CN110487305A - 旋转检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实现旋转检测装置的小型化,且提高旋转检测装置的旋转检测精度。四个磁场形成部沿着以基准轴上的点为中心的圆隔开间隔地配置,各磁场形成部的两个磁极在圆的径向上排列。三个磁场检测部在配置有磁场形成部的区域的上方沿着以基准轴上的点为中心的圆隔开间隔地配置,各磁场检测部的磁性线材的轴线在包含圆的平面上伸长且配置成相对于圆的径向及切线方向双方倾斜。三个磁通控制部分别配置在三个磁场检测部的下方,各磁通控制部具有覆盖磁场检测部的一部分的磁性部件,以使由磁场形成部形成的磁场的磁通沿磁场检测部的磁性线材的轴线方向经过磁场检测部的磁性线材的方式,使该磁通的方向变化。
Description
技术领域
本发明涉及使用磁来检测被检测体的旋转的旋转检测装置。
背景技术
已知一种使用了利用大巴克豪森效应的磁传感器与磁铁的旋转检测装置。在这种旋转检测装置中,例如,将磁传感器固定于支承体,将磁铁固定于相对于支承体旋转的旋转体,由磁传感器检测通过旋转体旋转而产生的磁场的变化。磁传感器通过在产生大巴克豪森效应的磁性线材的周围卷绕线圈而形成。产生大巴克豪森效应的磁性线材具有若外部磁场发生变化则磁化方向瞬时反转的性质。当磁性线材的磁化方向反转时,取出流过线圈的电流作为检测信号,并基于该检测信号检测旋转体的旋转。在下述的专利文献1、2及3中,分别记载有这样的旋转检测装置的例子。
专利文献1:日本特开2001-194182号公报
专利文献2:日本专利第5889144号公报
专利文献3:国际公开2016/002437号公报
然而,由于磁性线材具有细长的形状,因此搭载磁性线材的磁传感器也成为细长的形状。因此,有时根据磁传感器的配置的方式而会使旋转检测装置大型化。另外,为了能够利用磁性线材检测磁场的变化,在旋转体旋转时,当磁铁接近于磁传感器时,需要使由磁铁形成的磁场的磁通沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材,为了形成这样的磁场,必须决定磁传感器及磁铁的配置。
在专利文献1所记载的旋转检测装置中,如上述文献的图1所示,磁传感器及棒磁铁以成为与旋转体的旋转轴相同方向的方式分别被立起配置。在该结构中,旋转检测装置变得纵长,不易进行旋转检测装置的小型化。
另外,在专利文献2所记载的旋转检测装置中,如上述文献的图1所示,磁传感器在与旋转体的旋转轴正交的平面上被放倒配置。另外,磁铁也配置在与旋转轴正交的平面上。另外,如上述文献的图4所示,三个磁传感器配置成磁性线材的轴线方向相对于旋转体旋转时的作为磁铁旋转的轨迹的圆的切线方向平行。在该旋转检测装置中,利用圆板状的支承体的面的大致整个区域高效地配置三个磁传感器,由此,实现了旋转检测装置的小型化。
然而,在专利文献2所记载的旋转检测装置的结构中,在使磁传感器的个数增加的情况下,必须增大配置磁传感器的支承体的面的面积,从而旋转检测装置的小型化变得困难。另外,能够配置磁传感器的面的形状、面积有时基于安装旋转检测装置的被检测装置的结构等受到限制。例如,在能够配置磁传感器的面被限制于直径较小的圆板的面的外周侧的一部分、或者环状的部件的轴向的端面的一部分的情况下,即使磁传感器的个数为三个,也难以将这些磁传感器配置成与磁铁旋转的轨迹的圆的切线方向平行。即,若欲像这样配置磁传感器,则相邻的磁传感器的端部彼此接触,存在无法配置磁传感器的担忧。另外,即使能够配置磁传感器,也存在难以确保将用于从磁传感器的线圈取出检测信号的线缆等连接到磁传感器的空间。
另外,本发明的发明人正开发一种新的旋转检测装置,将多个磁铁的S极与N极在与旋转轴正交的平面上沿旋转体旋转的轨迹亦即圆的径向配置,将多个磁传感器在与供磁铁配置的平面平行的平面上以相对于磁铁旋转的轨迹亦即圆的径向及切线方向双方倾斜的方式配置。在该旋转检测装置中,通过将各磁传感器以相对于磁铁旋转的轨迹的圆的切线方向以及径向双方倾斜的方式配置,能够不使磁传感器的端部彼此接触而挨紧排列各磁传感器,从而实现旋转检测装置的小型化。然而,在该旋转检测装置中存在如下那样的课题。即,为了提高旋转检测的精度,需要高精度地检测磁铁与磁传感器的接近,为此,当磁铁接近磁传感器时,需要使由磁铁形成的磁场的磁通集中于磁性线材,增多沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材的磁通的量。但是,在上述新的旋转检测装置中的磁铁以及磁传感器的配置中,当磁铁接近磁传感器时不易使磁通集中于磁性线材。
发明内容
本发明例如是鉴于上述那样的问题所做出的,本发明的课题在于提供小型且旋转检测精度高的旋转检测装置。
为了解决上述课题,本发明的旋转检测装置为设置于具有任意一方相对于另一方以基准轴为旋转轴旋转的第一部分及第二部分的被检测体的旋转检测装置,其特征在于,具备:多个磁场形成部,它们设置于上述被检测体的所述第一部分,并形成磁场;多个磁场检测部,它们设置于上述被检测体的上述第二部分,并检测磁场;以及多个磁通控制部,它们设置于上述被检测体的上述第二部分,并对上述各磁场形成部形成的磁场中的磁通的方向进行控制,上述多个磁场形成部在上述基准轴的轴向一侧的区域以上述基准轴上的点为中心沿着与上述基准轴正交的具有规定长度的半径的圆A隔开间隔地配置,在上述各磁场形成部中,形成上述磁场的相反的两个磁极在上述圆A的径向上排列,上述多个磁场检测部在位于上述基准轴的轴向另一侧的区域以上述基准轴上的点为中心沿着与上述基准轴正交的具有上述规定长度的半径的圆B隔开间隔地配置,上述各磁场检测部具有磁性线材及设置在上述磁性线材的周围的线圈,上述磁性线材的轴线配置成在包含上述圆B的平面上伸长且相对于上述圆B的径向及切线方向双方倾斜,上述多个磁通控制部在上述基准轴的轴向一侧的区域与上述基准轴的轴向另一侧的区域之间配置在与上述多个磁场检测部分别对应的位置,上述各磁通控制部具有覆盖对应的上述磁场检测部的一部分的磁性部件,以使由上述磁场形成部形成的磁场的磁通沿对应的上述磁场检测部的上述磁性线材的轴线方向经过该对应的上述磁场检测部的上述磁性线材的方式使该磁通的方向变化。
