JP2022114342A - Rotation detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気を用いて物体の回転を検出する回転検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation detection device that detects rotation of an object using magnetism.
磁気を用いて物体の回転を検出する回転検出装置として、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置が下記の特許文献１に記載されている。大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置により、モータの回転シャフトの回転を検出する場合を例にあげ、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置の基本的な構造を説明する。 As a rotation detection device that detects rotation of an object using magnetism, a rotation detection device that utilizes the large Barkhausen effect is described in Patent Document 1 below. A basic structure of a rotation detection device using the large Barkhausen effect will be described, taking as an example the case of detecting the rotation of a rotating shaft of a motor by a rotation detection device using the large Barkhausen effect.
大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置は磁石および複数の磁気センサを備えている。磁石は例えば回転シャフトに固定され、回転シャフトと共に回転する。これにより、磁石のＮ極とＳ極が回転シャフトと共に回転するので、回転シャフトの周囲には回転する磁界（回転磁界）を形成される。複数の磁気センサは例えばモータの筐体等に固定される。複数の磁気センサは、磁石の回転軌跡の外周側に周方向に一定の間隔をもって配置され、磁石により形成された回転磁界を検出する。各磁気センサは、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材、および磁性線材の外周側に配置されたコイルを備えている。回転シャフトと共に磁石が回転し、回転シャフトの周囲に回転磁界が形成されたとき、各磁気センサは回転磁界の中に置かれた状態となる。その結果、回転シャフトの回転に伴って、各磁気センサの周囲の磁界の方向が変化し、この磁界の方向の変化に応じて各磁気センサの磁性線材の磁化方向が反転する。磁性線材の磁化方向が反転すると、コイルからパルスが出力される。このパルスに基づいて回転シャフトの回転を検出することができる。 A rotation detector using the large Barkhausen effect includes a magnet and a plurality of magnetic sensors. The magnets are fixed to, for example, a rotating shaft and rotate with the rotating shaft. As a result, the N pole and S pole of the magnet rotate together with the rotating shaft, so that a rotating magnetic field (rotating magnetic field) is formed around the rotating shaft. The plurality of magnetic sensors are fixed to, for example, the housing of the motor. A plurality of magnetic sensors are arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side of the locus of rotation of the magnet, and detect the rotating magnetic field formed by the magnet. Each magnetic sensor includes a magnetic wire that produces a large Barkhausen effect and a coil that is arranged on the outer peripheral side of the magnetic wire. When the magnet rotates together with the rotating shaft and a rotating magnetic field is formed around the rotating shaft, each magnetic sensor is placed in the rotating magnetic field. As a result, the direction of the magnetic field around each magnetic sensor changes as the rotating shaft rotates, and the magnetization direction of the magnetic wire of each magnetic sensor reverses according to the change in the direction of the magnetic field. When the magnetization direction of the magnetic wire is reversed, a pulse is output from the coil. Rotation of the rotating shaft can be detected based on this pulse.
また、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置であって、磁石の回転軌跡の外周側にヨークを設けたものが下記の特許文献２に記載されている。ヨークは、複数の磁気センサと共にモータの筐体等に固定され、各磁気センサにおいて磁石の回転軌跡に対向する部分を部分的に覆うように配置されている。ヨークは、回転磁界の磁束が、各磁気センサの磁性線材をその伸長方向に通るように磁束の方向を制御する機能を有している。ヨークを設けることにより、回転磁界の磁束を各磁気センサの磁性線材に集中させることができ、回転シャフトの回転の検出精度を高めることができる。 Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200001 describes a rotation detection device that utilizes the large Barkhausen effect and has a yoke provided on the outer peripheral side of the rotation locus of a magnet. The yoke is fixed to a motor housing or the like together with a plurality of magnetic sensors, and is arranged so as to partially cover a portion of each magnetic sensor that faces the rotation trajectory of the magnet. The yoke has the function of controlling the direction of magnetic flux so that the magnetic flux of the rotating magnetic field passes through the magnetic wire of each magnetic sensor in its extending direction. By providing the yoke, the magnetic flux of the rotating magnetic field can be concentrated on the magnetic wire of each magnetic sensor, and the rotation detection accuracy of the rotating shaft can be improved.
例えばモータ等、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置を適用する装置の小型化に伴い、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置の小型化が要請されている。大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置を小型化すべく、各磁気センサの磁性線材の長さを短くすることが考えられる。磁性線材の長さを短くすることにより、各磁気センサの長さを短くすることができ、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置の小型化を図ることができる。ところが、磁性線材の長さを短くすると、各磁気センサのコイルから得られる検出パルスの電圧が減少し、回転の検出精度を向上させることが困難になる。 For example, with the miniaturization of devices such as motors to which a rotation detection device using the large Barkhausen effect is applied, there is a demand for miniaturization of the rotation detection device using the large Barkhausen effect. In order to miniaturize the rotation detection device using the large Barkhausen effect, it is conceivable to shorten the length of the magnetic wire of each magnetic sensor. By shortening the length of the magnetic wire, the length of each magnetic sensor can be shortened, and the size reduction of the rotation detection device using the large Barkhausen effect can be achieved. However, when the length of the magnetic wire is shortened, the voltage of the detection pulse obtained from the coil of each magnetic sensor decreases, making it difficult to improve the rotation detection accuracy.
この検出パルスの電圧の減少を抑える方法として、各磁気センサのコイルを形成する導線の巻回量を増加させることが考えられる。しかしながら、コイルの巻回量を増加させると、コイルの径が大きくなるので、各磁気センサの径が大きくなる。その結果、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置がヨークを備えている場合には、コイルとヨークとの接触を避けるために、ヨークを大型化する必要が生じ、ヨークの大型化のために、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置を小型化することが困難になる。 As a method of suppressing the decrease in the voltage of the detection pulse, it is conceivable to increase the amount of winding of the conductive wire forming the coil of each magnetic sensor. However, when the winding amount of the coil is increased, the diameter of the coil is increased, so the diameter of each magnetic sensor is increased. As a result, when a rotation detector using the large Barkhausen effect is provided with a yoke, the yoke must be enlarged in order to avoid contact between the coil and the yoke. , it becomes difficult to miniaturize the rotation detector using the large Barkhausen effect.
