JP2007139644A - Magnetic rotation displacement sensor - Google Patents

Magnetic rotation displacement sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2007139644A
JP2007139644A JP2005335613A JP2005335613A JP2007139644A JP 2007139644 A JP2007139644 A JP 2007139644A JP 2005335613 A JP2005335613 A JP 2005335613A JP 2005335613 A JP2005335613 A JP 2005335613A JP 2007139644 A JP2007139644 A JP 2007139644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
rotational displacement
magnet
displacement sensor
gap
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.)
Pending
Application number
JP2005335613A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Ichikura
学 市倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Cosmos Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
Priority to JP2005335613A priority Critical patent/JP2007139644A/en
Publication of JP2007139644A publication Critical patent/JP2007139644A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic rotation displacement sensor capable of detecting the rotational displacement of a rotary shaft with high accuracy, even if eccentricity decentering and blurring occur in the rotary shaft. <P>SOLUTION: The magnetic rotation displacement sensor comprises a magnet 11, that is a ring shape around the shaft center of the rotary shaft and is arranged in a fixation side to the rotary shaft, then a half portion in a circumferential direction, and the other half are magnetized in opposed circumferential directions to each other; a yoke 12 arranged in the circumferential surface of the magnet 11; a rotor 31 that is mounted to the rotary shaft located in the ring formed by the magnet 11, while keeping a gap of the inner surface of the magnet 11; a magnetic sensor 13. The rotor 31 comprises two cores 32, 33 that respectively has semicylindrical external circumference surface along the internal circumference surface of the magnet 11 and are arranged in the rotation displacement direction via a gap. In at least one of the cores, a projection 34 is provided, and the projection 34 is made to face the rotary shaft of the other core in parallel and the vertical surface via a gap 35. The magnet sensor 13 is arranged so that the gap 35 detects the changes in the magnetic flux in the rotary shaft direction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は回転軸の回転変位を非接触で検出する磁気式回転変位センサに関する。   The present invention relates to a magnetic rotational displacement sensor that detects a rotational displacement of a rotating shaft in a non-contact manner.

図8はこの種の磁気式回転変位センサの従来例として特許文献1に記載されている構成を示したものであり、この例では磁気式回転変位センサは磁石11とバックヨーク12と磁気センサ13とロータ14とによって構成されている。図8中、21は回転軸を示す。
磁石11は回転軸21の軸心を中心とするリング状とされて回転軸21に対する固定側に配置されており、その周方向の一半部11aと他半部11bとは互いに逆向きに径方向に着磁されている。磁石11は例えばボンド磁石とされる。
軟磁性材料よりなるバックヨーク12は磁石11と同心のリング状をなすものとされ、磁石11の外周面に対接されて固定配置されている。
FIG. 8 shows a configuration described in Patent Document 1 as a conventional example of this type of magnetic rotational displacement sensor. In this example, the magnetic rotational displacement sensor includes a magnet 11, a back yoke 12, and a magnetic sensor 13. And the rotor 14. In FIG. 8, 21 indicates a rotation axis.
The magnet 11 has a ring shape centered on the axis of the rotary shaft 21 and is arranged on the fixed side with respect to the rotary shaft 21. The circumferential half portion 11a and the other half portion 11b are radially opposite to each other. Is magnetized. The magnet 11 is a bonded magnet, for example.
The back yoke 12 made of a soft magnetic material has a ring shape concentric with the magnet 11 and is fixedly disposed in contact with the outer peripheral surface of the magnet 11.

ロータ14は軟磁性材料よりなる2つのコア15,16によって構成されており、一方のコア15は半円柱形とされ、さらに回転軸21の軸心上に位置する突部15aを備えた形状となっている。他方のコア16は半円筒形をなすものとされ、これらコア15,16の外周面は回転軸21の軸心を中心とする一円筒面上に位置するものとされている。コア15の内面を構成する突部15aの周面及びその周面と半円筒状外周面とをつなぐ平面はコア16の内周面及び周方向両端面と所定の間隙を介して対向されている。
2つのコア15,16よりなるロータ14は図には示していないが、回転軸21の端部に取り付けられた円形の取り付け板に取り付けられており、磁石11のなすリング内に磁石11の内周面と所定の間隙を保って位置され、回転軸21の回転に伴って回転するものとされる。
The rotor 14 is composed of two cores 15 and 16 made of a soft magnetic material, and one core 15 has a semi-cylindrical shape, and further includes a protrusion 15 a located on the axis of the rotating shaft 21. It has become. The other core 16 has a semi-cylindrical shape, and the outer peripheral surfaces of the cores 15 and 16 are located on one cylindrical surface centering on the axis of the rotating shaft 21. The peripheral surface of the protrusion 15a constituting the inner surface of the core 15 and the plane connecting the peripheral surface and the semi-cylindrical outer peripheral surface are opposed to the inner peripheral surface and both circumferential end surfaces of the core 16 with a predetermined gap. .
The rotor 14 composed of the two cores 15 and 16 is not shown in the drawing, but is attached to a circular mounting plate attached to the end of the rotating shaft 21, and the magnet 11 has an inner ring within the ring formed by the magnet 11. It is positioned with a predetermined gap from the peripheral surface, and rotates with the rotation of the rotating shaft 21.