在具有这样的结构的本发明的旋转检测装置中,多个磁场形成部、多个磁场检测部以及多个磁通控制部的配置关系如以下那样。即,多个磁场形成部在基准轴(被检测体的第一部分或者第二部分的旋转轴)的轴向一侧的区域以基准轴上的点为中心沿着与基准轴正交的具有规定长度的半径的圆A隔开间隔地配置。另外,多个磁场检测部在位于基准轴的轴向另一侧的区域以基准轴上的点为中心沿着与基准轴正交的具有上述规定长度的半径的圆B隔开间隔地配置。由于圆A与圆B的半径均为相同的规定长度,因此例如在为被检测体的第一部分相对于第二部分旋转的结构的情况下,各磁场形成部在基准轴的轴向上通过各磁场检测部的一侧,另一方面,在为被检测体的第二部分相对于第一部分旋转的结构的情况下,各磁场检测部在基准轴的轴向上通过各磁场形成部的另一侧。另外,多个磁通控制部在基准轴的轴向一侧的区域与基准轴的轴向另一侧的区域之间配置在与多个磁场检测部分别对应的位置。因此,在为被检测体的第一部分相对于第二部分旋转的结构的情况下,各磁场形成部在基准轴的轴向上通过各磁通控制部的一侧,另一方面,在为被检测体的第二部分相对于第一部分旋转的结构的情况下,各磁通控制部与磁场检测部一起在基准轴的轴向上通过各磁场形成部的另一侧。
然后,由于磁场形成部的相反的两个磁极在圆A的径向上排列,因此当磁场形成部远离任何的磁场检测部时,由磁场形成部形成的磁场的磁通朝向圆A的径向。另一方面,磁场检测部的磁性线材的轴线在包含与包含圆A的平面平行的圆B的平面上伸长,且相对于圆B的径向及切线方向双方倾斜。假设在没有磁通控制部的情况下,当被检测体的第一部分或者第二部分以基准线为旋转轴旋转,磁场形成部与磁场检测部在基准轴的轴向上相互对置时,由于由磁场形成部形成的磁场的磁通的方向与磁场检测部的磁性线材的轴线方向不一致,因此由磁场形成部形成的磁场的磁通不易集中于磁性线材,从而不易增多沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材的磁通的量。
不过,本发明的旋转检测装置具有磁通控制部。当磁场形成部与磁场检测部在基准轴的轴向上相互对置时,由磁场形成部形成的磁场的磁通的方向通过磁通控制部从圆A的径向变化为磁场检测部的磁性线材的轴线方向。其结果为,由磁场形成部形成的磁场的磁通易集中于磁性线材,能够增多沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材的磁通的量。因此,当磁场形成部与磁场检测部对置时,能够可靠且显著地产生磁性线材的磁化方向的反转。由此,能够高精度地检测磁场形成部与磁场检测部的接近,从而能够提高旋转检测的精度。
另外,在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述多个磁通控制部在位于上述基准轴的轴向一侧的区域与上述基准轴的轴向另一侧的区域之间的和上述基准轴正交的平面K上配置在与上述多个磁场检测部分别对应的位置,在上述平面K内,当将该平面K与上述基准轴相交的点设为P0,将与上述磁性线材的内周侧端部对应的点设为P1,将与上述磁性线材的外周侧端部对应的点设为P2,将以上述点P0为中心经过上述点P1的圆设为C,将以上述点P0为中心经过上述点P2的圆设为D,将经过上述点P2的上述圆D的半径与上述圆C相交的点设为P3,将经过上述点P1的上述圆D的半径与上述圆D相交的点设为P4时,上述各磁通控制部具有经过上述点P1及上述点P3并伸长的第一磁性部件、和经过上述点P2及上述点P4并伸长的第二磁性部件,在上述第一磁性部件形成有朝向上述第二磁性部件伸长的第一伸长部,在上述第二磁性部件形成有朝向上述第一磁性部件伸长的第二伸长部。
在具有这样的结构的本发明的旋转检测装置中,各磁通控制部的第一磁性部件及第二磁性部件、以及各磁场形成部的两个磁极的配置关系如以下那样。即,多个磁通控制部在位于基准轴的轴向一侧的区域与基准轴的轴向另一侧的区域之间的和基准轴正交的平面K上配置在与多个磁场检测部分别对应的位置。另外,各磁通控制部的第一磁性部件经过平面K内的点P1及点P3并伸长。另外,各磁通控制部的第二磁性部件经过平面K内的点P2及点P4并伸长。在平面K内由点P1、点P3、点P2及点P4包围的内部的部分在基准线的轴向上与磁场检测部的磁性线材对置。即,第一磁性部件及第二磁性部件在基准线的轴向上与磁场检测部的磁性线材对置。另外,在各磁场形成部中,形成磁场的相反的两个磁极在圆A的径向上排列。因此,在为被检测体的第一部分相对于第二部分旋转的结构的情况下,在各磁场形成部中配置在内周侧的磁极(内周侧磁极)在基准轴的轴向上通过各磁通控制部的第一磁性部件的一侧,在各磁场形成部中配置在外周侧的磁极(外周侧磁极)在基准轴的轴向上通过各磁通控制部的第二磁性部件的一侧。另一方面,在为被检测体的第二部分相对于第一部分旋转的结构的情况下,各磁通控制部的第一磁性部件与磁场检测部一起在基准轴的轴向上通过各磁场形成部的内周侧磁极的另一侧,各磁通控制部的第二磁性部件与磁场检测部一起在基准轴的轴向上通过各磁场形成部的外周侧磁极的另一侧。
然后,被检测体的第一部分或者第二部分旋转时,当磁场形成部与磁场检测部在基准轴的轴向上相互对置时,磁场形成部的内周侧磁极在基准轴的轴向上与第一磁性部件对置,磁场形成部的外周侧磁极在基准轴的轴向上与第二磁性部件对置。此时,例如,在内周侧磁极为N极、外周侧磁极为S极的情况下,由磁场形成部形成的磁场中的大量磁通从内周侧磁极经过形成于第一磁性部件的第一伸长部进入到磁场检测部的磁性线材的轴线方向一侧(内周侧)的部分。接着,该磁通沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材,并从磁性线材的轴线方向另一侧(外周侧)的部分经过形成于第二磁性部件的第二伸长部并到达外周侧磁极。另外,在内周侧磁极为S极,外周侧磁极为N极的情况下,由磁场形成部形成的磁场中的大量磁通沿相反方向经过上述磁通的路径。像这样,当磁场形成部与磁通检测部相互对置时,能够使由磁场形成部形成的磁场的磁通集中于磁性线材,从而能够增加沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材的磁通的量。因此,在磁场形成部与磁场检测部对置时能够可靠且显著地产生磁性线材的磁化方向的反转。由此,能够高精度地检测磁场形成部与磁场检测部的接近,从而能够提高旋转检测的精度。
另外,在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述第一伸长部及上述第二伸长部分别沿着上述磁性线材伸长。
根据具有这样的结构的本发明的旋转检测装置,当磁场形成部与磁场检测部在基准轴的轴向上相互对置时,能够使经过第一伸长部的磁通的方向及经过第二伸长部的磁通的方向分别与磁性线材的轴线方向一致。由此,能够分别增加从第一伸长部出入于磁性线材的磁通的量、以及从第二伸长部出入于磁性线材的磁通的量。像这样,当磁场形成部与磁场检测部相互对置时,能够提高由磁场形成部形成的磁场的磁通集中于磁性线材的程度。
