JP6861867B1 - Angle detection device and control device for rotary electric machine - Google Patents

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Abstract

【課題】磁気センサの両側に2つの導体を設けることなく、磁気センサの近くに配置された導体に生じる渦電流による角度ずれを低減できる角度検出装置及びそれを備えた回転電機の制御装置を提供する。
【解決手段】磁気センサ2に対向して配置された、導電性部材3を有する板状部材8を備え、磁石1によって磁気センサ2に生じる磁石磁束密度の大きさに対する、導電性部材3の渦電流によって磁気センサ2に生じる渦電流磁束密度の大きさの比率が、予め設定された上限比率以下になるように、板状部材8に、導電性部材3が配置されていない配置禁止領域7が設けられている角度検出装置。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an angle detection device capable of reducing an angle deviation due to an eddy current generated in a conductor arranged near a magnetic sensor without providing two conductors on both sides of the magnetic sensor, and a control device for a rotating electric machine provided with the angle detection device. To do.
SOLUTION: A plate-shaped member 8 having a conductive member 3 is provided so as to face a magnetic sensor 2, and an eddy current of the conductive member 3 is provided with respect to a magnitude of magnet magnetic flux density generated in the magnetic sensor 2 by a magnet 1. The arrangement prohibited area 7 in which the conductive member 3 is not arranged is provided on the plate-shaped member 8 so that the ratio of the magnitude of the eddy current magnetic flux density generated in the magnetic sensor 2 by the current is equal to or less than the preset upper limit ratio. An angle detection device provided.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

本願は、角度検出装置及び回転電機の制御装置に関するものである。 The present application relates to an angle detection device and a control device for a rotary electric machine.

特許文献1の装置では、非磁性の第1の導体と非磁性の第2の導体との間に磁気センサを配置することによって、第1の導体中に流れる渦電流が磁気センサに及ぼす磁界、及び第2の導体中の渦電流が磁気センサに及ぼす磁界が、互いに打ち消し合っている。 In the apparatus of Patent Document 1, by arranging the magnetic sensor between the non-magnetic first conductor and the non-magnetic second conductor, the magnetic field caused by the eddy current flowing in the first conductor on the magnetic sensor, And the magnetic fields exerted by the eddy currents in the second conductor on the magnetic sensor cancel each other out.

特開2013−104698号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-104698

特許文献1の技術では、渦電流の磁界による影響を、2つの導体を用いて打ち消し合わせており、磁気センサの両側に導体を配置する必要がある。そのため、磁気センサを含む角度検出装置を小型化又は低重量化することが難しい。 In the technique of Patent Document 1, the influence of the magnetic field of the eddy current is canceled by using two conductors, and it is necessary to arrange the conductors on both sides of the magnetic sensor. Therefore, it is difficult to reduce the size or weight of the angle detection device including the magnetic sensor.

そこで、本願は、磁気センサの両側に2つの導体を設けることなく、磁気センサの近くに配置された導体に生じる渦電流による角度ずれを低減できる角度検出装置及びそれを備えた回転電機の制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present application applies to an angle detection device capable of reducing an angle deviation due to an eddy current generated in a conductor arranged near the magnetic sensor without providing two conductors on both sides of the magnetic sensor, and a control device for a rotating electric machine provided with the angle detection device. The purpose is to provide.

本願に係る第1の角度検出装置は、
回転体に取り付けられる磁石と、
前記磁石と対向して配置され、前記磁石の磁界方向に応じた信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサに対向して配置された、導電性部材を有する板状部材と、を備え、
前記磁石によって前記磁気センサに生じる磁束密度である磁石磁束密度の大きさに対する、前記導電性部材の渦電流によって前記磁気センサに生じる磁束密度である渦電流磁束密度の大きさの比率が、予め設定された上限比率以下になるように、前記板状部材に、前記導電性部材が配置されていない配置禁止領域が設けられているものである。
The first angle detection device according to the present application is
Magnets attached to the rotating body and
A magnetic sensor that is arranged to face the magnet and outputs a signal according to the magnetic field direction of the magnet.
A plate-shaped member having a conductive member, which is arranged so as to face the magnetic sensor, is provided.
The ratio of the magnitude of the eddy current magnetic flux density, which is the magnetic flux density generated in the magnetic sensor by the eddy current of the conductive member, to the magnitude of the magnet magnetic flux density, which is the magnetic flux density generated in the magnetic sensor by the magnet, is preset. The plate-shaped member is provided with an arrangement prohibited area in which the conductive member is not arranged so as to be equal to or less than the upper limit ratio.

本願に係る第2の角度検出装置は、
回転体に取り付けられる磁石と、
前記磁石と対向し、前記回転体の軸方向に間隔を空けて配置され、前記磁石の磁界方向に応じた信号を出力する第1磁気センサ及び第2磁気センサと、
前記第1磁気センサと前記第2磁気センサとの間に配置された導電性部材と、
前記第1磁気センサの出力信号に応じた角度情報と前記第2磁気センサの出力信号に応じた角度情報とを平均化して最終的な角度情報を算出する角度算出器と、を備えたものである。
The second angle detection device according to the present application is
Magnets attached to the rotating body and
A first magnetic sensor and a second magnetic sensor that face the magnet, are arranged at intervals in the axial direction of the rotating body, and output a signal corresponding to the magnetic field direction of the magnet.
A conductive member arranged between the first magnetic sensor and the second magnetic sensor,
It is equipped with an angle calculator that calculates the final angle information by averaging the angle information corresponding to the output signal of the first magnetic sensor and the angle information corresponding to the output signal of the second magnetic sensor. is there.

また、本願に係る回転電機の制御装置は、上記の第1又は第2の角度検出装置を備え、前記角度検出装置により検出された回転電機のロータ角度に基づいて、前記回転電機を制御するものである。 Further, the control device for the rotary electric machine according to the present application includes the above-mentioned first or second angle detection device, and controls the rotary electric machine based on the rotor angle of the rotary electric machine detected by the angle detection device. Is.

本願に係る第1の角度検出装置及び回転電機の制御装置によれば、板状部材に導電性部材の配置禁止領域を設けることにより、導電性部材の渦電流により発生する渦電流磁束密度の大きさを低下させることができる。比率が上限比率以下になるので、渦電流磁束密度による角度ずれを、所定値以下に抑制することができる。よって、磁気センサの両側に2つの導体を設けることなく、渦電流による角度ずれを低減できる。 According to the first angle detection device and the control device of the rotary electric machine according to the present application, the eddy current magnetic flux density generated by the eddy current of the conductive member is large by providing the plate-shaped member with the arrangement prohibition region of the conductive member. Can be reduced. Since the ratio is not more than the upper limit ratio, the angle deviation due to the eddy current magnetic flux density can be suppressed to be less than a predetermined value. Therefore, the angular deviation due to the eddy current can be reduced without providing two conductors on both sides of the magnetic sensor.

本願に係る第2の角度検出装置及び回転電機の制御装置によれば、導電性部材の渦電流により角度情報の位相が互いに逆方向にずれた、第1磁気センサの角度情報と、第2磁気センサの角度情報とを平均化して角度情報を算出するので、角度の位相ずれが互いに打ち消し合わされ、渦電流による角度ずれを低減させることができる。よって、磁気センサの両側に2つの導体を設けることなく、渦電流による角度ずれを低減できる。 According to the second angle detection device and the control device of the rotary electric machine according to the present application, the angle information of the first magnetic sensor and the second magnetism in which the phases of the angle information are shifted in opposite directions due to the eddy current of the conductive member. Since the angle information is calculated by averaging the angle information of the sensor, the phase shifts of the angles cancel each other out, and the angle shift due to the eddy current can be reduced. Therefore, the angular deviation due to the eddy current can be reduced without providing two conductors on both sides of the magnetic sensor.

実施の形態1に係る角度検出装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the angle detection apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る軸方向に見た角度検出装置の投影図である。It is a projection drawing of the angle detection apparatus seen in the axial direction which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る渦電流による磁束を説明するための軸方向に見た角度検出装置の投影図である。FIG. 5 is a projection drawing of an angle detection device viewed in the axial direction for explaining the magnetic flux due to the eddy current according to the first embodiment. 実施の形態1に係る配置禁止領域を説明するための軸方向に見た角度検出装置の投影図である。It is a projection drawing of the angle detection device seen in the axial direction for explaining the arrangement prohibition area which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る有効領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effective area which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る配置禁止領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement prohibition area which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る配置禁止領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement prohibition area which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る磁気センサの配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement of the magnetic sensor which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る角度検出装置を備えた回転電機の制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the control device of the rotary electric machine provided with the angle detection device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る角度検出装置を備えた回転電機の制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the control device of the rotary electric machine provided with the angle detection device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る角度検出装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the angle detection apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG.

以下、本願の角度検出装置の各実施の形態について図に基づいて説明する。各図において、同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the angle detection device of the present application will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る角度検出装置の全体構成を示す図である。なお、図1は、角度検出装置の要部を、回転軸心Cの径方向に見た図である。図2は、角度検出装置を、回転軸心Cに平行な方向(以下、軸方向Zと称す)に見た投影図である。回転軸心Cは、回転体4の仮想的な回転中心線である。軸方向Zは、後述するX軸方向及びY軸方向と直交する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the angle detection device according to the first embodiment. Note that FIG. 1 is a view of a main part of the angle detection device in the radial direction of the rotation axis C. FIG. 2 is a projection drawing of the angle detection device viewed in a direction parallel to the rotation axis C (hereinafter, referred to as axial direction Z). The rotation axis C is a virtual rotation center line of the rotating body 4. The axial direction Z is orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction, which will be described later.

