旋转角度传感器和使用其的驻车锁传感器制造技术

本发明专利技术提供一种以小的磁铁而具有充分的磁场检测性能的旋转角度传感器。旋转角度传感器(1A)具有绕旋转中心(C)旋转，在规定的方向上被磁化的中央磁性体(3)和一对侧方磁性体(4A、4B)、以及检测由中央磁性体和一对侧方磁性体形成的磁场的磁场检测元件(5)。关于一对侧方磁性体中的各个，当令表示侧方磁性体的磁化方向并以侧方磁性体的中心为起点朝向远离旋转中心的方向的向量作为侧方磁性体的磁化方向向量(V2)；令处于连结旋转中心与侧方磁性体的中心的线的延长线上并以侧方磁性体的中心为起点朝向远离旋转中心的方向的向量作为基准向量(V1)时，磁化方向向量(V2)相对于基准向量(V1)向中央磁性体(3)侧旋转。向量(V1)向中央磁性体(3)侧旋转。向量(V1)向中央磁性体(3)侧旋转。

【技术实现步骤摘要】
旋转角度传感器和使用其的驻车锁传感器


[0001]本申请基于2021年11月19日提出的日本申请的特愿2021
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188772，且主张基于该申请的优先权。该申请全体通过参照，编入本申请。本专利技术涉及旋转角度传感器和使用其的驻车锁传感器。

技术介绍

已知有检测旋转体的旋转角度的旋转角度传感器。在日本特开2017
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90105号公报中，公开有一种旋转角度传感器，其具有配置在旋转的支承体的旋转中心的周围的3个磁铁、和检测由3个磁铁形成的磁场的磁场检测元件。3个磁铁的形状，关于通过支承体的旋转中心和各个磁铁的中心的线，为线性对称。此外，3个磁铁的磁化方向分别与通过支承体的旋转中心和磁铁的中心的线平行。

技术实现思路

在日本特开2017
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90105号公报中公开的旋转角度传感器中，从一个磁铁发出的磁通线(磁力线)从一旦离开相邻的磁铁就朝向之后相邻的磁铁的路径通过。因此，磁通线容易扩散，存在难以在磁场检测元件的设置位置确保充分的磁场强度的可能性。因此，需要磁铁的大型化，存在旋转角度传感器的成本削减或小型化受到限制的可能性。本专利技术的目的在于，提供一种以小的磁铁而具有充分的磁场检测性能的旋转角度传感器。本专利技术的旋转角度传感器包括：绕旋转中心旋转，在规定的方向上被磁化的中央磁性体和一对侧方磁性体；和检测由中央磁性体和一对侧方磁性体形成的磁场的磁场检测元件，中央磁性体在中央磁性体和一对侧方磁性体的旋转方向上，配置在一对侧方磁性体之间，中央磁性体与一对侧方磁性体的径向外侧的磁极彼此相反。关于一对侧方磁性体中的各个，当令表示侧方磁性体的磁化方向，且以侧方磁性体的中心为起点朝向远离旋转中心的方向的向量，作为侧方磁性体的磁化方向向量；并且，令处于连结旋转中心与侧方磁性体的中心的线的延长线上，且以侧方磁性体的中心为起点朝向远离旋转中心的方向的向量作为侧方磁性体的基准向量时，磁化方向向量相对于基准向量向中央磁性体侧旋转。根据本专利技术，能够提供以小的磁铁而具有充分的磁场检测性能的旋转角度传感器。上述以及其它的本申请的目的、特征和优点，通过参照对本申请进行例示的附图的在以下进行叙述的详细说明而明了。
附图说明
图1A、1B是第一实施方式所涉及的旋转角度传感器的概念图。图2A、2B是图1A、1B的部分放大图。图3是比较例的旋转角度传感器的概念图。
图4是第一实施方式所涉及的旋转角度传感器的概念图。图5A～5C是第二实施方式所涉及的旋转角度传感器的概念图。图6A、6B是第三实施方式所涉及的旋转角度传感器的概念图。图7A～7C是第四实施方式所涉及的旋转角度传感器的概念图。图8A～8C是第五实施方式所涉及的旋转角度传感器的概念图。图9A、9B是第六实施方式所涉及的旋转角度传感器的概念图。图10是具有旋转角度传感器的驻车锁传感器的概念图。图11是表示实施例与比较例的旋转角度传感器的比较的图。图12是表示角度θ的优选范围的计算例。
具体实施方式
以下参照附图，说明本专利技术的几个实施方式。在以下的说明中，“周向”是以支承体2的旋转中心C为基准的旋转方向，即，沿着以支承体2的旋转中心C为中心的圆的切线的方向。“径向”是以支承体2的旋转中心C为基准的方向，即，通过支承体2的旋转中心C的直线的方向。“角度位置”是以支承体2的旋转中心C为基准的角度，即，以支承体2的旋转中心C为原点的极坐标的角度。此外，在图中，连结中央磁性体3与侧方磁性体4A、4B的虚线概念性地表示磁通线(磁力线)。(第一实施方式)图1A～2B表示本专利技术的第一实施方式所涉及的旋转角度传感器1A的概略结构。旋转角度传感器1A具有支承体2、被支承体2支承的中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B、以及磁场检测元件5。支承体2由非磁性的金属及树脂等形成，用于将支承体2固定于未图示的旋转轴的孔21设置在支承体2的中心。支承体2能够与未图示的旋转轴共有旋转中心C，绕旋转中心C与旋转轴一起旋转。因此，能够通过检测支承体2的旋转角度来检测旋转轴的旋转角度。还能够利用磁性金属等磁性材料形成支承体2，对支承体2赋予作为磁轭的集磁功能，增强磁场检测元件5的设置位置的磁通密度。在支承体2，支承有中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B(以下，有时称为第一侧方磁性体4A、第二侧方磁性体4B)。支承体2为圆板，中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B被支承体2的任一个平面支承。中央磁性体3在周向上配置在一对侧方磁性体4A、4B之间。中央磁性体3的中心的角度位置与第一侧方磁性体4A的中心的角度位置之差、和中央磁性体3的中心的角度位置与第二侧方磁性体4B的中心的角度位置之差相等。即，中央磁性体3位于第一侧方磁性体4A与第二侧方磁性体4B的中间。但是，中央磁性体3的中心的角度位置与第一侧方磁性体4A的中心的角度位置之差、和中央磁性体3的中心的角度位置与第二侧方磁性体4B的中心的角度位置之差，为90
°
以下。第一侧方磁性体4A与第二侧方磁性体4B的形状和尺寸相同。此外，第一侧方磁性体4A的中心与第二侧方磁性体4B的中心的径向位置，即距旋转中心C的距离相等。与此相对，中央磁性体3的径向(磁化方向)长度大于一对侧方磁性体4A、4B的径向长度，中央磁性体3的中心的径向位置与一对侧方磁性体4A、4B的中心的径向位置相比处于内侧。中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B全部为磁铁，由钕等磁性材料形成。中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B在规定的方向上被磁化。中央磁性体3与一对侧方磁性体4A、
4B的径向外侧的磁极彼此相反。在本实施方式中中央磁性体3的径向外侧的磁极为S极，一对侧方磁性体4A、4B的径向外侧的磁极为N极，但是也可以是中央磁性体3的径向外侧的磁极为N极，一对侧方磁性体4A、4B的径向外侧的磁极为S极。中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B为长方体。因此，中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B的磁化方向与长方体的任意的边平行。磁场检测元件5以支承体2能够相对于磁场检测元件5相对旋转的方式，设置在规定的固定部(未图示)。磁场检测元件5检测由中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B形成的磁场。磁场检测元件5优选设置在旋转角度传感器1A的角度检测范围α的中央。角度检测范围α被连结第一侧方磁性体4A的中心与旋转中心C的直线、和连结第二侧方磁性体4B的中心与旋转中心C的直线夹持，是设置有磁场检测元件5的、180
°
以下的角度范围。磁场检测元件5具有检测径向的磁场强度的元件、和检测周向的磁场强度的元件。元件的种类没有限定，除霍尔元件以外，能够使用AMR元件、TMR元件等磁阻效应元件。旋转角度传感器1A的运算部(未图示)由这些元件检测到的磁场强度计算出合成磁场的角度。因为由中央磁性体3和一对侧方磁性体4A、4B形成的磁场的分布预先求得，所以能够由合成磁场的角度检测支承体2的旋转角度。由上述的说明可知，第一侧方磁性体4A与第二侧方磁性体4B，关于连结中央磁性体3的中心与旋转中心C的直线(以下说明的第一直线L1)，为镜像对称。由此，磁场的分布关于第一直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转角度传感器，其中：具有：中央磁性体和一对侧方磁性体，绕旋转中心旋转，在规定的方向上被磁化；和磁场检测元件，检测由所述中央磁性体和所述一对侧方磁性体形成的磁场，所述中央磁性体，在所述中央磁性体和所述一对侧方磁性体的旋转方向上，配置在所述一对侧方磁性体之间，所述中央磁性体与所述一对侧方磁性体的径向外侧的磁极彼此相反，关于所述一对侧方磁性体中的各个，当令表示所述侧方磁性体的磁化方向，且以所述侧方磁性体的中心为起点朝向远离所述旋转中心的方向的向量，为所述侧方磁性体的磁化方向向量；并且令处于连结所述旋转中心与所述侧方磁性体的中心的线的延长线上，且以所述侧方磁性体的中心为起点朝向远离所述旋转中心的方向的向量，为所述侧方磁性体的基准向量时，所述磁化方向向量相对于基准向量向所述中央磁性体侧旋转。2.如权利要求1所述的旋转角度传感器，其中：所述磁化方向向量与所述基准向量形成的角度小于90
°
。3.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中：关于所述一对侧方磁性体中的各个，当令所述磁化方向向量与所述基准向量形成的角度为θ，令连结所述中央磁性体的中心与所述旋转中心的直线与所述基准向量形成的角度为时，4.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中：关于所述一对侧方磁性体中的各个，当令所述磁化方向向量与所述基准向量形成的角度为θ，令连结所述中央磁性体的中心与所述旋转中心的直线与所述基准向量形成的角度为时，5.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中：关于所述一对侧方磁性体中的各个，当令所述磁化方向向量与所述基准向量形成的角度为θ，令连结所述中央磁性体的中心与所述旋转中心的直线与所述基准向量形成的角度为时，6.如权利要求1～5中的任一项所述的旋转角度传感器，其中：所述一对侧方磁性体，关于连结所述中央磁性体的中心与所述旋转中心的直线，为镜像对称。7.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中：所述中央磁性体和所述一对侧方磁性体为磁铁。8.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中：所述中央磁性体为磁铁，所述一对侧方磁性体是被所述中央磁性体磁化了的软磁性体。9.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中：所述一对侧方磁性体为磁铁，所述中央磁性体是被所述一对侧方磁性体磁化了的软磁
性体。10.如权利要求1或2所述的旋转角度传感器，其中：具有：支承体，绕所述旋转中心旋转，支承所述中央磁性体和所述一对侧方磁性体。11.如权利要求10所述的旋转角度传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川原俊夫，大山俊彦，守屋贵裕，铃木启史，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：