KR100524216B1 - Measuring device for contactless detection of a rotational angle - Google Patents
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Abstract
회전각도의 무접촉 검출을 위한 측정장치는 로터 역할을 하는 약 자성재료로 구성된 하나의 캐리어판(14)으로 구성된다. 캐리어판(14)에 대한 한 면에 하나의 갭(21) 및 스페이서 갭(22)으로 분리된 두 개의 단편(16, 17)이 배열된다. 캐리어판(14)은 그 연장부(12) 내지는 축(11) 자체가 자성전도재료로 이루어진 축(11)에 고정된다. 연장부(12)는 고정자 단편(16)중의 하나로 돌출한다. 축(11), 특히 그의 연장부(12), 캐리어판(14), 단편(16, 17)은 캐리어판(14)에 설치된 영구자석(15)의 자속을 제어한다. 자속에 축(11)이 포함됨으로써 측정장치는 비교적 간단하며 조립시 갭이 적게 소요되도록 구성된다.The measuring device for contactless detection of the rotation angle is composed of one carrier plate 14 made of a weak magnetic material serving as a rotor. On one side to the carrier plate 14 are arranged two pieces 16, 17 separated by one gap 21 and a spacer gap 22. The carrier plate 14 is fixed to the shaft 11 made of a magnetic conductive material whose extension portion 12 or the shaft 11 itself. Extension 12 protrudes into one of the stator pieces 16. The shaft 11, in particular its extension 12, the carrier plate 14, and the fragments 16, 17 control the magnetic flux of the permanent magnet 15 provided on the carrier plate 14. As the shaft 11 is included in the magnetic flux, the measuring device is relatively simple and is configured to take less gaps during assembly.
Description
본 발명은, 청구항 1의 전제부에 따른 회전각의 무접촉 검출을 위한 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a measuring device for contactless detection of a rotation angle according to the preamble of claim 1.
DE-OS 196 34 381.3호에 3개의 평면이 상하로 배치된 센서가 공지되어 있다. 로터는 중앙 면을 구성하며 영구자석용의 캐리어판으로 이루어진다. 캐리어판 자체는 비자성 전도재료로 구성되므로 자속은 두 개의 다른 평면을 통해, 즉 고정자를 통해 흐르며, 고정자의 양 평면 사이에 배열된 두 개의 스페이서에 의해 제어된다. 로터에 고정된 샤프트 또는 샤프트의 연장부는 자속에 아무런 영향을 미치지 않는다. 이 센서를 사용하여 비교적 큰 각도 범위를 부호 변경 없이 측정할 수 있으나 이 각도 범위는 축 방향에서 볼 때 3개의 평행한 면으로 구성되기 때문에 비교적 크다. In DE-OS 196 34 381.3 a sensor with three planes arranged vertically is known. The rotor constitutes a central face and consists of a carrier plate for permanent magnets. Since the carrier plate itself consists of a nonmagnetic conductive material, the magnetic flux flows through two different planes, ie through the stator, and is controlled by two spacers arranged between the two planes of the stator. The shaft or extension of the shaft fixed to the rotor has no influence on the magnetic flux. The sensor can be used to measure a relatively large angular range without changing the sign, but this angular range is relatively large because it consists of three parallel faces when viewed in the axial direction.
본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.도 1 내지 도 4는 제 1 실시예의 다양한 도면 또는 단면도를 도시한다. Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1 to 4 show various views or cross-sectional views of the first embodiment.
도 1은 도 3의 X 방향 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view in FIG.
도 2는 도 4의 B-B 단면도.2 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 4.
도 3은 도 1의 Y-방향 평면도.3 is a Y-direction plan view of FIG.
도 4는 도 3의 A-A 방향 종단면도.4 is a longitudinal cross-sectional view of the A-A direction of FIG.
도 5 및 도 6은 회전각도 0。, 내지는 유도 B=0에서 자속을 도시한 도면.5 and 6 the rotational angle 0, a view showing the magnetic flux in the induction naejineun B = 0.
도 7 및 도 8은 최대 회전각도 내지는 유도 B=max에서 자속을 도시한 도면.7 and 8 show magnetic flux at maximum rotational angle or induction B = max.
도 9 는 회전각도 α에 따른 유도 B 진행도.9 is an induction B progression according to the rotation angle α.
