JP2002530637A - 回転角の無接触検出用測定装置 - Google Patents
回転角の無接触検出用測定装置Info
- Publication number
- JP2002530637A JP2002530637A JP2000582768A JP2000582768A JP2002530637A JP 2002530637 A JP2002530637 A JP 2002530637A JP 2000582768 A JP2000582768 A JP 2000582768A JP 2000582768 A JP2000582768 A JP 2000582768A JP 2002530637 A JP2002530637 A JP 2002530637A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gap
- rotor
- measuring device
- stator
- rotation angle
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
Abstract
(57)【要約】
回転角の無接触検出用測定装置は支持体プレート（１４）から成り、この支持体プレートは軟磁性材料から成り、ロータとして用いられる。支持体プレート（１４）の平面に、ギャップスリット部（２１）、ギャップスペーサ部（２２）、および第３のギャップ（６０）によって分離された２つのセグメント（１６、１７、１６ａ）が配置されている。ギャップスペーサ部（２２）はここでは切欠のかたちのセグメント（１７）として構成されている。第３のギャップ部（６０）も同様に切欠のかたちのセグメント（１６ａ）として存在している。ギャップスペーサ部（２２）の大きさと第３のギャップ部（６０）の大きさとの比は特性曲線のオフセットが得られるように調整される。
Description
【０００１】 従来技術 本発明は請求項１の上位概念記載の回転角の無接触検出用測定装置に関する。
【０００２】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６３４３８１．３号明細書から、相互に
３つの平面をなすように配置されたセンサが公知である。ロータは中央の平面を
形成しており、永久磁石に対する支持体プレートから成る。支持体プレート自体
は非導磁性材料から成っている。このため磁束は他の２つの平面すなわちステー
タの上方に延在し、磁束はステータの２つの平面の間に設けられている２つの間
隔部により制御される。ロータに固定された軸のシャフトおよびその延長部は磁
束に対する影響を有さない。このセンサによれば確かに比較的大きな角度領域を
符号反転なしに測定できるが、軸線方向から見て平行な３つの平面から成るため
に構造が比較的大きくなる。
３つの平面をなすように配置されたセンサが公知である。ロータは中央の平面を
形成しており、永久磁石に対する支持体プレートから成る。支持体プレート自体
は非導磁性材料から成っている。このため磁束は他の２つの平面すなわちステー
タの上方に延在し、磁束はステータの２つの平面の間に設けられている２つの間
隔部により制御される。ロータに固定された軸のシャフトおよびその延長部は磁
束に対する影響を有さない。このセンサによれば確かに比較的大きな角度領域を
符号反転なしに測定できるが、軸線方向から見て平行な３つの平面から成るため
に構造が比較的大きくなる。
【０００３】 本発明の利点 本発明の請求項１の特徴部分の構成を有する回転角の無接触検出用測定装置は
、従来技術に比べて、センサが軸線方向で見て比較的小さな寸法であるという利
点を有する。センサは２つの平面をなす構造を取っている。ロータとなる永久磁
石の支持体プレートが同時に磁束を案内するためにも用いられる。さらにロータ
の取り付けられているシャフトないし軸は磁束案内部材内へ通っており、これに
より付加的な磁束案内部材を省略できる。なおこうした構造により部材数ひいて
はこれに結びつく取り付けコストが低減される。
、従来技術に比べて、センサが軸線方向で見て比較的小さな寸法であるという利
点を有する。センサは２つの平面をなす構造を取っている。ロータとなる永久磁
石の支持体プレートが同時に磁束を案内するためにも用いられる。さらにロータ
の取り付けられているシャフトないし軸は磁束案内部材内へ通っており、これに
より付加的な磁束案内部材を省略できる。なおこうした構造により部材数ひいて
はこれに結びつく取り付けコストが低減される。
【０００４】 このセンサは簡単な構造かつ僅かな取り付けコストで、種々のシステム、例え
ばスロットル開度測定装置やアクセルペダル値センサ用のペダルモジュールなど
に組み込むことができる。また独立したセンサとしてスロットルバルブセンサま
たはボディサスペンション装置などにも使用可能である。
ばスロットル開度測定装置やアクセルペダル値センサ用のペダルモジュールなど
に組み込むことができる。また独立したセンサとしてスロットルバルブセンサま
たはボディサスペンション装置などにも使用可能である。
【０００５】 従属請求項に記載されている手段により、請求項１に記載されている測定装置
の有利な実施形態および改善形態が得られる。
の有利な実施形態および改善形態が得られる。
【０００６】 図面 本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明する。図１〜図４には第１の実施
例の種々の側面図ないし平面図が示されている。ここで図１は図３の観察方向Ｘ
から見た長手方向側面図であり、図２は図４の線Ｂ−Ｂで切断した断面図であり
、図３は図１の観察方向Ｙから見た平面図であり、図４は図３の方向Ａ−Ａから
見た長手方向側面図である。図５、図６は回転角０゜および誘導値Ｂ＝０での磁
束が示されており、図７、図８には最大回転角および最大誘導値Ｂ＝ｍａｘでの
磁束が示されている。図９には回転角αに関する誘導値Ｂの特性が示されている
。センサをスロットルバルブセンサまたはペダル値センサに組み込む別の実施例
は長手方向側面図として図１０、図１１に示されている。別の実施例は図１２、
図１４の平面図と図１３、図１５の長手方向側面図に示されている。図１６〜図
２７には構造上の構成のオフセットが行われる実施例が示されている。このうち
図２１〜図２６には同じギャップ幅による構成と磁束の状態とが示されている。
例の種々の側面図ないし平面図が示されている。ここで図１は図３の観察方向Ｘ
