JP5202343B2 - Rotation angle detector - Google Patents

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Description

本発明は、産業用FA機器や車載用等の様々な分野で用いられる磁気式の回転角検出器に関する。   The present invention relates to a magnetic rotation angle detector used in various fields such as industrial FA equipment and in-vehicle use.

従来の磁気式の回転角検出器における一般的な構成例では、図15に示すように、回転シャフト3とともに回転する円板に対して半円分の各領域にS極とN極とを1極ずつ着磁した磁石部1と、該磁石部1の上方に配置され、AMR素子やGMR素子などの磁界の方向の変化に対して出力が変化する磁気検出素子を有する検出部2とを備えている。ここで上記上方とは、磁石部1において回転シャフト3とは反対側の方向である。又、磁石部1の着磁は、上記円板の厚み方向に一様に同極が着磁されている場合と、厚み方向に層状に異極が着磁されている場合とがある。又、特許文献1における図1に示されるように、リング形状の磁石部の中穴に磁気検出素子を配置した構成もある。   In a general configuration example of a conventional magnetic rotation angle detector, as shown in FIG. 15, one S pole and N pole are provided in each region corresponding to a semicircle with respect to a disc rotating with the rotary shaft 3. A magnet unit 1 magnetized pole by pole and a detection unit 2 that is disposed above the magnet unit 1 and has a magnetic detection element whose output changes in response to a change in the direction of a magnetic field such as an AMR element or a GMR element. ing. Here, the above is the direction opposite to the rotating shaft 3 in the magnet portion 1. The magnet 1 may be magnetized in the same polarity in the thickness direction of the disk or in different layers in the thickness direction. In addition, as shown in FIG. 1 in Patent Document 1, there is a configuration in which a magnetic detection element is arranged in the inner hole of the ring-shaped magnet portion.

これらのいずれの構成においても、回転シャフト3の回転に伴う磁石部1の回転により、上記磁気検出素子に印加される磁界の方向が変化し、それに応じて磁気検出素子の出力が変化する。この出力変化から磁石部1の回転角が演算される。   In any of these configurations, the direction of the magnetic field applied to the magnetic detection element changes due to the rotation of the magnet unit 1 accompanying the rotation of the rotary shaft 3, and the output of the magnetic detection element changes accordingly. The rotation angle of the magnet unit 1 is calculated from this output change.

又、回転シャフト3と磁石部1との締結方法の制約、磁石部1の構造上の制約、あるいは検出部2の設置位置上の制約等の理由により、図16に示すように、リング状の円板にてなる磁石部4の上方に検出部2を配置する構成も一般に知られている。この構成においても、磁石部4の着磁は、円板の厚み方向に一様に同極が着磁されている場合と、厚み方向に層状に異極が着磁されている場合とがある。又、検出部2の設置位置としては、磁石部4を回転させる回転シャフト3の延長上、つまり磁石部4における中穴4aの上方、あるいは磁石部4における周縁部4bの上方となり、着磁方向、及びリング形状の磁石部4の内、外径の差によって、どちらの配置が最適であるかが決定される。   Further, as shown in FIG. 16, a ring-shaped ring is formed due to the limitation of the fastening method between the rotating shaft 3 and the magnet unit 1, the structural limitation of the magnet unit 1, or the installation position of the detection unit 2. A configuration in which the detection unit 2 is disposed above the magnet unit 4 made of a disk is also generally known. Even in this configuration, the magnet part 4 may be magnetized in the same polarity in the thickness direction of the disk and in the case where the different polarities are magnetized in layers in the thickness direction. . The installation position of the detection unit 2 is on the extension of the rotating shaft 3 that rotates the magnet unit 4, that is, above the inner hole 4 a in the magnet unit 4 or above the peripheral edge 4 b in the magnet unit 4. And which of the ring-shaped magnet parts 4 is optimal is determined by the difference in outer diameter.

特開2002−22406号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22406 特開2007−256250号公報JP 2007-256250 A

上述の磁気式回転角検出器において、磁界の方向変化に対して出力が変化する磁気検出素子を検出部2に備える形態では、磁気検出素子に作用する磁石部1又は磁石部4からの磁界の向きが磁石部1又は磁石部4の回転に連動して回転する必要がある。又、磁気検出素子は、ある面積を有することから、磁石部1又は磁石部4から磁気検出素子に作用する磁界の強度及び方向が一様となるような一定の面積以上の領域が必要である。さらに、磁石部1、4に対する検出部2の組付け位置誤差や、磁石部1、4が回転シャフト3からずれて組み付けられた偏芯がある場合でも、規定の精度で安定した回転角検出が可能なように、上記領域の面積は、極力、大きくする必要がある。   In the above-described magnetic rotation angle detector, in the form in which the detection unit 2 includes a magnetic detection element whose output changes in response to a change in the direction of the magnetic field, the magnetic field from the magnet unit 1 or the magnet unit 4 acting on the magnetic detection element. The direction needs to rotate in conjunction with the rotation of the magnet unit 1 or the magnet unit 4. Further, since the magnetic detection element has a certain area, an area of a certain area or more is required so that the intensity and direction of the magnetic field acting on the magnetic detection element from the magnet unit 1 or the magnet unit 4 is uniform. . Furthermore, even when there is an assembly position error of the detection unit 2 with respect to the magnet units 1 and 4 or an eccentricity in which the magnet units 1 and 4 are assembled with a deviation from the rotary shaft 3, stable rotation angle detection with a specified accuracy is possible. As possible, the area of the region needs to be increased as much as possible.

しかしながら、リング形状の磁石部4を用いた場合、リング形状の磁石部4の上方に生じる磁界の向きはリングの中穴4aにより歪められる。よって、磁気検出素子において一様な磁界が得られる領域は、小さくなるという課題がある。その概念を図17に示す。図17では、磁石部4から上方に距離Gにて離れた位置での磁界の向きを平面図にて示している。リング形状の磁石部4の周縁部4bの上方では、図中、左から右に向かって真っ直ぐで一様な磁界が発生しているが、磁石部4の中穴4a付近(図中、点線部)では、磁界の向きは、中穴4aの直径方向に沿うように配向されるため、磁界の向きが歪められ、一様な磁界領域を保てなくなる。このように磁気検出素子に対して一様な磁界が作用する領域は、小さくなることから、回転角検出器における測定精度が低くなるという問題が発生する。   However, when the ring-shaped magnet portion 4 is used, the direction of the magnetic field generated above the ring-shaped magnet portion 4 is distorted by the ring inner hole 4a. Therefore, there is a problem that a region where a uniform magnetic field is obtained in the magnetic detection element becomes small. The concept is shown in FIG. In FIG. 17, the direction of the magnetic field at a position away from the magnet unit 4 by a distance G is shown in a plan view. Above the peripheral edge portion 4b of the ring-shaped magnet portion 4, a uniform magnetic field is generated straight from left to right in the figure, but in the vicinity of the inner hole 4a of the magnet portion 4 (dotted line portion in the figure). ), The direction of the magnetic field is oriented along the diameter direction of the inner hole 4a, so the direction of the magnetic field is distorted and a uniform magnetic field region cannot be maintained. Thus, since the region where a uniform magnetic field acts on the magnetic detection element becomes small, there arises a problem that the measurement accuracy in the rotation angle detector is lowered.

又、図15に示すように磁石部1,4の直径方向に沿って着磁されている場合には、磁石部1,4の外周付近まで一様な磁界が得られるのに対して、磁石部1,4を形成する円板の厚み方向に沿って層状に着磁されている場合には、各極の重心位置が磁力線の極の位置となり、直径方向に沿った着磁の場合と比べて極間隔が狭くなり、一様な磁界領域が狭くなるという課題がある。よってこの場合にも、回転角検出器における測定精度が低くなるという問題が発生する。   Further, as shown in FIG. 15, when magnetized along the diameter direction of the magnet parts 1 and 4, a uniform magnetic field can be obtained up to the vicinity of the outer periphery of the magnet parts 1 and 4, whereas the magnet When magnetized in layers along the thickness direction of the disks forming the parts 1 and 4, the position of the center of gravity of each pole becomes the position of the pole of the magnetic field lines, compared with the case of magnetization along the diameter direction. Thus, there is a problem that the pole interval is narrowed and the uniform magnetic field region is narrowed. Therefore, also in this case, there arises a problem that the measurement accuracy in the rotation angle detector is lowered.

本発明は上述したような問題点を解決するためになされたもので、従来に比べて高精度にて回転角検出が可能な回転角検出器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detector capable of detecting a rotation angle with higher accuracy than in the past.

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における回転角検出器は、測定対象物の回転角を測定する回転角検出器であって、上記測定対象物にて回転され、回転中心軸を含む中空部を有し上記回転により磁界の向きを変化させる着磁がなされた磁石部と、上記回転中心軸の軸方向において上記磁石部の上方又は下方に設置され上記磁界の向きの変化により出力が変化する磁気検出素子を有する検出部と、を備え、上記磁気検出素子に対向する上記磁石部の対向面と上記磁気検出素子との間の距離を規定する上記軸方向における上記磁石部の内周部分及び外周部分の厚みは、上記回転における直径方向において上記内周部分と上記外周部分との間に位置する中央部分の厚みに対して段階的に増大することを特徴とする。

In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
That is, the rotation angle detector according to one embodiment of the present invention, there is provided a rotation angle detector for measuring the rotational angle of the measuring object, is rotated by the measured object, the including middle empty section a central axis of rotation A magnet unit that is magnetized to change the direction of the magnetic field by the rotation, and a magnet that is installed above or below the magnet unit in the axial direction of the rotation center axis and whose output changes due to a change in the direction of the magnetic field. An inner peripheral portion and an outer periphery of the magnet portion in the axial direction that defines a distance between the facing surface of the magnet portion facing the magnetic detection element and the magnetic detection element. portion of the thickness, characterized by stepwise increasing size to the thickness of the central portion located between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion in the diameter direction of the rotary.

本発明の一態様における回転角検出器によれば、中央部に中空部を有する磁石部の厚みを直径方向において局所的又は段階的に変化させたことにより、中央部に中空部を有する磁石部の上方又は下方に配置した磁気検出素子に対して磁場整形し、磁界が一様なつまり均一な領域を従来に比べてより広範囲に提供することができる。その結果、磁気検出素子の測定精度が従来に比べて向上し、従来よりも高精度にて回転角検出が可能となる。又、一様な磁界の領域が広がることから、従来に比べて粗い検出部の組み立てが可能となる。よって、回転角検出器の低コスト化を図ることもできる。   According to the rotation angle detector of one aspect of the present invention, the magnet part having the hollow part in the central part is obtained by changing the thickness of the magnet part having the hollow part in the central part locally or stepwise in the diameter direction. The magnetic sensing element arranged above or below the magnetic field can be shaped to provide a uniform magnetic field, that is, a region where the magnetic field is uniform, in a wider range than in the past. As a result, the measurement accuracy of the magnetic detection element is improved as compared with the conventional case, and the rotation angle can be detected with higher accuracy than the conventional case. In addition, since a uniform magnetic field region is widened, it is possible to assemble a detection unit that is coarser than in the past. Therefore, the cost of the rotation angle detector can be reduced.

本発明の実施の形態1による回転角検出器の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the rotation angle detector by Embodiment 1 of this invention. 図1に示す回転角検出器における概略の断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the rotation angle detector shown in FIG. 1. 図1に示す磁石部における磁石から発生する磁界方向分布の磁石断面での概略を示す図である。It is a figure which shows the outline in the magnet cross section of the magnetic field direction distribution generated from the magnet in the magnet part shown in FIG. 従来の一般的なリング形状で径方向着磁された磁石を用いた回転角検出器において、磁石から発生する磁界方向分布の磁石断面での概略を示す図である。It is a figure which shows the outline in the magnet cross section of the magnetic field direction distribution generate | occur | produced from a magnet in the rotation angle detector using the magnet magnetized by the radial direction by the conventional general ring shape. 図1に示す磁石部の変形例を示すとともに、該変形例における磁石から発生する磁界方向分布の磁石断面での概略を示す図である。It is a figure which shows the outline in the magnet cross section of the magnetic field direction distribution generated from the magnet in this modification while showing the modification of the magnet part shown in FIG. 本発明の実施の形態2による回転角検出器の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the rotation angle detector by Embodiment 2 of this invention. 図6に示す回転角検出器における概略の断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the rotation angle detector shown in FIG. 6. 本発明の実施の形態3による回転角検出器の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the rotation angle detector by Embodiment 3 of this invention. 図8に示す回転角検出器の概略の断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the rotation angle detector shown in FIG. 8. 図8に示す磁石部における磁石から発生する磁界方向分布の磁石断面での概略を示す図である。It is a figure which shows the outline in the magnet cross section of the magnetic field direction distribution generated from the magnet in the magnet part shown in FIG. 従来の一般的なリング形状で厚さ方向着磁された磁石を用いた回転角検出器において、磁石から発生する磁界方向分布の磁石断面での概略を示す図である。It is a figure which shows the outline in the magnet cross section of the magnetic field direction distribution generate | occur | produced from a magnet in the rotation angle detector using the magnet magnetized by the thickness direction by the conventional general ring shape. 図1に示す回転角検出器の変形例における断面図である。It is sectional drawing in the modification of the rotation angle detector shown in FIG. 図7に示す回転角検出器の変形例における断面図である。It is sectional drawing in the modification of the rotation angle detector shown in FIG. 図9に示す回転角検出器の変形例における断面図である。It is sectional drawing in the modification of the rotation angle detector shown in FIG. 従来の一般的な、円板形状の磁石と磁気検出素子とを用いた回転角検出器の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the conventional general rotation angle detector using a disk-shaped magnet and a magnetic detection element. 従来の一般的な、リング形状の磁石と磁気検出素子とを用いた回転角検出器の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the conventional general rotation angle detector using a ring-shaped magnet and a magnetic detection element. 図16に示すリング形状の磁石の上方における磁界の方向の空間分布を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the spatial distribution of the direction of the magnetic field above the ring-shaped magnet shown in FIG.

本発明の実施形態である、測定対象物の回転角を測定する回転角検出器について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。   A rotation angle detector that measures the rotation angle of an object to be measured, which is an embodiment of the present invention, will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.

実施の形態1.
本発明の実施の形態1における回転角検出器の構成について、図1から図5を参照して以下に説明する。
図1には、実施の形態1における回転角検出器101の概略構成を示し、図2には、その断面図を示している。回転角検出器101は、基本的構成部分として、磁石部110と、検出部120とを備える。
Embodiment 1 FIG.
The configuration of the rotation angle detector according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the rotation angle detector 101 according to the first embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional view thereof. The rotation angle detector 101 includes a magnet unit 110 and a detection unit 120 as basic components.