磁気センサ13はコア15と16との間のコア16の内周面に沿った間隙17内に位置するように固定配置されており、コア15,16間の径方向の磁束の変化を検出するものとされる。磁気センサ13は例えばホールICとされている。
図9は上記のような構成とされた磁気式回転変位センサにおいて、磁石11によって形成される磁束線(点線で示す)がロータ14の回転変位位置によって変化する様子を示したものであり、図9Aに示したようにロータ14のコア15,16がそれぞれ磁石11の一半部11aと他半部11bに対して均等に対向するように位置している場合には磁束はコア15,16を通り、磁気センサ13を通過する磁束は0となる。
The magnetic sensor 13 is fixedly disposed so as to be positioned in the gap 17 along the inner peripheral surface of the core 16 between the cores 15 and 16, and detects a change in the radial magnetic flux between the cores 15 and 16. It is supposed to be. The magnetic sensor 13 is, for example, a Hall IC.
FIG. 9 shows how the magnetic flux lines (shown by dotted lines) formed by the magnet 11 change depending on the rotational displacement position of the rotor 14 in the magnetic rotational displacement sensor configured as described above. As shown in FIG. 9A, when the cores 15 and 16 of the rotor 14 are positioned so as to be evenly opposed to the one half 11a and the other half 11b of the magnet 11, the magnetic flux passes through the cores 15 and 16, respectively. The magnetic flux passing through the magnetic sensor 13 becomes zero.

これに対し、回転軸21の回転に伴ってコア15,16が回転変位することにより、例えば図9Bに示したように磁気センサ13を磁束が通過するようになり、よって磁気センサ13の出力電圧の変化によって回転軸21の回転変位(回転角)を検出することができるものとなっている。
特開2005−17058号公報
On the other hand, when the cores 15 and 16 are rotationally displaced with the rotation of the rotating shaft 21, for example, the magnetic flux passes through the magnetic sensor 13 as shown in FIG. Thus, the rotational displacement (rotation angle) of the rotary shaft 21 can be detected.
JP-A-2005-17058

ところで、上述した従来の磁気式回転変位センサでは図9Bに示したようにコア15の回転軸心に位置する突部15aに磁束が集中するような構造となっており、つまりロータ14の一方のコア15は回転軸心ほど磁束密度が高くなるような構造となっている。
従って、例えば回転軸21に組み立て精度や部品の熱的変形等の要因によって偏心が生じた場合、あるいは回転軸21に回転ぶれが生じた場合、この磁束が集中する突部15aの、磁気センサ13との位置関係が変化するために磁気センサ13を通過する磁束が変動し、つまり出力が変動して検出精度が大きく損なわれるものとなっていた。
By the way, in the conventional magnetic rotational displacement sensor described above, as shown in FIG. 9B, the magnetic flux concentrates on the protrusion 15a located at the rotational axis of the core 15, that is, one of the rotors 14 has a structure. The core 15 has a structure in which the magnetic flux density increases as the rotational axis is reached.
Therefore, for example, when eccentricity occurs in the rotating shaft 21 due to factors such as assembly accuracy or thermal deformation of parts, or when rotational shaking occurs in the rotating shaft 21, the magnetic sensor 13 of the protrusion 15a where the magnetic flux concentrates. As a result, the magnetic flux passing through the magnetic sensor 13 fluctuates, that is, the output fluctuates and the detection accuracy is greatly impaired.

この発明の目的はこのような問題に鑑み、回転軸の偏心やぶれによって検出精度が損なわれることなく、回転変位を高精度に検出することができるようにした磁気式回転変位センサを提供することにある。   In view of such problems, an object of the present invention is to provide a magnetic rotational displacement sensor capable of detecting rotational displacement with high accuracy without impairing detection accuracy due to eccentricity or shaking of the rotating shaft. is there.