磁石1の中心と磁気センサ2の中心とを通る直線を中心直線と定義する。磁石1の中心は、N極とS極との中心であり、磁気センサ2の中心は、磁界を検出するセンサ素子部の中心である。本実施の形態では、磁石1及び磁気センサ2は、回転軸心C上に配置されている。よって、中心直線は、回転軸心Cに一致している。 A straight line passing through the center of the magnet 1 and the center of the magnetic sensor 2 is defined as a central straight line. The center of the magnet 1 is the center of the north and south poles, and the center of the magnetic sensor 2 is the center of the sensor element portion that detects the magnetic field. In the present embodiment, the magnet 1 and the magnetic sensor 2 are arranged on the rotation axis C. Therefore, the central straight line coincides with the rotation axis C.

<磁石1>
磁石1は、回転体4に取り付けられる。磁石1は、永久磁石である。本実施の形態では、磁石1は、回転体4としての回転軸4の先端に配置されている。回転軸4の先端に配置することで、回転軸4の外周に嵌合される場合に比べて歪の小さい磁界が得られ、角度誤差を低減することができる。しかし、磁石1は、回転軸4の外周に嵌合されてもよい。磁石1は、回転軸心C上に配置されている。磁石1のN極とS極とは、回転軸心Cに対して対称に配置されている。N極の径方向外側の端面の半径と、S極の径方向外側の端面の半径とは一致している。磁石1は、図1及び図2の矢印の方向に回転するものとする。
<Magnet 1>
The magnet 1 is attached to the rotating body 4. The magnet 1 is a permanent magnet. In the present embodiment, the magnet 1 is arranged at the tip of the rotating shaft 4 as the rotating body 4. By arranging it at the tip of the rotating shaft 4, a magnetic field with less distortion can be obtained as compared with the case where it is fitted on the outer circumference of the rotating shaft 4, and the angle error can be reduced. However, the magnet 1 may be fitted on the outer circumference of the rotating shaft 4. The magnet 1 is arranged on the rotation axis C. The north and south poles of the magnet 1 are arranged symmetrically with respect to the rotation axis C. The radius of the radial outer end face of the N pole coincides with the radius of the radial outer end face of the S pole. The magnet 1 shall rotate in the direction of the arrows in FIGS. 1 and 2.

<磁気センサ2>
磁気センサ2は、磁石1と対向して配置されている。磁気センサ2は、磁石1の磁界方向に応じた信号を出力する。磁気センサ2は、回転軸心C上に配置されている。回転軸4の回転により、磁石1が回転すると、磁石1の磁界方向も回転し、磁気センサ2の出力信号も変化する。磁気センサ2には、磁気抵抗効果素子又はホール素子等が用いられる。
<Magnetic sensor 2>
The magnetic sensor 2 is arranged so as to face the magnet 1. The magnetic sensor 2 outputs a signal according to the magnetic field direction of the magnet 1. The magnetic sensor 2 is arranged on the rotation axis C. When the magnet 1 rotates due to the rotation of the rotating shaft 4, the magnetic field direction of the magnet 1 also rotates, and the output signal of the magnetic sensor 2 also changes. A magnetoresistive effect element, a Hall element, or the like is used for the magnetic sensor 2.

磁気センサ2は、センサ素子が配置されたXY平面に鎖交する磁石1の磁界を検出し、X方向の磁界の大きさを表すセンサ余弦信号VcosとY方向の磁界の大きさを表すセンサ正弦信号Vsinとを出力する。センサ余弦信号Vcosは、磁石1の角度に応じた余弦波状の信号であり、センサ正弦信号Vsinは、磁石1の角度に応じた正弦波状の信号である。磁気センサ2のXY平面は、回転軸心C(軸方向Z)に直交するように配置される。XY平面は、互いに直交するX軸とY軸から構成され、X軸及びY軸の原点は、回転軸心C上に配置される。 The magnetic sensor 2 detects the magnetic field of the magnet 1 interlinking with the XY plane in which the sensor element is arranged, and represents the magnitude of the magnetic field in the X direction and the sensor cosine signal Vcos and the sensor sine that represents the magnitude of the magnetic field in the Y direction. Outputs the signal Vsin. The sensor cosine signal Vcos is a cosine wave-shaped signal corresponding to the angle of the magnet 1, and the sensor cosine signal Vsin is a sinusoidal signal corresponding to the angle of the magnet 1. The XY plane of the magnetic sensor 2 is arranged so as to be orthogonal to the rotation axis C (axial direction Z). The XY plane is composed of an X-axis and a Y-axis orthogonal to each other, and the origins of the X-axis and the Y-axis are arranged on the rotation axis C.

<角度算出器6>
角度算出器6は、磁気センサ2の出力信号に基づいて、磁石1の角度を算出する。角度算出器6は、IC(Integrated Circuit)等のディジタル演算回路により構成される。或いは、角度算出器6は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリ等を備えた回転電機等の制御装置に組み込まれてもよい。また、角度算出器6は、角度検出装置の一部を構成する概念としてもよいし、角度検出装置の外部の構成である概念としてもよい。
<Angle calculator 6>
The angle calculator 6 calculates the angle of the magnet 1 based on the output signal of the magnetic sensor 2. The angle calculator 6 is composed of a digital arithmetic circuit such as an IC (Integrated Circuit). Alternatively, the angle calculator 6 may be incorporated in a control device such as a rotary electric machine provided with a CPU (Central Processing Unit) and a memory or the like. Further, the angle calculator 6 may be a concept that constitutes a part of the angle detection device, or may be a concept that is an external configuration of the angle detection device.

角度算出器6は、磁気センサ2から出力されたセンサ余弦信号Vcos及びセンサ正弦信号VsinをA/D変換する。そして、角度算出器6は、センサ余弦信号のA/D変換値Vcos_ad、及びセンサ正弦信号のA/D変換値Vsin_adに基づいて、角度θを算出する。例えば、式(1)を用いて、角度θが算出される。

Figure 0006861867
The angle calculator 6 A / D converts the sensor cosine signal Vcos and the sensor sine signal Vsin output from the magnetic sensor 2. Then, the angle calculator 6 calculates the angle θ based on the A / D conversion value Vcos_ad of the sensor cosine signal and the A / D conversion value Vsin_ad of the sensor sinusoidal signal. For example, the angle θ is calculated using the equation (1).
Figure 0006861867

余弦信号にオフセットVcos_ofsが存在し、正弦信号にオフセットVsin_ofsが存在する場合には、式(2)を用いて、角度θが算出される。

Figure 0006861867
When the cosine signal has an offset Vcos_ofs and the sine signal has an offset Vsin_offs, the angle θ is calculated using the equation (2).
Figure 0006861867

また、余弦信号と正弦信号との間に振幅ずれ、位相差ずれ等の誤差がある場合には、公知の方法によって補正されてもよい。 Further, if there is an error such as an amplitude deviation or a phase difference deviation between the cosine signal and the sine signal, it may be corrected by a known method.

角度算出器6は、磁気センサ2に組み込まれてもよい。 The angle calculator 6 may be incorporated in the magnetic sensor 2.

<導電性部材3を有する板状部材8>
導電性部材3を有する板状部材8は、磁気センサ2に対向して配置されている。板状部材8は、磁気センサ2に対して磁石1とは反対側に配置されている。よって、磁気センサ2は、磁石1と板状部材8との間に配置されている。導電性部材3は、銅などの導電性の部材である。板状部材8及び導電性部材3は、平板状に形成されている。板状部材8及び導電性部材3は、回転軸心C上に配置されている。板状部材8及び導電性部材3は、回転軸心Cに直交している。
<Plate-shaped member 8 having a conductive member 3>
The plate-shaped member 8 having the conductive member 3 is arranged so as to face the magnetic sensor 2. The plate-shaped member 8 is arranged on the side opposite to the magnet 1 with respect to the magnetic sensor 2. Therefore, the magnetic sensor 2 is arranged between the magnet 1 and the plate-shaped member 8. The conductive member 3 is a conductive member such as copper. The plate-shaped member 8 and the conductive member 3 are formed in a flat plate shape. The plate-shaped member 8 and the conductive member 3 are arranged on the rotation axis C. The plate-shaped member 8 and the conductive member 3 are orthogonal to the rotation axis C.

<磁石磁束密度Bm>
磁気センサ2に鎖交する磁石1の磁界は、図1の点線10のように表すことができる。磁石1のN極から出た磁力線及びS極に戻る磁力線は、磁石1近傍では、XY平面に垂直な軸方向Zの成分が大きいが、磁気センサ2付近ではXY平面に平行な成分が大きくなる。
<Magnet magnetic flux density Bm>
The magnetic field of the magnet 1 interlinking with the magnetic sensor 2 can be represented as shown by the dotted line 10 in FIG. The magnetic field lines emitted from the north pole of the magnet 1 and the magnetic field lines returning to the south pole have a large component in the axial direction Z perpendicular to the XY plane in the vicinity of the magnet 1, but a large component parallel to the XY plane in the vicinity of the magnetic sensor 2. ..

