JP7369678B2 - 磁気検出装置および回転検出装置 - Google Patents

磁気検出装置および回転検出装置 Download PDF

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Description

本発明は、磁気を利用して電動モータ等の回転装置の回転軸の回転を検出する磁気検出装置および回転検出装置に関する。
例えば電動モータ等の回転装置の回転軸の回転を検出する装置として、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材を利用した回転検出装置が知られている。下記の特許文献１には、このような回転検出装置の一例が記載されている。
特許文献１に記載された回転検出装置は、同文献の図１および図２に示されているように、４つの磁界形成部と、３つの磁気センサとを備えている。
各磁界形成部として永久磁石が用いられている。４つの磁界形成部は回転軸の周囲に９０度間隔で配置されている。また、４つの磁界形成部は、隣り合う２つの磁界形成部の磁極の位置が互いに反対となるように配置されている。すなわち、回転軸の周囲には、回転軸の軸方向における一方向の磁界を形成する磁界形成部と、回転軸の軸方向における他方向の磁界を形成する磁界形成部とが９０度間隔で交互に配置されている。また、各磁界形成部は、回転軸の外周部に固定されており、回転軸の回転に伴って回転軸の周囲を移動する。
一方、各磁気センサは、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材の周囲にコイルを設けることにより形成されている。具体的には、各磁気センサは円柱状のボビンを有している。ボビンの内部には、ボビンの軸方向に伸長した空間が形成され、その空間内に磁性線材が収容されている。また、ボビンの中間部の外周には、コイルを形成する電線が巻回されている。３つの磁気センサは４つの磁界形成部の軌道の外周側に１２０度間隔で配置されている。また、各磁気センサは、磁性線材の伸長方向が回転軸の軸方向と平行となるように配置されている。また、各磁気センサは、回転軸の回転に伴って移動しないように回転検出装置のケーシング等に固定されている。
回転軸が回転すると、４つの磁界形成部が、回転軸の周囲を移動し、３つの磁気センサの近傍を順次通過する。ここで、３つの磁気センサのうちの１つの磁気センサに着目すると、回転軸が回転したとき、回転軸の軸方向における一方向の磁界を形成する磁界形成部と、回転軸の軸方向における他方向の磁界を形成する磁界形成部とが当該１つの磁気センサの近傍を交互に通過する。その結果、回転軸の回転に伴い、当該１つの磁気センサの磁性線材に作用する磁界の方向が変化する。磁性線材は、それに作用する磁界の方向が変化すると、その磁化方向が急激に反転する性質、すなわち、大バルクハウゼン効果を生じる性質を有している。また、磁性線材の磁化方向が急激に反転すると、電磁誘導によりコイルにパルス状の電流が流れる。したがって、回転軸が回転したとき、当該１つの磁気センサのコイルからパルス信号が出力される。同様の原理により、回転軸が回転したとき、他の２つの磁気センサのコイルからもパルス信号が出力される。
４つの磁界形成部が９０度間隔で配置され、３つの磁気センサが１２０度間隔で配置されているので、２つ以上の磁界形成部が２つ以上の磁気センサの近傍を同時に通過することがない。したがって、回転軸が回転している間、３つの磁気センサから、それぞれ異なるタイミングでパルス信号が出力される。これらのパルス信号に基づき、回転軸の回転の検出、例えば、回転軸の回転数または回転角度の検出を行うことができる。
また、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材を利用した回転検出装置によれば、大バルクハウゼン効果および電磁誘導により、回転軸の回転を検出するためのパルス信号を形成することができる。したがって、回転軸の検出を無電源で行うことができる。
なお、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材を利用した回転検出装置により高精度な回転検出を実現するためには、磁気センサの個数は３つ以上であることが望ましい（上記特許文献１を参照）。一方、磁界形成部の個数は４つに限らず、２つでもよい。４つの磁界形成部および３つの磁気センサを用いることにより回転軸の回転を３０度単位で高精度に検出することができ、また、２つの磁界形成部および３つの磁気センサを用いることにより回転軸の回転を６０度単位で高精度に検出することができる。なお、磁界形成部の個数を６つ以上とすることも可能である。ただし、この場合には、２つ以上の磁界形成部が２つ以上の磁気センサの近傍を同時に通過することがないように、磁界形成部間の間隔および磁気センサ間の間隔を調整する必要がある。
国際公開第２０１６／００２４３７号
上述したような回転検出装置を電動モータ等の回転装置に組み付ける場合、各磁界形成部は、回転軸において回転装置の本体から突出した部分の外周部に取り付けられる。また、各磁気センサは、回転装置の本体に支持部材等を介して取り付けられ、各磁界形成部の軌道の外周側に配置される。
ところで、回転装置が小型である場合、磁界形成部および磁気センサを配置するスペースが小さくなるため、回転検出装置を回転装置に組み付けるに当たり様々な工夫が必要となる。例えば個々の磁界形成部および個々の磁気センサのサイズを小さくすることが望ましい。また、例えば各磁界形成部を構成する磁石を回転軸の外周部に直接取り付けるなどして磁界形成部の軌道の直径を小さくすることが望ましい。また、各磁気センサを磁界形成部の軌道に近づけて配置することが望ましい。さらに、例えば磁気センサを３０度間隔で配置するなどして、磁気センサ間の間隔を小さくすることが望ましい。
ここで、磁気センサ間の間隔を小さくすることとした場合、次のような問題がある。各磁気センサのボビンには、導電材料からなる棒状の接続部材が設けられている。接続部材は、コイルを形成する電線の端部を止める支柱として機能すると共に、コイルを外部の電気回路に電気的に接続する端子として機能する。各磁気センサにおいて、接続部材は２本設けられ、これら接続部材はボビンの両端部にそれぞれ配置されている。そして、一方の接続部材には電線の一方の端部が止められ、他方の接続部材には電線の他方の端部が止められている。磁気センサ間の間隔が小さくなると、隣り合う２つの磁気センサのボビンに設けられた接続部材同士が接近し、接続部材間の絶縁距離を確保することが困難となるという問題がある。
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、互いに隣り合う磁気センサの接続部材間の絶縁距離を確保しつつ磁気センサ間の間隔を小さくすることができ、小型の回転装置に組付可能な小型の磁気検出装置および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、本発明の磁気検出装置は、回転軸の回転に伴って前記回転軸の周囲を移動し、かつ前記回転軸の軸方向における一方向および他方向の磁界をそれぞれ形成する少なくとも２つの磁界形成部を有し、前記回転軸の回転を検出する回転検出装置において、前記各磁界を検出する磁気検出装置であって、少なくとも３つの磁気センサと、前記３つの磁気センサを載置する載置面を有する基板とを備え、前記各磁気センサは、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材と、前記磁性線材の外周側に設けられたコイルと、外形が柱状に形成され前記コイルの電線を巻回する電線巻回部、および前記電線巻回部内をその軸方向に伸長する空間であり前記磁性線材を配置する磁性線材配置部を有するボビンと、棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の一端部が止められ、他端側が前記基板に形成された電気回路と電気的に接続される第１の接続部材と、棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の他端部が止められ、他端側が前記電気回路と電気的に接続される第２の接続部材とを備え、前記３つの磁気センサはそれぞれの磁性線材の伸長方向が前記載置面と平行となるように前記載置面上に配置され、前記３つの磁気センサおよび前記基板は前記各磁気センサの磁性線材の伸長方向が前記回転軸の軸方向と平行となるように前記２つの磁界形成部の軌道の外周側に配置され、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なり、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なっていることを特徴とする。