検出部120は、AMR素子やGMR素子などの磁界の向きの変化により出力が変化する磁気検出素子121と、磁気検出素子121に接続され磁気検出素子121の出力情報から測定対象物の回転角を求める測定部122とを備える。   The detection unit 120 detects the rotation angle of the measurement object from the magnetic detection element 121 whose output changes due to a change in the direction of the magnetic field, such as an AMR element or a GMR element, and the output information of the magnetic detection element 121 connected to the magnetic detection element 121. And a measuring unit 122 to be obtained.

磁石部110は、上記測定対象物の回転角を求めるために上記測定対象物により回転される部材である。上記測定対象物は、本実施形態では図1に示すように、例えばモータ軸等の回転シャフト3であり、駆動源31により回転シャフト3の回転中心軸3a周りに回転方向3bへ回転される。磁石部110は、本実施形態では、円板形状にてなり、回転中心軸3aを含む磁石部110の中央部110aには、当該磁石部110をその厚み方向に貫通する中空部111を有する。ここで磁石部110の厚み方向とは、本実施形態では、回転中心軸3aの軸方向3cに沿った方向である。中空部111は、回転シャフト3の一端に接着や、はめ合い等の方法で固定され、磁石部110は、回転シャフト3の回転に伴い回転する。   The magnet unit 110 is a member that is rotated by the measurement object in order to obtain the rotation angle of the measurement object. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the measurement object is a rotating shaft 3 such as a motor shaft, and is rotated around the rotation center axis 3 a of the rotating shaft 3 in the rotation direction 3 b by the drive source 31. In this embodiment, the magnet part 110 has a disk shape, and has a hollow part 111 penetrating the magnet part 110 in the thickness direction at the central part 110a of the magnet part 110 including the rotation center shaft 3a. Here, the thickness direction of the magnet portion 110 is a direction along the axial direction 3c of the rotation center shaft 3a in the present embodiment. The hollow portion 111 is fixed to one end of the rotating shaft 3 by a method such as adhesion or fitting, and the magnet portion 110 rotates as the rotating shaft 3 rotates.

このような磁石部110には、回転シャフト3の回転に伴う磁石部110の回転によって、磁気検出素子121に作用する磁界の向きが変化するように着磁がなされている。即ち、図1及び図2に示すように、磁気検出素子121に対向する磁石部110の対向面110bを回転方向3bに180度ずつ二等分する各領域112a,112bに、N極及びS極が1極ずつ着磁されている。本実施形態では、着磁された領域112a,112bに対向して、かつ回転中心軸3aの軸方向3cに沿って対向面110bの上方に、より詳しくは下記磁石部110の中央部分110fの上方に磁気検出素子121が配置されている。尚、上記上方とは、磁石部110において回転シャフト3とは反対の方向をいう。   Such a magnet part 110 is magnetized such that the direction of the magnetic field acting on the magnetic detection element 121 is changed by the rotation of the magnet part 110 accompanying the rotation of the rotary shaft 3. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, each of the regions 112 a and 112 b that bisect the facing surface 110 b of the magnet unit 110 facing the magnetic detection element 121 in 180 ° increments in the rotation direction 3 b is provided in the N pole and the S pole. Are magnetized one pole at a time. In the present embodiment, the magnetized regions 112a and 112b are opposed to each other and above the opposing surface 110b along the axial direction 3c of the rotation center shaft 3a, more specifically, above the central portion 110f of the magnet portion 110 described below. The magnetic detection element 121 is disposed on the surface. The upper direction means a direction opposite to the rotating shaft 3 in the magnet portion 110.

さらに、図2に示すように、磁石部110の対向面110bと磁気検出素子121との間の距離Gを規定する軸方向3cにおける磁石部110の厚みは、磁石部110の回転における直径方向110cにおいて局所的又は段階的に変化する。具体的に説明すると、本実施形態では図1及び図2に示すように、磁石部110の内周部分110d及び外周部分110eにおける磁石部110の厚みは、直径方向110cにおける磁石部110の中央部分110fの厚みに対して厚い。ここで、中央部分110fとは、内周部分110dと外周部分110eとに挟まれた領域で、磁石部110の厚みが最も薄く直径方向110cにおいてその厚みに変化が無く一定な厚さの領域が相当する。尚、図2では、便宜上、中央部分110fと磁気検出素子121との間の距離を「G」として図示しているが、上述のように距離Gは、中央部分110fのみならず内周部分110d及び外周部分110eも含めた磁石部110の対向面110bと、磁気検出素子121との距離に相当する。又、距離Gは、磁石部110の磁気特性、磁気検出素子121の磁界に対する感度、及び当該回転角検出器101の組み立て上の制約等を考慮して決定される。   Further, as shown in FIG. 2, the thickness of the magnet part 110 in the axial direction 3 c that defines the distance G between the facing surface 110 b of the magnet part 110 and the magnetic detection element 121 is the diameter direction 110 c in the rotation of the magnet part 110. Varies locally or stepwise. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the thickness of the magnet portion 110 in the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e of the magnet portion 110 is the central portion of the magnet portion 110 in the diameter direction 110c. Thick with respect to the thickness of 110f. Here, the central portion 110f is a region sandwiched between the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e. The thickness of the magnet portion 110 is the thinnest and there is no change in the thickness in the diameter direction 110c. Equivalent to. In FIG. 2, for the sake of convenience, the distance between the central portion 110f and the magnetic detection element 121 is shown as “G”. However, as described above, the distance G includes not only the central portion 110f but also the inner peripheral portion 110d. And the distance between the opposing surface 110b of the magnet part 110 including the outer peripheral part 110e and the magnetic detection element 121. The distance G is determined in consideration of the magnetic characteristics of the magnet unit 110, the sensitivity of the magnetic detection element 121 to the magnetic field, the restrictions on the assembly of the rotation angle detector 101, and the like.

又、本実施形態では、内周部分110dにおける内周端113、及び外周部分110eにおける外周端114の厚みを最も厚く設定し、上記内周端113及び上記外周端114から中央部分110fに向かって均一の割合で、換言すると直線的に、磁石部110の厚みが減じるように、内周部分110d及び外周部分110eは、形成されている。   In the present embodiment, the inner peripheral end 113d in the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral end 114 in the outer peripheral portion 110e are set to be the thickest, and from the inner peripheral end 113 and the outer peripheral end 114 toward the central portion 110f. The inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e are formed so that the thickness of the magnet portion 110 is reduced at a uniform rate, in other words, linearly.

又、本実施形態では上述のように、着磁を施して磁石部110を構成したが、円板状の基材に永久磁石を取り付ける、あるいは永久磁石のみにて磁石部110を構成してもよい。このような構成では、磁石の締結の為の部材が含まれる場合がある。   Further, in the present embodiment, as described above, the magnet unit 110 is configured by being magnetized, but the magnet unit 110 may be configured by attaching a permanent magnet to a disk-shaped base material or using only a permanent magnet. Good. Such a configuration may include a member for fastening the magnet.

