JP5007459B2 - Sensor for detecting rotation angle - Google Patents
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Description
本発明は、モータの回転子等の回転体の位置を検出するための回転角度検出用センサに関する。 The present invention relates to a rotation angle detection sensor for detecting the position of a rotating body such as a rotor of a motor.
ブラシレスモータでは、固定子に流す電流の向きを切り替えて整流制御を行っている。この整流制御を行うためには、回転子の角度情報を得る必要があり、回転子の角度を検出する角度センサを設けている。
このような角度センサとしては、レゾルバやインクリメント型パルスエンコーダをはじめ、回転子の永久磁石の磁界を検出する方法を採用することが一般的である。
In a brushless motor, rectification control is performed by switching the direction of the current flowing through the stator. In order to perform this commutation control, it is necessary to obtain rotor angle information, and an angle sensor for detecting the rotor angle is provided.
As such an angle sensor, a method of detecting a magnetic field of a permanent magnet of a rotor such as a resolver or an increment type pulse encoder is generally adopted.
これに対して、さらに、構成の簡略化やコストの低減等を図りつつ微細な制御を必要とする場合には、渦電流損失を原理とした方式の回転角度検出用センサが好適に使われている(例えば、特許文献1や特許文献2参照。)。
上記特許文献1や上記特許文献2においては、回転体上に形成された周期的な導体パターンからなるエンコーダ構造と、このエンコーダ構造に対向して配置されたインダクタンス素子とから、回転角度検出用センサを構成している。
そして、この構成の回転角度検出用センサでは、インダクタンス素子に信号電流を印加することによって、励磁された磁束をエンコーダ構造に通して、エンコーダ構造の導体パターンで渦電流損失を発生させる。
この渦電流損失の大きさは、回転体の回転に伴う導体パターンの周期的な変化によって周期的に変化していく。
そこで、渦電流損失に基いて、演算処理を行うことにより、回転体の角度情報を検出する、という原理を採用している。
On the other hand, when fine control is required while further simplifying the configuration and reducing costs, a rotation angle detection sensor based on the principle of eddy current loss is preferably used. (For example, refer to
In
In the rotation angle detection sensor of this configuration, by applying a signal current to the inductance element, the excited magnetic flux is passed through the encoder structure, and an eddy current loss is generated in the conductor pattern of the encoder structure.
The magnitude of this eddy current loss changes periodically due to the periodic change of the conductor pattern accompanying the rotation of the rotating body.
Therefore, the principle of detecting the angle information of the rotating body by performing arithmetic processing based on the eddy current loss is adopted.
前記特許文献1には、回転角度検出用センサのエンコーダ構造を、例えば、アルミニウム、鋼、銅、PCB(プリント基板)、導電箔等によって形成する旨の記載がある。
しかしながら、前記特許文献1には、エンコーダ構造の具体的な構造や製造方法が開示されていないために、実現性に乏しかった。
In
However, since
一方、前記特許文献2には、エンコーダ構造の具体的な形態として、エンコーダ構造を一体化した導体パターンに成形加工した形態(Fig.1b,Fig2d)や、周期毎の導体パターンを分離して配置した形態(Fig.2e)が開示されている。
On the other hand, in
エンコーダ構造を一体化した導体パターンに成形加工する場合には、例えば、板状部材から切り出したり、打ち抜いたりする方法、金属を切削加工する方法、プリント基板を使用する方法、等が考えられる。 When forming into a conductor pattern in which the encoder structure is integrated, for example, a method of cutting or punching from a plate-like member, a method of cutting a metal, a method of using a printed circuit board, or the like can be considered.
ここで、例えば、図20Aに示すように、回転軸51の周りに回転する回転体52の主面53に対して、図中斜線で示すエンコーダ構造54を貼り付けた構成の回転角度検出用センサを考える。
Here, for example, as shown in FIG. 20A, a rotation angle detection sensor having a configuration in which an
図20Aに示すエンコーダ構造54を、板状部材から所望のパターン形状に打ち抜いて、一体化した導体パターンに成形加工した場合には、図20Bに示すように、板状部材55のうち、エンコーダ構造54用に打ち抜いた部分56の外周部分57及び内周部分58における材料が、打ち抜き材料として再利用ができずに残ってしまう。
そのため、材料歩留まりが極めて悪くなる。
さらに、打ち抜きのために高価な大きい金型が必要となる。
When the
Therefore, the material yield is extremely deteriorated.
Further, an expensive large mold is required for punching.
また、金属を切削加工する方法も、切削により除去されて使用されない材料が多量に出る、切削加工に時間がかかる、という問題がある。
さらに、プリント基板を使用する方法は、エッチングによりパターン形成するので、加工に時間がかかる、という問題がある。
In addition, the method of cutting metal also has a problem that a large amount of material that is removed by cutting and is not used is produced, and that it takes time for cutting.
Furthermore, the method of using a printed circuit board has a problem that it takes time to process because a pattern is formed by etching.
従って、エンコーダ構造を一体化した導体パターンに成形加工する場合には、製造工程の工程数や所要時間の増大や、材料コストや製造コストが高くなる等の問題を生じる。 Therefore, when forming into a conductor pattern in which the encoder structure is integrated, there are problems such as an increase in the number of manufacturing steps and required time, and an increase in material cost and manufacturing cost.
これに対して、前記特許文献2の周期毎の導体パターンを分離して配置した形態(Fig.2e)では、同じ金型を使用して周期毎の導体パターンを作製することが可能になる。これにより、除去される材料を少なくして材料歩留まりを改善することや、金型のコストを低減することが可能になる。
On the other hand, in the form (FIG. 2e) in which the conductor patterns for each period of
しかしながら、この形態では、それぞれの導体パターンの間が空白になっており、導体パターンが連続していない。そのため、この空白の部分で、渦電流が途切れてしまうことから、高い分解能の検出ができず、回転角度の検出精度が低下してしまうことになる。 However, in this embodiment, the space between the conductor patterns is blank, and the conductor patterns are not continuous. For this reason, since the eddy current is interrupted in this blank portion, detection with high resolution cannot be performed, and the detection accuracy of the rotation angle is lowered.
上述した問題の解決のために、本発明においては、容易に製造が可能であり、材料歩留まりに優れ、かつ良好な精度で検出を行うことができる回転角度検出用センサを提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotation angle detection sensor that can be easily manufactured, has excellent material yield, and can perform detection with good accuracy.
