JP2002357496A - Rotation sensor, and rotor - Google Patents

Rotation sensor, and rotor

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JP2002357496A
JP2002357496A JP2002086601A JP2002086601A JP2002357496A JP 2002357496 A JP2002357496 A JP 2002357496A JP 2002086601 A JP2002086601 A JP 2002086601A JP 2002086601 A JP2002086601 A JP 2002086601A JP 2002357496 A JP2002357496 A JP 2002357496A
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rotation
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Kosuke Yamawaki
康介 山脇
Tomotaka Watanabe
知孝 渡邉
Masahiro Hasegawa
正博 長谷川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation sensor excellent in detection precision, in which a rotor can be molded in a correct form, and in which difference is not generated between effective inductance of two excitation cols. SOLUTION: This rotation sensor is provided with a first rotor 11 having a first conductive layer 11c disposed in the circumferential direction, a fixed core 12 having two excitation coils 12b disposed at a prescribed interval in the rotation axial direction of the first rotor, and core main bodies 12a to contain the excitation coils, and a second rotor 13 having a main body 13a molded of insulation magnetic material in a cylindrical form, and a second conductive layer 13b disposed in two stages on the main body. A high frequency AC current is made to flow to the two excitation coils to detect a relative rotation angle between the first rotor 11 and the second rotor 13 in this rotation sensor 10 and the second rotor 13. The second rotor 13 is molded to have an outer form that is plane-symmetric to a plane perpendicular to a rotation axis Art at a center in the direction of the rotation axis Art.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転センサと回転
センサで用いるロータに関する。
The present invention relates to a rotation sensor and a rotor used for the 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(例えば、特公平7−21433
号公報参照)。
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. There is known a rotation sensor that detects 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 (for example, Japanese Patent Publication No. 21433/1995).
Reference).

【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。
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.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記回転セ
ンサは、一方の回転体として、絶縁磁性材から筒状に成
形される本体に所定間隔を置いて上下2段に配置される
複数の非磁性導体層を設けたロータを使用する。このロ
ータに使用する磁性材は、複雑な形状でも成形が容易
で、低コストで短時間に量産できることから、電磁鋼板
等に代えて電気絶縁性を有するフェライト燒結体や熱可
塑性合成樹脂に軟磁性材粉を混合したプラスチックマグ
ネットが使用されるようになってきた。
By the way, the above-mentioned rotation sensor has a plurality of non-magnetic members arranged as upper and lower stages at predetermined intervals on a main body formed into a cylindrical shape from an insulating magnetic material as one rotating body. A rotor provided with a conductor layer is used. The magnetic material used for this rotor is easy to mold even in complicated shapes, and can be mass-produced at low cost in a short time. Plastic magnets mixed with material powder have come to be used.

【0005】このような素材を用いた前記ロータは、型
を用いて大量生産すると、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
形されたロータは、回転軸方向中央において前記回転軸
に直交する平面を基準として外形が面対称とならない。
このため、ロータは、回転センサに組み上げたときに、
前記励磁コイルとの間のギャップが前記回転軸に沿った
高さ方向の位置によって変化してしまう。このような変
化が生じると、回転センサは、2つの励磁コイルの実効
インダクタンスに差が生じる結果、上記外乱の相殺が適
正に行われず、検出精度が低下してしまうという問題が
あった。
[0005] When the rotor using such a material is mass-produced using a mold, a punching margin (a punching taper) for the die cutting is required. With such a margin, the outer shape of the formed rotor is not plane-symmetric with respect to a plane perpendicular to the rotation axis at the center in the rotation axis direction.
Therefore, when the rotor is assembled into the rotation sensor,
The gap between the excitation coil and the excitation coil changes depending on the position in the height direction along the rotation axis. If such a change occurs, the rotation sensor has a difference in effective inductance between the two exciting coils, and as a result, there is a problem that the disturbance is not properly canceled and the detection accuracy is reduced.