도 10 및 도 11은 센서가 스로틀 밸브 조정기 또는 페달값 검출기 내에 배치된 또 다른 실시예의 종단면도.10 and 11 are longitudinal cross-sectional views of yet another embodiment where the sensor is disposed within a throttle valve adjuster or pedal value detector.
도 12 및 도 14는 본발명의 다른 실시예를 나타낸 평면도.12 and 14 are plan views showing another embodiment of the present invention.
도 13 및 도 15는 본발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도.13 and 15 are longitudinal sectional views showing another embodiment of the present invention.
도 16 내지 도 24는 본 발명의 여러 변형예를 도시한 도면.16 to 24 show various modifications of the invention.
이에 반해 본 발명에 따른 청구항 1의 특성을 가진 회전각의 무접촉 검출을 위한 측정장치는 센서가 축 방향으로 비교적 작다는 장점이 있다. 센서는 단지 두 면에 조립되어 있다. 로터인 영구자석의 캐리어판은 동시에 자속흐름을 조정하는 역할을 한다. 또한 로터가 지지된 샤프트 내지 축은 자속의 방향조정부안에 포함되며 따라서 추가의 자속 도체가 필요치 않다. 또한 이러한 구성에 의해 부품수가 감소되며 그에 따른 조립비용이 감소된다. In contrast, the measuring device for contactless detection of the rotation angle having the characteristics of claim 1 according to the present invention has the advantage that the sensor is relatively small in the axial direction. The sensor is only assembled on two sides. The carrier plate of the permanent magnet, which is a rotor, simultaneously adjusts the flux flow. The shaft or shaft on which the rotor is supported is also contained in the direction of the magnetic flux and therefore no additional magnetic flux conductor is required. In addition, the configuration reduces the number of parts, thereby reducing the assembly cost.
상기 센서는 구조가 간단하므로 다양한 시스템, 예를 들어 스로틀 측정장치, 가속페달값 검출기용 페달모듈에 상대적으로 적은 비용으로 내장될 수 있으며, 또는 스로틀 밸브 검출기 내에서 또는 차체 편향장치 내에서 독립센서로써 사용할 수 있다. Since the sensor is simple in structure, it can be built in a relatively low cost in various systems, for example, a throttle measuring device, a pedal module for an accelerator pedal value detector, or as an independent sensor in a throttle valve detector or in a body deflection device. Can be used.
종속 청구항에 제시된 조치를 통해 청구항 1에 설명한 측정장치의 또 다른 바람직한 실시예 및 개선이 가능하다. The measures set forth in the dependent claims enable further preferred embodiments and improvements of the measuring device described in claim 1.
도 1 내지 4에 센서를 도면부호 10으로 표시했으며, 이 센서의 회전운동은 도시되지 않은 부품과 연결된 축(11)에 의해 정해진다. 축(11)의 전면에 연장부(12)가 설치됨으로써 견부(13; shoulder)가 생성되며 로터 역할을 동시에 수행하는 캐리어판(14)이 상기 견부의 중심에 놓인다. 축(11), 연장부(12) 및 캐리어판(14)은 개별부품 및 단일 부품으로서 제조할 수 있다. 캐리어판(14)위에는 중심점으로부터, 즉 축(11)의 장착지점으로부터 방사선 방향으로 가능한 한 멀리 링 형상의 영구자석(15)이 설치된다. 이때 이 거리가 클수록 측정신호의 분해능이 더 좋아진다. 영구자석(15)은 원형단면(원형부품) 또는 원형링 부품으로 설계될 수 있다. 각도 범위는 최소한, 감시 또는 측정될 대상부품의 검출될 최대각도만큼은 커야 한다. 도 2 내지 도 3에서와 같이 이 실시예의 경우 영구자석(15)의 각도 범위는 180。이므로, 측정될 회전각도 180。에 이를 수 있다. 영구자석(15)은 축 방향, 즉 캐리어판(12)에 대해 수직으로 분극된다. 캐리어판(14)은 자성체 특히 연자성체로 이루어진다. 본 발명에 따라 축(11)과 연장부(12) 또는 최소한 연장부(12) 역시 자성체, 특히 연자성체로 구성된다.1 to 4, the sensor is indicated by reference numeral 10, the rotational movement of which is determined by an axis 11 connected with a component not shown. The extension part 12 is installed in front of the shaft 11, and a shoulder 13 is produced, and the carrier plate 14 which simultaneously serves as a rotor is placed at the center of the shoulder part. The shaft 11, extension 12 and carrier plate 14 can be manufactured as individual parts and as a single part. On the carrier plate 14, a ring-shaped permanent magnet 15 is provided as far as possible from the center point, that is, as far as possible from the mounting point of the shaft 11 in the radiation direction. The larger this distance is, the better the resolution of the measurement signal is. The permanent magnet 15 may be designed as a circular cross section (circular component) or a circular ring component. The angular range shall be at least as large as the maximum angle to be detected of the component to be monitored or measured. Also because the case of the embodiment the angle range of the permanent magnet 15 is 180. As in the 2 to 3, it can be measured in the rotation angle of 180. The permanent magnet 15 is polarized in the axial direction, ie perpendicular to the carrier plate 12. The carrier plate 14 is made of magnetic material, in particular soft magnetic material. According to the invention the shaft 11 and the extension 12 or at least the extension 12 also consist of a magnetic body, in particular a soft magnetic body.
