[发明专利]转角检测传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种转角检测传感器，该转角检测传感器用于检测转动体的位置，例如电动机的转子的位置。

背景技术

在无刷直流电动机中，通过转换定子中的电流的方向进行整流控制(rectification control)。为了进行此种整流控制，需要获得转子的角度信息，因此设置用于检测转子的角度的角度传感器(例如，参见专利文献1)。

一般地，角度传感器基于检测转子的永磁体的磁场的方法。

相反地，在需要更微细的控制的情况下，使用如专利文献1公开的基于涡电流损耗原理的转角检测传感器。

[专利文献1]德国实用新型20 2006 008 962 U1。

发明内容

在专利文献1公开的现有技术中，由导体图案(conductorpattern)构成的编码器结构被设置在转子上，并且由电感元件(inductance element)构成的转角传感器被设置成与编码器结构相对。

此外，编码器结构的导体图案的宽度周期性地变化，从而当向电感元件施加信号电流时，由于产生于编码器结构中的涡电流，电感的损耗被有目的的改变，从而能够检测角度信息。

在专利文献1中公开的现有技术中，转角传感器由多个具有相同形状的线圈构成，其中沿以转子的转轴作为中心的圆周以相同的间隔彼此分开地布置线圈。

因此，当试图减小传感器的直径或者增加导体图案的周期数时，相邻线圈之间的连接变得密集。

因此，由于相邻的线圈之间的连接的影响，磁场将变化，因此将造成检测结果出现误差，从而降低传感器的精度。

为此，在减小传感器的直径和增加周期数方面存在限制。

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够小型化的转角检测传感器。

根据本发明的一个方面的转角检测传感器包括：转动体；由导体图案构成的编码器结构，其中导体图案以能够与转动体一起转动的方式被安装到转动体，编码器结构具有n(n表示正整数)个均包括了从相位0°至相位360°的相周期，各个相通过使导体图案的宽度周期性地改变形成；传感器主体，其具有多个电感元件并且设置成有间隔地与编码器结构相对，其中，编码器结构的相的周期数n是等于或大于3的正整数，多个电感元件的相邻两个之间均具有90°的相位差，以编码器结构的至少1/2相的间隔彼此分开地布置两个相邻的电感元件。

利用根据本发明的转角检测传感器，因为设置有编码器结构和传感器主体，其中，编码器结构具有n个均包括了从相位0°至相位360°的相周期，并且每个相均通过使导体图案的宽度周期性地改变来形成，传感器主体具有多个电感元件并且布置成有间隔地与编码器结构相对，所以能够通过传感器主体的电感元件检测到编码器结构的导体图案的宽度的周期性变化。因此，可以根据检测结果检测转动体的转角。

此外，在根据本发明的转角检测传感器中，多个电感元件两两之间具有90°的相位差，并且以编码器结构的至少1/2相的间隔彼此分开地布置相邻的两个电感元件。利用此种结构，与电感元件以1/4相的间隔全部布置于编码器的结构相比较，能够增大相邻的两个电感元件之间的距离。

根据本发明，因为能够增大相邻的两个电感元件之间的距离，所以能够减少两个相邻的电感元件之间的相互作用，因此能够抑制检测结果中出现误差。

因此，根据本发明能够提高传感器的精度。

此外，根据本发明，在减小编码器结构的图案部的直径和/或增加编码器结构的周期(相)数的情况下，能够保证相邻的电感元件之间的足够的距离，因此能够获得高的精度。

因此，可以减小图案部的直径，因此减小整个传感器的尺寸。

附图说明

图1A和图1B是示意性地示出具有根据本发明的实施方式的传感器的电动机的结构的图，其中图1A是示意性地示出根据本发明的上述实施方式的转角检测传感器的图(平面图)，图1B是从图1A中的箭头A的方向看时的侧视图。

图2是示出图1A和图1B的转子的平面图。

图3是示出图1A、图1B和图2的编码器结构的平面图。

图4A和图4B是示意性地示出图1A和图1B的传感器的主要部分(包括传感器主体)的结构的图。

图5是示出传感器系统的电路结构的示例的电路图。

图6是示出在减小图案部的直径的情况下图4A的结构的整体配置的图。

图7是示出在增加周期数的情况下图4A的结构的整体配置的图。

图8A和图8B是示意性地示出根据本发明的另一种实施方式的转角检测传感器的结构的图。