JP2016011894A - Rotation detection device - Google Patents

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直樹 野畑
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation detection device capable of making an area to install a detection coil smaller than 360° while detecting a rotating operation for at least one rotation.SOLUTION: A rotation detection device 1 includes: a rotation member 10; an exciting coil 11 for generating an alternating magnetic field 110; a detection coil group 16 formed from detection coils disposed within an arrangement area 111 surrounded by the exciting coil 11 and along a part of a circumference of a concentric circle around an intersection 115 of a rotary shaft 100 and a substrate 3; a first alternating magnetic field change section which is disposed in a radial direction of the rotation member 10, has a shape opposite to the plurality of detection coils in the detection coil group 16 and changes the alternating magnetic field 110 acting on the plurality of detection coils at the opposite side; and a second alternating magnetic field change section which is disposed in a radial direction of the rotation member 10 different from the first alternating magnetic field change section, has a shape opposite to one detection coil in the detection coil group 16 and changes the alternating magnetic field 110 acting on the one detection coil at the opposite side.

Description

本発明は、回転検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation detection device.

従来の技術として、励振磁界を形成するための励振巻線と、励振磁界の存在下において、その中に電圧が誘起される少なくとも一つの二次巻線と、励振磁界の存在下において、その内部に渦電流を発生して、励振磁界と逆の対向磁界を形成する少なくとも一つのスクリーンと、を備えたセンサが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a conventional technique, an excitation winding for forming an excitation magnetic field, at least one secondary winding in which a voltage is induced in the presence of the excitation magnetic field, and an internal structure in the presence of the excitation magnetic field There is known a sensor including at least one screen that generates an eddy current and forms a counter magnetic field opposite to an excitation magnetic field (see, for example, Patent Document 1).

このセンサは、励振巻線が円板上の二個の環状巻線として構成され、二次巻線が二個の励振巻線の間に半径方向に広がる平面の形で構成され、さらにスクリーンがロータの扇形部分として構成される。このスクリーン及び二次巻線は、励振磁界内で相対的に回転移動できるように構成されている。従ってセンサは、ロータの回転移動に基づいて、二次巻線がスクリーンによって遮蔽され、その結果、二次巻線内に誘起される電圧を変えることができる。   In this sensor, the excitation winding is configured as two annular windings on a disk, the secondary winding is configured in the form of a plane extending radially between the two excitation windings, and a screen is provided. It is configured as a fan-shaped part of the rotor. The screen and the secondary winding are configured to be relatively rotationally moved within the excitation magnetic field. Thus, the sensor can change the voltage induced in the secondary winding based on the rotational movement of the rotor, with the secondary winding being shielded by the screen.

特開昭61−159101号公報JP-A 61-159101

しかし、従来のセンサは、例えば、ロータの1回転分の回転移動を検出するためには、励振巻線及び二次巻線が、1回転分、すなわち360°分必要であり、小型化が困難であった。   However, the conventional sensor requires, for example, an excitation winding and a secondary winding for one rotation, that is, 360 °, in order to detect the rotational movement of one rotation of the rotor, and it is difficult to reduce the size. Met.

従って、本発明の目的は、少なくとも1回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を360°よりも小さくすることができる回転検出装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotation detection device that can detect a rotation operation for at least one rotation, but can make an area where a detection coil is installed smaller than 360 °.

本発明の一態様は、回転軸の回りを回転する回転部材と、回転部材に対向する基体に配置され、供給された交流信号に基づいた交番磁場を生成する励磁コイルと、励磁コイルに囲まれた領域内であると共に回転軸と基体との交点を中心とした同心円のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群と、回転部材の径方向に配置され、検出コイル群の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する複数の検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第1の交番磁場変化部と、回転部材の第1の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、検出コイル群の1つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する1つの検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第2の交番磁場変化部と、を備えた回転検出装置を提供する。   One embodiment of the present invention is surrounded by a rotating member that rotates around a rotating shaft, an excitation coil that is disposed on a base that faces the rotating member, and that generates an alternating magnetic field based on a supplied AC signal, and the exciting coil. A detection coil group consisting of detection coils arranged along a part of each circumference of a concentric circle centering on the intersection of the rotating shaft and the base body, and arranged in the radial direction of the rotating member A first alternating magnetic field changing unit that has a shape facing a plurality of detection coils of the coil group and changes an alternating magnetic field that acts on the plurality of opposing detection coils, and a first alternating magnetic field changing unit of the rotating member A second alternating magnetic field changing unit that is arranged in different radial directions, has a shape facing one detection coil of the detection coil group, and changes an alternating magnetic field acting on one opposing detection coil; Providing detection equipment That.

本発明によれば、少なくとも1回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を360°よりも小さくすることができる。   According to the present invention, the region where the detection coil is installed can be made smaller than 360 ° while the rotation operation for at least one rotation can be detected.

図1(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置が搭載された車両内部の概略図であり、図1(b)は、回転検出装置が配置された周辺の拡大図である。FIG. 1A is a schematic diagram of the inside of a vehicle on which the rotation detection device according to the first embodiment is mounted, and FIG. 1B is an enlarged view of the periphery where the rotation detection device is arranged. . 図2(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の斜視図であり、図2(b)は、金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。FIG. 2A is a perspective view of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 2B is a rear view of the rotation member for explaining the arrangement of the metal members. 図3(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の励磁コイル及び検出コイルの配置を説明するための概略図であり、図3(b)は、励磁コイルに供給される交流信号のグラフである。FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the arrangement of the excitation coil and the detection coil of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 3B is an alternating current supplied to the excitation coil. It is a graph of a signal. 図4(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置のブロック図であり、図4(b)は、回転検出装置と車両LAN(Local Area Network)との接続を説明するための概略図である。FIG. 4A is a block diagram of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 4B is a diagram for explaining the connection between the rotation detection device and a vehicle LAN (Local Area Network). FIG. 図5(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第1の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図5(b)は、検出コイルと第2の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図5(c)は、検出コイルと第3の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。FIG. 5A is a top view for explaining relative movement between the detection coil and the first metal member of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 5B is a detection coil. FIG. 5C is a top view for explaining the relative movement between the detection coil and the third metal member. 図6(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第4の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図6(b)は、検出コイルと第5の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図6(c)は、検出コイルと第6の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。FIG. 6A is a top view for explaining relative movement between the detection coil and the fourth metal member of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 6B is a detection coil. FIG. 6C is a top view for explaining the relative movement between the detection coil and the sixth metal member. 図7(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第7の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図7(b)は、検出コイルと第8の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図7(c)は、検出コイルと第2の金属部材及び第3の金属部材の位置関係を説明するための上面図である。FIG. 7A is a top view for explaining relative movement between the detection coil and the seventh metal member of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 7B is a detection coil. FIG. 7C is a top view for explaining the relative movement between the first metal member and the eighth metal member. FIG. 7C is a top view for explaining the positional relationship between the detection coil, the second metal member, and the third metal member. FIG. 図8(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の第1の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図8(b)は、第2の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図8(c)は、第3の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図8(d)は、第4の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。FIG. 8A is a graph of a detection signal output from the first detection coil pair of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 8B is a graph from the second detection coil pair. FIG. 8C is a graph of the detection signal output, FIG. 8C is a graph of the detection signal output from the third detection coil pair, and FIG. 8D is output from the fourth detection coil pair. It is a graph of a detection signal. 図9は、第2の実施の形態に係る回転検出装置の金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。FIG. 9 is a rear view of the rotating member for explaining the arrangement of the metal members of the rotation detecting device according to the second embodiment. 図10(a)は、第2の実施の形態に係る回転検出装置の第1の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図10(b)は、第2の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図10(c)は、第3の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図10(d)は、第4の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。FIG. 10A is a graph of a detection signal output from the first detection coil pair of the rotation detection device according to the second embodiment, and FIG. 10B is a graph from the second detection coil pair. FIG. 10C is a graph of the detection signal output from the third detection coil pair, and FIG. 10D is a graph of the detection signal output from the fourth detection coil pair. It is a graph of a detection signal.

(実施の形態の要約)
実施の形態に係る回転検出装置は、回転軸の回りを回転する回転部材と、回転部材に対向する基体に配置され、供給された交流信号に基づいた交番磁場を生成する励磁コイルと、励磁コイルに囲まれた領域内であると共に回転軸と基体との交点を中心とした同心円のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群と、回転部材の径方向に配置され、検出コイル群の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する複数の検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第1の交番磁場変化部と、回転部材の第1の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、検出コイル群の1つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する1つの検出コイルに作用する交番磁場を変化させる第2の交番磁場変化部と、を備えて概略構成されている。
(Summary of embodiment)
A rotation detection device according to an embodiment includes a rotation member that rotates around a rotation axis, an excitation coil that is disposed on a base that faces the rotation member, and generates an alternating magnetic field based on a supplied AC signal, and an excitation coil A detection coil group consisting of detection coils arranged along a part of each circumference of a concentric circle centered on the intersection of the rotation axis and the base body, and arranged in the radial direction of the rotary member A first alternating magnetic field changing unit that has a shape facing the plurality of detection coils of the detection coil group and changes the alternating magnetic field acting on the plurality of opposing detection coils, and a first alternating magnetic field change of the rotating member A second alternating magnetic field changing unit that is arranged in a radial direction different from the part, has a shape facing one detection coil of the detection coil group, and changes an alternating magnetic field acting on one opposing detection coil, In preparation It has been made.

[第1の実施の形態]
(回転検出装置1の全体構成)
図1(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置が搭載された車両内部の概略図であり、図1(b)は、回転検出装置が配置された周辺の拡大図である。図2(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の斜視図であり、図2(b)は、金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。図3(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の励磁コイル及び検出コイルの配置を説明するための概略図であり、図3(b)は、励磁コイルに供給される交流信号のグラフである。図4(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置のブロック図であり、図4(b)は、回転検出装置と車両LANとの接続を説明するための概略図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図4(a)及び図4(b)では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
[First embodiment]
(Overall configuration of rotation detection device 1)
FIG. 1A is a schematic diagram of the inside of a vehicle on which the rotation detection device according to the first embodiment is mounted, and FIG. 1B is an enlarged view of the periphery where the rotation detection device is arranged. . FIG. 2A is a perspective view of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 2B is a rear view of the rotation member for explaining the arrangement of the metal members. FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the arrangement of the excitation coil and the detection coil of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 3B is an alternating current supplied to the excitation coil. It is a graph of a signal. FIG. 4A is a block diagram of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 4B is a schematic diagram for explaining the connection between the rotation detection device and the vehicle LAN. Note that, in each drawing according to the embodiment described below, the ratio between figures may be different from the actual ratio. In FIGS. 4A and 4B, the flow of main signals and information is indicated by arrows.

回転検出装置1は、一例として、車両5に搭載された空調装置及びカーナビゲーション装置等の電子機器の操作を行うことが可能となるように構成されている。本実施の形態における回転検出装置1は、例えば、操作対象として空調装置が選ばれている場合について説明する。   For example, the rotation detection device 1 is configured to be able to operate electronic devices such as an air conditioner and a car navigation device mounted on the vehicle 5. The rotation detection device 1 according to the present embodiment will be described, for example, when an air conditioner is selected as an operation target.

この回転検出装置1は、例えば、図1(a)及び図1(b)の紙面において、車両5の運転席と助手席の間の前方に位置するセンターコンソール50に配置された表示装置6の下側に配置されている。   The rotation detection device 1 is, for example, a display device 6 disposed on a center console 50 located in front of a driver seat and a passenger seat of the vehicle 5 on the paper surface of FIGS. 1 (a) and 1 (b). Located on the lower side.

この表示装置6の表示画面60には、図1(b)に示すように、空調装置の動作状況が確認できる表示画像61が表示されている。操作者は、回転検出装置1のノブ102を手9で摘まみ、図1(b)の紙面の反時計回り(矢印A方向)及び時計回り(矢印B方向)に手9を回転させることにより、選択されている機能の設定値等を変更することが可能となる。   On the display screen 60 of the display device 6, as shown in FIG. 1B, a display image 61 that can confirm the operation status of the air conditioner is displayed. The operator picks the knob 102 of the rotation detection device 1 with the hand 9 and rotates the hand 9 counterclockwise (arrow A direction) and clockwise (arrow B direction) in FIG. It is possible to change the setting value of the selected function.

回転検出装置1は、図2(a)及び図2(b)に示すように、回転軸100の回りを回転する回転部材10と、回転部材10に対向する基体3に配置され、供給された交流信号Sに基づいた交番磁場110を生成する励磁コイル11と、励磁コイル11に囲まれた領域(配置領域111)内であると共に回転軸100と基体3との交点115を中心とした同心円(第1の円116〜第4の円119)のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群16と、回転部材10の径方向に配置され、検出コイル群16の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する複数の検出コイルに作用する交番磁場110を変化させる後述する第1の交番磁場変化部と、回転部材10の第1の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、検出コイル群16の1つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する1つの検出コイルに作用する交番磁場110を変化させる後述する第2の交番磁場変化部と、を備えて概略構成されている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the rotation detection device 1 is arranged and supplied to a rotating member 10 that rotates around a rotating shaft 100 and a base 3 that faces the rotating member 10. An excitation coil 11 that generates an alternating magnetic field 110 based on the AC signal S 1 , and a concentric circle that is in a region (arrangement region 111) surrounded by the excitation coil 11 and that has an intersection 115 between the rotating shaft 100 and the base 3. A detection coil group 16 composed of detection coils arranged along a part of the circumference of each of the first circle 116 to the fourth circle 119, and a radial arrangement of the rotating member 10, and the detection coil group 16 A first alternating magnetic field changing unit to be described later for changing an alternating magnetic field 110 acting on the plurality of opposing detecting coils, and a first alternating magnetic field changing unit of the rotating member 10. Different radial direction And a second alternating magnetic field changing unit (described later) that changes the alternating magnetic field 110 acting on one opposing detection coil and having a shape facing one detection coil of the detection coil group 16. It is roughly structured.