時間t=0において、X軸方向に磁石1のS極が向いている場合について説明する。磁気センサ2に鎖交する磁石1の磁束密度である磁石磁束密度Bmは、式(3)で与えられる。磁石磁束密度Bmは、X軸方向の磁束密度及びY軸方向の磁束密度のベクトルで表されている。

Figure 0006861867
A case where the S pole of the magnet 1 is oriented in the X-axis direction at time t = 0 will be described. The magnet magnetic flux density Bm, which is the magnetic flux density of the magnet 1 interlinking with the magnetic sensor 2, is given by the equation (3). The magnet magnetic flux density Bm is represented by a vector of the magnetic flux density in the X-axis direction and the magnetic flux density in the Y-axis direction.
Figure 0006861867

ここで、ωは、磁石1の角速度であり、tは、時間である。cosωt、sinωtは、磁石磁束密度Bmの基本波であり、回転周波数の1次成分である。Bm_ampは、磁石磁束密度Bmの基本波の振幅であり、磁石磁束密度の大きさである。磁石磁束密度の大きさBm_ampは、磁石1の強さ(磁束密度)、磁石1と磁気センサ2との位置関係(距離、向き等)によって定まる。 Here, ω is the angular velocity of the magnet 1, and t is the time. cosωt and sinωt are fundamental waves of the magnetic flux density Bm of the magnet and are primary components of the rotation frequency. Bm_amp is the amplitude of the fundamental wave of the magnet magnetic flux density Bm, and is the magnitude of the magnet magnetic flux density. The magnitude Bm_amp of the magnet magnetic flux density is determined by the strength of the magnet 1 (magnetic flux density) and the positional relationship (distance, orientation, etc.) between the magnet 1 and the magnetic sensor 2.

<導電性部材による渦電流磁束密度Be>
一方、磁石1の生成する磁界には、導電性部材3に対して垂直に入る成分が存在する。ここでは、導電性部材3が、板状部材8の全体に設けられていると仮定して、式導出を行う。図3の点線に示すように、導電性部材3における、回転軸心Cを中心とした半径rの円上の点PのXY座標を、式(4)で与える。ここで、θpは、X軸に対する点Pの角度である。

Figure 0006861867
<Eddy current magnetic flux density Be due to conductive member>
On the other hand, in the magnetic field generated by the magnet 1, there is a component that enters perpendicularly to the conductive member 3. Here, the equation is derived on the assumption that the conductive member 3 is provided on the entire plate-shaped member 8. As shown by the dotted line in FIG. 3, the XY coordinates of the point P on the circle having the radius r centered on the rotation axis C in the conductive member 3 are given by the equation (4). Here, θp is the angle of the point P with respect to the X axis.
Figure 0006861867

このとき、点Pにおける磁石1の磁束密度の鉛直方向(軸方向Z)の成分は、式(5)で表現できる。磁束密度の振幅Bp_ampは、磁石1の強さ(磁束密度)、点Pと磁石1との位置関係(距離、向き等)によって定まる。

Figure 0006861867
At this time, the component of the magnetic flux density of the magnet 1 at the point P in the vertical direction (axial direction Z) can be expressed by the equation (5). The amplitude Bp_amp of the magnetic flux density is determined by the strength of the magnet 1 (magnetic flux density) and the positional relationship between the point P and the magnet 1 (distance, direction, etc.).
Figure 0006861867

磁石1は回転しているため、導電性部材3の点Pにおいて発生する起電力epは、式(6)で与えられる。

Figure 0006861867
Since the magnet 1 is rotating, the electromotive force ep generated at the point P of the conductive member 3 is given by the equation (6).
Figure 0006861867

導電性部材3の抵抗をRとすると、式(6)に起電力epによって生じる渦電流ipは、式(7)となる。

Figure 0006861867
Assuming that the resistance of the conductive member 3 is R, the eddy current ip generated by the electromotive force ep in the equation (6) is the equation (7).
Figure 0006861867

導電性部材3の点Pの渦電流ipによって生じる磁界は、図1の点線30のようになる。磁気センサ2に鎖交する、導電性部材3の渦電流によって生じる磁束密度の大きさBep_absは、式(7)の渦電流ipに比例するので、式(7)に渦電流磁束係数KBepを乗算した、式(8)で与えられる。渦電流磁束係数KBepは、点Pと磁気センサ2との位置関係(距離等)によって定まる。

Figure 0006861867
The magnetic field generated by the eddy current ip at the point P of the conductive member 3 is as shown by the dotted line 30 in FIG. Since the magnitude of the magnetic flux density Bep_abs generated by the eddy current of the conductive member 3 interlinking with the magnetic sensor 2 is proportional to the eddy current ip of the equation (7), the eddy current magnetic flux coefficient KBep is multiplied by the equation (7). It is given by the equation (8). The eddy current magnetic flux coefficient KBep is determined by the positional relationship (distance, etc.) between the point P and the magnetic sensor 2.
Figure 0006861867

式(8)の磁束密度の大きさBep_absを、X軸成分とY軸成分に分けると、導電性部材3の点Pの渦電流によって生じる、磁気センサ2に鎖交する磁束密度Bepは、式(9)で与えられる。

Figure 0006861867
When the magnitude of the magnetic flux density Bep_abs of the formula (8) is divided into an X-axis component and a Y-axis component, the magnetic flux density Bep interlinking with the magnetic sensor 2 generated by the eddy current at the point P of the conductive member 3 is expressed by the formula. It is given in (9).
Figure 0006861867

図3に点線で示すような、点Pを回転させた円周上の点であれば同様に表現できるので、導電性部材3の円周上に発生する渦電流によって生じる、磁気センサ2に鎖交する磁束密度Becは、式(9)を円周上に積分すると、式(10)で与えられる。

Figure 0006861867
As shown by the dotted line in FIG. 3, any point on the circumference obtained by rotating the point P can be expressed in the same manner. Therefore, the chain is attached to the magnetic sensor 2 generated by the eddy current generated on the circumference of the conductive member 3. The intersecting magnetic flux density Bec is given by the equation (10) when the equation (9) is integrated on the circumference.
Figure 0006861867

導電性部材3の全ての領域の渦電流を考慮してもよいが、渦電流が小さくなる領域は、省略することができる。渦電流が大きくなる領域は、導電性部材3に対して垂直に入る磁石1の磁束が大きくなる領域に対応し、磁石1のN極及びS極の径方向の位置に対応する。図4にハッチングで示すように、渦電流が大きくなる領域は、回転軸心Cを中心とした円環板状の領域になる。渦電流が大きくなる円環板状の領域の内径及び外径は、導電性部材3が磁石1から離れて配置されるに従って、小さくなる。 The eddy currents in all regions of the conductive member 3 may be considered, but the regions where the eddy currents are small can be omitted. The region where the eddy current increases corresponds to the region where the magnetic flux of the magnet 1 entering perpendicular to the conductive member 3 increases, and corresponds to the radial positions of the north and south poles of the magnet 1. As shown by hatching in FIG. 4, the region where the eddy current becomes large is a ring plate-shaped region centered on the rotation axis C. The inner and outer diameters of the annular plate-shaped region where the eddy current increases become smaller as the conductive member 3 is arranged away from the magnet 1.

板状部材8に鎖交する磁石1の磁束密度の軸方向Zの成分は、図5に示すように、回転軸心Cに対する径方向の位置(半径r)に応じて変化する。ここで、磁束密度の軸方向Zの成分が大きくなる有効領域について考える。有効領域は、板状部材8の各部に鎖交する磁石1の磁束密度の軸方向Z(中心直線に平行な方向)の成分が、各部の軸方向Zの成分の最大値Bmaxの1/5倍以上になる領域に設定される。 As shown in FIG. 5, the component of the magnetic flux density of the magnet 1 interlinking the plate-shaped member 8 in the axial direction Z changes according to the radial position (radius r) with respect to the rotation axis C. Here, consider an effective region in which the component of the magnetic flux density in the axial direction Z becomes large. In the effective region, the component in the axial direction Z (direction parallel to the central straight line) of the magnetic flux density of the magnet 1 interlinking with each part of the plate-shaped member 8 is 1/5 of the maximum value Bmax of the component in the axial direction Z of each part. It is set in the area that is more than doubled.

軸方向Zの磁束密度が最大値となる径方向の位置は、磁石1と板状部材8との位置関係によって定まる。図6は、上段に、磁石1の磁界が板状部材8に鎖交する様子を示し、下段に、その時の有効領域を示している。板状部材8が磁石1の近くに配置された(a)の場合には、磁力線の軸方向Z成分が最大となるのは磁石1の径方向外側の端部よりも径方向外側の径方向位置になり、有効領域は、回転軸心Cを中心とした円環板状の領域になる。一方、板状部材8が磁石1から離れて配置された(b)の場合には、磁力線の軸方向Zの成分が最大となるのは(a)より径方向内側に移動し、有効領域は、回転軸心Cを中心とした円板状の領域になる。 The radial position where the magnetic flux density in the axial direction Z becomes the maximum value is determined by the positional relationship between the magnet 1 and the plate-shaped member 8. FIG. 6 shows how the magnetic field of the magnet 1 interlinks with the plate-shaped member 8 in the upper row, and shows the effective region at that time in the lower row. When the plate-shaped member 8 is arranged near the magnet 1 (a), the axial Z component of the magnetic field line is maximized in the radial direction outside the radial outer end of the magnet 1. It becomes a position, and the effective region becomes an annular plate-shaped region centered on the rotation axis C. On the other hand, in the case of (b) in which the plate-shaped member 8 is arranged away from the magnet 1, the component of the magnetic field line in the axial direction Z is maximized by moving inward in the radial direction from (a), and the effective region is set. , It becomes a disk-shaped region centered on the rotation axis C.

