JP2011033387A - Angular detection sensor - Google Patents
Angular detection sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011033387A JP2011033387A JP2009177672A JP2009177672A JP2011033387A JP 2011033387 A JP2011033387 A JP 2011033387A JP 2009177672 A JP2009177672 A JP 2009177672A JP 2009177672 A JP2009177672 A JP 2009177672A JP 2011033387 A JP2011033387 A JP 2011033387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection
- angle
- voltage
- output
- angle range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
本発明は、角度検出センサに関し、特に、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力する角度検出センサに関する。 The present invention relates to an angle detection sensor, and more particularly to an angle detection sensor that outputs a detection voltage stepwise with respect to a rotation angle of a detection target.
一般に、回転角度に対してリニアな検出電圧を出力する角度検出センサが知られている。この種の角度検出センサは、検出対象に磁石を設け、磁石に対向させて磁気検出素子を配置して構成されている。そして、検出対象の回転により、磁気検出素子に作用する磁束が変化し、磁束の変化（回転角度）に応じたリニアな出力電圧が角度検出センサから出力される。 In general, an angle detection sensor that outputs a detection voltage linear with respect to a rotation angle is known. This type of angle detection sensor is configured by providing a magnet as a detection target and arranging a magnetic detection element facing the magnet. And the magnetic flux which acts on a magnetic detection element changes with rotation of a detection target, and the linear output voltage according to the change (rotation angle) of magnetic flux is output from an angle detection sensor.
また、検出対象の回転角度を検出する角度検出センサとして、回転角度に対して階段状に検出電圧を出力するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の角度検出センサは、環状のコアに内側に、検出対象としての回転軸を配置し、コアに磁気検出素子、回転軸に環状の磁石を取り付けて構成されている。また、磁気検出素子は、比較器や数値対応テーブルにより、出力電圧を段階的に補正する信号処理部に接続されている。
As an angle detection sensor for detecting a rotation angle of a detection target, one that outputs a detection voltage in a stepwise manner with respect to the rotation angle is known (for example, see Patent Document 1). The angle detection sensor described in
そして、回転角度に応じた出力電圧が信号処理部に入力されると、出力電圧が信号処理部により段階的に設定された電圧レベルに補正される。このように、特許文献１に記載の角度検出センサは、回転角度に対してリニアな出力電圧を、信号処理部を介して段階的に補正することで、階段状の出力電圧を得ている。
When an output voltage corresponding to the rotation angle is input to the signal processing unit, the output voltage is corrected to a voltage level set stepwise by the signal processing unit. As described above, the angle detection sensor described in
しかしながら、上記した回転角度に対してリニアな出力電圧を出力する角度検出センサにおいては、検出対象の機械的なガタ等により検出電圧が変動され、検出電圧の大きさに応じて駆動モードを切り替える装置に適用した場合には、誤動作されるおそれがあった。 However, in the angle detection sensor that outputs an output voltage that is linear with respect to the rotation angle described above, the detection voltage is fluctuated due to a mechanical play or the like to be detected, and the drive mode is switched according to the magnitude of the detection voltage When applied to the above, there is a risk of malfunction.
この点、特許文献１に記載の角度検出センサにおいては、検出電圧が段階的な電圧レベルで出力されるため、検出対象の機械的なガタによる検出電圧の変動が吸収されるが、数値対応テーブルが必要となり、処理構成が煩雑となるという問題があった。
In this respect, in the angle detection sensor described in
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用されるものにおいて、簡易な処理構成で、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力することができる角度検出センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is applied to an apparatus that switches a drive mode in accordance with a rotation angle of a detection target. An object of the present invention is to provide an angle detection sensor capable of outputting a detection voltage stepwise.
本発明の角度検出センサは、検出対象と共に回転可能な磁石と、前記磁石の回転による磁束の変化に応じた信号を出力する磁気センサを有し、前記磁気センサから出力された信号を２値化して出力する複数の検出部と、前記複数の検出部から出力された２値化信号に基づいて、段階的に電圧レベルが変化された検出電圧を出力する電圧出力部とを備え、前記複数の検出部は、前記磁石の回転方向に沿って、前記磁石の着磁ピッチ間に配置されることを特徴とする。 An angle detection sensor according to the present invention includes a magnet that can rotate with a detection target, and a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to a change in magnetic flux caused by the rotation of the magnet, and binarizes the signal output from the magnetic sensor. A plurality of detection units that output the voltage, and a voltage output unit that outputs a detection voltage whose voltage level is changed stepwise based on the binarized signals output from the plurality of detection units. A detection part is arrange | positioned between the magnetization pitches of the said magnet along the rotation direction of the said magnet.