また、上記本発明の磁気検出装置において、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する２つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は互いに一致し、前記３つの磁気センサのうち中間に位置する１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なり、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する２つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は互いに一致し、前記３つの磁気センサのうち中間に位置する１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なっている構成としてもよい。
また、上記本発明の磁気検出装置において、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第１の接続部材は、当該第１の接続部材の一端側部分および他端側部分が前記載置面と直交する方向にそれぞれ伸長し、かつ当該第１の接続部材の中間部分が前記載置面と平行に伸長したクランク状に形成され、当該第１の接続部材の一端側部分が当該第１の接続部材の他端側部分よりも前記載置面の端側に位置するように前記ボビンに設けられ、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第２の接続部材は、当該第２の接続部材の一端側部分および他端側部分が前記載置面と直交する方向にそれぞれ伸長し、かつ当該第２の接続部材の中間部分が前記載置面と平行に伸長したクランク状に形成され、当該第２の接続部材の一端側部分が当該第２の接続部材の他端側部分よりも前記載置面の端側に位置するように前記ボビンに設けられている構成としてもよい。
また、上記本発明の磁気検出装置において、前記３つの磁気センサのうち中間に位置する磁気センサの第１の接続部材は、当該第１の接続部材の一端側部分が前記載置面と平行な方向に伸長し、かつ当該第１の接続部材の他端側部分が前記載置面と直交する方向に伸長したＬ字状に形成され、前記３つの磁気センサのうち中間に位置する磁気センサの第２の接続部材は、当該第２の接続部材の一端側部分が前記載置面と平行な方向に伸長し、かつ当該第２の接続部材の他端側部分が前記載置面と直交する方向に伸長したＬ字状に形成されている構成としてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の回転検出装置は、回転軸の回転を検出する回転検出装置であって、前記回転軸の回転に伴って前記回転軸の周囲を移動し、かつ前記回転軸の軸方向における一方向および他方向の磁界をそれぞれ形成する少なくとも２つの磁界形成部と、前記回転軸の回転に伴って移動せず、前記２つの磁界形成部により形成された磁界を検出する磁気検出部とを備え、前記磁気検出部は、少なくとも３つの磁気センサと、前記３つの磁気センサを載置する載置面を有する基板とを備え、前記各磁気センサは、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材と、前記磁性線材の外周側に設けられたコイルと、外形が柱状に形成され前記コイルの電線を巻回する電線巻回部、および前記電線巻回部内をその軸方向に伸長する空間であり前記磁性線材を配置する磁性線材配置部を有するボビンと、棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の一端部が止められ、他端側が前記基板に形成された電気回路と電気的に接続される第１の接続部材と、棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の他端部が止められ、他端側が前記電気回路と電気的に接続される第２の接続部材とを備え、前記３つの磁気センサはそれぞれの磁性線材の伸長方向が前記載置面と平行となるように前記載置面上に配置され、前記磁気検出部は前記各磁気センサの磁性線材の伸長方向が前記回転軸の軸方向と平行となるように前記２つの磁界形成部の軌道の外周側に配置され、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なり、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なっていることを特徴とする。
本発明によれば、互いに隣り合う磁気センサの接続部材間の絶縁距離を確保しつつ磁気センサ間の間隔を小さくすることができ、小型の回転装置に組付可能な小型の磁気検出装置および回転検出装置を実現することができる。
ハウジングを取り外した状態の本発明の実施形態の回転検出装置および電動モータを示す斜視図である。 ハウジングを取り付けた状態の本発明の実施形態の回転検出装置および電動モータを示す斜視図である。 本発明の実施形態の回転検出装置におけるホルダを示す斜視図である。 本発明の実施形態における磁気検出部のホルダへの取付構造を示す説明図である。 本発明の実施形態における磁界形成部の配置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における磁気検出部を示す説明図である。 本発明の実施形態における磁気検出部の正面図である。 本発明の実施形態における磁気検出部の平面図である。 図７中の切断線ＩＸ－ＩＸに沿って切断した磁気検出部の断面を図７中の上方から見た状態を示す断面図である。 本発明の実施形態における磁気検出部の背面図である。 図１中の切断線ＸＩ－ＸＩに沿って切断した回転軸および磁気検出部の断面等を図１中の上方から見た状態を示す断面図である。 図２中の切断線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿って切断した回転検出装置およびハウジングの断面を図２中の上方から見た状態を示す断面図である。 本発明の実施形態の回転検出装置の動作を示す説明図である。
（回転検出装置）
図１は、ハウジングを取り外した状態の本発明の実施形態の回転検出装置１１、および回転検出装置１１が組み付けられた電動モータ１を示している。電動モータ１は回転装置の具体例である。電動モータ１は、図１に示すように、本体２、および本体２に回転可能に設けられた回転軸３を備えている。電動モータ１の稼働時に回転軸３は本体２に対して回転する。また、回転軸３の一端側は本体２から突出している。以下、本体２から突出した回転軸３の一端側部分を突出部４という。
なお、実施形態の説明において、上（Ｕｄ）、下（Ｄｄ）、前（Ｆｄ）、後（Ｂｄ）、左（Ｌｄ）、右（Ｒｄ）の方向を述べる際には、原則として、図１等において右下に描いた矢印に従う。また、実施形態の説明では、その全体を通して、図１に示すように、回転軸３の一端側が上を向くように電動モータ１が配置されていることとする。
回転検出装置１１は、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材を利用した磁気式回転検出装置である。回転検出装置１１は、回転軸３の突出部４の周囲に設けられ、ホルダ７１により、電動モータ１の本体２に支持されている。
回転検出装置１１は、電動モータ１の回転軸３の回転を検出する。具体的には、電動モータ１および回転検出装置１１の電源が入っているとき、回転検出装置１１は回転軸３の回転検出を行い、検出結果を例えば電動モータ１の駆動制御回路に出力する。電動モータ１の駆動制御回路は、回転検出装置１１から出力された検出結果に基づいて電動モータの駆動を制御する。
また、回転検出装置１１は無電源で動作することができる（上記特許文献１を参照）。電動モータ１および回転検出装置１１の電源が切れている間に、回転軸３に外力が加わって回転軸３が回転したときには、回転検出装置１１はその回転を検出し、検出結果を記憶する。その後、電動モータ１および回転検出装置１１の電源が入ったときに、回転検出装置１１は、電動モータ１および回転検出装置１１の電源が切れている間に記憶した検出結果を電動モータ１の駆動制御回路に出力する。これにより、電動モータ１の駆動制御回路は、電動モータ１の駆動制御の再開時に、電動モータ１および回転検出装置１１の電源が切れている間における回転軸３の回転量を認識することができる。
図２は、ハウジングを取り付けた状態の回転検出装置１１、および電動モータ１を示している。回転検出装置１１はハウジング８３を備えている。ハウジング８３は、図２に示すように、回転軸３の突出部４の前方に位置する前壁板８４、突出部４の後方に位置する後壁板８５（図１２を参照）、突出部４の左方に位置する左壁板８６、突出部４の右方に位置する右壁板８７（図１２を参照）、および突出部４の上方に位置する上壁板８８を有している。ハウジング８３は、前壁板８４、後壁板８５、左壁板８６、右壁板８７および上壁板８８により、上側が閉塞された四角筒状に形成され、回転軸３の突出部４、リング磁石２５、２６、および磁気検出部３０の周囲を覆っている。また、ハウジング８３はホルダ７１に固定されている。また、前壁板８４および後壁板８５のそれぞれの左右方向の寸法は例えば２０ｍｍ程度であり、左壁板８６および右壁板８７のそれぞれの前後方向の寸法は例えば１５ｍｍ程度である。