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、回転の検出精度を向上させることができ、かつヨークを備えながらも回転検出装置の小型化を図ることができる回転検出装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems described above, for example, and an object of the present invention is to improve the accuracy of rotation detection and to reduce the size of a rotation detection device with a yoke. To provide a rotation detection device capable of
上記課題を解決するために、本発明の回転検出装置は、支持部と、相対的に見て前記支持部に対して回転する回転部とを有する構造体に設けられ、前記支持部に対する前記回転部の回転を検出する回転検出装置であって、前記支持部に固定され、前記回転部の回転軸と直交する平面と平行な一の面を有する基板と、前記回転部に固定され、前記回転軸を中心として前記回転部と共に回転し、前記回転軸の周囲に磁界を形成する磁界形成部と、前記基板の前記一の面上に固定され、前記磁界形成部の回転軌跡の外周側に周方向に互いに等しい角度間隔をもって配置され、前記磁界形成部により形成された磁界を検出する複数の磁界検出部と、前記基板の前記一の面上に固定され、前記複数の磁界検出部に一対一に対応するように前記回転軌跡の外周側に配置され、前記磁界形成部により形成された磁界の磁束を制御する複数のヨークとを備え、前記磁界検出部は、前記回転軌跡の接線と平行な方向に伸長した磁性線材と、前記磁性線材の外周側に設けられたコイルと、前記磁性線材および前記コイルを保持するボビンとを備え、前記各磁界検出部につき、前記回転軸の伸長方向を上下方向とし、前記磁性線材の伸長方向を左右方向とし、前記回転軸および前記磁性線材の双方と直交する直線の伸長方向を前後方向とし、前記基板の前記一の面が向いている方向を上とし、前記前後方向において前記回転軸に近づく方向を前とし、前記各磁界検出部の左および右を前記各磁界検出部をその前方から見たときを基準に定めることとすると、前記ボビンは左右方向に伸長した柱状に形成され、前記ボビンの内側には前記磁性線材が収容された線材収容部が形成され、前記ボビンの左右方向中央部であって前記線材収容部の外周側には前記コイルの導線が巻回された導線巻回部が形成され、前記各ヨークは、前記磁界検出部の左部を部分的に覆う左ヨーク片、および前記磁界検出部の右部を部分的に覆う右ヨーク片を備え、前記左ヨーク片は、前記ボビンの左部であって前記導線巻回部よりも左側の部分を上方から覆う左上板部と、前記ボビンの左部であって前記導線巻回部よりも左側の部分および前記コイルの左部を前方から覆う左前板部とを有し、前記右ヨーク片は、前記ボビンの右部であって前記導線巻回部よりも右側の部分を上方から覆う右上板部と、前記ボビンの右部であって前記導線巻回部よりも右側の部分および前記コイルの右部を前方から覆う右前板部とを有し、前記左前板部の右端と前記右前板部の左端とは前記コイルの左右方向中央部の前方において間隙を介して互いに対向しており、前記コイルの上方は前記ヨークにより覆われていない。 In order to solve the above-described problems, a rotation detection device of the present invention is provided in a structure having a support and a rotating portion that rotates relative to the support, A rotation detection device for detecting rotation of a part, comprising: a substrate fixed to the support part and having one surface parallel to a plane orthogonal to the rotation axis of the rotation part; a magnetic field generator rotating about an axis together with the rotating part and forming a magnetic field around the rotating shaft; a plurality of magnetic field detection units arranged at equal angular intervals in a direction to detect the magnetic field generated by the magnetic field generation unit; and a plurality of yokes arranged on the outer peripheral side of the rotation locus so as to correspond to and controlling the magnetic flux of the magnetic field generated by the magnetic field generating unit, wherein the magnetic field detection unit is parallel to the tangent line of the rotation locus a magnetic wire extending in a direction, a coil provided on the outer peripheral side of the magnetic wire, and a bobbin holding the magnetic wire and the coil; The extending direction of the magnetic wire is the left-right direction, the extending direction of a straight line orthogonal to both the rotating shaft and the magnetic wire is the front-rear direction, and the direction in which the one surface of the substrate faces is the top. , in the front-rear direction, the direction approaching the rotation axis is defined as the front, and the left and right of each magnetic field detection unit are defined based on the front of each magnetic field detection unit. Inside the bobbin, there is formed a wire accommodating portion in which the magnetic wire is accommodated. A conductor wire wound portion is formed by winding a conductor wire, and the yokes include a left yoke piece that partially covers the left portion of the magnetic field detection portion and a right yoke that partially covers the right portion of the magnetic field detection portion. The left yoke piece includes an upper left plate portion covering a left portion of the bobbin on the left side of the conductor winding portion from above, and a left portion of the bobbin and the conductor winding portion. and a left front plate portion covering the left portion of the coil from the front. An upper right plate portion that covers, a right portion of the bobbin that is to the right of the conductor winding portion, and the coil. and a right front plate portion covering the right portion of the coil from the front, and the right end of the left front plate portion and the left end of the right front plate portion face each other with a gap in front of the center portion in the left-right direction of the coil. , the upper side of the coil is not covered by the yoke.
