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JP2021025851A - Rotation sensor - Google Patents

Rotation sensor Download PDF

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JP2021025851A
JP2021025851A JP2019142822A JP2019142822A JP2021025851A JP 2021025851 A JP2021025851 A JP 2021025851A JP 2019142822 A JP2019142822 A JP 2019142822A JP 2019142822 A JP2019142822 A JP 2019142822A JP 2021025851 A JP2021025851 A JP 2021025851A
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JP
Japan
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rotation
magnetic
plate portion
signal
detection unit
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Application number
JP2019142822A
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Japanese (ja)
Inventor
徹哉 近江
Tetsuya Omi
徹哉 近江
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

To provide a rotation sensor capable of achieving redundancy without increasing an axial directional size of a rotation shaft.SOLUTION: A first detection unit 130 constitutes an inductive sensor outputting a first rotation signal by detecting, by a flat coil 131, a magnetic change in an axial direction of a rotation shaft 200 caused by change of rotational position of a plate section 110. A second detection unit 140 constitutes a magnetic sensor outputting a second rotation signal by detecting, by a magneto resistive element 142, a magnetic change in a perpendicular direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft 200 caused by rotation of a magnet 141 together with the rotation shaft 200. The plate section 110 functions as a detection target pointing the rotational direction of the plate section 110 in the inductive sensor and also functions as a magnetic shield plate in the magnetic sensor. The first detection unit 130 is arranged in a range of the second detection unit 140 in the axial direction of the rotation shaft 200.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、回転センサに関する。 The present invention relates to a rotation sensor.

従来より、回転軸の回転を検出する回転検出器が、例えば特許文献1で提案されている。回転検出器は、2つの検出部を備える。2つの検出部は、回転軸が貫通すると共に、同じ構成を有する。 Conventionally, a rotation detector that detects the rotation of a rotating shaft has been proposed, for example, in Patent Document 1. The rotation detector includes two detectors. The two detectors have the same configuration as the rotating shaft penetrates.

2つの検出部は、回転軸の軸方向に一定の間隔をあけて配置される。2つの検出部は、共通の筐体に収容される。そして、2つの検出部は、同じ回転信号を出力する。このように、回転検出器は、冗長化が図られている。 The two detection units are arranged at regular intervals in the axial direction of the rotation axis. The two detectors are housed in a common housing. Then, the two detection units output the same rotation signal. In this way, the rotation detector is made redundant.

特開2018−109569号公報JP-A-2018-109569

しかしながら、上記従来の技術では、2つの検出部が回転軸の軸方向に配置されるので、2つの検出部を収容できるサイズの筐体が必要である。このため、回転軸に対する回転検出器の軸方向のサイズが大きくなってしまう。 However, in the above-mentioned conventional technique, since the two detection units are arranged in the axial direction of the rotation axis, a housing having a size capable of accommodating the two detection units is required. Therefore, the size of the rotation detector in the axial direction with respect to the rotation axis becomes large.

本発明は上記点に鑑み、回転軸の軸方向のサイズを増加させずに、冗長を図ることができる回転センサを提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a rotation sensor capable of achieving redundancy without increasing the size of the rotation axis in the axial direction.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、回転センサは、板部(110)、第1検出部(130)、及び第2検出部(140)を含む。 In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, the rotation sensor includes a plate unit (110), a first detection unit (130), and a second detection unit (140).

板部は、一面(113、116)と、一面を一面に垂直な方向に貫通すると共に回転軸(200)が通される貫通孔(114、117)と、を有する。板部は、回転軸と共に回転する。 The plate portion has one surface (113, 116) and a through hole (114, 117) through which one surface is penetrated in a direction perpendicular to one surface and a rotation axis (200) is passed through. The plate portion rotates with the rotation axis.

第1検出部は、板部の一面に対向配置されると共に位置が固定される。第1検出部は、回転軸の回転によって板部の回転位置が変化することに伴って、板部の一面から受ける回転軸の軸方向の磁気的変化を検出する。これにより、第1検出部は、回転軸の回転角に応じた第1回転信号を出力する。 The first detection unit is arranged so as to face one surface of the plate unit and the position is fixed. The first detection unit detects a magnetic change in the axial direction of the rotation shaft received from one surface of the plate portion as the rotation position of the plate portion changes due to the rotation of the rotation shaft. As a result, the first detection unit outputs the first rotation signal according to the rotation angle of the rotation shaft.

第2検出部は、回転軸の外周に配置されると共に位置が固定される。第2検出部は、回転軸の回転によって板部の回転位置が変化することに伴って、第1検出部とは異なる検出方式に基づいて回転軸の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出する。これにより、第2検出部は、回転軸の回転角に応じた第2回転信号を出力する。そして、第1検出部は、回転軸の軸方向において、第2検出部の範囲内に配置される。 The second detection unit is arranged on the outer circumference of the rotation shaft and the position is fixed. The second detection unit changes the rotation position of the plate unit due to the rotation of the rotation axis, and the magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotation axis based on a detection method different from that of the first detection unit. Is detected. As a result, the second detection unit outputs a second rotation signal according to the rotation angle of the rotation shaft. Then, the first detection unit is arranged within the range of the second detection unit in the axial direction of the rotation axis.

これによると、第1検出部は、回転軸の軸方向の磁気的変化を検出するために、軸方向のサイズが決まる。第2検出部は、回転軸の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出するために、垂直方向のサイズが決まる。そして、板部が各検出部の検出時に兼用される。このため、回転軸の軸方向のサイズが決まっている第2検出部の範囲内に第1検出部を配置する構成が可能になる。したがって、回転軸の軸方向のサイズを増加させずに、回転センサの冗長を図ることができる。 According to this, the first detection unit determines the size in the axial direction in order to detect the magnetic change in the axial direction of the rotation axis. The second detection unit determines the size in the vertical direction in order to detect a magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotation axis. Then, the plate portion is also used when detecting each detection unit. Therefore, it is possible to arrange the first detection unit within the range of the second detection unit in which the size of the rotation axis in the axial direction is fixed. Therefore, the rotation sensor can be made redundant without increasing the size of the rotation axis in the axial direction.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and the scope of claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.

第1実施形態に係る回転センサの透過平面図である。It is a transmission plan view of the rotation sensor which concerns on 1st Embodiment. 図1のII−II断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 第2実施形態に係る回転センサの透過平面図である。It is a transmission plan view of the rotation sensor which concerns on 2nd Embodiment. 図3のIV−IV断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the same or equal parts are designated by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る回転センサは、例えばモータのベクトル制御駆動に利用されるシャフトの電気角を検出するものである。モータは、例えば自動車に搭載されるものである。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to the drawings. The rotation sensor according to the present embodiment detects, for example, the electric angle of a shaft used for driving a vector control of a motor. The motor is, for example, one mounted on an automobile.

図1及び図2に示されるように、回転センサ100は、回転軸200に設けられている。回転軸200は、モータのシャフトである。回転センサ100は、板部110、プリント基板120、第1検出部130、及び第2検出部140を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the rotation sensor 100 is provided on the rotation shaft 200. The rotating shaft 200 is a shaft of a motor. The rotation sensor 100 includes a plate unit 110, a printed circuit board 120, a first detection unit 130, and a second detection unit 140.

板部110は、平面部111及び筒部112を有する。平面部111は一面113を有する円板状の部分である。平面部111の一面113は、板部110の一面113に対応する。平面部111は貫通孔114を有する。貫通孔114は、平面部111を一面113に垂直な方向に貫通する部分である。貫通孔114の中心位置は、回転軸200の中心軸の位置に対応する。筒部112は、中空部分が貫通孔114に通じるように平面部111に一体化された円筒状の部分である。貫通孔114の径と筒部112の内径は同じである。 The plate portion 110 has a flat surface portion 111 and a tubular portion 112. The flat surface portion 111 is a disk-shaped portion having one surface 113. One surface 113 of the flat surface portion 111 corresponds to one surface 113 of the plate portion 110. The flat surface portion 111 has a through hole 114. The through hole 114 is a portion that penetrates the flat surface portion 111 in a direction perpendicular to the one surface 113. The central position of the through hole 114 corresponds to the position of the central axis of the rotating shaft 200. The tubular portion 112 is a cylindrical portion integrated with the flat surface portion 111 so that the hollow portion communicates with the through hole 114. The diameter of the through hole 114 and the inner diameter of the tubular portion 112 are the same.

板部110は、磁気シールド効果が得られる電磁鋼板等の磁性体材料によって形成されている。板部110は、例えば1枚の電磁鋼板がプレス加工されることによって形成される。そして、板部110は、回転軸200が貫通孔114に圧入されることで回転軸200に固定される。したがって、板部110は、回転軸200と共に回転軸200の中心軸を中心に回転する。なお、磁気シールド効果が得られれば良いので、少なくとも平面部111が磁性体材料によって形成されていれば良い。 The plate portion 110 is formed of a magnetic material such as an electromagnetic steel plate that can obtain a magnetic shielding effect. The plate portion 110 is formed by, for example, pressing one electromagnetic steel plate. Then, the plate portion 110 is fixed to the rotating shaft 200 by press-fitting the rotating shaft 200 into the through hole 114. Therefore, the plate portion 110 rotates around the central axis of the rotating shaft 200 together with the rotating shaft 200. Since it is sufficient that the magnetic shielding effect can be obtained, at least the flat surface portion 111 may be formed of a magnetic material.

また、平面部111は、外縁部分が貫通孔114側に矩形状に凹んだ凹部115を有する。凹部115は、貫通孔114の中心すなわち回転軸200の中心軸を中心として45°の回転角度の幅を持っている。凹部115は、平面部111の外縁部分に等間隔に4箇所設けられている。回転軸200が1/4回転することで、平面部111の1つの外縁部分と1つの凹部115とが通過することから、回転軸200の1/4回転の電気角が360°となる。電気角は、回転軸200の一回転が複数に等分割された回転範囲の一回転範囲に対応した角度であると言える。 Further, the flat surface portion 111 has a recess 115 whose outer edge portion is recessed in a rectangular shape on the through hole 114 side. The recess 115 has a width of a rotation angle of 45 ° about the center of the through hole 114, that is, the central axis of the rotation shaft 200. The recesses 115 are provided at four positions at equal intervals on the outer edge portion of the flat surface portion 111. When the rotating shaft 200 rotates 1/4, the electric angle of 1/4 rotation of the rotating shaft 200 becomes 360 ° because one outer edge portion of the flat surface portion 111 and one recess 115 pass through. It can be said that the electric angle is an angle corresponding to one rotation range of the rotation range in which one rotation of the rotation shaft 200 is equally divided into a plurality of parts.

プリント基板120は、表面121及び裏面122を有する半円板状の部品である。プリント基板120の表面121は、板部110の一面113に対向配置されている。プリント基板120の表面121及び裏面122には第1検出部130及び第2検出部140に関する配線や電子部品が実装されている。 The printed circuit board 120 is a semi-disc-shaped component having a front surface 121 and a back surface 122. The surface 121 of the printed circuit board 120 is arranged so as to face one surface 113 of the plate portion 110. Wiring and electronic components related to the first detection unit 130 and the second detection unit 140 are mounted on the front surface 121 and the back surface 122 of the printed circuit board 120.

第1検出部130は、板部110の回転位置が変化することに伴う回転軸200の軸方向の磁気的変化を検出することにより第1回転信号を出力する。第1検出部130は、平面コイル131及び第1処理部132を有する。 The first detection unit 130 outputs a first rotation signal by detecting a magnetic change in the axial direction of the rotation shaft 200 accompanying a change in the rotation position of the plate unit 110. The first detection unit 130 has a flat coil 131 and a first processing unit 132.

平面コイル131は、回転軸200の軸方向の磁気的変化を検出するためのコイルである。平面コイル131は、プリント基板120の表面121に形成されている。すなわち、平面コイル131は、回転軸200の軸方向に垂直な面に形成されている。よって、平面コイル131は、板部110の一面113に対向配置されると共に、位置が固定される。平面コイル131は、例えば、正弦波を示す形状に配置されている。正弦波の曲線は、回転軸200の1/4回転で360°となるように形状が調整されている。 The flat coil 131 is a coil for detecting a magnetic change in the axial direction of the rotating shaft 200. The flat coil 131 is formed on the surface 121 of the printed circuit board 120. That is, the flat coil 131 is formed on a surface perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 200. Therefore, the flat coil 131 is arranged so as to face one surface 113 of the plate portion 110, and the position is fixed. The flat coil 131 is arranged, for example, in a shape showing a sine wave. The shape of the sine wave curve is adjusted so that it becomes 360 ° at 1/4 rotation of the rotation axis 200.

第1処理部132は、平面コイル131のインダクタンスの変化を取得する機能、及び、インダクタンスの変化に基づいて第1回転信号を生成する機能、を有する信号処理回路である。第1処理部132は、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)として構成されている。第1処理部132は、プリント基板120の裏面122に実装されている。 The first processing unit 132 is a signal processing circuit having a function of acquiring a change in the inductance of the flat coil 131 and a function of generating a first rotation signal based on the change in the inductance. The first processing unit 132 is configured as, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The first processing unit 132 is mounted on the back surface 122 of the printed circuit board 120.

第2検出部140は、第1検出部130とは異なる検出方式に基づいて回転軸200の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出する。第2検出部140は、回転軸200が回転することに伴う回転軸200の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出することにより第2回転信号を出力する。第2検出部140は、磁石141、磁気抵抗素子142、第2処理部143、及び磁気シールド板144を有する。 The second detection unit 140 detects a magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 200 based on a detection method different from that of the first detection unit 130. The second detection unit 140 outputs a second rotation signal by detecting a magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft 200 accompanying the rotation of the rotation shaft 200. The second detection unit 140 includes a magnet 141, a magnetoresistive element 142, a second processing unit 143, and a magnetic shield plate 144.