製品の小型化は、多くの場合に求められるため、磁石1と板状部材8の距離はできるだけ小さいことが望ましい。その場合、図6の(a)のように、渦電流が最大、つまり磁石1の磁力線の軸方向Zの成分が最大となる位置は、磁石1よりも径方向外側の径方向位置なるので、磁石1の外径を半径とする円の径方向外側に配置禁止領域7が設定されればよい。 Since miniaturization of products is required in many cases, it is desirable that the distance between the magnet 1 and the plate-shaped member 8 is as small as possible. In that case, as shown in FIG. 6A, the position where the eddy current is maximum, that is, the component of the magnetic field line of the magnet 1 in the axial direction Z is maximum is the radial position radially outside the magnet 1. The arrangement prohibition region 7 may be set on the outer side in the radial direction of the circle whose radius is the outer diameter of the magnet 1.

図4にハッチングで示すような円環板状の有効領域の渦電流によって生じる、磁気センサ2に鎖交する磁束密度である渦電流磁束密度Beは、式(10)の円周上に発生した渦電流による磁束密度を径方向に積算したものとなり、式(10)と同様の式(11)で与えられる。渦電流磁束密度Beは、X軸方向の磁束密度及びY軸方向の磁束密度のベクトルで表されている。

Figure 0006861867
The eddy current magnetic flux density Be, which is the magnetic flux density interlinking with the magnetic sensor 2, generated by the eddy current in the effective region of the ring plate shape as shown by hatching in FIG. 4 was generated on the circumference of the equation (10). The magnetic flux density due to the eddy current is integrated in the radial direction, and is given by the same equation (11) as the equation (10). The eddy current magnetic flux density Be is represented by a vector of the magnetic flux density in the X-axis direction and the magnetic flux density in the Y-axis direction.
Figure 0006861867

ここで、ωは、磁石1の角速度であり、tは、時間である。sinωt、cosωtは、渦電流磁束密度Beの基本波であり、回転周波数の1次成分である。Be_ampは、渦電流磁束密度Beの基本波の振幅であり、渦電流磁束密度の大きさである。渦電流磁束密度の大きさBe_ampは、磁石1の強さ(磁束密度)、磁石1と導電性部材3との位置関係、導電性部材3と磁気センサ2との位置関係によって定まる。 Here, ω is the angular velocity of the magnet 1, and t is the time. sinωt and cosωt are fundamental waves of the eddy current magnetic flux density Be and are primary components of the rotation frequency. Be_amp is the amplitude of the fundamental wave of the eddy current magnetic flux density Be, and is the magnitude of the eddy current magnetic flux density. The magnitude of the eddy current magnetic flux density Be_amp is determined by the strength of the magnet 1 (magnetic flux density), the positional relationship between the magnet 1 and the conductive member 3, and the positional relationship between the conductive member 3 and the magnetic sensor 2.

<渦電流磁束密度によるセンサ出力の位相進み>
磁気センサ2で検出する合計磁束密度Bsは、磁石磁束密度Bmと渦電流磁束密度Beとの合計であるから、式(12)で与えられる。

Figure 0006861867
<Phase advance of sensor output due to eddy current magnetic flux density>
Since the total magnetic flux density Bs detected by the magnetic sensor 2 is the total of the magnet magnetic flux density Bm and the eddy current magnetic flux density Be, it is given by the equation (12).
Figure 0006861867

磁石磁束密度Bmに対して渦電流磁束密度Beは微小であるため、磁石磁束密度の大きさBm_ampと渦電流磁束密度の大きさBe_ampとの間には、式(13)が成り立つ。式(13)を用いると、式(12)に、式(3)及び式(11)を代入した式は、式(14)のように近似できる。

Figure 0006861867
Figure 0006861867
Since the eddy current magnetic flux density Be is smaller than the magnet magnetic flux density Bm, the equation (13) holds between the magnitude Bm_amp of the magnet magnetic flux density and the magnitude Be_amp of the eddy current magnetic flux density. When the equation (13) is used, the equation obtained by substituting the equation (3) and the equation (11) into the equation (12) can be approximated as the equation (14).
Figure 0006861867
Figure 0006861867

式(14)より、合計磁束密度Bsは、渦電流磁束密度Beが加算されることによって、式(3)の磁石磁束密度Bmに対して、Be_amp/Bm_amp×ωだけ位相が進んだ磁束密度になる。よって、合計磁束密度BsのX軸方向の成分及びY軸方向の成分によって得られる磁気センサ2のセンサ余弦信号Vcos及びセンサ正弦信号Vsinは、磁石磁束密度Bmによって得られるセンサ信号に対して、Be_amp/Bm_amp×ωだけ位相が進む。ここで、Be_ampは、渦電流磁束密度Beの大きさであり、Bm_ampは、磁石磁束密度Bmの大きさであり、ωは、磁石1の角速度である。 From the equation (14), the total magnetic flux density Bs becomes a magnetic flux density whose phase is advanced by Be_amp / Bm_amp × ω with respect to the magnet magnetic flux density Bm of the equation (3) by adding the eddy current magnetic flux density Be. Become. Therefore, the sensor cosine signal Vcos and the sensor sinusoidal signal Vsin of the magnetic sensor 2 obtained by the components in the X-axis direction and the components in the Y-axis direction of the total magnetic flux density Bs are Be_amp with respect to the sensor signal obtained by the magnet magnetic flux density Bm. The phase advances by / Bm_amp × ω. Here, Be_amp is the magnitude of the eddy current magnetic flux density Be, Bm_amp is the magnitude of the magnet magnetic flux density Bm, and ω is the angular velocity of the magnet 1.

式(14)の合計磁束密度Bsによって得られる磁気センサ2のセンサ余弦信号Vcos及びセンサ正弦信号Vsinは、式(15)で表される。

Figure 0006861867
The sensor cosine signal Vcos and the sensor sinusoidal signal Vsin of the magnetic sensor 2 obtained by the total magnetic flux density Bs of the formula (14) are represented by the formula (15).
Figure 0006861867

角度θは、式(1)を用いて算出されるので、算出される角度θは、式(16)のようになり、Be_amp/Bm_amp×ωの角度ずれが生じる。

Figure 0006861867
Since the angle θ is calculated using the equation (1), the calculated angle θ is as shown in the equation (16), and an angle deviation of Be_amp / Bm_amp × ω occurs.
Figure 0006861867

角度ずれを、K×ω以内に抑制したい場合は、式(17)を満たせばよい。式(17)を満たすことで、角速度ωの条件で、角度ずれを、K×ω以内に抑制することができる。

Figure 0006861867
If it is desired to suppress the angle deviation within K × ω, the equation (17) may be satisfied. By satisfying the equation (17), the angular deviation can be suppressed within K × ω under the condition of the angular velocity ω.
Figure 0006861867

ここで、Kを、上限比率と称す。また、Be_ampは、導電性部材3の渦電流によって磁気センサ2に生じる磁束密度である渦電流磁束密度の大きさであり、Bm_ampは、磁石1によって磁気センサ2に生じる磁束密度である磁石磁束密度の大きさである。 Here, K is referred to as an upper limit ratio. Further, Be_amp is the magnitude of the eddy current magnetic flux density which is the magnetic flux density generated in the magnetic sensor 2 by the eddy current of the conductive member 3, and Bm_amp is the magnet magnetic flux density which is the magnetic flux density generated in the magnetic sensor 2 by the magnet 1. Is the size of.

角速度の検出範囲の最大角速度をωmaxとし、許容される角度ずれの最大値をθmaxとしたい場合には、例えば、上限比率Kは、式(18)で与えられる。

Figure 0006861867
When the maximum angular velocity in the detection range of the angular velocity is ωmax and the maximum value of the allowable angular velocity is θmax, for example, the upper limit ratio K is given by the equation (18).
Figure 0006861867

<導電性部材3の配置禁止領域7>
そこで、式(17)に示したように、磁石1によって磁気センサ2に生じる磁石磁束密度の大きさBm_ampに対する、導電性部材3の渦電流によって磁気センサ2に生じる渦電流磁束密度の大きさBe_ampの比率が、予め設定された上限比率K以下になるように、板状部材8に、導電性部材3が配置されていない配置禁止領域7が設けられている。
<Placement prohibited area 7 of the conductive member 3>
Therefore, as shown in the equation (17), the magnitude of the eddy current magnetic flux density generated in the magnetic sensor 2 by the eddy current of the conductive member 3 is large Be_amp with respect to the magnitude Bm_amp of the magnet magnetic flux density generated in the magnetic sensor 2 by the magnet 1. The plate-shaped member 8 is provided with an arrangement prohibited area 7 in which the conductive member 3 is not arranged so that the ratio of the above is equal to or less than a preset upper limit ratio K.

導電性部材3の配置禁止領域7を設けることにより、導電性部材3の渦電流により発生する渦電流磁束密度の大きさBe_ampを低下させることができる。比率が上限比率K以下になるので、渦電流磁束密度による角度ずれを、所定値以下に抑制することができる。 By providing the arrangement prohibition region 7 of the conductive member 3, the magnitude of the eddy current magnetic flux density Be_amp generated by the eddy current of the conductive member 3 can be reduced. Since the ratio is the upper limit ratio K or less, the angle deviation due to the eddy current magnetic flux density can be suppressed to a predetermined value or less.