図３はホルダ７１を示している。ホルダ７１は、図３に示すように、電動モータ１の本体２に固定されたロワーベース７２、ロワーベース７２の上方に設けられたアッパーベース７５、およびロワーベース７２の上方にアッパーベース７５を支持するための壁部７７、７８を備えている。ロワーベース７２は概ね直方体状に形成され、上方視形状が長方形のベース面７３を有している。また、ロワーベース７２には、回転軸３の突出部４を通すための軸挿通穴７４が設けられ、軸挿通穴７４はベース面７３内に開口している。また、アッパーベース７５も概ね直方体状に形成され、回転軸３の突出部４を通すための軸挿通穴８２が設けられている。回転軸３の突出部４は、ロワーベース７２の軸挿通穴７４およびアッパーベース７５の軸挿通穴８２を通ることにより、ホルダ７１を貫通して上方に伸長している。また、ロワーベース７２の軸挿通穴７４およびアッパーベース７５の軸挿通穴８２のそれぞれの直径は回転軸３の突出部４の直径よりも大きく設定されているため、ホルダ７１は回転軸３の回転を妨げない。また、ロワーベース７２のベース面７３からアッパーベース７５の上面７６までの距離は例えばおよそ２０ｍｍ程度である。
図４（Ａ）はホルダ７１を右方から見た状態を示している。ホルダ７１には、図４（Ａ）に示すように、回転検出装置１１の磁気検出部３０を取り付けるための２つの取付部７９、８０が設けられている。一方の取付部７９はロワーベース７２の右後部に設けられ、他方の取付部８０はアッパーベース７５の右前部に設けられている。取付部７９、８０には、ねじ穴８１がそれぞれ設けられている。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示したホルダ７１に磁気検出部３０が取り付けられた状態を示している。図４（Ｂ）に示すように、磁気検出部３０は、ねじ５６を用いてホルダ７１の取付部７９、８０に取り付けられる。
回転検出装置１１は、回転軸３の回転に伴って回転軸３の周囲を移動し、かつ回転軸３の軸方向における一方向および他方向の磁界をそれぞれ形成する４つの磁界形成部と、回転軸３の回転に伴って移動せず、４つの磁界形成部により形成された磁界を検出する磁気検出部３０とを備えている。図１に示すように、４つの磁界形成部は、回転軸３の突出部４の外周部に取り付けられた２つのリング磁石２５、２６により形成されている。また、磁気検出部３０は、３つの磁気センサ３１～３３および基板４５を備え、ホルダ７１の取付部７９、８０に取り付けられている。
（磁界形成部）
図５は回転検出装置１１の４つの磁界形成部２１～２４を示している。回転軸３の突出部４の外周部には、図５に示すように、２つのリング磁石２５、２６が取り付けられている。リング磁石２５は突出部４の上側部分（回転軸３の軸方向一側部分）に取り付けられ、リング磁石２６は突出部４の下側部分（回転軸３の軸方向他側部分）に取り付けられている。各リング磁石２５、２６は環状に形成された永久磁石である。各リング磁石２５、２６は例えば接着剤等により突出部４の外周面に固定されている。各リング磁石２５、２６は回転軸３と共に回転する。すなわち、各リング磁石２５、２６は、回転軸３が回転したとき、回転軸３の軸心Ｘを中心とした円を描くように回転軸３の周囲を移動する。
各リング磁石２５、２６は、その外周側に複数の磁極が配置されるように着磁されている。具体的には、リング磁石２５の外周側には、４つの磁極２５Ａ～２５Ｄが９０度間隔で配置されている。また、リング磁石２６の外周側には、４つの磁極２６Ａ～２６Ｄが９０度間隔で配置されている。また、磁極２５Ａと磁極２６Ａとは周方向における位置が互いに一致しており、上下方向（回転軸３の軸方向）に隣り合うように並んでいる。同様に、磁極２５Ｂと磁極２６Ｂとの周方向における位置は互いに一致しており、磁極２５Ｃと磁極２６Ｃとの周方向における位置は互いに一致しており、磁極２５Ｄと磁極２６Ｄとの周方向における位置は互いに一致している。
また、リング磁石２５において、磁極２５Ａ～２５Ｄは、周方向に隣り合う２つの磁極が互いに異なるように配置されている。また、リング磁石２６において、磁極２６Ａ～２６Ｄは、周方向に隣り合う２つの磁極が互いに異なるように配置されている。また、２つのリング磁石２５、２６は、上下方向に隣り合う２つの磁極が互いに異なるように配置されている。例えば、４つの磁極２５Ａ、２５Ｃ、２６Ｂ、２６ＤはそれぞれＮ極である。また、４つの磁極２５Ｂ、２５Ｄ、２６Ａ、２６ＣはそれぞれＳ極である。
４つの磁界形成部２１～２４のうち、第１の磁界形成部２１は磁極２５Ａおよび磁極２６Ａにより形成されている。第１の磁界形成部２１は下方向の磁界（回転軸３の軸方向における一方向の磁界）を形成する。第２の磁界形成部２２は磁極２５Ｂおよび磁極２６Ｂにより形成されている。第２の磁界形成部２２は上方向の磁界（回転軸３の軸方向における他方向の磁界）を形成する。第３の磁界形成部２３は磁極２５Ｃおよび磁極２６Ｃにより形成されている。第３の磁界形成部２３は下方向の磁界（回転軸３の軸方向における一方向の磁界）を形成する。第４の磁界形成部２４は磁極２５Ｄおよび磁極２６Ｄにより形成されている。第４の磁界形成部２４は上方向の磁界（回転軸３の軸方向における他方向の磁界）を形成する。このように、４つの磁界形成部２１～２４は、リング磁石２５の磁極２５Ａ～２５Ｄおよびリング磁石２６の磁極２６Ａ～２６Ｄにより回転軸３の突出部４の外周部に形成され、突出部４の外周部に９０度間隔で配置されている。また、これら磁界形成部２１～２４は、周方向に隣り合う２つの磁界形成部が形成する磁界の方向が互いに異なるように（互いに反対となるように）配置されている。また、これら磁界形成部２１～２４は、回転軸３が回転したとき、回転軸３の軸心Ｘを中心とした円を描くように回転軸３の周囲を移動する。
（磁気検出部）
図６（Ａ）は磁気検出部３０を示している。図６（Ｂ）は磁気検出部３０を分解した状態を示している。図７は磁気検出部３０をその正面から見た状態を示している。図８は図７中の磁気検出部３０を図７中の上方から見た状態を示している。図９は図７中の切断線ＩＸ－ＩＸに沿って切断した磁気検出部３０の断面を図７中の上方から見た状態を示している。図１０は、磁気検出部３０の背面を示している。図１１は、図１中の切断線ＸＩ－ＸＩに沿って切断した回転軸３および磁気検出部３０の断面等を示している。
磁気検出部３０は、上述したように、３つの磁気センサ３１～３３および基板４５を備えている。各磁気センサ３１～３３は、図７に示すように、磁性線材３４、コイル３５、ボビン３６、第１の接続部材４１および第２の接続部材４２を備えている。なお、磁気検出部３０は特許請求の範囲に記載された回転検出装置の磁気検出部の具体例である共に、磁気検出装置の具体例である。
磁性線材３４は大バルクハウゼン素子である。具体的には、磁性線材３４は、大バルクハウゼン効果を生じる線状の強磁性体であり、一軸異方性を有する。磁性線材３４は複合磁気ワイヤと呼ばれるものである。磁性線材３４は、例えば鉄およびコバルトを含む半硬質磁性線材に捻りを加えることにより形成することができる。磁性線材３４の長さは例えば１０ｍｍ～１８ｍｍ程度である。
コイル３５は、磁性線材３４の外周側に設けられている。コイル３５は、例えばエナメル線等の電線をボビン３６に巻回することにより形成されている。
ボビン３６は、例えば樹脂材料により全体的に見て円柱状に形成されている。ボビン３６は、図９に示すように、コイル３５の電線を巻回する電線巻回部３７、および磁性線材３４を配置する磁性線材配置部３８を有している。
電線巻回部３７はボビン３６の軸方向中間部に形成されている。電線巻回部３７は円柱状の外形を有している。コイル３５の電線は電線巻回部３７の外周に巻回されている。なお、図９、図１１および図１２においてコイル３５の電線の具体的な図示を省略している。
磁性線材配置部３８は電線巻回部３７内をその軸方向に伸長する空間である。具体的には、磁性線材配置部３８は、電線巻回部３７の周面から電線巻回部３７の内部に向かって形成され、電線巻回部３７をその軸方向に伸長する溝である。磁性線材３４は、図９に示すように、磁性線材配置部３８内に配置されている。具体的には、磁性線材３４は、磁性線材配置部３８である溝の底部（例えば溝の底面上）に配置されている。磁性線材３４は磁性線材配置部３８内に配置されることによりコイル３５の内側に位置している。また、図７に示すように、磁性線材配置部３８の上端は電線巻回部３７の上端を越えてボビン３６の上端側へ伸長し、磁性線材配置部３８の下端は電線巻回部３７の下端を越えてボビン３６の下端側へ伸長している。また、磁性線材３４の上端はコイル３５の上端を越えてボビン３６の上端側へ伸長し、磁性線材３４の下端はコイル３５の下端を越えてボビン３６の下端側へ伸長している。
第１の接続部材４１および第２の接続部材４２はそれぞれ、コイル３５の電線の端部を止める支柱として機能すると共に、基板４５に形成された電気回路５１（図１０を参照）にコイル３５を電気的に接続する端子として機能する。第１の接続部材４１および第２の接続部材４２はそれぞれ、例えば金属等の導電材料により棒状に形成されている。図７に示すように、第１の接続部材４１は、ボビン３６の上端側部分に設けられ、第２の接続部材４２は、ボビン３６の下端側部分に設けられている。また、図８に示すように、第１の接続部材４１の一端側部分４１Ａ（図８において下端側部分）には、コイル３５の電線の一端部が巻き付けられて止められている。また、第２の接続部材４２の一端側部分４２Ａには、コイル３５の電線の他端部が巻き付けられて止められている。また、第１の接続部材４１の他端側部分４１Ｂ（図８において上端側部分）は、基板４５に形成された電気回路５１に電気的に接続されている。第２の接続部材４２の他端側部分４２Ｂも電気回路５１に電気的に接続されている。
基板４５は、例えばエポキシガラスにより形成されたプリント基板である。基板４５は、例えば、長辺が２０ｍｍ程度であり、短辺が１０．５ｍｍ程度である長方形の平板状に形成されている。また、基板４５の前面は、図６（Ｂ）に示すように、３つの磁気センサ３１～３３を載置する載置面４６となっている。また、基板４５の２つの角部には、磁気検出部３０をホルダ７１の取付部７９、８０に取り付けるためのねじ５６を通すためのねじ挿通穴４７がそれぞれ形成されている。また、基板４５には、３つの磁気センサ３１～３３がそれぞれ有する第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の他端側部分４１Ｂ、４２Ｂを通すための６つの接続部材挿通穴４８が形成されている。
また、基板４５の背面には、図１０に示すように、電気回路５１が形成されている。電気回路５１は、３つの磁気センサ３１～３３のコイル３５からそれぞれ出力された検出信号に基づいて回転軸３の回転を認識するための信号処理を行うＩＣ（集積回路）５２と、３つの磁気センサ３１～３３がそれぞれ有する第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の他端側部分４１Ｂ、４２Ｂが電気的に接続される６つのランド５３と、各ランド５３とＩＣ５２とを電気的に接続するための配線５４を有している。６つのランド５３は６つの接続部材挿通穴４８に対応する位置に配置されている。各接続部材挿通穴４８はランド５３の中央に位置している。各磁気センサ３１～３３の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の他端側部分４１Ｂ、４２Ｂは、基板４５の載置面４６から接続部材挿通穴４８を通って基板４５の背面に至り、基板４５の背面に形成されたランド５３に例えば半田付けにより接続されている。なお、ＩＣ５２は、図４および図１０においては図示しているが、その他の図においては図示を省略している。
３つの磁気センサ３１～３３は、図６（Ａ）に示すように、それぞれの磁性線材３４の伸長方向が基板４５の載置面４６と平行となるように載置面４６上に配置されている。また、３つの磁気センサ３１～３３は、磁性線材３４の伸長方向がそれぞれ互いに平行となるように、載置面４６上に並べられている。また、３つの磁気センサ３１～３３は、磁気検出部３０を正面から見たとき、３つの磁性線材３４のそれぞれの間隔が等しくなるように載置面４６上に配置されている。また、３つの磁気センサ３１～３３において、載置面４６上で隣り合う２つの磁気センサの間隔は極めて小さい。また、３つの磁気センサ３１～３３のボビン３６は、基板４５の平らな載置面４６上にそれぞれ置かれており、３つのボビン３６の電線巻回部３７の軸線（電線巻回部３７の中央を軸方向に貫く直線）は載置面４６と平行な同一平面内に位置している。
また、図１に示すように、磁気検出部３０は、その向きが、３つの磁気センサ３１～３３が載置された基板４５の載置面４６が回転軸３の突出部４と対向し、かつ各磁気センサ３１～３３の磁性線材３４の伸長方向が回転軸３の軸方向と平行となるように設定されている。また、磁気検出部３０は、図１１に示すように、回転軸３の突出部４の外周側かつ４つの磁界形成部２１～２４の軌道Ｔの外周側に配置されている。また、磁気検出部３０は、図４（Ｂ）に示すように、基板４５の２つの角部が、ホルダ７１の取付部７９、８０にねじ５６を用いて取り付けられることによってホルダ７１に固定されている。
このように、本発明の実施形態によれば、３つの磁気センサ３１～３３を１枚の基板に集約して実装することにより、回転検出装置１１を小型化することができる。特に、３つの磁気センサ３１～３３を、それぞれの磁性線材３４の伸長方向が基板４５の載置面４６と平行となり、かつそれぞれの磁性線材３４の伸長方向がそれぞれ互いに平行となるように１枚の基板４５の載置面４６上に載置し、その基板４５を、３つの磁気センサ３１～３３の磁性線材３４の伸長方向が回転軸３の軸方向と平行となるようにホルダ７１に取り付ける構成としたから、回転軸３の周囲の小径の柱状の領域内に回転検出装置１１を納めることができる。したがって、本実施形態によれば、径寸法が小さい本体２を有する小型の電動モータ１に組付可能な回転検出装置１１を実現することができる。
（磁性線材配置部の位置およびコイルの形状）
図１１に示すように、３つの磁気センサ３１～３３のそれぞれにおいて、ボビン３６における磁性線材配置部３８の位置は、３つの磁気センサ３１～３３が有する３つの磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離がそれぞれ互いに等しくなり、かつ、３つの磁性線材３４が回転軸３の軸心Ｘの周囲に所定の間隔で配置されるように設定されている。
具体的には、３つの磁気センサ３１～３３のうち、中間に位置する磁気センサ３２のボビン３６の磁性線材配置部３８と基板４５の載置面４６との距離ｂは、３つの磁気センサ３１～３３のうち、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３のボビン３６の磁性線材配置部３８と基板４５の載置面４６との距離ａ、ｃのいずれよりも小さい。より具体的に説明すると、中間に位置する磁気センサ３２のボビン３６に磁性線材配置部３８として形成された溝は、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３のボビン３６に磁性線材配置部３８として形成された溝のいずれよりも深い。その結果、中間に位置する磁気センサ３２のボビン３６に磁性線材配置部３８として形成された溝の底面と載置面４６との距離ｂは、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３のボビン３６に磁性線材配置部３８として形成された溝の底面と載置面４６との距離ａ、ｃのいずれよりも小さい。
また、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３のボビン３６に磁性線材配置部３８として形成された溝の深さは互いに等しい。その結果、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３のボビン３６に磁性線材配置部３８として形成された溝の底面と載置面４６との距離ａ、ｃ（すなわち、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３のボビン３６の磁性線材配置部３８と載置面４６との距離）は互いに等しい。
３つの磁気センサ３１～３３の磁性線材配置部３８の位置がこのように設定されていることにより、これらの磁性線材配置部３８内にそれぞれ配置された３つの磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離がそれぞれ互いに等しくなっている。すなわち、これら３つの磁性線材３４は、図１１に示すように、回転軸３の軸心Ｘを中心とする円Ｕの円周上に位置している。また、その結果、３つの磁性線材３４と磁界形成部２１～２４の軌道Ｔとの距離がそれぞれ互いに等しくなっている。また、３つの磁気センサ３１～３３の磁性線材配置部３８の位置が上述したように設定されていることにより、３つの磁性線材３４は円Ｕの円周上に所定の間隔で配置されている。本実施形態においては、３つの磁性線材３４が円Ｕの円周上に３０度間隔で配置されている。
また、図１１に示すように、各磁気センサ３１～３３におけるボビン３６の電線巻回部３７の横断面の形状は、長軸が載置面４６と直交する方向に伸長した略楕円形である。また、各磁気センサ３１～３３のコイル３５の横断面の形状は、長軸が載置面４６と直交する方向に伸長した略楕円形である。
このように、本発明の実施形態の回転検出装置１１によれば、中間に位置する磁気センサ３２のボビン３６の磁性線材配置部３８と基板４５の載置面４６との距離ｂが、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３のボビン３６の磁性線材配置部３８と基板４５の載置面４６との距離ａ、ｃのいずれよりも小さくなるように、各磁気センサ３１～３３のボビン３６における磁性線材配置部３８の位置を設定したことにより、３つの磁気センサ３１～３３を基板４５の平らな載置面４６上に配置しつつも、３つの磁気センサ３１がそれぞれ有する３つの磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離をそれぞれ互いに一致させることができる。３つの磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離をそれぞれ互いに一致させることにより、３つの磁気センサ３１～３３において、磁界形成部２１～２４が磁気センサの近傍を通過したときに当該磁気センサのコイル３５からパルスが出力されるタイミングを揃えることができ、または、各磁気センサ３１～３３のコイル３５から出力されるパルスの高さを揃えることができる。これにより、ＩＣ５２によって行われる、回転軸３の回転を認識するための信号処理の精度を高めることができる。したがって、本実施形態によれば、３つの磁気センサ３１～３３を１枚の基板４５上に集約して実装して回転検出装置１１の小型化を図りながらも、回転軸３の回転検出の精度を高めることができる。
また、各磁気センサ３１～３３におけるボビン３６の電線巻回部３７の横断面の形状を長軸が載置面４６と直交する方向に伸長した略楕円形とし、各磁気センサ３１～３３のコイル３５の横断面の形状を長軸が載置面４６と直交する方向に伸長した略楕円形とした。これにより、電線巻回部３７の軸方向と直交し、かつ基板４５の載置面４６と平行な方向における電線巻回部３７の寸法を小さくすることができる。したがって、３つの磁気センサ３１～３３を、サイズが小さい基板４５上に集約して実装しつつも、コイル３５の電線の十分な巻回量を確保することができる。また、基板４５の載置面４６に直交する方向における電線巻回部３７の寸法を大きくすることができ、ボビン３６の強度を高めることができる。
（磁界検出部の配置）
図１２は、図２中の切断線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿って切断した回転検出装置１１およびハウジング８３の断面を図２中の上方から見た状態を示している。図１２に示すように、磁気検出部３０は、３つの磁気センサ３１～３３の磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離がそれぞれ互いに等しくなるように、４つの磁界形成部２１～２４の軌道Ｔの外周側に配置されている。また、磁気検出部３０は、基板４５の載置面４６が前壁板８４の後面、後壁板８５の前面、左壁板８６の右面および右壁板８７の左面のいずれとも非平行となるようにハウジング８３内に配置されている。本実施形態において、磁気検出部３０は、載置面４６と前壁板８４の後面との角度Ｑが例えば７５度程度となるように配置されている。
このように、磁気検出部３０を、基板４５の載置面４６が前壁板８４の後面、後壁板８５の前面、左壁板８６の右面および右壁板８７の左面のいずれとも非平行となるようにハウジング８３内に配置したことにより、（ａ）３つの磁気センサ３１～３３の磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離がそれぞれ互いに等しいこと、（ｂ）３つの磁気センサ３１～３３が４つの磁界形成部２１～２４の軌道Ｔの外周側に位置すること、（ｃ）磁気検出部３０がホルダ７１の壁部７７、７８と干渉しないこと等の条件を満足しつつ、磁気検出部３０を、横断面形状が長方形であるハウジング８３内の小さな空間内に納めることができる。これにより、回転検出装置１１を小型化することができる。
（接続部材の形状）
図８に示すように、各磁気センサ３１～３３の第１の接続部材４１はクランク状またはＬ字状の形状を有している。各磁気センサ３１～３３の第２の接続部材４２も、第１の接続部材４１と同様に、クランク状またはＬ字状の形状を有している。
具体的に説明すると、３つの磁気センサ３１～３３のうち、図８において最も左側に配置された磁気センサ３１の第１の接続部材４１は、その一端側部分４１Ａ（図８において下端側部分）および他端側部分４１Ｂ（図８において上端側部分）が基板４５の載置面４６と直交する方向にそれぞれ伸長し、かつ中間部分が載置面４６と平行に伸長したクランク状に形成されている。また、当該磁気センサ３１の第１の接続部材４１の一端側部分４１Ａおよび他端側部分４１Ｂは載置面４６と直交する方向にボビン３６からそれぞれ突出している。また、当該磁気センサ３１の第１の接続部材４１は、コイル３５の電線が止められた一端側部分４１Ａが、電気回路５１に電気的に接続された他端側部分４１Ｂよりも、図８において載置面４６の左端側に位置するようにボビン３６にそれぞれ設けられている。当該磁気センサ３１の第２の接続部材４２も、当該磁気センサ３１の第１の接続部材４１と同じ形状に形成され、当該磁気センサ３１の第１の接続部材４１と同様にボビン３６に設けられている。
また、３つの磁気センサ３１～３３のうち、図８において最も右側に配置された磁気センサ３３の第１の接続部材４１は、図８において最も左側に配置された磁気センサ３１の第１の接続部材４１と同様にクランク状に形成されている。また、当該磁気センサ３３の第１の接続部材４１の一端側部分４１Ａおよび他端側部分４１Ｂは載置面４６と直交する方向にボビン３６からそれぞれ突出している。また、当該磁気センサ３３の第１の接続部材４１は、コイル３５の電線が止められた一端側部分４１Ａが、電気回路５１に電気的に接続された他端側部分４１Ｂよりも、図８において載置面４６の右端側に位置するようにボビン３６にそれぞれ設けられている。当該磁気センサ３３の第２の接続部材４２も、当該磁気センサ３３の第１の接続部材４１と同じ形状に形成され、当該磁気センサ３３の第１の接続部材４１と同様にボビン３６に設けられている。
また、３つの磁気センサ３１～３３のうち、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１は、その一端側部分４１Ａが基板４５の載置面４６と平行な方向に伸長し、かつ他端側部分４１Ｂが載置面４６と直交する方向に伸長したＬ字状に形成されている。また、当該磁気センサ３２の第１の接続部材４１は、コイル３５の電線が止められた一端側部分４１Ａが、図８において載置面４６の左端側に向かってボビン３６から突出するように、ボビン３６に設けられている。当該磁気センサ３２の第２の接続部材４２も、当該磁気センサ３２の第１の接続部材４１と同じ形状に形成され、当該磁気センサ３２の第１の接続部材４１と同様にボビン３６に設けられている。なお、中間に位置する磁気センサ３２のボビン３６から突出した第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａが、図８において最も左側に配置された磁気センサ３１のボビン３６に接触しないように、磁気センサ３１のボビン３６の両端部の形状が設定されている（図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照）。
ここで、図１１を見るとわかる通り、磁気検出部３０をホルダ７１の取付部７９、８０に取り付けたとき、磁気検出部３０は、磁気検出部３０の図８における下部が左後方を向き、磁気検出部３０の図８における左部が右後方を向きとなるように配置される。さらに、磁気検出部３０は、３つの磁気センサ３１～３３のそれぞれの磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離がそれぞれ互いに等しくなるように、４つの磁界形成部２１～２４の軌道Ｔの外周側に配置される。この状態において、３つの磁気センサ３１～３３のうち最も後ろ側に配置された磁気センサ３１の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａは、図１１において、当該磁気センサ３１のボビン３６の左後部から左後方に伸長しており、その先端は回転軸３、リング磁石２５およびリング磁石２６の後方に位置している。その結果、当該磁気センサ３１の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａは、回転軸３、リング磁石２５およびリング磁石２６のいずれとも接触することがない。また、３つの磁気センサ３１～３３のうち最も前側に配置された磁気センサ３３の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａは、図１１において、当該磁気センサ３３のボビン３６の左前部から左後方に伸長しており、その先端は回転軸３、リング磁石２５およびリング磁石２６の前方に位置している。その結果、当該磁気センサ３３の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａは、回転軸３、リング磁石２５およびリング磁石２６のいずれとも接触することがない。また、３つの磁気センサ３１～３３のうち中間に配置された磁気センサ３２の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａは、図１１において、当該磁気センサ３２のボビン３６の左後部から右後方へ伸長しており、その先端は回転軸３、リング磁石２５およびリング磁石２６の右方に位置している。その結果、当該磁気センサ３２の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａは、回転軸３、リング磁石２５およびリング磁石２６のいずれとも接触することがない。