【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、適正な形状のロータを成形できると共に、2つの励
磁コイルの実効インダクタンスに差が生じることがな
く、検出精度に優れた回転センサを提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and provides a rotation sensor which can form a rotor having an appropriate shape and which has no difference in effective inductance between two exciting coils and has excellent detection accuracy. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の回転センサにおいては、周方向に配置される第
1の導体層を有し、回転する第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
励磁コイルを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
のシャフトにトーションバーを介して連結されて相対回
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2つの励磁コイルに高周波交流電流を流して
前記第1のロータと第2のロータとの相対回転角度を検
出する回転センサにおいて、前記第2のロータは、回転
軸方向中央の当該回転軸に直交する平面を基準として外
形が面対称に成形されている構成としたのである。
In order to achieve the above object, a rotation sensor according to the present invention has a first conductor layer arranged in a circumferential direction, and has a first conductor layer attached to a rotating first shaft. A rotor, two excitation coils arranged at a predetermined interval in a rotation axis direction of the first rotor, and a core body accommodating the excitation coil; A fixed core that is placed and attached to the fixed member, a main body formed into a cylindrical shape from an insulating magnetic material,
A second conductor layer disposed in two stages on the main body, wherein the first conductor is spaced apart from the first rotor by a predetermined distance in the radial direction;
A second rotor connected to a second shaft which is connected to a second shaft via a torsion bar and relatively rotates, and wherein a high-frequency AC current is supplied to the two exciting coils to cause the first and second rotors to rotate. In the rotation sensor for detecting a relative rotation angle with respect to the rotation axis, the second rotor has a configuration in which the outer shape is formed to be plane-symmetric with respect to a plane perpendicular to the rotation axis at the center in the rotation axis direction.

【0008】また、上記目的を達成するため本発明のロ
ータにおいては、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の導体層とを有する
ロータであって、回転軸方向中央の当該回転軸に直交す
る平面を基準として外形が面対称に成形されている構成
としたのである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a rotor including 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 outer shape is formed to be plane-symmetric with respect to a plane perpendicular to the rotation axis at the center in the rotation axis direction.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の回転センサとロー
タ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
転センサ及びこの回転センサで用いられるロータを図1
乃至図8に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a rotation sensor and a rotor according to the present invention will be described below. 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. FIG. 1 shows a rotor used in this rotation sensor.
This will be described with reference to FIGS.

【0010】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. One rotor 11 and second 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 °.

【0011】第1ロータ11は、図2に示すように、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1
1b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13b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。
As shown in FIG. 2, 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 made of a synthetic resin having electrical insulation properties and excellent moldability, and a plurality of blades 1 parallel to the rotation axis Art on the outer periphery of the flange 11a.
1b are uniformly arranged. Each slat 11b
Are formed at intervals corresponding to each of the copper foils 13b described later, and a copper foil 11c is provided on the outer surface.

【0012】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13bに
対応させて均等に配置してもよい。固定コア12は、図
2に示すように、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、絶縁磁性材からなる2つのコア本
体12aと、各コア本体12a内に収容される励磁コイ
ル12bと、両コア本体12aを収容する遮蔽ケース
(以下、単に「ケース」という)12cとを有してい
る。コア本体12aは、電気絶縁性を有するMn−Z
n,Mg−Zn,Ni−Zn等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(PPS),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。各励磁コイル12bは、ケース12cか
ら外部へ延出させた電線12d(図1参照)によって図
示しない信号処理回路と接続され、この信号処理回路か
ら交流電流が流されている。ケース12cは、交流磁界
の遮蔽性を有するアルミニウム,銅等の金属によって、
各コア本体12aを収容する2つの凹部12eを有する
リング状に形成されている。
At this time, the first rotor 11 is
A conductor layer of 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 13b on the inner surface of the b or the inner surface or the inside of the cylindrical body made of an insulating material. They may be arranged evenly in correspondence. As shown in FIG. 2, the fixed core 12 is disposed 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. . The fixed core 12 includes two core bodies 12a made of an insulating magnetic material, an excitation coil 12b housed in each core body 12a, and a shielding case (hereinafter simply referred to as “case”) 12c housing both core bodies 12a. And The core body 12a is made of an electrically insulating Mn-Z
n-Mg-Zn, Ni-Zn and other sintered materials, and nylon, polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), ABS synthetic resin and other electrically insulating thermoplastic synthetic resins. And Mn-
A soft magnetic material powder made of Zn-based ferrite is formed into a ring shape from an insulating magnetic material in which the soft magnetic material is mixed in an amount of 10 to 70% by volume. Each excitation coil 12b is connected to a signal processing circuit (not shown) by an electric wire 12d (see FIG. 1) extending from the case 12c to the outside, and an alternating current flows from the signal processing circuit. The case 12c is made of a metal such as aluminum or copper having an AC magnetic field shielding property.
It is formed in a ring shape having two concave portions 12e for accommodating each core body 12a.

