JP2022116385A - 回転検出器及びそれを備えたモータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成でモータの回転軸の回転量を検出可能な回転検出器を提供する。【解決手段】ロータリーエンコーダ１００は磁気式エンコーダ１２０を備えている。磁気式エンコーダ１２０は、磁気検出素子９０と、回転軸３２に回転一体に取付けられ、磁束通過部７０ａ，７０ｂを有する磁気遮蔽板７０と、磁気検出素子９０に対して相対位置が変化せず、それぞれＳ極とＮ極を有する磁石８０ａ，８０ｂと、を備えている。磁気検出素子９０に含まれるウィーガントワイヤ９０ａは、所定以上の磁界が印加されると大バルクハウゼン効果を発現するように構成されている。軸方向から見て、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７０と磁石８０ａ，８０ｂとは互いに間隔をあけてこの順に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、回転検出器及びそれを備えたモータに関する。

従来、モータの回転軸の回転速度や回転角度を検出する回転検出器としてエンコーダが広く用いられている。また、エンコーダで検出された回転速度あるいは回転角度を目標値に近づけるように駆動制御を行うサーボモータが産業用途で広く用いられている。

ところで、近年、機器の省電力化の観点から、外部電源を使用せずにエンコーダを駆動させる要請が高まりつつある。

このような、いわゆる、バッテリーレスエンコーダを実現する手法として、大バルクハウゼン効果により磁化反転する磁性体を有する磁気検出素子を用いたエンコーダが、従来、知られている（例えば、特許文献１～３参照）。磁気検出素子は、内部を流れる磁束の向きが変化すると、その両端に電圧が誘起されるセンサ素子であり、誘起された電圧によりエンコーダが駆動される。

独国特許発明第１０２５９２２３号明細書 特許第５７６９８７９号公報 特許第５９６４１１７号公報

ところで、特許文献１～３に開示される従来の構成では、固定配置された磁気検出素子に対して磁石を回転させることで、磁気検出素子の内部を流れる磁束の向きを変化させていた。

しかし、この場合、磁石の形状・磁極数、また、回転方向を検出するために追加されるセンサの配置を工夫する必要があり、設計コストの増大や設計自由度の減少を招いていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡便な構成でモータの回転軸の回転量を検出可能な回転検出器及びそれを備えたモータを実現することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る回転検出器は、モータの回転軸の回転量を検出する回転検出器であって、磁性体と誘導コイルとで構成された磁気検出素子と、前記回転軸に回転一体に取付けられ、磁束通過部を有する磁気遮蔽板と、前記磁気検出素子に対して相対位置が変化せず、互いに異なる極性の複数の磁極を有する磁石と、を少なくとも備え、前記磁性体は、所定以上の磁界が印加されると大バルクハウゼン効果を発現するように構成されており、所定の方向から見て、前記磁気検出素子と前記磁気遮蔽板と前記磁石とは互いに間隔をあけてこの順に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、回転検出器内で大きな制約を受けずに磁石や磁気検出素子を配置でき、回転検出器の設計自由度が向上し、設計コストを低減できる。

本発明に係るモータは、回転軸を有する回転子と、前記回転子と同軸にかつ前記回転子と所定の間隔をあけて設けられた固定子と、前記回転軸に取付けられた前記回転検出器と、を少なくとも備えたことを特徴とする。

この構成によれば、モータの設計コストを低減できる。さらに、モータの回転状態を確実に制御することができる。

本発明の回転検出器によれば、回転検出器の設計自由度が向上し、設計コストを低減できる。本発明のモータによれば、モータの設計コストを低減できる。

本発明の実施形態１に係るモータの断面模式図である。 信号処理回路の機能ブロックの概略構成図である。 別の磁気式エンコーダの断面模式図である。 回転軸の回転に伴う磁気式エンコーダ内での磁束の流れを示す模式図である。 回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す模式図である。 回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す他の模式図である。 変形例１に係る第１の磁気式エンコーダ内での磁束の流れを示す模式図である。 変形例１に係る第２の磁気式エンコーダ内での磁束の流れを示す模式図である。 変形例１に係る第３の磁気式エンコーダ内での磁束の流れを示す模式図である。 本発明の実施形態２に係る磁気遮蔽板と磁気検出素子との配置関係を示す模式図である。 変形例２に係る磁気遮蔽板と磁石との配置関係を示す模式図である。 変形例２に係る別の磁気遮蔽板と磁石との配置関係を示す模式図である。 変形例３に係る第１の磁石の磁極配列を示す模式図である。 変形例３に係る第２の磁石の磁極配列を示す模式図である。 変形例３に係る第３の磁石の磁極配列を示す模式図である。 変形例４に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 変形例４に係る別の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 本発明の実施形態３に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 実施形態３に係る磁気式エンコーダの斜視図である。 回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 実施形態３に係る別の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図１６に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 実施形態３に係るロータリーエンコーダの断面模式図である。 実施形態３に係る別のロータリーエンコーダの断面模式図である。 変形例５に係る第１の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図１９に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例５に係る第２の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図２１に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例５に係る第３の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図２３に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例５に係る第４の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図２５に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例６に係る第１の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図２７に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例６に係る第２の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図２９に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例６に係る第３の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図３１に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例７に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図３３に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例７に係る別の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図３５に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例８に係る第１の磁気式エンコーダの斜視図である。 変形例８に係る第２の磁気式エンコーダの斜視図である。 変形例８に係る第３の磁気式エンコーダの斜視図である。 変形例８に係る第４の磁気式エンコーダの斜視図である。 本発明の実施形態４に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図４１Ａに示す磁気式エンコーダの動作状態を示す模式図である。 実施形態４に係るロータリーエンコーダの断面模式図である。 実施形態４に係る別のロータリーエンコーダの断面模式図である。 変形例９に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図４３に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例９に係る別の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図４５に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例１０に係る第１の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図４７Ａに示す磁気式エンコーダの動作状態を示す模式図である。 変形例１０に係る第２の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 変形例１０に係るロータリーエンコーダの断面模式図である。 変形例１０に係る別のロータリーエンコーダの断面模式図である。 変形例１０に係る第３の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図５０に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例１１に係る第１の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図５２に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例１１に係る第２の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図５４に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例１１に係る第３の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図５６に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例１１に係る第４の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図５８に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例１１に係る第５の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図６０に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。 変形例１１に係る第６の磁気式エンコーダを上から見た模式図である。 図６２に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態１）
［モータの構成］
図１は、本実施形態に係るモータの断面模式図を示す。なお、図１は、モータ３００の構造を模式的に図示しているものであって、実際の形状や寸法とは異なっている。

モータ３００は、モータケース１０と一対のブラケット２１，２２と回転子３０と固定子４０と一対の軸受５１，５２とロータリーエンコーダ１００とを備えている。なお、以降の説明において、モータケース１０の半径方向を径方向と、モータケース１０の円周方向を周方向と、回転子３０に設けられた回転軸３２の軸線方向を軸方向と、それぞれ呼ぶことがある。なお、モータケース１０の半径方向は磁気遮蔽板７０や回転板１３０の半径方向と同じである。また、軸方向において、ロータリーエンコーダ１００が設けられた側を上または上側と、その反対側を下または下側とそれぞれ呼ぶことがある。また、モータ３００の各部品や部材において、モータケース１０の内部に面した位置にある面を内面と、モータケース１０の外部に面した位置にある面を外面とそれぞれ呼ぶことがある。

モータケース１０は、両端が開口された筒状の金属部材であり、内部に回転子３０と固定子４０と一対の軸受５１，５２とが収容されている。なお、モータケース１０とブラケット２１，２２との当接部分には、Ｏリング等の弾性体が設けられるようにしてもよい。このようにすることで、モータケース１０内の気密を保つことができる。

一対のブラケット２１，２２はモータケース１０の両端の開口をそれぞれ覆うように設けられた平板状の金属部材であり、具体的には鉄製の部材である。

回転子３０はモータケース１０の内部に収容されており、回転子コア３１の軸心に回転軸３２を有している。また、回転子コア３１には、その外周に沿って図示しない複数の磁石が配置されており、互いに隣り合う磁石は磁極の極性が異なっている。モータ３００は、回転子コア３１の内部に複数の磁石が埋め込まれた、いわゆるＩＰＭモータである。

回転軸３２は、ブラケット２１を貫通して、モータケース１０の外部に突出するように設けられている。また、回転軸３２のブラケット２１から突出した部分に回転軸３２の回転に応じて回転駆動される負荷（図示せず）が連結される。

固定子４０は、モータケース１０の内部に収容され、かつ回転子３０の径方向外側に回転子３０と所定の間隔をあけて設けられている。固定子４０は、モータケース１０の内側面に固定されたヨーク４１と、ヨーク４１の周方向に沿って所定の間隔をあけて設けられた複数の突極（図示せず）と、複数の突極のそれぞれに巻回された複数のコイル４２とで構成されている。

一対の軸受５１，５２は、一対のブラケット２１，２２の内面にそれぞれ取付けられ、回転軸３２を回転可能に支持している。

ロータリーエンコーダ１００は、ブラケット２２の上面から外部に突出した回転軸３２に取り付けられており、光学式エンコーダ１１０と磁気式エンコーダ１２０とを有している。ロータリーエンコーダ１００の構成については後で詳述する。

エンコーダケース１５０は、有底筒状の部品であり、ロータリーエンコーダ１００を囲むように、ブラケット２２の上面に取付け固定されている。なお、エンコーダケース１５０の外部からの磁界の影響を防ぐため、エンコーダケース１５０は、強磁性体金属、例えば、鉄の板材から形成される。エンコーダケース１５０は、ロータリーエンコーダ１００を機械的に保護するとともに、これらにオイルや水分等の液体が付着するのを防止する役割を果たしている。また、エンコーダケース１５０の内部には、エンコーダフレーム１５５に支持された回路基板１４０が設けられている。また、エンコーダフレーム１５５は、後で述べる回転板１３０の径方向外側に、回転板１３０を囲むように設けられている。エンコーダフレーム１５５の下端部はブラケット２２に取り付けられ、上端部に回路基板１４０が取り付けられている。

次に、モータ３００の動作及びその制御について説明する。

固定子４０に設けられた複数のコイル４２は所定の配置関係にある３組に分けられており、それぞれのコイル４２の組に互いに電気角で１２０°の位相差を有する３相の電流が流れて励磁され、固定子４０に回転磁界が発生する。この回転磁界と、回転子３０に設けられた磁石が発生する磁界との間で相互作用を生じてトルクが発生し、回転軸３２が軸受５１，５２に支持されて回転する。

モータ制御部３１０は、ロータリーエンコーダ１００と複数のコイル４２のそれぞれとに電気的に接続されている。ロータリーエンコーダ１００で検出された回転軸３２の回転位置及び回転量に基づいて、複数のコイル４２に流れる電流の位相や電流量を補正することで、モータ３００の回転状態を所望の状態に制御することができる。また、回転軸３２に連結された負荷（図示せず）の移動量や軌跡を所望の値に制御できる。

ここで、「回転量」とは、回転軸３２が何回転したかを表わす「回転数」と、後で述べる磁気検出素子９０と磁石８０ａ，８０ｂとの配置に応じて所定の原点位置から回転軸３２が回転した角度範囲とを含む情報をいう。また、「回転位置」とは、所定の原点位置から回転軸３２が回転した角度のことをいい、本実施形態では、１回転以内に原点位置から回転軸３２が回転した角度をいう。なお、原点位置の情報は、光学式エンコーダの反射パターンに対応して設定された情報がエンコーダ又は制御機器に記録されている。また、磁気式エンコーダ１２０に設けられた磁気検出素子９０の検出信号から大まかに知ることができる。光学式エンコーダの反射パターンに対応して設定された情報がエンコーダ又は制御機器に記録されている。

［ロータリーエンコーダ及び磁気式エンコーダの構成］
図１に示すように、ロータリーエンコーダ１００は、光学式エンコーダ１１０と磁気式エンコーダ１２０と回路基板１４０と信号処理回路２００とを有している。また、ロータリーエンコーダ１００は、決められた原点位置を基準として回転位置や回転量を検出するアブソリュートエンコーダである。アブソリュートエンコーダは、一回転内の分解能に応じたすべての回転位置が識別可能である為、原点位置からの回転角が容易に検出できる。

光学式エンコーダ１１０は回転軸３２の回転位置を検出する。なお、光学式エンコーダ１１０が回転軸３２の回転量も併せて検出するようにしてもよい。磁気式エンコーダ１２０は、磁気検出素子９０での検出信号に基づいて回転軸３２の回転量を検出する。なお、以降の説明において、光学式エンコーダ１１０を回転位置検出器１１０と、ロータリーエンコーダ１００を回転検出器１２０とそれぞれ呼ぶことがある。

光学式エンコーダ１１０は、受発光素子１１１と回転板１３０と回転板１３０の上面に配置されたスリット板１１２とを有する反射形エンコーダである。なお、回転板１３０は、回転軸３２に回転一体に取り付けられている。また、回転板１３０は磁気式エンコーダ１２０と共有され、磁束を通過させる材質、例えば、アルミニウム等の非磁性体金属や樹脂等からなる。

受発光素子１１１は回路基板１４０の下面に取り付けられており、スリット板１１２には、受発光素子１１１からの光を反射するための反射パターン１１２ａが設けられている。反射パターン１１２ａは円環状であり、受発光素子１１１からの光を反射するための複数のマスクパターン（図示せず）が周方向に沿って設けられている。このため、受発光素子１１１が発光すると、その光が回転板１３０の回転に応じて受発光素子１１１に向けて周期的に反射され、受発光素子１１１は時間的に変調された受光信号を発生する。この受光信号を回路基板１４０に取り付けられた信号処理回路２００で演算処理することにより、回転板１３０、ひいては回転軸３２の回転位置が検出される。

磁気式エンコーダ１２０は、２つの磁石８０ａ，８０ｂと磁気遮蔽板７０と磁気検出素子９０とを有している。また、磁気式エンコーダ１２０は光学式エンコーダ１１０と回転板１３０を共有している。

２つの磁石８０ａ，８０ｂは、径方向に互いに間隔をあけてブラケット２２の外面に取付け固定されている。２つの磁石８０ａ，８０ｂは、周方向に沿った磁極の向きが互いに異なるように配置されている。また、２つの磁石８０ａ，８０ｂは、磁気遮蔽板７０の外周近くに、回転軸３２と径方向に間隔をあけて固定配置されている。

磁気遮蔽板７０は、鉄等の磁気を遮蔽する材料からなる円板状の部材であり、回転板１３０の下面に取付けられて、回転軸３２に回転一体に構成されている。また、磁気遮蔽板７０は、磁石８０ａ，８０ｂと軸方向に間隔をあけて配置されている。

磁気遮蔽板７０には、その外周部分を一部切り欠くことで磁束通過部７０ｂ（図４参照）が形成されている。また、軸方向に関し、回転軸３２を挟んで磁束通過部７０ｂと反対側に磁気遮蔽板７０を厚さ方向、つまり、軸方向に貫通する磁束通過部７０ａ（図４参照）が形成されている。磁気遮蔽板７０は、回転軸３２及び回転板１３０とともに回転する場合、磁束通過部７０ａ，７０ｂが、それぞれ、磁石８０ａ，８０ｂと磁気検出素子９０との間を通過するように回転板１３０に取付けられている。

磁気検出素子９０は、ウィーガントワイヤ９０ａとその周りに設けられた誘導コイル９０ｂとで構成される。ウィーガントワイヤ９０ａは、軸心と外側で透磁率が異なる磁性体であり、所定値以上の磁界が磁気検出素子９０の長手方向に沿って誘導コイル９０ｂの内部に印加されると大バルクハウゼン効果を発現し、磁化方向が磁気検出素子９０の長手方向の一方に向かうように揃う。また、磁気検出素子９０の長手方向に沿って誘導コイル９０ｂの内部に流れる磁束の向きが変化すると、ウィーガントワイヤ９０ａの磁化方向が跳躍的に反転して誘導コイル９０ｂの両端に電圧パルスが誘起されるように構成されている。

磁気検出素子９０は、回路基板１４０に実装され、軸方向に関し、磁気遮蔽板７０を挟んで磁石８０ａ，８０ｂと反対側に固定配置されている。また、磁気検出素子９０は、磁気遮蔽板７０の外周近くに、回転軸３２と径方向に所定の間隔をあけて固定配置されている。また、磁気検出素子９０の長手方向、つまり、磁気検出素子の一端と他端とを結ぶ方向は、磁石８０ａ，８０ｂのそれぞれの長手方向に略等しい。なお、また、２つの磁石８０ａ，８０ｂ及び磁気検出素子９０はそれぞれ固定配置されている。つまり、２つの磁石８０ａ，８０ｂは磁気検出素子９０に対して相対位置が変化せずにエンコーダケース１５０の内部に配置されている。

図２は、信号処理回路の機能ブロック構成の概略構成図であり、信号処理回路２００は、光学式エンコーダ１１０及び磁気式エンコーダ１２０のそれぞれの検出信号に基づいて、回転軸３２の回転位置及び回転量を算出する。信号処理回路２００は、回路基板１４０の上面に取り付けられており、受発光素子１１１や磁気検出素子９０と電気的に接続されている。

図２に示すように、信号処理回路２００は、受発光素子１１１からの受光信号を受け取ってこれを演算処理する光学信号処理回路２１０と、磁気検出素子９０の検出信号を受け取ってこれを演算処理する磁気信号処理回路２２０と、光学信号処理回路２１０から出力される信号と磁気信号処理回路２２０から出力される信号とを処理して信号処理回路２００の外部に回転位置と回転量を出力するためのインターフェース部であるＩ／Ｏ部２２４を有している。なお、本願明細書では、光学信号処理回路２１０の内部構成については図示及び説明を省略する。

信号処理回路２００は、ロータリーエンコーダ１００の外部に設けられた電源２３０に電気的に接続されており、通常の動作時には、受発光素子１１１や光学信号処理回路２１０及び磁気信号処理回路２２０のそれぞれの駆動電力は電源２３０から供給される。

一方、また、電源２３０から信号処理回路２００に電力が供給されない、いわゆる無給電状態となったときには、光学信号処理回路２１０及び受発光素子１１１は動作しないが、磁気信号処理回路２２０は、磁気検出素子９０から供給された電力で駆動される。つまり、磁気式エンコーダ１２０は、磁気検出素子９０から供給された電力で駆動される。

光学信号処理回路２１０は、受発光素子１１１からの受光信号に基づいて、回転軸３２の回転位置を算出する。磁気信号処理回路２２０は、磁気検出素子９０の検出信号に基づいて、回転軸３２の回転量を算出する。なお、光学式エンコーダ１１０が回転軸３２の回転位置と回転量の両方を検出する場合は、光学信号処理回路２１０に図示しない記憶部を設け、これに回転量の情報を記憶するようにしてもよい。

信号処理回路２００で算出された回転軸３２の回転位置及び回転量に基づいて、前述したように、モータ３００に流れる電流の位相や電流量が補正され、モータ３００の回転状態が所望の状態に制御される。

また、図２に示すように、磁気信号処理回路２２０は、電圧変換部２２１と信号処理部２２２と記憶部２２３とを少なくとも有している。なお、これら以外の機能ブロック、例えば、光学信号処理装置２１０とデータをやり取りする通信部（図示せず）等が設けられていてもよい。

後で詳述するように、磁気遮蔽板７０の回転に応じて、磁石８０ａ，８０ｂで発生した磁束が磁気検出素子９０に流れると、磁気検出素子９０の誘導コイル９０ｂの両端に電圧パルスが誘起される。磁気検出素子９０から出力された電圧パルスは、電圧変換部２２１に入力されて、所定の電圧に変換される。具体的には、電圧パルスはそれぞれ整流された後、電圧の極性に応じて、それぞれ設けられた図示しないコンデンサに入力される。こうして、コンデンサに電荷が蓄積され、コンデンサの容量に応じた電圧が次段に出力される。なお、電圧変換の手法は、特にこれに限定されず、種々の手法を適用しうる。また、電圧パルスの極性判別方法及び極性に応じた信号の分別手法も適宜、種々の手法を適用しうる。

電圧変換部２２１の出力信号は信号処理部２２２に入力され、磁気検出素子９０で発生した電圧パルスの発生回数に応じて、回転軸３２の回転量が算出される。また、信号処理部２２２の出力信号は、記憶部２２３に保存される。なお、記憶部２２３は、通常、不揮発性メモリにより構成される。

なお、前述した一連の信号処理を実行するにあたって、信号処理部２２２、及び記憶部２２３の駆動電力は、電圧変換部２２１から供給される。具体的には、磁気検出素子９０から出力された電圧パルスに応じて電荷が蓄積されたコンデンサが駆動電源となる。つまり、磁気式エンコーダ１２０は、外部電源からの電力供給無しで駆動可能に構成されたバッテリレスのエンコーダである。

なお、電圧変換部２２１、信号処理部２２２、記憶部２２３及びＩ／Ｏ部２２４は、それぞれ回路基板１００に実装された単一の電子部品または電子部品の組み合わせで構成されるか、あるいは、ＩＣ（集積回路）及び／またはＬＳＩ（大規模集積回路）の組み合わせで構成される。

また、記憶部２２３に保存された回転量の情報を読み出して、光学式エンコーダ１１０で算出された回転位置の情報と合成することにより、回転軸３２の多回転情報を得ることができる。この合成はＩ／Ｏ部２２４にて行われる。例えば、ある時点における原点位置からの回転位置をθとし、モータ３００の起動時からの回転軸３２の回転数をｎとすると、回転軸３２の積算回転角度に相当する多回転情報Ｓは、式（１）に示す形で表現できる。

Ｓ＝θ＋２πｎ ・・・（１）

多回転情報Ｓを記憶部２２３に保存するようにしてもよい。モータ３００がロボットアームの関節軸に用いられるサーボモータである場合は、多回転情報Ｓに基づいてロボットアームの先端の移動量を算出できる。なお、光学式エンコーダ１１０が回転軸３２の回転位置と回転量の両方を検出する場合は、多回転情報Ｓは光学式エンコーダ１１０の検出結果のみから算出してもよい。

なお、ロータリーエンコーダ１００、特に磁気式エンコーダ１２０の配置は、図１に示した例に特に限定されない。

図３は、別の磁気式エンコーダの断面模式図を示す。図３に示す磁気式エンコーダ６０は、以下の点で図１に示す構成と異なる。

まず、磁気遮蔽板７０がボス１６０に取り付けられている。ボス１６０はビスねじ（図示せず）により回転軸３２に回転一体に取り付けられている。従って、この場合も、磁気遮蔽板７０は回転軸３２の回転とともに回転する。磁気検出素子９０及び信号処理回路２００が回路基板１４０の下面に取り付けられている。

磁気式エンコーダ６０をこのように構成しても、回転量を前述したように検出することができる。

なお、図３において、光学式エンコーダ１１０の図示を省略しているが、例えば、磁気遮蔽板７０の上方に、前述のスリット板１１２が配置された回転板１３０を回転軸３２に取り付け、かつ、回路基板１４０の下面に受発光素子１１１を取り付けることで、光学式エンコーダ１１０を構成してもよい。

［ロータリーエンコーダの回転量検出動作］
図４～５Ｂを用いてロータリーエンコーダの回転量検出動作について説明する。図４は、回転軸の回転に伴う磁気式エンコーダ内での磁束の流れを、図５Ａ、図５Ｂは、回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係をそれぞれ模式的に示す。

なお、図４において、（ａ）図は、上から見た磁気式エンコーダ６０の内部配置を、（ｂ）図は、下から見た磁気式エンコーダ６０の内部配置を、（ｃ）図は、（ｂ）図に示す状態から磁気遮蔽板７０が１８０度回転した場合の内部配置をそれぞれ示している。また、説明の便宜上、図４，５Ａ，５Ｂ及び以降に説明する実施形態２及び変形例１に示す各図面は、図３に示す磁気式エンコーダ６０の構成に基づいて図示している。また、磁気式エンコーダ６０において、磁石８０ａ，８０ｂと磁気遮蔽板７０と磁気検出素子９０とボス１６０以外の構成部品の図示を省略している。

図４の（ａ），（ｂ）図に示すように、磁気遮蔽板７０が回転して、磁束通過部７０ａが磁石８０ａと磁気検出素子９０との間、具体的には、軸方向から見て、磁束通過部７０ａが磁石８０ａ及び磁気検出素子９０と互いに重なり合う位置に移動した場合を考える。

磁束通過部７０ａは、磁気遮蔽板７０の外周側に設けられ、磁気遮蔽板７０と軸方向に貫通する開口として構成されている。また、図４の（ａ），（ｂ）図に示す位置において、磁束通過部７０ａは、磁石８０ａがその下方に位置する一方、磁石８０ｂが磁気遮蔽板７０の下方に位置するように磁気遮蔽板７０での位置が規定されている。このため、磁石８０ａで発生した磁束は、Ｎ極から、磁束通過部７０ａを通じて磁気検出素子９０の内部を流れ、Ｓ極に到達する。つまり、磁気検出素子９０の一端から他端に向けて磁束が流れる。従って、磁気検出素子９０の誘導コイル９０ｂの両端にパルス状の電圧が誘起され、このときに発生する電圧パルスを正の電圧パルスとする。

磁気遮蔽板７０が、図４の（ａ），（ｂ）図に示す位置から、例えば、時計回り方向に回転すると、磁石８０ａ，８０ｂと磁気検出素子９０との間には、磁気遮蔽板７０が配置されることとなり、磁石８０ａ，８０ｂで発生した磁束は、磁気遮蔽板７０で遮蔽され、磁気検出素子９０の内部を流れなくなる。この場合、磁気検出素子９０の誘導コイル９０ｂの両端には電圧が誘起されない。

磁気遮蔽板７０がさらに時計回り方向に回転すると、図４の（ｃ）図に示すように、回転軸３２を挟んで、径方向に磁束通過部７０ａと対向して配置された磁束通過部７０ｂが、軸方向から見て磁石８０ｂ及び磁気検出素子９０と互いに重なり合う位置に移動する。なお、磁束通過部７０ｂは、磁気遮蔽板７０の外周から内側に向かって形成された切り欠きとして構成されている。また、図４の（ｃ）図に示す位置において、磁束通過部７０ｂは、磁石８０ｂがその下方に位置する一方、磁石８０ａが磁気遮蔽板７０の下方に位置するように磁気遮蔽板７０での位置が規定されている。

前述したように、磁石８０ａと磁石８０ｂは、周方向に沿った磁極の向きが互いに異なるように配置されている。このため、図４の（ｃ）図に示す場合には、磁気検出素子９０の他端から一端に向けて磁束が流れる。従って、磁気検出素子９０の誘導コイル９０ｂの両端には、図４の（ｂ）図で発生した電圧と逆極性の電圧パルス、つまり、負の電圧パルスが誘起される。

このように、回転軸３２とともに磁気遮蔽板７０が回転し、磁束通過部７０ａ，７０ｂが磁石８０ａ，８０ｂと磁気検出素子９０との間をそれぞれ通過すると、磁気検出素子９０に極性の異なる電圧が誘起される。従って、図５Ａに示すように、回転軸３２が３６０度回転する間に、磁気検出素子９０から正負両方の電圧パルスが出力される。なお、図５Ａにおいて、期間Ａは、前後を含めて、磁束通過部７０ａが図４の（ｂ）図に示す位置を通過する期間に対応し、期間Ｂは、前後を含めて、磁束通過部７０ｂが図４の（ｃ）図に示す位置を通過する期間に対応している。また、図５Ｂに示すように、磁気検出素子９０から出力される電圧パルスの幅ｔ１、ｔ２は、磁気検出素子９０及び磁気信号処理回路２２０に由来し、磁気遮蔽版７０の回転速度にはあまり影響されない。

［効果等］
以上説明したように、本実施形態に係るロータリーエンコーダ（回転検出器）１００は、磁気式エンコーダ６０または磁気式エンコーダ１２０を有しており、モータ３００の回転軸３２の回転量を検出する。また、磁気式エンコーダ６０，１２０は、磁性体であるウィーガントワイヤ９０ａと誘導コイル９０ｂとで構成された磁気検出素子９０と、回転軸３２に回転一体に取付けられ、磁束通過部７０ａ，７０ｂを有する磁気遮蔽板７０と、２つの磁石８０ａ，８０ｂと、を少なくとも備えている。

２つの磁石８０ａ，８０ｂは、磁気検出素子９０に対して相対位置が変化せず、また、互いに異なる極性の磁極を有している。つまり、２つの磁石８０ａ，８０ｂは、Ｎ極とＳ極とをそれぞれ有している。

ウィーガントワイヤ９０ａは、所定以上の磁界が印加されると大バルクハウゼン効果を発現するように構成されている。

所定の方向、この場合は軸方向から見て、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７０と２つの磁石８０ａ，８０ｂとは互いに間隔をあけてこの順に配置されている。

本実施形態によれば、磁石８０ａ，８０ｂと磁気検出素子９０との間に、磁束通過部７０ａ，７０ｂを有し、回転軸３２とともに回転可能に構成された磁気遮蔽板７０を設けることで、磁石８０ａ，８０ｂと磁気検出素子９０との配置関係に大きな制約を受けない。このことにより、ロータリーエンコーダ１００の設計自由度が向上し、設計コストや部品コストを低減できる。

また、磁気検出素子９０に誘起された電圧により、磁気的エンコーダ６０，１２０を駆動することができる。つまり、ロータリーエンコーダ１００を駆動する電源２３０から何らかの理由で電力が供給されない場合にも、磁気式エンコーダ６０，１２０を駆動することができる。また、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０で複数回の電圧パルスが発生するため、磁気式エンコーダ６０，１２０を駆動するのに必要な発電量を得るのに高価な磁石を用いずに済む。このことにより、磁気式エンコーダ６０，１２０、ひいてはロータリーエンコーダ１００のコストを低減できる。

なお、電源２３０からロータリーエンコーダ１００に電力が供給されない場合として、停電や電源２３０がバッテリーの場合はその消耗等が挙げられる。また、モータ３００が連結された設備を移動させる場合も、モータ３００を含めて電力供給を停止するため、ロータリーエンコーダ１００に電力が供給されない。

また、前述したように、ウィーガントワイヤ９０ａは、所定以上の磁界が加わることで大バルクハウゼン効果を発現してその磁化方向が反転し、誘導コイル９０ｂの両端に電圧パルスが誘起される。このとき、磁化方向の反転速度は、ウィーガントワイヤ９０ａの磁気的性質に依存し、回転軸３２の回転速度には依存しない。

従って、磁気検出素子９０をウィーガントワイヤ９０ａと誘導コイル９０ｂとで構成することで、回転軸３２の回転速度に依存せず、磁気検出素子９０で発生する電圧パルスの大きさを所定の値とすることができる。例えば、回転速度に依存した電磁誘導のみでは十分な発電量が得られない程度の低速回転においても、磁気式エンコーダ６０，１２０を駆動するのに十分な電力が磁気検出素子９０から得られる。

磁気検出素子９０の両端は、軸方向と直交する平面内に位置している。また、磁気遮蔽板７０は、軸方向と直交する平面内に位置する板状の部材である。２つの磁石８０ａ，８０ｂの磁極のそれぞれは、軸方向と直交する平面内に配列されている。

このようにすることで、磁石８０ａ，８０ｂでそれぞれ発生し、軸方向で上方に向かう磁束が、磁気遮蔽板７０の磁束通過部７０ａ，７０ｂを通過して、磁気検出素子９０の内部に確実に流れるようになる。このことにより、回転量を確実に検出できるとともに、磁気式エンコーダ６０，１２０を駆動するのに十分な電力が磁気検出素子９０から得られる。

なお、磁気遮蔽板７０は、磁石８０ａ，８０ｂで発生し、軸方向に流れる磁束の通過と遮断を制御するための部材である。よって、磁気遮蔽板７０は、必ずしも軸方向と直交する平面内に位置する必要はなく、軸方向と交差する平面内に位置していればよい。

また、回転板１３０の材質を磁気遮蔽板７０に用いられる材料よりも軽量なもの、例えば、磁気遮蔽板７０を鉄系材料とする場合に、回転板１３０をアルミ板とすることで、モータ３００の負荷を低減できる。

また、回転軸３２の回転に応じて、磁束通過部７０ａ，７０ｂが、磁石８０ａ，８０ｂ及び磁気検出素子９０と軸方向から見て互いに重なる位置にそれぞれ移動した場合、磁石８０ａ，８０ｂで発生した磁束が、磁束通過部７０ａ，７０ｂを通じて磁気検出素子９０に流れる。この場合、磁気検出素子９０の両端に電圧が誘起される。一方、磁束通過部７０ａ，７０ｂがこれ以外の位置にある場合、磁石８０ａ，８０ｂのそれぞれと磁気検出素子９０との間には磁気遮蔽板７０が存在するため、磁石８０ａ，８０ｂで発生した磁束は、磁気遮蔽板７０で遮蔽されて磁気検出素子９０に到達せず、磁気検出素子９０の両端に電圧は誘起されない。

従って、磁気検出素子９０の両端に発生した電圧をモニターし、電圧パルスの発生回数をカウントすることで、回転軸３２の回転量を検出することが可能となる。

磁束通過部７０ａ，７０ｂは、外周方向に所定の間隔をあけて磁気遮蔽板７０に形成されている。互いに隣り合う磁束通過部７０ａ，７０ｂがそれぞれ磁気検出素子９０及び磁石８０ａ，８０ｂと軸方向から見て互いに重なる位置に移動した場合、一方の磁束通過部７０ａを通過して磁気検出素子９０に流れる磁束の向きと、他方の磁束通過部７０ｂを通過して磁気検出素子９０に流れる磁束の向きとは互いに異なる。

ロータリーエンコーダ１００の磁気式エンコーダ６０，１２０をこのように構成することで、互いに隣り合う磁束通過部７０ａ，７０ｂがそれぞれ磁気検出素子９０と磁石８０ａ，８０ｂとの間を通過した場合には、磁気検出素子９０の両端には、互いに異なる極性の電圧パルスが発生する。このことにより、例えば、回転軸３２が時計回り方向に回転し続ける場合には、磁気検出素子９０の両端に発生した電圧パルスの極性と発生回数とに基づいて、回転軸３２の回転量を検出することができる。また、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０に複数回、電圧が誘起されるが、１回転分の誘起電圧で磁気式エンコーダ６０，１２０を駆動するのに十分な電力を得ることができる。

２つの磁石８０ａ，８０ｂは、磁気遮蔽板７０の外周近くに、径方向、つまり、磁気遮蔽板７０の半径方向に沿って所定の間隔をあけて配置されており、互いに隣り合う磁石８０ａ，８０ｂにおいて、周方向、つまり、磁気遮蔽板７０の外周方向に沿った磁極の向きが互いに異なる。

２つの磁石８０ａ，８０ｂをこのように配置することで、例えば、磁束通過部７０ａ，７０ｂがそれぞれ磁気検出素子９０と磁石８０ａ，８０ｂとの間を通過した場合に、一方の磁石から発生した磁束のみが磁束通過部を通過するようにできる。また、２つの磁石８０ａ，８０ｂにおいて、磁気遮蔽板７０の外周方向に沿った磁極の向きが互いに異なっているため、回転軸３２が時計回り方向に回転し続ける場合には、磁気検出素子９０の両端に発生した電圧パルスの極性が周期的に変化し、当該極性と発生回数とに基づいて、回転軸３２の回転量を検出することができる。

磁束通過部７０ａ，７０ｂは、磁気遮蔽板７０の外周から内側に向かうように形成された切り欠き及び磁気遮蔽板７０を軸方向に貫通する開口の少なくともいずれかであることが好ましい。

このようにすることで、磁束通過部７０ａ，７０ｂを簡便に形成することができる。また、磁石８０ａ，８０ｂで発生した磁束を確実に通過させることができる。

ロータリーエンコーダ１００は、磁気信号処理回路２２０を有している。磁気信号処理回路２２０は、磁気検出素子９０の両端に発生した電圧を整流し、所定の電圧に変換する電圧変換部２２１と、所定の電圧の発生回数に応じて回転軸３２の回転量を算出する信号処理部２２２と、信号処理部２２２で算出された回転量を保存する記憶部２２３と、光学信号処理回路２１０から出力される信号と磁気信号処理回路２２０から出力される信号とを処理して信号処理回路２００の回転位置と回転量を外部に出力するＩ／Ｏ部２２４と、を備えている。この場合、信号処理部２２２と記憶部２２３の駆動電力は、電圧変換部２２１から供給される。

ロータリーエンコーダ１００の磁気式エンコーダ６０，１２０をこのように構成することで、磁気遮蔽板７０の回転に応じて磁気検出素子９０の両端に発生した電圧に基づいて、回転軸３２の回転量を検出することができる。また、当該回転量を記憶することで、モータ３００の回転制御にフィードバックすることができる。さらに、磁気検出素子９０の両端に発生した電圧を変換する電圧変換部２２１から信号処理部２２２、及び記憶部２２３に駆動電力が供給されることで、電源２３０からロータリーエンコーダ１００に電力が供給されない場合にも磁気式エンコーダ６０，１２０を駆動することができる。

本実施形態のロータリーエンコーダ１００は、回転軸３２の回転位置を検出する光学式エンコーダ（光学式回転検出器）１１０をさらに備えている。

ロータリーエンコーダ１００は外部に設けられた電源２３０に接続されており、電源２３０からロータリーエンコーダ１００に電力が供給される場合は、ロータリーエンコーダ１００は、回転軸３２の回転量を検出するとともに光学式エンコーダ１１０により回転軸３２の回転位置を検出する。

電源２３０からロータリーエンコーダ１００に電力が供給されない場合は、電圧変換部２２１から信号処理部２２２、及び記憶部２２３に駆動電力を供給することで、ロータリーエンコーダ１００は回転軸３２の回転量を検出する。

ロータリーエンコーダ１００をこのように構成することで、回転軸３２に関する多回転情報Ｓを得ることができる。また、多回転情報Ｓに基づいて、モータ３００の回転状態を所望の状態に制御できる。

さらに、電源２３０からロータリーエンコーダ１００に電力が供給されない場合であっても、磁気検出素子９０で発生した電圧パルスに基づいて電圧変換部２２１から信号処理部２２２、及び記憶部２２３に駆動電力を供給することで、磁気式エンコーダ６０，１２０により回転軸３２の回転量を検出できる。このことにより、電力供給が再開された場合に、光学式エンコーダ１１０で検出された回転位置と、それまでに検出されて記憶部２２３に保存された回転量とに基づいて、多回転情報Ｓを正しい値に補正することができる。

本実施形態に係るモータ３００は、回転軸３２を有する回転子３０と、回転子３０と同軸にかつ回転子３０と径方向に所定の間隔をあけて設けられた固定子４０と、回転軸３２に取付けられたロータリーエンコーダ１００と、を少なくとも備えている。

本実施形態によれば、ロータリーエンコーダ１００、ひいてはモータ３００のコストを低減できる。また、モータ３００の回転状態を確実に制御することができる。

＜変形例１＞
図６～８は、本変形例に係る磁気式エンコーダ内での磁束の流れの模式図をそれぞれ示す。

なお、以降に示す図面を説明するにあたって、実施形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、磁石８１ａ～８３ｂと磁気遮蔽板７０と磁気検出素子９０とボス１６０以外の構成部品の図示を省略しているのは、図３と同様である。また、図６～８のそれぞれにおいて、（ａ）図は、下から見た磁気式エンコーダ６０の内部配置を、（ｂ）図は、上から見た磁気式エンコーダ６０の内部配置を、（ｃ）図は、（ｂ）図に示す状態から磁気遮蔽板７０が１８０度回転した場合の内部配置をそれぞれ示している。

まず、図６に示す構成は、磁束通過部７０ｃ，７０ｄがそれぞれ開口である点で、実施形態１に示す構成と異なる。また、磁束通過部７０ｃ，７０ｄは、回転軸３２を挟んで径方向に非対称に配置されている。具体的には、磁束通過部７０ｃは磁束通過部７０ｄよりも回転軸３２に近い場所に位置し、かつその長手方向の長さは、磁束通過部７０ｄの長手方向の長さよりも長い。

また、２つの磁石８１ａ，８１ｂは、軸方向から見て、磁気遮蔽板７０の外周方向に沿って所定の間隔をあけて配置されている。また、２つの磁石８１ａ，８１ｂにおいて対向する磁極の極性は互いに異なっている。

図６の（ｂ）図に示すように、磁束通過部７０ｄが磁気検出素子９０と磁石８１ａ，８１ｂとの間を通過する場合、磁束は、磁石８１ｂのＮ極から磁束通過部７０ｄを通過して、磁気検出素子９０の一端に流れ込み、さらに磁気検出素子９０の内部を通過して、磁気検出素子９０の他端から磁石８１ａのＳ極に流れ込む。一方、図６の（ｃ）図に示すように、磁束通過部７０ｃが磁気検出素子９０と磁石８１ａ，８１ｂとの間を通過する場合、磁束は、磁石８１ａのＮ極から磁束通過部７０ｃを通過して、磁気検出素子９０の他端に流れ込み、さらに磁気検出素子９０の内部を通過して、磁気検出素子９０の一端から磁石８１ｂのＳ極に流れ込む。

図６に示す構成によれば、実施形態１に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。また、実施形態１に示す構成に比べて、２つの磁石８１ａ，８１ｂの間隔をあけて配置できるため、磁石８１ａ，８１ｂの実装配置が容易となる。

次に、図７に示す構成は、磁束通過部７０ｅ，７０ｅ，７０ｆが磁気遮蔽板７０の外周方向に沿って所定の間隔を開けて設けられた３つの切り欠きである点で、実施形態１に示す構成と異なる。また、磁束通過部７０ｆは、他の２つの磁束通過部７０ｅよりも周方向に広く形成されている。また、軸方向から見て、磁束通過部７０ｆの中心と一方の磁束通過部７０ｅの中心とがなす角度は、磁束通過部７０ｆの中心と他方の磁束通過部７０ｅの中心とがなす角度に略等しい。また、２つの磁石８２ａ，８２ｂの配置は、図６に示す構成と同様だが、図６に示す位置よりも回転軸３２に近い側に２つの磁石８２ａ，８２ｂが配置されている。また、２つの磁石８２ａ，８２ｂはそれぞれ、長手方向が径方向となっている。また、磁気検出素子９０も図６に示す位置よりも回転軸３２に近い側に配置されている。

図７の（ｂ）図に示すように、２つの磁束通過部７０ｅが磁気検出素子９０の両端をそれぞれ通過する場合、磁束は、磁石８２ａのＮ極から一方の磁束通過部７０ｅを通過して、磁気検出素子９０の他端に流れ込み、さらに磁気検出素子９０の内部を通過して、磁気検出素子９０の一端から及び他方の磁束通過部７０ｅへ、さらに磁石８２ｂのＳ極に流れ込む。一方、図７の（ｃ）図に示すように、磁束通過部７０ｆが磁気検出素子９０と磁石８２ａ，８２ｂとの間を通過する場合、磁束は、磁石８２ｂのＮ極から磁束通過部７０ｆを通過して、磁気検出素子９０の一端に流れ込み、さらに磁気検出素子９０の内部を通過して、磁気検出素子９０の他端から磁石８２ａのＳ極に流れ込む。

図７に示す構成によれば、実施形態１に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。また、図６に示す構成と同様に、２つの磁石８２ａ，８２ｂの間隔をあけて配置できるため、磁石８２ａ，８２ｂの実装配置が容易となる。

なお、図８に示すように、磁気遮蔽板７０に磁束通過部７０ｇを１箇所設け、かつ磁気検出素子９０を回転軸３２と同軸に配置するようにしてもよい。この場合も、磁束通過部７０ｇが磁石８３ａ，８３ｂと磁気検出素子９０との間を通過する際に、磁気検出素子９０の両端に電圧パルスが誘起され、その発生回数に基づいて回転軸３２の回転量を検出することができる。

（実施形態２）
図９は、本実施形態に係る磁気遮蔽板と磁気検出素子との配置関係を模式的に示している。また、説明の便宜上、磁気式エンコーダ６０における磁気遮蔽板７０と磁気検出素子９０以外の構成部品の図示を省略しており、かつ磁気検出素子９０は一部のみを図示している。

図９に示す構成は、磁気検出素子９０が磁気遮蔽板７０の外周方向に沿って複数配置されている点で、実施形態１に示す構成と異なる。なお、図示しないが、磁気遮蔽板７０を挟んで磁気検出素子９０と反対側に２つの磁石が固定配置されている。図示しない２つの磁石の配置は、図３に示すのと同様である。すなわち、２つの磁石は、径方向に互いに間隔をあけてブラケット２２の外面に取付け固定され、また、周方向に沿った磁極の向きが互いに異なるように配置されている。また、１つの磁気検出素子９０の長手方向は、２つの磁石の長手方向に略等しい。

また、磁気検出素子９０の配置個数及び周方向での配置間隔に応じて、磁気遮蔽板７０に複数の磁束通過部７０ｈ，７０ｉが形成されており、互いに隣り合う磁束通過部７０ｈ，７０ｉのうち、一方の磁束通過部７０ｉは、磁気遮蔽板７０の外周から内側に向かうように形成された切り欠きであり、他方の磁束通過部７０ｈは、磁束通過部よりも径方向で内側に形成された開口である。

切り欠きとして構成された磁束通過部７０ｉが磁石と磁気検出素子９０との間を通過する場合、径方向で外側に位置する磁石で発生した磁束が磁気検出素子９０の内部に流れて、磁気検出素子９０の両端に電圧パルスが発生する。一方、開口として構成された磁束通過部７０ｈが磁石と磁気検出素子９０との間を通過する場合、径方向で内側に位置する磁石で発生した磁束が磁気検出素子９０の内部に流れて、磁気検出素子９０の両端に、前述した電圧パルスと逆の極性を有する別の電圧パルスが発生する。

本実施形態によれば、実施形態１に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。また、回転軸３２の回転量だけでなく磁気検出素子９０で発生した電圧パルスの極性に基づいて回転方向の変化も検出することができる。

回転軸３２が時計回り方向から反時計回り方向に回転方向を変えるような場合、磁気式エンコーダ６０に含まれる磁気検出素子９０が１つのみでは、回転方向の変化を検出することができなかった。

一方、本実施形態によれば、磁気遮蔽板７０の外周方向に沿って磁気検出素子９０を複数配置することで、回転軸３２の回転量だけでなく回転方向の変化も検出することができる。なお、回転方向を精度良く判定するためには、互いに隣り合う磁気検出素子９０は、周方向に１８０度離れた位置を避けて配置されるのが好ましい。

また、本実施形態によれば、回転軸３２が１回転する間に、複数の磁気検出素子９０のそれぞれで電圧パルスが発生するため、検出されたデータの冗長性が確保される。さらに、磁気式エンコーダ６０を駆動する電力の安定性を高められる。

なお、互いに極性の異なる磁極の組が、磁気検出素子９０の個数よりも多くなるように磁気式エンコーダ６０は設計される。

このようにすることで、１つの磁気検出素子９０に関して、回転軸３２が１回転する間に極性の異なる電圧パルスをそれぞれ発生させることができ、回転方向の変化を容易に検出できる。

＜変形例２＞
図１０Ａは、本変形例に係る磁気遮蔽板と磁石との配置関係の模式図を、図１０Ｂは、別の磁気遮蔽板と磁石との配置関係の模式図をそれぞれ示す。また、磁気式エンコーダ６０において、磁気遮蔽板７１，７２と磁石８０ａ，８０ｂと回転板１３０以外の構成部品の図示を省略している。また、磁石８０ａ，８０ｂは一部のみを図示している。なお、磁石８０ａ，８０ｂは、図２に示すのと同様である。

図１０Ａに示すように、磁気遮蔽板７１を環状に形成し、かつ互いに内径が異なる部分と互いに外径が異なる部分と交互に設けることで、磁束通過部７１ａ，７１ｂが形成されるようにしてもよい。この場合、回転板１３０の表面に磁気遮蔽板７１が固定配置され、回転板１３０が回転軸３２に回転一体に連結される。回転軸３２とともに回転板１３０が回転することで、磁束通過部７１ａ，７１ｂが磁石８０ａ，８０ｂと磁気検出素子９０との間をそれぞれ通過するように移動する。磁束通過部７１ａが磁石８０ａ，８０ｂと図示しない磁気検出素子９０との間を通過する際、磁石８０ａで発生した磁束は磁気遮蔽板７１に遮蔽される。同様に、磁束通過部７１ｂが磁石８０ａ，８０ｂと図示しない磁気検出素子９０との間を通過する際、磁石８０ｂで発生した磁束は磁気遮蔽板７１に遮蔽される。

また、図１０Ｂに示すように、平面視で四角形の磁性体からなる板材を、周方向に所定の間隔をあけて回転板１３０に貼り付けることで、略環状の磁気遮蔽板７２が構成されるようにしてもよい。この場合、互いに隣り合う板材を径方向に所定の間隔だけずらして配置することで磁束通過部７２ａ，７２ｂが構成される。なお、磁性体からなる板材は、四角形以外の形状でもよく、例えば、楕円形でもよい。

図１０Ａ，１０Ｂに示す磁気遮蔽板７１，７２を磁気式エンコーダ６０，１２０に適用した場合も、実施形態１，２に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、磁気検出素子９０への磁束の流れを遮蔽する磁性体を使用する量を減らすことができ、磁気式エンコーダ１２０、ひいてはロータリーエンコーダ１３０のコストを低減できる。

また、本変形例によれば、磁気遮蔽板７１，７２のトータルの質量を実施形態１等に示す構成に比べて減らすことができ、モータ３００の負荷を低減できる。

また、図１０Ｂに示す磁気遮蔽板７２は、同じ形状の板材を適宜、回転板１３０に貼り付けて構成されるため、設計が容易となり、磁気遮蔽板７２の設計工数や設計コストが低減できる。

＜変形例３＞
図１１Ａ～１１Ｃは、本変形例に係る磁石の磁極配列の模式図をそれぞれ示す。なお、説明の便宜上、図１１Ｂ，１１Ｃにおいて、磁極の一部のみを図示し、他は省略している。

図１１Ａに示すように、１つの磁石８４にＮ極、Ｓ極の磁極対を２つ形成するようにしてもよい。例えば、図４に示す２つの磁石８０ａ，８０ｂを、図１１Ａに示す磁石８４に置き換えてもよい。また、これに限らず、磁石が互いに極性の異なる磁極を複数組有するようにしてもよい。

また、図１０Ａ，１０Ｂでは、一対の磁石８０ａ，８０ｂを磁気遮蔽板７０の外周方向に沿って複数配置する例を示したが、図１１Ｂに示すように、磁石８５を環状に形成するとともに、回転軸３２と同軸に配置するようにしてもよい。この場合、磁石８５において、互いに極性の異なる磁極が径方向に沿って交互に配列される。

また、図１１Ｂに示す構造に対して、図１１Ｃに示すように、半径方向に沿って配列された複数の磁極をさらに有するように磁石８６を構成してもよい。この場合、径方向で互いに隣り合う磁極は、極性が互いに異なるように配列される。なお、磁石８５，８６は、回転軸３２と同軸に配置される。

磁気遮蔽板７０に形成された磁束通過部の形状や配置に応じて、図１１Ａ～１１Ｃに示す形状の磁石を適宜、磁気式エンコーダ６０，１２０に適用するようにしてもよい。これらの場合も実施形態１，２に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。また、配置される磁石の個数を減らせるため、磁気式エンコーダ６０，１２０、ひいてはロータリーエンコーダ１００の組立工数や組立コストを低減できる。

なお、単極に着磁された複数の磁石を用いて、図１１Ａ～図１１Ｃに示す磁石８４～８６を構成するようにしてもよい。その場合、それぞれの磁石が互いに間隔をあけて配置されていてもよい。

＜変形例４＞
図１２Ａは、本変形例に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図を、図１２Ｂは、別の磁気式エンコーダを上から見た模式図をそれぞれ示す。なお、説明の便宜上、図１２Ａ，１２Ｂにおいて、磁石８０ａ，８０ｂ，８６と磁気遮蔽板７０と磁気検出素子９０以外の部品の図示を省略する。

図１２Ａ，１２Ｂに示す本変形例の構成では、磁石８０ａのＮ極と磁石８０ｂのＳ極とが、つまり互いに極性の異なる磁極が径方向に沿って配列されている。同様に、磁石８０ａのＳ極と磁石８０ｂのＮ極とが径方向に沿って配列されている。磁石８６は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配置されるとともに、径方向でＳ極とＮ極とが隣り合って配置されている。さらに、磁気検出素子９０の両端が径方向に沿って配置されている。

磁石８０ａ，８０ｂ，８６の磁極及び磁気検出素子９０をこのように配置することで、磁気検出素子９０の一端から他端に向けて確実に磁束が流れるようにすることができる。これについてさらに説明する。

前述したように、ウィーガントワイヤ９０ａは、その長手方向に所定以上の磁界が加わることで磁化方向が反転する。一方、実施形態１や実施形態２に示す例では、磁気検出素子９０の両端を結ぶ線、言い換えると、ウィーガントワイヤ９０ａの長手方向は回転板１３０の外周の接線方向と平行となるように配置されている。

このような場合、磁石で発生した磁束は、回転軸３２の回転とともにその向きを変えつつ、磁気検出素子９０の内部に流れ込む。しかし、磁気検出素子９０のサイズや磁極間の距離によっては、磁束通過部が磁気検出素子９０の下方を通過する期間に、磁気検出素子９０の内部の磁界がウィーガントワイヤ９０ａの磁化方向を反転させるのに必要な強度に達しないことがある。この場合、磁気検出素子９０で電圧パルスが発生せず、回転量が正しく検出されないおそれがある。

一方、本変形例によれば、ウィーガントワイヤ９０ａの長手方向と磁束の向きとが回転軸３２の回転中も常におおむね一致する。このことにより、磁束通過部７０ｇが磁気検出素子９０の下方を通過する期間に、確実にウィーガントワイヤ９０ａの磁化方向を反転させて、磁気検出素子９０で電圧パルスを発生させることができる。よって、検出抜けが起こらずに回転軸３２の回転量を確実に検出することができる。

なお、本変形例では、磁気検出素子９０が１個配置される例を示したが、変形例２に示すように、複数個の磁気検出素子９０が配置されていてもよい。これに応じて、磁石や磁束通過部の配置や形状や個数が適宜変更されることは言うまでもない。

（実施形態３）
図１３は、本実施形態に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図を、図１４は、斜視図をそれぞれ示す。また、図１５は、回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す。

なお、説明の便宜上、図１３～１５において、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７３と磁石８７ａ，８７ｂ以外の構成部品の図示を省略する。

本実施形態に示す磁気式エンコーダ１２０は、以下の点で実施形態１に示す構成と異なる。

まず、磁気検出素子９０は、径方向に関し、磁気遮蔽板７３よりも回転軸３２（図示せず）に近い側に配置されている。径方向から見て、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７３と磁石８７ａまたは磁石８７ｂとは互いに間隔をあけてこの順に配置されている。

次に、磁気検出素子９０は、その両端を結ぶ線が軸方向と平行となるように配置されている。さらに、２つの磁石８７ａ，８７ｂが周方向に沿って９０度以上離れて配置されており、それぞれのＳ極とＮ極は、軸方向と平行に配列されている。また、２つの磁石８７ａ，８７ｂにおいて、磁極の配列はそれぞれ反対となっている。また、磁気遮蔽板７３は、回転軸３２を囲むように設けられ、軸方向に延びる円筒状であり、磁気遮蔽板７３が軸方向に切り欠かれることで、１箇所の磁束通過部７３ａ設けられている。

また、磁気遮蔽板７３は、図示しない部材によって回転軸３２に回転一体に取り付けられている。回転軸３２の回転とともに、図１４に示すように、磁気遮蔽板７３が回転することで、磁束通過部７３ａが磁気検出素子９０と８７ａ，８７ｂとの間を通過することは、実施形態１や２に示すのと同様である。

ただし、本実施形態では、ウィーガントワイヤ９０ａの長手方向は軸方向と平行であり、この方向に流れる磁束によってウィーガントワイヤ９０ａが磁化され、磁気検出素子９０で電圧パルスが発生する。その結果、図１５に示すように、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０には、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスがそれぞれ１回ずつ発生する。これは、実施形態１に示すのと同様である。また、電圧パルスの発生回数に基づいて、磁気信号処理回路２２０で回転軸３２の回転量が算出されるのも実施形態１に示すのと同様である。

図１６は、本実施形態に係る別の磁気式エンコーダを上から見た模式図を、図１７は、図１６に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す。

図１６に示す磁気式エンコーダ１２０は、磁気遮蔽板７３に２箇所の磁束通過部７３ａ，７３ｂが形成されている点で図１３，１４に示す磁気式エンコーダ１２０と異なる。磁束通過部７３ａ，７３ｂは周方向に沿って１８０度離れてそれぞれ設けられている。

磁気式エンコーダ１２０をこのように構成してもよく、この場合、図１７に示すように、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０には、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスがそれぞれ２回ずつ発生する。このことにより、回転量を確実に検出できるとともに磁気式エンコーダを駆動するのに十分な電力を確保できる。また、回転方向の変化を検出できる。また、磁石８７ａ，８７ｂや磁気検出素子９０の配置の自由度が高められ、ロータリーエンコーダ１００の設計コストが増加するのを抑制できる。

なお、本実施形態に示す磁気式エンコーダ１２０をロータリーエンコーダ１００に組み込むにあたって、その配置は複数考えられ、例えば、図１８Ａに示すように、モータ３００に近い側に磁気式エンコーダ１２０を、その上方に光学式エンコーダ１１０をそれぞれ配置してもよく、図１８Ｂに示すように、モータ３００に近い側に光学式エンコーダ１１０を、その上方に磁気式エンコーダ１２０をそれぞれ配置してもよい。なお、図１８Ａ，１８Ｂに示す構成において、反射パターン１１２ａを磁気遮蔽板７３の径方向内側に配置するようにしてもよい。なお、図１８Ａ，１８Ｂに示す例では、磁気検出素子９０と信号処理回路２００とは配線１７０を介して電気的に接続されている。

本実施形態の磁気式エンコーダ１２０は、磁気検出素子１２０と磁気遮蔽板７３と磁石８７ａ，８７ｂとが径方向に沿って配置されている。このことにより、径方向に関するこれら部品の配置の自由度が高められ、磁気式エンコーダ１２０を含むロータリーエンコーダ１００のサイズを径方向に小さくすることが可能となる。一方、実施形態１に示す磁気式エンコーダ１２０は、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７０と磁石８０ａ，８０ｂとが軸方向に沿って配置されている。このことにより、軸方向に関するこれら部品の配置の自由度が高められ、磁気式エンコーダを含むロータリーエンコーダのサイズを軸方向に小さくすることが可能となる。これは実施形態２に示す配置関係を磁気式エンコーダ１２０に適用した場合にも同様である。

モータ３００の種類や用途によっては、ロータリーエンコーダ１００のサイズを軸方向に小型化したい場合や径方向に小型化したい場合等、複数の要請がある。以降に示す変形例を含め、本願明細書に開示されたロータリーエンコーダ１００は、このような要請を満たすことができる。

＜変形例５＞
図１９，２１，２３，２５は、本変形例に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図をそれぞれ示し、図２０，２２，２４，２６は、図１９，２１，２３，２５に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係をそれぞれ示す。なお、図２０，２２において、上側のグラフは磁気検出素子９０の出力電圧を、下側のグラフは磁気検出素子９１の出力電圧をそれぞれ示している。また、図２４，２６において、上側のグラフは磁気検出素子９０の出力電圧を、中央のグラフは磁気検出素子９１の出力電圧を、下側のグラフは磁気検出素子９２の出力電圧をそれぞれ示している。なお、説明の便宜上、図１９，２１，２３，２５において、磁気検出素子９０～９２と磁気遮蔽板７３と磁石８７ａ～８７ｆ以外の構成部品の図示を省略する。

本変形例に係る構成は、磁気検出素子９０，９１または磁気検出素子９０～９２が周方向に沿って互いに間隔をあけて複数配置されている点で、実施形態３に示す構成と異なる。また、１つの磁気検出素子に対し、磁気遮蔽板７３を挟んで一対の磁石が反対側に配置されている。対となる２つの磁石は周方向に互いに間隔をあけて配置されている。従って、図１９，２１に示す例では、２個の磁気検出素子９０，９１及び４個の磁石８７ａ～８７ｄが配置され、図２３，２５に示す例では、３個の磁気検出素子９０～９２及び６個の磁石８７ａ～８７ｆが配置されている。また、対となる２つの磁石、例えば、磁石８７ａ，８７ｂは軸方向に沿った磁極の配列が互いに逆方向である。なお、図１９，２３に示す例では、磁気遮蔽板に１個所の磁束通過部７３ａが、図２１，２５に示す例では、磁気遮蔽板に２個所の磁束通過部７３ａ，７３ｂが周方向に１８０度離れて、それぞれ設けられている。

磁気遮蔽板７３が回転して、磁束通過部が１つの磁気検出素子の近傍を通過するとき、対となる２つの磁石の一方で発生した磁束が、磁気検出素子の内部を通過し、磁気検出素子に電圧パルスが発生する。また、この後に、他方の磁石で発生した磁束が、磁気検出素子の内部を通過し、磁気検出素子に電圧パルスが発生する。２つの磁石は、軸方向に関し磁極の配列が逆であるため、磁気検出素子に流れる磁束の向きも逆となる。

このため、１つの磁気検出素子において、回転軸３２が１回転する間に、互いに極性の異なる１組の電圧パルスが磁束通過部の整数倍だけ発生する。

本変形例によれば、変形例１に示したのと同様に、回転軸３２の回転量だけでなく回転方向の変化も検出することができる。また、回転軸３２が１回転する間に、複数の磁気検出素子９０～９２のそれぞれで電圧パルスが発生するため、検出されたデータの冗長性が確保される。さらに、磁気式エンコーダ１２０を駆動する電力の安定性を高められる。また、磁気検出素子及び磁束通過部の個数を増やすことで、回転量のうち、原点位置から回転軸が回転した角度範囲の情報を細かく取得することができ、モータ３００の回転状態をより精密に制御できる。また、ロータリーエンコーダ１００を駆動する電源２３０が停止した後に再度復帰した場合、多回転情報Ｓを精度良く補正することができる。

なお、１つの磁気検出素子に関し、２つの磁石を互いに磁極の配列方向が逆になるように配置することで、回転軸３２が１回転する間に極性の異なる電圧パルスを当該磁気検出素子にそれぞれ発生させることができ、回転方向の変化を容易に検出できる。

＜変形例６＞
図２７，２９，３１は、本変形例に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図をそれぞれ示し、図２８，３０，３２は、図２７，２９，３１に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係をそれぞれ示す。なお、図３０，３２において、上側のグラフは磁気検出素子９０の出力電圧を、中央のグラフは磁気検出素子９１の出力電圧を、下側のグラフは磁気検出素子９２の出力電圧をそれぞれ示している。なお、説明の便宜上、図２７，２９，３１において、磁気検出素子９０～９２と磁気遮蔽板７４と磁石８７ａ～８７ｃ及び磁石８７ｇ以外の構成部品の図示を省略する。

本変形例に係る構成は、磁気遮蔽板７４１，７４２が、回転軸３２（図示せず）と同軸にかつ径方向に間隔をあけて複数設けられて磁気遮蔽板７４を構成している点で実施形態３に示す構成と異なる。なお、これらの磁気遮蔽板７４１，７４２は、回転軸３２に回転一体に取り付けられているため、回転軸３２の回転中も、それぞれに設けられた磁束通過部７４１ａ，７４２ａ間の相対位置は変わらない。また、磁束通過部７４１ａ，７４１ｂ，７４２ａ，７４２ｂ間の相対位置も変わらない。

磁気検出素子９０～９２は、径方向に関し、磁気遮蔽板７４１と磁気遮蔽板７４２との間に配置されるとともに、磁気遮蔽板７４１よりも回転軸３２に近い側に配置されている。磁気検出素子の個数は、図２７，２９，３１に示す例でそれぞれ１個、３個、３個である。また、磁気検出素子が複数個ある場合、互いに隣り合う磁気検出素子は、周方向に沿って１２０度離れて配置されている。

また、図２７及び図２９に示す例では、磁気遮蔽板７４１，７４２に磁束通過部７４１ａ，７４２ａがそれぞれ形成されている。磁気遮蔽板７４１に形成された磁束通過部７４１ａと磁気遮蔽板７４２に形成された磁束通過部７４２ａは、周方向に沿って所定の角度、この場合は１８０度だけ離れて配置されている。

図３１に示す例では、磁気遮蔽板７４１に磁束通過部７４１ａ，７４１ｂがそれぞれ形成され、磁気遮蔽板７４２に磁束通過部７４２ａ，７４２ｂがそれぞれ形成されている。
磁気遮蔽板７４１に形成された磁束通過部７４１ａ，７４１ｂは、周方向に沿って１８０度だけ離れて配置されている。磁気遮蔽板７４２に形成された磁束通過部７４２ａ，７４２ｂは、周方向に沿って１８０度だけ離れて配置されている。磁気遮蔽板７４１，７４２にそれぞれ形成された磁束通過部７４１ａ，７４２ａは、周方向に沿って９０度だけ離れて配置されている。磁束通過部７４１ｂ，７４２ｂは、周方向に沿って９０度だけ離れて配置されている。

また、径方向で見て、磁石８７ｇは磁気遮蔽板１４２の内側、具体的には回転軸３２の近くに位置し、磁石８７ａ～８７ｃは磁気遮蔽板１４１の外側に位置する。図２９及び図３１に示す例では、磁石８７ａ～８７ｃは、軸方向に沿った磁極の配列が互いに同方向である。

なお、磁気検出素子の配置、個数に応じて、磁気遮蔽板１４１の外側に位置する磁石の配置、個数が決定される。例えば、図２７に示す例では、磁気検出素子９０が１個で、これに対し、磁気遮蔽板１４１を挟んで径方向で反対側に１個の磁石８７ａが配置される。また、磁石８７ａと磁気検出素子９０と磁石８７ｇとは、上から見て径方向に沿って一直線上に配置される。図２９，３１に示す例では、磁気遮蔽板１４１の径方向外側に位置し、互いに隣り合う磁石、例えば、磁石８７ａと磁石８７ｂは、周方向に沿って１２０度離れて配置されている。

回転軸３２の回転とともに、１つの磁気検出素子の近傍を１つの磁束通過部が通過するときは、１つの磁石で発生した磁束が、磁気検出素子の内部に流れて電圧パルスが発生する。また、径方向で磁気検出素子の内側に位置する磁束通過部を通過する磁束の向きは、外側に位置する磁束通過部を通過する磁束の向きと反対である。このため、回転軸３２が１回転する間に、１つの磁気検出素子には、極性の異なる電圧パルスが磁束通過部の個数に応じてそれぞれ発生する。具体的には、それぞれの磁気遮蔽板１４１，１４２に１箇所ずつ磁束通過部が設けられる場合は、回転軸３２が１回転する間に、１つの磁気検出素子に極性の異なる電圧パルスが１回ずつ発生し、２箇所ずつ設けられる場合には、１つの磁気検出素子に極性の異なる電圧パルスが２回ずつ発生する。また、回転軸３２が１回転する間に発生する極性の異なる電圧パルスの組は、磁気検出素子や磁束通過部の個数に応じて増加する。例えば、図２９、３１に示すように、磁気検出素子が３個、磁束通過部の個数が計４個の場合、図３０、３２に示すように、回転軸３２が１回転する間に極性の異なる電圧パルスがそれぞれ６回ずつ発生する。但し、電圧パルスが発生するタイミングは複数の磁束通過部間の配置関係によって異なる。

本変形例によれば、複数の磁気遮蔽板を同軸に配置し、磁気検出素子及び磁石をこれに応じて配置することで、磁気検出素子の内部に確実に磁束が流れ、電圧パルスが発生する。また、この電圧パルスの発生回数に基づいて回転量を検出できる。

また、複数の磁気検出素子及び磁束通過部を配置し、また、これらの配置関係を本変形例に示すように規定することで、変形例５に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。

＜変形例７＞
図３３，３５は、本変形例に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図をそれぞれ示し、図３４，３６は、図３３，３５に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係をそれぞれ示す。なお、図３４において、上側のグラフは磁気検出素子９０の出力電圧を、下側のグラフは磁気検出素子９１の出力電圧をそれぞれ示している。また、図３６において、上側のグラフは磁気検出素子９０の出力電圧を、中央のグラフは磁気検出素子９１の出力電圧を、下側のグラフは磁気検出素子９２の出力電圧をそれぞれ示している。なお、説明の便宜上、図３３，３５において、磁気検出素子９０～９２と磁気遮蔽板７５と磁石８７ａ，８７ｂ及び磁石８７ｈ～８７ｋ以外の構成部品の図示を省略する。

本変形例に係る構成は、磁気遮蔽板が、軸方向に互いに間隔をあけて複数の磁気遮蔽板７５１，７５２、さらに磁気遮蔽板７５３が設けられて磁気遮蔽板７５が構成されている点で実施形態３に示す構成と異なる。なお、これらの磁気遮蔽板は、回転軸３２に回転一体に取り付けられているため、回転軸３２の回転中もそれぞれに設けられた磁束通過部間の相対位置は変わらない。例えば、図３３に示す例では、磁気遮蔽板７５１，７５２のそれぞれに設けられた磁束通過部７５１ａ，７５２ａ間の相対位置は変わらない。図３５に示す例では、磁気遮蔽板７５１～７５３のそれぞれに設けられた磁束通過部７５１ａ～７５３ａ間の相対位置は変わらない。

磁気検出素子は、複数の磁気遮蔽板のそれぞれに対して設けられている。例えば、図３３に示す例では、磁気検出素子９０，９１は、磁気遮蔽板７５１，７５２にそれぞれ対応して設けられている。図３５に示す例では、磁気検出素子９０～９２は、磁気遮蔽板７５１～７５３にそれぞれ対応して設けられている。また、磁気検出素子９０～９２は、径方向に関し、対応する磁気遮蔽板よりも回転軸３２に近い側に配置されている。

複数の磁気遮蔽板のそれぞれに対応して１箇所ずつ磁束通過部が形成されている。複数の磁気遮蔽板のうち、互いに異なる磁気遮蔽板にそれぞれ形成された磁束通過部は、周方向に沿って所定の角度だけ離れて配置されている。例えば、図３３に示す例では、磁気遮蔽板７５１，７５２にそれぞれ形成された磁束通過部７５１ａ，７５２ａは、周方向に沿って９０度だけ離れて配置されている。図３５に示す例では、磁気遮蔽板７５１～７５３にそれぞれ形成された磁束通過部７５１ａ～７５３ａは、周方向に沿って６０度だけ離れて配置されている。また、磁気検出素子９０～９２は、径方向に関し、対応する磁気遮蔽板よりも回転軸３２に近い側に配置されている。

また、一対の磁石が複数の磁気遮蔽板の径方向外側に互いに間隔をあけて配置されている。例えば、磁気遮蔽板７５１の径方向外側に設けられた２つの磁石８７ａ，８７ｂは周方向に沿って１８０度だけ離れて配置されている。また、これら２つの磁石８７ａ，８７ｂは、軸方向に沿った磁極の配列が互いに逆方向である。このような関係は、磁気遮蔽板７５２の径方向外側に設けられた２つの磁石８７ｈ，８７ｉや磁気遮蔽板７５３の径方向外側に設けられた２つの磁石８７ｊ，８７ｋにもあてはまる。

さらに、２つまたは３つの磁石が軸方向に沿って並んで配置されている。例えば、図３３に示す例では、磁石８７ａ，８７ｈが軸方向に沿って並んで配置されており、磁石８７ｂ，８７ｉが軸方向に沿って並んで配置されている。図３５に示す例では、磁石８７ａ，８７ｈ，８７ｊが軸方向に沿って並んで配置されており、磁石８７ｂ，８７ｉ，８７ｋが軸方向に沿って並んで配置されている。軸方向に並ぶ磁石は、軸方向に沿った磁極の配列が同じ方向である。

磁気検出素子と磁気遮蔽板と磁石とをこのように配置することで、回転軸３２が１回転する間に１つの磁気検出素子において、正極性及び負極性の電あるパルスがそれぞれ１回ずつ発生する。なお、電圧パルスが発生するタイミングが複数の磁束通過部間の配置関係によって異なることは、変形例６に示すのと同様である。

本変形例によれば、複数の磁気遮蔽板を軸方向に並べて配置し、磁気検出素子及び磁石をこれに応じて配置することで、変形例６に示すのと同様に、磁気検出素子の内部に確実に磁束が流れ、電圧パルスが発生する。また、この電圧パルスの発生回数に基づいて回転量を検出できる。

また、複数の磁気検出素子及び磁束通過部を配置し、また、これらの配置関係を本変形例に示すように規定することで、変形例５，６に示した構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。

また、モータ３００のサイズの制約が径方向に厳しい一方、軸方向には緩やかである場合、本変形例に示す磁気式エンコーダ１２０を含むロータリーエンコーダ１００を用いることで、モータ３００のサイズを大きくすることなく、前述の効果を奏することができる。

＜変形例８＞
図３７～４０は、本変形例に係る磁気式エンコーダの斜視図をそれぞれ示す。なお、説明の便宜上、図３７～４０において、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７３，７５と磁石８８ａ～８８ｆ以外の構成部品の図示を省略する。

実施形態３及び変形例５～７に示した磁石８７ａ～８７ｋは、いずれもＮ極とＳ極の２極を有し、軸方向に延びる棒状の磁石であり、１つの磁石の軸方向の長さは１つの磁気検出素子の軸方向の長さとほぼ同じになるように構成されている。しかし、磁石のサイズや配置は特にこれに限定されず、例えば、本変形例に示す構成であってもよい。

図３７に示すように、磁気検出素子９０よりも軸方向に短い一組の磁石を軸方向に並べ、一方の磁石のＳ極またはＮ極から他方の磁石のＮ極またはＳ極に向けて磁束が流れるようにしてもよい。この磁束が磁気検出素子９０の内部に流れることで電圧パルスが発生する。このようにすることで、磁気検出素子９０に加えられる磁束量を増加させることができる。このことにより、電圧パルスの発生抜けが減少し、回転量の検出信頼性が向上する。なお、図３７に示す例では、磁石８８ａ，８８ｃの組、また、磁石８８ｂ，８８ｄの組が前述した関係に当てはまる。磁石８８ａ，８８ｃの組は、磁石８８ｂ，８８ｄの組と周方向に沿って１８０度離れて配置されている。

また、磁気検出素子よりも軸方向に短い磁石を径方向で対向させるようにしてもよい。例えば、図３８に示すように、２つの磁石８８ｅ，８８ｆを径方向で対向させる一方、軸方向に外れた位置に配置してもよい。このようにすることで、磁石の配置スペースを削減でき、磁気式エンコーダ１２０を小型化できる。なお、この場合、２つの磁石８８ｅ，８８ｆのそれぞれで発生した磁束は磁束通過部７３ａを通って磁気検出素子９０の内部に流れる。

また、実施形態３及び変形例５～７に示した磁束通過部は、いずれも磁気遮蔽板を上端から下端まで軸方向に切り欠くことで形成されている。しかし、磁束通過部の形状は特にこれに限定されず、例えば、本変形例に示す形状であってもよい。

図３９に示すように、磁気遮蔽板７３が上端及び下端のそれぞれから軸方向に沿って途中まで切り欠かれることで、磁束通過部７３ｃ，７３ｄが形成されてもよい。この場合、磁束通過部７３ｃ，７３ｄは軸方向に離間して配置される。また、図４０に示すように、軸方向に２つの磁気遮蔽板７５１，７５２を並べ、磁気遮蔽板７５１に形成された磁束通過部７５１ａと磁気遮蔽板７５２に形成された磁束通過部７５２ａとが周方向に沿って所定の角度だけ離れて配置されていてもよい。なお、図３９に示す例では、磁石８８ａ～８８ｄの配置や個数は図３７に示すのと同様である。このようにすることで、磁気検出素子９０に加えられる磁束量を増加させることができる。このことにより、電圧パルスの発生抜けが減少し、回転量の検出信頼性が向上する。また、磁気検出素子９０に流れる磁束の経路も図３７に示すのと同様である。また、図４０に示す例では、磁石８８ｅ，８８ｆの配置や個数は図３８に示すのと同様である。このようにすることで、磁石の配置スペースを削減でき、磁気式エンコーダ１２０を小型化できる。また、磁気検出素子９０に流れる磁束の経路も図３８に示すのと同様である。この場合、１つの磁石で発生した磁束は１つの磁束通過部を通って１つの磁気検出素子の内部に流れる。例えば、磁石８８ｆで発生した磁束が磁束通過部７５１ａを通って磁気検出器９０の内部に流れ、電圧パルスが発生する。

（実施形態４）
図４１Ａは、本実施形態に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図を、図４１Ｂは、磁気式エンコーダの動作状態を示す模式図をそれぞれ示す。なお、説明の便宜上、図４１Ａ，４１Ｂにおいて、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７６と磁石８９ａ，８９ｂ以外の構成部品の図示を省略する。また、本実施形態及び後で述べる変形例９～１１では、磁気検出素子の軸方向下側に磁石が配置されるため、以降に示す各図面において、磁気検出素子をウィーガントワイヤと誘導コイルのみで図示する。

本実施形態に示す磁気式エンコーダ１２０は、以下の点で実施形態１や実施形態３に示す磁気式エンコーダ１２０と異なる。

まず、磁気遮蔽板７６は、軸方向と交差する平面内に位置する円環状でかつ板状の第２の部分７６２と、これに連続して、回転軸３２を囲むように設けられ、軸方向に延びる円筒状の第１の部分７６１とを有している。第１の部分７６１は第２の部分７６２の外周縁から軸方向に延びている。

第１及び第２の部分７６１，７６２に磁束通過部７６１ａ，７６２ａがそれぞれ設けられている。第１の部分７６１では、一部が軸方向に沿って上端から下端まで切り欠かれることで磁束通過部７６１ａが形成されている。第２の部分７６２では、周方向に沿って約１／４の部分が切り欠かれることで磁束通過部７６２ａが形成されている。また、第１の部分７６１に形成された磁束通過部７６１ａと第２の部分７６２に形成された磁束通過部７６２ａとは、周方向に沿って所定の角度、この場合は１８０度だけ離れて配置されている。

また、２つの棒状の磁石８９ａ，８９ｂが配置されており、磁石８９ａは、第１の部分７６１を挟んで磁気検出素子９０と反対側、つまり、磁気遮蔽板７６の径方向外側に配置されている。磁石８９ｂは、第２の部分７６２を挟んで磁気検出素子９０と反対側、つまり、磁気遮蔽板７６の軸方向下側に配置されている。また、上から見て、磁石８９ｂは、第１の部分７６１の径方向内側に配置されている。また、上から見て、２つの磁石８９ａ，８９ｂは互いに平行となるようにかつそれぞれの磁極が軸方向と直交する平面内に位置するように配置されている。ただし、それぞれの磁石において、磁極の配列方向は逆向きである。

磁気検出素子９０は、実施形態１，２と同様に、その両端が軸方向と直交する平面内に配置されており、その長手方向は磁石８９ａ，８９ｂの磁極の配列方向とほぼ平行である。

回転軸３２（図示せず）が回転すると、図４１Ｂに示すように、磁石８９ｂで発生した磁束が第２の部分７６２に設けられた磁束通過部７６２ａを通過して、磁気検出素子９０の内部に流れ、電圧パルスが発生する。このとき、磁石８９ａで発生した磁束は、第１の部分７６１で遮蔽され、磁気検出素子９０に到達しない。さらに回転軸３２が回転すると、磁石８９ａ，８９ｂでそれぞれ発生した磁束は第１の部分７６１及び第２の部分７６２に遮蔽されて、磁気検出素子９０に磁束が流れず、電圧パルスは発生しない。さらに回転軸３２が回転すると、今度は、磁石８９ａで発生した磁束が第１の部分７６１に設けられた磁束通過部７６１ａを通過して、磁気検出素子９０の内部に流れ、電圧パルスが発生する。この電圧パルスは、前に発生した電圧パルスと逆の極性である。このとき、磁石８９ｂで発生した磁束は、第２の部分７６２で遮蔽され、磁気検出素子９０に到達しない。

このような動作を繰り返すことにより、磁気検出素子９０に周期的に電圧パルスが発生する。この電圧パルスの発生回数に基づいて、回転軸３２の回転量が検出される。

本実施形態の磁気式エンコーダ１２０は、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７６の第２の部分と磁石８９ｂとが軸方向に沿って互いに間隔をあけて配置されるとともに、磁気検出素子９０と磁気遮蔽板７６の第１の部分７６１と磁石８９ａとが径方向に沿って互いに間隔をあけて配置されている。

このことにより、径方向及び軸方向に関するこれらの部品の配置の自由度が高められ、磁気式エンコーダ１２０を含むロータリーエンコーダ１００のサイズを径方向及び軸方向に小さくすることが可能となる。ただし、実施形態１，２に示す磁気式エンコーダ１２０に比べて、軸方向に関するこれらの部品の配置の自由度は小さくなる。また、実施形態３に示す磁気式エンコーダ１２０に比べて、径方向に関するこれらの部品の配置の自由度は小さくなる。

本実施形態の磁気式エンコーダ１２０を含むロータリーエンコーダ１００は、ロータリーエンコーダ１００のサイズを軸方向にも径方向にもある程度小型化したい場合に有用である。

なお、本実施形態に示す磁気式エンコーダ１２０をロータリーエンコーダ１００に組み込むにあたって、その配置は複数考えられ、例えば、図４２Ａに示すように、モータ３００に近い側に磁気式エンコーダ１２０を、その上方に光学式エンコーダ１１０をそれぞれ配置してもよく、図４２Ｂに示すように、モータ３００に近い側に光学式エンコーダ１１０を、その上方に磁気式エンコーダ１２０をそれぞれ配置してもよい。なお、図４２Ａ，４２Ｂに示す構成において、反射パターン１１２ａを磁気遮蔽板７６の第１の部分７６１の径方向内側に配置するようにしてもよい。また、図４２Ｂに示す構成では、磁石８９ｂは、磁気遮蔽板７６の軸方向上側に配置される。また、磁気検出素子９０と信号処理回路２００とは配線１７０を介して電気的に接続されている。

＜変形例９＞
図４３は、本変形例に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図を示し、図４４は、回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係をそれぞれ示す。また、図４５は、本変形例に係る別の磁気式エンコーダを上から見た模式図を示し、図４６は、図４５に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係をそれぞれ示す。なお、図４４において、上側のグラフは磁気検出素子９０の出力電圧を、下側のグラフは磁気検出素子９１の出力電圧をそれぞれ示している。また、説明の便宜上、図４３，４５において、磁気検出素子９０，９１と磁気遮蔽板７６と磁石８３ａ，８３ｂ，８９ａ，８９ｂ以外の構成部品の図示を省略する。

図４３に示す磁気式エンコーダ１２０は、磁気検出素子が２つ設けられている点で実施形態４に示すエンコーダと異なる。また、磁気検出素子９０，９１のそれぞれに対して、一対の磁石８９ａ，８９ｂが配置されている。一方の磁石８９ａは、第１の部分７６１を挟んで磁気検出素子９０と反対側に配置されている。他方の磁石８９ｂは、第２の部分７６２を挟んで磁気検出素子９０と反対側に配置されている。磁気検出素子９１に対応する磁石８９ａ，８９ｂの配置関係もこれと同様である。また、上から見て、磁石８９ｂは、第１の部分７６１の径方向内側に配置されている。また、上から見て、対となる２つの磁石８９ａ，８９ｂは互いに平行となるようにかつそれぞれの磁極が軸方向と直交する平面内に位置するように配置されている。ただし、それぞれの磁石において、磁極の配列方向は逆向きである。

磁気式エンコーダ１２０をこのように構成してもよく、この場合、図４４に示すように、回転軸が１回転する間に、磁気検出素子９０，９１には、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスがそれぞれ１回ずつ発生する。このことにより、回転量を確実に検出できるとともに磁気式エンコーダ１２０を駆動するのに十分な電力を確保できる。また、磁石８９ａ，８９ｂや磁気検出素子９０，９１の配置の自由度が高められ、ロータリーエンコーダ１００の設計コストが増加するのを抑制できる。

また、複数の磁気検出素子及び磁束通過部を配置し、また、これらの配置関係を本変形例に示すように規定することで、変形例５に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。

なお、図４５に示すように、磁気遮蔽板７３を実施形態３に示すような形状としてもよい。この場合、磁気検出素子９０は、軸方向から見て、回転軸３２の近くに配置される。また、２つの磁石８３ａ，８３ｂは互いに平行となるようにかつそれぞれの磁極が軸方向と直交する平面内に位置するように配置されている。ただし、それぞれの磁石において、磁極の配列方向は逆向きである。また、上から見て、２つの磁石８３ａ，８３ｂは磁気遮蔽板７３の径方向外側に配置される。また、周方向に沿って１８０度離れて配置される。この場合、一方の磁石で発生した磁束が磁気検出素子９０を流れるときは、他方の磁石で発生した磁束は磁気遮蔽板７３で遮蔽される。よって、図４６に示すように、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０に正極性及び負極性の電圧パルスがそれぞれ１回ずつ発生し、この発生回数に基づいて、回転軸３２の回転量が検出される。

＜変形例１０＞
図４７Ａは、本変形例に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図を、図４７Ｂは、磁気式エンコーダの動作状態を示す模式図をそれぞれ示す。また、図４８，５０は、本変形例に係る別の磁気式エンコーダを上から見た模式図をそれぞれ示す。図４９Ａは、本変形例に係るロータリーエンコーダの側面図を、図４９Ｂは、別のロータリーエンコーダの側面図をそれぞれ示す。図５１は、図５０に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係を示す。

なお、説明の便宜上、図４７Ａ，４８，５０において、磁気検出素子９０，９１と磁気遮蔽板７７と磁石８９ｃ～８９ｅ以外の構成部品の図示を省略する。また、図４９Ａ，４９Ｂにおいて、磁気式エンコーダ１２０の構成は、図４８に示すのと同様である。

本変形例に示す磁気式エンコーダ１２０は、以下の点で実施形態４や変形例９に示す磁気式エンコーダ１２０と異なる。

まず、磁気遮蔽板７７は、軸方向と交差する平面内に位置する円環状でかつ板状の第２の部分７７２と、これに連続して、回転軸３２を囲むように設けられ、軸方向に延びる円筒状の第１の部分７７１とを有している。第１の部分７７１は第２の部分７７２の内周縁から軸方向に延びている。また、磁石８９ｄまたは磁石８９ｅが磁気遮蔽板７７の第１の部分７７１の径方向内側に、磁石８９ｃが磁気遮蔽板７７の第１の部分７７１の径方向外側にそれぞれ配置されている。

磁気式エンコーダ１２０をこのように構成してもよく、図４７Ａや図４８に示す構成では、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０には、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスがそれぞれ１回ずつ発生する。このことにより、回転量を確実に検出できるとともに磁気式エンコーダ１２０を駆動するのに十分な電力を確保できる。また、磁石や磁気検出素子の配置の自由度が高められ、ロータリーエンコーダ１００の設計コストが増加するのを抑制できる。

また、図５０に示すように、磁気遮蔽板７７の第１の部分を挟んで２つの磁気検出素子９０，９１を径方向に対向して配置するようにしてもよい。この場合、磁気検出素子９０，９１のそれぞれに対して、軸方向に間隔をあけて磁石８９ｃが配置される。

このようにすることで、図５１に示すように、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０，９１のそれぞれに、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスがそれぞれ１回ずつ発生する。このことにより、変形例５や変形例９に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。

また、図４８，５０に示すように、第１の部分７７１の径方向内側に位置する磁石８９ｅを円環状としてもよい。この場合、磁極は、互いに隣り合う磁極の極性が異なるように、周方向に沿って複数配列される。このようにすることで、磁石８９ｅと第１の部分７７１との間隔を小さくでき、磁気式エンコーダ１２０、ひいてはロータリーエンコーダ１００を径方向に小型化できる。

なお、本変形例に示す磁気式エンコーダ１２０をロータリーエンコーダ１００に組み込むにあたって、その配置は複数考えられ、例えば、図４９Ａに示すように、モータ３００に近い側に磁気式エンコーダ１２０を、その上方に光学式エンコーダ１１０をそれぞれ配置してもよく、図４９Ｂに示すように、モータ３００に近い側に光学式エンコーダ１１０を、その上方に磁気式エンコーダ１２０をそれぞれ配置してもよい。なお、図４９Ａ，４９Ｂに示す構成において、反射パターン１１２ａを磁気遮蔽板７７の第１の部分７７１の径方向内側に配置するようにしてもよい。また、磁気検出素子９０と信号処理回路２００とは配線１７０を介して電気的に接続されている。

＜変形例１１＞
図５２，５４，５６，５８，６０，６２は、本変形例に係る磁気式エンコーダを上から見た模式図をそれぞれ示し、図５３，５５，５７，５９，６１，６３は、図５２，５４，５６，５８，６０，６２に示す磁気式エンコーダにおける回転軸の回転角度と磁気検出素子の出力電圧との関係をそれぞれ示す。なお図５３，５５，５７，５９，６１，６３において、上側のグラフは磁気検出素子９０の出力電圧を、中央のグラフは磁気検出素子９１の出力電圧を、下側のグラフは磁気検出素子９２の出力電圧をそれぞれ示している。なお、説明の便宜上、図５２，５４，５６，５８，６０，６２において、磁気検出素子９０～９２と磁気遮蔽板７６，７７と磁石８９ａ～８９ｃ，８９ｅ以外の構成部品の図示を省略する。

本変形例に係る構成は、磁気検出素子９０～９２が、周方向に互いに間隔をあけて３つ設けられている点で実施形態４や変形例９，１０に示す構成と異なる。なお、本変形例において、互いに隣り合う磁気検出素子は周方向に１２０度離れて配置されている。

また、図５２，５４，５６に示す構成では、１つの磁気検出素子に対し、磁気遮蔽板７６の第１の部分７６１を挟んで径方向外側に磁石８９ａが配置され、第２の部分７６２を挟んで軸方向下側に磁石８９ｂが配置されている。図５８，６０，６２に示す構成では、１つの磁気検出素子に対し、磁気遮蔽板７７の第１の部分７７１を挟んで径方向内側に磁石８９ｅが配置され、第２の部分７７２を挟んで軸方向下側に磁石８９ｃが配置されている。また、磁石８９ｅは図４８，５０に示すのと同様に円環状で、互いに隣り合う磁極の極性が異なるように周方向に沿って複数の磁極が配列される。

また、図５２，５８に示す構成では、磁気遮蔽板７６の第１の部分７６１及び第２の部分７６２に磁束通過部７６１ａ，７６２ａがそれぞれ設けられ、これらは、上から見て、径方向で対向して、つまり、周方向に沿って１８０度離れて配置されている。

このことにより、図５３，５９に示すように、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０～９２のそれぞれに、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスが１回ずつ発生する。

図５４に示す構成では、磁気遮蔽板７６の第１の部分７６１に２つの磁束通過部７６１ａ，７６１ｂが設けられ、第２の部分７６２に２つの磁束通過部７６２ａ，７６２ｂが設けられている。上から見て、２つの磁束通過部７６１ａ，７６１ｂは径方向で対向して配置されている。また、２つの磁束通過部７６２ａ，７６２ｂは径方向で対向して配置されている。また、第１の部分７６１に設けられた磁束通過部とこれに近接する第２の部分７６２に設けられた磁束通過部とは、周方向に沿って９０度離れて配置されている。また、図６０に示す構成では、磁気遮蔽板７７の第１の部分７７１に２つの磁束通過部７７１ａ，７７１ｂが設けられ、第２の部分７７２に２つの磁束通過部７７２ａ，７７２ｂが設けられている。上から見て、２つの磁束通過部７７１ａ，７７１ｂは径方向で対向して配置されている。また、２つの磁束通過部７７２ａ，７７２ｂは径方向で対向して配置されている。また、第１の部分７７１に設けられた磁束通過部とこれに近接する第２の部分７７２に設けられた磁束通過部とは、周方向に沿って９０度離れて配置されている。

このようにすることで、図５５，６１に示すように、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０～９２のそれぞれに、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスがそれぞれ２回ずつ発生する。

図５６に示す構成では、磁気遮蔽板７６の第１の部分７６１に４つの磁束通過部７６１ａ～７６１ｄが設けられている。第２の部分７６２に４つの磁束通過部７６２ａ～７６２ｄが設けられている。上から見て、４つの磁束通過部７６１ａ～７６１ｄは周方向に沿って９０度ずつ離れて配置されている。また、４つの磁束通過部７６２ａ～７６２ｄは周方向に沿って９０度ずつ離れて配置されている。また、第１の部分７６１に設けられた磁束通過部とこれに近接する第２の部分７６２に設けられた磁束通過部とは、周方向に沿って４５度離れて配置されている。また、図６２に示す構成では、磁気遮蔽板７７の第１の部分７７１に４つの磁束通過部７７１ａ～７７１ｄが設けられている。第２の部分７７２に４つの磁束通過部７７２ａ～７７２ｄが設けられている。上から見て、４つの磁束通過部７７１ａ～７７１ｄは周方向に沿って９０度ずつ離れて配置されている。また、４つの磁束通過部７７２ａ～７７２ｄは周方向に沿って９０度ずつ離れて配置されている。また、第１の部分７７１に設けられた磁束通過部とこれに近接する第２の部分７７２に設けられた磁束通過部とは、周方向に沿って４５度離れて配置されている。

このようにすることで、図５７，６３に示すように、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０～９２のそれぞれに、正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスがそれぞれ４回ずつ発生する。

本変形例によれば、実施形態４や変形例９，１０に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。つまり、回転量を確実に検出できるとともに磁気式エンコーダ１２０を駆動するのに十分な電力を確保できる。また、磁石や磁気検出素子の配置の自由度が高められ、ロータリーエンコーダ１００の設計コストが増加するのを抑制できる。

また、３つの磁気検出素子９０～９２を配置することで、変形例５に示す構成が奏するのと同様の効果をさらに高められる。つまり、回転軸３２の回転量だけでなく回転方向の変化も検出することができる。また、回転軸３２が１回転する間に、磁気検出素子９０～９２のそれぞれで電圧パルスが発生するため、検出されたデータの冗長性が確保される。さらに、磁気式エンコーダ１２０を駆動する電力の安定性を高められる。また、磁気検出素子の個数を増やすことで、回転量のうち、原点位置から回転軸３２が回転した角度範囲の情報を細かく取得することができ、モータ３００の回転状態をより精密に制御できる。また、ロータリーエンコーダ１００を駆動する電源２３０が停止した後に、再度復帰した場合、多回転情報Ｓを精度良く補正することができる。

また、磁束通過部の個数を増やすことで、回転量のうち、原点位置から回転軸３２が回転した角度範囲の情報を細かく取得することができ、モータ３００の回転状態をより精密に制御できる。また、ロータリーエンコーダ１００を駆動する電源２３０が停止した後に、再度復帰した場合、多回転情報Ｓを精度良く補正することができる。

（その他の実施形態）
なお、変形例１～１１を含む実施形態１～４に示す各構成要素を適宜組み合わせて、新たな実施形態とすることもできる。

また、図１に示すモータケース１０は有底筒状であってもよい。その場合、例えば、ブラケット２１，２２のいずれかが省略される。ブラケット２２が省略される場合、ロータリーエンコーダ１００はモータケース１０の底壁に取り付けられる。この場合も、回転子３０や固定子４０からの磁束がロータリーエンコーダ１００に漏れないように、エンコーダケース１５０やモータケース１０に磁気遮蔽用の対策を施す必要がある。

また、光学式エンコーダ１１０を反射形エンコーダとしたが、透過形エンコーダとしてもよい。例えば、受光素子を回路基板１４０の下面に、発光素子をブラケット２２の上面にそれぞれ配置し、また、スリット板１１２に透過パターンが設けられてもよい。この場合、受光素子と発光素子との間に光を遮る部材、具体的には磁気遮蔽板を配置しないようにする必要がある。また、回転板１３０を発光素子からの光を透過させる材質にするか、透過パターンの直下で回転板１３０を除去する必要がある。なお、発光素子を回路基板１４０の下面に、受光素子をブラケット２２の上面にそれぞれ配置してもよい。この場合、信号処理回路２００と受光素子の出力端子とを配線等を用いて電気的に接続する必要がある。

また、図１では、ＩＰＭモータを例に取って説明したが、本願明細書に示すロータリーエンコーダ１００が他の種類のモータにも適用可能であることは言うまでもない。

また、本願明細書に示す磁気式エンコーダ１２０のうち、磁気検出素子と磁気遮蔽板と磁石との組み合わせは、回転軸３２の回転に応じて電力を発生させる発電機構として利用することもできる。前述したように、何らかの理由でロータリーエンコーダ１００を駆動する電源２３０から電力が供給されなくなった場合、光学式エンコーダ１１０を駆動する電力の供給源として当該発電機構を利用することも可能である。

本発明の回転検出器は、簡便な構成で回転軸の回転量を検出できるため、サーボモータのロータリーエンコーダに適用する上で有用である。

１０ モータケース
２１，２２ ブラケット
３０ 回転子
３１ 回転子コア
３２ 回転軸
４０ 固定子
４１ ヨーク
４２ コイル
５１，５２ 軸受
６０ 磁気式エンコーダ
７０～７７ 磁気遮蔽板
７４１，７４２ 磁気遮蔽板（同軸配置）
７５１～７５３ 磁気遮蔽板（軸方向配置）
７６１，７７１ 磁気遮蔽板の第１の部分（円筒状の部分）
７６２，７７２ 磁気遮蔽板の第１の部分（板状の部分）
７０ａ～７０ｉ 磁束通過部
７１ａ～７２ｂ 磁束通過部
７３ａ，７３ｂ 磁束通過部
７４１ａ～７６２ｄ 磁束通過部
８０ａ～８９ｅ 磁石
９０～９２ 磁気検出素子
９０ａ～９２ａ ウィーガントワイヤ（磁性体）
９０ｂ～９２ｂ 誘導コイル
１００ ロータリーエンコーダ（回転検出器）
１１０ 光学式エンコーダ（回転位置検出器）
１２０ 磁気式エンコーダ
１３０ 回転板
１４０ 回路基板
１５０ エンコーダケース
１５５ エンコーダフレーム
１６０ ボス
１７０ 配線
２００ 信号処理回路
２１０ 光学信号処理回路
２２０ 磁気信号処理回路
２２１ 電圧変換部
２２２ 信号処理部
２２３ 記憶部
２２４ Ｉ／Ｏ部
２３０ 電源
３００ モータ
３１０ モータ制御部

Claims (20)

1. モータの回転軸の回転量を検出する回転検出器であって、
   磁性体と誘導コイルとで構成された磁気検出素子と、
   前記回転軸に回転一体に取付けられ、磁束通過部を有する磁気遮蔽板と、
   前記磁気検出素子に対して相対位置が変化せず、互いに異なる極性の複数の磁極を有する磁石と、を少なくとも備え、
   前記磁性体は、所定以上の磁界が印加されると大バルクハウゼン効果を発現するように構成されており、
   所定の方向から見て、前記磁気検出素子と前記磁気遮蔽板と前記磁石とは互いに間隔をあけてこの順に配置されていることを特徴とする回転検出器。
2. 請求項１に記載の回転検出器において、
   前記磁気検出素子の両端は、前記回転軸の軸線方向である軸方向と直交する平面内に位置していることを特徴とする回転検出器。
3. 請求項２に記載の回転検出器において、
   前記磁気遮蔽板は、前記軸方向と交差する平面内に位置する板状の部分を有していることを特徴とする回転検出器。
4. 請求項３に記載の回転検出器において、
   前記複数の磁極は、前記軸方向と直交する平面内に配列されていることを特徴とする回転検出器。
5. 請求項４に記載の回転検出器において、
   前記複数の磁極のうち互いに極性の異なる少なくとも１組の磁極が、前記モータの半径方向である径方向に沿って配列されていることを特徴とする回転検出器。
6. 請求項５に記載の回転検出器において、
   前記磁気検出素子の両端が、前記径方向に沿って配置されていることを特徴とする回転検出器。
7. 請求項３ないし６のいずれか１項に記載の回転検出器において、
   前記磁気検出素子は、前記軸方向と直交する平面内に複数配置され、
   前記複数の磁極のうち互いに極性の異なる磁極の組は、前記磁気検出素子の個数よりも多いことを特徴とする回転検出器。
8. 請求項３ないし７のいずれか１項に記載の回転検出器において、
   前記磁気遮蔽板は、前記板状の部分に連続して、前記回転軸を囲むように設けられ、前記軸方向に延びる円筒状の部分をさらに有し、
   前記磁束通過部は、前記円筒状の部分を前記軸方向に切り欠いた部分を含み、
   前記板状の部分に形成された磁束通過部と前記円筒状の部分に形成された磁束通過部とは、前記回転軸の外周方向である周方向に沿って所定の角度だけ離れて配置されており、
   前記磁石は、
   前記モータの半径方向である径方向から見て、前記磁気遮蔽板を挟んで前記磁気検出素子と反対側に配置された一の磁石と、
   前記軸方向から見て、前記磁気遮蔽板を挟んで前記磁気検出素子と反対側に配置された他の磁石と、を少なくとも含むことを特徴とする回転検出器。
9. 請求項１に記載の回転検出器において、
   前記磁気検出素子は、前記モータの半径方向である径方向に関し、前記磁気遮蔽板よりも前記回転軸に近い側に配置され、
   前記磁気検出素子は、その両端を結ぶ線が前記回転軸の軸線方向である軸方向と平行となるように配置されていることを特徴とする回転検出器。
10. 請求項９に記載の回転検出器において、
    前記複数の磁石のうち互いに極性の異なる少なくとも１組の磁極は、前記軸方向と平行に配列されていることを特徴とする回転検出器。
11. 請求項１０に記載の回転検出器において、
    前記磁気遮蔽板は、前記回転軸を囲むように設けられ、前記軸方向に延びる円筒状であり、
    前記磁束通過部は、前記磁気遮蔽板を前記軸方向に切り欠いた部分を含むことを特徴とする回転検出器。
12. 請求項１１に記載の回転検出器において、
    前記磁気遮蔽板は、前記回転軸と同軸にかつ前記径方向に間隔をあけて複数設けられており、
    前記磁気検出素子は、前記径方向に関し、複数の前記磁気遮蔽板のうちの少なくとも１つの磁気遮蔽板よりも前記回転軸に近い側に配置され、
    複数の前記磁気遮蔽板のそれぞれに前記磁束通過部が形成されており、
    複数の前記磁気遮蔽板のうち、互いに異なる磁気遮蔽板にそれぞれ形成された磁束通過部は、前記回転軸の外周方向である周方向に沿って所定の角度だけ離れて配置されていることを特徴とする回転検出器。
13. 請求項１１に記載の回転検出器において、
    前記磁気遮蔽板は、前記軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられており、
    前記磁気検出素子は、複数の前記磁気遮蔽板のそれぞれに対して設けられ、かつ前記径方向に関し、前記磁気遮蔽板よりも前記回転軸に近い側に配置され、
    複数の前記磁気遮蔽板のそれぞれに前記磁束通過部が形成されており、
    複数の前記磁気遮蔽板のうち、互いに異なる磁気遮蔽板にそれぞれ形成された磁束通過部は、前記回転軸の外周方向である周方向に沿って所定の角度だけ離れて配置されていることを特徴とする回転検出器。
14. 請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の回転検出器において、
    前記磁気検出素子は互いに間隔をあけて複数配置されており、
    前記複数の磁極のうち互いに極性の異なる磁極の組は、前記磁気検出素子の個数よりも多いことを特徴とする回転検出器。
15. 請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の回転検出器において、
    前記回転軸の回転に応じて、前記磁束通過部が前記磁石及び前記磁気検出素子と前記所定の方向から見て互いに重なる位置に移動した場合に、前記磁石で発生した磁束が、前記磁束通過部を通じて前記磁気検出素子の一端から他端に向けて流れることで、前記磁気検出素子に電圧パルスが発生することを特徴とする回転検出器。
16. 請求項１５に記載の回転検出器において、
    前記磁気検出素子に発生した電圧パルスを整流し、所定の電圧に変換する電圧変換部と、
    前記電圧パルスの発生回数に応じて前記回転軸の回転量を算出する信号処理部と、
    前記信号処理部で算出された前記回転量を保存する記憶部と、
    前記回転量に応じた信号を外部に出力するＩ／Ｏ部と、をさらに備えることを特徴とする回転検出器。
17. 請求項１６に記載の回転検出器において、
    前記磁気検出素子は複数設けられており、
    前記信号処理部は、互いに異なる前記磁気検出素子でそれぞれ発生した電圧パルスの極性に基づいて、前記回転軸の回転方向を判定することを特徴とする回転検出器。
18. 請求項１６または１７に記載の回転検出器において、
    前記回転軸の回転位置を検出する光学式回転検出器をさらに備えたことを特徴とする回転検出器。
19. 請求項１８に記載の回転検出器において、
    前記回転検出器は電源に接続されており、
    前記電源から前記回転検出器に電力が供給される場合は、前記回転検出器は、前記回転軸の回転量を検出するとともに前記光学式回転検出器により前記回転軸の回転位置を検出し、
    前記電源から前記回転検出器に電力が供給されない場合は、前記回転検出器は、前記電圧変換部から前記信号処理部、及び前記記憶部に駆動電力を供給することで、前記回転軸の回転量を検出することを特徴とする回転検出器。
20. 回転軸を有する回転子と、
    前記回転子と同軸にかつ前記回転子と所定の間隔をあけて設けられた固定子と、
    前記回転軸に取付けられた請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の回転検出器と、を少なくとも備えたことを特徴とするモータ。

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