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
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- magnetic
- angle detector
- rotating body
- magnetic field
- Prior art date
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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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| US6724185B2 (en) | 2000-07-12 | 2004-04-20 | Kayaba Industry Co., Ltd. | Sensor for detecting rotation angle with permanent magnets and flux density detector |
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| KR20150102932A (ko) * | 2013-01-04 | 2015-09-09 | 컨트롤드 파워 테크놀로지스 엘티디 | 위치 감지 시스템 |
| 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 |
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