영구자석(15)위의 제 2면에는 캐리어판(14)에 평행으로 근소한 거리를 두고, 2개의 단편(16, 17)으로 구성된 고정자가 설치된다. On the second surface on the permanent magnet 15, a stator composed of two pieces 16 and 17 is provided at a small distance in parallel to the carrier plate 14.
이때 단편(16)은 아치(19)로 연장부(12)를 에워싼다. 이 실시예에서는 아치(19)가 원형아치로 구성된다. 하지만 다른 형상을 고려할 수도 있다. 그러나 연장부(12)와 단편(16) 사이에 자기전도성 연결이 가능해야 한다. 축(11)과 아치(19)사이의 갭(20)은 따라서 가능한 한 작아야 한다. 두 개의 단편(16, 17) 사이에 관통갭이 형성되며 도 1 내지 도 4의 실시예의 경우 이 갭에 두 개의 동일형상의 외부 단면(21)과 아치(19) 영역에 있는 중앙의 스페이서 갭(22)이 있다. 스페이서 갭(22)에 있어서, 단편(16 및 17)사이에, 즉 이 실시예의 경우, 아치(19) 영역에 영구자석(15)에 의해 생성되는 자장의 자속이 가능한 한 없어야 하는 것이 중요하다. 스페이서 갭(22)은 따라서 공기 또는 기타 비자성체로 채워져야 한다. 스페이서 갭(22)이 공기로 채워지는 경우 상기 언급한 효과를 얻기 위해서는 갭(21)보다 더 커야한다. 공기 대신 기타의 다른 비자성체를 선택할 수도 있다. 갭(21)의 대략 중간 영역에 자장에 민감한 소자(25), 예를 들어 자장플레이트, 자성트랜지스터, 코일, 자기저항소자 또는 홀 소자가 설치된다. 이때 자장에 민감한 부품의 출력신호는 자기유도(B)에 가능한 한 선형 관계를 가지는 것이 중요하다. 도 1 내지 4에 유일한 자장에 민감한 소자(25), 홀 소자를 사용한 측정을 나타냈다. 이 경우 소자(25)는 가능한 한 갭(21)의 중앙에 배치한다. 그에 반해 예를 들어 여분의 측정(확인 측정)을 위해 두 갭(21)에 예를 들어 각각 하나의 소자(25)를 배치할 수도 있다. 또한 한 갭에 두 개의 소자를 배치하는 것을 고려할 수도 있으며, 도 3에서 알 수 있듯이 하나의 갭(21)에만 자장에 민감한 소자(25)를 배치하면, 맞은 편 갭(21)도 스페이서 갭(22)의 크기를 가질 수 있으므로, 스페이서 갭(22)을 가지며 자기 비전도 기능을 할 수 있다. 도 3에 나타냈듯이 측정갭 역할을 하는 갭(21)을 대칭이 아닌 비대칭으로 또는 각을 주어 배치할 수도 있다. 이때 중요한 것은 갭(21)을 스페이서 갭(22)에 비해 비교적 작게 구성하여 자장에 민감한 소자(25)를 통해 자력선이 가능한 한 방해받지 않고 흐를 수 있도록 하는 것이다. The fragment 16 then encloses the extension 12 with an arch 19. In this embodiment, the arch 19 is composed of circular arches. However, other shapes may be considered. However, a magnetic conductive connection between extension 12 and fragment 16 should be possible. The gap 20 between the axis 11 and the arch 19 should therefore be as small as possible. A through gap is formed between the two pieces 16, 17 and in the case of the embodiment of FIGS. 1 to 4 there are two identically shaped outer cross sections 21 and a central spacer gap in the region of the arch 19. 22) There is. In the spacer gap 22, it is important that the magnetic flux of the magnetic field generated by the permanent magnet 15 in the region of the arch 19 between the fragments 16 and 17, ie in this embodiment, should be as far as possible. The spacer gap 22 should therefore be filled with air or other nonmagnetic material. If the spacer gap 22 is filled with air, it must be larger than the gap 21 to achieve the above-mentioned effect. Other nonmagnetic materials may be selected instead of air. An element 25 sensitive to a magnetic field, for example, a magnetic field plate, a magnetic transistor, a coil, a magnetoresistive element or a hall element is provided in an approximately middle region of the gap 21. At this time, it is important that the output signal of the component sensitive to the magnetic field has a linear relationship to the magnetic induction (B) as much as possible. The measurement using