から見た長手方向側面図であり、図２は図４の線Ｂ−Ｂで切断した断面図であり
、図３は図１の観察方向Ｙから見た平面図であり、図４は図３の方向Ａ−Ａから
見た長手方向側面図である。図５、図６は回転角０゜および誘導値Ｂ＝０での磁
束が示されており、図７、図８には最大回転角および最大誘導値Ｂ＝ｍａｘでの
磁束が示されている。図９には回転角αに関する誘導値Ｂの特性が示されている
。センサをスロットルバルブセンサまたはペダル値センサに組み込む別の実施例
は長手方向側面図として図１０、図１１に示されている。別の実施例は図１２、
図１４の平面図と図１３、図１５の長手方向側面図に示されている。図１６〜図
２７には構造上の構成のオフセットが行われる実施例が示されている。このうち
図２１〜図２６には同じギャップ幅による構成と磁束の状態とが示されている。
【０００７】 実施例の説明 図１〜図４には番号１０で軸１１を介して図示されていないモジュールの回転
角を検出するために接続されたセンサが示されている。軸１１の端面には延長部
１２が設けられており、その肩部１３の中央に支持体プレート１４が取り付けら
れている。この支持体プレートは同時にロータとして用いられる。軸１１、延長
部１２、および支持体プレート１４は個別モジュールとして製造してもよいし、
一体のモジュールとして製造してもよい。支持体プレート１４では中心点すなわ
ち軸１１の付け根部分からできるだけ大きな半径方向距離を置いてリング状の永
久磁石１５が配置されている。この場合前述の距離が大きくなるにつれて測定信
号の分解能も良好となる。永久磁石１５は円形部分（円形セグメント）または円
形リング部分として構成することができる。その角度領域は少なくとも監視すべ
きモジュールないし測定すべきモジュールで求められる最大回転角に相応する大
きさである。図２、図３からわかるように、永久磁石１５の角度領域はこの実施
例では１８０゜であり、したがって測定すべき回転角は１８０゜に達している。
永久磁石１５はさらに軸方向、すなわち支持体プレート１４に対して垂直な方向
で極性づけられている。支持体プレート１４は導磁性材料、特に軟磁性材料から
成る。本発明によれば、軸１１および延長部１２、または少なくとも延長部１２
が導磁性材料、特に軟磁性材料から形成される。
角を検出するために接続されたセンサが示されている。軸１１の端面には延長部
１２が設けられており、その肩部１３の中央に支持体プレート１４が取り付けら
れている。この支持体プレートは同時にロータとして用いられる。軸１１、延長
部１２、および支持体プレート１４は個別モジュールとして製造してもよいし、
一体のモジュールとして製造してもよい。支持体プレート１４では中心点すなわ
ち軸１１の付け根部分からできるだけ大きな半径方向距離を置いてリング状の永
久磁石１５が配置されている。この場合前述の距離が大きくなるにつれて測定信
号の分解能も良好となる。永久磁石１５は円形部分（円形セグメント）または円
形リング部分として構成することができる。その角度領域は少なくとも監視すべ
きモジュールないし測定すべきモジュールで求められる最大回転角に相応する大
きさである。図２、図３からわかるように、永久磁石１５の角度領域はこの実施
例では１８０゜であり、したがって測定すべき回転角は１８０゜に達している。
永久磁石１５はさらに軸方向、すなわち支持体プレート１４に対して垂直な方向
で極性づけられている。支持体プレート１４は導磁性材料、特に軟磁性材料から
成る。本発明によれば、軸１１および延長部１２、または少なくとも延長部１２
が導磁性材料、特に軟磁性材料から形成される。
【０００８】 永久磁石１５の上方の第２の平面には支持体プレート１４に対して平行に僅か
な距離を置いてステータが配置されている。このステータは２つのセグメント１
６、１７から成る。セグメント１６はここでは湾曲部１９の個所で延長部１２を
包囲している。この実施例では湾曲部１９は円形湾曲部として構成されている。
ただし他の輪郭も可能である。ここで重要なのは延長部１２とセグメント１６と
の間で導磁性の接続が可能となる点である。軸１１と湾曲部１９との間のギャッ
プ２０はできる限り小さく構成しなければならない。２つのセグメント１６、１
７の間には連続したギャップが設けられており、このギャップは図１〜図４の実
施例では同様に構成された外側の２つの部分２１と、湾曲部１９の領域に位置す
る中央のギャップスペーサ部２２とを有する。ギャップスペーサ部２２ではセグ
メント１６、１７の間（すなわちこの実施例では湾曲部１９の領域）に永久磁石
１５によって形成された磁力線の磁束ができるかぎり存在しないようにすること
が重要である。したがってギャップスペーサ部２２は空気または他の非導磁性材
料で充填される。ギャップスペーサ部２２が空気で充填されている場合、このギ
ャップスペーサ部をギャップ部２１に比べて大きく構成し、上述の効果を達成し
なければならない。空気の代わりに他の非導磁性材料を選択することもできる。
ギャップ部２１ではほぼ中央に磁界感応性素子２５、例えばフィールドプレート
、磁気トランジスタ、コイル、磁気抵抗性素子、またはホール素子などが配置さ
れている。ここで重要なのは磁界感応性モジュールの出力信号と磁気誘導値Ｂと
ができる限り線形の依存性を有することである。図１〜図４にはそれぞれ唯一の
磁界感応性素子２５、すなわちホール素子を用いた測定部が示されている。この
実施例では素子２５はできる限りギャップ部２１の中央に配置しなければならな
い。これに対して素子２５をそれぞれ１つずつ２つのギャップ部２１内に配置し
て、例えばいわゆる冗長測定（安全測定）を行うこともできる。また１つのギャ
ップ部に２つの素子を配置することもできる。図３に示されているように、一方
のギャップ部２１にだけ唯一の磁界感応性素子２５を配置する場合には、対向す
るギャップ部２１もギャップスペーサ部２２の大きさを有し、このためにギャッ
プスペーサ部２２に属する非導磁性の機能を備えることができる。もちろん測定
ギャップとして用いられるギャップ部２１を図３に示されているような対称形で
はなく、非対称または傾角を付けて配置することもできる。この場合に重要なの
はギャップ部２１がギャップスペーサ部２２に比べて小さく構成されている点で
あり、これにより磁界感応性素子２５を通る磁力線で障害のない磁束が得られる
。
な距離を置いてステータが配置されている。このステータは２つのセグメント１
６、１７から成る。セグメント１６はここでは湾曲部１９の個所で延長部１２を
包囲している。この実施例では湾曲部１９は円形湾曲部として構成されている。
ただし他の輪郭も可能である。ここで重要なのは延長部１２とセグメント１６と
の間で導磁性の接続が可能となる点である。軸１１と湾曲部１９との間のギャッ
プ２０はできる限り小さく構成しなければならない。２つのセグメント１６、１
７の間には連続したギャップが設けられており、このギャップは図１〜図４の実
施例では同様に構成された外側の２つの部分２１と、湾曲部１９の領域に位置す
る中央のギャップスペーサ部２２とを有する。ギャップスペーサ部２２ではセグ
メント１６、１７の間（すなわちこの実施例では湾曲部１９の領域）に永久磁石
１５によって形成された磁力線の磁束ができるかぎり存在しないようにすること
が重要である。したがってギャップスペーサ部２２は空気または他の非導磁性材
料で充填される。ギャップスペーサ部２２が空気で充填されている場合、このギ
ャップスペーサ部をギャップ部２１に比べて大きく構成し、上述の効果を達成し
なければならない。空気の代わりに他の非導磁性材料を選択することもできる。
ギャップ部２１ではほぼ中央に磁界感応性素子２５、例えばフィールドプレート
、磁気トランジスタ、コイル、磁気抵抗性素子、またはホール素子などが配置さ
れている。ここで重要なのは磁界感応性モジュールの出力信号と磁気誘導値Ｂと
ができる限り線形の依存性を有することである。図１〜図４にはそれぞれ唯一の
磁界感応性素子２５、すなわちホール素子を用いた測定部が示されている。この
実施例では素子２５はできる限りギャップ部２１の中央に配置しなければならな
い。これに対して素子２５をそれぞれ１つずつ２つのギャップ部２１内に配置し
て、例えばいわゆる冗長測定（安全測定）を行うこともできる。また１つのギャ
ップ部に２つの素子を配置することもできる。図３に示されているように、一方
のギャップ部２１にだけ唯一の磁界感応性素子２５を配置する場合には、対向す
るギャップ部２１もギャップスペーサ部２２の大きさを有し、このためにギャッ
プスペーサ部２２に属する非導磁性の機能を備えることができる。もちろん測定
ギャップとして用いられるギャップ部２１を図３に示されているような対称形で
はなく、非対称または傾角を付けて配置することもできる。この場合に重要なの
はギャップ部２１がギャップスペーサ部２２に比べて小さく構成されている点で
あり、これにより磁界感応性素子２５を通る磁力線で障害のない磁束が得られる
。
【０００９】 図９には素子２５、例えばホール素子における磁気誘導値Ｂの特性曲線の経過
が軸１１の回転角αに関して示されている。回転角αが０゜のときは誘導値Ｂも
同様に０であり、回転角αが最大のときには最大の誘導値Ｂが達成される。この
実施例では最大の回転角は１８０゜に達する。回転角が０゜のときのセンサ１０
の位置が図５、図６に示されている。永久磁石１５の磁束がステータに対するロ
ータの運動に用いられる小さなギャップを越えてセグメント１６へ案内され、そ
こから小さな支承部の空隙を越えて延長部１２へ達し、さらにそこから支持体プ
レート１４を介して永久磁石１５へ戻っている様子がわかる。特に図６から見て
とれるように、磁束は回転角が０゜のときに素子２５を通って延在するように調
整されるので、この場合素子２５には磁気誘導Ｂが発生しない。軸１１および支
持体プレート１４が永久磁石１５とともに回転すると、素子２５を通って延在す
る磁束は増大し、図９に示されている線形の測定線が得られる。最大回転角αで
の調整の様子は図７、図８に示されている。図７は図８の観察方向Ａでの側面図
である。最大回転角αの位置で永久磁石１５の全磁束が小さなギャップを越えて
セグメント１７へ延在している。そこから磁束はギャップ部２１を通ってセグメ
ント１６へ流れ、対向する側で他方のギャップ部２１を通って延長部１２の支承
部の空隙へ達し、そこから支持体プレート１４を越えて永久磁石１５へ戻る。特
に図８からわかる通り、ギャップ部２１を通過する際に全磁束はほぼ素子２５を
通って案内され、これにより素子２５に最大の磁気誘導Ｂが生じる。図８からは
さらにギャップスペーサ部２２を通ってほぼ完全な磁力線特性がギャップ部２１
ひいては素子２４に作用することがわかる。ギャップスペーサ部２２を越える磁
束は可能な限り存在しないようにしなければならない。
が軸１１の回転角αに関して示されている。回転角αが０゜のときは誘導値Ｂも
同様に０であり、回転角αが最大のときには最大の誘導値Ｂが達成される。この
実施例では最大の回転角は１８０゜に達する。回転角が０゜のときのセンサ１０
の位置が図５、図６に示されている。永久磁石１５の磁束がステータに対するロ
ータの運動に用いられる小さなギャップを越えてセグメント１６へ案内され、そ
こから小さな支承部の空隙を越えて延長部１２へ達し、さらにそこから支持体プ
レート１４を介して永久磁石１５へ戻っている様子がわかる。特に図６から見て
とれるように、磁束は回転角が０゜のときに素子２５を通って延在するように調
整されるので、この場合素子２５には磁気誘導Ｂが発生しない。軸１１および支
持体プレート１４が永久磁石１５とともに回転すると、素子２５を通って延在す
る磁束は増大し、図９に示されている線形の測定線が得られる。最大回転角αで
の調整の様子は図７、図８に示されている。図７は図８の観察方向Ａでの側面図
である。最大回転角αの位置で永久磁石１５の全磁束が小さなギャップを越えて
セグメント１７へ延在している。そこから磁束はギャップ部２１を通ってセグメ
ント１６へ流れ、対向する側で他方のギャップ部２１を通って延長部１２の支承
部の空隙へ達し、そこから支持体プレート１４を越えて永久磁石１５へ戻る。特
に図８からわかる通り、ギャップ部２１を通過する際に全磁束はほぼ素子２５を
通って案内され、これにより素子２５に最大の磁気誘導Ｂが生じる。図８からは
さらにギャップスペーサ部２２を通ってほぼ完全な磁力線特性がギャップ部２１
ひいては素子２４に作用することがわかる。ギャップスペーサ部２２を越える磁
束は可能な限り存在しないようにしなければならない。
【００１０】 図１０には上述のセンサをスロットルバルブ調整ユニット３０に組み込む実施
例が示されている。このユニット３０によれば機関制御のためのスロットルバル
ブの回転角が検出される。ここでステータのセグメント１６、１７は直接にスロ
ットルバルブ調整ユニット３０のカバー部材３１内に配置されている。カバー部
材３１はプラスティックから成るので、セグメント１６、１７はカバー部材３１