請求項1の発明によれば、回転軸の回転変位を検出する磁気式回転変位センサは、回転軸の軸心を中心とするリング状とされて回転軸に対する固定側に配置され、周方向の一半部と他半部とが互いに逆向きに径方向に着磁されている磁石と、その磁石の外周面に固定配置された軟磁性材料よりなるリング状バックヨークと、回転軸に取り付けられて磁石のなすリング内に磁石の内周面と間隙を保って位置された軟磁性材料よりなるロータと、固定側に固定された磁気センサとよりなり、ロータは磁石の内周面に沿った半円筒状の外周面をそれぞれ有し、回転変位方向に間隙を介して配列された2つのコアよりなり、それらコアの少なくとも一方に突出部が設けられて、その突出部が他方のコアの回転軸の軸方向と垂直な面に空隙を介して平行対向され、磁気センサは上記空隙に、上記軸方向の磁束の変化を検出するように配置されているものとされる。   According to the first aspect of the present invention, the magnetic rotational displacement sensor for detecting the rotational displacement of the rotating shaft is formed in a ring shape centered on the axis of the rotating shaft and is disposed on the fixed side with respect to the rotating shaft. A magnet with one half and the other half magnetized in the radial direction opposite to each other, a ring-shaped back yoke made of a soft magnetic material fixedly arranged on the outer peripheral surface of the magnet, and a rotating shaft It consists of a rotor made of a soft magnetic material that is located in a ring formed by the magnet while keeping a gap with the inner peripheral surface of the magnet, and a magnetic sensor fixed to the fixed side, and the rotor is a half along the inner peripheral surface of the magnet. Each of the two cores has a cylindrical outer peripheral surface and is arranged with a gap in the rotational displacement direction. A protrusion is provided on at least one of the cores, and the protrusion is a rotation shaft of the other core. Parallel to the plane perpendicular to the axial direction of the It is directed, the magnetic sensor in the air gap, are assumed to be arranged to detect a change in magnetic flux in the axial direction.

請求項2の発明では請求項1の発明において、2つのコアは上記突出部を除いて共に半円筒形をなすものとされる。
請求項3の発明では請求項2の発明において、上記突出部は2つのコアの一方に設けられ、その一方のコアの半円筒形の周方向両端から上記軸方向に突出された一対の脚部と、それら脚部に両端が支持され、板面が上記軸方向と垂直とされて他方のコアの上記軸方向端面との間に上記空隙を構成する半円弧状平板部とよりなるものとされる。
請求項4の発明では請求項2の発明において、上記突出部は2つのコアの両方に設けられ、一方の突出部は上記半円筒形の上記軸方向端面上に突出された脚部と、その脚部の先端から板面が上記軸方向と垂直とされて延長された平板部とよりなり、他方の突出部はその板面が上記平板部との間に上記空隙を構成するように上記半円筒形の上記軸方向端部から突出されているものとされる。
In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the two cores are formed into a semi-cylindrical shape except for the protruding portion.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the projecting portion is provided on one of the two cores, and a pair of leg portions projecting in the axial direction from the circumferential ends of the semi-cylindrical shape of the one core. And both ends are supported by the leg portions, and the plate surface is perpendicular to the axial direction, and is formed of a semicircular arc flat plate portion that forms the gap between the axial end surface of the other core. The
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the projecting portion is provided on both of the two cores, and one projecting portion is a leg portion projecting on the axial end surface of the semi-cylindrical shape, The plate surface is extended from the tip of the leg portion so that the plate surface is perpendicular to the axial direction, and the other protrusion has the half surface so that the plate surface forms the gap with the plate portion. It is assumed that it protrudes from the cylindrical end portion in the axial direction.

請求項5の発明では請求項1乃至4のいずれかの発明において、磁気センサが複数設けられる。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a plurality of magnetic sensors are provided.

この発明によれば、ロータを構成する2つのコアの少なくとも一方に突出部を設けて、その突出部が他方のコアの回転軸の軸方向と垂直な面に空隙を介して平行対向するようにし、その空隙に磁気センサを配置するものとなっており、磁気センサは平行対向する面によって構成されて均一な磁界分布を有する空隙内に位置されるため、回転軸に偏心やぶれが生じても、それによって出力が変動するといったことは発生せず、よって回転変位を極めて高精度に検出することができる。   According to the present invention, the protrusion is provided on at least one of the two cores constituting the rotor so that the protrusion is parallel to the surface perpendicular to the axial direction of the rotation axis of the other core via the gap. Since the magnetic sensor is arranged in the gap, and the magnetic sensor is configured in the gap having a uniform magnetic field distribution formed by the parallel opposing surfaces, even if the rotation axis is decentered or shaken, As a result, the output does not fluctuate, so that the rotational displacement can be detected with extremely high accuracy.

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図1はこの発明による磁気式回転変位センサの一実施例を示したものであり、図8と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
この例では磁気式回転変位センサは磁石11とバックヨーク12と磁気センサ13とロータ31とによって構成されており、回転軸(図示せず)に取り付けられて磁石11のなすリング内に磁石11の内周面と所定の間隙を保って位置されるロータ31は2つのコア32,33よりなるものとされる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a magnetic rotational displacement sensor according to the present invention. Parts corresponding to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In this example, the magnetic rotational displacement sensor is composed of a magnet 11, a back yoke 12, a magnetic sensor 13, and a rotor 31. The magnetic rotational displacement sensor is attached to a rotating shaft (not shown) and is placed in a ring formed by the magnet 11. The rotor 31 positioned with a predetermined gap from the inner peripheral surface is composed of two cores 32 and 33.

コア32,33は共に回転軸の軸心を中心とする半円筒形をなすものとされて、磁石11の内周面に沿った半円筒状の外周面を有するものとされており、一方のコア32にはさらに突出部34が一体形成されて設けられている。なお、コア32,33の半円筒形をなす部分は所定の間隙を介して回転変位方向に配列されている。
コア32に設けられた突出部34はコア32の半円筒形をなす部分の周方向両端から回転軸の軸方向(Z方向)に突出された一対の脚部34aと、それら脚部34aに両端が支持され、板面がZ方向と垂直とされた半円弧状の平板部34bとよりなるものとされ、平板部34bはコア33のZ方向と垂直な端面に沿う形状とされて、コア33のZ方向端面と所定の空隙35を介して平行対向されている。
Each of the cores 32 and 33 has a semi-cylindrical shape centered on the axis of the rotation shaft, and has a semi-cylindrical outer peripheral surface along the inner peripheral surface of the magnet 11. The core 32 is further provided with a protrusion 34 that is integrally formed. The semi-cylindrical portions of the cores 32 and 33 are arranged in the rotational displacement direction through a predetermined gap.
The projecting portions 34 provided on the core 32 are a pair of leg portions 34a projecting in the axial direction (Z direction) of the rotation shaft from both circumferential ends of the semi-cylindrical portion of the core 32, and both ends of the leg portions 34a. Are supported, and the plate surface is formed of a semicircular arc-shaped flat plate portion 34b perpendicular to the Z direction. The flat plate portion 34b is formed along the end surface of the core 33 perpendicular to the Z direction. Are opposed to each other in parallel through a predetermined gap 35.

磁気センサ13はこの例では空隙35内に、空隙35内のZ方向の磁束の変化を検出するように配置される。磁気センサ13は磁石11及びバックヨーク12と同様、回転軸に対する固定側(図示せず)に固定されている。
上記のような構成において、コア32,33及びバックヨーク12はそれぞれ軟磁性材料よりなるものとされ、その材料には例えばケイ素鋼等が使用される。磁石11には例えばボンド磁石が用いられ、樹脂に混合される永久磁石の粉末にはサマリウムコバルトやフェライト等の粉末が使用される。磁気センサ13は例えばホールICとされる。なお、図1中、13aは磁気センサ13の端子を示す。
In this example, the magnetic sensor 13 is disposed in the gap 35 so as to detect a change in magnetic flux in the Z direction in the gap 35. The magnetic sensor 13 is fixed to a fixed side (not shown) with respect to the rotating shaft, like the magnet 11 and the back yoke 12.
In the configuration as described above, the cores 32 and 33 and the back yoke 12 are each made of a soft magnetic material, and silicon steel or the like is used as the material. For example, a bonded magnet is used as the magnet 11, and a powder of samarium cobalt or ferrite is used as the permanent magnet powder mixed with the resin. The magnetic sensor 13 is, for example, a Hall IC. In FIG. 1, reference numeral 13a denotes a terminal of the magnetic sensor 13.

この図1に示した磁気式回転変位センサによれば、回転軸の回転に伴ってロータ31が回転することにより、磁石11によって形成される磁束線がロータ31の回転変位位置に応じて変化するものとなっている。この際、ロータ31の回転変位位置に応じてコア32からコア33へ、あるいはコア33からコア32へ流れるようになる磁束は、この例では空隙35及び突出部34を介して流れるものとなっており、よって空隙35に配置した磁気センサ13の出力電圧の変化によって回転軸の回転変位(回転角)を検出することができる。   According to the magnetic rotational displacement sensor shown in FIG. 1, the magnetic flux lines formed by the magnet 11 change according to the rotational displacement position of the rotor 31 as the rotor 31 rotates with the rotation of the rotation shaft. It has become a thing. At this time, the magnetic flux that flows from the core 32 to the core 33 or from the core 33 to the core 32 according to the rotational displacement position of the rotor 31 flows in this example via the gap 35 and the protrusion 34. Therefore, the rotational displacement (rotation angle) of the rotating shaft can be detected by the change in the output voltage of the magnetic sensor 13 disposed in the gap 35.

図2はロータ31が回転した状態を示したものであり、図3はロータ31の回転変位位置と空隙35に生じる磁界(検出磁界)の関係を示したものである。なお、回転変位位置0度は磁石11の一半部11aと他半部11bとの境界(磁極の境目)を結ぶ線と、コア32,33それぞれの周方向中心を結ぶ線とが一致した状態であり、この状態では空隙35には磁界は生じない。
以上説明したように、この例ではロータ31を構成する一方のコア32に突出部34を設け、その突出部34が他方のコア33の回転軸の軸方向と垂直な面に空隙35を介して平行対向するようにし、その空隙35に磁気センサ13を配置して回転軸の軸方向の磁束の変化を検出するものとなっている。
FIG. 2 shows a state where the rotor 31 is rotated, and FIG. 3 shows a relationship between the rotational displacement position of the rotor 31 and the magnetic field (detected magnetic field) generated in the gap 35. The rotational displacement position of 0 degree is a state in which the line connecting the boundary (magnetic pole boundary) between the first half 11a and the other half 11b of the magnet 11 coincides with the line connecting the circumferential centers of the cores 32 and 33. In this state, no magnetic field is generated in the gap 35.
As described above, in this example, one core 32 constituting the rotor 31 is provided with the protruding portion 34, and the protruding portion 34 is disposed on the surface perpendicular to the axial direction of the rotation axis of the other core 33 via the gap 35. The magnetic sensor 13 is arranged in the gap 35 so as to face each other in parallel, and the change in the magnetic flux in the axial direction of the rotating shaft is detected.

従って、例えば回転軸に偏心やぶれが生じても、磁気センサ13は平行対向する面によって構成されて均一な磁界分布をなす空隙35内に位置しているため、回転軸の偏心やぶれの影響によって出力が変動するといったことが抑えられ、よって回転軸の回転変位を高精度に検出することができる。
図4は上述した磁気式回転変位センサの実装例として、自動車のエンジンスロットル開度の検出に使用した例を示したものであり、スロットル弁に接続されている回転軸21はその端部がベアリング22を介してケース23に支持されている。ロータ31はこの例では樹脂よりなるロータモールド24によってコア32,33が一体化され、回転軸21に固定されている。回転軸21は非磁性材料よりなるものとされる。
Therefore, for example, even if the rotation axis is decentered or shaken, the magnetic sensor 13 is located in the gap 35 that is formed by parallel opposing surfaces and forms a uniform magnetic field distribution. Can be suppressed, so that the rotational displacement of the rotating shaft can be detected with high accuracy.
FIG. 4 shows an example in which the above-described magnetic rotational displacement sensor is used to detect the engine throttle opening of an automobile. The rotary shaft 21 connected to the throttle valve has a bearing at its end. It is supported by case 23 via 22. In this example, the rotor 31 is fixed to the rotary shaft 21 by integrating cores 32 and 33 by a rotor mold 24 made of resin. The rotating shaft 21 is made of a nonmagnetic material.

ケース23には磁石11を内周に備えるバックヨーク12が取り付けられ、さらに樹脂製のコネクタケース25が取り付けられている。磁気センサ13はその端子13aがリードフレーム26の一端に半田付けされており、磁気センサ13とリードフレーム26とは半田付け接続された状態でコネクタケース25にインサート成形されている。リードフレーム26の他端はコネクタケース25に設けられている外部接続用のコネクタ部25aに導出されている。
コネクタケース25がケース23に取り付けられることによって、磁気センサ13は図4に示したように空隙35内に位置される。なお、空隙35を構成すべく、ロータモールド24には溝24aが形成されている。
A back yoke 12 having a magnet 11 on the inner periphery is attached to the case 23, and a resin connector case 25 is further attached. A terminal 13a of the magnetic sensor 13 is soldered to one end of a lead frame 26, and the magnetic sensor 13 and the lead frame 26 are insert-molded in a connector case 25 in a state of being soldered. The other end of the lead frame 26 is led out to a connector portion 25 a for external connection provided in the connector case 25.
By attaching the connector case 25 to the case 23, the magnetic sensor 13 is positioned in the gap 35 as shown in FIG. Note that a groove 24 a is formed in the rotor mold 24 to form the gap 35.

エンジンスロットル開度の検出に、この発明による磁気式回転変位センサを用いることにより、例えば温度上昇によってケース23が変形し、回転軸21の軸心が磁石11のなすリングの中心からずれる(偏心する)といった状況が発生してもスロットル開度を精度良く検出することができる。なお、磁石11と磁気センサ13とを図4に示したように近接して配置することができるため、それらの温度差を小さくすることができ、よって例えば磁気センサ13に温度補正演算機能を有するホールICを使用する場合に、その補正精度の向上を図ることができる。   By using the magnetic rotational displacement sensor according to the present invention for detecting the engine throttle opening, for example, the case 23 is deformed due to a temperature rise, and the axis of the rotating shaft 21 is deviated from the center of the ring formed by the magnet 11 (is eccentric. ), The throttle opening can be accurately detected. Since the magnet 11 and the magnetic sensor 13 can be arranged close to each other as shown in FIG. 4, the temperature difference between them can be reduced. For example, the magnetic sensor 13 has a temperature correction calculation function. When a Hall IC is used, the correction accuracy can be improved.

ロータ31を構成する2つのコア32,33の形状は上述した例に限らず、他の形状とすることもできる。図5及び6は他の形状例を示したものであり、図5ではコア32は半円弧状の平板部34bに替えて半円状の平板部34cを有し、この平板部34cと他方のコア33との間に空隙35を構成するものとなっている。なお、平板部34cは図1と同様、一対の脚部34aによって支持されており、またこの例ではコア32の半円筒形をなす部分の突出部34形成側の端面に半円形の板部32aが設けられて端部が蓋されたものとなっている。   The shape of the two cores 32 and 33 constituting the rotor 31 is not limited to the above-described example, and other shapes may be used. 5 and 6 show other shape examples. In FIG. 5, the core 32 has a semicircular flat plate portion 34c in place of the semicircular arc flat plate portion 34b, and this flat plate portion 34c and the other flat plate portion 34c. A gap 35 is formed between the core 33 and the core 33. As in FIG. 1, the flat plate portion 34c is supported by a pair of leg portions 34a. In this example, the semicircular plate portion 32a is formed on the end surface of the core 32 forming the semicylindrical portion on the projecting portion 34 forming side. Is provided and the end is covered.

図6はコア32,33の両方に突出部を設けた例を示したものであり、コア32に設けられている突出部36はコア32の半円筒形をなす部分の軸方向(Z方向)端面上に突出された脚部36aと、その脚部36aの先端(上端)から板面がZ方向と垂直とされて中心方向に延長された平板部36bとよりなるものとされる。
一方、コア33にはコア32の平板部36bとの間に空隙35を構成するように、平板状をなす突出部37がコア33の半円筒形をなす部分のZ方向端部から中心方向に突出されて形成されており、磁気センサ13はこれらコア32の平板部36bとコア33の突出部37との間に構成された空隙35に位置される。
FIG. 6 shows an example in which protrusions are provided on both the cores 32 and 33, and the protrusions 36 provided on the core 32 are in the axial direction (Z direction) of the semi-cylindrical part of the core 32. The leg part 36a protruded on the end surface, and the flat plate part 36b whose plate surface is perpendicular to the Z direction and extends in the center direction from the tip (upper end) of the leg part 36a.
On the other hand, the projecting portion 37 having a flat plate shape forms a semi-cylindrical portion of the core 33 in the center direction so that a gap 35 is formed between the core 33 and the flat plate portion 36 b of the core 32. The magnetic sensor 13 is positioned in a gap 35 formed between the flat plate portion 36 b of the core 32 and the protruding portion 37 of the core 33.

これら図5及び6に示した構成では図1に示した構成と異なり、回転軸がロータ31を貫通しない構造となっており、ロータ31は回転軸の端部に取り付けられる。
なお、上述した例ではコア32,33は突出部を除いて、いずれも半円筒形をなすものとされているが、半円筒形に限定されるものではなく、例えば半円柱状の形状とすることもできる。但し、磁束を効果的に空隙35に導く点で半円筒形とするのが好ましい。
図7は図1に示した構成において、空隙35に磁気センサ13を2つ配置するようにした例を示したものであり、このような構成を採用すれば検出出力数の倍増を図ることができる。
The configurations shown in FIGS. 5 and 6 are different from the configuration shown in FIG. 1 in that the rotating shaft does not penetrate the rotor 31 and the rotor 31 is attached to the end of the rotating shaft.
In the above-described example, the cores 32 and 33 are each formed in a semi-cylindrical shape except for the protruding portion. However, the cores 32 and 33 are not limited to the semi-cylindrical shape. You can also However, a semi-cylindrical shape is preferable in that the magnetic flux is effectively guided to the gap 35.
FIG. 7 shows an example in which two magnetic sensors 13 are arranged in the gap 35 in the configuration shown in FIG. 1. If such a configuration is adopted, the number of detected outputs can be doubled. it can.

Aはこの発明による磁気式回転変位センサの一実装例を示す斜視図、Bはその断面図。A is a perspective view showing an example of mounting of a magnetic rotational displacement sensor according to the present invention, and B is a sectional view thereof. 図1に示した磁気式回転変位センサにおいてロータが回転した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which the rotor rotated in the magnetic type rotational displacement sensor shown in FIG. 図1に示した磁気式回転変位センサの回転変位位置と検出磁界の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the rotational displacement position of the magnetic type rotational displacement sensor shown in FIG. 1, and a detection magnetic field. 図1に示した磁気式回転変位センサの一実装例(使用例)を示す断面図。Sectional drawing which shows one mounting example (usage example) of the magnetic type rotational displacement sensor shown in FIG. この発明による磁気式回転変位センサの他の実施例を示す斜視図。The perspective view which shows the other Example of the magnetic type rotational displacement sensor by this invention. この発明による磁気式回転変位センサの他の実施例を示す斜視図。The perspective view which shows the other Example of the magnetic type rotational displacement sensor by this invention. この発明による磁気式回転変位センサの他の実施例を示す斜視図。The perspective view which shows the other Example of the magnetic type rotational displacement sensor by this invention. 従来の磁気式回転変位センサを示す平面図。The top view which shows the conventional magnetic type rotational displacement sensor. 図8に示した磁気式回転変位センサにおいて、ロータの回転によって磁束線が変化する様子を示す図。FIG. 9 is a diagram showing how magnetic flux lines change due to rotation of the rotor in the magnetic rotational displacement sensor shown in FIG. 8.

Claims (5)

回転軸の回転変位を検出する磁気式回転変位センサであって、
上記回転軸の軸心を中心とするリング状とされて上記回転軸に対する固定側に配置され、周方向の一半部と他半部とが互いに逆向きに径方向に着磁されている磁石と、
その磁石の外周面に固定配置された軟磁性材料よりなるリング状バックヨークと、
上記回転軸に取り付けられて上記磁石のなすリング内に上記磁石の内周面と間隙を保って位置された軟磁性材料よりなるロータと、
上記固定側に固定された磁気センサとよりなり、
上記ロータは上記磁石の内周面に沿った半円筒状の外周面をそれぞれ有し、回転変位方向に間隙を介して配列された2つのコアよりなり、
それらコアの少なくとも一方に突出部が設けられて、その突出部が他方のコアの上記回転軸の軸方向と垂直な面に空隙を介して平行対向され、
上記磁気センサは上記空隙に、上記軸方向の磁束の変化を検出するように配置されていることを特徴とする磁気式回転変位センサ。
A magnetic rotational displacement sensor for detecting rotational displacement of a rotational shaft,
A magnet having a ring shape centered on the axis of the rotating shaft and disposed on a fixed side with respect to the rotating shaft, wherein one half of the circumferential direction and the other half are magnetized in the radial direction opposite to each other; ,
A ring-shaped back yoke made of a soft magnetic material fixedly disposed on the outer peripheral surface of the magnet;
A rotor made of a soft magnetic material attached to the rotating shaft and positioned in a ring formed by the magnet while keeping a gap with the inner peripheral surface of the magnet;
It consists of a magnetic sensor fixed to the fixed side,
Each of the rotors has a semi-cylindrical outer peripheral surface along the inner peripheral surface of the magnet, and includes two cores arranged with a gap in the rotational displacement direction.
A protrusion is provided on at least one of the cores, and the protrusion is parallelly opposed to a surface perpendicular to the axial direction of the rotation axis of the other core via a gap,
The magnetic rotational displacement sensor, wherein the magnetic sensor is disposed in the gap so as to detect a change in the magnetic flux in the axial direction.
請求項1記載の磁気式回転変位センサにおいて、
上記2つのコアは上記突出部を除いて共に半円筒形をなすものとされていることを特徴とする磁気式回転変位センサ。
The magnetic rotational displacement sensor according to claim 1,
A magnetic rotational displacement sensor characterized in that the two cores are formed into a semi-cylindrical shape except for the protruding portion.
請求項2記載の磁気式回転変位センサにおいて、
上記突出部は上記2つのコアの一方に設けられ、その一方のコアの半円筒形の周方向両端から上記軸方向に突出された一対の脚部と、それら脚部に両端が支持され、板面が上記軸方向と垂直とされて上記他方のコアの上記軸方向端面との間に上記空隙を構成する半円弧状平板部とよりなることを特徴とする磁気式回転変位センサ。
The magnetic rotational displacement sensor according to claim 2,
The projecting portion is provided on one of the two cores, a pair of leg portions projecting in the axial direction from the circumferential ends of the semi-cylindrical shape of the one core, and both ends supported by the leg portions, A magnetic rotational displacement sensor comprising: a semicircular arc-shaped flat plate portion, the surface of which is perpendicular to the axial direction and forms the gap between the axial end surface of the other core.
請求項2記載の磁気式回転変位センサにおいて、
上記突出部は上記2つのコアの両方に設けられ、一方の突出部は上記半円筒形の上記軸方向端面上に突出された脚部と、その脚部の先端から板面が上記軸方向と垂直とされて延長された平板部とよりなり、他方の突出部はその板面が上記平板部との間に上記空隙を構成するように上記半円筒形の上記軸方向端部から突出されていることを特徴とする磁気式回転変位センサ。
The magnetic rotational displacement sensor according to claim 2,
The protrusion is provided on both of the two cores, and one protrusion is a leg protruding on the axial end surface of the semi-cylindrical shape, and a plate surface from the tip of the leg is the axial direction. The other projecting portion is projected from the axial end of the semi-cylindrical shape so that the plate surface forms the gap with the flat plate portion. A magnetic rotational displacement sensor characterized by comprising:
請求項1乃至4記載のいずれかの磁気式回転変位センサにおいて、
上記磁気センサが複数設けられていることを特徴とする磁気式回転変位センサ。
The magnetic rotational displacement sensor according to any one of claims 1 to 4,
A magnetic rotational displacement sensor comprising a plurality of the magnetic sensors.
JP2005335613A 2005-11-21 2005-11-21 Magnetic rotation displacement sensor Pending JP2007139644A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005335613A JP2007139644A (en) 2005-11-21 2005-11-21 Magnetic rotation displacement sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005335613A JP2007139644A (en) 2005-11-21 2005-11-21 Magnetic rotation displacement sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007139644A true JP2007139644A (en) 2007-06-07

Family

ID=38202692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005335613A Pending JP2007139644A (en) 2005-11-21 2005-11-21 Magnetic rotation displacement sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007139644A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4376150B2 (en) Rotation angle detector
US6414482B1 (en) Non-contact type rotational angle sensor and sensor core used in the sensor
US6501265B2 (en) Angular position detection device having linear output characteristics
JP4679358B2 (en) Rotation angle detector
JP4169536B2 (en) Actuator
US8330456B2 (en) Rotational angle sensing device
JP2009145086A (en) Non-contact rotational angle detecting sensor
JP2008151628A (en) Rotation sensor
JP2012103185A5 (en)
JP3605968B2 (en) Rotation angle sensor
JP5684529B2 (en) motor
JP4960174B2 (en) Non-contact rotation angle detection sensor
JP2010249671A (en) Rotation angle sensor
JP2006242915A (en) Potentiometer
JPH11211410A (en) Non-contact position sensor
WO2018131693A1 (en) Sensor magnet assembly and motor
JP2007139644A (en) Magnetic rotation displacement sensor
JP3758174B2 (en) Non-contact position sensor
JP2019022393A (en) motor
JP2001133212A (en) Non-contact type rotation angle sensor and sensor core
JP4233920B2 (en) Rotation angle detector
JP4383231B2 (en) Non-contact position sensor
JP2007085743A (en) Noncontact rotation displacement sensor
JP2006308371A (en) Noncontact rotary displacement sensor
JP2001141412A (en) Non-contact type rotating angle sensor and sensor core