JPH05126512A - 角度検出器 - Google Patents
角度検出器Info
- Publication number
- JPH05126512A JPH05126512A JP3288781A JP28878191A JPH05126512A JP H05126512 A JPH05126512 A JP H05126512A JP 3288781 A JP3288781 A JP 3288781A JP 28878191 A JP28878191 A JP 28878191A JP H05126512 A JPH05126512 A JP H05126512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- magnetic
- angle detector
- rotating body
- magnetic field
- 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.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は被測定物の回転角度を検出する角度
検出器に関し、小型化かつ低コスト化を図ることを目的
とする。 【構成】 永久磁石17a,17bが取り付けられた回
転体16を内包するハウジング12の内側底面に導体パ
ターン21を形成する。そして、導体パターン21上
に、回転体16の角度を検出するためのMR素子13及
び増幅器等の回路を構成する電子部品22を実装する。
検出器に関し、小型化かつ低コスト化を図ることを目的
とする。 【構成】 永久磁石17a,17bが取り付けられた回
転体16を内包するハウジング12の内側底面に導体パ
ターン21を形成する。そして、導体パターン21上
に、回転体16の角度を検出するためのMR素子13及
び増幅器等の回路を構成する電子部品22を実装する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の回転角度を
検出する角度検出器に関する。
検出する角度検出器に関する。
【0002】近年、被測定物の回転角度を検出する場
合、検出素子として磁気抵抗(MR)素子が主に使用さ
れる。このMR素子を使用した角度検出器において、小
型かつ安価であることが望まれている。
合、検出素子として磁気抵抗(MR)素子が主に使用さ
れる。このMR素子を使用した角度検出器において、小
型かつ安価であることが望まれている。
【0003】
【従来の技術】図4に、従来の角度検出器の構成図を示
す。図4(A)は側部断面図であり、図4(B)は検出
部分の一部斜視図を示したものである。
す。図4(A)は側部断面図であり、図4(B)は検出
部分の一部斜視図を示したものである。
【0004】図4(A),(B)の角度検出器11A に
おいて、ハウジング12内にバーバーポール型のMR素
子13及びその他電子部品が実装されたプリント基板1
4が配置され、該プリント基板14にハウジング12の
外部に延出する出力コネクタ15が接続される。
おいて、ハウジング12内にバーバーポール型のMR素
子13及びその他電子部品が実装されたプリント基板1
4が配置され、該プリント基板14にハウジング12の
外部に延出する出力コネクタ15が接続される。
【0005】一方、略「コ」の字状の回転体16の先端
には永久磁石17a,17bがそれぞれ取り付けられて
対向する。この対向する永久磁石17a,17b間にM
R素子13が位置するように回転体16が配置される。
この場合、対向する永久磁石17a,17bは、MR素
子13側が互いに異なる極性で位置される。回転体16
は中心部に取り付けられた回転軸18によって回転し、
回転軸18が被測定物(図示せず)に連結される。
には永久磁石17a,17bがそれぞれ取り付けられて
対向する。この対向する永久磁石17a,17b間にM
R素子13が位置するように回転体16が配置される。
この場合、対向する永久磁石17a,17bは、MR素
子13側が互いに異なる極性で位置される。回転体16
は中心部に取り付けられた回転軸18によって回転し、
回転軸18が被測定物(図示せず)に連結される。
【0006】このような角度検出器1A は、被測定物に
連結された回転軸18により回転体が回転すると、永久
磁石17a,17bによるMR素子13を横切る磁界が
変化する。MR素子13は、磁界方向の変化に応じて異
なる電圧を出力し、これにより回転体16の回転位置を
認識するものである。
連結された回転軸18により回転体が回転すると、永久
磁石17a,17bによるMR素子13を横切る磁界が
変化する。MR素子13は、磁界方向の変化に応じて異
なる電圧を出力し、これにより回転体16の回転位置を
認識するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、ハウジング12内には、MR素子13を実装し、出
力コネクタ15を接続するプリント基板14が設けられ
ている。このプリント基板14は例えば厚さが1.6m
m程度あり、また安全性を確保するためにハウジング1
2の内側底面より3mm程度離間させている。従って、
ハウジング12内は、該プリント基板14のためのスペ
ースを必要とし、小型化が図れないと共に、低コスト化
が図れないという問題がある。
に、ハウジング12内には、MR素子13を実装し、出
力コネクタ15を接続するプリント基板14が設けられ
ている。このプリント基板14は例えば厚さが1.6m
m程度あり、また安全性を確保するためにハウジング1
2の内側底面より3mm程度離間させている。従って、
ハウジング12内は、該プリント基板14のためのスペ
ースを必要とし、小型化が図れないと共に、低コスト化
が図れないという問題がある。
【0008】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、小型化かつ低コスト化を図る角度検出器を提供
することを目的とする。