上述のように構成される磁石部110から磁気検出素子121へ作用する磁界について以下に説明する。
上述した磁石部110における磁化方向を生じるものは、一般に径方向着磁と呼ばれ、磁石部110において軸方向3cには同じ極が存在する。このような磁石部110において、磁石から発生する磁界方向分布の概略図を図3に示す。一方、図4には、従来の一般的なリング形状の磁石を用いた場合において、磁石から発生する磁界方向分布の概略図を示す。尚、図3及び図4に示す矢印5は、磁石の磁化方向を示している。
A magnetic field acting on the magnetic detection element 121 from the magnet unit 110 configured as described above will be described below.
What produces the magnetization direction in the magnet part 110 mentioned above is generally called radial magnetization, and in the magnet part 110, the same pole exists in the axial direction 3c. In such a magnet part 110, the schematic of magnetic field direction distribution generated from a magnet is shown in FIG. On the other hand, FIG. 4 shows a schematic diagram of a magnetic field direction distribution generated from a magnet when a conventional general ring-shaped magnet is used. In addition, the arrow 5 shown in FIG.3 and FIG.4 has shown the magnetization direction of the magnet.

図3と図4とを比較すると明らかなように、磁石部110では、内周部分110d及び外周部分110eと中央部分110fとを結ぶ、内周部分110d及び外周部分110eに形成された斜面110d−1及び斜面110e−1の存在により磁場整形され、上記距離Gを適切に設定することで、磁気検出素子121に対する磁界の向きが一様つまり均一となる領域を従来に比べて広くすることができる。よって斜面110d−1及び斜面110e−1を有する内周部分110d及び外周部分110eは、磁界改善部と称することができる。ここで上記距離Gは、磁石部110の場合、図3に示すように内周部分110d及び外周部分110eにおける上記内周端113及び外周端114の最厚寸法を少し超える程度の大きさが好ましい。尚、距離Gの大きさは、内周部分110d及び外周部分110eにおける直径方向110cでの厚み変化の割合や、磁石部110の磁気特性等により変化する。   As is clear from comparison between FIG. 3 and FIG. 4, in the magnet portion 110, the slope 110 d − formed on the inner peripheral portion 110 d and the outer peripheral portion 110 e, which connects the inner peripheral portion 110 d and the outer peripheral portion 110 e and the central portion 110 f. 1 and the presence of the inclined surface 110e-1, and by appropriately setting the distance G, the region where the direction of the magnetic field with respect to the magnetic detection element 121 is uniform, that is, uniform, can be widened compared to the conventional case. . Therefore, the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e having the slope 110d-1 and the slope 110e-1 can be referred to as a magnetic field improving portion. Here, in the case of the magnet portion 110, the distance G preferably has a size that slightly exceeds the maximum thickness of the inner peripheral end 113 and the outer peripheral end 114 in the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e as shown in FIG. . Note that the magnitude of the distance G varies depending on the ratio of the thickness change in the diameter direction 110c in the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e, the magnetic characteristics of the magnet portion 110, and the like.

一般的に、磁気検出素子は一定の面積を有しており、また、磁石部に対する磁気検出素子の組付け位置誤差や、磁石部が回転シャフトからずれて組み付けられた場合に生じる偏芯があった場合に、磁気検出素子が一様な磁界の領域から外れると角度検出精度が悪化する。   In general, the magnetic detection element has a certain area, and there is an assembly position error of the magnetic detection element with respect to the magnet part, and there is an eccentricity that occurs when the magnet part is assembled off the rotating shaft. In this case, if the magnetic detection element is out of the uniform magnetic field region, the angle detection accuracy deteriorates.

これに対し本実施形態における回転角検出器101では、上述のように磁気検出素子121に対して磁界の向きが一様となる領域を従来に比べて広くすることができることから、上記組付け位置誤差や上記偏芯があった場合でも、磁気検出素子121が一様な磁界の領域から外れる割合は従来よりも低くなる。よって、本実施形態の回転角検出器101は、従来に比べて角度検出精度の向上を図ることができる。又、本実施形態における回転角検出器101では、広範囲な磁界一様領域を確保することが可能なことから、磁石部110及び磁気検出素子121の組み立ての余裕度を大きくとることができ、より簡易な組立方法が可能となる。したがって、回転角検出器101の低コスト化を図ることも可能となる。   On the other hand, in the rotation angle detector 101 according to the present embodiment, the region where the direction of the magnetic field is uniform with respect to the magnetic detection element 121 can be made wider as compared with the conventional case. Even when there is an error or the eccentricity described above, the rate at which the magnetic detection element 121 deviates from the uniform magnetic field region is lower than in the prior art. Therefore, the rotation angle detector 101 of the present embodiment can improve the angle detection accuracy as compared with the conventional one. In addition, since the rotation angle detector 101 according to the present embodiment can secure a wide range of uniform magnetic field, it is possible to increase the margin for assembling the magnet unit 110 and the magnetic detection element 121. A simple assembly method is possible. Therefore, it is possible to reduce the cost of the rotation angle detector 101.

本実施形態では、上述のように、磁石部110の内周部分110d及び外周部分110eの両領域にて厚みを大きくしているが、いずれか一方のみを厚くしてもよい。又、本実施形態では上述のように、内周部分110d及び外周部分110eにおける厚み変化は、直径方向110cにおいて均一な、つまり直線的な増減としている。しかしながらこれに限定されず、他の変化率、例えば図5に示すような例えば二次曲線的に変化させてもよい。要するに、内周部分110d及び外周部分110eにおける厚み変化は、直径方向110cにおいて段階的に変化すればよい。一方、内周部分110d及び外周部分110eの少なくとも一方の厚みを中央部分110fに比べて単に厚くする、つまり磁石部110の厚みを直径方向110cにおいて局所的に厚くするようにしてもよい。   In the present embodiment, as described above, the thickness is increased in both the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e of the magnet portion 110, but only one of them may be increased. In the present embodiment, as described above, the thickness change in the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e is uniform in the diameter direction 110c, that is, linearly increases or decreases. However, the present invention is not limited to this, and other change rates, for example, a quadratic curve as shown in FIG. 5 may be used. In short, the thickness change in the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e may be changed stepwise in the diameter direction 110c. On the other hand, the thickness of at least one of the inner peripheral portion 110d and the outer peripheral portion 110e may be simply increased as compared with the central portion 110f, that is, the thickness of the magnet portion 110 may be locally increased in the diameter direction 110c.

又、本実施形態では、磁石部110は、中空部111を有するリング形状であるが、これに限定されるものではなく、例えば外形及び中空部形状が四角形等の多角形の形状であっても良い。   In the present embodiment, the magnet part 110 has a ring shape having the hollow part 111, but is not limited to this. For example, the outer shape and the hollow part shape may be a polygonal shape such as a quadrangle. good.

又、本実施形態では、磁気検出素子121は、磁石部110の中央部分110fに対向して配置したが、これに限定されず、例えば回転シャフト3の回転中心軸3aの上方や、その他組み立て上の制約等を考慮した任意の位置に配置することができる。   Further, in the present embodiment, the magnetic detection element 121 is disposed so as to face the central portion 110f of the magnet unit 110. However, the present invention is not limited to this, for example, above the rotation center axis 3a of the rotation shaft 3 or other assembly. It can be arranged at an arbitrary position in consideration of the restrictions of the above.

