[发明专利]旋转角度传感器

说明书

本发明提供一种廉价且精度高的旋转角度检测传感器。旋转角度传感器100具备环状且金属制的旋转板3、和以线圈的环沿着面的方式配置有被供给高频电流的初级线圈S以及向检测感应电流的检测IC输出该感应电路的次级线圈组R的印制电路板5，旋转板3具有其外周缘部形成为正弦波形状的目标部30，初级线圈S被配置为在俯视印制电路板5时与目标部30重叠，并形成为沿着旋转板3的旋转方向的圆弧状，次级线圈组R具有在初级线圈S的内周侧沿着旋转方向而排列为一列的4n个(其中，n为自然数)次级线圈20，列的端部侧的次级线圈20的卷数被设为少于该列的内侧的次级线圈20的卷数。

技术领域

本发明涉及一种旋转角度传感器。

背景技术

在专利文献1中记载了一种电感式角度传感器(inductive angle sensor)，其具有形成有闭合电路图形(pattern)的转子(旋转板以及目标部的一个例子)、与产生正弦波振荡的LC振荡电路连接的励磁线圈、以及接收线圈。在该传感器中，励磁线圈产生的交流磁场使转子的闭合电路图形中产生感应电流(涡电流)，接收线圈接收该感应电流产生的磁场的变化，由此，检测转子的旋转角度。

在专利文献2中记载了一种用于检测旋转角度的传感器系统，其具备在外周面具有编码器构造的转子、和形成有用于产生磁场的电感元件的印制电路板。在该传感器系统中，通过将使电感元件中产生磁场时的编码器构造的涡电流损失作为电感元件的电感变化而进行检测，从而检测转子的旋转角度。

专利文献

专利文献1：美国专利第6236199号说明书

专利文献2：日本特表2009-540277号公报

发明内容

在如专利文献1这样的传感器中，需要在旋转板上形成线圈等电路图形，因此存在成本增大的问题。在如专利文献2这样的传感器系统中，由于需要大量用来产生磁场的线圈，功率消耗增大，必然要使该线圈小型化，因此存在旋转板或目标部处的磁场分布容易产生不均，导致旋转角度的检测精度下降的问题。

本发明是鉴于这样的现状而完成的，其目的在于提供一种廉价且精度高的旋转角度检测传感器。

用于达到上述目的的本发明所涉及的旋转角度传感器的特征结构在于以下方面：其具备：金属制的旋转板和印制电路板，上述旋转板为环状；在上述印制电路板配置有被供给高频电流的初级线圈、以及向检测感应电流的检测IC输出该感应电流的次级线圈组，上述初级线圈以及次级线圈组以这些线圈的环沿着面的方式配置，上述旋转板具有该旋转板的外周缘部或内周缘部形成为正弦波形状的目标部，上述初级线圈被配置为在俯视上述印制电路板时与上述目标部重叠，并形成为沿着上述旋转板的旋转方向的圆弧状，上述次级线圈组具有在上述初级线圈的内周侧沿着上述旋转方向而排列为一列的4n(其中，n为自然数)个次级线圈，列的端部侧的上述次级线圈的卷数被设为少于该列的内侧的上述次级线圈的卷数。

根据上述结构，通过被供给高频电流的初级线圈产生磁场，而利用次级线圈接收由该磁场产生的来自目标部的磁场，能够检测旋转板的旋转角度。详细而言，通过由初级线圈产生的磁场，使形成为正弦波形状的目标部中产生涡电流。进而在目标部中产生由该涡电流产生的磁场。该磁场会发生与正弦波形状相对应的变化。通过利用次级线圈接收该变化的磁场，能够检测旋转板的旋转角度。在进行这样的检测的情况下，根据上述结构，旋转板和初级线圈以及次级线圈组被配置为在俯视印制电路板时相互重叠，即配置为使彼此的面相对，但不易受到配置位置偏离的影响。因此，能够廉价地制造，且角度检测的精度高。

进一步详细而言，如下所述。目标部形成为正弦波形状，初级线圈以及次级线圈组配置为与该目标部重叠，且沿着旋转板的旋转方向(以下仅记为旋转方向)排列为一列。由此，如果旋转板进行旋转，则次级线圈组的各个次级线圈一次反复接近远离形成为正弦波形状的目标部的山部。换言之，其在与正弦波形状的山部重叠的状态和与谷部重叠的状态间交替切换。通过该接近远离，与正弦波形状相对应的磁场被输入各个次级线圈，产生感应电流。通过检测各个次级线圈中产生的感应电流的变化，能够检测旋转板的旋转角度。