the element 25 and the hall element which are sensitive to the unique magnetic field is shown in FIGS. In this case, the element 25 is placed in the center of the gap 21 as much as possible. On the other hand, for example, one element 25 may be arranged in each of the two gaps 21 for extra measurement (confirmation measurement). In addition, it may be considered to arrange two elements in one gap, and as shown in FIG. 3, when the element 25 sensitive to the magnetic field is disposed in only one gap 21, the opposite gap 21 may also have a spacer gap 22. Can have a spacer gap 22 and can function as a magnetic nonconductor. As shown in FIG. 3, the gap 21 serving as the measurement gap may be arranged asymmetrically or at an angle rather than symmetrically. At this time, it is important to configure the gap 21 relatively smaller than the spacer gap 22 so that the magnetic force lines can flow through the element 25 sensitive to the magnetic field as unobstructed as possible.
도 9에 축(11)의 회전각도(α)에 대한 소자(25), 예를 들어 홀 소자의 자기 유도(B)의 특성곡선을 나타냈다. 회전각도 α가 0。일 때 자기유도(B)는 마찬가지로 0이며 회전각도(α)가 최대회전각도일 때 유도는 최대 유도치에 도달한다. 본 실시예에서 180。의 최대회전각에 도달한다. 회전각도 0。에서 센서(10)의 설정을 도 5와 도 6에 나타냈다. 영구자석(15)의 자속은 고정자에 대한 로터의 가동성에 이용되는 작은 갭을 거쳐 단편(16)으로 안내되며, 그곳으로부터 작은 베어링 갭을 거쳐 연장부(12)로, 또한 캐리어판(14)을 거쳐 다시 영구자석(15)으로 안내된다. 특히 도 6에서 알 수 있듯이 자속은 회전각도 0。에서 소자(25)를 통해 진행되지 않도록 제어되므로, 소자(25)에 아무런 자기유도(B)가 나타나지 않는다. 축(11) 및 캐리어판(14)이 영구자석(15)과 함께 회전하면, 소자(25)를 통과하여 진행하는 자속이 증가되며, 도 9에 나타낸 선형의 측정곡선을 얻을 수 있다. 최대 회전각 α에서의 설정상태를 도 7 내지 8에 나타냈다. 도 7은 도 8의 A 방향 전면도이다. 최대 회전각(α)의 위치에서 영구자석(15)의 총 자속은 작은 갭을 통해 단편(17)으로 진행된다. 그곳으로부터 자속은 하나의 갭(21)을 통해 단편(16)으로 흐르며, 맞은편 면에서는 다른 하나의 갭(21)을 거쳐 베어링 갭을 통해 다시 연장부(12)로 흐르며, 그곳으로부터 캐리어판(14)을 거쳐 영구자석(15)으로 흐른다. 특히 도 8에 도시되는 바와 같이 갭(21)을 통과할 때 거의 모든 자속이 소자(25)를 통해 안내되며, 그로 인해 소자(25)에서 최대 가능한 자기유도(B)가 야기된다는 것을 알 수 있다. 또한 도 8에서 스페이서 갭(22)에 의해 자력선이 거의 완전하게 갭(21)을 거쳐 진행하며 소자(25)를 통해 발생하는 것을 알 수 있다. 스페이서 갭(22)을 거치는 자속은 가능한 한 발생하지 않아야 한다.9 shows a characteristic curve of the magnetic induction B of the element 25, for example, the Hall element, with respect to the rotation angle α of the axis 11. When the rotational angle α is 0. The magnetic induction (B) is likewise zero and the angle of rotation (α) is derived at the maximum angle of rotation reaches a maximum value derived. It reaches the maximum rotation angle of 180 ° in this embodiment. At the rotational angle 0 shown the setting of sensor 10 in FIG. 5 and FIG. The magnetic flux of the permanent magnet 15 is guided to the piece 16 via a small gap used for the rotor's movability to the stator, from there through the small bearing gap to the extension 12 and also to the carrier plate 14. After being guided back to the permanent magnet (15). In particular, as can be seen in Figure 6, the magnetic flux is controlled so as not going through the device 25 from the rotation angle 0, the device 25 does not have any magnetic induction (B). When the shaft 11 and the carrier plate 14 rotate together with the permanent magnet 15, the magnetic flux traveling through the element 25 increases, and a linear measurement curve shown in FIG. 9 can be obtained. 