JP2006300704A - Rotation angle detecting sensor - Google Patents

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Toshimichi Matsuzaki
敏道 松崎
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detecting sensor of simple constitution having high detection precision. <P>SOLUTION: This sensor is provided with a cylindrical magnet 1 having an N-pole in one side of an inner circumferential face and an S-pole in an opposite side thereof, a stator 2 comprising a cylindrical magnetic substance arranged concentrically with the magnet 1 in an inside surrounded by the magnet 1, a rotor 3 comprising a magnetic substance rotated concentrically between the stator 2 and the magnet 1 and having a ununiform side face shape in a position along a circumferential direction, and a magnetic flux detector 4 for detecting a magnetic flux varied in a level in response to a rotation angle of the rotor 3 through the stator 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転に応じて磁束が変化するようにした回転角度検出センサに係り、簡素な構成で検出精度の高い回転角度検出センサに関する。   The present invention relates to a rotation angle detection sensor in which a magnetic flux changes according to rotation, and more particularly to a rotation angle detection sensor with a simple configuration and high detection accuracy.

特許文献１等に示される従来の回転角度検出センサは、磁石の回転に応じて磁束が変化するようにしたものである。すなわち、図１３に示されるように、結合軸１４１と共に回転する側板１４２の内周にＮ極・Ｓ極が周方向に並んだ円筒状の永久磁石１４３を取り付け、その磁石１４３の内側に固定子１４４を設けてある。図１４に示されるように、固定子１４４は磁石１４３と同心に配置された円柱状の磁性体からなり、その固定子１４４は直径に沿って２分され、その２分によって生じたギャップ内に磁束検出器１４５が挟まれている。   The conventional rotation angle detection sensor disclosed in Patent Document 1 and the like is configured such that the magnetic flux changes according to the rotation of the magnet. That is, as shown in FIG. 13, a cylindrical permanent magnet 143 having N and S poles arranged in the circumferential direction is attached to the inner periphery of the side plate 142 that rotates together with the coupling shaft 141, and the stator is placed inside the magnet 143. 144 is provided. As shown in FIG. 14, the stator 144 is formed of a cylindrical magnetic body disposed concentrically with the magnet 143, and the stator 144 is divided into two along the diameter, and within the gap generated by the two minutes. A magnetic flux detector 145 is sandwiched.

結合軸１４１が回転すると、磁石１４３のＮ極・Ｓ極の配置に対する固定子１４４のギャップの角度が変わり、それによって磁束検出器１４５を通る磁束の大きさが変化する。つまり、回転角度に応じて磁束検出器１４５の出力の大きさが変化するので、回転角度が検出できる。   When the coupling shaft 141 rotates, the angle of the gap of the stator 144 with respect to the arrangement of the N pole and S pole of the magnet 143 changes, and thereby the magnitude of the magnetic flux passing through the magnetic flux detector 145 changes. That is, since the magnitude of the output of the magnetic flux detector 145 changes according to the rotation angle, the rotation angle can be detected.

特許第２９２０１７９号公報Japanese Patent No. 2920179

磁石は焼結製造法又は鋳造法で作られるので、円筒状に形成する場合、肉厚（内径と外径の差）を薄くすることは困難である。このため、肉厚が厚くなり、質量が増すので、回転の慣性が大きくなる。回転の慣性が大きくなると回転速度の変動に対して追従しにくくなる。よって、回転速度の変動を測定したい場合に、急峻な変動が測定困難になる。   Since the magnet is made by a sintered manufacturing method or a casting method, it is difficult to reduce the wall thickness (difference between the inner diameter and the outer diameter) when it is formed in a cylindrical shape. For this reason, the thickness increases and the mass increases, so that the inertia of rotation increases. When the inertia of rotation increases, it becomes difficult to follow the fluctuation of the rotation speed. Therefore, when it is desired to measure the fluctuation of the rotational speed, the steep fluctuation becomes difficult to measure.

磁石は脆い材料で作られるので、磁石を回転させるためには、ヨークなどの補強材で磁石を補強する必要がある。つまり、磁石の外周をヨークで覆うことになる。これによっても、質量が増すので、回転の慣性が大きくなり、急峻な変動が測定困難になる。   Since the magnet is made of a brittle material, it is necessary to reinforce the magnet with a reinforcing material such as a yoke in order to rotate the magnet. That is, the outer periphery of the magnet is covered with the yoke. This also increases the mass, which increases the inertia of rotation and makes it difficult to measure steep fluctuations.

磁石は焼結製造法又は鋳造法などの製法によって形状が制約される。つまり、所望した形状の磁石をなかなか得られない。また、磁石は追加加工をするのにも時間が掛かる。よって、磁石を回転軸等の他部材と結合させるための形状にするのが難しく、それが可能であっても製造コストがかかる。   The shape of the magnet is limited by a manufacturing method such as a sintered manufacturing method or a casting method. That is, it is difficult to obtain a magnet having a desired shape. Also, it takes time to perform additional machining on the magnet. Therefore, it is difficult to form a shape for coupling the magnet to another member such as a rotating shaft, and even if it is possible, manufacturing costs are required.

そこで、本発明の目的は、以下の通りである。   Therefore, the objects of the present invention are as follows.

１．回転角度およびその時間的変動を、簡単な構造で精度よく容易に検出できる回転角度検出センサを提供すること。   1. To provide a rotation angle detection sensor capable of easily and accurately detecting a rotation angle and its temporal variation with a simple structure.

２．小さいトルク、小さいエネルギで回転角度およびその時間的変動を検出できる回転角度検出センサを提供すること。   2. To provide a rotation angle detection sensor capable of detecting a rotation angle and its temporal variation with a small torque and a small energy.

３．各部品を短時間で精度よく組み立てることができ、大量に安定した品質の回転角度検出センサが製造できるようにすること。   3. Each component can be assembled accurately in a short time, and a large amount of stable rotation angle detection sensors can be manufactured.

４．組立性が良く、安価な回転角度検出センサを提供すること。   4). To provide an inexpensive rotation angle detection sensor that is easy to assemble.

簡単にまとめると、本発明の目的は、簡素な構成で検出精度の高い回転角度検出センサを提供することにある。   Briefly summarized, an object of the present invention is to provide a rotation angle detection sensor having a simple configuration and high detection accuracy.

上記目的を達成するために本発明は、内周面の片側がＮ極で反対側がＳ極である円筒状の磁石と、その磁石に囲まれた内側に該磁石と同心に配置された円筒状の磁性体からなる固定子と、上記固定子と上記磁石の間を同心に回転し周方向の位置によって不均一な側面形状をした磁性体からなる回転子と、上記固定子を通って上記回転子の回転角度に応じて大きさが変化する磁束を検出する磁束検出器とを備えたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical magnet having an N pole on one side of the inner peripheral surface and an S pole on the opposite side, and a cylindrical shape arranged concentrically with the magnet inside the magnet. A stator made of a magnetic material, a rotor made of a magnetic material that rotates concentrically between the stator and the magnet and has a non-uniform side surface shape depending on a circumferential position, and the rotation through the stator. And a magnetic flux detector for detecting a magnetic flux whose size changes according to the rotation angle of the child.

上記固定子は、上記磁石のＮ極に臨むＮ側固定子片と上記磁石のＳ極に臨むＳ側固定子片とに分割形成され、これらＮ側固定子片とＳ側固定子片との間に上記磁束検出器を挟んでもよい。   The stator is divided into an N-side stator piece facing the N pole of the magnet and an S-side stator piece facing the S pole of the magnet, and the N-side stator piece and the S-side stator piece The magnetic flux detector may be sandwiched between them.

上記固定子は、上記Ｎ側固定子片とＳ側固定子片とが向き合う箇所に、上記磁束検出器に磁束を集中させるための面取りが形成されていてもよい。   The stator may have a chamfer for concentrating the magnetic flux on the magnetic flux detector at a location where the N-side stator piece and the S-side stator piece face each other.

上記固定子は、樹脂からなるベース板に上記磁石と共に固定されていてもよい。   The stator may be fixed to a base plate made of resin together with the magnet.

上記ベース板は、上記磁石の中心を通る回転軸を軸承する軸受けを有してもよい。   The base plate may have a bearing that supports a rotating shaft passing through the center of the magnet.

上記回転子は、上記磁石と同心の半円筒状に形成されていてもよい。   The rotor may be formed in a semi-cylindrical shape concentric with the magnet.

上記半円筒状の回転子は、周方向の端部に丸み又は面取りが形成されていてもよい。   The semi-cylindrical rotor may be rounded or chamfered at the end in the circumferential direction.

上記回転子は、上記磁石と同心の円筒状に形成され、その周の一部に切り欠き又は窓が形成されていてもよい。   The rotor may be formed in a cylindrical shape concentric with the magnet, and a notch or a window may be formed in a part of the circumference of the rotor.

上記円筒状の回転子は、上記切り欠き又は窓の周方向の端部に丸み又は面取りが形成されていてもよい。   The cylindrical rotor may be rounded or chamfered at a circumferential end of the notch or window.

上記回転子は、上記磁石と同心に配置された円筒状の樹脂からなる樹脂回転子と一体に形成されていてもよい。   The rotor may be formed integrally with a resin rotor made of a cylindrical resin disposed concentrically with the magnet.

上記回転子は、上記磁石の中心を通る回転軸に固定されていてもよい。   The rotor may be fixed to a rotation shaft that passes through the center of the magnet.

上記固定子は、上記磁石と同心に配置された円弧状又は円環状の板を積層して形成されていてもよい。   The stator may be formed by stacking arcuate or annular plates arranged concentrically with the magnet.

上記固定子は、磁性粉末を固めて形成されていてもよい。   The stator may be formed by solidifying magnetic powder.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。   The present invention exhibits the following excellent effects.

（１）簡素な構成で、しかも検出精度が高い。   (1) Simple configuration and high detection accuracy.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１に示されるように、本発明に係る回転角度検出センサは、内周面の片側がＮ極で反対側がＳ極である円筒状の磁石１と、その磁石１に囲まれた内側に磁石１と同心に配置された円筒状の磁性体からなる固定子２と、固定子２と上記磁石１の間を同心に回転し周方向の位置によって不均一な側面形状をした磁性体からなる回転子３と、固定子２を通って回転子３の回転角度に応じて大きさが変化する磁束を検出する磁束検出器４とを備えたものである。   As shown in FIG. 1, the rotation angle detection sensor according to the present invention includes a cylindrical magnet 1 having an N pole on one side of the inner peripheral surface and an S pole on the opposite side, and a magnet on the inner side surrounded by the magnet 1. A stator 2 made of a cylindrical magnetic body arranged concentrically with 1 and a rotation made of a magnetic body that rotates concentrically between the stator 2 and the magnet 1 and has a non-uniform side surface shape depending on the circumferential position. It comprises a child 3 and a magnetic flux detector 4 for detecting a magnetic flux whose magnitude changes according to the rotation angle of the rotor 3 through the stator 2.

固定子２は、軟磁性材料であることが望ましい。また、回転子３も軟磁性材料であることが望ましい。   The stator 2 is preferably a soft magnetic material. The rotor 3 is also preferably a soft magnetic material.

固定子２は、磁石１のＮ極に臨むＮ側固定子片２Ｎと磁石１のＳ極に臨むＳ側固定子片２Ｓとに分割形成され、これらＮ側固定子片２ＮとＳ側固定子片２Ｓとの間に磁束検出器４を挟んだものである。図示のように、Ｎ側固定子片２Ｎ及びＳ側固定子片２Ｓは、それぞれほぼ半円柱状に形成されており、各々の周方向の端面が向き合うことで、２箇所のギャップｇを形成している。磁束検出器４は、それぞれのギャップｇに設置されている。   The stator 2 is divided into an N-side stator piece 2N facing the N pole of the magnet 1 and an S-side stator piece 2S facing the S pole of the magnet 1, and these N-side stator piece 2N and the S-side stator. The magnetic flux detector 4 is sandwiched between the piece 2S. As shown in the figure, the N-side stator piece 2N and the S-side stator piece 2S are each formed in a substantially semi-cylindrical shape, and form two gaps g by facing the respective circumferential end faces. ing. The magnetic flux detector 4 is installed in each gap g.

固定子２は、円盤状の非磁性体からなるベース板５（図２参照）に磁石１と共に固定されている。すなわち、固定子２と磁石１は一体であり、どちらも固定である。そして、ベース板５が非磁性体であることにより、磁束が磁石１から集中的にベース板５を通って固定子２に至ることはない。   The stator 2 is fixed together with the magnet 1 to a base plate 5 (see FIG. 2) made of a disk-like nonmagnetic material. That is, the stator 2 and the magnet 1 are integrated, and both are fixed. And since the base plate 5 is a nonmagnetic material, magnetic flux does not intensively pass from the magnet 1 through the base plate 5 to the stator 2.

回転子３は、磁石１の内径より径が小さく、固定子２の外径より径が大きく、磁石１と固定子２で囲まれた空間の一部を占め、この空間内で回転するものである。後述する磁束の変化を起こすために、周方向の位置によって不均一な側面形状なっている。ここでは、回転子３は、磁石１と同心の半円筒状に形成されている。すなわち、周方向に１８０度にわたって側面には磁性体による円筒面があり、残りの１８０度にわたっては側面には空間しかない。   The rotor 3 is smaller in diameter than the inner diameter of the magnet 1 and larger in diameter than the outer diameter of the stator 2, occupies a part of the space surrounded by the magnet 1 and the stator 2, and rotates in this space. is there. In order to cause a change in magnetic flux, which will be described later, a non-uniform side surface shape is formed depending on the circumferential position. Here, the rotor 3 is formed in a semi-cylindrical shape concentric with the magnet 1. That is, there is a cylindrical surface made of a magnetic material on the side surface over 180 degrees in the circumferential direction, and there is only space on the side surface over the remaining 180 degrees.

また、ここでは、回転角度の検出対象である回転軸６が磁石１の中心を通っており、固定子２及びベース板５の中心部は回転軸６が貫通する穴７になっている。回転子３は、その片端部を覆う回転板８（図２参照）を介して回転軸６に固定されている。回転軸６は、磁束に影響を与えないよう、非磁性体であることが望ましい。   In addition, here, the rotation shaft 6 that is the object of detection of the rotation angle passes through the center of the magnet 1, and the central portions of the stator 2 and the base plate 5 are holes 7 through which the rotation shaft 6 passes. The rotor 3 is fixed to the rotating shaft 6 via a rotating plate 8 (see FIG. 2) that covers one end of the rotor 3. The rotating shaft 6 is preferably a non-magnetic material so as not to affect the magnetic flux.

図２に示されるように、磁石１、回転子３、固定子２は、軸方向の高さがほぼ同じになっており、磁束検出器４は固定子２の端面をほぼ全部覆う感知面を有し、この感知面を通る磁束を検出することができる。磁石１と固定子２はベース板５に固定されているが、回転子３はベース板５には固定されず回転軸６に固定されている。   As shown in FIG. 2, the magnet 1, the rotor 3, and the stator 2 have substantially the same axial height, and the magnetic flux detector 4 has a sensing surface that covers almost the entire end surface of the stator 2. And the magnetic flux passing through the sensing surface can be detected. The magnet 1 and the stator 2 are fixed to the base plate 5, but the rotor 3 is not fixed to the base plate 5 but is fixed to the rotating shaft 6.

以下、図１と図３を用いて動作原理を説明する。   The operation principle will be described below with reference to FIGS.

まず、図１の状態では、回転子３が磁石１のＮ極と一致するような回転角度に位置している。このとき、磁束は、磁石１のＮ極から回転子３に向かい、Ｎ側固定子片２Ｎ、ギャップｇ、Ｓ側固定子片２Ｓを通って磁石１のＳ極に至る。これにより、Ｎ極を出るほとんど全ての磁束がギャップｇを通ることになる。   First, in the state of FIG. 1, the rotor 3 is positioned at a rotation angle that matches the north pole of the magnet 1. At this time, the magnetic flux travels from the N pole of the magnet 1 toward the rotor 3, and reaches the S pole of the magnet 1 through the N side stator piece 2 </ b> N, the gap g, and the S side stator piece 2 </ b> S. As a result, almost all the magnetic flux exiting the N pole passes through the gap g.

一方、回転子３が図１の状態から右へ９０度回転した図３の状態では、回転子３が磁石１のＮ極とＳ極に半分ずつかかっている回転角度に位置している。このとき、回転子３が位置している側では、磁石１のＮ極から出た磁束の一部は、回転子３に捕捉され、回転子３の肉厚内部を周方向に通り、磁石１のＳ極に至る。回転子３がない側では、磁石１のＮ極から出た磁束は、Ｎ側固定子片２Ｎ、ギャップｇ、Ｓ側固定子片２Ｓを通って磁石１のＳ極に至る。このため、固定子２を通過する磁束は、図１の状態に比べて半分程度となる。よって、ギャップｇを通る磁束も半分程度となる。   On the other hand, in the state of FIG. 3 in which the rotor 3 is rotated 90 degrees to the right from the state of FIG. 1, the rotor 3 is positioned at a rotation angle that hangs on the N pole and S pole of the magnet 1 in half. At this time, on the side where the rotor 3 is located, a part of the magnetic flux emitted from the north pole of the magnet 1 is captured by the rotor 3, passes through the wall thickness of the rotor 3 in the circumferential direction, and the magnet 1. To the S pole. On the side where the rotor 3 is not present, the magnetic flux emitted from the N pole of the magnet 1 reaches the S pole of the magnet 1 through the N side stator piece 2N, the gap g, and the S side stator piece 2S. For this reason, the magnetic flux passing through the stator 2 is about half that of the state of FIG. Therefore, the magnetic flux passing through the gap g is also about half.

以上のように、回転子３の回転角度が変わると、磁石１の極と回転子３の側面形状との位置関係が変わることで、固定子２を通過する磁束が変化することになる。その結果、ギャップｇを通る磁束も変化するので、ギャップｇに設けた磁束検出器４で磁束を検出すれば、回転子３の回転角度、すなわち回転軸６の回転角度を知ることができる。   As described above, when the rotation angle of the rotor 3 changes, the magnetic flux passing through the stator 2 changes because the positional relationship between the poles of the magnet 1 and the side surface shape of the rotor 3 changes. As a result, the magnetic flux passing through the gap g also changes. Therefore, if the magnetic flux is detected by the magnetic flux detector 4 provided in the gap g, the rotation angle of the rotor 3, that is, the rotation angle of the rotary shaft 6 can be known.

本発明の回転角度検出センサは、従来のものに比べて、磁石１を回転させないので、磁石自体や補強材による回転慣性の増大がなく、回転子３は軽量、堅牢かつ加工容易な磁性体材料で作ることができるため、回転速度の急峻な変動にも追随することができる。   Since the rotation angle detection sensor of the present invention does not rotate the magnet 1 compared to the conventional one, there is no increase in rotational inertia due to the magnet itself or the reinforcing material, and the rotor 3 is a magnetic material that is lightweight, robust and easy to process. Therefore, it is possible to follow steep fluctuations in the rotation speed.

次に、本発明の他の実施形態を説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図４に示した回転角度検出センサは、図１のベース板５を変形したものである。このベース板４１は、回転軸６の軸受けになっていると共に、回転子３を軸方向一方から支持する台座にもなっている。これは、軸受けや台座の部材を削減することを目的としている。ベース板４１の材料としては、ナイロン樹脂、フッ素樹脂等の摩擦、摩耗の少ない樹脂を用いるとよい。   The rotation angle detection sensor shown in FIG. 4 is a modification of the base plate 5 of FIG. The base plate 41 serves as a bearing for the rotating shaft 6 and also serves as a pedestal for supporting the rotor 3 from one axial direction. This is intended to reduce bearings and pedestal members. As a material of the base plate 41, it is preferable to use a resin with little friction and wear such as nylon resin and fluororesin.

また、このベース板４１は、固定子２と磁石１を同時に一体化するべく樹脂成形される。これは、固定子２や磁石１、あるいはベース板５を個別の部材として回転角度検出センサの組立に供するのでなく、固定子２及び磁石１を一体化したベース板４１をひとつの部材とすることで回転角度検出センサの組立を簡素化することを目的としている。   The base plate 41 is resin-molded so as to integrate the stator 2 and the magnet 1 at the same time. This does not use the stator 2, the magnet 1, or the base plate 5 as an individual member for the assembly of the rotation angle detection sensor, but uses the base plate 41 that integrates the stator 2 and the magnet 1 as one member. The purpose of this is to simplify the assembly of the rotation angle detection sensor.

図５（ａ）の回転子３は、図１の回転角度検出センサに使用したものである。ここで、この半円筒状の回転子３の周方向の端部（破線円で囲む）に着目すると、円筒を切ったような形状であるため、端面５１と内周面５２あるいは外周面５３がほぼ直角になっている。そこで、この端部について、図５（ｂ）あるいは図５（ｃ）のように、端面５１から内周面５２あるいは外周面５３にかけて丸み又は面取りを形成する。これにより、回転時に端面５１が受ける空気抵抗が小さくでき、回転子３の回転が妨げられにくい。   The rotor 3 in FIG. 5A is used for the rotation angle detection sensor in FIG. Here, paying attention to the circumferential end of the semi-cylindrical rotor 3 (enclosed by a broken-line circle), the end surface 51 and the inner peripheral surface 52 or the outer peripheral surface 53 are formed because the shape is like a cut cylinder. It is almost perpendicular. Therefore, the end portion is rounded or chamfered from the end surface 51 to the inner peripheral surface 52 or the outer peripheral surface 53 as shown in FIG. 5B or 5C. Thereby, the air resistance which the end surface 51 receives at the time of rotation can be made small, and rotation of the rotor 3 is hard to be prevented.

図６の回転子６１は、これまでの回転子３と異なり、磁石１と同心の円筒状に形成される。ただし、周方向の位置によって不均一な側面形状であることが必要であるから、その周の一部に切り欠き又は窓を形成する。図７に種々の側面形状を示す。   The rotor 61 in FIG. 6 is formed in a cylindrical shape concentric with the magnet 1, unlike the conventional rotor 3. However, since it is necessary to have a non-uniform side surface shape depending on the position in the circumferential direction, a notch or a window is formed in a part of the circumference. FIG. 7 shows various side shapes.

図７（ａ）の回転子６１ａは、磁性体を円筒状に形成した側面に、大きさが異なる複数の窓７１を設けてある。各窓７１は、軸方向開口高さは均一であるが周方向開口幅が異なる。これらの窓７１を適宜な周方向の位置に配置することで、前述の回転角度検出原理における磁束の通過、捕捉の態様を任意に作り出すことができる。図７（ｂ）の回転子６１ｂは、周方向開口幅が広い窓７２をひとつだけ設けたものである。図７（ｃ）の回転子６１ｃは、磁性体を円筒状に形成した側面に、大きさが異なる複数の切り欠き７３を設けてある。図７（ｄ）の回転子６１ｄは、周方向開口幅が広い切り欠き７４をひとつだけ設けたものである。いずれの構成も、周方向の位置によって不均一な側面形状であるため、回転角度に応じて固定子２を通過する磁束の大きさを変化させる働きがある。   The rotor 61a in FIG. 7A is provided with a plurality of windows 71 having different sizes on the side surface in which a magnetic body is formed in a cylindrical shape. Each window 71 has a uniform axial opening height but a different circumferential opening width. By arranging these windows 71 at appropriate circumferential positions, it is possible to arbitrarily create the manner of passage and capture of the magnetic flux in the aforementioned rotation angle detection principle. The rotor 61b of FIG. 7B is provided with only one window 72 having a wide circumferential opening width. The rotor 61c in FIG. 7C is provided with a plurality of notches 73 having different sizes on the side surface in which the magnetic body is formed in a cylindrical shape. The rotor 61d in FIG. 7D is provided with only one notch 74 having a wide circumferential opening width. Each of the configurations has a non-uniform side surface shape depending on the position in the circumferential direction, and thus has a function of changing the magnitude of the magnetic flux passing through the stator 2 according to the rotation angle.

また、図示しないが、図７の窓７１，７２や切り欠き７３，７４の周方向の端部に、図５（ｂ）、図５（ｃ）で説明したような、丸み又は面取りを形成すると、回転子３の回転が妨げられにくい。   Moreover, although not shown in figure, when the roundness or chamfering as demonstrated in FIG.5 (b) and FIG.5 (c) is formed in the edge part of the circumferential direction of the windows 71 and 72 and the notches 73 and 74 of FIG. The rotation of the rotor 3 is not easily disturbed.

図８の樹脂回転子８１は、図５の回転子３を樹脂で覆ったものである。樹脂回転子８１は、円筒状に成形される。これにより、回転子３の端面がもたらす回転時の空気抵抗の問題が解消できる。また、樹脂回転子８１が円筒状であるので、回転子３が半円筒状であることによる軸のアンバランスを解消できる。   A resin rotor 81 in FIG. 8 is obtained by covering the rotor 3 in FIG. 5 with resin. The resin rotor 81 is formed in a cylindrical shape. Thereby, the problem of the air resistance at the time of rotation which the end surface of the rotor 3 brings about can be eliminated. Moreover, since the resin rotor 81 is cylindrical, the shaft imbalance due to the rotor 3 being semi-cylindrical can be eliminated.

図９の樹脂回転子９１は、図６の回転子６１を樹脂で覆ったものである。樹脂回転子９１は、図７（ａ）〜図７（ｄ）のような側面形状に関係なく、窓等の欠損のない円筒状に成形される。これによる効果は図８の樹脂回転子８１による効果に準ずる。   A resin rotor 91 in FIG. 9 is obtained by covering the rotor 61 in FIG. 6 with resin. The resin rotor 91 is formed in a cylindrical shape having no defects such as windows regardless of the side shape as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d). The effect of this is similar to the effect of the resin rotor 81 in FIG.

図１０の回転角度検出センサは、樹脂回転子８１，９１を図２の回転板８と同時に一体成形した樹脂回転子１０１を用いたものである。   The rotation angle detection sensor of FIG. 10 uses a resin rotor 101 in which resin rotors 81 and 91 are integrally formed simultaneously with the rotating plate 8 of FIG.

図１１の回転角度検出センサは、図４のベース板４１を変形したもので、このベース板１１１には、回転軸６を軸承する軸受け１１２を埋設してある。軸受け１１２は、ベアリング軸受けである。軸受け１１２は、固定子２及び磁石１と同時に樹脂成形によりベース板１１１に一体化される。   The rotation angle detection sensor of FIG. 11 is a modification of the base plate 41 of FIG. 4, and a bearing 112 that supports the rotary shaft 6 is embedded in the base plate 111. The bearing 112 is a bearing bearing. The bearing 112 is integrated with the base plate 111 by resin molding simultaneously with the stator 2 and the magnet 1.

図示しないが、固定子２は、磁石１と同心に配置された円弧状又は円環状の板を積層して形成することができる。また、固定子２は、磁性粉末を固めて形成することができる。   Although not shown, the stator 2 can be formed by laminating arcuate or annular plates arranged concentrically with the magnet 1. The stator 2 can be formed by solidifying magnetic powder.

図１２の回転角度検出センサは、図１の固定子２を変形したもので、この固定子１２１は、Ｎ側固定子片１２１ＮとＳ側固定子片１２１Ｓとが向き合う箇所に、磁束検出器４に磁束を集中させるための面取りが形成されている。つまり、Ｎ側固定子片１２１ＮとＳ側固定子片１２１Ｓは、それぞれギャップｇがテーパ状に広がるように、周方向両端が斜めに切り落とされている。一方、磁束検出器４は図２で見たような固定子２の端面をほぼ全部覆うものではなく、それより小さい。しかし、面取りの効果により、磁束検出器４に磁束を集中させることができる。   The rotation angle detection sensor of FIG. 12 is a modification of the stator 2 of FIG. 1, and this stator 121 has a magnetic flux detector 4 at a location where the N-side stator piece 121N and the S-side stator piece 121S face each other. A chamfer for concentrating the magnetic flux is formed. That is, the N-side stator piece 121N and the S-side stator piece 121S are cut off obliquely at both ends in the circumferential direction so that the gap g widens in a tapered shape. On the other hand, the magnetic flux detector 4 does not cover almost the entire end face of the stator 2 as seen in FIG. However, the magnetic flux can be concentrated on the magnetic flux detector 4 due to the chamfering effect.

本発明の一実施形態を示す回転角度検出センサの軸方向から見た平断面図である。It is the plane sectional view seen from the axial direction of the rotation angle detection sensor which shows one embodiment of the present invention. 図１の回転角度検出センサの側断面図である。It is a sectional side view of the rotation angle detection sensor of FIG. 図１の回転角度検出センサの別の状態を示す平断面図である。It is a plane sectional view which shows another state of the rotation angle detection sensor of FIG. 本発明の一実施形態を示す回転角度検出センサの側断面図である。It is a sectional side view of the rotation angle detection sensor which shows one Embodiment of this invention. （ａ）は本発明の一実施形態を示す回転子の平断面図、（ｂ），（ｃ）は回転子の端部拡大図である。(A) is the plane sectional view of the rotor which shows one Embodiment of this invention, (b), (c) is the edge part enlarged view of a rotor. 本発明の一実施形態を示す回転子の平断面図である。It is a plane sectional view of a rotor showing one embodiment of the present invention. （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の一実施形態を示す回転子の側面図である。(A)-(d) is a side view of the rotor which respectively shows one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態を示す樹脂回転子の平断面図である。It is a plane sectional view of a resin rotor showing one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を示す樹脂回転子の平断面図である。It is a plane sectional view of a resin rotor showing one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を示す回転角度検出センサの側断面図である。It is a sectional side view of the rotation angle detection sensor which shows one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態を示す回転角度検出センサの側断面図である。It is a sectional side view of the rotation angle detection sensor which shows one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態を示す回転角度検出センサの平断面図である。It is a plane sectional view of a rotation angle detection sensor showing one embodiment of the present invention. 従来の回転角度検出センサの側断面図である。It is a sectional side view of the conventional rotation angle detection sensor. 従来の回転角度検出センサの平断面図である。It is a plane sectional view of the conventional rotation angle detection sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１ 磁石
２ 固定子
３ 回転子
４ 磁束検出器
1 Magnet 2 Stator 3 Rotor 4 Magnetic flux detector

Claims (13)

内周面の片側がＮ極で反対側がＳ極である円筒状の磁石と、その磁石に囲まれた内側に該磁石と同心に配置された円筒状の磁性体からなる固定子と、上記固定子と上記磁石の間を同心に回転し周方向の位置によって不均一な側面形状をした磁性体からなる回転子と、上記固定子を通って上記回転子の回転角度に応じて大きさが変化する磁束を検出する磁束検出器とを備えたことを特徴とする回転角度検出センサ。   A cylindrical magnet having an N pole on one side of the inner peripheral surface and an S pole on the opposite side, a stator made of a cylindrical magnetic body disposed concentrically with the magnet inside the magnet, and the above-mentioned fixing A rotor made of a magnetic material that rotates concentrically between the rotor and the magnet and has a non-uniform side surface shape depending on the circumferential position, and the size changes according to the rotation angle of the rotor through the stator A rotation angle detection sensor comprising a magnetic flux detector for detecting a magnetic flux to be detected. 上記固定子は、上記磁石のＮ極に臨むＮ側固定子片と上記磁石のＳ極に臨むＳ側固定子片とに分割形成され、これらＮ側固定子片とＳ側固定子片との間に上記磁束検出器を挟むことを特徴とする請求項１記載の回転角度検出センサ。   The stator is divided into an N-side stator piece facing the N pole of the magnet and an S-side stator piece facing the S pole of the magnet, and the N-side stator piece and the S-side stator piece The rotation angle detection sensor according to claim 1, wherein the magnetic flux detector is sandwiched therebetween. 上記固定子は、上記Ｎ側固定子片とＳ側固定子片とが向き合う箇所に、上記磁束検出器に磁束を集中させるための面取りが形成されていることを特徴とする請求項２記載の回転角度検出センサ。   The chamfer for concentrating the magnetic flux on the magnetic flux detector is formed in the stator where the N-side stator piece and the S-side stator piece face each other. Rotation angle detection sensor. 上記固定子は、樹脂からなるベース板に上記磁石と共に固定されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to claim 1, wherein the stator is fixed to a base plate made of resin together with the magnet. 上記ベース板は、上記磁石の中心を通る回転軸を軸承する軸受けを有することを特徴とする請求項４記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to claim 4, wherein the base plate has a bearing that supports a rotation shaft passing through a center of the magnet. 上記回転子は、上記磁石と同心の半円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to claim 1, wherein the rotor is formed in a semi-cylindrical shape concentric with the magnet. 上記半円筒状の回転子は、周方向の端部に丸み又は面取りが形成されていることを特徴とする請求項６記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to claim 6, wherein the semi-cylindrical rotor is rounded or chamfered at a circumferential end. 上記回転子は、上記磁石と同心の円筒状に形成され、その周の一部に切り欠き又は窓が形成されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotor is formed in a cylindrical shape concentric with the magnet, and a notch or a window is formed in a part of the circumference of the rotor. 上記円筒状の回転子は、上記切り欠き又は窓の周方向の端部に丸み又は面取りが形成されていることを特徴とする請求項８記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to claim 8, wherein the cylindrical rotor is rounded or chamfered at a circumferential end of the notch or window. 上記回転子は、上記磁石と同心に配置された円筒状の樹脂からなる樹脂回転子と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to any one of claims 1 to 9, wherein the rotor is formed integrally with a resin rotor made of a cylindrical resin arranged concentrically with the magnet. 上記回転子は、上記磁石の中心を通る回転軸に固定されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to claim 1, wherein the rotor is fixed to a rotation shaft that passes through a center of the magnet. 上記固定子は、上記磁石と同心に配置された円弧状又は円環状の板を積層して形成されていることを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載の回転角度検出センサ。   The rotation angle detection sensor according to claim 1, wherein the stator is formed by stacking arc-shaped or annular plates arranged concentrically with the magnet. 上記固定子は、磁性粉末を固めて形成されていることを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載の回転角度検出センサ。
The rotation angle detection sensor according to claim 1, wherein the stator is formed by solidifying magnetic powder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010534330A (en) * 2007-07-24 2010-11-04 ムービング マグネット テクノロジーズ Non-contact multi-turn absolute position magnetic sensor
WO2013075456A1 (en) * 2011-11-23 2013-05-30 湖南三一智能控制设备有限公司 Leveling sensing device and leveling control system

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