DE69920848T2 - Drehsensor - Google Patents

Drehsensor Download PDF

Info

Publication number
DE69920848T2
DE69920848T2 DE69920848T DE69920848T DE69920848T2 DE 69920848 T2 DE69920848 T2 DE 69920848T2 DE 69920848 T DE69920848 T DE 69920848T DE 69920848 T DE69920848 T DE 69920848T DE 69920848 T2 DE69920848 T2 DE 69920848T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
support element
rotation
support
rotation sensor
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69920848T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69920848D1 (de
Inventor
Kenji Furukawa-shi Yamazaki
Toshito Toda-gun Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Publication of DE69920848D1 publication Critical patent/DE69920848D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69920848T2 publication Critical patent/DE69920848T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/02Housings
    • G01P1/026Housings for speed measuring devices, e.g. pulse generator

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotationssensor, wie z.B. einen an einer Drosselklappe angebrachten Drosselklappen-Positionssensor, zum Detektieren des Öffnungsausmaßes der Klappe und betrifft im Spezielleren einen Rotationssensor, der sich an die Exzentrizität eines Rotationsbereichs der Klappe relativ zu der Drehwelle des Sensors anpassen lässt.
  • 23 zeigt eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Rotationssensors, wie er vorstehend beschrieben wurde. Wie in der Zeichnung zu sehen ist, ist eine Welle 52 mit einem Rotationskörper 51 auf einer Detektionsseite gekoppelt, wobei die Welle 52 an einer Stelle eines Lagers 53 drehbar abgestützt ist und eine magnetisierte Codeplatte 54 in integraler Weise an dem Endbereich der Welle 52 vorgesehen ist. In der Nähe des Umfangs der Codeplatte 54 ist ein Magnetismus detektierendes Element 55 angeordnet, das von einer nicht gezeigten Gehäuseeinrichtung abgestützt wird.
  • Der herkömmliche Rotationssensor, der eine sog. Ein-Punkt-Abstützkonfiguration aufweist, bei der die Welle 52 an einer Stelle abgestützt wird, weist die Welle 52 in einer von dem Lager 53 mit gewissem Spiel abgestützten Weise auf, so dass die Welle 52 frei drehbar ist. Wenn der Rotationskörper 51 an der Welle 52 angebracht ist und ihre zentralen Achsen dabei fehlausgerichtet sind oder wenn sich der eigentliche Rotationskörper 51 exzentrisch dreht und sich dabei die Codeplatte 54 über die Welle 52 bei Rotation des Rotationskörpers 51 dreht, verändert sich aufgrund der exzentrischen Rotationbewegung der Codeplatte 54 ein Spalt G zwischen der Codeplatte und dem Magnetismus detektierenden Element 55 in starker Weise, und daher wird kein lineares Ausgangssignal bei einem variablen Widerstand auf magnetischer Basis erzielt. Bei herkömmlichen Rotationssensoren stellt dies einen Nachteil dar.
  • Wenn die Welle 52 zum Überwinden dieses Nachteils an zwei Stellen abgestützt ist, kann zwar eine relative positionsmäßige Beziehung zwischen der Codeplatte 54 und dem Magnetismus detektierenden Element 55 in einem Ausmaß des Freiraums zwischen der Welle 52 und dem Lager 53 aufrechterhalten werden, jedoch würde ohne Steigerung der Genauigkeit der Montageabmessungen eine exakte Detektion von Rotationszuständen unmöglich werden, da die Betätigungskraft aufgrund einer Fehlausrichtung des Zentrums vermindert wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Exzentrizität der Welle 52 Verschleiß an den Zwei-Punkt-Abstützbereichen hervorruft, wodurch die Betriebslebensdauer des Sensors vermindert wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung dieser Nachteile des einschlägigen Stands der Technik sowie in der Schaffung eines äußerst zuverlässigen Rotationssensors, der in der Lage ist, Rotationszustände korrekt zu detektieren.
  • Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen Rotationssensor, aufweisend: einen Rotationskörper, der sich zusammen mit einem Rotationsbereich auf einer Detektionsseite um eine Z-Achse dreht und einen magnetisierten Bereich an einer Außenumfangsfläche aufweist; ein im Wesentlichen rechteckiges erstes Abstützelement mit einem Paar von Seitenwänden, die längs einer X-Achse verlaufen, sowie mit einem Paar von Seitenwänden, die längs einer Y-Achse verlaufen, wobei das Element den Rotationskörper in seinem zentralen Teil drehbar abstützt und ein Detektionselement auf magnetischer Basis aufweist, das dem magnetisierten Bereich zugewandt gegenüberliegt, um einen Rotationszustand des Rotationskörpers zu detektieren; und ein zweites Abstützelement mit einem Paar von Führungswänden, die längs der Y-Achse verlaufen und das längs der Y-Achse des ersten Abstützelements verlaufende Paar der Seitenwände zwischen sich halten und das erste Abstützelement in der Y-Richtung beweglich führen; und ein Gehäuse mit einem konkaven Gehäuseteil zum Aufnehmen des zweiten Abstützelements sowie mit einer entlang der Y-Achse über und unter dem zweiten Abstützelement angeordneten X-Richtung-Führungseinrichtung zum Halten des zweiten Abstützelements dazwischen und zum beweglichen Führen des zweiten Abstützelements in X-Richtung.
  • Da in der vorstehend beschriebenen Weise sowohl der Rotationskörper als auch das Detektionselement zum Detektieren eines Rotationszustands von diesem durch das erste Abstützelement abgestützt sind und der Rotationskörper und das Detektionselement zusammen in der X- und der Y-Richtung beweglich sind, können der Rotationskörper und das Detektionselement selbst dann, wenn der Rotationsbereich exzentrisch wird, der Exzentrizität gemeinsam folgen, und die Beabstandung zwischen dem Rotationskörper und dem Detektionselement ist stets konstant, und daher gibt es keine Ausgangsschwankung aufgrund einer Exzentrizität des Rotationsbereichs.
  • Da bei dieser Konstruktion die Notwendigkeit zum Abstützen der Welle an zwei Stellen eliminiert ist, lässt sich ein Rotationssensor schaffen, bei dem keine Verminderung in der Betätigungskraft auftritt, der eine korrekte Detektion eines Rotationszustands vornehmen kann und der äußerst zuverlässig ist.
  • Vorzugsweise beinhaltet der Rotationssensor ein zweites Abstützelement zum Abstützen des ersten Abstützelements sowie ein drittes Abstützelement zum Abstützen des zweiten Abstützelements, wobei das erste Abstützelement durch das zweite Abstützelement in Y-Richtung beweglich abgestützt ist und wobei das zweite Abstützelement durch das dritte Abstützelement in X-Richtung beweglich abgestützt ist.
  • Wenn in bevorzugter Weise sowohl das erste Abstützelement als auch das dritte Abstützelement aus einem Kunstharzmaterial hergestellt sind und das zweite Abstützelement aus Metall hergestellt ist, wird der Reibungswiderstand vermindert, und der Rotationssensor bewegt sich gleichmäßig in X- und Y-Richtung, so dass er einen Rotationszustand in exakterer Weise detektieren kann.
  • Vorzugsweise ist die Y-Richtung-Führungseinrichtung, die eine Bewegung des ersten Abstützelements in Y-Richtung ermöglicht und eine Bewegung von diesem in X-Richtung verhindert, in dem zweiten Abstützelement vorgesehen und ist die X-Richtung-Führungseinrichtung, die eine Bewegung des zweiten Abstützelements in X-Richtung ermöglicht und eine Bewegung von diesem in Y-Richtung verhindert, an dem dritten Abstützelement vorgesehen, so dass die Bewegung in X- und Y-Richtung klar geteilt ist, so dass der Rotationssensor in geeigneter Weise auf die Exzentrizität eines Rotationsbereichs ansprechen kann.
  • Da ferner das dritte Abstützelement mit einem externen Element des Sensors in einem feststehenden Zustand ausgebildet ist, braucht das dritte Abstützelement nicht zusätzlich vorgesehen zu werden, so dass Teile hinsichtlich ihrer Menge, Größe und ihrem Gewicht reduziert werden können.
  • Vorzugsweise ist in dem dritten Abstützelement ein Anschluss vorgesehen und sind der Anschluss und das Detektionselement durch einen flexiblen Verbindungsdraht verbunden, wodurch sich das erste Abstützelement problemlos bewegt und ein Rotationszustand korrekt detektiert werden kann.
  • Vorzugsweise ist ein konkaves Gehäuseteil in dem ersten Abstützelement ausgebildet und ist das Detektionselement in das Gehäuse eingesetzt und in diesem befestigt, und auf diese Weise ist das Detektionselement nahe bei dem Rotationskörper angeordnet, so dass eine korrekte Detektion eines Rotationszustands vorgenommen werden kann und das Detektionselement nicht nennenswert von dem ersten Abstützelement hervorsteht und kein Hindernis für die Bewegung des ersten Abstützelements bildet.
  • Wenn vorteilhafterweise das erste Abstützelement in Form eines nahezu rechteckigen Rahmens ausgebildet ist und auf dem zweiten Abstützelement verschiebbar angeordnet ist, erfolgt die Bewegung des ersten Abstützelements in stabiler Weise.
  • Da der Rotationskörper einen magnetisierten Bereich an der Außenumfangsfläche aufweist und das Detektionselement in Form eines Magnetismus detektierenden Elements vorliegt, ist die Detektionszuverlässigkeit hoch, und die Konfiguration des Detektionsteils ist einfach und kostengünstig.
  • Da es sich ferner bei einem Rotationsteil auf einer Detektionsseite um eine Drosselklappe handelt, kann ein äußerst zuverlässiger Drosselklappen-Positionssensor geschaffen werden, der zur Ausführung einer korrekten Detektion eines Rotationszustands in der Lage ist.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die schematischen Begleitzeichnungen beschrieben; darin zeigen:
  • 1 eine auseinander gezogene Perspektivansicht, in der die Ausbildung eines Rotationssensors gemäß der vorliegenden Erfindung im Groben dargestellt ist;
  • 2 eine Front-Schnittdarstellung des Rotationssensors;
  • 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der 2;
  • 4 eine Schnitdarstellung entlang der Linie 4-4 der 2;
  • 5 eine Frontansicht eines Gehäuses, das bei dem Rotationssensor verwendet wird;
  • 6 eine vertikale Schnittdarstellung des Gehäuses;
  • 7 eine horizontale Schnittdarstellung des Gehäuses;
  • 8 eine Frontansicht eines bei dem Rotationssensor verwendeten Rotationskörpers;
  • 9 eine vertikale Schnittdarstellung des Rotationskörpers;
  • 10 eine Seitenansicht des Rotationskörpers;
  • 11 eine Frontansicht einer Kernabstützeinrichtung, die bei dem Rotationssensor verwendet wird;
  • 12 eine vertikale Schnittdarstellung der Kernabstützeinrichtung;
  • 13 eine Seitenansicht der Kernabstützeinrichtung;
  • 14 eine Front-Schnittdarstellung einer ersten Abstützeinrichtung, die bei dem Rotationssensor verwendet wird;
  • 15 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 15-15 der 14;
  • 16 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 16-16 der 14;
  • 17 eine Seitenansicht der ersten Abstützeinrichtung;
  • 18 eine Bodenansicht der ersten Abstützeinrichtung;
  • 19 eine Frontansicht einer zweiten Abstützeinrichtung, die bei dem Rotationssensor verwendet wird;
  • 20 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 20-20 der 19;
  • 21 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 21-21 der 19;
  • 22 eine Seitenansicht der zweiten Abstützeinrichtung;
  • 23 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Rotationssensors.
  • 1 zeigt eine Perspektivansicht unter Darstellung der Ausbildung eines Rotationssensors gemäß dem Ausführungsbeispiel in grober Weise; 2 zeigt eine Front-Schnittdarstellung des Rotationssensors; 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der 2; und 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 der 2.
  • In diesen Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Gehäuse, und das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine gedruckte Schaltungsplatte, die in dem Gehäuse 1 angeordnet ist und mit mehreren Anschlüssen 3 verbunden ist, die an dem Gehäuse 1 angebracht sind, wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen im Wesentlichen zylindrischen Rotationskörper; das Bezugszeichen 5 bezeichnet ein erstes Abstützelement im Wesentlichen in Form eines Rahmens; das Bezugszeichen 6 bezeichnet drei Detektionselemente, von denen jedes eine integrierte Schaltung für eine Öffnung bzw. eine Öffnungs-IC hat und die an dem ersten Abstützelement 5 angebracht sind; das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine flexible gedruckte Schaltungsplatte mit nahezu T-förmiger Ausbildung, mit der die drei Detektionselemente 6 verlötet sind und die mit der gedruckten Schaltungsplatte 2 verbunden ist; das Bezugszeichen 8 bezeichnet ein zweites Abstützelement; und das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Abdeckung mit in etwa plattenartiger Gestalt.
  • Die 5, 6 und 7 zeigen eine Frontansicht, eine vertikale Schnittansicht bzw. eine horizontale Schnittansicht des Gehäuses 1. Wie in diesen Zeichnungen gezeigt ist, ist das Gehäuse 1 aus einem Kunstharz gebildet, das nahezu kastenförmig ausgebildet ist, und es weist ein in seinem Inneren ausgebildetes konkaves Gehäuseteil 10 sowie eine Durchgangsöffnung 11 auf, die an einer Stelle entsprechend dem Boden des konkaven Gehäuseteils 10 vorgesehen ist. Oben und unten ist das konkave Gehäuseteil 10 mit Führungsstufenteilen 12 versehen, die parallel zu der X-Richtung verlaufen, und ein drittes Abstützelement ist gebildet, indem das zweite Abstützelement 8 durch das Führungsstufenteil 12 in X-Richtung beweglich abgestützt ist.
  • Die 8, 9 und 10 zeigen eine Frontansicht, eine vertikale Schnittansicht bzw. eine Seitenansicht des Rotationskörpers 4. Die 11, 12 und 13 zeigen eine Frontansicht, eine vertikale Schnittansicht bzw. eine Seitenansicht eines Kernabstützelements 13, das für den Rotationskörper 4 verwendet wird.
  • Der Rotationskörper 4 weist eine Kernabstützeinrichtung 13, einen von dieser abgestützten Kernring 14, einen magnetischen Abschirmring 15 sowie ein Kernring-Abstützelement 16 zum Abstützen des Kernrings 14 an der Kernabstützeinrichtung 13 auf. Die Kernabstützeinrichtung 13 ist aus einem Kunstharzmaterial mit im Wesentlichen zylindrischer Formgebung gebildet und weist eine in seinem Inneren ausgebildete nicht-kreisförmige Eingriffsöffnung 18 auf, durch die eine Drehwelle 17 (z.B. eine metallische Drehwelle, die mit einer Drosselklappe verbunden ist; siehe 1 und 9), ein Rotationskörper auf einer Detektionsseite, eingepasst ist.
  • Auf den zylindrischen Teil 19 der Kernabstützeinrichtung 13 sind nacheinander ein magnetischer Abschirmring 15, ein Kernring 14 und ein Kernring-Abstützelement 16 gepasst. In dem vorliegenden Fall sind ein konkaver Teil 13a, der in dem Flansch der Kernabstützeinrichtung 13 vorgesehen ist, sowie ein vorspringender Teil 14a, der an dem Kernring 14 vorgesehen ist, im Eingriff miteinander vorgesehen, um die Position in einer Rotationsrichtung festzulegen. Eine Verankerungsnut 20 mit kreisförmiger Ringform ist auf der Umfangsseite des zylindrischen Teils 19 ausgebildet, ein in die Verankerungsnut 20 eingesetzter vorspringender Teil 16a ist auf der Innenumfangsseite des Kernring-Abstützelements 16 vorgesehen, und der Eingriff zwischen der Verankerungsnut 20 und dem vorspringenden Teil 16a veranlasst den Kernring 14 zur Ausführung einer integralen Rotationsbewegung, während dieser sandwichartig zwischen der Kernabstützeinrichtung 13 und dem Kernring-Abstützelement 16 abgestützt ist. Der Kernring 14, der z.B. aus einem nicht dargestellten Magneten auf Kunststoffbasis gebildet ist, ist auf der Umfangsseite des Kernrings 14 auf einen Nordpol oder einen Südpol magnetisiert, um eine geeignete positionsmäßige Beziehung zu der Eingriffsöffnung aufrechtzuerhalten.
  • Der vorstehend beschriebene magnetische Abschirmring 15 ist zum Verhindern einer Situation vorgesehen, in der eine aus magnetischen Elementen, wie z.B. Eisen, gebildete Drehwelle einen Einfluss auf eine Magnetflussverteilung des Kernrings 14 ausübt und sich Ausgangsänderungen in Abhängigkeit von dem Vorhandensein der Drehwelle (da ein Referenzwert in einem Zustand bestimmt wird, in dem keine Drehwelle vorhanden ist) sowie von der Formgebung von dieser ergeben, so dass kein Referenzwert erzielt wird.
