CN101287959A - 旋转传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转传感器。该旋转传感器具有：与要测定的旋转体一体运动的主旋转体(10)；与该主旋转体的旋转相对应地，以与主旋转体的转速不同的转速进行旋转的副旋转体(12)；检测主旋转体的旋转的第1检测单元(50)；以及检测副旋转体的旋转的第2检测单元(62)，该旋转传感器根据第1检测单元的检测信号和第2检测单元的检测信号，检测要测定的旋转体的绝对旋转角度，当由第1检测单元与第2检测单元得到的各检测信号分别与各旋转体的旋转相对应地周期性地输出，并且将第1检测单元的检测信号的周期设为Tc，将第2检测单元的检测信号的周期设为Tm时，满足(Tm－Tc×i)×n＝Tm(i和n是正整数)的关系，从而可以提供提高要测定的旋转体的旋转角度检测的分辨率，并且提高了耐噪声性的检测精度高的旋转传感器。

Description

旋转传感器
技术领域
本发明涉及安装在旋转体上并用于检测该旋转体的旋转角度的旋转传感器。
背景技术
例如，在安装在汽车转向轴等旋转的轴上、并在检测与该轴呈一体的方向盘的旋转角度时，使用所谓旋转传感器(例如，参照专利文献1以及专利文献2)。
该专利文献1所记载的旋转传感器是测定与2个副旋转体连动而旋转的主旋转体的旋转角度的旋转传感器，主旋转体具有齿轮，并且2个副旋转体也分别具有齿轮。另外，主旋转体的齿轮的齿数与副旋转体的各齿轮的齿数互不相同，主旋转体的齿轮与一方的副旋转体的齿轮啮合，并且主旋转体的齿轮与另一方的副旋转体的齿轮啮合。另外，在各个副旋转体上分别具有磁铁，并且在旋转传感器的固定部上具有检测各磁铁的磁通的2个AMR(anisotropic magnetoresistive，各向异性磁阻)传感器。
而且，利用由2个AMR传感器所得到的相位互不相同的检测输出值的相位差等，可以计算主旋转体的绝对旋转角度。
另一方面，专利文献2所记载的旋转传感器具有：转子，其具有安装在旋转的轴上、并且沿周向其宽度发生变化的传感检测部；以及固定铁芯，其安装在固定部件上、并且相对于传感检测部在轴的轴线方向上留出一定间隔对峙配置。另外，固定铁芯具有：流过交流励磁电流并与转子之间形成磁路的第1励磁线圈、以及由绝缘磁性材料形成并保持第1励磁线圈的第1铁芯。而且，该旋转传感器还具有：在夹着转子的旋转面的一方的固定部件上，沿旋转方向其宽度发生变化的导体层；和转子每旋转一周即以规定的旋转角度进给的十字轮机构。另外，该旋转传感器具有检测线圈，该检测线圈具有第2励磁线圈和保持该励磁线圈的第2铁芯，并根据十字轮机构的进给量(转子的转速)，阶段性地改变输出来检测转子的转速。
另外，已经公知安装在被测定对象物上，检测该被测定对象物的位移量的位移传感器(例如，参照专利文献3)。该专利文献3所记载的位移传感器具有：卷绕形成线圈并施加交流电流的线圈部件、以及在与线圈部件之间留有一定间隔地对峙配置，并沿线圈移位的移动子。而且，根据基于线圈与移动子之间的有效感应耦合面积的变化而产生的电感变动，来检测移动子的位移量。
专利文献1：日本特表2001-505667号公报(第6-10页，图1)
专利文献2：日本特开2003-202240号公报(第2-4页，图1)
专利文献3：日本特开2004-170273号公报(第5-7页，图1)
如上所述，在专利文献1中所记载的旋转传感器的副旋转体的齿轮分别与主旋转体的齿轮啮合，根据副旋转体各自的旋转检测值，计算主旋转体即要测定的旋转体的绝对旋转角度。因此，因一方的副旋转体的齿轮与主旋转体的齿轮之间的齿隙而引起的检测角度误差以及因另一方的副旋转体的齿轮与主旋转体的齿轮间的齿隙而引起的检测角度误差，作为主旋转体的旋转角度的角度误差而重叠。因此，该专利文献1所记载的旋转传感器不适于进行要测定的旋转体的准确的旋转角度检测。
另一方面，专利文献2所述的旋转传感器根据由导电性部件构成的环状传感检测部、和以与该传感检测部交叉的方式而产生磁通的线圈铁芯的组合，来测定主旋转体的旋转角度。因此，与上述专利文献1所记载的旋转传感器相比，可以高精度地检测要测定的旋转体的绝对旋转角度。但是，因为要通过十字轮机构、导电层、检测线圈按转速分阶段地输出主旋转体的转速，所以当与主旋转体的各转速对应的输出级的级差较小时，存在难以检测主旋转体的转速的问题。
另外，关于专利文献3中所记载的位移传感器，如果为了降低其成本，而允许各零件单体某种程度的尺寸公差，或为了谋求易于安装位移传感器而允许某种程度的安装公差，则由于公差的范围，会导致零件自身的尺寸公差或零件间的安装关系的位置偏移的允许范围变窄，而必须提高精度的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供检测精度高，同时允许某种程度的零件尺寸公差和安装公差的、安装性好的旋转传感器。
具体地说，本发明的目的在于，提供提高要测定的旋转体的绝对旋转角度检测的分辨率、并提高耐噪声性的检测精度高的旋转传感器。
为了解决上述问题，本发明的第一方面所述的旋转传感器具有：与要测定的旋转体一体运动的主旋转体；与该主旋转体的旋转相对应地，以与主旋转体的转速不同的转速进行旋转的副旋转体；检测主旋转体的旋转的第1检测单元；以及检测副旋转体的旋转的第2检测单元，该旋转传感器根据所述第1检测单元的检测信号和第2检测单元的检测信号，检测要测定的旋转体的绝对旋转角度，其特征在于：
当由所述第1检测单元与第2检测单元得到的各检测信号分别与各旋转体的旋转相对应地周期性地输出，并且将所述第1检测单元的检测信号的周期设为Tc，将所述第2检测单元的检测信号的周期设为Tm时，满足(Tm-Tc×i)×n＝Tm(i和n是正整数)的关系。
因为在各检测单元的检测周期满足上述关系的条件下检测主旋转体的旋转角度以及以与此不同的转速进行旋转的副旋转体的旋转角度，从而可以提高主旋转体即要测定的旋转体的旋转角度检测的分辨率，并且可以提高耐噪声性。
另外，本发明的第二方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第一方面所述的旋转传感器中，将所述主旋转体的检测信号的周期Tc设为90度，将副旋转体的检测信号的周期Tm设为191.25度。
通过该周期组合，可以使第1检测单元与第2检测单元的2个输出值的组合与主旋转体的绝对旋转角度最佳地进行对应。
另外，本发明的第三方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第一方面所述的旋转传感器中，将所述主旋转体的检测信号的周期Tc设为120度，将副旋转体的检测信号的周期Tm设为130度。
通过该周期组合，也可以使第1检测单元与第2检测单元的2个输出值的组合与主旋转体的绝对旋转角度最佳地进行对应。
另外，本发明的第四方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第一方面所述的旋转传感器中，将所述主旋转体的检测信号的周期Tc设为120度，将副旋转体的检测信号的周期Tm设为260度。
通过该周期组合，也可以使第1检测单元与第2检测单元的2个输出值的组合与主旋转体的绝对旋转角度最佳地进行对应。
另外，本发明的第五方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第一方面所述的旋转传感器中，当在将所述周期Tm以及Tc乘以互不相同的正整数后所得的各自的倍数中将最小公倍数设为Tx时，满足Tx≥1440度的关系。
通过满足这样的关系，可以避免在±720度的测定范围内，产生多个与第1检测单元与第2检测单元的2个输出值的组合相对应的主旋转体的绝对旋转角度的解的问题，并且根据第1检测单元的输出值和第2检测单元的输出值可以可靠并且唯一地求出该绝对旋转角度。
另外，本发明的第六方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第五方面所述的旋转传感器中，所述Tx以及Tc满足Tx＝Tc×n的关系。
通过满足这样的关系，由第1检测单元和第2检测单元的2个输出值的组合所规定的检量线相邻的检量线彼此之间的间隔变宽。由此，与满足第五方面所述的条件时相比，使Tm与Tc的组合的范围更窄，在与主旋转体的绝对旋转角度相对应的第1检测单元和第2检测单元的2个输出值的组合中，减少了不能提高检测性能的组合，从而可以缩小有效的组合范围。
另外，本发明的第七方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第一方面至第六方面中的任一项所述的旋转传感器中，所述第1检测单元具有：与所述主旋转体一体旋转且宽度沿圆周方向发生变化的导电性的传感检测部；以及与所述传感检测部协作，通过电磁感应来检测所述主旋转体的旋转角度的励磁线圈；并且所述第2检测单元具有磁通检测元件，该磁通检测元件通过在所述副旋转体上设置磁铁，而检测与所述副旋转体的旋转相对应的所述磁铁的磁通变化。
通过这样的检测方式，与在副旋转体上使用2个齿轮的旋转传感器相比，显著提高检测精度。另外，与通过十字轮机构来检测主旋转体转速的旋转传感器相比，也可以提高检测精度和耐振性，并且可以提高旋转传感器自身的装配性。
更具体地说，解决了具有十字轮机构的以往的旋转传感器的缺点，即解决了因为通过十字轮机构、导电层、检测线圈来按转速分阶段地输出主旋转体的转速，所以与主旋转体的各转速相对应的输出级的级差较小，并存在难以检测主旋转体的转速的缺点。
此外，也解决了现有技术的旋转传感器的其它缺点，即十字轮机构有可能因振动等而造成旋转，从而导致的旋转传感器自身的耐振性降低的问题。
此外，也解决了作为现有技术的旋转传感器的其他缺点的装配性和成本问题，即在十字轮机构上设置根据旋转方向其宽度发生变化的转子，在夹持该转子的位置上设置线圈和铁芯的组时，因为零件的定位不容易，导致旋转传感器自身的装配性不好的缺点、和零件以及安装工时数成本增大的缺点。
另外，本发明的第八方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第七方面所述的旋转传感器中，所述励磁线圈由铁芯主体保持，其中该铁芯主体是由在聚苯硫醚中混合了Mn-Zn系软磁性材料铁素体而成的混合软磁性材料制成的。
由于在铁芯主体的材质中使用这样的所谓软铁素体，使铁芯容易成形，因此可以提高铁芯形状的设计自由度。
另外，本发明的第九方面所述的旋转传感器，其特征在于，在第七方面所述的旋转传感器中，所述励磁线圈由铁芯主体保持，其中该铁芯主体是由在环氧树脂中混合了Fe-Si-Al系铁硅铝磁合金粉而成的混合软磁性材料制成的。
因为在铁芯主体中使用这样的铁硅铝磁合金粉，所以可以提高磁导率，可以提高检测特性。另外，可以提高磁导率的温度特性，并且不受周围温度的影响，可以在较宽温度范围的使用环境下使用旋转传感器。
另外，本发明的第十方面所述的旋转传感器，其具有：宽度或厚度中的至少一方随着测定对象物的移动而变化的导电性的传感检测部；以及具有与所述传感检测部对峙配置的铁芯主体和与该铁芯主体的外周壁对应配置的励磁线圈的线圈铁芯，其特征在于，该旋转传感器装配为：所述铁芯主体的所述传感检测部侧的对峙面形成跑道状，所述传感检测部在该铁芯主体的跑道状对峙面的直线部分内偏移。
即使传感检测部在铁芯主体的跑道状对峙面的直线部分内偏移，与磁通交叉的传感检测部的面积也不太变化，其结果是，传感检测部在铁芯主体的长度方向上即使偏移少许，也可以将所检测的旋转量的输出值的误差控制在最小限度。因此，可以不受零件尺寸公差和装配上的公差的影响，而进行旋转量的稳定的检测。
另外，本发明的第十一方面所述的旋转传感器，其具有：宽度或厚度中的至少一方随着测定对象物的移动而变化的导电性的传感检测部；以及具有与所述传感检测部对峙配置的铁芯主体和与该铁芯主体的外周壁对应配置的励磁线圈的线圈铁芯，其特征在于，在所述铁芯主体上形成卷绕所述励磁线圈的突出部，而且在该突出部的所述传感检测部的对峙面的至少一部分上，形成沿所述传感检测部的延伸方向倾斜的锥形部。
即使传感检测部与铁芯主体的传感检测部对峙面的间隔偏移，通过形成这样的锥形部，贯穿传感检测部的磁通实质上也不太变化，其结果是，传感检测部与铁芯主体的传感检测部的对峙面的间隔即使偏移若干，也可以将所检测的旋转量的输出值的误差控制在最小限度。因此，可以不受零件尺寸公差和装配上的公差的影响，而进行旋转量的稳定的检测。
另外，本发明的第十二方面所述的旋转传感器，其具有：宽度或厚度中的至少一方随着测定对象物的移动而变化的导电性的传感检测部；以及具有与所述传感检测部对峙配置的铁芯主体和与该铁芯主体的外周壁对应配置的励磁线圈的线圈铁芯，其特征在于，该旋转传感器装配为：所述铁芯主体的所述传感检测部侧的对峙面呈将与该传感检测部的延伸方向正交的方向作为长度方向的长方形形状，所述传感检测部在该铁芯主体的长方形形状对峙面内向长度方向偏移。
这样构成的传感器，也与第十方面所述的旋转传感器同样，即使传感检测部在铁芯主体的长方形形状对峙面内向长度方向偏移，与磁通交叉的传感检测部的面积也不太变化，可以将所检测的旋转量的输出值的误差控制在最小限度。因此，可以不受零件尺寸公差和安装上的公差的影响，而进行旋转量的稳定检测。
附图说明
图1是以透视上壳体的状态示出本发明第1实施方式以及第2实施方式的旋转传感器的平面图。
图2是以局部透视的状态示出与图1对应的旋转传感器的内部结构的侧视图。
图3是放大表示图1所示的旋转传感器的线圈铁芯与传感检测部之间的关系的立体图。
图4是仅放大表示图3所示的线圈铁芯的一方的线圈铁芯的立体图。
图5是表示从图4所示的线圈铁芯中拆除励磁线圈的状态的立体图。
图6是按照从图6(a)到图6(b)的顺序表示根据图3所示的线圈铁芯和传感检测部的组合来检测转子的旋转角度的方法的说明图。
图7是表示与针对线圈铁芯检测输出的周期的比例和针对MR元件检测输出的周期的比例的绝对旋转角度相对应的的组合的检量线。
图8是表示针对要测定的旋转体的绝对旋转角度和线圈铁芯检测输出的周期的比例以及针对MR元件检测输出的周期的比例的图。
图9是在小舵角从44度到46度的范围内按绝对旋转角度的关系顺序表示小舵角、大舵角、绝对旋转角度的关系的一览表。
图10是表示根据小舵角和大舵角的检测输出，不使用存储表，而通过计算算出绝对旋转角度的方法的说明图。
图11是以局部透视上壳体的状态示出本发明第1实施方式的变形例的旋转传感器的平面图。
图12是图11所示的变形例的信号处理电路。
图13是与圆环形的传感检测部一起示出本发明的第2实施方式的变形例的线圈铁芯的立体图。
图14是表示与作为本发明的第2实施方式的比较例的线圈铁芯的传感检测部的对峙面周边与圆形的线圈铁芯的传感检测部的安装位置关系的立体图。
图15是表示在本发明的第2实施方式中，针对比较例的线圈铁芯，当向X轴方向、即与传感检测部的延伸面正交的传感检测部的径向偏移传感检测部时，传感检测宽度2mm和传感检测宽度5mm部分的检测输出值的测定图。
图16是表示在本发明的第2实施方式中，针对本实施例的线圈铁芯，当向X轴方向、即与传感检测部的延伸面正交的传感检测部的径向偏移传感检测部时，传感检测宽度2mm和传感检测宽度5mm部分的检测输出值的测定图。
图17是在本发明的第2实施方式中，与相对本实施例和比较例的各线圈铁芯的传感检测部的偏移位置相对应，按本实施例的线圈铁芯和比较例的线圈铁芯计算该偏移位置处的传感检测部的宽度2mm和宽度5mm的检测输出值的输出差的比较结果。
图18是在本发明的第2实施方式中，在本实施例的线圈铁芯的线圈卷绕用突出部未形成凹部时、和形成深0.2mm槽部的凹部、形成深0.3mm槽部的凹部、以及形成深0.5mm槽部的凹部时，测定向Z轴方向、即与传感器检测部的传感检测面正交的方向偏移传感检测部时的各检测输出值的测定图。
图19是在本发明的第2实施方式中，将在比较例的线圈铁芯的线圈卷绕用突出部未形成凹部时、和形成深0.2mm槽部的凹部、形成深0.3mm槽部的凹部、以及形成深0.5mm槽部的凹部时，测定向Z轴方向、即与传感器检测部的传感检测面正交的方向偏移传感检测部时的各检测输出值的测定图。
图20是表示线圈铁芯的立体图，该线圈铁芯是与本发明的第2实施方式中的比较例的线圈铁芯相关联的线圈铁芯，其在与线圈卷绕用突出部的传感检测部对峙的上表面，沿传感检测部的延伸方向形成有锥部。
图21是与针对本发明的第2实施方式的本实施例和比较例以及变形例的各线圈铁芯的传感检测部的偏移位置相对应，按本实施例以及变形例的线圈铁芯和比较例的线圈铁芯计算该偏移位置处的传感检测部的宽度2mm和宽度5mm的检测输出值的输出差的比较结果。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的第1实施方式的旋转传感器。另外，在本实施方式中，对于将该旋转传感器安装在汽车的转向装置的转向轴上，为了检测方向盘的旋转角度而使用旋转传感器的情况进行说明。
如图1以及图2所示，本发明的第1实施方式的旋转传感器具有：嵌入作为要测定的旋转体的转向轴S(以下简称为「轴S」)，并且在外周部具有第1齿轮11的转子10；与该转子10的第1齿轮11啮合的第2齿轮12；可以自由旋转地支承转子10以及第2齿轮12的下壳体21；和与下壳体21嵌合而形成箱形壳体20的上壳体22。
转子10由强度高且成型性好的合成树脂制成，从转子10的周围规定位置延伸有撑杆15a，例如板厚0.5mm左右的板状传感检测部15借助该撑杆15a而在转子10的周围形成环状。另外，传感检测部15由黄铜、银、铝、铜等导电性材料制成，在本实施方式中，其宽度在周向上每隔90度例如从2mm到5mm规则性地变化。通过这样在周向上每隔90度地改变传感检测部15的宽度，从而可以使针对转子10的实际旋转角度的，来自线圈铁芯50的检测信号的变化变大。
另外，上壳体22和下壳体21由强度好且具有交流磁场屏蔽性的金属或绝缘磁性材料构成的屏蔽材料制成，上壳体22和下壳体21协作形成箱体，收纳转子10和传感检测部15、第2齿轮12。另外，在下壳体21上，具有用于向旋转传感器1供电并向外部传送旋转传感器1的检测信号的连接器25。
另外，如图1以及图3所示，在上壳体22以及下壳体21上，2组线圈铁芯50相对于转子10的传感检测部15的传感检测面，隔开规定间隔地对峙配置安装。另外，传感检测部15和线圈铁芯50协作构成第1检测单元。
如图1所示，为了使后述的各相位平移量的输出值偏移22.5度，该2组线圈铁芯50以规定的角度安装在传感检测部15的周向上，如图3所示，各外周边在图1所示的平面视图上，形成所谓的田径赛的跑道形状。另外，在本实施方式中，如后所述，因为传感检测部15的一个周期是90度，因此配置了2组线圈铁芯50，使其偏移该1/4周期、即22.5度。
线圈铁芯50具有由塑性磁铁(例如在PPS(聚苯硫醚)中混入Mn-Zn系软磁性铁素体形成的混合软磁性材料等)等绝缘性软磁性材料制成的铁芯主体51、和在沿该铁芯主体51的外周部所形成的跑道形的内周槽内卷绕并收容到铁芯主体51内的励磁线圈52。在这种情况下，铁芯主体51通过注射成形而形成，磁性粉充填率为重量的50％左右。通过以这样的充填率注射成形包含有软铁素体的软磁性材料来形成铁芯主体51，从而易于成形，因此可以提高铁芯形状的设计自由度。
另外，取代由使用了这样所谓软铁素体的铁芯主体51来保持励磁线圈，也可以由在环氧树脂中混合了Fe-Si-Al系铁硅铝磁合金粉的混合软磁性材料制成的铁芯主体来保持铁芯主体。在这种情况下，铁芯主体通过压粉成型而形成，磁性粉充填率为重量的90％以上。通过以这样的充填率压粉成形包含有铁硅铝磁合金粉的软磁性材料来形成铁芯主体，从而可以提高磁导率，可以提高检测特性。另外，可以提高磁导率的温度特性，可以在较宽温度范围的环境下使用旋转传感器。
另外，对峙的励磁线圈52彼此分别串联连接，在壳体20内与在此未图示的旋转角度检测部的印刷电路板电连接。而且，通过在对峙的励磁线圈52中流过交流励磁电流，从而在周围形成交流磁场，使交流磁场在分别成对的铁芯主体51之间朝向传感检测部15的传感检测面交叉。
而且，通过由线圈铁芯50产生的交流磁场，在导电性部件的传感检测部15产生涡电流，与根据转子10的旋转而产生的传感检测部15的宽度变化相对应地，该产生的涡电流发生变化，检测基于此变化的阻抗变动，各线圈铁芯50以90度周期来检测转子10的旋转角度。
另外，线圈铁芯50每组隔着传感检测部15对峙配置的原因在于，当由于振动等引起转子10的位置向轴S的轴向变动时，伴随于此，来自每个线圈铁芯50的输出也变动，来自一方线圈铁芯50的输出增加，而来自另一方线圈铁芯50的输出相应减少，所以如果检测来自对峙的2个线圈铁芯50的输出，就可以抵消每个线圈铁芯50的输出变动。
用于该转子10的旋转角度检测的信号处理方法如下。另外，对各电路结构省略了图示。首先，振荡电路通过分频电路，向由电阻、励磁线圈52以及电容器组成的相位平移部输出特定频率的振荡信号。这时，根据传感检测部15中的涡电流产生的大小，各励磁线圈52的阻抗发生变化，由于该阻抗变化，各电容器两端的电压信号的相位也发生变化。而且，电容器两端的电压信号被输出给相位平移量检测部，通过该检测部，检测各电容器两端的电压信号的相位平移量。之后，转换器将检测出的相位平移量转换为对应的电压值。
另外，在本实施方式中，为了使通过各线圈铁芯50和传感检测部15协作而得到的相位平移量输出信号的相位偏移22.5度，而使线圈铁芯50与传感检测部15的周向相对应地配置在壳体20上，因此，如图6(a)所示，通过如上所述的信号处理，可以得到像一方的线圈铁芯50的相位平移量输出值SA和另一方的线圈铁芯50的相位平移量输出值SB那样相互错开22.5度相位的、90度周期的相位平移量的输出值。
根据这样得到的相位平移量的输出值以90度周期来检测转子10的旋转角度的方法如下。
如图6(a)所示，使从各线圈铁芯50得到的转子10的旋转角度的输出值(SA、SB)与分别正负颠倒了这些输出值的输出值(RSA、RSB)叠加。之后，根据各相位平移量检测值的大小关系，判断转子10的旋转角度在0度～22.5度、22.5度～45度、45度～67.5度、67.5度～90度的哪一个范围内。之后，使用这4个相位平移量检测值的直线部分，并且接合处理这些直线部分。接着，根据判断为在上述4个角度范围中哪一个角度范围内的判断结果，根据以图6(a)所示的按90度周期变化的锯齿形波形的输出信号，以90度周期求出转子10的旋转角度。
另一方面，如图1以及图2所示，在下壳体21上，具有在第2齿轮12的中心部分上与第2齿轮12一体旋转的磁铁61，并且具有与磁铁61对峙的、在下壳体21的部分检测该磁铁61的磁通的MR元件(磁通检测元件)62。而且，该磁铁61与MR元件62协作构成第2检测单元。
MR元件62的检测输出作为正弦曲线形的检测输出和余弦曲线形的检测输出而得出，将这些检测输出换算为正切函数的检测输出，作为图8所示的、以按191.25度的周期变化的锯齿形波形的输出信号输出。另外，该信号处理方法已公知，例如在日本特开2004-53444号公报中已有记载。MR元件62的检测输出的周期之所以是191.25度的理由在于，在本实施方式中，在转子10上配备的第1齿轮11的齿数是80，第2齿轮12的齿数是85，所以根据这些齿数的关系，根据第2齿轮12的旋转而检测的MR元件62的检测信号的周期为180度×85/80＝191.25度。
这样，在本实施方式的旋转传感器1中，由线圈铁芯50和传感检测部15协作构成的第1检测单元得到的第1检测信号对应于转子10的旋转，以90度的周期输出，而且由磁铁61和MR元件62协作构成的第2检测单元得到的第2检测信号对应于第2齿轮12的旋转，以191.25度的周期输出，但是，在本发明的旋转传感器1中，在这些检测信号的周期之间必须满足以下各关系。
首先，作为各检测信号的周期要满足的第1关系是，当将线圈铁芯(第1检测单元)50的检测信号的周期设为Tc，将MR元件(第2检测单元)62的检测信号的周期设为Tm时，满足(Tm-Tc×i)×n＝Tm(i及n是正整数)的关系。通过满足这样的关系，可以提高转子10、即要测定的轴S的绝对旋转角度检测的分辨率，并且可以提高耐噪声性。另外，在本实施方式的旋转传感器1的情况下，如果设Tc＝90度，Tm＝191.25度，i＝2，n＝17，则为(191.25-90×2)×17＝191.25，满足上述的关系式。
另外，在将该周期Tm以及周期Tc乘以互不相同的正整数后所得的各自的倍数中，如果将最小公倍数设为Tx，则满足Tx≥1440度的关系。由于满足这样的关系，从而可以避免在测定范围±720度的范围内，产生多个与由形成第1检测单元的线圈铁芯50和形成第2检测单元的MR元件62所得到的2个输出值的组合相对应的转子10、即轴S的绝对旋转角度的解的问题，并且根据线圈铁芯50的输出值和MR元件62的输出值，可以可靠且唯一地求出转子10、即轴S的绝对旋转角度。
另外，在本实施方式的旋转传感器1的情况下，因为设Tc＝90度，Tm＝191.25度，则Tx＝90×17＝191.25×8＝1530度，满足上述关系式。
另外，满足Tx＝Tc×n的关系。其结果是，与由第1检测单元和第2检测单元2个输出值的组合所规定的检量线相邻的检量线彼此之间的间隔变宽。由此，Tm与Tc的组合的范围可以更窄，在与绝对旋转角度对应的第1检测单元和第2检测单元的2个输出值的组合中，减少了不能提高检测性能的组合，从而可以缩小有效的组合范围。
另外，在本实施方式的旋转传感器1的情况下，因为Tc＝90度，Tx＝1530度，所以1530＝90×17，因而n＝17，满足上述的关系式。
另外，因为作为主旋转体的转子10、即轴S在360度处为旋转一周，所以Tc必然是360度以下，满足Tc＝360度/k(k是正整数)的关系。
在本实施方式中，在满足上述这样的关系式的周期之中，如已说明的那样，将作为主旋转体的转子10的检测信号的周期Tc设为90度，将作为副旋转体的第2齿轮的检测信号的周期Tm设为191.25度。由于这样的组合，使第1检测单元和第2检测单元的2个输出值的组合与作为主旋转体的转子10的绝对旋转角度最佳地对应。
但是，从作为第1输出单元的线圈铁芯50所得到的转子10的旋转检测信号的周期与从作为第2检测单元的MR元件62所得到的第2齿轮12的旋转检测信号的周期之间的关系，不局限于本实施方式所述的90度和191.25度，只要各周期如果满足上述关系式，则可以是其他的周期。
由于满足这些关系，如后所述，用于根据从线圈铁芯50和传感检测部15得到的第1检测信号与从磁铁61和MR元件62得到的第2检测信号的组合，来求出转子10、即轴S的绝对旋转角度的检量线，如图9所示，在宽范围的绝对旋转角度内均匀地分布。即，尽可能地扩大检量线分布的区域，而且检量线在该扩大了的区域内等间隔地分布。由此，可以明确与来自线圈铁芯50的旋转检测信号与来自MR元件62的旋转检测信号的组合相对应的转子10、即轴S的绝对旋转角度的对应关系。
另外，例如，作为另外一个例子，即使来自线圈铁芯50的旋转检测信号的周期为120度，来自MR元件62的旋转检测信号的周期为130度，第1检测信号和第2检测信号的周期也可以满足上述的关系式，并且可以高精度地检测转子10、即轴S的绝对旋转角度。即，即使是这种情况下，在要测定的转子10、即轴S的较宽的绝对旋转角度的范围内，图7所示的各检量线被规定为整体上分散。
接着，对使用了上述旋转传感器1的轴S的绝对旋转角度的测定方法进行说明。本实施方式的旋转传感器1如上所述，因为线圈铁芯50的检测信号的周期与第2齿轮12的检测信号的周期满足特定的关系，所以与转子10的旋转相对应的线圈铁芯50的输出信号的周期与第2齿轮12具有的MR元件62的输出信号的周期的对应关系，为被图7的检量线限定的关系。伴随于此，如图8所示，由线圈铁芯50和传感检测部15检测的转子10的旋转信号检测值在从-750度一直到+750度的范围内，每隔90度以锯齿形的波形交替连续地输出，并且由MR元件62和磁铁62检测的第2齿轮12的旋转角度检测输出的周期每隔191.25度以锯齿形的波形交替连续地输出。
因此，通过比较由线圈铁芯50和传感检测部15检测出的周期与由MR元件62和磁铁61所检测出的周期，如下所示，可以高精度地求出与转子10一体旋转的轴S的绝对旋转角度。
图9是表示按每90度的范围检测出的转子10的旋转角度的小舵角的检测输出值、按每191.25度的范围检测出的第2齿轮12的旋转角度的大舵角的检测输出值、和根据这些检测输出值求出的作为要测定的旋转体的转子10、即轴S的绝对旋转角度之间的对应关系的一览表。在此，本发明的旋转传感器1可以将与这些对应的绝对旋转角的关系全部一一对应地预先存储在存储器内，但在本实施方式中，根据小舵角的检测输出值和大舵角的检测输出值，通过微型计算机的计算，唯一地求出该绝对旋转角度。
下面，更详细地说明根据小舵角的检测输出值和大舵角的检测输出值确定绝对旋转角度的方法。另外，在本实施方式中，由检测大舵角的MR元件62所检测的角度为-95.625度～+95.625度(合计191.25度)。另外，由检测小舵角的线圈铁芯50所确定的角度为0度～+90度。另外，在原点，MR元件62和线圈铁芯50都为0度。
在此，作为传感检测的范围，因为线圈铁芯50的检测周期Tc为90度，MR元件62的检测周期Tm为191.25度，因此如果考虑最小公倍数，则为
90×17＝191.25×8＝1530度。
即，如果将转子10向任意一个方向旋转1530度，则由线圈铁芯50所得到的小舵角的检测输出与由MR元件62所得到的大舵角的检测输出呈完全相同的关系，所以在本实施方式的情况下，可将传感检测的范围规格设定在1530度(-765度～+765度)范围内来测定转子10、即轴S的绝对旋转角度。
另外，例如考虑MR元件62的周期为192度的情况，则线圈铁芯的周期Tc＝90度，MR元件的周期Tm＝192度，因此，
90×32＝192×15＝2880度，-1440度～+1440度成为传感检测范围。
接着，对大舵角如何与特定的小舵角对应进行说明。
在本实施方式中，大舵角相对于小舵角以191.25-(90×2)＝11.25度的大小变化。但是，因为MR元件62的周期为2倍，所以从小舵角来看，大舵角为2个系列(44度和-46度为基点)。
图9的表中示出小舵角为44度时的大舵角和绝对角。在该情况下，绝对旋转角度在-766度和764度处，小舵角和大舵角为相同的关系。另外，即使是其他情况下，在绝对角度具有1530度间隔的地方为相同的关系。
另外，满足Tx＝Tc×n的关系。由此，与由第1检测单元和第2检测单元的2个输出值的组合所规定的检量线相邻的检量线彼此之间的间隔变宽。由此，使Tm与Tc组合的范围变得更窄，在与绝对角度相对应的第1检测单元和第2检测单元的2个输出值的组合中，减少了不能提高检测性能的组合，缩小了有效的组合范围。
另外，因为作为主旋转体的转子10、即轴S以360度为1周，所以必然是Tc为360度以下，满足c＝360度/k(k为正整数)的关系。
接着，对根据检测出的大舵角和小舵角来确定要测定的转子10、即轴S的绝对旋转角度的方法进行说明。在这种情况下，绝对旋转角度的范围设为-750度～+750度。根据线圈铁芯50的检测值检测出的小舵角为44.00度。在这种情况下，根据MR元件62的检测值来决定大舵角。如图9所示，MR元件62的检测值约为-12.25度。在这种情况下，大舵角的符号(负)与小舵角的符号(正)正/负颠倒，所以，
以44-90＝-46为基点，向-12.2度每次加上11.25度。在这种情况下，3次加上11.25度变为-46/-34.75/-23.5/-12.25后，成为与MR元件62检测出的大舵角接近的值，所以即使没有与小舵角的检测输出值以及大舵角的检测输出值相对应的存储表，也可以通过微型计算机的计算，根据小舵角和大舵角的检测输出值，作为-46-180×3＝-586度，来求出图9的一览表所示的绝对旋转角度(-586度)。
图10是对根据该求出的小舵角的检测输出值和大舵角的检测输出值而唯一求出绝对旋转角度的方法的另一个例子的图。在这种情况下，当小舵角为44度、大舵角为-46度时，绝对旋转角度被规定为-46度。如图10所示，对例如在根据线圈铁芯50的输出检测出小舵角为44度、且根据MR元件62的输出检测出大舵角为-68.5度时计算绝对旋转角度的情况进行说明。在这种情况下，从大舵角-46度中减去11.25度，计算出相对于-68.5度的相减次数。因为从小舵角-46度中2次减去11.25度后，就达到大舵角-68.5度，所以可以唯一地求出绝对旋转角度为-46度+(180×(相减次数＝2))＝314度。
如上所述，本发明的旋转传感器1，作为小舵角，通过线圈铁芯50以及传感检测部15，以90度的周期检测转子10的旋转角度，并且作为大舵角，通过磁铁61以及MR元件62，按191.25度的周期检测第2齿轮12的旋转。即，本发明的旋转传感器1是由作为上述主旋转体的转子10、即轴S得到的第1检测信号的周期和由作为副旋转体的第2齿轮12得到的第2检测信号的周期满足上述周期的关系式的旋转传感器。由此，例如，当周期如上述那样被规定时，仅得到如图9所示的小舵角的检测输出和大舵角的检测输出，就可以高精度且唯一地计算出绝对旋转角度，可以进行高精度且耐噪声性好的绝对旋转角度检测。
另外，在本实施方式中，虽然作为第1、第2检测用，使线圈铁芯与传感检测部、磁铁与MR元件协作设置，但是，不局限于此，可以替换这些来使用，另外，不言而喻，可以取代MR元件，使用AMR元件或霍尔元件、GMR元件等其他的磁通检测单元。另外，线圈铁芯形成为俯视呈跑道形，但不局限于此，可以形成为俯视呈圆形形状。
另外，作为上述的实施方式的变形例，也考虑如下的例子。如图11以及图12所示，该变形例将一组线圈铁芯150(作为线圈A1的线圈151和作为线圈B1的线圈152)配置在传感检测部115的适当部位，并且将另一组线圈铁芯160(作为线圈A2的线圈161和作为线圈B2的线圈162)配置在与该线圈铁芯150不同的传感检测部115的适当部位。在此，图11仅示出转子110、传感检测部115以及线圈铁芯150、160，在图11中描绘为该传感检测部115的传感检测宽度在周向上固定，但实际上，例如传感检测宽度的变化周期可以为一周期120度，在传感检测部周向上被分割为3份，可以是一周期90度，在传感检测部周向上被分割为4份，或者可以是一周期72度，在传感检测部周向上被分割为5份，也可以是一周期为任意角度，在传感检测部周向上均匀地分割的任意方式。
另外，这时的线圈铁芯使用的铁芯主体也与上述实施方式相同，由在聚苯硫醚中混合了Mn-Zn系软磁性材料铁素体而成的混合软磁性材料制成。在这种情况下，铁芯主体通过注射成形而形成，磁性粉充填率为重量的50％左右。通过以这样的充填率注射成形包含有软铁素体的软磁性材料来形成铁芯主体，从而易于成形，因此可以提高铁芯形状的设计自由度。
另外，铁芯主体也可以由在环氧树脂中混合了Fe-Si-Al系铁硅铝磁合金粉形成的混合软磁性材料制成。在这种情况下，铁芯主体通过压粉成型而形成，磁性粉充填率为重量的90％以上。通过以这样的充填率压粉成形包含有铁硅铝磁合金粉的软磁性材料来形成铁芯主体，从而可以提高磁导率，提高检测特性。另外，可以提高磁导率的温度特性，可以在较宽温度范围的环境下使用旋转传感器。
而且，一组线圈铁芯150(线圈A1和线圈B1)如下述这样相互错开配置在传感检测部115的周向上。具体地说，将传感检测部115的宽度变化在传感检测部115的周向每360度重复的次数作为分割数，设S＝360度/分割数，则在所配置的一组线圈铁芯的周向上形成的角度θ规定为θ＝n×S+S/4(其中，n为整数)。同样，另一组线圈铁芯160为了形成该角度θ，也相互错开配置在传感检测部115的周向上。
另外，图12表示本变形例的信号处理电路，信号发生部250、260，发挥将由线圈铁芯150、160检测出的信号分别放大并输出给信号处理部350、360的作用。另外，信号处理部350、360发挥在各CPU上处理所输入的信号并将其数据输出给ECU 400的作用。另外，ECU 400发挥根据所输入的数据检测旋转体的旋转角度的作用。
根据这样的变形例的结构，通过确认基于来自一组线圈铁芯的信号的输出数据和基于来自另一组线圈铁芯的信号的输出数据，可以确保检测主旋转体的旋转角度时的冗长性。
如上所述，现有技术的旋转传感器为了使用在旋转方向上宽度变化的转子和线圈铁芯来检测主旋转体的旋转角度，并可以测定主旋转体360度以上的旋转角度，而具有与主旋转体连接旋转的十字轮机构，进而使用在旋转方向上宽度变化的转子和线圈铁芯来检测该十字轮机构的旋转。
但是，本发明的第1实施方式的旋转传感器不使用这样的十字轮机构。即，设有通过齿轮与主旋转体连接的副旋转体来取代十字轮机构，在该副旋转体上设有磁铁，并在固定部件上设有检测MR元件等的磁通变化的传感器元件，通过磁铁和传感器元件的组合来检测副旋转体的旋转角度。这样，以电磁感应方式来检测主旋转体的旋转，并以通过磁铁和传感器的组合检测磁通变化的方式来检测副旋转体的旋转，根据这2种信号，计算主旋转体在360度以上的范围内的旋转角度。
而且，本发明的第1实施方式的旋转传感器通过具有这样的结构，可以解决具有十字轮机构的以往的旋转传感器的缺点，即：通过十字轮机构、导电层、检测线圈，按转速分阶段地输出主旋转体的转速，因此如果与主旋转体的各转速对应的输出级的级差较小，则难以检测主旋转体的转速。
另外，当检测角度范围宽时，在十字轮机构方式中，需要较多的阶梯状信号，导致机构部变大，不利于小型化，而如果是基于本发明的方式，则可以小型化。
再者，本发明的第1实施方式的旋转传感器还解决了现有技术中的旋转传感器的另外一个缺点，即十字轮机构有可能因振动等而旋转，从而导致旋转传感器自身耐振性降低的问题。
而且，本发明的第1实施方式的旋转传感器还解决了作为现有技术中的旋转传感器具有的另一缺点的安装性和成本问题，即在十字轮机构上设置根据旋转方向其宽度发生变化的转子，在夹持该转子的位置上设置线圈和铁芯组时，因为零件的定位困难，导致旋转传感器自身的安装性不好的缺点、和零件以及安装工时数的成本增大的缺点。
接着，根据附图对本发明的第2实施方式的旋转传感器进行说明。另外，在本实施方式中也使用作为旋转传感器的一种方式的旋转传感器1，对将该旋转传感器1安装在汽车转向装置的转向轴上，检测方向盘的旋转角度的情况进行说明。
如图1以及图2所示，本发明的第2实施方式的旋转传感器1具有：嵌入作为要测定的旋转体的转向轴S(以下简称为「轴S」)中，并且在外周部具有第1齿轮11的转子10；与该转子10的第1齿轮11啮合的第2齿轮12；可以自由旋转地支承转子10以及第2齿轮12的下壳体21；和与下壳体21嵌合而形成箱形的壳体20的上壳体22。
转子10由强度高且成型性好的合成树脂制成，从转子10的周围规定位置延伸有撑杆15a，例如板厚0.5mm左右的板状传感检测部15借助该撑杆15a而在转子10的周围形成环形。另外，传感检测部15由黄铜、银、铝、铜等导电性部件制成，在本实施方式中，其宽度在周向上每隔90度例如从2mm到5mm规则性地变化。通过这样在周向上每隔90度地改变传感检测部15的宽度，从而可以使针对转子10的实际旋转角度的、来自线圈铁芯50的检测信号的变化变大。
另外，上壳体22和下壳体21由强度好且具有交流磁场屏蔽性的金属或绝缘磁性材料构成的屏蔽材料制成，上壳体22和下壳体21协作形成箱体，收纳转子10和传感检测部15、第2齿轮12。另外，在下壳体21上，具有用于向旋转传感器1供电，并向外部传送旋转传感器1的检测信号的连接器25。
另外，如图1以及图3所示，在上壳体22以及下壳体21上，2组线圈铁芯50相对于转子10的传感检测部15的传感检测面，隔开规定间隔地对峙配置安装。另外，传感检测部15和线圈铁芯50协作构成第1检测单元。
如图1所示，为了使后述的各相位平移量的输出值偏移22.5度，该2组线圈铁芯50以规定的角度安装在传感检测部15的周向上，如图3以及图4所示，各外周边在图1表示的平面视图上，形成所谓的田径赛的跑道形状。另外，线圈铁芯50具有：由塑性磁铁(例如在PPS(聚苯硫醚)中混合Mn-Zn系软磁性铁素体而形成的混合软磁性材料等)等绝缘性软磁性材料制成的铁芯主体51、和卷绕在沿该铁芯主体51的外周部而形成的跑道状的线圈收容槽55内并收纳在铁芯主体51内的励磁线圈52。
另外，如图5所示，在呈跑道状的线圈卷绕用的线圈收容槽55内侧，形成有从传感检测部一侧观察，外周部同样呈跑道状的线圈卷绕用突出部53。而且，在该线圈卷绕用突出部53的上表面，即在与传感检测部15的对峙面上，形成沿传感检测部15的延伸方向倾斜的锥形部53a。该锥形部53a形成为，线圈卷绕用突出部53的上表面从线圈卷绕用突出部53的宽度方向的两端部向宽度方向的中央部凹陷。即，在与传感检测部15的延伸方向正交的方向上，形成有从线圈卷绕用突出部53的长度方向的截面来看深度较浅的截面呈V字形的凹部54。
另外，对峙的励磁线圈52彼此分别串联连接，在壳体20内与在此图未示的旋转角度检测部的印刷电路板电连接。而且，通过在对峙的励磁线圈52中流过交流励磁电流，从而在周围形成交流磁场，使交流磁场在分别成对的铁芯主体51之间朝向传感检测部15的传感检测面交叉。
而且，通过由线圈铁芯50产生的交流磁场，在导电性部件的传感检测部15中产生涡电流，但与根据转子10的旋转而产生的传感检测部15的宽度变化相对应地，该产生的涡电流发生变化，检测基于此变化的阻抗变动，各线圈铁芯50以90度周期来检测转子10的旋转角度。
另外，线圈铁芯50每组隔着传感检测部15对峙配置的原因在于，当由于振动等引起转子10的位置向轴S的轴向变动时，伴随于此，来自各个线圈铁芯50的输出也变动，来自一方线圈铁芯50的输出增加，而来自另一方线圈铁芯50的输出相应减少，所以如果检测来自对峙的2个线圈铁芯50的输出，就可以抵消每个线圈铁芯50的输出变动。
用于该转子10的旋转角度检测的信号处理方法如下。另外，对各电路结构省略了图示。首先，振荡电路通过分频电路，向由电阻、励磁线圈52以及电容器组成的相位平移部输出特定频率的振荡信号。这时，根据传感检测部15中的涡电流产生的大小，各励磁线圈52的阻抗发生变化，由于该阻抗变化，各电容器两端的电压信号的相位也发生变化。而且，电容器两端的电压信号被输出给相位平移量检测部，通过该检测部，检测各电容器两端的电压信号的相位平移量。之后，转换器将检测出的相位平移量转换为对应的电压值。
另外，在本实施方式中，为了使通过各线圈铁芯50和传感检测部15协作而得到的相位平移量输出信号的相位偏移22.5度，而使线圈铁芯50与传感检测部15的周向相对应地配置在壳体20上，因此，如图6(a)所示，通过如上所述的信号处理，可以得到像一方的线圈铁芯50的相位平移量输出值SA和另一方的线圈铁芯50的相位平移量输出值SB那样相互错开22.5度相位的、90度周期的相位平移量的输出值。
根据这样得到的相位平移量的输出值以90度周期来检测转子10的旋转角度的方法如下。
如图6(a)所示，使从各线圈铁芯50得到的转子10的旋转角度的输出值(SA、SB)与分别正负颠倒了这些输出值的输出值(RSA、RSB)叠加。之后，根据各相位平移量检测值的大小关系，判断转子10的旋转角度在0度～22.5度、22.5度～45度、45度～67.5度、67.5度～90度的哪一个范围内。之后，使用这4个相位平移量检测值的直线部分，并且接合处理这些直线部分。接着，根据判断为在上述4个角度范围中哪一个角度范围内的判断结果，根据以图6(b)所示的按90度周期变化的锯齿形波形的输出信号，以90度周期求出转子10的旋转角度。
另一方面，如图1以及图2所示，在下壳体21上，具有在第2齿轮12的中心部分上与第2齿轮12一体旋转的磁铁61，并且具有与磁铁61对峙的、在下壳体21的部分检测该磁铁61的磁通的MR元件(磁通检测元件)62。而且，该磁铁61与MR元件62协作构成第2检测单元。
MR元件62的检测输出值作为正弦曲线形的检测输出值和余弦曲线形的检测输出值而得出，将这些检测输出值换算为正切函数的检测输出值，作为图8所示的、以按191.25度的周期而变化的锯齿形波形的输出信号来输出。另外，该信号处理方法已公知，例如在日本特开2004-53444号公报中已有记载。
MR元件62的检测输出值的周期之所以是191.25度的理由在于，在本实施方式中，在转子10上配备的第1齿轮11的齿数是80，第2齿轮12的齿数是85，所以根据这些齿数的关系，根据第2齿轮12的旋转而检测的MR元件62的检测信号的周期为180度×85/80＝191.25度。
这样，在本实施方式的旋转传感器1中，由线圈铁芯50和传感检测部15协作构成的第1检测单元得到的第1检测信号对应于转子10的旋转，以90度的周期输出，而且由磁铁61和MR元件62协作构成的第2检测单元得到的第2检测信号对应于第2齿轮12的旋转，以191.25度的周期输出，但是，在本发明的旋转传感器1中，在这些检测信号的周期之间必须满足以下各关系。
首先，作为各检测信号的周期要满足的第1关系是，当将线圈铁芯(第1检测单元)50的检测信号的周期设为Tc，将MR元件(第2检测单元)62的检测信号的周期设为Tm时，
满足(Tm-Tc×i)×n＝Tm(i和n是正整数)的关系。通过满足这样的关系，可以提高转子10、即要测定的轴S的绝对旋转角度检测的分辨率，并且可以提高耐噪声性。另外，在本实施方式的旋转传感器1的情况下，如果设Tc＝90度，Tm＝191.25度，i＝2，n＝17，则为(191.25-90×2)×17＝191.25，满足上述的关系式。
另外，在将该周期Tm以及周期Tc乘以互不相同的正整数后所得的各自的倍数中，如果将最小公倍数设为Tx，则满足Tx≥1440度的关系。通过满足这样的关系，可以避免在测定范围±720度的范围内，产生多个与由形成第1检测单元的线圈铁芯50和形成第2检测单元的MR元件62所得到的2个输出值的组合相对应的转子10、即轴S的绝对旋转角度的解的问题，并且根据线圈铁芯50的输出值和MR元件62的输出值，可以可靠且唯一地求出转子10、即轴S的绝对旋转角度。
接着，对使用了上述旋转传感器1的轴S的绝对旋转角度的测定方法进行说明。如上所述，本实施方式的旋转传感器1因为线圈铁芯50的检测信号的周期与第2齿轮12的检测信号的周期满足特定的关系，所以与转子10的旋转相对应的线圈铁芯50的输出信号的周期与第2齿轮12具有的MR元件62的输出信号的周期的对应关系为，被在要测定的绝对旋转角度内相互较宽间隔且相等间隔分布的检量线(在此未图示)限定的关系。伴随于此，如图8所示，由线圈铁芯50和传感检测部15检测的转子10的旋转信号检测值在从-750度一直到+750度的范围内，每隔90度以锯齿形的波形交替连续地输出，并且由MR元件62和磁铁61检测的第2齿轮12的旋转角度检测输出值的周期每隔191.25度以锯齿形的波形交替连续地输出。
因此，通过比较由线圈铁芯50和传感检测部15检测出的周期与由MR元件62和磁铁61所检测出的周期，可以根据这些比较结果唯一且高分辨率地高精度地求出与转子10一体旋转的轴S的绝对旋转角度。
另外，本实施方式的旋转传感器1如上述这样，线圈铁芯50的铁芯主体51的传感检测部一侧对峙面形成跑道状，传感检测部15在相应的铁芯主体51的跑道状对峙面的直线部分内偏移。
由此，传感检测部15相对于线圈铁芯50，即使在与传感检测部15的延伸方向正交的传感检测部15的径向上(以下，将该方向称为「X轴向」)偏移少许，对于传感检测部15的线圈铁芯50的投影面积也几乎不会发生变化。其结果是，即使传感检测部15向X轴方向偏移少许，与传感检测部交叉的磁通也几乎不会发生实质变化，可以将所检测的旋转量的输出值的误差控制在最小限度。因此，即使某种程度上允许零件的尺寸公差和安装上的公差，也可以不受这些公差的影响地进行旋转量的稳定检测。另外，例如即使当旋转传感器被安装在汽车等有振动的地方时，也可以降低因振动而导致的传感检测部和检测部之间的相对位置变化。而且，即使是由于历时变化等而导致传感检测部和检测部之间的相对位置发生变化，也可以减轻该影响。
另外，在铁芯主体51上形成卷绕励磁线圈52的线圈卷绕用突出部53，并且在与该线圈卷绕用突出部53的传感检测部15的对峙面的至少一部分上，形成沿着传感检测部15的延伸方向倾斜的锥形部53a。
通过形成这样的锥形部53a，即使传感检测部15与铁芯主体51的传感检测部对峙面的间隔偏移，贯穿传感检测部15的磁通实质上几乎不发生变化，其结果是，传感检测部15相对于线圈铁芯50，即使向与传感检测面垂直方向、即转子10的轴线方向(以下将该方向称为「Z轴向」)偏移少许，也可以将所检测的旋转量的输出值的误差控制在最小限度。因此，可以不受零件尺寸公差和安装上的公差的影响地进行旋转量的稳定检测。另外，例如，即使是当旋转传感器被安装在汽车等有振动的地方时，也可以降低因振动而导致的传感检测部和检测部之间的相对位置变化。而且，即使是由于历时变化等而导致传感检测部和检测部之间的相对位置发生变化，也可以减轻该影响。
另外，线圈铁芯的形状，如上述线圈铁芯50那样，可以取代各外周边在平面视图时呈所谓田径赛的跑道形状，而形成如图13的变形例所示的线圈铁芯70那样的形状。即，可以如下安装：形成把图13所示的线圈铁芯70的铁芯主体71的传感检测部一侧的对峙面与传感检测部15的延伸方向正交的方向作为长度方向的长方形形状，传感检测部15在该铁芯主体的长方形形状对峙面内，向长度方向偏移。
当线圈铁芯具有这样的形状时，与上述实施方式同样，传感检测部15相对于线圈铁芯70，即使向与传感检测部15的延伸方向正交的传感检测部15的径向(X轴方向)偏移少许，对于传感检测部15的线圈铁芯70的投影面积也几乎不发生变化。其结果是，即使传感检测部15向X轴方向偏移少许，与传感检测部交叉的磁通也几乎不发生实质变化，可以将所检测的旋转量的输出值的误差抑制在最小限度。因此，即使某种程度上允许零件的尺寸公差和安装上公差，也可以不受这些公差的影响而进行旋转量的稳定的检测。另外，例如，即使当旋转传感器被安装在汽车等有振动的地方时，也可以降低因振动而导致的传感检测部和检测部之间的相对位置变化的影响。进而，即使是由于历时变化等而导致传感检测部和检测部之间的相对位置发生变化，也可以减轻该影响。
实施例
接着，下面作为本发明的旋转传感器的一个例子使用旋转传感器1，通过与在传感检测部15的对峙面呈圆形的以往的线圈铁芯150比较来确认将该旋转传感器1的线圈铁芯50形成为上述那样特别的形状而产生的优越性，因此下面作为实施例来描述。
另外，在该实施例中，把在本发明的旋转传感器1中使用的线圈铁芯50作为本实施例，把与图14所示的传感检测部15的传感检测面对峙的铁芯主体151的对峙面外周部呈圆形的线圈铁芯150作为比较例。
而且，作为实施例1，对传感检测部15相对于线圈铁芯50、150处于标准的位置关系的状态、和相对于线圈铁芯50、150将传感检测部15在X轴方向(与传感检测部15的延在方向垂直方向，传感检测部15的径向)稍微偏移时的本实施例与比较例的检测输出值的误差进行比较。
另外，作为实施例2，根据传感检测部15以标准的间隔配置在线圈铁芯之间时的检测输出值、和由将传感检测部15在Z轴方向(与传感检测部15的传感检测面垂直的方向，即转子10的径向)上稍微偏移所得的检测输出值，就传感检测部15相对于传感检测面在垂直方向上稍微偏移时的输出误差，来比较本实施例和比较例。
实施例1
图15是使用作为比较例的圆形的线圈铁芯150，将传感检测部15从线圈铁芯150的标准的位置关系(保护罩中心移动量0mm)向X轴方向(与传感检测部15的延伸方向垂直的方向、即传感检测部15的径向)偏移的情况作为横轴，将在该偏移的各位置处测定的检测输出值的电感作为纵轴来表示的测定图。在这种情况下，黑圆点表示在传感检测部15的宽度为2mm的部分偏移了传感检测部15时的检测输出值，白圆圈表示在传感检测部15的宽度为5mm的位置处偏移了该传感检测部15时的检测输出值。
从该测定结果得知，当传感检测部15的宽度为2mm时，由于将传感检测部15相对于线圈铁芯150向X轴方向偏移也产生输出误差，特别是，当传感检测部的宽度为5mm时，由于该传感检测部相对于线圈铁芯向X轴偏移，因此该输出误差显著增大。
图16是与图15对应的测定结果，是使用本实施例的跑道形线圈铁芯50，把传感检测部15从线圈铁芯50的标准的位置关系(保护罩中心移动量0mm)向与X轴方向(与传感检测部15的延伸方向垂直的方向，即传感检测部15的径向)偏移的情况作为横轴，将在该偏移的各位置处所测定的检测输出值的电感作为纵轴而表示的测定图。在这种情况下，黑圆点表示在传感检测部15的宽度为2mm的部分将传感检测部15进行了偏移时的检测输出值，白圆圈表示在传感检测部15的宽度为5mm的位置处将传感检测部15进行了偏移时的检测输出值。
从该测定结果得知，当传感检测部15的宽度为2mm时，只要传感检测部15相对于线圈铁芯50不向X轴方向偏移很多，则不产生输出误差，另外，当传感检测部15的宽度为5mm时，只将传感检测部15相对于线圈铁芯50向X轴方向某种程度地进行偏移，也几乎不产生输出误差。
图17是比较示出两种输出差的图，第一种输出差(菱形图标)是在表示比较例的图15中的传感检测部15的各偏移量中，取传感检测部15的宽度为2mm时的检测输出值与传感检测部的宽度为5mm时的检测输出值之差的输出差，第二种输出差(黑圆点图标)是在表示本实施例的图16中的传感检测部15的各偏移量中，取传感检测部15的宽度为2mm时的检测输出值与传感检测部的宽度为5mm时的检测输出值之差的输出差。
在该图中，表示：在其特性上，即使传感检测部15向X轴方向的偏移量增大，在各偏移量中，传感检测部15的宽度为2mm时的检测输出值与传感检测部15的宽度为5mm时的检测输出值的输出差较大的一方也可以检测出准确的旋转角度。从该图得知，用黑圆点曲线表示的本实施例，即使传感检测部15偏移了某种程度，该各检测输出值的输出差也可以维持较高的值。另一方面，在比较例中，如果传感检测部15的范围稍微偏移一点，则其各检测输出值的输出差急剧变小。
从以上比较结果得知，即使传感检测部15相对于线圈铁芯50向X轴方向、即与传感检测部15的延伸方向正交的传感检测部15的径向偏移，本实施例的线圈铁芯50的检测输出值与本比较例的线圈铁芯150相比也极为稳定。其结果是，即使由于旋转传感器1的零件公差和安装公差的关系、在线圈铁芯50与传感检测部15之间产生从标准的安装位置关系向X轴方向的偏移，本实施例与本比较例相比，也可以进行稳定的旋转检测。
另外，如果将传感检测部不向周向而向长度方向直线延伸，并且在延伸方向上使宽度改变，将本发明的线圈铁芯与其对峙配置，则也可应用为检测长度方向的移动距离等的位移传感器。而且，向周向或长度方向延伸的传感检测部不限于在其延伸方向上改变宽度来测定旋转量的装置，可以通过在其延伸方向上改变厚度来测定旋转量。
实施例2
图18是使用作为本实施例的、线圈卷绕用突出部上表面呈跑道状的线圈铁芯50，将传感检测部15从线圈铁芯50的标准位置关系(保护罩中心移动量0mm)向Z轴方向(与传感检测部15的传感检测面垂直的方向，即在线圈铁芯中某个线圈铁芯的方向)偏移的情况作为横轴，将在该偏移的各位置处所测定的检测输出值的电感作为纵轴来表示的测定图。在这种情况下，黑正方形曲线表示与实施例2的比较例相当，在线圈铁芯50的线圈卷绕用突出部的上表面没有形成凹陷的锥形部53a、即槽部54时的Z轴方向上的传感检测部15的偏移量和检测输出值的电感。
另外，描绘的白菱形表示与实施例2的本实施例相当，在线圈铁芯50的线圈卷绕用突出部53的上表面具有形成少许凹陷的锥形部53a、即具有深0.2mm的槽部54时的Z轴方向上的传感检测部15的偏移量和检测输出值的电感之间的关系。
另外，描绘的黑三角也表示与实施例2的本实施例相当，在线圈铁芯50的线圈卷绕用突出部53的上表面具有中度凹陷、即深0.3mm的槽部54时的Z轴方向上的传感检测部15的偏移量和检测输出值的电感。
另外，描绘的白圆圈也表示与实施例2的本实施例相当，在线圈铁芯50的线圈卷绕用突出部53的上表面具有较深的凹陷、即深5mm的槽部54时的Z轴方向上的传感检测部15的偏移量和检测输出值的电感。
根据该测定结果得知，由于在与线圈铁芯50的线圈卷绕用突出部53的传感检测部15对峙的上表面，设置有如本实施方式那样的沿传感检测部15的延伸方向倾斜的锥形部53a，从而与使用没有这样的锥形部53a的线圈铁芯时相比，针对传感检测部15的Z轴方向的偏移的检测输出值的电感的误差减少。另外得知，由锥形部53a形成的槽部54的深度为0.5mm的一方，与0.2mm相比，针对传感检测部15的Z轴方向的偏移的检测输出值的电感的误差较小。
图19是对使用作为与图18所示的本实施例的线圈铁芯50同样的比较例的圆形的线圈铁芯150，并且设置有在该线圈铁芯150的线圈卷绕用突出部的上表面形成特殊凹陷的锥形部163的情况(参照图20)、以及仅如比较例那样在线圈卷绕用突出部的上表面没有凹陷的情况进行比较的比较结果。
从该比较结果得知，在本比较例中，如图20所示，通过由沿线圈铁芯160的传感检测部15的延伸方向倾斜的锥形部163a所形成的截面来看，具有V字型的槽部164，从而与根本没有这样的锥形部163a的情况(图19中的以黑正方形描绘的检测输出值的电感)相比，传感检测部15即使向Z轴向少许偏移，检测输出值的输出误差也几乎不发生。另外，在这种情况下，由锥形部163a形成的槽部164的深度不太深，例如为深0.2mm或深0.3mm左右，针对传感检测部15向Z轴方向的偏移，难以产生检测输出值的阻抗的输出误差。
以上说明的锥形部，不必在线圈铁芯的线圈卷绕用突出部的整个上表面形成，可以至少在一部分上形成。
另外，如果将传感检测部不向周向而向长度方向直线延伸，并且在延伸方向上使宽度改变，将本发明的线圈铁芯与其对峙配置，则也可应用为检测长度方向的移动距离等的位移传感器。而且，向周向或长度方向延伸的传感检测部不限于在其延伸方向上改变宽度来测定旋转量的装置，也可以通过在其延伸方向上改变厚度来测定旋转量。
实施例3
图21是在图17所示的比较结果的基础上，与针对图13所示的变形例的线圈铁芯70的传感检测部的偏移位置相对应地，计算出并加上该偏移位置处的传感检测部15的宽度2mm和宽度5mm的检测输出值的输出差的比较结果。具体地说，在图21中×图标的曲线为在比较例(参照图15)中的传感检测部15的各偏移量的取传感检测部15的宽度为2mm时的检测输出值与传感检测部的宽度为5mm时的检测输出值之差的输出差，在图21中黑圆点的曲线是本实施例(参照图16)中的传感检测部15的各偏移量的取传感检测部15的宽度为2mm时的检测输出值与传感检测部的宽度为5mm时的检测输出值之差的输出差，在图21中白圆圈的曲线是取与这些相当的本变形例相关的传感检测部15的宽度为2mm时的检测输出值与传感检测部15的宽度为5mm时的检测输出值之差的输出差，并且比较这些曲线。
与图17同样，从图21也可以得知，用白圆圈的曲线表示的本变形例，与用黑圆点的曲线表示的本实施例同样，即使传感检测部15在某种程度上发生了偏移，也可以将该各检测输出值的输出差维持在较高的值。另一方面得知，在本比较例中，即使传感检测部15的宽度范围稍微偏移，其各检测输出值的输出差会急剧变小。
从上述比较结果得知，即使本变形例的线圈铁芯70的传感检测部15相对于线圈铁芯70向X轴方向、即与传感检测部15的延伸方向正交的传感检测部15的径向偏移，其检测输出值与本实施例的线圈铁芯150相比也极为稳定。其结果，得知由于旋转传感器1的零件公差和安装公差的关系、在线圈铁芯70与传感检测部15之间标准的安装位置关系即使向X轴向产生偏移，本变形例与本比较例相比，也可以进行旋转角度稳定的检测。
另外，在本变形例中同样，如果将传感检测部不向周向而向长度方向直线延伸，并且在延伸方向上使宽度改变，将本发明的线圈铁芯与其对峙配置，则也可应用为检测长度方向的移动距离等的位移传感器。而且，向周向或长度方向延伸的传感检测部不限于在其延伸方向上改变宽度来测定旋转量的装置，也可以通过在其延伸方向上改变厚度来测定旋转量。
上述说明的本发明的旋转传感器适用于汽车转向装置的旋转角度检测。但是，本发明的旋转传感器，例如如果是如机器人手臂那样，可以求出相互旋转的旋转轴间的相对旋转角度和旋转转矩的装置，则可以应用于任何装置。

Claims (12)

1、一种旋转传感器，其具有：与要测定的旋转体一体运动的主旋转体；与该主旋转体的旋转相对应地，以与主旋转体的转速不同的转速进行旋转的副旋转体；检测主旋转体的旋转的第1检测单元；以及检测副旋转体的旋转的第2检测单元，该旋转传感器根据所述第1检测单元的检测信号和第2检测单元的检测信号，检测要测定的旋转体的绝对旋转角度，其特征在于，
当由所述第1检测单元与第2检测单元得到的各检测信号分别与各旋转体的旋转相对应地周期性地输出，并且将所述第1检测单元的检测信号的周期设为Tc，将所述第2检测单元的检测信号的周期设为Tm时，满足(Tm-Tc×i)×n＝Tm(i和n是正整数)的关系。
2、如权利要求1所述的旋转传感器，其特征在于，
将所述主旋转体的检测信号的周期Tc设为90度，将副旋转体的检测信号的周期Tm设为191.25度。
3、如权利要求1所述的旋转传感器，其特征在于，
将所述主旋转体的检测信号的周期Tc设为120度，将副旋转体的检测信号的周期Tm设为130度。
4、如权利要求1所述的旋转传感器，其特征在于，
将所述主旋转体的检测信号的周期Tc设为120度，将副旋转体的检测信号的周期Tm设为260度。
5、如权利要求1所述的旋转传感器，其特征在于，
当在将所述周期Tm以及周期Tc乘以互不相同的正整数后所得的各自的倍数中将最小公倍数设为Tx时，满足Tx≥1440度的关系。
6、如权利要求5所述的旋转传感器，其特征在于，
所述Tx以及Tc满足Tx＝Tc×n的关系(n是正整数)。
7、如权利要求1至权利要求6中任一项所述的旋转传感器，其特征在于，
所述第1检测单元具有：与所述主旋转体一体旋转且宽度沿周向发生变化的导电性的传感检测部；以及与所述传感检测部协作，通过电磁感应来检测所述主旋转体的旋转角度的励磁线圈，并且
所述第2检测单元具有磁通检测元件，该磁通检测元件通过在所述副旋转体上设置磁铁，而检测与所述副旋转体的旋转相对应的所述磁铁的磁通变化。
8、如权利要求7所述的旋转传感器，其特征在于，
所述励磁线圈由铁芯主体保持，其中该铁芯主体是由在聚苯硫醚中混合了Mn-Zn系软磁性材料铁素体而成的混合软磁性材料制成的。
9、如权利要求7所述的旋转传感器，其特征在于，
所述励磁线圈由铁芯主体保持，其中该铁芯主体是由在环氧树脂中混合了Fe-Si-Al系铁硅铝磁合金粉而成的混合软磁性材料制成的。
10、一种旋转传感器，其具有：宽度或厚度中的至少一方随着测定对象物的移动而变化的导电性的传感检测部；以及具有与所述传感检测部对峙配置的铁芯主体和与该铁芯主体的外周壁对应配置的励磁线圈的线圈铁芯，其特征在于，
该旋转传感器装配为：所述铁芯主体的所述传感检测部侧的对峙面形成跑道状，所述传感检测部在该铁芯主体的跑道状对峙面的直线部分内偏移。
11、一种旋转传感器，其具有：宽度或厚度中的至少一方随着测定对象物的移动而变化的导电性的传感检测部；以及具有与所述传感检测部对峙配置的铁芯主体和与该铁芯主体的外周壁对应配置的励磁线圈的线圈铁芯，其特征在于，
在所述铁芯主体上形成卷绕所述励磁线圈的突出部，而且在该突出部的所述传感检测部的对峙面的至少一部分上，形成沿所述传感检测部的延伸方向倾斜的锥形部。
12、一种旋转传感器，其具有：宽度或厚度中的至少一方随着测定对象物的移动而变化的导电性的传感检测部；以及具有与所述传感检测部对峙配置的铁芯主体和与该铁芯主体的外周壁对应配置的励磁线圈的线圈铁芯，其特征在于，
该旋转传感器装配为：所述铁芯主体的所述传感检测部侧的对峙面呈将与该传感检测部的延伸方向正交的方向作为长度方向的长方形形状，所述传感检测部在该铁芯主体的长方形形状对峙面内向长度方向偏移。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106404096A (zh) * 2016-11-23 2017-02-15 无锡赫奥科技有限公司 基于mr的直读字轮及其读数方法
CN110906849A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 罗伯特·博世有限公司 用于检测机器运动的位置检测系统和方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100088062A1 (en) * 2006-10-25 2010-04-08 The Furukawa Electric Co., Ltd Rotation angle detection device
JP4607211B2 (ja) * 2008-06-27 2011-01-05 株式会社日本自動車部品総合研究所 回転角検出装置
US8565978B2 (en) * 2010-10-29 2013-10-22 Cnh America Llc Steering wheel motion and self-cancelling turn signal sensor
WO2014179803A1 (en) 2013-05-03 2014-11-06 KSR IP Holdings, LLC Micro inductive sensor
JP6224349B2 (ja) * 2013-05-15 2017-11-01 株式会社アイエイアイ ステッピングモータ制御システム及びステッピングモータ制御方法
WO2016029204A1 (en) 2014-08-22 2016-02-25 Ksr Ip Holdings Llc. Inductive sensor
FR3047801B1 (fr) * 2016-02-12 2018-02-16 Continental Automotive France Procede de formation d'une entretoise imperdable logee dans une embase de capteur accelerometre et capteur muni d'une telle embase
KR102264315B1 (ko) * 2020-01-09 2021-06-14 한국에스케이에프씰 주식회사 다회전 절대위치 검출 토크앵글센서 모듈

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61281853A (ja) * 1985-06-06 1986-12-12 Kobe Steel Ltd 磁気センサ−のコア材用Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金及び当該合金を用いた磁気センサ−
JPH04236323A (ja) * 1991-01-17 1992-08-25 Yokogawa Electric Corp 磁気レゾルバ
JP2738199B2 (ja) * 1992-03-02 1998-04-08 三菱電機株式会社 回転又は移動検出方法及びその装置
JPH0626808A (ja) * 1992-07-09 1994-02-04 Ebara Corp センサターゲット
DE19739823A1 (de) 1997-09-11 1999-03-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Winkels eines ersten drehbaren Körpers
CN2342353Y (zh) * 1998-03-03 1999-10-06 曲云峰 电感式角位移传感器
US6519549B1 (en) * 2000-07-31 2003-02-11 Delphi Technologies, Inc. Method and device for determining absolute angular position of a rotating body
JP2002357494A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Furukawa Electric Co Ltd:The 回転センサ
JP2003202240A (ja) 2001-11-01 2003-07-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 回転センサと回転角度の検出方法
US7053602B2 (en) 2002-03-25 2006-05-30 The Furukawa Electric Co., Limited Rotation sensor and method for detecting a rotation angle of a rotating member
JP2003344009A (ja) 2002-05-31 2003-12-03 Yazaki Corp 舵角センサ
JP2004053444A (ja) 2002-07-22 2004-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 舵角センサ
KR100539027B1 (ko) * 2002-10-18 2005-12-26 현대모비스 주식회사 차량의 조향각 검출 장치
JP2004170273A (ja) 2002-11-20 2004-06-17 Furukawa Electric Co Ltd:The 変位センサ
JP2004317312A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Mitsutoyo Corp 磁気式エンコーダ
JP2007298291A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Tokai Rika Co Ltd 回転角度検出装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106404096A (zh) * 2016-11-23 2017-02-15 无锡赫奥科技有限公司 基于mr的直读字轮及其读数方法
CN106404096B (zh) * 2016-11-23 2023-07-18 无锡圣普电力科技有限公司 基于mr的直读字轮及其读数方法
CN110906849A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 罗伯特·博世有限公司 用于检测机器运动的位置检测系统和方法
CN110906849B (zh) * 2018-09-18 2023-12-12 罗伯特·博世有限公司 用于检测机器运动的位置检测系统和方法

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Publication number Publication date
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