上述の検出コイルとは、一例として、図3(a)に実線で示す第1の検出コイル12a、第3の検出コイル13a、第5の検出コイル14a及び第7の検出コイル15aである。   The above-described detection coils are, for example, the first detection coil 12a, the third detection coil 13a, the fifth detection coil 14a, and the seventh detection coil 15a indicated by solid lines in FIG.

また回転検出装置1は、検出コイルと対となる検出コイルが絶縁性を保ちながら積層されて基体3に設けられている。この対となる検出コイルは、一例として、図3(a)に点線で示す第2の検出コイル12b、第4の検出コイル13b、第6の検出コイル14b及び第8の検出コイル15bである。   In addition, the rotation detection device 1 is provided on the base 3 in such a manner that the detection coils that are paired with the detection coils are stacked while maintaining insulation. As an example, the pair of detection coils are a second detection coil 12b, a fourth detection coil 13b, a sixth detection coil 14b, and an eighth detection coil 15b indicated by dotted lines in FIG.

本実施の形態では、第1の検出コイル12aと第2の検出コイル12bとを第1の検出コイル対12、第3の検出コイル13aと第4の検出コイル13bとを第2の検出コイル対13、第5の検出コイル14aと第6の検出コイル14bとを第3の検出コイル対14、及び第7の検出コイル15aと第8の検出コイル15bとを第4の検出コイル対15とする。また、検出コイル群16は、第1の検出コイル対12〜第4の検出コイル対15を含んで構成されている。   In the present embodiment, the first detection coil 12a and the second detection coil 12b are used as the first detection coil pair 12, and the third detection coil 13a and the fourth detection coil 13b are used as the second detection coil pair. 13. The fifth detection coil 14a and the sixth detection coil 14b are the third detection coil pair 14, and the seventh detection coil 15a and the eighth detection coil 15b are the fourth detection coil pair 15. . The detection coil group 16 includes a first detection coil pair 12 to a fourth detection coil pair 15.

第1の交番磁場変化部は、一例として、図2(b)に示すように、第2の金属部材22、第4の金属部材24、第6の金属部材26及び第8の金属部材28である。   As shown in FIG. 2B, the first alternating magnetic field change unit includes, as an example, a second metal member 22, a fourth metal member 24, a sixth metal member 26, and an eighth metal member 28. is there.

第2の交番磁場変化部は、一例として、図2(b)に示すように、第1の金属部材21、第3の金属部材23、第5の金属部材25及び第7の金属部材27である。   As shown in FIG. 2B, the second alternating magnetic field changing unit includes, as an example, a first metal member 21, a third metal member 23, a fifth metal member 25, and a seventh metal member 27. is there.

回転検出装置1は、第1の検出コイル12a、第3の検出コイル13a、第5の検出コイル14a及び第7の検出コイル15aから取得した第1の検出信号としての後述する検出信号S、検出信号S、検出信号S、検出信号Sと、第2の検出コイル12b、第4の検出コイル13b、第6の検出コイル14b及び第8の検出コイル15bから取得した第2の検出信号としての後述する検出信号S、検出信号S、検出信号S、検出信号Sと、に基づいて回転部材10の回転角を判定する判定部としての制御部40を備えている。 The rotation detection device 1 includes a detection signal S 2 to be described later as a first detection signal acquired from the first detection coil 12a, the third detection coil 13a, the fifth detection coil 14a, and the seventh detection coil 15a. The detection signal S 4 , the detection signal S 6 , the detection signal S 8 , and the second detection coil 12b, the fourth detection coil 13b, the sixth detection coil 14b, and the second detection coil 15b acquired from the second detection coil 15b. A control unit 40 is provided as a determination unit that determines the rotation angle of the rotating member 10 based on detection signals S 3 , detection signals S 5 , detection signals S 7 , and detection signals S 9 described later as signals.

(回転部材10の構成)
回転部材10は、例えば、樹脂を用いて形成されている。また回転部材10は、図2(a)及び図2(b)に示すように、円板形状を有する基部101と、円柱形状を有するノブ102と、を備えて構成されている。なお回転部材10は、基部101がなく、ノブ102に第1の金属部材21〜第8の金属部材28が配置される構成であっても良い。
(Configuration of Rotating Member 10)
The rotating member 10 is formed using, for example, a resin. Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the rotating member 10 includes a base 101 having a disk shape and a knob 102 having a columnar shape. The rotating member 10 may have a configuration in which the first metal member 21 to the eighth metal member 28 are disposed on the knob 102 without the base 101.

基部101は、センターコンソール50の内側に位置し、表面101aには、ノブ102が設けられ、裏面101bには、第1の金属部材21〜第8の金属部材28が配置されている。   The base 101 is located inside the center console 50, the knob 102 is provided on the front surface 101 a, and the first metal member 21 to the eighth metal member 28 are disposed on the back surface 101 b.

ノブ102は、図1(a)及び図1(b)に示すように、センターコンソール50から突出している。回転部材10は、操作者がノブ102を回転操作することができるように構成されている。   The knob 102 protrudes from the center console 50 as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The rotating member 10 is configured so that an operator can rotate the knob 102.

(励磁コイル11の構成)
励磁コイル11は、導電性を有する金属材料を用いて基体3に形成されている。この励磁コイル11は、例えば、印刷によって基体3に設けられている。励磁コイル11は、図3(a)に示すように、交点115を中心とした中心角θの扇形状を有している。
(Configuration of exciting coil 11)
The exciting coil 11 is formed on the base 3 using a conductive metal material. The exciting coil 11 is provided on the base 3 by printing, for example. As shown in FIG. 3A, the exciting coil 11 has a fan shape with a central angle θ 3 centered on the intersection 115.

この中心角θは、一例として、45°である。この中心角θは、検出範囲と、金属部材が配置されるピッチの数と、に基づいて定められる。本実施の形態では、一例として、検出範囲は、回転部材10の1回転分の回転操作の範囲、つまり0°〜360°であり、金属部材の数は、8つである。従って中心角θは、検出範囲を検出コイル対で除算した45°となる。 As an example, the central angle θ 3 is 45 °. This central angle θ 3 is determined based on the detection range and the number of pitches on which the metal members are arranged. In the present embodiment, as an example, the detection range is a rotation operation range of one rotation of the rotation member 10, that is, 0 ° to 360 °, and the number of metal members is eight. Therefore, the central angle θ 3 is 45 ° obtained by dividing the detection range by the detection coil pair.

なお、変形例として、検出範囲が0°〜360°の場合、後述する第1の金属部材21〜第8の金属部材28の幅に基づいて励磁コイル11の中心角θを変更しても良い。例えば、第1の金属部材21〜第8の金属部材28の幅が、この金属部材の形状を決定する扇型の中心角θに基づいている場合、45°から中心角θを減算した角度を、励磁コイル11の中心角θとしても良い。一例として、扇型の中心角θが、10°である場合、励磁コイル11の中心角θは、35°となり、さらに小型化が可能となる。 As a modification, when the detection range is 0 ° to 360 °, the central angle θ 3 of the exciting coil 11 is changed based on the widths of the first metal member 21 to the eighth metal member 28 described later. good. For example, when the width of the first metal member 21 to the eighth metal member 28 is based on the fan-shaped center angle θ 2 that determines the shape of the metal member, the center angle θ 2 is subtracted from 45 °. The angle may be the central angle θ 3 of the exciting coil 11. As an example, when the fan-shaped central angle θ 2 is 10 °, the central angle θ 3 of the exciting coil 11 is 35 °, and further miniaturization is possible.

この回転操作の範囲の基準位置(0°)は、例えば、図3(a)の紙面において、励磁コイル11の右側の辺112が第1の金属部材21の中央に位置する操作位置としている。そして、回転操作の範囲は、この基準位置から、図1(a)に示す矢印A方向の1回転(360°)を範囲としている。   The reference position (0 °) of the range of the rotation operation is, for example, an operation position where the right side 112 of the exciting coil 11 is located at the center of the first metal member 21 on the paper surface of FIG. The range of the rotation operation ranges from this reference position to one rotation (360 °) in the direction of arrow A shown in FIG.

励磁コイル11の配置領域111には、第1の検出コイル対12〜第4の検出コイル対15が配置される。なお励磁コイル11に囲まれた領域とは、例えば、図3(a)の上面視において励磁コイル11に囲まれた領域であると共に、交番磁場110が作用する範囲で、励磁コイル11が形成された層の上下の層を含む領域である。   The first detection coil pair 12 to the fourth detection coil pair 15 are arranged in the arrangement region 111 of the excitation coil 11. The region surrounded by the excitation coil 11 is, for example, a region surrounded by the excitation coil 11 in the top view of FIG. 3A, and the excitation coil 11 is formed in a range where the alternating magnetic field 110 acts. This is a region including the upper and lower layers.

この励磁コイル11には、一例として、図3(b)に示すように、周期的に電流Iが変化する交流信号Sが供給される。励磁コイル11は、この交流信号Sに基づいて、図2(a)に示すように、基体3の表面30の法線方向、及び裏面31の法線方向に、交互に大きさと方向が変化する交番磁場110を生成する。 The exciting coil 11 is, for example, as shown in FIG. 3 (b), the AC signals S 1 which changes periodically current I is supplied. Based on the AC signal S 1 , the exciting coil 11 changes in size and direction alternately in the normal direction of the front surface 30 of the base 3 and the normal direction of the back surface 31 as shown in FIG. An alternating magnetic field 110 is generated.

この励磁コイル11は、基体3に配置された制御IC(Integrated Circuit)4の制御部40と電気的に接続されている。励磁コイル11は、この制御部40から交流信号Sが供給される。 The exciting coil 11 is electrically connected to a control unit 40 of a control IC (Integrated Circuit) 4 disposed on the base 3. The excitation coil 11 is supplied with an AC signal S 1 from the control unit 40.

(第1の検出コイル対12〜第4の検出コイル対15の構成)
第1の検出コイル対12〜第4の検出コイル対15は、導電性を有する金属材料を用いて基体3に形成されている。この第1の検出コイル対12〜第4の検出コイル対15は、例えば、印刷によって基体3に設けられている。
(Configuration of first detection coil pair 12 to fourth detection coil pair 15)
The first detection coil pair 12 to the fourth detection coil pair 15 are formed on the base 3 using a conductive metal material. The first detection coil pair 12 to the fourth detection coil pair 15 are provided on the base 3 by printing, for example.

第1の検出コイル対12は、図3(a)に一点鎖線で示すように、交点115を中心とする第1の円116に沿って配置されている。第2の検出コイル対13は、図3(a)に一点鎖線で示すように、交点115を中心とする第2の円117に沿って配置されている。第3の検出コイル対14は、図3(a)に一点鎖線で示すように、交点115を中心とする第3の円118に沿って配置されている。第4の検出コイル対15は、図3(a)に一点鎖線で示すように、交点115を中心とする第4の円119に沿って配置されている。   The first detection coil pair 12 is disposed along a first circle 116 centering on the intersection 115 as shown by a one-dot chain line in FIG. The second detection coil pair 13 is arranged along a second circle 117 centering on the intersection 115 as shown by a one-dot chain line in FIG. The third detection coil pair 14 is arranged along a third circle 118 centering on the intersection 115 as shown by a one-dot chain line in FIG. The fourth detection coil pair 15 is arranged along a fourth circle 119 centered on the intersection 115 as shown by a one-dot chain line in FIG.

第1の検出コイル対12は、第1の検出コイル12aと、第1の検出コイル12aと異なる層に設けられて絶縁されている第2の検出コイル12bを備えて構成されている。第2の検出コイル対13は、第3の検出コイル13aと、第3の検出コイル13aと異なる層に設けられて絶縁されている第4の検出コイル13bを備えて構成されている。第3の検出コイル対14は、第5の検出コイル14aと、第5の検出コイル14aと異なる層に設けられて絶縁されている第6の検出コイル14bを備えて構成されている。第4の検出コイル対15は、第7の検出コイル15aと、第7の検出コイル15aと異なる層に設けられて絶縁されている第8の検出コイル15bを備えて構成されている。   The first detection coil pair 12 includes a first detection coil 12a and a second detection coil 12b that is provided on a different layer from the first detection coil 12a and insulated. The second detection coil pair 13 includes a third detection coil 13a and a fourth detection coil 13b that is provided on a different layer from the third detection coil 13a and insulated. The third detection coil pair 14 includes a fifth detection coil 14a and a sixth detection coil 14b that is provided in a different layer from the fifth detection coil 14a and insulated. The fourth detection coil pair 15 includes a seventh detection coil 15a and an eighth detection coil 15b that is provided on a different layer from the seventh detection coil 15a and insulated.

図3(a)に実線で示す第1の検出コイル12a、第3の検出コイル13a、第5の検出コイル14a及び第7の検出コイル15aは、例えば、同じ層に設けられる。図3(a)に点線で示す第2の検出コイル12b、第4の検出コイル13b、第6の検出コイル14b及び第8の検出コイル15bは、同じ層に設けられると共に、例えば、第1の検出コイル12a、第3の検出コイル13a、第5の検出コイル14a及び第7の検出コイル15aが設けられた層よりも下層に設けられている。   The first detection coil 12a, the third detection coil 13a, the fifth detection coil 14a, and the seventh detection coil 15a indicated by solid lines in FIG. 3A are provided in the same layer, for example. The second detection coil 12b, the fourth detection coil 13b, the sixth detection coil 14b, and the eighth detection coil 15b indicated by dotted lines in FIG. 3A are provided in the same layer. The detection coil 12a, the third detection coil 13a, the fifth detection coil 14a, and the seventh detection coil 15a are provided below the layer provided.

第1の検出コイル12a〜第8の検出コイル15bは、図3(a)に示す励磁コイル11のように、一方端部と他方端部とが制御部40に電気的に接続されている。また検出コイルは、図3(a)において、端部以外で交差する部分は、互いに接触しないように構成されている。   As for the 1st detection coil 12a-the 8th detection coil 15b, the one end part and the other end part are electrically connected to the control part 40 like the exciting coil 11 shown to Fig.3 (a). Further, in FIG. 3A, the detection coils are configured such that portions other than the end portions do not contact each other.

第1の検出コイル12a及び対となる第2の検出コイル12bは、異なる形状を有すると共に、交点115を通る対称軸に対して線対称な形状を有している。この対称軸は、励磁コイル11を重なるように折り返した際の折り目となる直線である。同様に、他の検出コイル及び対となる検出コイルは、異なる形状を有すると共に、交点115を通る対称軸に対して線対称な形状を有している。   The first detection coil 12 a and the paired second detection coil 12 b have different shapes and have a shape that is line symmetric with respect to an axis of symmetry passing through the intersection 115. This axis of symmetry is a straight line that becomes a fold when the exciting coil 11 is folded back so as to overlap. Similarly, the other detection coils and the pair of detection coils have different shapes and have a shape that is line-symmetric with respect to an axis of symmetry passing through the intersection 115.

第1の検出コイル12aは、例えば、図3(a)に示すように、環形状を有する第1の環部(環部120a及び環部121a)を2つ連結したような形状を有し、この第1の環部によって囲まれる領域の面積が互いに実質的に等しくなるように構成されている。   For example, as shown in FIG. 3A, the first detection coil 12a has a shape in which two first ring portions having a ring shape (the ring portion 120a and the ring portion 121a) are connected, The areas surrounded by the first ring portion are configured to be substantially equal to each other.

つまり第1の検出コイル12aは、例えば、出力される検出信号Sが、1周期分の正弦波となるような形状とされている(後述する図8(a)参照)。また第3の検出コイル13a、第5の検出コイル14a及び第7の検出コイル15aは、第1の検出コイル12aと同様に、出力される検出信号S、検出信号S及び検出信号Sが、1周期分の正弦波となるような形状とされている。 That is, the first detection coil 12a, for example, the detection signal S 2 output, (see Fig. 8 to be described later (a)) that has a shape such that the sine wave for one cycle. The third detection coil 13a, the detection coil 15a of the fifth detection coil 14a and the seventh, as in the first detection coil 12a, the detection signal S 4 that is output, the detection signal S 6 and the detection signal S 8 Is shaped to be a sine wave for one cycle.

また対となる第2の検出コイル12bは、例えば、図3(a)に示すように、環形状を有する第2の環部としての環部121bと、環部121bを同心円(第1の円116)の径方向に切断したような2つの半環部(半環部120b及び半環部122b)と、が、環部121bを中心として連結された形状を有している。また第2の検出コイル12bは、環部121bに囲まれる領域の面積、及び半環部に囲まれる領域の2つ分の面積は、対応する第1の検出コイル12aの環部120a及び環部121aの面積と実質的に等しくなるように構成されている。   In addition, as shown in FIG. 3A, for example, the second detection coil 12b as a pair includes a ring part 121b as a second ring part having a ring shape and a ring part 121b concentrically (first circle). 116) and two half-ring parts (half-ring part 120b and half-ring part 122b) that are cut in the radial direction have a shape connected around the ring part 121b. Further, the second detection coil 12b has an area of a region surrounded by the ring part 121b and an area of two regions surrounded by the half ring part, and the ring part 120a and the ring part of the corresponding first detection coil 12a. It is comprised so that it may become substantially equal to the area of 121a.

つまり第2に検出コイル12bは、例えば、出力される検出信号Sが、対となる第1の検出コイル12aと位相がずれると共に、半環部120b及び半環部122bにおける振幅が環部121bの振幅よりも小さくなるような形状とされている。また第4の検出コイル13b、第6の検出コイル14b及び第8の検出コイル15bは、第2の検出コイル12bと同様に、出力される検出信号S、検出信号S及び検出信号Sが、対となる検出コイルと位相がずれると共に、半環部における振幅が環部の振幅よりも小さくなるような形状とされている。 That second in the detection coil 12b is, for example, the detection signal S 3 output, paired first detection coil 12a and with phase shifts, the amplitude of the half-ring portion 120b and the Hanwa portion 122b is ring portion 121b The shape is smaller than the amplitude of. The fourth detection coil 13b, the detection coil 15b of the detection coil 14b and the eighth sixth, like the second detection coil 12b, the detection signal S 5 output the detection signal S 7 and the detection signal S 9 However, the phase is shifted from that of the pair of detection coils, and the amplitude in the half ring portion is smaller than the amplitude of the ring portion.

同様に、第3の検出コイル13aは、環部130a及び環部131aを連結したような形状を有している。第5の検出コイル14aは、環部140a及び環部141aを連結したような形状を有している。第7の検出コイル15aは、環部150a及び環部151aを連結したような形状を有している。   Similarly, the 3rd detection coil 13a has a shape which connected the ring part 130a and the ring part 131a. The fifth detection coil 14a has such a shape that the ring part 140a and the ring part 141a are connected. The seventh detection coil 15a has such a shape that the ring part 150a and the ring part 151a are connected.

第3の検出コイル13aと対となる第4の検出コイル13bは、環部131bを中心として半環部130b及び半環部132bが連結したような形状を有している。第5の検出コイル14aと対となる第6の検出コイル14bは、環部141bを中心として半環部140b及び半環部142bが連結したような形状を有している。第7の検出コイル15aと対となる第8の検出コイル15bは、環部151bを中心として半環部150b及び半環部152bが連結したような形状を有している。   The fourth detection coil 13b paired with the third detection coil 13a has a shape in which the half ring part 130b and the half ring part 132b are connected with the ring part 131b as the center. The sixth detection coil 14b paired with the fifth detection coil 14a has a shape in which the half ring part 140b and the half ring part 142b are connected with the ring part 141b as the center. The eighth detection coil 15b paired with the seventh detection coil 15a has a shape in which the half ring part 150b and the half ring part 152b are connected with the ring part 151b as the center.

なお、環部と環部の連結したような部分、及び環部と半環部の連結したような部分は、連結されているのではなく、コイルが絶縁されながら上下に交差している部分である。   In addition, the part that the ring part and the ring part are connected, and the part that the ring part and the semi-ring part are connected are not connected, but are the parts that intersect vertically while the coils are insulated. is there.

第1の検出コイル12aは、例えば、図3(a)の紙面の法線方向に交番磁場110が作用すると、第1の検出コイル12aには、この交番磁場110を打ち消すような磁場を生成する電流が流れる。従って、環部120aと環部121aとが交差していることから、第1の検出コイル12aの環部120aには、時計回りの電流が流れ、環部121aには、反時計回りの電流が流れる。つまり第1の検出コイル12aは、環部120aと環部121aとの面積が実質的に等しいことから、環部120aと環部121aにおいて、電磁誘導に基づいて大きさが等しく向きが逆方向となる電流が生成される。従って第1の検出コイル12aから出力される検出信号Sは、ゼロとなる。また検出信号Sは、交番磁場110の方向が逆向きになっても、第1の検出コイル12aの対称性からゼロとなる。 For example, when the alternating magnetic field 110 acts in the normal direction of the paper surface of FIG. 3A, the first detection coil 12a generates a magnetic field that cancels the alternating magnetic field 110 in the first detection coil 12a. Current flows. Therefore, since the ring part 120a and the ring part 121a intersect, a clockwise current flows in the ring part 120a of the first detection coil 12a, and a counterclockwise current flows in the ring part 121a. Flowing. In other words, since the first detection coil 12a has substantially the same area of the ring part 120a and the ring part 121a, the ring part 120a and the ring part 121a have the same size and the opposite direction based on electromagnetic induction. A current is generated. Therefore detection signal S 2 output from the first detection coil 12a becomes zero. The detection signal S 2, the direction of the alternating magnetic field 110 is also turned in the opposite direction, the zero of symmetry of the first detection coil 12a.

第2の検出コイル12bは、例えば、図3(a)の紙面の法線方向に交番磁場110が作用すると、第2の検出コイル12bには、この交番磁場110を打ち消すような磁場を生成する電流が流れる。従って、第2の検出コイル12bの半環部120bには、時計回りの電流が流れ、環部121bには、反時計回りの電流が流れ、半環部122bには、時計回りの電流が流れる。つまり第1の検出コイル12aは、半環部120bの面積と半環部122bの面積とを足した面積と、環部121bの面積と、が実質的に等しいことから、出力される検出信号Sは、ゼロとなる。また検出信号Sは、交番磁場110の方向が逆向きになっても、第2の検出コイル12bの対称性からゼロとなる。 For example, when the alternating magnetic field 110 acts in the normal direction of the paper surface of FIG. 3A, the second detection coil 12b generates a magnetic field that cancels the alternating magnetic field 110 in the second detection coil 12b. Current flows. Accordingly, a clockwise current flows through the half ring portion 120b of the second detection coil 12b, a counterclockwise current flows through the ring portion 121b, and a clockwise current flows through the half ring portion 122b. . In other words, the first detection coil 12a is configured such that the area obtained by adding the area of the half ring part 120b and the area of the half ring part 122b is substantially equal to the area of the ring part 121b. 3 is zero. The detection signal S 3, even if the direction of the alternating magnetic field 110 becomes reversed, the zero of symmetry of the second detection coil 12b.

従って、第1の検出コイル対12は、図3(a)の紙面の法線方向、及び法線方向とは逆向きの方向の交番磁場110が作用すると、金属部材が対向していない場合、検出信号S及び検出信号Sがゼロとなる。 Accordingly, when the first detection coil pair 12 is acted by the alternating magnetic field 110 in the direction normal to the paper surface of FIG. 3A and in the direction opposite to the normal direction, the metal members are not opposed to each other. the detection signal S 2 and the detection signal S 3 is zero.

第2の検出コイル対13〜第4の検出コイル対15は、第1の検出コイル対12と相似な形状を有するので、図3(a)の紙面の法線方向、及び法線方向とは逆向きの方向の交番磁場110が作用すると、金属部材が対向していない場合、検出信号S〜検出信号Sがゼロとなる。 Since the second detection coil pair 13 to the fourth detection coil pair 15 have a shape similar to that of the first detection coil pair 12, what is the normal direction and normal direction of the paper surface of FIG. When the alternating magnetic field 110 in the opposite direction acts, the detection signals S 4 to S 9 become zero when the metal members are not facing each other.

(第1の金属部材21〜第8の金属部材28の構成)
図5(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第1の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図5(b)は、検出コイルと第2の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図5(c)は、検出コイルと第3の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。
(Configuration of first metal member 21 to eighth metal member 28)
FIG. 5A is a top view for explaining relative movement between the detection coil and the first metal member of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 5B is a detection coil. FIG. 5C is a top view for explaining the relative movement between the detection coil and the third metal member.

図6(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第4の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図6(b)は、検出コイルと第5の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図6(c)は、検出コイルと第6の金属部材との相対移動を説明するための上面図である。   FIG. 6A is a top view for explaining relative movement between the detection coil and the fourth metal member of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 6B is a detection coil. FIG. 6C is a top view for explaining the relative movement between the detection coil and the sixth metal member.

図7(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の検出コイルと第7の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図7(b)は、検出コイルと第8の金属部材との相対移動を説明するための上面図であり、図7(c)は、検出コイルと第2の金属部材及び第3の金属部材の位置関係を説明するための上面図である。   FIG. 7A is a top view for explaining relative movement between the detection coil and the seventh metal member of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 7B is a detection coil. FIG. 7C is a top view for explaining the relative movement between the first metal member and the eighth metal member. FIG. 7C is a top view for explaining the positional relationship between the detection coil, the second metal member, and the third metal member. FIG.

図8(a)は、第1の実施の形態に係る回転検出装置の第1の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図8(b)は、第2の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図8(c)は、第3の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図8(d)は、第4の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。   FIG. 8A is a graph of a detection signal output from the first detection coil pair of the rotation detection device according to the first embodiment, and FIG. 8B is a graph from the second detection coil pair. FIG. 8C is a graph of the detection signal output, FIG. 8C is a graph of the detection signal output from the third detection coil pair, and FIG. 8D is output from the fourth detection coil pair. It is a graph of a detection signal.

この図8(a)〜図8(d)は、縦軸が検出信号の電圧V、横軸が回転部材10の回転角θである。また図8(a)は、実線が第1の検出コイル12aの検出信号Sであり、点線が第2の検出コイル12bの検出信号Sである。図8(b)は、実線が第3の検出コイル13aの検出信号Sであり、点線が第4の検出コイル13bの検出信号Sである。図8(c)は、実線が第5の検出コイル14aの検出信号Sであり、点線が第6の検出コイル14bの検出信号Sである。図8(d)は、実線が第7の検出コイル15aの検出信号Sであり、点線が第8の検出コイル15bの検出信号Sである。 8A to 8D, the vertical axis represents the voltage V of the detection signal, and the horizontal axis represents the rotation angle θ of the rotating member 10. The FIG. 8 (a), the solid line is a detection signal S 2 of the first detection coil 12a, a dotted line is a detection signal S 3 of the second detection coil 12b. FIG. 8 (b), the solid line is a detection signal S 4 of the third detection coil 13a, a dotted line is a detection signal S 5 of the fourth detection coil 13b. FIG. 8 (c), the solid line is a detection signal S 6 of the fifth detection coil 14a, a dotted line is a detection signal S 7 of the sixth detection coil 14b. FIG. 8 (d) is the solid line is a detection signal S 8 of the seventh detection coil 15a, a dotted line is a detection signal S 9 of the detection coil 15b of the eighth.

第1の金属部材21〜第8の金属部材28は、銅等の金属材料を用いて板形状に形成されている。この第1の金属部材21〜第8の金属部材28は、回転部材10の基部101の裏面101bに配置されている。   The first metal member 21 to the eighth metal member 28 are formed in a plate shape using a metal material such as copper. The first metal member 21 to the eighth metal member 28 are disposed on the back surface 101 b of the base 101 of the rotating member 10.

第1の金属部材21は、図2(b)に示すように、第1の検出コイル対12と対向するように、回転中心105を中心とする外円200の内側と内円201の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   As shown in FIG. 2B, the first metal member 21 has an inner side of the outer circle 200 centered on the rotation center 105 and an outer side of the inner circle 201 so as to face the first detection coil pair 12. It is arranged along the area surrounded by.

第2の金属部材22は、第2の検出コイル対13及び第3の検出コイル対14と対向するように、回転中心105を中心とする外円202の内側と内円205の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   The second metal member 22 is surrounded by the inner side of the outer circle 202 centered on the rotation center 105 and the outer side of the inner circle 205 so as to face the second detection coil pair 13 and the third detection coil pair 14. It is arranged along the area.

第3の金属部材23は、第4の検出コイル対15と対向するように、回転中心105を中心とする外円206の内側と内円207の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   The third metal member 23 is disposed along a region surrounded by the inner side of the outer circle 206 around the rotation center 105 and the outer side of the inner circle 207 so as to face the fourth detection coil pair 15. Yes.

第4の金属部材24は、第1の検出コイル対12及び第2の検出コイル対13と対向するように、回転中心105を中心とする外円200の内側と内円203の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   The fourth metal member 24 is surrounded by the inner side of the outer circle 200 centered on the rotation center 105 and the outer side of the inner circle 203 so as to face the first detection coil pair 12 and the second detection coil pair 13. It is arranged along the area.

第5の金属部材25は、第3の検出コイル対14と対向するように、回転中心105を中心とする外円204の内側と内円205の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   The fifth metal member 25 is disposed along a region surrounded by the inner side of the outer circle 204 and the outer side of the inner circle 205 around the rotation center 105 so as to face the third detection coil pair 14. Yes.

第6の金属部材26は、図2(b)に示すように、金属片26a及び金属片26bから構成されている。金属片26aは、第1の検出コイル対12と対向するように、回転中心105を中心とする外円200の内側と内円201の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。また、金属片26bは、第4の検出コイル対15と対向するように、回転中心105を中心とする外円206の内側と内円207の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   As shown in FIG. 2B, the sixth metal member 26 includes a metal piece 26a and a metal piece 26b. The metal piece 26 a is disposed along a region surrounded by the inner side of the outer circle 200 and the outer side of the inner circle 201 around the rotation center 105 so as to face the first detection coil pair 12. Further, the metal piece 26 b is disposed along a region surrounded by the inner side of the outer circle 206 centered on the rotation center 105 and the outer side of the inner circle 207 so as to face the fourth detection coil pair 15. .

第7の金属部材27は、第2の検出コイル対13と対向するように、回転中心105を中心とする外円202の内側と内円203の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   The seventh metal member 27 is disposed along a region surrounded by the inner side of the outer circle 202 around the rotation center 105 and the outer side of the inner circle 203 so as to face the second detection coil pair 13. Yes.

第8の金属部材28は、第3の検出コイル対14及び第4の検出コイル対15と対向するように、回転中心105を中心とする外円204の内側と内円207の外側とで囲まれる領域に沿って配置されている。   The eighth metal member 28 is surrounded by the inner side of the outer circle 204 centered on the rotation center 105 and the outer side of the inner circle 207 so as to face the third detection coil pair 14 and the fourth detection coil pair 15. It is arranged along the area.

従って、回転部材10の回転に伴って金属部材が回転移動し、検出コイル対と対向すると、励磁コイル11の交番磁場110の作用により、交番磁場110を打ち消す方向の磁場を生成する渦電流が金属部材に発生する。この交番磁場110を打ち消す磁場は、金属部材と対向する検出コイル対の面積に比例する。従って検出コイル対から出力される検出信号は、ゼロとならず、金属部材の位置に応じた値となる。   Therefore, when the metal member rotates and moves with the rotation of the rotating member 10 and faces the detection coil pair, an eddy current that generates a magnetic field in a direction that cancels the alternating magnetic field 110 is generated by the action of the alternating magnetic field 110 of the excitation coil 11. Occurs in the member. The magnetic field that cancels this alternating magnetic field 110 is proportional to the area of the detection coil pair facing the metal member. Therefore, the detection signal output from the detection coil pair is not zero, but has a value corresponding to the position of the metal member.

第1の金属部材21〜第8の金属部材28は、図2(b)に示すように、回転部材10の回転の検出範囲を、金属部材の数で等分して得られる予め定められた角度θに基づいて配置されている。 As shown in FIG. 2B, the first metal member 21 to the eighth metal member 28 are predetermined, which are obtained by equally dividing the rotation detection range of the rotary member 10 by the number of metal members. They are arranged based on the angle θ 1 .

具体的には、第1の金属部材21〜第8の金属部材28は、検出範囲が上述のように、0°〜360°であり、金属部材の数が8つであることから、45°の間隔で配置される。つまり予め定められた角度θは、45°である。つまり、金属部材は、45°ピッチで配置される。 Specifically, the first metal member 21 to the eighth metal member 28 have a detection range of 0 ° to 360 ° as described above, and the number of metal members is eight, so 45 °. Are arranged at intervals of That is, the predetermined angle θ 1 is 45 °. That is, the metal members are arranged at a 45 ° pitch.

従って、第1の金属部材21は、回転中心105に対する第2の金属部材22との角度が45°となるように配置される。よって、第2の金属部材22〜第8の金属部材28は、隣接する金属部材との角度が45°となるように配置される。   Accordingly, the first metal member 21 is disposed such that the angle between the first metal member 21 and the second metal member 22 with respect to the rotation center 105 is 45 °. Therefore, the second metal member 22 to the eighth metal member 28 are arranged such that the angle with the adjacent metal member is 45 °.

第1の金属部材21〜第8の金属部材28は、例えば、回転中心105を中心とする円において、中心角がθとなる扇形状の一部となる形状を有している。 The first metal member 21 to the eighth metal member 28 have, for example, a shape that is a part of a fan shape with a center angle of θ 2 in a circle centered on the rotation center 105.

第1の金属部材21〜第8の金属部材28は、1つの検出コイル対に対向する金属部材、及び2つの検出コイル対に対向する金属部材があるので、その面積が異なっている。図2(a)に示す外円と内円との半径の差R〜差Rが等しく、外円の半径が小さい方からr、2r、3r及び4rと近似する場合、1つの検出コイル対と対向する金属部材である、第3の金属部材23、第5の金属部材25、第7の金属部材27及び第1の金属部材21の面積の比は、およそ1:4:9:16となる。この面積を基準とした第1の金属部材21〜第8の金属部材28の面積は、例えば、第3の金属部材23<第5の金属部材25<第8の金属部材28<第7の金属部材27<第2の金属部材22<第1の金属部材21<第6の金属部材26<第4の金属部材24となる。 Since the first metal member 21 to the eighth metal member 28 include a metal member that faces one detection coil pair and a metal member that faces two detection coil pairs, their areas are different. In the case where the radius differences R 1 to R 4 between the outer circle and the inner circle shown in FIG. 2A are equal and the outer circle has a smaller radius, r, 2r, 3r, and 4r are approximated. The ratio of the areas of the third metal member 23, the fifth metal member 25, the seventh metal member 27, and the first metal member 21, which are metal members facing the pair, is approximately 1: 4: 9: 16. It becomes. The area of the first metal member 21 to the eighth metal member 28 based on this area is, for example, the third metal member 23 <the fifth metal member 25 <the eighth metal member 28 <the seventh metal. The member 27 <the second metal member 22 <the first metal member 21 <the sixth metal member 26 <the fourth metal member 24.

従って、第1の検出コイル対12〜第4の検出コイル対15から出力される検出信号S〜検出信号Sの振幅は、上述の面積に比例する。 Accordingly, the amplitudes of the detection signals S 2 to S 9 output from the first detection coil pair 12 to the fourth detection coil pair 15 are proportional to the above-described area.

第1の金属部材21は、図2(b)に示すように、外円200に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円201の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円200と内円201との半径の差は、Rであり、第1の金属部材21の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2B, the first metal member 21 has a shape surrounded by a sector having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 200 and a region outside the inner circle 201. have. The difference in radius between the outer circle 200 and the inner circle 201 is R 1, which is the radial width of the first metal member 21.

この第1の金属部材21の形状は、例えば、図5(a)の上面図において、第1の金属部材21に隠れる第1の検出コイル12aと第2の検出コイル12bの環部及び半環部の面積が、第1の金属部材21の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。   The shape of the first metal member 21 is, for example, in the top view of FIG. 5A, the ring portion and the half ring of the first detection coil 12a and the second detection coil 12b that are hidden by the first metal member 21. The area of the part is a shape that is substantially constant regardless of the position of the first metal member 21.

なお、本実施の形態の差R〜差Rは、等しいので、以下ではRと記載する。また、内円201と外円202、内円203と外円204、及び内円205と外円206の半径の差は、図2(b)に示すように、△Rとして記載する。 Incidentally, the difference R 1 ~ difference R 4 in this embodiment is equal, in the following referred to as R. Further, the difference in radius between the inner circle 201 and the outer circle 202, the inner circle 203 and the outer circle 204, and the inner circle 205 and the outer circle 206 is described as ΔR as shown in FIG.

第2の金属部材22は、図2(b)に示すように、外円202に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円205の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円202と内円203との半径の差は、2R+△Rであり、第2の金属部材22の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2B, the second metal member 22 has a shape surrounded by a sector having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 202 and a region outside the inner circle 205. have. The difference in radius between the outer circle 202 and the inner circle 203 is 2R + ΔR, which is the radial width of the second metal member 22.

この第2の金属部材22の形状は、例えば、図5(b)の上面図において、第2の金属部材22に隠れる第3の検出コイル13a〜第6の検出コイル14bの環部及び半環部の面積が、第2の金属部材22の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。   The shape of the second metal member 22 is, for example, an annular portion and a half ring of the third detection coil 13a to the sixth detection coil 14b hidden in the second metal member 22 in the top view of FIG. The area of the part is a shape that is substantially constant regardless of the position of the second metal member 22.

第3の金属部材23は、図2(b)に示すように、外円206に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円207の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円206と内円207との半径の差は、Rであり、第3の金属部材23の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2B, the third metal member 23 has a shape surrounded by a sector shape having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 206 and a region outside the inner circle 207. have. The difference in radius between the outer circle 206 and the inner circle 207 is R, which is the radial width of the third metal member 23.

この第3の金属部材23の形状は、例えば、図5(c)の上面図において、第3の金属部材23に隠れる第7の検出コイル15aと第8の検出コイル15bの環部及び半環部の面積が、第3の金属部材23の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。   The shape of the third metal member 23 is, for example, the ring portion and the half ring of the seventh detection coil 15a and the eighth detection coil 15b hidden in the third metal member 23 in the top view of FIG. The area of the part is a shape that is substantially constant regardless of the position of the third metal member 23.

第4の金属部材24は、図2(b)に示すように、外円200に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円203の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円200と内円203との半径の差は、2R+△Rであり、第4の金属部材24の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2B, the fourth metal member 24 has a shape surrounded by a sector having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 200 and a region outside the inner circle 203. have. The difference in radius between the outer circle 200 and the inner circle 203 is 2R + ΔR, which is the radial width of the fourth metal member 24.

この第4の金属部材24の形状は、例えば、図6(a)の上面図において、第4の金属部材24に隠れる第1の検出コイル12a〜第4の検出コイル13bの環部及び半環部の面積が、第4の金属部材24の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。   The shape of the fourth metal member 24 is, for example, in the top view of FIG. 6A, the first detection coil 12 a to the fourth detection coil 13 b that are hidden by the fourth metal member 24 and the half ring. The area of the part is a shape that is substantially constant regardless of the position of the fourth metal member 24.

第5の金属部材25は、図2(b)に示すように、外円204に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円205の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円204と内円205との半径の差は、Rであり、第5の金属部材25の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2B, the fifth metal member 25 has a shape surrounded by a sector having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 204 and a region outside the inner circle 205. have. The difference in radius between the outer circle 204 and the inner circle 205 is R, which is the radial width of the fifth metal member 25.

この第5の金属部材25の形状は、例えば、図6(b)の上面図において、第5の金属部材25に隠れる第5の検出コイル14aと第6の検出コイル14bの環部及び半環部の面積が、第5の金属部材25の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。   The shape of the fifth metal member 25 is, for example, in the top view of FIG. 6B, the ring part and the half ring of the fifth detection coil 14a and the sixth detection coil 14b hidden by the fifth metal member 25. The area of the part is a shape that is substantially constant regardless of the position of the fifth metal member 25.

第6の金属部材26の金属片26aは、図2(a)に示すように、外円200に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円201の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円200と内円201との半径の差は、Rであり、第1の金属部材21の径方向の幅となっている。また、金属片26bは、外円206に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円207の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円206と内円207との半径の差は、Rであり、第3の金属部材23の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2A, the metal piece 26 a of the sixth metal member 26 includes a sector shape having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 200, and a region outside the inner circle 201. It has an enclosed shape. The difference in radius between the outer circle 200 and the inner circle 201 is R, which is the radial width of the first metal member 21. Further, the metal piece 26 b has a shape surrounded by a sector having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 206 and a region outside the inner circle 207. The difference in radius between the outer circle 206 and the inner circle 207 is R, which is the radial width of the third metal member 23.

この第6の金属部材26の金属片26aの形状は、例えば、図6(c)に示すように、第1の金属部材21と同じである。また、金属片26bの形状は、例えば、図6(c)に示すように、第3の金属部材23と同じである。   The shape of the metal piece 26a of the sixth metal member 26 is the same as that of the first metal member 21 as shown in FIG. 6C, for example. The shape of the metal piece 26b is the same as that of the third metal member 23 as shown in FIG. 6C, for example.

第7の金属部材27は、図2(b)に示すように、外円202に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円203の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円202と内円203との半径の差は、Rであり、第7の金属部材27の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2B, the seventh metal member 27 has a shape surrounded by a sector having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 202 and a region outside the inner circle 203. have. The difference in radius between the outer circle 202 and the inner circle 203 is R, which is the radial width of the seventh metal member 27.

この第7の金属部材27の形状は、例えば、図7(a)の上面図において、第7の金属部材27に隠れる第3の検出コイル13aと第4の検出コイル13bの環部及び半環部の面積が、第7の金属部材27の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。   The shape of the seventh metal member 27 is, for example, in the top view of FIG. 7A, the ring part and the half ring of the third detection coil 13a and the fourth detection coil 13b hidden by the seventh metal member 27. The area of the part is a shape that is substantially constant regardless of the position of the seventh metal member 27.

第8の金属部材28は、図2(b)に示すように、外円204に基づいて形成された中心角θを有する扇形と、内円207の外の領域と、に囲まれた形状を有している。この外円204と内円207との半径の差は、2R+△Rであり、第8の金属部材28の径方向の幅となっている。 As shown in FIG. 2B, the eighth metal member 28 has a shape surrounded by a sector having a central angle θ 2 formed based on the outer circle 204 and an area outside the inner circle 207. have. The difference in radius between the outer circle 204 and the inner circle 207 is 2R + ΔR, which is the radial width of the eighth metal member 28.

この第8の金属部材28の形状は、例えば、図7(b)の上面図において、第8の金属部材28に隠れる第5の検出コイル14a〜第5の検出コイル15bの環部及び半環部の面積が、第8の金属部材28の位置に依らず、実質的に一定となる形状とされる。   The shape of the eighth metal member 28 is, for example, in the top view of FIG. 7B, the ring part and the half ring of the fifth detection coil 14a to the fifth detection coil 15b hidden by the eighth metal member 28. The area of the part is a shape that is substantially constant regardless of the position of the eighth metal member 28.

従って、金属部材の形状は、本実施の形態の扇形状に限定されず、図5(a)の上面図において、金属部材に隠れる検出コイル対の環部及び半環部の面積が、位置に依らず、実質的に一定となる形状であれば良い。   Therefore, the shape of the metal member is not limited to the fan shape of the present embodiment. In the top view of FIG. 5A, the area of the ring part and the half ring part of the detection coil pair hidden by the metal member is in the position. Regardless, it may be a shape that is substantially constant.

ここで、図3(a)の紙面において、励磁コイル11の右側の辺112と、第1の金属部材21の側面210と、が一致してから、励磁コイル11の左側の辺113と、第1の金属部材21の側面210の反対の側面211と、が一致するまでの回転角は、側面151と側面152とが中心角θに基づいた角度であることから、55°となる。 3A, after the right side 112 of the exciting coil 11 and the side surface 210 of the first metal member 21 coincide with each other, the left side 113 of the exciting coil 11 and the first side opposite sides 211 of the side surface 210 of the first metal member 21, the rotation angle until the match, since it is the side surface 151 and side surface 152 is an angle based on the central angle theta 2, the 55 °.

励磁コイル11の辺112と、第2の金属部材22の側面220と、が一致してから、励磁コイル11の辺113と、第2の金属部材22の側面221と、が一致するまでの回転角は、同様に55°となる。   Rotation until the side 113 of the exciting coil 11 and the side surface 221 of the second metal member 22 coincide after the side 112 of the exciting coil 11 and the side surface 220 of the second metal member 22 coincide. The angle is similarly 55 °.

励磁コイル11の辺112と、第3の金属部材23の側面230と、が一致してから、励磁コイル11の辺113と、第3の金属部材23の側面231と、が一致するまでの回転角は、55°となる。   Rotation until the side 113 of the exciting coil 11 and the side surface 231 of the third metal member 23 coincide with each other after the side 112 of the exciting coil 11 and the side surface 230 of the third metal member 23 coincide with each other. The angle is 55 °.

励磁コイル11の辺112と、第4の金属部材24の側面240と、が一致してから、励磁コイル11の辺113と、第4の金属部材24の側面241と、が一致するまでの回転角は、55°となる。   Rotation from when the side 112 of the exciting coil 11 and the side surface 240 of the fourth metal member 24 coincide with each other until the side 113 of the exciting coil 11 and the side surface 241 of the fourth metal member 24 coincide with each other. The angle is 55 °.

励磁コイル11の辺112と、第5の金属部材25の側面250と、が一致してから、励磁コイル11の辺113と、第5の金属部材25の側面251と、が一致するまでの回転角は、55°となる。   Rotation from when the side 112 of the exciting coil 11 and the side surface 250 of the fifth metal member 25 match until the side 113 of the exciting coil 11 and the side surface 251 of the fifth metal member 25 match. The angle is 55 °.

励磁コイル11の辺112と、第6の金属部材26の金属片26aの側面260a、及び金属片26bの側面260bと、が一致してから、励磁コイル11の辺113と、第6の金属部材26の金属片26aの側面261a、及び金属片26bの側面261bと、が一致するまでの回転角は、55°となる。   After the side 112 of the exciting coil 11, the side surface 260a of the metal piece 26a of the sixth metal member 26, and the side surface 260b of the metal piece 26b coincide, the side 113 of the exciting coil 11 and the sixth metal member The rotation angle until the side surface 261a of the metal piece 26a and the side surface 261b of the metal piece 26b coincide with each other is 55 °.

励磁コイル11の辺112と、第7の金属部材27の側面270と、が一致してから、励磁コイル11の辺113と、第7の金属部材27の側面271と、が一致するまでの回転角は、側面270と側面271とが中心角θに基づいた角度であることから、55°となる。 Rotation from when the side 112 of the exciting coil 11 and the side surface 270 of the seventh metal member 27 coincide with each other until the side 113 of the exciting coil 11 coincides with the side surface 271 of the seventh metal member 27 The angle is 55 ° because the side surface 270 and the side surface 271 are angles based on the central angle θ 2 .

励磁コイル11の辺112と、第8の金属部材28の側面280と、が一致してから、励磁コイル11の辺113と、第8の金属部材28の側面281と、が一致するまでの回転角は、55°となる。   Rotation from when the side 112 of the exciting coil 11 and the side surface 280 of the eighth metal member 28 coincide with each other until the side 113 of the exciting coil 11 and the side surface 281 of the eighth metal member 28 coincide with each other. The angle is 55 °.

ここで、回転検出装置1は、図7(c)に示すように、回転部材10の回転角によっては、2つの金属部材が励磁コイル11上に位置する場合がある。例えば、隣接するピッチの金属部材が同じ外円と内円とに挟まれる領域に位置すると、隣接するピッチの金属部材が励磁コイル11上に位置する際に、同じ検出コイル対から検出信号出力されるので、正確な検出精度が得られない。従って、隣接するピッチの金属部材及び金属片は、同じ外円と内円とに挟まれる領域に配置されない。   Here, as shown in FIG. 7C, the rotation detection device 1 may have two metal members positioned on the excitation coil 11 depending on the rotation angle of the rotation member 10. For example, when adjacent metal members having a pitch are positioned in a region sandwiched between the same outer circle and inner circle, when the adjacent metal members having a pitch are positioned on the excitation coil 11, a detection signal is output from the same detection coil pair. Therefore, accurate detection accuracy cannot be obtained. Therefore, the metal members and metal pieces having adjacent pitches are not arranged in a region sandwiched between the same outer circle and inner circle.

(制御部40の構成)
制御部40は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等から構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部40が動作するためのプログラムが格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
(Configuration of control unit 40)
The control unit 40 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations and processing on acquired data according to a stored program, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. Microcomputer. In this ROM, for example, a program for operating the control unit 40 is stored. For example, the RAM is used as a storage area for temporarily storing calculation results and the like.

制御部40は、図8(a)〜図8(d)に示すように、検出コイル群16から取得する検出信号S〜検出信号Sに基づいて回転部材10の回転角を判定するように構成されている。 As shown in FIGS. 8A to 8D, the control unit 40 determines the rotation angle of the rotating member 10 based on the detection signals S 2 to S 9 acquired from the detection coil group 16. It is configured.

具体的には、制御部40は、図8(a)に示すように、第1の検出コイル対12の検出信号S及び検出信号Sに基づいて−5°〜50°までの回転角を判定する。 Specifically, as illustrated in FIG. 8A, the control unit 40 rotates the rotation angle from −5 ° to 50 ° based on the detection signal S 2 and the detection signal S 3 of the first detection coil pair 12. Determine.

制御部40は、図8(b)及び図8(c)に示すように、第2の検出コイル対13の検出信号S及び検出信号Sと、第3の検出コイル対14の検出信号S及び検出信号Sに基づいて40°〜95°までの回転角を判定する。 Control unit 40, as shown in FIG. 8 (b) and FIG. 8 (c), the a detection signal S 4 and the detection signal S 5 of the second detection coil pair 13, the detection signal of the third detection coil pair 14 based on the S 6 and the detection signal S 7 determines the rotation angle of up to 40 ° to 95 °.

制御部40は、図8(d)に示すように、第4の検出コイル対15の検出信号S及び検出信号Sに基づいて85°〜140°までの回転角を判定する。 Control unit 40, as shown in FIG. 8 (d), determining the rotational angle of up to 85 ° to 140 ° based on the detection signal S 8 and the detection signal S 9 of the fourth detection coil pair 15.

制御部40は、図8(a)及び図8(b)に示すように、第1の検出コイル対12の検出信号S及び検出信号Sと、第2の検出コイル対13の検出信号S及び検出信号Sに基づいて130°〜185°までの回転角を判定する。 As shown in FIGS. 8A and 8B, the control unit 40 detects the detection signal S 2 and the detection signal S 3 of the first detection coil pair 12 and the detection signal of the second detection coil pair 13. based on the S 4 and the detection signal S 5 determines a rotation angle of up to 130 ° to 185 °.

制御部40は、図8(c)に示すように、第3の検出コイル対14の検出信号S及び検出信号Sに基づいて175°〜230°までの回転角を判定する。 As illustrated in FIG. 8C, the control unit 40 determines the rotation angle from 175 ° to 230 ° based on the detection signal S 6 and the detection signal S 7 of the third detection coil pair 14.

制御部40は、図8(a)及び図8(d)に示すように、第1の検出コイル対12の検出信号S及び検出信号Sと、第4の検出コイル対15の検出信号S及び検出信号Sに基づいて220°〜275°までの回転角を判定する。 Control unit 40, as shown in FIG. 8 (a) and FIG. 8 (d), the a detection signal S 2 and the detection signal S 3 of the first detection coil pair 12, the detection signal of the fourth detection coil pairs 15 based on the S 8 and the detection signal S 9 determines a rotation angle of up to 220 ° to 275 °.

制御部40は、図8(b)に示すように、第2の検出コイル対13の検出信号S及び検出信号Sに基づいて265°〜320°までの回転角を判定する。 As shown in FIG. 8B, the control unit 40 determines a rotation angle from 265 ° to 320 ° based on the detection signal S 4 and the detection signal S 5 of the second detection coil pair 13.

制御部40は、図8(c)及び図8(d)に示すように、第3の検出コイル対14の検出信号S及び検出信号Sと、第4の検出コイル対15の検出信号S及び検出信号Sに基づいて310°〜365°までの回転角を判定する。 Control unit 40, as shown in FIG. 8 (c) and FIG. 8 (d), the a detection signal S 6 and the detection signal S 7 of the third detection coil pair 14, the detection signal of the fourth detection coil pairs 15 determining a rotation angle of up to 310 ° ~365 °, based on the S 8 and the detection signal S 9.

上述のように、制御部40は、例えば、取得した検出信号S〜検出信号Sに基づいて、検出信号を出力する検出コイル対の組み合わせを判定すると共に、得られた検出信号に基づいて回転角θを判定するように構成されている。 As described above, the control unit 40, for example, on the basis of the detection signal S 2 ~ detection signal S 9 obtained, with determining the combination of the detection coil pair which outputs a detection signal, based on the obtained detection signal The rotation angle θ is determined.

制御部40は、判定結果に基づいて回転角θの情報を含む操作情報S10を生成するように構成されている。ここで以下では、回転部材10の回転角θの判定について説明する。 Control unit 40 is configured to generate operation information S 10 including the information of the rotational angle θ based on the determination result. Hereinafter, the determination of the rotation angle θ of the rotating member 10 will be described.

(回転角θの判定について)
第1の金属部材21は、例えば、図5(a)の紙面において、回転部材10の回転に共なって、側面210が励磁コイル11の右側の辺112から左側の辺113に移動する。この移動により、図8(a)に示すように、側面210が辺112を超えた後、第1の検出コイル12aの検出信号Sよりも第2の検出コイル12bの検出信号Sの方が急峻に立ち上がる。本実施の形態では、第1の金属部材21の側面210と辺112が一致している状態の回転角θを−5°としている。
(About determination of rotation angle θ)
In the first metal member 21, for example, on the paper surface of FIG. 5A, the side surface 210 moves from the right side 112 of the exciting coil 11 to the left side 113 along with the rotation of the rotating member 10. By this movement, as shown in FIG. 8 (a), after the side surface 210 exceeds the edge 112, the detection signal toward the S 3 of the first detection coil 12a of the detection signal S than 2 second detection coil 12b Rises steeply. In the present embodiment, the rotation angle θ in a state where the side surface 210 and the side 112 of the first metal member 21 coincide with each other is set to −5 °.

第1の金属部材21の側面210が励磁コイル11の辺112を超えた位置は、第1の検出コイル12aの環部120aの端部であることから、第1の金属部材21により覆われる面積は、殆どゼロとなり検出信号Sもまた殆どゼロとなる。 Since the position where the side surface 210 of the first metal member 21 exceeds the side 112 of the exciting coil 11 is the end of the ring portion 120a of the first detection coil 12a, the area covered by the first metal member 21 is a detection signal S 2 is also almost zero almost becomes zero.

一方、第1の金属部材21の側面210が励磁コイル11の辺112を超えた位置は、第2の検出コイル12bの半環部120bの端部であることから、第1の金属部材21によって幅が最大である部分が覆われるので、検出信号Sは、検出信号Sよりも立ち上がりが急峻になる。 On the other hand, the position where the side surface 210 of the first metal member 21 exceeds the side 112 of the exciting coil 11 is the end of the half ring portion 120b of the second detection coil 12b. since the width is covered portions is the maximum, the detection signal S 3 rises becomes steep than the detection signal S 2.

しかし、半環部120bは、環部120aのおよそ半分の面積しかない。従って第2の検出コイル12bの半環部120bが覆われた際の検出信号Sは、図8(a)に示すように、立ち上がりは急峻であるものの、第1の検出コイル12aの環部120aにおける最大電圧Vの半分程度の大きさである最大電圧Vとなる。 However, the half ring portion 120b has only about half the area of the ring portion 120a. Therefore the detection signal S 3 when the semi-ring portion 120b is covered in the second detection coil 12b, as shown in FIG. 8 (a), although the rise is steep, the ring portion of the first detection coil 12a the maximum voltage V 2 is about half the magnitude of the maximum voltages V 1 at 120a.

さらに回転部材10が回転すると、第1の金属部材21は、第1の検出コイル12aの環部120aを覆う面積が最も大きく、第2の検出コイル12bの半環部120bと環部121bの面積を等しく覆う位置に移動する。この位置は、回転角が11.25°である。従ってこの回転角では、検出信号Sは、最大電圧Vとなり、検出信号Sは、ゼロとなる。 When the rotating member 10 further rotates, the first metal member 21 has the largest area covering the ring part 120a of the first detection coil 12a, and the areas of the half ring part 120b and the ring part 121b of the second detection coil 12b. Move to a position that equally covers. This position has a rotation angle of 11.25 °. Therefore, in this rotation angle detection signal S 2, the maximum voltages V 1, and the detection signal S 3 is zero.

さらに回転部材10が回転すると、第1の金属部材21は、第1の検出コイル12aの環部120aと環部121aを等しく覆うと共に、第2の検出コイル12bの環部121b覆う面積が最大となる位置に移動する。この位置は、回転角が22.5°である。従ってこの回転角では、検出信号Sは、ゼロとなり、検出信号Sは、絶対値が最大となる電圧(−V)となる。 When the rotating member 10 further rotates, the first metal member 21 covers the ring part 120a and the ring part 121a of the first detection coil 12a equally, and the area covered by the ring part 121b of the second detection coil 12b is maximized. Move to a position. This position has a rotation angle of 22.5 °. Therefore, at this rotation angle, the detection signal S 2 is zero, and the detection signal S 3 is a voltage (−V 1 ) having the maximum absolute value.

さらに回転部材10が回転すると、第1の金属部材21は、第1の検出コイル12aの環部121aを覆う面積が最も大きく、第2の検出コイル12bの環部121bと半環部122bの面積を等しく覆う位置に移動する。この位置は、回転角が33.75°である。従ってこの回転角では、検出信号Sは、絶対値が最大となる電圧(−V)となり、検出信号Sは、ゼロとなる。 When the rotating member 10 further rotates, the first metal member 21 has the largest area covering the ring part 121a of the first detection coil 12a, and the areas of the ring part 121b and the half ring part 122b of the second detection coil 12b. Move to a position that equally covers. This position has a rotation angle of 33.75 °. Therefore, in this rotation angle detection signal S 2, the voltage absolute value becomes maximum (-V 1), and the detection signal S 3 is zero.

またさらに回転部材10が回転すると、第1の金属部材21の側面210が、励磁コイル11の辺113に一致する。この位置に到達するための回転角は、40°となる。そして、第1の金属部材21が、励磁コイル11の外に出るまで、さらに10°回転する必要があるので、回転角50°に到達した際に、検出信号S及び検出信号Sが、共にゼロとなる。 When the rotating member 10 further rotates, the side surface 210 of the first metal member 21 coincides with the side 113 of the exciting coil 11. The rotation angle for reaching this position is 40 °. Then, the first metal member 21, to go out of the exciting coil 11, it is necessary to rotate further 10 °, upon reaching the rotation angle 50 °, the detection signal S 2 and the detection signal S 3, Both become zero.

回転部材10の回転角θが40°に達すると、図5(b)、図8(b)及び図8(c)に示すように、第2の金属部材22の側面220が辺112に到達する。第2の金属部材22は、第2の検出コイル対13及び第3の検出コイル対14にわたる大きさを有しているので、検出信号S〜検出信号Sが出力される。 When the rotation angle θ of the rotating member 10 reaches 40 °, the side surface 220 of the second metal member 22 reaches the side 112 as shown in FIGS. 5B, 8B, and 8C. To do. The second metal member 22, so has a size over the second detection coil pair 13 and the third detection coil pair 14, the detection signal S 4 ~ detection signal S 7 is outputted.

この検出信号S及び検出信号Sのグラフは、図8(a)に示す検出信号Sのグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号S及び検出信号Sの最大電圧は、電圧V及び電圧Vである。また、検出信号S及び検出信号Sのグラフは、図8(a)に示す検出信号Sのグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号S及び検出信号Sの最大電圧は、電圧V及び電圧Vである。 The graph of the detection signals S 4 and the detection signal S 6 has a shape in which the amplitude of the graph of the detection signal S 2 shown in FIG. 8 (a) is reduced according to the area of the metal member. The maximum voltage of the detection signal S 4 and the detection signal S 6 is a voltage V 3 and the voltage V 5. A graph of the detection signals S 5 and the detection signal S 7 has a shape in which the amplitude of the graph of the detection signal S 3 shown in FIG. 8 (a) is reduced according to the area of the metal member. The maximum voltage of the detection signal S 5 and the detection signal S 7 is a voltage V 4 and the voltage V 6.

第2の金属部材22の側面220が辺112に到達してから反対の側面221が辺113に到達するまでの回転部材10の回転角θは、40°〜95°である。   The rotation angle θ of the rotary member 10 from when the side surface 220 of the second metal member 22 reaches the side 112 to when the opposite side surface 221 reaches the side 113 is 40 ° to 95 °.

回転部材10の回転角θが85°に達すると、図5(c)及び図8(d)に示すように、第3の金属部材23の側面230が辺112に到達する。第3の金属部材23は、第4の検出コイル対15に対向するので、検出信号S及び検出信号Sが出力される。 When the rotation angle θ of the rotating member 10 reaches 85 °, the side surface 230 of the third metal member 23 reaches the side 112 as shown in FIGS. 5C and 8D. Third metal member 23, so opposite to the fourth detection coil pair 15, the detection signal S 8 and the detection signal S 9 is output.

この検出信号Sのグラフは、検出信号Sのグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号Sの最大電圧は、電圧Vである。また、検出信号Sのグラフは、検出信号Sのグラフの振幅が金属部材の面積に応じて小さくなった形状を有している。この検出信号Sの最大電圧は、電圧Vである。 The graph of the detection signal S 8, the amplitude of the graph of the detection signal S 2 has a shape having the reduced according to the area of the metal member. The maximum voltage of the detection signal S 2 is the voltage V 7. A graph of the detection signal S 9, the amplitude of the graph of the detection signal S 3 has a shape which becomes smaller in accordance with the area of the metal member. The maximum voltage of the detection signal S 3 is a voltage V 8.

第3の金属部材23の側面230が辺112に到達してから反対の側面231が辺113に到達するまでの回転部材10の回転角θは、85°〜140°である。   The rotation angle θ of the rotating member 10 from when the side surface 230 of the third metal member 23 reaches the side 112 to when the opposite side surface 231 reaches the side 113 is 85 ° to 140 °.

回転部材10の回転角θが130°に達すると、図6(a)、図8(a)及び図8(b)に示すように、第4の金属部材24の側面240が辺112に到達する。第4の金属部材24は、第1の検出コイル対12及び第2の検出コイル対13に対向するので、検出信号S〜検出信号Sが出力される。 When the rotation angle θ of the rotating member 10 reaches 130 °, the side surface 240 of the fourth metal member 24 reaches the side 112 as shown in FIGS. 6 (a), 8 (a), and 8 (b). To do. Fourth metal member 24, so opposite to the first detection coil pair 12 and the second detection coil pair 13, the detection signal S 2 ~ detection signal S 5 is output.

第4の金属部材24の側面240が辺112に到達してから反対の側面241が辺113に到達するまでの回転部材10の回転角θは、130°〜185°である。   The rotation angle θ of the rotating member 10 from when the side surface 240 of the fourth metal member 24 reaches the side 112 to when the opposite side surface 241 reaches the side 113 is 130 ° to 185 °.

回転部材10の回転角θが175°に達すると、図6(b)及び図8(c)に示すように、第5の金属部材25の側面250が辺112に到達する。第5の金属部材25は、第3の検出コイル対14に対向するので、検出信号S及び検出信号Sが出力される。 When the rotation angle θ of the rotating member 10 reaches 175 °, the side surface 250 of the fifth metal member 25 reaches the side 112 as shown in FIGS. 6B and 8C. The fifth metallic member 25, so opposite to the third detection coil pair 14, the detection signal S 6 and the detection signal S 7 is outputted.

第5の金属部材25の側面250が辺112に到達してから反対の側面251が辺113に到達するまでの回転部材10の回転角θは、175°〜230°である。   The rotation angle θ of the rotating member 10 from when the side surface 250 of the fifth metal member 25 reaches the side 112 to when the opposite side surface 251 reaches the side 113 is 175 ° to 230 °.

回転部材10の回転角θが220°に達すると、図6(c)、図8(a)及び図8(d)に示すように、第6の金属部材25(金属片26a及び金属片26b)の側面(側面260a及び側面260b)が辺112に到達する。第6の金属部材26は、第1の検出コイル対12及び第4の検出コイル対15に対向するので、検出信号S、検出信号S、検出信号S及び検出信号Sが出力される。 When the rotation angle θ of the rotating member 10 reaches 220 °, as shown in FIGS. 6C, 8A, and 8D, the sixth metal member 25 (the metal piece 26a and the metal piece 26b is used). ) Side surfaces (side surface 260 a and side surface 260 b) reach side 112. Since the sixth metal member 26 faces the first detection coil pair 12 and the fourth detection coil pair 15, the detection signal S 2 , the detection signal S 3 , the detection signal S 8 and the detection signal S 9 are output. The

第6の金属部材26の側面(側面260a及び側面260b)が辺112に到達してから反対の側面(側面261a及び側面261b)が辺113に到達するまでの回転部材10の回転角θは、220°〜275°である。   The rotation angle θ of the rotating member 10 from when the side surfaces (side surface 260a and side surface 260b) of the sixth metal member 26 reach the side 112 to when the opposite side surfaces (side surface 261a and side surface 261b) reach the side 113 is 220 ° to 275 °.

回転部材10の回転角θが265°に達すると、図7(a)及び図8(b)に示すように、第7の金属部材27の側面270が辺112に到達する。第7の金属部材27は、第2の検出コイル対13に対向するので、検出信号S及び検出信号Sが出力される。 When the rotation angle θ of the rotating member 10 reaches 265 °, the side surface 270 of the seventh metal member 27 reaches the side 112 as shown in FIGS. 7A and 8B. The metal member 27 of the seventh, since facing the second detection coil pair 13, the detection signal S 4 and the detection signal S 5 is output.

第7の金属部材27の側面270が辺112に到達してから反対の側面271が辺113に到達するまでの回転部材10の回転角θは、265°〜320°である。   The rotation angle θ of the rotating member 10 from when the side surface 270 of the seventh metal member 27 reaches the side 112 to when the opposite side surface 271 reaches the side 113 is 265 ° to 320 °.

回転部材10の回転角θが310°に達すると、図7(b)、図8(c)及び図8(d)に示すように、第8の金属部材28の側面280が辺112に到達する。第8の金属部材28は、第3の検出コイル対14及び第4の検出コイル対15に対向するので、検出信号S〜検出信号Sが出力される。 When the rotation angle θ of the rotating member 10 reaches 310 °, the side surface 280 of the eighth metal member 28 reaches the side 112 as shown in FIGS. 7B, 8C, and 8D. To do. Metal member 28 of the eighth, because opposite to the third detection coil pair 14 and the fourth detection coil pair 15, the detection signal S 6 ~ detection signal S 9 is output.

第8の金属部材28の側面280が辺112に到達してから反対の側面281が辺113に到達するまでの回転部材10の回転角θは、310°〜365°である。   The rotation angle θ of the rotating member 10 from when the side surface 280 of the eighth metal member 28 reaches the side 112 to when the opposite side surface 281 reaches the side 113 is 310 ° to 365 °.

ここで、図7(c)に示すように、隣接する金属部材(一例として、第2の金属部材22及び第3の金属部材23)が、励磁コイル11の上方に位置するような場合、検出信号S〜検出信号Sは、ゼロではない電圧を有する。しかし、制御部40は、検出信号S〜検出信号Sが並列的に入力するので、区別可能である。従って、制御部40は、隣接する金属部材が、励磁コイル11の上方に位置する場合であっても回転部材10の回転角を判定することが可能である。 Here, as shown in FIG. 7C, when the adjacent metal members (for example, the second metal member 22 and the third metal member 23) are located above the exciting coil 11, the detection is performed. Signal S 3 to detection signal S 8 have non-zero voltages. However, since the detection signal S 3 to the detection signal S 8 are input in parallel, the control unit 40 can be distinguished. Therefore, the control unit 40 can determine the rotation angle of the rotating member 10 even when the adjacent metal member is located above the exciting coil 11.

また、検出コイル対は、環部や半環部の連結のパターンが異なる2つの検出コイルから構成されるので、検出コイルごとの検出信号が異なる。従って制御部40は、取得した検出信号に基づいた回転角の正確な判定が可能となる。   Moreover, since the detection coil pair is composed of two detection coils having different connection patterns of the ring portion and the half ring portion, the detection signals for the detection coils are different. Therefore, the control unit 40 can accurately determine the rotation angle based on the acquired detection signal.

なお、回転検出装置1は、図1(b)の紙面における回転部材10の矢印A方向及び矢印B方向の回転角を検出することが可能である。   The rotation detection device 1 can detect the rotation angles of the rotation member 10 in the arrow A direction and the arrow B direction on the paper surface of FIG.

(車両LAN55との接続について)
回転検出装置1は、例えば、図4(b)に示すように、車両LAN55と電磁気的に接続されている。この車両LAN55には、表示装置6、空調装置7及びナビゲーション装置8が電磁気的に接続されている。
(About connection with vehicle LAN55)
The rotation detection device 1 is electromagnetically connected to the vehicle LAN 55 as shown in FIG. 4B, for example. A display device 6, an air conditioner 7, and a navigation device 8 are electromagnetically connected to the vehicle LAN 55.

なお上述の電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも1つを用いた接続である。   Note that the above-described electromagnetic connection is a connection using at least one of a connection using a conductor, a connection using light which is a kind of electromagnetic wave, and a connection using radio wave which is a kind of electromagnetic wave.

以下では、被制御装置としての空調装置7を制御する回転検出装置1の動作について説明する。   Below, operation | movement of the rotation detection apparatus 1 which controls the air conditioner 7 as a to-be-controlled apparatus is demonstrated.

(動作)
車両5の電源が投入されると、回転検出装置1の制御部40は、交流信号Sを生成して励磁コイル11に出力する。
(Operation)
When the power of the vehicle 5 is turned on, the control unit 40 of the rotation detection device 1 generates an AC signal S 1 and outputs it to the exciting coil 11.

励磁コイル11は、供給された交流信号Sに基づいて交番磁場110を発生させる。 The exciting coil 11 generates an alternating magnetic field 110 based on the AC signal S 1 supplied.

操作者が、回転部材10のノブ102を回転させると、励磁コイル11の上方に位置する金属部材に応じて、第1の検出コイル対12〜第4の検出コイル対15の少なくとも1つの検出コイル対からの検出信号が得られる。   When the operator rotates the knob 102 of the rotating member 10, at least one detection coil of the first detection coil pair 12 to the fourth detection coil pair 15 according to the metal member located above the excitation coil 11. A detection signal from the pair is obtained.

制御部40は、得られた検出信号に基づいて回転部材10の回転角θを判定し、判定した回転角θに基づいて操作情報S10を生成して、車両LAN55を介して空調装置7に出力する。 Control unit 40 determines the rotation angle θ of the rotating member 10 based on the obtained detection signal, and generates operation information S 10 based on the rotation angle θ which is determined, the air conditioning system 7 via the vehicle LAN55 Output.

空調装置7は、取得した操作情報S10に基づいた機能を実行する。 Air conditioner 7 executes based on the operation information S 10 acquired functions.

(第1の実施の形態の効果)
本実施の形態に係る回転検出装置1は、少なくとも1回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を360°よりも小さくすることができる。具体的には、この回転検出装置1は、第1の検出コイル12a〜第8の検出コイル15bが、同心円の周の一部に沿って配置されると共に、第1の検出コイル12a〜第8の検出コイル15bを囲むように、45°の扇形状の配置領域111を形成する励磁コイル11が配置されている。従って、回転検出装置1は、検出コイルが円周の全体に沿って配置される場合と比べて、励磁コイル11、第1の検出コイル12a〜第6の検出コイル14bが占有する面積が小さくなり、小型化することができる。
(Effects of the first embodiment)
The rotation detection device 1 according to the present embodiment can detect the rotation operation for at least one rotation, but can make the region where the detection coil is installed smaller than 360 °. Specifically, in the rotation detection device 1, the first detection coil 12a to the eighth detection coil 15b are arranged along a part of the circumference of the concentric circle, and the first detection coil 12a to the eighth detection coil. An excitation coil 11 forming a 45 ° fan-shaped arrangement region 111 is arranged so as to surround the detection coil 15b. Accordingly, in the rotation detection device 1, the area occupied by the excitation coil 11, the first detection coil 12a to the sixth detection coil 14b is smaller than when the detection coil is arranged along the entire circumference. Can be downsized.

また回転検出装置1は、検出コイルが円周の一部に沿って配置されるが、その一部に基づく回転角よりも大きい回転角を検出することができる。   In the rotation detection device 1, the detection coil is arranged along a part of the circumference, and can detect a rotation angle larger than the rotation angle based on the part.

回転検出装置1は、パターンが異なる検出コイルを組み合わせた検出コイル対の2つの異なる検出信号に基づいて回転部材10の回転角を検出するので、1つのパターンの検出コイルで回転角を検出する場合と比べて、精度が向上する。例えば、検出信号が正弦波形状を有する場合、少なくとも同じ電圧に2つの回転角が対応する。しかし、この回転検出装置1は、異なる2つの検出信号に基づいて判定するので、図8(a)〜図8(d)に示すように、正弦波形状の検出信号の電圧に2つの回転角が対応しても、他の検出信号によりいずれの回転角であるのか判定が可能となり、精度が向上する。   Since the rotation detection device 1 detects the rotation angle of the rotating member 10 based on two different detection signals of a detection coil pair in which detection coils having different patterns are combined, the rotation angle is detected by the detection coil of one pattern. Compared with, accuracy is improved. For example, when the detection signal has a sinusoidal shape, two rotation angles correspond to at least the same voltage. However, since this rotation detection device 1 makes a determination based on two different detection signals, as shown in FIGS. 8A to 8D, two rotation angles are applied to the voltage of the sinusoidal detection signal. However, it is possible to determine which rotation angle is based on other detection signals, and the accuracy is improved.

また、回転検出装置1は、金属部材が複数の検出コイル対を覆うように設けられているので、複数の検出コイル対の組み合わせで回転角θを判定することができる。回転検出装置1は、複数の検出コイル対の組み合わせで回転角θを判定することで、検出コイル対の組み合わせを用いない場合と比べて、検出コイル対の数が少なくなると共に、励磁コイル11の中心角θが小さくなり小型化することができる。 In addition, since the rotation detection device 1 is provided so that the metal member covers the plurality of detection coil pairs, the rotation angle θ can be determined by a combination of the plurality of detection coil pairs. The rotation detection device 1 determines the rotation angle θ by a combination of a plurality of detection coil pairs, thereby reducing the number of detection coil pairs and the number of excitation coils 11 compared to the case where no combination of detection coil pairs is used. The central angle θ 3 is reduced and the size can be reduced.

なお変形例として、制御部40は、取得した検出信号をそれぞれ記憶し、記憶された検出信号に基づいて、回転部材10の矢印A方向及び矢印B方向の360°以上の回転角を検出するように構成されても良い。   As a modification, the control unit 40 stores the acquired detection signals, and detects a rotation angle of 360 ° or more in the arrow A direction and the arrow B direction of the rotating member 10 based on the stored detection signals. It may be configured.

[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、金属部材の組み合わせが第1の実施の形態と異なっている。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in the combination of metal members.

図9は、第2の実施の形態に係る回転検出装置の金属部材の配置を説明するための回転部材の裏面図である。図10(a)は、第2の実施の形態に係る回転検出装置の第1の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図10(b)は、第2の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図10(c)は、第3の検出コイル対から出力される検出信号のグラフであり、図10(d)は、第4の検出コイル対から出力される検出信号のグラフである。なお、以下の実施の形態において、第1の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第1の実施の形態と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。   FIG. 9 is a rear view of the rotating member for explaining the arrangement of the metal members of the rotation detecting device according to the second embodiment. FIG. 10A is a graph of a detection signal output from the first detection coil pair of the rotation detection device according to the second embodiment, and FIG. 10B is a graph from the second detection coil pair. FIG. 10C is a graph of the detection signal output from the third detection coil pair, and FIG. 10D is a graph of the detection signal output from the fourth detection coil pair. It is a graph of a detection signal. In the following embodiments, portions having the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.

本実施の形態の回転検出装置1は、図9に示すように、第1の金属部材21a〜第8の金属部材28aが、回転部材10の裏面101bに45°ピッチで配置されている。   In the rotation detection device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 9, the first metal member 21 a to the eighth metal member 28 a are arranged on the back surface 101 b of the rotation member 10 at a 45 ° pitch.

第1の金属部材21aは、図9、図10(a)及び図10(b)に示すように、第1の検出コイル対12及び第2の検出コイル対13に対向する位置に配置されると共に、第1の検出コイル対12及び第2の検出コイル対13にまたがる形状を有している。   The first metal member 21 a is disposed at a position facing the first detection coil pair 12 and the second detection coil pair 13 as shown in FIGS. 9, 10 (a), and 10 (b). In addition, it has a shape that spans the first detection coil pair 12 and the second detection coil pair 13.

第2の金属部材22aは、図9、図10(c)及び図10(d)に示すように、第3の検出コイル対14及び第4の検出コイル対15に対向する位置に配置されると共に、第3の検出コイル対14及び第4の検出コイル対15にまたがる形状を有している。   The second metal member 22 a is disposed at a position facing the third detection coil pair 14 and the fourth detection coil pair 15 as shown in FIGS. 9, 10 (c) and 10 (d). In addition, it has a shape that spans the third detection coil pair 14 and the fourth detection coil pair 15.

第3の金属部材23aは、図9及び図10(a)に示すように、第1の検出コイル対12に対向する位置に配置されると共に、第1の検出コイル対12に対応した形状を有している。   As shown in FIGS. 9 and 10A, the third metal member 23 a is disposed at a position facing the first detection coil pair 12 and has a shape corresponding to the first detection coil pair 12. Have.

第4の金属部材24aは、図9、図10(b)及び図10(c)に示すように、第2の検出コイル対13及び第3の検出コイル対14に対向する位置に配置されると共に、第2の検出コイル対13及び第3の検出コイル対14にまたがる形状を有している。   The fourth metal member 24 a is disposed at a position facing the second detection coil pair 13 and the third detection coil pair 14 as shown in FIGS. 9, 10 (b) and 10 (c). In addition, it has a shape that spans the second detection coil pair 13 and the third detection coil pair 14.

第5の金属部材25aは、図9に示すように、金属片25b及び金属片25cを備えている。金属片25bは、第1の検出コイル対12に対向する位置に配置されると共に、第1の検出コイル対12に対応する形状を有している。また、金属片25cは、第4の検出コイル対15に対向する位置に配置されると共に、第4の検出コイル対15に対応した形状を有している。   As shown in FIG. 9, the fifth metal member 25a includes a metal piece 25b and a metal piece 25c. The metal piece 25 b is disposed at a position facing the first detection coil pair 12 and has a shape corresponding to the first detection coil pair 12. The metal piece 25 c is disposed at a position facing the fourth detection coil pair 15 and has a shape corresponding to the fourth detection coil pair 15.

第6の金属部材26cは、図9及び図10(b)に示すように、第2の検出コイル対13に対向する位置に配置されると共に、第2の検出コイル対13に対応する形状を有している。   As shown in FIGS. 9 and 10B, the sixth metal member 26 c is disposed at a position facing the second detection coil pair 13 and has a shape corresponding to the second detection coil pair 13. Have.

第7の金属部材27aは、図9に示すように、金属片27b及び金属片27cを備えている。金属片27bは、第1の検出コイル対12に対向する位置に配置されると共に、第1の検出コイル対12に対応する形状を有している。また、金属片27cは、第3の検出コイル対14に対向する位置に配置されると共に、第3の検出コイル対14に対応する形状を有している。   As shown in FIG. 9, the seventh metal member 27a includes a metal piece 27b and a metal piece 27c. The metal piece 27 b is disposed at a position facing the first detection coil pair 12 and has a shape corresponding to the first detection coil pair 12. The metal piece 27 c is disposed at a position facing the third detection coil pair 14 and has a shape corresponding to the third detection coil pair 14.

第8の金属部材28aは、図9及び図10(d)に示すように、第4の検出コイル対15に対向する位置に配置されると共に、第4の検出コイル対15に対応する形状を有している。   As shown in FIGS. 9 and 10D, the eighth metal member 28 a is disposed at a position facing the fourth detection coil pair 15 and has a shape corresponding to the fourth detection coil pair 15. Have.

回転検出装置1は、図10(a)〜図10(d)に示すように、隣接する金属部材が同じ検出コイル対に対向すると、検出信号が重なり合って回転角θの判定が困難となるので、隣接する金属部材が同じ検出コイルに対向しないように配置される。   As shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d), in the rotation detection device 1, if adjacent metal members face the same detection coil pair, detection signals overlap and it is difficult to determine the rotation angle θ. The adjacent metal members are arranged so as not to face the same detection coil.

(効果)
本実施の形態の回転検出装置1は、検出信号の振幅が大きい金属部材を中心に配置しているので、判定が容易となる。
(effect)
Since the rotation detection device 1 of the present embodiment is arranged around a metal member having a large amplitude of the detection signal, the determination is easy.

なお変形例として、上述の検出コイルは、環部及び半環部が曲線形状であったが、矩形状であっても良い。   As a modification, the above-described detection coil has a curved shape in the ring portion and the semi-ring portion, but may have a rectangular shape.

他の変形例として、金属部材が基体3に、検出コイル及び励磁コイルが回転部材10に、配置されても良い。   As another modification, the metal member may be disposed on the base 3, and the detection coil and the excitation coil may be disposed on the rotating member 10.

上述の実施の形態における回転検出装置1は、操作による回転部材の回転を検出するように構成されたがこれに限定されず、一例として、駆動されたシャフト等の回転を検出するように構成されても良い。   The rotation detection device 1 in the above-described embodiment is configured to detect the rotation of the rotating member due to the operation, but is not limited thereto, and as an example, configured to detect the rotation of the driven shaft or the like. May be.

以上述べた少なくとも1つの実施の形態の回転検出装置1によれば、少なくとも1回転分の回転操作の検出が可能でありながら検出コイルが設置される領域を360°よりも小さくすることが可能となる。   According to the rotation detection device 1 of at least one embodiment described above, the region where the detection coil is installed can be made smaller than 360 ° while the rotation operation for at least one rotation can be detected. Become.

上述の実施の形態及び変形例に係る回転検出装置1は、例えば、制御部40の機能の一部又は全部が、コンピュータが実行するプログラム、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)及びFPGA(Field Programmable Gate Array)等によって実現されても良い。   In the rotation detection device 1 according to the above-described embodiment and modification, for example, a part or all of the functions of the control unit 40 are executed by a computer, a program executed by a computer, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and an FPGA (Field Programmable Gate Array). ) Or the like.

なお、ASICとは、特定用途向け集積回路であり、FPGAとは、プログラミングすることができるLSI(大規模集積回路:Large Scale Integration)である。   The ASIC is an application specific integrated circuit, and the FPGA is an LSI (Large Scale Integration) that can be programmed.

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment and modification of this invention were demonstrated, these embodiment and modification are only examples, and do not limit the invention based on a claim. These novel embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the scope of the present invention. In addition, not all combinations of features described in these embodiments and modifications are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention. Furthermore, these embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…回転検出装置、3…基体、5…車両、6…表示装置、7…空調装置、8…ナビゲーション装置、9…手、10…回転部材、11…励磁コイル、12〜15…第1の検出コイル対〜第4の検出コイル対、12a…第1の検出コイル、12b…第2の検出コイル、13a…第3の検出コイル、13b…第4の検出コイル、14a…第5の検出コイル、14b…第6の検出コイル、15a…第7の検出コイル、15b…第8の検出コイル、16…検出コイル群、21〜28…第1の金属部材〜第8の金属部材、21a〜25a…第1の金属部材〜第5の金属部材、25b…金属片、25c…金属片、26a…金属片、26b…金属片、26c…第6の金属部材、27a…第7の金属部材、27b…金属片、27c…金属片、28a…第8の金属部材、30…表面、31…裏面、40…制御部、50…センターコンソール、55…車両LAN、60…表示画面、61…表示画像、100…回転軸、101…基部、101a…表面、101b…裏面、102…ノブ、105…回転中心、110…交番磁場、111…配置領域、112…辺、113…辺、115…交点、116〜119…第1の円〜第4の円、120a…環部、120b…半環部、121a…環部、121b…環部、122b…半環部、130a…環部、130b…半環部、131a…環部、131b…環部、132b…半環部、140a…環部、140b…半環部、141a…環部、141b…環部、142b…半環部、150a…環部、150b…半環部、151…側面、151a…環部、151b…環部、152…側面、152b…半環部、200…外円、201…内円、202…外円、203…内円、204…外円、205…内円、206…外円、207…内円、210…側面、211…側面、220…側面、221…側面、230…側面、231…側面、240…側面、241…側面、250…側面、251…側面、260a…側面、260b…側面、261a…側面、261b…側面、270…側面、271…側面、280…側面、281…側面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation detection apparatus, 3 ... Base | substrate, 5 ... Vehicle, 6 ... Display apparatus, 7 ... Air conditioner, 8 ... Navigation apparatus, 9 ... Hand, 10 ... Rotating member, 11 ... Excitation coil, 12-15 ... 1st Detection coil pair to fourth detection coil pair, 12a ... first detection coil, 12b ... second detection coil, 13a ... third detection coil, 13b ... fourth detection coil, 14a ... fifth detection coil , 14b ... sixth detection coil, 15a ... seventh detection coil, 15b ... eighth detection coil, 16 ... detection coil group, 21-28 ... first metal member to eighth metal member, 21a-25a ... first metal member to fifth metal member, 25b ... metal piece, 25c ... metal piece, 26a ... metal piece, 26b ... metal piece, 26c ... sixth metal member, 27a ... seventh metal member, 27b ... Metal piece, 27c ... Metal piece, 28a ... Eighth metal 30 ... front surface, 31 ... back surface, 40 ... control unit, 50 ... center console, 55 ... vehicle LAN, 60 ... display screen, 61 ... display image, 100 ... rotating shaft, 101 ... base, 101a ... front surface, 101b ... Back surface, 102 ... knob, 105 ... center of rotation, 110 ... alternating magnetic field, 111 ... arrangement region, 112 ... side, 113 ... side, 115 ... intersection, 116-119 ... first circle to fourth circle, 120a ... ring Part, 120b ... half ring part, 121a ... ring part, 121b ... ring part, 122b ... half ring part, 130a ... ring part, 130b ... half ring part, 131a ... ring part, 131b ... ring part, 132b ... half ring part 140a ... ring part, 140b ... semi-ring part, 141a ... ring part, 141b ... ring part, 142b ... semi-ring part, 150a ... ring part, 150b ... semi-ring part, 151 ... side face, 151a ... ring part, 151b ... Ring part, 152 ... side , 152b ... semi-annular part, 200 ... outer circle, 201 ... inner circle, 202 ... outer circle, 203 ... inner circle, 204 ... outer circle, 205 ... inner circle, 206 ... outer circle, 207 ... inner circle, 210 ... side face , 211 ... side surface, 220 ... side surface, 221 ... side surface, 230 ... side surface, 240 ... side surface, 241 ... side surface, 250 ... side surface, 251 ... side surface, 260a ... side surface, 260b ... side surface, 261a ... side surface, 261b ... Side, 270 ... Side, 271 ... Side, 280 ... Side, 281 ... Side

Claims (7)

回転軸の回りを回転する回転部材と、
前記回転部材に対向する基体に配置され、供給された交流信号に基づいた交番磁場を生成する励磁コイルと、
前記励磁コイルに囲まれた領域内であると共に前記回転軸と前記基体との交点を中心とした同心円のそれぞれの周の一部に沿って配置された検出コイルからなる検出コイル群と、
前記回転部材の径方向に配置され、前記検出コイル群の複数の検出コイルに対向する形状を有し、対向する前記複数の検出コイルに作用する前記交番磁場を変化させる第1の交番磁場変化部と、
前記回転部材の前記第1の交番磁場変化部とは異なる径方向に配置され、前記検出コイル群の1つの検出コイルに対向する形状を有し、対向する前記1つの検出コイルに作用する前記交番磁場を変化させる第2の交番磁場変化部と、
を備えた回転検出装置。
A rotating member that rotates about a rotation axis;
An exciting coil that is disposed on the substrate facing the rotating member and generates an alternating magnetic field based on the supplied AC signal;
A detection coil group consisting of detection coils that are located in a region surrounded by the excitation coil and arranged along a part of the circumference of each concentric circle centering on the intersection of the rotating shaft and the base;
A first alternating magnetic field changing unit that is arranged in the radial direction of the rotating member, has a shape that faces a plurality of detection coils of the detection coil group, and changes the alternating magnetic field that acts on the plurality of opposing detection coils. When,
The alternating member that is arranged in a radial direction different from the first alternating magnetic field changing portion of the rotating member, has a shape that faces one detection coil of the detection coil group, and acts on the one detection coil that faces the other. A second alternating magnetic field changing section for changing the magnetic field;
Rotation detection device with
前記第1の交番磁場変化部及び前記第2の交番磁場変化部は、前記交番磁場変化部が配置される前記回転部材の配置面と前記回転軸との交点を中心とする円に基づいて形成された予め定められた中心角を有する扇形と、当該交点を中心とすると共に前記円と異なる半径を有する円の外の領域と、に囲まれた形状を有する、
請求項1に記載の回転検出装置。
The first alternating magnetic field changing unit and the second alternating magnetic field changing unit are formed based on a circle centering on an intersection between the rotation surface on which the alternating magnetic field changing unit is arranged and the rotation axis. Having a shape surrounded by a sector having a predetermined center angle and a region outside the circle centered on the intersection and having a different radius from the circle,
The rotation detection device according to claim 1.
前記検出コイルと対となる検出コイルが絶縁性を保ちながら積層されて前記基体に設けられる、
請求項1又は2に記載の回転検出装置。
The detection coil that is paired with the detection coil is provided on the base body while being laminated while maintaining insulation.
The rotation detection device according to claim 1 or 2.
前記検出コイル及び前記対となる検出コイルは、異なる形状を有すると共に、前記交点を通る対称軸に対して線対称な形状を有する、
請求項3に記載の回転検出装置。
The detection coil and the pair of detection coils have different shapes, and have a line-symmetric shape with respect to an axis of symmetry passing through the intersection.
The rotation detection device according to claim 3.
前記検出コイルは、環形状を有する第1の環部を2つ連結した形状を有し、前記第1の環部によって囲まれる領域の面積が互いに実質的に等しい、
請求項3又は4に記載の回転検出装置。
The detection coil has a shape in which two first ring portions having a ring shape are connected, and areas of regions surrounded by the first ring portions are substantially equal to each other,
The rotation detection device according to claim 3 or 4.
前記対となる検出コイルは、環形状を有する第2の環部と、前記第2の環部を前記同心円の径方向に切断した2つの半環部と、が、前記第2の環部を中心として連結された形状を有し、前記第2の環部に囲まれる領域の面積、及び前記半環部に囲まれる領域の2つ分の面積は、対応する前記検出コイルの前記第1の環部の2つ分の面積と実質的に等しい、
請求項5に記載の回転検出装置。
The pair of detection coils includes a second ring portion having a ring shape, and two half-ring portions obtained by cutting the second ring portion in a radial direction of the concentric circle, and the second ring portion is The area of the region surrounded by the second ring portion and the area of two regions surrounded by the half ring portion have shapes connected as centers, and the area of the first ring of the corresponding detection coil Substantially equal to the area of two of the annulus,
The rotation detection device according to claim 5.
前記検出コイルから取得した第1の検出信号と、前記対となる検出コイルから取得した第2の検出信号と、に基づいて前記回転部材の回転角を判定する判定部を備える、
請求項3乃至6のいずれか1項に記載の回転検出装置。
A determination unit that determines a rotation angle of the rotating member based on a first detection signal acquired from the detection coil and a second detection signal acquired from the pair of detection coils;
The rotation detection device according to any one of claims 3 to 6.
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