上限比率Kは、式(18)に示したように、許容される角度ずれの最大値θmaxによって設定されている。この構成によれば、渦電流磁束密度による角度ずれを、角度ずれの最大値θmax以内に抑制することができる。 As shown in the equation (18), the upper limit ratio K is set by the maximum value θmax of the allowable angle deviation. According to this configuration, the angle deviation due to the eddy current magnetic flux density can be suppressed within the maximum value θmax of the angle deviation.

図6の(a)及び(b)に示したように、配置禁止領域7は、回転軸心C(中心直線)を中心とする円環板状の領域又は円板状の領域であるとよい。この構成によれば、板状部材8に鎖交する磁石1の磁束が大きくなる領域が、配置禁止領域7に設定され、渦電流磁束密度を効果的に低減することができる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the arrangement prohibited region 7 is preferably a ring plate-shaped region or a disc-shaped region centered on the rotation axis C (center straight line). .. According to this configuration, the region where the magnetic flux of the magnet 1 interlinking with the plate-shaped member 8 becomes large is set in the arrangement prohibition region 7, and the eddy current magnetic flux density can be effectively reduced.

角度検出装置を小型化するためには、図6の(a)のように、磁石1と板状部材8との距離が小さくなる。そこで、配置禁止領域7は、回転軸心C(中心直線)を中心とし、磁石の最大外径を直径とする円の外側であって、磁石の最大外径の1倍よりも大きく2倍以下を直径とする円の内側の円環板状の領域であるとよい。 In order to reduce the size of the angle detection device, the distance between the magnet 1 and the plate-shaped member 8 is reduced as shown in FIG. 6A. Therefore, the arrangement prohibited region 7 is outside the circle centered on the rotation axis C (center straight line) and has the maximum outer diameter of the magnet as the diameter, and is larger than 1 times the maximum outer diameter of the magnet and 2 times or less. It is preferable that it is an annular plate-shaped region inside a circle having a diameter of.

配置禁止領域7は、板状部材8の各部に鎖交する磁石1の磁束における、軸方向Z(中心直線に平行な方向)の成分が、各部の軸方向Zの成分の最大値の1/5倍以上になる有効領域に設定されるとよい。 In the arrangement prohibited region 7, the component in the axial direction Z (direction parallel to the central straight line) in the magnetic flux of the magnet 1 interlinking with each part of the plate-shaped member 8 is 1 / of the maximum value of the component in the axial direction Z of each part. It is preferable to set the effective area to be 5 times or more.

この構成によれば、定量的に、渦電流の発生が大きくなる有効領域を、配置禁止領域7に設定することができ、渦電流磁束密度の大きさBe_ampを効果的に低減することができる。 According to this configuration, the effective region in which the generation of the eddy current is large can be quantitatively set in the arrangement prohibition region 7, and the magnitude Be_amp of the eddy current magnetic flux density can be effectively reduced.

式(10)の円周上に発生した渦電流による磁束密度を径方向に積算したものが、渦電流磁束密度Beの式(11)になる。図7の(a)において、回転軸心Cを中心とする円環板状の配置禁止領域7に、導電性部材3が配置されていると仮定すれば、磁石1の角度θに応じて、磁気センサ2に生じる渦電流磁束密度Beの方向は変化するものの、渦電流磁束密度の大きさBe_ampは変化しない。そのため、磁石1の角度θに応じて、式(16)に示したBe_amp/Bm_amp×ωの角度ずれは変動しない。逆に、この円環板状の領域を、導電性部材3を設けない配置禁止領域7とすると、磁石1の角度θに応じて、角度ずれは変動しない。よって、配置禁止領域7を、図5に示した円環板状の有効領域を含むように設定すれば、角度ずれに高次の成分が発生しない。 The magnetic flux density due to the eddy current generated on the circumference of the equation (10) is integrated in the radial direction to obtain the equation (11) of the eddy current magnetic flux density Be. Assuming that the conductive member 3 is arranged in the annular plate-shaped arrangement prohibition region 7 centered on the rotation axis C in FIG. 7A, the conductive member 3 is arranged according to the angle θ of the magnet 1. Although the direction of the eddy current magnetic flux density Be generated in the magnetic sensor 2 changes, the magnitude Be_amp of the eddy current magnetic flux density does not change. Therefore, the angle deviation of Be_amp / Bm_amp × ω shown in the equation (16) does not change according to the angle θ of the magnet 1. On the contrary, if the annular plate-shaped region is the arrangement prohibited region 7 in which the conductive member 3 is not provided, the angle deviation does not fluctuate according to the angle θ of the magnet 1. Therefore, if the arrangement prohibition region 7 is set so as to include the ring plate-shaped effective region shown in FIG. 5, higher-order components do not occur in the angular deviation.

一方、図7の(b)に示すように、円板状の配置禁止領域7において、導電性部材3が一部に設けられる場合は、磁石1のN極又はS極が、導電性部材3が設けられた部分に近づく角度θになると、導電性部材3に発生する渦電流が増加し、渦電流磁束密度の大きさBe_ampが増加する。 On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the conductive member 3 is partially provided in the disk-shaped arrangement prohibited region 7, the north pole or the south pole of the magnet 1 is the conductive member 3. When the angle θ approaches the portion provided with, the eddy current generated in the conductive member 3 increases, and the magnitude of the eddy current magnetic flux density Be_amp increases.

このことを数式で表現すると式(19)になる。すなわち、渦電流磁束密度の大きさBe_ampに、2次の外乱が生じる。

Figure 0006861867
When this is expressed by a mathematical formula, it becomes equation (19). That is, a second-order disturbance occurs in the magnitude Be_amp of the eddy current magnetic flux density.
Figure 0006861867

角度ずれに着目する場合には第2項を無視して考えてよいので、合計磁束密度Bsは、式(20)になる。

Figure 0006861867
When focusing on the angular deviation, the second term may be ignored, so that the total magnetic flux density Bs is given by the equation (20).
Figure 0006861867

式(20)のX軸成分とY軸成分の位相差は、式(21)のように変化するものの、αが微小であれば、角度ずれは0になる。

Figure 0006861867
The phase difference between the X-axis component and the Y-axis component of the equation (20) changes as in the equation (21), but if α is minute, the angular deviation becomes 0.
Figure 0006861867

なお、式(19)の通り、渦電流磁束密度の大きさにn次成分が含まれる場合、渦電流磁束密度Beにはn±1次の変動成分が重畳されるので、渦電流磁束密度の大きさに2次成分が含まれると角度ずれに影響が出る。渦電流磁束密度の大きさに3次以上の高次成分が含まれる場合には、角度変動には影響が出るものの、角度ずれへの影響は小さい。 As shown in the equation (19), when the magnitude of the eddy current magnetic flux density includes the nth-order component, the n ± 1st-order fluctuation component is superimposed on the eddy current magnetic flux density Be, so that the eddy current magnetic flux density If the size contains a secondary component, the angle deviation will be affected. When the magnitude of the eddy current magnetic flux density includes a higher-order component of the third order or higher, the angle fluctuation is affected, but the effect on the angle deviation is small.

図7の(b)では、円板状の配置禁止領域7について説明したが、円板状又は円環板状の配置禁止領域7において、導電性部材3が一部存在する場合であっても、渦電流による角度ずれを抑制できる。 In FIG. 7B, the disc-shaped arrangement prohibition region 7 has been described, but even when a part of the conductive member 3 is present in the disc-shaped or ring plate-shaped arrangement prohibition region 7. , Angle deviation due to eddy current can be suppressed.

<基板8>
板状部材8は、磁気センサ2が実装される基板8であってもよい。基板8に、配置禁止領域7が設けられる。
<Board 8>
The plate-shaped member 8 may be a substrate 8 on which the magnetic sensor 2 is mounted. The arrangement prohibited area 7 is provided on the substrate 8.

例えば、基板8は、n層の基板(nは自然数)であり、配置禁止領域7は、少なくとも1層に設けられている。 For example, the substrate 8 is an n-layer substrate (n is a natural number), and the arrangement prohibited region 7 is provided in at least one layer.

基板8における配置禁止領域7以外の部分に回路パターンが形成される。回路パターンは、導電性の銅箔、はんだ、回路素子などから構成される。 A circuit pattern is formed in a portion of the substrate 8 other than the arrangement prohibited area 7. The circuit pattern is composed of conductive copper foil, solder, circuit elements, and the like.

図6の(a)に示したように、基板8が磁石1に近い場合は、配置禁止領域7は円環板状の領域になる。そして、回路パターンは、円環板状の配置禁止領域7よりも径方向内側の領域に設けられるとよい。なお、磁気センサ2は、円環板状の配置禁止領域7よりも径方向内側の領域に実装される。なお、回路パターンは、配置禁止領域7よりも径方向外側の領域に設けられてもよい。 As shown in FIG. 6A, when the substrate 8 is close to the magnet 1, the arrangement prohibition region 7 becomes an annular plate-like region. Then, the circuit pattern may be provided in a region radially inside the ring plate-shaped arrangement prohibition region 7. The magnetic sensor 2 is mounted in a region radially inside the ring plate-shaped arrangement prohibition region 7. The circuit pattern may be provided in a region radially outside the arrangement prohibited region 7.

<磁石1及び磁気センサ2の配置>
図8は、磁石1と磁気センサ2の距離による磁力線10の違いを示している。図8の(a)のように磁石1と磁気センサ2の距離を小さくすると、磁気センサ2のXY平面上の成分が大きくなるため、磁気センサ2の位置が、回転軸心Cから少しずれた場合であっても波形の歪みが小さい。一方、図8の(b)のように、磁石1と磁気センサ2の距離を大きくすると、磁気センサ2のXY平面上の成分が小さくなるため、磁気センサ2の位置が、回転軸心Cから少しずれた場合の波形変化が大きくロバスト性が低下する。本実施の形態では、磁気センサ2を、磁石1と導電性部材3との間に配置することで、磁石1と磁気センサ2の距離を小さくして、磁気センサ2の位置ずれに対するロバスト性を高めている。
<Arrangement of magnet 1 and magnetic sensor 2>
FIG. 8 shows the difference in the magnetic field lines 10 depending on the distance between the magnet 1 and the magnetic sensor 2. When the distance between the magnet 1 and the magnetic sensor 2 is reduced as shown in FIG. 8A, the component of the magnetic sensor 2 on the XY plane becomes large, so that the position of the magnetic sensor 2 is slightly deviated from the rotation axis C. Even in this case, the distortion of the waveform is small. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the distance between the magnet 1 and the magnetic sensor 2 is increased, the component on the XY plane of the magnetic sensor 2 becomes smaller, so that the position of the magnetic sensor 2 is from the rotation axis C. If there is a slight deviation, the waveform will change significantly and the robustness will decrease. In the present embodiment, by arranging the magnetic sensor 2 between the magnet 1 and the conductive member 3, the distance between the magnet 1 and the magnetic sensor 2 is reduced, and the robustness against the displacement of the magnetic sensor 2 is improved. I'm raising it.

また、磁気センサ2は、回転軸心Cを中心として回転する磁石1の磁界を検出するものであるから、回転軸心C上にあることが望ましく、図3の点線で表した円周の中心に、磁気センサ2が位置する。したがって、配置禁止領域7は、磁気センサ2を中心とした、磁石1の外径を半径とする円の外側としてもよい。 Further, since the magnetic sensor 2 detects the magnetic field of the magnet 1 that rotates about the rotation axis C, it is desirable that the magnet sensor 2 is on the rotation axis C, and the center of the circumference represented by the dotted line in FIG. The magnetic sensor 2 is located at. Therefore, the arrangement prohibited area 7 may be outside the circle centered on the magnetic sensor 2 and having the outer diameter of the magnet 1 as the radius.

<角度検出装置を備えた回転電機の制御装置>
角度検出装置が、回転電機の制御装置20に備えられる場合を説明する。図9に示すように、磁石1が、回転電機25のロータの回転軸4に固定される。角度算出器6は、磁気センサ2の出力信号に基づいて回転軸4の角度θを算出し、回転電機の制御装置20に出力する。回転電機の制御装置20は、電圧指令演算部21及び電圧印加部22等を備えている。電圧指令演算部21は、角度算出器6から出力された角度θ、回転電機25の巻線に流れる電流検出値等に基づいて、ベクトル制御などの公知の制御方法を用いて、巻線に印加する電圧指令値を算出する。電圧印加部22は、電圧指令値に基づいて、インバータに設けられた複数のスイッチング素子のオンオフ制御を行い、巻線に電圧を印加する。
<Control device for rotary electric machines equipped with an angle detection device>
The case where the angle detection device is provided in the control device 20 of the rotary electric machine will be described. As shown in FIG. 9, the magnet 1 is fixed to the rotating shaft 4 of the rotor of the rotary electric machine 25. The angle calculator 6 calculates the angle θ of the rotating shaft 4 based on the output signal of the magnetic sensor 2 and outputs it to the control device 20 of the rotating electric machine. The control device 20 of the rotary electric machine includes a voltage command calculation unit 21, a voltage application unit 22, and the like. The voltage command calculation unit 21 applies the voltage command calculation unit 21 to the winding using a known control method such as vector control based on the angle θ output from the angle calculator 6, the current detection value flowing through the winding of the rotary electric machine 25, and the like. Calculate the voltage command value to be used. The voltage application unit 22 controls on / off of a plurality of switching elements provided in the inverter based on the voltage command value, and applies a voltage to the winding.

回転電機25の出力トルクは、式(22)で与えられる。

Figure 0006861867
ここで、Pは極対数であり、Iは電流ベクトルの絶対値であり、βは電流ベクトルの位相であり、Ldはd軸自己インダクタンスであり、Lqはq軸自己インダクタンスであり、φは磁束である。 The output torque of the rotary electric machine 25 is given by the equation (22).
Figure 0006861867
Here, P is the pole logarithm, I is the absolute value of the current vector, β is the phase of the current vector, Ld is the d-axis self-inductance, Lq is the q-axis self-inductance, and φ is the magnetic flux. Is.

角度検出装置の角度ずれがεである場合は、電流ベクトルの位相βが角度ずれεだけずれ、正しく制御したとしても回転電機25の出力トルクは、式(23)となり、式(22)の所望のトルクTtgtからずれる。

Figure 0006861867
When the angle deviation of the angle detection device is ε, the phase β of the current vector shifts by the angle deviation ε, and the output torque of the rotary electric machine 25 becomes the equation (23) even if it is controlled correctly, and the desired equation (22) It deviates from the torque Ttgt of.
Figure 0006861867

出力トルクの精度要求値がTthである場合、角度ずれεは少なくとも式(24)をみたせばよい。そして、式(18)において、角度ずれの最大値θmaxの代わりに、式(24)を満たす角度ずれεを用いれば、上限比率Kを設定することができる。

Figure 0006861867
When the accuracy requirement value of the output torque is Tth, the angle deviation ε may satisfy at least Eq. (24). Then, in the equation (18), the upper limit ratio K can be set by using the angle deviation ε satisfying the equation (24) instead of the maximum value θmax of the angle deviation.
Figure 0006861867

ただし、電圧飽和領域においては電流追従性が悪化するため、式(24)より小さい角度ずれが要求される。電圧指令演算部21の仕様に応じて、角度ずれεの要求値を決定すればよい。 However, since the current followability deteriorates in the voltage saturation region, an angle deviation smaller than that in the equation (24) is required. The required value of the angle deviation ε may be determined according to the specifications of the voltage command calculation unit 21.

回転電機25が、車両用の発電電動機である場合、図10のような構成となる。回転電機の回転軸4は、ベルト101を介して内燃機関100に接続される。回転電機25が電動機として機能するときは、内燃機関100を補助し、車輪の駆動力となる。回転電機25が発電機として機能するときは、内燃機関100の駆動力を用いて発電する。よって、駆動力又は発電量の精度に基づいて出力トルクの精度が決定され、それに従って角度ずれεの要求値は定まる。要求をみたす角度ずれにすることで、ユーザに不快な駆動力不足あるいは駆動力過多、バッテリ性能の悪化につながる発電不足を防止することができる。 When the rotary electric machine 25 is a generator motor for a vehicle, the configuration is as shown in FIG. The rotating shaft 4 of the rotary electric machine is connected to the internal combustion engine 100 via the belt 101. When the rotary electric machine 25 functions as an electric motor, it assists the internal combustion engine 100 and serves as a driving force for the wheels. When the rotary electric machine 25 functions as a generator, the driving force of the internal combustion engine 100 is used to generate electricity. Therefore, the accuracy of the output torque is determined based on the accuracy of the driving force or the amount of power generation, and the required value of the angle deviation ε is determined accordingly. By setting the angle deviation to meet the demand, it is possible to prevent the user from unpleasant lack of driving force or excessive driving force, and insufficient power generation leading to deterioration of battery performance.

実施の形態2.
実施の形態1では、板状部材8に導電性部材3の配置禁止領域7を設けることで、導電性部材3に生じる渦電流による磁界の影響で発生する角度ずれを抑制した。しかし、本実施の形態では、2つの磁気センサ2a、2bを用いることによって、配置禁止領域7を設けずに、角度ずれを抑制する。なお、上記の実施の形態1と同様の構成部分は説明を省略する。
Embodiment 2.
In the first embodiment, by providing the plate-shaped member 8 with the arrangement prohibition region 7 of the conductive member 3, the angular deviation generated by the influence of the magnetic field due to the eddy current generated in the conductive member 3 is suppressed. However, in the present embodiment, by using the two magnetic sensors 2a and 2b, the angular deviation is suppressed without providing the arrangement prohibition region 7. The description of the same components as in the first embodiment will be omitted.

図11は、本実施の形態の角度検出装置の全体構成を示す図である。実施の形態1と同様の磁石1が設けられている。磁石1の磁界方向に応じた信号を出力する第1磁気センサ2a及び第2磁気センサ2bが設けられている。第1磁気センサ2a及び第2磁気センサ2bは、磁石1と対向し、軸方向Zに互いに間隔を空けて配置されている。導電性部材3は、第1磁気センサ2aと第2磁気センサ2bとの間に配置されている。 FIG. 11 is a diagram showing an overall configuration of the angle detection device of the present embodiment. A magnet 1 similar to that of the first embodiment is provided. A first magnetic sensor 2a and a second magnetic sensor 2b that output a signal according to the magnetic field direction of the magnet 1 are provided. The first magnetic sensor 2a and the second magnetic sensor 2b face the magnet 1 and are arranged so as to be spaced apart from each other in the axial direction Z. The conductive member 3 is arranged between the first magnetic sensor 2a and the second magnetic sensor 2b.

第1磁気センサ2aは、センサ素子が配置されたXY平面に鎖交する磁石1の磁界を検出し、X方向の磁界の大きさを表す第1のセンサ余弦信号Vcos1とY方向の磁界の大きさを表す第1のセンサ正弦信号Vsin1とを出力する。第2磁気センサ2bは、センサ素子が配置されたXY平面に鎖交する磁石1の磁界を検出し、X方向の磁界の大きさを表す第2のセンサ余弦信号Vcos2とY方向の磁界の大きさを表す第2のセンサ正弦信号Vsin2とを出力する。第1及び第2磁気センサ2a、2bは、回転軸心C上に配置されている。 The first magnetic sensor 2a detects the magnetic field of the magnet 1 interlinking with the XY plane on which the sensor element is arranged, and represents the magnitude of the magnetic field in the X direction with the first sensor cosine signal Vcos1 and the magnitude of the magnetic field in the Y direction. The first sensor sine signal Vsin1 representing the value is output. The second magnetic sensor 2b detects the magnetic field of the magnet 1 interlinking with the XY plane in which the sensor element is arranged, and represents the magnitude of the magnetic field in the X direction and the second sensor cosine signal Vcos2 and the magnitude of the magnetic field in the Y direction. A second sensor sine signal Vsin2 representing the value is output. The first and second magnetic sensors 2a and 2b are arranged on the rotation axis C.

角度算出器6は、第1磁気センサ2aの出力信号に基づいて、磁石1の第1の角度θ1を算出すると共に、第2磁気センサ2bの出力信号に基づいて、磁石1の第2の角度θ2を算出する。 The angle calculator 6 calculates the first angle θ1 of the magnet 1 based on the output signal of the first magnetic sensor 2a, and also calculates the second angle θ1 of the magnet 1 based on the output signal of the second magnetic sensor 2b. Calculate θ2.

角度算出器6は、第1磁気センサ2aから出力された第1のセンサ余弦信号Vcos1及び第1のセンサ正弦信号Vsin1をA/D変換し、第1のセンサ余弦信号のA/D変換値Vcos_ad1、及び第1のセンサ正弦信号のA/D変換値Vsin_ad1に基づいて、例えば、式(25)を用い、第1の角度θ1を算出する。

Figure 0006861867
The angle calculator 6 A / D-converts the first sensor chord signal Vcos1 and the first sensor sinusoidal signal Vsin1 output from the first magnetic sensor 2a, and A / D conversion value Vcos_ad1 of the first sensor chord signal. And, based on the A / D conversion value Vsin_ad1 of the first sensor sine signal, for example, the first angle θ1 is calculated using the equation (25).
Figure 0006861867

また、角度算出器6は、第2磁気センサ2bから出力された第2のセンサ余弦信号Vcos2及び第2のセンサ正弦信号Vsin2をA/D変換し、第2のセンサ余弦信号のA/D変換値Vcos_ad2、及び第2のセンサ正弦信号のA/D変換値Vsin_ad2に基づいて、例えば、式(26)を用い、第2の角度θ2を算出する。

Figure 0006861867
Further, the angle calculator 6 A / D-converts the second sensor chord signal Vcos2 and the second sensor sinusoidal signal Vsin2 output from the second magnetic sensor 2b, and A / D-converts the second sensor chord signal. Based on the value Vcos_ad2 and the A / D conversion value Vsin_ad2 of the second sensor sine signal, for example, the second angle θ2 is calculated using the equation (26).
Figure 0006861867

そして、角度算出器6は、式(27)に示すように、第1の角度θ1と第2の角度θ2とを平均化して最終的な角度θを算出する。

Figure 0006861867
Then, as shown in the equation (27), the angle calculator 6 averages the first angle θ1 and the second angle θ2 to calculate the final angle θ.
Figure 0006861867

以下で、本実施の形態の効果について説明する。第1磁気センサ2aは、磁石1及び導電性部材3に対する配置が、実施の形態1の磁気センサ2と同様であるので、第1磁気センサ2aの第1のセンサ余弦信号Vcos1および第1のセンサ正弦信号Vsin1は、式(15)と同様の、式(28)で与えられる。よって、式(29)に示すように、算出される第1の角度θ1は、Be1_amp/Bm1_amp×ωだけ位相が進む。

Figure 0006861867
Figure 0006861867
The effects of this embodiment will be described below. Since the arrangement of the first magnetic sensor 2a with respect to the magnet 1 and the conductive member 3 is the same as that of the magnetic sensor 2 of the first embodiment, the first sensor cosine signal Vcos1 and the first sensor of the first magnetic sensor 2a The sine signal Vsin1 is given by the equation (28) similar to the equation (15). Therefore, as shown in the equation (29), the phase of the calculated first angle θ1 advances by Be1_amp / Bm1_amp × ω.
Figure 0006861867
Figure 0006861867

ここで、Bm1_ampは、磁石1によって第1磁気センサ2aに生じる第1の磁石磁束密度の大きさであり、Be1_ampは、導電性部材3の渦電流によって第1磁気センサ2aに生じる第1の渦電流磁束密度の大きさである。 Here, Bm1_amp is the magnitude of the first magnet magnetic flux density generated in the first magnetic sensor 2a by the magnet 1, and Be1_amp is the first vortex generated in the first magnetic sensor 2a by the eddy current of the conductive member 3. It is the magnitude of the current magnetic flux density.

一方、第2磁気センサ2bは、導電性部材3を挟んで、第1磁気センサ2aとは反対側に配置されている。よって、第2磁気センサ2bに鎖交する、渦電流による磁界の向きは、第1磁気センサ2aとは逆方向になる。よって、第2磁気センサ2bの第2のセンサ余弦信号Vcos2および第2のセンサ正弦信号Vsin2は、式(30)に示すように、式(28)とは逆方向に位相がずれる。すなわち、式(31)に示すように、算出される第2の角度θ2は、Be2_amp/Bm2_amp×ωだけ位相が遅れる。

Figure 0006861867
Figure 0006861867
On the other hand, the second magnetic sensor 2b is arranged on the side opposite to the first magnetic sensor 2a with the conductive member 3 interposed therebetween. Therefore, the direction of the magnetic field due to the eddy current interlinking with the second magnetic sensor 2b is opposite to that of the first magnetic sensor 2a. Therefore, the second sensor cosine signal Vcos2 and the second sensor sine signal Vsin2 of the second magnetic sensor 2b are out of phase with each other in the direction opposite to that of the equation (28), as shown in the equation (30). That is, as shown in the equation (31), the calculated second angle θ2 is delayed in phase by Be2_amp / Bm2_amp × ω.
Figure 0006861867
Figure 0006861867

ここで、Bm2_ampは、磁石1によって第2磁気センサ2bに生じる第2の磁石磁束密度の大きさであり、Be2_ampは、導電性部材3の渦電流によって第2磁気センサ2bに生じる第2の渦電流磁束密度の大きさである。 Here, Bm2_amp is the magnitude of the second magnet magnetic flux density generated in the second magnetic sensor 2b by the magnet 1, and Be2_amp is the second vortex generated in the second magnetic sensor 2b by the eddy current of the conductive member 3. It is the magnitude of the current magnetic flux density.

第1磁気センサ2aと第2磁気センサ2bとは、導電性部材3を挟んで両側に配置されるため、磁石1と第1磁気センサ2aの距離、磁石1と第2磁気センサ2bの距離の差は、大きくない。よって、第1の磁石磁束密度の大きさBm1_ampと第2の磁石磁束密度の大きさBm2_ampは、式(32)に示すように、同等であるとみなせる。

Figure 0006861867
Since the first magnetic sensor 2a and the second magnetic sensor 2b are arranged on both sides of the conductive member 3, the distance between the magnet 1 and the first magnetic sensor 2a and the distance between the magnet 1 and the second magnetic sensor 2b The difference is not large. Therefore, the magnitude Bm1_amp of the first magnet magnetic flux density and the magnitude Bm2_amp of the second magnet magnetic flux density can be regarded as equivalent as shown in the equation (32).
Figure 0006861867

また、導電性部材3と第1磁気センサ2aの距離、導電性部材3と第2磁気センサ2bの距離の差は、大きくない。よって、第1の渦電流磁束密度の大きさBe1_ampと第2の渦電流磁束密度の大きさBe2_ampは、式(33)に示すように、同等であるとみなせる。

Figure 0006861867
Further, the difference between the distance between the conductive member 3 and the first magnetic sensor 2a and the distance between the conductive member 3 and the second magnetic sensor 2b is not large. Therefore, the magnitude Be1_amp of the first eddy current magnetic flux density and the magnitude Be2_amp of the second eddy current magnetic flux density can be regarded as equivalent as shown in the equation (33).
Figure 0006861867

したがって、式(27)のように、第1角度θ1と第2角度θ2との平均値θを算出することにより、式(29)の第1角度θ1の位相進みと、式(31)の第2角度θ2の位相遅れとが、互いに打ち消し合わされ、角度ずれが低減された角度θを算出することができる。 Therefore, by calculating the average value θ of the first angle θ1 and the second angle θ2 as in the equation (27), the phase advance of the first angle θ1 in the equation (29) and the first of the equation (31). The phase lags of the two angles θ2 cancel each other out, and the angle θ in which the angle deviation is reduced can be calculated.

特に、第1磁気センサ2a及び第2磁気センサ2bを、導電性部材3に対して対称に配置することにより、第1の渦電流磁束密度の大きさBe1_ampと第2の渦電流磁束密度の大きさBe2_ampとを近づけ、打ち合いの精度を向上させることができる。 In particular, by arranging the first magnetic sensor 2a and the second magnetic sensor 2b symmetrically with respect to the conductive member 3, the first eddy current magnetic flux density is large Be1_amp and the second eddy current magnetic flux density is large. It is possible to improve the accuracy of the meeting by bringing it closer to Be2_amp.

なお、式(25)から式(27)の代わりに、角度算出器6は、式(34)を用いて、第1磁気センサ2aの角度情報及び第2磁気センサ2bの角度情報の平均化を行って、最終的な角度θを算出してもよい。

Figure 0006861867
Instead of equations (25) to (27), the angle calculator 6 uses equation (34) to average the angle information of the first magnetic sensor 2a and the angle information of the second magnetic sensor 2b. This may be done to calculate the final angle θ.
Figure 0006861867

導電性部材3は、板状部材に設けられてもよい。また、導電性部材3は、第1磁気センサ2a及び第2磁気センサ2bが実装された基板に設けられてもよい。板状部材又は基板は、回転軸心Cに直交する平板状に形成される。 The conductive member 3 may be provided on the plate-shaped member. Further, the conductive member 3 may be provided on a substrate on which the first magnetic sensor 2a and the second magnetic sensor 2b are mounted. The plate-shaped member or substrate is formed in a flat plate shape orthogonal to the rotation axis C.

また、本実施形態に係る角度検出装置は、実施の形態1と同様に、回転電機の制御装置に備えらえてもよい。渦電流による角度ずれが低減されるので、同様に、回転電機の出力トルクの精度向上が可能である。また、実施の形態1と同様に、回転電機は、車両用の発電電動機であってもよい。ユーザに不快な駆動力不足又は駆動力過多、バッテリ性能の悪化につながる発電不足を防止することができる。 Further, the angle detection device according to the present embodiment may be provided in the control device of the rotary electric machine as in the first embodiment. Since the angular deviation due to the eddy current is reduced, it is possible to improve the accuracy of the output torque of the rotary electric machine as well. Further, as in the first embodiment, the rotary electric machine may be a generator motor for a vehicle. It is possible to prevent insufficient driving force or excessive driving force that is unpleasant to the user, and insufficient power generation that leads to deterioration of battery performance.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations. Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

1 磁石、2 磁気センサ、2a 第1磁気センサ、2b 第2磁気センサ、3 導電性部材、4 回転体、7 配置禁止領域、8 板状部材、20 回転電機の制御装置、Be_amp 渦電流磁束密度の大きさ、Bm_amp 磁石磁束密度の大きさ、C 回転軸心、K 上限比率 1 magnet, 2 magnetic sensor, 2a 1st magnetic sensor, 2b 2nd magnetic sensor, 3 conductive member, 4 rotating body, 7 placement prohibited area, 8 plate-shaped member, 20 rotating electric machine control device, Be_amp eddy current magnetic flux density Size, Bm_amp Magnet magnetic flux density size, C rotation axis, K upper limit ratio

Claims (14)

回転体に取り付けられる磁石と、
前記磁石と対向して配置され、前記磁石の磁界方向に応じた信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサに対向して配置された、導電性部材を有する板状部材と、を備え、
前記磁石によって前記磁気センサに生じる磁束密度である磁石磁束密度の大きさに対する、前記導電性部材の渦電流によって前記磁気センサに生じる磁束密度である渦電流磁束密度の大きさの比率が、予め設定された上限比率以下になるように、前記板状部材に、前記導電性部材が配置されていない配置禁止領域が設けられている角度検出装置。
Magnets attached to the rotating body and
A magnetic sensor that is arranged to face the magnet and outputs a signal according to the magnetic field direction of the magnet.
A plate-shaped member having a conductive member, which is arranged so as to face the magnetic sensor, is provided.
The ratio of the magnitude of the eddy current magnetic flux density, which is the magnetic flux density generated in the magnetic sensor by the eddy current of the conductive member, to the magnitude of the magnet magnetic flux density, which is the magnetic flux density generated in the magnetic sensor by the magnet, is preset. An angle detection device in which the plate-shaped member is provided with an arrangement prohibited area in which the conductive member is not arranged so as to be equal to or less than the specified upper limit ratio.
前記磁気センサは、前記磁石と前記板状部材との間に配置されている請求項1に記載の角度検出装置。 The angle detection device according to claim 1, wherein the magnetic sensor is arranged between the magnet and the plate-shaped member. 前記上限比率は、許容される角度ずれの最大値によって設定されている請求項1又は2に記載の角度検出装置。 The angle detection device according to claim 1 or 2, wherein the upper limit ratio is set by the maximum value of the allowable angle deviation. 前記配置禁止領域は、前記磁石の中心と前記磁気センサの中心とを通る中心直線を中心とする円環板状の領域又は円板状の領域である請求項1から3のいずれか一項に記載の角度検出装置。 The arrangement prohibited region is any one of claims 1 to 3, which is a ring plate-shaped region or a disc-shaped region centered on a central straight line passing through the center of the magnet and the center of the magnetic sensor. The angle detector described. 前記配置禁止領域は、前記磁石の中心と前記磁気センサの中心とを通る中心直線を中心とし、前記磁石の最大外径を直径とする円の外側であって、前記磁石の前記最大外径の1倍よりも大きく2倍以下を直径とする円の内側の円環板状の領域である請求項1から3のいずれか一項に記載の角度検出装置。 The arrangement prohibited region is outside a circle having a central straight line passing through the center of the magnet and the center of the magnetic sensor and having the maximum outer diameter of the magnet as the diameter, and is the outer diameter of the maximum outer diameter of the magnet. The angle detection device according to any one of claims 1 to 3, which is an annular plate-shaped region inside a circle having a diameter of more than 1 times and 2 times or less. 前記配置禁止領域は、前記板状部材の各部に鎖交する前記磁石の磁束における、前記磁石の中心と前記磁気センサの中心とを通る中心直線に平行な成分が、各部の前記中心直線に平行な成分の最大値の1/5倍以上になる領域である請求項1から3のいずれか一項に記載の角度検出装置。 In the arrangement prohibited region, a component of the magnetic flux of the magnet interlinking with each part of the plate-shaped member, which is parallel to the central straight line passing through the center of the magnet and the center of the magnetic sensor, is parallel to the central straight line of each part. The angle detection device according to any one of claims 1 to 3, which is a region in which the value is 1/5 or more of the maximum value of the above-mentioned components. 前記板状部材は、前記磁気センサが実装される基板である請求項1から6のいずれか一項に記載の角度検出装置。 The angle detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the plate-shaped member is a substrate on which the magnetic sensor is mounted. 前記基板は、n層の基板(nは自然数)であり、
前記配置禁止領域は、少なくとも1層に設けられている請求項7に記載の角度検出装置。
The substrate is an n-layer substrate (n is a natural number).
The angle detection device according to claim 7, wherein the arrangement prohibited area is provided in at least one layer.
前記基板における前記配置禁止領域以外の部分に、回路パターンが形成されている請求項7又は8に記載の角度検出装置。 The angle detection device according to claim 7 or 8, wherein a circuit pattern is formed in a portion of the substrate other than the arrangement prohibited area. 回転体に取り付けられる磁石と、
前記磁石と対向し、前記回転体の軸方向に間隔を空けて配置され、前記磁石の磁界方向に応じた信号を出力する第1磁気センサ及び第2磁気センサと、
前記第1磁気センサと前記第2磁気センサとの間に配置された導電性部材と、
前記第1磁気センサの出力信号に応じた角度情報と前記第2磁気センサの出力信号に応じた角度情報とを平均化して最終的な角度情報を算出する角度算出器と、を備えた角度検出装置。
Magnets attached to the rotating body and
A first magnetic sensor and a second magnetic sensor that face the magnet, are arranged at intervals in the axial direction of the rotating body, and output a signal corresponding to the magnetic field direction of the magnet.
A conductive member arranged between the first magnetic sensor and the second magnetic sensor,
Angle detection including an angle calculator for averaging the angle information corresponding to the output signal of the first magnetic sensor and the angle information corresponding to the output signal of the second magnetic sensor to calculate the final angle information. apparatus.
前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサは、前記導電性部材に対して対称に配置される請求項10に記載の角度検出装置。 The angle detection device according to claim 10, wherein the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged symmetrically with respect to the conductive member. 前記導電性部材は、前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサが実装された基板に設けられている請求項10又は11に記載の角度検出装置。 The angle detection device according to claim 10 or 11, wherein the conductive member is provided on a substrate on which the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are mounted. 請求項1から12のいずれか一項に記載された前記角度検出装置を備え、前記角度検出装置により検出された回転電機のロータ角度に基づいて、前記回転電機を制御する回転電機の制御装置。 A control device for a rotary electric machine that includes the angle detection device according to any one of claims 1 to 12 and controls the rotary electric machine based on the rotor angle of the rotary electric machine detected by the angle detection device. 前記回転電機は、車両用の発電電動機である請求項13に記載の回転電機の制御装置。 The control device for a rotary electric machine according to claim 13, wherein the rotary electric machine is a generator motor for a vehicle.
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