このように、両端に位置する各磁気センサ３１、３３において、第１の接続部材４１および第２の接続部材４２をそれぞれクランク状に形成し、これら第１の接続部材４１および第２の接続部材４２を、これらの一端側部分４１Ａ、４２Ａが他端側部分４１Ｂ、４２Ｂよりも基板４５の載置面４６の端側に位置するようにボビン３６に設けたことにより、図１２に示すようにハウジング８３内の小さな空間内に磁気検出部３０を設けた場合でも、各磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａが回転軸３、リング磁石２５またはリング磁石２６に接触することを防止することができる。これにより、回転検出装置１１の小型化を図ることができる。
また、中間に位置する磁気センサ３２において、第１の接続部材４１および第２の接続部材４２をそれぞれＬ字状に形成し、これら第１の接続部材４１および第２の接続部材４２を、これらの一端側部分４１Ａが基板４５の載置面４６と平行な方向にボビン３６から突出するようにボビン３６に設けたことにより、ハウジング８３内の小さな空間内に磁気検出部３０を設けた場合でも、磁気センサ３２の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の一端側部分４１Ａ、４２Ａが回転軸３、リング磁石２５またはリング磁石２６に接触することを防止することができる。これにより、回転検出装置１１の小型化を図ることができる。
（回転軸の軸方向における接続部材の位置）
図７に示すように、３つの磁気センサ３１～３３は、それぞれの磁性線材３４の上下方向（回転軸３の軸方向）における位置がそれぞれ互いに一致するように基板４５の載置面４６上に配置されている。この状態において、３つの磁気センサ３１～３３のうち中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１の上下方向における位置は、３つの磁気センサ３１～３３のうち両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１の上下方向における位置と異なっている。具体的には、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１は、両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１よりも上方に位置している。一方、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１の上下方向における位置は互いに一致している。
磁気センサ３２の第１の接続部材４１が各磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１よりも上方に位置していることにより、３つの磁気センサ３１～３３のうち、隣り合う２つの磁気センサの第１の接続部材４１間において絶縁距離（例えば１ｍｍ）が確保されている。具体的に説明すると、図７に示すように、磁気センサ３１の第１の接続部材４１の一端側部分４１Ａと磁気センサ３２の第１の接続部材４１の一端側部分４１Ａとの距離ｄは絶縁距離以上である。また、磁気センサ３２の第１の接続部材４１の一端側部分４１Ａと磁気センサ３３の第１の接続部材４１の一端側部分４１Ａとの距離は、上記距離ｄよりも大きく、絶縁距離以上である。
また、図１０に示すように、磁気センサ３１の第１の接続部材４１の他端側部分４１Ｂが接続されたランド５３と、磁気センサ３２の第１の接続部材４１の他端側部分４１Ｂが接続されたランド５３との距離ｅは絶縁距離以上である。また、磁気センサ３２の第１の接続部材４１の他端側部分４１Ｂが接続されたランド５３と、磁気センサ３３の第１の接続部材４１の他端側部分４１Ｂが接続されたランド５３との距離ｆは絶縁距離以上である。また、基板４５の上部の角部に形成されたねじ挿通穴４７には、磁気検出部３０をホルダ７１の取付部８０に取り付けるためのねじ５６が挿入され、このねじ５６は導電性を有する。このねじ５６の頭部５６Ａと、磁気センサ３２の第１の接続部材４１の他端側部分４１Ｂが接続されたランド５３との距離ｇは絶縁距離以上である。また、当該ねじ５６の頭部５６Ａと、磁気センサ３３の第１の接続部材４１の他端側部分４１Ｂが接続されたランド５３との距離ｈも絶縁距離以上である。
また、３つの磁気センサ３１～３３のうち中間に位置する磁気センサ３２の第２の接続部材４２の上下方向における位置は、３つの磁気センサ３１～３３のうち両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第２の接続部材４２の上下方向における位置と異なっている。具体的には、中間に位置する磁気センサ３２の第２の接続部材４２は、両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第２の接続部材４２よりも下方に位置している。一方、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３の第２の接続部材４２の上下方向における位置は互いに一致している。
磁気センサ３２の第２の接続部材４２が各磁気センサ３１、３３の第２の接続部材４２よりも下方に位置していることにより、３つの磁気センサ３１～３３のうち、隣り合う２つの磁気センサの第２の接続部材４２間において絶縁距離が確保されている。すなわち、図７に示すように、磁気センサ３１の第２の接続部材４２の一端側部分４２Ａと磁気センサ３２の第２の接続部材４２の一端側部分４２Ａとの距離ｉ、および磁気センサ３２の第２の接続部材４２の一端側部分４２Ａと磁気センサ３３の第２の接続部材４２の一端側部分４２Ａとの距離は、いずれも絶縁距離以上である。
また、図１０に示すように、磁気センサ３１の第２の接続部材４２の他端側部分４２Ｂが接続されたランド５３と、磁気センサ３２の第２の接続部材４２の他端側部分４２Ｂが接続されたランド５３との距離ｊは絶縁距離以上である。また、磁気センサ３２の第２の接続部材４２の他端側部分４２Ｂが接続されたランド５３と、磁気センサ３３の第２の接続部材４２の他端側部分４２Ｂが接続されたランド５３との距離ｋは絶縁距離以上である。また、基板４５の下部の角部に形成されたねじ挿通穴４７には、磁気検出部３０をホルダ７１の取付部７９に取り付けるためのねじ５６が挿入され、このねじ５６は導電性を有する。このねじ５６の頭部５６Ａと、磁気センサ３１の第２の接続部材４２の他端側部分４２Ｂが接続されたランド５３との距離ｍは絶縁距離以上である。また、ねじ５６の頭部５６Ａと、磁気センサ３２の第２の接続部材４２の他端側部分４２Ｂが接続されたランド５３との距離ｎは絶縁距離以上である。なお、隣り合う配線５４間の距離も絶縁距離以上である。
このように、本発明の実施形態の回転検出装置１１によれば、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１を両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１よりも上方に配置し、かつ中間に位置する磁気センサ３２の第２の接続部材４２を両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第２の接続部材４２よりも下方に配置することにより、３つの磁気センサ３１～３３のうち隣り合う２つの磁気センサの第１の接続部材４１間の絶縁距離および第２の接続部材４２間の絶縁距離をそれぞれ確保しつつ、基板４５の載置面４６において隣り合う２つの磁気センサの間隔を極めて小さくすることができる。したがって、３つの磁気センサ３１～３３を載置する基板４５の載置面４６の面積を小さくすることができ、基板４５のサイズを小さくすることができる。よって、回転検出装置１１の小型化を図ることができ、小型の電動モータ１に組付可能な回転検出装置１１を実現することができる。
また、両端に位置する２つの磁気センサ３１、３３において、第１の接続部材４１の上下方向における位置は互いに一致し、かつ第２の接続部材４２の上下方向における位置は互いに一致している。したがって、両端に配置する２つの磁気センサ３１、３３として、共通の２つの磁気センサ、すなわち、ボビン３６の形状、並びに第１の接続部材４１および第２の接続部材４２の配置がそれぞれ同一である２つの磁気センサを用いることができる。これにより、磁気センサのボビンを成型するための金型費の削減や、回転検出装置１１の製造の簡素化等を図ることができる。なお、図７を見るとわかる通り、本実施形態においては、磁気センサ３３が、磁気センサ３１に対して上下の向きが逆となるように配置されている。
（回転検出装置の動作）
図１３は回転検出装置１１の動作を示している。以下、回転検出装置１１の動作の一例として、磁界形成部２１が磁気センサ３１の近傍を通過するときの回転軸３の角度を０度とし、回転軸３が時計回りに０度から１５０度まで回転する間における動作を、図１３を用いて説明する。
図１３には、回転検出装置１１の６通りの状態が描かれている。図１３において、（Ａ）は回転軸３の回転角度が０度であるときの状態を示し、（Ｂ）は回転軸３の回転角度が３０度であるときの状態を示し、（Ｃ）は回転軸３の回転角度が６０度であるときの状態を示している。さらに、（Ｄ）は回転軸３の回転角度が９０度であるときの状態を示し、（Ｅ）は回転軸３の回転角度が１２０度であるときの状態を示し、（Ｆ）は回転軸３の回転角度が１５０度であるときの状態を示している。また、図１３中のＳ１は磁気センサ３１から出力された検出信号を示し、Ｓ２は磁気センサ３２から出力された検出信号を示し、Ｓ３は磁気センサ３３から出力された検出信号を示している。
図１３中の（Ａ）において、回転軸３の角度が０度であり、磁界形成部２１が磁気センサ３１の近傍を通過したとき、磁界形成部２１によって形成された下方向の磁界が磁気センサ３１の磁性線材３４に作用する。この下方向の磁界が当該磁性線材３４に作用する直前において当該磁性線材３４の磁化方向が上方向であったとすると、この下方向の磁界が当該磁性線材３４に作用したとき、大バルクハウゼン効果により、当該磁性線材３４の磁化方向が上方向から下方向に瞬時に反転する。磁気センサ３１の磁性線材３４の磁化方向が上方向から下方向へ瞬時に反転すると、電磁誘導により、磁気センサ３１のコイル３５に短時間のうち大きな電流が流れ、当該コイル３５から例えば正方向のパルスＰ１が出力される。
その後、回転軸３が時計回りに回転し、回転軸３の角度が３０度に達したとき、磁界形成部２１が磁気センサ３２の近傍を通過する。このとき、磁界形成部２１が磁気センサ３１の近傍を通過したときと同様の原理により、磁気センサ３２の磁性線材３４の磁化方向が上方向から下方向に瞬時に反転し、磁気センサ３２のコイル３５から正方向のパルスＰ２が出力される。
その後、回転軸３がさらに時計回りに回転し、回転軸３の角度が６０度に達したとき、磁界形成部２１が磁気センサ３３の近傍を通過する。このとき、磁界形成部２１が磁気センサ３１の近傍を通過したときと同様の原理により、磁気センサ３３の磁性線材３４の磁化方向が上方向から下方向に瞬時に反転し、磁気センサ３３のコイル３５から正方向のパルスＰ３が出力される。
その後、回転軸３がさらに時計回りに回転し、回転軸３の角度が９０度に達したとき、磁界形成部２２が磁気センサ３１の近傍を通過し、磁界形成部２２によって形成された上方向の磁界が磁気センサ３１の磁性線材３４に作用する。この上方向の磁界が当該磁性線材３４に作用したとき、大バルクハウゼン効果により、当該磁性線材３４の磁化方向が下方向から上方向に瞬時に反転する。磁気センサ３１の磁性線材３４の磁化方向が下方向から上方向へ瞬時に反転すると、電磁誘導により、磁気センサ３１のコイル３５に短時間のうち大きな電流が流れ、当該コイル３５からパルスＰ４が出力される。また、このように磁性線材３４の磁界方向が下方向から上方向に反転したときにコイル３５に流れる電流は、磁性線材３４の磁界方向が上方向から下方向に反転したときにコイル３５に流れる電流に対して方向が逆になる。したがって、磁性線材３４の磁界方向が上方向から下方向に反転したときにコイル３５から出力されるパルスの方向が正方向である場合には、磁性線材３４の磁界方向が下方向から上方向に反転したときにコイル３５から出力されるパルスの方向は負方向となる。それゆえ、パルスＰ４は負方向のパルスとなる。
その後、回転軸３が時計回りに回転し、回転軸３の角度が１２０度に達したとき、磁界形成部２２が磁気センサ３２の近傍を通過する。このとき、磁界形成部２２が磁気センサ３１の近傍を通過したときと同様の原理により、磁気センサ３２の磁性線材３４の磁化方向が下方向から上方向に瞬時に反転し、磁気センサ３２のコイル３５から負方向のパルスＰ５が出力される。
その後、回転軸３がさらに時計回りに回転し、回転軸３の角度が１５０度に達したとき、磁界形成部２２が磁気センサ３３の近傍を通過する。このとき、磁界形成部２２が磁気センサ３１の近傍を通過したときと同様の原理により、磁気センサ３３の磁性線材３４の磁化方向が下方向か上方向に瞬時に反転し、磁気センサ３３のコイル３５から負方向のパルスＰ６が出力される。
磁気センサ３１のコイル３５から出力されたパルスＰ１、Ｐ４を含む検出信号Ｓ１、磁気センサ３２のコイル３５から出力されたパルスＰ２、Ｐ５を含む検出信号Ｓ２、および磁気センサ３３のコイル３５から出力されたパルスＰ３、Ｐ６を含む検出信号Ｓ３はそれぞれ基板４５の背面に設けられたＩＣ５２に入力される。ＩＣ５２は、磁気センサ３１～３３からそれぞれ出力された検出信号Ｓ１～Ｓ３に基づいて回転軸３の回転角度または回転量を算出する。この回転軸３の回転角度または回転量の算出方法として、例えば、上記特許文献１に記載された方法を用いることができる。なお、図示を省略しているが、ＩＣ５２は、回転検出装置１１の外部に設けられた電動モータ１の駆動制御回路に電気的に接続されており、ＩＣ５２は回転軸３の回転角度または回転量を示す信号を電動モータ１の駆動制御回路に出力する。
なお、上記実施形態では、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１を両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１よりも上方に配置し、かつ中間に位置する磁気センサ３２の第２の接続部材４２を両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第２の接続部材４２よりも下方に配置することにより、隣り合う２つの磁気センサの第１の接続部材４１間の絶縁距離および第２の接続部材４２間の絶縁距離をそれぞれ確保した。しかしながら、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１を両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第１の接続部材４１よりも下方に配置し、かつ中間に位置する磁気センサ３２の第２の接続部材４２を両端に位置する各磁気センサ３１、３３の第２の接続部材４２よりも上方に配置することにより、隣り合う２つの磁気センサの第１の接続部材４１間の絶縁距離および第２の接続部材４２間の絶縁距離をそれぞれ確保するようにしてもよい。また、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２を、一方の端に位置する磁気センサ３１の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２よりも上方に配置し、他方の端に位置する磁気センサ３３の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２を、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２よりも上方に配置することにより、隣り合う２つの磁気センサの第１の接続部材４１間の絶縁距離および第２の接続部材４２間の絶縁距離をそれぞれ確保するようにしてもよい。また、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２を、一方の端に位置する磁気センサ３１の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２よりも下方に配置し、他方の端に位置する磁気センサ３３の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２を、中間に位置する磁気センサ３２の第１の接続部材４１および第２の接続部材４２よりも下方に配置することにより、隣り合う２つの磁気センサの第１の接続部材４１間の絶縁距離および第２の接続部材４２間の絶縁距離をそれぞれ確保するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、中間に位置する磁気センサ３２のボビン３６の磁性線材配置部３８と基板４５の載置面４６との距離を、両端に位置する各磁気センサ３１、３３のボビン３６の磁性線材配置部３８と載置面４６との距離よりも小さくし、両端に位置する各磁気センサ３１、３３のボビン３６の磁性線材配置部３８と載置面４６との距離を互いに等しくした。しかしながら、３つの磁気センサ３１～３３間における磁性線材配置部３８と載置面４６との距離の大小関係はこれに限定されない。例えば、磁気検出部３０を４つの磁界形成部２１～２４の軌道の外周側において図１１と異なる位置に配置する場合などには、３つの磁気センサ３１～３３の磁性線材３４と回転軸３の軸心Ｘとの距離がそれぞれ互いに等しくなるように、３つの磁気センサ３１～３３の磁性線材配置部３８と載置面４６との距離をそれぞれ異なる値に設定してもよい。
また、上記実施形態では、磁性線材配置部３８が電線巻回部３７に形成された溝である場合を例にあげたが、磁性線材配置部は電線巻回部３７内に形成された穴でもよい。
また、上記実施形態では、図５に示すように、４つの磁界形成部２１～２４を、磁極２５Ａ～２５Ｄを有するリング磁石２５および磁極２６Ａ～２６Ｄを有するリング磁石２６により形成する場合を例にあげたが、４つの磁界形成部の形成方法はこれに限らない。例えば、図５に示すような合計８つの磁極が配置された一塊の磁石により４つの磁界形成部を形成してもよい。また、一端側がＮ極で他端側がＳ極の４本の棒磁石により４つの磁界形成部を形成してもよい。また、独立した８つの磁石により４つの磁界形成部を形成してもよい。
また、上記実施形態では、各磁気センサ３１～３３におけるボビン３６の電線巻回部３７の外形を横断面形状が略楕円形の円柱状としたが、電線巻回部３７の外形を横断面形状が真円の円柱状としてもよいし、横断面形状が多角形の柱状としてもよい。
また、磁気センサの個数は４つ以上でもよい。また、磁界形成部の個数は２つ、６つまたは８つ以上でもよい。また、回転装置は電動モータに限定されない。
また、回転検出装置１１のホルダ７１の上方に、回転軸３の回転を光学的に検出する光学式エンコーダ等の他の回転検出装置を設けてもよい。
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磁気検出装置および回転検出装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
１ 電動モータ（回転装置）
２ 本体
３ 回転軸
４ 突出部
１１ 回転検出装置
２１～２４ 磁界形成部
３０ 磁気検出部
３１～３３ 磁気センサ
３４ 磁性線材
３５ コイル
３６ ボビン
３７ 電線巻回部
３８ 磁性線材配置部
４１ 第１の接続部材
４１Ａ 一端側部分
４１Ｂ 他端側部分
４２ 第２の接続部材
４２Ａ 一端側部分
４２Ｂ 他端側部分
４５ 基板
４６ 載置面
５１ 電気回路
７１ ホルダ
８３ ハウジング
８４ 前壁板
８５ 後壁板
８６ 左壁板
８７ 右壁板

Claims (5)

  1. 回転軸の回転に伴って前記回転軸の周囲を移動し、かつ前記回転軸の軸方向における一方向および他方向の磁界をそれぞれ形成する少なくとも２つの磁界形成部を有し、前記回転軸の回転を検出する回転検出装置において、前記各磁界を検出する磁気検出装置であって、
    少なくとも３つの磁気センサと、
    前記３つの磁気センサを載置する載置面を有する基板とを備え、
    前記各磁気センサは、
    大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材と、
    前記磁性線材の外周側に設けられたコイルと、
    外形が柱状に形成され前記コイルの電線を巻回する電線巻回部、および前記電線巻回部内をその軸方向に伸長する空間であり前記磁性線材を配置する磁性線材配置部を有するボビンと、
    棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の一端部が止められ、他端側が前記基板に形成された電気回路と電気的に接続される第１の接続部材と、
    棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の他端部が止められ、他端側が前記電気回路と電気的に接続される第２の接続部材とを備え、
    前記３つの磁気センサはそれぞれの磁性線材の伸長方向が前記載置面と平行となるように前記載置面上に配置され、前記３つの磁気センサおよび前記基板は前記各磁気センサの磁性線材の伸長方向が前記回転軸の軸方向と平行となるように前記２つの磁界形成部の軌道の外周側に配置され、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なり、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なっていることを特徴とする磁気検出装置。
  2. 前記３つの磁気センサのうち両端に位置する２つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は互いに一致し、前記３つの磁気センサのうち中間に位置する１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なり、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する２つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は互いに一致し、前記３つの磁気センサのうち中間に位置する１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なっていることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
  3. 前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第１の接続部材は、当該第１の接続部材の一端側部分および他端側部分が前記載置面と直交する方向にそれぞれ伸長し、かつ当該第１の接続部材の中間部分が前記載置面と平行に伸長したクランク状に形成され、当該第１の接続部材の一端側部分が当該第１の接続部材の他端側部分よりも前記載置面の端側に位置するように前記ボビンに設けられ、
    前記３つの磁気センサのうち両端に位置する各磁気センサの第２の接続部材は、当該第２の接続部材の一端側部分および他端側部分が前記載置面と直交する方向にそれぞれ伸長し、かつ当該第２の接続部材の中間部分が前記載置面と平行に伸長したクランク状に形成され、当該第２の接続部材の一端側部分が当該第２の接続部材の他端側部分よりも前記載置面の端側に位置するように前記ボビンに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気検出装置。
  4. 前記３つの磁気センサのうち中間に位置する磁気センサの第１の接続部材は、当該第１の接続部材の一端側部分が前記載置面と平行な方向に伸長し、かつ当該第１の接続部材の他端側部分が前記載置面と直交する方向に伸長したＬ字状に形成され、前記３つの磁気センサのうち中間に位置する磁気センサの第２の接続部材は、当該第２の接続部材の一端側部分が前記載置面と平行な方向に伸長し、かつ当該第２の接続部材の他端側部分が前記載置面と直交する方向に伸長したＬ字状に形成され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磁気検出装置。
  5. 回転軸の回転を検出する回転検出装置であって、
    前記回転軸の回転に伴って前記回転軸の周囲を移動し、かつ前記回転軸の軸方向における一方向および他方向の磁界をそれぞれ形成する少なくとも２つの磁界形成部と、
    前記回転軸の回転に伴って移動せず、前記２つの磁界形成部により形成された磁界を検出する磁気検出部とを備え、
    前記磁気検出部は、
    少なくとも３つの磁気センサと、
    前記３つの磁気センサを載置する載置面を有する基板とを備え、
    前記各磁気センサは、
    大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材と、
    前記磁性線材の外周側に設けられたコイルと、
    外形が柱状に形成され前記コイルの電線を巻回する電線巻回部、および前記電線巻回部内をその軸方向に伸長する空間であり前記磁性線材を配置する磁性線材配置部を有するボビンと、
    棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の一端部が止められ、他端側が前記基板に形成された電気回路と電気的に接続される第１の接続部材と、
    棒状に形成され、前記ボビンに設けられ、一端側に前記電線の他端部が止められ、他端側が前記電気回路と電気的に接続される第２の接続部材とを備え、
    前記３つの磁気センサはそれぞれの磁性線材の伸長方向が前記載置面と平行となるように前記載置面上に配置され、前記磁気検出部は前記各磁気センサの磁性線材の伸長方向が前記回転軸の軸方向と平行となるように前記２つの磁界形成部の軌道の外周側に配置され、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第１の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なり、前記３つの磁気センサのうち１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置は、前記３つの磁気センサのうちの他の１つの磁気センサの第２の接続部材の前記回転軸の軸方向における位置と異なっていることを特徴とする回転検出装置。
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