また、本発明の回転検出装置において、前記左上板部の右面および前記右上板部の左面は前記磁性線材の伸長方向に対して垂直であり、かつ前記磁性線材の上方を跨ぐように前後方向に伸長していることとしてもよい。 Further, in the rotation detecting device of the present invention, the right surface of the upper left plate portion and the left surface of the upper right plate portion are perpendicular to the extending direction of the magnetic wire and extend in the front-rear direction so as to straddle above the magnetic wire. It may be extended.
また、本発明の回転検出装置において、前記左ヨーク片は前記ボビンを当該ボビンの左方から覆う左板部を有し、前記右ヨーク片は前記ボビンを当該ボビンの右方から覆う右板部を有していてもよい。 Further, in the rotation detecting device of the present invention, the left yoke piece has a left plate portion covering the bobbin from the left side of the bobbin, and the right yoke piece has a right plate portion covering the bobbin from the right side of the bobbin. may have
本発明によれば、回転の検出精度を向上させることができ、かつヨークを備えながらも回転検出装置の小型化を図ることができる。 According to the present invention, the rotation detection accuracy can be improved, and the size of the rotation detection device can be reduced while the yoke is provided.
（回転検出装置）
図１は本発明の実施形態の回転検出装置１を回転シャフト８３と共に示している。図２は回転検出装置１を図１中の上方から見た状態を示している。図３は回転検出装置１を図２中の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿って切断し、その断面を図２中の下方から見た状態を示している。
(Rotation detector)
FIG. 1 shows a rotation detection device 1 according to an embodiment of the present invention together with a rotating
回転検出装置１は、大バルクハウゼン効果を利用して物体の回転を検出する装置である。本実施形態では、回転検出装置１をモータ８１に適用した場合を例にあげる。図３に示すように、モータ８１はモータ本体８２および回転シャフト８３を備えている。回転シャフト８３はモータ本体８２に対して回転する。モータ本体８２は、回転シャフト８３を回転させるための機構、およびその機構を収容する筐体等を有し、回転シャフト８３を回転可能に支持している。回転検出装置１はモータ８１に設けられ、回転シャフト８３の回転を検出する。なお、モータ８１は構造体の具体例であり、モータ本体８２は支持部の具体例であり、回転シャフト８３は回転部の具体例である。
The rotation detection device 1 is a device that detects rotation of an object using the large Barkhausen effect. In this embodiment, the case where the rotation detection device 1 is applied to the
回転検出装置１は、図１に示すように、基板２、磁界形成部としての磁石３、複数の磁界検出部としての３つの磁気センサ１１、３つのヨーク３０、および２つのダミーヨーク片５１、５２を備えている。
As shown in FIG. 1, the rotation detection device 1 includes a
基板２は、円板状に形成され、図３に示すように、固定ブラケット８４を介してモータ本体８２の筐体に固定されている。基板２の中央には挿通穴２Ａが形成され、挿通穴２Ａには回転シャフト８３が挿入されている。挿通穴２Ａの直径は回転シャフト８３の直径よりも大きく、基板２は回転シャフト８３から離れている。また、基板２は各磁気センサ１１、各ヨーク３０および各ダミーヨーク片５１、５２が載置される載置面２Ｂを有している。基板２は、載置面２Ｂが回転シャフト８３の回転軸Ａと直交する平面と平行となるように配置されている。なお、載置面２Ｂは一の面の具体例である。
The
磁石３は、例えばフェライト等の磁性材料により、リング状に形成されている。磁石３は、その内周側に回転シャフト８３が挿入されることにより、回転シャフト８３の外周側に配置されている。磁石３は、回転シャフト８３に固定され、回転シャフト８３と共に回転する。リング状に形成された磁石３の中心は回転軸Ａ上に位置している。また、磁石３は基板２の載置面２Ｂの上方に位置している。すなわち、磁石３は、回転シャフト８３において、基板２の挿通穴２Ａを通過して基板２の載置面２Ｂの上方に突出した部分に固定されている。
The
また、磁石３は、図２に示すように、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極の４つの磁極が磁石３の外周側部分に周方向に等しい角度間隔、具体的には９０度の間隔を置いて配置されるように着磁されている。また、磁石３において、これら４つの磁極は、周方向に互いに隣り合う磁極が互いに異なるように配置されている。回転シャフト８３と共に磁石３が回転したとき、磁石３の４つの磁極が回転することにより、回転軸Ａの周囲に回転磁界が形成される。
In addition, as shown in FIG. 2, the
３つの磁気センサ１１は、それぞれ互いに同一の構成および形状を有しており、磁石３の回転軌跡Ｋの外周側に、周方向に互いに等しい角度間隔、例えば６０度の間隔をもって配置されている。各磁気センサ１１は、後述するように磁性線材１２を有しており、各磁気センサ１１は、磁性線材１２の伸長方向が回転軸Ａと直交する方向（載置面２Ｂと平行な方向）となるように配置されている。また、各磁気センサ１１は、図２に示すように、磁性線材１２の伸長方向の中央部が、回転軸Ａを中心とする、磁石３の回転軌跡Ｋの半径よりも大きい半径を有する円弧Ｃ１に接するように配置されている。また、３つの磁気センサ１１は、円弧Ｃ１上において１８０度の角度範囲内に配置されており、これにより、３つの磁気センサ１１は基板２の載置面２Ｂの半分の領域内に配置されている。各磁気センサ１１は基板２の載置面２Ｂ上に固定されている。３つの磁気センサ１１は磁石３により形成された回転磁界を検出する。各磁気センサ１１については、後にさらに説明する。
The three
３つのヨーク３０は、それぞれ互いに同一の構成および形状を有しており、３つの磁気センサ１１に一対一に対応するように、磁石３の回転軌跡Ｋの外周側に配置されている。各ヨーク３０は基板２の載置面２Ｂ上に固定されている。また、各ヨーク３０は左ヨーク片３１および右ヨーク片４１を備えている。各ヨーク３０は、磁石３により形成された回転磁界の磁束を制御する。各ヨーク３０については、後にさらに説明する。また、各ダミーヨーク片５１についても、後に説明する。
The three
また、基板２の外周側には外壁５５が設けられている。磁石３、各磁気センサ１１、各ヨーク３０および各ダミーヨーク片５１、５２は外壁５５の内側に配置されている。外壁５５は、例えば金属材料により形成されている。外壁５５は、外部の物体が磁石３、各磁気センサ１１、各ヨーク３０または各ダミーヨーク片５１、５２に接触することを防止する機能、および磁石３により形成された磁界が外部に漏洩することを抑制する機能を有している。
An
（磁気センサ）
図４は磁気センサ１１を上方から見た状態を示している。図５は図４中の磁気センサ１１からコイル１３を取り除いた状態を示している。ここで、各磁気センサ１１および各ヨーク３０について説明するに当たり、説明の便宜上、方向を次のように定めることとする。すなわち、回転軸Ａの伸長方向を上下方向とし、基板２の載置面２Ｂが向いている方向を上とする。また、磁性線材１２の伸長方向を左右方向とする。また、回転軸Ａおよび磁性線材１２の双方と直交する直線の伸長方向を前後方向とし、前後方向において回転軸Ａに近づく方向を前とする。また、磁気センサ１１の左および右は、磁気センサ１１をその前方から見たときを基準に定めることとする。また、ヨーク３０の左および右についても、ヨーク３０をその前方から見たときを基準に定めることとする。図４～図１４中の右下の矢印は、以上のように定めた上（Ｕｄ）、下（Ｄｄ）、前（Ｆｄ）、後（Ｂｄ）、左（Ｌｄ）および右（Ｒｄ）を示している。
(magnetic sensor)
FIG. 4 shows the
各磁気センサ１１は、図４に示すように、磁性線材１２、コイル１３およびボビン１４を備えている。
Each
磁性線材１２は大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材であり、複合磁気ワイヤと呼ばれるものである。磁性線材１２は、例えば、鉄およびコバルトを含む半硬質磁性材料により形成され、直径が例えばおよそ０．１ｍｍ～１ｍｍで、長さが例えばおよそ１０ｍｍ～３０ｍｍの線材である。磁性線材１２は、例えば、上記半硬質磁性材料を線引きし、方向を変えながら複数回捻ることにより形成されている。磁性線材１２は、磁化が容易な方向が当該磁性線材１２の中心軸Ｂの方向である一軸異方性を有している。また、磁性線材１２において、その外周側部分よりも中心側部分の方が保磁力が大きい。磁性線材１２は外部磁界の方向の変化に応じて磁性線材１２（その外周側部分）の磁化方向が急反転する性質を有している。磁性線材１２は、その伸長方向、すなわち中心軸Ｂの方向が、磁石３の回転軌跡Ｋの接線と平行な方向となるように配置されている。具体的には、磁性線材１２は、その伸長方向の中央部が上記円弧Ｃ１に接するように配置されている。
The
コイル１３は磁性線材１２の外周側に設けられている。コイル１３は、ボビン１４の導線巻回部１８に、例えばエナメル線等の導線を巻回することにより形成されている。
The
ボビン１４は磁性線材１２およびコイル１３を保持する部材であり、例えば樹脂等の非磁性材料により形成されている。ボビン１４は、図５に示すように、全体的に見て、磁性線材１２の伸長方向、すなわち左右方向に伸長した柱状に形成されている。また、ボビン１４の内側には、磁性線材１２を収容する線材収容部１５が形成されている。本実施形態において、線材収容部１５は、ボビン１４の前後方向中央および上下方向中央の部分を、ボビン１４の左端から右端まで左右方向に伸長し、上方に開口した溝である。磁性線材１２は、この線材収容部１５内に配置されている。なお、線材収容部を、ボビン１４の内部を左右方向に伸長する穴としてもよい。
The
また、ボビン１４の左端側部分および右端側部分のそれぞれには、接続部材２５を保持する接続部材保持部１６、１７が形成されている。また、ボビン１４の左右方向中央部、すなわち２つの接続部材保持部１６、１７の間の部分であって、線材収容部１５の外周側には、コイル１３の導線を巻回する導線巻回部１８が形成されている。導線巻回部１８は、コイル１３の導線を幾重にも重ねて巻回することができるように、各接続部材保持部１６、１７よりも小径となっている。
Connection
また、ボビン１４の左端面、すなわち左側の接続部材保持部１６の左端面における前後方向中央部には、左方に突出した突出部１９が形成されている。同様に、ボビン１４の右端面、すなわち右側の接続部材保持部１７の右端面における前後方向中央部には、右方に突出した突出部２０が形成されている。また、線材収容部１５の左端側は左側の突出部１９の左端まで伸長し、線材収容部１５の右端側は右側の突出部２０の右端まで伸長している。また、磁性線材１２の左端側は左側の突出部１９の左端に非常に近い位置まで伸長し、磁性線材１２の右端側は右側の突出部２０の右端に非常に近い位置まで伸長している。
A left end surface of the
また、左側の接続部材保持部１６の左端面における前部および後部には傾斜面２１、２２がそれぞれ形成されている。左側の接続部材保持部１６の左端面における前部に形成された傾斜面２１は、当該傾斜面２１の後端が当該傾斜面２１の前端よりも左方に位置するように傾斜している。また、左側の接続部材保持部１６の左端面における後部に形成された傾斜面２２は、当該傾斜面２２の前端が当該傾斜面２２の後端よりも左方に位置するように傾斜している。また、右側の接続部材保持部１７の右端面には、傾斜面２３、２４が傾斜面２１、２２と左右対称となるように形成されている。
In addition,
また、各接続部材保持部１６、１７には接続部材２５が保持されている。接続部材２５は、例えば金属等の導電材料によりＬ字状に形成された部材であり、一端側が下方に伸長し、他端側が前方に伸長している。接続部材２５は、磁気センサ１１を基板２に固定する機能、コイル１３を基板２に形成された回路に接続する機能、およびコイル１３の導線の端部を取り付ける機能を有している。
A connecting
磁石３が回転シャフト８３と共に回転し、磁石３により回転磁界が形成されると、この回転磁界により、各磁気センサ１１が有する磁性線材１２の磁化方向が急反転し、電磁誘導によりコイル１３からパルスが出力される。具体的に説明すると、１つの磁気センサ１１において、磁性線材１２の磁化方向が左方向である状態で、磁石３のＮ極が当該磁気センサ１１の左端部に接近し、かつ磁石３のＳ極が当該磁気センサ１１の右端部に接近したとき、磁性線材１２の磁化方向が左方向から右方向に急反転し、コイル１３から例えば正のパルスが出力される。その後、磁石３のＳ極が当該磁気センサ１１の左端部に接近し、かつ磁石３のＮ極が当該磁気センサ１１の右端部に接近したとき、磁性線材１２の磁化方向が右方向から左方向に急反転し、コイル１３から例えば負のパルスが出力される。これらのパルスに基づいて回転シャフト８３の回転を検出することができる。このようなパルスを用いた回転の検出方法として、上記特許文献１に記載された方法を用いることができる。
When the
（ヨーク）
図６はヨーク３０を右上前方から見た状態を示している。図７は磁気センサ１１およびヨーク３０を上方から見た状態を示している。図８は磁気センサ１１およびヨーク３０を前方から見た状態を示している。
(yoke)
FIG. 6 shows the
各ヨーク３０は、図６に示すように、左ヨーク片３１および右ヨーク片４１を備えている。左ヨーク片３１および右ヨーク片４１はそれぞれ、鉄等の軟磁性材料により形成されている。左ヨーク片３１および右ヨーク片４１はそれぞれ、互いに左右対称の形状を有している。図７および図８に示すように、左ヨーク片３１は磁気センサ１１の左部を部分的に覆っている。左ヨーク片３１は、左前板部３２、左板部３３、左上板部３４および連結部３５、３６を有している。また、右ヨーク片４１は磁気センサ１１の右部を部分的に覆っている。右ヨーク片４１は、右前板部４２、右板部４３、右上板部４４および連結部４５、４６を有している。
Each
（ヨークの左前板部・右前板部）
図９は磁気センサ１１の左部および左ヨーク片３１を上方から見た状態を示している。図１０は、左ヨーク片３１および右ヨーク片４１の形状の詳細を説明するために、磁石３、磁気センサ１１およびヨーク３０を上方から見た状態を示している。なお、図９および図１０では、左ヨーク片３１を図８中の切断線ＩＸ－ＩＸで切断し、その断面を図８中の上方から見た状態を示している。また、図１０では、右ヨーク片４１も、左ヨーク片３１と同様に一部切断されている。
(Left front plate and right front plate of yoke)
FIG. 9 shows the left portion of the
図９に示すように、左ヨーク片３１の左前板部３２は、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６およびコイル１３の左部をそれらの前方から覆っている。左前板部３２は、基板２の載置面２Ｂと平行であって磁性線材１２の中心軸Ｂ（磁性線材１２の伸長方向）に対して傾斜した方向、かつ基板２の載置面２Ｂに対して垂直な方向に拡がる平板状に形成されている。また、左前板部３２は、左側の接続部材保持部１６の前方からコイル１３の左部の前方に至るまで直線状に伸長している。また、左前板部３２の右端はコイル１３の左右方向中央の前方に非常に接近した位置に達している。
As shown in FIG. 9, the left
また、左前板部３２は、当該左前板部３２の左端よりも当該左前板部３２の右端の方が後方に位置するように、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して傾斜している。左前板部３２がこのように傾斜しているので、左前板部３２の右端と磁性線材１２の中心軸Ｂとの距離Ｄ１は、左前板部３２の左端と磁性線材１２の中心軸Ｂとの距離Ｄ２よりも小さい。すなわち、左前板部３２の右端は、左前板部３２の左端と比較して磁性線材１２の中心軸Ｂに接近している。その結果、左前板部３２は、右方に行くに従ってコイル１３の前側の外面に接近している。
Further, the left
また、右ヨーク片４１の右前板部４２は、ボビン１４の右側の接続部材保持部１７およびコイル１３の右部をそれらの前方から覆っている。右前板部４２は、左ヨーク片３１の左前板部３２と左右対称の形状を有している。すなわち、図１０を見るとわかる通り、右前板部４２は、基板２の載置面２Ｂと平行であって磁性線材１２の中心軸Ｂに対して傾斜した方向、かつ基板２の載置面２Ｂに対して垂直な方向に拡がる平板状に形成されている。また、右前板部４２は、右側の接続部材保持部１７の前方からコイル１３の右部の前方に至るまで直線状に伸長している。また、右前板部４２の左端はコイル１３の左右方向中央の前方に非常に接近した位置に達している。
The right
また、右前板部４２は、当該右前板部４２の右端よりも当該右前板部４２の左端の方が後方に位置するように、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して傾斜している。右前板部４２がこのように傾斜しているので、右前板部４２の左端は、右前板部４２の右端と比較して磁性線材１２の中心軸Ｂに接近している。その結果、右前板部４２は、左方に行くに従ってコイル１３の前側の外面に接近している。
Further, the right
また、図１０に示すように、左ヨーク片３１の左前板部３２の磁性線材１２の中心軸Ｂに対する傾斜角、および右ヨーク片４１の右前板部４２の磁性線材１２の中心軸Ｂに対する傾斜角は、左前板部３２および右前板部４２が、回転軸Ａを中心とした円弧Ｃ２に概ね沿うように設定されている。その結果、左前板部３２の左端と磁石３の外周面との間の距離、左前板部３２の右端と磁石３の外周面との間の距離、右前板部４２の右端と磁石３の外周面との間の距離、および右前板部４２の左端と磁石３の外周面との間の距離がそれぞれ互いに略等しい。
10, the inclination angle of the left
また、図７に示すように、左前板部３２の右端と右前板部４２の左端とは、コイル１３の左右方向中央部の前方において間隙Ｇを介して互いに対向している。左前板部３２の右端と右前板部４２の左端とは互いに接近しているが、互いに接触してはいない。
As shown in FIG. 7, the right end of the left
（ヨークの左板部・右板部）
図９に示すように、左ヨーク片３１の左板部３３は、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６の左端面における前部の傾斜面２１を左方から覆っている。図１０に示すように、左板部３３は、回転軸Ａおよび磁性線材１２の中心軸Ｂの双方と直交する直線Ｌ１に対して傾斜した方向、かつ基板２の載置面２Ｂに対して垂直な方向に拡がる平板状に形成されている。また、左板部３３は、当該左板部３３の後端が当該左板部３３の前端よりも左方に位置するように、回転軸Ａおよび磁性線材１２の中心軸Ｂの双方と直交する直線Ｌ１に対して傾斜している。また、左板部３３の直線Ｌ１に対する傾斜角Ｑは、３つの磁気センサ１１の配置の角度間隔Ｐの２分の１に設定されている。本実施形態において、３つの磁気センサ１１の配置の角度間隔Ｐは６０度であるので、左板部３３の直線Ｌ１に対する傾斜角Ｑは３０度に設定されている。また、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６の左端面における前部の傾斜面２１の直線Ｌ１に対する傾斜角も、３つの磁気センサ１１の配置の角度間隔Ｐの２分の１（３０度）に設定されている。これにより、左板部３３と当該傾斜面２１とは互いに平行である。なお、図１０中の直線Ｌ２は、直線Ｌ１に対して反時計回り方向に３０度傾斜した直線である。
(Left plate and right plate of yoke)
As shown in FIG. 9, the
また、左板部３３は、図９に示すように、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６の左端面における前部の傾斜面２１を覆っているが、突出部１９および左側の接続部材保持部１６の左端面における後部の傾斜面２２は覆っていない。すなわち、左板部３３の後端は突出部１９の手前に位置している。
9, the
また、右ヨーク片４１の右板部４３は、ボビン１４の右側の接続部材保持部１７の右端面における前部の傾斜面２３を右方から覆っている。右板部４３は、左ヨーク片３１の左板部３３と左右対称の形状を有している。図１０に示すように、右板部４３は、直線Ｌ１に対して傾斜した方向、かつ基板２の載置面２Ｂに対して垂直な方向に拡がる平板状に形成されている。また、右板部４３は、当該右板部４３の後端が当該右板部４３の前端よりも右方に位置するように直線Ｌ１に対して傾斜している。また、右板部４３の直線Ｌ１に対する傾斜角Ｒは、３つの磁気センサ１１の配置の角度間隔Ｐの２分の１に設定されている。本実施形態において、右板部４３の直線Ｌ１に対する傾斜角Ｒは３０度に設定されている。また、ボビン１４の右側の接続部材保持部１７の右端面における前部の傾斜面２３の直線Ｌ１に対する傾斜角も、３つの磁気センサ１１の配置の角度間隔Ｐの２分の１（３０度）に設定されている。これにより、右板部４３と当該傾斜面２３とは互いに平行である。なお、図１０中の直線Ｌ３は、直線Ｌ１に対して時計回り方向に３０度傾斜した直線である。
The
また、右板部４３は、ボビン１４の右側の接続部材保持部１７の右端面における前部の傾斜面２３を覆っているが、突出部２０および右側の接続部材保持部１７の右端面における後部の傾斜面２４は覆っていない。すなわち、右板部４３の後端は突出部２０の手前に位置している。
Further, the
（ヨークの左上板部・右上板部）
図１１は磁気センサ１１の左部および左ヨーク片３１を前方から見た状態を示している。なお、図１１では、左ヨーク片３１を図７中の切断線ＸＩ－ＸＩで切断し、その断面を図１１中の下方から見た状態を示している。図１２は磁気センサ１１の左部および左ヨーク片３１を上方から見た状態を示している。
(Upper left plate and upper right plate of yoke)
FIG. 11 shows the left portion of the
図１１および図１２に示すように、左ヨーク片３１の左上板部３４は、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６をその上方から覆っている。左上板部３４は、基板２の載置面２Ｂと平行な方向に拡がる平板状に形成されている。また、左上板部３４は、磁性線材１２においてコイル１３から左方に出た部分を広く覆っている。具体的には、左上板部３４は、磁性線材１２の当該部分を前後方向に跨いで拡がっている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the upper
このように、左上板部３４はボビン１４の左側の接続部材保持部１６をその上方から広く覆っているが、左上板部３４が覆っている範囲は、左側の接続部材保持部１６の上方にとどまり、コイル１３の上方には至っていない。すなわち、左上板部３４はコイル１３の上方の領域には進入していない。コイル１３の上方はヨーク３０により覆われていない。
In this manner, the upper
また、図１１に示すように、左上板部３４は、当該左上板部３４と磁性線材１２との間の距離Ｄ３が小さくなるように、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６の上面に非常に接近している。具体的には、左上板部３４の下面の上下方向における位置が、コイル１３の外面の最上部の上下方向における位置以下となっている。
Further, as shown in FIG. 11, the upper
また、図１２に示すように、左上板部３４の右面３４Ａは、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して垂直であり、磁性線材１２の上方を前後方向に跨ぐように伸長している。
12, the
また、右ヨーク片４１の右上板部４４は、ボビン１４の右側の接続部材保持部１７をその上方から覆っている。右上板部４４は、左ヨーク片３１の左上板部３４と左右対称の形状を有している。右上板部４４は、基板２の載置面２Ｂと平行な方向に拡がる平板状に形成され、磁性線材１２においてコイル１３から右方に出た部分を広く覆っている。しかしながら、右上板部４４が覆っている範囲は、右側の接続部材保持部１７の上方にとどまり、コイル１３の上方には至っていない。また、右上板部４４と磁性線材１２との間の距離が小さくなるように、右上板部４４の上下方向の位置が設定されている。具体的には、右上板部４４の下面の上下方向における位置が、コイル１３の外面の最上部の上下方向における位置以下となっている。さらに、右上板部４４の左面４４Ａは、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して垂直であり、磁性線材１２の上方を前後方向に跨ぐように伸長している。
The upper
（ヨークにおける他の構成）
図６に示すように、左ヨーク片３１において、連結部３５は左前板部３２と左板部３３とを連結している。また、連結部３６は左板部３３と左上板部３４とを連結している。また、右ヨーク片４１において、連結部４５は右前板部４２と右板部４３とを連結している。また、連結部４６は右板部４３と右上板部４４とを連結している。連結部３５、３６、４５、４６はいずれも緩やかに湾曲したＲ形状に形成されている。
(other configurations in yoke)
As shown in FIG. 6 , in the
また、図８に示すように、左ヨーク片３１において、左前板部３２の右端側の下部には磁性線材１２に作用する磁界の強さを調節するための切欠き３７が形成されている。また、左前板部３２の左端側から連結部３５にかけての部分の下部には、接続部材２５を通すための切欠き３８が形成されている。同様に、右ヨーク片４１にも切欠き４７、４８が形成されている。
Further, as shown in FIG. 8, in the
また、図６に示すように、左ヨーク片３１において、左前板部３２の下部および左板部３３の下部には、左ヨーク片３１を基板２に固定するための支持片３９が設けられている。同様に、右ヨーク片４１にも支持片４９が設けられている。左ヨーク片３１および右ヨーク片４１は各支持片３９、４９を基板２に形成された孔に挿入し、例えば半田付けをすることにより、基板２に固定される。
Further, as shown in FIG. 6, in the
（ヨークの磁気的な作用）
図１３は、ヨーク３０により制御された磁束の流れを模式的に示している。図１４は、左ヨーク片３１の左上板部３４および左板部３３並びに右ヨーク片４１の右上板部４４および右板部４３により制御された磁束の流れを模式的に示している。
(Magnetic action of yoke)
13 schematically shows the flow of magnetic flux controlled by the
回転シャフト８３と共に磁石３が回転し、磁石３のＮ極が１つの磁気センサ１１の左端部に接近し、かつ磁石３のＳ極が当該磁気センサ１１の右端部に接近したとき、当該磁気センサ１１は、磁石３のＮ極およびＳ極により形成された磁界の中に置かれることとなる。このとき、磁石３のＮ極からＳ極に向かう磁束の経路は、図１３および図１４に示すように、当該磁気センサ１１を部分的に覆っているヨーク３０により制御される。これにより、磁束を当該磁気センサ１１の磁性線材１２に集中させることができる。
When the
詳細に見ると、左前板部３２は、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６の前方から、コイル１３の左右方向中央の前方に非常に接近した位置まで伸長しており、また、右前板部４２は、ボビン１４の右側の接続部材保持部１７の前方から、コイル１３の左右方向中央の前方に非常に接近した位置まで伸長しており、左前板部３２の右端と右前板部４２の左端とは互いに小さな間隙Ｇを介して対向している。この構成により、磁束を、磁性線材１２の左右方向の中央部に集中させることができる。
Looking in detail, the left
また、左前板部３２は、当該左前板部３２の左端よりも当該左前板部３２の右端の方が後方に位置するように、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して傾斜しており、その結果、左前板部３２は、右方に行くに従って磁性線材１２の左右方向中央部に接近している。同様に、右前板部４２は、当該右前板部４２の右端よりも当該右前板部４２の左端の方が後方に位置するように、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して傾斜しており、その結果、右前板部４２は、左方に行くに従って磁性線材１２の左右方向中央部に接近している。この構成により、磁束が磁性線材１２の左右方向の中央部に集中する度合いを高めることができる。
The left
また、左上板部３４の右面３４Ａおよび右上板部４４の左面４４Ａは、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して垂直であり、磁性線材１２の上方を前後方向に跨ぐように伸長している。磁束は、ヨークの面から当該面に対して垂直な方向に出る性質、およびヨークの面に当該面に対して垂直な方向に入る性質を有している。したがって、磁石３により形成された磁界における一部の磁束は、左上板部３４の右面３４Ａから当該右面３４Ａに対して垂直な方向に出て、右上板部４４の左面４４Ａに当該左面４４Ａに対して垂直な方向に入る。これにより、磁性線材１２の中心軸Ｂの方向に沿って流れる磁束を増加させることができる。さらに、左上板部３４の右面３４Ａおよび右上板部４４の左面４４Ａは、磁性線材１２の上方を前後方向に跨ぐように伸長しているので、磁性線材１２の中心軸Ｂの方向に沿って流れる磁束を一層増加させることができる。
A
また、左板部３３は磁性線材１２の左端部に接近しており、右板部４３は磁性線材１２の右端側に接近しているので、左板部３３により集められ、右板部４３に向かう磁束を、磁性線材１２に集中させることができ、磁性線材１２の中心軸Ｂの方向に沿って流れる磁束を増加させることができる。
Also, the
なお、回転シャフト８３と共に磁石３が回転し、磁石３のＳ極が当該磁気センサ１１の左端部に接近し、かつ磁石３のＮ極が当該磁気センサ１１の右端部に接近したときには、当該磁気センサ１１は、磁石３のＮ極が当該磁気センサ１１の左端部に接近し、かつ磁石３のＳ極が当該磁気センサ１１の右端部に接近したときと逆の方向の磁界の中に置かれることとなる。この場合には、磁束は図１３および図１４に示した経路を逆の方向に流れることとなる。
When the
このように、磁石３により形成される磁界の磁束を、ヨーク３０により磁性線材１２に集中させ、磁束を磁性線材１２の中心軸Ｂの方向に沿うように流すことによって、磁性線材１２に作用する磁界の強度を高めることができる。その結果、磁性線材１２の磁化方向の反転によりコイル１３から出力されるパルスの波高（電圧）を大きくすることができ、また、そのパルスをより鋭いものとすることができる。したがって、回転シャフト８３の回転の検出精度を向上させることができる。
Thus, the magnetic flux of the magnetic field formed by the
また、磁石３により形成される磁界の磁束を、ヨーク３０の左前板部３２および右前板部４２により磁性線材１２の左右方向中央部に集中させることによって、磁性線材１２の左右方向中央部に作用する磁界の強度を高めることができる。これにより、磁性線材１２の両端側部分に作用する磁界の強度と、磁性線材１２の左右方向中央部分に作用する磁界の強度とを均等化することができる。その結果、磁性線材１２の磁化方向の反転によりコイル１３から出力されるパルスの波高を一層大きくすることができ、また、そのパルスを一層鋭いものとすることができる。したがって、回転シャフト８３の回転の検出精度を一層向上させることができる。
In addition, by concentrating the magnetic flux of the magnetic field formed by the
（ダミーヨーク片）
図２に示すように、基板２の載置面２Ｂを上方から見たとき、２つのダミーヨーク片５１、５２のうち、一方のダミーヨーク片５１は、ヨーク３０の左ヨーク片３１と同一の構成および形状を有している。ダミーヨーク片５１は、３つの磁気センサ１１のうち、最も時計回り方向側に配置された磁気センサ１１の時計回り方向側に配置されている。また、他方のダミーヨーク片５２は、ヨーク３０の右ヨーク片４１と同一の構成および形状を有している。ダミーヨーク片５２は、３つの磁気センサ１１のうち、最も反時計回り方向側に配置された磁気センサ１１の反時計回り方向側に配置されている。また、基板２の載置面２Ｂ上には、ダミーヨーク片５１に対応する磁気センサも、ダミーヨーク片５２に対応する磁気センサも存在しない。
(Dummy yoke piece)
As shown in FIG. 2, when the mounting
詳細に説明すると、３つの磁気センサ１１は、基板２の載置面２Ｂ上において、回転軸Ａを中心とした円弧Ｃ１上に６０度の間隔をもって配置されている。また、３つの磁気センサ１１に一対一に対応している３つのヨーク３０も、図２を見るとわかる通り、基板２の載置面２Ｂ上において円弧Ｃ１上に６０度の間隔をもって配置されている。また、各ヨーク３０における左ヨーク片３１と右ヨーク片４１との配置間隔は、３つのヨーク３０間においてそれぞれ互いに等しいので、基板２の載置面２Ｂ上にある３つの左ヨーク片３１は、円弧Ｃ１上に６０度の間隔をもって配置されており、また、基板２の載置面２Ｂ上にある３つの右ヨーク片４１も、円弧Ｃ１上に６０度の間隔をもって配置されている。
More specifically, the three
左ヨーク片３１と同一の構成および形状を有しているダミーヨーク片５１は、基板２の載置面２Ｂ上において円弧Ｃ１上に配置され、かつ３つの左ヨーク片３１のうち、最も時計回り方向側に配置された左ヨーク片３１の時計回り方向側に当該左ヨーク片３１と６０度の間隔をもって配置されている。すなわち、３つの左ヨーク片３１およびダミーヨーク片５１は同一の円弧Ｃ１上に等角度間隔に配置されている。
The
また、右ヨーク片４１と同一の構成および形状を有しているダミーヨーク片５２は、基板２の載置面２Ｂ上において円弧Ｃ１上に配置され、かつ３つの右ヨーク片４１のうち、最も反時計回り方向側に配置された右ヨーク片４１の反時計回り方向側に、当該右ヨーク片４１と６０度の間隔をもって配置されている。すなわち、３つの右ヨーク片４１およびダミーヨーク片５２は同一の円弧Ｃ１上に等角度間隔に配置されている。
Further, the
このようにダミーヨーク片５１、５２を載置面２Ｂ上に配置したことにより、３つの磁気センサ１１のうち、中間の磁気センサ１１の反時計回り方向側には、中間のヨーク３０の左ヨーク片３１と、最も反時計回り方向側のヨーク３０の右ヨーク片４１とが隣接して並び、この中間の磁気センサ１１の時計回り方向側には、中間のヨーク３０の右ヨーク片４１と、最も時計回り方向側のヨーク３０の左ヨーク片３１とが隣接して並ぶこととなる。また、３つの磁気センサ１１のうち、最も時計回り方向側の磁気センサ１１の反時計回り方向側には、最も時計回り方向側のヨーク３０の左ヨーク片３１と、中間のヨーク３０の右ヨーク片４１とが隣接して並び、この最も時計回り方向側の磁気センサ１１の時計回り方向側には、最も時計回り方向側のヨーク３０の右ヨーク片４１と、ダミーヨーク片５１とが隣接して並ぶこととなる。また、３つの磁気センサ１１のうち、最も反時計回り方向側の磁気センサ１１の反時計回り方向側には、最も反時計回り方向側のヨーク３０の左ヨーク片３１と、ダミーヨーク片５２とが隣接して並び、この最も反時計回り方向側の磁気センサ１１の時計回り方向側には、最も反時計回り方向側のヨーク３０の右ヨーク片４１と、中間のヨーク３０の左ヨーク片３１とが隣接して並ぶこととなる。以上の結果、各磁気センサ１１の周囲に配置されたヨーク片の構成が３つの磁気センサ１１間において同一となる。したがって、ヨーク片によって各磁気センサ１１の周囲に形成される磁気回路が、３つの磁気センサ１１間において同一となる。これにより、３つの磁気センサ１１が回転磁化の中に置かれたとき、各磁気センサ１１の磁性線材１２に作用する回転磁界の強度を、３つの磁気センサ１１間において均等化することができる。よって、回転シャフト８３の回転の検出精度を向上させることができる。
By arranging the
以上説明した通り、本発明の実施形態の回転検出装置１において、各ヨーク３０の左ヨーク片３１は左上板部３４を有し、左上板部３４が覆っている範囲は、左側の接続部材保持部１６の上方にとどまり、コイル１３の上方には至っていない。また、各ヨーク３０の右ヨーク片４１は右上板部４４を有し、右上板部４４が覆っている範囲は、右側の接続部材保持部１７の上方にとどまり、コイル１３の上方には至っていない。すなわち、左上板部３４および右上板部４４はいずれもコイル１３の上方の領域には進入しておらず、コイル１３の上方はヨーク３０により覆われていない。この構成により、コイル１３の巻回量を増やして回転シャフト８３の回転の検出精度を向上させることができる共に、回転検出装置１の小型化を図ることができる。
As described above, in the rotation detecting device 1 of the embodiment of the present invention, the
具体的に説明すると、コイル１３の導線をボビン１４の導線巻回部１８に巻回する量を増やすと、コイル１３の直径が大きくなる。仮に左上板部３４または右上板部４４がコイル１３の上方を覆っている場合には、コイル１３の導線の巻回量の増加により、コイル１３の外面が左上板部３４または右上板部４４に接触するおそれがあるため、それを回避するために、コイル１３の導線の巻回量が制限される。また、コイル１３の外面と左上板部３４または右上板部４４との接触を回避するために、左上板部３４および右上板部４４を上方へ移動させてコイル１３から離す必要が生じ、その結果、ヨーク３０が大型化するおそれがある。本実施形態においては、左上板部３４および右上板部４４はいずれもコイル１３の上方には至っておらず、その結果、コイル１３の上方はヨーク３０により覆われていない。それゆえ、コイル１３の導線の巻回量が増加しても、コイル１３の外面が左上板部３４または右上板部４４に接触することがない。したがって、左前板部３２の右端または右前板部４２の左端にコイル１３の外面が接触しない程度に、コイル１３の巻回量を増やすことができる。コイル１３の導線の巻回量を増やすことにより、磁性線材１２の磁化方向の反転によりコイル１３から出力されるパルスの波高（電圧）を大きくすることができる。したがって、回転シャフト８３の回転の検出精度を向上させることができる。また、コイル１３の導線の巻回量が増加しても、コイル１３の外面が左上板部３４または右上板部４４に接触することがないので、左上板部３４および右上板部４４を、コイル１３から離すために上方へ移動させる必要がなく、それゆえ、ヨーク３０を小型化することができ、したがって、回転検出装置１の小型化を図ることができる。
Specifically, the diameter of the
さらに、本実施形態の回転検出装置１によれば、左上板部３４および右上板部４４がいずれもコイル１３の上方の領域には進入していないので、コイル１３の巻回量が増加した場合でも、図１１に示すように、上下方向において、左上板部３４および右上板部４４の下面の位置を、コイル１３の外面の最上部の位置以下とすることができる。したがって、左上板部３４および右上板部４４を磁性線材１２の左端部および右端部にそれぞれ接近させることができる。これにより、磁石３のＮ極およびＳ極が例えば図１３に示すように磁気センサ１１に接近したときに、磁石３により形成された磁界における磁束の磁性線材１２への集中度を高めることができる。
Furthermore, according to the rotation detecting device 1 of the present embodiment, since neither the upper
また、本発明の実施形態の回転検出装置１において、左ヨーク片３１の左上板部３４の右面３４Ａ、および右ヨーク片４１の右上板部４４の左面４４Ａは、磁性線材１２の中心軸Ｂに対して垂直であり、磁性線材１２の上方を前後方向に跨ぐように伸長している。この構成により、磁石３のＮ極およびＳ極が例えば図１３に示すように磁気センサ１１に接近したときに、上述したように、磁性線材１２の中心軸Ｂの方向に沿って流れる磁束を増加させることができる。したがって、回転シャフト８３の回転の検出精度を高めることができる。
Further, in the rotation detecting device 1 of the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施形態の回転検出装置１において、各ヨーク３０の左ヨーク片３１は左前板部３２を有し、左前板部３２は、ボビン１４の左側の接続部材保持部１６の前方からコイル１３の左部の前方に至るまで直線状に伸長している。また、各ヨーク３０の右ヨーク片４１は右前板部４２を有し、右前板部４２は、ボビン１４の右側の接続部材保持部１７の前方からコイル１３の右部の前方に至るまで直線状に伸長している。また、左前板部３２の右端と右前板部４２の左端とは間隙Ｇを介して互いに対向している。この構成により、磁石３のＮ極およびＳ極が例えば図１３に示すように磁気センサ１１に接近したときに、磁石３により形成された磁界の磁束を各磁気センサ１１の磁性線材１２の左右方向の中央部に集中させることができ、回転シャフト８３の回転の検出精度を向上させることができる。
In addition, in the rotation detecting device 1 of the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施形態の回転検出装置１の各ヨーク３０において、左ヨーク片３１はボビン１４をその左方から覆う左板部３３を有し、右ヨーク片４１はボビン１４をその右方から覆う右板部４３を有している。この構成によれば、左板部３３が磁性線材１２の左端部に接近しており、右板部４３が磁性線材１２の右端側に接近しているので、左板部３３により集められ、右板部４３に向かう磁束を、磁性線材１２に集中させることができ、磁性線材１２の中心軸Ｂの方向に沿って流れる磁束を増加させることができる。
Further, in each
なお、上記実施形態における磁石３は、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極およびＳ極からなる２対の磁極を有しているが、本発明において、磁石の磁極は１対でもよいし、３対以上でもよい。また、磁石３を４分割して、４つの磁石３により回転磁界を形成するようにしてもよい。また、上記実施形態の回転検出装置１は３つの磁気センサ１１および３つのヨーク３０を備えているが、本発明において、磁気センサ１１の数およびヨーク３０の数はそれぞれ２つでもよいし、４つ以上でもよい。また、本発明はモータの回転シャフト以外の物体の回転を検出することもできる。また、上記実施形態では、磁気センサ１１およびヨーク３０に対して磁石３が回転する場合を例にあげたが、磁石３に対して磁気センサ１１およびヨーク３０が回転する構成も可能である。
The
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う回転検出装置もまた本発明の技術思想に含まれる。 Further, the present invention can be modified as appropriate within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the scope of claims and the entire specification. include.
１ 回転検出装置
２ 基板
２Ｂ 載置面（一の面）
３ 磁石（磁界形成部）
１１ 磁気センサ（磁界検出部）
１２ 磁性線材
１３ コイル
１４ ボビン
１５ 線材収容部
１８ 導線巻回部
３０ ヨーク
３１ 左ヨーク片
３２ 左前板部
３３ 左板部
３４ 左上板部
３４Ａ 右面
４１ 右ヨーク片
４２ 右前板部
４３ 右板部
４４ 右上板部
４４Ａ 左面
８１ モータ（構造体）
８２ モータ本体（支持部）
８３ 回転シャフト（回転部）
REFERENCE SIGNS LIST 1
3 magnet (magnetic field forming part)
11 magnetic sensor (magnetic field detection unit)
12
82 motor body (supporting part)
83 rotating shaft (rotating part)
Claims (3)
前記支持部に固定され、前記回転部の回転軸と直交する平面と平行な一の面を有する基板と、
前記回転部に固定され、前記回転軸を中心として前記回転部と共に回転し、前記回転軸の周囲に磁界を形成する磁界形成部と、
前記基板の前記一の面上に固定され、前記磁界形成部の回転軌跡の外周側に周方向に互いに等しい角度間隔をもって配置され、前記磁界形成部により形成された磁界を検出する複数の磁界検出部と、
前記基板の前記一の面上に固定され、前記複数の磁界検出部に一対一に対応するように前記回転軌跡の外周側に配置され、前記磁界形成部により形成された磁界の磁束を制御する複数のヨークとを備え、
前記磁界検出部は、
前記回転軌跡の接線と平行な方向に伸長した磁性線材と、
前記磁性線材の外周側に設けられたコイルと、
前記磁性線材および前記コイルを保持するボビンとを備え、
前記各磁界検出部につき、前記回転軸の伸長方向を上下方向とし、前記磁性線材の伸長方向を左右方向とし、前記回転軸および前記磁性線材の双方と直交する直線の伸長方向を前後方向とし、前記基板の前記一の面が向いている方向を上とし、前記前後方向において前記回転軸に近づく方向を前とし、前記各磁界検出部の左および右を前記各磁界検出部をその前方から見たときを基準に定めることとすると、
前記ボビンは左右方向に伸長した柱状に形成され、前記ボビンの内側には前記磁性線材が収容された線材収容部が形成され、前記ボビンの左右方向中央部であって前記線材収容部の外周側には前記コイルの導線が巻回された導線巻回部が形成され、
前記各ヨークは、前記磁界検出部の左部を部分的に覆う左ヨーク片、および前記磁界検出部の右部を部分的に覆う右ヨーク片を備え、
前記左ヨーク片は、
前記ボビンの左部であって前記導線巻回部よりも左側の部分を上方から覆う左上板部と、
前記ボビンの左部であって前記導線巻回部よりも左側の部分および前記コイルの左部を前方から覆う左前板部とを有し、
前記右ヨーク片は、
前記ボビンの右部であって前記導線巻回部よりも右側の部分を上方から覆う右上板部と、
前記ボビンの右部であって前記導線巻回部よりも右側の部分および前記コイルの右部を前方から覆う右前板部とを有し、
前記左前板部の右端と前記右前板部の左端とは前記コイルの左右方向中央部の前方において間隙を介して互いに対向しており、
前記コイルの上方は前記ヨークにより覆われていないことを特徴とする回転検出装置。 A rotation detection device provided in a structure having a supporting portion and a rotating portion that rotates relative to the supporting portion when viewed relative to the supporting portion, the rotation detecting device detecting rotation of the rotating portion with respect to the supporting portion,
a substrate fixed to the supporting portion and having one surface parallel to a plane orthogonal to the rotation axis of the rotating portion;
a magnetic field generator that is fixed to the rotating part, rotates together with the rotating part around the rotating shaft, and forms a magnetic field around the rotating shaft;
A plurality of magnetic field detectors that are fixed on the one surface of the substrate, are arranged on the outer peripheral side of the rotation trajectory of the magnetic field generator at equal angular intervals in the circumferential direction, and detect the magnetic field generated by the magnetic field generator. Department and
It is fixed on the one surface of the substrate, is arranged on the outer peripheral side of the rotational locus so as to correspond one-to-one with the plurality of magnetic field detection units, and controls the magnetic flux of the magnetic field generated by the magnetic field generation unit. a plurality of yokes,
The magnetic field detection unit is
a magnetic wire extending in a direction parallel to the tangent line of the rotation locus;
a coil provided on the outer peripheral side of the magnetic wire;
A bobbin holding the magnetic wire and the coil,
For each magnetic field detection unit, the extension direction of the rotating shaft is the vertical direction, the extension direction of the magnetic wire is the horizontal direction, and the extension direction of a straight line orthogonal to both the rotation shaft and the magnetic wire is the front-back direction, The direction in which the one surface of the substrate faces is the top, the direction approaching the rotating shaft in the front-rear direction is the front, and the left and right of each magnetic field detection unit are viewed from the front of the magnetic field detection unit. If it is determined based on the time when
The bobbin is formed in a columnar shape extending in the left-right direction. Inside the bobbin, there is formed a wire accommodation part in which the magnetic wire is accommodated. is formed with a wire winding portion around which the wire of the coil is wound,
each of the yokes includes a left yoke piece that partially covers the left portion of the magnetic field detection section and a right yoke piece that partially covers the right portion of the magnetic field detection section;
The left yoke piece is
an upper left plate portion covering a left portion of the bobbin on the left side of the conductor winding portion from above;
a left front plate portion covering the left portion of the bobbin and the left portion of the conductor winding portion and the left portion of the coil from the front;
The right yoke piece is
an upper right plate portion covering a right portion of the bobbin on the right side of the conductor winding portion from above;
a right front plate portion covering the right portion of the bobbin and the right portion of the conductor winding portion and the right portion of the coil from the front;
The right end of the left front plate portion and the left end of the right front plate portion are opposed to each other with a gap in front of the central portion in the left-right direction of the coil,
A rotation detecting device, wherein an upper portion of the coil is not covered with the yoke.
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|---|---|---|---|
| JP2021010608A JP7469241B2 (en) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | Rotation Detection Device |
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-
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