JP2005077190A - Rotary angle detector - Google Patents
Rotary angle detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005077190A JP2005077190A JP2003306401A JP2003306401A JP2005077190A JP 2005077190 A JP2005077190 A JP 2005077190A JP 2003306401 A JP2003306401 A JP 2003306401A JP 2003306401 A JP2003306401 A JP 2003306401A JP 2005077190 A JP2005077190 A JP 2005077190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- index
- rotation angle
- magnetized
- pole
- magnetized portion
- 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
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 89
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 50
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 44
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 39
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
本発明は、磁束変化を利用して回転体の回転角度を検出するインクリメンタル型エンコーダを用いた回転角度検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection apparatus using an incremental encoder that detects a rotation angle of a rotating body using a magnetic flux change.
回転体と一体に回転する磁石と対向する位置に磁束密度検出素子を配置し、磁束密度検出素子で磁束変化を検出することによって回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている。
この種の回転角度検出装置として、回転体の回転角度の他に、回転角度のインデックス(指標)も同時に検出するものが知られている。
2. Description of the Related Art A rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotating body by arranging a magnetic flux density detecting element at a position facing a magnet that rotates integrally with the rotating body and detecting a magnetic flux change by the magnetic flux density detecting element is known. .
As this type of rotation angle detection device, there is known a device that simultaneously detects the rotation angle index (index) in addition to the rotation angle of the rotating body.
磁石J1 の一例を図15に示す。
この図15に示される磁石J1 は、回転体に取り付けられるものであり、外周に回転角信号発生/停止着磁部が交互に多数設けられた回転角着磁部αを有しており、その内周にインデックス信号発生/停止着磁部が隣接して設けられたインデックス着磁部βを複数有している。
なお、インデックス着磁部βの回転方向において着磁されていない部分(信号発生/停止に関与しない部分)をインデックス非着磁部β’と称す(公知技術ではない:特許文献1参照)。
A magnet J1 shown in FIG. 15 is attached to a rotating body, and has a rotation angle magnetizing portion α in which a large number of rotation angle signal generating / stopping magnetization portions are alternately provided on the outer periphery. There are a plurality of index magnetized portions β having index signal generating / stop magnetized portions adjacent to each other on the inner periphery.
A portion that is not magnetized in the rotation direction of the index magnetized portion β (a portion that does not participate in signal generation / stopping) is referred to as an index non-magnetized portion β ′ (not a known technique: see Patent Document 1).
上述した回転角着磁部αに回転角信号発生用のホールIC(ホール素子+ON-OFF信号発生回路:回転角信号発生手段の一例:以下、回転角用ホールICと称する)を対向配置するとともに、インデックス着磁部βおよびインデックス非着磁部β’にインデックス信号発生用のホールIC(ホール素子+ON-OFF信号発生回路:インデックス信号発生手段の一例:以下、インデックス用ホールICと称する)を対向配置し、回転角用ホールICのホール素子およびインデックス用ホールICのホール素子が受ける磁束密度の変化を図14(a)、(b)に示す。 A rotation angle signal generation Hall IC (Hall element + ON-OFF signal generation circuit: an example of rotation angle signal generation means: hereinafter referred to as rotation angle Hall IC) is opposed to the rotation angle magnetized portion α. The index magnetized portion β and the index non-magnetized portion β ′ are opposed to a Hall IC for generating an index signal (Hall element + ON-OFF signal generating circuit: an example of index signal generating means: hereinafter referred to as an index Hall IC). FIGS. 14A and 14B show changes in the magnetic flux density that are placed and received by the Hall element of the rotation angle Hall IC and the Hall element of the index Hall IC.
ここで、回転角用ホールICは、回転角用ホールICに内蔵されたホール素子に与えられるN極側の磁束密度が閾値(例えば、0.9〜5mT)よりも大きくなると回転角信号を発生(信号ON)し、ホール素子に与えられるS極側の磁束密度が閾値(例えば、−0.9〜−5mT)よりもS極側に大きくなると回転角信号を停止(信号OFF )するものとして説明する。
また、インデックス用ホールICも、インデックス用ホールICに内蔵されたホール素子に与えられるN極側の磁束密度が閾値(例えば、0.9〜5mT)よりも大きくなるとインデックス信号を発生(信号ON)し、ホール素子に与えられるS極側の磁束密度が閾値(例えば、−0.9〜−5mT)よりもS極側に大きくなるとインデックス信号を停止(信号OFF )するものとして説明する。
Here, the rotation angle Hall IC generates a rotation angle signal when the magnetic flux density on the N-pole side applied to the Hall element incorporated in the rotation angle Hall IC becomes larger than a threshold value (for example, 0.9 to 5 mT). (Signal ON), and the rotation angle signal is stopped (signal OFF) when the magnetic flux density on the S pole side applied to the Hall element becomes larger on the S pole side than a threshold value (for example, −0.9 to −5 mT). explain.
The index Hall IC also generates an index signal (signal ON) when the magnetic flux density on the N pole side applied to the Hall element incorporated in the index Hall IC becomes larger than a threshold value (for example, 0.9 to 5 mT). The description will be made assuming that the index signal is stopped (signal OFF) when the magnetic flux density on the S pole side applied to the Hall element becomes larger than the threshold (for example, −0.9 to −5 mT) on the S pole side.
回転体が回転すると、回転角用ホールICのホール素子に付与される磁束密度が、図14(a)に示されるように交互に変わり、そのホール素子に付与される磁束密度が信号発生側の閾値よりもN極側に大きくなると回転角信号を発生(信号ON)し、そのホール素子に付与される磁束密度が信号停止側の閾値よりもS極側に大きくなると回転角信号を停止(信号OFF )する。
一方、回転体が回転すると、インデックス用ホールICのホール素子に付与される磁束密度が、図14(b)に示されるように変わり、そのホール素子に付与される磁束密度が信号発生側の閾値よりもN極側に大きくなるとインデックス信号を発生(信号ON)し、そのホール素子に付与される磁束密度が信号停止側の閾値よりもS極側に大きくなるとインデックス信号を停止(信号OFF )する。
When the rotating body rotates, the magnetic flux density applied to the Hall element of the rotation angle Hall IC is alternately changed as shown in FIG. 14A, and the magnetic flux density applied to the Hall element is changed on the signal generation side. A rotation angle signal is generated (signal ON) when it becomes larger than the threshold value on the N pole side, and the rotation angle signal is stopped (signal when the magnetic flux density applied to the Hall element becomes larger on the S pole side than the threshold value on the signal stop side. OFF).
On the other hand, when the rotating body rotates, the magnetic flux density applied to the Hall element of the index Hall IC changes as shown in FIG. 14B, and the magnetic flux density applied to the Hall element is the threshold value on the signal generation side. The index signal is generated (signal ON) when it becomes larger than the N pole side, and the index signal is stopped (signal OFF) when the magnetic flux density applied to the Hall element becomes larger than the threshold value on the signal stop side. .
回転角度検出装置は、インデックス用ホールICがインデックス着磁部βと対向する角度範囲(図14中Aに示す範囲)内のみでインデックス信号の発生と停止(ON-OFF)を行い、インデックス非着磁部β’の対向範囲ではインデックス信号を発生しないことが要求される。 The rotation angle detection device generates and stops the index signal only within the angle range (the range indicated by A in FIG. 14) where the index Hall IC faces the index magnetized part β, and the index non-magnetization is performed. It is required not to generate an index signal in the range opposite to the magnetic part β ′.
しかし、インデックス用ホールICがインデックス非着磁部β’と対向する角度範囲(図14中Bに示す範囲)においても、隣接する回転角信号発生着磁部(N極着磁部)の影響を受ける。
インデックス信号を発生する閾値が図14(b)中の破線の範囲内(例えば、0.9〜5mT)で設定されるとすると、インデックス用ホールICがインデックス非着磁部β’と対向する角度範囲(図14中Bに示す範囲)においても、インデックス用ホールICが隣接する回転角信号発生着磁部(N極着磁部)の影響を受けてインデックス信号を発生(信号ON)する可能性がある。
However, even in the angular range (the range indicated by B in FIG. 14) in which the index Hall IC faces the non-index magnetized portion β ′, the influence of the adjacent rotation angle signal generating magnetized portion (N pole magnetized portion) is affected. receive.
If the threshold value for generating the index signal is set within the range of the broken line in FIG. 14B (for example, 0.9 to 5 mT), the angle at which the index Hall IC faces the non-index magnetized part β ′ Even in the range (the range indicated by B in FIG. 14), the index Hall IC may generate an index signal (signal ON) due to the influence of the adjacent rotation angle signal generating magnetized portion (N pole magnetized portion). There is.
一方、図15に示す磁石J1 は、回転角信号発生/停止着磁部(N極/S極着磁部)の回転方向の着磁角度と、インデックス信号発生/停止着磁部(N極/S極着磁部)の回転方向の着磁角度とが、同じ角度に設けられていた。
インデックス着磁部βは回転角着磁部αの内周に設けられているため、インデックス着磁部βの径が小さくなる。このため、インデックス信号発生着磁部(N極着磁部)とインデックス信号停止着磁部(S極着磁部)の着磁面積がともに小さくなり、インデックス信号発生着磁部(N極着磁部)およびインデックス信号停止着磁部(S極着磁部)から放出される磁束量が低下してしまう。
On the other hand, the magnet J1 shown in FIG. 15 has a rotation angle signal generation / stop magnetization portion (N pole / S pole magnetization portion) in the rotation direction and an index signal generation / stop magnetization portion (N pole / The magnetization angle in the rotation direction of the S-pole magnetized portion was set at the same angle.
Since the index magnetized portion β is provided on the inner periphery of the rotation angle magnetized portion α, the diameter of the index magnetized portion β is reduced. For this reason, the magnetization areas of the index signal generating magnetized part (N pole magnetized part) and the index signal stop magnetized part (S pole magnetized part) are both reduced, and the index signal generating magnetized part (N pole magnetized part). Part) and the index signal stop magnetized part (S pole magnetized part) are reduced.
[発明の目的]
本発明の第1の目的は、インデックス磁束密度検出素子(例えば、インデックス信号発生用のホールICに内蔵されたホール素子)がインデックス非着磁部と対向する角度範囲において、隣接する回転角信号発生着磁部の影響を受けてインデックス信号を誤って発生する不具合のない回転角度検出装置の提供にある。
本発明の第2の目的は、インデックス着磁部が回転角着磁部の内周に設けられても、インデックス信号発生/停止着磁部から放出される磁束量の低下を防ぐことのできる回転角度検出装置の提供にある。
[Object of invention]
A first object of the present invention is to generate adjacent rotation angle signals in an angular range where an index magnetic flux density detection element (for example, a Hall element incorporated in a Hall IC for generating an index signal) faces an index non-magnetized portion. An object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that does not have a problem of erroneously generating an index signal under the influence of a magnetized portion.
A second object of the present invention is to provide a rotation that can prevent a decrease in the amount of magnetic flux emitted from the index signal generating / stopping magnetized portion even when the index magnetized portion is provided on the inner periphery of the rotation angle magnetized portion. To provide an angle detection device.
[請求項1の手段]
請求項1の手段を採用する回転角度検出装置は、インデックス着磁部のインデックス信号停止着磁部が、回転角着磁部においてインデックス信号を発生させたくない範囲にあるインデックス信号発生着磁部と同極の着磁部と、回転方向にオーバーラップするものである。
即ち、インデックス信号停止着磁部がS極の場合は、そのS極のインデックス信号停止着磁部が、インデックス信号を発生させたくない範囲にある回転角着磁部のN極着磁部とオーバーラップするものである。
また、インデックス信号停止着磁部がN極の場合は、そのN極のインデックス信号停止着磁部が、インデックス信号を発生させたくない範囲にある回転角着磁部のS極着磁部とオーバーラップするものである。
[Means of claim 1]
The rotation angle detecting device adopting the means of claim 1 includes an index signal generating and magnetizing unit in which the index signal stop magnetizing unit of the index magnetizing unit is in a range in which the index signal is not generated in the rotation angle magnetizing unit; It overlaps with the magnetized part of the same polarity in the rotation direction.
That is, when the index signal stop magnetized portion is the S pole, the S pole index signal stop magnetized portion is over the N pole magnetized portion of the rotation angle magnetized portion in the range where the index signal is not desired to be generated. It is something to wrap.
In addition, when the index signal stop magnetized portion is N pole, the N pole index signal stop magnetized portion is over the S pole magnetized portion of the rotation angle magnetized portion in the range where the index signal is not desired to be generated. It is something to wrap.
このオーバーラップによって、インデックス磁束密度検出素子がインデックス非着磁部と対向する角度範囲にあるとき、回転角着磁部からインデックス磁束密度検出素子に与えられる「インデックス信号を発生させる極の磁束」を、「インデックス信号停止着磁部の磁束」によって打ち消すことができる。
このため、インデックス磁束密度検出素子がインデックス非着磁部と対向する角度範囲にあるとき、隣接する回転角信号発生着磁部の影響を受けてインデックス信号を誤って発生する不具合を無くすことができる。
By this overlap, when the index magnetic flux density detecting element is in an angle range facing the non-index magnetized part, the "polar magnetic flux that generates the index signal" given from the rotation angle magnetized part to the index magnetic flux density detecting element , “The magnetic flux of the index signal stop magnetized portion” can be canceled out.
For this reason, when the index magnetic flux density detecting element is in an angle range facing the non-index magnetized portion, it is possible to eliminate the problem of erroneously generating an index signal due to the influence of the adjacent rotation angle signal generating magnetized portion. .
[請求項2の手段]
請求項2の手段を採用する回転角度検出装置の磁石は、回転体の回転軸方向に着磁面を向けて配置されるものであり、外周側に回転角着磁部が配置され、その内周側にインデックス着磁部およびインデックス非着磁部が配置されるものである。
また、インデックス着磁部におけるインデックス信号発生/停止着磁部の回転方向の着磁角度を、回転角着磁部における回転角信号発生/停止着磁部の回転方向の着磁角度より大きく設けるものである。
このように設けることにより、インデックス着磁部のインデックス信号停止着磁部が、回転角着磁部におけるインデックス信号発生着磁部と同極の着磁部と、回転方向にオーバーラップする。
[Means of claim 2]
The magnet of the rotation angle detection device adopting the means of claim 2 is arranged with the magnetized surface facing the rotation axis direction of the rotating body, and the rotation angle magnetized portion is arranged on the outer peripheral side, An index magnetized portion and an index non-magnetized portion are arranged on the circumferential side.
Also, the magnetization angle in the rotation direction of the index signal generation / stop magnetization part in the index magnetization part is set larger than the magnetization angle in the rotation direction of the rotation angle signal generation / stop magnetization part in the rotation angle magnetization part. It is.
By providing in this way, the index signal stop magnetized part of the index magnetized part overlaps with the magnetized part having the same polarity as the index signal generating magnetized part in the rotation angle magnetized part in the rotation direction.
一方、インデックス信号発生/停止着磁部の回転方向の着磁角度を大きく設けたことにより、インデックス信号発生着磁部およびインデックス信号停止着磁部の着磁面積が回転角方向に大きくなる。
このため、インデックス着磁部が回転角着磁部の内周に設けられて、インデックス着磁部の径が小さくても、インデックス信号発生着磁部およびインデックス信号停止着磁部の着磁面積が低下するのを防ぐことができ、インデックス信号発生着磁部から放出されるインデックス信号を発生させるための磁束量、およびインデックス信号を停止させるための磁束量が低下するのを防ぐことができる。
On the other hand, by providing a large magnetizing angle in the rotation direction of the index signal generating / stopping magnetized portion, the magnetized areas of the index signal generating magnetized portion and the index signal stop magnetizing portion are increased in the rotating angle direction.
Therefore, even if the index magnetized portion is provided on the inner periphery of the rotation angle magnetized portion and the index magnetized portion has a small diameter, the magnetized areas of the index signal generating magnetized portion and the index signal stop magnetized portion are small. It is possible to prevent a decrease, and it is possible to prevent a decrease in the amount of magnetic flux for generating the index signal emitted from the index signal generating and magnetizing unit and the amount of magnetic flux for stopping the index signal.
[請求項3の手段]
請求項3の手段を採用する回転角度検出装置は、回転角着磁部およびインデックス着磁部は凸状の島に設けられ、この島の凸面のみに信号発生/停止用の着磁が施されたものである。
[Means of claim 3]
In the rotation angle detecting device employing the means of
[請求項4の手段]
請求項4の手段を採用する回転角度検出装置の回転体は、電動機あるいは発電機等の回転機におけるロータであり、磁石は、ロータを構成するロータコアに接合して設けられるものである。
このように、回転角度検出装置が回転機の内部に搭載されるため、回転角度検出装置を搭載した回転機を小型化できる。
[Means of claim 4]
The rotating body of the rotation angle detecting device adopting the means of
As described above, since the rotation angle detection device is mounted inside the rotating machine, the rotating machine equipped with the rotation angle detection device can be miniaturized.
回転角度検出装置は、回転体と一体に回転する磁石と、回転角磁束密度検出素子(例えば、ホール素子)を備える回転角信号発生手段と、インデックス磁束密度検出素子(例えば、ホール素子)を備えるインデックス信号発生手段とを具備する。
回転角信号発生手段は、回転角磁束密度検出素子に与えられるN極あるいはS極の一方の極側の磁束密度が閾値を超えた際に回転角信号を発生し、N極あるいはS極の他方の極側の磁束密度が閾値を超えた際に回転角信号を停止するものである。
インデックス信号発生手段は、インデックス磁束密度検出素子に与えられるN極あるいはS極の一方の極側の磁束密度が閾値を超えた際にインデックス信号を発生し、N極あるいはS極の他方の極側の磁束密度が閾値を超えた際にインデックス信号を停止するものである。
The rotation angle detection device includes a magnet that rotates integrally with a rotating body, a rotation angle signal generation unit that includes a rotation angle magnetic flux density detection element (for example, a Hall element), and an index magnetic flux density detection element (for example, a Hall element). Index signal generating means.
The rotation angle signal generating means generates a rotation angle signal when the magnetic flux density on one of the N and S poles supplied to the rotation angle magnetic flux density detecting element exceeds a threshold value, and the other of the N and S poles. The rotation angle signal is stopped when the magnetic flux density on the pole side exceeds the threshold value.
The index signal generating means generates an index signal when the magnetic flux density on one pole side of the N pole or S pole applied to the index magnetic flux density detection element exceeds a threshold value, and the other pole side of the N pole or S pole. When the magnetic flux density exceeds the threshold value, the index signal is stopped.
磁石は、回転方向の円周上に回転角着磁部と、この回転角着磁部に隣接するインデックス着磁部およびインデックス非着磁部とを有する。
回転角着磁部は、回転方向に回転角信号発生着磁部(N極あるいはS極の一方の着磁部)と回転角信号停止着磁部(N極あるいはS極の他方の着磁部)が交互に多数設けられたものである。
インデックス着磁部は、回転方向にインデックス信号発生着磁部(N極あるいはS極の一方の着磁部)とインデックス信号停止着磁部(N極あるいはS極の他方の着磁部)が設けられたものである。また、インデックス非着磁部は、信号発生/停止に関与しない部分である。
そして、インデックス着磁部のインデックス信号停止着磁部は、回転角着磁部におけるインデックス信号発生着磁部と同極の着磁部と、回転方向にオーバーラップするものである。
The magnet has a rotation angle magnetized portion on the circumference in the rotation direction, and an index magnetized portion and an index non-magnetized portion adjacent to the rotation angle magnetized portion.
The rotation angle magnetized portion includes a rotation angle signal generating magnetized portion (one magnetized portion of N pole or S pole) and a rotation angle signal stop magnetized portion (the other magnetized portion of N pole or S pole) in the rotation direction. ) Are provided alternately in large numbers.
The index magnetized portion is provided with an index signal generating magnetized portion (N magnetized portion of N pole or S pole) and an index signal stop magnetized portion (the other magnetized portion of N pole or S pole) in the rotation direction. It is what was done. The index non-magnetized portion is a portion that does not participate in signal generation / stop.
The index signal stop magnetized portion of the index magnetized portion overlaps the magnetized portion having the same polarity as the index signal generating magnetized portion in the rotation angle magnetized portion in the rotation direction.
実施例1を図1〜図14を参照して説明する。
この実施例1は、自動変速機のシフトレンジ切替装置(パーキング切替機構の切替装置を含む)において切り替えのための動力を発生する電動機に搭載される回転角度検出装置に本発明を適用したものであり、まずシフトレンジ切替装置を説明する。
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, the present invention is applied to a rotation angle detection device mounted on an electric motor that generates power for switching in a shift range switching device (including a parking switching mechanism switching device) of an automatic transmission. First, the shift range switching device will be described.
(シフトレンジ切替装置の説明)
シフトレンジ切替装置は、回転式アクチュエータ1(図2参照)によって、車両用自動変速機2(図3参照)に搭載されたシフトレンジ切替装置3(パーキング切替装置4を含む:図4参照)を切り替えるものである。
回転式アクチュエータ1は、シフトレンジ切替装置3を駆動するサーボ機構として用いられるものであり、同期電動機5(以下、電動機と称す)と内接噛合遊星歯車減速機6(以下、減速機と称す)によって構成される。なお、図2の右側をフロント(あるいは前)、左側をリヤ(あるいは後)としてこの実施例1を説明する。
(Description of shift range switching device)
The shift range switching device includes a shift range switching device 3 (including a
The rotary actuator 1 is used as a servo mechanism for driving the shift
(電動機5の説明)
電動機5を図2、図5を参照して説明する。
この実施例1の電動機5は、永久磁石を用いないSRモータ(スイッチド・リラクタンス・モータ)であり、回転自在に支持されるロータ11と、このロータ11の回転中心と同軸上に配置されたステータ12とで構成される。
(Description of electric motor 5)
The
The
ロータ11は、ロータ軸13とロータコア14で構成されるものであり、ロータ軸13は前端と後端に配置された転がり軸受(フロント転がり軸受15、リヤ転がり軸受16)によって回転自在に支持される。
なお、フロント転がり軸受15は、減速機6の出力軸17の内周に配置されたものであり、減速機6の出力軸17はフロントハウジング18の内周に配置されたメタルベアリング19によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸13の前端は、フロントハウジング18に設けられたメタルベアリング19→出力軸17→フロント転がり軸受15を介して回転自在に支持される。
The
The front rolling bearing 15 is disposed on the inner periphery of the
ここで、メタルベアリング19の軸方向の支持区間は、フロント転がり軸受15の軸方向の支持区間にオーバーラップするように設けられている。このように設けることによって、減速機6の反力(具体的には、後述する外歯歯車26と内歯歯車27の噛合にかかる負荷の反力)に起因するロータ軸13の傾斜を回避することができる。
一方、リヤ転がり軸受16は、リヤハウジング20によって支持されるものである。
Here, the axial support section of the
On the other hand, the
ステータ12は、ステータコア21およびコイル22(具体的には、コイル22A〜22L:図5参照)から構成される。
ステータコア21は、薄板を多数積層して形成されたものであり、リヤハウジング20に固定されている。このステータコア21には、内側のロータコア14に向けて30度毎に突設されたステータティースが設けられており、各ステータティースのそれぞれにはコイル22A〜22Lが巻回されている。ここで、コイル22A、22D、22G、22JがU相であり、コイル22B、22E、22H、22KがV相であり、コイル22C、22F、22I、22LがW相である。
The
The
一方、ロータコア14は、薄板を多数積層して形成されたものであり、ロータ軸13に圧入固定されている。このロータコア14には、外周のステータコア21に向けて45度毎に突設された突極24が設けられている。そして、図5の状態からW相→V相→U相の順番に通電を切り替えるとロータ11が反時計回り方向に回転し、逆にV相→W相→U相の順番に通電を切り替えるとロータ11が時計回り方向に回転するものであり、U、V、W相の通電が一巡する毎にロータ11が45度回転する構成になっている。
On the other hand, the
(減速機6の説明)
減速機6を図2、図6〜図8を参照して説明する。
減速機6は、ロータ軸13に設けられた偏心部25を介してロータ軸13に対して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯歯車26(インナーギヤ:サンギヤ)と、この外歯歯車26が内接噛合する内歯歯車27(アウターギヤ:リングギヤ)と、外歯歯車26の自転成分のみを出力軸17に伝達する伝達手段28とを備える。
(Description of reducer 6)
The
The
偏心部25は、ロータ軸13の回転中心に対して偏心回転して外歯歯車26を揺動回転させる軸であり、偏心部25の外周に配置された中間転がり軸受31を介して外歯歯車26を回転自在に支持するものである。
外歯歯車26は、上述したように、中間転がり軸受31を介してロータ軸13の偏心部25に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部25の回転によって内歯歯車27に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
内歯歯車27は、フロントハウジング18に圧入、図示しない爪部の係合、および図示しない爪部のカシメ等の手段によって固定されるものである。
The eccentric portion 25 is a shaft that rotates eccentrically with respect to the rotation center of the
The
The
伝達手段28は、出力軸17と一体に回転するフランジ33の同一円周上に形成れた複数の内ピン穴34と、外歯歯車26に形成され、内ピン穴34にそれぞれ遊嵌する複数の内ピン35とによって構成される。
複数の内ピン35は、外歯歯車26のフロント面に突出する形で設けられている。
複数の内ピン穴34は、出力軸17の後端に設けられたフランジ33に設けられており、内ピン35と内ピン穴34の嵌まり合いによって、外歯歯車26の自転運動が出力軸17に伝えられるように構成されている。
このように設けられることにより、ロータ軸13が回転して外歯歯車26が偏心回転することにより、外歯歯車26がロータ軸13に対して減速回転し、その減速回転が出力軸17に伝えられる。なお、出力軸17は、シフトレンジ切替装置3のコントロールロッド45(後述する)に連結される。
なお、この実施例1とは異なり、複数の内ピン穴34を外歯歯車26に形成し、複数の内ピン35をフランジ33に設けて構成しても良い。
The transmission means 28 is formed in the plurality of inner pin holes 34 formed on the same circumference of the
The plurality of inner pins 35 are provided so as to protrude from the front surface of the
The plurality of inner pin holes 34 are provided in a
By providing in this way, when the
Unlike the first embodiment, a plurality of inner pin holes 34 may be formed in the
(シフトレンジ切替装置3の説明)
シフトレンジ切替装置3を図4を参照して説明する。
シフトレンジ切替装置3(パーキング切替装置4を含む)は、上述した減速機6の出力軸17によって切り替え駆動されるものである。
自動変速機2における各シフトレンジ(例えば、P、R、N、D)の切り替えは、油圧コントロールボックス41に設けられたマニュアルスプール弁42を適切な位置にスライド変位させることによって行われる。
(Description of shift range switching device 3)
The shift
The shift range switching device 3 (including the parking switching device 4) is switched by the
Switching of each shift range (for example, P, R, N, D) in the automatic transmission 2 is performed by sliding the
一方、パーキング切替装置4のロックとアンロックの切り替えは、パークギヤ43の凹部43aとパークポール44の凸部44aの係脱によって行われる。なお、パークギヤ43は、図示しないディファレンシャルギヤを介して図示しない自動変速機2の出力軸に連結されたものであり、パークギヤ43の回転を規制することで車両の駆動輪がロックされて、パーキングのロック状態が達成される。
On the other hand, the
減速機6によって駆動されるコントロールロッド45には、略扇形状を呈したディテントプレート46が図示しないスプリングピン等を打ち込むことで取り付けられている。
ディテントプレート46は、半径方向の先端(略扇形状の円弧部)に複数の凹部46aが設けられており、油圧コントロールボックス41に固定された板バネ47が凹部46aに嵌まり合うことで、切り替えられたシフトレンジが保持されるようになっている。
A
The
ディテントプレート46には、マニュアルスプール弁42を駆動するためのピン48が取り付けられている。
ピン48は、マニュアルスプール弁42の端部に設けられた溝49に係合しており、ディテントプレート46がコントロールロッド45によって回動操作されると、ピン48が円弧駆動されて、ピン48に係合するマニュアルスプール弁42が油圧コントロールボックス41の内部で直線運動を行う。
A pin 48 for driving the
The pin 48 is engaged with a groove 49 provided at the end of the
コントロールロッド45を図4中矢印A方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート46を介してピン48がマニュアルスプール弁42を油圧コントロールボックス41の内部に押し込み、油圧コントロールボックス41内の油路がD→N→R→Pの順に切り替えられる。つまり、自動変速機2のレンジがD→N→R→Pの順に切り替えられる。
逆方向にコントロールロッド45を回転させると、ピン48がマニュアルスプール弁42を油圧コントロールボックス41から引き出し、油圧コントロールボックス41内の油路がP→R→N→Dの順に切り替えられる。つまり、自動変速機2のレンジがP→R→N→Dの順に切り替えられる。
When the
When the
一方、ディテントプレート46には、パークポール44を駆動するためのパークロッド51が取り付けられている。このパークロッド51の先端には円錐部52が設けられている。
この円錐部52は、自動変速機2のハウジングの突出部53とパークポール44の間に介在されるものであり、コントロールロッド45を図4中矢印A方向から見て時計回り方向に回転させると(具体的には、R→Pレンジ)、ディテントプレート46を介してパークロッド51が図4中矢印B方向へ変位して円錐部52がパークポール44を押し上げる。すると、パークポール44が軸44bを中心に図4中矢印C方向に回転し、パークポール44の凸部44aがパークギヤ43の凹部43aに係合し、パーキング切替装置4のロック状態が達成される。
On the other hand, a
This conical portion 52 is interposed between the protruding portion 53 of the housing of the automatic transmission 2 and the
逆方向へコントロールロッド45を回転させると(具体的には、P→Rレンジ)、パークロッド51が図4中矢印B方向と反対方向に引き戻され、パークポール44を押し上げる力が無くなる。パークポール44は、図示しないねじりコイルバネにより、図4中矢印C方向とは反対方向に常に付勢されているため、パークポール44の凸部44aがパークギヤ43の凹部43aから外れ、パークギヤ43がフリーになり、パーキング切替装置4がアンロック状態になる。
When the
(回転角度検出装置60の説明)
回転角度検出装置60を図1、図2、図9〜図13を参照して説明する。
上述した回転式アクチュエータ1には、そのハウジング(フロントハウジング18+リヤハウジング20)内に、ロータ11(回転体に相当する)の回転角度を検出する回転角度検出装置60が搭載されている。この回転角度検出装置60によってロータ11の回転角度を検出することにより、電動機5を脱調させることなく高速運転することが可能になる。
(Description of the rotation angle detection device 60)
The rotation
In the rotary actuator 1 described above, a rotation
この回転角度検出装置60は、インクリメンタル型エンコーダであり、ロータ11と一体に回転する磁石61と、リヤハウジング20内に配置される磁気検出用のホールIC62(具体的には、第1、第2回転角用ホールIC62A、62Bと、インデックス用ホールIC62Z)と、このホールIC62をリヤハウジング20内において支持する基板63とを備える。
The rotation
磁石61は、図1、図9〜図11に示されるように、略リング円板形状を呈し、ロータ軸13と同芯上に配置されるものであり、ロータコア14の軸方向の端面(後面)に接合される。なお、ロータコア14から磁石61に対して大きな磁力影響を与える場合は、その磁力の影響を弱めるために、非磁性体の膜部材(図示しない)を介して磁石61をロータコア14に接合する。
また、ロータコア14から磁石61に対する磁力の影響が小さい時は、磁石61をロータコア14に直接接合する。これによって部品点数を低減でき、コストを抑えることができる。
As shown in FIGS. 1 and 9 to 11, the
When the influence of the magnetic force on the
磁石61は、着磁された磁性体である。具体的な一例として、磁石61は、ネオジウムマグネット(希土類磁石の一例)であり、軸方向に所定の厚みを有している。この磁石61は、自らの磁力によってロータコア14に接合するものである。具体的な一例を示すと、ロータコア14との接合面に接合用の着磁がなされ、そのロータコア14側の面に着磁された磁力によってロータコア14に接合するものである。もちろん、磁力で接合するのではなく、接着剤等によって接合しても良い。
The
ロータコア14の後面には、図10に示されるように、磁石位置決め用の穴14aが複数設けられている。一方、磁石61の接合面にも、複数の突起61aが設けられている。そして、磁石61の突起61aをロータコア14の穴14aに挿入して組付けを行うことにより、ロータコア14の回転中心と同芯上に磁石61が組付けられる。
As shown in FIG. 10, a plurality of magnet positioning holes 14 a are provided on the rear surface of the
この実施例1の磁石61は、ロータコア14に接合された後、図9に示されるように、ホールIC62と対向する面(後面)に回転角やインデックス検出用の着磁が施され、磁石61の軸方向に磁力を発生するものである。
ホールIC62と対向する面(後面)における着磁について説明する。
図1に示されるように、磁石61の後面外周側には、回転方向に回転角信号発生/停止用の多極着磁が施された回転角着磁部αが設けられており、その内周に隣接して、回転方向にインデックス信号発生/停止用のインデックス着磁部βと信号発生に関与しないインデックス非着磁部β’が設けられている。
After the
Magnetization on the surface (rear surface) facing the
As shown in FIG. 1, on the outer peripheral side of the rear surface of the
この実施例1の磁石61は、図11に示されるように、インデックス非着磁部β’とインデックス用ホールIC62Zの対向ギャップが大きくなるように、インデックス非着磁部β’がインデックス用ホールIC62Zとは異なった側(前側)に凹んで設けられている。
別の言い方をすれば、回転角着磁部αおよびインデックス着磁部βのみが凸状の島に設けられたものである。そして、この島の突出面(凸の先端面)のみに着磁が施されたものであり、着磁の施されないインデックス非着磁部β’は、インデックス非着磁部β’とインデックス用ホールIC62Zの対向ギャップが大きくなるように凹んで設けられている。
As shown in FIG. 11, in the
In other words, only the rotation angle magnetized portion α and the index magnetized portion β are provided on the convex island. The non-indexed magnetized portion β ′, which is magnetized only on the projecting surface (convex tip surface) of this island, is not indexed and is not indexed. The
回転角着磁部αは、図1に示すように、回転方向に回転角信号(以下、A相信号あるいはB相信号)を発生させるための回転角信号発生着磁部(この実施例ではN極着磁部)と、回転角信号停止着磁部(この実施例ではS極着磁部)とを交互に繰り返し多数設けたものであり、この実施例1の回転角着磁部αは、7.5度角度でN極とS極とが繰り返して着磁されたものである。即ち、回転角着磁部αは、48極のA,B相センシング部を備えるものである。 As shown in FIG. 1, the rotation angle magnetizing portion α is a rotation angle signal generating and magnetizing portion (in this embodiment, N N in this embodiment) for generating a rotation angle signal (hereinafter referred to as A phase signal or B phase signal) in the rotation direction. Pole magnetized portion) and rotation angle signal stop magnetized portions (in this embodiment, S pole magnetized portions) are alternately and repeatedly provided, and the rotation angle magnetized portion α of the first embodiment is The N pole and S pole are repeatedly magnetized at an angle of 7.5 degrees. That is, the rotation angle magnetized portion α includes 48-pole A and B phase sensing units.
インデックス着磁部βは、複数相(U,V,W相)のコイルの通電が一巡する周期(45度間隔)でインデックス信号(以下、Z相信号)を発生させるためのものであり、45度間隔でインデックス信号発生着磁部(この実施例ではN極着磁部)が設けられ、その回転方向の両脇にインデックス信号停止着磁部(この実施例ではS極着磁部)が設けられたものである。この実施例1のインデックス着磁部βは、45度間隔でZ相信号発生用のN極が10度角度で着磁され、その回転方向の両脇にS極が10度角度で着磁されたものである。
インデックス着磁部βのN極の中心は、回転角着磁部αのN極の中心と回転角で一致するものである。
The index magnetized portion β is for generating an index signal (hereinafter referred to as a Z-phase signal) at a cycle (45-degree intervals) in which a plurality of phases (U, V, W phase) are energized. Index signal generating magnetized portions (N pole magnetized portions in this embodiment) are provided at intervals of degrees, and index signal stop magnetized portions (S pole magnetized portions in this embodiment) are provided on both sides in the rotation direction. It is what was done. In the index magnetized portion β of the first embodiment, the north pole for generating the Z-phase signal is magnetized at an angle of 10 degrees at intervals of 45 degrees, and the south pole is magnetized at an angle of 10 degrees on both sides in the rotation direction. It is a thing.
The center of the N pole of the index magnetized portion β coincides with the center of the N pole of the rotation angle magnetized portion α at the rotation angle.
インデックス非着磁部β’は、インデックス着磁部βとインデックス着磁部βの間(回転方向の間)にあって、Z相信号の発生/停止に関与しない部分であり、着磁されていない部分である。
なお、図1中では、N極着磁部を「N」と記載し、S極着磁部を「S」と記載している(図中一部省略有り)。また、図1中では、信号発生着磁部を「◎」で示し、信号停止着磁部を「×」で示している(図中一部省略有り)。
The index non-magnetized part β ′ is a part between the index magnetized part β and the index magnetized part β (between the rotation directions) and is not involved in the generation / stop of the Z-phase signal and is magnetized. There is no part.
In FIG. 1, the N pole magnetized portion is described as “N”, and the S pole magnetized portion is described as “S” (partially omitted in the drawing). In FIG. 1, the signal generating and magnetizing part is indicated by “◎”, and the signal stop magnetizing part is indicated by “×” (partially omitted in the figure).
基板63は、図12に示すように、第1、第2回転角用ホールIC62A、62Bを回転角着磁部αに対向した状態で支持するとともに、インデックス用ホールIC62Zをインデックス着磁部βおよびインデックス非着磁部β’に対向した状態で支持するものである。
なお、第1、第2回転角用ホールIC62A、62Bは、相対角度が3.75度(電気角で90度)ズレて設けられており、結果的にA相信号とB相信号が相対角度で3.75度(電気角で90度)ズレるようになっている(図13参照)。
As shown in FIG. 12, the
The first and second rotation
基板63は、リヤハウジング20の内壁に支持されるものであり、図12に示すように、非磁性体の金属板64(例えば、アルミニウム、ステンレス等)と、この金属板64の表面に被着して設けられた絶縁性の樹脂材料(例えば、ポリイミド等)よりなるフィルム基板65とから構成される。
フィルム基板65には、金属板64に触れない面に複数の回路パターン65aがプリント技術によって形成されている。基板63の上には、ホールIC62(62A、62B、62Z)の他に、ノイズフィルタ用のコンデンサ66等が実装されるものであり、各電気部品は各回路パターン65aと電気的に接続される。一方、各回路パターン65aの端は、リヤハウジング20内に設けられたターミナル端子(図示しない)と電気的に接続される。なお、ターミナル端子は、外部接続用コネクタに接続されるものである。
The
On the film substrate 65, a plurality of
第1、第2回転角用ホールIC62A、62Bは、ホール素子とON-OFF信号発生回路を一体化したものであり、回転角信号発生手段に相当する。この第1、第2回転角用ホールIC62A、62Bは、通過する磁束量に応じた出力を発生するホール素子(回転角磁束密度検出素子に相当する)と、このホール素子に与えられるN極側の磁束密度(ホール素子の出力から検出)が閾値(例えば、0.9〜5mT)を超えた際に回転角信号(A相信号、B相信号)を発生(信号ON)し、S極側の磁束密度(ホール素子の出力から検出)が閾値(例えば、−0.9〜−5mT)よりもS極側に大きくなると回転角信号(A相信号、B相信号)を停止(信号OFF )するものである。
The first and second rotation
インデックス用ホールIC62Zは、ホール素子とON-OFF信号発生回路を一体化したものであり、インデックス信号発生手段に相当する。このインデックス用ホールIC62Zは、通過する磁束量に応じた出力を発生するホール素子(インデックス磁束密度検出素子に相当する)と、このホール素子に与えられるN極側の磁束密度(ホール素子の出力から検出)が閾値(例えば、0.9〜5mT)を超えた際にインデックス信号(Z相信号)を発生(信号ON)し、S極側の磁束密度(ホール素子の出力から検出)が閾値(例えば、−0.9〜−5mT)よりもS極側に大きくなるとインデックス信号(Z相信号)を停止(信号OFF )するものである。
The
なお、この実施例1ではホール素子とON-OFF信号発生回路を一体化したホールIC(第1、第2回転角用ホールIC62A、62Bおよびインデックス用ホールIC62Z)を例に示すが、ホール素子とON-OFF信号発生回路を別に配置しても良い。即ち、ON-OFF信号発生回路をホール素子とは別に基板63の上に組み込んでも良いし、制御回路(例えばECU70の内部)に組み込んでも良い。
In the first embodiment, a Hall IC (first and second rotation
次に、図13(A)、(B)を用いて回転角度検出装置60によるA相信号、B相信号、Z相信号の出力波形について説明する。
A相信号およびB相信号は、相対角度3.75度(電気角で90度)の位相差を持った出力信号であり、実施例1ではロータ11が15度回転する毎にA相信号とB相信号がそれぞれ1周期出力されるように構成されている。
Z相信号は、ロータ11が45度回転する毎に1回ずつ出力されるモータ通電切替用のインデックス信号(ON信号)であり、このZ相信号によって電動機5の通電相と、A相、B相の相対位置関係を定義できる。
Next, output waveforms of the A-phase signal, the B-phase signal, and the Z-phase signal by the rotation
The A-phase signal and the B-phase signal are output signals having a phase difference of a relative angle of 3.75 degrees (90 degrees in electrical angle). In the first embodiment, each time the
The Z-phase signal is an index signal (ON signal) for switching motor energization that is output once every 45 degrees of rotation of the
この実施例1で示したように、回転角度検出装置60が電動機5の内部に搭載されるため、回転角度検出装置60を搭載した電動機5を小型化できる。また、この実施例1では、ロータコア14の後側に磁石61およびホールIC62を配置する構造であるため、回転角度検出装置60を内蔵した電動機5の径方向寸法の大径化を阻止でき、車両搭載性を向上できる。
As shown in the first embodiment, since the rotation
(ECU70の説明)
ECU70を図3を参照して説明する。
ECU70は、乗員によって操作されるレンジ操作手段(図示しない)、回転角度検出装置60によって検出されるロータ11の回転角度等に基づいて電動機5の回転を制御し、減速機6を介して駆動されるシフトレンジ切替装置3を切替制御するものである。
(Description of ECU 70)
The
The
ここで、図3中に示す符号71は車載バッテリ、符号72はシフトレンジおよび回転式アクチュエータ1の状態を示す表示装置類(通常運転時の視覚表示手段、警告灯、警告ブザー等)、符号73は電動機5の給電回路、符号74は車速センサ、符号75はレンジ操作手段、ブレーキスイッチ、その他の車両状態を検出するセンサ類を示す。なお、センサ類の一例として、出力軸17の回転角度を検出するセンサを搭載しても良い。
Here,
〔実施例1の特徴〕
ロータ11が回転すると、第1回転角用ホールIC62Aまたは第2回転角用ホールIC62Bに付与される磁束密度(より具体的には、第1回転角用ホールIC62A、第2回転角用ホールIC62Bのホール素子に付与される磁束密度)が、図14(a)に示されるように交互に変わる。
一方、回転角着磁部αの内周側に隣接してインデックス着磁部βが設けられているため、従来構造の磁石J1 (符号、図15参照)を用いた場合、ロータ11が回転すると、インデックス用ホールIC62Zに付与される磁束密度(より具体的には、インデックス用ホールIC62Zのホール素子に付与される磁束密度)が、図14(b)に示されるように変わる。
[Features of Example 1]
When the
On the other hand, since the index magnetized portion β is provided adjacent to the inner peripheral side of the rotation angle magnetized portion α, when the
上述したように、インデックス用ホールIC62Zは、N極側の磁束密度を閾値以上受けるとインデックス信号(Z相信号)を発生(信号ON)し、S極側の磁束密度を閾値(S極側に大きくなる値)以上受けるとインデックス信号(Z相信号)を停止(信号OFF )する。
回転角度検出装置60は、インデックス用ホールIC62Zがインデックス着磁部βと対向する角度範囲(図14中Aに示す範囲)内のみでインデックス信号(Z相信号)の発生と停止(ON-OFF)を行い、インデックス非着磁部β’の対向範囲ではインデックス信号(Z相信号)を発生しないことが要求される。
As described above, the
The
しかし、インデックス用ホールIC62Zがインデックス非着磁部β’と対向する角度範囲(図14中Bに示す範囲)においても、隣接する回転角信号発生着磁部(N極着磁部)の磁束の影響を受ける。
インデックス信号(Z相信号)を発生する閾値が図14(b)中の破線の範囲内(例えば、0.9〜5mT)で設定されるため、従来構造の磁石J1 (符号、図15参照)を用いた場合、インデックス用ホールIC62Zがインデックス非着磁部β’と対向する角度範囲(図14中Bに示す範囲)においても、隣接する回転角信号発生着磁部(N極着磁部)の影響を受けてインデックス信号(Z相信号)を発生(信号ON)する可能性がある。
However, even in the angle range (the range indicated by B in FIG. 14) where the
Since the threshold value for generating the index signal (Z-phase signal) is set within the range of the broken line in FIG. 14B (for example, 0.9 to 5 mT), the conventional structure magnet J1 (see FIG. 15). Is used, even in the angular range (the range indicated by B in FIG. 14) where the
そこで、この実施例1では、インデックス着磁部βのインデックス信号停止着磁部(S極着磁部)は、回転角着磁部αの回転角信号発生着磁部(N極着磁部:インデックス信号発生着磁部と同極の着磁部)と回転方向にオーバーラップするように設けられている。即ち、インデックス信号停止着磁部(S極着磁部)が、インデックス信号(Z相信号)を発生させたくない範囲(インデックス用ホールIC62Zがインデックス非着磁部β’と対向する角度範囲)にある回転角信号発生着磁部(N極着磁部)と、回転方向にオーバーラップしているものである。
Therefore, in the first embodiment, the index signal stop magnetized portion (S pole magnetized portion) of the index magnetized portion β is the rotation angle signal generating magnetized portion (N pole magnetized portion: It is provided so as to overlap in the rotation direction with a magnetized portion having the same polarity as the index signal generating magnetized portion. That is, the index signal stop magnetized portion (S-pole magnetized portion) does not want to generate an index signal (Z-phase signal) (the angular range where the
この実施例1では、インデックス着磁部βにおけるインデックス信号発生/停止着磁部(N極/S極着磁部)の回転方向の着磁角度は、回転角着磁部αにおける回転角信号発生/停止着磁部(N極/S極着磁部)の回転方向の着磁角度より大きく設けられている。
具体的には、上述したように、回転角着磁部αにおける回転角信号発生着磁部(N極着磁部)と回転角信号停止着磁部(S極着磁部)の回転方向の着磁角度は7.5度に設けられ、インデックス着磁部βにおけるインデックス信号発生着磁部(N極着磁部)とインデックス信号停止着磁部(S極着磁部)の回転方向の着磁角度は10度に設けられている。 このように設けられることにより、インデックス着磁部βのインデックス信号停止着磁部(S極着磁部)が、回転角着磁部αの回転角信号発生着磁部(N極着磁部)と回転方向にオーバーラップする。
In the first embodiment, the magnetization angle in the rotation direction of the index signal generation / stop magnetization portion (N pole / S pole magnetization portion) in the index magnetization portion β is the rotation angle signal generation in the rotation angle magnetization portion α. / A stop magnetizing part (N pole / S pole magnetized part) is provided larger than the magnetization angle in the rotation direction.
Specifically, as described above, the rotation angle signal generation magnetization part (N pole magnetization part) and the rotation angle signal stop magnetization part (S pole magnetization part) in the rotation angle magnetization part α The magnetization angle is set to 7.5 degrees, and the index signal generating magnetized part (N pole magnetized part) and the index signal stop magnetized part (S pole magnetized part) in the index magnetized part β are magnetized in the rotation direction. The magnetic angle is set to 10 degrees. By being provided in this way, the index signal stop magnetized portion (S pole magnetized portion) of the index magnetized portion β becomes the rotation angle signal generating magnetized portion (N pole magnetized portion) of the rotation angle magnetized portion α. And overlap in the direction of rotation.
このオーバーラップを設けることによって、図14(c)に示すように、インデックス用ホールIC62Zがインデックス非着磁部β’と対向する角度範囲(図14中Bに示す範囲)にあるとき、回転角着磁部αの回転角信号発生着磁部(N極着磁部)からインデックス用ホールIC62Zに与えられるN極(インデックス信号を誤って発生させる極の磁束)を、インデックス信号停止着磁部(S極着磁部)から与えられるS極の磁束によって打ち消すことができる。
即ち、図14中Bに示す範囲において、インデックス用ホールIC62Zに回転角着磁部αのN極が接近しても、そのN極にオーバーラップするインデックス着磁部βのS極の磁力によって、インデックス用ホールIC62Zに与えられる磁束がS極に保たれる。
By providing this overlap, as shown in FIG. 14C, when the
That is, in the range shown in FIG. 14B, even if the N pole of the rotation angle magnetized portion α approaches the
このため、インデックス用ホールIC62Zがインデックス非着磁部β’と対向する角度範囲にあるとき、隣接する回転角信号発生着磁部(N極着磁部)の影響を受けてインデックス信号(Z相信号)を誤って発生する不具合を無くすことができる。この結果、自動変速機2のシフトレンジ切替装置3(パーキング切替装置4を含む)が誤動作や作動不良を発生する不具合を回避できる。
For this reason, when the
また、インデックス信号発生/停止着磁部の回転方向の着磁角度を大きく設けたことにより、インデックス信号発生着磁部およびインデックス信号停止着磁部の着磁面積が回転方向に大きくなる。
このため、この実施例1のように、インデックス着磁部βが回転角着磁部αの内周に設けられて、インデックス着磁部βの径が小さくても、インデックス信号発生着磁部(N極着磁部)およびインデックス信号停止着磁部(S極着磁部)の着磁面積が低下するのが防がれる。
In addition, by providing a large magnetization angle in the rotation direction of the index signal generation / stop magnetization unit, the magnetization areas of the index signal generation magnetization unit and the index signal stop magnetization unit increase in the rotation direction.
Therefore, as in the first embodiment, even if the index magnetized portion β is provided on the inner periphery of the rotation angle magnetized portion α and the diameter of the index magnetized portion β is small, the index signal generating magnetized portion ( It is possible to prevent the magnetization areas of the N pole magnetized portion) and the index signal stop magnetized portion (S pole magnetized portion) from being lowered.
これによって、図14(c)に示すように、径が小さい分、インデックス着磁部βから放出されるN極およびS極の磁束密度のピークは低いが、着磁角度が広いため磁束の発生量が増加する。即ち、インデックス信号発生着磁部(N極着磁部)からインデックス用ホールIC62Zに向けて放出されるN極の磁束量、およびインデックス信号停止着磁部(S極着磁部)からインデックス用ホールIC62Zに向けて放出されるS極の磁束量の低下を防ぐことができ、インデックス用ホールIC62Zにおいて信号発生および信号停止に必要な磁束密度を得ることができる。
As a result, as shown in FIG. 14C, the peak of the magnetic flux density of the N pole and the S pole emitted from the index magnetized portion β is low because of the small diameter, but the generation of magnetic flux due to the wide magnetization angle. The amount increases. That is, the amount of N-pole magnetic flux emitted from the index signal generation magnetized portion (N-pole magnetized portion) toward the
〔変形例〕
上記の実施例1では、回転角着磁部αとインデックス着磁部βを1つの磁石61で設ける例を示したが、回転角着磁部αとインデックス着磁部βを別々の磁石で設け、それぞれに着磁を施した後に組み合わせても良い。
上記の実施例1では、インデックス信号発生手段(実施例中では、ホール素子+ON-OFF信号発生回路よりなるインデックス用ホールIC62Z)のインデックス磁束密度検出素子(実施例中では、インデックス用ホールIC62Zに内蔵されたホール素子)にN極の磁束密度が付与されるとインデックス信号を発生し、S極の磁束密度が付与されるとインデックス信号を停止する例を用いて説明したが、逆に、インデックス信号発生手段(例えば、ホール素子+ON-OFF信号発生回路よりなるインデックス用ホールIC62Z)のインデックス磁束密度検出素子(例えば、ホール素子)にS極の磁束密度が付与されるとインデックス信号(例えば、Z相信号)を発生し、N極の磁束密度が付与されるとインデックス信号を停止するように設けても良い。
[Modification]
In the first embodiment, the rotation angle magnetized portion α and the index magnetized portion β are provided by one
In the first embodiment, the index magnetic flux density detecting element (in the embodiment, the
上記の実施例1では、回転角信号発生手段(実施例中では、ホール素子+ON-OFF信号発生回路よりなる第1、第2回転角用ホールIC62A、62B)の回転角磁束密度検出素子(実施例中では、第1、第2回転角用ホールIC62A、62Bにそれぞれ内蔵されたホール素子)にN極の磁束密度が付与されると回転角信号を発生し、S極の磁束密度が付与されると回転角信号を停止する例を用いて説明したが、逆に、回転角信号発生手段(例えば、ホール素子+ON-OFF信号発生回路よりなる第1、第2回転角用ホールIC62A、62B)の回転角磁束密度検出素子(例えば、ホール素子)にS極の磁束密度が付与されると回転角信号(例えば、A相、B相信号)を発生し、N極の磁束密度が付与されると回転角信号を停止するように設けても良い。
In the first embodiment, the rotational angle magnetic flux density detecting element (implemented in the first embodiment, the first and
上記の実施例1では、回転角着磁部αの内周にインデックス着磁部βを設ける例を示したが、逆に回転角着磁部αの外周にインデックス着磁部βを設けても良い。
また、上記の実施例1では、回転体(ロータ11)の軸方向に着磁面が向けられる例を示したが、回転体(例えば、ロータ11)の外周面に着磁面を向けても良い。その場合は、回転体(例えば、ロータ11)の外周側に回転角磁束密度検出素子(例えば、第1、第2回転角用ホールIC62A、62B)やインデックス磁束密度検出素子(例えば、インデックス用ホールIC62Z)が配置されるものである。
In the first embodiment, the example in which the index magnetized portion β is provided on the inner periphery of the rotation angle magnetized portion α is shown. However, the index magnetized portion β may be provided on the outer periphery of the rotation angle magnetized portion α. good.
In the first embodiment, the example in which the magnetized surface is directed in the axial direction of the rotating body (rotor 11) has been shown. However, the magnetized surface may be directed to the outer peripheral surface of the rotating body (for example, the rotor 11). good. In that case, a rotation angle magnetic flux density detection element (for example, first and second rotation
上記の実施例1では、回転角着磁部αおよびインデックス着磁部βを凸形の島に設け、この島のみに着磁を施す例を示したが、回転角着磁部αおよびインデックス着磁部βとインデックス非着磁部β’を同一面に設けても良い。その場合、インデックス非着磁部β’は着磁を施さないことで設けるか、またはインデックス非着磁部β’を停止信号(例えば、S極)着磁しても良いし、インデックス非着磁部β’を非磁性材で設けても良い。 In the first embodiment, the rotation angle magnetized portion α and the index magnetized portion β are provided on the convex island, and only the island is magnetized. The magnetic part β and the index non-magnetized part β ′ may be provided on the same surface. In that case, the index non-magnetized part β ′ may be provided without being magnetized, or the index non-magnetized part β ′ may be magnetized with a stop signal (for example, S pole) or index non-magnetized. The part β ′ may be provided with a nonmagnetic material.
上記の実施例1では、回転角信号発生手段を2つ(第1、第2回転角用ホールIC62A、62B)用いる例を示したが、1つ、あるいは3つ以上用いても良い。
なお、回転角信号発生手段を複数用いる場合は、それぞれの回転角磁束密度検出素子(例えば、ホール素子)の相対角度に所定角度のズレを設けて、回転角度の検出角度を小さくすることが望ましい。
In the first embodiment, two rotation angle signal generating means (first and second rotation
When a plurality of rotation angle signal generating means are used, it is desirable to provide a predetermined angle deviation in the relative angle of each rotation angle magnetic flux density detection element (for example, Hall element) to reduce the rotation angle detection angle. .
上記の実施例1で開示した材質や数字(角度を含む)等も、説明のための一例であって、本発明が実施例1に開示した材質や数字等に限定されるものではなく、使用する目的などに応じて適宜変更可能なものである。
上記の実施例1では、ロータコア14に磁石61を接合する例を示したが、磁石61を接合する相手は回転するものであれば良く、ロータコア14以外の回転物に磁石61を接合して回転角度を検出するように設けても良い。
上記の実施例1では、本発明をシフトレンジ切替装置3の回転式アクチュエータ1の内部においてロータ11の回転角度を検出する回転角度検出装置60に適用した例を示したが、本発明は回転体の回転角度を検出する装置に適用可能なものであり、他の用途の回転体の回転角度を検出するように設けても良い。
The materials and numbers (including angles) disclosed in the first embodiment are also examples for explanation, and the present invention is not limited to the materials and numbers disclosed in the first embodiment. It can be changed as appropriate according to the purpose.
In the first embodiment, the example in which the
In the first embodiment, an example in which the present invention is applied to the rotation
5 電動機
11 ロータ(回転体)
14 ロータコア
60 回転角度検出装置
61 磁石
62A 第1回転角用ホールIC(回転角磁束密度検出素子を内蔵した回転角信号発生手段)
62B 第2回転角用ホールIC(回転角磁束密度検出素子を内蔵した回転角信号発生手段)
62Z インデックス用ホールIC(インデックス磁束密度検出素子を内蔵したインデックス信号発生手段)
α 回転角着磁部
β インデックス着磁部
β’ インデックス非着磁部
5
14
62B Hall IC for the second rotation angle (rotation angle signal generating means with a built-in rotation angle magnetic flux density detection element)
62Z Hall IC for index (index signal generating means with built-in index magnetic flux density detection element)
α rotation angle magnetized part β index magnetized part β 'index non-magnetized part
Claims (4)
磁束の変化を検出する回転角磁束密度検出素子を備え、この回転角磁束密度検出素子に与えられるN極あるいはS極の一方の極側の磁束密度が閾値を超えた際に回転角信号を発生し、N極あるいはS極の他方の極側の磁束密度が閾値を超えた際に回転角信号を停止する回転角信号発生手段と、
磁束の変化を検出するインデックス磁束密度検出素子を備え、このインデックス磁束密度検出素子に与えられるN極あるいはS極の一方の極側の磁束密度が閾値を超えた際にインデックス信号を発生し、N極あるいはS極の他方の極側の磁束密度が閾値を超えた際にインデックス信号を停止するインデックス信号発生手段と、
を具備する回転角度検出装置において、
前記インデックス着磁部の前記インデックス信号停止着磁部は、
前記回転角着磁部における前記インデックス信号発生着磁部と同極の着磁部と、回転方向にオーバーラップすることを特徴とする回転角度検出装置。 The rotating body rotates integrally with the rotating body, and has a rotating angle magnetizing portion in which a number of rotating angle signal generating / stopping magnetizing portions are alternately provided in the rotating direction, and is adjacent to the rotating angle magnetized portion and indexed in the rotating direction. A magnet having an index magnetized portion provided with a signal generation / stop magnetized portion and an index non-magnetized portion not involved in signal generation / stop;
A rotation angle magnetic flux density detection element for detecting a change in magnetic flux is provided, and a rotation angle signal is generated when the magnetic flux density on one of the N poles or S poles given to the rotation angle magnetic flux density detection element exceeds a threshold value. Rotation angle signal generating means for stopping the rotation angle signal when the magnetic flux density on the other pole side of the N pole or S pole exceeds a threshold value;
An index magnetic flux density detecting element for detecting a change in magnetic flux is provided, and an index signal is generated when the magnetic flux density on one of the N pole and S pole applied to the index magnetic flux density detecting element exceeds a threshold value. Index signal generating means for stopping the index signal when the magnetic flux density on the other pole side of the pole or the S pole exceeds a threshold value;
In the rotation angle detection device comprising:
The index signal stop magnetized portion of the index magnetized portion is
The rotation angle detecting device, wherein the rotation angle magnetizing portion overlaps with a magnetized portion having the same polarity as the index signal generating magnetized portion in the rotation direction.
前記磁石は、前記回転体の回転軸方向に着磁面を向けて配置されるとともに、外周側に前記回転角着磁部が配置され、その内周側に前記インデックス着磁部および前記インデックス非着磁部が配置されるものであり、
前記インデックス着磁部における前記インデックス信号発生/停止着磁部の回転方向の着磁角度は、前記回転角着磁部における前記回転角信号発生/停止着磁部の回転方向の着磁角度より大きく設けられて、
前記インデックス着磁部の前記インデックス信号停止着磁部が、前記回転角着磁部における前記インデックス信号発生着磁部と同極の着磁部と回転方向にオーバーラップするとともに、
前記インデックス信号発生/停止着磁部の着磁面積を回転角方向に大きくしていることを特徴とする回転角度検出装置。 The rotation angle detection device according to claim 1,
The magnet is disposed with a magnetized surface facing the rotation axis direction of the rotating body, the rotation angle magnetized portion is disposed on the outer peripheral side, and the index magnetized portion and the index non-magnetic portion are disposed on the inner peripheral side thereof. The magnetized part is arranged,
A magnetization angle in the rotation direction of the index signal generation / stop magnetization unit in the index magnetization unit is larger than a magnetization angle in the rotation direction of the rotation angle signal generation / stop magnetization unit in the rotation angle magnetization unit. Provided,
The index signal stop magnetized portion of the index magnetized portion overlaps with the magnetized portion of the same polarity as the index signal generating magnetized portion in the rotation angle magnetized portion in the rotation direction, and
A rotation angle detection device characterized in that a magnetization area of the index signal generation / stop magnetizing portion is increased in a rotation angle direction.
前記回転角着磁部および前記インデックス着磁部は凸状の島に設けられ、この島の凸面のみに信号発生/停止用の着磁が施されたことを特徴とする回転角度検出装置。 In the rotation angle detection device according to claim 1 or 2,
The rotation angle magnetizing unit and the index magnetizing unit are provided on a convex island, and only the convex surface of the island is magnetized for signal generation / stopping.
前記回転体は、電動機あるいは発電機等の回転機におけるロータであり、
前記磁石は、前記ロータを構成するロータコアに接合して設けられることを特徴とする回転角度検出装置。
In the rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 3,
The rotating body is a rotor in a rotating machine such as an electric motor or a generator,
The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the magnet is provided by being joined to a rotor core constituting the rotor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003306401A JP4076225B2 (en) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Rotation angle detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003306401A JP4076225B2 (en) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Rotation angle detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005077190A true JP2005077190A (en) | 2005-03-24 |
JP4076225B2 JP4076225B2 (en) | 2008-04-16 |
Family
ID=34409489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003306401A Expired - Lifetime JP4076225B2 (en) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Rotation angle detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4076225B2 (en) |
-
2003
- 2003-08-29 JP JP2003306401A patent/JP4076225B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4076225B2 (en) | 2008-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4492176B2 (en) | Rotary actuator | |
JP4367204B2 (en) | Synchronous brushless motor device | |
US7250701B2 (en) | Apparatus for detecting a rotor angle of reluctance motor | |
JP3894853B2 (en) | Rotating machine | |
US6857981B2 (en) | Rotary actuator | |
JP4235105B2 (en) | Magnetic microencoder and micromotor | |
JP4592482B2 (en) | Vehicle mounted device | |
JP2006191709A (en) | Reference position recognition device | |
JP2006204043A (en) | Switching controller | |
JP4425175B2 (en) | Switching control device | |
JP4821725B2 (en) | Rotation angle detector | |
US20130313949A1 (en) | Rotary actuator | |
JP2004012299A (en) | Detector for detecting rotation angle for synchronous rotating machinery | |
JP2008109773A (en) | Motor and electric pump | |
JP4218561B2 (en) | Ring holding device and manufacturing method thereof | |
JP2009141992A (en) | Rotating machine | |
JP4363237B2 (en) | Synchronous motor device | |
JP4076225B2 (en) | Rotation angle detector | |
JP2008131678A (en) | Magnetization method of sensor magnet | |
JP4039996B2 (en) | Rotation angle detector | |
JP2009097924A (en) | Apparatus for detecting rotation angle | |
JP2004301685A (en) | Rotational angle detection device | |
JP2005069740A (en) | Rotation angle detector | |
JP2009225588A (en) | Rotating machine | |
JP4877599B2 (en) | SR motor rotation angle detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051007 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071030 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071113 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071228 |
|
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: 20080128 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080128 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4076225 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140208 Year of fee payment: 6 |
|
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 |
|
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 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |