JP7006407B2 - 軸位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸の軸位置検出装置に関する。

例えば、モータの回転軸を非接触で支持する磁気軸受がある。このような磁気軸受では、回転軸の位置（ラジアル方向の位置及びアキシャル方向の位置）を検出し、検出された位置に応じて磁気の強さを調節することが行われている。このような回転軸の位置を検出する軸位置検出装置が、例えば、特許文献１及び２に記載されている。

特許第５１３３７５８号公報 特表２００３－５２０９４９号公報

ここで、モータにおいては、回転軸のブレ等の影響を抑制するために、回転軸の軸方向の長さが短いことが望ましい。このため、回転軸の外周面を囲むように配置される軸位置検出装置のセンサ部の大きさを小さくすることが求められている。また、軸位置検出装置においては、検出のための消費電力を抑制しつつ、回転軸の軸位置を検出することが求められている。

そこで、本発明は、センサ部を小型化し、検出のための消費電力を抑制できる軸位置検出装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、環状の第１鋼板部と環状の第２鋼板部とが軸方向に積層された積層体であり、回転軸が挿通される環状のセンサコア部と、センサコア部の内周面から内側に延伸し、第１鋼板部と第２鋼板部とにわたって設けられた第１ティース及び第２ティースと、第１ティースに取り付けられた第１コイル、及び１コイルに対して並列に接続された第１コンデンサを備える第１共振回路部と、第２ティースに取り付けられた第２コイル、及び２コイルに対して並列に接続された第２コンデンサを備える第２共振回路部と、第１共振回路部及び第２共振回路部が接続された第１検出部と、第１鋼板部の内周面から内側に延伸する第３ティース及び第４ティースと、第３ティース及び第４ティースにそれぞれ取り付けられた第３コイル及び第４コイルと、第３コイル及び第４コイルが直列に接続された第１直列部、及び第１直列部に対して並列に接続された第３コンデンサを備える第３共振回路部と、第２鋼板部の内周面から内側に延伸する第５ティース及び第６ティースと、第５ティース及び第６ティースにそれぞれ取り付けられた第５コイル及び第６コイルと、第５コイル及び第６コイルが直列に接続された第２直列部、及び第２直列部に対して並列に接続された第４コンデンサを備える第４共振回路部と、第３共振回路部及び第４共振回路部が接続された第２検出部と、を備え、第１ティース及び第２ティースは、それぞれセンサコア部の内側を向いて互いに対向し、第３ティース及び第４ティースは、それぞれセンサコア部の内側を向いて互いに対向し、第５ティース及び第６ティースは、それぞれセンサコア部の内側を向いて互いに対向し、第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、及び第６ティースは、それぞれ軸方向において互いに重ならず、第１検出部は、第１共振回路部及び第２共振回路部からの入力に基づいて、回転軸のラジアル方向の位置を検出し、第２検出部は、第３共振回路部及び第４共振回路部からの入力に基づいて、回転軸のアキシャル方向の位置を検出する。

この軸位置検出装置では、第１鋼板部と第２鋼板部とを用いて、センサコア部が形成される。また、軸位置検出装置では、センサコア部、複数のティース、及び各ティースに取り付けられたコイルによって、回転軸の位置を検出するセンサ部が構成される。このように、２枚の鋼板を用いて種々のコイルが形成できるため、軸位置検出装置は、回転軸のアキシャル方向におけるセンサ部の大きさを小さくできる。また、軸位置検出装置は、ＬＣ並列共振回路を構成する第１共振回路部等を用いて回転軸の位置を検出する。ＬＣ並列共振回路は、ブリッジ方式の検出回路に比べて大きなインピーダンスを容易に得ることができる。このため、ＬＣ並列共振回路では、ブリッジ方式の検出回路に比べて、インピーダンスのＳ／Ｎ比を確保するためにコイルに大きな電流を流すことが不要となる。従って、ＬＣ並列共振回路を用いる軸位置検出装置は、回転軸の位置を検出するための消費電力を抑制できる。以上のように、軸位置検出装置は、センサ部を小型化し、検出のための消費電力を抑制できる。

軸位置検出装置において、第１共振回路部及び第２共振回路部は、周期的に変化する基準信号を生成する第１信号生成部を有し、第１コイル及び第１コンデンサには第１信号生成部で生成された基準信号が入力され、第２コイル及び第２コンデンサには第１信号生成部で生成された基準信号が入力され、第３共振回路部及び第４共振回路部は、周期的に変化する基準信号を生成する第２信号生成部を有し、第１直列部及び第３コンデンサには第２信号生成部で生成された基準信号が入力され、第２直列部及び第４コンデンサには第２信号生成部で生成された基準信号が入力されてもよい。この場合、軸位置検出装置は、第１信号生成部等から入力された基準信号を用いて、第１共振回路部等をＬＣ並列共振させることができる。

軸位置検出装置において、第１検出部は、第１コイルに加わる電圧及び第２コイルに加わる電圧を検出し、検出した電圧に基づいて回転軸のラジアル方向の位置を検出し、第２検出部は、第１直列部に加わる電圧及び第２直列部に加わる電圧を検出し、検出した電圧に基づいて回転軸のアキシャル方向の位置を検出してもよい。この場合、軸位置検出装置は、第１コイル等に加わる電圧に基づいて、回転軸の位置を検出できる。

軸位置検出装置において、第１ティース、第２ティース、第３ティース、第４ティース、第５ティース、及び第６ティースは、回転軸側に向かって延びる一対のティース体をそれぞれ有し、第１コイル、第２コイル、第３コイル、第４コイル、第５コイル、及び第６コイルのそれぞれは、一対のティース体にそれぞれ取り付けられた差動コイルによって構成されていてもよい。この場合、軸位置検出装置は、第１コイル等の各コイルに対する回転軸の位置の変化を容易に検出できる。

軸位置検出装置は、センサコア部の内周面から内側に延伸し、第１鋼板部と第２鋼板部とにわたって設けられた第７ティース及び第８ティースと、第７ティースに取り付けられた第７コイル、及び第７コイルに対して並列に接続された第５コンデンサを備える第５共振回路部と、第８ティースに取り付けられた第８コイル、及び第８コイルに対して並列に接続された第６コンデンサを備える第６共振回路部と、第５共振回路部及び第６共振回路部が接続された第３検出部と、をさらに備え、第７ティース及び第８ティースは、それぞれセンサコア部の内側を向いて互いに対向し、第３ティース及び第５ティースは、センサコア部の内周面の周方向における第１ティースと第７ティースとの間の位置に設けられ、第３検出部は、第５共振回路部及び第６共振回路部からの入力に基づいて、第１検出部とは異なる方向における回転軸のラジアル方向の位置を検出してもよい。この場合、軸位置検出装置は、回転軸のラジアル方向として２つの方向の位置を検出できる。

軸位置検出装置において、第１ティースは、第１鋼板部に設けられた第１ティース構成部と、第２鋼板部に設けられ、第１ティース構成部に対して軸方向に積層された第２ティース構成部と、によって構成され、第２ティースは、第１鋼板部に設けられた第３ティース構成部と、第２鋼板部に設けられ、第３ティース構成部に対して軸方向に積層された第４ティース構成部と、によって構成され、第７ティースは、第１鋼板部に設けられた第５ティース構成部と、第２鋼板部に設けられ、第５ティース構成部に対して軸方向に積層された第６ティース構成部と、によって構成され、第８ティースは、第１鋼板部に設けられた第７ティース構成部と、第２鋼板部に設けられ、第７ティース構成部に対して軸方向に積層された第８ティース構成部と、によって構成され、第１鋼板部の内周面の周方向において第１ティース構成部と第５ティース構成部との間に位置する第３ティースは、第１鋼板部の環状の中心位置を中心に、第１ティース構成部に対して周方向に第１角度だけ位置がずれ、第５ティース構成部に対して周方向に第２角度だけ位置がずれ、第２鋼板部の内周面の周方向において第２ティース構成部と第６ティース構成部との間に位置する第５ティースは、第２鋼板部の環状の中心位置を中心に、第２ティース構成部に対して周方向に第２角度だけ位置がずれ、第６ティース構成部に対して周方向に第１角度だけ位置がずれていてもよい。この場合、第１鋼板部に設けられたティースの配置と、第２鋼板部に設けられたティースの配置とが同じとなる。従って、軸位置検出装置は、ティースが設けられた第１鋼板部及び第２鋼板部として同じ鋼板を用いることができ、部品の種類を削減できる。

本発明の一側面によれば、センサ部を小型化し、検出のための消費電力を抑制できる。

実施形態に係る軸位置検出装置を備えるモータの概略構成を示す図である。 図２（ａ）は軸位置検出装置のセンサコアを回転軸のアキシャル方向から見た図である。図２（ｂ）は軸位置検出装置のセンサコアを回転軸のラジアル方向から見た図である。 図３（ａ）は第１鋼板を示す図である。図３（ｂ）は第２鋼板を示す図である。 センサコアが備えるティースを示す展開図である。 センサコアに設けられたコイル部を示す展開図である。 回転軸のＸ軸方向の位置を検出するための回路部の構成を示す回路図である。 Ｘ軸方向検出部の構成を示す回路図である。 回転軸のＹ軸方向の位置を検出するための回路部の構成を示す回路図である。 回転軸のＺ軸方向の位置を検出するための回路部の構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示されるように、モータ１は、モータ部１０、ラジアル磁気軸受２０、アキシャル磁気軸受３０、及び軸位置検出装置４０を備える。モータ部１０は、回転軸１１と、回転軸１１に取り付けられたロータ１２と、ロータ１２を囲むように設けられたステータ１３とを備える。回転軸１１は、ロータ１２とステータ１３との間で作用する磁気によって回転させられる。

ラジアル磁気軸受２０は、回転軸１１を回転可能に非接触で支持する。ラジアル磁気軸受２０は、コイルが発生させた磁力を用いる等、周知の手法によって回転軸１１のラジアル方向における支持位置を制御することができる。アキシャル磁気軸受３０は、回転軸１１のアキシャル方向の位置を非接触で制御する。アキシャル磁気軸受３０は、コイルが発生させた磁力を用いる等、周知の手法によって回転軸１１のアキシャル方向の位置を制御することができる。

軸位置検出装置４０は、回転軸１１のラジアル方向及びアキシャル方向の位置を検出する。軸位置検出装置４０は、回転軸１１の外周面を囲むように配置されたセンサ部４１と、センサ部４１に接続されてセンサ部４１の出力に基づいて回転軸１１のラジアル方向及びアキシャル方向の位置を検出する回路部４２とを備える。本実施形態では、軸位置検出装置４０が２つ設けられ、ロータ１２を挟み込むようにして２つのセンサ部４１が設けられている。なお、軸位置検出装置４０が２つ設けられていることに限定されず、１つのみ設けられていてもよい。また、回転軸１１のラジアル方向及びアキシャル方向の位置を検出可能な軸位置検出装置４０と、回転軸１１のラジアル方向の位置のみを検出可能な軸位置検出装置とが設けられていてもよい。

以下、回転軸１１のラジアル方向及びアキシャル方向の位置を検出する軸位置検出装置４０の詳細について説明する。まず、センサ部４１について説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、センサ部４１は、センサコアＫと、センサコアＫに設けられたコイルユニットＬ（図５参照）とを備える。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、センサコアＫの詳細を示すために、コイルユニットＬが省略されている。

センサコアＫには、回転軸１１が通される。センサコアＫは、コイルユニットＬを設置するためのコアとして機能する。センサコアＫは、第１鋼板Ｋ１と、第２鋼板Ｋ２とによって構成されている。第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とは、回転軸１１のアキシャル方向に沿って重ねられている。第１鋼板Ｋ１は、複数の鋼板が積層された積層鋼板であってもよい。第２鋼板Ｋ２は、複数の鋼板が積層された積層鋼板であってもよい。

図３（ａ）に示されるように、第１鋼板Ｋ１は、回転軸１１が通される環状の第１本体部（第１鋼板部）Ｋ１１と、第１本体部Ｋ１１の内周面に設けられたティースＴ１１～Ｔ１８とを有している。ティースＴ１１～Ｔ１８は、第１本体部Ｋ１１の内周面から、第１本体部Ｋ１１に通された回転軸１１側（第１本体部Ｋ１１の内側）に向かって延伸している。

ティースＴ１１～Ｔ１８は、第１本体部Ｋ１１の内周面において周方向に沿ってこの並び順で設けられている。ティース（第１ティース）Ｔ１１、ティース（第７ティース）Ｔ１３、ティース（第２ティース）Ｔ１５、及びティース（第８ティース）Ｔ１７は、第１本体部Ｋ１１の内周面において周方向に等間隔に設けられている。すなわち、ティースＴ１１、Ｔ１３、Ｔ１５及びＴ１７は、第１本体部Ｋ１１（センサコア部Ｋａ）における環状の中心位置Ｐを中心に９０°間隔で並んでいる。同様に、ティース（第３ティース）Ｔ１２、ティースＴ１４、ティース（第４ティース）Ｔ１６、及びティースＴ１８は、第１本体部Ｋ１１の内周面において周方向に等間隔に設けられている。すなわち、ティースＴ１２、Ｔ１４、Ｔ１６及びＴ１８は、中心位置Ｐを中心に９０°間隔で並んでいる。ラジアル磁気軸受２０に支持された回転軸１１の中心軸線は、おおよそ中心位置Ｐを通る。

ティースＴ１１、Ｔ１３、Ｔ１５及びＴ１７と、ティースＴ１２、Ｔ１４、Ｔ１６及びＴ１８とは、互いに重ならないように異なる位置に設けられている。すなわち、ティースＴ１１、Ｔ１３、Ｔ１５及びＴ１７と、ティースＴ１２、Ｔ１４、Ｔ１６及びＴ１８とは、回転軸１１のアキシャル方向に沿って見たときに中心位置Ｐを中心とした回転方向の位置が互いに異なっている。

本実施形態では、ティースＴ１１とティースＴ１２とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。ティースＴ１２とティースＴ１３とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。すなわち、第１本体部Ｋ１１の内周面の周方向においてティースＴ１１とティースＴ１３との間に位置するティースＴ１２は、中心位置Ｐを中心に、ティースＴ１１に対して周方向に３０°（第１角度）位置がずれ、ティースＴ１３に対して周方向に６０°（第２角度）位置がずれている。

他のティースについても同様に、ティースＴ１３とティースＴ１４とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。ティースＴ１４とティースＴ１５とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。ティースＴ１５とティースＴ１６とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。ティースＴ１６とティースＴ１７とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。ティースＴ１７とティースＴ１８とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。ティースＴ１８とティースＴ１１とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。

ティースＴ１１及びティースＴ１５は、それぞれ第１本体部Ｋ１１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ１１とティースＴ１５とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。ティースＴ１２及びティースＴ１６は、それぞれ第１本体部Ｋ１１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ１２とティースＴ１６とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。ティースＴ１３及びティースＴ１７は、それぞれ第１本体部Ｋ１１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ１３とティースＴ１７とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。ティースＴ１４及びティースＴ１８は、それぞれ第１本体部Ｋ１１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ１４とティースＴ１８とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。

図３（ｂ）に示されるように、第２鋼板Ｋ２は、回転軸１１が通される環状の第２本体部（第２鋼板部）Ｋ２１と、第２本体部Ｋ２１の内周面に設けられたティースＴ２１～Ｔ２８とを有している。ティースＴ２１～Ｔ２８は、第２本体部Ｋ２１の内周面から、第２本体部Ｋ２１に通された回転軸１１側（第２本体部Ｋ２１の内側）に向かって延伸している。

ティースＴ２１～Ｔ２８は、第２本体部Ｋ２１の内周面において周方向に沿ってこの並び順で設けられている。ティース（第１ティース）Ｔ２１、ティース（第７ティース）Ｔ２３、ティース（第２ティース）Ｔ２５、及びティース（第８ティース）Ｔ２７は、第２本体部Ｋ２１の内周面において周方向に等間隔に設けられている。すなわち、ティースＴ２１、Ｔ２３、Ｔ２５及びＴ２７は、第２本体部Ｋ２１（センサコア部Ｋａ）における環状の中心位置Ｐを中心に９０°間隔で並んでいる。同様に、ティース（第５ティース）Ｔ２２、ティースＴ２４、ティース（第６ティース）Ｔ２６、及びティースＴ２８は、第２本体部Ｋ２１の内周面において周方向に等間隔に設けられている。すなわち、ティースＴ２２、Ｔ２４、Ｔ２６及びＴ２８は、中心位置Ｐを中心に９０°間隔で並んでいる。

ティースＴ２１、Ｔ２３、Ｔ２５及びＴ２７と、ティースＴ２２、Ｔ２４、Ｔ２６及びＴ２８とは、互いに重ならないように異なる位置に設けられている。すなわち、ティースＴ２１、Ｔ２３、Ｔ２５及びＴ２７と、ティースＴ２２、Ｔ２４、Ｔ２６及びＴ２８とは、回転軸１１のアキシャル方向に沿って見たときに中心位置Ｐを中心とした回転方向の位置が互いに異なっている。

本実施形態では、ティースＴ２１とティースＴ２２とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。ティースＴ２２とティースＴ２３とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。すなわち、第２本体部Ｋ２１の内周面の周方向においてティースＴ２１とティースＴ２３との間に位置するティースＴ２２は、中心位置Ｐを中心に、ティースＴ２１に対して周方向に６０°（第２角度）位置がずれ、ティースＴ２３に対して周方向に３０°（第１角度）位置がずれている。

他のティースについても同様に、ティースＴ２３とティースＴ２４とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。ティースＴ２４とティースＴ２５とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。ティースＴ２５とティースＴ２６とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。ティースＴ２６とティースＴ２７とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。ティースＴ２７とティースＴ２８とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっている。ティースＴ２８とティースＴ２１とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっている。

ティースＴ２１及びティースＴ２５は、それぞれ第２本体部Ｋ２１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ２１とティースＴ２５とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。ティースＴ２２及びティースＴ２６は、それぞれ第２本体部Ｋ２１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ２２とティースＴ２６とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。ティースＴ２３及びティースＴ２７は、それぞれ第２本体部Ｋ２１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ２３とティースＴ２７とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。ティースＴ２４及びティースＴ２８は、それぞれ第２本体部Ｋ２１（センサコア部Ｋａ）の内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、ティースＴ２４とティースＴ２８とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。

すなわち、本実施形態において、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とは、互いに同じ形状となっている。つまり、本実施形態において第２鋼板Ｋ２のティースの配置は、第１鋼板Ｋ１のティースの配置をラジアル方向の軸回りに１８０°反転させた配置となっている。さらに言えば、第２鋼板Ｋ２は第１鋼板Ｋ１を裏返したものとなっている。第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とは、中心位置Ｐ同士が一致するように、互いに重ねられている。また、図２（ａ）及び図４に示されるように、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１１、Ｔ１３、Ｔ１５及びＴ１７と、第２鋼板Ｋ２のティースＴ２１、Ｔ２３、Ｔ２５及びＴ２７とがそれぞれ重なるように、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが互いに重ねられている。なお、図４は、ティースの重なり位置を示すために、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とを重ねた状態で第１本体部Ｋ１１及び第２本体部Ｋ２１を切断して展開した図である。また、図４では、ティースを明確に示すために、各ティースに斜線が付されている。

具体的には、図４に示されるように、回転軸１１のアキシャル方向に沿って見たときに、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１１と第２鋼板Ｋ２のティースＴ２１とが重なっている。同様に、ティースＴ１３とティースＴ２３とが重なり、ティースＴ１５とティースＴ２５とが重なり、ティースＴ１７とティースＴ２７とが重なっている。また、回転軸１１のアキシャル方向に沿って見たときに、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１２、Ｔ１４、Ｔ１６及びＴ１８と、第２鋼板Ｋ２のティースＴ２２、Ｔ２４、Ｔ２６及びＴ２８とは互いに重なっておらず、互いに異なる位置となっている。

このように、センサコアＫは、環状のセンサコア部Ｋａと、センサコア部Ｋａの内周面に設けられた複数のティースＴ１１～Ｔ１８及びＴ２１～Ｔ２８とによって構成されている。センサコア部Ｋａは、第１鋼板Ｋ１における環状の第１本体部Ｋ１１と、第２鋼板Ｋ２における環状の第２本体部Ｋ２１とが軸方向に積層された積層体である。センサコア部Ｋａには、回転軸１１が挿通される。

第１鋼板Ｋ１のティース（第１ティース構成部）Ｔ１１に対して、第２鋼板Ｋ２のティース（第２ティース構成部）Ｔ２１が軸方向に積層されている。これにより、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１１と第２鋼板Ｋ２のティースＴ２１とによって、第１本体部Ｋ１１と第２本体部Ｋ２１とにわたって設けられた第１ティースＴ１が構成される。第１ティースＴ１は、センサコア部Ｋａの内周面から内側に延伸している。

第１鋼板Ｋ１のティース（第３ティース構成部）Ｔ１５に対して、第２鋼板Ｋ２のティース（第４ティース構成部）Ｔ２５が軸方向に積層されている。これにより、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１５と第２鋼板Ｋ２のティースＴ２５とによって、第１本体部Ｋ１１と第２本体部Ｋ２１とにわたって設けられた第２ティースＴ２が構成される。第２ティースＴ２は、センサコア部Ｋａの内周面から内側に延伸している。

第１鋼板Ｋ１のティース（第５ティース構成部）Ｔ１３に対して、第２鋼板Ｋ２のティース（第６ティース構成部）Ｔ２３が軸方向に積層されている。これにより、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１３と第２鋼板Ｋ２のティースＴ２３とによって、第１本体部Ｋ１１と第２本体部Ｋ２１とにわたって設けられた第７ティースＴ７が構成される。第７ティースＴ７は、センサコア部Ｋａの内周面から内側に延伸している。

第１鋼板Ｋ１のティース（第７ティース構成部）Ｔ１７に対して、第２鋼板Ｋ２のティース（第８ティース構成部）Ｔ２７が軸方向に積層されている。これにより、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１７と第２鋼板Ｋ２のティースＴ２７とによって、第１本体部Ｋ１１と第２本体部Ｋ２１とにわたって設けられた第８ティースＴ８が構成される。第８ティースＴ８は、センサコア部Ｋａの内周面から内側に延伸している。

図２（ａ）に示されるように、第１ティースＴ１及び第２ティースＴ２は、それぞれセンサコア部Ｋａの内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、第１ティースＴ１と第２ティースＴ２とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。第７ティースＴ７及び第８ティースＴ８は、それぞれセンサコア部Ｋａの内側を向いて互いに対向している。すなわち本実施形態において、第７ティースＴ７と第８ティースＴ８とは、中心位置Ｐを挟んで対向している。第１鋼板Ｋ１のティースＴ１２と第２鋼板Ｋ２のティースＴ２２とは、環状のセンサコア部Ｋａの内周面の周方向における第１ティースＴ１と第７ティースＴ７との間の位置に設けられている。ここで、センサコア部Ｋａの内周面の周方向に沿って第１ティースＴ１から第７ティースＴ７へ向かう場合、周方向に沿った２つの方向のうち、向かう方向によって第１ティースＴ１と第７ティースＴ７との間隔が異なる。本実施形態において、上述した「センサコア部Ｋａの内周面の周方向における第１ティースＴ１と第７ティースＴ７との間」とは、センサコア部Ｋａの内周面のうち、第１ティースＴ１と第７ティースＴ７との間隔が狭い側の領域である。第１ティースＴ１、ティースＴ１２、ティースＴ２２、第７ティースＴ７、ティースＴ１４、ティースＴ２４、第２ティースＴ２、ティースＴ１６、ティースＴ２６、第８ティースＴ８、ティースＴ１８、及びティースＴ２８は、それぞれ軸方向において互いに重なっていない。

第１鋼板Ｋ１のティースＴ１１～Ｔ１８は、それぞれ一対のティース体を有している。この一対のティース体は、第１本体部Ｋ１１の内周面の周方向に沿って並んでいる。また、このティース体は、第１本体部Ｋ１１に通された回転軸１１側に向かって延びている。同様に、第２鋼板Ｋ２のティースＴ２１～Ｔ２８は、それぞれ一対のティース体を有している。この一対のティース体は、第２本体部Ｋ２１の内周面の周方向に沿って並んでいる。また、このティース体は、第２本体部Ｋ２１に通された回転軸１１側に向かって延びている。

具体的には、図４に示されるように、ティースＴ１１は、ティース体Ｔ１１ａ及びＴ１１ｂを有している。ティースＴ１２は、ティース体Ｔ１２ａ及びＴ１２ｂを有している。ティースＴ１３は、ティース体Ｔ１３ａ及びＴ１３ｂを有している。ティースＴ１４は、ティース体Ｔ１４ａ及びＴ１４ｂを有している。ティースＴ１５は、ティース体Ｔ１５ａ及びＴ１５ｂを有している。ティースＴ１６は、ティース体Ｔ１６ａ及びＴ１６ｂを有している。ティースＴ１７は、ティース体Ｔ１７ａ及びＴ１７ｂを有している。ティースＴ１８は、ティース体Ｔ１８ａ及びＴ１８ｂを有している。

同様に、ティースＴ２１は、ティース体Ｔ２１ａ及びＴ２１ｂを有している。ティースＴ２２は、ティース体Ｔ２２ａ及びＴ２２ｂを有している。ティースＴ２３は、ティース体Ｔ２３ａ及びＴ２３ｂを有している。ティースＴ２４は、ティース体Ｔ２４ａ及びＴ２４ｂを有している。ティースＴ２５は、ティース体Ｔ２５ａ及びＴ２５ｂを有している。ティースＴ２６は、ティース体Ｔ２６ａ及びＴ２６ｂを有している。ティースＴ２７は、ティース体Ｔ２７ａ及びＴ２７ｂを有している。ティースＴ２８は、ティース体Ｔ２８ａ及びＴ２８ｂを有している。

図５に示されるように、センサコアＫの各ティースには、コイルユニットＬが設けられている。コイルユニットＬは、ラジアル用コイル部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１及びＹ２と、アキシャル用コイル部Ｚ１～Ｚ８を備えている。なお、図５では、ティースＴ１１等の各ティースが有するティース体の符合が省略されているが、図４に示されるティース体を有している。また、図５では、ラジアル用コイル部Ｘ１等の各コイル部を明確に示すために、各コイル部に斜線が付されている。

ラジアル用コイル部（第１コイル）Ｘ１は、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティースＴ１１及びＴ２１に対して巻き回されている（取り付けられている）。ラジアル用コイル部（第２コイル）Ｘ２は、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティースＴ１５及びＴ２５に対して巻き回されている。すなわち、ラジアル用コイル部Ｘ１とラジアル用コイル部Ｘ２とは、第１本体部Ｋ１１の中心位置Ｐを挟んで対向している。

ラジアル用コイル部（第７コイル）Ｙ１は、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティースＴ１３及びＴ２３に対して巻き回されている。ラジアル用コイル部（第８コイル）Ｙ２は、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティースＴ１７及びＴ２７に対して巻き回されている。すなわち、ラジアル用コイル部Ｙ１とラジアル用コイル部Ｙ２とは、第１本体部Ｋ１１の中心位置Ｐを挟んで対向している。

アキシャル用コイル部Ｚ１～Ｚ８は、ティースＴ１２、Ｔ２２、Ｔ１４、Ｔ２４、Ｔ１６、Ｔ２６、Ｔ１８及びＴ２８に対して、それぞれ巻き回されている。

より詳細には、ラジアル用コイル部Ｘ１は、コイルＸ１ａと、コイルＸ１ｂとを有している。コイルＸ１ａは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１１ａ及びＴ２１ａに巻き回されている。コイルＸ１ｂは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１１ｂ及びＴ２１ｂに巻き回されている。コイルＸ１ａとコイルＸ１ｂとは、互いに接続されている。すなわち、コイルＸ１ａとコイルＸ１ｂとは、互いに導通している。また、コイルＸ１ａとコイルＸ１ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。なお、図５では、コイルの巻線方向を黒丸によって示している。コイルＸ１ａ及びＸ１ｂは、差動コイルとして構成されている。

ラジアル用コイル部Ｘ２は、コイルＸ２ａと、コイルＸ２ｂとを有している。コイルＸ２ａは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１５ａ及びＴ２５ａに巻き回されている。コイルＸ２ｂは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１５ｂ及びＴ２５ｂに巻き回されている。コイルＸ２ａとコイルＸ２ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＸ２ａとコイルＸ２ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＸ２ａ及びＸ２は、差動コイルとして構成されている。

ラジアル用コイル部Ｙ１は、コイルＹ１ａと、コイルＹ１ｂとを有している。コイルＹ１ａは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１３ａ及びＴ２３ａに巻き回されている。コイルＹ１ｂは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１３ｂ及びＴ２３ｂに巻き回されている。コイルＹ１ａとコイルＹ１ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＹ１ａとコイルＹ１ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＹ１ａ及びＹ１ｂは、差動コイルとして構成されている。

ラジアル用コイル部Ｙ２は、コイルＹ２ａと、コイルＹ２ｂとを有している。コイルＹ２ａは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１７ａ及びＴ２７ａに巻き回されている。コイルＹ２ｂは、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とが重ねられたときに互いに重なるティース体Ｔ１７ｂ及びＴ２７ｂに巻き回されている。コイルＹ２ａとコイルＹ２ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＹ２ａとコイルＹ２ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＹ２ａ及びＹ２ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部（第３コイル）Ｚ１は、コイルＺ１ａと、コイルＺ１ｂとを有している。コイルＺ１ａは、ティース体Ｔ１２ａに巻き回されている。コイルＺ１ｂは、ティース体Ｔ１２ｂに巻き回されている。コイルＺ１ａとコイルＺ１ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ１ａとコイルＺ１ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ１ａ及びＺ１ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部（第５コイル）Ｚ２は、コイルＺ２ａと、コイルＺ２ｂとを有している。コイルＺ２ａは、ティース体Ｔ２２ａに巻き回されている。コイルＺ２ｂは、ティース体Ｔ２２ｂに巻き回されている。コイルＺ２ａとコイルＺ２ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ２ａとコイルＺ２ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ２ａ及びＺ２ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部Ｚ３は、コイルＺ３ａと、コイルＺ３ｂとを有している。コイルＺ３ａは、ティース体Ｔ１４ａに巻き回されている。コイルＺ３ｂは、ティース体Ｔ１４ｂに巻き回されている。コイルＺ３ａとコイルＺ３ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ３ａとコイルＺ３ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ３ａ及びＺ３ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部Ｚ４は、コイルＺ４ａと、コイルＺ４ｂとを有している。コイルＺ４ａは、ティース体Ｔ２４ａに巻き回されている。コイルＺ４ｂは、ティース体Ｔ２４ｂに巻き回されている。コイルＺ４ａとコイルＺ４ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ４ａとコイルＺ４ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ４ａ及びＺ４ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部（第４コイル）Ｚ５は、コイルＺ５ａと、コイルＺ５ｂとを有している。コイルＺ５ａは、ティース体Ｔ１６ａに巻き回されている。コイルＺ５ｂは、ティース体Ｔ１６ｂに巻き回されている。コイルＺ５ａとコイルＺ５ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ５ａとコイルＺ５ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ５ａ及びＺ５ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部（第６コイル）Ｚ６は、コイルＺ６ａと、コイルＺ６ｂとを有している。コイルＺ６ａは、ティース体Ｔ２６ａに巻き回されている。コイルＺ６ｂは、ティース体Ｔ２６ｂに巻き回されている。コイルＺ６ａとコイルＺ６ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ６ａとコイルＺ６ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ６ａ及びＺ６ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部Ｚ７は、コイルＺ７ａと、コイルＺ７ｂとを有している。コイルＺ７ａは、ティース体Ｔ１８ａに巻き回されている。コイルＺ７ｂは、ティース体Ｔ１８ｂに巻き回されている。コイルＺ７ａとコイルＺ７ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ７ａとコイルＺ７ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ７ａ及びＺ７ｂは、差動コイルとして構成されている。

アキシャル用コイル部Ｚ８は、コイルＺ８ａと、コイルＺ８ｂとを有している。コイルＺ８ａは、ティース体Ｔ２８ａに巻き回されている。コイルＺ８ｂは、ティース体Ｔ２８ｂに巻き回されている。コイルＺ８ａとコイルＺ８ｂとは、互いに接続されている。また、コイルＺ８ａとコイルＺ８ｂとは、互いに巻線方向が異なっている。コイルＺ８ａ及びＺ８ｂは、差動コイルとして構成されている。

ここで、図１に示されるように、回転軸１１には、電磁鋼板等からなるターゲット１１ａが設けられている。センサコアＫにおけるティースＴ１１～１８及びＴ２１～Ｔ２８の先端部は、ターゲット１１ａに対向している。図４に示されるように、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２との境界線が、アキシャル方向においてターゲット１１ａの中心位置となるようにセンサコアＫが配置されている。本実施形態では、ターゲット１１ａの幅（アキシャル方向の幅）は、センサコアＫの厚さ（アキシャル方向の厚さ）よりも小さい。なお、図４において、ターゲット１１ａにおけるアキシャル方向の位置が仮想線（二点鎖線）で示されている。

ラジアル用コイル部Ｘ１及びラジアル用コイル部Ｘ２は、ラジアル用コイル部Ｘ１とラジアル用コイル部Ｘ２との対向方向における回転軸１１（ターゲット１１ａ）の位置を検出するセンサとなる。ラジアル用コイル部Ｙ１及びラジアル用コイル部Ｙ２は、ラジアル用コイル部Ｙ１とラジアル用コイル部Ｙ２との対向方向における回転軸１１（ターゲット１１ａ）の位置を検出するセンサとなる。アキシャル用コイル部Ｚ１～Ｚ８は、回転軸１１のアキシャル方向における回転軸１１（ターゲット１１ａ）の位置を検出するセンサとなる。

以下、ラジアル用コイル部Ｘ１とラジアル用コイル部Ｘ２との対向方向をＸ軸方向とする。ラジアル用コイル部Ｙ１とラジアル用コイル部Ｙ２との対向方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向とＹ軸方向とは互いに直交している。回転軸１１のアキシャル方向をＺ軸方向とする。

次に、回路部４２の構成について説明する。まず、回転軸１１のＸ軸方向の位置を検出するための回路部４２の構成について説明する。図６に示されるように、回路部４２は、第１Ｘ軸用回路Ｅ１と、第２Ｘ軸用回路Ｅ２と、Ｘ軸方向検出部（第１検出部）５１とを備えている。第１Ｘ軸用回路Ｅ１は、信号生成部（第１信号生成部）Ｓ１と、抵抗器Ｒ１と、コンデンサ（第１コンデンサ）Ｃ１とを備えている。コンデンサＣ１は、ラジアル用コイル部Ｘ１に対して電気的に並列に接続されている。信号生成部Ｓ１は、周期的に変化する基準信号を生成する。ラジアル用コイル部Ｘ１及びコンデンサＣ１には、抵抗器Ｒ１を介して、信号生成部Ｓ１で生成された基準信号が入力される。なお、信号生成部Ｓ１で生成された基準信号は、増幅器Ａ１によって増幅されてもよい。第１Ｘ軸用回路Ｅ１とラジアル用コイル部Ｘ１とによって、ＬＣ並列共振回路である第１Ｘ軸用共振回路（第１共振回路部）ＬＣ１が構成される。第１Ｘ軸用共振回路ＬＣ１は、Ｘ軸方向検出部５１に接続されている。

第２Ｘ軸用回路Ｅ２は、信号生成部Ｓ１と、抵抗器Ｒ２と、コンデンサ（第２コンデンサ）Ｃ２とを備えている。コンデンサＣ２は、ラジアル用コイル部Ｘ２に対して電気的に並列に接続されている。なお、第１Ｘ軸用回路Ｅ１及び第２Ｘ軸用回路Ｅ２は、一つの信号生成部Ｓ１を共通の構成要素として備えている。ラジアル用コイル部Ｘ２及びコンデンサＣ２には、抵抗器Ｒ２を介して、信号生成部Ｓ１で生成された基準信号が入力される。第２Ｘ軸用回路Ｅ２とラジアル用コイル部Ｘ２とによって、ＬＣ並列共振回路である第２Ｘ軸用共振回路（第２共振回路部）ＬＣ２が構成される。第２Ｘ軸用共振回路ＬＣ２は、Ｘ軸方向検出部５１に接続されている。

Ｘ軸方向検出部５１は、第１Ｘ軸用共振回路ＬＣ１及び第２Ｘ軸用共振回路ＬＣ２からの入力に基づいて、回転軸１１のラジアル方向（Ｘ軸方向）の位置を検出する。具体的には、Ｘ軸方向における回転軸１１（ターゲット１１ａ）の位置に応じて、ラジアル用コイル部Ｘ１のインピーダンスとラジアル用コイル部Ｘ２のインピーダンスとが変化する。このため、Ｘ軸方向検出部５１は、ラジアル用コイル部Ｘ１のインピーダンスとラジアル用コイル部Ｘ２のインピーダンスとの差に基づいて、Ｘ軸方向における回転軸１１の位置を検出する。具体的には、Ｘ軸方向検出部５１は、ラジアル用コイル部Ｘ１のインピーダンスとしてラジアル用コイル部Ｘ１に加わる電圧を検出する。また、Ｘ軸方向検出部５１は、ラジアル用コイル部Ｘ２のインピーダンスとしてラジアル用コイル部Ｘ２に加わる電圧を検出する。Ｘ軸方向検出部５１は、Ｘ軸方向における回転軸１１の位置を、ラジアル用コイル部Ｘ１及びラジアル用コイル部Ｘ２に加わる電圧の差分によって検出することができる。Ｘ軸方向検出部５１の検出結果は、コントローラ６０に入力される。

ここで、Ｘ軸方向検出部５１は、例えば、図７に示されるように、移相器５１ａと、差分検出器５１ｂと、乗算器５１ｃと、ローパスフィルタ５１ｄとを含む回路によって構成されている。信号生成部Ｓ１で生成された基準信号は、移相器５１ａを介して乗算器５１ｃに入力される。差分検出器５１ｂは、ラジアル用コイル部Ｘ１に加わる電圧とラジアル用コイル部Ｘ２に加わる電圧との差分を検出する。乗算器５１ｃは、移相器５１ａを介して入力された基準信号と差分検出器５１ｂから入力された電圧値の差分を乗算し、ローパスフィルタ５１ｄを介して出力する。Ｘ軸方向検出部５１からの出力値が、Ｘ軸方向における回転軸１１の位置を表している。

次に、回転軸１１のＹ軸方向の位置を検出するための回路部４２の構成について説明する。図８に示されるように、回路部４２は、第１Ｙ軸用回路Ｅ３と、第２Ｙ軸用回路Ｅ４と、Ｙ軸方向検出部（第３検出部）５２とを備えている。第１Ｙ軸用回路Ｅ３は、信号生成部Ｓ２と、抵抗器Ｒ３と、コンデンサ（第５コンデンサ）Ｃ３とを備えている。コンデンサＣ３は、ラジアル用コイル部Ｙ１に対して電気的に並列に接続されている。信号生成部Ｓ２は、周期的に変化する基準信号を生成する。ラジアル用コイル部Ｙ１及びコンデンサＣ３には、抵抗器Ｒ３を介して、信号生成部Ｓ２で生成された基準信号が入力される。なお、信号生成部Ｓ２で生成された基準信号は、増幅器Ａ２によって増幅されてもよい。第１Ｙ軸用回路Ｅ３とラジアル用コイル部Ｙ１とによって、ＬＣ並列共振回路である第１Ｙ軸用共振回路（第５共振回路部）ＬＣ３が構成される。第１Ｙ軸用共振回路ＬＣ３は、Ｙ軸方向検出部５２に接続されている。

第２Ｙ軸用回路Ｅ４は、信号生成部Ｓ２と、抵抗器Ｒ４と、コンデンサ（第６コンデンサ）Ｃ４とを備えている。コンデンサＣ４は、ラジアル用コイル部Ｙ２に対して電気的に並列に接続されている。なお、第１Ｙ軸用回路Ｅ３及び第２Ｙ軸用回路Ｅ４は、一つの信号生成部Ｓ２を共通の構成要素として備えている。ラジアル用コイル部Ｙ２及びコンデンサＣ４には、抵抗器Ｒ４を介して、信号生成部Ｓ２で生成された基準信号が入力される。第２Ｙ軸用回路Ｅ４とラジアル用コイル部Ｙ２とによって、ＬＣ並列共振回路である第２Ｙ軸用共振回路（第６共振回路部）ＬＣ４が構成される。第２Ｙ軸用共振回路ＬＣ４は、Ｙ軸方向検出部５２に接続されている。

Ｙ軸方向検出部５２は、第１Ｙ軸用共振回路ＬＣ３及び第２Ｙ軸用共振回路ＬＣ４からの入力に基づいて、Ｘ軸方向検出部５１とは異なる方向における回転軸１１のラジアル方向（Ｙ軸方向）の位置を検出する。具体的には、Ｙ軸方向における回転軸１１（ターゲット１１ａ）の位置に応じて、ラジアル用コイル部Ｙ１のインピーダンスとラジアル用コイル部Ｙ２のインピーダンスとが変化する。このため、Ｙ軸方向検出部５２は、ラジアル用コイル部Ｙ１のインピーダンスとラジアル用コイル部Ｙ２のインピーダンスとの差に基づいて、Ｙ軸方向における回転軸１１の位置を検出する。具体的には、Ｙ軸方向検出部５２は、ラジアル用コイル部Ｙ１のインピーダンスとしてラジアル用コイル部Ｙ１に加わる電圧を検出する。また、Ｙ軸方向検出部５２は、ラジアル用コイル部Ｙ２のインピーダンスとしてラジアル用コイル部Ｙ２に加わる電圧を検出する。Ｙ軸方向検出部５２は、Ｙ軸方向における回転軸１１の位置を、ラジアル用コイル部Ｙ１及びラジアル用コイル部Ｙ２に加わる電圧の差分によって検出することができる。Ｙ軸方向検出部５２の構成は、Ｘ軸方向検出部５１と同様の構成である。Ｙ軸方向検出部５２の検出結果は、コントローラ６０に入力される。

次に、回転軸１１のＺ軸方向の位置を検出するための回路部４２の構成について説明する。図９に示されるように、回路部４２は、第１Ｚ軸用回路Ｅ５と、第２Ｚ軸用回路Ｅ６と、Ｚ軸方向検出部（第２検出部）５３とを備えている。第１Ｚ軸用回路Ｅ５は、信号生成部（第２信号生成部）Ｓ３と、抵抗器Ｒ５と、コンデンサ（第３コンデンサ）Ｃ５とを備えている。ここで、互いに直列に接続されたアキシャル用コイル部Ｚ１とアキシャル用コイル部Ｚ５とによって直列部（第１直列部）Ｄ１が構成されている。互いに直列に接続されたアキシャル用コイル部Ｚ３とアキシャル用コイル部Ｚ７とによって直列部Ｄ２が構成されている。コンデンサＣ５は、直列部Ｄ１及びＤ２に対して電気的に並列に接続されている。

信号生成部Ｓ３は、周期的に変化する基準信号を生成する。直列部Ｄ１、直列部Ｄ２、及びコンデンサＣ５には、抵抗器Ｒ５を介して、信号生成部Ｓ３で生成された基準信号が入力される。なお、信号生成部Ｓ３で生成された基準信号は、増幅器Ａ３によって増幅されてもよい。第１Ｚ軸用回路Ｅ５と直列部Ｄ１及びＤ２とによって、ＬＣ並列共振回路である第１Ｚ軸用共振回路（第３共振回路部）ＬＣ５が構成される。第１Ｚ軸用共振回路ＬＣ５は、Ｚ軸方向検出部５３に接続されている。

第２Ｚ軸用回路Ｅ６は、信号生成部Ｓ３と、抵抗器Ｒ６と、コンデンサ（第４コンデンサ）Ｃ６とを備えている。なお、第１Ｚ軸用回路Ｅ５及び第２Ｚ軸用回路Ｅ６は、一つの信号生成部Ｓ３を共通の構成要素として備えている。ここで、互いに直列に接続されたアキシャル用コイル部Ｚ２とアキシャル用コイル部Ｚ６とによって直列部（第２直列部）Ｄ３が構成されている。互いに直列に接続されたアキシャル用コイル部Ｚ４とアキシャル用コイル部Ｚ８とによって直列部Ｄ４が構成されている。コンデンサＣ６は、直列部Ｄ３及びＤ４に対して電気的に並列に接続されている。

直列部Ｄ３、直列部Ｄ４、及びコンデンサＣ６には、抵抗器Ｒ６を介して、信号生成部Ｓ３で生成された基準信号が入力される。第２Ｚ軸用回路Ｅ６と直列部Ｄ３及びＤ４とによって、ＬＣ並列共振回路である第２Ｚ軸用共振回路（第４共振回路部）ＬＣ６が構成される。第２Ｚ軸用共振回路ＬＣ６は、Ｚ軸方向検出部５３に接続されている。

Ｚ軸方向検出部５３は、第１Ｚ軸用共振回路ＬＣ５及び第２Ｚ軸用共振回路ＬＣ６からの入力に基づいて、回転軸１１のアキシャル方向（Ｚ軸方向）の位置を検出する。具体的には、Ｚ軸方向における回転軸１１（ターゲット１１ａ）の位置に応じて、第１鋼板Ｋ１に設けられたアキシャル用コイル部Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５及びＺ７のインピーダンスと、第２鋼板Ｋ２に設けられたアキシャル用コイル部Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６及びＺ８のインピーダンスとが変化する。このため、Ｚ軸方向検出部５３は、コンデンサＣ５に並列に接続された（第１鋼板Ｋ１に設けられた）アキシャル用コイル部Ｚ１等のインピーダンスと、コンデンサＣ６に並列に接続された（第２鋼板Ｋ２に設けられた）アキシャル用コイル部Ｚ２等のインピーダンスとの差に基づいて、Ｚ軸方向における回転軸１１の位置を検出する。具体的には、Ｚ軸方向検出部５３は、アキシャル用コイル部Ｚ１等のインピーダンスとしてアキシャル用コイル部Ｚ１等に加わる電圧を検出する。また、Ｚ軸方向検出部５３は、アキシャル用コイル部Ｚ２等のインピーダンスとしてアキシャル用コイル部Ｚ２等に加わる電圧を検出する。Ｚ軸方向検出部５３は、Ｚ軸方向における回転軸１１の位置を、アキシャル用コイル部Ｚ１等に加わる電圧とアキシャル用コイル部Ｚ２等に加わる電圧との差分によって検出することができる。Ｚ軸方向検出部５３の構成は、Ｘ軸方向検出部５１と同様の構成である。Ｚ軸方向検出部５３の検出結果は、コントローラ６０に入力される。

コントローラ６０は、Ｘ軸方向検出部５１及びＹ軸方向検出部５２の検出結果に基づいて、ラジアル磁気軸受２０によって支持される回転軸１１のラジアル方向の位置を制御する。コントローラ６０は、Ｚ軸方向検出部５３の検出結果に基づいて、アキシャル磁気軸受３０によって制御される回転軸１１のアキシャル方向の位置を制御する。コントローラ６０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成されている。コントローラ６０は、ラジアル磁気軸受２０及びアキシャル磁気軸受３０にそれぞれ指示信号を出力することによって、回転軸１１の位置を制御することができる。

以上のように本実施形態の軸位置検出装置４０では、第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とを用いて、ラジアル方向の回転軸１１の位置を検出するラジアル用コイル部Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１及びＹ２と、アキシャル方向の回転軸１１の位置を検出するアキシャル用コイル部Ｚ１～Ｚ８が形成される。このように、２枚の鋼板を用いて種々のコイル部が形成できるため、軸位置検出装置４０は、３枚以上の鋼板を用いて種々のコイル部を形成する場合に比べて、回転軸１１のアキシャル方向におけるセンサ部４１の大きさを小さくできる。

また、軸位置検出装置４０は、ＬＣ並列共振回路を構成する第１Ｘ軸用共振回路ＬＣ１等を用いてラジアル用コイル部Ｘ１等のインピーダンスを検出し、回転軸１１の位置を検出する。ここで、軸位置検出装置４０は、第１Ｘ軸用共振回路ＬＣ１等のＬＣ並列共振回路を用いて、回転軸１１(ターゲット１１ａ)とラジアル用コイル部Ｘ１等との距離に従って変化するラジアル用コイル部Ｘ１等のインダクタンス値をインピーダンスとして検出する。理論上では、ＬＣ並列共振回路をＬＣ並列共振させた場合に得られるインピーダンスは無限大となる（だたし、現実的には有限である）。このため、ＬＣ並列共振回路を用いた場合、軸位置検出装置４０は、高インピーダンスのセンサ特性を容易に得ることができる。すなわち、ＬＣ並列共振回路を用いた場合、ブリッジ方式の検出回路に比べて大きなインピーダンスを容易に得ることができる。

また、ブリッジ方式の検出回路を用いて回転軸１１（ターゲット１１ａ）の位置を検出する場合、この検出装置は、センサ部のインダクタンスと励磁周波数とによって一意に定まるインピーダンス（ｊωＬ）の変化量を検出する。センサ部として取りうるインダクタンス値及び励磁周波数によって、インピーダンスの値は制約される。このため、ＬＣ並列共振によって得られるインピーダンスと比較すると、ブリッジ方式の検出回路を用いる場合には大きなインピーダンスを得ることができない。従って、ブリッジ方式の検出回路を用いる場合、インピーダンスのＳ／Ｎ比を確保するためには、ＬＣ並列共振回路を用いた場合によりも大きな電流をコイルに流す必要があり、ＬＣ並列共振回路を用いた場合よりも大きな消費電力を必要とする。このように、軸位置検出装置４０は、第１Ｘ軸用共振回路ＬＣ１等のＬＣ並列共振回路を用いて検出を行うため、ブリッジ方式の検出回路に比べて、インピーダンスのＳ／Ｎ比を確保するためにコイルに大きな電流を流すことが不要となる。従って、ＬＣ並列共振回路を用いる軸位置検出装置４０は、回転軸１１の位置を検出するための消費電力を抑制できる。以上のように、軸位置検出装置４０は、センサ部４１を小型化し、検出のための消費電力を抑制できる。

軸位置検出装置４０は、周期的に変化する基準信号を生成する信号生成部Ｓ１～Ｓ３を備えている。この場合、軸位置検出装置４０は、信号生成部Ｓ１等から入力された基準信号を用いて、第１Ｘ軸用共振回路ＬＣ１等をＬＣ並列共振させることができる。

Ｘ軸方向検出部５１等は、ラジアル用コイル部Ｘ１等に加わるインピーダンスとして、ラジアル用コイル部Ｘ１等に加わる電圧を検出する。この場合、軸位置検出装置４０は、ラジアル用コイル部Ｘ１等に加わる電圧に基づいて、回転軸１１の位置を検出できる。

ラジアル用コイル部Ｘ１等は、差動コイルとして構成されている。この場合、軸位置検出装置４０は、ラジアル用コイル部Ｘ１等の各コイル部に対する回転軸１１の位置の変化を容易に検出できる。

軸位置検出装置４０は、回転軸１１のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸方向検出部５１と、回転軸１１のＹ軸方向の位置を検出するＹ軸方向検出部５２とを備えている。これにより、軸位置検出装置４０は、回転軸１１のラジアル方向の位置として２つの方向の位置を検出できる。

第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とは、同じ形状となっている。この場合、軸位置検出装置４０は、部品の種類を削減できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、信号生成部Ｓ１～Ｓ３は、個別の信号生成部ではなく、一つの信号生成部であってもよい。この場合、ラジアル用コイル部Ｘ１等の各コイル部に一つの信号生成部から基準信号が入力されてもよい。

ティースＴ１１とティースＴ１２とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっていることに限定されない。ティースＴ１２とティースＴ１３とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっていることに限定されない。ティースＴ２１とティースＴ２２とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が６０°異なっていることに限定されない。ティースＴ２２とティースＴ２３とは、中心位置Ｐを中心に回転方向の位置が３０°異なっていることに限定されない。例えば、第１鋼板Ｋ１において、ティースＴ１１とティースＴ１２とは、中心位置Ｐを中心に回転方向に第１角度だけ位置がずれ、ティースＴ１２とティースＴ１３とは、中心位置Ｐを中心に回転方向に第２角度だけ位置がずれていてもよい。この場合、第２鋼板Ｋ２において、ティースＴ２１とティースＴ２２とは、中心位置Ｐを中心に回転方向に第２角度だけ位置がずれ、ティースＴ２２とティースＴ２３とは、中心位置Ｐを中心に回転方向に第１角度だけ位置がずれていてもよい。第１鋼板Ｋ１と第２鋼板Ｋ２とを重ねたときに、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１１、Ｔ１３、Ｔ１５及びＴ１７と第２鋼板Ｋ２のＴ２１、Ｔ２３、Ｔ２５及びＴ２７とが重なる状態、かつ、第１鋼板Ｋ１のティースＴ１２、Ｔ１４、Ｔ１６及びＴ１８と第２鋼板Ｋ２のティースＴ２２、Ｔ２４、Ｔ２６及びＴ２８とが重ならない状態であればよい。

ラジアル用コイル部Ｘ１等の各コイル部は、一対のティース体に設けられた差動コイルとしたが、差動コイルとして構成されていることに限定されない。この場合、ティースＴ１１等の各ティースは、一対のティース体を有していなくてもよい。

ティースＴ１４、Ｔ１８、Ｔ２４、及びＴ２８は、第１鋼板Ｋ１及び第２鋼板Ｋ２に設けられていなくてもよい。この場合、これらに取り付けられるアキシャル用コイル部Ｚ３、Ｚ７、Ｚ４、及びＺ８は、設けられていなくてもよい。

１１ 回転軸
４０ 軸位置検出装置
４１ センサ部
５１ Ｘ軸方向検出部（第１検出部）
５２ Ｙ軸方向検出部（第３検出部）
５３ Ｚ軸方向検出部（第２検出部）
Ｃ１ コンデンサ（第１コンデンサ）
Ｃ２ コンデンサ（第２コンデンサ）
Ｃ３ コンデンサ（第５コンデンサ）
Ｃ４ コンデンサ（第６コンデンサ）
Ｃ５ コンデンサ（第３コンデンサ）
Ｃ６ コンデンサ（第４コンデンサ）
Ｄ１ 直列部（第１直列部）
Ｄ３ 直列部（第２直列部）
Ｋ１ 第１鋼板
Ｋ２ 第２鋼板
Ｋ１１ 第１本体部（第１鋼板部）
Ｋ２１ 第２本体部（第２鋼板部）
Ｋａ センサコア部
Ｐ 中心位置
ＬＣ１ 第１Ｘ軸用共振回路（第１共振回路部）
ＬＣ２ 第２Ｘ軸用共振回路（第２共振回路部）
ＬＣ３ 第１Ｙ軸用共振回路（第５共振回路部）
ＬＣ４ 第２Ｙ軸用共振回路（第６共振回路部）
ＬＣ５ 第１Ｚ軸用共振回路（第３共振回路部）
ＬＣ６ 第２Ｚ軸用共振回路（第４共振回路部）
Ｓ１ 信号生成部（第１信号生成部）
Ｓ３ 信号生成部（第２信号生成部）
Ｔ１ 第１ティース
Ｔ２ 第２ティース
Ｔ７ 第７ティース
Ｔ８ 第８ティース
Ｔ１２ ティース（第３ティース）
Ｔ１６ ティース（第４ティース）
Ｔ２２ ティース（第５ティース）
Ｔ２６ ティース（第６ティース）
Ｔ１１ ティース（第１ティース構成部）
Ｔ１３ ティース（第５ティース構成部）
Ｔ１５ ティース（第３ティース構成部）
Ｔ１７ ティース（第７ティース構成部）
Ｔ２１ ティース（第２ティース構成部）
Ｔ２３ ティース（第６ティース構成部）
Ｔ２５ ティース（第４ティース構成部）
Ｔ２７ ティース（第８ティース構成部）
Ｔ１１ａ、Ｔ１１ｂ、Ｔ１２ａ、Ｔ１２ｂ、Ｔ１３ａ、Ｔ１３ｂ、Ｔ１４ａ、Ｔ１４ｂ、Ｔ１５ａ、Ｔ１５ｂ、Ｔ１６ａ、Ｔ１６ｂ、Ｔ１７ａ、Ｔ１７ｂ、Ｔ１８ａ、Ｔ１８ｂ、Ｔ２１ａ、Ｔ２１ｂ、Ｔ２２ａ、Ｔ２２ｂ、Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ、Ｔ２４ａ、Ｔ２４ｂ、Ｔ２５ａ、Ｔ２５ｂ、Ｔ２６ａ、Ｔ２６ｂ、Ｔ２７ａ、Ｔ２７ｂ、Ｔ２８ａ、Ｔ２８ｂ ティース体
Ｘ１ ラジアル用コイル部（第１コイル）
Ｘ２ ラジアル用コイル部（第２コイル）
Ｙ１ ラジアル用コイル部（第７コイル）
Ｙ２ ラジアル用コイル部（第８コイル）
Ｚ１ アキシャル用コイル部（第３コイル）
Ｚ２ アキシャル用コイル部（第５コイル）
Ｚ５ アキシャル用コイル部（第４コイル）
Ｚ６ アキシャル用コイル部（第６コイル）

Claims (4)

1. 環状の第１鋼板部と環状の第２鋼板部とが軸方向に積層された積層体であり、回転軸が挿通される環状のセンサコア部と、
   前記センサコア部の内周面から内側に延伸し、前記第１鋼板部と前記第２鋼板部とにわたって設けられた第１ティース及び第２ティースと、
   前記第１ティースに取り付けられた第１コイル、及び前記１コイルに対して並列に接続された第１コンデンサを備える第１共振回路部と、
   前記第２ティースに取り付けられた第２コイル、及び前記２コイルに対して並列に接続された第２コンデンサを備える第２共振回路部と、
   前記第１共振回路部及び前記第２共振回路部が接続された第１検出部と、
   前記第１鋼板部の内周面から内側に延伸する第３ティース及び第４ティースと、
   前記第３ティース及び前記第４ティースにそれぞれ取り付けられた第３コイル及び第４コイルと、
   前記第３コイル及び前記第４コイルが直列に接続された第１直列部、及び前記第１直列部に対して並列に接続された第３コンデンサを備える第３共振回路部と、
   前記第２鋼板部の内周面から内側に延伸する第５ティース及び第６ティースと、
   前記第５ティース及び前記第６ティースにそれぞれ取り付けられた第５コイル及び第６コイルと、
   前記第５コイル及び前記第６コイルが直列に接続された第２直列部、及び前記第２直列部に対して並列に接続された第４コンデンサを備える第４共振回路部と、
   前記第３共振回路部及び前記第４共振回路部が接続された第２検出部と、
   を備え、
   前記第１ティース及び前記第２ティースは、それぞれ前記センサコア部の内側を向いて互いに対向し、
   前記第３ティース及び前記第４ティースは、それぞれ前記センサコア部の内側を向いて互いに対向し、
   前記第５ティース及び前記第６ティースは、それぞれ前記センサコア部の内側を向いて互いに対向し、
   前記第１ティース、前記第２ティース、前記第３ティース、前記第４ティース、前記第５ティース、及び前記第６ティースは、それぞれ前記軸方向において互いに重ならず、
   前記第１検出部は、前記第１共振回路部及び前記第２共振回路部からの入力に基づいて、前記回転軸のラジアル方向の位置を検出し、
   前記第２検出部は、前記第３共振回路部及び前記第４共振回路部からの入力に基づいて、前記回転軸のアキシャル方向の位置を検出し、
   前記センサコア部の内周面から内側に延伸し、前記第１鋼板部と前記第２鋼板部とにわたって設けられた第７ティース及び第８ティースと、
   前記第７ティースに取り付けられた第７コイル、及び前記７コイルに対して並列に接続された第５コンデンサを備える第５共振回路部と、
   前記第８ティースに取り付けられた第８コイル、及び前記８コイルに対して並列に接続された第６コンデンサを備える第６共振回路部と、
   前記第５共振回路部及び前記第６共振回路部が接続された第３検出部と、
   をさらに備え、
   前記第７ティース及び前記第８ティースは、それぞれ前記センサコア部の内側を向いて互いに対向し、
   前記第３ティース及び前記第５ティースは、前記センサコア部の内周面の周方向における前記第１ティースと前記第７ティースとの間の位置に設けられ、
   前記第３検出部は、前記第５共振回路部及び前記第６共振回路部からの入力に基づいて、前記第１検出部とは異なる方向における前記回転軸のラジアル方向の位置を検出し、
   前記第１ティースは、前記第１鋼板部に設けられた第１ティース構成部と、前記第２鋼板部に設けられ、前記第１ティース構成部に対して前記軸方向に積層された第２ティース構成部と、によって構成され、
   前記第２ティースは、前記第１鋼板部に設けられた第３ティース構成部と、前記第２鋼板部に設けられ、前記第３ティース構成部に対して前記軸方向に積層された第４ティース構成部と、によって構成され、
   前記第７ティースは、前記第１鋼板部に設けられた第５ティース構成部と、前記第２鋼板部に設けられ、前記第５ティース構成部に対して前記軸方向に積層された第６ティース構成部と、によって構成され、
   前記第８ティースは、前記第１鋼板部に設けられた第７ティース構成部と、前記第２鋼板部に設けられ、前記第７ティース構成部に対して前記軸方向に積層された第８ティース構成部と、によって構成され、
   前記第１鋼板部の内周面の周方向において前記第１ティース構成部と前記第５ティース構成部との間に位置する前記第３ティースは、前記第１鋼板部の環状の中心位置を中心に、前記第１ティース構成部に対して周方向に第１角度だけ位置がずれ、前記第５ティース構成部に対して周方向に第２角度だけ位置がずれ、
   前記第２鋼板部の内周面の周方向において前記第２ティース構成部と前記第６ティース構成部との間に位置する前記第５ティースは、前記第２鋼板部の環状の中心位置を中心に、前記第２ティース構成部に対して周方向に前記第２角度だけ位置がずれ、前記第６ティース構成部に対して周方向に前記第１角度だけ位置がずれている、軸位置検出装置。
2. 前記第１共振回路部及び前記第２共振回路部は、周期的に変化する基準信号を生成する第１信号生成部を有し、
   前記第１コイル及び前記第１コンデンサには前記第１信号生成部で生成された前記基準信号が入力され、前記第２コイル及び前記第２コンデンサには前記第１信号生成部で生成された前記基準信号が入力され、
   前記第３共振回路部及び前記第４共振回路部は、周期的に変化する基準信号を生成する第２信号生成部を有し、
   前記第１直列部及び前記第３コンデンサには前記第２信号生成部で生成された前記基準信号が入力され、前記第２直列部及び前記第４コンデンサには前記第２信号生成部で生成された前記基準信号が入力される、請求項１に記載の軸位置検出装置。
3. 前記第１検出部は、前記第１コイルに加わる電圧及び前記第２コイルに加わる電圧を検出し、検出した電圧に基づいて前記回転軸のラジアル方向の位置を検出し、
   前記第２検出部は、前記第１直列部に加わる電圧及び前記第２直列部に加わる電圧を検出し、検出した電圧に基づいて前記回転軸のアキシャル方向の位置を検出する、請求項１又は２に記載の軸位置検出装置。
4. 前記第１ティース、前記第２ティース、前記第３ティース、前記第４ティース、前記第５ティース、及び前記第６ティースは、前記回転軸側に向かって延びる一対のティース体をそれぞれ有し、
   前記第１コイル、前記第２コイル、前記第３コイル、前記第４コイル、前記第５コイル、及び前記第６コイルのそれぞれは、前記一対のティース体にそれぞれ取り付けられた差動コイルによって構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の軸位置検出装置。

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