JP2002357494A - Rotation sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転センサに関す
る。[0001] The present invention relates to a rotation sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】2つの回転体(ロータ)と、励磁コイル
を有する固定体とを備え、相対回転する2本の軸間にお
けるトルクを検出する回転センサとして、例えば、トー
ションバーを介して相対回転する2本の回転軸が連結さ
れた自動車のハンドルシャフトにおけるトルクを検出
し、ステアリング装置の円滑な電子制御に利用する回転
センサが知られている。2. Description of the Related Art As a rotation sensor for detecting a torque between two relatively rotating shafts having two rotating bodies (rotor) and a fixed body having an exciting coil, for example, a relative rotation is provided via a torsion bar. 2. Description of the Related Art There is known a rotation sensor that detects a torque on a handle shaft of an automobile to which two rotating shafts are connected and uses the torque for smooth electronic control of a steering device.
【0003】このような回転センサにおいては、環境温
度の変動,電磁ノイズ,前記発振回路における発振周波
数の変動,電源電圧あるいは組付け誤差等の外乱によっ
て検出精度が変動し、トルクを正確に検出できなること
を避けるため、励磁コイルを2つ使用することで、上記
外乱を相殺することが行われている。ところで、上記回
転センサは、自動車等の移動体等に使用する場合には、
車載機器類との間における電磁波の影響を防ぐため、電
磁環境適合性(EMC: electro-magnetic compatibility)
に関する厳しい規格が設けられている。具体的には、電
磁波を回転センサの外部へ出さない電磁干渉(EMI: elec
tro-magnetic interference)、外来電磁波に対する電磁
感受性(EMS: electro-magnetic susceptibility)の2つ
の規格がある。In such a rotation sensor, detection accuracy fluctuates due to disturbances such as environmental temperature fluctuations, electromagnetic noise, fluctuations in the oscillating frequency of the oscillating circuit, power supply voltage and assembly errors, and the torque can be accurately detected. In order to avoid this, the above-mentioned disturbance is canceled by using two excitation coils. By the way, when the rotation sensor is used for a moving body such as an automobile,
Electromagnetic compatibility (EMC) to prevent the effects of electromagnetic waves between in-vehicle devices
Strict standards have been established. Specifically, electromagnetic interference that does not emit electromagnetic waves to the outside of the rotation sensor (EMI: elec
There are two standards: tro-magnetic interference) and electromagnetic susceptibility to external electromagnetic waves (EMS: electro-magnetic susceptibility).
【0004】このため、上記回転センサは、励磁コイル
を収容するコア本体をケースに収納している。この場
合、ケースの素材には、強度と電磁遮蔽効果を考慮して
アルミニウム等の金属等の導電性素材が使用されてい
る。このようなケースを用いた固定ケースは、例えば、
図4に示す固定ケース1のように、励磁コイル1bを収
容した2つのコア本体1aを、筒状の本体1dと蓋1e
を有するケース1cに、導電性素材(例えば、アルミニ
ウム)からなるスペーサ1fを介して収容して組み立て
られる。この場合、スペーサ1fは、2つの励磁コイル
1bをスペーサ1fに対して形状的並びに電磁的に面対
称となるように配置し、上記外乱を適切に相殺するため
に用いられる。For this reason, in the rotation sensor, a core main body accommodating an exciting coil is accommodated in a case. In this case, as the material of the case, a conductive material such as a metal such as aluminum is used in consideration of strength and an electromagnetic shielding effect. A fixed case using such a case is, for example,
As in the fixed case 1 shown in FIG. 4, two core bodies 1a accommodating the excitation coil 1b are combined with a cylindrical body 1d and a lid 1e.
Is assembled via a spacer 1f made of a conductive material (for example, aluminum). In this case, the spacer 1f is used to arrange the two exciting coils 1b so as to be symmetrical in shape and electromagnetically with respect to the spacer 1f, and to appropriately cancel the disturbance.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記固定ケ
ースにおいては、量産の見地からケースをダイキャスト
法によって製造している。この場合、本体1dは、円筒
状であるので、型抜きのための抜き代(抜きテーパ)が
必要となる。このような抜き代があると、成形されたケ
ース1cは、図示のようにコア本体1aとの間に隙間C
が生じる。隙間Cの(3次元的な)大きさは、2つのコ
ア本体1aとスペーサ1fを本体1dに収容して蓋1e
を被せて組み立てたときの精度のばらつきや、本体1d
と蓋1eとの固着力の大きさにより異なる。Incidentally, in the above fixed case, the case is manufactured by a die casting method from the viewpoint of mass production. In this case, since the main body 1d is cylindrical, a cutting allowance (pulling taper) for die cutting is required. If there is such an allowance, the molded case 1c is separated from the core body 1a by a gap C as shown in the figure.
Occurs. The (three-dimensional) size of the gap C is such that the two core bodies 1a and the spacer 1f are accommodated in the body 1d and the lid 1e
Of the accuracy when assembling with
And the lid 1e depending on the magnitude of the fixing force.
【0006】理論上、隙間Cの大きさにより、コア本体
1aと本体1dのコア本体1aを収容する部分の内側表
面とに誘導される渦電流のベクトルの大きさと方向が異
なるため、励磁コイル1bのインダクタンスが変動す
る。これを解決するには、両コア本体1aと本体1dと
の間の隙間Cを同じようにすることが相互補償効果を高
める有効手段である。Theoretically, the magnitude and direction of the vector of the eddy current induced in the core body 1a and the inner surface of the portion of the body 1d accommodating the core body 1a differ depending on the size of the gap C. Fluctuates. In order to solve this, it is effective means to increase the mutual compensation effect by making the gap C between the two core bodies 1a and 1d the same.
【0007】しかし、従来の回転センサは、構造上、両
コア本体1aと本体1d間の隙間Cを同じようにして隙
間Cの面対称性を高めることは非常に困難であった。ま
た、前記隙間Cは、本体1dと蓋1eとの固着力の影響
も受け、その大きさによっても異なる。しかも、固定ケ
ース1は、2つの励磁コイル1bのリード線(図示せ
ず)を周囲ノイズを可能な限り拾わないようにして外部
へ導出するためには、インダクタンスを小さく、即ち、
可能な限り短くする必要があった。However, in the conventional rotation sensor, it is very difficult to increase the plane symmetry of the gap C by making the gap C between the two core bodies 1a and 1d the same. Further, the gap C is also affected by the fixing force between the main body 1d and the lid 1e, and varies depending on the size thereof. Moreover, in order to lead the lead wires (not shown) of the two exciting coils 1b to the outside while minimizing ambient noise as much as possible, the fixed case 1 has a small inductance, that is,
It had to be as short as possible.
【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、2つのコア本体だけでなく、励磁コイル周囲の実効
比透磁率やコア本体とケース間の隙間等、励磁コイルの
インピーダンスに影響を与える各パラメータも面対称と
することが可能で、励磁コイルの外部へ導出されるリー
ド線を最短にすることができる固定ケースを備えた回転
センサを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and has effects on not only the two core bodies but also the impedance of the exciting coil, such as the effective relative permeability around the exciting coil and the gap between the core body and the case. It is another object of the present invention to provide a rotation sensor including a fixed case capable of giving each parameter a plane symmetry and minimizing a lead wire led out of the excitation coil.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明においては上記目
的を達成するため、周方向に配置される第1の導体層を
有し、第1のシャフトに取り付けられる第1のロータ、
前記第1のロータの回転軸方向に所定間隔をおいて配置
される2つの励磁コイルと、前記各励磁コイルを個々に
収容するコア本体とを有し、前記第1のロータと半径方
向に間隔を置いて固定部材に取り付けられる固定コア、
絶縁磁性材から筒状に成形される本体と、該本体に2段
に配置される第2の導体層とを有し、前記第1のロータ
と半径方向に所定間隔を置いて、前記第1のシャフトに
対して相対回転する第2のシャフトに取り付けられる第
2のロータを備え、前記第1及び第2のロータの回転に
伴う前記励磁コイルのインダクタンス変動に基づいて、
前記両シャフトの回転角度或いは相対回転角度を非接触
で検出する回転センサにおいて、前記固定コアは、前記
2つのコア本体をそれぞれ覆い、前記励磁コイルのリー
ド線を導出する導出部が形成された導電性素材からなる
ケースと、当該両ケース間に配置される導電性素材から
なる中間部材とを有する構成としたのである。According to the present invention, in order to achieve the above object, a first rotor having a first conductor layer arranged in a circumferential direction and attached to a first shaft,
The apparatus has two exciting coils arranged at a predetermined interval in the rotation axis direction of the first rotor, and a core body that individually accommodates the exciting coils, and is spaced apart from the first rotor in a radial direction. Fixed core attached to the fixing member by placing
A main body formed into a cylindrical shape from an insulating magnetic material; and a second conductor layer disposed on the main body in two stages. The first conductor is spaced apart from the first rotor by a predetermined distance in the radial direction. A second rotor attached to a second shaft that rotates relative to the other shaft, based on a change in inductance of the exciting coil accompanying rotation of the first and second rotors,
In a rotation sensor that detects the rotation angle or the relative rotation angle of the two shafts in a non-contact manner, the fixed core covers the two core bodies, respectively, and has a lead portion for leading a lead wire of the excitation coil. The structure includes a case made of a conductive material and an intermediate member made of a conductive material disposed between the two cases.
【0010】好ましくは、前記両ケースは前記中間部材
に固定され、前記2つのコア本体を収容する構成とす
る。Preferably, the two cases are fixed to the intermediate member and accommodate the two core bodies.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転センサに係る
一実施形態として、例えば、自動車においてトーション
バーを介して主動シャフトから従動シャフトへ伝達され
るステアリングシャフトのトルクを検出する回転センサ
を図1乃至図3に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of the rotation sensor according to the present invention, for example, a rotation sensor for detecting torque of a steering shaft transmitted from a driving shaft to a driven shaft via a torsion bar in an automobile will be described. This will be described in detail with reference to FIGS.
【0012】回転センサ10は、図1に示すように、第
1ロータ11、固定コア12及び第2ロータ13を備
え、固定コア12の後述する2つの励磁コイル12bに
高周波交流電流を流して第1ロータ11と第2ロータ1
3との相対回転角度を検出し、この相対回転角度に基づ
いてトルクを検出する際に使用される。ここで、ステア
リングシャフトは、図示しないが、ハンドル側の主動シ
ャフトがトーションバーを介して車輪側の従動シャフト
と連結され、主動シャフトは、従動シャフトに対して±
8°の範囲内で相対回転する。As shown in FIG. 1, the rotation sensor 10 includes a first rotor 11, a fixed core 12, and a second rotor 13, and a high-frequency AC current flows through two exciting coils 12b of the fixed core 12, which will be described later. 1 rotor 11 and 2nd rotor 1
3 is used to detect a torque based on the relative rotation angle. Here, although not shown, the steering shaft has a driving shaft on the steering wheel side connected to a driven shaft on the wheel side via a torsion bar, and the driving shaft is ±
Relative rotation within a range of 8 °.
【0013】第1ロータ11は、第2ロータ13と固定
コア12との間に配置され、前記主動シャフトに取り付
けられる。第1ロータ11は、電気絶縁性を有し、成型
性に優れた合成樹脂によって、フランジ11aの外周に
回転軸Artと並行する複数の羽板11bを均等に配置し
て形成されている。各羽板11bは、後述するそれぞれ
の銅箔13aに対応する間隔で形成され、外表面には銅
箔11cが設けられている。The first rotor 11 is disposed between the second rotor 13 and the fixed core 12, and is attached to the driving shaft. The first rotor 11 is formed of a synthetic resin having electrical insulation properties and excellent moldability by uniformly arranging a plurality of blades 11b parallel to the rotation axis Art on the outer periphery of the flange 11a. Each wing plate 11b is formed at an interval corresponding to each copper foil 13a described later, and a copper foil 11c is provided on the outer surface.
【0014】このとき、第1ロータ11は、各羽板11
bの内表面あるいは絶縁材で製作された筒体の内表面や
内部に一定の厚さの導体層(例えば0.2mmの銅箔,或
いはアルミニウム,銀等の素材のもの)を銅箔13aに
対応させて均等に配置してもよい。固定コア12は、第
1ロータ11と半径方向に数mm程度の僅かなギャップ
をおいて配置され、ステアリングシャフト近傍に位置す
る固定部材(図示せず)に固定される。固定コア12
は、図1に示すように、励磁コイル12cを収容したコ
ア本体12a,12b、スペーサ12d、上ケース12
e、下ケース12f及びサイドケース12gを有し、こ
れらをねじやリベット等で固定して組み立てられる。At this time, the first rotor 11 is
A conductor layer having a certain thickness (for example, a copper foil of 0.2 mm, or a material of aluminum, silver, or the like) is applied to the copper foil 13a on the inner surface or the inner surface of the cylindrical body made of an insulating material. They may be arranged evenly in correspondence. The fixed core 12 is arranged with a slight gap of about several mm in the radial direction from the first rotor 11, and is fixed to a fixed member (not shown) located near the steering shaft. Fixed core 12
As shown in FIG. 1, core bodies 12a and 12b accommodating an exciting coil 12c, a spacer 12d, an upper case 12
e, a lower case 12f and a side case 12g, which are assembled by fixing them with screws or rivets.
【0015】コア本体12a,12bは、それぞれ電気
絶縁性を有するNi−Zn系、Mn−Zn系、Mg−Z
n系のフェライトを燒結した燒結体や、ナイロン,ポリ
プロピレン(PP),ポリフェニレンスルフィド(PP
S),ABS樹脂等の電気絶縁性を有する熱可塑性合成
樹脂に、Ni−ZnやMn−Zn系のフェライトからな
る軟磁性材粉を、軟磁性材を10〜70体積%混合した
絶縁磁性材からリング状に成形されている。The core bodies 12a and 12b are made of Ni--Zn, Mn--Zn, Mg--Z
Sintered body obtained by sintering n-based ferrite, nylon, polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PP
S) An insulating magnetic material obtained by mixing a soft magnetic material powder of Ni-Zn or Mn-Zn based ferrite with a soft magnetic material of 10 to 70% by volume in an electrically insulating thermoplastic synthetic resin such as an ABS resin. From the shape of a ring.
【0016】各励磁コイル12cは、コア本体12a,
12bからリード線12hが外部へ延出され、後述する
信号処理回路と接続されて、この信号処理回路から交流
電流が流される。スペーサ12dは、図2に示すよう
に、上ケース12eと下ケース12fとの間に、上ケー
ス12eと下ケース12fとがスペーサ12dに対して
面対称となるように配置され、銅,アルミニウム,銀等
の導電性素材からなる円板状の中間部材である。Each of the exciting coils 12c has a core body 12a,
A lead wire 12h extends from 12b to the outside, is connected to a signal processing circuit described later, and an alternating current flows from the signal processing circuit. As shown in FIG. 2, the spacer 12d is disposed between the upper case 12e and the lower case 12f such that the upper case 12e and the lower case 12f are plane-symmetric with respect to the spacer 12d. This is a disk-shaped intermediate member made of a conductive material such as silver.
【0017】ケース12e,12f,12gは、交流磁
界の遮蔽性を有する導電性素材、例えば、アルミニウ
ム,銅等の金属あるいは炭素を含有する合成樹脂から成
形されている。上ケース12e及び下ケース12fは、
それぞれコア本体12a,12bを覆うものでリング状
に成形され、リード線12hを導出する凹溝状の導出部
12jが側部に形成されている。上ケース12e及び下
ケース12fは、ダイキャスト法によって製造され、図
2に示すように、隙間Cがコア本体12a,12bとの
間に形成されている。The cases 12e, 12f and 12g are formed of a conductive material having a shielding property against an alternating magnetic field, for example, a metal such as aluminum or copper or a synthetic resin containing carbon. The upper case 12e and the lower case 12f
Each of the cores 12a and 12b is covered with a ring and is formed in a ring shape, and a groove-shaped lead-out portion 12j for leading out the lead wire 12h is formed on a side portion. The upper case 12e and the lower case 12f are manufactured by a die casting method, and a gap C is formed between the core bodies 12a and 12b as shown in FIG.
【0018】ここで、上ケース12eとコア本体12a
との間及び下ケース12fとコア本体12bとの間に形
成される隙間Cは、製造の際の抜き代(抜きテーパ)に
よるもので、スペーサ12dに対して上下が面対称とな
っているが、実際の隙間よりも誇張して描いてある。ま
た、上ケース12eと下ケース12fの一方とスペーサ
12dにねじが挿通される挿通孔を、他方のケースにタ
ップ孔を、それぞれ複数設け、図1に示すようにコア本
体12aが収納された上ケース12eと下ケース12f
とをスペーサ12dを介して面対称を確保して配置し、
各孔に対して例えば1本のねじ等で固定する。この場
合、1本のねじは、上ケース12eと下ケース12fの
共通の固定部材となるので、上ケース12eとスペーサ
12dとの固着力と、下ケース12fとスペーサ12d
との固着力とのバランス関係をほぼ同じようにすること
ができる。Here, the upper case 12e and the core body 12a
And the gap C formed between the lower case 12f and the core main body 12b is due to the allowance (detach taper) at the time of manufacture, and is vertically symmetrical with respect to the spacer 12d. , Exaggerated from the actual gap. Also, a plurality of insertion holes into which screws are inserted into one of the upper case 12e and the lower case 12f and the spacer 12d, and a plurality of tap holes in the other case are provided, and as shown in FIG. Case 12e and lower case 12f
Are arranged while securing plane symmetry via the spacer 12d,
Each hole is fixed with one screw, for example. In this case, since one screw serves as a common fixing member for the upper case 12e and the lower case 12f, the fixing force between the upper case 12e and the spacer 12d, and the lower case 12f and the spacer 12d
And the fixing relationship with the fixing force can be made substantially the same.
【0019】サイドケース12gは、上ケース12e及
び下ケース12fの側部にねじ止めされ、下部には下面
に信号処理回路が形成された基板12kが取り付けられ
る。第2ロータ13は、前記主動シャフトに対して相対
回転する前記従動シャフトの軸線方向所定位置に取り付
けられる。第2ロータ13は、図1に示すように、固定
コア12と同じ絶縁磁性材によって円筒状に成形された
本体13aと、下ロータ13cとを有し、本体13aの
外周には、回転軸Art方向に2段に配置されると共に、
周方向に所定間隔、例えば、上下で交互に位置をずらし
て中心角30°間隔で複数の銅箔13bが設けられてい
る。ここで、第2ロータ13は、導体層であれば、銅箔
13bに代えて、例えば、アルミニウム,銀等の素材を
使用することができ、銅箔13bを含むこれら導体層は
絶縁磁性材の内部に埋め込んでもよい。The side case 12g is screwed to the side of the upper case 12e and the lower case 12f, and a substrate 12k having a signal processing circuit formed on the lower surface is attached to the lower part. The second rotor 13 is attached to a predetermined position in the axial direction of the driven shaft that rotates relatively to the driven shaft. As shown in FIG. 1, the second rotor 13 has a main body 13a formed of the same insulating magnetic material as the fixed core 12 in a cylindrical shape, and a lower rotor 13c. While being arranged in two stages in the direction,
A plurality of copper foils 13b are provided at predetermined intervals in the circumferential direction, for example, at an interval of 30 ° at a central angle by alternately shifting the positions vertically. Here, the second rotor 13 can be made of a material such as aluminum or silver instead of the copper foil 13b as long as it is a conductor layer. These conductor layers including the copper foil 13b are made of an insulating magnetic material. It may be embedded inside.
【0020】以上のように構成される回転センサ10
は、第1ロータ11を前記主動シャフトに、第2ロータ
13を前記従動シャフトに、それぞれ取り付け、固定コ
ア12を前記固定部材に固定すると共に、図1に示すよ
うに、上部に上カバー14を、下部に下カバー15を、
取り付けてステアリング装置に組み付けられる。そし
て、回転センサ10は、ステアリングハンドルの操作に
よってトーションバーを介して主動シャフトから従動シ
ャフトへ伝達されるステアリングシャフトのトルクを、
第1ロータ11と第2ロータ13との相対回転角度に基
づき、予め求めてある前記主動シャフトと前記従動シャ
フトとの間に作用するトルクと、両シャフト間の相対回
転角度との関係に基づいて求めることができる。The rotation sensor 10 configured as described above
Attaches a first rotor 11 to the driving shaft and a second rotor 13 to the driven shaft, and fixes the fixed core 12 to the fixing member. As shown in FIG. , The lower cover 15 at the bottom,
Installed and assembled to the steering device. The rotation sensor 10 detects the torque of the steering shaft transmitted from the driving shaft to the driven shaft via the torsion bar by operating the steering handle.
On the basis of the relative rotation angle between the first rotor 11 and the second rotor 13, based on the relationship between a previously determined torque acting between the driving shaft and the driven shaft and the relative rotation angle between both shafts. You can ask.
【0021】このとき、回転センサ10は、コア本体1
2a,12bをそれぞれ覆い、励磁コイル12cのリー
ド線12hを導出する導出部12jが形成された上ケー
ス12e及び下ケース12fと、両ケース12e,12
f間に配置されるスペーサ12dとを有する固定コア1
2を用いている。そして、上ケース12e及び下ケース
12fは、スペーサ12dを介して上下が面対称となる
ように配置され、上ケース12e及び下ケース12fと
コア本体12a,12bとの間に形成される隙間Cが、
スペーサ12dに対して上下で面対称となっている。し
かも、固定コア12は、2つの励磁コイル12cのリー
ド線12hが上ケース12e及び下ケース12fの導出
部12jから導出される。At this time, the rotation sensor 10 is
An upper case 12e and a lower case 12f that respectively cover the lead wires 12a and 12b and that lead out the lead wire 12h of the exciting coil 12c;
fixed core 1 having a spacer 12d disposed between
2 is used. The upper case 12e and the lower case 12f are arranged via a spacer 12d so as to be vertically symmetrical, and a gap C formed between the upper case 12e and the lower case 12f and the core bodies 12a and 12b is formed. ,
It is vertically symmetric with respect to the spacer 12d. Moreover, in the fixed core 12, the lead wires 12h of the two exciting coils 12c are led out from the lead-out portions 12j of the upper case 12e and the lower case 12f.
【0022】従って、回転センサ10は、2つの励磁コ
イル12cを面対称に配置することが可能で、励磁コイ
ル12cの外部へ導出されるリード線12hを最短にす
ることができる。ここで、図1の回転センサ10は、2
つのシャフト間の±8°の範囲内での相対回転を測定す
る例を示したが、回転センサを図3に示されるように構
成すれば、±90°の範囲内での相対回転を測定するこ
とができる。即ち、第1及び第2のロータの回転に伴う
励磁コイルのインダクタンス変動に基づいて、シャフト
SF1,SF2の回転角度或いは相対回転角度を非接触で検
出することができる。Therefore, the rotation sensor 10 can arrange the two exciting coils 12c in plane symmetry, and can minimize the lead wire 12h led out of the exciting coil 12c. Here, the rotation sensor 10 in FIG.
Although an example of measuring the relative rotation within the range of ± 8 ° between the two shafts has been described, if the rotation sensor is configured as shown in FIG. 3, the relative rotation within the range of ± 90 ° is measured. be able to. That is, the rotation angle or the relative rotation angle of the shafts SF1, SF2 can be detected in a non-contact manner based on the inductance variation of the exciting coil accompanying the rotation of the first and second rotors.
【0023】ここにおいて、以下に説明する回転センサ
20は、第1ロータ21及び第2ロータ23の構成が回
転センサ10と若干異なるだけで、その他は回転センサ
10と構成が同一である。従って、以下の説明並びに図
3においては、回転センサ20は、固定コア12、上カ
バー14及び下カバー15については同一の符号を用い
ることで重複した説明を省略し、第1ロータ21と第2
ロータ23について説明する。Here, the rotation sensor 20 described below has the same configuration as the rotation sensor 10 except that the configuration of the first rotor 21 and the second rotor 23 is slightly different from that of the rotation sensor 10. Therefore, in the following description and FIG. 3, the rotation sensor 20 uses the same reference numerals for the fixed core 12, the upper cover 14, and the lower cover 15 to omit redundant description, and omit the first rotor 21 and the second rotor 21.
The rotor 23 will be described.
【0024】第1ロータ21は、第1ロータ11と同様
に、第2ロータ23と固定コア12との間に配置され、
前記主動シャフトに取り付けられる。第1ロータ21
は、第1ロータ11と同じ合成樹脂によって、図3に示
すように、フランジ21aの外周に回転軸Artと並行す
る羽板21bが周方向に半周に亘って形成されている。
羽板21bは、外表面には銅箔21cが設けられてい
る。The first rotor 21 is disposed between the second rotor 23 and the fixed core 12, similarly to the first rotor 11,
Attached to the driving shaft. First rotor 21
As shown in FIG. 3, a blade 21b parallel to the rotation axis Art is formed on the outer periphery of the flange 21a over a half circumference in the circumferential direction using the same synthetic resin as the first rotor 11.
The copper foil 21c is provided on the outer surface of the wing plate 21b.
【0025】このとき、第1ロータ21は、第1ロータ
11と同様に、羽板21bの内表面あるいは絶縁材で製
作された筒体の内表面や内部に一定の厚さの導体層(例
えば0.2mmの銅箔,或いはアルミニウム,銀等の素材
のもの)を銅箔23aに対応させて配置してもよい。第
2ロータ23は、第2ロータ13と同様に、前記主動シ
ャフトに対して相対回転する前記従動シャフトの軸線方
向所定位置に取り付けられる。第2ロータ23は、固定
コア12と同じ絶縁磁性材によって円筒状に成形された
本体23aと、下ロータ23cとを有している。本体2
3aは、図3に示すように、外周に回転軸Art方向に2
段に配置されると共に、上下の位置をずらした銅箔23
bが周方向に沿って半周に亘って設けられている。ここ
で、第2ロータ23は、第2ロータ13と同様に、銅箔
23bに代えて、例えば、アルミニウム,銀等の素材を
使用することができ、銅箔23bを含むこれら導体層は
本体23aの内部に埋め込んでもよい。At this time, similarly to the first rotor 11, the first rotor 21 has a conductor layer (for example, a fixed thickness) on the inner surface of the blade 21b or the inner surface or inside of the cylindrical body made of an insulating material. (A copper foil of 0.2 mm or of a material such as aluminum or silver) may be arranged corresponding to the copper foil 23a. Similarly to the second rotor 13, the second rotor 23 is attached to a predetermined position in the axial direction of the driven shaft that rotates relatively to the main driving shaft. The second rotor 23 has a main body 23a formed of the same insulating magnetic material as the fixed core 12 in a cylindrical shape, and a lower rotor 23c. Body 2
3a is, as shown in FIG.
Copper foil 23 arranged in a row and shifted vertically
b is provided over a half circumference along the circumferential direction. Here, for the second rotor 23, similarly to the second rotor 13, a material such as aluminum or silver can be used instead of the copper foil 23b, and these conductor layers including the copper foil 23b are formed of a main body 23a. It may be embedded inside.
【0026】尚、上記各実施形態はトルクを検出する回
転センサの場合について説明したが、回転角度を検出す
ることも可能である。また、本発明の回転センサは、上
記実施形態で説明した自動車のステアリングシャフトの
他、例えば、ロボットアームのように、互いに回転する
回転軸間の相対回転角度,回転角度,トルクを求めるも
のであれば、どのようなものにも使用できる。Although each of the above embodiments has been described with reference to the case of a rotation sensor for detecting torque, it is also possible to detect a rotation angle. Further, the rotation sensor of the present invention may be a sensor for determining a relative rotation angle, a rotation angle, and a torque between rotating shafts rotating with each other, such as a robot arm, in addition to the steering shaft of the automobile described in the above embodiment. It can be used for anything.
【0027】[0027]
【発明の効果】請求項1,2の発明によれば、2つのコ
ア本体だけでなく、励磁コイル周囲の実効比透磁率やコ
ア本体とケース間の隙間等、励磁コイルのインピーダン
スに影響を与える各パラメータも面対称とすることが可
能で、励磁コイルの外部へ導出されるリード線を最短に
することができる固定ケースを備えた回転センサを提供
することができる。According to the first and second aspects of the present invention, the impedance of the exciting coil is affected not only by the two core bodies but also by the effective relative permeability around the exciting coil and the gap between the core body and the case. It is also possible to provide a rotation sensor including a fixed case that can make each parameter plane-symmetric and minimize the length of a lead wire led out of the excitation coil.
【図1】本発明の回転センサの分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a rotation sensor of the present invention.
【図2】図1の回転センサで用いる固定ケースの断面図
である。FIG. 2 is a sectional view of a fixed case used in the rotation sensor of FIG.
【図3】本発明の回転センサの他の実施形態を示す分解
斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing another embodiment of the rotation sensor of the present invention.
【図4】従来の回転センサで用いている固定ケースの断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a fixed case used in a conventional rotation sensor.
10 回転センサ 11 第1ロータ 11a フランジ 11b 羽板 11c 銅箔(第1の導体層) 12 固定コア 12a,12b コア本体 12c 励磁コイル 12d スペーサ(中間部材) 12e 上ケース 12f 下ケース 12g サイドケース 12h リード線 12j 導出部 12k 基板 13 第2ロータ 13a 本体 13b 銅箔(第2の導体層) 13c 下ロータ 14 上カバー 15 下カバー 20 回転センサ 21 フランジ 21b 羽板 21c 銅箔(第1の導体層) 23 第2ロータ 23a 本体 23b 銅箔(第2の導体層) 23c 下ロータ Art 回転軸 Reference Signs List 10 rotation sensor 11 first rotor 11a flange 11b blade 11c copper foil (first conductor layer) 12 fixed core 12a, 12b core body 12c excitation coil 12d spacer (intermediate member) 12e upper case 12f lower case 12g side case 12h lead Line 12j Derivation unit 12k Substrate 13 Second rotor 13a Main body 13b Copper foil (second conductor layer) 13c Lower rotor 14 Upper cover 15 Lower cover 20 Rotation sensor 21 Flange 21b Blade 21c Copper foil (first conductor layer) 23 Second rotor 23a Main body 23b Copper foil (second conductor layer) 23c Lower rotor Art Rotation axis
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 毅 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 田中 賢吾 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 松崎 和彦 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 松井 正和 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 山脇 康介 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 渡邉 知孝 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 長谷川 正博 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2F063 AA35 AA36 BA08 BA22 CA08 DA01 GA08 GA34 KA01 2F077 AA21 CC02 FF03 FF13 FF31 VV02 VV11 WW03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takeshi Nakamoto 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kengo Tanaka 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiko Matsuzaki 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Masakazu Matsui 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kosuke Yamawaki 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Tomotaka Watanabe 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Hasegawa 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. F Term (reference) 2F063 AA35 AA36 BA08 BA22 CA08 DA01 GA08 GA34 KA01 2F077 AA21 CC02 FF03 FF13 FF31 VV02 VV11 WW03
Claims (2)
し、第1のシャフトに取り付けられる第1のロータ、 前記第1のロータの回転軸方向に所定間隔をおいて配置
される2つの励磁コイルと、前記各励磁コイルを個々に
収容するコア本体とを有し、前記第1のロータと半径方
向に間隔を置いて固定部材に取り付けられる固定コア、 絶縁磁性材から筒状に成形される本体と、該本体に2段
に配置される第2の導体層とを有し、前記第1のロータ
と半径方向に所定間隔を置いて、前記第1のシャフトに
対して相対回転する第2のシャフトに取り付けられる第
2のロータを備え、 前記第1及び第2のロータの回転に伴う前記励磁コイル
のインダクタンス変動に基づいて、前記両シャフトの回
転角度或いは相対回転角度を非接触で検出する回転セン
サにおいて、 前記固定コアは、前記2つのコア本体をそれぞれ覆い、
前記励磁コイルのリード線を導出する導出部が形成され
た導電性素材からなるケースと、当該両ケース間に配置
される導電性素材からなる中間部材とを有することを特
徴とする回転センサ。1. A first rotor having a first conductor layer arranged in a circumferential direction, attached to a first shaft, and arranged at a predetermined interval in a rotation axis direction of the first rotor. A fixed core that has two excitation coils and a core body that individually accommodates the excitation coils, and is attached to a fixed member at a radial distance from the first rotor; A main body to be molded; and a second conductor layer disposed on the main body in two stages. The main body is rotated relative to the first shaft at a predetermined radial distance from the first rotor. A second rotor attached to a second shaft, wherein a rotation angle or a relative rotation angle of the two shafts is non-contact based on an inductance change of the excitation coil accompanying rotation of the first and second rotors. Rotation sensor detected by In the fixed core, the two core bodies respectively cover the two core bodies,
A rotation sensor, comprising: a case made of a conductive material having a lead-out portion for leading a lead wire of the exciting coil; and an intermediate member made of a conductive material disposed between the two cases.
れ、前記2つのコア本体を収容する、請求項1に記載の
回転センサ。2. The rotation sensor according to claim 1, wherein the two cases are fixed to the intermediate member and house the two core bodies.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006080325A1 (en) * | 2005-01-25 | 2006-08-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Rotation sensor |
WO2010110363A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | パナソニック電工株式会社 | Rotary sensor |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083536A patent/JP2002357494A/en active Pending
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JP2010228566A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Rotary sensor |
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