JP2023017429A - 回転機構 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の位置に変位が生じた際に磁気センサによる回転軸の回転角度の検出精度の低下を抑制可能な回転機構を提供する。【解決手段】回転機構は、ハウジングと、回転軸と、スリーブと、転がり軸受と、弾性部材と、磁気リングと、磁気センサとを備える。回転軸は、回転軸の中心軸に平行な軸方向において第１端及び第１端の反対側の端である第２端を有し、かつ第１端がハウジング内に位置するようにハウジング内に収納されている。転がり軸受は、回転軸をハウジング内において中心軸回りに回転可能に支持している。弾性部材は、軸方向に沿って転がり軸受を第１端側に向かって押圧している。磁気リングは、回転軸とともに中心軸回りに回転する。磁気センサは、中心軸に直交しており、かつ、中心軸を通る径方向において磁気リングと対向配置するようにハウジング内に収納されている。【選択図】図１

Description

本発明は、回転機構に関する。

特開２００９－２０１２５５号公報（特許文献１）には、電動機が記載されている。特許文献１に記載の電動機は、モータケースと、出力軸と、第１転がり軸受及び第２転がり軸受と、ステータと、ロータと、ウェーブワッシャと、レゾルバとを有している。

出力軸は、出力軸の中心軸に平行な方向（軸方向）において、第１端と第２端とを有している。第２端は、第１端の反対側の端である。出力軸は、第１端がモータケース内に位置するようにモータケース内に収納されている。第１転がり軸受及び第２転がり軸受は、モータケース内において、出力軸の中心軸回りに回転可能に出力軸を支持している。第１転がり軸受は、回転軸の第１端側の端部を支持している。第２転がり軸受は、回転軸の第１端から離れた位置にある部分を支持している。

ステータは、モータケースの内壁面に取り付けられている。ロータは、出力軸の中心軸に直交し、かつ出力軸の中心軸を通る方向（径方向）においてステータと間隔を空けて対向するように出力軸に取り付けられている。ステータに給電がなされることにより、特許文献１の電動機は、出力軸を回転させる。ウェーブワッシャは、軸方向に沿って第２転がり軸受を出力軸の第１端側に向かって押圧している。

レゾルバは、モータケース内に収納されており、かつ出力軸に取り付けられているレゾルバロータと、レゾルバロータと対向するようにモータケース内に収納されているレゾルバステータとを有している。レゾルバは、レゾルバステータがレゾルバロータの回転角度を検出することにより、出力軸の回転角度を検出する。

特開２００９－２０１２５５号公報

特許文献１に記載の電動機では、回転軸の第１端から回転軸の第２端に向かってウェーブワッシャが撓むように回転軸が変位した際に、レゾルバロータの軸方向における位置とレゾルバステータの軸方向における位置との間にずれが生じる。このずれに起因して、レゾルバによる出力軸の回転角度の検出精度が低下することになる。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、回転軸の位置に変位が生じた際に磁気センサによる回転軸の回転角度の検出精度の低下を抑制可能な回転機構を提供するものである。

本発明の回転機構は、ハウジングと、回転軸と、スリーブと、転がり軸受と、弾性部材と、磁気リングと、磁気センサとを備えている。回転軸は、回転軸の中心軸に平行な軸方向において第１端及び第１端の反対側の端である第２端を有し、かつ第１端がハウジング内に位置するようにハウジング内に収納されている。転がり軸受は、回転軸をハウジング内において中心軸回りに回転可能に支持している。弾性部材は、軸方向に沿って転がり軸受を第１端側に向かって押圧している。磁気リングは、回転軸とともに中心軸回りに回転する。磁気センサは、中心軸に直交しており、かつ、中心軸を通る径方向において磁気リングと対向配置するようにハウジング内に収納されている。磁気リングの中心線である第１中心線は、軸方向において、磁気センサの中心線である第２中心線よりも第１端側にある。

上記の回転機構では、磁気リングが、軸方向において、第１トラック及び第２トラックに分割されていてもよい。第１トラック及び第２トラックには、Ｎ極及びＳ極が中心軸を中心とする円周に沿う周方向において交互に着磁されていてもよい。第１トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数は、第２トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数と異なっていてもよい。

上記の回転機構では、第１トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数と第２トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の数との差が、１であってもよい。