とともに射出成形される。ただしステータの２つのセグメント１６、１７はカバ
ー部材３１内で係止してもよい。もちろんその場合には永久磁石１５からセグメ
ント１６、１７への磁束の流れを可能にするギャップ３３を設けなければならな
い。図１０には示されていないが、ギャップ３３には同様に１つまたは複数の素
子２５が存在している。ここで軸１１はスロットルバルブのシャフト３２に固定
されているか、またはこのシャフト３２の延長部となっている。ロータとして用
いられる永久磁石１５を備えた支持体プレート１４はしたがって直接にスロット
ルバルブのシャフトに固定されている。大規模に変更しなくとも図１〜図４、図
１２〜図１５のセンサをスロットルバルブ調整ユニット３０に組み込むことがで
きる。ここで簡単に例えば従来使用されているポテンショメータを交換すること
ができる。図１１にはペダル値センサが示されている。図１１ではステータのセ
グメント１６、１７がユニット３０の底部４０に配置されている。セグメント１
６、１７はここでも底部４０と一体に成形されるか、またはここに係止される。
シャフト３２の延長部はステータを通って突出しており、ロータとして用いられ
る支持体プレート１４は軸３２の端部に固定されている。このように図１０、図
１１に相応して図１〜４、図１２〜１５の構成のセンサの構造上の性質はスロッ
トルバルブ調整ユニット３０またはペダル値センサに適合可能である。
例が示されている。このユニット３０によれば機関制御のためのスロットルバル
ブの回転角が検出される。ここでステータのセグメント１６、１７は直接にスロ
ットルバルブ調整ユニット３０のカバー部材３１内に配置されている。カバー部
材３１はプラスティックから成るので、セグメント１６、１７はカバー部材３１
とともに射出成形される。ただしステータの２つのセグメント１６、１７はカバ
ー部材３１内で係止してもよい。もちろんその場合には永久磁石１５からセグメ
ント１６、１７への磁束の流れを可能にするギャップ３３を設けなければならな
い。図１０には示されていないが、ギャップ３３には同様に１つまたは複数の素
子２５が存在している。ここで軸１１はスロットルバルブのシャフト３２に固定
されているか、またはこのシャフト３２の延長部となっている。ロータとして用
いられる永久磁石１５を備えた支持体プレート１４はしたがって直接にスロット
ルバルブのシャフトに固定されている。大規模に変更しなくとも図１〜図４、図
１２〜図１５のセンサをスロットルバルブ調整ユニット３０に組み込むことがで
きる。ここで簡単に例えば従来使用されているポテンショメータを交換すること
ができる。図１１にはペダル値センサが示されている。図１１ではステータのセ
グメント１６、１７がユニット３０の底部４０に配置されている。セグメント１
６、１７はここでも底部４０と一体に成形されるか、またはここに係止される。
シャフト３２の延長部はステータを通って突出しており、ロータとして用いられ
る支持体プレート１４は軸３２の端部に固定されている。このように図１０、図
１１に相応して図１〜４、図１２〜１５の構成のセンサの構造上の性質はスロッ
トルバルブ調整ユニット３０またはペダル値センサに適合可能である。
【００１１】 図１２、図１３の実施例ではセンサの支持体プレートは完全なディスク形では
ない。支持体プレート１４ａは永久磁石１５の大きさに相応する角度領域を有す
れば充分である。図１２には図１〜図４に関連して１８０゜の角度領域を有する
永久磁石が示されている。したがってこの支持体プレート１４ａの角度領域はほ
ぼ１８０゜である。セグメントとして構成された支持体ディスク１４ａの外輪郭
は任意に構成できる。したがって例えば図１４、図１５では支持体セグメント１
４ｂは歯車状セグメントとして構成されている。特に図１５からわかるように、
歯車状セグメント４５は支持体ディスク１４ｂに接して射出成形されており、こ
こで歯車状セグメント４５は永久磁石１５もともに包囲している。非導磁性材料
から製造された歯車状セグメントを用いれば、同時に支持体プレートへの駆動力
を使用することができる。これにより駆動部への組み込みが可能となり、きわめ
てコンパクトな構造が得られる。
ない。支持体プレート１４ａは永久磁石１５の大きさに相応する角度領域を有す
れば充分である。図１２には図１〜図４に関連して１８０゜の角度領域を有する
永久磁石が示されている。したがってこの支持体プレート１４ａの角度領域はほ
ぼ１８０゜である。セグメントとして構成された支持体ディスク１４ａの外輪郭
は任意に構成できる。したがって例えば図１４、図１５では支持体セグメント１
４ｂは歯車状セグメントとして構成されている。特に図１５からわかるように、
歯車状セグメント４５は支持体ディスク１４ｂに接して射出成形されており、こ
こで歯車状セグメント４５は永久磁石１５もともに包囲している。非導磁性材料
から製造された歯車状セグメントを用いれば、同時に支持体プレートへの駆動力
を使用することができる。これにより駆動部への組み込みが可能となり、きわめ
てコンパクトな構造が得られる。
【００１２】 図１６〜図２７には特性曲線をオフセットポイントでずらす実施例が示されて
いる。従来技術に相応する他の装置ではこのオフセットを電子回路装置を用いて
行うが、これは煩雑でしかも高いコストがかかる。本発明の測定装置の構造は一
貫して前述の実施例に相応する。図１０〜図１５に示されたバリエーションはこ
こでは方向の変化にも適合可能である。この実施例では延長部１９が軸１２を把
持し、これによりセグメント１７からセグメント１６へ向かう磁束が調整される
が、このために図１７のセグメント１６ａはギャップ部６０を有する。このギャ
ップ部は円形に軸領域に延在し、セグメント１６ａの一部となっている。このギ
ャップ部６０は空隙として構成してもよいし、また他の非導磁性材料で充填して
構成してもよく、この点は上述のギャップ２２の場合と同様である。図１１に示
されているように、セグメント１７、１６ａはセンサのカバー部材内に固定する
ことができる。
いる。従来技術に相応する他の装置ではこのオフセットを電子回路装置を用いて
行うが、これは煩雑でしかも高いコストがかかる。本発明の測定装置の構造は一
貫して前述の実施例に相応する。図１０〜図１５に示されたバリエーションはこ
こでは方向の変化にも適合可能である。この実施例では延長部１９が軸１２を把
持し、これによりセグメント１７からセグメント１６へ向かう磁束が調整される
が、このために図１７のセグメント１６ａはギャップ部６０を有する。このギャ
ップ部は円形に軸領域に延在し、セグメント１６ａの一部となっている。このギ
ャップ部６０は空隙として構成してもよいし、また他の非導磁性材料で充填して
構成してもよく、この点は上述のギャップ２２の場合と同様である。図１１に示
されているように、セグメント１７、１６ａはセンサのカバー部材内に固定する
ことができる。
【００１３】 ２つのギャップ２２、６０の相互の比により特性曲線をずらす際のオフセット
量が定められる。図２０では素子２５、例えばホール素子での磁気誘導値Ｂの特
性曲線６２の経過が軸１１の回転角αに関して示されている。図１〜図７の実施
例のギャップ部６０のない構成と比較するために、特性曲線６３が示されている
。これは図１〜図１５の構成での回転角αに関する誘導値Ｂの経過である。図１
６、図１７に示されているように回転角αが０゜であるとき、ギャップ部６０の
ために誘導値Ｂは負の値となり、これに対して回転角が最大であるとき誘導値も
最大のＢｍａｘとなる。図２０からわかるように、特性曲線６２、６３は相互に
平行に延在している。２つの特性曲線はオフセット値Ｘだけ相互にずれている。
２つのギャップ２２、６０の相互の比により、特性曲線６２、６３のオフセット
量Ｘは所望の位置だけシフトさせることができる。ギャップ部６０がギャップ２
２に対して小さくなるにつれて、特性曲線６２のオフセット調整幅は大きくなる
。ギャップ部６０、２２の相互調整ないし２つのギャップ部６０、２２の比の調
整により特性曲線６２がオフセットされる。
量が定められる。図２０では素子２５、例えばホール素子での磁気誘導値Ｂの特
性曲線６２の経過が軸１１の回転角αに関して示されている。図１〜図７の実施
例のギャップ部６０のない構成と比較するために、特性曲線６３が示されている
。これは図１〜図１５の構成での回転角αに関する誘導値Ｂの経過である。図１
６、図１７に示されているように回転角αが０゜であるとき、ギャップ部６０の
ために誘導値Ｂは負の値となり、これに対して回転角が最大であるとき誘導値も
最大のＢｍａｘとなる。図２０からわかるように、特性曲線６２、６３は相互に
平行に延在している。２つの特性曲線はオフセット値Ｘだけ相互にずれている。
２つのギャップ２２、６０の相互の比により、特性曲線６２、６３のオフセット
量Ｘは所望の位置だけシフトさせることができる。ギャップ部６０がギャップ２
２に対して小さくなるにつれて、特性曲線６２のオフセット調整幅は大きくなる
。ギャップ部６０、２２の相互調整ないし２つのギャップ部６０、２２の比の調
整により特性曲線６２がオフセットされる。
【００１４】 図２１〜図２７には本発明を説明するために、ギャップ部６０およびギャップ
２２が同じ大きさ、すなわち比が１である実施例が示されている。角度α＝０の
出発位置では最大の負の磁気誘導Ｂ１が発生する。図２２からわかるように、回
転角α＝０の出発位置では永久磁石１５は素子２５とオーバラップしていない。
これに対して最大の回転角αｍａｘのときには最大の正の磁気誘導Ｂ２が発生す
る。図２６から明らかであるように永久磁石はここでも素子２５とのオーバラッ
プを有さない。装置は回転角αｍａｘ／２のときに誘導値Ｂが０に等しくなるよ
うに調整されている。図２３、図２４からわかるように、この位置では永久磁石
は素子２５の上方中央に位置している。
２２が同じ大きさ、すなわち比が１である実施例が示されている。角度α＝０の
出発位置では最大の負の磁気誘導Ｂ１が発生する。図２２からわかるように、回
転角α＝０の出発位置では永久磁石１５は素子２５とオーバラップしていない。
これに対して最大の回転角αｍａｘのときには最大の正の磁気誘導Ｂ２が発生す
る。図２６から明らかであるように永久磁石はここでも素子２５とのオーバラッ
プを有さない。装置は回転角αｍａｘ／２のときに誘導値Ｂが０に等しくなるよ
うに調整されている。図２３、図２４からわかるように、この位置では永久磁石
は素子２５の上方中央に位置している。
【図１】 第１の実施例の側面図である。
【図２】 図４の線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
【図３】 図１の観察方向Ｙから見た平面図である。
【図４】 図３の方向Ａ−Ａから見た長手方向側面図である。
【図５】 回転角０゜および誘導値Ｂ＝０での磁束の状態を示す図である。
【図６】 回転角０゜および誘導値Ｂ＝０での磁束の状態を示す図である。
【図７】 最大回転角および最大誘導値Ｂ＝ｍａｘでの磁束の状態を示す図である。
【図８】 最大回転角および最大誘導値Ｂ＝ｍａｘでの磁束の状態を示す図である。
【図９】 誘導値Ｂの特性図である。
【図１０】 センサをスロットルバルブセンサまたはペダル値センサに組み込む実施例の長
手方向側面図である。
手方向側面図である。
【図１１】 センサをスロットルバルブセンサまたはペダル値センサに組み込む実施例の長
手方向側面図である。
手方向側面図である。
【図１２】 別の実施例の平面図である。
【図１３】 別の実施例の長手方向側面図である。
【図１４】 別の実施例の平面図である。
【図１５】 別の実施例の長手方向側面図である。
【図１６】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図１７】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図１８】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図１９】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２０】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２１】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２２】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２３】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２４】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２５】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２６】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【図２７】 構造上のオフセットが行われる実施例を示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (10)
- 【請求項１】 ロータ（１４）上に永久磁石（１５）が配置されており、 ステータ（１６、１７）とロータ（１４）との間に空隙が存在しており、 ステータは少なくとも２つのセグメント（１６、１７）から成っており、該２
つのセグメントは少なくとも１つの非導磁性ギャップ（２１、２２、６０）によ
って分離されており、 少なくとも１つのギャップに少なくとも１つの磁気感応性素子（２５）が配置
されており、 ステータの少なくとも一部はロータ（１４）と非導磁的に接続されている、 ステータ（１６、１７）とロータ（１４）との間の回転角αの無接触検出用測定
装置において、 ロータ（１４）の軸（１１）は導磁性材料から成る少なくとも１つの領域を有
しており、該領域は少なくともロータ（１４）からロータ（１４）への導磁的接
続を有するステータ（１６）の一部へ向かっており、 少なくとも１つの第１のギャップ部（２２）はステータの２つの部分（１６、
１７）間に設けられており、 永久磁石（１５）の磁束が阻止されて少なくとも１つの他のギャップ部（２１
）を越えて延在するように制御され、 ステータの一部（１６ａ）に第２のギャップ部（６０）が設けられており、 少なくとも１つの第１のギャップ部（２２）および第２のギャップ部（６０）
はロータ（１４）の軸（１１）を少なくとも部分的に包囲している、 ことを特徴とする回転角の無接触検出用測定装置。 - 【請求項２】 第１のギャップ部（２２）は他のギャップ部（２１）よりも
大きい、請求項１記載の測定装置。 - 【請求項３】 第１のギャップ部および第２のギャップ部（２２、６０）が
ロータ（１４）の軸（１１）を包囲している、請求項１または２記載の測定装置
。 - 【請求項４】 第１のギャップ部（２２）の幅と第２のギャップ部（６０）
の幅との比は、測定装置の特性曲線（６２、６３）がオフセット量（Ｘ）だけず
らされるように調整される、請求項１から３までのいずれか１項記載の測定装置
。 - 【請求項５】 ロータおよびステータはディスク形に構成されている、請求
項１から４までのいずれか１項記載の測定装置。 - 【請求項６】 ロータはセグメントとして構成されている、請求項１から５
までのいずれか１項記載の測定装置。 - 【請求項７】 ギャップ部（２１）が２つ設けられており、該２つのギャッ
プ部にそれぞれ少なくとも１つのホール素子（２５）が配置されている、請求項
１から６までのいずれか１項記載の測定装置。 - 【請求項８】 軸（１１）およびロータ（１４）は一体に成形されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載の測定装置。 - 【請求項９】 ステータ（１６、１７）として用いられる部分がセンサ（３
０）のカバー部材（３１）内に組み込まれており、該カバー部材（３１）はプラ
スティックから成る請求項１から８までのいずれか１項記載の測定装置を備えて
いる、 ことを特徴とするスロットルバルブセンサまたはペダル値センサ。 - 【請求項１０】 ステータ（１６、１７）として用いられる部分がセンサ（
３０）の底部（４０）に組み込まれており、該底部（４０）はプラスティックか
ら成る請求項１から８までのいずれか１項記載の測定装置を備えている、 ことを特徴とするスロットルバルブセンサまたはペダル値センサ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19852916.3 | 1998-11-17 | ||
| DE19852916A DE19852916A1 (de) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels |
| PCT/DE1999/003025 WO2000029814A1 (de) | 1998-11-17 | 1999-09-22 | Messvorrichtung zur berührunglosen erfassung eines drehwinkels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002530637A true JP2002530637A (ja) | 2002-09-17 |
| JP4436982B2 JP4436982B2 (ja) | 2010-03-24 |
Family
ID=7888028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000582768A Expired - Fee Related JP4436982B2 (ja) | 1998-11-17 | 1999-09-22 | 回転角の無接触検出用測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6568284B1 (ja) |
| EP (1) | EP1131605B1 (ja) |
| JP (1) | JP4436982B2 (ja) |
| AU (1) | AU761364B2 (ja) |
| DE (2) | DE19852916A1 (ja) |
| WO (1) | WO2000029814A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011021940A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Keihin Corp | インダクタンス式回転角度センサ及びその製造方法 |
| WO2013054384A1 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 三菱電機株式会社 | 位置検出装置 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20008930U1 (de) * | 2000-05-19 | 2001-07-05 | Siemens Ag | Einrichtung zur Befestigung eines Magneten sowie Stellungsregler mit einer derartigen Einrichtung |
| GB0012226D0 (en) * | 2000-05-19 | 2000-07-12 | Fast Technology Gmbh | Magnetic-based torque/speed sensor |
| JP2004020527A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Nippon Soken Inc | トルクセンサ |
| GB0421383D0 (en) * | 2004-09-27 | 2004-10-27 | Melexis Nv | Monitoring device |
| US7726208B2 (en) * | 2006-11-22 | 2010-06-01 | Zf Friedrichshafen Ag | Combined steering angle and torque sensor |
| US20100176803A1 (en) * | 2009-01-12 | 2010-07-15 | Infineon Technologies Ag | Angle sensor with flux guides, rotatable magnet and magnetic sensor |
| FR2950426B1 (fr) * | 2009-09-24 | 2012-10-19 | Ratier Figeac Soc | Capteur de position angulaire sans contact |
| US9772110B2 (en) * | 2014-10-21 | 2017-09-26 | Hsu-Nan Liu | Gas control valve featuring magnetic control and gas ignition system having the same |
| US10293481B1 (en) * | 2016-12-14 | 2019-05-21 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Relative deflection detector |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US979503A (en) * | 1909-12-04 | 1910-12-27 | Charles Henry Johnson | Electrical torsiometer. |
| US2467738A (en) * | 1946-08-30 | 1949-04-19 | Westinghouse Electric Corp | Strain responsive device |
| US3329012A (en) * | 1963-11-08 | 1967-07-04 | Schaevitz Engineering | Torsion measuring device |
| JPS5731353A (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Speed detector for sewing machine |
| US4891567A (en) * | 1987-07-16 | 1990-01-02 | Minebea Co., Ltd. | Brushless DC motor having an outer rotor |
| US5444369A (en) * | 1993-02-18 | 1995-08-22 | Kearney-National, Inc. | Magnetic rotational position sensor with improved output linearity |
| DE19630764A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Bosch Gmbh Robert | Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung einer Relativbewegung |
| DE19634281C2 (de) * | 1996-08-24 | 2000-01-27 | Bosch Gmbh Robert | Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels bzw. einer linearen Bewegung |
| AU730010B2 (en) * | 1997-12-04 | 2001-02-22 | Robert Bosch Gmbh | Measuring device for contactless sensing of a rotational angle |
-
1998
- 1998-11-17 DE DE19852916A patent/DE19852916A1/de not_active Ceased
-
1999
- 1999-09-22 US US09/856,107 patent/US6568284B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-22 JP JP2000582768A patent/JP4436982B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-22 DE DE59913781T patent/DE59913781D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-22 WO PCT/DE1999/003025 patent/WO2000029814A1/de active IP Right Grant
- 1999-09-22 EP EP99955758A patent/EP1131605B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-22 AU AU12613/00A patent/AU761364B2/en not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011021940A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Keihin Corp | インダクタンス式回転角度センサ及びその製造方法 |
| WO2013054384A1 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 三菱電機株式会社 | 位置検出装置 |
| JP5409972B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2014-02-05 | 三菱電機株式会社 | 位置検出装置 |
| US9068817B2 (en) | 2011-10-14 | 2015-06-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Location detector device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1131605B1 (de) | 2006-08-16 |
| AU761364B2 (en) | 2003-06-05 |
| DE59913781D1 (de) | 2006-09-28 |
| DE19852916A1 (de) | 2000-05-18 |
| AU1261300A (en) | 2000-06-05 |
| WO2000029814A1 (de) | 2000-05-25 |
| JP4436982B2 (ja) | 2010-03-24 |
| EP1131605A1 (de) | 2001-09-12 |
| US6568284B1 (en) | 2003-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1894030B1 (en) | Magnetoresistive sensor | |
| US5861745A (en) | Measuring device for contactless determination of relative angular position with an improved linear range | |
| EP0959328B1 (en) | Low profile non-contacting position sensor | |
| US6576890B2 (en) | Linear output non-contacting angular position sensor | |
| US5164668A (en) | Angular position sensor with decreased sensitivity to shaft position variability | |
| US6614223B2 (en) | Analog angle encoder having a single piece magnet assembly surrounding an air gap | |
| JPH11514747A (ja) | 回転角を無接触で検出するための測定装置 | |
| JP2004028809A (ja) | アクチュエータ | |
| JP2005048671A (ja) | エンジン用吸気制御装置 | |
| JP2002530637A (ja) | 回転角の無接触検出用測定装置 | |
| US7671584B2 (en) | Rotation angle detection device | |
| US7009388B2 (en) | Magnetic position sensor having dual electronic outputs | |
| US6396260B1 (en) | Measuring device for contactless detection of a rotational angle | |
| US20020152821A1 (en) | Apparatus for contact-less measuring the value of a difference angle between two parts rotating about a common axis | |
| US6611790B1 (en) | Measuring device for the contactless measurement of an angle of rotation | |
| US6412182B1 (en) | Measuring device for contactless detection of a rotational angle | |
| KR100524216B1 (ko) | 회전각의 무접촉 검출을 위한 측정장치 | |
| JPH11211410A (ja) | 非接触型位置センサ | |
| JP3855763B2 (ja) | 回転角検出装置 | |
| JP2002542473A (ja) | 回転角を無接触方式で検出するための測定装置 | |
| US6433538B1 (en) | Measuring device for contactless determination of an angle of rotation between a stator and a rotor | |
| JPH07243804A (ja) | 無接触ポテンショメータ | |
| KR100384441B1 (ko) | 자동차용 가속 및 클러치 페달의 변위 측정 장치 | |
| US6885189B1 (en) | Measuring instrument for contactless detection of an angle of rotation | |
| JPH095016A (ja) | 磁気センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060921 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090715 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090730 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091204 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100104 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |