非接触式转动角度检测传感器制造技术

一种非接触式转动角度检测传感器，可以通过简单结构提高输出的直线性。固定侧轭铁（２０）以固定间隙包围固定在转子（１０）上的环状永久磁铁（１５）的外周面，并在径向上具有Ｎ、Ｓ两极。固定侧轭铁由第１、第２外侧轭铁（３０、４０）构成，在第１外侧轭铁的缺口（３２）处配置有霍尔元件（２５）。第１外侧轭铁的轴向高度（ｈ３）沿着圆周方向变化，第２外侧轭铁的高度（ｈ４）与第１外侧轭铁的高度（ｈ３）具有互补关系，第１、第２外侧轭铁以固定间隙（Ｌｈ）重叠。通过缺口的磁通量与不通过缺口的磁通量的比率根据环状永久磁铁的转动而变化，随着高度变化，通过第１外侧轭铁的磁通量自身也发生变化，因此能提高霍尔元件的输出的直线性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用磁感应元件的非接触式转动角度检测传感器。
技术介绍
例如作为可以形成小型结构、不必担心因异物造成的接触不良等，并且适合车辆的加速踏板的踩踏角检测、和根据变速杆的操作而转动的轴的转动角度检测等的转动角度检测传感器，有使用磁感应元件的非接触式转动角度检测传感器。作为这种非接触式转动角度检测传感器的现有示例，例如有日本专利特表平5-505883号公报所公开的传感器。在该现有示例中，如图7(a)所示，将分割成半圆的环状永久磁铁100固定在未图示的转子上，并且在直径方向上形成N、S极两极，并用外侧轭铁110包围环状永久磁铁100的外周面，在设于外侧轭铁的缺口处配置霍尔元件105，该外侧轭铁110相对永久磁铁的外周隔开规定间隙设置。外侧轭铁110的截面为矩形，其宽度、轴向高度在圆周方向上分别是固定的。在上述结构中，由环状永久磁铁100产生的磁通通过外侧轭铁110。在环状永久磁铁100与转子一起转动时，由于与该磁铁相对的外侧轭铁110的轴向高度固定，所以通过外侧轭铁的磁通总和固定，但是根据环状永久磁铁100的转动，通过配置在外侧轭铁110的缺口处的霍尔元件105的磁通量与不通过霍尔元件105的磁通量的比率变化。因此，从理论上讲，可以根据霍尔元件105的输出的变化，求出转子(环状永久磁铁100)的转动角度。图7(a)中的A、B、…、E表示伴随环状永久磁铁100的转动，磁通在霍尔元件105的通过量的变化。(b)表示霍尔元件105针对转动角度的输出，线上的A、B、…、E与(a)中的环状永久磁铁100的各个转动角度位置对应。专利文献1日本专利特表平5-505883号公报但是，在上述现有的非接触式转动角度检测传感器中，如图7(b)所示，在包括通过霍尔元件105的磁通方向切换的转动角度0°在内的规定范围B～D中，霍尔元件105的输出变化明确，但越偏离规定范围，输出信号的直线性越有问题。这被认为是由于越偏离规定范围，通过霍尔元件105的磁通量越多，其中的磁通变化比率相对变小而导致的。这样，如果不能保持霍尔元件的输出信号的直线性，在想要在比较大的角度范围内检测转动角度时，存在不能获得所期望的精度的问题。作为其对策，考虑可以使外侧轭铁的环的形状为椭圆形，或者使外侧轭铁和永久磁铁的间隔变化，但这是理论上的对策，在现实中考虑到制造上的偏差和产品的机械松动，在技术上难以适用于车辆用等大批量生产的情况。并且，作为环状永久磁铁使用各向异性磁铁的示例居多，存在价格昂贵，而且加工性不足的问题。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述现有问题而提出的，其目的在于，提供一种结构简单、精度良好的非接触式转动角度检测传感器。因此，本专利技术的非接触式转动角度检测传感器包括环状永久磁铁，其可以与转子一体地转动，并且磁极沿着圆周方向变化；环状固定侧轭铁，其由在轴向上重叠的第1轭铁和第2轭铁构成，并且隔开固定间隙包围环状永久磁铁的外周面；磁感应元件，其配置在形成于第1轭铁的环上的缺口处，所述非接触式转动角度检测传感器使第1轭铁的轴向高度沿着圆周方向变化。通过缺口部的磁通量与不通过缺口部的磁通量的比率根据环状永久磁铁的转动而变化，并且根据第1轭铁的高度变化，通过第1轭铁的磁通量自身也发生变化，所以磁感应元件输出基于这两种变化的信号，能够获得信号输出针对转动角度的高直线性。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的整体结构的图。图2是图1的C-C部剖面图。图3是将整体部分分解表示的立体图。图4是将环状永久磁铁放大表示的俯视图。图5是与现有示例比较表示实施例的作用的图。图6是表示缺口部的变形例的图。图7是表示现有示例的问题的说明图。标号说明10转子；11主体部；12磁铁保持部；13通孔；14支承轭铁；15环状永久磁铁；16a、16b磁铁半圆部；20固定侧轭铁；25霍尔元件(磁感应元件)；27传感器芯片；30第1外侧轭铁(第1轭铁)30a、30b、40a、40b轭铁半圆部；31切角部；32、42缺口；40第2外侧轭铁(第2轭铁)。具体实施例方式以下，说明本专利技术的实施方式。图1表示实施方式的外观，(a)是从轴向看到的俯视图，(b)是从(a)中的A-A箭头方向看到的视图，(c)是从(a)中的B-B方向看到的视图。图2是图1(a)中的C-C部剖面图。图3是将整体部分分解表示的立体图。安装在作为检测对象即转动体的未图示的轴上的转子10，由外观呈圆柱状的主体部11、和从主体部11的轴向中间向径向延伸的凸缘状磁铁保持部12构成。主体部11具有使轴通过的通孔13，通孔13的截面具有与轴的安装部截面配合的两个宽面部，在使轴插入并贯穿轴的安装部的状态下，转子10可以与轴一体地转动。环状永久磁铁15通过由钢材构成的环状支承轭铁14安装在磁铁保持部12上。如图4的放大图所示，环状永久磁铁15宽度固定，并在其直径线上(圆周方向180°位置)被分割成半圆，一个磁铁半圆部16a把内周侧(与支承轭铁14接触的一侧)作为S极、把外周侧作为N极，另一个磁铁半圆部16b把内周侧作为N极、把外周侧作为S极，整体上在圆周方向形成N极和S极的两极结构。作为环状永久磁铁15的材料，不限于各向异性磁铁，也可以选择各向同性磁铁。由这两个磁铁半圆部16a、16b构成的环状永久磁铁15固定在支承轭铁14的外周面上，支承轭铁14固定在转子的磁铁保持部12的外周面上。在本实施方式中，环状永久磁铁15和支承轭铁14的轴向高度与磁铁保持部12的轴向高度一致。如上所述，固定侧轭铁20设置在相对轴的固定侧，该固定侧轭铁20包围安装在转子10上的环状永久磁铁15，并由第1外侧轭铁30和第2外侧轭铁40构成。第1外侧轭铁30和第2外侧轭铁40的材料分别是钢材。第1外侧轭铁30和第2外侧轭铁40从轴向看到的平面形状彼此相同，分别具有固定宽度W，并在各自的直径线上(圆周方向180°位置)被分割成半圆，切掉分割后的各个轭铁半圆部30a(40a)、30b(40b)之间的周向对置面，分别设置有两处具有规定宽度G的缺口32、42。第1外侧轭铁30和第2外侧轭铁40从轴向观看时，使各自的缺口42、32一致，并且在轴向彼此重叠，各自的内周面与环状永久磁铁15的外周面之间隔开固定间隙Ls相对。第1外侧轭铁30和第2外侧轭铁40的各自高度(轴向)h3、h4沿着圆周方向变化，但第1外侧轭铁30的下表面(与第2外侧轭铁40的相对面的相反一侧)和第2外侧轭铁40的上表面(与第1外侧轭铁30的相对面的相反一侧)，分别形成相对轴向垂直的平坦面。并且，第1外侧轭铁30和第2外侧轭铁40的圆周方向的各个截面形成为高度变化的矩形截面。第2外侧轭铁40的高度h4与第1外侧轭铁30的高度h3具有互补关系，在第1外侧轭铁30的高度h3较大的圆周方向位置，第2外侧轭铁40的高度h4较小，在第1外侧轭铁30的高度h3较小的位置，第2外侧轭铁40的高度h4较大。在第1外侧轭铁30的上表面和第2外侧轭铁40的下表面之间，沿着圆周方向设定固定间隙Lh。第1外侧轭铁30的下表面与环状永久磁铁15的下表面一致。包括上述固定间隙Lh在内的、第1外侧轭铁30和第2外侧轭铁40重叠后的固定侧轭铁20的高度Hy与环状永久磁铁15的高度Hm，被设定为满足关系Hy＞Hm，例如，环状永久本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式转动角度检测传感器，其特征在于，包括：环状永久磁铁，其可以与转子一体地转动，并且磁极沿着圆周方向变化；环状固定侧轭铁，其由在轴向重叠的第１轭铁和第２轭铁构成，并且隔开固定间隙包围所述环状永久磁铁的外周面； 磁感应元件，其配置在形成于所述第１轭铁的环上的缺口处，所述第１轭铁的轴向高度沿着圆周方向变化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤俊一，
申请(专利权)人：耐力有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]