7 to 8 show the set state at the maximum rotation angle α. FIG. 7 is a front view of the A direction of FIG. 8. The total magnetic flux of the permanent magnet 15 at the position of the maximum rotation angle α proceeds to the fragment 17 through a small gap. From there the magnetic flux flows through the one gap 21 to the fragment 16 and on the opposite side through the other gap 21 through the bearing gap back to the extension 12, from which the carrier plate ( 14) flows to the permanent magnet (15). In particular, as shown in FIG. 8, it can be seen that almost all magnetic flux is guided through the element 25 when passing through the gap 21, thereby causing the maximum possible magnetic induction B in the element 25. . In addition, in FIG. 8, it can be seen that the magnetic force lines are almost completely traveled through the gap 21 by the spacer gap 22 and are generated through the element 25. The magnetic flux through the spacer gap 22 should not occur as much as possible.
도 10의 실시예에서는, 상기 센서를 스로틀 밸브 조정유니트(30)에 설치한다. 이 유니트(30)를 사용하여 모터 제어를 위한 스로틀 밸브 회전각도를 감지한다. 이때 고정자의 단편(16, 17)은 스로틀 밸브 조정유니트(30)의 커버(31)에 직접 설치된다. 커버(31)가 합성수지이므로 단편(16, 17)을 커버(31)와 함께 사출성형할 수 있다. 또한 두 개의 고정자 단편(16, 17)을 커버(31)에 클립핑할 수도 있다. 이때 당연히 영구자석(15)의 자속이 단편(16 및 17)으로 흐를 수 있도록 갭(33)이 존재해야 한다. 도 10에 나타나지 않은 이 갭(33)에 하나 또는 두 개의 소자(25)가 있다. 이때 축(11)은 스로틀 밸브 샤프트(32)에 직접 고정되거나 이 샤프트(32)의 연장부이다. 영구자석(15)이 있는 로터 역할을 하는 캐리어판(14)은 스로틀 밸브의 샤프트(32)에 직접 고정된다. 큰 변화없이도 도 1 내지 도 4, 또는 도 12 내지 도 15에 따라 센서를 스로틀 밸브 조정유니트(30)에 조립할 수 있다. 이때 간단한 방법으로 예를 들어 지금까지 사용한 포텐셔미터를 교체할 수 있다. 도 11은 페달값 검출기이다. 도 11에서는 고정자 단편(16, 17)이 유니트(30a)의 바닥(40)에 설치된다. 이때도 역시 단편(16, 17)을 바닥(40)에 사출성형 내지는 클립핑할 수 있다. 이렇게 하여 샤프트(32)의 연장부는 고정자를 통해 돌출하며, 로터로써의 역할을 하는 캐리어판(14)은 축(32)의 종단에 고정된다. 도 10과 11에 상응하여 센서는 도 1내지 4 또는 12 내지 15의 실시예에 따라 스로틀 밸브 조정유니트(30) 내지는 페달값 검출기의 구성 조건에 맞게 조정될 수 있다. In the embodiment of FIG. 10, the sensor is provided in the throttle valve adjustment unit 30. This unit 30 is used to detect the angle of rotation of the throttle valve for motor control. At this time, the fragments 16 and 17 of the stator are directly installed in the cover 31 of the throttle valve adjustment unit 30. Since the cover 31 is a synthetic resin, the fragments 16 and 17 may be injection molded together with the cover 31. It is also possible to clip the two stator pieces 16, 17 to the cover 31. Of course, the gap 33 must exist so that the magnetic flux of the permanent magnet 15 can flow to the fragment (16 and 17). There is one or two elements 25 in this gap 33 not shown in FIG. 10. The shaft 11 is then fixed directly to the throttle valve shaft 32 or is an extension of the shaft 32. The carrier plate 14 serving as a rotor with permanent magnets 15 is fixed directly to the shaft 32 of the throttle valve. The sensor can be assembled to the throttle valve adjustment unit 30 according to FIGS. 1 to 4 or 12 to 15 without major changes. In this case, for example, the potentiometer used so far can be replaced. 