本発明の回転角度検出用センサは、回転体と、この回転体と共に回転可能に取り付けられた導体パターンからなり、この導体パターンの幅寸法が周期的に変化するエンコーダ構造と、複数のインダクタンス素子を有し、回転体のエンコーダ構造が形成された側と間隔を有して対向配置されたセンサ本体とから構成されている。そして、エンコーダ構造は、導体パターンの幅寸法の周期的な変化の少なくとも1周期分以上を構成する相部材を用いて、同一の周期及び形状を有する複数個の相部材を、環状かつ互いに接触するように、回転体に配置してなり、インダクタンス素子の空芯部の長手寸法が、導体パターンの最大幅寸法よりも大きく形成されている。 The rotation angle detection sensor of the present invention comprises a rotating body and a conductor pattern that is rotatably attached together with the rotating body, and includes an encoder structure in which the width dimension of the conductor pattern periodically changes, and a plurality of inductance elements. And a sensor body that is disposed opposite to the side on which the encoder structure of the rotating body is formed and is spaced. The encoder structure uses a phase member that constitutes at least one period of the periodic change in the width dimension of the conductor pattern, and a plurality of phase members having the same period and shape are brought into annular contact with each other. Thus, it arrange | positions in a rotary body and the longitudinal dimension of the air core part of an inductance element is formed larger than the maximum width dimension of a conductor pattern.
上述の本発明の回転角度検出用センサによれば、導体パターンの幅寸法が周期的に変化するエンコーダ構造と、複数のインダクタンス素子を有し、回転体のエンコーダ構造が形成された側と間隔を有して対向配置されたセンサ本体とから構成されていることにより、エンコーダ構造の導体パターンの幅寸法の周期的な変化を、センサ本体のインダクタンス素子を通じて検出することができる。そして、この検出結果から回転体の回転角度を検出することができる。 According to the rotation angle detection sensor of the present invention described above, the distance between the encoder structure in which the width dimension of the conductor pattern periodically changes and the side on which the encoder structure of the rotating body is formed , including a plurality of inductance elements. By having the sensor main body and the sensor main body arranged opposite to each other, a periodic change in the width dimension of the conductor pattern of the encoder structure can be detected through the inductance element of the sensor main body. And the rotation angle of a rotary body is detectable from this detection result.
また、本発明の回転角度検出用センサによれば、エンコーダ構造が、導体パターンの幅寸法の周期的な変化の少なくとも1周期分以上を構成する相部材を用いて、同一の周期及び形状を有する複数個の相部材を、環状にかつ互いに接触するように、回転体に配置してなる。これにより、特定の大きさを有する母材から、一体的かつ環状にエンコーダ構造が形成される場合と比較して、相部材を簡素な構成や作製方法によって容易に作製することが可能になり、しかも、母材面積を有効に活用することができる。また、電鋳加工等によりエンコーダ構造を作製する場合でも、必要最小限の原料によって相部材を作製することができる。
即ち、材料を有効に利用して、エンコーダ構造を作製することが可能になる。
さらに、複数個の相部材を互いに接触させて配置するので、エンコーダ構造の導体パターンを連続して形成することができる。これにより、導体パターンが途切れてしまうことがないので、高い分解能で回転角度の検出ができ、回転角度を高い検出精度で検出することができる。
Further, according to the rotation angle detection sensor of the present invention, the encoder structure has the same period and shape by using the phase member constituting at least one period of the periodic change in the width dimension of the conductor pattern. A plurality of phase members are arranged on the rotating body in a ring shape and in contact with each other. Thereby, compared to a case where the encoder structure is integrally and annularly formed from a base material having a specific size, the phase member can be easily manufactured by a simple configuration and manufacturing method, Moreover, the base material area can be used effectively. Further, even when the encoder structure is manufactured by electroforming or the like, the phase member can be manufactured with the minimum necessary raw materials.
That is, the encoder structure can be manufactured by effectively using the material.
Furthermore, since the plurality of phase members are arranged in contact with each other, the conductor pattern of the encoder structure can be formed continuously. Thereby, since the conductor pattern is not interrupted, the rotation angle can be detected with high resolution, and the rotation angle can be detected with high detection accuracy.
上記本発明の回転角度検出用センサにおいて、回転体に、エンコーダ構造を収納するための収納壁が設けられ、エンコーダ構造の個々の相部材が、収納壁の間の収納部へ収納されている構成とすることも可能である。
このような構成とすることにより、収納壁によって、相部材を容易に位置精度良く収納部へ収納することができる。
In the rotation angle detection sensor of the present invention, the rotating body is provided with a storage wall for storing the encoder structure, and the individual phase members of the encoder structure are stored in the storage portion between the storage walls. It is also possible.
By setting it as such a structure, a phase member can be easily accommodated in a storage part with a sufficient positional accuracy by a storage wall.
さらに、この構成、即ち、相部材が収納壁の間の収納部へ収納された構成において、各相部材が少なくとも3点以上で収納壁に接触している構成とすることも可能である。
各相部材が少なくとも3点以上で収納壁に接触していることにより、収納壁に2個の相部材を配置した段階で、相部材の位置の固定を確実に行うことができる。
Furthermore, in this configuration, that is, a configuration in which the phase members are stored in the storage portion between the storage walls, each phase member may be in contact with the storage wall at at least three points.
Since each phase member is in contact with the storage wall at at least three points, the position of the phase member can be reliably fixed when two phase members are arranged on the storage wall.
さらにまた、互いに隣り合う相部材を接触させて環状形成する際に、互いの相部材が重なり合うための重ね代を具備している構成とすることも可能である。
このような構成とすることにより、重ね代によって、隣り合う相部材との勘合を高い水準で達成することができるため、精度に優れたエンコーダ構造を得ることができる。
Furthermore, when the adjacent phase members are brought into contact with each other to form an annular shape, it is possible to adopt a configuration in which an overlap margin is provided for the mutual phase members to overlap.
By setting it as such a structure, since the fitting with an adjacent phase member can be achieved at a high level by overlap, the encoder structure excellent in precision can be obtained.
さらにまた、相部材の一方の端部及び他方の端部がいずれも直線状に形成されている構成とすることも可能である。 Furthermore, it is also possible to employ a configuration in which one end and the other end of the phase member are both formed in a straight line.
さらにまた、相部材の一方の端部に凹部が形成され、他方の端部に凸部が形成され、互いに隣り合う相部材を接触させて環状形成する際に、凹部及び凸部が嵌合する構成とすることも可能である。 Furthermore, a concave portion is formed at one end portion of the phase member, and a convex portion is formed at the other end portion. When the adjacent phase members are brought into contact with each other to form an annular shape, the concave portion and the convex portion are fitted. A configuration is also possible.
本発明の回転角度検出用センサにおいて、エンコーダ構造は、回転体の主面に形成しても良く、回転体の外周面に形成しても良い。 In the rotation angle detection sensor of the present invention, the encoder structure may be formed on the main surface of the rotating body or may be formed on the outer peripheral surface of the rotating body.
上述の本発明によれば、相部材を簡素な構成や作製方法によって容易に作製することが可能になるため、相部材からなるエンコーダ構造を、安価にかつ容易に作製することが可能になる。
これにより、回転角度検出用センサの製造を容易にし、製造コストを低減することができる。
また、材料を有効に利用して、エンコーダ構造を作製することが可能になるため、材料歩留まりが飛躍的に向上する。
これにより、回転角度検出用センサの材料コストを低減することができる。
According to the above-described present invention, the phase member can be easily manufactured with a simple configuration and manufacturing method, and therefore, the encoder structure including the phase member can be easily and inexpensively manufactured.
Thereby, manufacture of the rotation angle detection sensor can be facilitated, and the manufacturing cost can be reduced.
In addition, since the encoder structure can be manufactured by effectively using the material, the material yield is greatly improved.
Thereby, the material cost of the rotation angle detection sensor can be reduced.
さらに、本発明によれば、高い分解能で回転角度の検出ができ、回転角度を高い検出精度で検出することができることから、検出精度が良好な回転角度検出用センサを実現することができる。 Furthermore, according to the present invention, the rotation angle can be detected with high resolution, and the rotation angle can be detected with high detection accuracy. Therefore, a rotation angle detection sensor with good detection accuracy can be realized.
本発明の一実施の形態として、回転角度検出用センサの概略構成図を、図1A及び図1Bに示す。図1Aは平面図を示し、図1Bは側面図を示している。
図1A及び図1Bに示すように、棒状の回転軸1に、円板状の回転子2が取り付けられている。
この回転子2は、図1Bの矢印Rで示すように、回転軸1の周りに回転する。
また、回転子2の表面に、導体パターンによるエンコーダ構造3が形成されている。
As an embodiment of the present invention, a schematic configuration diagram of a rotation angle detection sensor is shown in FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A shows a plan view and FIG. 1B shows a side view.
As shown in FIGS. 1A and 1B, a disk-shaped
The
In addition, an
そして、回転子2のエンコーダ構造3が形成された側に対向して、回転角度検出用センサのセンサ本体4が設けられている。
このセンサ本体4は、回転軸1を中心とした円弧に沿った扇形状を有している。そして、センサ本体4は、図示しない部材によって固定されており、回転子2のエンコーダ構造3は、このセンサ本体4との相対的位置が変化するように構成されている。
そして、エンコーダ構造3とセンサ本体4とにより、回転子2の回転角度を検出するセンサを構成している。
And the sensor
The
The
図1の回転子2の平面図を図2に示す。また、エンコーダ構造3の導体パターンの詳細を、図3の平面図に示す。
図2に示すように、エンコーダ構造3の導体パターンは、回転子2の回転角度に対して、幅が三角関数状に変化する曲線形状を有している。そして、回転子2が回転すると、特定の位置においてエンコーダ構造3の導体パターンの幅が周期的に増減する。
この図2においては、導体パターンの幅の周期的な変化の1相(1周期)分の範囲も示している。1周360度に6相形成されているので、1相が60度になっている。
A plan view of the
As shown in FIG. 2, the conductor pattern of the
In FIG. 2, a range corresponding to one phase (one period) of the periodic change in the width of the conductor pattern is also shown. Since six phases are formed in one rotation of 360 degrees, one phase is 60 degrees.
そして、エンコーダ構造3の導体パターンは、図3に示すように、鎖線で示す直径Dの円を中心として、内側及び外側が三角関数状に変化する。これにより、導体パターンの幅Wも三角関数状に変化する。エンコーダ構造3の導体パターンの幅Wが変化することにより、インダクタンス素子に信号電流を印加したときに発生する磁束によって生じる渦電流もまた増減する。その渦電流損失によって変化するインダクタンスを演算処理することによって、回転子2の回転角度θを検出することが可能になる。
As shown in FIG. 3, the conductor pattern of the
エンコーダ構造3の導体パターンの材料としては、例えば、アルミニウム、鋼、銅、銀、配線板、導電箔、又は金属を含有するプラスチック材料等の導電性材料を用いることができる。導体パターンには、磁性材料を用いる必要はない。
エンコーダ構造3を配置する回転子2の材料としては、プラスチック等の絶縁体や、鉄等のエンコーダ構造3と導電率が異なる金属を使用することができる。
なお、図示しないが、エンコーダ構造3を回転子2と同じ材料で一体化して形成することも可能である。その場合には、エンコーダ構造3のパターン部分を、回転子2の周囲の部分に対して、一定の厚さで盛り上がった構成とする。
As a material of the conductor pattern of the
As a material of the
Although not shown, the
エンコーダ構造3のパターン部の径Dと、エンコーダ構造3の周期数(相の数)nとは、それぞれ、エンコーダ構造3を設ける回転子2の構成や直径寸法等の条件に合わせることが望ましい。
The diameter D of the pattern portion of the
次に、センサ本体4の概略構成図(要部の拡大平面図)を、図4に示す。
図4に示すように、プリント回路基板等の基板11の上に、角型の渦巻形状を有する導体により、4つのパターンコイルC1,C2,C3,C4が形成されている。
各パターンコイルC1,C2,C3,C4により、それぞれ、空芯のコイルが構成される。
センサ本体4の4つのパターンコイルC1,C2,C3,C4は、第1のコイルC1、第2のコイルC2、第3のコイルC3、第4のコイルC4を構成する。
Next, a schematic configuration diagram (enlarged plan view of a main part) of the
As shown in FIG. 4, four pattern coils C1, C2, C3, and C4 are formed on a
Each of the pattern coils C1, C2, C3, and C4 forms an air core coil.
The four pattern coils C1, C2, C3, and C4 of the
次に、コイルC1,C2,C3,C4と、エンコーダ構造3の導体パターンとの対向配置状態を、図5に示す。
それぞれのコイルC1,C2,C3,C4は、エンコーダ構造3の導体パターンの幅の周期的な変化の1/4周期(位相差90°)の間隔で配置されている。即ち、第1のコイルC1、第2のコイルC2、第3のコイルC3、第4のコイルC4は、この順序で、それぞれ90°の位相差を有するように配置されている。
これにより、第1のコイルC1及び第3のコイルC3に対して、第2のコイルC2及び第4のコイルC4が、90°の位相差をもって配置されている。
Next, FIG. 5 shows a state in which the coils C1, C2, C3, and C4 and the conductor pattern of the
The coils C1, C2, C3, and C4 are arranged at intervals of ¼ period (phase difference 90 °) of the periodical change in the width of the conductor pattern of the
Thereby, the second coil C2 and the fourth coil C4 are arranged with a phase difference of 90 ° with respect to the first coil C1 and the third coil C3.
そして、第1のコイルC1及び第3のコイルC3が180°の位相角度オフセットを形成し、第2のコイルC2及び第4のコイルC4が180°の位相角度オフセットを形成している。
これにより、差分信号等の信号を発生させることができ、この信号を利用して、回転子2の絶対位置を検出することができる。また、エンコーダ構造3の導体パターンの移動方向、即ち回転子2の回転方向(右回り、或いは左回り)を検出することも、可能である。
The first coil C1 and the third coil C3 form a 180 ° phase angle offset, and the second coil C2 and the fourth coil C4 form a 180 ° phase angle offset.
Thereby, a signal such as a differential signal can be generated, and the absolute position of the
各コイルC1,C2,C3,C4の空芯部の長手寸法Lは、エンコーダ構造3の導体パターンの最大幅寸法Wmaxよりも大きく形成されている。このような寸法関係とすることによって、コイルC1,C2,C3,C4から磁束を発生させたときに、エンコーダ構造3に生じる渦電流の発生度合いを上述の長手寸法Lに対応した大きさにすることができるため、検出精度の向上を図ることができる。
The longitudinal dimension L of the air core part of each coil C1, C2, C3, C4 is formed larger than the maximum width dimension Wmax of the conductor pattern of the
本実施の形態においては、特に、図1〜図3に示すように、エンコーダ構造3が、導体パターンの幅寸法の周期的な変化の1周期分(1相分)に相当する部品5を6個使用して、構成されている。
以下、この部品を、相部材5として定義する。
それぞれの相部材5は、同一の周期及び形状を有しており、導体パターンの最も幅の狭い部分で、隣り合う相部材5と接触している。
そして、6個の相部材5を、回転軸1を中心とした円周(図示せず)に沿って、環状に配置することにより、エンコーダ構造3を構成している。
In this embodiment, in particular, as shown in FIGS. 1 to 3, the
Hereinafter, this part is defined as the
Each
And the
相部材5の材料としては、前述した導体パターンの材料、例えば、アルミニウム、鋼、銅、銀、配線板、導電箔、又は金属を含有するプラスチック材料等の導電性材料を用いることができる。
As the material of the
それぞれの相部材5を、回転子2に取り付ける方法としては、例えば、接着剤で結合する方法、ロウ付けする方法、粘着シートで結合する方法等を採用することができる。
また、導体パターンにおける渦電流によるコイルC1,C2,C3,C4のインダクタンスの変化を一様な変化とするためには、接触させた相部材5を、さらに接合面全体にわたって電気的に接合する必要がある。接触させた相部材5を電気的に接合する方法としては、銀ろう等を用いてロウ付けする方法や、レーザ溶接で接合する方法等を採用することができる。
As a method of attaching each
Further, in order to make uniform changes in the inductance of the coils C1, C2, C3, and C4 due to the eddy current in the conductor pattern, it is necessary to electrically join the contacted
この構成において、相部材5の厚さは、例えば、0.2mmとすることができる。
ここで、優れたセンサ精度を確保するための条件の一つである、エンコーダ構造3/相部材5の厚さを設定する場合には、インダクタンス素子に信号電流を印加したときに相部材5に励起される渦電流の深さを把握する必要がある。
例えば、相部材5に、銅(Cu),アルミニウム(Al),銀(Ag)のように導電率が高い材料を用いる場合には、シミュレーションにより、0.1mmの厚さがあれば渦電流の励起を充分に行うことができる、という結果が得られている。
従って、エンコーダ構造3/相部材5の厚さが0.1mm以上であれば、センサ精度を充分に確保することができる。しかし、本実施の形態においては、板状の導電部材に対して打ち抜き加工や切削加工を施して相部材5を製造する際に、適度な母材強度を確保するために、厚さを0.2mmとしている。
しかしながら、コイルC1,C2,C3,C4等のインダクタンス素子からの磁束によって励起される渦電流の大きさ(深さ)は、エンコーダ構造3の相部材5の材質が有する抵抗値によっても変化するため、相部材5の厚さは、0.2mmや0.1mmに限定されるものではなく、エンコーダ構造3に用いる材料に基くシミュレーションを行い、その結果によって適宜調整すればよい。
In this configuration, the thickness of the
Here, when setting the thickness of the
For example, when a material having high conductivity such as copper (Cu), aluminum (Al), or silver (Ag) is used for the
Therefore, if the thickness of the
However, since the magnitude (depth) of the eddy current excited by the magnetic flux from the inductance elements such as the coils C1, C2, C3, and C4 also changes depending on the resistance value of the material of the
上述の本実施の形態によれば、エンコーダ構造3が、導体パターンの幅寸法の周期的な変化の1周期分を構成する相部材5を用いて、同一の周期及び形状を有する6個の相部材5を、環状にかつ互いに接触するように、回転子2に配置してなる。
これにより、特定の大きさを有する母材から、一体的かつ環状にエンコーダ構造3が形成される場合と比較して、相部材5を簡素な構成や作製方法によって容易に作製することが可能になり、しかも、母材面積を有効に活用することができる。また、電鋳加工等によりエンコーダ構造3を作製する場合でも、必要最小限の原料によって相部材5を作製することができる。
即ち、材料を有効に利用して、相部材5からなるエンコーダ構造3を作製することが可能になる。
According to the above-described embodiment, the
Thereby, compared with the case where the
That is, the
このように、相部材5を簡素な構成や作製方法によって容易に作製することが可能になるため、相部材5からなるエンコーダ構造3を、安価にかつ容易に作製することが可能になる。
これにより、回転角度検出用センサの製造を容易にし、製造コストを低減することができる。
また、材料を有効に利用して、エンコーダ構造3を作製することが可能になるため、材料歩留まりが飛躍的に向上する。
これにより、回転角度検出用センサの材料コストを低減することができる。
As described above, the
Thereby, manufacture of the rotation angle detection sensor can be facilitated, and the manufacturing cost can be reduced.
In addition, since the
Thereby, the material cost of the rotation angle detection sensor can be reduced.
さらに、本実施の形態によれば、隣り合う相部材5を互いに接触させて配置しているので、エンコーダ構造3の導体パターンを連続して形成することができる。これにより、導体パターンが途切れてしまうことがないので、センサ本体4のコイルC1,C2,C3,C4により導体パターンに生じる渦電流も、途切れることがない。
従って、高い分解能で回転角度の検出ができ、回転角度を高い検出精度で検出することができることから、検出精度が良好な回転角度検出用センサを実現することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
Therefore, the rotation angle can be detected with high resolution, and the rotation angle can be detected with high detection accuracy, so that a rotation angle detection sensor with good detection accuracy can be realized.
上述の実施の形態の回転角度検出用センサの構成等、本発明の回転角度検出用センサは、各種の回転体に適用して、回転角度の検出を行うことができる。 The rotation angle detection sensor of the present invention, such as the configuration of the rotation angle detection sensor of the above-described embodiment, can be applied to various rotating bodies to detect the rotation angle.
例えば、永久磁石式同期モータに適用して、モータの回転子の回転角度を検出することができる。
この場合、モータの回転子の表面に、幅が周期的に変化する導体パターンから成るエンコーダ構造を形成して、エンコーダ構造に対向して、コイル等のインダクタンス素子を設けたセンサ本体を配置する。
好ましくは、モータの回転子の磁石対の数と、エンコーダ構造の導体パターンの周期の数とを同じにする。このように構成することにより、モータの回転動作の制御に対して必要な角度情報を細かく得ることができ、その結果、モータの回転制御を微細に行うことができるようになる、という利点がある。
For example, the rotation angle of the rotor of the motor can be detected by applying to a permanent magnet synchronous motor.
In this case, an encoder structure composed of a conductor pattern whose width periodically changes is formed on the surface of the rotor of the motor, and a sensor body provided with an inductance element such as a coil is disposed opposite the encoder structure.
Preferably, the number of magnet pairs of the rotor of the motor is the same as the number of conductor patterns of the encoder structure. By configuring in this way, it is possible to obtain fine angle information necessary for controlling the rotational operation of the motor, and as a result, there is an advantage that the rotational control of the motor can be finely performed. .
上述の実施の形態では、回転子2の主面上に、複数個の相部材5からなるエンコーダ構造3を形成していた。
これに対して、例えば、回転子2に溝を形成し、溝の内部にエンコーダ構造3を形成することも可能である。その場合を、次に示す。
In the above-described embodiment, the
On the other hand, for example, a groove can be formed in the
本発明の他の実施の形態として、回転子2の主面に形成した溝内にエンコーダ構造3を形成した、回転角度検出用センサの形態の概略構成図を、図6A及び図6Bに示す。図6Aは回転子2及びエンコーダ構造3の平面図を示し、図6Bは回転子2及びエンコーダ構造3の断面図を示している。
この図6A及び図6Bでは、センサ本体4の図示を省略しているが、図1A及び図1Bと同様に、エンコーダ構造3に対向してセンサ本体4が配置される。
As another embodiment of the present invention, schematic configuration diagrams of a rotational angle detection sensor in which an
6A and 6B, the sensor
この実施の形態では、図6A及び図6Bに示すように、円板状の回転子2の主面に、同心円状に溝6が形成されており、この溝6の内部に、複数個の相部材5からなるエンコーダ構造3が設けられている。エンコーダ構造3の各相部材5は、その幅が最大の部分で、溝6の壁面7に接している。
即ち、この構成は、溝6の壁面7の間の収納部に、エンコーダ構造3の相部材5が収納されている。以下、溝6の壁面7を、相部材5を収納するための収納壁7と呼ぶこととする。
回転子2の溝6は、例えば、旋盤加工等によって形成することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, a groove 6 is formed concentrically on the main surface of the disc-
That is, in this configuration, the
The groove 6 of the
このように回転角度検出用センサを構成したことにより、回転子2の主面上に相部材5を配置した先の実施の形態の構成と同様に、回転角度検出用センサの製造を容易にし、製造コストや材料コストを低減することができる。
また、エンコーダ構造3の導体パターンを連続して形成して、検出精度が良好な回転角度検出用センサを実現することができる。
By configuring the rotation angle detection sensor in this manner, the rotation angle detection sensor can be easily manufactured as in the configuration of the previous embodiment in which the
In addition, the conductor pattern of the
さらに、本実施の形態では、溝6の壁面(収納壁)7の間の収納部に、エンコーダ構造3の相部材5を配置したことにより、収納壁7をガイドとして用いて、相部材5を容易に収納部へ収納して、環状に整列配置することができる。
また、相部材5が、幅が最大の部分で壁面(収納壁)7に接していることにより、各相部材5を精度良く配置することができる。
Further, in the present embodiment, the
Moreover, each
この形態の相部材5の配置状態を、模式的に図7の平面図に示す。この図7では、収納壁7の円周に沿って環状に形成されていた相部材5を、直線状に変換して描いている。
図7に示すように、各相部材5は、中央の幅の広い部分で収納壁7に接しており、両端の幅の狭い部分で隣の相部材5と接している。そして、相部材5は、収納壁7と2点で接触している。
このように相部材5が構成されていることにより、相部材5の形状が非常に簡素であることから、設計が容易であり、生産性に優れるといった利点を有している。
The arrangement state of the
As shown in FIG. 7, each
Since the
図6に示した形態では、溝6を形成して、その内部を相部材5の収納部としていた。
これに対して、回転子2及びエンコーダ構造3の断面図を図8に示すように、回転子2の主面に突起8を形成して、突起8の壁面(収納壁)7の間の部分を相部材5の収納部としても構わない。
この場合も、溝6の内部を相部材5の収納部とした場合と同様の効果が得られる。
In the form shown in FIG. 6, the groove 6 is formed, and the inside thereof is used as a housing portion for the
On the other hand, as shown in FIG. 8 which is a cross-sectional view of the
Also in this case, the same effect as the case where the inside of the groove 6 is used as the accommodating portion of the
なお、図8では、突起8を回転子2と同一部材で一体化して形成しているが、回転子2とは別に突起8となる部材を形成して、この部材を回転子2に取り付けて突起8を構成しても構わない。
In FIG. 8, the
続いて、エンコーダ構造3を構成する相部材5の、他の形態をいくつか挙げて説明する。
以下、図7と同様に直線的に描いた模式的平面図を参照して、それぞれの形態を説明する。
Subsequently, some other forms of the
Hereinafter, each form is demonstrated with reference to the schematic top view drawn linearly similarly to FIG.
まず、図9に示す形態では、各相部材5の両端が幅の広い部分となっていて、この幅の広い部分で収納壁7に接しており、中央が幅の狭い部分となっている。相部材5の左右の端部(端縁)は、いずれも直線状に形成されている。そして、相部材5は、収納壁7と4点で接触している。
図7に示した形態においては、相部材5を収納壁7内へ配置する際に、円弧状に湾曲した部分における2点で収納壁7に接触するため、全ての相部材5を環状配置する前の段階において、各々の相部材5が回転してしまって、配置に手間を要する虞がある。
これに対して、図9に示す本形態では、相部材5と収納壁7とを3点以上の4点で接触させていることにより、収納壁7に2つ以上の相部材5を配置すれば、相部材5の位置固定を確実に行うことができる、という効果を有している。
ちなみに、本形態のように、4点接触とすれば、一つの相部材5を収納壁7に配置する段階で、ズレを生じることがない。
First, in the form shown in FIG. 9, both ends of each
In the form shown in FIG. 7, when the
On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 9, two or
By the way, as in the present embodiment, when the four-point contact is used, no deviation occurs at the stage where one
図10に示す形態は、図9に示した形態から、相部材5の左右両端の形状を変えている。即ち、左右の端縁を図9の直線から、パズルのピースのように、中央部が円形状に右側に突出した形状となっている。これにより、相部材5の左の端部に凹部が形成され、右の端部に凸部が形成されている。
本形態では、相部材5の中央部や両端部のうち収納壁7に接触する部分は、図9に示した形態と同じであるため、収納壁7に対して相部材5が4点で接触している。
従って、図9に示した形態と同様に、一つの相部材5を収納壁7に配置する段階で、ズレを生じることがない。
また、相部材5の左右の端部の凹部及び凸部が隣り合う相部材5と嵌合するので、相部材5の位置決めを高い精度で行うことができる。
さらにまた、左右の端縁を直線とした図9に示した形態と比較して、隣り合う相部材5間の収納壁7に垂直な方向における横ずれを生じにくくして、さらに精度良くエンコーダ構造3の相部材5を配置することができる。
ちなみに、図1〜図3に示した実施の形態のように、回転子2の主面に環状にエンコーダ構造3を設けた場合には、相部材5の横ずれの方向は回転子2の半径方向になる。そして、回転子2の半径方向に相部材5が横ずれを生じると、相部材5の接触する部分で、外周側及び内周側に段差ができる。
The form shown in FIG. 10 changes the shape of the right and left ends of the
In the present embodiment, the portion that contacts the
Accordingly, as in the embodiment shown in FIG. 9, no shift occurs at the stage where one
Moreover, since the recessed part and convex part of the right and left edge part of the
Furthermore, compared to the configuration shown in FIG. 9 in which the left and right edges are straight, it is less likely to cause a lateral shift in the direction perpendicular to the
Incidentally, as in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, when the
図11に示す形態は、図9に示した形態から、相部材5の左右両端の形状を変えている。即ち、左右の端縁を図9の直線から、手前側の半分が図中右側に突出した形状となっている。
本形態では、相部材5の左右の端縁の手前側の半分が図中右側に突出しているため、相部材5の左手前側では、収納壁7と接触しなくなる。即ち、収納壁7に対して、相部材5が3点で接触している。
これにより、収納壁7に2つ以上の相部材5を配置すれば、相部材5の位置固定を確実に行うことができる、という効果を有している。
The form shown in FIG. 11 is different from the form shown in FIG. 9 in the shape of the left and right ends of the
In this embodiment, since the front half of the left and right edges of the
Accordingly, if two or
図12に示す形態は、図9に示した形態から、相部材5の左右両端の形状を変えている。即ち、左右の端縁を図9の収納壁7に垂直な直線から、収納壁7に対して斜めの直線に変更しており、端縁の手前側が右側に突出した形状となっている。
本形態では、相部材5の左右の端縁の手前側が右側に突出しているため、図11に示した形態と同様に、相部材5の左手前側では、収納壁7と接触しなくなる。即ち、収納壁7に対して、相部材5が3点で接触している。
これにより、収納壁7に2つ以上の相部材5を配置すれば、相部材5の位置固定を確実に行うことができる、という効果を有している。
The form shown in FIG. 12 changes the shape of the right and left ends of the
In this embodiment, since the near side of the left and right edges of the
Accordingly, if two or
図13Aに平面図を示し、図13Bに断面図を示す形態は、個々の相部材5に、隣り合う相部材5と一部を重ね合わせるための重ね代9を形成している点において、これまで示した各形態とは異なっている。
各相部材5において、図13Bに示すように、右側の端縁が上半分のみ、左側の端縁が下半分のみ形成されて、重ね代9となっている。これにより、重ね代9において、左側の相部材5が右側の相部材5の上に重なるように接合される。
本形態では、収納壁7に対して、相部材5が4点で接触しているので、一つの相部材5を収納壁7に配置する段階で、ズレを生じることがない。
このように構成することによって、個々の相部材5と収納壁7との配置精度を高水準に保つことができると共に、隣り合う相部材5との勘合を高い水準で達成することができるため、結果的に、精度に優れたエンコーダ構造3を得ることができる。
13A shows a plan view, and FIG. 13B shows a cross-sectional view in that each
In each
In this embodiment, since the
By configuring in this way, the placement accuracy of the
図14Aに平面図を示し、図14Bに断面図を示す形態は、図13A及び図13Bに示した形態から、重ね代9の部分の構成を変えている。
各相部材5において、図14Bに示すように、重ね代9の部分で、上半分と下半分のうちの、一方が左右両端縁とも形成され、他方が左右両端縁とも形成されていない。即ち、断面略T字形状になっている。これにより、この断面略T字形状の相部材5を、表・裏・表・裏といった順序で接合して、重ね代9で重ね合わせることができる。
ただし、このように表・裏と交互に接合していくので、相部材5の個数を偶数とする必要がある。
本形態では、収納壁7に対して、相部材5が4点で接触しているので、一つの相部材5を収納壁7に配置する段階で、ズレを生じることがない。
また、個々の相部材5と収納壁7との配置精度を高水準に保つことができると共に、隣り合う相部材5との勘合を高い水準で達成することができるため、結果的に、精度に優れたエンコーダ構造3を得ることができる。
14A shows a plan view and FIG. 14B shows a cross-sectional view in which the configuration of the
In each
However, since the front and back are alternately joined in this way, the number of
In this embodiment, since the
In addition, the placement accuracy of the
ここで、回転子2に相部材5を結着するときに接着剤を用いた場合について考えると、図7及び図9〜図12に示された相部材5は、互いに隣り合う相部材5間に僅かながら隙間を有する構成である。従って、接着剤がこの隙間を伝わって相部材5の表面近傍まで浸透しやすく、相部材5同士をロウ付けする際の結合状態及び作業性を悪化させる虞がある。
これに対して、図13及び図14の各形態に係る相部材5は、重ね代9の部分で接着剤の浸透を抑止することができ、その結果、相部材5同士のロウ付けが良好に行える点で優れていると言える。
Here, considering the case where an adhesive is used when binding the
On the other hand, the
図7、図9〜図12に示した各形態において、相部材5の厚さを、例えば、0.2mmとすることができる。
しかしながら、これらの形態においても、相部材5の厚さは0.2mmに限定されるものではなく、相部材5の材料の抵抗値や、製造工程の適切な選定によって、0.2mmよりも薄く或いは厚くすることも可能である。
In each form shown in
However, even in these forms, the thickness of the
図13及び図14に示した各形態においては、相部材5が段差を有している理由によって、相部材5の厚さを、例えば、0.4mmとすることができる。
しかしながら、これらの形態においても、相部材5の厚さは0.4mmに限定されるものではなく、相部材5の材料の抵抗値や、製造工程の適切な選定によって、0.4mmよりも薄く或いは厚くすることも可能である。
In each form shown in FIG.13 and FIG.14, the thickness of the
However, even in these forms, the thickness of the
なお、図13及び図14に示した各形態のように、相部材5の端縁に重ね代9を設ける構成は、基本的に、図7や図9〜図12に示した各形態の相部材5においても適用することが可能である。
In addition, the structure which provides the
なお、上述の各形態の図においては、便宜上、相部材5及び収納壁7を直線的に表現しているが、実際の製造においては、所望の設計条件に従って、環状形成ができるように形状/寸法の設定を行えば良いことは言うまでもない。
In the drawings of the above-described embodiments, for convenience, the
本発明における、エンコーダ構造3の相部材5は、以下に挙げる方法によって、製造することができる。
(1)導電性金属の板状部材からの打ち抜きプレス加工を行う。この方法は、図7、図9〜図12に示した各形態に適用可能である。この方法によれば、量産性に優れており、低いコストで相部材を製造することができる。
(2)(1)のプレス加工の後に、プレス機等により、つぶし加工を行う。この方法は、図13、図14に示した各形態(重ね代9を設けた形態)に適用可能である。つぶし加工によって、相部材5の端部に、重ね代9を形成する。
(3)導電性金属をフライスにより切削加工する。この方法は、図7、図9〜図12に示した各形態に適用可能である。この方法によれば、量産性に優れており、低いコストで相部材を製造することができる。
(4)(3)の切削加工の後に、プレス機等により、つぶし加工を行う。この方法は、図13、図14に示した各形態(重ね代9を設けた形態)に適用可能である。つぶし加工によって、相部材5の端部に、重ね代9を形成する。
(5)導電性金属を電鋳加工する。この方法は、図7、図9〜図14に示したいずれの形態にも適用可能である。この方法によれば、量産性に優れており、寸法・形状の精度が高い相部材を製造することができる。
(6)導電性金属粉末及び樹脂(好ましくは熱硬化性樹脂)の混合物を使用して、射出成形を行う。この方法は、図7、図9〜図14に示したいずれの形態にも適用可能である。この方法によれば、量産性に優れており、また、成形性に優れていることから複雑な形状の相部材5を容易に作製することができる。
The
(1) A punching press process from a conductive metal plate member is performed. This method can be applied to each embodiment shown in FIGS. 7 and 9 to 12. According to this method, it is excellent in mass productivity and a phase member can be manufactured at low cost.
(2) After the pressing in (1), crushing is performed by a press machine or the like. This method is applicable to each form shown in FIG. 13 and FIG. 14 (form provided with overlap margin 9).
(3) The conductive metal is cut with a mill. This method can be applied to each embodiment shown in FIGS. 7 and 9 to 12. According to this method, it is excellent in mass productivity and a phase member can be manufactured at low cost.
(4) After the cutting process of (3), crushing is performed by a press machine or the like. This method is applicable to each form shown in FIG. 13 and FIG. 14 (form provided with overlap margin 9).
(5) Electroforming the conductive metal. This method can be applied to any of the forms shown in FIGS. 7 and 9 to 14. According to this method, it is possible to manufacture a phase member that is excellent in mass productivity and has high dimensional and shape accuracy.
(6) Injection molding is performed using a mixture of conductive metal powder and resin (preferably thermosetting resin). This method can be applied to any of the forms shown in FIGS. 7 and 9 to 14. According to this method, since the mass productivity is excellent and the moldability is excellent, the
回転子2と相部材5とを固定する方法としては、接着剤、ロウ付け、粘着シート等の方法を採用することができる。
As a method for fixing the
隣り合う相部材5を電気的に接合する方法としては、公知の様々な方法を採用することが可能である。
例えば、前述したレーザ溶接や銀ろうを用いたロウ付けの他、半田付けによって相部材5の電気的接合を行うことができる。
As a method for electrically joining
For example, the
収納壁7を構成する溝6や突起8は、旋盤加工等の切削手段によって形成することができる。旋盤加工は、回転子2等の回転体を回転させながら、切削刃をあてがって、切削する加工方法である。
The grooves 6 and the
ところで、図1〜図3に示した実施の形態では、相部材5からなるエンコーダ構造3を、円板状の回転子2の主面に設けていたが、回転子の側面等にエンコーダ構造3を設けることも可能である。その場合を、次に示す。
By the way, in embodiment shown in FIGS. 1-3, although the
回転子2を略円柱形状として、その側面(外周面)にエンコーダ構造3を設けた回転角度検出用センサの構成を、図15の斜視図に示す。左側の図はセンサ本体4と回転子2とを分解した図であり、右側の図はセンサ本体4と回転子2とを組み立てた図である。
エンコーダ構造3の相部材5は、図1〜図3に示した実施の形態と同様に、幅の狭い部分で、隣り合う相部材5と接触している形状としている。
この構成では、回転子2の外周面に直接エンコーダ構造3を形成し、そのエンコーダ構造3に対向するようにセンサ本体4を設置すればよいことから、センサ本体4の設置が極めて容易であるという利点を有している。
FIG. 15 is a perspective view of a configuration of a rotation angle detection sensor in which the
The
In this configuration, since the
回転子2を円板と円筒とからなる形状として、円筒の内周面にエンコーダ構造3を設けた回転角度検出用センサの構成を、図16の斜視図に示す。左側の図はセンサ本体4と回転子2とを分解した図であり、右側の図はセンサ本体4と回転子2とを組み立てた図である。
エンコーダ構造3の相部材5は、図1〜図3に示した実施の形態と同様に、幅の狭い部分で、隣り合う相部材5と接触している形状としている。
この構成では、回転子2の内部にセンサ本体4を配置することが可能となるため、センサ本体4を配置するためにモータ等の軸長を大きくする必要がない、という利点を有している。
FIG. 16 is a perspective view showing the configuration of a rotation angle detection sensor in which the
The
In this configuration, the sensor
図15及び図16に示した各構成を変形して、エンコーダ構造3の相部材5を、溝や突起等の収納壁7の間の収納部に収納する構成とすることも可能である。
その1つの形態として、図15に示した構成を変形して、溝の側壁の収納壁7の間の収納部に、エンコーダ構造3の相部材5を収納した構成を、図17の斜視図に示す。
図17に示すように、回転子2の側面に溝が形成され、溝の側壁が収納壁7となっている。収納壁7の内側に接して、エンコーダ構造3の相部材5が配置されている。
15 and 16 can be modified to accommodate the
As one form, the configuration shown in FIG. 15 is modified so that the
As shown in FIG. 17, a groove is formed on the side surface of the
図15〜図17に示した各構成では、回転子2の外周面又は内周面に、相部材5からなるエンコーダ構造3を設けているため、相部材5を平板状ではなく、外周面又は内周面の曲面に沿った形状とする必要がある。
この場合、例えば、相部材5に対してプレス加工を行って、所望の湾曲形状となるまで塑性変形させて、曲面に沿った湾曲形状とする。
これは、例えば、図18Aに平面図を示し、図18に側面図を示すように、相部材5を使用して、加圧プレス加工を行うことにより、図19の側面図を示されるような、相部材5を湾曲した形状とする。これにより、回転子2の外周面や内周面にエンコーダ構造3を設ける場合の相部材5を、容易に製造することが可能である。また、回転子2の相部材5を取り付ける表面が平滑ではなく、凹凸等を有する場合でも、その表面に対応した相部材5を作製することが可能である。
In each structure shown in FIGS. 15-17, since the
In this case, for example, the
For example, as shown in the plan view of FIG. 18A and the side view of FIG. 18, the side member of FIG. The
また、相部材5の製造方法として、導電性金属粉末と樹脂との混合物を射出成形する方法を用いることにより、成形段階で相部材5を湾曲形状とすることができる。
In addition, by using a method of injection molding a mixture of conductive metal powder and resin as a method for manufacturing the
図示しないが、金属板から打ち抜く場合でも、1枚の金属板から多数の相部材5を打ち抜くことが可能になり、材料の無駄を大幅に低減することができる。
成形する場合でも、成形用の金型を小型化することができ、金型を安価に構成することができる。
Although not shown, even when punching from a metal plate, a large number of
Even in the case of molding, the mold for molding can be downsized, and the mold can be configured at low cost.
上述の各実施の形態では、1個の相部材5により、エンコーダ構造3の1相分を形成していたが、1個の相部材により、エンコーダ構造3の2相分以上を形成しても構わない。
ただし、1個の相部材を、エンコーダ構造3の全周の1/2以下とする。そして、複数個(2個以上)の相部材でエンコーダ構造を構成する。
In each of the above-described embodiments, one
However, one phase member is ½ or less of the entire circumference of the
図7、図8、図17に示した各形態では、溝6や突起8の高さを、エンコーダ構造3の相部材5の厚さとほぼ等しくしていたが、相部材5の厚さと異なっていても構わない。
より好ましくは、溝6や突起8の高さを、相部材5の厚さ以下とする。溝6や突起8は、相部材5を配置するためのガイドとして機能すれば良く、また、溝6や突起8の高さが相部材5の厚さより大きいと、センサ本体4のインダクタンス素子に干渉してしまう虞が生じるからである。
7, 8, and 17, the heights of the grooves 6 and the
More preferably, the height of the groove 6 or the
なお、図4及び図5のセンサ本体4では、コイルC1,C2,C3,C4を用いて、センサのインダクタンス素子を構成したが、本発明では、コイル以外のインダクタンス素子を用いてセンサを構成しても構わない。
In the
また、図4及び図5のセンサ本体4は、コイルからなるインダクタンス素子を4つ配置していたが、本発明において、センサ本体に設けるインダクタンス素子の数は、4つに限定されるものではなく、2つ以上であれば、任意の数としても構わない。 4 and 5, the four inductance elements made of coils are arranged. However, in the present invention, the number of inductance elements provided in the sensor body is not limited to four. Any number of two or more may be used.
また、相部材からなるエンコーダ構造の導体パターンの形状は、上述の各実施の形態のような、三角関数状に変化する曲線形状(サインカーブ)に限定されるものではなく、その他の曲線形状、或いは、菱形や三角形のような直線的に変化する形状としてもよい。
また、連続的に幅が変化する構成の他に、段階的に幅が変化する構成としてもよい。
In addition, the shape of the conductor pattern of the encoder structure composed of phase members is not limited to the curve shape (sine curve) that changes to a trigonometric function as in the above-described embodiments, but other curve shapes, Or it is good also as a shape which changes linearly like a rhombus or a triangle.
In addition to a configuration in which the width changes continuously, a configuration in which the width changes stepwise may be used.
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
1 回転軸、2 回転子、3 エンコーダ構造、4 センサ本体、5 相部材、6 溝、7 収納壁、8 突起、9 重ね代、C1,C2,C3,C4 コイル 1 Rotating shaft, 2 Rotator, 3 Encoder structure, 4 Sensor body, 5 Phase member, 6 Groove, 7 Storage wall, 8 Protrusion, 9 Overlap, C1, C2, C3, C4 Coil
Claims (3)
前記回転体と共に回転可能に取り付けられた導体パターンからなり、前記導体パターンの幅寸法が周期的に変化するエンコーダ構造と、
複数のインダクタンス素子を有し、前記回転体の前記エンコーダ構造が形成された側と間隔を有して対向配置されたセンサ本体とから構成された、回転角度検出用センサであって、
前記エンコーダ構造は、前記導体パターンの幅寸法の周期的な変化の少なくとも1周期分以上を構成する相部材を用いて、同一の周期及び形状を有する複数個の前記相部材を、環状かつ互いに接触するように、前記回転体に配置してなり、
前記インダクタンス素子の空芯部の長手寸法が、前記導体パターンの最大幅寸法よりも大きく形成されている
ことを特徴とする回転角度検出用センサ。 A rotating body,
An encoder structure comprising a conductor pattern rotatably mounted with the rotating body, wherein a width dimension of the conductor pattern periodically changes;
A rotation angle detection sensor comprising a plurality of inductance elements, and a sensor body that is disposed opposite to a side where the encoder structure of the rotating body is formed and spaced from the sensor body,
The encoder structure uses a phase member that constitutes at least one period of a periodic change in the width dimension of the conductor pattern, and a plurality of the phase members having the same period and shape are annularly brought into contact with each other. Arranged on the rotating body ,
A rotation angle detection sensor , wherein a longitudinal dimension of an air core portion of the inductance element is formed larger than a maximum width dimension of the conductor pattern .
前記回転体に、前記エンコーダ構造を収納するための収納壁が設けられ、
前記エンコーダ構造の個々の前記相部材が、前記収納壁の間の収納部へ収納されていることを特徴とする回転角度検出用センサ。 The rotation angle detection sensor according to claim 1,
The rotating body is provided with a storage wall for storing the encoder structure,
The rotation angle detection sensor, wherein each phase member of the encoder structure is housed in a housing part between the housing walls.
各前記相部材は、少なくとも3点以上で、前記収納壁に接触していることを特徴とする回転角度検出用センサ。 The rotation angle detection sensor according to claim 2,
Each of the phase members is in contact with the storage wall at least at three or more points.
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