磁石141は、回転軸200を環状に囲む円筒状の部品である。磁石141は、板部110の筒部112が中空部分に圧入されることで筒部112に固定されている。したがって、磁石141は、回転軸200と共に回転する。磁石141は、N極の磁力を発生させる第1磁極145と、S極の磁力を発生させる第2磁極146と、を有する。各磁極145、146は、回転軸200の中心軸を中心とした周方向に交互に複数配列されている。 The magnet 141 is a cylindrical component that circularly surrounds the rotating shaft 200. The magnet 141 is fixed to the tubular portion 112 by press-fitting the tubular portion 112 of the plate portion 110 into the hollow portion. Therefore, the magnet 141 rotates together with the rotation shaft 200. The magnet 141 has a first magnetic pole 145 that generates an N-pole magnetic force and a second magnetic pole 146 that generates an S-pole magnetic force. A plurality of magnetic poles 145 and 146 are alternately arranged in the circumferential direction about the central axis of the rotating shaft 200.

本実施形態では、各磁極145、146の合計は8極である。回転軸200が1/4回転することで各磁極145、146の一対すなわち1周期に達することから、回転軸200の1/4回転の電気角が360°となる。 In this embodiment, the total of the magnetic poles 145 and 146 is 8 poles. When the rotating shaft 200 rotates 1/4, the pair of magnetic poles 145 and 146, that is, one cycle is reached, so that the electric angle of 1/4 rotation of the rotating shaft 200 becomes 360 °.

磁気抵抗素子142は、1つのチップとして構成されている。磁気抵抗素子142は、プリント基板120の表面121に実装されている。磁気抵抗素子142は、磁石141の外周面147に対して所定のギャップを持って配置される。すなわち、磁気抵抗素子142は、回転軸200の外周に配置されると共に、位置が固定される。磁気抵抗素子142は、板部110の平面部111のうち凹部115が形成されていない中央部分に対向配置される。 The magnetoresistive element 142 is configured as one chip. The magnetoresistive element 142 is mounted on the surface 121 of the printed circuit board 120. The magnetoresistive element 142 is arranged with a predetermined gap with respect to the outer peripheral surface 147 of the magnet 141. That is, the magnetoresistive element 142 is arranged on the outer circumference of the rotating shaft 200, and the position is fixed. The magnetoresistive element 142 is arranged to face the central portion of the flat surface portion 111 of the plate portion 110 where the recess 115 is not formed.

磁気抵抗素子142は、第1検出部130とは異なる検出方式に基づいて磁界の変化を検出する。異なる検出方式とは、異なる検出原理と同じ意味である。磁気抵抗素子142は、磁石141から受ける磁界によって抵抗値が変化する素子を含む。磁気抵抗素子142は、例えばAMR(Anisotropic Magneto Resistance)、GMR(Giant Magneto Resistance)、TMR(Tunneling Magneto Resistance)である。なお、AMR素子は他の素子に対して出力波形の周期が2倍になるため磁石141の極数を1/2に調整する必要があるが、磁気を検出する点については他の素子と同じである。 The magnetoresistive element 142 detects a change in the magnetic field based on a detection method different from that of the first detection unit 130. Different detection methods have the same meaning as different detection principles. The magnetoresistive element 142 includes an element whose resistance value changes depending on the magnetic field received from the magnet 141. The magnetoresistive element 142 is, for example, an AMR (Anisotropic Magneto Resistance), a GMR (Giant Magneto Resistance), or a TMR (Tunneling Magneto Resistance). Since the cycle of the output waveform of the AMR element is double that of other elements, it is necessary to adjust the number of poles of the magnet 141 to 1/2, but the point of detecting magnetism is the same as that of other elements. Is.

磁気抵抗素子142は、回転軸200の回転によって回転軸200の回転位置が変化することに伴う磁界の変化を検出することにより、回転軸200の回転の電気角に応じた正弦波信号及び余弦波信号を出力する。このため、磁気抵抗素子142は、正弦波信号を出力するハーフブリッジ回路と、余弦波信号を出力するハーフブリッジ回路と、を含む。正弦波信号はsin信号であり、余弦波信号はcos信号である。sin信号とcos信号とは位相が90°ずれている。 The magnetic resistance element 142 detects a change in the magnetic field due to a change in the rotation position of the rotation shaft 200 due to the rotation of the rotation shaft 200, thereby detecting a sine wave signal and a chord wave according to the electric angle of rotation of the rotation shaft 200. Output a signal. Therefore, the magnetoresistive element 142 includes a half-bridge circuit that outputs a sine wave signal and a half-bridge circuit that outputs a cosine wave signal. The sine wave signal is a sin signal and the cosine wave signal is a cos signal. The sin signal and the cos signal are 90 ° out of phase.

第2処理部143は、磁気抵抗素子142に電源を供給する機能、磁気抵抗素子142から磁気信号を取得する機能、及び磁気信号に基づいて第2回転信号を生成する機能、を有する信号処理回路である。第2処理部143は、例えばASICとして構成されている。第2処理部143は、プリント基板120の裏面122に実装されている。 The second processing unit 143 is a signal processing circuit having a function of supplying power to the magnetoresistive element 142, a function of acquiring a magnetic signal from the magnetoresistive element 142, and a function of generating a second rotation signal based on the magnetic signal. Is. The second processing unit 143 is configured as, for example, an ASIC. The second processing unit 143 is mounted on the back surface 122 of the printed circuit board 120.

磁気シールド板144は、外乱磁界を遮蔽するための部品である。磁気シールド板144は、電磁鋼板等の磁性体材料によって形成されている。磁気シールド板144は、プリント基板120の裏面122に対向配置されると共に、位置が固定される。これにより、磁気シールド板144は、プリント基板120の裏面122側の外乱磁界を遮蔽する。 The magnetic shield plate 144 is a component for shielding a disturbance magnetic field. The magnetic shield plate 144 is formed of a magnetic material such as an electromagnetic steel plate. The magnetic shield plate 144 is arranged so as to face the back surface 122 of the printed circuit board 120, and the position is fixed. As a result, the magnetic shield plate 144 shields the disturbance magnetic field on the back surface 122 side of the printed circuit board 120.

磁気シールド板144は、例えば円板状に形成されている。磁気シールド板144は、例えば2枚の半円板状の部分が組み合わされる。1枚の半円板状の部分は、磁石141に接触しないための円弧状の凹みを有する。なお、磁気シールド板144は、少なくとも磁気抵抗素子142の全体を覆うサイズであれば良い。 The magnetic shield plate 144 is formed in a disk shape, for example. The magnetic shield plate 144 is, for example, a combination of two semicircular plate-shaped portions. One semi-disc-shaped portion has an arc-shaped recess for preventing contact with the magnet 141. The magnetic shield plate 144 may have a size that covers at least the entire magnetoresistive element 142.

以上が、本実施形態に係る回転センサ100の構成である。上記の構成において、板部110、プリント基板120、平面コイル131、及び第1処理部132がインダクティブセンサを構成する。また、板部110、プリント基板120、磁石141、磁気抵抗素子142、第2処理部143、及び磁気シールド板144が磁気センサを構成する。板部110は、検出原理が異なる2つのセンサに共通の部品である。 The above is the configuration of the rotation sensor 100 according to the present embodiment. In the above configuration, the plate unit 110, the printed circuit board 120, the flat coil 131, and the first processing unit 132 form an inductive sensor. Further, the plate portion 110, the printed circuit board 120, the magnet 141, the magnetoresistive element 142, the second processing portion 143, and the magnetic shield plate 144 constitute the magnetic sensor. The plate portion 110 is a component common to two sensors having different detection principles.

そして、板部110は、インダクティブセンサにおいて板部110の回転位置を示す検出ターゲットとして機能すると共に、磁気センサにおいて外乱磁界を遮蔽するための磁気シールド板として機能する。磁気シールド板としての板部110は、プリント基板120の表面121側の外乱磁界を遮蔽する。プリント基板120についても、インダクティブセンサ及び磁気センサに兼用される。 Then, the plate portion 110 functions as a detection target indicating the rotation position of the plate portion 110 in the inductive sensor, and also functions as a magnetic shield plate for shielding the disturbance magnetic field in the magnetic sensor. The plate portion 110 as the magnetic shield plate shields the disturbance magnetic field on the surface 121 side of the printed circuit board 120. The printed circuit board 120 is also used as an inductive sensor and a magnetic sensor.

また、上記各構成は、図示しないケースに収容される。ここで、インダクティブセンサを構成する第1検出部130は、回転軸200の軸方向において、磁気センサを構成する第2検出部140の範囲内に配置される。すなわち、インダクティブセンサの板部110及び平面コイル131は、磁気センサの磁気シールド板として機能する板部110と磁気シールド板144との間に配置される。したがって、回転センサ100の全体のサイズは、磁気センサのサイズで済む。 In addition, each of the above configurations is housed in a case (not shown). Here, the first detection unit 130 constituting the inductive sensor is arranged within the range of the second detection unit 140 constituting the magnetic sensor in the axial direction of the rotating shaft 200. That is, the plate portion 110 and the flat coil 131 of the inductive sensor are arranged between the plate portion 110 that functions as the magnetic shield plate of the magnetic sensor and the magnetic shield plate 144. Therefore, the overall size of the rotation sensor 100 can be the size of the magnetic sensor.

次に、回転センサ100の作動について説明する。まず、インダクティブセンサを構成する第1処理部132は、平面コイル131に電流を流す。そして、平面コイル131は、回転軸200の回転によって板部110の回転位置が変化することに伴って、板部110の一面113から受ける回転軸200の軸方向の磁気的変化を検出する。 Next, the operation of the rotation sensor 100 will be described. First, the first processing unit 132 that constitutes the inductive sensor passes a current through the flat coil 131. Then, the flat coil 131 detects a magnetic change in the axial direction of the rotating shaft 200 received from one surface 113 of the plate portion 110 as the rotational position of the plate portion 110 changes due to the rotation of the rotating shaft 200.

具体的には、板部110の平面部111の回転に伴い、正弦波を示す形状の平面コイル131を平面部111の外縁部分が横切る。これにより、平面コイル131が平面部111から受ける磁界が変化するので、相互誘導によってインダクタンスが変化する。したがって、第1処理部132は、インダクタンスの変化を電気信号として取得する。すなわち、第1処理部132は、回転軸200の1/4回転で電気角が360°となる第1回転信号を生成する。 Specifically, as the flat surface portion 111 of the plate portion 110 rotates, the outer edge portion of the flat surface portion 111 crosses the flat coil 131 having a shape showing a sine wave. As a result, the magnetic field received by the flat coil 131 from the flat portion 111 changes, so that the inductance changes due to mutual induction. Therefore, the first processing unit 132 acquires the change in inductance as an electric signal. That is, the first processing unit 132 generates a first rotation signal having an electric angle of 360 ° at 1/4 rotation of the rotation shaft 200.

一方、磁気センサを構成する磁気抵抗素子142は、回転軸200の回転によって板部110の回転位置が変化することに伴って、インダクティブセンサとは異なる検出方式に基づいて回転軸200の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出する。インダクティブセンサは回転軸200の軸方向の磁気的変化に基づいてインダクタンスの変化を検出するが、回転軸200の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化に基づいて磁気抵抗素子142は抵抗値の変化を検出する。 On the other hand, the magnetoresistive element 142 constituting the magnetic sensor moves in the axial direction of the rotating shaft 200 based on a detection method different from that of the inductive sensor as the rotational position of the plate portion 110 changes due to the rotation of the rotating shaft 200. Detects vertical magnetic changes in the vertical direction. The inductive sensor detects the change in inductance based on the magnetic change in the axial direction of the rotating shaft 200, but the magnetoresistive element 142 determines the resistance value based on the magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 200. Detect changes.

具体的には、磁気抵抗素子142は、磁石141の回転に伴い、磁石141の外周面147から受ける磁界の変化に応じて抵抗値が変化する。これにより、磁気抵抗素子142は、抵抗値の変化に応じた正弦波信号及び余弦波信号を出力する。したがって、第2処理部143は、正弦波信号及び余弦波信号を取得すると共に、各信号からArctanθを演算する。これにより、第2処理部143は回転軸200の1/4回転で電気角が360°となる第2回転信号を生成する。 Specifically, the resistance value of the magnetoresistive element 142 changes according to the change in the magnetic field received from the outer peripheral surface 147 of the magnet 141 as the magnet 141 rotates. As a result, the magnetoresistive element 142 outputs a sine wave signal and a chord wave signal according to the change in the resistance value. Therefore, the second processing unit 143 acquires the sine wave signal and the cosine wave signal, and calculates Arctan θ from each signal. As a result, the second processing unit 143 generates a second rotation signal having an electric angle of 360 ° at 1/4 rotation of the rotation shaft 200.

第1回転信号及び第2回転信号は、例えば、0から一定の増加率で増加する成分であり、電圧成分あるいは電流成分である。ここで、各検出部130、140は、検出原理及び検出方向が異なるものの、回転軸200の1/4回転で電気角が360°となる回転信号を取得する点は同じである。しかしながら、各回転信号の位相や増加率は同じではない。 The first rotation signal and the second rotation signal are, for example, components that increase from 0 at a constant rate of increase, and are voltage components or current components. Here, although the detection principles and detection directions are different, the detection units 130 and 140 are the same in that they acquire a rotation signal whose electric angle becomes 360 ° at 1/4 rotation of the rotation shaft 200. However, the phase and rate of increase of each rotation signal are not the same.

そこで、各処理部132、143は、各回転信号の位相のずれが0になると共に、各回転信号の増加率が同じになるように、信号処理を行う。本実施形態では、第1処理部132が第2回転信号を入力する。そして、第1処理部132は、第1回転信号の位相及び信号の増加率を第2回転信号に合わせる信号処理を行う。これにより、第1処理部132から出力される第1回転信号と、第2処理部143から出力される第2回転信号と、の位相が同相になると共に、各回転信号の増加率が同じになる。よって、各処理部132、143は、全く同じ回転信号を外部に出力する。 Therefore, each of the processing units 132 and 143 performs signal processing so that the phase shift of each rotation signal becomes 0 and the increase rate of each rotation signal becomes the same. In the present embodiment, the first processing unit 132 inputs the second rotation signal. Then, the first processing unit 132 performs signal processing that matches the phase of the first rotation signal and the rate of increase of the signal with the second rotation signal. As a result, the phases of the first rotation signal output from the first processing unit 132 and the second rotation signal output from the second processing unit 143 become in phase, and the rate of increase of each rotation signal becomes the same. Become. Therefore, the processing units 132 and 143 output exactly the same rotation signal to the outside.

なお、第2処理部143が第1回転信号を入力しても良い。この場合、第2処理部143は、第2回転信号の位相及び信号の増加率を第1回転信号に合わせる信号処理を行う。他方、回転センサ100の製造段階で各回転信号をモニタすることで位相及び信号の増加率を合わせるためのパラメータを予め取得しても良い。この場合、回転センサ100の製造時に、予め取得したパラメータを各処理部132、143に設定する。これにより、各処理部132、143は、それぞれ独立して信号処理を行うが、全く同じ回転信号を外部に出力する。 The second processing unit 143 may input the first rotation signal. In this case, the second processing unit 143 performs signal processing that matches the phase of the second rotation signal and the rate of increase of the signal with the first rotation signal. On the other hand, parameters for matching the phase and the rate of increase of the signal may be acquired in advance by monitoring each rotation signal at the manufacturing stage of the rotation sensor 100. In this case, the parameters acquired in advance at the time of manufacturing the rotation sensor 100 are set in the processing units 132 and 143. As a result, the processing units 132 and 143 independently perform signal processing, but output exactly the same rotation signal to the outside.

以上説明したように、インダクティブセンサを構成する第1検出部130は、回転軸200の軸方向の磁気的変化を検出するために、軸方向のサイズが決まる。これに対し、磁気センサを構成する第2検出部140は、回転軸200の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出するために、垂直方向のサイズが決まる。そして、板部110が各検出部130、140の検出時に兼用される。このような構成を満たすことで、回転軸200の軸方向のサイズが決まっている第2検出部140の範囲内に第1検出部130を配置する構成が可能になる。したがって、回転軸200の軸方向における回転センサ100のサイズを増加させずに、回転センサ100の冗長を図ることができる。 As described above, the first detection unit 130 constituting the inductive sensor determines the size in the axial direction in order to detect the magnetic change in the axial direction of the rotating shaft 200. On the other hand, the second detection unit 140 constituting the magnetic sensor is sized in the vertical direction in order to detect a magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 200. The plate portion 110 is also used when detecting the detection units 130 and 140. By satisfying such a configuration, it is possible to arrange the first detection unit 130 within the range of the second detection unit 140 in which the size of the rotating shaft 200 in the axial direction is determined. Therefore, the rotation sensor 100 can be made redundant without increasing the size of the rotation sensor 100 in the axial direction of the rotation shaft 200.

また、各検出部130、140は、検出原理及び検出方向が異なる。このため、回転センサ100としての多様性を高めることができる。すなわち、回転センサ100は2つの検出部130、140によって冗長性を確保しているが、センサの多様性によって同じ原因で従属故障する可能性を低減することができる。 Further, the detection principles and detection directions of the detection units 130 and 140 are different. Therefore, the variety of the rotation sensor 100 can be increased. That is, although the rotation sensor 100 secures redundancy by the two detection units 130 and 140, the possibility of dependent failure due to the same cause can be reduced due to the diversity of the sensors.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第1処理部132及び第2処理部143が特許請求の範囲の「調整部」に対応する。 Regarding the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the first processing unit 132 and the second processing unit 143 correspond to the "adjustment unit" of the claims.

変形例として、各処理部132、143は、各回転信号を正弦波信号や余弦波信号のように一定の周期で振動する信号として出力しても良い。この場合、各処理部132、143は各回転信号の位相のずれを調整すると共に、信号の振幅が同じになるように信号処理を行う。 As a modification, each processing unit 132, 143 may output each rotation signal as a signal that vibrates at a constant cycle, such as a sine wave signal or a cosine wave signal. In this case, the processing units 132 and 143 adjust the phase shift of each rotation signal and perform signal processing so that the amplitudes of the signals are the same.

変形例として、第2検出部140は、磁気抵抗素子142を複数有していても良い。複数の磁気抵抗素子142は、磁石141の外周に等間隔で配置される。第2処理部143は、各磁気抵抗素子142の信号を予め決められた演算式に従って加減算する。これにより、正弦波信号及び余弦波信号に含まれる高次成分を相殺することができる。 As a modification, the second detection unit 140 may have a plurality of magnetic resistance elements 142. The plurality of magnetoresistive elements 142 are arranged at equal intervals on the outer circumference of the magnet 141. The second processing unit 143 adds or subtracts the signal of each magnetoresistive element 142 according to a predetermined calculation formula. As a result, higher-order components contained in the sine wave signal and the cosine wave signal can be canceled out.

(第2実施形態)
本実施形態では、主に第1実施形態と異なる部分について説明する。図3及び図4に示されるように、回転センサ100は、板部110、プリント基板120、第1検出部130、及び第2検出部140を備える。
(Second Embodiment)
In this embodiment, a part different from the first embodiment will be mainly described. As shown in FIGS. 3 and 4, the rotation sensor 100 includes a plate unit 110, a printed circuit board 120, a first detection unit 130, and a second detection unit 140.

板部110は、一面116を有する板状の部品である。板部110は、一面116に垂直な方向に貫通する貫通孔117を有する。貫通孔117の中心位置は、回転軸200の中心軸の位置に対応する。板部110は複数の磁性体板の積層体として構成される。板部110は1枚の板で構成されていても良い。板部110は、回転軸200が貫通孔117に圧入されることで回転軸200に固定される。板部110の一面116は、プリント基板120の表面121に対向配置されている。 The plate portion 110 is a plate-shaped part having one side 116. The plate portion 110 has a through hole 117 penetrating in a direction perpendicular to one surface 116. The central position of the through hole 117 corresponds to the position of the central axis of the rotating shaft 200. The plate portion 110 is configured as a laminated body of a plurality of magnetic plates. The plate portion 110 may be composed of one plate. The plate portion 110 is fixed to the rotating shaft 200 by press-fitting the rotating shaft 200 into the through hole 117. One side 116 of the plate portion 110 is arranged to face the surface 121 of the printed circuit board 120.

また、板部110は、外縁部分が貫通孔117側に円弧状に凹んだ凹部118を有する。凹部118は、貫通孔117の中心すなわち回転軸200の中心軸を中心として90°毎に設けられている。凹部118は、板部110の外縁部分に等間隔に4箇所設けられている。言い換えると、板部110の外縁部分は、回転軸200の周方向に等間隔に4箇所突出している。これは、後述する8極のレゾルバに対応している。 Further, the plate portion 110 has a recess 118 whose outer edge portion is recessed in an arc shape on the through hole 117 side. The recesses 118 are provided at 90 ° intervals about the center of the through hole 117, that is, the central axis of the rotating shaft 200. The recesses 118 are provided at four positions at equal intervals on the outer edge portion of the plate portion 110. In other words, the outer edge portion of the plate portion 110 projects at four positions at equal intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 200. This corresponds to the 8-pole resolver described later.

さらに、板部110の一面116の外周形状は、正弦波を示す形状になっている。正弦波の曲線は、回転軸200の1/4回転で360°となるように形状が調整されている。回転軸200が1/4回転することで、1つの正弦波の曲線が通過することから、回転軸200の1/4回転の電気角が360°となる。 Further, the outer peripheral shape of one side 116 of the plate portion 110 is a shape showing a sine wave. The shape of the sine wave curve is adjusted so that it becomes 360 ° at 1/4 rotation of the rotation axis 200. When the rotating shaft 200 rotates 1/4, the curve of one sine wave passes through, so that the electric angle of 1/4 rotation of the rotating shaft 200 becomes 360 °.

第1検出部130は、インダクティブセンサを構成する。本実施形態では、第1検出部130は、平面コイル133及び第1処理部132を有する。 The first detection unit 130 constitutes an inductive sensor. In the present embodiment, the first detection unit 130 has a flat coil 133 and a first processing unit 132.

平面コイル133は、回転軸200の軸方向の磁気的変化を検出するためのコイルである。平面コイル133は、例えば、四角形状に巻かれている。平面コイル133は、プリント基板120の表面121に2箇所形成されている。2つの平面コイル133は、回転軸200の中心軸を中心として45°の回転角度を持って配置されている。一方の平面コイル133は正弦波信号を取得するためのコイルであり、他方の平面コイル133は余弦波信号を取得するためのコイルである。 The flat coil 133 is a coil for detecting a magnetic change in the axial direction of the rotating shaft 200. The flat coil 133 is wound in a quadrangular shape, for example. The flat coil 133 is formed at two locations on the surface 121 of the printed circuit board 120. The two planar coils 133 are arranged with a rotation angle of 45 ° about the central axis of the rotation shaft 200. One planar coil 133 is a coil for acquiring a sine wave signal, and the other planar coil 133 is a coil for acquiring a cosine wave signal.

第1処理部132は、平面コイル133のインダクタンスの変化を取得する機能、インダクタンスの変化に基づいて正弦波信号及び余弦波信号を取得する機能、及び、正弦波信号及び余弦波信号に基づいて第1回転信号を生成する機能、を有する。第1処理部132は、正弦波信号及び余弦波信号からArctanθを演算することにより、0から一定の増加率で増加する第1回転信号を生成する。 The first processing unit 132 has a function of acquiring a change in the inductance of the plane coil 133, a function of acquiring a sine wave signal and a chord wave signal based on the change in inductance, and a first processing unit 132 based on the sine wave signal and the chord wave signal. It has a function of generating a one-turn signal. The first processing unit 132 generates a first rotation signal that increases from 0 at a constant rate of increase by calculating Arctan θ from the sine wave signal and the cosine wave signal.

第2検出部140は、回転軸200と共に板部110が回転することに伴う回転軸200の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出することにより第2回転信号を出力する。第2検出部140は、ステータコア148、検出コイル149、及び第2処理部143を有する。 The second detection unit 140 outputs a second rotation signal by detecting a magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft 200 accompanying the rotation of the plate portion 110 together with the rotation shaft 200. The second detection unit 140 includes a stator core 148, a detection coil 149, and a second processing unit 143.

ステータコア148は、板部110の外周を囲む環状の部品である。ステータコア148は、内周部に複数の突極150を有する。各突極150は、板部110側に突出している。複数の突極150は、回転軸200の中心軸を中心として45°毎に設けられている。すなわち、8個の突極150がステータコア148に設けられている。 The stator core 148 is an annular component that surrounds the outer circumference of the plate portion 110. The stator core 148 has a plurality of salient poles 150 on the inner peripheral portion. Each salient pole 150 projects toward the plate portion 110. The plurality of salient poles 150 are provided at intervals of 45 ° about the central axis of the rotating shaft 200. That is, eight salient poles 150 are provided on the stator core 148.

検出コイル149は、各突極150に巻かれている。検出コイル149は、回転軸200の回転に伴って板部110の外周面119が近づいたり遠ざかったりすることで板部110の外周部から受ける磁界の変化を電圧信号として取得する。検出コイル149は、例えば、正弦波信号を取得する一次コイルと、余弦波信号を取得する二次コイルと、を含む。なお、検出コイル149は、正弦波信号及び余弦波信号を取得できる構成であれば良い。 The detection coil 149 is wound around each salient pole 150. The detection coil 149 acquires, as a voltage signal, a change in the magnetic field received from the outer peripheral portion of the plate portion 110 as the outer peripheral surface 119 of the plate portion 110 approaches or moves away with the rotation of the rotating shaft 200. The detection coil 149 includes, for example, a primary coil for acquiring a sine wave signal and a secondary coil for acquiring a cosine wave signal. The detection coil 149 may have a configuration capable of acquiring a sine wave signal and a cosine wave signal.

第2処理部143は、検出コイル149から正弦波信号及び余弦波信号を取得する機能、及び正弦波信号及び余弦波信号に基づいて第2回転信号を生成する機能、を有する。第2処理部143は、正弦波信号及び余弦波信号からArctanθを演算することにより、0から一定の増加率で増加する第2回転信号を生成する。 The second processing unit 143 has a function of acquiring a sine wave signal and a chord wave signal from the detection coil 149, and a function of generating a second rotation signal based on the sine wave signal and the chord wave signal. The second processing unit 143 generates a second rotation signal that increases from 0 at a constant rate of increase by calculating Arctan θ from the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal.

以上が、本実施形態に係る回転センサ100の構成である。上記の構成において、板部110、プリント基板120、平面コイル133、及び第1処理部132がインダクティブセンサを構成する。また、板部110、プリント基板120、ステータコア148、検出コイル149、及び第2処理部143がレゾルバを構成する。 The above is the configuration of the rotation sensor 100 according to the present embodiment. In the above configuration, the plate unit 110, the printed circuit board 120, the flat coil 133, and the first processing unit 132 constitute an inductive sensor. Further, the plate portion 110, the printed circuit board 120, the stator core 148, the detection coil 149, and the second processing portion 143 form a resolver.

そして、板部110は、インダクティブセンサ及びレゾルバの両方において板部110の回転位置を示す検出ターゲットとして機能する。このように、板部110は、検出原理が異なる2つのセンサに共通の部品である。プリント基板120についても、インダクティブセンサ及びレゾルバに兼用される。 Then, the plate portion 110 functions as a detection target indicating the rotation position of the plate portion 110 in both the inductive sensor and the resolver. As described above, the plate portion 110 is a component common to two sensors having different detection principles. The printed circuit board 120 is also used as an inductive sensor and a resolver.

また、上記各構成は、図示しないケースに収容される。ここで、インダクティブセンサを構成する第1検出部130は、回転軸200の軸方向において、レゾルバを構成する第2検出部140の範囲内に配置される。すなわち、インダクティブセンサの板部110及び平面コイル133は、回転軸200の軸方向におけるレゾルバのステータコア148の厚みの範囲内に配置される。したがって、回転センサ100の全体のサイズは、レゾルバのサイズで済む。 In addition, each of the above configurations is housed in a case (not shown). Here, the first detection unit 130 constituting the inductive sensor is arranged within the range of the second detection unit 140 constituting the resolver in the axial direction of the rotating shaft 200. That is, the plate portion 110 and the flat coil 133 of the inductive sensor are arranged within the thickness range of the stator core 148 of the resolver in the axial direction of the rotating shaft 200. Therefore, the overall size of the rotation sensor 100 can be the size of the resolver.

次に、回転センサ100の作動について説明する。まず、インダクティブセンサを構成する第1処理部132は、平面コイル133に電流を流す。そして、平面コイル133は、回転軸200の回転によって板部110の回転位置が変化することに伴って、板部110の一面116から受ける回転軸200の軸方向の磁気的変化を検出する。 Next, the operation of the rotation sensor 100 will be described. First, the first processing unit 132 that constitutes the inductive sensor passes a current through the flat coil 133. Then, the flat coil 133 detects the magnetic change in the axial direction of the rotating shaft 200 received from one surface 116 of the plate portion 110 as the rotational position of the plate portion 110 changes due to the rotation of the rotating shaft 200.

具体的には、回転軸200の回転に伴い、正弦波を示す形状の板部110の外縁部分が2つの平面コイル133を横切る。これにより、相互誘導によって2つの平面コイル133のインダクタンスが変化するので、第1処理部132はインダクタンスの変化を正弦波信号及び余弦波信号として取得する。第1処理部132は各信号からArctanθを演算することで、回転軸200の1/4回転で電気角が360°となる第1回転信号を生成する。 Specifically, as the rotation shaft 200 rotates, the outer edge portion of the plate portion 110 having a shape showing a sine wave crosses the two flat coils 133. As a result, the inductances of the two planar coils 133 change due to mutual induction, and the first processing unit 132 acquires the changes in inductance as a sine wave signal and a chord wave signal. The first processing unit 132 calculates Arctan θ from each signal to generate a first rotation signal having an electric angle of 360 ° at 1/4 rotation of the rotation axis 200.

一方、レゾルバを構成する検出コイル149は、回転軸200の回転によって板部110の回転位置が変化することに伴って、インダクティブセンサとは異なる検出方式に基づいて回転軸200の軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出する。 On the other hand, the detection coil 149 constituting the resolver is perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 200 based on a detection method different from that of the inductive sensor as the rotational position of the plate portion 110 changes due to the rotation of the rotating shaft 200. Detects vertical magnetic changes.

具体的には、検出コイル149は、回転軸200の回転に伴い、板部110の外周面119から受ける磁界の変化に応じて誘導電流が変化する。これにより、検出コイル149に流れる誘導電流が変化するので、第2処理部143は誘導電流の変化を正弦波信号及び余弦波信号として取得する。第2処理部143は各信号からArctanθを演算することで、回転軸200の1/4回転で電気角が360°となる第2回転信号を生成する。 Specifically, the induced current of the detection coil 149 changes according to the change of the magnetic field received from the outer peripheral surface 119 of the plate portion 110 with the rotation of the rotating shaft 200. As a result, the induced current flowing through the detection coil 149 changes, so that the second processing unit 143 acquires the change in the induced current as a sine wave signal and a chord wave signal. The second processing unit 143 calculates Arctan θ from each signal to generate a second rotation signal having an electric angle of 360 ° at 1/4 rotation of the rotation shaft 200.

また、各処理部132、143は、第1実施形態と同様に、各回転信号の位相のずれが0になると共に、各回転信号の増加率が同じになるように、信号処理を行う。よって、各処理部132、143は、全く同じ回転信号を外部に出力する。 Further, each of the processing units 132 and 143 performs signal processing so that the phase shift of each rotation signal becomes 0 and the increase rate of each rotation signal becomes the same, as in the first embodiment. Therefore, the processing units 132 and 143 output exactly the same rotation signal to the outside.

以上説明したように、板部110が各センサの検出ターゲットとして兼用される。また、インダクティブセンサを構成する第1検出部130が、回転軸200の軸方向において、レゾルバを構成する第2検出部140の範囲内に配置される。したがって、第1実施形態と同様の効果が得られる。 As described above, the plate portion 110 is also used as a detection target for each sensor. Further, the first detection unit 130 constituting the inductive sensor is arranged within the range of the second detection unit 140 constituting the resolver in the axial direction of the rotating shaft 200. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(他の実施形態)
上記各実施形態で示された回転センサ100の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、モータは、自動車に搭載されるものに限られない。
(Other embodiments)
The configuration of the rotation sensor 100 shown in each of the above embodiments is an example, and the configuration is not limited to the configuration shown above, and other configurations capable of realizing the present invention can be used. For example, the motor is not limited to that mounted on an automobile.

各処理部132、143は、1つの信号処理回路部として構成されていても良い。すなわち、回転センサ100は、第1検出部130及び第2検出部140に共通の信号処理回路部を有していても良い。 Each processing unit 132, 143 may be configured as one signal processing circuit unit. That is, the rotation sensor 100 may have a signal processing circuit unit common to the first detection unit 130 and the second detection unit 140.

上記各実施形態において、回転軸200の1/4回転で電気角が360°となる設定は一例である。例えば、回転軸200の1/8回転で電気角が360°となる設定でも良い。もちろん、各検出部130、140は同じ角度の電気角を検出するように構成される。 In each of the above embodiments, the setting that the electric angle becomes 360 ° at 1/4 rotation of the rotating shaft 200 is an example. For example, the electric angle may be set to 360 ° at 1/8 rotation of the rotation shaft 200. Of course, the detection units 130 and 140 are configured to detect the electric angles of the same angle.

110 板部
113、116 一面
114、117 貫通孔
130、140 検出部
131、133 平面コイル
141 磁石
142 磁気抵抗素子
145、146 磁極
147 磁石の外周面
149 検出コイル
110 Plate part 113, 116 One side 114, 117 Through hole 130, 140 Detection part 131, 133 Flat coil 141 Magnet 142 Magnetoresistive element 145, 146 Magnetic pole 147 Outer peripheral surface of magnet 149 Detection coil

Claims (4)

一面(113、116)と、前記一面を前記一面に垂直な方向に貫通すると共に回転軸(200)が通される貫通孔(114、117)と、を有し、前記回転軸と共に回転する板部(110)と、
前記板部の前記一面に対向配置されると共に位置が固定され、前記回転軸の回転によって前記板部の回転位置が変化することに伴って、前記板部の前記一面から受ける前記回転軸の軸方向の磁気的変化を検出することにより、前記回転軸の回転角に応じた第1回転信号を出力する第1検出部(130)と、
前記回転軸の外周に配置されると共に位置が固定され、前記回転軸の回転によって前記板部の回転位置が変化することに伴って、前記第1検出部とは異なる検出方式に基づいて前記回転軸の前記軸方向に垂直な垂直方向の磁気的変化を検出することにより、前記回転軸の回転角に応じた第2回転信号を出力する第2検出部(140)と、
を含み、
前記第1検出部は、前記回転軸の前記軸方向において、前記第2検出部の範囲内に配置される回転センサ。
A plate having one surface (113, 116) and a through hole (114, 117) through which the one surface is penetrated in a direction perpendicular to the one surface and through which a rotation shaft (200) is passed, and which rotates together with the rotation shaft. Part (110) and
The axis of the rotating shaft received from the one surface of the plate portion as the rotating position of the plate portion changes due to the rotation of the rotating shaft, which is arranged facing the one surface of the plate portion and the position is fixed. A first detection unit (130) that outputs a first rotation signal according to the rotation angle of the rotation axis by detecting a magnetic change in the direction.
The rotation is based on a detection method different from that of the first detection unit as the rotation position of the plate portion changes due to the rotation of the rotation shaft while being arranged on the outer periphery of the rotation shaft and the position is fixed. A second detection unit (140) that outputs a second rotation signal according to the rotation angle of the rotation axis by detecting a magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axis direction.
Including
The first detection unit is a rotation sensor arranged within the range of the second detection unit in the axial direction of the rotation shaft.
前記第1検出部は、前記回転軸の前記軸方向に垂直な面に形成された平面コイル(131)を有し、前記板部の回転位置が変化することに伴う前記回転軸の前記軸方向の磁気的変化を前記平面コイルによって検出することにより前記第1回転信号を出力するインダクティブセンサを構成し、
前記第2検出部は、前記回転軸を環状に囲むと共にN極の磁力を発生させる第1磁極(145)とS極の磁力を発生させる第2磁極(146)とが交互に配列された円筒状の磁石(141)と、前記磁石の外周面(147)に対向配置されると共に前記磁石から受ける磁界によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子(142)と、を有し、前記回転軸と共に前記磁石が回転することに伴う前記回転軸の前記軸方向に垂直な前記垂直方向の磁気的変化を前記磁気抵抗素子によって検出することにより前記第2回転信号を出力する磁気センサを構成し、
前記板部は、前記インダクティブセンサにおいて前記板部の回転位置を示す検出ターゲットとして機能すると共に、前記磁気センサにおける磁気シールド板として機能する請求項1に記載の回転センサ。
The first detection unit has a planar coil (131) formed on a plane perpendicular to the axial direction of the rotation shaft, and the axial direction of the rotation shaft is accompanied by a change in the rotation position of the plate portion. An inductive sensor that outputs the first rotation signal by detecting the magnetic change of the above by the plane coil is configured.
The second detection unit is a cylinder in which a first magnetic pole (145) that surrounds the rotation axis in an annular shape and generates an N-pole magnetic force and a second magnetic pole (146) that generates an S-pole magnetic force are alternately arranged. It has a magnet (141) and a magnetic resistance element (142) that is arranged to face the outer peripheral surface (147) of the magnet and whose resistance value changes depending on the magnetic field received from the magnet. A magnetic sensor that outputs the second rotation signal is configured by detecting the magnetic change in the vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotation axis accompanying the rotation of the magnet by the magnetic resistance element.
The rotation sensor according to claim 1, wherein the plate portion functions as a detection target indicating the rotation position of the plate portion in the inductive sensor and also functions as a magnetic shield plate in the magnetic sensor.
前記第1検出部は、前記回転軸の前記軸方向に垂直な面に形成された平面コイル(133)を有し、前記板部の回転位置が変化することに伴う前記回転軸の前記軸方向の磁気的変化を前記平面コイルによって検出することにより前記第1回転信号を出力するインダクティブセンサを構成し、
前記第2検出部は、前記板部の外周に配置された複数の検出コイル(149)を有し、前記回転軸と共に前記板部が回転することに伴う前記回転軸の前記軸方向に垂直な前記垂直方向の磁気的変化を前記検出コイルによって検出することにより前記第2回転信号を出力するレゾルバを構成し、
前記板部は、前記インダクティブセンサ及び前記レゾルバの両方において前記板部の回転位置を示す検出ターゲットとして機能する請求項1に記載の回転センサ。
The first detection unit has a planar coil (133) formed on a plane perpendicular to the axial direction of the rotation shaft, and the axial direction of the rotation shaft is accompanied by a change in the rotation position of the plate portion. An inductive sensor that outputs the first rotation signal by detecting the magnetic change of the above by the plane coil is configured.
The second detection unit has a plurality of detection coils (149) arranged on the outer periphery of the plate portion, and is perpendicular to the axial direction of the rotation shaft as the plate portion rotates together with the rotation shaft. A resolver that outputs the second rotation signal by detecting the magnetic change in the vertical direction by the detection coil is configured.
The rotation sensor according to claim 1, wherein the plate portion functions as a detection target indicating the rotation position of the plate portion in both the inductive sensor and the resolver.
前記第1回転信号の位相と前記第2回転信号の位相とのずれが0になるように、前記第1回転信号及び前記第2回転信号のいずれか一方または両方の信号処理を行う調整部(132、143)を含む請求項1ないし3のいずれか1つに記載の回転センサ。 An adjusting unit that performs signal processing of either or both of the first rotation signal and the second rotation signal so that the phase of the first rotation signal and the phase of the second rotation signal become zero. The rotation sensor according to any one of claims 1 to 3 including 132, 143).
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