DE10055288A1 - Kontaktloser Drehwinkelsensor und darin verwendeter Sensorkern - Google Patents

Abstract

Ein Sensorkern (114), der in einem Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart verwendet wird, ist aus einem äußeren Kern (127), der aus einem magnetischen Material hergestellt ist, einem inneren Kern (129), der aus einem magnetischen Material in einer scheibenförmigen Gestalt hergestellt ist und koaxial zu und in dem äußeren Kern (127) angeordnet ist, einem ersten Luftspalt (131), der zwischen einer inneren Umfangsoberfläche (127b) des äußeren Kerns (127) und einer äußeren Umfangsebene (129e) des inneren Kerns (129) erzeugt wird, einem zweiten Luftspalt (132), der so erzeugt wird, dass er sich in einer Radialrichtung des äußeren Kerns (127) zum ersten Luftspalt (131) hin erstreckt, und einem plattenförmigen Magneten (130), der in seiner Dickenrichtung magnetisiert und in einem Aufnahmespalt (133) des inneren Kerns (129) eingebaut ist, aufgebaut. Die innere Umfangsoberfläche (127b) des äußeren Kerns (127) ist mit abgestuften Abschnitten versehen, so dass sich die Abmessung des ersten Luftspaltes (131) in Annäherung zum zweiten Luftspalt (132) stufenweise erhöht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehwinkelsen­ sor, der zur Erfassung eines Drehwinkels eines Objektes verwen­ det werden soll, und insbesondere auf einen kontaktlosen Dreh­ winkelsensor zur kontaktlosen Erfassung des Drehwinkels eines Objektes durch Umwandlung des Drehwinkels in eine Änderung der Magnetkraft, sowie auf einen Sensorkern, der in dem Drehwinkel­ sensor der kontaktlosen Bauart verwendet wird.

Herkömmlicherweise waren Drehwinkelsensoren der Kontaktbauart bekannt, die einen Potentiometer verwendeten. Dieser Potentio­ meter ist so aufgebaut, dass eine Schleifbürste auf einem Wi­ derstandselement gleitet, wodurch sich die elektrischen Wider­ standswerte ändern. Dementsprechend können Staubpartikel, die aus der Reibung zwischen dem Widerstandselement und der Schleifbürste resultieren, in einem dazwischenliegenden Gleit­ abschnitt erzeugt werden. Die Staubpartikel würden Erfassungs­ fehler bei den Widerstandswerten hervorrufen. Ferner könnte ein Reibungswiderstand in dem Gleitabschnitt zu einem Betriebswi­ derstand hinsichtlich eines zu erfassenden Objektes werden, was die Betriebsansprechempfindlichkeit des Objektes beeinflussen würde.

Um die obigen Nachteile des Drehwinkelsensor der Kontaktbauart zu beseitigen, wurde als Drehwinkelsensor einer kontaktlosen Art ohne einem Gleitbauteil oder -abschnitt entwickelt. Einer solcher Drehwinkelsensoren der kontaktlosen Bauart ist konstru­ iert, um einen Drehwinkel eines Objektes in einer kontaktlosen Art zu erfassen, indem der Drehwinkel in eine Änderung der Ma­ gnetkraft konvertiert wird. Das japanische Patent Nr. 2842482 und die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 8- 35809 offenbaren ein Beispiel eines Drehwinkelsensors der kon­ taktlosen Bauart dieser Art.

Fig. 25 zeigt Hauptteile des Drehwinkelsensors, der in dem ja­ panischen Patent Nr. 2842482 offenbart ist. Dieser Drehwinkel­ sensor ist mit einem zylindrischen Gehäuse 151 und einer dreh­ bar in der Mitte des Gehäuses 151 angeordneten Verbindungswelle 152 versehen. Ein erstes Bauteil 153 ist auf der inneren Um­ fangsoberfläche des Gehäuses 151 befestigt. Das erste Bauteil 153 ist aus zwei halbkreisförmigen Ringen 153A und 153B aufge­ baut, die beide aus einem weichmagnetischen Material herge­ stellt wurden. Zwischen den halbkreisförmigen Ringen 153A und 153B sind zwei Hilfs-Luftspalte 154 vorgesehen. Eine elektri­ sche Spule 156 ist in einem Spalt 154 angeordnet und eine Hall­ sonde ist in dem anderen Spalt 154 angeordnet. Ein zweites Bau­ teil 157, das aus einem weichmagnetischen Material hergestellt wurde, ist auf der Verbindungswelle 152 befestigt. Ein rohrför­ miger Magnet 158, der aus zwei dünnen Bauteilen 158A und 158B aufgebaut ist, ist auf dem äußeren Umfang des zweiten Bauteiles 157 befestigt. Der rohrförmige Magnet 158 ist aus einer Samari­ um-Kobalt-Form geformt und in einer rohrförmigen Gestalt magne­ tisiert. Ein Hauptluftspalt 159 ist zwischen dem rohrförmigen Magnet 158 und dem ersten Bauteil 153 angeordnet. Der Haupt­ luftspalt 159 sollte wünschenswerterweise so eng wie möglich sein. In der obigen Veröffentlichung beträgt die Breite des Hauptluftspaltes 159 die Größenordnung von 0,2 mm, wenn der durchschnittliche innere Durchmesser des zweiten Bauteiles 157 5 mm beträgt und die Dicke des rohrförmigen Magnetes 158 1 mm beträgt. Auf diese Weise wird ein magnetisches Feld zwischen dem ersten Bauteil 153 und dem rohrförmigen Magneten 158 und dem zweiten Bauteil 157 erzeugt. Wenn das zweite Bauteil 157 und der rohrförmige Magnet 158 zusammen mit der Verbindungswel­ le 152 gedreht werden, wird das magnetische Feld gedreht, wo­ durch sich die Dichte des magnetischen Flusses, der durch die Hallsonde 156 und die elektrische Spule 155 strömt, verändert. Die Änderung der magnetischen Flussdichte wird in Gestalt von elektrischen Signalen ausgegeben.

Fig. 26 zeigt Hauptteile des Drehwinkelsensors, der in der un­ geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-35809 offen­ bart ist. Dieser Drehwinkelsensor ist mit einem rohrförmigen Joch 161 und einer angetriebenen Welle 162, die sich in der Mitte des Joches 161 befindet, versehen, wobei beide integral konfiguriert sind. Ein rohrförmiger Permanentmagnet 163 ist auf der inneren Umfangsoberfläche des rohrförmigen Joches 161, das aus einem Weichmaterial hergestellt ist, versehen. Der rohrför­ mige Magnet 163 wurde in einer Radialrichtung im Querschnitt magnetisiert. Um die angetriebene Welle 162 sind zwei separate rohrförmige Statoren 64A und 64B fest angeordnet. Es ist der angetriebenen Welle 162 gestattet, in einem Mittelbereich, der von den Statoren 164A und 164B umgeben ist, zu drehen. Ein Hal­ lelement 166 ist in einem Spalt 165 zwischen den zwei Statoren 164A und 164B vorgesehen. Das rohrförmige Joch 161 und der rohrförmige Magnet 163 sind drehbar in Bezug auf die Statoren 164A und 164B angeordnet. Ein ringförmiger Luftspalt 167 wird zwischen dem rohrförmigen Magneten 163 und den Statoren 164A und 164B erzeugt. Auf diese Weise wird zwischen dem rohrförmigen Joch 161, dem rohrförmigen Magneten 163 und den Statoren 164A und 164B ein magnetisches Feld erzeugt. Demgemäß erzeugt die Drehung des rohrförmigen Magneten 163 zusammen mit dem rohrförmigen Joch 161 eine Drehung des magnetischen Feldes, wodurch die Dichte des magnetischen Flusses, der durch das Hal­ lelement 166 strömt, verändert wird. Die Änderung der magneti­ schen Felddichte wird in Gestalt von elektrischen Signalen aus­ gegeben.

Bei dem Drehwinkelsensor des japanischen Patents Nr. 2842482 wird der rohrförmige Magnet 158 jedoch aus einer Samarium- Kobalt-Form geformt und in einer rohrförmigen Gestalt mit einer sehr geringen Dicke von ungefähr 1 mm magnetisiert, was ihn physikalisch sehr spröde und schwierig herzustellen macht. Zu­ sätzlich muss der rohrförmige Magnet 158 nach der Einpassung auf dem äußeren Umfang des zweiten Bauteiles 157 mit der Welle 152 zusammenmontiert werden, während der extrem enge Haupt­ luftspalt 159 hinsichtlich des ersten Bauteiles 153 aufrecht erhalten werden müsste. Deshalb kann bei der Montage sogar eine kleine Neigung des rohrförmigen Magnetes 158 oder des ersten Bauteiles 153 diese in Kontakt bringen, was den rohrförmigen Magneten 158 leicht beschädigen könnte. Dies resultiert in ei­ ner Herstellungsschwierigkeit des Drehwinkelsensors und einer Verschlechterung der Genauigkeit der Erfassung des Drehwinkels.

