JP2003194580A - 回転角度センサ - Google Patents
回転角度センサInfo
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- JP2003194580A JP2003194580A JP2001390039A JP2001390039A JP2003194580A JP 2003194580 A JP2003194580 A JP 2003194580A JP 2001390039 A JP2001390039 A JP 2001390039A JP 2001390039 A JP2001390039 A JP 2001390039A JP 2003194580 A JP2003194580 A JP 2003194580A
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Abstract
でき、且つ製造コストを低減できる回転角度センサを提
供する。 【解決手段】 回転角度センサ(1)は、ハウジング
(5)と、回動可能なようにハウジング(5)に軸支さ
れた回転軸(4)と、回転軸(4)の外周面に固定さ
れ、回転軸(4)と一体に回転する環状のマグネット
(2)と、マグネット(2)からその磁界の変化を検出
するために、マグネット(2)の外周面に対向してハウ
ジング(5)に配置された磁電変換手段(16)と、を
備えている。マグネット(2)の回転に伴い磁電変換手
段(16)を通過する磁束が変化され、該磁束の変化に
対応した電気信号を磁電変換手段(16)が出力する。
回転軸(4)の少なくともマグネット(2)で包囲され
た部分が、中実の磁性体で形成されている。
Description
関し、特に検出精度を向上させた回転角度センサに関す
る。
ている従来の回転角度センサを図9および図10を参照
して説明する。
である。回転角度センサ50は、回転軸52と、中空環
状形のヨーク54と、中空環状形のマグネット56と、
を備えており、ヨーク54は回転軸52の外周面に接着
剤で固定され、そしてマグネット56はヨーク54の外
周面に接着剤で固定されている。更に、回転角度センサ
50は、マグネット56を包囲するように配置された、
2つの半環状体からなるコア58と、コア58の半環状
体の間に形成されたエアーギャップ内にそれぞれ配置さ
れた2つの磁気検出器(ホール素子,電気コイル)60
と、を備えている。尚、ヨーク54およびコア58は磁
性体である。
ける回転軸52と、ヨーク54と、マグネット56と、
コア58と、磁気検出器60との位置関係を示す図であ
る。回転軸52がヨーク54およびマグネット56と共
に回転することにより、マグネット56の磁界の変化を
固定位置にある磁気検出器60が検出し、電気信号を出
力する。従って、回転軸52の回転角度が磁気検出器6
0の出力電気信号を基に判定される。尚、磁気検出器6
0の出力電気信号は、コア58を設けない場合、なめら
かなサインカーブを示すが、コア58を設けた場合は、
サインカーブの立ち上がり曲線および立ち下がり曲線が
より直線的な波形を示す。
おいては、回転軸52に中空環状形のヨーク54が接着
剤で固定されている。このヨーク54は、磁性体であ
り、マグネット56の磁力を急激に減少させない(即
ち、保持する)ために設けられている。しかしながら、
ヨーク54は中空環状形であるため、その中空部分に磁
束が漏れる。この磁束漏れは、磁気検出器60の磁束検
出精度に影響を及ぼす可能性がある。また、回転軸52
が磁性体であったとしても、その回転軸52とヨーク5
4との境界に磁気抵抗が生じるため、磁気検出器60の
磁束検出精度に影響を及ぼす可能性がある。
ものであり、その目的は、磁電変換手段の磁束検出精度
を高めることができ、且つ製造コストを低減できる回転
角度センサを提供することにある。
ために、本発明の回転角度センサは、請求項1に記載し
たように、ハウジングと、回動可能なように前記ハウジ
ングに軸支された回転軸と、前記回転軸の外周面に固定
され、前記回転軸と一体に回転する中空環状形のマグネ
ットと、前記マグネットからその磁界の変化を検出する
ために、前記マグネットの外周面に対向して前記ハウジ
ングに配置された磁電変換手段と、を備え、前記マグネ
ットの回転に伴い前記磁電変換手段を通過する磁束が変
化され、該磁束の変化に対応した電気信号を前記磁電変
換手段が出力し、前記回転軸の少なくとも前記マグネッ
トで包囲された部分が、中実の磁性体で形成されている
ことを特徴としている。
くともマグネットで包囲された部分が中実の磁性体で形
成され、当該部分がマグネットの磁力を急激に減少させ
ない(即ち、保持する)ヨークとして機能する。従っ
て、従来技術のような中空環状形ヨークの中空部分への
マグネットの磁束漏れを確実に防止できる。これによ
り、従来技術と比較して磁電変換手段の磁束検出誤差を
低減でき、磁電変換手段の出力信号の精度が向上する。
2に記載したように、前記回転軸全体が前記中実の磁性
体で形成されていることを特徴としている。これによ
り、部品点数を少なくでき、回転角度センサの製造コス
トを抑えることができる。
3に記載したように、軸押圧用穴を有するカバーを更に
備え、前記ハウジングがその中に前記回転軸を挿入する
ための開口部を有し、前記回転軸の一端面が前記カバー
の前記軸押圧用穴から前記ハウジングの外部に露出する
ように、前記ハウジングの前記開口部を前記カバーが覆
うことを特徴としている。従って、被検出装置の取付穴
に回転角度センサの回転軸の他端を圧入固定するとき
は、カバーの軸押圧用穴を介して回転軸を直接加圧する
ことができる。
に、以下に説明される発明の実施の形態を添付の図面を
参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確
化されるであろう。
態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の回
転角度センサの一実施形態を示す斜視図、図2は図1の
回転角度センサの正面図、図3は図1の回転角度センサ
の背面図、図4は図1の回転角度センサの側面図、図5
は図3の回転角度センサのV−V矢視断面図ならびに被
測定装置への取付けを説明する図、図6は図3の回転角
度センサのVI−VI矢視断面図、図7は図1の回転角
度センサの分解斜視図、そして図8は図1の回転角度セ
ンサにおける回転軸と、マグネットと、コアと、ホール
ICとの位置関係を示す図である。
センサ1は合成樹脂製のハウジング5を有する。ハウジ
ング5には一対のフランジ7が形成され、金属製のスペ
ーサ8がフランジ7に形成された固定穴内に設けられて
いる。ネジ等の固定部材(不図示)をスペーサ8に挿入
し、該固定部材を、例えば被検出装置30(図5参照)
の所定箇所と係合させることにより、ハウジング5が被
検出装置30取付けられる。また、ハウジング5は、回
転角度センサ1の検出信号を外部機器へ出力するための
金属製のターミナル15(図5参照)を有するコネクタ
部9を備えている。
口部17(図7参照)から挿入されてハウジング5から
突出し、ハウジング5に回動可能なように軸支されてい
る。また、合成樹脂製のカバー6がハウジング5の開口
部17を覆うように取付けられている。カバー6は、ハ
ウジング5に取付けられた状態で回転軸4の一端面を押
圧可能とする軸押圧用穴11(図3等参照)を有してい
る。
のスプリング10を有する合成樹脂製の軸初期位置復帰
部材20が回転軸4の一部を保持している。スプリング
10は一端をハウジング5に支持され、他端を軸初期位
置復帰部材20に支持されている。軸初期位置復帰部材
20は、回動した回転軸4をスプリング10の弾性復元
力により常に初期の回転位置(原点)に戻す。特に、軸
初期位置復帰部材20は、回転角度センサ1が単体とし
て扱われたときに有効である。
4と一体に回転可能なように、中空環状形のマグネット
2が回転軸4の外周面に固定されている。マグネット2
は、回転軸4と嵌合し固定されることが望ましいが、適
宜接着剤等を用いて回転軸4に固定されてもよい。マグ
ネット2は高さと厚みが一定で正円形のものが望まし
い。また、マグネット2は、その環状形本体の円周方向
における各透磁厚みが一定となるように環状形の中心を
介して放射状に着磁された磁性体、または環状形本体の
円周の接線と平行な方向に着磁された磁性体が望まし
い。
で包囲された部分が中実の磁性体で形成されていること
が望ましい。当該部分はマグネット2の磁力を急激に減
少させない(即ち、保持する)ヨークとして機能するの
で、従来技術のような中空環状形ヨークの中空部分への
マグネットの磁束漏れを確実に防止できる。該少なくと
もマグネット2で包囲された部分以外の回転軸4の部分
については、中空であってもよいし、別部材として該少
なくともマグネット2で包囲された部分に取付けられて
回転軸4を形成するものであってもよい。また、回転軸
4全体を中実無垢の磁性体で形成してもよい。回転軸4
全体がヨークとして機能するので、従来技術と比較して
部品点数を少なくできる。従って、回転角度センサの製
造コストを抑えることができる。回転軸4の磁性体とし
ては、例えば鉄、鉄合金、等が挙げられる。
磁界の変化を検出するための磁電変換手段としてホール
素子を含むホールIC16が、マグネット2の外周面に
対向して2つ配置されている。本実施例では磁電変換手
段として2つのホールIC16を用いているが、該磁電
変換手段は少なくとも1つあれば検出機能が満たされる
ことに留意されるべきである。マグネット2の回転に伴
いホールIC16を通過する磁束は変化する。ホールI
C16は、この磁束の変化を検出して、それに対応した
電気信号を発生し、そして出力する。ホールIC16の
信号出力端子は配線板14に電気的に接続され、該配線
板14に電気的に接続されたターミナル15を介して外
部機器へ電気信号が出力される。このホールIC16の
出力電気信号を基に回転軸4の回転角度が判定される。
尚、配線板14には、ホールIC16の出力信号に対す
る外来ノイズの影響を抑制するためチップコンデンサ1
3が設けられている。
4とハウジング5の内部との間に設けられている。ワッ
シャー3は、この実施例においては磁気回路の近傍に位
置するため、非磁性体で形成されていることが望まし
い。更に、磁性体のコア12がハウジング5に必要に応
じて配置される。コア12用の磁性体としては、純鉄、
ケイ素鋼板、等が挙げられる。
との位置関係のように、コア12を用いた場合、ホール
IC16はコア12の2つの半環状体の間に形成された
エアーギャップ内にそれぞれ配置されることが望まし
い。マグネット2の回転に伴い、コア12内で磁束が変
化し、これによりホールIC16を通過する磁束も変化
する。ホールIC16は、この磁束の変化を検出して、
それに対応した電気信号を発生し、そして出力する。ホ
ールIC16の出力電気信号は、コア12を設けない場
合、なめらかなサインカーブを示すが、コア12を設け
た場合は、サインカーブの立ち上がり曲線および立ち下
がり曲線がより直線的な波形を示す。従って、コア12
を採用する場合、コア12も磁電変換手段の一部として
機能する。しかしながら、コア12の採用は、回転角度
センサ1の製品仕様に応じて判断すればよい。
は、その全てが組み立てられた後に、例えば、図5に示
される被検出装置30に取付けることが可能である。即
ち、この場合の取付けは、被検出装置本体31の回転用
穴を画成する摺動ブッシング32に回転軸4を挿入し、
回転体33の固定用穴を画成する固定ブッシング34に
回転軸4を圧入することにより実施される。このとき、
回転角度センサ1の全てが組み立てられた状態でカバー
6の軸押圧用穴11を介して回転軸4を押圧して、回転
軸4を回転体33の固定ブッシング34に圧入すること
が可能である。
れるものではなく、適宜、変形,改良,等が可能であ
る。その他、前述した実施形態における各構成要素の材
質,形状,寸法,形態,数,配置個所,等は本発明を達
成できるものであれば任意であり、限定されない。
ば、回転軸の少なくともマグネットで包囲された部分が
中実の磁性体で形成されているので、従来技術のような
中空環状形ヨークの中空部分へのマグネットの磁束漏れ
は無く、これにより従来技術と比較して磁電変換手段の
磁束検出誤差を低減でき、且つ磁電変換手段の出力信号
の精度を向上させることができる。また、回転軸全体を
中実の磁性体で形成する場合は、部品点数を少なくでき
るため、回転角度センサの製造コストを抑えることがで
きる。更に、軸押圧用穴を有するカバーを回転角度セン
サに更に備えさせた場合は、カバーの該軸押圧用穴を介
して回転軸を直接加圧することができる。
視図である。
びに被測定装置への取付けを説明する図である。
である。
ネットと、コアと、ホールICとの位置関係を示す図で
ある。
ークと、マグネットと、コアと、磁気検出器との位置関
係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ハウジングと、 回動可能なように前記ハウジングに軸支された回転軸
と、 前記回転軸の外周面に固定され、前記回転軸と一体に回
転する中空環状形のマグネットと、 前記マグネットからその磁界の変化を検出するために、
前記マグネットの外周面に対向して前記ハウジングに配
置された磁電変換手段と、を備え、 前記マグネットの回転に伴い前記磁電変換手段を通過す
る磁束が変化され、該磁束の変化に対応した電気信号を
前記磁電変換手段が出力し、 前記回転軸の少なくとも前記マグネットで包囲された部
分が、中実の磁性体で形成されていることを特徴とする
回転角度センサ。 - 【請求項2】 前記回転軸全体が前記中実の磁性体で形
成されていることを特徴とする請求項1に記載した回転
角度センサ。 - 【請求項3】 軸押圧用穴を有するカバーを更に備え、 前記ハウジングがその中に前記回転軸を挿入するための
開口部を有し、前記回転軸の一端面が前記カバーの前記
軸押圧用穴から前記ハウジングの外部に露出するよう
に、前記ハウジングの前記開口部を前記カバーが覆うこ
とを特徴とする請求項1または2に記載した回転角度セ
ンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001390039A JP2003194580A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 回転角度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001390039A JP2003194580A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 回転角度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003194580A true JP2003194580A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27598080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001390039A Abandoned JP2003194580A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 回転角度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003194580A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001390039A patent/JP2003194580A/ja not_active Abandoned
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