JP5889144B2 - 回転検出装置 - Google Patents

回転検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5889144B2
JP5889144B2 JP2012193706A JP2012193706A JP5889144B2 JP 5889144 B2 JP5889144 B2 JP 5889144B2 JP 2012193706 A JP2012193706 A JP 2012193706A JP 2012193706 A JP2012193706 A JP 2012193706A JP 5889144 B2 JP5889144 B2 JP 5889144B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
magnetic
support
detection unit
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012193706A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014048250A (ja
Inventor
昌二 小山
昌二 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hirose Electric Co Ltd
Original Assignee
Hirose Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hirose Electric Co Ltd filed Critical Hirose Electric Co Ltd
Priority to JP2012193706A priority Critical patent/JP5889144B2/ja
Priority to EP13004321.9A priority patent/EP2703784B1/en
Priority to CN201310394827.0A priority patent/CN103675339B/zh
Priority to US14/016,638 priority patent/US9052185B2/en
Publication of JP2014048250A publication Critical patent/JP2014048250A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5889144B2 publication Critical patent/JP5889144B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2013Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

本発明は、磁気を用いて被検出物の回転を検出する回転検出装置に関する。
例えば、特許文献1の図7に記載された回転検出装置(回転検知用の磁気センサ)は、大バルクハウゼンジャンプを起こし得るワイヤ状磁性素子(10)の周りに検出コイル(11)を巻回してなる検出素子を設け、被検出物に接続される回転中心軸(21)を有するドラム状基体(20)に、極性を交互に変えた複数の永久磁石(31ないし36)を等間隔に並べて配置することにより構成されている。この回転検出装置において、ドラム状基体(20)が回転すると、永久磁石(31ないし36)がワイヤ状磁性素子(10)の近傍を順次通過し、これにより、ワイヤ状磁性素子(10)に交番磁界が付与される。この結果、ワイヤ状磁性素子の磁化の方向が順次切り換えられ、ドラム状基体(20)の回転状態を示すパルス信号が検出コイル(11)から出力される。
ところが、特許文献1の図7に記載された回転検出装置では、ワイヤ状磁性素子(10)が、ドラム状基体(20)の回転軸と平行な方向に伸長している。このため、当該回転検出装置の回転軸方向の寸法が大きくなってしまうという不都合がある。
これに対し、下記の特許文献2の図1に記載されている回転検出装置(回転センサ)は、バルクハウゼン効果を有するアモルファス磁性体製の鉄芯(21)にコイル線(22)を巻回することにより形成されたセンサコイル(2)と、所定の回転方向に回転する回転板(200)に取り付けられた永久磁石(1)とを備え、センサコイル(2)は、鉄芯(21)の軸方向が回転板(200)の回転方向の接線方向と平行となるように配置されている。したがって、特許文献2の図1に記載されている回転検出装置によれば、特許文献1の図7に記載されている回転検出装置よりも、回転軸方向の寸法を小さくすることができる。
特開2001−194182号公報 特開2000−161989号公報
しかしながら、特許文献2の図1に記載されているように、永久磁石(1)が取り付けられた回転板(200)の回転方向の接線方向と鉄芯(21)(磁性素子)の長さ方向とが平行となるようにセンサコイル(2)(磁界検出部)を配置した回転検出装置には、次のような問題が生じ得る。
例えば、特許文献2の図2(a)に記載されているように、回転板(200)の回転により、N極の永久磁石(1)と、センサコイル(2)の一端(2a)側とが互いに接近したときには、永久磁石(1)により形成された磁界が、センサコイル(2)の一端(2a)側から他端(2b)側に向かって鉄芯(21)を通過するので、鉄芯(21)は一の方向に磁化される。また、特許文献2の図2(b)に記載されているように、回転板(200)の回転により、N極の永久磁石(1)と、センサコイル(2)の他端(2b)側とが互いに接近したときには、永久磁石(1)により形成された磁界が、センサコイル(2)の他端(2b)側から一端(2a)側に向かって鉄芯(21)を通過するので、鉄芯(21)は上記一の方向とは反対の方向に磁化される。そして、鉄芯(21)の磁化の方向の変化に応じたパルス信号がセンサコイル(2)のコイル線(22)から出力される。
このように、回転板(200)が回転する間、永久磁石(1)とセンサコイル(2)の一端(2a)側とが互いに接近した場合と、永久磁石(1)とセンサコイル(2)の他端(2b)側とが互いに接近した場合に限り、鉄芯(21)の磁化の方向が変化するのであれば、回転板(200)の回転状態を精度良く検出することができる。ところが、これら以外の場合に鉄芯(21)の磁化の方向が変化することがある。
すなわち、回転板(200)の回転により、永久磁石(1)とセンサコイル(2)の長さ方向中間部とが互いに接近したとき、鉄芯(21)の磁化の状態が不安定になり、鉄芯(21)の磁化の方向が変化することがある。この磁化方向の変化は、永久磁石(1)とセンサコイル(2)の長さ方向中間部とが互いに接近したときに常に生じるのではなく、生じるときと生じないときがあり、この磁化方向の変化が生じるか否かを予測することは困難である。
このような鉄芯(21)の磁化方向の予測困難な変化が生じる原因は、永久磁石(1)により鉄芯(21)に付与される磁界の方向が、鉄芯(21)の中間部から一端部にかけての部分と中間部から他端部にかけての部分とで異なるからであると考えられる。鉄芯(21)に付与される磁界の方向が、鉄芯(21)の中間部から一端部にかけての部分と中間部から他端部にかけての部分とで異なると、鉄芯(21)において磁化の方向が部分的に変化することとなる。このため、コイル線(22)から出力されるパルス信号の出力レベルが低くなる。また、大バルクハウゼン効果の発現が不確定的になるため、パルス信号の出力レベルにばらつきが生じる。このような低くばらついたパルス信号を後段の検出回路で正確に検出することは困難であり、結果的に、鉄芯(21)における磁化の方向の変化を正確に把握することができない。
このように磁化の方向の予測困難な変化が生じると、回転板(200)の回転状態を精度良く検出することが困難になる。
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、磁界検出部を構成する磁性素子の磁化の方向の予測困難な変化を防止して被検出物の回転の検出精度を良くすることができると共に、回転軸方向の寸法の小さい回転検出装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の第1の回転検出装置は、軸線の周囲に前記軸線方向に互いに離間して設けられ、いずれか一方が前記軸線を回転軸として回転する第1の支持体および第2の支持体と、前記第1の支持体に固定され、前記第2の支持体に臨み、前記軸線の周囲に周方向にそれぞれ離間して配置され、極性が互いに異なり、前記第1の支持体と前記第2の支持体との間の領域に磁界を形成する少なくとも一対の磁界形成部と、長さ方向において磁化の方向が変化する棒状、ワイヤ状または長板状の磁性素子にコイルを巻回することにより形成され、前記第2の支持体に固定され、前記第1の支持体に臨み、前記軸線上の点を中心とし前記少なくとも一対の磁界形成部のそれぞれと重なり合う円周の接線と前記磁性素子の長さ方向とが平行となるように配置され、前記磁界形成部により形成された磁界を検出する少なくとも1つの磁界検出部と、磁性材料により形成され、前記第2の支持体に固定され、前記磁界検出部の長さ方向一端部において前記第1の支持体に臨む部分を覆う第1の磁性部材と、磁性材料により形成され、前記第2の支持体に固定され、前記磁界検出部の長さ方向他端部において前記第1の支持体に臨む部分を覆う第2の磁性部材とを備え、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材とは、前記磁界検出部の長さ方向中間部に向けて互いに接近する方向に伸長し、前記磁界検出部の長さ方向中間部において間隙を介して互いに対向していることを特徴とする。
本発明の第1の回転検出装置において、第1の支持体には、例えば、N極の第1の磁界形成部とS極の第2の磁界形成部とが軸線の周囲に周方向にそれぞれ離間して配置されている。これにより、第1の支持体と第2の支持体との間の領域には、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界が形成される。第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方が回転すると、相対的にみて、磁界検出部は、このような磁界が形成された領域中を周方向に移動する。
第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方の回転により、第1の磁界形成部と磁界検出部の長さ方向一端部とが互いに接近し、かつ第2の磁界形成部と磁界検出部の長さ方向他端部とが互いに接近すると、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界により、磁界検出部の磁性素子がその一端部から他端部に向いた方向に磁化される。また、第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方の回転により、第1の磁界形成部と磁界検出部の長さ方向他端部とが互いに接近し、かつ第2の磁界形成部と磁界検出部の長さ方向一端部とが互いに接近すると、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界により、磁界検出部の磁性素子がその他端部から一端部に向いた方向に磁化される。このように、第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方が回転するのに伴って磁性素子の磁化の方向が変化するので、磁性素子の磁化の方向の変化に基づき、第1の支持体または第2の支持体の回転状態を検出することができる。
ここで、磁界検出部の長さ方向一端部は第1の磁性部材により覆われ、長さ方向他端部は第2の磁性部材により覆われている。また、第1の磁性部材と第2の磁性部材とは磁界検出部の長さ方向中間部において互いに接近しているものの、互いに接触はしていない。このような第1の磁性部材および第2の磁性部材により、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界が次のように誘導される。
第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方の回転により、第1の磁界形成部と磁界検出部の一端部とが互いに接近し、かつ第2の磁界形成部と磁界検出部の他端部とが互いに接近したとき、第1の磁界形成部と磁界検出部の一端部との間には第1の磁性部材が介在し、第2の磁界形成部と磁界検出部の他端部との間には第2の磁性部材が介在する。したがって、第1の磁界形成部および第2の磁界形成部により形成される磁束の大部分は、まず、第1の磁界形成部から、磁界検出部の一端部ではなく、第1の磁性部材に進入する。第1の磁性部材に進入した磁束は、第2の磁性部材側に向かって第1の磁性部材中を進行する。磁界検出部の長さ方向中間部において第1の磁性部材と第2の磁性部材とは互いに離れているので、第1の磁性部材中を進行した磁束は、第2の磁性部材に接近するも、第2の磁性部材へは直接進入せず、磁界検出部の中間部においてやや一端部寄りの部分に進入する。磁界検出部の中間部においてやや一端部寄りの部分に進入した磁束は、磁界検出部中をその他端側へ向かって進行し、磁界検出部の長さ方向のちょうど中間を通過し、磁界検出部の中間部においてやや他端部寄りの部分に到達する。磁界検出部の中間部においてやや他端部寄りの部分に到達した磁束は、磁界検出部から離脱して第2の磁性部材に進入する。第2の磁性部材に進入した磁束は、第2の磁界形成部に向かって第2の磁性部材中を進行し、そして、この磁束は第2の磁性部材から第2の磁界形成部に到達する。
一方、第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方の回転により、第1の磁界形成部と磁界検出部の他端部とが互いに接近し、かつ第2の磁界形成部と磁界検出部の一端部とが互いに接近したときには、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界は、上述した磁界の経路と同様の経路を逆方向に辿る。すなわち、第1の磁界形成部および第2の磁界形成部により形成される磁束の大部分は、第1の磁界形成部から、第2の磁性部材、磁界検出部の中間部および第1の磁性部材を順次進行して第2の磁界形成部に到達する。
このように第1の磁性部材および第2の磁性部材によって磁界が誘導されることにより、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁束の大部分は、磁界検出部のうち、その中間部を通過する。この結果、第1の磁界形成部と磁界検出部の一端部(または他端部)とが互いに接近し、かつ第2の磁界形成部と磁界検出部の他端部(または一端部)とが互いに接近すると、磁界検出部の中間部の磁束密度が高くなる。一方、第1の磁界形成部および第2の磁界形成部が磁界検出部の一端部および他端部からそれぞれ離れると、磁界検出部の中間部の磁束密度が低くなる。これに対し、第1の磁界形成部および第2の磁界形成部が磁界検出部のそれぞれの端部に接近するか、離れるかにかかわらず、磁界検出部の一端部および他端部の磁束密度の変化は、磁界検出部の中間部の磁束密度の変化と比較して大幅に小さい。したがって、第1の磁界形成部と磁界検出部の一端部(または他端部)とが互いに接近し、かつ第2の磁界形成部と磁界検出部の他端部(または一端部)とが互いに接近した場合に限り磁性素子の磁化方向を変化させることができ、それ以外の場合に磁性素子の磁化方向の変化が生じることを防止することができる。
よって、磁界検出部を構成する磁性素子の磁化の方向の予測困難な変化を防止して被検出物の回転の検出精度を良くすることができる。
上記課題を解決するために、本発明の第2の回転検出装置は、上述した本発明の第1の回転検出装置において、前記第1の磁性部材は、前記磁界検出部の長さ方向一端部に対応する位置から前記第2の支持体の内周側および外周側に向けてそれぞれ拡がり、前記第2の支持体において前記磁界検出部の長さ方向一端部よりも内周側および外周側の領域をそれぞれ覆い、前記第2の磁性部材は、前記磁界検出部の長さ方向他端部に対応する位置から前記第2の支持体の内周側および外周側に向けてそれぞれ拡がり、前記第2の支持体において前記磁界検出部の長さ方向他端部よりも内周側および外周側の領域をそれぞれ覆っていることを特徴とする。
本発明の第2の回転検出装置によれば、第1の磁性部材が、磁界検出部の一端部を含む広い領域を覆っており、第2の磁性部材が、磁界検出部の他端部を含む広い領域を覆っている。したがって、第1および第2の磁界形成部が磁界検出部の両端部にそれぞれ接近しているときには、磁界形成部により形成された磁界を磁界検出部の中間部に誘導する効果を高めることができ、一方、第1または第2の磁界形成部が磁界検出部の端部に接近していないときには、磁界形成部により形成された磁界が磁界検出部に進入することを防止することができる。したがって、磁界検出部を構成する磁性素子の磁化の方向の予測困難な変化を防止することができる。
上記課題を解決するために、本発明の第3の回転検出装置は、上述した本発明の第1または第2の回転検出装置において、前記磁界検出部の長さ方向中間部に対応する位置において互いに対向している前記第1の磁性部材の端面および前記第2の磁性部材の端面は、前記軸線に対して垂直でかつ前記磁界検出部の長さ方向に対して垂直な方向にそれぞれ伸長していることを特徴とする。
本発明の第3の回転検出装置によれば、第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方の回転により、第1および第2の磁界形成部が磁界検出部の一端部および他端部にそれぞれ接近したとき、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界の拡散を抑制し、当該磁界を磁界検出部の長さ方向と平行な方向に進行させることができる。特に、磁界検出部の長さ方向中間部に対応する位置において第2の磁性部材の端面と対向している第1の磁性部材の端面から第1の磁性部材の外部に向かって磁界が進行するとき、あるいは、磁界検出部の長さ方向中間部に対応する位置において第1の磁性部材の端面と対向している第2の磁性部材の端面から第2の磁性部材の外部に向かって磁界が進行するとき、磁界の拡散を抑制することができる。これにより、磁界検出部の中間部を磁束密度の高い安定した状態にすることができる。したがって、各磁界形成部と磁界検出部の端部との接近、離間によって生じる、磁界検出部の中間部の磁束密度の変化を大きくし、かつ安定化させることができる。
上記課題を解決するために、本発明の第4の回転検出装置は、本発明の第1ないし第3のいずれかの回転検出装置において、前記第1の磁性部材において前記軸線側に向いた端面は、前記磁界検出部の長さ方向と平行な方向に伸長し、前記第2の磁性部材において前記軸線側に向いた端面は、前記磁界検出部の長さ方向と平行な方向に伸長していることを特徴とする。
本発明の第4の回転検出装置によれば、第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方の回転により、第1および第2の磁界形成部が磁界検出部の一端部および他端部にそれぞれ接近したとき、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界の拡散を抑制し、当該磁界を磁界検出部の長さ方向と平行な方向に進行させることができる。特に、第1または第2の磁性部材において軸線側に向いた端面から磁界がその外部へ拡散することを抑制することができる。これにより、磁界検出部の中間部を磁束密度の高い安定した状態にすることができる。したがって、各磁界形成部と磁界検出部の端部との接近、離間によって生じる、磁界検出部の中間部の磁束密度の変化を大きくし、かつ安定化させることができる。
上記課題を解決するために、本発明の第5の回転検出装置は、本発明の第1ないし第4のいずれかの回転検出装置において、前記第1の磁性部材は前記磁界検出部の長さ方向一端部の端面を覆い、前記第2の磁性部材は前記磁界検出部の長さ方向他端部の端面を覆うことを特徴とする。
本発明の第5の回転検出装置によれば、第1および第2の磁界形成部が磁界検出部の両端部にそれぞれ接近しているときには、これら一対の磁界形成部により形成された磁界を、磁界検出部の中間部だけでなく、磁界検出部の一端部および他端部にも誘導することができる。これにより、磁界検出部の中間部だけでなく両端部の磁束密度をも高めることができ、磁界検出部全体の磁化の方向を、一対の磁界形成部により形成された磁界の方向と一致するように揃えることができる。したがって、コイルから出力される電気信号(検出信号)の出力レベルを大きくすることができ、磁界検出部を構成する磁性素子の磁化方向の変化を高精度に検出することが可能になる。一方、第1または第2の磁界形成部が磁界検出部の端部に接近していないときには、磁界形成部により形成された磁界が磁界検出部に進入することを防止することができる。したがって、磁界検出部を構成する磁性素子の磁化方向の予測困難な変化を防止することができる。
上記課題を解決するために、本発明の第6の回転検出装置は、上述した本発明の第1ないし第5の回転検出装置において、各磁界形成部は永久磁石であり、各磁界形成部の周方向または前記円周の接線方向の寸法は、前記磁界検出部の長さ方向中間部に対応する位置において互いに対向している前記第1の磁性部材の端面と前記第2の磁性部材の端面との間の距離よりも大きいことを特徴とする。
本発明の第6の回転検出装置によれば、第1の支持体および第2の支持体のいずれか一方の回転により、第1または第2の磁界形成部が磁界検出部の中間部に接近したとき、磁界形成部により形成された磁界が磁界検出部に進入することを抑制することができる。すなわち、各磁界形成部の周方向または前記円周の接線方向の寸法が、磁界検出部の長さ方向中間部に対応する位置において互いに対向している第1の磁性部材の端面と第2の磁性部材の端面との間の距離よりも大きいので、例えば、第1の磁界形成部が磁界検出部の中間部に接近したとき、第1の磁界形成部と磁界検出部の中間部との間の距離よりも、第1の磁界形成部と第1または第2の磁性部材との間の距離の方が近くなる。したがって、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界の大部分は、第1または第2の磁性部材に進入する。この結果、当該磁界は磁界検出部にはほとんど進入しない。同様に、第2の磁界形成部が磁界検出部の中間部に接近したときには、第1の磁界形成部から第2の磁界形成部に向かう磁界の大部分が、第1または第2の磁性部材に進入する。この結果、当該磁界は磁界検出部にはほとんど進入しない。したがって、第1または第2の磁界形成部が磁界検出部の中間部に接近したときに、磁界検出部を構成する磁性素子の磁化方向が変化することを防止することができる。