11 is a pedal value detector. In FIG. 11, stator pieces 16, 17 are installed in the bottom 40 of the unit 30a. Again, the fragments 16, 17 can also be injection molded or clipped to the bottom 40. In this way, the extension of the shaft 32 protrudes through the stator, and the carrier plate 14 serving as a rotor is fixed to the end of the shaft 32. Corresponding to FIGS. 10 and 11, the sensor can be adjusted to the configuration conditions of the throttle valve adjustment unit 30 or the pedal value detector according to the embodiment of FIGS. 1 to 4 or 12 to 15.
도 12 및 13에 따른 실시예의 경우 센서 캐리어판은 완전한 판이 아니다. 캐리어판(14a)이 영구자석(15)의 크기에 상응하는 각도 영역을 갖는 단편이면 충분하다. 도 12는 도 1 내지 도 4에 관련된, 180。각도영역의 영구자석을 도시한다. 이로써 캐리어판(14a)은 약 180。각도영역을 갖는다. 단편으로서 구성되는 이 캐리어판(14a)의 외부형상은 임으로 구성할 수 있다. 예를 들어 도 14와 도 15에서는 캐리어판은 톱니 단편으로서 형성된다. 특히 도 15에서 알 수 있듯이 톱니단편(45)은 캐리어판(14b)에 사출성형되며 이때 톱니단편(45)은 영구자석(15)을 함께 에워싼다. 비자기전도성재료로 제조되는 톱니 단편을 사용하여 캐리어판에 동시에 구동력이 도입될 수 있다. 따라서 구동장치 내의 통합 및 따라서 매우 컴팩트 구조가 가능하다.In the case of the embodiment according to FIGS. 12 and 13 the sensor carrier plate is not a complete plate. It is sufficient that the carrier plate 14a has a piece having an angular area corresponding to the size of the permanent magnet 15. Figure 12 shows the permanent magnet of the associated, 180. angle region in Figs. 1 to 4. Thus the carrier plate (14a) has an approximately 180 angle region. The outer shape of this carrier plate 14a comprised as a fragment can be comprised arbitrarily. For example, in Figs. 14 and 15, the carrier plate is formed as a sawtooth fragment. In particular, as can be seen in Figure 15, the tooth piece 45 is injection molded to the carrier plate (14b), the tooth piece 45 surrounds the permanent magnet (15) together. The drive force can be introduced simultaneously to the carrier plate using a tooth piece made of a nonmagnetic conductive material. Thus integration in the drive and thus a very compact structure is possible.
도 16 내지 도 19의 실시예에 있어서, 도 18에서 알 수 있듯이 갭(22)에서 두 갭(21)으로의 전환지점에 하나의 리세스(50)가 구성된다. 이때 리세스(50)는 갭(22)의 연장부이며, 이 연장부는 고정자 단편(16)으로 돌출한다. 리세스(50)는 도 18에 아치형으로 나타냈다. 하지만 다른 형태도 고려해 볼 수 있다. In the embodiment of FIGS. 16-19, as shown in FIG. 18, one recess 50 is configured at the transition point from the gap 22 to the two gaps 21. The recess 50 is then an extension of the gap 22, which protrudes into the stator piece 16. The recess 50 is shown arcuate in FIG. 18. However, other forms can be considered.
이때 중요한 것은 리세스(50)가 단편(16)내로 최소한 15。 돌출하는 것이다. 아치형상의 형태에 있어서 리세스(50)의 측면모서리는 갭(22)의 연장부이며, 이것은 원형의 아치로 닫혀진다. 리세스(50)는 비교적 강하게 영구자석의 누설 자속을 저지한다. 따라서 갭(22)에서 두 갭(21)으로의 전환지점에 누설 자속이 감소되며, 그로 인해 출력신호의 선형도가 훨씬 개선된다. 리세스(50)로 인해, 스페이서 갭 역할을 하는 갭(22)을 이전의 실시예보다 작게 할 수 있으며, 따라서 센서의 크기가 감소된다. 자속을 최적으로 사용하기 위해, 두 갭(21) 영역에 상호 마주 놓이는 단편(16 및 17)의 면은 그 크기에 있어 거의 동일해야 한다. 리세스(50)는 이 경우 또는 이전의 실시예의 갭(22)과 같이 공기, 또는 상응하는 재료조성을 갖는 자기비전도성 스페이서로 채워져야 한다.The important thing is that the minimum protrusion 15 into the fragments 16, the recess 50. In the arcuate form, the side edges of the recess 50 are extensions of the gap 22, which are closed by a circular arch. The recess 50 restrains the leakage magnetic flux of the permanent magnet relatively strongly. Therefore, the leakage magnetic flux is reduced at the transition point from the gap 22 to the two gaps 21, thereby improving the linearity of the output signal even more. Due to the recess 50, the gap 22 serving as the spacer gap can be made smaller than in the previous embodiment, thus reducing the size of the sensor. In order to optimally use the magnetic flux, the faces of the fragments 16 and 17 which face each other in the region of the two gaps 21 should be nearly identical in size. The recess 50 should be filled with air or a magnetically nonconductive spacer with a corresponding material composition, in this case or with the gap 22 of the previous embodiment.
갭(21)과 갭(22) 내지는 리세스(50) 사이의 크기비율에 있어서 갭(22) 및 리세스(50)를 두 갭(21)에 비해 훨씬 크게 하는 것이 중요하며 이로써 갭(22)과 리세스(50)를 통한 영구자석(15)의 자속이 발생하지 않도록 하며, 따라서 이 자속이 거의 완전히 두 갭(21)을 통해 진행된다. 도 18 및 이전의 실시예에서 언급했듯이 단지 하나의 자장에 민감한 소자(25)가 갭(21)에 존재할 수 있다. 이때 자장에 민감한 소자(25)를 포함하는 갭(21)과 같이, 대각선으로 맞은편에 놓이는 갭을 동일크기로 형성하는 것을 고려해 볼 수 있다. 하지만 자장에 민감한 소자(25)로 채워지지 않은 갭(21)을 갭(22) 크기로 구성하여 스페이서 갭으로서 형성하는 것도 고려해 볼 수 있다. 이때 이미 언급했듯이 이 갭은 갭(22)의 크기를 가지며, 및/또는 추가로 자기 비전도성 재료 내지는 공기로 채워질 수 있다. 도면에서 자장에 민감한 소자(25)가 있는 갭(21)은 방사상 외부로 진행하는 갭으로써 나타냈다. 이 측정갭을 구부리거나 또는 비대칭으로 구성하는 것도 고려해 볼 수 있다. In the size ratio between the gap 21 and the gap 22 or the recess 50, it is important to make the gap 22 and the recess 50 much larger than the two gaps 21 and thus the gap 22. And magnetic flux of the permanent magnet 15 through the recess 50 does not occur, and thus the magnetic flux proceeds through the two gaps 21 almost completely. As mentioned in FIG. 18 and the previous embodiment, only one magnetic field sensitive element 25 may be present in the gap 21. At this time, it can be considered to form the gaps that are diagonally opposite to each other, such as the gap 21 including the element 25 sensitive to the magnetic field. However, it is also conceivable to form the gap 21, which is not filled with the element 25 sensitive to the magnetic field, to form a gap 22 to form a spacer gap. As already mentioned here, this gap has the size of the gap 22 and / or may be further filled with a magnetic nonconductive material or air. In the figure, the gap 21 with the element 25 sensitive to the magnetic field is shown as a radially outgoing gap. It is also conceivable to bend this measuring gap or configure it asymmetrically.
도 20 내지 도 23에 회전각도위치 α=0도일 때와 α=최대 회전각도일 때, 도 5 내지 도 9에 상응하는 자속을 나타냈다. 도 20과 도 21에는 리세스(50)로 인해 단편(16) 내부로의 영구자석(15) 자속이 방해되므로 각도 위치 α=0도에서 자기유도 B가 마찬가지로 0이며 어떤 누설 자속에 의해서도 변조되지 않는 것이 도시된다. 그에 반해 도 22와 도 23에서는 최대 회전각 α일 때 최대 유도값 B=max에 도달되는 것이 도시된다. 여기서도 역시 리세스(50)로 인해, 자장에 민감한 소자(25)를 바이패스할 수 있는 누설 자속이 방지된다. 20 to 23 show magnetic fluxes corresponding to FIGS. 5 to 9 when the rotation angle position α = 0 degrees and when α = maximum rotation angle. 20 and 21, the magnetic flux B is equally zero at the angular position α = 0 degrees and is not modulated by any leakage flux since the recess 50 interrupts the magnetic flux of the permanent magnet 15 into the fragment 16. Not shown. In contrast, Figs. 22 and 23 show that the maximum induction value B = max is reached at the maximum rotation angle α. Here too, the recess 50 prevents leakage magnetic flux that can bypass the element 25 sensitive to the magnetic field.
이렇게 함으로써 거의 모든 자속이 자장에 민감한 소자를 통해 안내된다. 도 24에는 로터(14a)의 변형예가 도시된다. 로터(14a)의 구조로 인해 140도 측정영역에 대한 센서 특성곡선의 선형성이 현저히 개선되었다. 영구자석(15a)의 자기 누설 자속은 최소화되고 그 결과로 센서측정곡선의 0점은 높은 온도안정성을 갖는다. 도 24에서 알 수 있듯이 로터(14a)는 지금까지의 실시예에서의 로터(14)와는 달리 각도〈180。를 가지는 원형단편이다. 이때 로터(14a)는 축(11)을 감싸야 한다. 지점 C와 B 사이에 있는 로터(14a)의 원형단편(60)은 축(11)의 중심점(M)에 그 중심점이 있다. 또한 중심점(M)을 선(S)이 관통한다. 이 선(S)에 대해 로터(14a)는 거울상(mirror-inverted)으로 구성된다. 다시 말해 지점(C)과 선(S)에 놓이는 지점(A)의 연결 및 지점(B)과 이 지점(A)의 연결은 선(S)에 대해 각 각 동일한 각도를 가진다. 지점 A는 원형아치형상(60) 맞은 편에 있는 로터(14a)의 면에 위치한다.In this way, almost all magnetic flux is directed through a magnetic field sensitive element. A modification of the rotor 14a is shown in FIG. Due to the structure of the rotor 14a, the linearity of the sensor characteristic curve for the 140 degree measurement area is significantly improved. The magnetic leakage magnetic flux of the permanent magnet 15a is minimized and as a result, the zero point of the sensor measurement curve has high temperature stability. As can be seen in Figure 24 the rotor (14a) is a circular piece having a contrast to the rotor 14 in the above embodiments so the angle <180 °. At this time, the rotor 14a should surround the shaft 11. The circular piece 60 of the rotor 14a between the points C and B has its center point at the center point M of the shaft 11. In addition, the line S penetrates the center point M. FIG. For this line S, the rotor 14a is composed of mirror-inverted. In other words, the connection of the point A lying on the point C and the line S and the connection of the point B and this point A have the same angle with respect to the line S, respectively. Point A is located on the face of the rotor 14a opposite the circular arch shape 60.
지점(A, B 및 C) 영역에서 로터(14a)는 면삭된 모서리를 가진다. 로터(14a)의 각도크기는 사용한 자석단편(15a)에 따라 달라진다. In the area of points A, B and C the rotor 14a has a faceted edge. The angle size of the rotor 14a depends on the magnet piece 15a used.
로터(14a)의 각도범위는 사용한 자석과 동일하거나 또는 커야한다. The angle range of the rotor 14a should be equal to or larger than the magnet used.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |