JP5976261B1 - 回転角検出装置 - Google Patents

Abstract

モータ用磁石からの漏れ磁界を回避し、ノイズ成分の検知を回避することのできる回転角検出装置を得ることを目的とする。モータシャフト（１０）と、モータシャフト（１０）に対して一定の間隔を隔てて配置されたモータ用磁石（２０）と、モータシャフト（１０）を支持するモータブラケット（３０）と、モータシャフト（１０）の中心軸上に載置された検出器用磁石（４０）と、検出器用磁石（４０）に対向して配され、モータシャフト（１０）の回転に伴う検出器用磁石（４０）の磁界の変化を検出する磁気検出素子（５０）と、透磁性ガイド部（１０Ｇ）とを備える。透磁性ガイド部（１０Ｇ）は、モータシャフト（１０）に当接し、かつ検出器用磁石（４０）および磁気検出素子（５０）を結ぶ磁束領域の周りを囲む。

Description

本発明は、回転角検出装置に係り、特にその感度の向上に関する。

一般的に、サーボモータの回転位置検出に使用する検出器は光学式と磁気式に分けられる。一般的な構造の磁気式検出器では、サーボモータシャフト端面に取り付けた磁石からの磁界を磁気検出素子で検出することによりシャフトの角度検出を行う。

サーボモータは回転トルク発生のためのモータ用磁石を有しており、磁界強度確保及びコスト低減のためモータシャフトには、構造用炭素鋼等の磁性材料を使用する。そのため、モータ用磁石から発生した磁界は、モータシャフト内を通過し、軸端から漏れ出し、漏れ磁束となって磁気検出素子の検知範囲に到達する。漏れ磁束による磁界は、本来検出すべき、検出器用磁石からの磁束ではないため、ノイズ成分となり角度検出の誤差要因となる。しかしながら、モータ用磁石からの磁界に起因するノイズ成分除去のための対策は、なされていない。

例えば、特許文献１では、マグネットの欠け、あるいは割れを防止するためにホルダを介して、検出すべき磁界を発生するマグネットを固定し、マグネットに対向して磁気検出素子を設けた技術が開示されている。

また、特許文献２では、鉄などの磁性材料で構成されたロータコアの側面部に、検出すべき磁界を発生する永久磁石を取り付け、ロータコアに対向して設けられた、ホールＩＣで、ロータコアの回転角を検出する技術が開示されている。

また、特許文献３では、検出すべき磁界を発生する磁石を保持した、断面コの字状の磁性材料からなる回転部が回転軸に固定され、回転軸の回転を、磁石に対向して設けられた磁場検出部で検出する技術が開示されている。

特開２０１１−１６０６３６号公報 特開２００１−５９７０２号公報 特開２０１２−２３００８３号公報

しかしながら、上記特許文献１，２，３のいずれの構造においても、磁気検出素子の側方が、解放された構造となっているため、上記回転に用いられるモータの磁石から発生した磁界が、回転軸の端面から漏れ出し、磁気検出素子に印加され、ノイズ成分となるという問題があった。

また、特許文献３の構造では、磁気検出素子は、構造が複雑で、検出用磁界を発生するための磁石が、公転する構造となり、公転中心のずれが、検出誤差の原因となるおそれがあった。さらにまた、モータ用磁石の漏れ磁界について何ら考慮されておらず、隣接して回転角検出装置を配置した場合、隣の磁気検出素子に、漏れ磁界の影響をおよぼすことがあり、近接して複数の回転角検出装置を配置することができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータ用磁石からの漏れ磁界の影響を回避し、ノイズ成分の検知を回避することのできる回転角検出装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータシャフトと、モータシャフトの中心軸上に載置された検出器用磁石と、検出器用磁石に対向して配され、モータシャフトの回転に伴う検出器用磁石の磁界の変化を検出する磁気検出素子と、透磁性ガイド部とを備える。透磁性ガイド部は、モータシャフトに磁気的に連接され、かつ検出器用磁石および磁気検出素子を結ぶ磁束領域の周りを囲む。検出器用磁石は、透磁性ガイド部により形成された凹部、または、モータシャフトの端面と透磁性ガイド部により形成された凹部に配される。磁気検出素子は、凹部を塞ぐ配線基板上に搭載される。

本発明によれば、モータ用磁石からの漏れ磁界の影響を回避し、ノイズ成分の検知を回避することのできる回転角検出装置を得ることができるという効果を奏する。

実施の形態１の回転角検出装置を模式的に示す断面図 実施の形態１の回転角検出装置の全体を示す図 実施の形態２の回転角検出装置を模式的に示す断面図 実施の形態３の回転角検出装置を模式的に示す断面図 実施の形態４の回転角検出装置を模式的に示す断面図 実施の形態５の回転角検出装置を模式的に示す断面図 実施の形態６の回転角検出装置を模式的に示す断面図 実施の形態７の回転角検出装置を模式的に示す断面図 実施の形態８の回転角検出装置を模式的に示す断面図 通例の回転角検出装置を模式的に示す断面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる回転角検出装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため各層あるいは各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。また、断面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付さない場合がある。なお、以下の実施の形態では、一例として、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに装着され、手首部ロボットの回転角を検出する回転角検出装置について説明するが、回転角を検出する対象については、産業用ロボットに限定されるものではなく、以下に示す回転角検出装置は、回転する物体全般に適用される。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図、図２は、実施の形態１の回転角検出装置の全体を示す図である。実施の形態１の回転角検出装置１００は、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態１の回転角検出装置１００は、モータシャフト１０と、モータシャフト１０に対して一定の間隔を隔てて配置されたモータ用磁石２０と、モータシャフト１０を支持するモータブラケット３０と、モータシャフト１０の中心軸上に載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。そして、モータシャフト１０に当接し、かつ検出器用磁石４０および磁気検出素子５０を結ぶ磁束領域Ｒ_Hの周りを囲む透磁性ガイド部１０Ｇとを備えたことを特徴とする。透磁性ガイド部１０Ｇは、検出器用磁石４０と磁気検出素子５０とを結ぶ磁束領域Ｒ_Hを囲み、漏れ磁界を外側に導く。検出器用磁石４０は接着剤によりモータシャフト１０の端面に固定される。

回転角検出装置１００は、図２に示すように、サーボモータの回転シャフトに装着されるもので、モータブラケット３０のブラケット本体３１ａ中心部に設けられた穴３３にベアリング３２を介して摺動可能に配設された、モータシャフト１０を支持し、モータシャフト１０の回転角を検出するものである。また、モータシャフト１０の下方にも、下部ブラケット本体３１ｂが設けられている。下部ブラケット本体３１ｂも同様に中心部に穴３３が設けられ、穴３３に挿通されたベアリング３２を介して、モータシャフト１０に対して摺動可能に、モータシャフト１０の下方を支持している。また、透磁性ガイド部１０Ｇの上部を覆うカバー７０が上部ブラケット本体３１ａに対してビス７１で固定されている。

実施の形態１の回転角検出装置１００では、透磁性ガイド部１０Ｇを、モータシャフト１０の端面１０Ｔから延長された延長部で構成する。モータシャフト１０は、中心軸Ｏを含む端面１０Ｔから延長された延長部に凹部１０Ｒと凹部１０Ｒを囲む壁部１０Ｗとを有し、凹部１０Ｒに検出器用磁石４０が配される。

磁気検出素子５０は、透磁性ガイド部１０Ｇの天面１０ＧＵに、設置された配線基板からなる制御基板６０上に搭載される。制御基板６０では、モータシャフト１０の回転に伴い回転する、検出器用磁石４０からの磁界Ｈ_Mを検出し、制御基板６０上の検出回路によって、回転角を検出する。

なお、モータ用磁石２０からの磁力を受け、モータシャフト１０上で、磁界が漏れ磁束Ｈ_iとなり、モータシャフト１０を伝搬する。しかしながら、本実施の形態の回転角検出装置１００では、モータシャフト１０の端面１０Ｔから延長された延長部が透磁性ガイド部１０Ｇを構成しているため、図１に示すように、漏れ磁束Ｈ_iが効率よく、外側に拡がり、上方に導かれ、制御基板６０を通って外方に導出される。従って、漏れ磁束Ｈ_iがモータシャフト１０の中心軸上、天面１０ＧＵ上に相当する領域におかれた磁気検出素子５０に伝搬することはなく、効率よく外方に排出されることになる。

また、壁部１０Ｗは、壁部１０Ｗの断面積を十分に大きくすることで、モータ用磁石２０からの漏れ磁界Ｈ_iを、効率よく透磁性ガイド部１０Ｇの天面１０ＧＵまで導くことができる。これにより、漏れ磁界Ｈ_iを導出するための磁路抵抗を少なくすることができ、磁気検出素子５０に、漏れ磁界_iの影響を与えることなく、磁束Ｈ_oとして外部に取り出すことができる。

壁部１０Ｗは、凹部１０Ｒが外方にむかって拡がるテーパ状断面を有している。これにより、漏れ磁界Ｈ_iを効率よく透磁性ガイド部１０Ｇの天面１０ＧＵまで導くことができる。従って、漏れ磁界Ｈ_iを導出するための磁路抵抗を少なくすることができ、磁気検出素子５０が漏れ磁界Ｈ_iを検出することなく、効率よく取り出すことができる。

さらにまた、壁部１０Ｗは、図１に示すように、壁部１０Ｗの厚さが外方にむかって拡がるテーパ状断面を有することが望ましい。かかる構成により、漏れ磁界Ｈ_iを導出するための磁路抵抗を少なくすることができ、漏れ磁界Ｈ_iを効率よく透磁性ガイド部１０Ｇの天面ＧＵまで導くことができる。なお、壁部１０Ｗの厚さが外方にむかって拡がるテーパ状断面を有することが望ましいが、漏れ磁界Ｈ_iが伝搬するのに十分な厚さであれば、一定厚さであってもよい。

磁気検出素子５０から離間してかつ同一平面内の場所までつながっている形状をなすように、モータシャフト１０の上端を外方に拡げ内部をくり抜かれた円錐状となるようにし、内部、中心軸上に形成された平坦面に検出器用磁石４０を配し、円錐状の内壁に囲まれた形状とすることにより、モータ用磁石２０から発生した磁界が漏れ磁界Ｈ_iとして磁気検出素子５０に印加されるのを防止することができる。

これに対し図１０に示した、通例の回転角検出装置では、モータシャフト１０の上端の端面に検出器用磁石４０を配している。そして、相対向する磁気検出素子５０との間は空気層となっている。このため、モータシャフト１０の端面からの漏れ磁界Ｈ_iのうち、横方向にずれ下方に戻る漏れ磁界Ｈ_iHは、磁気検出素子５０に入る可能性は小さいが、検出器用磁石４０の載置された端面を貫通した、垂直方向の漏れ磁界Ｈ_iVは、磁気検出素子５０に入り、これがノイズ電流の原因となる。

実施の形態１の回転角検出装置１００では、モータシャフト１０の上部を、円錐状の内壁に囲まれた凹部１０Ｒをなす形状とし、モータシャフト１０の端面１０Ｔに端面１０Ｔを外方に拡げ内部をくり抜かれた円錐状の内壁に囲まれた形状を持つ延長部を透磁性ガイド部１０Ｇとしている。透磁性ガイド部１０Ｇで囲まれた、凹部１０Ｒの平坦面に検出器用磁石４０を配したことで、モータ用磁石２０から発生した磁界が漏れ磁界Ｈ_iとして磁気検出素子５０に印加されるのを防止することができる。検出器用磁石４０は、モータシャフト１０の中心軸Ｏ上に形成される。なお、上記特許文献１から３のように、モータシャフト端面の形状が急峻な角度である場合、あるいは薄肉である場合、磁界はモータシャフト内を通過するのみでなく、空気中に漏れ出すため、磁気検出素子に向かう磁界成分が発生し、ノイズ成分となることがある。

これに対し、実施の形態１の回転角検出装置１００では、モータ用磁石２０からの漏れ磁界Ｈ_iを効率よく透磁性ガイド部１０Ｇの天面１０ＧＵまで導くことができ、磁気検出素子５０が、漏れ磁界Ｈ_iの影響を受けることなく、磁束Ｈ_oとして外部に取り出すことができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかる回転角検出装置１００を模式的に示す断面図である。実施の形態２の回転角検出装置１００は、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態２の回転角検出装置１００は、モータシャフト１０の延長部で構成された透磁性ガイド部１０Ｇに代えて、ボス８０と呼ばれる磁束経路生成部を設けたものである。ボス８０は、円筒状の金属筒で構成され、モータシャフト１０の上端部の側面に当接し、かつ検出器用磁石４０および磁気検出素子５０を結ぶ磁束領域Ｒ_Hの周りを囲むことを特徴とする。他の構成については実施の形態１と同様であり、モータシャフト１０の中心軸上で端面１０Ｔに載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。細部については図２に示した実施の形態１の回転角検出装置１００と同様であるが、図３では、図１と同様簡略化して示している。同一部位には同一符号を付し、説明を省略する。

上記構成によっても、モータ用磁石２０からの漏れ磁界Ｈ_iを効率よく、ボス８０を透磁性ガイド部として用い、ボス８０の天面８０Ｕまで導くことができ、磁気検出素子５０が、漏れ磁界Ｈ_iの影響を受けることなく、磁束Ｈ_oとして外部に取り出すことができる。

なお、図３に示すように、モータシャフト１０の端面１０Ｔの周りに装着される透磁性ガイド部の形状を、別部品であるボス８０により実現する。モータシャフト１０の端面１０Ｔを複雑な形状とする必要がないため、低コスト化を実現できる。ボス８０とモータシャフト１０との締結は、圧入、セットネジ方式、接着方式等の締結方式からいずれでも選択可能である。

なお、実施の形態２の回転角検出装置１００では、ボス８０は、モータシャフト１０に固定し、磁気検出素子５０の搭載された制御基板６０は、ボス８０に対して固定していないため、わずかに、隙間Ｃ₁を持つ。隙間Ｃ₁からの漏れ磁界は無視し得る程度である。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３にかかる回転角検出装置１００を模式的に示す断面図である。実施の形態３の回転角検出装置１００は、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態３の回転角検出装置１００は、実施の形態２の回転角検出装置１００の変形例であり、ボス８０は、モータシャフト１０には固定されず、モータシャフト１０との間にわずかな隙間Ｃ₂を持つ。一方、磁気検出素子５０の搭載された制御基板６０は、ボス８０の天面８０Ｕに固定されている。

従って制御基板６０とボス８０の天面８０Ｕとの間には隙間がなく、磁束領域Ｒ_Hへの侵入を抑制することができ、漏れ磁界Ｈ_iを確実に外方に逃がすことができる。他の構成については実施の形態２の回転角検出装置１００と同様であり、モータシャフト１０の中心軸を含み、中心軸に直交する端面１０Ｔ上に載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。細部については図２に示した実施の形態１の回転角検出装置１００と同様であるが、図４では、図３と同様簡略化して示している。同一部位には同一符号を付し、説明を省略する。

実施の形態３の回転角検出装置１００によれば、実施の形態２の回転角検出装置１００による効果に加え、さらに、ボス８０が回転しないため、モータシャフト１０に係る負荷を低減することが可能となる。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４にかかる回転角検出装置１００を模式的に示す断面図である。実施の形態４の回転角検出装置１００は、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態４の回転角検出装置１００は、実施の形態２の回転角検出装置１００の変形例であり、ボス８０は、円筒状に代えて、円筒状の支持部８０ａと上方に拡がる円錐状の筒状体からなる円錐部８０ｂとで構成される。ボス８０は円筒状の支持部８０ａでモータシャフト１０に固定され、円錐状の筒状体である円錐部８０ｂで、外方に拡がり、漏れ磁界Ｈ_iを外方に導く。

本実施の形態では、ボス８０が、円錐部８０ｂで、外方に拡がり、検出器用磁石４０および磁気検出素子５０を結ぶ磁束領域Ｒ_Hの外方に漏れ磁界Ｈ_iを導くため、より確実に漏れ磁界Ｈ_iが、磁気検出素子５０に検出されるのを防ぐことができる。

なお、ここでも、磁気検出素子５０の搭載された制御基板６０は、ボス８０に対して固定せず、ボス８０はモータシャフト１０に固定している。従って磁気検出素子５０の搭載された制御基板６０とボス８０との間にわずかな隙間Ｃ₁を持つ一方、ボス８０は、モータシャフト１０に固定されている。

他の構成については実施の形態２の回転角検出装置１００と同様であり、モータシャフト１０の中心軸Ｏ上で中心軸Ｏに直交する端面１０Ｔに載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。同一部位には同一符号を付し、説明を省略する。細部については図２に示した実施の形態１の回転角検出装置１００と同様であるが、図５では、図４と同様簡略化して示している。

実施の形態４の回転角検出装置１００によれば、ボス８０により効率よく、漏れ磁界Ｈ _iを外部に導出することが可能となる。

なお、実施の形態４の回転角検出装置１００のボス８０の形状を実施の形態３のように、ボス８０をモータシャフトとの間にわずかな隙間Ｃ₂を持たせて配置し、制御基板６０をボス８０に固定してもよい。これにより、ボス８０が回転しないため、モータシャフト１０に係る負荷を低減するという効果を得ることが可能となる。

実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５にかかる回転角検出装置１００を模式的に示す断面図である。実施の形態５の回転角検出装置１００は、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態２の回転角検出装置１００は、ボス８０として、円筒状の金属筒で構成され、モータシャフト１０に当接し、かつ検出器用磁石４０および磁気検出素子５０を結ぶ磁束領域Ｒ_Hの周りを囲む構成としたが、本実施の形態では、円筒状の金属筒に代えて、底部８０Ｂと円筒状の側壁部８０Ｓとを持つボス８０を用いたことを特徴とする。他の構成については実施の形態２と同様であり、モータシャフト１０の中心軸Ｏの延長線でボス８０の底部８０Ｂ上に載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。同一部位には同一符号を付し、説明を省略する。

つまり実施の形態５では、実施の形態２で用いたボス８０に底部８０Ｂを設け、底部８０Ｂに検出器用磁石４０を取り付ける構成とする。実施の形態１から４では検出器用磁石４０は接着剤によりモータシャフト１０の端面１０Ｔに固定されたが、実施の形態５では小さな部品であるボス８０に検出器用磁石４０を接着固定する。

実施の形態５の回転角検出装置１００によれば、実施の形態２の回転角検出装置１００による効果に加え、上記構成により、加工が容易であるという効果を奏する。モータシャフト端面１０Ｔには、センター穴が設けられているため、検出器用磁石４０の接着固定に際しては、位置精度を向上するのが困難である。このため、モータシャフト１０の端面１０Ｔに対し平面加工を追加する等の加工が必要となる。実施の形態５によれば、別部品であるボス８０に検出器用磁石４０を接着固定することにより、容易に高い信頼性を確保することが可能となる。

また、接着固定に際し高い信頼性を確保するためには、被着面の清浄度を確保することが非常に重要である。しかしながら、モータ組立工程においてはグリス等の接着剤を使用するため、モータシャフト１０単体を洗浄しても、モータ組立後のモータシャフト１０の端面１０Ｔの清浄度を確保することは困難であった。これに対し、実施の形態５では別部品であるボス８０に検出器用磁石４０を接着固定することにより、容易に高い信頼性を確保することが可能となる。

さらにまた、検出器用磁石４０を接着により固定したボス８０をモータシャフト１０に取り付けることにより、あらかじめ、検出器用磁石４０をボス８０に取り付けておき、ボスをモータシャフト１０の端面１０Ｔに載せればよい。従ってモータの組立工程が簡素化され、低コスト化を実現することが可能である。

なお、上記構成によっても、モータ用磁石２０からの漏れ磁界Ｈ_iを効率よく、ボス８０を透磁性ガイド部として用い、天面８０Ｕまで導くことができ、磁気検出素子５０が、漏れ磁界Ｈ_iの影響を受けることなく、磁束Ｈ_oとして外部に取り出すことができる。

なお、前記実施の形態では、円筒状の断面をもつボス８０について説明したが、実施の形態３および４のように、円筒状に代えて、円筒状の支持部８０ａと上方に拡がる円錐状の筒状体からなる円錐部８０ｂとで構成したものにも適用可能であることはいうまでもない。

実施の形態６．
図７は、本発明の実施の形態６にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図である。実施の形態６の回転角検出装置１００も、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態６の回転角検出装置１００は、実施の形態１の、モータシャフト１０の延長部で構成された透磁性ガイド部１０Ｇの凹部１０Ｒを囲む内壁に透磁率の低いビスマス層からなる遮蔽薄膜１２を形成したものである。他部の構成については前記実施の形態１と同様であり、モータシャフト１０の中心軸上に載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。同一部位には同一符号を付し、説明を省略する。

上記構成によっても、遮蔽薄膜１２により、モータ用磁石２０からの漏れ磁界Ｈ_iをより効率よく、モータシャフト１０の延長部である透磁性ガイド部１０Ｇの天面１０ＧＵまで導くことができ、磁気検出素子５０が、漏れ磁界Ｈ_iの影響を受けることなく、磁束Ｈ_oとして外部に取り出すことができる。

なお、遮蔽薄膜１２としては、ビスマス層に限定されることなく、銅、銀、鉛、ビスマスなど、空気よりも低い透磁率を有する金属薄膜が適用可能である。

また、本実施の形態の遮蔽薄膜１２は、実施の形態１から５の構成についても適用可能である。

実施の形態７．
図８は、本発明の実施の形態７にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図である。実施の形態７の回転角検出装置１００も、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態７の回転角検出装置１００は、実施の形態１の、モータシャフト１０の延長部で構成された透磁性ガイド部１０Ｇの内部に長手方向に沿って、より透磁率の高い透磁性層１６からなるガイド層を形成したものである。透磁性ガイド部１０Ｇは、内部に透磁率の高いスーパーマロイ層からなる透磁性層１６が層状に挟み込まれた金属製の層状構造体１１で形成されたものである。他部の構成については前記実施の形態１と同様であり、モータシャフト１０の中心軸Ｏ上で中心軸Ｏに直交する端面１０Ｔに載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。同一部位には同一符号を付し、説明を省略する。

上記構成によっても、透磁性層１６により、モータ用磁石２０からの漏れ磁界Ｈ_iをより効率よく、モータシャフト１０の延長部である透磁性ガイド部１０Ｇの天面１０ＧＵまで導くことができ、磁気検出素子５０が、漏れ磁界Ｈ_iの影響を受けることなく、磁束Ｈ_oとして外部に取り出すことができる。

なお、透磁性層１６としては、スーパーマロイ層に限定されることなく、鉄、ケイ素鋼、軟鉄、ニッケル、コバルト、パラジウム等、周辺層よりも透磁率の高い金属が適用可能である。

また、本実施の形態の透磁性ガイド部の構成は、実施の形態１から６の構成についても適用可能である。

実施の形態８．
図９は、本発明の実施の形態８にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図である。実施の形態８の回転角検出装置１００も、産業用ロボットの手首部の回転駆動のためのサーボモータに取付けられ、回転角を検出するものである。実施の形態８の回転角検出装置１００は、モータシャフト１０の天面１０Ｕに凹部１０Ｒを形成し、凹部１０Ｒに、検出器用磁石４０を形成するとともに、凹部１０Ｒに蓋をするように、磁気検出素子５０を搭載した制御基板６０を装着したものである。他部の構成については前記実施の形態１と同様であり、モータシャフト１０の中心軸Ｏ上で中心軸Ｏに直交する面に載置された検出器用磁石４０と、検出器用磁石４０に対向して配された磁気検出素子５０とを備える。

上記構成によっても、モータ用磁石２０からの漏れ磁界Ｈ_iが、測定すべき磁束領域Ｒ_Hに侵入するのを回避し、より効率よく、モータシャフト１０の天面１０Ｕまで導くことができ、磁気検出素子５０が、漏れ磁界Ｈ_iの影響を受けることなく、磁束Ｈ_oとして外部に取り出すことができる。

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態およびその変形は、発明の範囲に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ モータシャフト、１０Ｇ 透磁性ガイド部、１０Ｔ 端面、１０Ｕ，１０ＧＵ 天面、１０Ｒ 凹部、１０Ｗ 壁部、１２ 遮蔽薄膜、１６ 透磁性層、２０ モータ用磁石、３０ モータブラケット、３１ａ ブラケット本体、３１ｂ 下部ブラケット本体、３２ ベアリング、３３ 穴、４０ 検出器用磁石、５０ 磁気検出素子、６０ 制御基板、８０ ボス、８０ａ 円筒状の支持部、８０ｂ 円錐部、８０Ｕ 天面、８０Ｂ 底部、８０Ｓ 側壁部、Ｈ_M 検出器用磁石からの磁界、Ｈ_i 漏れ磁界。

Claims (9)

1. モータシャフトと、
   前記モータシャフトの中心軸上に載置された検出器用磁石と、
   前記検出器用磁石に対向して配され、前記モータシャフトの回転に伴う前記検出器用磁石の磁界の変化を検出する磁気検出素子と、
   前記モータシャフトに磁気的に連接され、前記検出器用磁石と前記磁気検出素子とを結ぶ磁束領域を囲む透磁性ガイド部を備え、
   前記検出器用磁石は、前記透磁性ガイド部により形成された凹部、または、モータシャフトの端面と前記透磁性ガイド部により形成された凹部に配され、
   前記磁気検出素子は、前記凹部を塞ぐ配線基板上に搭載されたことを特徴とする回転角検出装置。
2. 前記凹部は、外方にむかって拡がるテーパ状断面を有することを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
3. 前記凹部の壁部は、前記壁部の厚さが外方にむかって拡がるテーパ状断面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の回転角検出装置。
4. 前記凹部の壁部は、厚さ方向に、透磁率の異なる複数の層を積層した層状構造を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転角検出装置。
5. モータシャフトと、
   前記モータシャフトの中心軸上に載置された検出器用磁石と、
   前記検出器用磁石に対向して配され、前記モータシャフトの回転に伴う前記検出器用磁石の磁界の変化を検出する磁気検出素子と、
   前記モータシャフトに磁気的に連接され、前記検出器用磁石と前記磁気検出素子とを結ぶ磁束領域を囲む透磁性ガイド部を備え、
   前記検出器用磁石は、前記透磁性ガイド部により形成された凹部、または、モータシャフトの端面と前記透磁性ガイド部により形成された凹部に配され、
   前記凹部の壁部は、前記壁部の厚さが外方にむかって拡がるテーパ状断面を有することを特徴とする回転角検出装置。
6. モータシャフトと、
   前記モータシャフトの中心軸上に載置された検出器用磁石と、
   前記検出器用磁石に対向して配され、前記モータシャフトの回転に伴う前記検出器用磁石の磁界の変化を検出する磁気検出素子と、
   前記モータシャフトに磁気的に連接され、前記検出器用磁石と前記磁気検出素子とを結ぶ磁束領域を囲む透磁性ガイド部を備え、
   前記検出器用磁石は、前記透磁性ガイド部により形成された凹部、または、モータシャフトの端面と前記透磁性ガイド部により形成された凹部に配され、
   前記凹部の壁部は、前記壁部の厚さが外方にむかって拡がるテーパ状断面を有することを特徴とする回転角検出装置。
7. モータシャフトと、
   前記モータシャフトの中心軸上に載置された検出器用磁石と、
   前記検出器用磁石に対向して配され、前記モータシャフトの回転に伴う前記検出器用磁石の磁界の変化を検出する磁気検出素子と、
   前記モータシャフトに磁気的に連接され、前記検出器用磁石と前記磁気検出素子とを結ぶ磁束領域を囲む透磁性ガイド部を備え、
   前記検出器用磁石は、前記透磁性ガイド部により形成された凹部、または、モータシャフトの端面と前記透磁性ガイド部により形成された凹部に配され、
   前記凹部の壁部は、層状構造体で構成され、前記磁束領域の延び方向に沿って、周辺よりも透磁率の高い領域を有することを特徴とする回転角検出装置。
8. 前記凹部の内壁は、前記モータシャフトよりも透磁率の低い遮蔽薄膜で被覆されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回転角検出装置。
9. 前記透磁性ガイド部は、
   前記モータシャフトの天面に載置され、前記モータシャフトの周面に当接する支持部と、前記天面に当接し、前記磁気検出素子を搭載する平面部と、前記磁気検出素子を覆う壁部とを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の回転角検出装置。

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