另外,在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述第一伸长部的伸长侧端部与上述第二伸长部的伸长侧端部在和上述磁性线材的轴线方向中央对应的位置隔开间隙地相互对置。
根据具有这样的结构的本发明的旋转检测装置,当磁场形成部与磁场检测部在基准轴的轴向上相互对置时,能够通过磁通控制部将由磁场形成部形成的磁场中的大量磁通以从第一伸长部沿轴线方向经过磁性线材的轴线方向中央部分而到达第二伸长部的方式、或者以从第二伸长部沿轴线方向经过磁性线材的轴线方向中央部分而到达第一伸长部的方式进行引导。像这样,由于能够使由磁场形成部形成的磁场中的大量磁通经过检测灵敏度高的(显著产生磁化方向的反转)磁性线材的轴线方向中央部,因此能够高精度地检测磁场形成部与磁场检测部的接近,从而能够提高旋转检测的精度。
在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述第一伸长部及上述第二伸长部各自的伸长侧端面相对于上述磁性线材的轴线垂直。
在具有这样的结构的旋转检测装置中,当磁场形成部与磁场检测部在基准轴的轴向上相互对置时,由磁场形成部形成的磁场的磁通从第一伸长部的伸长侧端面沿相对于该伸长侧端面垂直的方向移出,或者沿相对于该伸长侧端面垂直的方向进入到第一伸长部的伸长侧端面。同样地,由磁场形成部形成的磁场的磁通从第二伸长部的伸长侧端面沿相对于该伸长侧端面垂直的方向移出,或者沿相对于该伸长侧端面垂直的方向进入到第二伸长部的伸长侧端面。因此,在第一伸长部及第二伸长部各自的伸长侧端面相对于磁性线材的轴线垂直的情况下,由磁场形成部形成的磁场的磁通从第一伸长部的伸长侧端面沿磁性线材的轴线方向移出,或者沿磁性线材的轴线方向进入到第一伸长部的伸长侧端面。同样地,由磁场形成部形成的磁场的磁通从第二伸长部的伸长侧端面沿磁性线材的轴线方向移出,或者沿磁性线材的轴线方向进入到第二伸长部的伸长侧端面。由此,当磁场形成部与磁场检测部相互对置时,能够增加从第一伸长部移出,并沿轴线方向经过磁性线材,而进入到第二伸长部的磁通的量,且能够增加从第二伸长部移出,并沿轴线方向经过磁性线材,而进入到第一伸长部的磁通的量。
在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,当在上述平面K内将与所述第一伸长部的伸长侧端部对应的点设为P5,在所述平面K内将与所述第二伸长部的伸长侧端部对应的点设为P6时,上述第一磁性部件形成为在上述平面K上以包含上述点P1、上述点P3以及上述点P5的方式扩展的板状,上述第二磁性部件形成为在上述平面K上以包含上述点P2、上述点P4以及上述点P6的方式扩展的板状。
根据具有这样的结构的旋转检测装置,当磁场形成部与磁通检测部在基准轴的轴向上相互对置时,能够使由磁场形成部形成的磁场的磁通集中于磁性线材,从而能够增加沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材的磁通的量。
在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述第一磁性部件及上述第二磁性部件分别由软质磁性材料形成。
根据具有这样的结构的旋转检测装置,当磁场形成部与磁通检测部在基准轴的轴向上相互对置时,能够通过第一磁性部件及第二磁性部件使由磁场形成部形成的磁场的磁通集中于磁性线材,从而能够增加沿磁性线材的轴线方向经过磁性线材的磁通的量。
在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述各磁场形成部具有两个磁铁,上述两个磁铁以朝向上述基准轴的轴向另一侧的端部的磁极相互不同的方式在上述圆A的径向上排列配置。
根据具有这样的结构的本发明的旋转检测装置,能够形成圆A的径向的磁场。
在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述磁性线材为产生大巴克豪森效应的磁性线材。
根据具有这样的结构的本发明的旋转检测装置,通过使用具有磁化方向与外部磁场的方向的变化相应地急速地反转的性质的磁性线材,能够高精度地检测磁场形成部与磁场检测部的接近,从而能够提高旋转检测的精度。另外,能够不使用外部电源地进行旋转检测。
另外,在上述本发明的旋转检测装置中,也可以构成为,上述磁场形成部的个数为四个以上,上述磁场检测部的个数为三个以上。
根据具有这样的结构的本发明的旋转检测装置,例如,能够应用上述专利文献3所记载的旋转检测处理,从而能够提高被检测部的旋转数的检测精度。
根据本发明,能够实现旋转检测装置的小型化,且能够提高旋转检测装置的旋转检测精度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的立体图。
图2是从图1中的箭头II方向观察本发明的实施方式的旋转检测装置的说明图。
图3是从图2中的箭头III方向观察本发明的实施方式的旋转检测装置的说明图。
图4是表示图2中的旋转检测装置的四个磁场形成部的说明图。
图5是将图4中的磁场形成部的一个放大表示的说明图。
图6是表示图2中的旋转检测装置的三个磁场检测部的说明图。
图7是将图6中的磁场检测部的一个放大表示的说明图。
图8是表示图2中的旋转检测装置的三个磁通控制部的说明图。
图9是将图8中的磁通控制部的一个放大表示的说明图。
图10是表示在本发明的实施方式的旋转检测装置中,磁场形成部位于磁场检测部、第一磁性部件以及第二磁性部件的下方的状态的说明图。
图11是示意性地表示从图10中的箭头XI-XI方向观察的磁场形成部、磁场检测部、第一磁性部件以及第二磁性部件的说明图。
图12是表示在本发明的实施方式的旋转检测装置中,磁场形成部位于第三磁性部件的下方的状态的说明图。
图13是示意性地表示从图12中的箭头XIII-XIII方向观察的磁场形成部以及第三磁性部件的说明图。
图14是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的齿槽效应抑制作用的说明图。
图15是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的齿槽效应抑制作用的说明图。
图16是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的变形例的说明图。
图17是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的磁通控制部的变形例的说明图。
图18是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的磁场形成部以及磁通控制部的变形例的说明图。
附图标记说明
1、61…旋转检测装置;11、91…磁场形成部;12、92…内周侧磁铁;12A、12B…端面;13、93…外周侧磁铁;13A、13B…端面;21…磁场检测部;22…磁性线材;23…线圈;30、70、75、80、85、100…磁通控制部;31、71、76、81、86、101…第一磁性部件;32、72、77、82、87、102…第二磁性部件;33、78、83、88、103…第三磁性部件;41…第一伸长部;41A…伸长侧端面;42…第二伸长部;42A…伸长侧端面;51…第一部分;52…第二部分。
具体实施方式
(旋转检测装置)
图1示出本发明的实施方式的旋转检测装置1。图2示出从图1中的箭头II方向观察旋转检测装置1的状态,图3示出从图2中的箭头III方向观察旋转检测装置1的状态。旋转检测装置1例如是检测马达等的被检测体的旋转的装置。图1中的基准轴Z为被检测体的旋转轴。在说明旋转检测装置1的结构时,为了便于说明,将箭头d指向的基准轴Z的一侧的方向设为下,将箭头u指向的基准轴Z的另一侧的方向设为上。
如图1所示,旋转检测装置1具备四个磁场形成部11、三个磁场检测部21、以及三个磁通控制部30。如图3所示,四个磁场形成部11固定于被检测体的第一部分51。另外,三个磁场检测部21以及三个磁通控制部30固定于被检测体的第二部分52。在被检测体中,第一部分51相对于第二部分52以基准轴Z为旋转轴旋转。因此,各磁场形成部11相对于各磁场检测部21及各磁通控制部30旋转。在被检测体为马达的情况下,例如,第一部分51为与马达的输出轴一起旋转的支承台,第二部分52为固定于马达的框体等的支承台。
(磁场形成部)
图4示出四个磁场形成部11。四个磁场形成部11配置在基准轴Z的轴向一侧的区域、即在本实施方式中为旋转检测装置1中的下侧的区域。另外,如图4所示,四个磁场形成部11以基准轴Z上的点为中心,沿着与基准轴Z正交的具有规定长度的半径的圆A以90度间隔配置。
在各磁场形成部11中,形成磁场的相反的两个磁极在圆A的径向上排列。具体地,各磁场形成部11具有两个磁铁12、13,两个磁铁12、13以朝向上方的端部的磁极相互不同的方式在圆A的径向上排列配置。另外,两个磁铁12、13固定于支承板14。以下,将两个磁铁12、13中的配置在内周侧的磁铁称为内周侧磁铁12,将配置在外周侧的磁铁称为外周侧磁铁13。
各磁场形成部11通过内周侧磁铁12与外周侧磁铁13形成圆A的径向的磁场。另外,在四个磁场形成部11中的两个磁场形成部11中,内周侧磁铁12以朝向其上方的端部的磁极为N极的方式配置,外周侧磁铁13以朝向其上方的端部的磁极为S极的方式配置。即,上述两个磁场形成部11形成圆A的径向向外的磁场。另一方面,在四个磁场形成部11中的剩下两个磁场形成部11中,内周侧磁铁12以朝向其上方的端部的磁极为S极的方式配置,外周侧磁铁13以朝向其上方的端部的磁极为N极的方式配置。即,上述两个磁场形成部11形成圆A的径向向内的磁场。形成径向向外的磁场的磁场形成部11与形成径向向内的磁场的磁场形成部11沿圆A的周向交替地配置。
图5将四个磁场形成部11中的一个放大示出。如图5所示,在各磁场形成部11中,内周侧磁铁12及外周侧磁铁13分别形成为板状,朝向上方的端面的形状为四边形。
另外,在各磁场形成部11中,内周侧磁铁12及外周侧磁铁13各自的形状及配置以由各磁场形成部11形成的磁场的方向准确地成为径向的方式被设定。即,在周向上,外周侧磁铁13的一侧的端部13A超过经过圆A的中心且与内周侧磁铁12的一侧的端部12A接触的直线L1,但超过的量很小。另外,在周向上,外周侧磁铁13的另一侧的端部13B接近经过圆A的中心且与内周侧磁铁12的另一侧的端部12B接触的直线L2。另外,其结果为,在圆A的切线方向上,外周侧磁铁13的长度比内周侧磁铁12的长度长。
另外,为了提高由各磁场形成部11形成的磁场的磁通密度,在各磁场形成部11中,以内周侧磁铁12的朝向上方的端面的面积与外周侧磁铁13的朝向上方的端面的面积彼此大致相等的方式设定内周侧磁铁12及外周侧磁铁13各自的形状。
另外,在各磁场形成部11中,内周侧磁铁12及外周侧磁铁13各自的形状及配置被设定为,当被检测体的第一部分51相对于第二部分52旋转时,内周侧磁铁12与外周侧磁铁13不同时到达构成磁通控制部30的磁性部件31、32、33的下方,或者不同时从磁性部件31、32、33的下方脱离。即,在周向上,外周侧磁铁13的一侧的端部13A及另一侧的端部13B分别不与直线L1、L2接触。通过该结构,如后述那样,能够抑制被检测体的第一部分51旋转中的齿槽效应。
(磁场检测部)
图6示出三个磁场检测部21,图7将三个磁场检测部21中的一个放大示出。如图7所示,各磁场检测部21具有磁性线材22、线圈23、筒管24以及一对连接部件25。线圈23设置在磁性线材22的周围。具体地,磁性线材22被收纳在筒管24内。线圈23通过将绕组卷绕在筒管24的外周侧而形成。一对连接部件25分别设置于筒管24的两端侧。各连接部件25由导电材料形成,在各连接部件25的一端部连接有绕组的端部。另外,在各连接部件25的另一端部连接用于从磁场检测部21取出检测信号的电路基板、线缆等。
磁性线材22为产生大巴克豪森效应的磁性线材。磁性线材22例如由包含铁及钴的半硬质磁性材料形成,是直径例如约为0.1mm~1mm、长度例如约为30mm的线材。磁性线材22例如是通过对上述半硬质磁性材料进行拉丝,并一边改变方向一边多次捻绕而形成的。磁性线材22具有容易磁化的方向为该磁性线材22的轴线方向的单轴各向异性。另外,在磁性线材22中,与其外周侧部分相比,中心侧部分的保磁力较大。磁性线材2具有以下性质,即:与外部磁场的方向的变化相应地,磁性线材22(其外周侧部分)的磁化方向急速反转。
三个磁场检测部21配置在基准轴Z的轴向另一侧、即旋转检测装置1的上侧的区域。如图1所示,三个磁场检测部21配置在配置有四个磁场形成部11的区域的上方。另外,如图6所示,三个磁场检测部21以基准轴Z上的点为中心,沿着与基准轴Z正交的具有规定长度的半径的圆B以60度间隔配置。圆B的半径的长度与上述圆A的半径的长度相同。另外,三个磁场检测部21在圆B中配置在中心角为180度以下的圆弧上。
另外,各磁场检测部21配置成磁性线材22的轴线W在包含圆B的平面上伸长,且相对于圆B的径向及切线方向双方倾斜。此外,在图6中,L3为表示圆B的径向的直线,L4为表示圆B的切线方向的直线。各磁场检测部21优选配置成磁性线材22的轴线W相对于圆B的切线方向例如倾斜30度~60度左右。在本实施方式中,各磁场检测部21配置成磁性线材22的轴线W相对于圆B的切线方向倾斜约45度。
(磁通控制部)
图8示出三个磁通控制部30。三个磁通控制部30配置在基准轴Z的轴向一侧的区域与轴向另一侧的区域之间,即如图1所示,配置在配置有各磁场形成部11的区域与配置有各磁场检测部21的区域之间。另外,三个磁通控制部30配置在与三个磁场检测部21分别在上下方向上对应的位置。即,三个磁通控制部30分别配置在三个磁场检测部21的下方。各磁通控制部30具有作为对磁场形成部11形成的磁场中的磁通的方向进行控制的轭的功能。具体地,各磁通控制部30具有如下功能:以使由磁场形成部11形成的磁场的磁通沿磁场检测部21的磁性线材22的轴线方向经过磁场检测部21的磁性线材22的方式,使该磁通的方向变化。
图9将三个磁通控制部30中的一个放大示出。如图9所示,各磁通控制部30具有:第一磁性部件31,其配置在内周侧;第二磁性部件32,其配置在外周侧;以及第三磁性部件33,其配置在第一磁性部件31及第二磁性部件32的周向一侧,并与第一磁性部件31连接。上述磁性部件31、32、33分别例如由纯铁、硅钢、坡莫合金、非晶金属等的软质磁性材料形成。
关于第一磁性部件31及第二磁性部件32的形状及配置进行详细说明。在图9中,将位于配置有各磁场形成部11的区域与配置有各磁场检测部21的区域之间、并与基准轴Z正交的平面设为K。另外,将平面K与基准轴Z相交的点设为P0。另外,在平面K内,将与磁场检测部21的磁性线材22的内周侧端部对应的点设为P1,将与磁性线材22的外周侧端部对应的点设为P2,将以点P0为中心经过点P1的圆设为C,将以点P0为中心经过点P2的圆设为D。另外,在平面K内,将经过点P2的圆D的半径与圆C相交的点设为P3,将经过点P1的圆D的半径与圆D相交的点设为P4。该情况下,第一磁性部件31沿着经过点P1及点P3的圆C的圆弧伸长。另外,第二磁性部件32沿着经过点P2及点P4的圆D的圆弧伸长。
在第一磁性部件31形成有朝向第二磁性部件32伸长的第一伸长部41。另外,在第二磁性部件32形成有朝向第一磁性部件31伸长的第二伸长部42。第一伸长部41及第二伸长部42分别沿着磁性线材22的轴线W伸长。另外,第一伸长部41的伸长侧端部与第二伸长部42的伸长侧端部在和磁性线材22的轴线方向中央对应的位置隔着间隙相互对置。另外,第一伸长部41及第二伸长部42各自的伸长侧端面41A、42A与磁性线材22的轴线W垂直。
另外,在平面K内将与第一伸长部41的伸长侧端部对应的点设为P5,在平面K内将与第二伸长部42的伸长侧端部对应的点设为P6时,第一磁性部件31形成为在平面K上以包含点P1、点P3及点P5的方式扩展的板状,第二磁性部件32形成为在平面K上以包含点P2、点P4及点P6的方式扩展的板状。如图1所示,第一磁性部件31从下方覆盖对应的磁场检测部21的伸长方向一侧(内周侧)的部分,第二磁性部件32从下方覆盖对应的磁场检测部21的伸长方向另一侧(外周侧)的部分。
另外,如图9所示,在第一磁性部件31的第一伸长部41中,在从其根元的部分(点P1附近)观察突出侧端部(点P5)时在位于左侧的缘部形成有向上方立起的立起部45。与此相同地,在第二磁性部件32的第二伸长部42也形成有立起部45。
第三磁性部件33在第一磁性部件31及第二磁性部件32双方的周向一侧与第一磁性部件31及第二磁性部件32双方邻接地配置,并沿径向在圆C与圆D之间伸长。另外,第三磁性部件33的内周侧端部连接于第一磁性部件31,第三磁性部件33的外周侧端部远离第二磁性部件32。
(旋转检测装置的动作)
若被检测体的第一部分51相对于第二部分52以基准轴Z为旋转轴朝顺时针方向或者逆时针方向旋转,则四个磁场形成部11相对于三个磁场检测部21及三个磁通控制部30绕基准轴Z旋转。由于在被检测体的第一部分51沿周向交替配置有形成径向向外的磁场的磁场形成部11和形成径向向内的磁场的磁场形成部11,因此例如在被检测体的第一部分51向顺时针方向及逆时针方向中的任一个方向以一定的速度持续旋转的情况下,对各磁通控制部30在径向上施加朝向周期性地反转的交变磁场。即,每次磁场形成部11通过磁通控制部30的下方时,对磁通控制部30施加的磁场的方向从径向向外变化为径向向内,或者从径向向内变化为径向向外。对磁通控制部30施加的磁场中的磁通的方向通过磁通控制部30被从径向变为磁场检测部21的磁性线材22的轴线方向。因此,每次磁场形成部11通过磁通控制部30的下方时,经过磁场检测部21的磁性线材22的磁通的方向由从轴线方向的一侧朝向另一侧的方向变为从轴线方向的另一侧朝向一侧的方向,或者由从轴线方向的另一侧朝向一侧的方向变为从轴线方向的一侧朝向另一侧的方向。与经过这样的磁性线材22的磁通的方向的变化相应地,磁性线材22的磁化方向反转,电流流过线圈23。流过三个磁场检测部21各自的线圈23的电流分别作为检测信号被输入至设置于旋转检测装置1的外部的运算处理电路。基于上述三个检测信号利用运算处理电路对被检测体的第一部分51的旋转数进行计数。此外,在对旋转数进行计数的处理中能够使用上述专利文献3所记载的旋转检测处理。
(第一及第二磁性部件的作用)
使用图9、图10及图11来对第一磁性部件31及第二磁性部件32的作用进行说明。图10示出磁场形成部11位于磁场检测部21、第一磁性部件31以及第二磁性部件32的下方的状态。图11示意性地示出从图10中的箭头XI-XI方向观察的磁场形成部11、磁场检测部21、第一磁性部件31以及第二磁性部件32。
被检测体的第一部分51相对于第二部分52旋转,如图10所示,当磁场形成部11向磁场检测部21的下方移动,两者在上下方向上对置时,磁场形成部11与磁场检测部21彼此最接近。另外,当磁场形成部11与磁场检测部21在上下方向上对置时,磁场形成部11的内周侧磁铁12与第一磁性部件31在上下方向上对置,磁场形成部11的外周侧磁铁13与第二磁性部件32在上下方向上对置。此时,例如,在朝向内周侧磁铁12的上方的端部为N极,朝向外周侧磁铁13的上方的端部为S极的情况下,由磁场形成部11形成的磁场中的大量磁通如图11中的箭头MF所示那样,从内周侧磁铁12经过形成于第一磁性部件31的第一伸长部41进入磁场检测部21的磁性线材22的轴线方向一侧(内周侧)的部分。接着,该磁通沿磁性线材22的轴线方向经过磁性线材22,并从磁性线材22的轴线方向另一侧(外周侧)的部分经过形成于第二磁性部件32的第二伸长部42到达外周侧磁铁13。另外,在内周侧磁石12为S极,外周侧磁铁13为N极的情况下,由磁场形成部11形成的磁场中的大量磁通沿反方向经过上述磁通的路径。像这样,由磁场形成部11形成的磁场的磁通的方向通过第一磁性部件31及第二磁性部件32被从圆A的径向变为磁场检测部21的磁性线材22的轴线方向。其结果为,由磁场形成部11形成的磁场的磁通易集中于磁性线材22,能够增多沿磁性线材22的轴线方向经过该磁性线材22的磁通的量。因此,在磁场形成部11与磁场检测部21对置时能够可靠且显著地产生磁性线材22的磁化方向的反转。由此,能够高精度地检测磁场形成部11与磁场检测部21的接近,从而能够提高旋转检测的精度。
另外,如图9所示,第一伸长部41及第二伸长部42分别沿着磁性线材22的轴线W伸长。通过该结构,如图10所示,当磁场形成部11与磁场检测部21在上下方向上相互对置时,能够使经过第一伸长部41的磁通的方向及经过第二伸长部42的磁通的方向分别与磁性线材22的轴线方向一致。由此,能够分别增加从第一伸长部41出入于磁性线材22的磁通的量、以及从第二伸长部42出入于磁性线材22的磁通的量。像这样,当磁场形成部11与磁场检测部21相互对置时,能够提高由磁场形成部11形成的磁场的磁通集中于磁性线材22的程度。
另外,如图9所示,第一伸长部41的伸长侧端部与第二伸长部42的伸长侧端部在与磁性线材22的轴线方向中央对应的位置隔着间隙相互对置。通过该结构,如图10所示,当磁场形成部11与磁场检测部21在上下方向上相互对置时,能够引导由磁场形成部11形成的磁场中的大量磁通,以使其从第一伸长部41沿轴线方向经过磁性线材22的轴线方向中央部分而到达第二伸长部42,或者从第二伸长部42沿轴线方向经过磁性线材22的轴线方向中央部分而到达第一伸长部41。像这样,由于能够使由磁场形成部11形成的磁场中的大量磁通经过检测灵敏度高的(显著产生磁化方向的反转)磁性线材22的轴线方向中央部,因此能够高精度地检测磁场形成部11与磁场检测部21的接近,从而能够提高旋转检测的精度。
另外,如图9所示,第一伸长部41及第二伸长部42各自的伸长侧端面41A、42A与磁性线材22的轴线W垂直。通过该结构,如图10所示,当磁场形成部11与磁场检测部21在上下方向上相互对置时,由磁场形成部11形成的磁场的磁通从第一伸长部41的伸长侧端面41A沿与该伸长侧端面41A垂直的方向移出,或者沿与该伸长侧端面41A垂直的方向进入到第一伸长部41的伸长侧端面41A。同样地,由磁场形成部11形成的磁场的磁通从第二伸长部42的伸长侧端面42A沿与该伸长侧端面42A垂直的方向移出,或者沿与该伸长侧端面42A垂直的方向进入第二伸长部42的伸长侧端面42A。因此,在第一伸长部41及第二伸长部42各自的伸长侧端面41A、42A与磁性线材22的轴线W垂直的情况下,由磁场形成部11形成的磁场的磁通从第一伸长部41的伸长侧端面41A沿磁性线材22的轴线方向移出,或者沿磁性线材22的轴线方向进入到第一伸长部41的伸长侧端面41A。同样地,由磁场形成部11形成的磁场的磁通从第二伸长部42的伸长侧端面42A沿磁性线材22的轴线方向移出,或者沿磁性线材221轴线方向进入到第二伸长部42的伸长侧端面42A。由此,当磁场形成部11与磁场检测部21相互对置时,能够增加从第一伸长部41移出,并沿轴线方向经过磁性线材22,且进入到第二伸长部42的磁通的量,并且能够增加从第二伸长部42移出,并沿轴线方向经过磁性线材22,且进入到第一伸长部41的磁通的量。
第一磁性部件31形成为在平面K上以包含点P1、点P3及点P5的方式扩展的板状,第二磁性部件32在平面K上形成为以包含点P2、点P4及点P6的方式扩展的板状。通过该结构,能够通过第一磁性部件31从下方较广地覆盖从磁场检测部21的伸长方向一侧(内周侧)到伸长方向中央的部分,另外,能够通过第二磁性部件32从下方较广地覆盖从磁场检测部21的伸长方向另一侧(外周侧)到伸长方向中央的部分。因此,当磁场形成部11与磁场检测部21在上下方向上相互对置时,能够提高使由磁场形成部11形成的磁场的磁通集中于磁性线材22的效果,从而能够进一步增加沿磁性线材22的轴线方向经过该磁性线材22的磁通的量。
另外,如图9所示,在第一伸长部41及第二伸长部42分别形成有立起部45。上述立起部45从侧方覆盖磁场检测部21的一部分。通过该结构,如图10所示,当磁场形成部11与磁场检测部21在上下方向上相互对置时,由磁场形成部11形成的磁场的磁通经由立起部45出入于磁性线材22。因此,能够增加从第一伸长部41以及第二伸长部42分别出入于磁性线材22的磁通的路径,从而能够增多经过磁性线材42的磁通。
(第三磁性部件的作用)
使用图12及图13来对第三磁性部件33的作用进行说明。图12示出磁场形成部11位于第三磁性部件33的下方的状态。图13示意性地示出从图12中的箭头XIII-XIII方向观察的磁场形成部11以及第三磁性部件33。第三磁性部件33在第一磁性部件31以及第二磁性部件32双方的周向一侧与第一磁性部件31及第二磁性部件32双方邻接地配置。由于第三磁性部件33配置于这样的位置,因此如图12所示,在磁场形成部11与磁场检测部21正相互接近,但尚未对置时,磁场形成部11的内周侧磁铁12及外周侧磁铁13在上下方向与第三磁性部件33的内周侧端部及外周侧端部对置。由于第三磁性部件33在径向上在圆C与圆D之间伸长,因此当内周侧磁铁12及外周侧磁铁13在上下方向上与第三磁性部件33的内周侧端部及外周侧端部对置时,如图13所示,通过第三磁性部件33,形成如将内周侧磁铁12与外周侧磁铁13之间短路那样的磁电路。由此,由磁场形成部11形成的磁场的大量磁通经过第三磁性部件33。另外,由于第三磁性部件33从第二磁性部件32分离,因此从第三磁性部件33经由第一磁性部件31或者第二磁性部件32而朝向磁性线材22的磁通是极少量的。像这样,当磁场形成部11与磁场检测部21正相互接近但未对置时,通过使由磁场形成部11形成的磁场的磁通集中于第三磁性部件33,从而能够减少经由第一磁性部件31或者第二磁性部件32而被向磁性线材22引导的磁通的量。因此,能够抑制磁性线材22的磁化方向反转的时机的偏差,从而能够高精度地检测磁场形成部11与磁场检测部21的接近,能够提高旋转检测的精度。
另外,由于第三磁性部件33的内周侧端部连接于第一磁性部件31,因此能够将第一磁性部件31与第三磁性部件33一体化,从而能够减少部件件数。
(齿槽效应抑制作用)
关于旋转检测装置1中的齿槽效应抑制作用,使用图5、图14及图15来进行说明。图14及图15示出磁场形成部11与构成磁通控制部30的磁性部件31、32、33之间的距离变小的状态。如图5所示,在各磁场形成部11中,外周侧磁铁13的周向一侧的端部13A不与经过圆A的中心且与内周侧磁铁12的周向一侧的端部12A接触的直线L1接触。另外,在各磁场形成部11中,外周侧磁铁13的周向另一侧的端部13B不与经过圆A的中心且与内周侧磁铁12的周向另一侧的端部12B接触的直线L2接触。由此,当被检测体的第一部分51旋转时,内周侧磁铁12与外周侧磁铁13不同时到达构成磁通控制部30的磁性部件31、32、33的下方。另外,内周侧磁铁12与外周侧磁铁13不同时从构成磁通控制部30的磁性部件31、32、33的下方脱离。
当被检测体的第一部分51旋转时,如图14所示,当磁场形成部11与第三磁性部件33之间的距离变小,内周侧磁铁12与第三磁性部件33之间的距离、以及外周侧磁铁13与第三磁性部件33之间的距离分别变小时,通过内周侧磁铁12与第三磁性部件33之间的磁力,内周侧磁铁12被第三磁性部件33吸引,且通过外周侧磁铁13与第三磁性部件33之间的磁力,外周侧磁铁13被第三磁性部件33吸引。第三磁性部件33吸引内周侧磁铁12的力随着内周侧磁铁12与第三磁性部件33之间的距离变小而变大。另外,第三磁性部件33吸引外周侧磁铁13的力随着外周侧磁铁13与第三磁性部件33之间的距离变小而变大。假设,若内周侧磁铁12与外周侧磁铁13同时到达第三磁性部件33的下方,或者同时从第三磁性部件33的下方脱离,则第三磁性部件33吸引内周侧磁铁12的力与第三磁性部件33吸引外周侧磁铁13的力相合,产生较大的吸引力。因此,产生于被检测体的第一部分51的旋转的齿槽效应的程度变大。然而,在本发明的实施方式的旋转检测装置1中,当被检测体的第一部分51旋转时,内周侧磁铁12与外周侧磁铁13不同时到达第三磁性部件33的下方,另外,不同时从第三磁性部件33的下方脱离。因此,能够减小由于磁场形成部11与第三磁性部件33之间的距离变小而产生的吸引力,由此,能够减小产生于被检测体的第一部分51的旋转的齿槽效应的程度。
同样地,在本发明的实施方式的旋转检测装置1中,当被检测体的第一部分51旋转时,如图15所示,内周侧磁铁12与外周侧磁铁13不同时到达第一磁性部件31及第二磁性部件32各自的下方,并且内周侧磁铁12与外周侧磁铁13不同时从第一磁性部件31及第二磁性部件32各自的下方脱离。因此,能够减小由于磁场形成部11与第一磁性部件31及第二磁性部件32之间的距离变小而产生的吸引力,由此,能够减小产生于被检测体的第一部分51的旋转的齿槽效应的程度。
(旋转检测装置的小型化)
另外,三个磁场检测部21以基准轴Z上的点为中心,在与基准轴Z正交的具有规定长度的半径的圆B中,配置在中心角为180度以下的圆弧上。因此,根据安装旋转检测装置1的被检测体的结构上的便利性等,例如,即使在能配置磁场检测部21的区域被限制于圆板状的支承体的轴向的端面的外周侧的一部分、或者环状的支承体的轴向的端面的一部分的情况下,也能够在这样的被限制的区域配置三个磁场检测部21,从而能够构建可以进行高精度的旋转检测的旋转检测装置1。另外,作为能配置磁场检测部21的区域,在能够确保圆板状的支承体的轴向的端面的整周、或者环状的支承体的轴向的端面的整周的情况下,例如,如图16所示的旋转检测装置61那样,能够使磁场检测部21的个数增加。
另外,由于各磁场检测部21配置成相对于圆B的径向及切线方向双方倾斜,因此能够将三个磁场检测部21以不使磁场检测部21的端部彼此接触的方式挨紧排列。因此,即使在配置三个磁场检测部21的区域的半径小,并被限制于中心角为180度以下的圆弧状的区域的情况下,也能够隔开适当的间隔地配置三个磁场检测部21。由此,能够实现小型的旋转检测装置1。
另外,根据本发明的实施方式的旋转检测装置1,在马达中,通过将各磁场形成部11安装于与其输出轴一起旋转的部分,将各磁场检测部21及各磁通控制部30安装于马达的框体等不旋转的部分,由此能够高精度地对马达的输出轴的旋转数进行计数。另外,通过将旋转检测装置1与能够检测马达的输出轴的旋转角度的角度传感器(例如光学式的旋转位置传感器)安装于马达,能够形成可以检测马达的输出轴的旋转角度及旋转数的编码器。
此外,磁通控制部30的磁性部件并不限于实施方式。例如,如图17的(1)所示的磁通控制部75那样,也可以第三磁性部件78连接于配置在外周侧的第二磁性部件77,而从配置在内周侧的第一磁性部件76分离。另外,如图17的(2)所示的磁通控制部80那样,也可以第三磁性部件83从第一磁性部件81及第二磁性部件82双方分离。另外,如图17的(3)所示的磁通控制部85那样,也可以一对第三磁性部件88设置于第一磁性部件86及第二磁性部件87的周向两侧。
另外,在上述实施方式中,在各磁场形成部11中,构成为外周侧磁铁13的周向一侧的端部13A不与经过圆A的中心且与内周侧磁铁12的周向一侧的端部12A接触的直线L1接触,且外周侧磁铁13的周向另一侧的端部13B不与经过圆A的中心且与内周侧磁铁12的周向另一侧的端部12B接触的直线L2接触的结构,但本发明并不限于此。例如,如图18所示,也可以构成为,在各磁场形成部91中,外周侧磁铁93的周向一侧的端部93A及内周侧磁铁92的周向一侧的端部92A分别与经过圆A的中心的直线L1接触,外周侧磁铁93的周向另一侧的端部93B及内周侧磁铁92的周向另一侧的端部92B分别与经过圆A的中心的直线L2接触,并且在各磁通控制部100中,第三磁性部件103的外周端侧的周向一侧的端部103A不与经过圆A的中心且与第三磁性部件103的内周端侧的周向一侧的端部103B接触的直线L5接触,另外第二磁性部件102的周向另一侧的端部102A也不与经过圆A的中心且与第一磁性部件101的周向另一侧的端部101A接触的直线L6接触。即使是这样的结构,在被检测体的第一部分51旋转时,也能够防止各磁场形成部91中的内周侧磁铁92及外周侧磁铁93同时到达构成磁通控制部100的磁性部件101、102、103的下方、或者同时从构成磁通控制部100的磁性部件101、102、103的下方脱离,从而能够减小在第一部分51的旋转中产生的齿槽效应。
另外,在上述实施方式中,第一磁性部件31沿着经过点P1及点P3的圆C的圆弧伸长,但也可以使第一磁性部件31的形状为经过点P1及点P3并呈直线状伸长的形状。另外,也可以使第一磁性部件31的形状为经过点P1、圆C上的点P1与点P3的中间的点、及点P3的“く”字型的形状。另外,也可以使第一磁性部件31的形状为用直线依次将点P1、从点P1到点P3的位于圆C的圆弧上的两个以上的点、及点P3连结而成的形状(多边形的周长的一部分的形状)。另外,在上述实施方式中,第二磁性部件32沿着经过点P2及点P4的圆D的圆弧伸长,但第二磁性部件32的形状也可以为上述那样的直线状、“く”字型、或者多边形的周长的一部分的形状。
另外,在上述实施方式中,在各磁场形成部11中,将内周侧磁铁12及外周侧磁铁13设置在支承板14上,但也可以代替于此,将一根棒状的磁铁以其伸长方向为圆A的径向的方式设置在支承板14上。另外,各磁场检测部21的磁性线材22并不限于实施方式所记载的磁性线材,能够使用产生大巴克豪森效应的其他磁性线材。例如,在磁性线材中,也可以使用与其中心侧部分相比,外周侧部分的保磁力较大,并产生大巴克豪森效应的磁性线材。另外,在上述实施方式中,以将三个磁场检测部21在圆B中隔开间隔地配置在中心角为180度以下的圆弧上的情况为例,但也可以将三个磁场检测部21遍及圆B的整周地隔开间隔地配置。另外,磁场形成部11的配置间隔并不限于90度。另外,磁场检测部21的配置间隔并不限于60度。另外,磁场形成部11的个数也可以为五个以上,磁场检测部21的个数也可以为四个以上。
另外,在上述实施方式中,在第一部分51相对于第二部分52旋转的被检测体中,以将各磁场形成部11设置于第一部分51,将各磁场检测部21及各磁通控制部30设置于第二部分52,各磁场形成部11相对于各磁场检测部21及各磁通控制部30旋转的情况为例,但本发明并不限于此。也可以在第二部分52相对于第一部分51旋转的被检测体中,将各磁场形成部11设置于第一部分51,将各磁场检测部21及各磁通控制部30设置于第二部分52,且各磁场检测部21及各磁通控制部30相对于各磁场形成部11旋转。
另外,本发明在不违背能够从权利要求及说明书整体读出的发明的主旨或者思想的范围内可以适当变更,伴随着这样的变更的旋转检测装置也还包含在本发明的技术思想中。
Claims (10)
1.一种旋转检测装置,设置于具有第一部分及第二部分的被检测体,该第一部分及第二部分中的任意一方相对于另一方以基准轴为旋转轴旋转,
所述旋转检测装置的特征在于,具备:
多个磁场形成部,它们设置于所述被检测体的所述第一部分,并形成磁场;
多个磁场检测部,它们设置于所述被检测体的所述第二部分,并检测磁场;以及
多个磁通控制部,它们设置于所述被检测体的所述第二部分,并对所述各磁场形成部形成的磁场中的磁通的方向进行控制,
所述多个磁场形成部在所述基准轴的轴向一侧的区域以所述基准轴上的点为中心沿着与所述基准轴正交的具有规定长度的半径的圆A隔开间隔地配置,
在所述各磁场形成部中,形成所述磁场的相反的两个磁极在所述圆A的径向上排列,
所述多个磁场检测部在位于所述基准轴的轴向另一侧的区域以所述基准轴上的点为中心沿着与所述基准轴正交的具有所述规定长度的半径的圆B隔开间隔地配置,
所述各磁场检测部具有磁性线材及设置在所述磁性线材的周围的线圈,
所述磁性线材的轴线配置成在包含所述圆B的平面上伸长且相对于所述圆B的径向及切线方向双方倾斜,
所述多个磁通控制部在所述基准轴的轴向一侧的区域与所述基准轴的轴向另一侧的区域之间配置在与所述多个磁场检测部分别对应的位置,
所述各磁通控制部具有覆盖对应的所述磁场检测部的一部分的磁性部件,以使由所述磁场形成部形成的磁场的磁通沿对应的所述磁场检测部的所述磁性线材的轴线方向经过该对应的所述磁场检测部的所述磁性线材的方式,使该磁通的方向变化。
2.根据权利要求1所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述多个磁通控制部在位于所述基准轴的轴向一侧的区域与所述基准轴的轴向另一侧的区域之间的和所述基准轴正交的平面K上配置在与所述多个磁场检测部分别对应的位置,
在所述平面K内,当将该平面K与所述基准轴相交的点设为P0,将与所述磁性线材的内周侧端部对应的点设为P1,将与所述磁性线材的外周侧端部对应的点设为P2,将以所述点P0为中心经过所述点P1的圆设为C,将以所述点P0为中心经过所述点P2的圆设为D,将经过所述点P2的所述圆D的半径与所述圆C相交的点设为P3,将经过所述点P1的所述圆D的半径与所述圆D相交的点设为P4时,所述各磁通控制部具有经过所述点P1及所述点P3并伸长的第一磁性部件、和经过所述点P2及所述点P4并伸长的第二磁性部件,在所述第一磁性部件形成有朝向所述第二磁性部件伸长的第一伸长部,在所述第二磁性部件形成有朝向所述第一磁性部件伸长的第二伸长部。
3.根据权利要求2所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述第一伸长部及所述第二伸长部分别沿着所述磁性线材伸长。
4.根据权利要求2或3所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述第一伸长部的伸长侧端部与所述第二伸长部的伸长侧端部在与所述磁性线材的轴线方向中央对应的位置隔开间隙地相互对置。
5.根据权利要求2~4中的任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述第一伸长部及所述第二伸长部各自的伸长侧端面相对于所述磁性线材的轴线垂直。
6.根据权利要求2~5中的任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,
当在所述平面K内将与所述第一伸长部的伸长侧端部对应的点设为P5,在所述平面K内将与所述第二伸长部的伸长侧端部对应的点设为P6时,所述第一磁性部件形成为在所述平面K上以包含所述点P1、所述点P3以及所述点P5的方式扩展的板状,所述第二磁性部件形成为在所述平面K上以包含所述点P2、所述点P4以及所述点P6的方式扩展的板状。
7.根据权利要求2~6中的任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述第一磁性部件及所述第二磁性部件分别由软质磁性材料形成。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述各磁场形成部具有两个磁铁,所述两个磁铁以朝向所述基准轴的轴向另一侧的端部的磁极相互不同的方式在所述圆A的径向上排列配置。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述磁性线材为产生大巴克豪森效应的磁性线材。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的旋转检测装置,其特征在于,
所述磁场形成部的个数为四个以上,所述磁场检测部的个数为三个以上。
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