CN114323087A - 磁检测装置以及旋转检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁检测装置,即使在将三个磁传感器集中安装于一个基板上,也使磁性线材与旋转轴的轴心的距离分别相互相等,提高用于识别旋转轴的旋转的信号处理的精度。旋转检测装置的磁检测部(30)具备三个磁传感器(31~33)和载置这些磁传感器的基板(45),各磁传感器具备产生大巴克豪森效应的磁性线材(34)、线圈(35)及绕线管(36)。各磁传感器以磁性线材的伸长方向与基板(45)平行的方式配置于基板上,磁检测部以磁性线材的伸长方向与旋转轴(3)的轴向平行的方式配置于磁场形成部的轨道的外周侧,在各磁传感器中绕线管中的磁性线材配置部(38)的位置设定为三个磁传感器各自的磁性线材与旋转轴的距离分别相互相等。
Description
技术领域
本发明涉及利用磁性检测电动马达等旋转装置的旋转轴的旋转的磁检测装置以及旋转检测装置。
背景技术
例如,作为检测电动马达等旋转装置的旋转轴的旋转的装置,公知有利用了产生大巴克豪森效应的磁性线材的旋转检测装置。在下述的专利文献1中记载了这样的旋转检测装置的一个例子。
专利文献1所记载的旋转检测装置如该文献的图1以及图2所示,具备四个磁场形成部和三个磁传感器。
作为各磁场形成部使用了永久磁铁。四个磁场形成部以90度间隔配置在旋转轴的周围。另外,四个磁场形成部配置为相邻的两个磁场形成部的磁极的位置相互相反。即、在旋转轴的周围以90度间隔交替地配置有形成旋转轴的轴向的一个方向的磁场的磁场形成部、和形成旋转轴的轴向的另一个方向的磁场的磁场形成部。另外,各磁场形成部固定于旋转轴的外周部,并伴随着旋转轴的旋转而在旋转轴的周围移动。
另一方面,各磁传感器通过在产生大巴克豪森效应的磁性线材的周围设置线圈而形成。具体而言,各磁传感器具有圆柱状的绕线管。在绕线管的内部形成沿绕线管的轴向伸长的空间,在该空间内收纳有磁性线材。另外,在绕线管的中间部的外周卷绕有形成线圈的电线。三个磁传感器以120度间隔配置在四个磁场形成部的轨道的外周侧。另外,各磁传感器配置为磁性线材的伸长方向与旋转轴的轴向平行。另外,各磁传感器以不伴随着旋转轴的旋转而移动的方式固定于旋转检测装置的外壳等。
若旋转轴旋转,则四个磁场形成部在旋转轴的周围移动,依次在三个磁传感器的附近通过。这里,若着眼于三个磁传感器中的一个磁传感器,则在旋转轴旋转时,形成旋转轴的轴向的一个方向的磁场的磁场形成部、和形成旋转轴的轴向的另一个方向的磁场的磁场形成部在该一个磁传感器的附近交替地通过。其结果是,作用于该一个磁传感器的磁性线材的磁场的方向伴随着旋转轴的旋转而变化。磁性线材具有若作用于其的磁场的方向变化,则该磁化方向急剧反转的性质、即产生大巴克豪森效应的性质。另外,若磁性线材的磁化方向急剧反转,则通过电磁感应在线圈中流动脉冲状的电流。因此,在旋转轴旋转时,从该一个磁传感器的线圈输出脉冲信号。基于相同的原理,在旋转轴旋转时,也从其它两个磁传感器的线圈输出脉冲信号。
四个磁场形成部以90度间隔而配置,三个磁传感器以120度间隔而配置,所以两个以上的磁场形成部不会同时在两个以上的磁传感器的附近通过。因此,在旋转轴旋转的期间,分别以不同的时刻从三个磁传感器输出脉冲信号。基于这些脉冲信号,能够进行旋转轴的旋转的检测,例如进行旋转轴的转速或者旋转角度的检测。
另外,根据利用来产生大巴克豪森效应的磁性线材的旋转检测装置,通过大巴克豪森效应以及电磁感应,能够形成用于检测旋转轴的旋转的脉冲信号。因此,能够无电源地进行旋转轴的检测。
此外,为了通过利用了产生大巴克豪森效应的磁性线材的旋转检测装置来实现高精度的旋转检测,优选磁传感器的个数是三个以上(参照上述专利文献1)。另一方面,磁场形成部的个数并不局限于四个,也可以是两个。使用四个磁场形成部以及三个磁传感,由此能够以30度单位高精度地检测旋转轴的旋转,另外,使用两个磁场形成部以及三个磁传感器,由此能够以60度单位高精度地检测旋转轴的旋转。此外,也可以将磁场形成部的个数设为六个以上。但是,在这种情况下,需要以两个以上的磁场形成部不同时在两个以上的磁传感器的附近通过的方式,调整磁场形成部间的间隔以及磁传感器间的间隔。
专利文献1:国际公开第2016/002437号
在将上述那样的旋转检测装置组装在电动马达等旋转装置的情况下,各磁场形成部安装于旋转轴上从旋转装置的主体突出的部分的外周部。另外,各磁传感器经由支承部件等安装于旋转装置的主体,并配置于各磁场形成部的轨道的外周侧。
然而,在旋转装置小型的情况下,配置磁场形成部以及磁传感器的空间变小,所以在将旋转检测装置组装在旋转装置时,需要进行各种工研究。例如,期望减小各个磁场形成部以及各个磁传感器的尺寸。另外,例如期望将构成各磁场形成部的磁铁直接安装于旋转轴的外周部等而减少磁场形成部的轨道的直径。另外,期望与磁场形成部的轨道接近地配置各磁传感器。另外,例如期望以30度间隔来配置磁传感器等,减少磁传感器间的间隔。进而,期望将旋转检测装置具有的三个磁传感器集中安装于一个基板上,由此使各磁传感器的支承构造变得紧凑。
这里,在将三个磁传感器安装于一个基板上的情况下,存在如下那样的问题。
各磁场形成部固定于旋转轴的外周部,伴随着旋转轴的旋转,沿着以旋转轴的轴心为中心的圆形轨道移动。另外,三个磁传感器以磁性线材与旋转轴的轴心的距离分别相互相等的方式,配置于磁场形成部的圆形轨道的外周侧。根据该构造,由于磁场形成部的圆形轨道与各磁传感器的磁性线材的距离相等,所以各磁场形成部形成的磁场同等地作用于各磁传感器的磁性线材。其结果是,在磁场形成部在磁传感器的附近通过时,从磁传感器的线圈输出脉冲信号的时刻对于每一个磁传感器是一致的。即、在四个磁场形成部以90度间隔配置在旋转轴的周围,且三个磁传感器以120度间隔配置在四个磁场形成部的轨道的外周侧的上述旋转检测装置的情况下,在旋转轴沿一个方向以恒定的速度旋转时,从三个磁传感器输出的脉冲信号的时刻成为相等的间隔。另外,各磁场形成部形成的磁场同等作用于各磁传感器的磁性线材,其结果是,从磁传感器的线圈输出的脉冲信号的波峰对于每一个磁传感器都一致。这样,在磁场形成部在磁传感器的附近通过时,从磁传感器的线圈输出脉冲信号的时刻对于每个磁传感器都一致,并且从磁传感器的线圈输出的脉冲信号的波峰对于每一个磁传感器都一致,由此,使用这些脉冲信号能够提高用于识别旋转轴的旋转的信号处理的精度。
然而,在为了将三个磁传感器安装于一个基板上,将三个磁传感器排列配置于基板的平坦表面的情况下,三个磁传感器具有的三个磁性线材配置于同一平面上,其结果是,产生在三个磁传感器中,无法使磁性线材与旋转轴的轴心的距离分别相互相等这样的问题。