上記の回転機構では、第１中心線と第２中心線との間の軸方向における距離が、第１端から第２端に向かう方向における弾性部材の変形量の最大値の０．５倍であってもよい。

上記の回転機構では、弾性部材がウェーブワッシャであってもよい。上記の回転機構では、磁気センサが、回転軸の回転角の絶対値及び相対値のいずれかを選択的に出力可能に構成されていてもよい。

本発明の回転機構によると、回転軸の位置に変位が生じた際に磁気センサによる回転軸の回転角度の検出精度の低下を抑制可能である。

回転機構１００の断面図である。 磁気リング８０の模式的な正面図である。 図２中の領域ＩＩＩにおける拡大図である。 第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って回転軸１０が変位した際の回転機構１００の断面図である。 図１中の領域Ｖにおける拡大図である。 図４中の領域ＶＩにおける拡大図である。 回転軸１０の回転角度の誤差の補正方法を説明する模式的なグラフである。 回転機構１００Ａの断面図である。 第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って回転軸１０が変位した際の回転機構１００Ａの断面図である。 図９中の領域Ｘにおける拡大図である。 回転軸１０に変位が加わっていない状態での回転機構１００Ａにおける回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。 回転軸１０に第２端１０ｂ側への変位が加わった状態での回転機構１００Ａにおける回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。 回転軸１０に変位が加わっていない状態での回転機構１００における回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。 回転軸１０に第２端１０ｂ側への変位が加わった状態での回転機構１００における回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。

本発明の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（実施形態に係る回転機構の構成）
以下に、実施形態に係る回転機構（「回転機構１００」とする）の構成を説明する。回転機構１００は、例えば電動モータである。

図１は、回転機構１００の断面図である。図１に示されるように、回転機構１００は、回転軸１０と、ハウジング２０と、スリーブ３０ａ及びスリーブ３０ｂと、転がり軸受４０ａ及び転がり軸受４０ｂと、弾性部材５０と、モータロータ６０と、モータステータ７０と、磁気リング８０と、磁気センサ９０とを有している。

回転軸１０の中心軸を、中心軸Ａとする。中心軸Ａに平行な方向を、軸方向とする。中心軸Ａを通り、かつ中心軸Ａに直交している方向を、径方向とする。中心軸Ａを中心とする円周に沿う方向を、周方向とする。回転軸１０は、軸方向において、第１端１０ａと、第２端１０ｂとを有している。第２端１０ｂは、第１端１０ａの反対側の端である。回転軸１０は、軸方向に直交する断面視において、円形になっている。

ハウジング２０は、モータハウジング２１と、後蓋２２と、前蓋２３とを有している。モータハウジング２１は、軸方向に延在している筒状になっている。モータハウジング２１は、軸方向において、第１端２１ａと第２端２１ｂとを有している。第２端２１ｂは、第１端２１ａの反対側である。モータハウジング２１は、第１端２１ａ及び第２端２１ｂにおいて、開口している。

後蓋２２は、第１端２１ａに取り付けられている。第１端２１ａにあるモータハウジング２１の開口は、後蓋２２により閉塞されている。前蓋２３は、第２端２１ｂに取り付けられている。第２端２１ｂにあるモータハウジング２１の開口は、前蓋２３により閉塞されている。前蓋２３には、貫通穴２３ａが形成されている。貫通穴２３ａは、厚さ方向に沿って前蓋２３を貫通している。貫通穴２３ａを介して、ハウジング２０の内部は、ハウジング２０の外部と連通している。

回転軸１０は、第１端１０ａ側から貫通穴２３ａを通ってハウジング２０内に挿入されている。このことを別の観点から言えば、回転軸１０は、第１端１０ａがハウジング２０内に位置するように、ハウジング２０に収納されている。第１端１０ａは、後蓋２２の近傍に位置している。第２端１０ｂは、ハウジング２０の外部に位置している。

スリーブ３０ａ及びスリーブ３０ｂは、軸方向に直交する断面視において、円環状になっている。スリーブ３０ａ及びスリーブ３０ｂは、ハウジング２０内に収納されている回転軸１０の部分に取り付けられている。スリーブ３０ａ及びスリーブ３０ｂは、軸方向において互いに離間している。スリーブ３０ｂは、スリーブ３０ａよりも第１端１０ａから離れた位置にある。