もので、小型化かつ低コスト化を図る角度検出器を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ハウジング
に内包する回転体に固定された対向する永久磁石を、磁
気検出部の周囲で回転させ、該永久磁石からの磁界方向
による該磁気検出部の出力変化で、該回転体の回転角度
を検出する角度検出器において、前記ハウジングの内側
底面に、所定の導体パターンを形成し、前記磁気検出部
及び所定回路を形成する電子部品を実装することにより
解決される。
に内包する回転体に固定された対向する永久磁石を、磁
気検出部の周囲で回転させ、該永久磁石からの磁界方向
による該磁気検出部の出力変化で、該回転体の回転角度
を検出する角度検出器において、前記ハウジングの内側
底面に、所定の導体パターンを形成し、前記磁気検出部
及び所定回路を形成する電子部品を実装することにより
解決される。
【0010】
【作用】上述のように、ハウジングの内側底面に形成し
た導体パターン上に、磁気検出部その他電子部品を表面
実装する。すなわち、ハウジングの内側底面をプリント
基板と同様の役割をさせるものである。
た導体パターン上に、磁気検出部その他電子部品を表面
実装する。すなわち、ハウジングの内側底面をプリント
基板と同様の役割をさせるものである。
【0011】これにより、プリント基板が不要となるこ
とから、低コスト化されると共に、その分のスペースを
確保する必要がなく、小型化することが可能となる。
とから、低コスト化されると共に、その分のスペースを
確保する必要がなく、小型化することが可能となる。
【0012】
【実施例】図1に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図1(A)は縦断面図であり、図1(B)は上部断面図
であり、図1(C)はチップ実装の断面図である。な
お、図4と同一の構成部分には同一の符号を付す。
図1(A)は縦断面図であり、図1(B)は上部断面図
であり、図1(C)はチップ実装の断面図である。な
お、図4と同一の構成部分には同一の符号を付す。
【0013】図1(A),(B)の角度検出器11B に
おいて、ハウジング12内に磁気検出部であるMR素子
(ホール素子でもよい)13が配置される。
おいて、ハウジング12内に磁気検出部であるMR素子
(ホール素子でもよい)13が配置される。
【0014】ハウジング12は、PBT(ポリブチレン
テレフタレート)等の射出成形材料に形成され、内側底
面に銅膜をメッキして所定回路の導体パターン21が形
成される。この導体パターン21に、MR素子13がは
んだにより、実装されると共に、外部に配置される出力
コネクタ15が接続される。
テレフタレート)等の射出成形材料に形成され、内側底
面に銅膜をメッキして所定回路の導体パターン21が形
成される。この導体パターン21に、MR素子13がは
んだにより、実装されると共に、外部に配置される出力
コネクタ15が接続される。
【0015】また、該導体パターン21上には、図1
(C)に示すように、例えば増幅器、定電流回路、温度
補償回路等を構成する電子部品(チップ)22がはんだ
23により実装される。
(C)に示すように、例えば増幅器、定電流回路、温度
補償回路等を構成する電子部品(チップ)22がはんだ
23により実装される。
【0016】MR素子13は、いわゆるバーバーポール
型のもので、シリコン等からなる基板にSiO2 (シリ
コン酸化膜)等の絶縁層を形成し、該絶縁層の上につづ
ら折り形状の磁性パターンを形成し、次いで磁性パター
ンの長手方向に一軸磁気異方性(内部磁化)Miを付与
せしめた後、Au等の導電膜を一定間隔で斜めに形成し
たものである。
型のもので、シリコン等からなる基板にSiO2 (シリ
コン酸化膜)等の絶縁層を形成し、該絶縁層の上につづ
ら折り形状の磁性パターンを形成し、次いで磁性パター
ンの長手方向に一軸磁気異方性(内部磁化)Miを付与
せしめた後、Au等の導電膜を一定間隔で斜めに形成し
たものである。
【0017】このようなMR素子13は磁性体パターン
の内部磁化Miの方向と、導電膜を流れる電流Iの成す
角度θが、π/4+nπ(または7/4π−nπ)(n
=0.1…)であれば、出力を増大させることができ
る。
の内部磁化Miの方向と、導電膜を流れる電流Iの成す
角度θが、π/4+nπ(または7/4π−nπ)(n
=0.1…)であれば、出力を増大させることができ
る。
【0018】なお、後述する永久磁石17a,17bの
温度特性を補償するために、MR素子13の裏面であっ
て、検出方向に直角の極性で補助磁石を取り付けてもよ
い。この補助磁石は、温度によるMR素子13の抵抗値
の変動を、磁界検出感度の変化で吸収しようとするもの
であり、MR素子13の磁化容易軸方向(回転体の角度
が0°の方向)で補償するものである。
温度特性を補償するために、MR素子13の裏面であっ
て、検出方向に直角の極性で補助磁石を取り付けてもよ
い。この補助磁石は、温度によるMR素子13の抵抗値
の変動を、磁界検出感度の変化で吸収しようとするもの
であり、MR素子13の磁化容易軸方向(回転体の角度
が0°の方向)で補償するものである。
【0019】一方、回転体16が、例えば電磁軟鉄(J
IS C 2504)、特に電磁鋼鉄、ケイ素網等のソ
フト磁性材料の磁性金属で略「コ」の字状に形成され
る。この回転体16の先端には永久磁石17a,17b
が、異なる極を対向させて固着される。永久磁石17
a,17bは、例えば稀上類磁石(サマリウム・コバル
ト、ネオジウム)又は押し出し成形に適合したプラスチ
ック稀上類磁石(サマリウム・コバルト、ネオジウム)
により形成される。
IS C 2504)、特に電磁鋼鉄、ケイ素網等のソ
フト磁性材料の磁性金属で略「コ」の字状に形成され
る。この回転体16の先端には永久磁石17a,17b
が、異なる極を対向させて固着される。永久磁石17
a,17bは、例えば稀上類磁石(サマリウム・コバル
ト、ネオジウム)又は押し出し成形に適合したプラスチ