また、図1及び図2の形態に対して、図12に示すように、磁石部110を上下反転させ、磁石の下方、つまり回転シャフト3の存在する側に磁気検出素子121を配置することも可能である。この形態の場合、回転シャフト3の材質は、非磁性体である必要がある。図12に示す形態では、図1及び図2の形態と比較して回転角検出器101全体のサイズをコンパクト化することができる。   In addition, as shown in FIG. 12, the magnet unit 110 may be turned upside down and the magnetic detection element 121 may be disposed below the magnet, that is, on the side where the rotating shaft 3 exists, as shown in FIG. Is possible. In the case of this form, the material of the rotating shaft 3 needs to be a non-magnetic material. In the form shown in FIG. 12, the size of the entire rotation angle detector 101 can be made compact as compared with the form shown in FIGS.

実施の形態2.
次に、図6及び図7を参照して、本発明の実施の形態2における回転角検出器102の構成について以下に説明する。
実施の形態2における回転角検出器102においても、上述の回転角検出器101と同様に基本的構成部分として、磁石部130と、検出部120とを備える。上述の回転角検出器101との構成上の相違点は、磁石部130であり、その他の構成は上述の回転角検出器101の構成に同じである。よって、以下には磁石部130についてのみ説明を行う。
Embodiment 2. FIG.
Next, the configuration of the rotation angle detector 102 according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Similarly to the rotation angle detector 101 described above, the rotation angle detector 102 according to the second embodiment also includes a magnet unit 130 and a detection unit 120 as basic components. The difference in configuration from the above-described rotation angle detector 101 is the magnet unit 130, and the other configuration is the same as the configuration of the rotation angle detector 101 described above. Therefore, only the magnet unit 130 will be described below.

磁石部130は、本実施形態では、円板形状にてなり、回転中心軸3aを含む磁石部130の中央部130aには、当該磁石部130をその厚み方向に貫通する中空部131を有する。中空部131が回転シャフト3の一端に接着や、はめ合い等の方法で固定され、磁石部130は、回転シャフト3の回転に伴い回転する。このような磁石部130には、磁石部110と同様に、磁気検出素子121に対向する磁石部130の対向面130bを回転方向3bに180度ずつ二等分する各領域132a,132bにN極及びS極が1極ずつ着磁されている。   In this embodiment, the magnet part 130 has a disk shape, and has a hollow part 131 that penetrates the magnet part 130 in the thickness direction in the central part 130a of the magnet part 130 including the rotation center shaft 3a. The hollow portion 131 is fixed to one end of the rotating shaft 3 by a method such as bonding or fitting, and the magnet portion 130 rotates as the rotating shaft 3 rotates. Like the magnet unit 110, the magnet unit 130 has N poles in each of the regions 132 a and 132 b that bisect the facing surface 130 b of the magnet unit 130 facing the magnetic detection element 121 by 180 degrees in the rotation direction 3 b. And S poles are magnetized one by one.

又、実施の形態1における磁石部110では、上述し、又、図2に示すように、磁石部110の厚さが変化しない中央部分110fを有している。これに対し実施の形態2における磁石部130では、図7に示すように、中空部131を除く磁石部130の断面は、V字形状であり、厚みが一定である中央部分110fに相当する領域は存在しない。   Moreover, the magnet part 110 in Embodiment 1 has the center part 110f in which the thickness of the magnet part 110 does not change as described above and as shown in FIG. On the other hand, in magnet part 130 in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the cross section of magnet part 130 excluding hollow part 131 is V-shaped and corresponds to a central part 110 f having a constant thickness. Does not exist.

詳しく説明すると、本実施形態では、図6及び図7に示すように、磁石部130の回転の直径方向130cにおける、磁石部130の内周端133と外周端134との中間点135での、磁石部130の厚みを最小として、磁石部130の内周部分130d及び外周部分130eにおける磁石部130の厚みは、直径方向130cにおいて均一につまり直線的に増減している。即ち、内周部分130d及び外周部分130eにおける内周端133及び外周端134における磁石部130の軸方向3cにおける厚みが最も大きく、中間点135における厚みが最も小さい。   More specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, at the intermediate point 135 between the inner peripheral end 133 and the outer peripheral end 134 of the magnet portion 130 in the diameter direction 130 c of the rotation of the magnet portion 130. With the thickness of the magnet portion 130 being the minimum, the thickness of the magnet portion 130 in the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e of the magnet portion 130 is increased or decreased uniformly, that is, linearly in the diameter direction 130c. That is, the thickness in the axial direction 3c of the magnet portion 130 at the inner peripheral end 133 and the outer peripheral end 134 in the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e is the largest, and the thickness at the intermediate point 135 is the smallest.

尚、図7では、便宜上、中間点135と磁気検出素子121との間の距離を「G」として図示しているが、距離Gは、中間点135のみならず内周部分130d及び外周部分130eも含めた磁石部130の、磁気検出素子121に対する対向面130bとの距離に相当する。又、距離Gは、磁石部130の磁気特性、磁気検出素子121の磁界に対する感度、及び当該回転角検出器102の組み立て上の制約等を考慮して決定される。   In FIG. 7, for the sake of convenience, the distance between the intermediate point 135 and the magnetic detection element 121 is shown as “G”, but the distance G is not only the intermediate point 135 but also the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e. This corresponds to the distance of the magnet part 130 including the opposite face 130b to the magnetic detection element 121. The distance G is determined in consideration of the magnetic characteristics of the magnet unit 130, the sensitivity of the magnetic detection element 121 to the magnetic field, the restrictions on the assembly of the rotation angle detector 102, and the like.

上述のように構成される磁石部130を有する回転角検出器102においても、実施の形態1の回転角検出器101と同様の効果を得ることができる。即ち、磁石部130においても、内周部分130d及び外周部分130eに形成された斜面130d−1及び斜面130e−1の存在により、上記距離Gを適切に設定することで、磁気検出素子121に対する磁界の向きが一様となる領域を従来に比べて広くすることができる。ここで上記距離Gは、磁石部130の場合、図7に示すように内周部分130d及び外周部分130eにおける内周端133及び外周端134の最厚寸法を少し超える程度の距離が一例として挙げられる。尚、距離Gの大きさは、内周部分130d及び外周部分130eにおける直径方向130cでの厚み変化の割合や、磁石部130の磁気特性等により変化する。   Also in the rotation angle detector 102 having the magnet unit 130 configured as described above, the same effect as the rotation angle detector 101 of the first embodiment can be obtained. That is, also in the magnet part 130, the magnetic field with respect to the magnetic detection element 121 is set by appropriately setting the distance G due to the existence of the slopes 130d-1 and 130e-1 formed in the inner peripheral part 130d and the outer peripheral part 130e. The area where the direction of the angle is uniform can be made wider than in the conventional case. Here, in the case of the magnet portion 130, the distance G is, for example, a distance that slightly exceeds the maximum thickness of the inner peripheral end 133 and the outer peripheral end 134 in the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e as shown in FIG. It is done. Note that the magnitude of the distance G varies depending on the ratio of the thickness change in the diameter direction 130c in the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e, the magnetic characteristics of the magnet portion 130, and the like.

又、実施の形態1の構成との比較において本実施の形態2では中央部分110fを設けていない。よって、実施の形態1の構成よりも上記距離Gを比較的小さく設定した場合でも、実施の形態1と比較して、一様な磁界領域をより広く確保することができる。   Further, in comparison with the configuration of the first embodiment, the central portion 110f is not provided in the second embodiment. Therefore, even when the distance G is set to be relatively smaller than that of the configuration of the first embodiment, a uniform magnetic field region can be ensured wider than that of the first embodiment.

このように磁石部130においても磁気検出素子121に対して磁界の向きが一様となる領域を従来に比べて広くすることができることから、本実施形態の回転角検出器102においても、従来に比べて角度検出精度の向上を図ることができる。又、回転角検出器102でも、磁石部130及び磁気検出素子121の組み立ての余裕度を大きくとることができ、より簡易な組立方法が可能となる。したがって、回転角検出器102の低コスト化を図ることも可能となる。   As described above, in the magnet unit 130, the region in which the direction of the magnetic field is uniform with respect to the magnetic detection element 121 can be made wider than in the conventional case. Therefore, in the rotation angle detector 102 of the present embodiment as well, Compared to the angle detection accuracy can be improved. In addition, the rotation angle detector 102 can also provide a large margin for assembling the magnet unit 130 and the magnetic detection element 121, and a simpler assembly method is possible. Therefore, the cost of the rotation angle detector 102 can be reduced.

又、本実施形態では、上述のように、磁石部130の内周部分130d及び外周部分130eの両方にて厚みを変化させているが、いずれか一方のみにて厚みを変化させてもよい。又、本実施形態では上述のように、内周部分130d及び外周部分130eにおける厚み変化は、直径方向130cにおいて均一な、つまり直線的な増減としている。しかしながらこれに限定されず、他の変化率、例えば二次曲線的に変化させてもよい。要するに、内周部分130d及び外周部分130eにおける厚み変化は、直径方向130cにおいて段階的に変化すればよい。   Further, in the present embodiment, as described above, the thickness is changed in both the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e of the magnet portion 130, but the thickness may be changed only in one of them. In the present embodiment, as described above, the thickness changes in the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e are uniform in the diameter direction 130c, that is, linearly increase / decrease. However, the present invention is not limited to this, and other change rates such as a quadratic curve may be used. In short, the thickness change in the inner peripheral portion 130d and the outer peripheral portion 130e may be changed stepwise in the diameter direction 130c.

又、磁石部130は、中空部131を有する円柱形状のリング磁石を設けているが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、例えば外形及び中空部131の形状が四角形等の多角形の形状でも良い。
その他、実施の形態1で説明した変形構成例は、本実施形態にも適用可能である。
Further, although the magnet part 130 is provided with a cylindrical ring magnet having the hollow part 131, the present embodiment is not limited to this, and for example, the outer shape and the shape of the hollow part 131 may be a square or the like. A square shape may be used.
In addition, the modified configuration example described in the first embodiment can also be applied to this embodiment.

また、図6及び図7の形態に対して、図13に示すように、磁石部130を上下反転させ、磁石の下方、つまり回転シャフト3の存在する側に磁気検出素子121を配置することも可能である。本形態の場合、回転シャフト3の材質は、非磁性体である必要がある。図13に示す形態では、図6及び図7の形態と比較して、回転角検出器102全体のサイズをコンパクト化することができる。   Further, as shown in FIG. 13, the magnet unit 130 may be turned upside down and the magnetic detection element 121 may be arranged below the magnet, that is, on the side where the rotating shaft 3 exists, as shown in FIG. 13. Is possible. In the case of this embodiment, the material of the rotating shaft 3 needs to be a non-magnetic material. In the form shown in FIG. 13, compared with the form of FIG.6 and FIG.7, the size of the rotation angle detector 102 whole can be made compact.

実施の形態3.
次に、図8から図11を参照して、本発明の実施の形態3における回転角検出器103の構成について以下に説明する。
実施の形態3における回転角検出器103についても、上述の回転角検出器101と同様に基本的構成部分として、磁石部140と、検出部120とを備える。上述の回転角検出器101との構成上の相違点は、磁石部140であり、その他の構成は上述の回転角検出器101の構成に同じである。よって、以下には磁石部140についてのみ説明を行う。
Embodiment 3 FIG.
Next, the configuration of the rotation angle detector 103 according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The rotation angle detector 103 according to the third embodiment also includes a magnet unit 140 and a detection unit 120 as basic components, similar to the rotation angle detector 101 described above. The difference in configuration from the above-described rotation angle detector 101 is the magnet unit 140, and the other configuration is the same as the configuration of the rotation angle detector 101 described above. Therefore, only the magnet unit 140 will be described below.

磁石部140は、本実施形態では、円板形状にてなり、回転中心軸3aを含む磁石部140の中央部140aには、当該磁石部140をその厚み方向に貫通する中空部141を有する。中空部141が回転シャフト3の一端に接着や、はめ合い等の方法で固定され、磁石部140は、回転シャフト3の回転に伴い回転する。   In this embodiment, the magnet part 140 has a disk shape, and has a hollow part 141 penetrating the magnet part 140 in the thickness direction at the center part 140a of the magnet part 140 including the rotation center shaft 3a. The hollow portion 141 is fixed to one end of the rotating shaft 3 by a method such as bonding or fitting, and the magnet portion 140 rotates as the rotating shaft 3 rotates.

このような磁石部140では、上述の磁石部110と同様に、磁気検出素子121に対向する磁石部140の対向面140bを回転方向3bに180度ずつ二等分する各領域142a,142bにN極及びS極を一対着磁するとともに、さらに、図8及び図9に示すように磁石部140の厚み方向、つまり回転中心軸3aの軸方向3cに沿って異極を着磁している。磁石部140におけるこのような磁化方向を生じるものは、一般に厚さ方向着磁、もしくは両面4極着磁と呼ばれる。   In such a magnet unit 140, similarly to the above-described magnet unit 110, the opposing surface 140b of the magnet unit 140 that opposes the magnetic detection element 121 is divided into N regions 142a and 142b that bisect the rotation direction 3b by 180 degrees. A pair of poles and S poles are magnetized, and further, different poles are magnetized along the thickness direction of the magnet portion 140, that is, the axial direction 3c of the rotation center axis 3a, as shown in FIGS. What produces such a magnetization direction in the magnet part 140 is generally called thickness direction magnetization or double-sided quadrupole magnetization.

本実施形態では、磁気検出素子121は、磁石部140の回転中心軸3aの軸方向3cの延長線上に配置される。   In the present embodiment, the magnetic detection element 121 is disposed on an extension line in the axial direction 3 c of the rotation center shaft 3 a of the magnet unit 140.

さらに磁石部140では、図8及び図9に示すように、磁石部140の対向面140bと磁気検出素子121との間の距離Gを規定する軸方向3cにおける磁石部140の厚みは、磁石部140の回転における直径方向140cにおいて局所的又は段階的に変化する。具体的に説明すると、本実施形態では図8及び図9に示すように、直径方向140cにおける磁石部140の外周部分140eにおける磁石部140の厚みは、磁石部140の内周部分140dの厚みに対して厚い。ここで内周部分140dの厚みは、直径方向140cにおいて一定である。外周部分140eにおける磁石部140の厚みは、磁石部140の外周端144が最も厚く、内周側へ向かって直線的に減少して内周部分140dの厚みに達する。本実施形態では、外周部分140eは、直径方向140cにおいて、外周端144から、磁石部140の外周端144と内周端143とのほぼ中間点145までの領域に相当する。   Furthermore, in the magnet part 140, as shown in FIG.8 and FIG.9, the thickness of the magnet part 140 in the axial direction 3c which prescribes | regulates the distance G between the opposing surface 140b of the magnet part 140 and the magnetic detection element 121 is the magnet part. It varies locally or stepwise in the diametrical direction 140c at 140 revolutions. More specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the thickness of the magnet portion 140 in the outer peripheral portion 140 e of the magnet portion 140 in the diameter direction 140 c is equal to the thickness of the inner peripheral portion 140 d of the magnet portion 140. It is thick. Here, the thickness of the inner peripheral portion 140d is constant in the diameter direction 140c. The thickness of the magnet part 140 in the outer peripheral part 140e is the thickest at the outer peripheral end 144 of the magnet part 140, and decreases linearly toward the inner peripheral side to reach the thickness of the inner peripheral part 140d. In the present embodiment, the outer peripheral portion 140e corresponds to a region from the outer peripheral end 144 to a substantially intermediate point 145 between the outer peripheral end 144 and the inner peripheral end 143 of the magnet part 140 in the diameter direction 140c.

尚、図9では、便宜上、内周部分140dと磁気検出素子121との間の距離を「G」として図示しているが、上述のように距離Gは、内周部分140dのみならず外周部分140eも含めた磁石部140の対向面140bとの距離に相当する。又、距離Gは、磁石部140の磁気特性、磁気検出素子121の磁界に対する感度、及び当該回転角検出器103の組み立て上の制約等を考慮して決定される。   In FIG. 9, for the sake of convenience, the distance between the inner peripheral portion 140d and the magnetic detection element 121 is shown as “G”. However, as described above, the distance G includes not only the inner peripheral portion 140d but also the outer peripheral portion. This corresponds to the distance from the facing surface 140b of the magnet part 140 including 140e. The distance G is determined in consideration of the magnetic characteristics of the magnet part 140, the sensitivity of the magnetic detection element 121 to the magnetic field, the restrictions on the assembly of the rotation angle detector 103, and the like.

上述のように構成される磁石部140から磁気検出素子121へ作用する磁界について以下に説明する。
磁石部140において、磁石から発生する磁界方向分布の概略図を図10に示す。一方、図11には、従来の一般的な、リング形状で、一般に厚さ方向着磁もしくは両面4極着磁と呼ばれる磁石から発生する磁界方向分布の概略図を示す。
A magnetic field acting on the magnetic detection element 121 from the magnet unit 140 configured as described above will be described below.
In the magnet part 140, the schematic of magnetic field direction distribution generated from a magnet is shown in FIG. On the other hand, FIG. 11 shows a schematic diagram of a magnetic field direction distribution generated from a conventional general ring-shaped magnet generally called thickness direction magnetization or double-sided quadrupole magnetization.

図11に示すような、従来の厚さ方向着磁の磁石部1では、磁石部1の外周部分において、磁石部1の表面から裏面へ向かう、又は裏面から表面に向かう、磁界の向きが形成される。その結果、磁石部1における磁石の各極の重心位置は、図中左側から右側へ向かう磁力線の極の位置となり、極間隔が狭くなる。したがって、従来の厚さ方向着磁の磁石部1では、一様な磁界が得られる領域が狭くなるという課題がある。
又、上記径方向着磁の場合にあっては、磁石部の外周部分において例えば表面から裏面へ向かう磁界は形成されないことから、従来の厚さ方向着磁の磁石部1は、上記径方向着磁の場合に比べても一様な磁界が得られる領域が狭くなるという課題がある。
In the conventional magnet part 1 with thickness direction magnetization as shown in FIG. 11, the direction of the magnetic field is formed in the outer peripheral part of the magnet part 1 from the surface of the magnet part 1 to the back surface or from the back surface to the surface. Is done. As a result, the position of the center of gravity of each pole of the magnet in the magnet unit 1 becomes the position of the pole of the magnetic field line from the left side to the right side in the figure, and the pole interval is narrowed. Therefore, in the conventional magnet part 1 magnetized in the thickness direction, there is a problem that a region where a uniform magnetic field can be obtained becomes narrow.
Further, in the case of the above-mentioned radial magnetization, a magnetic field from the front surface to the back surface, for example, is not formed in the outer peripheral portion of the magnet portion. There is a problem that a region where a uniform magnetic field can be obtained is narrower than in the case of magnetism.

一方、本実施形態における磁石部140では、図10と図11とを比較すると明らかなように、外周部分140eに形成された斜面140e−1の存在により、上記距離Gを適切に設定することで、厚さ方向着磁タイプにもかかわらず、磁気検出素子121に対する磁界の向きが一様つまり均一となる領域を従来の厚さ方向着磁タイプに比べて、また、従来の上記径方向着磁タイプに比べて広くすることができる。このことから、斜面140e−1を有する外周部分110eは、磁界改善部と称することもできる。ここで上記距離Gは、磁石部140の場合、図9に示すように外周部分140eにおける外周端144における最厚寸法を少し超える程度の大きさが好ましい。尚、距離Gの大きさは、外周部分140eにおける直径方向140cでの厚み変化の割合や、磁石部140の磁気特性等により変化する。   On the other hand, in the magnet part 140 according to the present embodiment, as apparent from a comparison between FIG. 10 and FIG. 11, the distance G is appropriately set by the presence of the inclined surface 140e-1 formed in the outer peripheral part 140e. In spite of the thickness direction magnetization type, the region where the direction of the magnetic field with respect to the magnetic detection element 121 is uniform, that is, uniform, is compared with the conventional thickness direction magnetization type, and the conventional radial direction magnetization. Can be wider than type. From this, the outer peripheral part 110e which has the slope 140e-1 can also be called a magnetic field improvement part. Here, in the case of the magnet portion 140, the distance G preferably has a size that slightly exceeds the maximum thickness at the outer peripheral end 144 of the outer peripheral portion 140e as shown in FIG. The size of the distance G varies depending on the thickness change rate in the diameter direction 140c of the outer peripheral portion 140e, the magnetic characteristics of the magnet portion 140, and the like.

上述のように構成される磁石部140を有する回転角検出器103においても、実施の形態1の回転角検出器101と同様の効果を得ることができる。即ち、本実施形態における磁石部140においても、上述のように、磁気検出素子121に対する磁界の向きが一様つまり均一となる領域を従来に比べて広くすることができることから、実施形態1、2と同様に、角度検出精度の向上を図ることができ、また、より簡易な組立方法が可能となり、回転角検出器103の低コスト化を図ることも可能となる。   Also in the rotation angle detector 103 having the magnet unit 140 configured as described above, the same effect as that of the rotation angle detector 101 of the first embodiment can be obtained. That is, also in the magnet part 140 in this embodiment, since the area | region where the direction of the magnetic field with respect to the magnetic detection element 121 is uniform, that is, uniform as mentioned above can be made wider than before, Embodiment 1, 2 is possible. Similarly to the above, the angle detection accuracy can be improved, a simpler assembling method can be realized, and the cost of the rotation angle detector 103 can be reduced.

又、上述した実施形態1、2における磁石部110、130のように径方向着磁がなされた構成の場合、回転中心軸3aの上方における磁界強度は弱い。よって、実施形態1、2における回転角検出器101,102では、磁気検出素子121を回転中心軸3aの上方に配置することは得策ではない。これに対し、本実施の形態3の磁石部140では、いわゆる両面4極着磁がなされていることから、回転中心軸3aの上方の磁界強度は比較的強く、実施形態1、2に比べて均一な磁界の領域を広く取ることができる。よって、本実施の形態3では、磁気検出素子121を回転中心軸3aの上方に配置することもでき、磁気検出素子121の設置位置の選択範囲が広がるという効果もある。   Further, in the case of a configuration in which radial magnetization is performed as in the magnet portions 110 and 130 in the first and second embodiments described above, the magnetic field strength above the rotation center shaft 3a is weak. Therefore, in the rotation angle detectors 101 and 102 in the first and second embodiments, it is not a good idea to dispose the magnetic detection element 121 above the rotation center axis 3a. On the other hand, in the magnet part 140 of the third embodiment, so-called double-sided quadrupole magnetization is performed, so that the magnetic field intensity above the rotation center shaft 3a is relatively strong, compared to the first and second embodiments. A uniform magnetic field region can be taken widely. Therefore, in the third embodiment, the magnetic detection element 121 can be arranged above the rotation center shaft 3a, and there is an effect that the selection range of the installation position of the magnetic detection element 121 is widened.

尚、本実施形態では、上述の効果を奏することから磁気検出素子121は、磁石部140に対して回転中心軸3aの上方に設けるのが好ましいが、これに限るものではなく、組立て上の制約等を考慮して任意の位置に配置することができる。   In the present embodiment, the magnetic detection element 121 is preferably provided above the rotation center shaft 3a with respect to the magnet portion 140 in order to achieve the above-described effects. However, the present invention is not limited to this, and restrictions on assembly are provided. It can be arranged at an arbitrary position in consideration of the above.

本実施形態では、外周部分140eにおける厚み変化は、上述のように、直径方向110cにおいて均一な割合、つまり直線的な増減としているが、これに限定されず、他の変化率、例えば二次曲線的に変化させてもよい。要するに、外周部分140eにおける厚み変化は、直径方向140cにおいて段階的に変化すればよい。   In the present embodiment, the thickness change in the outer peripheral portion 140e is a uniform ratio in the diameter direction 110c, that is, a linear increase / decrease as described above, but is not limited to this, and other change rates, for example, quadratic curves May be changed. In short, the thickness change in the outer peripheral portion 140e may be changed stepwise in the diameter direction 140c.

又、本実施形態では、外周部分140eに局所的に厚い部分を設けているが、これに限定するものではなく、例えばリング形状の磁石の内周部から外周部に向かって段階的に厚い部分を設けても良い。   In the present embodiment, a locally thick portion is provided in the outer peripheral portion 140e. However, the present invention is not limited to this, and for example, a stepwise thick portion from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion of the ring-shaped magnet. May be provided.

又、本実施形態では、磁石部140として、中空部141を有する円柱形状のリング磁石を設けているが、これに限定するものではなく、磁石部140は、例えばその外形及び内形が四角形等の多角形の形状でも良い。   In this embodiment, a cylindrical ring magnet having a hollow portion 141 is provided as the magnet portion 140. However, the present invention is not limited to this, and the magnet portion 140 has, for example, a rectangular shape or the like. It may be a polygonal shape.

また、図8及び図9の形態に対して、図14に示すように、磁石部140を上下反転させ、磁石の下方、つまり回転シャフト3の存在する側に磁気検出素子121を配置することも可能である。この形態の場合、回転シャフト3の材質は、非磁性体である必要がある。又、図14に示す形態では、図8及び図9の形態と比較して回転シャフト3の回転中心軸3a上に磁気検出素子121を配置することができないため、得られる一様な磁界領域は小さくなるが、図8及び図9の形態と比較して、回転角検出器103全体のサイズをコンパクト化することができる。   Further, as shown in FIG. 14, the magnet unit 140 may be turned upside down and the magnetic detection element 121 may be disposed below the magnet, that is, on the side where the rotating shaft 3 exists, as shown in FIG. 14. Is possible. In the case of this form, the material of the rotating shaft 3 needs to be a non-magnetic material. In the form shown in FIG. 14, the magnetic detection element 121 cannot be arranged on the rotation center axis 3a of the rotary shaft 3 as compared with the forms shown in FIGS. Although smaller, the size of the entire rotation angle detector 103 can be made compact as compared with the embodiments of FIGS.

又、実施の形態1で説明した変形例は、本実施の形態3の回転角検出器103に対しても適用可能である。   The modification described in the first embodiment can also be applied to the rotation angle detector 103 of the third embodiment.

3 回転シャフト、3a 回転中心軸、3b 軸方向、
101〜103 回転角検出器、
110 磁石部、110d 内周部分、110e 外周部分、110f 中央部分、
111 中空部、120 検出部、121 磁気検出素子。
3 rotation shaft, 3a rotation center axis, 3b axial direction,
101-103 rotation angle detector,
110 magnet part, 110d inner peripheral part, 110e outer peripheral part, 110f central part,
111 hollow part, 120 detection part, 121 magnetic detection element.

Claims (4)

測定対象物の回転角を測定する回転角検出器であって、
上記測定対象物にて回転され、回転中心軸を含む中空部を有し上記回転により磁界の向きを変化させる着磁がなされた磁石部と、
上記回転中心軸の軸方向において上記磁石部の上方又は下方に設置され上記磁界の向きの変化により出力が変化する磁気検出素子を有する検出部と、を備え、
上記磁気検出素子に対向する上記磁石部の対向面と上記磁気検出素子との間の距離を規定する上記軸方向における上記磁石部の内周部分及び外周部分の厚みは、上記回転における直径方向において上記内周部分と上記外周部分との間に位置する中央部分の厚みに対して段階的に増大することを特徴とする回転角検出器。
A rotation angle detector for measuring the rotation angle of a measurement object,
Is rotated by the measured object, a magnet portion magnetized is made to change the direction of the magnetic field by the rotation has a including middle empty section a rotation center axis,
A detection unit having a magnetic detection element that is installed above or below the magnet unit in the axial direction of the rotation center axis and whose output changes due to a change in the direction of the magnetic field,
The thickness of the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the magnet portion in the axial direction that defines the distance between the opposing surface of the magnet portion facing the magnetic detection element and the magnetic detection element is the diameter direction in the rotation. rotation angle detector, characterized by stepwise increasing size to the thickness of the central portion located between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion.
上記磁石部は、上記軸方向における上記磁石部の上記対向面及び該対向面に対する裏面にそれぞれ着磁した両面4極着磁タイプである、請求項1記載の回転角検出器。   The rotation angle detector according to claim 1, wherein the magnet part is a double-sided quadrupole magnetized type magnetized on the facing surface of the magnet part in the axial direction and the back surface with respect to the facing surface. 上記磁気検出素子は、上記軸方向に沿って上記磁石部の上記中央部分の上方又は下方に設置される、請求項2記載の回転角検出器。 The rotation angle detector according to claim 2, wherein the magnetic detection element is installed above or below the central portion of the magnet portion along the axial direction. 上記磁石部における着磁は、当該磁石部の上記対向面を二等分する各領域にS極及びN極を1極ずつ着磁してなる、請求項1又は3に記載の回転角検出器。   The rotation angle detector according to claim 1 or 3, wherein the magnet part is magnetized by magnetizing an S pole and an N pole one by one in each region that bisects the facing surface of the magnet part. .
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