例如,将三个磁传感器安装于一个基板上,其结果是,在三个磁传感器中的、一个磁传感器的磁性线材与旋转轴的轴心的距离,与其它一个磁传感器的磁性线材与旋转轴的轴心的距离不同的情况下,在磁场形成部在磁传感器的附近通过时,从磁传感器的线圈输出脉冲信号的时刻,在上述两个磁传感器间是不同的,或者从磁传感器的线圈输出的脉冲信号的波峰在上述两个磁传感器间不同。在产生了这样的情况时,存在上述信号处理的精度降低的担忧。
发明内容
本发明例如正是鉴于上述那样的问题而完成的,本发明的课题在于提供一种即使在将至少三个磁传感器集中安装于一个基板上的情况下,也能够在这些磁传感器中使磁性线材与旋转轴的轴心的距离分别相互相等,并且能够提高用于识别旋转轴的旋转的信号处理的精度的磁检测装置以及旋转检测装置。
为了解决上述课题,本发明的磁检测装置是在具有伴随着旋转轴的旋转而在上述旋转轴的周围移动,并且分别形成上述旋转轴的轴向的一个方向以及另一个方向的磁场的至少两个磁场形成部,并检测上述旋转轴的旋转的旋转检测装置中,检测上述各磁场的磁检测装置,其具备:至少三个磁传感器;以及基板,其具有载置上述三个磁传感器的载置面,上述各磁传感器具备:磁性线材,其产生大巴克豪森效应;线圈,其设置于上述磁性线材的外周侧;以及绕线管,其具有外形形成为柱状并卷绕上述线圈的电线的电线卷绕部、以及是在上述电线卷绕部内沿其轴向伸长的空间且配置上述磁性线材的磁性线材配置部,上述三个磁传感器以各自的磁性线材的伸长方向与上述载置面平行的方式配置在上述载置面上,上述三个磁传感器以及上述基板以上述各磁传感器的磁性线材的伸长方向与上述旋转轴的轴向平行的方式配置在上述两个磁场形成部的轨道的外周侧,在上述三个磁传感器的各个中,上述绕线管的上述磁性线材配置部的位置设定为上述三个磁传感器各自的磁性线材与上述旋转轴的距离分别相互相等。
另外,在上述本发明的磁检测装置中,也可以使上述三个磁传感器中的位于中间的磁传感器的绕线管的磁性线材配置部与上述载置面的距离小于上述三个磁传感器中的位于两端的各磁传感器的绕线管的磁性线材配置部与上述载置面的距离。
另外,在上述本发明的磁检测装置中,也可以设为在上述各磁传感器的绕线管中,上述磁性线材配置部从上述电线卷绕部的周面朝向上述电线卷绕部的内部形成,是在上述电线卷绕部沿其轴向伸长的槽,上述三个磁传感器中的位于中间的磁传感器的绕线管的电线卷绕部上形成的上述槽比上述三个磁传感器中的位于两端的各磁传感器的绕线管的电线卷绕部上形成的上述槽深的结构。
另外,在上述本发明的磁检测装置中,也可以将上述各磁传感器的线圈的横剖面的形状设为长轴沿与上述载置面正交的方向伸长的大致椭圆形。
另外,在上述本发明的磁检测装置中,也可以将上述各磁传感器的绕线管的电线卷绕部的横剖面的形状设为长轴沿与上述载置面正交的方向伸长的大致椭圆形。
为了解决上述课题,本发明的旋转检测装置是检测旋转轴的旋转的旋转检测装置,其具备:至少两个磁场形成部,其伴随着上述旋转轴的旋转而在上述旋转轴的周围移动,并且分别形成上述旋转轴的轴向的一个方向以及另一个方向的磁场;以及磁检测部,其不伴随着上述旋转轴的旋转而移动,检测由上述两个磁场形成部形成的磁场,上述磁检测部具备:至少三个磁传感器;以及基板,其具有载置上述三个磁传感器的载置面,上述各磁传感器具备:磁性线材,其产生大巴克豪森效应;线圈,其设置于上述磁性线材的外周侧;以及绕线管,其具有外形形成为柱状并卷绕上述线圈的电线的电线卷绕部、以及是在上述电线卷绕部内沿其轴向伸长的空间且配置上述磁性线材的磁性线材配置部,上述三个磁传感器以各自的磁性线材的伸长方向与上述载置面平行的方式配置在上述载置面上,上述磁检测部以上述各磁传感器的磁性线材的伸长方向与上述旋转轴的轴向平行的方式配置在上述两个磁场形成部的轨道的外周侧,在上述各磁传感器中,上述绕线管的上述磁性线材配置部的位置设定为上述三个磁传感器各自的磁性线材与上述旋转轴的距离分别相互相等。
根据本发明,即使在将至少三个磁传感器集中安装于一个基板上的情况下,也能够在这些磁传感器中使磁性线材与旋转轴的轴心的距离分别相互相等,并且能够提高用于识别旋转轴的旋转的信号处理的精度。
附图说明
图1是表示取下了外壳的状态的本发明的实施方式的旋转检测装置以及电动马达的立体图。
图2是表示安装了外壳的状态的本发明的实施方式的旋转检测装置以及电动马达的立体图。
图3是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的支架的立体图。
图4是表示本发明的实施方式的磁检测部向支架的安装构造的说明图。
图5是表示本发明的实施方式的磁场形成部的配置的立体图。
图6是表示本发明的实施方式的磁检测部的说明图。
图7是表示本发明的实施方式的磁检测部的主视图。
图8是表示本发明的实施方式的磁检测部的俯视图。
图9是表示从图7中的上方观察沿着图7中的切断线IX-IX切断的磁检测部的剖面的状态的剖视图。
图10是表示本发明的实施方式的磁检测部的后视图。
图11是表示从图1中的上方观察沿着图1中的切断线XI-XI切断的旋转轴以及磁检测部的剖面等的状态的剖视图。
图12是表示从图2中的上方观察沿着图2中的切断线XII-XII切断的旋转检测装置以及外壳的剖面的状态的剖视图。
图13是表示本发明的实施方式的旋转检测装置的动作的说明图。
附图标记的说明
1…电动马达(旋转装置);2…主体;3…旋转轴;4…突出部;11…旋转检测装置;21~24…磁场形成部;30…磁检测部;31~33…磁传感器;34…磁性线材;35…线圈;36…绕线管;37…电线卷绕部;38…磁性线材配置部;41…第一连接部件;42…第二连接部件;45…基板;46…载置面;51…电路;71…支架;83…外壳;84…前壁板;85…后壁板;86…左壁板;87…右壁板。
具体实施方式
(旋转检测装置)
图1示出了取下了外壳的状态的本发明的实施方式的旋转检测装置11、以及组装有旋转检测装置11的电动马达1。电动马达1是旋转装置的具体例。如图1所示,电动马达1具备主体2、以及以能够旋转的方式设置于主体2的旋转轴3。在电动马达1运转时,旋转轴3相对于主体2旋转。另外,旋转轴3的一端侧从主体2突出。以下,将从主体2突出的旋转轴3的一端侧部分称为突出部4。
此外,在实施方式的说明中,在描述上(Ud)、下(Dd)、前(Fd)、后(Bd)、左(Ld)、右(Rd)的方向时,作为原则,基于图1等中在右下描绘的箭头。另外,在实施方式的说明中,如图1所示,以通过其整体且旋转轴3的一端侧朝上的方式配置了电动马达1。
旋转检测装置11是利用了产生大巴克豪森效应的磁性线材的磁式旋转检测装置。旋转检测装置11设置于旋转轴3的突出部4的周围,通过支架71而被支承于电动马达1的主体2。
旋转检测装置11检测电动马达1的旋转轴3的旋转。具体而言,在接通电动马达1以及旋转检测装置11的电源时,旋转检测装置11进行旋转轴3的旋转检测,将检测结果例如向电动马达1的驱动控制电路输出。电动马达1的驱动控制电路基于从旋转检测装置11输出的检测结果来控制电动马达的驱动。
另外,旋转检测装置11能够无电源地动作(参照上述专利文献1)。在切断电动马达1以及旋转检测装置11的电源的期间,在对旋转轴3施加外力而旋转轴3旋转时,旋转检测装置11检测该旋转,并存储检测结果。然后,在接通电动马达1以及旋转检测装置11的电源时,旋转检测装置11将在切断电动马达1以及旋转检测装置11的电源的期间存储的检测结果向电动马达1的驱动控制电路输出。由此,电动马达1的驱动控制电路在再次开始电动马达1的驱动控制时,能够识别在切断电动马达1以及旋转检测装置11的电源的期间的旋转轴3的旋转量。
图2示出了安装了外壳的状态的旋转检测装置11、以及电动马达1。旋转检测装置11具备外壳83。外壳83如图2所示,具有位于旋转轴3的突出部4的前方的前壁板84、位于突出部4的后方的后壁板85(参照图12)、位于突出部4的左方的左壁板86、位于突出部4的右方的右壁板87(参照图12)、以及位于突出部4的上方的上壁板88。外壳83通过前壁板84、后壁板85、左壁板86、右壁板87以及上壁板88,形成为上侧被关闭的四方筒状,覆盖旋转轴3的突出部4、环形磁铁25、26以及磁检测部30的周围。另外,外壳83固定于支架71。另外,前壁板84以及后壁板85各自的左右方向的尺寸例如是20mm左右,左壁板86以及右壁板87各自的前后方向的尺寸例如是15mm左右。
图3示出了支架71。如图3所示,支架71具备固定于电动马达1的主体2的下基座72、设置于下基座72的上方的上基座75、以及用于将上基座75支承在下基座72的上方的壁部77、78。下基座72大体形成为长方体状,俯视形状具有长方形的基座面73。另外,在下基座72设置有用于使旋转轴3的突出部4通过的轴插通孔74,轴插通孔74在基座面73内开口。另外,上基座75也大体形成为长方体状,设置有用于使旋转轴3的突出部4通过的轴插通孔82。旋转轴3的突出部4通过下基座72的轴插通孔74以及上基座75的轴插通孔82,由此贯通支架71而向上方伸长。另外,下基座72的轴插通孔74以及上基座75的轴插通孔82各自的直径设定为大于旋转轴3的突出部4的直径,所以支架71不妨碍旋转轴3的旋转。另外,从下基座72的基座面73到上基座75的上表面76的距离例如大致是20mm左右。
图4的(A)示出了从右方观察支架71的状态。如图4的(A)所示,在支架71设置有用于安装旋转检测装置11的磁检测部30的两个安装部79、80。一个安装部79设置于下基座72的右后部,另一个安装部80设置于上基座75的右前部。在安装部79、80分别设置有螺纹孔81。图4的(B)示出了在图4的(A)所示的支架71安装了磁检测部30的状态。如图4的(B)所示,磁检测部30使用螺钉56安装于支架71的安装部79、80。
旋转检测装置11具备:伴随着旋转轴3的旋转而在旋转轴3的周围移动,并且分别形成旋转轴3的轴向的一个方向以及另一个方向的磁场的四个磁场形成部;以及不伴随着旋转轴3的旋转而移动,检测由四个磁场形成部形成的磁场的磁检测部30。如图1所示,四个磁场形成部由安装于旋转轴3的突出部4的外周部的两个环形磁铁25、26形成。另外,磁检测部30具备三个磁传感器31~33以及基板45,并被安装于支架71的安装部79、80。
(磁场形成部)
图5示出了旋转检测装置11的四个磁场形成部21~24。如图5所示,在旋转轴3的突出部4的外周部安装有两个环形磁铁25、26。环形磁铁25安装于突出部4的上侧部分(旋转轴3的轴向一侧部分),环形磁铁26安装于突出部4的下侧部分(旋转轴3的轴向另一侧部分)。各环形磁铁25、26是形成为环状的永久磁铁。各环形磁铁25、26例如通过粘合剂等固定于突出部4的外周面。各环形磁铁25、26与旋转轴3一起旋转。即、各环形磁铁25、26在旋转轴3旋转时,按照描绘以旋转轴3的轴心X为中心的圆的方式在旋转轴3的周围移动。
各环形磁铁25、26以在其外周侧配置多个磁极的方式被磁化。具体而言,在环形磁铁25的外周侧以90度间隔配置有四个磁极25A~25D。另外,在环形磁铁26的外周侧以90度间隔配置有四个磁极26A~26D。另外,磁极25A和磁极26A以周向的位置相互一致,且上下方向(旋转轴3的轴向)相邻的方式而排列。同样,磁极25B和磁极26B的周向的位置相互一致,磁极25C和磁极26C的周向的位置相互一致,磁极25D和磁极26D的周向的位置相互一致。
另外,在环形磁铁25中,磁极25A~25D以在周向上相邻的两个磁极相互不同的方式而配置。另外,在环形磁铁26中,磁极26A~26D以在周向上相邻的两个磁极相互不同的方式而配置。另外,两个环形磁铁25、26以在上下方向上相邻的两个磁极相互不同的方式而配置。例如,四个磁极25A、25C、26B、26D分别是N极。另外,四个磁极25B、25D、26A、26C分别是S极。
四个磁场形成部21~24中,第一磁场形成部21由磁极25A以及磁极26A形成。第一磁场形成部21形成下方向的磁场(旋转轴3的轴向的一个方向的磁场)。第二磁场形成部22由磁极25B以及磁极26B形成。第二磁场形成部22形成上方向的磁场(旋转轴3的轴向的另一个方向的磁场)。第三磁场形成部23由磁极25C以及磁极26C形成。第三磁场形成部23形成下方向的磁场(旋转轴3的轴向的一个方向的磁场)。第四磁场形成部24由磁极25D以及磁极26D形成。第四磁场形成部24形成上方向的磁场(旋转轴3的轴向的另一个方向的磁场)。这样,四个磁场形成部21~24通过环形磁铁25的磁极25A~25D以及环形磁铁26的磁极26A~26D形成于旋转轴3的突出部4的外周部,以90度间隔配置在突出部4的外周部。另外,这些磁场形成部21~24以在周向上相邻的两个磁场形成部形成的磁场的方向相互不同的方式(相互成为相反的方式)而配置。另外,这些磁场形成部21~24在旋转轴3旋转时,以描绘以旋转轴3的轴心X为中心的圆的方式在旋转轴3的周围移动。
(磁检测部)
图6的(A)示出了磁检测部30。图6的(B)示出了将磁检测部30分解后的状态。图7示出了从其正面观察磁检测部30的状态。图8示出了从图7中的上方观察图7中的磁检测部30的状态。图9示出了从图7中的上方观察沿着图7中的切断线IX-IX切断的磁检测部30的剖面的状态。图10示出了磁检测部30的背面。图11示出了沿着图1中的切断线XIXI切断的旋转轴3以及磁检测部30的剖面等。
如上所述,磁检测部30具备三个磁传感器31~33以及基板45。如图7所示,各磁传感器31~33具备磁性线材34、线圈35、绕线管36、第一连接部件41以及第二连接部件42。此外,磁检测部30是技术方案所记载的旋转检测装置的磁检测部的具体例,并且是磁检测装置的具体例。
磁性线材34是大巴克豪森元件。具体而言,磁性线材34是产生大巴克豪森效应的线状的强磁性体,具有单轴各向异性。磁性线材34是被称为复合磁线的部件。磁性线材34例如能够通过对含有铁以及钴的半硬质磁性线材加捻而形成。磁性线材34的长度例如是10mm~18mm左右。
线圈35设置于磁性线材34的外周侧。线圈35例如通过将漆包线等电线卷绕在绕线管36而形成。
绕线管36例如由树脂材料整体上看形成为圆柱状。如图9所示,绕线管36具有卷绕线圈35的电线的电线卷绕部37、以及配置磁性线材34的磁性线材配置部38。
电线卷绕部37形成于绕线管36的轴向中间部。电线卷绕部37具有圆柱状的外形。线圈35的电线被卷绕在电线卷绕部37的外周。此外,在图9、图11以及图12中省略了线圈35的电线的具体的图示。
磁性线材配置部38是在电线卷绕部37内沿其轴向伸长的空间。具体而言,磁性线材配置部38从电线卷绕部37的周面朝向电线卷绕部37的内部而形成,是在电线卷绕部37沿其轴向伸长的槽。如图9所示,磁性线材34配置于磁性线材配置部38内。具体而言,磁性线材34配置于作为磁性线材配置部38的槽的底部(例如槽的底面上)。磁性线材34通过配置于磁性线材配置部38内而位于线圈35的内侧。另外,如图7所示,磁性线材配置部38的上端越过电线卷绕部37的上端并向绕线管36的上端侧伸长,磁性线材配置部38的下端越过电线卷绕部37的下端并向绕线管36的下端侧伸长。另外,磁性线材34的上端越过线圈35的上端并向绕线管36的上端侧伸长,磁性线材34的下端越过线圈35的下端并向绕线管36的下端侧伸长。
第一连接部件41以及第二连接部件42分别作为停止线圈35的电线的端部的支柱发挥功能,并且作为将线圈35与形成于基板45的电路51(参照图10)电连接的端子发挥功能。第一连接部件41以及第二连接部件42分别例如由金属等导电材料形成为棒状。如图7所示,第一连接部件41设置于绕线管36的上端侧部分,第二连接部件42设置于绕线管36的下端侧部分。另外,如图8所示,在第一连接部件41的一端侧部分41A(在图8中下端侧部分)卷绕并固定有线圈35的电线的一端部。另外,在第二连接部件42的一端侧部分42A卷绕并固定有线圈35的电线的另一端部。另外,第一连接部件41的另一端侧部分41B(在图8中上端侧部分)与形成于基板45的电路51电连接。第二连接部件42的另一端侧部分42B也与电路51电连接。
基板45例如是由环氧树脂玻璃形成的印刷电路基板。基板45例如形成为长边是20mm左右,且短边是10.5mm左右的长方形的平板状。另外,如图6的(B)所示,基板45的前面成为载置三个磁传感器31~33的载置面46。另外,在基板45的两个角部分别形成有用于使用于将磁检测部30安装于支架71的安装部79、80的螺钉56通过的螺钉插通孔47。另外,在基板45形成有用于使三个磁传感器31~33分别具有的第一连接部件41以及第二连接部件42的另一端侧部分41B、42B通过的六个连接部件插通孔48。
另外,如图10所示,在基板45的背面形成有电路51。电路51具有:进行用于基于分别从三个磁传感器31~33的线圈35输出的检测信号识别旋转轴3的旋转的信号处理的IC(集成电路)52;电连接三个磁传感器31~33分别具有的第一连接部件41以及第二连接部件42的另一端侧部分41B、42B的六个连接盘53;以及用于将各连接盘53与IC52电连接的布线54。六个连接盘53配置在与六个连接部件插通孔48对应的位置。各连接部件插通孔48位于连接盘53的中央。各磁传感器31~33的第一连接部件41以及第二连接部件42的另一端侧部分41B、42B从基板45的载置面46通过连接部件插通孔48而到达基板45的背面,例如通过焊接与形成于基板45的背面的连接盘53连接。此外,IC52虽在图4以及图10中进行了图示,但在其它的图中省略了图示。
如图6的(A)所示,三个磁传感器31~33以各自的磁性线材34的伸长方向与基板45的载置面46平行的方式配置于载置面46上。另外,三个磁传感器31~33以磁性线材34的伸长方向分别相互平行的方式,排列在载置面46上。另外,三个磁传感器31~33在从正面观察磁检测部30时,以三个磁性线材34各自的间隔相等的方式配置于载置面46上。另外,在三个磁传感器31~33中,在载置面46上相邻的两个磁传感器的间隔极小。另外,三个磁传感器31~33的绕线管36分别配置于基板45的平的载置面46上,三个绕线管36的电线卷绕部37的轴线(沿轴向贯通电线卷绕部37的中央的直线)位于与载置面46平行的同一平面内。
另外,如图1所示,磁检测部30的朝向设定为载置有三个磁传感器31~33的基板45的载置面46与旋转轴3的突出部4对置,并且各磁传感器31~33的磁性线材34的伸长方向与旋转轴3的轴向平行。另外,如图11所示,磁检测部30配置于旋转轴3的突出部4的外周侧并且四个磁场形成部21~24的轨道T的外周侧。另外,如图4的(B)所示,磁检测部30通过使用螺钉56将基板45的两个角部安装于支架71的安装部79、80而固定于支架71。
这样,根据本发明的实施方式,将三个磁传感器31~33集中安装于一个基板,由此能够使旋转检测装置11小型化。特别是,设为以各个磁性线材34的伸长方向与基板45的载置面46平行并且各个磁性线材34的伸长方向分别相互平行的方式,将三个磁传感器31~33载置于一个基板45的载置面46上,以三个磁传感器31~33的磁性线材34的伸长方向与旋转轴3的轴向平行的方式将该基板45安装于支架71的结构,所以能够将旋转检测装置11收纳于旋转轴3的周围的小径的柱状的区域内。因此,根据本实施方式,能够实现能够组装于具有直径尺寸小的主体2的小型的电动马达1的旋转检测装置11。
(磁性线材配置部的位置以及线圈的形状)
如图11所示,在三个磁传感器31~33的各个中,绕线管36的磁性线材配置部38的位置设定为三个磁传感器31~33具有的三个磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离分别相互相等,并且将三个磁性线材34以规定的间隔配置在旋转轴3的轴心X的周围。
具体而言,三个磁传感器31~33中的、位于中间的磁传感器32的绕线管36的磁性线材配置部38与基板45的载置面46的距离b小于三个磁传感器31~33中的、位于两端的两个磁传感器31、33的绕线管36的磁性线材配置部38与基板45的载置面46的距离a、c中的任一个。更具体地说明,作为磁性线材配置部38形成在位于中间的磁传感器32的绕线管36的槽比作为磁性线材配置部38形成在位于两端的两个磁传感器31、33的绕线管36的槽中的任一个深。其结果是,作为磁性线材配置部38形成在位于中间的磁传感器32的绕线管36的槽的底面与载置面46的距离b小于作为磁性线材配置部38形成在位于两端的两个磁传感器31、33的绕线管36的槽的底面与载置面46的距离a、c中的任一个。
另外,作为磁性线材配置部38形成在位于两端的两个磁传感器31、33的绕线管36的槽的深度相互相等。其结果是,作为磁性线材配置部38形成在位于两端的两个磁传感器31、33的绕线管36的槽的底面与载置面46的距离a、c(即位于两端的两个磁传感器31、33的绕线管36的磁性线材配置部38与载置面46的距离)相互相等。
这样地设定三个磁传感器31~33的磁性线材配置部38的位置,由此分别配置于这些磁性线材配置部38内的三个磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离分别相互相等。即、如图11所示,这些三个磁性线材34位于以旋转轴3的轴心X为中心的圆U的圆周上。另外,其结果是,三个磁性线材34与磁场形成部21~24的轨道T的距离分别相互相等。另外,如上述那样地设定三个磁传感器31~33的磁性线材配置部38的位置,由此三个磁性线材34以规定的间隔被配置在圆U的圆周上。在本实施方式中,三个磁性线材34以30度间隔被配置在圆U的圆周上。
另外,如图11所示,各磁传感器31~33的绕线管36的电线卷绕部37的横剖面的形状是长轴沿与载置面46正交的方向伸长的大致椭圆形。另外,各磁传感器31~33的线圈35的横剖面的形状是长轴沿与载置面46正交的方向伸长的大致椭圆形。
这样,根据本发明的实施方式的旋转检测装置11,以位于中间的磁传感器32的绕线管36的磁性线材配置部38与基板45的载置面46的距离b小于位于两端的两个磁传感器31、33的绕线管36的磁性线材配置部38与基板45的载置面46的距离a、c中的任一个的方式,设定了各磁传感器31~33的绕线管36中的磁性线材配置部38的位置,由此能够将三个磁传感器31~33配置于基板45的平的载置面46上并且能够分别使三个磁传感器31分别具有的三个磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离相互一致。分别使三个磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离相互一致,由此在三个磁传感器31~33中,在磁场形成部21~24通过磁传感器的附近时,能够使从该磁传感器的线圈35输出脉冲的时刻一致,或者能够使从各磁传感器31~33的线圈35输出的脉冲的高度一致。由此,能够提高由IC52执行的、用于识别旋转轴3的旋转的信号处理的精度。因此,根据本实施方式,能够将三个磁传感器31~33集中安装于一个基板45上而实现旋转检测装置11的小型化,并且还能够提高旋转轴3的旋转检测的精度。
另外,将各磁传感器31~33的绕线管36的电线卷绕部37的横剖面的形状设为长轴沿与载置面46正交的方向伸长的大致椭圆形,将各磁传感器31~33的线圈35的横剖面的形状设为长轴沿与载置面46正交的方向伸长的大致椭圆形。由此,能够减少与电线卷绕部37的轴向正交并且与基板45的载置面46平行的方向的电线卷绕部37的尺寸。因此,能够将三个磁传感器31~33集中安装于尺寸小的基板45上,并且能够确保线圈35的电线的足够的卷绕量。另外,能够增大与基板45的载置面46正交的方向的电线卷绕部37的尺寸,能够提高绕线管36的强度。
(磁场检测部的配置)
图12示出了从图2中的上方观察沿着图2中的切断线XII-XII切断的旋转检测装置11以及外壳83的剖面的状态。如图12所示,磁检测部30以三个磁传感器31~33的磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离分别相互相等的方式,配置于四个磁场形成部21~24的轨道T的外周侧。另外,磁检测部30以基板45的载置面46不与前壁板84的后面、后壁板85的前面、左壁板86的右面以及右壁板87的左面中的任一个平行的方式配置于外壳83内。在本实施方式中,磁检测部30配置为载置面46与前壁板84的后面的角度Q例如是75度左右。
这样,以基板45的载置面46不与前壁板84的后面、后壁板85的前面、左壁板86的右面以及右壁板87的左面中的任一个平行的方式,将磁检测部30配置于外壳83内,由此能够满足(a)使三个磁传感器31~33的磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离分别相互相等,(b)三个磁传感器31~33能够位于四个磁场形成部21~24的轨道T的外周侧,(c)磁检测部30不与支架71的壁部77、78干涉等条件,并且能够将磁检测部30收纳于横剖面形状为长方形的外壳83内的小空间内。由此,能够使旋转检测装置11小型化。
(连接部件的形状)
如图8所示,各磁传感器31~33的第一连接部件41具有曲柄状或者L字形的形状。各磁传感器31~33的第二连接部件42与第一连接部件41相同,也具有曲柄状或者L字形的形状。
具体地说明,三个磁传感器31~33中,在图8中配置于最左侧的磁传感器31的第一连接部件41形成为其一端侧部分41A(在图8中为下端侧部分)以及另一端侧部分41B(在图8中为上端侧部分)分别沿与基板45的载置面46正交的方向伸长,并且中间部分与载置面46平行地伸长的曲柄状。另外,该磁传感器31的第一连接部件41的一端侧部分41A以及另一端侧部分41B沿与载置面46正交的方向分别从绕线管36突出。另外,该磁传感器31的第一连接部件41以固定有线圈35的电线的一端侧部分41A与电连接于电路51的另一端侧部分41B相比,位于图8中载置面46的左端侧的方式,分别设置于绕线管36。该磁传感器31的第二连接部件42也形成为与该磁传感器31的第一连接部件41相同的形状,与该磁传感器31的第一连接部件41相同地设置于绕线管36。
另外,三个磁传感器31~33中,在图8中配置于最右侧的磁传感器33的第一连接部件41与图8中位于最左侧的磁传感器31的第一连接部件41相同地形成为曲柄状。另外,该磁传感器33的第一连接部件41的一端侧部分41A以及另一端侧部分41B沿与载置面46正交的方向分别从绕线管36突出。另外,该磁传感器33的第一连接部件41以固定有线圈35的电线的一端侧部分41A与电连接于电路51的另一端侧部分41B相比,位于图8中载置面46的右端侧的方式,分别设置于绕线管36。该磁传感器33的第二连接部件42也形成为与该磁传感器33的第一连接部件41相同的形状,也与该磁传感器33的第一连接部件41相同地设置于绕线管36。
另外,三个磁传感器31~33中,位于中间的磁传感器32的第一连接部件41形成为其一端侧部分41A沿与基板45的载置面46平行的方向伸长,并且另一端侧部分41B沿与载置面46正交的方向伸长的L字形。另外,该磁传感器32的第一连接部件41以固定有线圈35的电线的一端侧部分41A在图8中朝向载置面46的左端侧并从绕线管36突出的方式,设置于绕线管36。该磁传感器32的第二连接部件42也形成为与该磁传感器32的第一连接部件41相同的形状,也与该磁传感器32的第一连接部件41相同地设置于绕线管36。此外,以位于中间的磁传感器32的从绕线管36突出的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A不与图8中配置于最左侧的磁传感器31的绕线管36接触的方式,设定了磁传感器31的绕线管36的两端部的形状(参照图6的(A)以及图6的(B))。
这里,观察图11可知,在将磁检测部30安装于支架71的安装部79、80时,磁检测部30配置为磁检测部30的图8的下部朝向左后方,磁检测部30的图8的左部朝向右后方。并且,磁检测部30以三个磁传感器31~33各自的磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离分别相互相等的方式,配置于四个磁场形成部21~24的轨道T的外周侧。在该状态下,三个磁传感器31~33中的配置于最后侧的磁传感器31的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A在图11中,从该磁传感器31的绕线管36的左后部向左后方伸长,其前端位于旋转轴3、环形磁铁25以及环形磁铁26的后方。其结果是,该磁传感器31的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A不与旋转轴3、环形磁铁25以及环形磁铁26中的任一个接触。另外,三个磁传感器31~33中的配置于最前侧的磁传感器33的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A在图11中,从该磁传感器33的绕线管36的左前部向左后方伸长,其前端位于旋转轴3、环形磁铁25以及环形磁铁26的前方。其结果是,该磁传感器33的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A不与旋转轴3、环形磁铁25以及环形磁铁26中的任一个接触。另外,三个磁传感器31~33中的配置于中间的磁传感器32的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A在图11中,从该磁传感器32的绕线管36的左后部向右后方伸长,其前端位于旋转轴3、环形磁铁25以及环形磁铁26的右方。其结果是,该磁传感器32的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A不与旋转轴3、环形磁铁25以及环形磁铁26中的任一个接触。
这样,在位于两端的各磁传感器31、33中,分别将第一连接部件41以及第二连接部件42形成为曲柄状,将这些第一连接部件41以及第二连接部件42,以它们的一端侧部分41A、42A与另一端侧部分41B、42B相比位于基板45的载置面46的端侧的方式设置于绕线管36,由此,如图12所示,就是在将磁检测部30设置在外壳83内的小空间内的情况下,也能够防止各磁传感器31、33的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A与旋转轴3、环形磁铁25或者环形磁铁26接触的情况。由此,能够实现旋转检测装置11的小型化。
另外,在位于中间的磁传感器32中,将第一连接部件41以及第二连接部件42分别形成为L字形,将这些第一连接部件41以及第二连接部件42以它们的一端侧部分41A沿与基板45的载置面46平行的方向从绕线管36突出的方式设置于绕线管36,由此,即使在将磁检测部30设置在外壳83内的小空间内的情况下,也能够防止磁传感器32的第一连接部件41以及第二连接部件42的一端侧部分41A、42A与旋转轴3、环形磁铁25或者环形磁铁26接触的情况。由此,能够实现旋转检测装置11的小型化。
(旋转轴的轴向的连接部件的位置)
如图7所示,三个磁传感器31~33以各个磁性线材34的上下方向(旋转轴3的轴向)的位置分别相互一致的方式配置于基板45的载置面46上。在该状态下,三个磁传感器31~33中的位于中间的磁传感器32的第一连接部件41的上下方向的位置与三个磁传感器31~33中的位于两端的各磁传感器31、33的第一连接部件41的上下方向的位置不同。具体而言,与位于两端的各磁传感器31、33的第一连接部件41相比,位于中间的磁传感器32的第一连接部件41位于上方。另一方面,位于两端的两个磁传感器31、33的第一连接部件41的上下方向的位置相互一致。
磁传感器32的第一连接部件41位于比各磁传感器31、33的第一连接部件41靠上方,由此在三个磁传感器31~33中的、相邻的两个磁传感器的第一连接部件41之间确保绝缘距离(例如1mm)。具体地说明,如图7所示,磁传感器31的第一连接部件41的一端侧部分41A与磁传感器32的第一连接部件41的一端侧部分41A的距离d是绝缘距离以上。另外,磁传感器32的第一连接部件41的一端侧部分41A与磁传感器33的第一连接部件41的一端侧部分41A的距离大于上述距离d,是绝缘距离以上。
另外,如图10所示,连接有磁传感器31的第一连接部件41的另一端侧部分41B的连接盘53、与连接有磁传感器32的第一连接部件41的另一端侧部分41B的连接盘53的距离e是绝缘距离以上。另外,连接有磁传感器32的第一连接部件41的另一端侧部分41B的连接盘53、与连接有磁传感器33的第一连接部件41的另一端侧部分41B的连接盘53的距离f是绝缘距离以上。另外,用于将磁检测部30安装于支架71的安装部80的螺钉56被插入形成于基板45的上部的角部的螺钉插通孔47,该螺钉56具有导电性。该螺钉56的头部56A、与连接有磁传感器32的第一连接部件41的另一端侧部分41B的连接盘53的距离g是绝缘距离以上。另外,该螺钉56的头部56A、与连接有磁传感器33的第一连接部件41的另一端侧部分41B的连接盘53的距离h也是绝缘距离以上。
另外,三个磁传感器31~33中的位于中间的磁传感器32的第二连接部件42的上下方向的位置与三个磁传感器31~33中的位于两端的各磁传感器31、33的第二连接部件42的上下方向的位置不同。具体而言,位于中间的磁传感器32的第二连接部件42位于比位于两端的各磁传感器31、33的第二连接部件42靠下方。另一方面,位于两端的两个磁传感器31、33的第二连接部件42的上下方向的位置相互一致。
磁传感器32的第二连接部件42位于比各磁传感器31、33的第二连接部件42靠下方,由此在三个磁传感器31~33中的、相邻的两个磁传感器的第二连接部件42之间确保了绝缘距离。即如图7所示,磁传感器31的第二连接部件42的一端侧部分42A与磁传感器32的第二连接部件42的一端侧部分42A的距离i、以及磁传感器32的第二连接部件42的一端侧部分42A与磁传感器33的第二连接部件42的一端侧部分42A的距离均是绝缘距离以上。
另外,如图10所示,连接有磁传感器31的第二连接部件42的另一端侧部分42B的连接盘53、与连接有磁传感器32的第二连接部件42的另一端侧部分42B的连接盘53的距离j是绝缘距离以上。另外,连接有磁传感器32的第二连接部件42的另一端侧部分42B的连接盘53、与连接有磁传感器33的第二连接部件42的另一端侧部分42B的连接盘53的距离k是绝缘距离以上。另外,用于将磁检测部30安装于支架71的安装部79的螺钉56被插入形成于基板45的下部的角部的螺钉插通孔47,该螺钉56具有导电性。该螺钉56的头部56A、与连接有磁传感器31的第二连接部件42的另一端侧部分42B的连接盘53的距离m是绝缘距离以上。另外,螺钉56的头部56A、与连接有磁传感器32的第二连接部件42的另一端侧部分42B的连接盘53的距离n是绝缘距离以上。此外,相邻的布线54间的距离也是绝缘距离以上。
这样,根据本发明的实施方式的旋转检测装置11,将位于中间的磁传感器32的第一连接部件41配置于比位于两端的各磁传感器31、33的第一连接部件41靠上方,并且将位于中间的磁传感器32的第二连接部件42配置于比位于两端的各磁传感器31、33的第二连接部件42靠下方,由此能够分别确保三个磁传感器31~33中的相邻的两个磁传感器的第一连接部件41间的绝缘距离以及第二连接部件42间的绝缘距离,并且在基板45的载置面46中能够使相邻的两个磁传感器的间隔极小。因此,能够减少载置三个磁传感器31~33的基板45的载置面46的面积,能够减少基板45的尺寸。因此,能够实现旋转检测装置11的小型化,能够实现能够组装于小型的电动马达1的旋转检测装置11。
另外,在位于两端的两个磁传感器31、33中,第一连接部件41的上下方向的位置相互一致,并且第二连接部件42的上下方向的位置相互一致。因此,作为配置于两端的两个磁传感器31、33,能够使用共用的两个磁传感器,即绕线管36的形状、以及第一连接部件41和第二连接部件42的配置分别相同的两个磁传感器。由此,能够实现用于将磁传感器的绕线管成型的模具费用的减少、旋转检测装置11的制造的简化等。此外,观察图7可知,在本实施方式中,磁传感器33相对于磁传感器31配置为上下的朝向相反。
(旋转检测装置的动作)
图13示出了旋转检测装置11的动作。以下,作为旋转检测装置11的动作的一个例子,使用图13说明将磁场形成部21通过磁传感器31的附近时的旋转轴3的角度设为0度,旋转轴3顺时针从0度旋转到150度的期间的动作。
在图13中描绘了旋转检测装置11的六种状态。在图13中,(A)示出了旋转轴3的旋转角度是0度时的状态,(B)示出了旋转轴3的旋转角度是30度时的状态,(C)示出了旋转轴3的旋转角度是60度时的状态。并且,(D)示出了旋转轴3的旋转角度是90度时的状态,(E)示出了旋转轴3的旋转角度是120度时的状态,(F)示出了旋转轴3的旋转角度是150度时的状态。另外,图13中的S1示出了从磁传感器31输出的检测信号,S2示出了从磁传感器32输出的检测信号,S3示出了从磁传感器33输出的检测信号。
在图13中的(A)中,旋转轴3的角度是0度,磁场形成部21通过磁传感器31的附近时,由磁场形成部21形成的下方向的磁场作用于磁传感器31的磁性线材34。在该下方向的磁场刚作用于该磁性线材34之前,若该磁性线材34的磁化方向是上方向,则在该下方向的磁场作用于该磁性线材34时,通过大巴克豪森效应,该磁性线材34的磁化方向瞬间从上方向向下方向反转。若磁传感器31的磁性线材34的磁化方向瞬间从上方向向下方向反转,则通过电磁感应,在短时间内较大的电流流向磁传感器31的线圈35,从该线圈35例如输出正方向的脉冲P1。
然后,旋转轴3顺时针旋转,在旋转轴3的角度达到30度时,磁场形成部21通过磁传感器32的附近。此时,基于与磁场形成部21通过磁传感器31的附近时相同的原理,磁传感器32的磁性线材34的磁化方向瞬间从上方向向下方向反转,从磁传感器32的线圈35输出正方向的脉冲P2。
然后,旋转轴3进一步顺时针旋转,在旋转轴3的角度达到60度时,磁场形成部21通过磁传感器33的附近。此时,基于与磁场形成部21通过磁传感器31的附近时相同的原理,磁传感器33的磁性线材34的磁化方向瞬间从上方向向下方向反转,从磁传感器33的线圈35输出正方向的脉冲P3。
然后,旋转轴3进一步顺时针旋转,在旋转轴3的角度达到90度时,磁场形成部22通过磁传感器31的附近,由磁场形成部22形成的上方向的磁场作用于磁传感器31的磁性线材34。在该上方向的磁场作用于该磁性线材34时,通过大巴克豪森效应,该磁性线材34的磁化方向瞬间从下方向向上方向反转。若磁传感器31的磁性线材34的磁化方向瞬间从下方向向上方向反转,则通过电磁感应,在短时间内较大的电流流向磁传感器31的线圈35,从该线圈35输出脉冲P4。另外,这样在磁性线材34的磁场方向从下方向向上方向反转时,流向线圈35的电流在磁性线材34的磁场方向从上方向向下方向反转时相对于流向线圈35的电流,其方向相反。因此,在磁性线材34的磁场方向从上方向向下方向反转时,在从线圈35输出的脉冲的方向是正方向的情况下,在磁性线材34的磁场方向从下方向向上方向反转时从线圈35输出的脉冲的方向成为负方向。因此,脉冲P4成为负方向的脉冲。
然后,旋转轴3顺时针旋转,在旋转轴3的角度达到120度时,磁场形成部22通过磁传感器32的附近。此时,基于与磁场形成部22通过磁传感器31的附近时相同的原理,磁传感器32的磁性线材34的磁化方向瞬间从下方向向上方向反转,从磁传感器32的线圈35输出负方向的脉冲P5。
然后,旋转轴3进一步顺时针旋转,在旋转轴3的角度达到150度时,磁场形成部22通过磁传感器33的附近。此时,基于与磁场形成部22通过磁传感器31的附近时相同的原理,磁传感器33的磁性线材34的磁化方向瞬间从下方向向上方向反转,从磁传感器33的线圈35输出负方向的脉冲P6。
包含从磁传感器31的线圈35输出的脉冲P1、P4的检测信号S1、包含从磁传感器32的线圈35输出的脉冲P2、P5的检测信号S2、以及包含从磁传感器33的线圈35输出的脉冲P3、P6的检测信号S3分别被向设置于基板45的背面的IC52输入。IC52基于分别从磁传感器31~33输出的检测信号S1~S3计算旋转轴3的旋转角度或者旋转量。作为该旋转轴3的旋转角度或者旋转量的计算方法,例如能够使用上述专利文献1所记载的方法。此外,虽省略了图示,但IC52与设置于旋转检测装置11的外部的电动马达1的驱动控制电路电连接,IC52将表示旋转轴3的旋转角度或者旋转量的信号向电动马达1的驱动控制电路输出。
此外,在上述实施方式中,将位于中间的磁传感器32的第一连接部件41配置于比位于两端的各磁传感器31、33的第一连接部件41靠上方,并且将位于中间的磁传感器32的第二连接部件42配置于比位于两端的各磁传感器31、33的第二连接部件42靠下方,由此分别确保了相邻的两个磁传感器的第一连接部件41间的绝缘距离以及第二连接部件42间的绝缘距离。然而,也可以将位于中间的磁传感器32的第一连接部件41配置于比位于两端的各磁传感器31、33的第一连接部件41靠下方,并且将位于中间的磁传感器32的第二连接部件42配置于比位于两端的各磁传感器31、33的第二连接部件42靠上方,由此分别确保相邻的两个磁传感器的第一连接部件41间的绝缘距离以及第二连接部件42间的绝缘距离。另外,也可以将位于中间的磁传感器32的第一连接部件41以及第二连接部件42配置于比位于一个端部的磁传感器31的第一连接部件41以及第二连接部件42靠上方,将位于另一个端部的磁传感器33的第一连接部件41以及第二连接部件42配置于比位于中间的磁传感器32的第一连接部件41以及第二连接部件42靠上方,由此分别确保相邻的两个磁传感器的第一连接部件41间的绝缘距离以及第二连接部件42间的绝缘距离。另外,也可以将位于中间的磁传感器32的第一连接部件41以及第二连接部件42配置于比位于一个端部的磁传感器31的第一连接部件41以及第二连接部件42靠下方,将位于另一个端部的磁传感器33的第一连接部件41以及第二连接部件42配置于比位于中间的磁传感器32的第一连接部件41以及第二连接部件42靠下方,由此分别确保相邻的两个磁传感器的第一连接部件41间的绝缘距离以及第二连接部件42间的绝缘距离。
另外,在上述实施方式中,使位于中间的磁传感器32的绕线管36的磁性线材配置部38与基板45的载置面46的距离、比位于两端的各磁传感器31、33的绕线管36的磁性线材配置部38与载置面46的距离小,使位于两端的各磁传感器31、33的绕线管36的磁性线材配置部38与载置面46的距离相互相等。然而,三个磁传感器31~33间的磁性线材配置部38与载置面46的距离的大小关系并不限于此。例如,在将磁检测部30在四个磁场形成部21~24的轨道的外周侧配置于与图11不同的位置的情况下等,也可以以三个磁传感器31~33的磁性线材34与旋转轴3的轴心X的距离分别相互相等的方式,将三个磁传感器31~33的磁性线材配置部38与载置面46的距离设定为分别不同的值。
另外,在上述实施方式中,虽以磁性线材配置部38是形成于电线卷绕部37的槽的情况为例,但磁性线材配置部也可以是形成于电线卷绕部37内的孔。
另外,在上述实施方式中,如图5所示,虽以由具有磁极25A~25D的环形磁铁25以及具有磁极26A~26D的环形磁铁26形成四个磁场形成部21~24的情况为例,但四个磁场形成部的形成方法并不限于此。例如,也可以由配置有图5所示那样的合计8个磁极的一块磁铁形成四个磁场形成部。另外,也可以由一端侧为N极而另一端侧为S极的四根棒状磁铁形成四个磁场形成部。另外,也可以由独立的八个磁铁形成四个磁场形成部。
另外,在上述实施方式中,虽将各磁传感器31~33的绕线管36的电线卷绕部37的外形设为横剖面形状为大致椭圆形的圆柱状,但也可以将电线卷绕部37的外形设为横剖面形状为正圆的圆柱状,也可以设为横剖面形状为多边形的柱状。
另外,磁传感器的个数也可以是四个以上。另外,磁场形成部的个数也可以是两个,六个或者八个以上。另外,旋转装置并不限于电动马达。
另外,也可以将光学地检测旋转轴3的旋转的光学式编码器等其它旋转检测装置设置于旋转检测装置11的支架71的上方。
另外,本发明能够在不违反能够从技术方案以及说明书整体读取的发明的宗旨或者思想的范围内适当地改变,伴随着这样的改变的磁检测装置以及旋转检测装置也包含在本发明的技术思想中。
Claims (6)
1.一种磁检测装置,其在具有伴随着旋转轴的旋转而在上述旋转轴的周围移动,并且分别形成上述旋转轴的轴向的一个方向以及另一个方向的磁场的至少两个磁场形成部,并检测上述旋转轴的旋转的旋转检测装置中,检测上述各磁场,所述磁检测装置的特征在于,具备:
至少三个磁传感器;以及
基板,其具有载置上述三个磁传感器的载置面,
上述各磁传感器具备:
磁性线材,其产生大巴克豪森效应;
线圈,其设置于上述磁性线材的外周侧;以及
绕线管,其具有外形形成为柱状并卷绕上述线圈的电线的电线卷绕部、以及是在上述电线卷绕部内沿其轴向伸长的空间且配置上述磁性线材的磁性线材配置部,
上述三个磁传感器以各自的磁性线材的伸长方向与上述载置面平行的方式配置在上述载置面上,上述三个磁传感器以及上述基板以上述各磁传感器的磁性线材的伸长方向与上述旋转轴的轴向平行的方式配置在上述两个磁场形成部的轨道的外周侧,在上述三个磁传感器的各个中,上述绕线管的上述磁性线材配置部的位置设定为上述三个磁传感器各自的磁性线材与上述旋转轴的距离分别相互相等。
2.根据权利要求1所述的磁检测装置,其特征在于,
上述三个磁传感器中的位于中间的磁传感器的绕线管的磁性线材配置部与上述载置面的距离小于上述三个磁传感器中的位于两端的各磁传感器的绕线管的磁性线材配置部与上述载置面的距离。
3.根据权利要求1或2所述的磁检测装置,其特征在于,
在上述各磁传感器的绕线管中,上述磁性线材配置部从上述电线卷绕部的周面朝向上述电线卷绕部的内部形成,是在上述电线卷绕部沿其轴向伸长的槽,上述三个磁传感器中的位于中间的磁传感器的绕线管的电线卷绕部上形成的上述槽比上述三个磁传感器中的位于两端的各磁传感器的绕线管的电线卷绕部上形成的上述槽深。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的磁检测装置,其特征在于,
上述各磁传感器的线圈的横剖面的形状是长轴沿与上述载置面正交的方向伸长的大致椭圆形。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的磁检测装置,其特征在于,
上述各磁传感器的绕线管的电线卷绕部的横剖面的形状是长轴沿与上述载置面正交的方向伸长的大致椭圆形。
6.一种旋转检测装置,其检测旋转轴的旋转,所述旋转检测装置的特征在于,具备:
至少两个磁场形成部,其伴随着上述旋转轴的旋转而在上述旋转轴的周围移动,并且分别形成上述旋转轴的轴向的一个方向以及另一个方向的磁场;以及
磁检测部,其不伴随着上述旋转轴的旋转而移动,检测由上述两个磁场形成部形成的磁场,
上述磁检测部具备:
至少三个磁传感器;以及
基板,其具有载置上述三个磁传感器的载置面,
上述各磁传感器具备:
磁性线材,其产生大巴克豪森效应;
线圈,其设置于上述磁性线材的外周侧;以及
绕线管,其具有外形形成为柱状并卷绕上述线圈的电线的电线卷绕部、以及是在上述电线卷绕部内沿其轴向伸长的空间且配置上述磁性线材的磁性线材配置部,
上述三个磁传感器以各自的磁性线材的伸长方向与上述载置面平行的方式配置在上述载置面上,上述磁检测部以上述各磁传感器的磁性线材的伸长方向与上述旋转轴的轴向平行的方式配置在上述两个磁场形成部的轨道的外周侧,在上述各磁传感器中,上述绕线管的上述磁性线材配置部的位置设定为上述三个磁传感器各自的磁性线材与上述旋转轴的距离分别相互相等。
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