転がり軸受４０ａ及び転がり軸受４０ｂは、ハウジング２０内において、中心軸Ａ回りに回転可能に回転軸１０を支持している。転がり軸受４０ａ及び転がり軸受４０ｂは、例えば玉軸受である。転がり軸受４０ａ及び転がり軸受４０ｂの各々は、内輪４１と、外輪４２と、複数の転動体４３と、保持器４４とを有している。

内輪４１は、軸方向に直交する断面視において、円環状である。内輪４１は、その内周面において、回転軸１０に嵌め合わされている。外輪４２は、軸方向に直交する断面視において、円環状である。外輪４２は、その外周面において、ハウジング２０に取り付けられている。外輪４２は、径方向において内輪４１と対向するように、内輪４１の径方向外側に配置されている。転動体４３は、球状である。転動体４３は、内輪４１と外輪４２との間に配置されている。保持器４４は、周方向において隣り合う２つの転動体４３の間の間隔が一定範囲内となるように、複数の転動体４３を保持している。

転がり軸受４０ａは、第１端１０ａ側にある回転軸１０の端部を支持している。転がり軸受４０ｂは、第１端１０ａから離れた位置にある回転軸１０の部分を支持している。転がり軸受４０ａの外輪４２は、後蓋２２に取り付けられている。転がり軸受４０ｂの外輪４２は、前蓋２３に取り付けられている。転がり軸受４０ａは、第１端１０ａ側からスリーブ３０ａに接触している。転がり軸受４０ｂは、第２端１０ｂ側からスリーブ３０ｂに接触している。

弾性部材５０は、例えば、ウェーブワッシャである。弾性部材５０は、転がり軸受４０ｂを軸方向に沿ってスリーブ３０ｂに向かって押圧している。このことを別の観点から言えば、弾性部材５０は、軸方向に沿って転がり軸受４０ｂを第１端１０ａ側に向かって押圧している。このようにして、転がり軸受４０ｂは予圧されている。弾性部材５０は、軸方向において前蓋２３と転がり軸受４０ｂとの間に挟み込まれている。

モータロータ６０は、軸方向に直交する断面視において、円環状になっている。モータロータ６０は、ハウジング２０内に収納されている回転軸１０の部分に取り付けられている。より具体的には、モータロータ６０は、軸方向においてスリーブ３０ａとスリーブ３０ｂとにより挟み込まれている。モータロータ６０は、マグネットである。

モータステータ７０は、ハウジング２０内に収納されている。より具体的には、モータステータ７０は、ハウジング２０（モータハウジング２１）の内壁面に取り付けられている。モータステータ７０は、径方向において、モータロータ６０と間隔を空けて対向配置されている。モータステータ７０は、ステータコアと、ステータコアに巻回されているコイルとを有している。モータステータ７０のコイルに給電が行われることにより、モータロータ６０に対する回転力が発生し、回転軸１０が中心軸Ａ回りに回転する。

磁気リング８０は、スリーブ３０ｂに取り付けられている。これにより、磁気リング８０は、回転軸１０とともに、中心軸Ａ回りに回転する。磁気リング８０は、例えば、芯金８１と、磁性ゴム８２とを有している。

芯金８１は、例えば、金属製の薄板状の素形材をプレス加工することにより形成されている。芯金８１は、例えば、低炭素鋼製の冷間圧延鋼板、フェライト系ステンレス鋼板等の透磁率の高い材料により形成されている。芯金８１は、その内周面側においてスリーブ３０ｂに取り付けられている。

磁性ゴム８２は、磁性粉が混合されたゴムにより形成されている。磁性ゴム８２に混合されている磁性粉には、例えば、酸化鉄、バリウム及びストロンチウムを含むフェライト系の磁性粉が用いられる。磁性ゴム８２に混合されている磁性粉には、サマリウム、鉄及び窒素を含むサマリウム鉄窒素系磁性粉が用いられてもよい。

磁性ゴム８２に用いられるゴムには、例えば、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合体であるニトリルゴム（ＮＢＲ）、ニトリルゴムに水素を添加した水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、フッ化ビニリデン系のフッ素ゴム（ＦＫＭ）等が用いられる。磁性ゴム８２は、芯金８１の外周面上に配置されている。磁性ゴム８２は、例えば、芯金８１と一体成形されている。この一体成形は、例えば、外周面に接着剤が塗布された芯金８１とともに磁性ゴム８２を加硫成形することにより行われる。

