはかれる。
【００２８】なお、磁気回路構成部１１として永久磁石
に代えてコイルからなる電磁石を用いてもよい。
に代えてコイルからなる電磁石を用いてもよい。
【００２９】本発明は上記の実施の形態に限定されず
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
【図１】本発明の実施の形態を示す回転角度センサの平
面図。
面図。
【図２】同じく回転角度センサの側面図。
【図３】同じくセンサ出力特性を示す線図。
４，５ 永久磁石 ７，８ 第一、第二ホール素子 １０ 磁束密度検出部 １１ 磁気回路構成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA35 DA01 DA05 DA14 DA24 DB07 DC08 DD03 GA52 KA01 LA03 NA06 2F077 AA25 AA27 JJ02 JJ08 JJ23 NN17 PP12 QQ05 TT06 TT42
Claims (5)
- 【請求項１】磁界をつくる磁気回路構成部と、 この磁界の中で相対回転する磁束密度検出部とを備え、 この磁束密度検出部をその回転中心線上で互いに交差す
る第一ホール素子および第二ホール素子によって構成
し、 この第一、第二ホール素子の出力に基づいて磁気回路構
成部に対する磁束密度検出部の回転角度を検出する構成
としたことを特徴とする回転角度センサ。 - 【請求項２】前記第一、第二ホール素子を互いに直交さ
せたことを特徴とする請求項１に記載の回転角度セン
サ。 - 【請求項３】回転角度を検出する信号として前記第一、
第二ホール素子の出力のうち回転角度に対する出力変化
が大きい方を用いる構成としたことを特徴とする請求項
１または２に記載の回転角度センサ。 - 【請求項４】前記第一、第二ホール素子の出力のうち回
転角度に対する電圧変化が小さい方を用いて回転角度領
域を判定する構成としたことを特徴とする請求項１から
３のいずれか一つに記載の回転角度センサ。 - 【請求項５】前記磁気回路構成部として互いに異極どう
しが対向する永久磁石を用いたことを特徴とする請求項
１から４のいずれか一つに記載の回転角度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127221A JP2002323345A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | 回転角度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127221A JP2002323345A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | 回転角度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002323345A true JP2002323345A (ja) | 2002-11-08 |
Family
ID=18976126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001127221A Pending JP2002323345A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | 回転角度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002323345A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007132742A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Denso Corp | 回転角度検出装置 |
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-
2001
- 2001-04-25 JP JP2001127221A patent/JP2002323345A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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