ック稀上類磁石(サマリウム・コバルト、ネオジウム)
により形成される。
【0020】この場合、回転体16は、対向する永久磁
石17a,17bの対向しない磁性面をシャント効果
(発生磁界の減少による均一化)により磁気特性を安定
化させるものである。
石17a,17bの対向しない磁性面をシャント効果
(発生磁界の減少による均一化)により磁気特性を安定
化させるものである。
【0021】そして、回転体16は、中心部に取り付け
られた回転軸18によって回転し、回転軸18が被測定
物(図示せず)に連結される。この回転軸18は、軸受
け18aを介在させてハウジング12を貫通する。軸受
けは、例えばセラミック又は非磁性ステンレスのボール
ベアリングや銅系の焼結構造の非磁性の材質により形成
される。
られた回転軸18によって回転し、回転軸18が被測定
物(図示せず)に連結される。この回転軸18は、軸受
け18aを介在させてハウジング12を貫通する。軸受
けは、例えばセラミック又は非磁性ステンレスのボール
ベアリングや銅系の焼結構造の非磁性の材質により形成
される。
【0022】また、ハウジング12内側には、回転体1
6を±90°の範囲で回転させるために、ストッパ22
が形成される。すなわち、MR素子13は磁界方向が1
80°を越えるとヒステリシスが発生することから、ス
トッパ24により測定磁界範囲を±90°とするもので
ある。
6を±90°の範囲で回転させるために、ストッパ22
が形成される。すなわち、MR素子13は磁界方向が1
80°を越えるとヒステリシスが発生することから、ス
トッパ24により測定磁界範囲を±90°とするもので
ある。
【0023】なお、図示しないがハウジング12の外周
を、例えばPCパーマロイ、PBパーマロイ、ケイ素銅
等で磁気シールドされる。これは、MR素子13は、微
弱な磁界をも検出することから、外部磁界の影響を回避
するためである。
を、例えばPCパーマロイ、PBパーマロイ、ケイ素銅
等で磁気シールドされる。これは、MR素子13は、微
弱な磁界をも検出することから、外部磁界の影響を回避
するためである。
【0024】このような角度検出器11B は、被測定物
が回転することにより回転体16の永久磁石17a,1
7bが回転すると、該永久磁石17a,17b間の回転
角度に応じた磁界がMR素子13に印加される。
が回転することにより回転体16の永久磁石17a,1
7bが回転すると、該永久磁石17a,17b間の回転
角度に応じた磁界がMR素子13に印加される。
【0025】ここで、図2に、図1のMR素子の出力特
性のグラフを示す。MR素子13は、検出する磁界の強
さでその抵抗値が変化することにより、出力電圧が変化
する。すなわち、図2のグラフのように、出力電圧と回
転体16との回転角度との関係が得られるものである。
性のグラフを示す。MR素子13は、検出する磁界の強
さでその抵抗値が変化することにより、出力電圧が変化
する。すなわち、図2のグラフのように、出力電圧と回
転体16との回転角度との関係が得られるものである。
【0026】上述のように角度検出器11B は、プリン
ト基板を設けずに、ハウジング12自体にMR素子13
やチップ22等を実装することから、低コストにするこ
とができると共に、プリント基板自体の厚さ及び配置間
隙を確保する必要がなく小型とすることができる。
ト基板を設けずに、ハウジング12自体にMR素子13
やチップ22等を実装することから、低コストにするこ
とができると共に、プリント基板自体の厚さ及び配置間
隙を確保する必要がなく小型とすることができる。
【0027】次に、図3に、本発明の他の実施例の構成
図を示す。図1の説明においては、角度検出器11B に
おけるハウジング12の外周に磁気シールドを行う場合
を示したが、図3の角度検出器11B は、ハウシング1
2に磁性シールドするためのシールド部材25を内設し
たものである。シールド部材25は、例えば上述と同様
のPCパーマロイ、PBパーマロイ、ケイ素銅等の磁性
金属で形成される。
図を示す。図1の説明においては、角度検出器11B に
おけるハウジング12の外周に磁気シールドを行う場合
を示したが、図3の角度検出器11B は、ハウシング1
2に磁性シールドするためのシールド部材25を内設し
たものである。シールド部材25は、例えば上述と同様
のPCパーマロイ、PBパーマロイ、ケイ素銅等の磁性
金属で形成される。
【0028】この場合、シールド部材25は、絶縁性の
ハウシング12の射出成形材料で完全に覆われた状態と
なり、内側底面で形成される導体パターン21とは絶縁
状態となる。
ハウシング12の射出成形材料で完全に覆われた状態と
なり、内側底面で形成される導体パターン21とは絶縁
状態となる。
【0029】これにより、外周に磁気シールドを行わな
いことから、全体として小型となるものである。
いことから、全体として小型となるものである。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハウジン
グの内側底面に導体パターンを形成し、磁気検出部及び
所定回路を形成する電子部品を実装し、またハウジング
にシールド部材を内設することにより、装置全体の小型
化から低コスト化を図ることができる。
グの内側底面に導体パターンを形成し、磁気検出部及び
所定回路を形成する電子部品を実装し、またハウジング
にシールド部材を内設することにより、装置全体の小型
化から低コスト化を図ることができる。
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】図1のMR素子の出力特性のグラフである。
【図3】本発明の他の実施例の構成図である。
【図4】従来の角度検出器の構成図である。
11A ,11B 角度検出器 12 ハウジング 13 MR素子 16 回転体 15 回転体 17a,17b 永久磁石 18 回転軸 21 導体パターン 22 チップ 24 ストッパ 25 シールド部材
Claims (2)
- 【請求項1】 ハウジング(12)に内包される回転体
(16)に固定された対向する永久磁石(17a,17
b)を、磁気検出部(13)の周囲で回転させ、該永久
磁石(17a,17b)からの磁界方向による該磁気検
出部(13)の出力変化で、該回転体(16)の回転角
度を検出する角度検出器において、 前記ハウシング(12)の内側底面に、所定の導体パタ
ーン(21)を形成し、前記磁気検出部(13)及び所
定回路を形成する電子部品(22)を実装することを特
徴とする角度検出器。 - 【請求項2】 前記ハウジング(12)に、磁気シール
ドするためのシールド部材(25)を内設することを特
徴とする請求項1記載の角度検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3288781A JPH05126512A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 角度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3288781A JPH05126512A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 角度検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05126512A true JPH05126512A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17734639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3288781A Withdrawn JPH05126512A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 角度検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05126512A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0968403A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Denso Corp | スロットルバルブ開度センサ |
WO2002004896A1 (fr) * | 2000-07-12 | 2002-01-17 | Kayaba Kogyo Industry Co., Ltd. | Detecteur angulaire |
JP2005501239A (ja) * | 2001-08-23 | 2005-01-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気抵抗角度センサ |
JP2008122254A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Ulvac Japan Ltd | 触針式段差計における変位センサ用差動トランス |
JP2009047426A (ja) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Niles Co Ltd | 非接触式回転角度検出センサ |
WO2013183724A1 (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | 株式会社ミクニ | 角度センサ |
CN104704726A (zh) * | 2013-01-04 | 2015-06-10 | 可控动力技术有限公司 | 位置感测*** |
CN111137838A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 清华大学 | 一种mems容栅式角位移传感器及其制造方法 |
JP2022148809A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | Tdk株式会社 | 角度検出装置、角度検出システム、パークロックシステム、およびペダルシステム |
JP2022148808A (ja) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | Tdk株式会社 | 角度検出装置、角度検出システム、パークロックシステム、およびペダルシステム |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP3288781A patent/JPH05126512A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
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JP2016505852A (ja) * | 2013-01-04 | 2016-02-25 | コントロールド パワー テクノロジーズ リミテッド | 位置感知システム |
JP2018136321A (ja) * | 2013-01-04 | 2018-08-30 | フェデラル−モーグル・コントロールド・パワー・リミテッドFederal−Mogul Controlled Power Limited | 位置感知システム |
US10110096B2 (en) | 2013-01-04 | 2018-10-23 | Federal-Mogul Controlled Power Limited | Position sensing system |
CN111137838A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 清华大学 | 一种mems容栅式角位移传感器及其制造方法 |
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