Bei dem Drehwinkelsensor der ungeprüften japanischen Patentver­ öffentlichung Nr. 8-35809 besteht andererseits ein Problem, dass es schwierig ist, den rohrförmigen Magneten 163 herzustel­ len. Zusätzlich musste der rohrförmige Magnet 163 auf der inne­ ren Umfangsoberfläche des rohrförmigen Joches 161 befestigt werden und im Inneren des Magneten 163 ist es notwendig, dass die Statoren 164A und 164B mit dem Luftspalt 167 einer vorbe­ stimmten Dimension montiert werden. Während der Montage würde ein Kontakt zwischen dem rohrförmigen Magneten 63 und den Sta­ toren 164A und 164B diesen einen Schaden zufügen. Dies er­ schwert es, den Drehwinkelsensor herzustellen und es würde zu einer Verschlechterung der Genauigkeit der Erfassung eines Drehwinkels führen.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Umstände getätigt und hat zur Aufgabe, die obigen Probleme zu beseitigen und einen kontaktlosen Drehwinkelsensor zu schaffen, der in der Lage ist, eine verstärkte Produktivität der Magneten, Sensor­ kernen mit Magneten und Drehwinkelsensoren bereitzustellen, und die Montageeigenschaften der Bauteile und Elemente zu verbes­ sern, um die Erfassungsgenauigkeit eines Drehwinkels zu erhö­ hen, sowie einen Sensorkern, der in dem Sensor verwendet wird.

Zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung fortgeführt und werden zum Teil anhand der Beschreibung offensichtlich sein oder können durch die praktische Ausführung der Erfindung erlernt werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindung können mit Hilfe der Instru­ mente und Kombinationen, die im Einzelnen in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt sind, realisiert und erzielt werden.

Um den Zweck der Erfindung zu erfüllen, ist ein Sensorkern vor­ gesehen, der in einem Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart vorgesehen ist, um einen Drehwinkel eines Objektes ohne Kontakt mit diesem durch Umwandlung des Drehwinkels in eine Änderung der Magnetkraft zu erfassen, wobei der Sensorkern folgendes enthält: einen Statorkern, der mit zwei Blöcken versehen ist, die aus einem magnetischen Material hergestellt sind; einen beweglichen Kern (Läufer), der mit zwei Blöcken versehen ist, die aus einem magnetischen Material hergestellt sind, der koa­ xial zu dem Statorkern vorgesehen ist; einen ersten Spalt, der zwischen dem Statorkern und dem beweglichen Kern erzeugt wird; einen zweiten Spalt, der zwischen den zwei Statorblöcken er­ zeugt wird; einen dritten Spalt, der zwischen den zwei bewegten Blöcken erzeugt wird; sowie einen rechtwinkligen, quaderförmi­ gen Magneten, der in dem dritten Spalt angeordnet ist und in einer Richtung quer über den dritten Spalt magnetisiert ist, um die beweglichen Blöcke zu verbinden.

In dem obigen Sensorkern wird vorzugsweise eine Gestalt des Statorkerns oder des beweglichen Kerns (Läufers) bestimmt, um den ersten Spalt mit einer Änderung der Abmessung zu erzeugen, die in der Nähe der Mittellinie des zweiten Spaltes am größten wird.

Alternativ werden sowohl die Gestalt des Statorkerns als auch des beweglichen Kerns (Läufers) so bestimmt, dass sie den er­ sten Spalt so erzeugen, dass die Dimensionsänderung in der Nähe der Mittellinie des zweiten Spaltes am größten wird.

Vorzugsweise wird die Gestalt des Statorkerns oder des bewegli­ chen Kerns so bestimmt, dass sich die Abmessung des ersten Spaltes schrittweise ändert.

In dem oben genannten Sensorkern wird vorzugsweise die Gestalt des beweglichen Kerns oder des Statorkerns so bestimmt, dass eine sich verjüngende Oberfläche oder eine elliptische Oberflä­ che enthalten ist, so dass sich die Abmessung des ersten Spal­ tes kontinuierlich ändert.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart vorgesehen, der einen Sensorkern verwendet, der einen Rotor enthält, der aus dem Ma­ gneten aufgebaut ist, der in dem dritten Spalt der beweglichen Blöcke befestigt ist, wobei der Sensor folgendes enthält: eine Basis zur Fixierung des Statorkerns; sowie eine Magnetkrafter­ fassungsvorrichtung, die in dem zweiten Spalt angeordnet ist, um eine Änderung der Magnetkraft in Reaktion auf die Drehung des Rotors zu erfassen; wobei der Rotor mit dem Objekt verbun­ den werden soll.

In dem oben genannten Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart werden vorzugsweise sowohl die Gestalt des Statorkerns als auch die des beweglichen Kerns so bestimmt, dass der erste Spalt so erzeugt wird, dass die Abmessungsänderung in der Nähe der Mit­ tellinie des zweiten Spaltes am größten wird.

Die Gestalt des Statorkerns oder des beweglichen Kerns wird vorzugsweise so bestimmt, dass sich die Abmessung des ersten Spaltes schrittweise ändert.

In dem oben genannten Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart wird die Gestalt des beweglichen Kerns oder des Statorkerns vorzugsweise so bestimmt, dass eine sich verjüngende Oberfläche oder eine elliptische Oberfläche enthalten ist, so dass sich die Abmessung des ersten Spaltes kontinuierlich ändert.

Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Beschreibung enthal­ ten sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung und dienen zusammen mit der Be­ schreibung dazu, die Ziele, Vorteile und Prinzipien der Erfin­ dung zu erläutern.

Fig. 1 ist einen Schnittansicht eines Drehwinkelsensors der kontaktlosen Bauart gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Aus­ führungsbeispiel.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht in Explosionsdarstellung eines Sensorkerns und anderer Bauteile im ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Zusammenbaues des Sensorkerns und eines Hall-ICs im ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Sensorkerns im er­ sten Ausführungsbeispiel.

Fig. 5 ist eine Draufsicht des Sensorkerns im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus Fig. 5.

Fig. 7 ist eine Draufsicht des Sensorkerns im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, in der ein magnetisches Feld, das darin erzeugt wird, gezeigt ist.

Fig. 8 ist eine Draufsicht des Sensorkerns in einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX aus Fig. 8.

Fig. 10 ist eine Draufsicht des Sensorkerns im zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel, die dessen konstruktive Merkmale zeigt.

Fig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles des Sen­ sorkerns, der in Fig. 10 gezeigt ist.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines Drosselklappenkörpers im zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 13 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Drehwinkelsensors im zweiten Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 14A bis 14C sind erläuternde Darstellungen, die Bewe­ gungen eines magnetischen Feldes zeigen, das in dem Sensorkern erzeugt wird.

Fig. 15 ist ein Graph, der die Ausgangsleistungsmerkmale des Drehwinkelsensors zeigt.

Fig. 16 ist ein Graph, der die Dichtekennlinien des magneti­ schen Flusses, der in dem Sensorkern erzeugt wird, zeigt.

Fig. 17 ist eine erläuternde Darstellung, die Messpunkte zeigt.

Fig. 18 ist eine Draufsicht eines Sensorkerns in einem dritten Ausführungsbeispiel.

Fig. 19 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIX-XIX aus Fig. 18.

Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterseite des Sensorkerns aus Fig. 18.

Fig. 21 ist eine Draufsicht eines Sensorkerns in einem vierten Ausführungsbeispiel.

Fig. 22 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles des Sen­ sorkerns aus Fig. 21.

Fig. 23 ist eine Draufsicht des Sensorkerns in einem fünften Ausführungsbeispiel.

Fig. 24 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles des Sen­ sorkerns aus Fig. 23.

Fig. 25 ist eine Draufsicht eines Hauptteiles eines Drehwinkel­ sensors aus dem Stand der Technik.

Fig. 26 ist eine Draufsicht eines Hauptteiles eines anderen Drehwinkelsensors aus dem Stand der Technik.

Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen eines Drehwinkelsensors der kontaktlosen Bauart, die die vorliegende Erfindung verkörpern, unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Erstes Ausführungsbeispiel

Ein erstes Ausführungsbeispiel des Drehwinkelsensors der kon­ taktlosen Bauart wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Drehwinkelsensors der kon­ taktlosen Bauart 11 im ersten Ausführungsbeispiel. In Fahrzeug­ motoren wird dieser Drehwinkelsensor 11 beispielsweise als Drosselklappensensor zur Erfassung eines Öffnungsgrades eines Objektes, nämlich einer Drosselklappe, verwendet, oder als ein Beschleunigungseinrichtungssensor zur Erfassung eines Arbeits­ betrages eines anderen Objektes, nämlich eines Gaspedals. Der Drehwinkelsensor 11 enthält einen Sensorkern 12 zur kontaktlo­ sen Erfassung eines Drehwinkels des Objektes damit, indem der Drehwinkel in eine Änderung der Magnetkraft umgewandelt wird.

Der Drehwinkelsensor 11 ist mit einem Gehäuse 13, das aus einem nichtmagnetischen Material, wie beispielsweise Harz, herge­ stellt ist, versehen, sowie mit einer Eingangswelle 14, die aus einem nichtmagnetischen Material, wie beispielsweise Harz, her­ gestellt ist, die drehbar in dem Gehäuse 13 angeordnet ist, mit einem Sensorkern der kontaktlosen Bauart 12, und einem elektri­ schen Schaltkreisabschnitt 16, der ein Substrat 15 enthält.

Das Gehäuse 13 ist aus einer Abstützwand 13b, die mit einem Loch 13a zum Halten der Eingangswelle 14 ausgebildet ist, auf­ gebaut, sowie mit einer Öffnung 13c für die Eingangswelle 14, einer Öffnung 13d für den elektrischen Schaltkreisabschnitt 16 und einer Verbindungseinrichtung 13e, die zur Verbindung der elektrischen Verdrahtung verwendet wird. In der Öffnung 13d sind eine Abdeckung 17 zum Abdecken des elektrischen Schalt­ kreisabschnitts 16 und eine Packung 18 zur Schaffung einer Ab­ dichtung zwischen der Abdeckung 17 und dem elektrischen Schalt­ kreisabschnitt 16 angeordnet. Ein Lager 19 ist in dem Loch 13a der Abstützwand 13b befestigt, um die Eingangswelle 14 drehbar zu lagern. Ein Ende (ein unteres Ende in Fig. 1) der Eingangs­ welle 14 ist an einem Hebel 20 befestigt, um zur Verbindung mit dem zu erfassenden Objekt verwendet zu werden. Dieser Hebel 20 ist durch die Öffnung 13c mechanisch mit einem Hebel des Objek­ tes verbunden. Eine Feder 21 ist zwischen der Abstützwand 13b und dem Hebel 20 vorgesehen, um dadurch ein Drehmoment und eine Axialbelastung zu erzeugen. Die Verbindungseinrichtung 13e ist intern mit einem Anschluss 22 versehen, der mit dem Substrat 15 verbunden ist.

Fig. 2 ist eine Explosionsschnittansicht des Sensorkerns 12 und anderer Bauteile. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Gesamtanordnung des Sensorkerns 12 und eines Hall-ICs 23. Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht ausschließlich des Sensorkerns 12. Fig. 5 ist eine Draufsicht des Sensorkerns 12. Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus Fig. 5. Fig. 7 ist eine Draufsicht des Sensorkerns 12, in der ein magnetisches Feld, das darin erzeugt wird, gezeigt ist.

Der Sensorkern 12 ist aus einem äußeren Kern 24, der einen Sta­ tor darstellt, aufgebaut, aus einem inneren Kern 25, der einen Läufer darstellt, und aus einem plattenförmigen Magneten 26. Der äußere Kern 24, der in der Draufsicht eine Ringform hat, ist aus einem weichmagnetischen Material hergestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein reines ionengesinter­ tes Material als weichmagnetisches Material verwendet. Statt­ dessen kann auch Siliziumstahl, eine Eisennickellegierung, eine Eisenkobaltlegierung, etc. verwendet werden. Der äußere Kern 24 ist mit einem Paar zweiter Luftspalte 27 ausgebildet, die sich in einer Radialrichtung erstrecken. Die Luftspalte 27 sind an zwei Positionen angeordnet, die in einer symmetrischen Bezie­ hung einer 180°-Drehung im äußeren Kern 24 stehen. In jedem solcher Luftspalte 27 ist der Hall-IC 23, der als Magnetkraf­ terfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dient, ange­ ordnet. Wie bekannt ist, enthält der Hall-IC 23 ein Hallele­ ment, das den Halleffekt verwendet und eine Spannung unter ei­ nem konstanten Strom misst, um ein magnetisches Feld, ein­ schließlich der Größe einer magnetischen Kraft, zu erfassen. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist der äußere Kern 24 mit umfangsseitigen Vorsprüngen 24a ausgebildet (die in den Fig. 5 bis 7 zur Vereinfachung nicht dargestellt sind). Der Hall-IC 23 ist mit einer Vielzahl an Zapfen 23a, die auf einer Seite des IC 23 angeordnet sind, an dem Substrat 125 befestigt und elektrisch verbunden. Die Hall-ICs 23, die an dem Substrat 15 befestigt sind, werden in die entsprechenden zweiten Luftspalte 27 eingesetzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der äußere Kern 24 in der Abstützwand 13b des Gehäuses 13 einsatzgeformt. Die Vorsprünge 24a dienen als Stopper, um eine Ablösung oder Drehung des äußeren Kerns 24 während dem Einsatz­ formen (bzw. Spritzgießen) zu verhindern.

Der innere Kern 25 ist koaxial im Inneren des äußeren Kerns 24 angeordnet. Der innere Kern 25 ist aus zwei Kernstücken 25A und 25B gebildet, die beide aus einem weichmagnetischen Material in Gestalt einer halbkreisförmigen Scheibe hergestellt sind und zusammen eine Scheibe bilden. Die oben genannten Materialien für den äußeren Kern 24 können als solche für die Kernstücke 25A und 25B verwendet werden. Ein Spalt 29 ist zwischen den zwei Kernstücken 25A und 25B vorgesehen, um darin den Platten­ magnet 26 aufzunehmen bzw. zu montieren. Dieser Aufnahmespalt 29 erstreckt sich entlang der diametralen Richtung des inneren Kerns 25 und wird durch ein Paar innerer Wandseiten 29a und 29b gebildet, die einander mit einem vorbestimmten Abstand gegen­ überliegen (entsprechend der Breite des Spaltes 29). Beide En­ den 25c und 25d der Kernstücke 25A und 25B bilden angeschrägte Seiten mit einer Neigung zur Längsrichtung des Aufnahmespaltes 29.

Ein ringförmiger erster Luftspalt 28 ist zwischen dem äußeren Kern 24 und dem inneren Kern 25 vorgesehen. Der äußere Kern 24 ist auf der Abstützwand 13b befestigt. Der innere Kern 25 ist auf einem Basisendteil (ein oberer Endteil in den Fig. 1 und 2) der Eingangswelle 14 angeordnet. Der innere Kern 25 ist so­ mit einstückig mit der Eingangswelle 14 drehbar. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist die Eingangswelle 14 mit einem Flansch 14b versehen, der mit einem Paar Ausnehmungen 14a am Basisendteil ausgebildet ist. Jedes der Kernstücke 25A und 25B des inneren Kerns 25 ist mit einem Vorsprung 25a versehen, der in die Ausnehmung 14a eingreifen kann. Mit dem Vorsprung 25a, der in die entsprechende Ausnehmung 14a eingesetzt ist, wird der innere Kern 25 fest auf dem Flansch 14b gehalten.

Der Plattenmagnet 26 hat eine rechtwinklige, quaderförmige Plattengestalt, wobei eine Länge etwas kürzer als der Durchmes­ ser des inneren Kerns 25 ist, und ist in seiner Dickenrichtung magnetisiert. Der Plattenmagnet 26 hat Plattenseiten 26a und 26b, die mit den zwei inneren Wandseiten 29a und 29b verbunden sind, die den Spalt 29 ausbilden. Die Dicke des Plattenmagnetes 26 wird so bestimmt, dass sie fast gleich der Breite des Spal­ tes 29 ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Plat­ tenmagnet 26 aus einem Material wie beispielsweise einem 1-5- System-Samarium-Kobalt, einem Ferrit, oder einem Neodym, etc. hergestellt. Wie in den Fig. 1 und 3 bis 5 gezeigt ist, ist der Plattenmagnet 26 in dem Spalt 29 eingesetzt, oder zwischen den Kernstücken 25A und 25B eingelegt. Genauer gesagt wird der Plattenmagnet 26 in dem Spalt 29 so aufgenommen, dass die bei­ den Seiten 26a und 26b des Plattenmagnetes 26 mit den inneren Wandseiten 29a und 29b verbunden sind. Beim Einbau ist es vor­ stellbar, einen Klebstoff zu verwenden, um den Plattenmagnet 26 an den inneren Wandseiten 29a und 29b des inneren Kerns 25 zu befestigen. Jedoch kann die Befestigung mittels des Klebstoffes in einem Reißen und Abblättern des Klebstoffes resultieren, wodurch bewirkt wird, dass der innere Kern 25 und der Magnet 26 herabfallen. Aus diesem Grund ist im vorliegenden Ausführungs­ beispiel der Plattenmagnet 26 am Flansch 14b der Eingangswelle 14 einsatzgeformt (spritzgegossen) und somit im inneren Kern 25 befestigt.

Als nächstes wird ein Vorgang zur Montage der Sensorkerne 12 und anderer Bauteile unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.

Der Hall-IC 23 wird im Voraus auf das Substrat 15 gepackt. Das Lager 19 wird ferner in dem Loch 13a der Abstützwand 13b des Gehäuses 13 befestigt.

Der äußere Kern 24 wird im Voraus an der Abstützwand 13b des Gehäuses 13 einsatzgeformt (spritzgegossen). Anstelle der Ein­ satzformung (des Spritzgießens) kann eine Art der Befestigung durch Presspassung oder Wärmeverstemmen (Wärmeschweißen) ver­ wendet werden.

Der Plattenmagnet 26 wird im Voraus an dem Flansch 14b der Ein­ gangswelle 14 einsatzgeformt (spritzgegossen). Die Kernstücke 25A und 25B, die den inneren Kern 25 bilden, werden in die Aus­ nehmungen 14a der Eingangswelle 14 pressgepasst und nehmen den Plattenmagnet 26 dazwischen. Anstelle der Presspassung kann der innere Kern 25 an dem Flansch 14b der Eingangswelle 14 einsatz­ geformt (spritzgegossen) werden, wie es bei dem Plattenmagnet 26 der Fall ist.

Die Baugruppe der Eingangswelle 14, des inneren Kerns 25 und des Plattenmagnetes 26 wird in dem äußeren Kern 24 und dem La­ ger 19 eingebaut, wobei beide im Voraus am Gehäuse 13 befestigt sind.

Danach wird das Substrat 15, das die Hall-ICs 23 trägt, in das Gehäuse 13 eingebaut. Zu dieser Zeit sind die Hall-ICs 23 je­ weils in den zweiten Luftspalten 27 in dem äußeren Kern 24 ein­ gesetzt.

Auf die oben genannte Art und Weise werden der Sensorkern 12 und andere Bauteile in dem Gehäuse 13 eingebaut.

Bei dem Drehwinkelsensor 11 des ersten Ausführungsbeispieles, der wie vorstehend aufgebaut wurde, wird ein magnetisches Feld unter dem inneren Kern 25, dem Plattenmagnet 26 und dem äußeren Kern 24 erzeugt, wobei eine Kombination davon den Sensorkern 12 darstellt, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 7 gezeigt ist.

Wenn die Eingangswelle 14, die durch den Hebel 20 mit dem Ob­ jekt verbunden ist, mit der Drehung des Objektes gedreht wird, werden der innere Kern 25 und der Plattenmagnet 26 zur glei­ chen Zeit gedreht, wodurch das magnetische Feld, das durch die gestrichelten Linien in Fig. 7 gezeigt ist, gedreht wird. Zu dieser Zeit ändert sich die Dichte des magnetischen Flusses, der durch die Hall-ICs 23 an den zwei zweiten Luftspalten 27 in den äußeren Kern 24, der am Gehäuse 13 befestigt ist, fließt. Die Änderung der magnetischen Flussdichte wird als Drehwinkel des Objektes erfasst. Der Hall-IC 23 wandelt die Änderung der magnetischen Flussdichte in eine Spannungsände­ rung um und gibt diese aus. Der Drehwinkelsensor 11 im ersten Ausführungsbeispiel kann den Drehwinkel des Objektes in einem Erfassungsbereich von ungefähr 90° erfassen und lineare Aus­ gangssignalcharakteristika in dem Bereich liefern.

In Abhängigkeit von dem Drehwinkelsensor 11, der den Sensorkern 21 im ersten Ausführungsbeispiel verwendet, besteht keine Not­ wendigkeit zur Ausbildung des Magneten 26 in einer rohrförmigen Gestalt; deshalb ist der Plattenmagnet 26 einfach herzustellen, einfacher als die herkömmlichen rohrförmigen Magneten 58 und 63. Zusätzlich erfordert der Plattenmagnet 26 weniger Materia­ lien zur Herstellung als die rohrförmigen Magneten 58 und 63. Die herkömmlichen rohrförmigen Magneten 58 und 63 werden benö­ tigt, um eine innere oder äußere Umfangsoberfläche eines per­ fekten Kreises im Schnitt zu haben, um in engen Kontakt mit einer äußeren oder inneren Unfangsoberfläche der entsprechenden Bauteile 57 und 61 zu gelangen. Dies erfordert eine hohe Genau­ igkeit bei der Verarbeitung. Der Plattenmagnet 26 im ersten Ausführungsbeispiel wird jedoch aus einem plattenförmigen Mate­ rial hergestellt, wobei kein Biegeverfahren notwendig ist. Eine solche Differenz der Gestalt macht es möglich, den Plattenma­ gnet 26 einfacher und bei niedrigen Kosten zu erzeugen. Demge­ mäß kann der Sensorkern 12 und der Drehwinkelsensor 11 leicht und mit geringen Kosten hergestellt werden. Die Produktivität des Plattenmagneten 26, des Sensorkerns 12 und des Drehwinkel­ sensors 11 einschließlich des Magneten 26 kann so verbessert werden.

Im ersten Ausführungsbeispiel wird der Plattenmagnet 26 in dem Spalt 29 so eingebaut, dass die Plattenseiten 26a und 26b je­ weils mit den inneren Wandseiten 29a und 29b verbunden werden. Im Unterschied zu dem Fall, bei dem die rohrförmigen Magneten 58 und 63 mit den entsprechenden Bauteilen 57 und 61 über deren innere oder äußere Umfangsoberflächen im Stand der Technik mon­ tiert werden, benötigt der Plattenmagnet 26 keine hochgenaue Montageposition und -luft, womit kein Problem bei der Verände­ rung des Spaltes hervorgerufen wird. Demgemäß kann die Montage­ eigenschaft des Sensorkerns 12 und des Drehwinkelsensors 11 verbessert werden. Da kein Problem von Änderungen des Spielrau­ mes bzw. der Luft auftreten werden, ist der magnetische Wider­ stand konstant, was eine Erhöhung der Erfassungsgenauigkeit eines Drehwinkels durch den Drehwinkelsensor 11 zulässt.

Bei dem Drehwinkelsensor 11 im ersten Ausführungsbeispiel sind zwei Hall-ICs 23 insgesamt in den zwei zweiten Luftspalten 27 angeordnet, die in einer rotationssymmetrischen Position im äußeren Kern 24 angeordnet sind. Dies ermöglicht es, die ma­ gnetische Flussdichte unter Verwendung von einem der Hall-ICs 23 zu erfassen, sogar wenn die übrigen ausfallen. Auf diese Art und Weise kann der Drehwinkelsensor 11 eine Fail-Safe- Funktion enthalten, so dass seine Zuverlässigkeit erhöht wer­ den kann.

Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart 11 mit keinem Gleitabschnitt im Sensorkern 12 versehen; demgemäß treten keine Erfassungsfehler, die aus den Staubpartikeln, die durch Reibung in dem Gleitabschnitt des herkömmlichen Drehwinkelsensors der Kontaktbauart resul­ tieren. Aus diesem Grund kann der Sensor 11 der vorliegenden Erfindung die Sensorzuverlässigkeit für eine lange Periode aufrecht erhalten. Zusätzlich hat der Sensor der kontaktlosen Bauart 11 im Unterschied zum Rotationssensor der Kontaktbauart aus dem Stand der Technik nicht den Nachteil, dass der Rei­ bungswiderstand bei den Gleitabschnitten ein Betriebswider­ stand für das zu erfassende Objekt wird. Wenn der Sensor 11 als Drosselklappensensor verwendet wird, wird dementsprechend die Betriebsansprechempfindlichkeit einer Drosselklappe, die das zu erfassende Objekt ist, nicht abnehmen.

Im ersten, oben ausgeführten Ausführungsbeispiel, können die folgenden Alternativen angewandt werden:

• 1. Obwohl die zwei zweiten Luftspalte 27 im Sensorkern 12 vorgesehen sind und die Hall-ICs 23 in den Spalten 27 je­ weils angeordnet sind, können einer oder drei oder mehr zweite Luftspalte in dem Sensorkern vorgesehen werden, so dass die Hall-ICs in jeweiligen Spalten angeordnet sind;
• 2. der Hall-IC 23 wird als Magnetkrafterfassungsvorrichtung im obigen Ausführungsbeispiel verwendet, es können jedoch irgendwelche alternativen Erfassungselemente verwendet werden; und
• 3. im ersten Ausführungsbeispiel bilden ein Paar Kernstücke 25A und 25B den scheibenförmigen inneren Kern 25 mit dem Aufnahmespalt 29, der zwischen den Kernstücken 25A und 25B erzeugt wird. Alternativ dazu kann der scheibenförmi­ ge innere Kern als ein einziger Körper mit einer linearen Ausnehmung, die sich in einer diametralen Richtung des Kerns erstreckt, so dass die Ausnehmung als Aufnahmespalt verwendet wird, ausgebildet werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Das zweite Ausführungsbeispiel eines Drehwinkelsensors der kon­ taktlosen Bauart der vorliegenden Erfindung und dessen Sensor­ kern werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die einen Aufbau eines Dros­ selklappenkörpers 112 zeigt, auf dem ein Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart 111 im zweiten Ausführungsbeispiel ange­ wandt wird. Der Drehwinkelsensor 111 wird als Drosselklappen­ sensor zur Erfassung einer Öffnung (Drosselklappenwinkel) ei­ ner Drosselklappe 113, die ein zu erfassendes Objekt in einem Fahrzeugmotor ist, verwendet. Ferner enthält der Drehwinkel­ sensor 111 einen Sensorkern 114 zur kontaktlosen Erfassung ei­ nes Drehwinkels der Drosselklappe 113 damit, indem der Dreh­ winkel in eine Änderung der Magnetkraft umgewandelt wird.

Die Drosselklappe 113 wird in einem Ansaugkanal 115, der in dem Drosselklappenkörper 112 ausgebildet ist, gelagert, so dass sie um eine Drosselklappenwelle 116 herum drehbar ist.

Eine Ausgangswelle 117a eines Motors 117, der in einem Dros­ selklappenkörper 112 vorgesehen ist, ist mit der Drosselklap­ penwelle 116 verbunden und wird über ein Antriebszahnrad 118, ein Vorgelegerad 119 und ein Drosselklappenzahnrad 120 ange­ trieben. Der Drehwinkelsensor 111 ist auf einer Abdeckung 121, die an dem Drosselklappenkörper 112 befestigt ist, montiert. Diese Abdeckung 121 ist aus einem nichtmagnetischen Material (beispielsweise einem Harz) hergestellt.

Fig. 13 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den Drehwinkelsensor 111 zeigt. Wie in den Fig. 12 und 13 ge­ zeigt ist, enthält der Drehwinkelsensor 111 ein Substrat 125, das als Basis verwendet wird, die an der Abdeckung 121 befe­ stigt ist, ein Paar Hall-ICs 126, das auf dem Substrat 125 be­ festigt ist und als Magnetkrafterfassungsvorrichtung dient, und einen Sensorkern 114, der auf dem Substrat 125 befestigt ist. Das Substrat 125 ist mit einem im Wesentlichen ringförmi­ gen vorstehenden Abschnitt 125A ausgebildet. Jeder der Hall- ICs 126 ist durch Zapfen 126a an dem vorstehenden Abschnitt 125a befestigt, um elektrisch mit dem Substrat 125 verbunden zu sein. Der Sensorkern 114 enthält einen äußeren Kern 127, der ein Stator ist, der in einer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, und einen Rotor 128, der in dem Inne­ ren des äußeren Kerns 127 eingebaut ist. Der äußere Kern 127 ist fest auf dem vorstehenden Abschnitt 125a befestigt. Der Rotor 128 enthält einen inneren Kern 129, der ein Läufer ist, der einstückig angebaut ist, wie ein Zylinder, und einen plat­ tenförmigen Magneten 130. Der innere Kern 129 enthält ein Paar Kernstücke 129A und 129B, die in einer im Wesentlichen halb­ kreisförmigen Gestalt ausgebildet sind. Der Plattenmagnet 130 ist zwischen beiden Kernstücken 129A und 129B befestigt. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist jeder der Kernstücke 129A und 129B mit einem bogenförmigen vorstehenden Abschnitt 129a an dessen Oberseite ausgebildet. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, bilden die­ se vorstehenden Abschnitte 129a ein Paar, um an einem Endab­ schnitt der Drosselklappenwelle 116 befestigt zu werden, und dadurch wird der Sensorkern 114 mit der Drosselklappenwelle 116 gekoppelt.

Fig. 8 ist eine Draufsicht des Sensorkerns 114 und Fig. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX aus Fig. 8. Im in­ neren Kern 129, der in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, sind die vorstehenden Abschnitte 129a nicht dargestellt. Wie vorstehend beschrieben wurde, enthält der Sensorkern 114 den äußeren Kern 127 und den Rotor 128, der aus dem inneren Kern 129 und dem Plattenmagnet 130 aufgebaut ist. Ein ringförmiger erster Luftspalt 131 ist zwischen einer inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kerns 127 und einer äußeren Umfangsoberfläche des inne­ ren Kerns 129 gebildet.

Der äußere Kern 127 ist aus einem weichmagnetischen Material in einer im Wesentlichen ringförmigen Gestalt in einer Drauf­ sicht hergestellt. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird reines eisengesinterte Material als weichmagnetisches Material verwendet. Alternativ können Siliziumstahl, eine Eisen- Nickellegierung, eine Eisen-Kobaltlegierung oder dergleichen verwendet werden. Der äußere Kern 127 enthält ein Paar zweiter Luftspalte 132, die sich in einer diametralen Richtung des Kerns 127 erstrecken. Diese Luftspalte 132 sind an zwei Posi­ tionen angeordnet, die in einem symmetrischen Verhältnis einer 180° Drehung im äußeren Kern 127 angeordnet sind und mit dem ersten Luftspalt 131 kommunizieren. Der äußere Kern 127 ent­ hält ein Paar Rippen 127a, die sich an jeder Position der zweiten Luftspalte 132 gegenüberliegen. Jeder dieser zweiten Luftspalte 132 ist mit dem Hall-IC 126 versehen. Wie bereits bekannt, enthält der Hall-IC 126 ein Hallelement, das einen Halleffekt benutzt und eine Spannung unter einem konstanten Strom misst, um ein magnetisches Feld einschließlich der Größe einer Magnetkraft zu erfassen.

Der innere Kern 129 ist koaxial im Inneren des äußeren Kerns 127 angeordnet. Des weiteren ist der innere Kern 129 in einer scheibenförmigen Gestalt ausgebildet, die aus zwei halbkreis­ förmigen Kernstücken 129A und 129B aufgebaut ist, die beide aus einem weichmagnetischen Material hergestellt sind. Die vorge­ nannten Materialien für den äußeren Kern 127 können als das weichmagnetische Material für die Kernstücke 129A und 129B ver­ wendet werden. Ein Montagespalt 133 zur Montage des Plattenma­ gneten 130 ist zwischen den zwei Kernstücken 129A und 129B aus­ gebildet. Der Montagespalt 133 erstreckt sich längs der diame­ tralen Richtung des inneren Kerns 129 und wird durch ein Paar Innenwandseiten 129b und 129c definiert, die einander mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegen.

Der Plattenmagnet 130 hat eine rechtwinklige, quaderförmige Plattengestalt, bei der eine Länge kürzer als der Durchmesser des inneren Kerns 129 ist, und ist in seiner Dickenrichtung magnetisiert. Des weiteren hat der Plattenmagnet 130 Platten­ seiten 130a und 130b, die jeweils mit den zwei inneren Wandsei­ ten 129b und 129c, die den Montagespalt 133 bilden, verbunden sind. Die Dicke des Plattenmagnetes 130 wird so festgelegt, dass sie fast gleich zu der Breite des Montagespaltes 133 ist. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Plattenmagnet 130 aus einem Material wie beispielsweise Samarium-Kobalt, Ferrit, oder Neodym, etc. hergestellt. Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, wird der Plattenmagnet 130 zwischen den Kernstücken 129A und 129B in dem Montagespalt 133 gehalten, wodurch der Rotor 128 aufgebaut wird.

Der Sensorkern 114 im zweiten Ausführungsbeispiel hat ein Merkmal bei der Konstruktion des ersten Luftspaltes 131 und des inneren Kerns 129. Das Merkmal wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben. Fig. 10 ist eine Draufsicht, die das konstruktive Merkmal des Sensorkerns 114 zeigt. Fig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptteil des Sensorkerns 114 in Fig. 10 zeigt. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, sind der äußere Kern 127 und der Rotor 128 in ei­ nem Zustand angeordnet, bei dem eine gerade Linie L1, die durch die zwei zweiten Luftspalte 132 des äußeren Kerns 127 geht, orthogonal zu einer geraden Linie 12 ist, die durch die Längsrichtung des Plattenmagnetes 130 des Rotors 128 geht.

Im inneren Kern 129, der wie oben aufgebaut ist, ist eine ke­ gelige Seite 129d an beiden Enden eines jeden der Kernstücke 129A und 129B vorgesehen. Die kegelige Seite 129d ist von je­ dem äußeren Umfang der Kernstücke 129A und 129B zu einer End­ seite des Plattenmagnetes 130, der zwischen den Kernstücken 129A und 129B gehalten wird, geneigt. Die kegelige Seite 129d bildet einen vorbestimmten Kegelwinkel Θt mit den inneren Wandseiten 129b und 129c der Kernstücke 129A und 129B. Im zweiten Ausführungsbeispiel beträgt der Kegelwinkel Θt 45°. Darüber hinaus kann der Kegelwinkel Θt geeignet in dem Bereich von 40° bis 60° festgelegt werden. Im zweiten Ausführungsbei­ spiel wird eine Länge der kegeligen Seite 129d auf ungefähr 40% des Radius des inneren Kerns 129 festgelegt.

Der erste Luftspalt 131 wird zwischen der äußeren Umfangsober­ fläche des inneren Kerns 129 und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kerns 127 ausgebildet. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, wird im zweiten Ausführungsbeispiel der erste Luftspalt 131 zwischen jeder äußeren Unfangsoberfläche 129e der Kernstücke 129A und 129B mit Ausnahme der kegeligen Seite 129d, und der inneren Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 ausgebil­ det. Grob gesagt ist der erste Luftspalt 131 so konstruiert, dass er sich in seinen Dimensionen in Annäherung zum zweiten Luftspalt 132 hin ändert. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird der erste Luftspalt 131 so bestimmt, dass die Abmessung an ei­ ner Position nahe des zweiten Luftspaltes 132 relativ gesehen größer als an anderen Positionen ist. Darüber hinaus ist die innere Umfangsoberfläche des äußeren Kerns 127 im zweiten Aus­ führungsbeispiel so festgelegt, dass sie eine vorbestimmte Ge­ stalt hat, um dadurch die Form des ersten Luftspaltes 131 zu bestimmen. Genauer gesagt wird die innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 teilweise mit einem gestuften Ab­ schnitt ausgebildet, so dass die Abmessung des ersten Luftspaltes 131 mit der Annäherung zum zweiten Luftspalt 132 stufenweise zunimmt und in der Nähe des Spaltes 132 am größten wird.

In den Fig. 10 und 11 wird ein effektiver Bereichswinkel Θo definiert, und der effektive Bereichswinkel Θo ist ein Be­ reich, in dem die innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 jede der äußeren Umfangsoberflächen 129e der Kern­ stücke 129A und 129B gegenüberliegt, wobei die gerade Linie L1 als Referenz verwendet wird. In dem effektiven Bereichswinkel Θo sind ein erster Bereichswinkel Θ1, ein zweiter Bereichswin­ kel Θ2 und ein dritter Bereichswinkel Θ3 in Folge von dem Be­ reich nahe des zweiten Luftspaltes 132 definiert. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird in den Fig. 10 und 11 unter der An­ nahme, dass eine erste Krümmung des ersten Bereichswinkels Θ1 nahe des zweiten Luftspaltes 132 als S1 festgelegt wird, und eine dritte Krümmung des dritten Bereichswinkels Θ3 weit von dem zweiten Luftspalt 132 entfernt als S2 festgelegt wird, die Gestalt der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kerns 127 bestimmt, so dass S1 < S2 wird und eine kegelförmige Gestalt im zweiten Winkelbereich Θ2 gebildet wird. In diesem Fall be­ deutet die Krümmung einen Wert, der für einen Grad einer Kurve einer gekrümmten Linie oder einer gekrümmten Oberfläche an je­ dem Punkt der gekrümmten Linie oder Oberfläche steht. Je höher die Krümmung ist, desto größer wird eine Kurve. Wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Gestalt der inneren Umfangsoberfläche an vier Abschnitten angrenzend an vier Rippen 127a des äußeren Kerns 127 festgesetzt.

Im zweiten Ausführungsbeispiel wird, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist, im ersten Luftspalt 131 eine Abmessung G3 im dritten Bereichswinkel Θ3 auf 0,5 mm festgelegt und eine Ab­ messung G1 im ersten Bereichswinkel Θ1 wird auf 0,85 mm fest­ gelegt. Der erste Bereichswinkel Θ1 kann auf einen Bereich von 25° bis 35° festgelegt werden. Ein Winkel, der den ersten Be­ reichswinkel Θ1 und den zweiten Bereichswinkel Θ2 kombiniert, kann auf einen Bereich von 40° bis 50° festgelegt werden.

Bei der Konstruktion des Drehwinkelsensors 111, der wie oben aufgebaut ist, wird ein magnetisches Feld zwischen dem inneren Kern 129, der den Sensorkern 114 bildet, dem Plattenmagneten 130 und dem äußeren Kern 127, wie durch die gestrichelten Li­ nien in Fig. 14A dargestellt ist, erzeugt.

In diesem Fall ist der Rotor 128 mit der Drosselklappenwelle 116 der Drosselklappe 113 verbunden, die ein Objekt darstellt, deren Drehwinkel erfasst werden soll. Somit wird der Rotor 128 in dem äußeren Kern 127 zusammen mit der Drehung der Drossel­ klappe 113 gedreht, wodurch sich das magnetische Feld dem nach­ folgend dreht, wie durch die gestrichelten Linien in den Fig. 14A, 14B und 14C gezeigt ist. Die Dichte des magnetischen Flusses, der durch die zwei Luftspalte 132 des äußeren Kerns 127 geht, ändert sich durch die Drehung des magnetischen Feldes. Diese Änderung der magnetischen Flussdichte wird durch jeden der Hall-ICs 126 als ein Wert erfasst, der in Beziehung zu ei­ ner Größe eines Drehwinkels der Drosselklappe 113 steht. Der Hall-IC 126 wandelt die Änderung der magnetischen Flussdichte in eine Spannungsänderung um und gibt diese anschließend aus. Der Rotationswinkelsensor 111 im zweiten Ausführungsbeispiel kann somit den Drehwinkel der Drosselklappe 113 in einem vorbe­ stimmten Erfassungsbereich erfassen und kann lineare Ausgangs­ kennlinien in dem Bereich bereitstellen.

Der Plattenmagnet 130 wird in seiner Dickenrichtung magneti­ siert; dabei besteht eine kleine Vorspannung hinsichtlich ei­ ner magnetischen Flussdichte des sich drehenden magnetischen Feldes in Abhängigkeit von den Positionen des Magneten 130. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird andererseits der Dreh­ winkelsensor 111 der den Sensorkern 114 enthält, so konfigu­ riert, dass die Gestalt der inneren Umfangsoberfläche des äu­ ßeren Kerns 127 so bereitsteht, dass sich die Abmessung des ersten Luftspaltes 131 mit der Annäherung zu den zweiten Luftspalten 132 ändert. Insbesondere die Gestalt der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kerns 127 ist so konstruiert, dass die Abmessung des ersten Luftspaltes 131 an der Position nahe jeden zweiten Luftspaltes 132 relativ größer ist. Genauer gesagt ist die innere Umfangsoberfläche des äußeren Kerns 127 mit einem gestuften Abschnitt ausgebildet, um den ersten Luftspalt 131 mit einer Abmessung zu erzeugen, die schrittwei­ se in Annäherung zu jedem der zweiten Luftspalte 132 größer wird. Deshalb wird eine Vorspannung der magnetischen Fluss­ dichte des sich drehenden magnetischen Feldes»schrittweise mit der Annäherung in Richtung des zweiten Luftspaltes 132 besei­ tigt, sogar wenn die Abmessung des ersten Luftspaltes 131 insgesamt klein gemacht wird, wodurch eine Änderung der Dichte des magnetischen Flusses, der durch den zweiten Luftspalt 132 geht, eingestellt wird. Als ein Ergebnis kann der Sensor eine Linearität der Sensorausgangskennlinien sicherstellen, sogar wenn ein klein dimensionierter Drehwinkelsensor 111 herge­ stellt wird. Somit kann die Größe des Sensorkerns 114 und des Drehwinkelsensors 111, der den Sensorkern 114 verwendet, redu­ ziert werden, während die Linearität der Ausgangskennlinien sichergestellt wird.

Bei der Konstruktion des Drehwinkelsensors 111 im zweiten Aus­ führungsbeispiel wird der Plattenmagnet 130 in seiner Dicken­ richtung magnetisiert; aus diesem Grund und unter Berücksich­ tigung einer magnetischen Flussverteilung eines magnetischen Feldes, das zwischen dem inneren Kern 129, dem Plattenmagnet 130 und dem äußeren Kern 127 erzeugt wird, besteht eine Ten­ denz, dass eine magnetische Flussdichte insbesondere in der Nähe der beiden Enden des Plattenmagneten 130 hoch wird. Ande­ rerseits werden in dem Sensorkern 114 des Drehwinkelsensors 111 beide Enden eines jeden der Kernstücke 129A und 129B mit den kegeligen Seiten 129d ausgebildet, von denen jede von der äußeren Umfangsoberfläche 129e eines jeden der Kernstücke 129A und 129B zu der Endseite des Plattenmagnetes 130, der zwischen den Kernstücken 129A und 129B gehalten wird, geneigt ist. Des­ halb wird eine Zunahme der magnetischen Flussdichte in der Nä­ he der beiden Enden des Plattenmagnetes 130 unterdrückt und die magnetische Flussverteilung wird im gesamten magnetischen Feld vergleichmäßigt. Es ist somit möglich, die Linearität der Ausgangskennlinien des Drehwinkelsensors 111 weiter zu verbes­ sern und zur Reduzierung der Größe des Sensorkerns 114 und des Drehwinkelsensors 111 beizutragen.

Fig. 15 ist ein Diagramm, das Ausgangskennlinien des Drehwin­ kelsensors zeigt. In dem Diagramm aus Fig. 15 gibt die hori­ zontale Achse einen Drehwinkel (Grad (deg)), und die Vertikal­ linie eine Ausgangsspannung (V) des Hall-ICs 126 an. In dem Diagramm zeigt eine durchgezogenen Linie ein Ausgangssignaler­ gebnis des Drehwinkelsensors unter Verwendung des Sensorkerns 114 (durch (a) dargestellt) des zweiten Ausführungsbeispieles, bei dem die kegeligen Seiten 129d an beiden Enden eines jeden der Kernstücke 129A und 129B des inneren Kerns 129 ausgebildet sind und ein gestufter Abschnitt auf der inneren Umfangsober­ fläche 127b des äußeren Kerns 127 ausgebildet ist. Anderer­ seits zeigt eine gestrichelte Linie ein Ausgangssignalergebnis des Drehwinkelsensors unter Verwendung des Sensorkerns (durch (b) gezeigt) aus dem Stand der Technik, bei dem keine kegelige Seite an beiden Enden der Kernstücke des inneren Kerns ausge­ bildet ist und kein abgestufter Abschnitt auf der inneren Um­ fangsoberfläche des äußeren Kerns ausgebildet ist.

Aus dem Diagramm wird offensichtlich, dass sich bei dem Dreh­ winkelsensor 111 unter Verwendung des Sensorkerns 114 des zweiten Ausführungsbeispieles die Ausgangsspannung im gesamten Bereich von einem kleinen Drehwinkel bis zu einem großen Dreh­ winkel linear ändert. Bei dem Drehwinkelsensor unter Verwen­ dung des Sensorkerns aus dem Stand der Technik ändert sich die Ausgangsspannung andererseits mit einer gekrümmten Linie je­ weils bei einem kleineren Drehwinkel und bei einem größeren Drehwinkel. Aus dem obigen Ausgangssignalergebnis kann festge­ stellt werden, dass der Drehwinkelsensor 111 unter Verwendung des Sensorkerns 114 des zweiten Ausführungsbeispieles eine Li­ nearität der Ausgangssignalkennlinien, die als Sensor benötigt werden sicherstellen kann und einen Drehwinkel (Drosselklap­ penöffnung) der Drosselklappe 113 mit hoher Genauigkeit erfas­ sen kann.

Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Dichtekennlinien eines ma­ gnetischen Flusses zeigt, der in dem Sensorkern 114 erzeugt wird. In dem Diagramm aus Fig. 16 gibt die horizontale Achse Messpunkte an, die nacheinander über die Hälfte eines äußeren Umfanges eines Rotors 140 festgelegt sind, wie in Fig. 17 ge­ zeigt ist. Der Rotor 140 ist in einer solchen Art und Weise aufgebaut, dass ein Plattenmagnet 142 zwischen einem Paar Kernstücke 141A und 141B gehalten wird. Die vertikale Achse gibt die Dichte eines magnetischen Flusses an jeden Messpunkt an. In dem Diagramm zeigt eine durchgezogene Linie ein Messer­ gebnis unter Verwendung des Sensorkerns 114 (durch (a) ge­ zeigt) des zweiten Ausführungsbeispieles, das den Rotor 128 enthält, der die kegeligen Seiten 129d an beiden Enden der Kernstücke 129A und 129B des inneren Kerns 129 hat. Die durch­ gezogene Linie zeigt andererseits ein Messergebnis des her­ kömmlichen Sensorkerns (durch (b) gezeigt), der keine kegelige Seite an beiden Enden der Kernstücke des inneren Kerns hat.

Wie aus dem Diagramm in Fig. 16 offensichtlich hervorgeht, ist ein gleichmäßiger Verteilungsbereich der magnetischen Fluss­ dichte in dem Sensorkern 114 des zweiten Ausführungsbeispieles im Vergleich zu dem Sensorkern des Standes der Technik brei­ ter. Der Drehwinkelsensor 111 unter Verwendung des Sensorkerns 114 des zweiten Ausführungsbeispieles kann nämlich vorteilhaf­ terweise eine Linearität der Ausgangskennlinien, die als Sen­ sor benötigt wird, sicherstellen.

In dem Drehwinkelsensor 111 des zweiten Ausführungsbeispieles sind die zwei Hall-ICs 126 insgesamt an den zweiten Luftspal­ ten 132 an zwei Positionen angeordnet, die rotationssymme­ trisch zum äußeren Kern 127 sind. Somit kann sogar dann, wenn einer der zwei Hall-ICs 126 ausfällt, der übrige Hall-IC 126 zur Erfassung einer magnetischen Flussdichte verwendet werden. Der auf diese Weise aufgebaute Drehwinkelsensor 111 kann eine Sicherungsfunktion (Fail-Safe-Funktion) bereitstellen, so dass die Zuverlässigkeit des Drehwinkelsensors 111 vergrößert wer­ den kann.

Wie vorstehend beschrieben wurde, sieht das zweite Ausfüh­ rungsbeispiel den Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart 111 vor, der keinen Gleitabschnitt am Sensorkern 114 hat; deshalb wird im Gegensatz zum herkömmlichen Drehwinkelsensor der Kon­ taktbauart keine fehlerhafte Erfassung aufgrund von Reibungs­ partikeln hervorgerufen, die im Gleitabschnitt erzeugt werden. Somit kann die Zuverlässigkeit, die als Sensor benötigt wird, für einen langen Zeitraum aufrecht erhalten werden. Zusätzlich wird im Gegensatz zum Drehwinkelsensor der herkömmlichen Kon­ taktbauart ein Reibungswiderstand des Gleitabschnittes nicht zu einem Betriebswiderstand für das zu erfassende Objekt. Dem­ gemäß wird der Drehwinkelsensor 111, der als Drosselklappen­ sensor verwendet wird, keine Reduzierung einer Betriebsan­ sprechempfindlichkeit der Drosselklappe 113, die das zu erfas­ sende Objekt ist, hervorrufen.

Drittes Ausführungsbeispiel

Als nächstes wird ein Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart und dessen Sensorkern in einem dritten Ausführungsbeispiel ge­ mäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen nachfolgend beschrieben.

In den folgenden Ausführungsbeispielen werden gleiche Bezugs­ zeichen verwendet, um dieselben Bestandteile wie im zweiten Ausführungsbeispiel zu bezeichnen und die Details werden weg­ gelassen. Es folgt hauptsächlich eine Beschreibung hinsichtlich der Merkmale, die unterschiedlich zum zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel sind.

Fig. 18 ist eine Draufsicht eines Sensorkerns 145, der in dem Drehwinkelsensor verwendet wird und Fig. 19 ist eine Schnit­ tansicht entlang der Linie XIX-XIX aus Fig. 18. Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterseite des Sensorkerns 145. In dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich ei­ ne Rippe 146a eines äußeren Kerns 146 von der Gestalt des Sen­ sorkerns 114 im zweiten Ausführungsbeispiel. Der Rotor 128 und die konstruktiven Merkmale, die von den gestrichelten Linien in Fig. 18 umgeben sind, sind dieselben wie im Sensorkern 114.

Wie in den Fig. 18 bis 20 gezeigt ist, hat jede der Rippen 146a des äußeren Kerns 146 eine Breite, die breiter als die Rippe 127a des äußeren Kerns 127 im zweiten Ausführungsbei­ spiel ist. Die Rippe 146a ist in ihrer Mitte mit einem Posi­ tionierungsdurchgangsloch 146c ausgebildet. Das Durchgangsloch 146c wird als Positionierungsloch zur Befestigung des Sensor­ kerns 145 auf einem Substrat verwendet.

Deshalb kann der Sensorkern 145 im dritten Ausführungsbeispiel und der Drehwinkelsensor, der den Sensorkern 145 verwendet, den gleichen Effekt und die gleiche Funktion wie im zweiten Ausführungsbeispiel bereitstellen. Zusätzlich kann der Sensor­ kern 145 ohne Änderung der Gestalt des Substrates an dem Sub­ strat befestigt werden, da der äußere Kern 146 mit einer Viel­ zahl an Positionierdurchgangslöchern 146b ausgebildet ist. Demgemäß kann ein Sensorkern 145 erhalten werden, der einen hohen Allgemeinverwendungsgrad besitzt.

Viertes Ausführungsbeispiel

Als nächstes wird ein Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart und dessen Sensorkern in einem vierten Ausführungsbeispiel ge­ mäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen nachfolgend beschrieben.

Fig. 21 ist eine Draufsicht eines Sensorkerns 147, der in dem Drehwinkelsensor verwendet wird, und Fig. 22 ist eine vergrö­ ßerte Ansicht eines Abschnittes, der von einer gestrichelten Linie in Fig. 21 umgeben wird. In dem vierten Ausführungsbei­ spiel unterscheidet sich eine innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 in der Gestalt von dem Sensorkern 114 des zweiten Ausführungsbeispieles. Es soll betont werden, dass der Rotor 128 den gleichen Aufbau wie der Sensorkern 114 im zweiten Ausführungsbeispiel hat.

Im vierten Ausführungsbeispiel wird, wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt ist, die innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 kegelig ausgebildet, so dass die Abmessung des er­ sten Luftspaltes 131 kontinuierlich in Annäherung zu dem zwei­ ten Luftspalt 132 zunimmt und anschließend ganz nahe am zwei­ ten Luftspalt 132 im effektiven Bereichswinkel am größten wird. Genauer gesagt hat die innere Umfangsoberfläche 127b, wie in Fig. 22 gezeigt ist, in einem vierten Bereichswinkel Θ4 unter Kombination der ersten und zweiten Bereichswinkel Θ1 und Θ2 eine kegelige Gestalt, so dass der erste Luftspalt 131 zum zweiten Luftspalt 132 hin kontinuierlich erweitert wird.

Wie vorstehend erwähnt ist der Sensorkern 147 und der Drehwin­ kelsensor, der den Sensorkern 147 verwendet, so konfiguriert, dass die innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 mit einer kegeligen Gestalt ausgebildet ist, um eine Zunahme der Dimension des ersten Spaltes 131 in Annäherung zu dem zweiten Luftspalt 132 zu erzeugen. Es ist deshalb möglich, eine Vorspannung der magnetischen Flussdichte eines magnetischen Feldes, das in dem so aufgebauten Sensorkern 147 erzeugt wird, kontinuierlich zu beseitigen und eine Änderung der magneti­ schen Flussdichte, die durch den zweiten Luftspalt 132 geht, einzustellen. Dementsprechend kann das vierte Ausführungsbei­ spiel den gleichen Effekt wie das obige zweite Ausführungsbei­ spiel bereitstellen.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Als nächstes wird ein Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart und dessen Sensorkern in einem fünften Ausführungsbeispiel ge­ mäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen nachfolgend beschrieben.

Fig. 23 ist eine Draufsicht eines Sensorkerns 148, der in dem Drehwinkelsensor verwendet wird, und Fig. 23 ist eine vergrö­ ßerte Ansicht eines Abschnittes, der von einer gestrichelten Linie in Fig. 23 umgeben wird. In diesem fünften Ausführungs­ beispiel unterscheidet sich eine innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 in seiner Gestalt von dem Sensorkern 114 im zweiten Ausführungsbeispiel.

Im fünften Ausführungsbeispiel ist, wie in den Fig. 23 und 24 gezeigt ist, die innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 in einer Draufsicht elliptisch, so dass die Abmes­ sung des ersten Luftspaltes 131 in Annäherung zu dem zweiten Luftspalt 132 im effektiven Bereichswinkel kontinuierlich zu­ nimmt. Genauer gesagt wird, wie in Fig. 24 gezeigt ist, in ei­ nem fünften Winkelbereich Θ5 unter Kombination der ersten bis dritten Winkelbereiche Θ1 bis Θ3 die gesamte innere Umfangs­ oberfläche 127b des äußeren Kerns 127 wie eine Ellipse geformt, so dass der erste Luftspalt 131 in Annäherung an den zweiten Spalt 132 kontinuierlich erweitert wird.

In dem Sensorkern 148 und dem Drehwinkelsensor unter Verwen­ dung des Sensorkerns 148 ist die innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 so geformt, dass die Abmessung des er­ sten Spaltes 131 in Annäherung an den zweiten Luftspalt 132 zunimmt. Somit kann eine Vorspannung der magnetischen Fluss­ dichte eines magnetischen Feldes, das in dem Sensorkern 148 erzeugt wird, kontinuierlich beseitigt werden und eine Ände­ rung der magnetischen Flussdichte, die durch den zweiten Luftspalt 132 geht, eingestellt werden. Demgemäß kann das fünfte Ausführungsbeispiel den gleichen Effekt wie das obige zweite Ausführungsbeispiel bereitstellen.

Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Ausge­ staltungen verkörpert werden, ohne die wesentlichen Merkmale davon wegzulassen. Beispielsweise können die oben beschriebe­ nen zweiten bis fünften Ausführungsbeispiele wie folgt modifi­ ziert werden:

• 1. Die obigen Ausführungsbeispiele sehen Sensorkerne 114, 145, 147 und 148 vor, die den Rotor 128 enthalten, der sowohl mit dem ersten konstruktiven Merkmal versehen ist, das die kegeligen Seiten 129d an beiden Enden der Kern­ stücke 129A und 129B des inneren Kerns 129 ausgebildet sind, als auch mit dem zweiten konstruktiven Merkmal, das die innere Umfangsoberfläche 127b des äußeren Kerns 127 mit der besonderen Form ausgebildet ist. Alternativ kann ein Sensorkern vorgesehen werden, der den Rotor enthält, der nur eines der oben genannten ersten und zweiten kon­ struktiven Merkmale enthält.
• 2. In den obigen Ausführungsbeispielen werden die Sensorker­ ne 114, 145, 147 und 148 mit zwei zweiten Luftspalten 132 ausgebildet und jeder dieser Luftspalte 132 ist mit dem Hall-IC 126 versehen. Eine alternative Konstruktion ist es, einen oder drei oder mehr zweite Luftspalte am Sen­ sorkern vorzusehen, wobei in jedem Spalt ein Hall-IC an­ geordnet ist.
• 3. In den obigen Ausführungsbeispielen wird der Hall-IC 126 als Magnetkrafterfassungsvorrichtung verwendet. Die vor­ liegende Erfindung ist nicht auf diesen Hall-IC be­ schränkt, sondern es können andere Erfassungselemente als der Hall-IC verwendet werden.

Ein Sensorkern 114, der in einem Drehwinkelsensor der kontakt­ losen Bauart verwendet wird, ist aus einem äußeren Kern 127, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist, einem in­ neren Kern 129, der aus einem magnetischen Material in einer scheibenförmigen Gestalt hergestellt ist und koaxial zu und in dem äußeren Kern 127 angeordnet ist, einem ersten Luftspalt 131, der zwischen einer inneren Umfangsoberfläche 127b des äu­ ßeren Kerns 127 und einer äußeren Umfangsebene 129e des inne­ ren Kerns 129 erzeugt wird, einem zweiten Luftspalt 132, der so erzeugt wird, dass er sich in einer Radialrichtung des äu­ ßeren Kerns 127 zum ersten Luftspalt 131 hin erstreckt, und einem plattenförmigen Magneten 130, der in seiner Dickenrich­ tung magnetisiert und in einem Aufnahmespalt 133 des inneren Kerns 129 eingebaut ist, aufgebaut. Die innere Umfangsoberflä­ che 127b des äußeren Kerns 127 ist mit abgestuften Abschnitten versehen, so dass sich die Abmessung des ersten Luftspaltes 131 in Annäherung zum zweiten Luftspalt 132 stufenweise er­ höht.

Claims (11)

1. Sensorkern (12, 114, 145, 147, 148), der in einem Drehwin­ kelsensor der kontaktlosen Bauart (11, 111) zur kontaktlosen Erfassung eines Drehwinkels eines Objektes mit diesem verwen­ det wird, durch Umwandlung des Drehwinkels in eine Änderung der Magnetkraft, wobei der Sensorkern folgende Bauteile ent­ hält:
einen Statorkern (24, 127, 146) der mit zwei Blöcken versehen ist, die aus einem magnetischen Material hergestellt sind;
einen Läuferkern (25, 128), der mit zwei Blöcken (25A, 25B) versehen ist, die aus einem magnetischen Material herge­ stellt sind, der koaxial zum Statorkern angeordnet ist;
einen ersten Spalt (28) zwischen dem Statorkern und dem Läuferkern;
einen zweiten Spalt (27) zwischen den zwei Statorblöc­ ken;
einen dritten Spalt (29) zwischen den zwei Läuferblöc­ ken;
einen rechtwinkligen, quaderförmigen Magneten (26), der im dritten Spalt angeordnet ist und in einer Richtung quer über dem dritten Spalt magnetisiert ist, um die Läuferblöcke zu verbinden.

2. Sensorkern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gestalt des Statorkerns (24, 127, 146) oder des Läufer­ kerns (25, 128) so bestimmt wird, dass der erste Spalt (28) eine Dimensionsänderung erzeugt, um in einer Nähe einer Mit­ tellinie des zweiten Spaltes (27) am größten zu werden.

3. Sensorkern gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Formen des Statorkerns (24, 127, 146) und des Läufer­ kerns (25, 128) so bestimmt werden, dass der erste Spalt (28) mit einer sich ändernden Dimension erzeugt wurde, um in der Nähe der Mittellinie des zweiten Spaltes (27) am größten zu werden.

4. Sensorkern gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (24, 127, 146) oder der Läuferkern (25, 128) so bestimmt sind, dass sich die Abmessung des ersten Spaltes (28) stufenweise ändert.

5. Sensorkern gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Läuferkerns (25, 128) oder des Statorkerns (24, 127, 146) so bestimmt wird, dass eine kegelige Oberfläche ent­ halten ist, so dass sich die Abmessung des ersten Spaltes (28) kontinuierlich ändert.

6. Sensorkern gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt des Läuferkerns oder des Statorkerns (24, 127, 146) so bestimmt wird, dass eine elliptische Oberfläche ent­ halten ist, so dass sich die Abmessung des ersten Spaltes (28) kontinuierlich ändert.

7. Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart unter Verwendung des Sensorkerns gemäß Anspruch 1, wobei der Sensorkern (114) einen Rotor (128) enthält, der aus einem Magneten (130) aufge­ baut ist, der in dem dritten Spalt (133) der Läuferblöcke ein­ gebaut ist, wobei der Sensor folgende Bauteile enthält:
eine Basis (125) zur Befestigung des Statorkerns (127); und
eine Magnetkrafterfassungsvorrichtung (126), die in dem zweiten Spalt (132) angeordnet ist, zur Erfassung einer Änderung der magnetischen Kraft in Reaktion auf die Drehung des Rotors (128);
wobei der Rotor (128) mit dem Objekt verbunden wird.

8. Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Form des Statorkerns (127) als auch die des Läuferkerns so bestimmt werden, dass der erste Spalt (131) mit einer sich ändernden Abmessung er­ zeugt wird, die in der Nähe der Mittellinie des zweiten Spal­ tes (132) am größten wird.

9. Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt des Statorkerns (127) oder des Läuferkerns so bestimmt wird, dass sich die Abmessung des ersten Spaltes (131) schrittweise ändert.

10. Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt des Läuferkerns oder des Statorkerns (127) so bestimmt wird, dass eine kegelige Oberfläche enthalten ist, so dass sich die Abmessung des er­ sten Spaltes (131) kontinuierlich ändert.

11. Drehwinkelsensor der kontaktlosen Bauart gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt des Läuferkerns oder des Statorkerns (127) so bestimmt wird, dass eine elliptische Oberfläche enthalten ist, so dass sich die Abmessung des er­ sten Spaltes (131) kontinuierlich ändert.