  • 14 zeigt eine Front-Schnittdarstellung der ersten Abstützeinrichtung 5; 15 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 15-15 der 14; 16 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 16-16 der 14; und 17 und 18 zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Bodenansicht der ersten Abstützeinrichtung 5.
  • Die erste Abstützeinrichtung 5 ist aus einem Kunstharzmaterial gebildet und weist ein Rahmenteil 21 mit nahezu rechteckiger Formgebung sowie ein Gehäuseteil 22 im Zentrum der Vorderseite zum Unterbringen des größten Teils des Rotationskörpers 4 auf, wie dies in 14 gezeigt ist. Elementbefestigungsteile 23 sind konkav angeordnet, Nutteile 23a sind kontinuierlich vorgesehen, die Anschlüsse der Detektionselemente 6 sind geführt, und kleine Öffnungen 24 sind an Stellen gegenüber dem Gehäuseteil 22 der Elementbefestigungsteile 23 ausgebildet. Wie in 2 gezeigt ist, ist jedes Detektionselement 6 vollständig in dem Gehäuseteil 22 versenkt. Am Boden des Gehäuseteils 22 ist ein Vorsprung 21a vorgesehen, eine flexible gedruckte Schaltungsplatte 7 ist angebracht, und beide Elemente sind derart miteinander integriert, dass keine Spannungen auf die Lötstellen der Detektionselemente 6 ausgeübt werden, wenn sich die Abstützeinrichtung 5 bewegt.
  • Obwohl der Rotationskörper 4 mit gewissem Druck von der Vorderseite des Gehäuseteils 22 her eingesetzt wird, kommt es an insgesamt vier Stellen, nämlich den drei Elementbefestigungsteilen 23 sowie dem konkaven Teil 5a, die mit dem Rotationskörper 4 in enger Berührung stehen, zu einem gleichmäßigen Biegen, und der Rotationskörper 4 wird nicht in den X- und Y-Richtungen in eine außermittige Position gebracht, sondern ist ohne Spiel abgestützt. Hinsichtlich der Axialrichtung der Welle steht eine Verankerungsklaue 25 (siehe 9 oder 10), die ringförmig in das Kernring-Abstützelement 16 des Rotationskörpers 4 hinein ragt, in enger Berührung mit einer zweiten Abstützeinrichtung 8, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, und ein Vorsprung 13b, der ringförmig an einer Kernabstützeinrichtung 13 konvex vorgesehen ist, steht in enger Berührung mit einer Abdeckung 9. Auf diese Weise ist der Rotationskörper ohne Spiel gehaltert, so dass er sich gleichmäßig drehen kann. Wie in 2 gezeigt ist, ist in diesem Halterungs- bzw. Abstützzustand jedes Detektionse lement 6 über eine kleine Öffnung 24 hinweg gegenüber sowie nahe bei einem magnetisierten Bereich des Kernrings 14 angeordnet.
  • 19 zeigt eine Frontansicht der zweiten Abstützeinrichtung 8; 20 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 20-20 der 19; 21 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 21-21 der 19; und 22 zeigt eine Seitenansicht der zweiten Abstützeinrichtung 8.
  • Die zweite Abstützeinrichtung 8 ist aus Kunstharzmaterial hergestellt, hat in der Draufsicht eine rechteckige Formgebung und weist eine in ihrem zentralen Bereich ausgebildete Durchgangsöffnung 26 sowie an beiden Seiten vorgesehene Führungswände 27 auf, die sich nach hinten erstrecken. Wie in den 4, 19 und 21 gezeigt ist, ist eine erste Abstützeinrichtung 5 mit gewissem Druck zwischen den Führungswänden 27 an beiden Seiten abgestützt, da jedoch eine Seite gegenüber der Basis offen ist, kann sich die Abstützeinrichtung 8 biegen und in Vertikalrichtung ohne Spiel in der X-Richtung bewegen, d.h. sie ist in Y-Richtung beweglich abgestützt, wie dies in 2 gezeigt ist.
  • L-förmige Öffnungen 8a, die sich zwischen der die Durchgangsöffnung 26 bildenden Basis und den Führungswänden 27 erstrecken, sind an den vier Ecken vorgesehen, so dass die Abstützeinrichtung 8 sich in Y-Richtung geringfügig biegen kann und in sandwichartiger Weise ohne Spiel zwischen den Führungsstufen 12 abgestützt ist. Vorstehende Teile 8b sind entlang der X-Richtung auf der Rückseite der Basis ausgebildet, so dass sich die Abstützeinrichtung 8 ohne Spiel in Y-Richtung bewegen kann und sich gleichmäßig in X-Richtung bewegen kann.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Durchgangsöffnung 29 an einer vorbestimmten Position der Abdeckung 9 ausgebildet. Der Rotationskörper 4 ist durch die erste Abstützeinrichtung 5 beweglich abgestützt, wie dies in 1 durch den unterbrochenen Pfeil dargestellt ist, die erste Abstützeinrichtung 5 ist durch die zweite Abstützeinrichtung 8 nur in der zu der Drehwellenrichtung des Rotationskörpers 4 orthogonalen Y-Richtung beweglich abgestützt, die zweite Abstützeinrichtung 8 ist durch das Gehäuse 1 (eine dritte Abstützeinrichtung) nur in der zu der Drehwellenrichtung des Rotationskörpers 4 orthogonalen X-Richtung beweglich abgestützt, eine Einschnapplasche 9a der Abdeckung 9 tritt mit einem Vorsprung 1a an der Seite des Gehäuses 1 in Eingriff, um die Abstützeinrichtung 8 zu halten, und die Öffnungen des Gehäuses 1 sind von der Abdeckung 9 bedeckt.
  • Bei dem zusammengebauten Rotationssensor, wie er in 4 gezeigt ist, ist die Kernabstützeinrichtung 13 (zylindrisches Teil 19) in die Durchgangsöffnung 11 des Gehäuses 1, die Durchgangsöffnung 26 der zweiten Abstützeinrichtung 8 und die Durchgangsöffnung 29 der Abdeckung 9 lose eingesetzt und erstreckt sich von dem Gehäuse 1 und der Abdeckung 9 nach außen.
  • Die Drehwelle 17 ist in die Eingriffsöffnung 18 der Kernabstützeinrichtung 13 eingeführt und steht mit dieser in Eingriff, und der Rotationskörper 4 dreht sich zusammen mit der Drehwelle 17, während die erste Abstützeinrichtung 5 durch die zweite Abstützeinrichtung 8 und das Gehäuse 1 (dritte Abstützeinrichtung) an einer Rotationbewegung gehindert ist. Ein Rotationszustand der Drehwelle 17 wird unter Verwendung eines variablen Widerstands auf magnetischer Basis durch die mehreren Detektionselemente (Öffnungs-ICs) über den Rotor 4 (Kernring 14) detektiert und abgegeben.
  • Obwohl die erste Abstützeinrichtung auch eine zylindrische Formgebung aufweisen kann, wird bei Ausbildung der ersten Abstützeinrichtung mit einer rechteckigen Formgebung, wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, aufgrund der Tatsache, dass die erste Abstützeinrichtung mit der zweiten Abstützeinrichtung an vier Stellen in Berührung steht, eine hohe dimensionsmäßige Genauigkeit erzielt, so dass die erste Abstützeinrichtung in stabiler Weise ohne Spiel abgestützt werden kann.
  • Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das Gehäuse auch als dritte Abstützeinrichtung verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel begrenzt. Zum Beispiel kann auch ein äußeres Element des Sensors in einem anderen feststehenden Zustand, wie z.B. die Abdeckung, als dritte Abstützeinrichtung verwendet werden.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Rotationskörper mit einem magnetisierten Bereich versehen, und eine Öffnungs-IC wird bei dem Detektionselement zum magnetischen Detektieren eines Rotationszustands verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt. Zum Beispiel ist ein Rotationskörper mit einem Teil mit hohem Reflexionsvermögen sowie mit einem Teil mit geringem Reflexionsvermögen versehen, und ein Detektionselement ist mit einem Licht emittierenden Element und einem Licht empfangenden Element ausgestattet, so dass ein Rotationszustand in optischer Weise detektiert werden kann.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine flexible gedruckte Schaltungsplatte zwischen einem Detektionselement und einem Anschluss verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform begrenzt. Es können auch andere flexible Verbindungsdrähte, wie z.B. beschichtete Signaldrähte, als Signaldrähte verwendet werden.
  • Ein Rotationssensor gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht nur bei Drosselklappen-Positionssensoren, sondern auch bei Rotationssensoren für andere Einsatzzwecke, wie z.B. Codierer, verwendbar. Ferner ist die Konfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung auch bei variablen Widerständen und Berührungssensoren anwendbar.
  • Da sowohl der Rotationskörper als auch das Detektionselement zum Detektieren eines Rotationszustands von diesem durch das erste Abstützelement abgestützt sind und der Rotationskörper sowie das Detektionselement zusammen in X- und Y-Richtung beweglich sind, können der Rotationskörper und das Detektionselement selbst dann, wenn der Rotationsbereich exzentrisch wird, gemeinsam der Exzentrizität folgen, und die Beabstandung zwischen dem Rotationskörper und dem Detektionselement ist stets konstant, und auf diese Weise gibt es keine Ausgangsschwankungen aufgrund einer Exzentrizität des Rotationsbereichs.
  • Da diese Konstruktion die Notwendigkeit zum Abstützen der Welle an zwei Stellen eliminiert, lässt sich ein Rotationssensor schaffen, bei dem keine Verminderung in der Betätigungskraft auftritt, der zu einer korrekten Detektion eines Rotationszustands in der Lage ist und der äußerst zuverlässig ist.

Claims (6)

  1. Rotationssensor, aufweisend: einen Rotationskörper (4), der sich zusammen mit einem Rotationsbereich auf einer Detektionsseite um eine Z-Achse dreht und einen magnetisierten Bereich an einer Außenumfangsfläche aufweist; ein im Wesentlichen rechteckiges erstes Abstützelement (5) mit einem Paar von Seitenwänden, die längs einer X-Achse verlaufen, sowie mit einem Paar von Seitenwänden, die längs einer Y-Achse verlaufen, wobei das Element den Rotationskörper (4) in seinem zentralen Teil drehbar abstützt und ein Detektionselement (6) auf magnetischer Basis (6) aufweist, das dem magnetisierten Bereich zugewandt gegenüberliegt, um einen Rotationszustand des Rotationskörpers (4) zu detektieren; und ein zweites Abstützelement (8) mit einem Paar von Führungswänden (27), die längs der Y-Achse verlaufen und das längs der Y-Achse des ersten Abstützelements (5) verlaufende Paar der Seitenwände zwischen sich halten und das erste Abstützelement (5) in der Y-Richtung beweglich führen; und ein Gehäuse (1) mit einem konkaven Gehäuseteil (10) zum Aufnehmen des zweiten Abstützelements (8) sowie mit einer entlang der Y-Achse über und unter dem zweiten Abstützelement (8) angeordneten X-Richtung-Führungseinrichtung (12) zum Halten des zweiten Abstützelements dazwischen und zum beweglichen Führen des zweiten Abstützelements (8) in X-Richtung.
  2. Rotationssensor nach Anspruch 1, wobei sowohl das erste Abstützelement als auch das Gehäuse aus einem Kunstharz gebildet sind und das zweite Abstützelement aus Metall gebildet ist.
  3. Rotationssensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Gehäuse ein Anschluss vorgesehen ist und der Anschluss und das Detektionselement durch einen flexiblen Verbindungsdraht verbunden sind.
  4. Rotationssensor nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das erste Abstützelement in Form eines nahezu rechteckigen Rahmens ausgebildet ist und das erste Abstützelement auf dem zweiten Abstützelement verschiebbar angeordnet ist.
  5. Rotationssensor nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Rotationsteil auf der Detektionsseite um eine Drosselklappe handelt.
  6. Rotationssensor nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das erste Abstützelement mit einem Rahmenteil (21) versehen ist, das mit dem Rotationskörper (4) federnd nachgiebig in Berührung steht und gebogen ist, um den Rotationskörper in drehbarer Weise abzustützen.
DE69920848T 1998-11-18 1999-11-10 Drehsensor Expired - Fee Related DE69920848T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32846298A JP3619687B2 (ja) 1998-11-18 1998-11-18 回転型センサ
JP32846298 1998-11-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69920848D1 DE69920848D1 (de) 2004-11-11
DE69920848T2 true DE69920848T2 (de) 2005-11-17

Family

ID=18210546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69920848T Expired - Fee Related DE69920848T2 (de) 1998-11-18 1999-11-10 Drehsensor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6329815B1 (de)
EP (1) EP1003040B1 (de)
JP (1) JP3619687B2 (de)
DE (1) DE69920848T2 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7221151B2 (en) * 2003-01-31 2007-05-22 Delphi Technologies, Inc. Magnetic array position sensor
JP2005091092A (ja) * 2003-09-16 2005-04-07 Alps Electric Co Ltd 位置検出センサ
US20060006701A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-12 Jason Wells System and method for rain detection and automatic operation of power roof and power windows
JPWO2008047607A1 (ja) * 2006-10-16 2010-02-25 株式会社安川電機 磁気式エンコーダ装置およびその製造方法
DE102007041007A1 (de) * 2007-08-29 2009-03-05 Metabowerke Gmbh Elektroeinrichtung für ein handgeführtes Elektrohandwerkzeuggerät
EP2433144B1 (de) 2009-05-19 2013-07-17 Aktiebolaget SKF Halteglied, rotationsdetektionseinrichtung mit einer solchen halterung und wälzlagerbaugruppe mit einer solchen detektionseinrichtung
DE102010003267B4 (de) 2010-03-25 2023-04-20 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Winkelmesseinrichtung
WO2018154464A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-30 Stackpole International Engineered Products, Ltd. Pump assembly having a controller including a circuit board and 3d rotary sensor for detecting rotation of its pump
FI3713058T3 (fi) * 2019-03-20 2023-04-27 Leine & Linde Ab Mukautuvasti asennettava pyörimisanturi

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3301205C2 (de) * 1982-02-26 1985-10-03 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Winkelmeßeinrichtung
US4901562A (en) * 1989-03-31 1990-02-20 Dana Corporation Vehicle wheel speed sensor for a drive axle
DE3942826C3 (de) * 1989-12-23 1994-07-14 T & R Electronic Gmbh Gehäuseaufhängung für ein Meßgerät für Drehbewegungen
JPH0391908U (de) 1989-12-29 1991-09-19
JPH0417455A (ja) 1990-05-11 1992-01-22 Toshiba Corp 画像表示装置
DE19534063C2 (de) * 1995-08-05 2001-01-18 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Winkelmeßeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000155025A (ja) 2000-06-06
JP3619687B2 (ja) 2005-02-09
DE69920848D1 (de) 2004-11-11
EP1003040A3 (de) 2000-06-07
EP1003040B1 (de) 2004-10-06
US6329815B1 (en) 2001-12-11
EP1003040A2 (de) 2000-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60100635T2 (de) Magnetischer Rotationsdetector
DE69729534T2 (de) Magnetischer Fühler
DE3317299C2 (de)
EP1645836B1 (de) Einrichtung zur Messung von Weg oder Geschwindigkeit eines bewegten Objektes
DE102004047991A1 (de) Rotationswinkelsensoren
DE69920848T2 (de) Drehsensor
DE3336072A1 (de) Tasteinrichtung zum messen linearer dimensionen
DE69824478T2 (de) Wälzlager mit Messwertgeber
DE3640297A1 (de) Sensor zum erfassen der stellungen einer drosselklappe
DE3856137T2 (de) Zusammenbau eines magnetischen Neigungssensors
DE3836935C2 (de)
DD257178A3 (de) Anordnung zur erzeugung von steuersignalen
DE69908705T2 (de) Rotationsdetektor
DE60030533T2 (de) Winkelsensor, wodurch Klappern durch Spiel zwischen Zahnrädern innerhalb des Winkelsensor verhindert wird
WO2009077093A1 (de) Induktionsbauteil
DE69914575T2 (de) Drehsensor
DE19942901B4 (de) Rotationssensor, der zur Detektion eines von außen übertragenen Rotationswinkels mit hoher Genauigkeit in der Lage ist
EP1173727B1 (de) Messvorrichtung zur berührungslosen erfassung eines drehwinkels
DE10309859A1 (de) Winkeleinstellvorrichtung
DE4224024C2 (de) Koordinateneingabevorrichtung
DE102005042616B4 (de) Drehstellungssensor
DE112022003294T5 (de) Elektroventil
EP1154238B1 (de) Drehwinkelsensor
DE69212661T2 (de) Steuergerät in Form einer Maus
DE112016006291T5 (de) Positionserfassungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee