特許ウォッチ

公開番号2025171793
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024077466
出願日2024-05-10
発明の名称回転角検出装置
出願人株式会社アイシン
代理人個人,個人
主分類G01D 5/20 20060101AFI20251113BHJP(測定;試験)
要約【課題】第1誘導型回転角度センサおよび第2誘導型回転角度センサを用いた冗長構成に起因する装置の軸方向の大型化を抑制することが可能な回転角検出装置を提供する。
【解決手段】この回転角検出装置35は、回転体351の回転角度を取得するために検出された正弦波および余弦波を別個に出力する第1誘導型回転角度センサ353および第2誘導型回転角度センサ354と、基板352とを備える。第2誘導型回転角度センサ354は、回転中心軸線Cの周方向Roにおいて、第1誘導型回転角度センサ353の第2誘導型回転角度センサ354と反対側の端部Ed1に対して、回転体351の正弦波形状の2周期分離れたPe2位置よりも近い位置に第1誘導型回転角度センサ353側の端部Ed2を配置した状態で、第1誘導型回転角度センサ353と並んで基板352の表面に配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
回転中心軸線回りに回転可能に構成されており、前記回転中心軸線の径方向の外側に突出した山部を含む正弦波形状を有する回転体と、
前記回転体に対して磁界を発生させる励磁コイルと、前記回転中心軸線の軸方向において前記回転体の正弦波形状と対向し、前記回転体の回転に伴う磁界の変化を正弦波および余弦波として検出する検出コイルとを含み、前記回転体の回転角度を取得するために検出された正弦波および余弦波を別個に出力する第１誘導型回転角度センサおよび第２誘導型回転角度センサと、
基板とを備え、
前記第２誘導型回転角度センサは、前記回転中心軸線の周方向において、前記第１誘導型回転角度センサの前記第２誘導型回転角度センサと反対側の端部に対して、前記回転体の正弦波形状の２周期分離れた位置よりも近い位置に前記第１誘導型回転角度センサ側の端部を配置した状態で、前記第１誘導型回転角度センサと並んで前記基板の表面に配置されている、回転角検出装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１誘導型回転角度センサおよび前記第２誘導型回転角度センサの各々の前記検出コイルは、前記回転体の正弦波形状の１／４周期分だけずらすように、前記周方向のうち前記第１誘導型回転角度センサから前記第２誘導型回転角度センサに向かう一方向に並べた４つのコイル部を含み、
前記第２誘導型回転角度センサは、前記一方向において、前記第１誘導型回転角度センサの前記４つのコイル部の先頭のコイル部に対して、前記回転体の正弦波形状の１周期分離れた位置よりも１／４周期分以上離れた位置に先頭のコイル部を配置して前記４つのコイル部を並べた状態で、前記第１誘導型回転角度センサと隣接して配置されている、請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記４つのコイル部は、前記回転体の正弦波形状の１／４周期分だけずらすように前記一方向に並べた、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部を含み、
前記第１誘導型回転角度センサでは、前記第１コイル部、前記第２コイル部、前記第３コイル部および前記第４コイル部が、前記一方向に順に並べられており、
前記第２誘導型回転角度センサでは、前記回転体の正弦波形状の１周期分離れた位置よりも１／４周期分離れた位置に先頭のコイル部として前記第２コイル部を配置して、前記第２コイル部、前記第３コイル部、前記第４コイル部および前記第１コイル部が、前記一方向に順に並べられている、請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記４つのコイル部は、前記回転体の正弦波形状の１／４周期分だけずらすように前記一方向に並べた、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部を含み、
前記第１誘導型回転角度センサでは、前記第１コイル部、前記第２コイル部、前記第３コイル部および前記第４コイル部が、前記一方向に順に並べられており、
前記第２誘導型回転角度センサでは、前記回転体の正弦波形状の１周期分離れた位置よりも２／４周期分離れた位置に先頭のコイル部として前記第３コイル部を配置して、前記第３コイル部、前記第４コイル部、前記第１コイル部および前記第２コイル部が、前記一方向に順に並べられている、請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記４つのコイル部は、前記回転体の正弦波形状の１／４周期分だけずらすように前記一方向に並べた、第１コイル部、第２コイル部、第３コイル部および第４コイル部を含み、
前記第１誘導型回転角度センサでは、前記第１コイル部、前記第２コイル部、前記第３コイル部および前記第４コイル部が、前記一方向に順に並べられており、
前記第２誘導型回転角度センサでは、前記回転体の正弦波形状の１周期分離れた位置よりも３／４周期分離れた位置に先頭のコイル部として前記第４コイル部を配置して、前記第４コイル部、前記第１コイル部、前記第２コイル部および前記第３コイル部が、前記一方向に順に並べられている、請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項６】
前記第１誘導型回転角度センサの前記励磁コイルおよび前記第２誘導型回転角度センサの前記励磁コイルに対して、互いに所定周波数だけ異なる周波数の電力を供給する電力供給部と、
前記検出コイルが検出した、前記励磁コイルから発生した磁界の変化の信号のうち、前記電力供給部から供給された互いに所定周波数だけ異なる周波数の電力に起因して発生する高周波成分を除去するとともに、低周波成分を通過させるフィルタ部とをさらに備える、請求項１に記載の回転角検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角検出装置に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、回転角検出装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、回転角度センサが開示されている。この回転角度センサは、被検出部と、検出部と、角度演算回路部とを備えている。被検出部は、モータの回転出力軸に取り付けられている。被検出部は、回転出力軸と一体的に回転する。検出部は、回転出力軸の回転中心軸線の径方向の外側に被検出部に対向して配置されている。角度演算回路部は、検出部から出力される検出信号に基づいて、モータにおけるロータの回転角度を演算する回路である。このような、回転角度センサは、回転出力軸の回転中心軸線の延びる軸方向の異なる位置に並んで２つ配置されている。これにより、２つの回転角度センサは、２つの回転角度センサのうちの一方に不具合が生じた場合、２つの回転角度センサのうちの他方から出力される検出信号に基づくロータの回転角度の演算を行う冗長構成を実現している。
【０００４】
また、特許文献２には、モータの回転角度を検出する回転角度検出センサが開示されている。回転角度検出センサは、回転体と、第１コイルと、複数の第２コイルと、基板とを備えている。回転体は、モータの出力シャフトとともに回転する。回転板の外周縁部は、山部と谷部とが交互に並ぶ正弦波形状に形成されている。第１コイルは、回転板の正弦波形状に向けて磁界を発生させるように構成されている。複数の第２コイルは、第１コイルから回転板の正弦波形状に向けて発生された磁界の変化を検出するように構成されている。回転角度検出センサでは、複数の第２コイルの各々の磁界の変化の検出値に基づいて、回転角度情報が取得される。基板には、第１コイルおよび複数の第２コイルが、形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５４８１２３６号公報
特許第７３４７１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の２つの回転角度センサが、冗長構成を実現するため、回転出力軸の軸方向の異なる位置に並んで２つ配置されているので、モータが軸方向に大型化してしまう。ここで、上記特許文献２のような回転角度検出センサにおいて、軸方向の異なる位置に２つ並んで配置して冗長構成を実現した場合、第１コイルおよび複数の第２コイルが形成された基板と、回転体とを含む構成が、軸方向の異なる位置に２つ並んで配置されることになるので、モータが軸方向により大型化してしまう。この場合、モータの軸方向の大型化に起因して回転出力軸に接続される他の構成の配置位置が変更されることが考えられるので、モータの車両などへの搭載性が悪化することが考えられる。そこで、２つの回転角度センサ（第１誘導型回転角度センサおよび第２誘導型回転角度センサ）を用いた冗長構成に起因する装置の軸方向の大型化を抑制することが望まれている。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、第１誘導型回転角度センサおよび第２誘導型回転角度センサを用いた冗長構成に起因する装置の軸方向の大型化を抑制することが可能な回転角検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回転角検出装置は、回転中心軸線回りに回転可能に構成されており、回転中心軸線の径方向の外側に突出した山部を含む正弦波形状を有する回転体と、回転体に対して磁界を発生させる励磁コイルと、回転中心軸線の軸方向において回転体の正弦波形状と対向し、回転体の回転に伴う磁界の変化を正弦波および余弦波として検出する検出コイルとを含み、回転体の回転角度を取得するために検出された正弦波および余弦波を別個に出力する第１誘導型回転角度センサおよび第２誘導型回転角度センサと、基板とを備え、第２誘導型回転角度センサは、回転中心軸線の周方向において、第１誘導型回転角度センサの第２誘導型回転角度センサと反対側の端部に対して、回転体の正弦波形状の２周期分離れた位置よりも近い位置に第１誘導型回転角度センサ側の端部を配置した状態で、第１誘導型回転角度センサと並んで基板の表面に配置されている。
【０００９】
この発明の一の局面における回転角検出装置では、上記のように、第２誘導型回転角度センサは、回転中心軸線の周方向において、第１誘導型回転角度センサの第２誘導型回転角度センサと反対側の端部に対して、回転体の正弦波形状の２周期分離れた位置よりも近い位置に第１誘導型回転角度センサ側の端部を配置した状態で、第１誘導型回転角度センサと並んで基板の表面に配置されている。これにより、第１誘導型回転角度センサおよび第２誘導型回転角度センサを回転中心軸線の軸方向に並べて配置することにより冗長構成を実現する場合と比較して、回転角検出装置の軸方向の大型化を抑制することができるので、第１誘導型回転角度センサおよび第２誘導型回転角度センサを用いた冗長構成に起因する装置の軸方向の大型化を抑制することができる。また、回転角検出装置の軸方向の大型化を抑制することにより、回転角検出装置をモータに適用した場合のモータの軸方向の大型化を抑制することができる。その結果、軸方向の大型化に起因するモータに接続される他の構成の配置位置の変更を抑制することができるので、モータの車両などへの搭載性の悪化を抑制することができる。また、第１誘導型回転角度センサと第２誘導型回転角度センサとを周方向に並べるために必要な基板の配置スペースの増大を抑制することができるので、配置スペースの増大を抑制した分だけ基板を小型化することができる。
【００１０】
上記一の局面による回転角検出装置において、好ましくは、第１誘導型回転角度センサおよび第２誘導型回転角度センサの各々の検出コイルは、回転体の正弦波形状の１／４周期分だけずらすように、周方向のうち第１誘導型回転角度センサから第２誘導型回転角度センサに向かう一方向に並べた４つのコイル部を含み、第２誘導型回転角度センサは、一方向において、第１誘導型回転角度センサの４つのコイル部の先頭のコイル部に対して、回転体の正弦波形状の１周期分離れた位置よりも１／４周期分以上離れた位置に先頭のコイル部を配置して４つのコイル部を並べた状態で、第１誘導型回転角度センサと隣接して配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許