この構成によれば、複数の検出部から出力された２値化信号に基づいて検出電圧が検出対象の回転角度に応じて段階的な電圧レベルで出力されるため、検出対象の機械的なガタによる検出電圧の変動が吸収される。よって、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用した場合に、切り替えの誤作動が防止される。また、検出部において検出対象の回転角度が２値化されるため、従来の角度検出センサと比較して数値対応テーブルが不要となり、電圧出力部を簡易な処理構成とすることができる。さらに、磁石の着磁ピッチ間に複数の検出部が配置されるため、複数の検出部の配置間隔に応じて着磁ピッチに対応した角度範囲を複数に分割して検出することができる。 According to this configuration, the detection voltage is output at a stepped voltage level according to the rotation angle of the detection target based on the binarized signals output from the plurality of detection units. The fluctuation of the detection voltage due to is absorbed. Therefore, when applied to a device that switches the drive mode in accordance with the rotation angle of the detection target, malfunction of switching is prevented. In addition, since the rotation angle of the detection target is binarized in the detection unit, a numerical value correspondence table is not required as compared with the conventional angle detection sensor, and the voltage output unit can have a simple processing configuration. Furthermore, since a plurality of detection units are arranged between the magnetization pitches of the magnets, the angle range corresponding to the magnetization pitch can be divided into a plurality of detections according to the arrangement intervals of the plurality of detection units.
また本発明は、上記角度検出センサにおいて、前記電圧出力部は、電源と、前記複数の検出部から出力される２値化信号に基づいて抵抗値を段階的に可変する可変抵抗回路とを有し、前記電源から出力される電圧の電圧レベルを前記抵抗値の可変により段階的に変化させることにより、前記検出電圧を出力することを特徴とする。 According to the present invention, in the angle detection sensor, the voltage output unit includes a power source and a variable resistance circuit that varies a resistance value stepwise based on the binarized signals output from the plurality of detection units. The detection voltage is output by changing the voltage level of the voltage output from the power supply stepwise by changing the resistance value.
この構成によれば、電源と可変抵抗回路とからなる簡易な回路構成で、検出対象の回転角度に応じて段階的に変化された検出電圧を出力できる。 According to this configuration, a detection voltage that is changed stepwise according to the rotation angle of the detection target can be output with a simple circuit configuration including a power source and a variable resistance circuit.
また本発明は、上記角度検出センサにおいて、前記検出対象は、中立位置を中心に揺動され、前記複数の検出部は、２つの検出部であり、前記検出対象の揺動角度に応じて４通りの２値化信号の組み合わせを出力し、前記電圧出力部は、多段階で駆動モードを切り替える装置に対し、前記２値化信号に基づく検出電圧を出力することにより、前記装置の切替動作を制御することを特徴とする。 According to the present invention, in the angle detection sensor, the detection target is swung around a neutral position, the plurality of detection units are two detection units, and the number of detection units varies according to the swing angle of the detection target. The voltage output unit outputs the detection voltage based on the binarized signal to the device that switches the drive mode in multiple stages, thereby switching the device. It is characterized by controlling.
この構成によれば、検出対象の揺動角度に応じて、４通りの制御で装置の切替動作を制御することができる。 According to this configuration, the switching operation of the apparatus can be controlled by four kinds of control according to the swing angle of the detection target.
また本発明は、上記角度検出センサにおいて、前記電圧出力部は、前記検出対象の揺動角度が前記中立位置を中心とした第１の角度範囲内にある場合に前記駆動モードの切り替えを禁止する検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第１の角度範囲の上側に隣接した第２の角度範囲内にある場合に上段側に駆動モードを切り替える検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第１の角度範囲の下側に隣接した第３の角度範囲内にある場合に下段側に駆動モードを切り替える検出電圧を出力し、前記検出対象の揺動角度が前記第２の角度範囲または前記第３の角度範囲を超える場合にエラーを示す検出電圧を出力することを特徴とする。 According to the present invention, in the angle detection sensor, the voltage output unit prohibits switching of the drive mode when the swing angle of the detection target is within a first angle range centered on the neutral position. A detection voltage is output, and when the swing angle of the detection target is within a second angle range adjacent to the upper side of the first angle range, a detection voltage for switching the drive mode to the upper side is output, and the detection When the swing angle of the target is within a third angle range adjacent to the lower side of the first angle range, a detection voltage for switching the drive mode is output to the lower side, and the swing angle of the detection target is A detection voltage indicating an error is output when the second angle range or the third angle range is exceeded.
この構成によれば、検出対象の揺動角度を、中立位置を中心とした一定の角度範囲内を駆動モードの切り替えが禁止される不感領域と、不感領域を超え、駆動モードが上下段側に切り替えられる切替領域と、切替領域を超え、エラーが検出されるエラー領域とに分けて検出することができる。 According to this configuration, the swing angle of the detection target exceeds the insensitive area where switching of the driving mode is prohibited within a certain angle range centered on the neutral position, and the insensitive area is exceeded, and the driving mode is set to the upper and lower stages. Detection can be performed separately for a switching area to be switched and an error area that exceeds the switching area and in which an error is detected.
本発明によれば、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用されるものにおいて、簡易な処理構成で、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力することができる。 According to the present invention, in a device that is applied to a device that switches a drive mode according to a rotation angle of a detection target, a detection voltage can be output stepwise with respect to the rotation angle of the detection target with a simple processing configuration. it can.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る角度検出センサからカバーおよび絶縁基板を外した斜視図である。図２は、本実施の形態に係る角度検出センサの断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view in which a cover and an insulating substrate are removed from the angle detection sensor according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the angle detection sensor according to the present embodiment.
図１または図２に示すように、角度検出センサ１は、検出対象としての図示しない回転軸の回転角度に応じて階段状の検出電圧を出力するものであり、ケース２と、ケース２の回転軸の挿入口側とは反対側の開口部を塞ぐカバー３とを有している。ケース２は、略円筒状の周壁部４と、周壁部４の一部から径方向外側に延在する筒状部５と、周壁部４から筒状部５に対して直交方向に延在する一対の固定部６とを有している。
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the
周壁部４には、回転軸に装着されるシャフト７を収容するシャフト収容部１１と、シャフト収容部１１に連なり絶縁基板８を収容する基板収容部１２とが形成されている。シャフト収容部１１には、軸受１３およびＵ型パッキン１４が設けられており、この軸受１３およびＵ型パッキン１４を介してシャフト７が回転可能に収容されている。基板収容部１２は、絶縁基板８の外形形状に合わせた内周面が形成されており、絶縁基板８が位置決め状態で収容されている。
The
シャフト７には、軸穴１５が形成されており、軸穴１５に取り付けられた板バネ１６を介して回転軸が固定される。シャフト７の絶縁基板８側の端部には、磁石ホルダ１７を介して環状の磁石１８が設けられている。磁石１８は、磁石ホルダ１７を介してシャフト７と共に一体回転可能に構成され、回転軸の回転角度に応じて磁界を変化させている。
A
また、絶縁基板８のシャフト７側の一面には、磁石１８に対向するように検出ユニット１９が設けられている。検出ユニット１９は、第１、第２の検出部２１、２２（図３参照）を有しており、磁石１８から発生する磁界の変化に応じてシャフト７（回転軸）の回転角度を磁気的に検出する。第１、第２の検出部２１、２２は、それぞれＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子を有し、磁気抵抗効果素子に検出された信号を２値化信号に変換して出力する。
A
絶縁基板８には、電圧出力回路３１（図３参照）が形成されている。電圧出力回路３１は、検出ユニット１９から出力された２値化信号に基づいて、抵抗値を可変させることにより検出電圧の電圧レベルを段階的に変化させている。なお、電圧出力回路の回路構成については、詳細を後述する。
A voltage output circuit 31 (see FIG. 3) is formed on the
周壁部４と筒状部５と仕切る隔壁２３には、３つの外部端子２４が埋設されている。各外部端子２４は、Ｌ字状のピン型端子であり、一端が筒状部５内に突出されると共に、他端が絶縁基板８に接続される。各外部端子２４は、絶縁基板８に形成された導体パターンを介して検出ユニット１９に接続される。
Three
周壁部４の回転軸の挿入口側の端部には、環状溝２５が形成されており、環状溝２５にはＯリング２６が取り付けられている。一対の固定部６には、それぞれ固定孔２７が形成されており、この固定孔２７に締結部材が挿通されて角度検出センサ１が所定の箇所に固定される。
An
次に、図３を参照して、検出ユニットおよび電圧出力回路の回路構成について簡単に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る検出ユニットおよび電圧出力回路の回路構成図である。 Next, the circuit configuration of the detection unit and the voltage output circuit will be briefly described with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the detection unit and the voltage output circuit according to the embodiment of the present invention.
図３に示すように、磁石１８は、周方向に沿ってＳ極とＮ極とを交互に着磁して形成されている。検出ユニット１９は、磁石１８に対して所定の間隔を空けて配置され、第１、第２の検出部２１、２２を有している。第１、第２の検出部２１、２２は、磁石１８の回転方向に沿って並設されており、磁石１８に対向して配置される磁気抵抗効果素子をそれぞれ内蔵している。
As shown in FIG. 3, the
第１、第２の検出部２１、２２は、磁気抵抗効果素子に作用する磁束の方向や大きさに基づいて２値化信号を生成し、２値化信号を電圧出力回路３１に出力する。この２値化信号は、各磁気抵抗効果素子からの出力のうち、所定の閾値以上を「１」、所定の閾値未満を「０」としたパルス信号である。この場合、所定の閾値は、各磁気抵抗効果素子に対向する磁石１８の磁極の切り替りを検出可能な値に設定されている。したがって、各磁気抵抗効果素子に対向する磁石１８の磁極の切り替わりに応じて、２値化信号の出力値が連続的に可変される。
The first and
電圧出力回路３１は、電源３２のプラス端子とグランドとの間に設けられた抵抗Ｒ１−Ｒ５からなる直列回路を有している。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点は、出力端子３３に接続され、抵抗Ｒ２−Ｒ４の両端には、それぞれスイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のコレクタおよびエミッタが接続されている。各スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のベースには、集積回路３４に連なる入力ラインＬ１−Ｌ３が接続されている。
The
集積回路３４は、第１、第２の検出部２１、２２から入力された２値化信号に基づいて各スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のベースに駆動電圧を印加する。集積回路３４からの駆動電圧の印加により、各スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のＯＮ・ＯＦＦが制御され、電圧出力回路３１の抵抗値が可変される。この場合、集積回路３４は、第１、第２の検出部２１、２２から「１、０」、「１、１」、「０、１」、「０、０」に示す４通りの２値化信号の組合せが入力されるため、電圧出力回路３１の抵抗値が４段階に可変される。
The
具体的には、第１、第２の検出部２１、２２から「１、０」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１、Ｔ２をＯＮに制御する。これにより、スイッチングトランジスタＴ１、Ｔ２のコレクタ−エミッタ間が導通され、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ４−Ｒ５の合成抵抗とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
Specifically, when a combination of binary signals of “1, 0” is input from the first and
第１、第２の検出部２１、２２から「１、１」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１をＯＮに制御する。これにより、スイッチングトランジスタＴ１のコレクタ−エミッタ間が導通され、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３−Ｒ５の合成抵抗とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
When a combination of binary signals “1, 1” is input from the first and
第１、第２の検出部２１、２２から「０、１」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３を全てＯＦＦに制御する。これにより、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２−Ｒ５の合成抵抗とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
When a combination of binary signals “0, 1” is input from the first and
第１、第２の検出部２１、２２から「０、０」の２値化信号の組み合わせが集積回路３４に入力された場合、集積回路３４がスイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３を全てＯＮに制御する。これにより、スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ３のコレクタ−エミッタ間が導通され、電源３２からの出力電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ５とで分圧されて、出力端子３３に出力される。
When a combination of binary signals “0, 0” is input from the first and
出力端子３３から出力される検出電圧は、例えば、図５（ａ）に示すように、出力端子３３とグランド間の合成抵抗の大きさに応じて、階段状に電圧レベルが変化される。この場合、２値化信号の各組合せが「０、０」、「１、０」、「１、１」、「０、１」の順に、電圧レベルが０．５Ｖ、１．５Ｖ、２．５Ｖ、３．５Ｖに設定される。各２値化信号の組み合わせは、４つの角度範囲に対応しており、この２値化信号の組み合わせの出力範囲により回転軸の回転角度が段階的に検出される。
For example, as shown in FIG. 5A, the detection voltage output from the
このように、磁石１８の回転角度に応じた検出電圧が階段状に出力されるため、回転軸の機械的なガタ等による検出電圧の変動が吸収される。以下、図４を参照して、角度範囲と２値化信号との関係について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る角度範囲と２値化信号との関係の説明図であり、（ａ）は磁石の平面図、（ｂ）は着磁ピッチと第１、第２の検出部の配置間隔との関係を示す図、（ｃ）、（ｄ）は第１、第２の検出部の出力特性図である。
In this way, since the detection voltage corresponding to the rotation angle of the
図４（ａ）に示すように、本実施の形態においては、磁石１８は、円環状に形成されており、３０度間隔でＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。したがって、第１、第２の検出部２１、２２は、それぞれ２値化信号として「１」および「０」を３０度間隔で切り替えて出力する。また、図４（ｂ）に示すように、第１、第２の検出部２１、２２は、磁石１８の着磁ピッチをλとした場合、磁石１８の回転方向に沿ってλ／３の間隔を空けて配置される。
As shown in FIG. 4A, in the present embodiment, the
第１、第２の検出部２１、２２がλ／３の間隔を空けて配置されることにより、図４（ｃ）に示すように、第１、第２の検出部２１、２２から出力される２値化信号が、着磁ピッチλに対応した３０度の１／３の角度である１０度だけずれて出力される。このように、第１、第２の検出部２１、２２が着磁ピッチλ間で間隔を空けて配置されることで、第１、第２の検出部２１、２２から４通りの２値化信号の組合せが出力される。
As shown in FIG. 4C, the first and
２値化信号の組み合わせ「０、０」は、第１、第２の検出部２１、２２が共にＳ極に対向する角度範囲Ａにおいて出力され、２値化信号の組み合わせ「１、０」は、第１の検出部２１がＮ極に対向し、第２の検出部２２がＳ極に対向する角度範囲Ｂにおいて出力される。また、２値化信号の組み合わせ「１、１」は、第１、第２の検出部２１、２２が共にＮ極に対向する角度範囲Ｃにおいて出力され、２値化信号の組み合わせ「０、１」は、第１の検出部２１がＳ極に対向し、第２の検出部２２がＮ極に対向する角度範囲Ｄにおいて出力される。
The binarized signal combination “0, 0” is output in the angle range A where the first and
そして、角度範囲Ａおよび角度範囲Ｃは２０度に設定され、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄは１０度に設定される。このときの検出電圧は、図５（ａ）に示すように、角度範囲Ｃに対応する２．５Ｖの出力間隔が、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄに対応する１．５Ｖ、３．５Ｖの出力間隔の２倍に設定される。このように、第１、第２の検出部２１、２２の間隔を変えることで、角度範囲を調整することが可能となっている。
The angle range A and the angle range C are set to 20 degrees, and the angle range B and the angle range D are set to 10 degrees. As shown in FIG. 5 (a), the detection voltage at this time is an output interval of 2.5V corresponding to the angle range C, and an output of 1.5V and 3.5V corresponding to the angle range B and the angle range D. It is set to twice the interval. Thus, the angle range can be adjusted by changing the distance between the first and
例えば、図４（ｄ）に示すように、第１、第２の検出部２１、２２がλ／４の間隔を空けて配置された場合、第１、第２の検出部２１、２２から出力される２値化信号が、着磁ピッチλに対応した３０度の１／４の角度である７．５度だけずれて出力される。したがって、角度範囲Ａおよび角度範囲Ｃは２２．５度、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄは７．５度に設定される。このときの検出電圧は、図５（ｂ）に示すように、角度範囲Ｃに対応する２．５Ｖの出力間隔が、角度範囲Ｂおよび角度範囲Ｄに対応する１．５Ｖ、３．５Ｖの出力間隔の３倍に設定される。
For example, as shown in FIG. 4 (d), when the first and
次に、上記した角度検出センサを、多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に適用した場合について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る角度検出センサを多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に適用した場合の模式図である。 Next, the case where the above-described angle detection sensor is applied to an apparatus capable of switching drive modes in multiple stages will be described. FIG. 6 is a schematic diagram when the angle detection sensor according to the embodiment of the present invention is applied to an apparatus capable of switching drive modes in multiple stages.
図６に示すように、角度検出センサ１は、装置４１の駆動モードを切り替えるための操作ユニット４２に取り付けられている。角度検出センサ１のシャフト７には、操作ユニット４２の揺動軸４３が装着されており、揺動軸４３は所定の角度範囲で揺動可能に構成されている。装置４１は、角度検出センサ１の外部端子２４に接続されており、揺動軸４３の回転角度に応じて出力された検出電圧に基づいて駆動モードの切替動作を制御している。
As shown in FIG. 6, the
揺動軸４３は、中立位置を中心として上側に２０度、下側に２０度だけ回転可能に構成されている。角度検出センサ１は、図４（ｃ）に示すように、磁石１８を３０度間隔で着磁し、第１、第２の検出部２１、２２をλ／３間隔で配置している。したがって、図７に示すように、揺動軸４３の揺動範囲は、中立位置を中心とし±１０度の第１の角度範囲、＋１０度から＋２０度までの第２の角度範囲、−１０度から−２０度までの第３の角度範囲、それ以外の第４の角度範囲に分けられる。
The
第１の角度範囲は、装置４１の駆動モードの切替動作を禁止する不感領域を示し、第２の角度範囲は、装置４１の駆動モードを上段側に切り替える上段側の切替領域を示している。また、第３の角度範囲は、装置４１の駆動モードを下段側に切り替える下段側の切替領域を示し、第４の角度範囲は、揺動軸４３の揺動範囲を超えたエラー領域を示している。
The first angle range indicates a dead area where the drive mode switching operation of the
このとき、図８に示すように、揺動軸４３の揺動角度が、エラー領域にある場合に０．５Ｖ、下段側の切替領域にある場合に１．５Ｖ、不感領域にある場合に２．５Ｖ、上段側の切替領域にある場合に３．５Ｖの検出電圧が角度検出センサ１から装置４１に出力される。なお、上記した各領域の角度範囲は、例えば、各領域の上限値および下限値が±２度の範囲でばらついていてもよい。
At this time, as shown in FIG. 8, the swing angle of the
そして、操作ユニット４２が非操作、または操作量が小さい場合には、揺動軸４３の揺動角度が第１の角度範囲内に位置され、角度検出センサ１から２．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から２．５Ｖの検出電圧が入力されると、駆動モードの切替動作を禁止する。このように、駆動モードの切替動作が禁止される不感領域を設けることで、揺動軸４３の機械的なブレによる誤差動を防止することができる。
When the
この状態から、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が上動され、揺動軸４３の揺動角度が第１の角度範囲を超えて第２の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から３．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から３．５Ｖの検出電圧が入力されると、駆動モードを一段上に切り替える。さらに、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が上動され、揺動軸４３の揺動角度が第２の角度範囲を超えて第４の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が入力されると、操作ユニット４２の故障としてユーザに報知する。
From this state, when the
一方、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が下動され、揺動軸４３の揺動角度が第１の角度範囲を超えて第３の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から１．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から１．５Ｖの検出電圧が入力されると、駆動モードを一段下に切り替える。さらに、操作ユニット４２の操作により揺動軸４３が下動され、揺動軸４３の揺動角度が第３の角度範囲を超えて第４の角度範囲に位置されると、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が装置４１に出力される。装置４１は、角度検出センサ１から０．５Ｖの検出電圧が入力されると、操作ユニット４２の故障としてユーザに報知する。
On the other hand, when the
以上のように、本実施の形態に係る角度検出センサ１によれば、第１、第２の検出部２１、２２から出力された２値化信号に基づいて検出電圧が回転軸の回転角度に応じて段階的な電圧レベルで出力されるため、回転軸の機械的なガタによる検出電圧の変動が吸収される。よって、回転軸の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用した場合に、切り替えの誤作動が防止される。また、第１、第２の検出部において回転軸の回転角度が２値化されるため、従来の角度検出センサと比較して数値対応テーブルが不要となり、電圧出力回路３１を簡易な回路構成とすることが可能となる。さらに、磁石１８の着磁ピッチ間に第１、第２の検出部２１、２２が配置されるため、第１、第２の検出部２１、２２の配置間隔に応じて着磁ピッチに対応した角度範囲を４分割して検出することが可能となる。
As described above, according to the
なお、上記した実施の形態においては、検出対象として回転軸および操作ユニットの揺動軸を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。磁石と共に回転可能であり、回転角度を段階的に検出する対象であればどのような構成でもよい。 In the above-described embodiment, the rotation shaft and the swing shaft of the operation unit are exemplified as the detection target. However, the present invention is not limited to this configuration. Any configuration may be used as long as it can rotate with the magnet and the rotation angle is detected stepwise.
また、上記した実施の形態においては、磁気センサとしてＧＭＲセンサ等の磁気抵抗効果素子を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。磁石の回転による磁束の変化を検出可能なものであればよく、例えば、磁気センサとしてホール素子を用いてもよい。 In the above-described embodiment, the magnetoresistive effect element such as a GMR sensor is exemplified as the magnetic sensor. However, the present invention is not limited to this configuration. Any device that can detect a change in magnetic flux due to rotation of the magnet may be used. For example, a Hall element may be used as the magnetic sensor.
また、上記した実施の形態においては、２つの検出部により２値化信号を出力する構成としたが、この構成に限定されるものではない。３つ以上の検出部により２値化信号を出力して、検出対象の回転角度を５段階的以上に分けて検出する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the binarized signal is output by the two detection units. However, the present invention is not limited to this configuration. It is good also as a structure which outputs a binarization signal by three or more detection parts, and divides and detects the rotation angle of a detection target in five steps or more.
また、上記した実施の形態においては、複数の抵抗からなる直列回路と、スイッチングトランジスタとを組み合わせて電圧出力回路の抵抗値を可変させる構成としたが、この構成に限定されるものではない。抵抗値の可変により検出電圧を段階的に変化させることが可能な構成であれば、どのような構成でもよい。 In the above-described embodiment, the resistance value of the voltage output circuit is variable by combining a series circuit including a plurality of resistors and a switching transistor. However, the present invention is not limited to this configuration. Any configuration is possible as long as the detection voltage can be changed stepwise by varying the resistance value.
また、上記した実施の形態においては、本発明を、多段階に駆動モードを切り替え可能な装置に使用する構成を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。本実施の形態に係る角度検出センサの適用対象は、段階的に検出された検出対象の回転角度を用いて駆動するものであればよく、適宜変更が可能である。 In the above-described embodiments, the present invention has been described by exemplifying a configuration used in an apparatus capable of switching drive modes in multiple stages. However, the present invention is not limited to this configuration. The application target of the angle detection sensor according to the present embodiment may be any one as long as it is driven using the rotation angle of the detection target detected in stages, and can be changed as appropriate.
また、上記した実施の形態においては、電圧出力回路を絶縁基板に形成する構成としたが、この構成に限定されるものではなく、検出ユニットに電圧出力回路を形成する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the voltage output circuit is formed on the insulating substrate. However, the present invention is not limited to this configuration, and the voltage output circuit may be formed in the detection unit.
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上説明したように、本発明は、検出対象の回転角度に応じて駆動モードを切り替える装置に適用されるものにおいて、簡易な処理構成で、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力することができるという効果を有し、特に、検出対象の回転角度に対して階段状に検出電圧を出力する角度検出センサに有用である。 As described above, the present invention is applied to a device that switches the drive mode according to the rotation angle of the detection target, and the detection voltage is stepped with respect to the rotation angle of the detection target with a simple processing configuration. In particular, the present invention is useful for an angle detection sensor that outputs a detection voltage stepwise with respect to a rotation angle of a detection target.
１ 角度検出センサ
２ ケース
７ シャフト
８ 絶縁基板
１５ 軸穴
１７ 磁石ホルダ
１８ 磁石
１９ 検出ユニット
２１ 第１の検出部
２２ 第２の検出部
３１ 電圧出力回路（電圧出力部）
３２ 電源（電圧出力部）
３３ 出力端子（電圧出力部）
３４ 集積回路（電圧出力部）
４１ 装置
４２ 操作ユニット
４３ 揺動軸（検出対象）
DESCRIPTION OF
32 Power supply (Voltage output unit)
33 Output terminal (Voltage output section)
34 Integrated circuit (voltage output unit)
41
Claims (4)
前記磁石の回転による磁束の変化に応じた信号を出力する磁気センサを有し、前記磁気センサから出力された信号を２値化して出力する複数の検出部と、
前記複数の検出部から出力された２値化信号に基づいて、段階的に電圧レベルが変化された検出電圧を出力する電圧出力部とを備え、
前記複数の検出部は、前記磁石の回転方向に沿って、前記磁石の着磁ピッチ間に配置されることを特徴とする角度検出センサ。 A magnet that can rotate with the object to be detected;
A plurality of detection units that have a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to a change in magnetic flux due to rotation of the magnet, and binarizes and outputs the signal output from the magnetic sensor;
A voltage output unit that outputs a detection voltage whose voltage level is changed stepwise based on the binarized signals output from the plurality of detection units;
The angle detection sensor, wherein the plurality of detection units are arranged between the magnetized pitches of the magnets along a rotation direction of the magnets.
前記複数の検出部は、２つの検出部であり、前記検出対象の揺動角度に応じて４通りの２値化信号の組み合わせを出力し、
前記電圧出力部は、多段階で駆動モードを切り替える装置に対し、前記２値化信号に基づく検出電圧を出力することにより、前記装置の切替動作を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の角度検出センサ。 The detection object is swung around a neutral position,
The plurality of detection units are two detection units, and output four combinations of binarized signals according to the swing angle of the detection target,
The voltage output unit controls a switching operation of the device by outputting a detection voltage based on the binarized signal to a device that switches a driving mode in multiple stages. Item 3. The angle detection sensor according to Item 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009177672A JP2011033387A (en) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Angular detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009177672A JP2011033387A (en) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Angular detection sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011033387A true JP2011033387A (en) | 2011-02-17 |
Family
ID=43762615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009177672A Withdrawn JP2011033387A (en) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Angular detection sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011033387A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108152525A (en) * | 2018-01-23 | 2018-06-12 | 深圳市友基技术有限公司 | A kind of magnetic roller devices and its rotation information computational methods |
| WO2019216179A1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-11-14 | 株式会社デンソー | Rotation detection device |
| US11714099B2 (en) | 2018-01-23 | 2023-08-01 | Hanvon Ugee Technology Co., Ltd. | Magnetic roller device and rotation information calculating method thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007040722A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Tsuda Industries Co Ltd | Position sensor and shift lever unit using the position sensor |
| JP2008292267A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Panasonic Corp | Noncontact-type position sensor |
-
2009
- 2009-07-30 JP JP2009177672A patent/JP2011033387A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007040722A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Tsuda Industries Co Ltd | Position sensor and shift lever unit using the position sensor |
| JP2008292267A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Panasonic Corp | Noncontact-type position sensor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108152525A (en) * | 2018-01-23 | 2018-06-12 | 深圳市友基技术有限公司 | A kind of magnetic roller devices and its rotation information computational methods |
| JP2021513084A (en) * | 2018-01-23 | 2021-05-20 | ハンヴォン ユージー テクノロジー カンパニー リミテッドＨａｎｖｏｎ Ｕｇｅｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | Magnetic wheel device and its rotation information calculation method |
| US11714099B2 (en) | 2018-01-23 | 2023-08-01 | Hanvon Ugee Technology Co., Ltd. | Magnetic roller device and rotation information calculating method thereof |
| WO2019216179A1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-11-14 | 株式会社デンソー | Rotation detection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9379598B2 (en) | Absolute encoder device and motor | |
| US7965004B2 (en) | Electric motor | |
| KR20060101998A (en) | Apparatus for sensing rotor position of ac motor | |
| JP2011252826A (en) | Magnetic encoder | |
| JP2017058256A (en) | Rotary encoder and absolute angle position detection method of rotary encoder | |
| JPWO2009116365A1 (en) | Origin position signal detector | |
| JP2006234573A (en) | Apparatus for detecting rotation angle | |
| JP7489583B2 (en) | Rotation detector and motor equipped with the same | |
| JP2019002835A (en) | Position sensor | |
| WO2017209271A1 (en) | Linear motion and rotation detector, linear motion and rotation detector unit, and linear motion and rotation drive device | |
| US6570376B2 (en) | Magnetic rotational angle detecting apparatus | |
| JP2011033387A (en) | Angular detection sensor | |
| TWI688750B (en) | Encoder | |
| US8525459B2 (en) | Code disk, optical encoder, and motor system | |
| JP2011095180A (en) | Encoder and servomotor | |
| JP3490783B2 (en) | Magnetic sensor and motor using the same | |
| WO2021020541A1 (en) | Rotation angle detection sensor | |
| KR102057327B1 (en) | Magnet holder mounting structure of shift actuator | |
| TWI683990B (en) | Encoder | |
| JP2007132742A (en) | Rotation angle detection device | |
| JP2015072253A (en) | Rotation detection sensor and manufacturing method thereof | |
| JP2004144497A (en) | Magnetic encoder and electric actuator | |
| KR20170013478A (en) | Magnetic encoder device | |
| JPS58172512A (en) | Detecting device for position of rotation | |
| JP2002090180A (en) | Rotation detection sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120611 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20130212 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20130325 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |