CN112747777A - 旋转角度传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种廉价且精度高的旋转角度检测传感器。旋转角度传感器100具备环状且金属制的旋转板3、和以线圈的环沿着面的方式配置有被供给高频电流的初级线圈S以及向检测感应电流的检测IC输出该感应电路的次级线圈组R的印制电路板5，旋转板3具有其外周缘部形成为正弦波形状的目标部30，初级线圈S被配置为在俯视印制电路板5时与目标部30重叠，并形成为沿着旋转板3的旋转方向的圆弧状，次级线圈组R具有在初级线圈S的内周侧沿着旋转方向而排列为一列的4n个(其中，n为自然数)次级线圈20，列的端部侧的次级线圈20的卷数被设为少于该列的内侧的次级线圈20的卷数。

Description

旋转角度传感器
技术领域
本发明涉及一种旋转角度传感器。
背景技术
在专利文献1中记载了一种电感式角度传感器(inductive angle sensor)，其具有形成有闭合电路图形(pattern)的转子(旋转板以及目标部的一个例子)、与产生正弦波振荡的LC振荡电路连接的励磁线圈、以及接收线圈。在该传感器中，励磁线圈产生的交流磁场使转子的闭合电路图形中产生感应电流(涡电流)，接收线圈接收该感应电流产生的磁场的变化，由此，检测转子的旋转角度。
在专利文献2中记载了一种用于检测旋转角度的传感器系统，其具备在外周面具有编码器构造的转子、和形成有用于产生磁场的电感元件的印制电路板。在该传感器系统中，通过将使电感元件中产生磁场时的编码器构造的涡电流损失作为电感元件的电感变化而进行检测，从而检测转子的旋转角度。
专利文献
专利文献1：美国专利第6236199号说明书
专利文献2：日本特表2009-540277号公报
发明内容
在如专利文献1这样的传感器中，需要在旋转板上形成线圈等电路图形，因此存在成本增大的问题。在如专利文献2这样的传感器系统中，由于需要大量用来产生磁场的线圈，功率消耗增大，必然要使该线圈小型化，因此存在旋转板或目标部处的磁场分布容易产生不均，导致旋转角度的检测精度下降的问题。
本发明是鉴于这样的现状而完成的，其目的在于提供一种廉价且精度高的旋转角度检测传感器。
用于达到上述目的的本发明所涉及的旋转角度传感器的特征结构在于以下方面：其具备：金属制的旋转板和印制电路板，上述旋转板为环状；在上述印制电路板配置有被供给高频电流的初级线圈、以及向检测感应电流的检测IC输出该感应电流的次级线圈组，上述初级线圈以及次级线圈组以这些线圈的环沿着面的方式配置，上述旋转板具有该旋转板的外周缘部或内周缘部形成为正弦波形状的目标部，上述初级线圈被配置为在俯视上述印制电路板时与上述目标部重叠，并形成为沿着上述旋转板的旋转方向的圆弧状，上述次级线圈组具有在上述初级线圈的内周侧沿着上述旋转方向而排列为一列的4n(其中，n为自然数)个次级线圈，列的端部侧的上述次级线圈的卷数被设为少于该列的内侧的上述次级线圈的卷数。
根据上述结构，通过被供给高频电流的初级线圈产生磁场，而利用次级线圈接收由该磁场产生的来自目标部的磁场，能够检测旋转板的旋转角度。详细而言，通过由初级线圈产生的磁场，使形成为正弦波形状的目标部中产生涡电流。进而在目标部中产生由该涡电流产生的磁场。该磁场会发生与正弦波形状相对应的变化。通过利用次级线圈接收该变化的磁场，能够检测旋转板的旋转角度。在进行这样的检测的情况下，根据上述结构，旋转板和初级线圈以及次级线圈组被配置为在俯视印制电路板时相互重叠，即配置为使彼此的面相对，但不易受到配置位置偏离的影响。因此，能够廉价地制造，且角度检测的精度高。
进一步详细而言，如下所述。目标部形成为正弦波形状，初级线圈以及次级线圈组配置为与该目标部重叠，且沿着旋转板的旋转方向(以下仅记为旋转方向)排列为一列。由此，如果旋转板进行旋转，则次级线圈组的各个次级线圈一次反复接近远离形成为正弦波形状的目标部的山部。换言之，其在与正弦波形状的山部重叠的状态和与谷部重叠的状态间交替切换。通过该接近远离，与正弦波形状相对应的磁场被输入各个次级线圈，产生感应电流。通过检测各个次级线圈中产生的感应电流的变化，能够检测旋转板的旋转角度。
此外，通过使次级线圈组仅具有4n个(其中，n为自然数)这样的4的倍数个次级线圈，可以例如将与目标部中的正弦波形状的一个周期相对应的区间分割成四份，并分别检测各个分割区间中产生的磁场，因此将提高旋转角的检测精度。
在由沿着旋转方向配置的初级线圈产生的磁场中，旋转方向的两端部(即，排列为一列的次级线圈的两端部)附近的磁场大于中央部的磁场，但通过使列的端部侧(旋转方向上的端部侧)的次级线圈的卷数少于列的内侧(旋转方向上的中央部侧)的次级线圈的卷数，可对由于旋转方向上的位置不同而导致的磁场的强弱进行修正，使每个次级线圈产生的感应电流的范围宽度(range width)均一，每个次级线圈的灵敏度均匀，从而能够提高旋转角的检出精度。
应予说明，当使初级线圈以及次级线圈组的各自的线圈的环沿着印制电路板的面配置时，可将初级线圈以及次级线圈组表面安装于印制电路板上，也可形成为配线图形(wiring pattern)。
本发明所涉及的旋转角度传感器的进一步的特征结构在于以下方面：将上述次级线圈与上述检测IC电连接的中间配线被配置为在俯视所述印制电路板时与上述初级线圈重叠。
根据上述结构，由于中间配线被配置为与初级线圈的绕线重叠，因此，中间配线不容易受到由初级线圈产生的磁场的影响，能够减少来自次级线圈的感应电流的输出噪声，提高旋转角度传感器的SN比(signal-to-noise，信噪比)。
本发明所涉及的旋转角度传感器的进一步的特征结构在于以下方面：构成上述次级线圈组的所有上述次级线圈被配置为相比与上述目标部中的上述正弦波形状的一个周期相对应的旋转角度的范围中均等间隔的位置，向列的端部侧变位。
如上所述，将与目标部中的正弦波形状的一个周期相对应的区间以均等间距分割(一分为四)，并分别检测各个分割区间中产生的磁场，由此将提高旋转角的检测精度。此时，有时会由于由初级线圈产生的磁场或次级线圈组周围的特征性结构所导致的磁场分布不均，使得来自次级线圈的感应电流的输出发生相位偏移(滞后或超前)。然而，通过使次级线圈向靠近各个次级线圈侧的端部侧变位，能够修正为减小相位偏移，故检测精度提高。
本发明所涉及的旋转角度传感器的进一步的特征结构在于以下方面：在上述次级线圈组中，列的内侧的次级线圈的变位量大于该列的端部侧的次级线圈的变位量。
通常，由于中央部的磁场的分布不均大于旋转方向的两端部附近的磁场的分布不均，越是靠近中央部侧的次级线圈，越容易发生来自次级线圈的感应电流的输出的相位偏移(滞后或超前)。因此，根据上述结构，通过使列的内侧的次级线圈的变位量大于该列的端部侧的次级线圈的变位量，能够修正为进一步减小相位偏移，故检测精度提高。
本发明所涉及的旋转角度传感器的进一步的特征结构在于以下方面：上述次级线圈组中彼此相邻的上述次级线圈被配置为在俯视上述印制电路板时是分离的。
根据上述结构，可以通过由两层印制电路板形成的两面通孔基板来形成印制电路板，故能降低成本。
本发明所涉及的旋转角度传感器的进一步的特征结构在于以下方面：上述初级线圈被配置为在俯视上述印制电路板时与上述目标部的旋转轨迹完全重叠。
根据上述结构，在俯视印制电路板时，初级线圈以及次级线圈组与目标部的旋转轨迹完全重叠。由此，能够减少来自次级线圈组的感应电流的输出噪声，提高旋转角度传感器的SN比。此外，能够增大感应电流的输出的变化量，提高旋转角度传感器的灵敏度。
本发明能够提供一种廉价且精度高的旋转角度检测传感器。
附图说明
图1为搭载了旋转角度检测传感器的电动机的概略结构的示意图。
图2为说明旋转角度检测传感器的传感器主体的构造的图。
图3为旋转板的俯视图。
图4为说明印制电路板的构造的图。
图5为说明初级线圈以及次级线圈的配置以及结构的图。
图6为说明旋转板的形状、以及初级线圈和次级线圈与旋转板之间的位置关系的图。
图7为说明初级线圈、次级线圈以及目标部的配置的部分放大图。
具体实施方式
基于附图，对本发明的实施方式所涉及的旋转角度检测传感器进行说明。在下文中，将以旋转角度检测传感器搭载于电动机的情况为例进行说明，但在搭载于车辆等的各种角度检测装置，例如电动机、发电机等旋转电机的旋转角度传感器；方向盘转角传感器(steering angle sensor)、转向机构的转角传感器、档位传感器、车高传感器、油门踏板、制动踏板、或者是离合器的行程传感器(stroke sensor)、以及车轮的转速传感器等出于检测角度的目的的使用中，旋转角度检测传感器的用途不限。
[搭载了旋转角度检测传感器的电动机的说明]
图1显示了搭载了旋转角度检测传感器(以下记为传感器100)的电动机200的构造。关于电动机200，例示了其为感应电动机的例子，该感应电动机具备：传感器100、将电动机200的动力输出至外部的轴90、与轴90一体旋转的转子93、具有定子线圈92并使磁力作用于转子93的定子94以及收纳它们的电动机外壳91。电动机200通过将供给至定子线圈92的交流电流所产生的旋转磁场经由定子94作用于转子93，使转子93中产生感应电流，从而使转子93相对于定子94旋转。转子93的旋转所产生的旋转动力通过轴90输出至外部。轴90的一端在被设于电动机外壳91的开口部的轴承支承的状态下，延伸至电动机外壳91的外部。电动机200例如搭载于车辆等，作为行驶的动力源或车辆各部的驱动源而使用。下面，以电动机200为八极的情况为例进行说明。
传感器100具备传感器主体10和与轴90一体旋转的旋转板3，其对旋转板3的旋转角度以及基于该旋转角度而得到的旋转板3的旋转的角速度、每单位时间的转数(旋转速度)等进行检测，并将它们作为转子93的旋转角度等信息(以下也称为“旋转角度信息”)向电动机200的控制电路等(例如内置于车辆的ECU(electronic control unit，电子控制单元)，未图示)输出。在图1显示的电动机200中，转子93、旋转板3以及传感器主体10在轴90的轴心方向上依次配置，从该轴心方向观察，旋转板3和传感器主体10重叠。在下文中，有时将轴90的轴心方向以及将与此相同的方向仅记为轴心方向。
传感器100通过将在传感器主体10产生的交流磁场施加于旋转板3，使旋转板3产生涡电流。然后，基于由该涡电流产生的磁场而获取旋转角度信息，并将其送出至外部。
[旋转角度检测传感器的详细说明]
[旋转角度检测传感器的基本形态的说明]
如上述的图1所示，传感器100具备传感器主体10和与电动机200的轴90一体旋转的旋转板3。传感器主体10配置为与旋转板3相对。如后文所述，传感器主体10形成为沿着旋转板3的周向的圆弧状，且形成为板状。
图2为将形成为圆弧状的板状的传感器主体10的构造以俯视该圆弧(与沿轴心方向观察相同)的方式模式化地显示的图。如图2所示，传感器主体10具备形成为圆弧状的树脂性的外壳4、形成为圆弧状的印制电路板5、和与印制电路板5电连接并固定于外壳4的输出连接器41。在印制电路板5上，安装有第一线圈S(初级线圈的一个例子)、第二线圈组R(次级线圈组的一个例子)以及传感器IC59(检测IC的一个例子)。传感器主体10通过使螺栓螺钉等穿过例如形成于外壳4的两端的贯通孔49、49等，而被螺钉固定于例如电动机200的电动机外壳91。
传感器100将通过向第一线圈S供给高频电流而产生的交流的磁场(以下记为第一磁场)施加于旋转板3(参照图1)，从而使旋转板3产生涡电流。然后，利用第二线圈组R接收由该旋转板3的涡电流产生的磁场(以下记为第二磁场)，并利用传感器IC59检测在第二线圈组R产生的感应电流的变化，由此，检测旋转板3的旋转角度以及角速度、转数。然后，将这些旋转角度等信息经由输出连接器41而输出至外部。
[旋转角度检测传感器的各部件的详细说明]
[传感器主体]
如图2所示，传感器主体10具备形成为圆弧状且具有厚度的平板状的树脂性的外壳4、形成为圆弧状且板状的印制电路板5、和与印制电路板5电连接并固定于外壳4的输出连接器41。在本实施方式中，印制电路板5通过镶嵌成形等被包埋于外壳4中。在印制电路板5上，形成有第一线圈S、第二线圈组R。关于印制电路板5、形成于印制电路板5的第一线圈S、第二线圈组R，将在后文中进行叙述。
[旋转板]
在图3中以俯视的方式显示了旋转板3。如图3所示，旋转板3为环状，形成有与旋转板3的轴心同轴心的贯通孔39，并且为铁、铝等金属乃至金属合金制成的板。旋转板3的外周缘部或内周缘部形成为正弦波形状。将轴90(参照图1)插入贯通孔39，从而使旋转板3与轴90一体旋转。在本实施方式中，例示了形成为如下结构的情况并进行了图示：旋转板3的外周缘部形成为在沿着旋转板3的周向的方向上旋转板3的直径平滑地反复变大变小而使得山部31与谷部32交替排列的正弦波形状。在下文中，将形成为这样的正弦波形状的外周缘部记为目标部30。在图3中，目标部30为遍及旋转板3的全周的山部31的顶部31a与谷部32的谷底32a之间的区域。
在本实施方式中，旋转板3搭载于八极的电动机200，因此，目标部30形成为具有8周期份的山部31以及谷部32。应予说明，当电动机200为k级(其中，k为2的倍数)时，目标部30形成为具有k周期份的山部31以及谷部32。
[印制电路板、第一线圈以及第二线圈组]
图4为将形成为圆弧状的板状的印制电路板5的构造以俯视该印制电路板5(与从轴心方向观察相同)的方式模式化地显示的图。图5为说明第一线圈S、第二线圈组R以及中间配线51、52的配置的图。在图5中，以正视线圈的环(与沿轴心方向观察相同)的方式来图示了第一线圈S、第二线圈组R。图6为说明旋转板3的形状以及第一线圈S和第二线圈组R与旋转板3之间的位置关系的图。图7为说明第一线圈S以及第二线圈组R与目标部30之间的位置关系的部分放大图。
如图4所示，印制电路板5例如为两层以上(在本实施方式中为两层)的PCB基板。印制电路板5除了具备上述的第一线圈S、第二线圈组R以及传感器IC59之外，还具备将第一线圈S与传感器IC59电连接的中间配线51、和将第二线圈组R与传感器IC59电连接的中间配线52。在印制电路板5上，形成有多个通孔54，该通孔54与传感器IC59电连接并连接输出连接器41。
在本实施方式的印制电路板5上，第一线圈S、第二线圈组R以及中间配线51、52形成(配线)为配线图形。第一线圈S以及中间配线51形成于印制电路板5的一层(例如，图1所示的从旋转板3观察时较远侧的层)。第二线圈组R以及中间配线52形成于印制电路板5的另一层。传感器IC59例如表面安装于形成有第一线圈S的层。在本实施方式中，在印制电路板5的沿着圆弧的周向的一端侧配置通孔54以及传感器IC59，在另一端侧配置第一线圈S以及第二线圈组R。如后文所述，在正视印制电路板5时，第二线圈组R配置于第一线圈S的环的内侧。
第一线圈S为磁场的产生机构，其被供给高频电流而产生第一磁场。第一线圈S使该第一磁场作用于旋转板3(参照图1)。如图4、5所示，当正视时，第一线圈S卷绕为四角形成带有圆度的角的圆弧状。中间配线51与第一线圈S的绕线(配线图形)的两端电连接，且从第一线圈S中的从传感器IC59(参照图4)来看较近侧的端部朝向传感器IC59延伸。
如图5所示，第一线圈S中的形成较长侧(径向的外侧)的弧的一边(以下记为外侧边11)的长度是与该弧交叉的边(以下记为端边13)的长度的至少3倍。在本实施方式中，形成较长侧的弧的一边的长度为与该弧交叉的边的长度的大约6倍。将形成第一线圈S的较短侧(圆弧的内侧)的弧的一边记为内侧边12。
如图6、7所示，在俯视印制电路板5时，第一线圈S配置为其圆弧沿着旋转板3的旋转方向(周向)。此外，第一线圈S配置为与目标部30重叠。由此，来自第一线圈S的第一磁场作用于目标部30。在目标部30中，由对应第一磁场而产生的涡电流来产生第二磁场。
如果旋转板3进行旋转，则第二线圈组R将反复接近和远离目标部30的山部31。换言之，第二线圈组R在与正弦波形状中的山部31相对的状态和与谷部32相对的状态间交替切换。通过该接近和远离，与正弦波形状相对应的第二磁场被输入至第二线圈组R。在本实施方式中，在作为旋转板3中的与第一线圈S相对的区域的目标部30中，第一磁场作用而产生第二磁场，因此，第二线圈组R所检测的第二磁场的强弱和旋转板3的目标部30与第二线圈组R相对的部分的面积相对应。
在图7中，显示了旋转板3旋转时的目标部30的轨迹作为旋转轨迹30S。在本实施方式中，当俯视印制电路板5时，第一线圈S以及第二线圈组R配置为与目标部30的旋转轨迹30S完全重叠。第一线圈S的径向宽度等于或小于旋转轨迹30S的径向宽度(目标部30的径向宽度)。在图7中，图示了第一线圈S的径向宽度与旋转轨迹30S的径向宽度相等的情况。由此，能够减少来自第二线圈组R的感应电流的输出噪声，提高传感器100的SN比。此外，能够增大该感应电流的输出变化量，从而提高传感器100的灵敏度。
第一线圈S遍及以下范围而配置：该范围与稍微超过旋转板3的旋转方向(周向)上的、与目标部30的正弦波形状的一个周期相对应的旋转角度的范围区域(包含一组山部31与谷部32的区域)的范围重叠。即，形成为使得第一线圈S的外侧边11的长度长于与目标部30的正弦波形状的一个周期的旋转角度相对应的弧长。
图4～图7所示的第二线圈组R为接收磁场而输出感应电流的磁场的接收机构。第二线圈组R接收第二磁场，并将与之对应的感应电流送出至传感器IC59(参照图2、图3)。第二线圈组R配置于第一线圈S的环的内侧。第二线圈组R具备4n个(n为自然数，在本实施方式中n＝1)第二线圈20(次级线圈的一个例子)。
如图6、7所示，在俯视印制电路板5时，第二线圈20以沿着旋转板3的旋转方向(周向)的方式排列为一列的圆弧状。此外，在正视时，第二线圈20与相邻的第二线圈20彼此分离地配置。应予说明，如上所述，由于第二线圈组R配置为与目标部30的旋转轨迹30S完全重叠，因此，第二线圈20自然也配置为与旋转轨迹30S完全重叠。由于第二线圈20所检测的第二磁场的强弱与旋转板3中的与第二线圈20相对的部分的面积相对应，因此，从各个第二线圈20输出与目标部30相对应的、具有正弦波状的振幅(其中，振幅中心不为零)的感应电流。
在下文中，为了便于说明，有时从由传感器IC59(参照图4)来看较远侧的第二线圈20开始依次记为第二线圈21～24。
当正视时，第二线圈组R配置为不与第一线圈S重叠。详细而言，当正视时，第二线圈20不与第一线圈S的外侧边11以及内侧边12重叠，而是与它们相邻。当正视时，第二线圈21、24与第一线圈S的端边13、13分离。如此，通过使第二线圈组R在正视时不与第一线圈S重叠，能够通过由两层印制电路板形成的两面通孔基板来形成印制电路板5，故能降低成本。
对此，与第二线圈21、23连接的中间配线52(中间配线52a)被配线为在正视时其大部分与内侧边12(第一线圈S)重叠，与第二线圈22、24连接的中间配线52(中间配线52b)被配线为在正视时其大部分与外侧边11(第一线圈S)重叠。通过像这样使中间配线52在正视时与第一线圈S重叠，由第一线圈S产生的磁场将平行地施加于中间配线52的配置平面，因此，能够防止中间配线52内产生噪声。由此，能够提高旋转角度的检测精度。应予说明，由于中间配线52本身也是第二线圈组R的一部分，因此如果磁场垂直地施加于中间配线52的配置平面，则在中间配线52内会产生由电磁感应引起的噪声，从而导致输出波形的偏移(offset)。
如图4、5所示，当正视时，各个第二线圈20卷绕为四角形成带有圆度的角的圆弧状。第二线圈20排列为一列的圆弧状，但配置于端部侧的第二线圈20(在本实施方式中为第二线圈21、24)的卷数少于相邻的内侧的第二线圈20(在本实施方式中为第二线圈22、23)的线圈的卷数。应予说明，在排列为圆弧状的4n个第二线圈20中，位于相对于列的中心对称的位置的第二线圈21与第二线圈24的卷数、以及第二线圈22与第二线圈23的卷数相等。4n个第二线圈20的外形和卷绕密度相等。在本实施方式中，配置于排列为圆弧状的四个第二线圈20的列的端部侧的第二线圈21、24的卷数少于配置于该列的内侧的第二线圈22、23的卷数。其结果为，第二线圈21、24的内侧的空间的面积小于第二线圈22、23的内侧的空间的面积。
如图6所示，在旋转板3的旋转方向(周向)上的、与目标部30中的正弦波形状的一个周期相对应的旋转角度的范围(与相邻的顶部31a、31a间的角度θ相对应的范围)中，各个第二线圈20配置于大致均等间隔的位置。换言之，各个第二线圈20大致配置于与八极的电动机200(参照图1)的机械角45度相对应的电角度360度的四分之一间距(pitch)(电角度中90度间距)间隔的位置。
在本实施方式中，第二线圈21～24形成为相对于目标部30中的正弦波形状的一个周期而逐个偏离大约0.25周期的配置。由此，第二线圈21～24依次输出具有周期逐个偏离了0.25周期的正弦波状的振幅(其中，基线不为零)的感应电流。
在本实施方式中，如图5等所示，在第二线圈组R中，将形成为彼此的卷绕方向相反、且相对于目标部30的正弦波形状的周期相差0.5周期的位置的组合的第二线圈21、23作为一组，并且，将形成为彼此的卷绕方向相反、且相差0.5周期的位置的组合的第二线圈22、24作为另一组，并利用中间配线52串联连接各组线圈，由此，在使振幅中心大致为零并消除了噪声的基础上，使各组输出具有振幅变为大约两倍的正弦波状的振幅的感应电流。在本实施方式中，传感器IC59(参照图2、4)对这样的两组第二线圈20中每一组输出的感应电流进行检测，并取得旋转板3(参照图1、3)的旋转角度等信息，因此，将减少角度检测的噪声，实现正确且较大的检测灵敏度(输出)。
如上所述的第二线圈20在旋转板3的旋转方向(周向)上的、与目标部30中的正弦波形状的一个周期相对应的旋转角度的范围中被配置于“大致”均等间隔的位置，但为了消除旋转方向上的第一磁场的强弱(在本实施方式中，在周向上，第一线圈S的端边13、13附近的磁场比其内侧的磁场更强)所导致的第二磁场的强弱，将排列为圆弧状的4n个第二线圈20均配置为与旋转板3的旋转方向(周向)上的、与目标部30中的正弦波形状的一个周期相对应的旋转角度的范围(与相邻的顶部31a、31a间的角度θ相对应的范围。在本实施方式中，角度θ为45度)中的均等间隔的位置相比稍微向列的端部侧变位即可。通过这样配置，对于旋转板3进行旋转时的旋转板3的旋转角度检测，将修正旋转方向前方侧的第二线圈20的滞后误差，并修正后方侧的第二线圈20的超前误差。此外，将列的内侧的第二线圈20的变位量配置为大于列的端部侧的第二线圈20的变位量即可。由此，可使第二线圈21、23的相位差与第二线圈22、24的相位差一致为0.5周期。
在图6中，分别以假想线Q1～Q4表示穿过俯视时的第二线圈21～24的轴心与旋转板3的轴心P的假想的直线，以假想线Qc表示穿过旋转板3的旋转方向上的第二线圈组R的中心与轴心P的假想的直线。
第二线圈21配置为变位至使得假想线Q1与假想线Qc交叉的角度大于角度θ的八分之三。第二线圈22配置为变位至使得假想线Q2与假想线Qc交叉的角度大于角度θ的八分之一。而且，第二线圈21的变位量设为比第二线圈22的变位量更大的角度。
第二线圈23配置为变位至使得假想线Q3与假想线Qc交叉的角度大于角度θ的八分之一。第二线圈24配置为变位至使得假想线Q4与假想线Qc交叉的角度大于角度θ的八分之三。而且，第二线圈24的变位量设为比第二线圈23的变位量更大的角度。
通过像这样将4n个第二线圈20的线圈的卷数规定为在端部侧和在内侧不同，或使第二线圈20的排列偏离均等间隔，能够修正第一磁场的强弱所导致的第二磁场的强弱，使每个第二线圈20中产生的感应电流的范围宽度均一，此外，使每个第二线圈20的灵敏度均匀，从而能够提高检测精度，其中，该第一磁场的强弱是由于在旋转方向上的位置的不同。
如图5所示，排列为圆弧状的4n个第二线圈20被设为从列的一端侧朝向中央依次使其卷绕方向交替相反。在列的中央处，相邻的第二线圈20(在本实施方式中为第二线圈22、23)的卷绕方向相同。列的一端侧和另一端侧的第二线圈20(在本实施方式中为第二线圈21、24)的卷绕方向相同。
通过像这样组合卷绕方向相反的第二线圈20，能够降低从第二线圈组R输出的感应电流的噪声，并增大灵敏度(输出)。
通过上述设置，能够提供一种廉价且精度高的旋转角度检测传感器。
[其他实施方式]
(1)在上述实施方式中，以第一线圈S、第二线圈组R以及中间配线51、52形成为印制电路板5的配线图形的情况为例进行了说明，但第一线圈S、第二线圈组R、以及中间配线51、52不限于配线图形。尤其对于第一线圈S、第二线圈组R，只要为平行于印制电路板5的环(线圈)即可。
(2)在上述实施方式中，以中间配线52被配线为在正视时与第一线圈S重叠的情况为例进行了说明，但中间配线52也可不与第一线圈S重叠。
(3)在上述实施方式中，关于所有第二线圈20，以使它们在旋转板3的旋转方向上变位的情况为例进行了说明，但可无需使4n个第二线圈20全部变位，可仅使一部分变位，也可使它们都不变位。
(4)在上述实施方式中，以第一线圈S以及第二线圈组R配置为在俯视印制电路板5时与目标部30的旋转轨迹30S完全重叠的情况为例进行了说明，但并不一定需要使第一线圈S以及第二线圈组R与旋转轨迹30S完全重叠。只要使第一线圈S以及第二线圈组R的至少一部分与目标部30的旋转轨迹30S重叠即可。
应予说明，只要不产生矛盾，可将上述实施方式(包含其他实施方式，下同)中公开的结构与其他实施方式中公开的结构组合应用，此外，在本说明书中公开的实施方式仅为示例，本发明的实施方式不限定于此，在不脱离本发明的目的的范围内可作适当改变。
产业上的可利用性
本发明可应用于旋转角度传感器。
符号说明
3：旋转板
4：外壳
5：印制电路板
10：传感器主体
20：第二线圈
21：第二线圈
22：第二线圈
23：第二线圈
24：第二线圈
30：目标部
30S：旋转轨迹
31：山部
32：谷部
39：贯通孔
41：输出连接器
52：中间配线
54：通孔
59：传感器IC
100：传感器
200：电动机
R：第二线圈组(次级线圈组)
S：第一线圈(初级线圈)
θ：角度

Claims (6)

1.一种旋转角度传感器，其具备：
金属制的旋转板，所述旋转板为环状；和
印制电路板，在所述印制电路板配置有被供给高频电流的初级线圈、以及向检测感应电流的检测IC输出该感应电流的次级线圈组，所述初级线圈以及所述次级线圈组以这些线圈的环沿着所述印制电路板的面的方式配置，
所述旋转板具有该旋转板的外周缘部或内周缘部形成为正弦波形状的目标部，
所述初级线圈被配置为在俯视所述印制电路板时与所述目标部重叠，并形成为沿着所述旋转板的旋转方向的圆弧状，
所述次级线圈组具有在所述初级线圈的内周侧沿着所述旋转方向而排列为一列的4n个次级线圈，其中，n为自然数，
列的端部侧的所述次级线圈的卷数被设为少于该列的内侧的所述次级线圈的卷数。
2.如权利要求1所述的旋转角度传感器，其中，
将所述次级线圈与所述检测IC电连接的中间配线被配置为在俯视所述印制电路板时与所述初级线圈的绕线重叠。
3.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中，
构成所述次级线圈组的所有所述次级线圈被配置为，相比与所述目标部中的所述正弦波形状的一个周期相对应的旋转角度的范围中的均等间隔的位置，向列的端部侧变位。
4.如权利要求3所述的旋转角度传感器，其中，
在所述次级线圈组中，列的内侧的次级线圈的变位量大于该列的端部侧的次级线圈的变位量。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的旋转角度传感器，其中，
在所述次级线圈组中彼此相邻的所述次级线圈被配置为在俯视所述印制电路板时是分离的。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的旋转角度传感器，其中，
所述初级线圈被配置为在俯视所述印制电路板时与所述目标部的旋转轨迹完全重叠。
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Applicant before: AISIN SEIKI Kabushiki Kaisha

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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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