上記課題を解決するために、本発明の第7の回転検出装置は、上述した本発明の第1ないし第6のいずれかの回転検出装置において、前記磁性素子は大バルクハウゼン素子であることを特徴とする。
本発明の第7の回転検出装置によれば、第1および第2の磁界検出部により磁性素子に磁界が付与されると、磁性素子の磁化方向が急激に反転し、これにより生じる起電力により、鋭く立ち上がるパルス状の電気信号がコイルに流れる。したがって、磁性素子の磁化方向の変化に対応したパルス信号を検出信号として取得することができ、第1の支持体または第2の支持体の回転状態を高精度にまたは容易に検出することが可能になる。
上記課題を解決するために、本発明の第8の回転検出装置は、上述した第1ないし第7のいずれかの回転検出装置において、前記第2の支持体には前記軸線の全周を囲むように少なくとも3つの前記磁界検出部が設けられ、前記各磁界検出部に前記第1の磁性部材および前記第2の磁性部材が設けられ、前記複数の第1の磁性部材および前記複数の第2の磁性部材のうち周方向に互いに隣り合う各対の第1の磁性部材と第2の磁性部材とが互いに接近し、これにより形成された前記複数の第1の磁性部材および前記複数の第2の磁性部材の連続的な配列が、前記第2の支持体との間に前記各磁界検出部を介在させつつ、前記第2の支持体において前記第1の支持体に望む部分内の外周側を略全周に亘って覆っていることを特徴とする。
本発明の第8の回転検出装置によれば、複数の第1の磁性部材および複数の第2の磁性部材の連続的な配列によって第2の支持体において第1の支持体に望む部分の外周側を略全周に亘って覆うことにより、磁界形成部と磁界検出部との間に生じる磁力を抑え、または当該磁力を周方向に均一化することができ、これにより、第1の支持体または第2の支持体が回転する際にコギングの発生を抑えることができる。
本発明によれば、磁界検出部を構成する磁性素子の磁化の方向の予測困難な変化を防止して被検出物の回転の検出精度を良くすることができると共に、回転検出装置の回転軸方向の寸法を小さくすることができる。
本発明の実施形態による回転検出装置を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置の第1の支持体および磁石を図1中の矢示II−II方向から見た説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置の第2の支持体、磁界検出部および磁性部材を図1中の矢示III−III方向から見た説明図である。 図3中の構造体から磁性部材を取り除いた状態を示す説明図である。 図3中の第2の支持体の一部および磁界検出部等を拡大して示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置における磁界の経路を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置における磁界の経路を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において、1つの磁性素子の長さ方向の位置と当該磁性素子の磁束密度との関係を示す特性線図である。 比較例による回転検出装置において、1つの磁性素子の長さ方向の位置と当該磁性素子の磁束密度との関係を示す特性線図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において、磁性部材等を進行する磁界を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において、磁性部材の側板部を取り除いた変形例を示す説明図である。 図14中の回転検出装置において、1つの磁性素子の長さ方向の位置と当該磁性素子の磁束密度との関係を示す特性線図である。 本発明の回転検出装置の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において磁石の変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において第1の支持体および磁石の変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において第1の支持体および磁石のさらなる変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において、磁性部材の変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において、磁性部材の他の変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において、磁性部材のさらなる他の変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態による回転検出装置において、磁性部材のさらなる他の変形例を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施形態による回転検出装置を示している。図1において、本発明の実施形態による回転検出装置1は、被検出物の回転状態、例えば回転数および回転方向を検出することができる装置である。
回転検出装置1のハウジング2内には、第1の支持体11および第2の支持体12が収容されている。例えばハウジング2は有蓋円筒状に形成され、第1の支持体11および第2の支持体12はそれぞれ例えば円盤状に形成されている。ハウジング2内において、第1の支持体11および第2の支持体12は、軸線Aがそれぞれの中心を貫くように相互に位置が定められている。また、第1の支持体11および第2の支持体12は、軸線Aの伸長方向、すなわち軸線方向に互いに離間するように配置されている。第1の支持体11の面11Aは、軸線Aに対して垂直であり、第2の支持体12に臨んでいる。また、第2の支持体12の面12Aは、軸線Aに対して垂直であり、第1の支持体11に臨んでいる。また、第1の支持体11は軸線Aを回転軸として回転することができる。一方、第2の支持体12はハウジング2に固定されており、回転しない。また、ハウジング2にはシャフト3が回転可能に支持されている。シャフト3は軸線Aを回転軸として回転することができる。シャフト3の一方の端部は図示しない被検出物に接続され、シャフト3の他方の端部はハウジング2内において第1の支持体11に接続されている。これにより、被検出物が回転すると、その回転がシャフト3を介して第1の支持体11に伝わり、第1の支持体11がハウジング2内で回転する。
図2は、回転検出装置1の第1の支持体11および第1の支持体11に設けられた4つの磁石を図1中の矢示II−II方向から見た図である。図2に示すように、第1の支持体11には4つの磁界形成部としての磁石21、22、23、24が設けられている。各磁石21、22、23、24は例えば板状の永久磁石である。磁石21、22、23、24は第1の支持体11の面11Aに固定されている。面11A上において、磁石21、22、23、24は、軸線Aの周囲に周方向にそれぞれ離間して配置されている。磁石21、22、23、24は、例えば周方向に等しい間隔をもって並べられている。磁石21、22、23、24は、例えば90度ごとに配置されている。磁石21、22、23、24は、周方向に極性が交互に異なるように配置されている。例えば、磁石21、22、23、24において第2の支持体12に臨む側の極性がそれぞれN極、S極、N極、S極となるように配置されている。磁石21、22、23、24は、第1の支持体11と第2の支持体12との間の領域に磁界を形成する。また、図2中の二点鎖線は、軸線A上の点を中心とし、4つの磁石21、22、23、24のそれぞれと重なり合う円周Rを示している。第1の支持体11が回転すると、磁石21、22、23、24の回転の軌跡が円周Rと一致する。また、図2に示すように、磁石21の周方向の寸法D1(磁石21の中心と重なり合う円周R上の点に接する接線の方向における磁石21の寸法D1)は所定の値に設定されている。同様に、各磁石22、23、24の周方向の寸法も、磁石21の寸法D1と同じ値に設定されている。
図3は、回転検出装置1の第2の支持体12、第2の支持体12に設けられた3つの磁界検出部、および各磁界検出部の各端部を覆う磁性部材を図1中の矢示III−III方向から見た図である。図4は、図3に示す構造体から磁性部材を取り除いた状態を示している。図5は、図3中の第2の支持体12の一部、1つの磁界検出部、当該磁界検出部を覆う一対の磁性部材等を拡大して示している。
図4に示すように、第2の支持体12には3つの磁界検出部31、32、33が設けられている。各磁界検出部31、32、33は、後述するワイヤ状、棒状または長板状の磁性素子35の周囲にコイル36を巻回することにより形成されている。磁界検出部31、32、33は、第2の支持体12の面12Aに固定されている。面12A上において、磁界検出部31、32、33は、軸線Aの周囲に周方向にそれぞれ離間して配置されている。磁界検出部31、32、33は、例えば周方向に等しい間隔をもって並べられている。磁界検出部31、32、33は、例えば120度ごとに配置されている。また、磁界検出部31は、磁性素子35の長さ方向が円周Rの接線(軸線A上の点および磁性素子35の長さ方向中間の点を通る直線と円周Rとが交わる点に接する接線)と平行となるように位置が定められている。同様に、各磁界検出部32、33も、磁性素子35の長さ方向が円周Rの接線と平行となるように位置が定められている。また、各磁界検出部31、32、33は、磁性素子35の一端部および他端部が円周Rと重なるように位置が定められている。また、各磁界検出部31、32、33は、磁性素子35の一端と軸線Aとの間の距離と、磁性素子35の他端と軸線Aとの間の距離とが互いに等しくなるように配置されている。また、各磁界検出部31、32、33は、磁石21、22、23、24により形成された磁界を検出する。
各磁界検出部31、32、33は磁性素子35として複合磁気ワイヤを採用している。一般に、複合磁気ワイヤは、細いワイヤ状の強磁性体である。複合磁気ワイヤは、その外周部は比較的小さな外部磁界の付与によって磁化の方向が変化するのに対し、中心部は比較的大きな外部磁界を付与しなければ磁化の方向が変化しないといった独特な磁気特性を有する一軸異方性の複合磁性体である。複合磁気ワイヤの長さ方向と平行な一の方向に、複合磁気ワイヤの中心部の磁化の方向を反転させるのに十分な比較的大きな外部磁界を付与すると、複合磁気ワイヤの中心部の磁化の方向と外周部の磁化の方向とが同じ方向に揃う。その後、複合磁気ワイヤの長さ方向と平行であり、上記一の方向とは逆である他の方向に、複合磁気ワイヤの外周部の磁化の方向だけを反転させることができる程度の比較的小さな外部磁界を付与すると、複合磁気ワイヤの中心部の磁化の方向は変化せず、外周部の磁化の方向だけが反転する。この結果、複合磁気ワイヤは、その中心部と外周部とで磁化の方向が異なる状態となり、この状態は外部磁界を取り除いても維持される。