図２は、磁気リング８０の模式的な正面図である。図３は、図２中の領域ＩＩＩにおける拡大図である。図２及び図３に示されるように、磁気リング８０（磁性ゴム８２）は、軸方向において、第１トラック８２ａと第２トラック８２ｂとに分割されている。第１トラック８２ａと第２トラック８２ｂとの境界に平行であり、かつ当該境界を通る直線が、磁気リング８０の中心線Ｌ１である。

第１トラック８２ａ及び第２トラック８２ｂには、Ｎ極及びＳ極が、周方向に沿って交互に着磁されている。第１トラック８２ａに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数は、第２トラック８２ｂに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数は異なっている。すなわち、第１トラック８２ａに着磁されている磁極と第２トラック８２ｂに着磁されている磁極との間の位相差は、周方向に沿って変化しており、周方向に沿って１周回ることにより元に戻る。好ましくは、第１トラック８２ａに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数と第２トラック８２ｂに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数との差は、１である。

図１に示されるように、磁気センサ９０は、ハウジング２０内に収納されている。磁気センサ９０は、径方向において、磁気リング８０と間隔を空けて対向配置されている。磁気センサ９０は、例えば、基板９１に表面実装されている。基板９１は、例えば、ガラスエポキシ製の基材上に配線が形成されている回路基板である。基板９１には、外部からの電気ノイズ及び磁気ノイズに対する保護回路（図示せず）が実装されていてもよい。基板９１は、例えば、モータハウジング２１の内壁面に取り付けられている。

回転軸１０は、回転に伴う発熱（転がり軸受４０ａ及び転がり軸受４０ｂの内部発熱、モータロータ６０の発熱等）による軸方向の膨張や第２端１０ｂ側に取り付けられる歯車等の外部負荷により、使用中に、第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変位することがある。図４は、第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って回転軸１０が変位した際の回転機構１００の断面図である。図４に示されるように、回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変位することにより、弾性部材５０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に変形する。第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向における弾性部材５０の変形量の最大値を、変形量Ｄとする。変形量Ｄは、第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向における回転軸１０の変位量の最大値に対応している。

第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向における弾性部材５０の変形量は、間隔ＳＰ１と間隔ＳＰ２との差である。ここで、間隔ＳＰ１は回転軸１０の変位前の転がり軸受４０ｂと前蓋２３との間の軸方向における間隔であり、間隔ＳＰ２は回転軸１０の変位後の転がり軸受４０ｂと前蓋２３との間の軸方向における間隔である。

磁気センサ９０の中心線を、中心線Ｌ２とする。中心線Ｌ２は、磁気センサ９０の軸方向における一方端と磁気センサ９０の軸方向における他方端との中点を通り、かつ中心軸Ａに直交する直線である。図５に示されるように、中心線Ｌ１は、軸方向において中心線Ｌ２よりも第１端１０ａ側にある。軸方向における中心線Ｌ１と中心線Ｌ２との間の距離を、距離ＤＩＳ１とする。好ましくは、距離ＤＩＳ１は、変形量Ｄの０．５倍である。

図５は、図１中の領域Ｖにおける拡大図である。図６は、図４中の領域ＶＩにおける拡大図である。図５及び図６に示されるように、磁気センサ９０は、軸方向において、第１トラック検出部９０ａと、第２トラック検出部９０ｂとに分割されている。

第１トラック検出部９０ａは、径方向において少なくとも部分的に第１トラック８２ａと対向していることにより、第１トラック８２ａに着磁されている磁極からの磁界の変化を検出する可能である。第２トラック検出部９０ｂは、径方向において少なくとも部分的に第２トラック８２ｂに対向していることにより、第２トラック８２ｂに着磁されている磁極からの磁界の変化を検出する可能である。

磁気センサ９０は、第１トラック検出部９０ａにより検出される第１トラック８２ａに着磁されている磁極の位相と第２トラック検出部９０ｂにより検出される第２トラック８２ｂに着磁されている磁極の位相との間のずれ（図３参照）に基づいて、磁気リング８０（回転軸１０）の回転角度の絶対値を検出することができる。また、磁気センサ９０は、第１トラック検出部９０ａ上を通過した際に検出される第１トラック８２ａに着磁されている磁極の変化を電気信号に変換することにより、磁気リング８０（回転軸１０）の回転角度の相対値を検出することができるように構成されていてもよい。

磁気センサ９０は、第１トラック８２ａ（第２トラック８２ｂ）に着磁されている１つのＮ極及びＳ極の組が第１トラック検出部９０ａ（第２トラック検出部９０ｂ）上を通過した際に、内部で、出力される出力信号を複数の部分に電気的に分割可能であることが好ましい。この場合、第１トラック８２ａに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数を３２、第２トラック８２ｂに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数を３１とすると、磁気センサ９０の内部において第１トラック検出部９０ａの電気信号を例えば１０分割（１０逓倍）することにより、３６０／３２０＝１．１２５°の角度分解能が得られる。

磁気センサ９０は、好ましくは、磁気リング８０（磁性ゴム８２）に対する着磁誤差、磁気リング８０の取り付け位置のずれに起因した磁気リング８０（回転軸１０）の回転角度の誤差を、磁気センサ９０の内部において電気的に補正できるように構成されている。図７は、回転軸１０の回転角度の誤差の補正方法を説明する模式的なグラフである。図７に示されるように、この補正は、図１に示されるように回転軸１０に磁気リング８０を取り付け、磁気センサ９０（基板９１に実装）をハウジング２０に取り付けた状態で、回転軸１０を回転させながら回転軸１０の回転角度に対する磁気センサ９０内部の電気信号の直線性を良くすることにより行われる。この補正は、磁気センサ９０内部で電気的に行うことが好ましい。

第１トラック検出部９０ａの検出中心線を、検出中心線Ｌ３とする。第２トラック検出部の検出中心線を、検出中心線Ｌ４とする。軸方向における中心線Ｌ１と検出中心線Ｌ３との間の距離を、距離ＤＩＳ２とする。第２トラック８２ｂの第１端１０ａ側の端と検出中心線Ｌ４との間の軸方向における距離を、距離ＤＩＳ３とする。

第１トラック８２ａに着磁されている磁極からの磁力線（点線参照）及び検出中心線Ｌ３が交わる点と第１トラック８２ａの表面との間の径方向における距離を、距離ＤＩＳ４とする。第２トラック８２ｂに着磁されている磁極からの磁力線（点線参照）及び検出中心線Ｌ４が交わる点と第２トラック８２ｂの表面との間の径方向における距離を、距離ＤＩＳ５とする。

（実施形態に係る回転機構の効果）
以下に、回転機構１００の効果を、比較例に係る回転機構（「回転機構１００Ａ」とする）と対比しながら説明する。

図８は、回転機構１００Ａの断面図である。図８に示されるように、回転機構１００Ａは、回転軸１０と、ハウジング２０と、スリーブ３０ａ及びスリーブ３０ｂと、転がり軸受４０ａ及び転がり軸受４０ｂと、弾性部材５０と、モータロータ６０と、モータステータ７０と、磁気リング８０と、磁気センサ９０とを有している。この点に関して、回転機構１００Ａの構成は、回転機構１００の構成と共通している。

回転機構１００Ａでは、軸方向において、中心線Ｌ１の位置及び中心線Ｌ２の位置が一致している。この点に関して、回転機構１００Ａの構成は、回転機構１００の構成と異なっている。

図９は、第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って回転軸１０が変位した際の回転機構１００Ａの断面図である。図１０は、図９中の領域Ｘにおける拡大図である。図９及び図１０に示されるように、回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変位した際には、軸方向における中心線Ｌ１と中心線Ｌ２との間の位置ずれが大きくなる。その結果、回転機構１００Ａでは、回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変位した際に磁気センサ９０による回転軸１０の回転角度の検出精度が低下してしまう。

他方で、回転機構１００では、図１に示されている状態において、中心線Ｌ１が、軸方向において中心線Ｌ２よりも第１端１０ａ側にある。そのため、回転機構１００では、図４に示されるように回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変位した際に、軸方向における中心線Ｌ１と中心線Ｌ２との間の位置ずれが抑制される。このように、回転機構１００によると、回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変位した際に磁気センサ９０による回転軸１０の回転角度の検出精度が低下してしまうことを抑制できる。

上記のことを、より具体的に説明する。回転機構１００Ａでは、回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変形量Ｄだけ変位した際、中心線Ｌ１は、軸方向において変形量Ｄだけ第２端１０ｂ側にずれた位置にある（図９中に示されている距離ＤＩＳ１は、図８に示されている状態から変形量Ｄだけ増加する）。

他方で、回転機構１００では、中心線Ｌ１が変形量Ｄの０．５倍だけ中心線Ｌ２よりも第１端１０ａ側にあるとすると、回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変形量Ｄだけ変位した際、中心線Ｌ１は、軸方向において変形量Ｄの０．５倍だけ第２端１０ｂ側にずれた位置にある。このように、回転機構１００によると、回転軸１０が第１端１０ａから第２端１０ｂに向かう方向に沿って変位した際の軸方向における中心線Ｌ１と中心線Ｌ２との間の位置ずれ量の最大値が小さくなる。

また、図５に示されている状態（すなわち、回転軸１０が第２端１０ｂ側に変位していない状態）の回転機構１００では、中心線Ｌ１が軸方向において中心線Ｌ２よりも第１端１０ａ側にある。そのため、図６に示されている状態（すなわち、回転軸１０が第２端１０ｂ側に変位した状態）の回転機構１００では、図１０に示されている状態（すなわち、回転軸１０が第２端１０ｂ側に変位した状態）の回転機構１００Ａと比較して、距離ＤＩＳ２、距離ＤＩＳ３、距離ＤＩＳ４及び距離ＤＩＳ５が大きくなる。このように、回転機構１００によると、磁気センサ９０による磁界の検出が、回転機構１００Ａと比較してより安定することになる。

（実施例）
図１１は、回転軸１０に変位が加わっていない状態での回転機構１００Ａにおける回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。図１２は、回転軸１０に第２端１０ｂ側への変位が加わった状態での回転機構１００Ａにおける回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。図１３は、回転軸１０に変位が加わっていない状態での回転機構１００における回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。図１４は、回転軸１０に第２端１０ｂ側への変位が加わった状態での回転機構１００における回転軸１０の回転角度と角度誤差の指標との関係を示すグラフである。図１１から図１４には、回転軸１０が１回転する間の角度誤差の指標の変化が示されている。

図１１から図１４の縦軸の値の理想値は、０である。すなわち、図１１から図１４の縦軸の値が０である場合、軸方向において磁気リング８０及び磁気センサ９０が理想的な位置関係にあることになる。図１１から図１４の縦軸の値がプラスの値又はマイナスの値になっている場合、軸方向において磁気リング８０及び磁気センサ９０が理想的な位置からずれていることになる。図１１から図１４には、回転軸１０の回転角度の誤差補正が行われる前後における波形が示されている。なお、この誤差補正は、回転機構１００及び回転機構１００Ａの駆動開始前に行われる。すなわち、回転軸１０が変位した後に再度の誤差補正は行われない。回転軸１０には、第２端１０ｂ側に向かって変形量Ｄに等しい変位が加えられる。回転機構１００では、回転軸１０に変位が加わる前の状態における距離ＤＩＳ１が、変形量Ｄの０．５倍とされている。

図１１に示されるように、回転機構１００Ａでは、回転軸１０の回転角度の誤差補正が行われる前において波形がプラス側にオフセットしていたが、回転軸１０の回転角度の誤差補正が行われることにより波形が理想値に近づいている。しかしながら、図１２に示されるように、回転機構１００Ａでは、回転軸１０に変形量Ｄだけ第２端１０ｂ側への変位が加わることにより、波形に大きなうねりが生じ、誤差補正が行われていても回転軸１０の回転角度の誤差が許容範囲から逸脱している。この波形のうねりは、距離ＤＩＳ２、距離ＤＩＳ３、距離ＤＩＳ４及び距離ＤＩＳ４の減少に起因する。

回転機構１００では、中心線Ｌ１が中心線Ｌ２よりも変形量Ｄの０．５倍だけ第１端１０ａ側にずれるように磁気リング８０が回転軸１０に取り付けられている。そのため、図１３に示されるように、回転軸１０の回転角度の誤差補正が行われる前において波形がプラス側にオフセットしていたが、回転軸１０の回転角度の誤差補正が行われることにより波形が理想値に近づいている。なお、図１３に示されている波形は、図１１に示されている波形と比較してややプラス側にオフセットしているが、許容範囲内にある。

回転機構１００では、中心線Ｌ１が中心線Ｌ２よりも変形量Ｄの０．５倍だけ第１端１０ａ側にずれるように磁気リング８０が回転軸１０に取り付けられている。そのため、回転機構１００では、変形量Ｄだけ第２端１０ｂ側への変位が加わった際、図１４に示されているように、波形がややマイナス側にオフセットしているが、許容範囲内に収まる。このように、あらかじめ中心線Ｌ１が中心線Ｌ２よりも変形量Ｄの０．５倍だけ第１端１０ａ側にずれるように磁気リング８０が回転軸１０に取り付けられることで、回転軸１０に変形量Ｄだけ第２端１０ｂ側に変位が加わっても、変位後のオフセットはり装置をまたいで逆側にオフセットし、回転軸１０の変位前と同程度のオフセット量となる。また、回転機構１００では、回転機構１００Ａのように波形に大きなうねりは発生しない。

（変形例）
上記においては、磁気リング８０がスリーブ３０ｂに取り付けられる例を説明したが、磁気リング８０は、転がり軸受４０ｂの内輪４１に取り付けられてもよい。また、上記においては、内輪４１が回転する例を説明したが、回転機構１００は、外輪４２が回転するような構成であってもよい。

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

１０ 回転軸、１０ａ 第１端、１０ｂ 第２端、Ａ 中心軸、２０ ハウジング、２１ モータハウジング、２１ａ 第１端、２１ｂ 第２端、２２ 後蓋、２３ 前蓋、２３ａ 貫通穴、３０ａ スリーブ、３０ｂ スリーブ、４０ａ 転がり軸受、４０ｂ 転がり軸受、４１ 内輪、４２ 外輪、４３ 転動体、４４ 保持器、５０ 弾性部材、６０ モータロータ、７０ モータステータ、８０ 磁気リング、８１ 芯金、８２ 磁性ゴム、８２ａ 第１トラック、８２ｂ 第２トラック、９０ 磁気センサ、９０ａ 第１トラック検出部、９０ｂ 第２トラック検出部、９１ 基板、１００，１００Ａ 回転機構、Ｄ 変形量、ＤＩＳ１，ＤＩＳ２，ＤＩＳ３，ＤＩＳ４，ＤＩＳ５ 距離、Ｌ１，Ｌ２ 中心線、Ｌ３，Ｌ４ 検出中心線、ＳＰ１，ＳＰ２ 間隔。

Claims (6)

1. ハウジングと、回転軸と、転がり軸受と、弾性部材と、磁気リングと、磁気センサとを備え、
   前記回転軸は、前記回転軸の中心軸に平行な軸方向において第１端及び前記第１端の反対側の端である第２端を有し、かつ前記第１端が前記ハウジング内に位置するように前記ハウジング内に収納されており、
   前記転がり軸受は、前記回転軸を前記ハウジング内において前記中心軸回りに回転可能に支持しており、
   前記弾性部材は、前記軸方向に沿って前記転がり軸受を前記第１端側に向かって押圧しており、
   前記磁気リングは、前記回転軸とともに前記中心軸回りに回転し、
   前記磁気センサは、前記中心軸に直交しており、かつ前記中心軸を通る径方向において前記磁気リングと対向配置するように前記ハウジング内に収納されており、
   前記磁気リングの中心線である第１中心線は、前記軸方向において、前記磁気センサの中心線である第２中心線よりも前記第１端側にある、回転機構。
2. 前記磁気リングは、前記軸方向において、第１トラック及び第２トラックに分割されており、
   前記第１トラック及び前記第２トラックには、Ｎ極及びＳ極が前記中心軸を中心とする円周に沿う周方向において交互に着磁されており、
   前記第１トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数は、前記第２トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数と異なっている、請求項１に記載の回転機構。
3. 前記第１トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の組の数と前記第２トラックに着磁されているＮ極及びＳ極の数との差は、１である、請求項２に記載の回転機構。
4. 前記第１中心線と前記第２中心線との間の前記軸方向における距離は、前記第１端から前記第２端に向かう方向における前記弾性部材の変形量の最大値の０．５倍である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の回転機構。
5. 前記弾性部材は、ウェーブワッシャである、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の回転機構。
6. 前記磁気センサは、前記回転軸の回転角の絶対値及び相対値のいずれかを選択的に出力可能に構成されている、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の回転機構。

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