【0013】このとき、固定コア12は、回転軸Artに
直交する面に関して、図2に示すように、励磁コイル1
2bを収容した2つのコア本体12a及びケース12c
を面対称に配置する。また、2つの励磁コイル12b
は、それぞれ巻き方向を逆に設定したり、交流電流を流
す向きを逆にすることで、第1ロータ11との間に形成
される磁気回路の向きを逆にする。
At this time, as shown in FIG. 2, the fixed core 12 is
Core body 12a and case 12c accommodating 2b
Are arranged in plane symmetry. Also, two excitation coils 12b
The direction of the magnetic circuit formed between the first rotor 11 and the first rotor 11 is reversed by setting the winding direction to be reversed or the direction in which the alternating current flows.

【0014】第2ロータ13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、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,図3
及び図4に示すように、本体13aの外周に回転軸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。
The second rotor 13 is formed in a cylindrical shape from the same insulating magnetic material as the fixed core 12, and is mounted at a predetermined position in the axial direction of the driven shaft which rotates relatively to the driven shaft. The second rotor 13 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 4, the rotation axis Art is provided on the outer periphery of the main body 13a.
A plurality of copper foils 13b are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, for example, alternately shifted vertically, at a central angle of 30 °.

【0015】このとき、第2ロータ13は、図1に示す
回転軸Art方向中央において回転軸Artに直交する平面
を基準として外形を面対称に成形する。このような外形
を有する第2ロータ13は、前記フェライトを燒結した
り、前記絶縁磁性材を射出成形することで、適正な形状
の下に量産することができる。例えば、第2ロータ13
の本体13aは、前記絶縁磁性材を射出成形して量産す
るときは、図5に示すように、金型D1,D2及び中子C
を用い、前記平面を基準として外形が面対称となるよう
に、点線Aに対して上下の外形が線対称となるように成
形する。
At this time, the outer shape of the second rotor 13 is formed to be plane-symmetric with respect to a plane perpendicular to the rotation axis Art in the center of the rotation axis Art shown in FIG. The second rotor 13 having such an outer shape can be mass-produced in an appropriate shape by sintering the ferrite or injection-molding the insulating magnetic material. For example, the second rotor 13
When the insulating magnetic material is injection-molded and mass-produced, as shown in FIG. 5, the molds D1, D2 and the core C
Is formed such that the outer shape is vertically symmetric with respect to the dotted line A so that the outer shape is plane-symmetric with respect to the plane.

【0016】ここで、図5に示す本体13aは、抜き代
(抜きテーパ)を極端に強調して描いてあるが、抜き代
のためのテーパ角θは1度程度が好ましい。また、図5
に示す本体13aは、内側の形状が点線Aに対して上下
で線対称となっていない。これは、第2ロータ13は、
回転センサ10に組み上げたときに、励磁コイル12b
との間のギャップが前記回転軸に沿った高さ方向の位置
によって変化しないようにする必要があるが、内側はそ
の必要がなく、このような変化があっても磁束に大きな
影響がないからである。
Here, in the main body 13a shown in FIG. 5, the punching margin (drawing taper) is extremely emphasized, but the taper angle θ for the punching margin is preferably about 1 degree. FIG.
In the main body 13a shown in FIG. 7, the inner shape is not vertically symmetrical with respect to the dotted line A. This is because the second rotor 13
When assembled in the rotation sensor 10, the excitation coil 12b
It is necessary to make sure that the gap between and does not change depending on the position in the height direction along the rotation axis, but it is not necessary on the inside, and even if such a change does not greatly affect the magnetic flux. It is.

【0017】また、第2ロータ13の本体13aは、外
形が前記のような面対称に成形されていれば、前記絶縁
磁性材によって1度程度のテーパ角θを有するそれぞれ
同一形状の半体Hbを成形し、2つの半体Hbを、図6及
び図7に示すように組み合わせて接着して構成してもよ
い。ここで、本体13aは、図6,7においても抜き代
(抜きテーパ)を極端に強調して描いてある。
If the outer shape of the main body 13a of the second rotor 13 is formed to be symmetrical with respect to the plane as described above, the same shaped half Hb having a taper angle θ of about 1 degree by the insulating magnetic material. And the two halves Hb may be combined and bonded as shown in FIGS. 6 and 7. Here, the main body 13a is also illustrated in FIGS.

【0018】更に、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。更に、
これら導体層は、高周波磁界を遮蔽するうえで、第1ロ
ータ11と固定コア12との半径方向のギャップに基づ
く磁気抵抗を考慮すると、0.1〜0.5mm程度の厚さが
望ましい。一方、銅箔13bは、理論上、中心角を小さ
くして配置間隔を小さくする程、前記導体層としての数
が多くなり、誘導されるトータル渦電流の変化量(導体
層の数に比例する)が大きくなって、相対回転角度の検
出感度が高くなるが、測定できる相対回転角度範囲が小
さくなる。
Further, if the second rotor 13 is a conductor layer, a material such as aluminum or silver can be used instead of the copper foil 13b, and these conductor layers including the copper foil 13b are made of insulating magnetic material. It may be embedded inside the material. Furthermore,
When shielding the high-frequency magnetic field, these conductor layers are desirably about 0.1 to 0.5 mm thick in consideration of the magnetic resistance based on the radial gap between the first rotor 11 and the fixed core 12. On the other hand, the number of copper foils 13b theoretically increases as the center angle is reduced and the arrangement interval is reduced, and the amount of change in the total eddy current induced (in proportion to the number of conductor layers) is increased. ) Increases, and the relative rotation angle detection sensitivity increases, but the measurable relative rotation angle range becomes smaller.

【0019】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、それぞれ取り付けると共
に、固定コア12を前記固定部材に固定してステアリン
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
The first rotor 11 is attached to the driving shaft and the second rotor 13 is attached to the driven shaft, and the fixed core 12 is fixed to the fixing member to be assembled to the steering device. And the rotation sensor 10
The torque of the steering shaft transmitted from the driving shaft to the driven shaft via the torsion bar by operating the steering handle is determined based on the relative rotation angle between the first rotor 11 and the second rotor 13. It can be determined based on the relationship between the torque acting on the driven shaft and the relative rotation angle between the two shafts.

【0020】このとき、回転センサ10においては、第
2ロータ13の外形が、図1に示す回転軸Art方向中央
において回転軸Artに直交する平面を基準として面対称
に形成されている。このため、回転センサ10は、第1
ロータ11と第2ロータ13とが相対回転しても、励磁
コイル12bと第2ロータ13との間のギャップが回転
軸Artに沿った高さ方向の位置によって変化することが
ない。このため、回転センサ10は、2つの励磁コイル
12bの実効インダクタンスに差が生じることがなく、
外乱の相殺が適正に行われ、検出精度が低下することは
ない。
At this time, in the rotation sensor 10, the outer shape of the second rotor 13 is formed symmetrically with respect to a plane perpendicular to the rotation axis Art at the center in the direction of the rotation axis Art shown in FIG. For this reason, the rotation sensor 10
Even when the rotor 11 and the second rotor 13 rotate relative to each other, the gap between the exciting coil 12b and the second rotor 13 does not change depending on the position in the height direction along the rotation axis Art. Therefore, the rotation sensor 10 does not cause a difference in the effective inductance of the two exciting coils 12b,
The disturbance is properly canceled, and the detection accuracy does not decrease.

【0021】ここで、本発明の回転センサは、図8に示
す回転センサ20のように、第1ロータ21と第2ロー
タ23を以下のように構成しても、回転センサ10と同
様に前記目的を達成することができる。ここで、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、固定コアは回転
センサ10と構成が同一である。従って、以下の説明並
びに説明で使用する図面においては、回転センサ20
は、固定コア12については回転センサ10と同一の符
号を用いることで重複した説明を省略し、第1ロータ2
1と第2ロータ23について説明する。
Here, the rotation sensor of the present invention has the same structure as the rotation sensor 10 even if the first rotor 21 and the second rotor 23 are configured as follows, as in the rotation sensor 20 shown in FIG. The goal can be achieved. Here, the rotation sensor 20 differs from the rotation sensor 10 only in the configuration of the first rotor 21 and the second rotor 23, and the configuration of the fixed core is the same as that of the rotation sensor 10. Therefore, in the following description and the drawings used in the description, the rotation sensor 20
For the fixed core 12, the same reference numerals as those of the rotation sensor 10 are used to omit redundant description, and the first rotor 2
The first and second rotors 23 will be described.

【0022】第1ロータ21は、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、フランジ21aの外周に回転軸Artと
並行する羽板21bが配置されている。羽板21bは、
外表面には銅箔21cが設けられている。このとき、第
1ロータ21は、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23bに対応させて配置してもよ
い。
The first rotor 21 is disposed between the second rotor 23 and the fixed core 12, and is attached to the driving shaft. In the first rotor 21, a blade 21b parallel to the rotation axis Art is arranged on the outer periphery of the flange 21a using the same synthetic resin as the first rotor 11. The wing plate 21b is
A copper foil 21c is provided on the outer surface. At this time, the first rotor 21 is provided on the inner surface of the wing plate 21b or on the inner surface or inside of the cylindrical body made of an insulating material. And the like) may be arranged corresponding to the copper foil 23b.

【0023】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、第2ロータ13と
同様の位置に取り付けられる。第2ロータ23は、図8
に示すように、本体23aの外周に回転軸Art方向に位
置をずらして2段に配置されると共に、周方向に半周に
亘って銅箔13bが設けられている。このとき、第2ロ
ータ23は、第2ロータ13と同様に、回転軸Art方向
中央において回転軸Artに直交する平面を基準として外
形を面対称に成形する。このような外形を有する第2ロ
ータ23は、第2ロータ13と同様にして量産すること
ができる。
The second rotor 23 is formed of the same insulating magnetic material as the fixed core 12 into a cylindrical shape, and is mounted at the same position as the second rotor 13. The second rotor 23 is shown in FIG.
As shown in the figure, the copper foil 13b is provided on the outer periphery of the main body 23a in two stages with the position shifted in the direction of the rotation axis Art and over a half circumference in the circumferential direction. At this time, similarly to the second rotor 13, the second rotor 23 has an outer shape symmetric with respect to a plane perpendicular to the rotation axis Art at the center in the rotation axis Art direction. The second rotor 23 having such an outer shape can be mass-produced in the same manner as the second rotor 13.

【0024】尚、上記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 the above embodiment has been described with respect 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.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1,2の発明によれば、適正な形
状のロータを成形できると共に、2つの励磁コイルの実
効インダクタンスに差が生じることがなく、検出精度に
優れ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, it is possible to form a rotor having an appropriate shape, and to provide a rotation sensor excellent in detection accuracy without a difference in effective inductance between two exciting coils. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の回転センサとロータに係る一実施形態
を示す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 showing an embodiment of a rotation sensor and a rotor according to the present invention.

【図2】図1の回転センサの断面正面図である。FIG. 2 is a sectional front view of the rotation sensor of FIG. 1;

【図3】図1の回転センサで用いられる第2のロータの
平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a second rotor used in the rotation sensor of FIG.

【図4】図3の第2のロータをC1−C1線に沿って切断
した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the second rotor of FIG. 3 taken along line C1-C1.

【図5】第2のロータの本体を金型及び中子を用いて成
形した状態を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the main body of the second rotor is molded using a mold and a core.

【図6】第2のロータの本体の他の形状を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view showing another shape of the main body of the second rotor.

【図7】第2のロータの本体の更に他の形状を示す断面
図である。
FIG. 7 is a sectional view showing still another shape of the main body of the second rotor.

【図8】本発明の回転センサとロータに係る他の実施形
態を示す回転センサの分解斜視図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view of a rotation sensor showing another embodiment of the rotation sensor and the rotor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 コア本体 12b 励磁コイル 12c 遮蔽ケース 12e 凹部 13 第2ロータ 13a 本体 13b 銅箔(第2の導体層) 20 回転センサ 21 第1ロータ 21a 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) Art 回転軸 C 中子 D1,D2 金型 Hb 半体 Reference Signs List 10 rotation sensor 11 first rotor 11a flange 11b blade 11c copper foil (first conductor layer) 12 fixed core 12a core body 12b excitation coil 12c shielding case 12e recess 13 second rotor 13a body 13b copper foil (second conductor) Layer) 20 Rotation sensor 21 First rotor 21a Flange 21b Blade 21c Copper foil (first conductor layer) 23 Second rotor 23a Main body 23b Copper foil (second conductor layer) Art Rotation axis C Core D1, D2 Gold Type Hb half

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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) 2F077 AA21 CC02 FF03 FF13 FF31 VV02 VV11 3D033 CA28 DB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomotaka Watanabe 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Masahiro Hasegawa 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Furukawa Electric Co., Ltd. (reference) 2F077 AA21 CC02 FF03 FF13 FF31 VV02 VV11 3D033 CA28 DB05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周方向に配置される第1の導体層を有
し、回転する第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、前記励磁コイルを収容する
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
トーションバーを介して連結されて相対回転する第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2
つの励磁コイルに高周波交流電流を流して前記第1のロ
ータと第2のロータとの相対回転角度を検出する回転セ
ンサにおいて、 前記第2のロータは、回転軸方向中央の当該回転軸に直
交する平面を基準として外形が面対称に成形されている
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 and attached to a rotating first shaft, arranged at a predetermined interval in a rotation axis direction of the first rotor. A fixed core, which is attached to a fixed member at a radial distance from the first rotor, and is formed into a cylindrical shape from an insulating magnetic material. And a second conductor layer disposed in two stages on the main body, and at a predetermined radial distance from the first rotor, the first shaft is connected to the first shaft via a torsion bar. A second rotor attached to a second shaft that is connected to and relatively rotates;
A rotation sensor that detects a relative rotation angle between the first rotor and the second rotor by passing a high-frequency AC current through the two excitation coils, wherein the second rotor is orthogonal to the rotation axis at the center in the rotation axis direction. A rotation sensor characterized in that an outer shape is formed to be plane-symmetric with respect to a plane.
【請求項2】 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の導体層とを有する
ロータであって、回転軸方向中央の当該回転軸に直交す
る平面を基準として外形が面対称に成形されていること
を特徴とするロータ。
2. A rotor having a main body formed into a cylindrical shape from an insulating magnetic material, and a second conductor layer disposed in two stages on the main body, wherein the rotor is orthogonal to the rotation axis at the center in the rotation axis direction. A rotor whose outer shape is formed symmetrically with respect to a plane to be formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007093380A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Showa Corp Torque sensor, and electric power steering device
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JP2012103243A (en) * 2010-10-15 2012-05-31 Amitec:Kk Torque sensor

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