ここで、中心部が上記一の方向に磁化され、外周部が上記他の方向に磁化された状態の複合磁気ワイヤに、上記一の方向に外部磁界を付与する。このとき、外部磁界の強さを始めは小さくし、その後、外部磁界の強さを徐々に増加させる。すると、外部磁界の強さがある強度を超えたときに、大バルクハウゼン効果が生じ、複合磁気ワイヤの外周部の磁化の方向が上記他の方向から上記一の方向へ急激に反転する。そして、複合磁気ワイヤの磁化方向の急激な反転により生じる起電力により、例えば正の方向に鋭く立ち上がるパルス状の電気信号が、複合磁気ワイヤに巻回されたコイルから出力される。
また、中心部および外周部がいずれも上記一の方向に磁化された状態の複合磁気ワイヤに、上記他の方向に外部磁界を付与する。このときも、外部磁界の強さを始めは小さくし、その後、外部磁界の強さを徐々に増加させる。すると、外部磁界の強さがある強度を超えたときに、複合磁気ワイヤの外周部の磁化の方向が上記一の方向から上記他の方向へ急激に反転する。そして、複合磁気ワイヤの磁化方向の急激な反転により生じる起電力により、例えば負の方向に鋭く立ち上がるパルス状の電気信号が、複合磁気ワイヤに巻回されたコイルから出力される。
このような複合磁気ワイヤを磁性素子35として採用している各磁界検出部31、32、33において、磁性素子35に外部磁界が付与され、これにより磁性素子35の外周部の磁化方向が変化すると、当該磁性素子35に巻回されたコイル36からパルス状の電気信号である検出信号が出力される。回転検出装置1において、磁性素子35に付与される外部磁界に相当するものは、磁石21と磁石22とにより形成される磁界、磁石22と磁石23とにより形成される磁界、磁石23と磁石24とにより形成される磁界、および磁石24と磁石21とにより形成される磁界である。いずれか1つの磁性素子35に着目すると、第1の支持体11が回転することにより、これら4つの磁界が当該磁性素子35に順次付与される。また、これら4つの磁界は、磁性素子35の中心部および外周部の双方の磁化方向を変化させることができるような大きな磁界ではなく、磁性素子35の外周部の磁化方向のみを変化させることができる程度の大きさの磁界である。当該磁性素子35と磁石21、22、23、24との位置関係から、当該磁性素子35に付与される磁界が切り替わるごとに磁界の方向が切り替わるので、当該磁界が切り替わるごとに、当該磁性素子35の外周部の磁化方向が変化し、これに伴い当該磁性素子35に巻回されたコイル36から検出信号が出力される。
また、回転検出装置1において、磁石21、22、23、24は例えば90度間隔で配置されているのに対し、磁界検出部31、32、33は例えば120度間隔で配置されている。したがって、第1の支持体11が回転する間に、磁界検出部31、32、33から検出信号が出力されるタイミングが重なり合うことがない。磁界検出部31、32、33からそれぞれ異なるタイミングで出力される検出信号を用いて所定の処理を行うことにより、被検出物の回転数および回転方向を検出することができる。
また、図3に示すように、磁界検出部31の一端部および他端部は磁性部材41、42によりそれぞれ覆われている。また、磁界検出部32の一端部および他端部は磁性部材43、44によりそれぞれ覆われている。さらに、磁界検出部33の一端部および他端部は磁性部材45、46によりそれぞれ覆われている。
ここで、磁性部材41、42について具体的に説明する。図5に示すように、磁性部材41、42は、例えば鉄等の磁性材料により形成され、第2の支持体12の面12上に配置され、第2の支持体12に固定されている。また、磁界検出部31と磁性部材41、42とは互いに接触していない。また、磁性部材41は他の磁性部材42ないし46のいずれとも接触しておらず、磁性部材42は他の磁性部材41および43ないし46のいずれとも接触していない。
磁性部材41は平板部41Aと側板部41Bとから形成されている。平板部41Aは磁界検出部31の一端部の上方において、第1の支持体11の面11Aまたは第2の支持体12の面12Aと平行に拡がっている。平板部41Aは、磁界検出部31の長さ方向一端部において第1の支持体11に臨む部分を覆っている。さらに、平板部41Aは磁界検出部31の長さ方向一端部に対応する位置から第2の支持体12の内周側および外周側に向けてそれぞれ拡がり、第2の支持体12において磁界検出部31の長さ方向一端部よりも内周側および外周側の領域をもそれぞれ広く覆っている。
側板部41Bは、平板部41Aの一端部を第2の支持体12に向けて折り曲げることにより形成されている。側板部41Bは、磁界検出部31の長さ方向一端部の端面(図5中の左端面)を覆っている。側板部41Bは第2の支持体12の面12Aまたは平板部41Aに対して垂直である。また、側板部41Bの下端部が第2の支持体12に固定されており、これにより磁性部材41全体が第2の支持体12に固定されている。
磁性部材42は、基準線Bを基準に磁性部材41と線対称の形状を有している。磁性部材42は、磁性部材41と同様に、平板部42Aと側板部42Bとから形成されている。平板部42Aは、磁界検出部31の長さ方向他端部において第1の支持体11に臨む部分を覆っている。さらに、平板部42Aは磁界検出部31の長さ方向他端部に対応する位置から第2の支持体12の内周側および外周側に向けてそれぞれ拡がり、第2の支持体12において磁界検出部31の長さ方向他端部よりも内周側および外周側の領域をもそれぞれ広く覆っている。側板部42Bは、磁界検出部31の長さ方向他端部の端面(図5中の右端面)を覆っている。また、側板部42Bの下端部が第2の支持体12に固定されており、これにより磁性部材42全体が第2の支持体12に固定されている。
また、磁性部材41と磁性部材42とは、磁界検出部31の長さ方向中間部に向けて互いに接近する方向に伸長し、磁性部材41の対向端面41Cと磁性部材42の対向端面42Cとは、磁界検出部31の長さ方向中間部において間隙を介して互いに対向している。対向端面41C、42Cは、軸線Aに対して垂直でかつ磁界検出部31の長さ方向に対して垂直な方向にそれぞれ伸長している。また、対向端面41C、42Cは、第2の支持体12の内周側から磁界検出部31の長さ方向中間部に対応する位置を通過して第2の支持体12の外周側へ互いの離間距離を一定に保ちつつ伸長している。図5に示すように、対向端面41Cと対向端面42Cとの間の距離D2は所定の値に設定されている。後述するように、各磁石21、22、23、24の周方向の寸法D1が、対向端面41Cと対向端面42Cとの間の距離D2よりも大きくなるように、寸法D1および距離D2が設定されている。
また、磁性部材41において軸線A側に向いた内周側端面41Dは、磁界検出部31の長さ方向と平行な方向に伸長している。同様に、磁性部材42において軸線A側に向いた内周側端面42Dは、磁界検出部31の長さ方向と平行な方向に伸長している。一方、磁性部材41の外周側端面41Eおよび磁性部材42の外周側端面42Eは、第2の支持体12の周縁に沿って円弧状に伸張している。
また、図5に示すように、磁界検出部31において第1の支持体11に臨む部分のうち、大部分が磁性部材41、42により覆われており、第1の支持体11に向かって露出している部分はわずかである。磁界検出部31において第1の支持体11に臨む部分のうち、磁性部材41および磁性部材42により覆われている部分の面積の方が露出している部分の面積よりも大きい。
磁性部材43、44の構成および磁性部材43、44と磁界検出部32との位置関係等は、磁性部材41、42の構成および磁性部材41、42と磁界検出部31との位置関係等と同じである。また、磁性部材45、46の構成および磁性部材45、46と磁界検出部33との位置関係等も、磁性部材41、42の構成および磁性部材41、42と磁界検出部31との位置関係等と同じである。
また、図3に示すように、磁性部材41ないし46のうち周方向に互いに隣り合う各対の磁性部材(41と42、42と43、43と44、44と45、45と46、46と41)は互いに接近し、これにより形成された磁性部材41ないし46の連続的な配列が、第2の支持体12との間に磁界検出部31、32、33を介在させつつ、第2の支持体12の面12A内の外周側上方を略全周に亘って覆っている。すなわち、磁性部材41ないし46の平板部41Aないし46Aの表面を含む平面において、磁性部材41ないし46のうち互いに隣り合う各対の磁性部材間の間隙に対応する領域の面積は、各磁性部材41ないし46の平板部41Aないし46Aの表面の面積と比較して大幅に小さい。このような磁性部材41ないし46の連続的な配列により、磁石21、22、23、24と磁界形成部31、32、33との間に生じる磁力を抑え、または当該磁力を周方向に均一化することができ、これにより、第1の支持体11が回転する際にコギングの発生を抑えることができる。
図6ないし図10は回転検出装置1の動作を示している。これらの図のうち、図6、図8および図10は、図1中の矢示VI−VI方向から見た回転検出装置1であるが、説明の便宜上、ハウジング2、シャフト3および第1の支持体11を図示していない。
まず、図6および図10を参照しながら、回転検出装置1の基本的な動作について説明する。被検出物の回転に伴い、第1の支持体11と共に磁石21、22、23、24が時計回りまたは反時計回りに回転すると、磁石21、22、23、24によって第1の支持体11と第2の支持体12との間に形成された磁界がこれに伴って回転する。磁界検出部31、32、33は、このように回転する磁界の中で静止しているので、磁界検出部31、32、33に付与される磁界の極性が回転に伴って変化する。これにより、各磁界検出部31、32、33において、磁性素子35の外周部の磁化方向が変化し、コイル36からパルス状の検出信号が出力される。この検出信号に基づいて被検出物の回転数および回転方向を検出することができる。
ここで、磁界検出部31に着目し、この動作を具体的に説明する。例えば磁界検出部31の磁性素子35がその他端部から一端部に向いた方向に磁化された状態であるときに、第1の支持体11が反時計回りに回転したとする。これにより、図6に示すように、N極の磁石21が磁界検出部31の一端部に接近し、かつS極の磁石22が磁界検出部31の他端部に接近すると、磁石21から磁石22に向かう磁界により、磁界検出部31の磁性素子35の外周部の磁化方向が反転する。この結果、当該磁性素子35の磁化方向がその一端部から他端部に向いた方向となる。そして、当該磁性素子35の磁化方向の反転により、当該磁性素子35に巻回されたコイル36から例えば正の方向に鋭く立ち上がるパルス状の検出信号が出力される。
引き続き、第1の支持体11の反時計回りの回転が継続し、図10に示すように、S極の磁石24が磁界検出部31の一端部に接近し、かつN極の磁石21が磁界検出部31の他端部に接近すると、磁石21から磁石24に向かう磁界により、磁界検出部31の磁性素子35の外周部の磁化方向が反転する。この結果、当該磁性素子35の磁化方向がその他端部から一端部に向いた方向となる。そして、当該磁性素子35の磁化方向の反転により、当該磁性素子35に巻回されたコイル36から例えば負の方向に鋭く立ち上がるパルス状の検出信号が出力される。
引き続き、第1の支持体11が回転を続け、N極の磁石23が磁界検出部31の一端側に接近し、かつS極の磁石24が磁界検出部31の他端部に接近したときには、磁石23から磁石24に向かう磁界により、磁界検出部31の磁性素子35の磁化方向がその一端部から他端部に向いた方向となり、コイル36から例えば正の方向に鋭く立ち上がるパルス状の検出信号が出力される。さらに、第1の支持体11が回転を続け、S極の磁石22が磁界検出部31の一端側に接近し、かつN極の磁石23が磁界検出部31の他端部に接近したときには、磁石23から磁石22に向かう磁界により、磁界検出部31の磁性素子35の磁化方向がその他端部から一端部に向いた方向となり、コイル36から例えば負の方向に鋭く立ち上がるパルス状の検出信号が出力される。磁界検出部32、33も磁界検出部31と同様に動作する。
次に、図6ないし図10を参照しながら、磁性部材41ないし46による磁界誘導機能について説明する。すなわち、磁性部材41、42は、磁石21、22、23、24により磁界検出部31に付与される磁界を誘導し、所定の磁路を形成する機能を有する。また、磁性部材43、44は、磁石21、22、23、24により磁界検出部32に付与される磁界を誘導し、所定の磁路を形成する機能を有する。また、磁性部材45、46は、磁石21、22、23、24により磁界検出部33に付与される磁界を誘導し、所定の磁路を形成する機能を有する。
ここで、磁性部材41、42の磁界検出部31に対する磁界誘導機能について具体的に説明する。図6に示すように、第1の支持体11が例えば反時計回りに回転し、N極の磁石21が磁界検出部31の一端部に接近し、かつS極の磁石22が磁界検出部31の他端部に接近したとする。このとき、図7に示すように、磁石21と磁界検出部31の一端部との間には磁性部材41が介在し、一方、磁石22と磁界検出部31の他端部との間には磁性部材42が介在する。したがって、磁石21から磁石22に向かう磁束の大部分は、まず、磁石21から、磁界検出部31の一端部ではなく、磁性部材41に進入する。磁性部材41に進入した磁束は、磁性部材42側に向かって磁性部材41の平板部41A中を進行する。磁界検出部31の長さ方向中間部において磁性部材41と磁性部材42とは互いに離れているので、磁性部材41の平板部41A中を進行した磁束は、磁性部材42に接近するも、磁性部材42へは直接進入せず、磁界検出部31の中間部においてやや一端部寄りの部分に進入する。磁界検出部31の中間部においてやや一端部寄りの部分に進入した磁束は、磁界検出部31中をその他端側へ向かって進行し、磁界検出部31の長さ方向のちょうど中間を通過し、磁界検出部31の中間部においてやや他端部寄りの部分に到達する。磁界検出部31の中間部においてやや他端部寄りの部分に到達した磁束は、磁界検出部31から離脱して磁性部材42に進入する。磁性部材42に進入した磁束は、磁石22に向かって磁性部材42の平板部42A中を進行し、そして、この磁束は磁性部材42から磁石22に到達する。
このように、磁石21が磁界検出部31の一端部に接近し、かつ磁石22が磁界検出部31の他端部に接近したときには、磁石21から磁石22に向かう磁界が磁性部材41、42により誘導され、図7中の黒い実線の矢示で示すような磁路が形成される。この結果、当該磁界の大部分が磁界検出部31の中間部に付与されるので、磁界検出部31の中間部の磁束密度が、磁界検出部31の一端部または他端部の磁束密度と比較して高くなる。
また、磁界検出部31の一端部および他端部において第1の支持体11に臨む部分を含む広い領域が磁性部材41、42の平板部41A、42Aにより覆われており、さらに、磁界検出部31の一端面(左端面)および他端面(右端面)が磁性部材41、42の側板部41B、42Bにより覆われている。これにより、N極の磁石21が磁界検出部31の一端部に接近し、かつS極の磁石22が磁界検出部31の他端部に接近した場合、磁界検出部31の周囲であって磁性部材41、42により覆われた内側の空間には、図7中の黒い破線の矢印で示すように、磁界検出部31の一端側から他端側に向かう磁界が形成される。この磁界は、磁性素子35の中間部だけでなく、磁性素子35の一端部および他端部にも付与される。もっとも、磁石21から磁石22に向かう磁束のうち、その大部分は図7中の黒い実線の矢印で示す磁路を進行するので、図7中の黒い破線の矢印で示した磁界の強度は、図7中の黒い実線の矢印で示した磁界の強度よりも小さい。したがって、図7中の黒い破線の矢印で示した磁界が磁界検出部31に付与されることにより、磁界検出部31の中間部の磁束密度が一端部または他端部の磁束密度よりも高い状態が保持されたまま、磁界検出部31の磁束密度が全体的に増加する。
以上のような磁界が磁界検出部31に付与されることにより、磁界検出部31の磁性素子35の外周部は、図7中の白い矢印が示す方向、すなわち磁性素子35の一端部から他端部に向かう方向に磁化される。したがって、当該磁性素子35の外周部の磁化方向が当該磁性素子35の他端部から一端部に向いた方向であった場合には、当該磁性素子35の外周部の磁化方向が反転し、当該磁性素子35に巻回されたコイル36から例えば正の方向に鋭く立ち上がったパルス状の検出信号が出力される。
続いて、図8に示すように、第1の支持体11が反時計回りにさらに45度回転し、N極の磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときには、図9に示すように、磁石21と磁界検出部31との間の距離よりも、磁石21と磁性部材41との間の距離の方が短いので、磁石21から磁石24に向かう磁束の大部分は、磁石21から、磁界検出部31の中間部ではなく、磁性部材41に進入する。磁性部材41に進入した磁束は、磁石24側に向かって磁性部材41中を進行する。これにより、磁束が磁界検出部31に進入することを抑制することができる。また、図8に示すように、磁性部材41と磁性部材46とは間隙を介して互いに離間しているので、磁性部材41を進行した磁束の大部分は磁性部材46へ進入しない。
また、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときには、図9に示すように、磁石21と磁界検出部31との間の距離よりも、磁石21と磁性部材42との間の距離の方が短いので、磁石21から磁石22に向かう磁束の大部分は、磁石21から、磁界検出部31の中間部ではなく、磁性部材42に進入する。磁性部材42に進入した磁束は、磁石22側に向かって磁性部材42中を進行する。これにより、磁束が磁界検出部31に進入することを抑制することができる。また、図8に示すように、磁性部材42と磁性部材43とは間隙を介して互いに離間しているので、磁性部材42を進行した磁束の大部分は磁性部材43へ進入しない。
ここで、磁石21の周方向の寸法D1(図2参照)は、磁性部材41の対向端面41Cと磁性部材42の対向端面42Cとの間の距離D2(図5参照)よりも大きくなるように設定されている。したがって、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときには、磁石21と磁性部材41との間の距離、および磁石21と磁性部材42との間の距離のそれぞれが、磁石21と磁界検出部31との間の距離よりも確実に短くなる。これにより、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときに、磁石21から磁石24、22にそれぞれ向かう磁束の大部分が磁性部材41、42に進入することが保証され、当該磁束の磁界検出部31への進入を効果的に抑制または防止することができる。
また、磁界検出部31の一端部および他端部において第1の支持体11に臨む部分を含む広い領域が磁性部材41、42の平板部41A、42Aにより覆われており、さらに、磁界検出部31の一端面(左端面)および他端面(右端面)が磁性部材41、42の側板部41B、42Bにより覆われている。これにより、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときに、磁石21から磁石24、22にそれぞれ向かう磁束の磁界検出部31への進入を抑制する効果を高めることができる。
さらに、磁石21が磁性部材41と磁性部材42とのちょうど中間に位置したときには、磁性部材41を進行する磁束と、磁性部材42を進行する磁束とが、図9に示すように左右対称になる。このため、磁界検出部31の周囲であって磁性部材41、42により覆われた内側の空間において、磁石21から磁石22へ向かう磁界と、磁石21から磁石24へ向かう磁界とが互いに打ち消し合い、磁界がほぼ零になる。
このように、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときには、磁石21から磁石24、22に向かう磁界が、磁性部材41、42により、磁界検出部31を避けるように誘導される。この結果、当該磁界における磁束の大部分は磁界検出部31には進入しない。したがって、磁界検出部31の磁性素子35の外周部の磁化方向は変化しない。図9中の白い矢印が示す方向は、図7中の白い矢印が示す方向と同じであり、これは磁性素子35の磁化方向が変化していないことを示している。よって、当該磁性素子35に巻回されたコイル36からパルス状の検出信号が出力されることはない。
続いて、図10に示すように、第1の支持体11が反時計回りにさらに45度回転し、S極の磁石24が磁界検出部31の一端部に接近し、かつN極の磁石21が磁界検出部31の他端部に接近したときには、磁石21から磁石24に向かう磁界は、磁性部材41、42により誘導され、図7中の黒い実線の矢印および黒い破線の矢印で示す磁界の経路と同様の経路を逆方向に辿る。すなわち、磁石21から磁石24に向かう磁束の大部分は、磁石21から、磁性部材42、磁界検出部31の中間部および磁性部材41を順次進行して磁石21に到達する。この結果、磁石21から磁石24に向かう磁界の大部分が磁界検出部31の中間部に付与されるので、磁界検出部31の中間部の磁束密度が、磁界検出部31の一端部または他端部の磁束密度と比較して高くなる。さらに、磁界検出部31の周囲であって磁性部材41、42により覆われた内側の空間には、磁界検出部31の他端側から一端側に向かう比較的強度の小さい磁界が形成される。この結果、磁界検出部31の中間部の磁束密度が一端部または他端部の磁束密度よりも高い状態が保持されたまま、磁界検出部31の磁束密度が全体的に増加する。
このような磁界が磁界検出部31に付与されることにより、磁界検出部31の磁性素子35の外周部は、磁性素子35の他端部から一端部に向かう方向に磁化される。したがって、当該磁性素子35の外周部の磁化方向が当該磁性素子35の一端部から他端部に向いた方向であった場合には、当該磁性素子35の外周部の磁化方向が反転し、当該磁性素子35に巻回されたコイル36から例えば負の方向に鋭く立ち上がったパルス状の検出信号が出力される。
以上より、磁性部材41、42の磁界誘導機能によれば、互いに極性の異なる磁石が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときには、これらの磁石により形成される磁束が、磁界検出部31の一端部および他端部よりも中間部を通過するように磁界を誘導することができる。また、磁石が磁界検出部31の中間部に接近したときには、この磁石により形成される磁束が磁界検出部31に進入するのを抑制することができる。
これにより、互いに極性の異なる一対の磁石が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときには、磁界検出部31の磁性素子35の主に中間部の磁束密度を高くすることができる。一方、磁石が磁界検出部31の中間部に接近したときには、磁界検出部31の磁性素子35の磁束密度をその全体に亘って低くすることができる。したがって、互いに極性の異なる磁石が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときに限り、磁界検出部31の磁性素子35の磁束密度を高くすることができる。それゆえ、互いに極性の異なる磁石が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときに限り、磁性素子35の磁化方向を変化させることができる。すなわち、互いに極性の異なる磁石が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近していない期間に、磁界検出部31の磁性素子35の磁化方向が変化するのを防止することができる。
図11は、第1の支持体11が反時計回りに0度から90度回転した間における、磁界検出部31の磁性素子35の長さ方向の位置と当該磁性素子35の磁束密度との関係を示している。図11において、磁性素子35の長さ方向位置0mmが磁性素子35の一端位置に相当し、磁性素子35の長さ方向位置10mmが磁性素子35の中間位置に相当し、磁性素子35の長さ方向位置20mmが磁性素子35の他端位置に相当する。また、θは第1の支持体11の反時計回りの回転角度を示し、例えば、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときの第1の支持体11の回転角度が0度(θ=0°)である(図6参照)。この場合、第1の支持体11の回転角度が45度(θ=45°)となったとき、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近する(図8参照)。また、第1の支持体の回転角度が90度(θ=90°)となったとき、磁石24、21が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近する(図10参照)。
第1の支持体11の回転角度が0度のときには、図11中の実線の特性線で示すように、磁性素子35の中間部の磁束密度が正の方向に最大になっている。これは、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときには、磁石21から磁石22に向かう磁界が磁性部材41、42により誘導され、その磁束の大部分が、磁界検出部31の中間部を通過することを意味する。また、第1の支持体11の回転角度が0度のときには、図11中の実線の特性線で示すように、磁性素子35の一端部および他端部の磁束密度も、第1の支持体11の回転角度が0度でないときと比較して正の方向に増加している。これは、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときには、磁界検出部31の周囲であって磁性部材41、42により覆われた内側の空間に、磁界検出部31の一端側から他端側に向かう磁界が形成され、当該磁界が磁性素子35に付与されることを意味する。
また、第1の支持体11の回転角度が0度から45度に向かって変化する間、図11中の二点鎖線の特性線で示すように、磁性素子35の磁束密度が0に向かって変化している。これは、磁石21および磁石22が磁界検出部31の一端部および他端部からそれぞれ離れるに連れて、磁石21から磁石22に向かう磁束が磁界検出部31の中間部を通過する程度が小さくなっていくことを意味する。また同時に、これは、磁界検出部31の周囲であって磁性部材41、42により覆われた内側の空間に形成される、磁界検出部31の一端側から他端側に向かう磁界の強度が小さくなっていくことを意味する。
また、第1の支持体11の回転角度が45度になったときには、図11中の一点鎖線の特性線で示すように、磁性素子35の長さ方向のすべての位置において磁束密度がほぼ0になっている。これは、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときには、磁石21から磁石22に向かう磁束も、磁石21から磁石24に向かう磁束も、磁性部材41、42により、磁界検出部31を回避するように誘導され、この結果、これらの磁束が磁界検出部31の中間部に進入していないことを意味する。また、磁性部材41、42が磁界検出部31の一端部および他端部を広い範囲で覆っているために、磁界検出部31への磁界進入抑制効果が高められていることを意味する。
さらに、第1の支持体11の回転角度が45度から90度に向かって変化する間、図11中の破線の特性線で示すように、磁性素子35の中間部の磁束密度が負の方向に増加している。これは、磁石24および磁石21が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ近づくに連れて、磁石21から磁石24に向かう磁束が磁界検出部31の中間部を通過する程度が大きくなっていくことを意味する。これと同時に、これは、磁界検出部31の周囲であって磁性部材41、42により覆われた内側の空間に形成される、磁界検出部31の他端側から一端側に向かう磁界の強度が大きくなっていくことを意味する。
また、第1の支持体11の回転角度が90度のときには、図11中の点線の特性線で示すように、磁性素子35の中間部の磁束密度が負の方向に最大となっている。これは、磁石24、21が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときには、磁石21から磁石24に向かう磁界が磁性部材41、42により誘導され、その磁束の大部分が、磁界検出部31の中間部を通過することを意味する。また、第1の支持体11の回転角度が0度のときには、図11中の点線の特性線で示すように、磁性素子35の一端部および他端部の磁束密度も、第1の支持体11の回転角度が0度でないときと比較して負の方向に増加している。これは、磁石24、21が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときには、磁界検出部31の周囲であって磁性部材41、42により覆われた内側の空間に、磁界検出部31の他端側から一端側に向かう磁界が形成され、当該磁界が磁性素子35に付与されることを意味する。
第1の支持体11の回転により磁性素子35の磁束密度が図11に示すように変化する場合、磁性素子35の特性を、その磁束密度が例えばおよそ正の方向に0.005テスラを超えたとき、または負の方向に−0.005テスラを超えたときに外周部の磁化方向が反転するように設定する。これにより、第1の支持体11の回転角度が0度または90度のときには磁性素子35の磁化方向が確実に反転し、これによりコイル36から十分な出力レベルを有するパルス状の検出信号が確実に出力され、一方、第1の支持体11の回転角度が45度のときには磁性素子35の磁化方向が常に反転せず、これによりコイル36から検出信号が出力されることが確実に阻止される回転検出装置1を実現することができる。すなわち、磁性素子35の磁化方向の予測困難な変化を防止し、第1の支持体11(被検出物)の回転状態を高精度に検出することができる回転検出装置1を実現することができる。
なお、図11では、磁性素子35の磁束密度の変化の幅が−0.008テスラから0.008テスラの範囲内であるが、磁性素子35の磁束密度の変化の幅は、磁石21、22、23、24、各磁性素子35等の磁気的特性等に応じて異なる。
ここで、図12は、比較例として、回転検出装置1から磁性部材41ないし46を取り除いた回転検出装置を用い、第1の支持体11が反時計回りに0度から90度回転した間における、磁界検出部31の磁性素子35の長さ方向の位置と当該磁性素子35の磁束密度との関係を調べた結果を示している。この比較例の回転検出装置では、磁界検出部31が磁性部材41、42に覆われておらず、上述したような磁性部材41、42による磁界の誘導は行われない。この場合、第1の支持体11の回転角度が45度となり、磁石21が磁界検出部31の中間部に接近したときには、図12中の一点鎖線の特性線で示すように、磁性素子35において長さ方向位置5mm付近の磁束密度が0.005テスラとなり、長さ方向位置15mm付近の磁束密度が−0.005テスラとなった。このように、磁性部材を設けない場合には、磁石が磁界検出部の中間部に接近したときに、磁性素子の一端部においてはその磁束密度が正(負)の方向に顕著に大きくなり、他端部においてはその磁束密度が負(正)の方向に顕著に大きくなる。このため、磁石が磁界検出部の中間部に接近したときに、磁性素子の磁化方向が反転することがあり、しかも、反転するか否かは予測が困難である。この結果、予測していないタイミングで検出信号が出力されることがあり、それゆえ、第1の支持体11(被検出物)の回転状態を高精度に検出することは難しい。
これに対し、磁性部材41ないし46を備えた回転検出装置1では、図11に示す通り、第1の支持体11の回転角度が45度のときには、磁性素子35の長さ方向のすべての位置において、磁束密度がほぼ0である。このように、第1の支持体11の回転角度が45度のときの磁性素子35の磁束密度に着目して図11と図12とを比較すると、磁性部材41ないし46を設けることにより、第1の支持体11(被検出物)の回転状態の検出精度を高めることができることが理解できる。
さらに、磁性部材41、42は磁界誘導機能の性能を高めることができる構成的特徴をいくつか備えている。これらについて図13を参照しながら説明する。図13中の矢印は、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときの磁性部材41、42に形成される磁界を模式的に示している。
まず、磁性部材41において軸線A側に向いた内周側端面41D、および磁性部材42において軸線A側に向いた内周側端面42Dは、磁界検出部31の長さ方向と平行な方向にそれぞれ伸長している。これにより、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したとき、磁性部材41中を進行する磁束、および磁性部材42中を進行する磁束は、磁界検出部31の長さ方向とほぼ平行な方向に進行する。これにより、磁性部材41中を進行する磁束、または磁性部材42中を進行する磁束が進行途中に磁界検出部31から離れる方向に拡散するのを抑制することができる。特に、磁性部材41中を進行する磁束が内周側端面41Dから磁性部材41の外部へ拡散するのを抑制することができ、また、磁性部材42中を進行する磁束が内周側端面42Dから磁性部材42の外部へ拡散するのを抑制することができる。したがって、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときに、磁石21から磁石22に向かう磁界を磁性部材41、42により磁界検出部31へ誘導する効果を高めることができ、磁界検出部31を磁束密度の高い安定した状態にすることができる。
次に、磁性部材41の対向端面41Cおよび磁性部材42の対向端面42Cは、軸線Aに対して垂直でかつ磁界検出部31の長さ方向に対して垂直な方向にそれぞれ伸長している。これにより、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したとき、磁性部材41中を進行する磁束、および磁性部材42中を進行する磁束は、磁界検出部31の長さ方向とほぼ平行な方向に進行する。これにより、磁性部材41中を進行する磁束、または磁性部材42中を進行する磁束が進行途中に磁界検出部31から離れる方向に拡散するのを抑制することができる。特に、磁石21から磁石22に向かう磁界の磁束が磁性部材41中を進行し、対向端面41Cから磁性部材41の外部へ進行するとき、磁束の拡散を効果的に抑制することができる。したがって、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部にそれぞれ接近したときに、磁石21から磁石22に向かう磁界を磁性部材41、42により磁界検出部31へ誘導する効果を高めることができ、磁界検出部31を磁束密度の高い安定した状態にすることができる。
以上、磁性部材41、42の磁界検出部31に対する磁界誘導機能について説明したが、磁性部材43、44の磁界検出部32に対する磁界誘導機能、および磁性部材45、46の磁界検出部33に対する磁界誘導機能も、磁性部材41、42の磁界検出部31に対する磁界誘導機能と同様である。磁性部材41ないし46の磁界誘導機能により、磁界検出部31、32、33がそれぞれ有する磁性素子35の磁化方向の予測困難な変化を防止し、被検出物の回転の検出精度を良くすることができる。
なお、上述した実施形態では、各磁性部材41ないし46に側板部41Bないし46Bを形成する場合を例にあげたが、図14に示す回転検出装置51のように、側板部のない磁性部材51、52を有する構成を採用することもできる。もっとも、各磁性部材に側板部を設ける場合と設けない場合とで、各磁性部材により得られる作用効果が相違する。この作用効果の相違について、図7、図11、図14および図15を参照しながら説明する。図15は、図14に示す回転検出装置51において、第1の支持体11の回転角度が0度の場合と90度の場合について、磁界検出部31の磁性素子35の長さ方向の位置と当該磁性素子35の磁束密度との関係を示している。
図7に示すように、磁性部材41および42は側板部41Bおよび側板部42Bを有しており、磁界検出部31の一端面(左端面)および他端面(右端面)は側板部41B、42Bで覆われている。これにより、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部に接近したときには、図7中の黒い破線の矢印で示すように、磁界が側板部41Bから磁界検出部31の一端面に進入する一方、磁界が磁界検出部31の他端面から側板部42Bへ進出する。したがって、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部に接近したときには、図11に示すように、磁性素子35の中間部だけでなく、その一端部および他端部の磁束密度も、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部に接近していない場合と比較して増加する。
一方、図14に示すように、磁性部材51および52は側板部を有しておらず、磁界検出部31の一端面(左端面)および他端面(右端面)は側板部により覆われていない。このため、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部に接近したときに、磁界検出部31の一端面から進入する磁界、または磁界検出部31の他端面から進出する磁界が形成されにくい。この結果、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部に接近したときには、図15に示すように、磁性素子35の一端部および他端部の磁束密度が増加せず、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部に接近していない場合と同程度である。
磁性素子35の磁化方向の反転を確実に生じさせ、出力レベルが高く安定した検出信号を得るためには、磁石21、22が磁界検出部31の一端部および他端部に接近したときに磁性素子35の磁束密度が全体的に高くなることが望ましい。この観点から、各磁性部材に側板部を設けることが好ましい。
また、上述した実施形態では、第1の支持体11には90度間隔に4つの磁石21、22、23、24を設け、第2の支持体12には120度間隔に3つの磁界検出部を設けたが本発明はこれに限らない。磁石の個数は2個以上であればよく、磁石の配置間隔は限定されず、磁界検出部の個数は限定されず、磁界検出部の配置間隔も限定されない。もっとも、上述したように、第1の支持体が回転する間に各磁界検出部から検出信号が出力されるタイミングが重なり合うことのないように、磁石の配置間隔および磁界検出部の配置間隔を設定することが望ましい。図16は、本発明の回転検出装置の他の実施形態として、第1の支持体に2つの磁石61、62を設け、第2の支持体63に1つの磁界検出部64を設け、磁界検出部64の一端部および他端部を磁性部材65、66でそれぞれ覆った回転検出装置60を示している。
また、第1の支持体11に設ける磁石の形状は、図17に示す磁石71、72、73、74のように回転方向の接線方向に長い長方形(直方体)としてもよい。また、図18に示す第1の支持体80のように、第1の支持体80自体を、4つの磁片81、82、83、84に分割された円盤状の磁石により形成してもよい。また、図19に示す第1の支持体90のように、第1の支持体90自体を、4つの磁片91、92、93、94に分割されたリング状の磁石により形成してもよい。また、磁石を電磁石により形成することも可能である。
また、上述した実施形態では、各磁界検出部31、32、33の磁性素子35として複合磁性ワイヤを採用する場合を例にあげたが、他のバルクハウゼン素子を採用することも可能である。
また、上述した実施形態では、磁性部材41ないし46等を形成する磁性材料として鉄を例にあげたが、本発明はこれに限らず、他の磁性体ないし強磁性体、例えば、パーマロイ、電磁鋼板等を用いてもよい。
また、各磁性部材41ないし46の形状は、種々の変形が可能である。例えば、図20に示す磁性部材101、102のように、対向端面101C(102C)と内周側端面101D(102D)とが交わる角部を一部取り除き、対向端面101C(102C)と内周側端面101D(102D)との間に傾斜面101F(102F)を形成してもよい。また、図21に示す磁性部材111、112のように、対向端面111C、112Cに段部111F、112Fをそれぞれ形成し、対向端面111Cと対向端面112Cとの間の距離を部分的に変化させてもよい。具体的には、磁界検出部31の中間部と対応する部分では、対向端面111Cと対向端面112Cとの間を大きくする。一方、磁石21、22、23、24が通過する領域に対応する部分(円周Rに対応する部分)では、対向端面111Cと対向端面112Cとの間を小さくする。また、図22に示す磁性部材121、122のように、磁界検出部31の中間部に対応する部分において対向端面121Cと対向端面122Cとが最も接近するように、対向端面121Cおよび対向端面122Cとをそれぞれ円弧状に形成してもよい。また、図23に示す磁性部材131、132のように、対向端面131Cおよび対向端面132Cにおいて、磁石21、22、23、24が通過する領域に対応する部分(円周Rに対応する部分)に、クランク状に屈曲したクランク部131F、132Fをそれぞれ形成してもよい。
また、上述した実施形態では、第1の支持体11およびこれに設けられた磁石21、22、23、24を回転させる場合を例にあげたが、第2の支持体12とこれに設けられた磁界検出部31、32、33を回転させる構成を採用することもできる。
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。
1、51 回転検出装置
11 第1の支持体
12 第2の支持体
21、22、23、24、61、62、71、72、73、74、80、90 磁石
31、32、33、64 磁界検出部
35 磁性素子
36 コイル
41、42、43、44、45、46、65、66、101、102、111、112、121、122、131、132 磁性部材
41A 42A、43A、44A、45A、46A 平板部
41B 42B、43B、44B、45B、46B 側板部
41C 42C、43C、44C、45C、46C、101C、102C、111C、112C、121C、122C、131C、132C 対向端面
41D 42D、43D、44D、45D、46D、101D、102D 内周側端面
A 軸線
R 円周

Claims (8)

  1. 軸線の周囲に前記軸線方向に互いに離間して設けられ、いずれか一方が前記軸線を回転軸として回転する第1の支持体および第2の支持体と、
    前記第1の支持体に固定され、前記第2の支持体に臨み、前記軸線の周囲に周方向にそれぞれ離間して配置され、極性が互いに異なり、前記第1の支持体と前記第2の支持体との間の領域に磁界を形成する少なくとも一対の磁界形成部と、
    長さ方向において磁化の方向が変化する棒状、ワイヤ状または長板状の磁性素子にコイルを巻回することにより形成され、前記第2の支持体に固定され、前記第1の支持体に臨み、前記軸線上の点を中心とし前記少なくとも一対の磁界形成部のそれぞれと重なり合う円周の接線と前記磁性素子の長さ方向とが平行となるように配置され、前記磁界形成部により形成された磁界を検出する少なくとも1つの磁界検出部と、
    磁性材料により形成され、前記第2の支持体に固定され、前記磁界検出部の長さ方向一端部において前記第1の支持体に臨む部分を覆う第1の磁性部材と、
    磁性材料により形成され、前記第2の支持体に固定され、前記磁界検出部の長さ方向他端部において前記第1の支持体に臨む部分を覆う第2の磁性部材とを備え、
    前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材とは、前記磁界検出部の長さ方向中間部に向けて互いに接近する方向に伸長し、前記磁界検出部の長さ方向中間部において間隙を介して互いに対向していることを特徴とする回転検出装置。
  2. 前記第1の磁性部材は、前記磁界検出部の長さ方向一端部に対応する位置から前記第2の支持体の内周側および外周側に向けてそれぞれ拡がり、前記第2の支持体において前記磁界検出部の長さ方向一端部よりも内周側および外周側の領域をそれぞれ覆い、
    前記第2の磁性部材は、前記磁界検出部の長さ方向他端部に対応する位置から前記第2の支持体の内周側および外周側に向けてそれぞれ拡がり、前記第2の支持体において前記磁界検出部の長さ方向他端部よりも内周側および外周側の領域をそれぞれ覆っていることを特徴とする請求項1に記載の回転検出装置。
  3. 前記磁界検出部の長さ方向中間部に対応する位置において互いに対向している前記第1の磁性部材の端面および前記第2の磁性部材の端面は、前記軸線に対して垂直でかつ前記磁界検出部の長さ方向に対して垂直な方向にそれぞれ伸長していることを特徴とする請求項1または2に記載の回転検出装置。
  4. 前記第1の磁性部材において前記軸線側に向いた端面は、前記磁界検出部の長さ方向と平行な方向に伸長し、前記第2の磁性部材において前記軸線側に向いた端面は、前記磁界検出部の長さ方向と平行な方向に伸長していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の回転検出装置。
  5. 前記第1の磁性部材は前記磁界検出部の長さ方向一端部の端面を覆い、前記第2の磁性部材は前記磁界検出部の長さ方向他端部の端面を覆うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の回転検出装置。
  6. 各磁界形成部は永久磁石であり、各磁界形成部の周方向または前記円周の接線方向の寸法は、前記磁界検出部の長さ方向中間部に対応する位置において互いに対向している前記第1の磁性部材の端面と前記第2の磁性部材の端面との間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の回転検出装置。
  7. 前記磁性素子は大バルクハウゼン素子であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の回転検出装置。
  8. 前記第2の支持体には前記軸線の全周を囲むように少なくとも3つの前記磁界検出部が設けられ、
    前記各磁界検出部に前記第1の磁性部材および前記第2の磁性部材が設けられ、
    前記複数の第1の磁性部材および前記複数の第2の磁性部材のうち周方向に互いに隣り合う各対の第1の磁性部材と第2の磁性部材とが互いに接近し、これにより形成された前記複数の第1の磁性部材および前記複数の第2の磁性部材の連続的な配列が、前記第2の支持体との間に前記各磁界検出部を介在させつつ、前記第2の支持体において前記第1の支持体に望む部分内の外周側を略全周に亘って覆っていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の回転検出装置。
JP2012193706A 2012-09-04 2012-09-04 回転検出装置 Active JP5889144B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012193706A JP5889144B2 (ja) 2012-09-04 2012-09-04 回転検出装置
EP13004321.9A EP2703784B1 (en) 2012-09-04 2013-09-03 Rotation detecting device
CN201310394827.0A CN103675339B (zh) 2012-09-04 2013-09-03 旋转检测装置
US14/016,638 US9052185B2 (en) 2012-09-04 2013-09-03 Rotation detecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012193706A JP5889144B2 (ja) 2012-09-04 2012-09-04 回転検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014048250A JP2014048250A (ja) 2014-03-17
JP5889144B2 true JP5889144B2 (ja) 2016-03-22

Family

ID=49110970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012193706A Active JP5889144B2 (ja) 2012-09-04 2012-09-04 回転検出装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9052185B2 (ja)
EP (1) EP2703784B1 (ja)
JP (1) JP5889144B2 (ja)
CN (1) CN103675339B (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101664760B1 (ko) * 2013-02-22 2016-10-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 회전수 검출기
CN106489065B (zh) * 2014-06-30 2019-02-05 广濑电机株式会社 运动检测装置
DE102014109693A1 (de) * 2014-07-10 2016-01-14 Micronas Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Messung eines Winkels
JP6407284B2 (ja) * 2014-08-08 2018-10-17 ヒロセ電機株式会社 回転検出装置
JP6514515B2 (ja) * 2015-02-03 2019-05-15 浜松光電株式会社 起電力発生装置
JP7068749B2 (ja) * 2018-05-15 2022-05-17 ヒロセ電機株式会社 回転検出装置
JP6631672B1 (ja) * 2018-10-03 2020-01-15 住友電装株式会社 車輪速センサ
CN113624463B (zh) * 2021-08-13 2023-11-24 成都京东方光电科技有限公司 测试折叠屏最优转动轨迹的治具及方法
CN115877281A (zh) * 2021-09-27 2023-03-31 财团法人工业技术研究院 免电池旋转检测装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5937695Y2 (ja) * 1978-11-17 1984-10-19 カルソニックカンセイ株式会社 パルス発生装置
DE2851365C2 (de) * 1978-11-28 1986-07-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Positionsgeber
JP3679907B2 (ja) * 1997-09-18 2005-08-03 Hst株式会社 パルス信号発生装置
JP3431471B2 (ja) * 1997-11-14 2003-07-28 株式会社ヒロセチェリープレシジョン パルス信号発生装置
US6412182B1 (en) * 1997-12-04 2002-07-02 Robert Bosch Gmbh Measuring device for contactless detection of a rotational angle
DE19817356A1 (de) * 1998-04-18 1999-10-21 Bosch Gmbh Robert Winkelgeber und Verfahren zur Winkelbestimmung
JP2000161989A (ja) 1998-11-30 2000-06-16 Matsushita Electric Works Ltd 回転センサ
JP2001133210A (ja) * 1999-11-08 2001-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非接触型位置センサ
JP4415158B2 (ja) 2000-01-07 2010-02-17 ヒロセ電機株式会社 磁気センサ
JP4268525B2 (ja) * 2002-03-22 2009-05-27 旭化成エレクトロニクス株式会社 角度検出装置および角度検出システム
DE102004062448A1 (de) * 2004-06-18 2006-01-19 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkwinkelsensor
JP2008014799A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Yaskawa Electric Corp 絶対値エンコーダ装置
DE102007039051B8 (de) * 2007-08-17 2023-09-28 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Absoluter feinauflösender Segment- oder Umdrehungszähler
JP2009147778A (ja) * 2007-12-17 2009-07-02 Mabuchi Motor Co Ltd パルス信号発生装置、回転機、制御装置およびパワーウィンド制御装置
JP5245114B2 (ja) * 2007-12-19 2013-07-24 旭化成エレクトロニクス株式会社 位置検出装置
JP5895774B2 (ja) * 2012-09-04 2016-03-30 株式会社安川電機 モータ

Also Published As

Publication number Publication date
CN103675339A (zh) 2014-03-26
US20140062465A1 (en) 2014-03-06
US9052185B2 (en) 2015-06-09
JP2014048250A (ja) 2014-03-17
EP2703784A3 (en) 2015-12-23
EP2703784B1 (en) 2016-12-21
CN103675339B (zh) 2016-09-07
EP2703784A2 (en) 2014-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5889144B2 (ja) 回転検出装置
JP5895774B2 (ja) モータ
JP6017323B2 (ja) 回転検出装置
JP6020184B2 (ja) モータ
JP6535270B2 (ja) 回転検出装置
CN113939714B (zh) 转速检测器
JP5079846B2 (ja) 位置検出装置
JP5886269B2 (ja) 回転検出装置およびモータ
JP7068749B2 (ja) 回転検出装置
JP5964117B2 (ja) 回転検出装置
JP2019200100A (ja) 回転検出装置
JP2019200101A (ja) 回転検出装置
JP4456163B2 (ja) 回転角検出装置
JP7469241B2 (ja) 回転検出装置
US11781854B2 (en) Rotation sensing device
JP2019200099A (ja) 回転検出装置
JP2005121501A (ja) タンデム型回転検出装置
JP2014211419A (ja) 磁気式位置検出装置
CN118119825A (zh) 转速检测器
JP2022094190A (ja) 分割型センサヘッド及び分割型電流センサ
JP2023001514A (ja) ロータリーエンコーダ
JPS63292082A (ja) 磁気センサ
JP2013042694A (ja) 回転検出装置及び釣用リール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141010

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150821

A256 Written notification of co-pending application filed on the same date by different applicants

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A2516

Effective date: 20150915

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5889144

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250