WO2017134827A1 - 回転角検出装置および電動機 - Google Patents

回転角検出装置および電動機 Download PDF

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rotation angle
magnet
shaft
detection device
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田村　崇
武史 武舎
滋紀 竹田
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三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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

Definitions

  • the present invention relates to a rotation angle detection device and an electric motor that detect the rotation angle of a shaft by magnetism.
  • a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a shaft is classified into an optical type and a magnetic type.
  • the rotation angle of a shaft may be detected by detecting a magnetic field from a detection magnet attached to one end surface of a shaft that rotates about the shaft by a magnetic detection element. It is common.
  • Servo motors may be used in machine tools. Inside the machine tool, a cable for passing a large current and a large-capacity electric motor are provided. The magnetic field generated from the cable and the electric motor reaches the detection range of the magnetic detection element. Since the magnetic field from the cable and the motor is not the magnetic flux from the detection magnet, it becomes a noise component and becomes an error factor in detecting the rotation angle. In the following description, a magnetic field different from the magnetic field of the detector magnet, that is, a magnetic field that becomes a noise component is also simply referred to as an external magnetic field.
  • Patent Document 1 discloses a configuration that suppresses the magnetic field that becomes a noise component from reaching the magnetic detection element by covering the periphery of the rotation angle detection device with a cover made of a magnetic material. .
  • the entire rotation angle detection device is covered with a dome-shaped cover made of a magnetic material.
  • the cover that covers the rotation angle detection device needs to prevent water and dust from entering the rotation angle detection device. For this reason, high dimensional accuracy is required for the seal structure portion of the cover.
  • the price of the cover is increased and the manufacturing cost is increased in order to satisfy the necessary specifications in the condition of limiting the material composed of the magnetic material.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a rotation angle detection device capable of improving the rotation angle detection accuracy by suppressing the influence of an external magnetic field while suppressing the manufacturing cost. Objective.
  • a rotation angle detection device includes a shaft, a magnet placed on one end side of the shaft, and a magnetic unit made of a magnetic body that rotates together with the magnet.
  • a magnetic detection element that is disposed at a position facing the magnet and detects a change in the magnetic field due to the rotation of the magnet, and a plate portion made of a magnetic material provided at a position facing the magnetic part across the magnet and the magnetic detection element .
  • the outer diameter of the surface of the magnetic portion facing the plate portion and the outer diameter of the surface of the plate portion facing the magnetic portion are both the outer diameter of the magnet and the magnetic detection. It is larger than the outer diameter of the element.
  • the rotation angle detection device has an effect that the detection accuracy of the rotation angle can be improved by suppressing the influence of the external magnetic field while suppressing the manufacturing cost.
  • Sectional drawing which shows typically the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 1 of this invention Sectional drawing which shows typically the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 2 of this invention. Sectional drawing which shows typically the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 3 of this invention. Sectional drawing which shows typically the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 4 of this invention. Sectional drawing which shows typically the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 5 of this invention. Sectional drawing which shows typically the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 6 of this invention. Sectional drawing which shows typically the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 7 of this invention. Sectional drawing which shows schematic structure of an electric motor provided with the rotation angle detection apparatus concerning Embodiment 1. FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a rotation angle detection device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the rotation angle detection device 100 according to the first embodiment includes a magnetic shaft 10 and a bracket 20 that surrounds the shaft 10 and supports the shaft 10.
  • the shaft 10 is rotatable about the rotation axis O.
  • a mounting surface 10 ⁇ / b> T is formed at one end portion (magnetic portion) of the shaft 10 at a position intersecting with the rotation axis O. Since the mounting surface 10 ⁇ / b> T is formed on the shaft 10, it rotates in synchronization with the rotation of the shaft 10.
  • the rotation angle detection device 100 further includes a detection magnet 30 placed at a position intersecting the rotation axis O on the placement surface 10T, and a magnetic detection element 40 arranged to face the detection magnet 30. .
  • the magnetic detection element 40 is mounted on a substrate 50 that is a wiring substrate.
  • the substrate 50 is disposed with the surface on which the magnetic detection element 40 is mounted facing the mounting surface 10T.
  • the rotation angle detection device 100 further includes a magnetic plate 60.
  • the plate portion 60 is provided at a position facing the placement surface 10T with the detection magnet 30 and the magnetic detection element 40 interposed therebetween.
  • the first magnetic shielding effective surface 10S is the mounting surface 10T facing the plate portion 60
  • the second magnetic shielding effective surface 60S is the mounting surface 10T of the plate portion 60. It corresponds to the lower surface portion 60B which is the opposing surface on the plate portion side.
  • the outer diameters of the first magnetic shielding effective surface 10 ⁇ / b> S and the second magnetic shielding effective surface 60 ⁇ / b> S are larger than the outer diameter of the detection magnet 30 and the outer diameter of the magnetic detection element 40.
  • the magnetic flux region RH connecting the detection magnet 30 and the magnetic detection element 40 is sandwiched between the first magnetic shielding effective surface 10S and the second magnetic shielding effective surface 60S.
  • the detection magnet 30 is fixed to the mounting surface 10T of the shaft 10 with an adhesive.
  • the detection magnet 30 placed on the placement surface 10 ⁇ / b> T also rotates as the shaft 10 rotates. Changes in the magnetic field H M by the rotation of the detecting magnet 30 is detected in the magnetic detection element 40, the rotation angle of the shaft 10 is detected by a detection circuit (not shown) on the substrate 50.
  • the external magnetic field HOT from the opposite side of the lower surface portion 60B with respect to the plate portion 60 propagates along the plate portion 60 that is a magnetic body and is induced in a direction away from the rotation axis O. Therefore, it is difficult for the external magnetic field HOT to propagate to the magnetic detection element 40 disposed on the lower surface portion 60B side of the plate portion 60.
  • the external magnetic field H OS to be intruding from the rotational axis O and perpendicular to the magnetic flux region R H is guided to the plate portion 60 is a shaft 10 and the magnetic body is a magnetic body. Therefore, the external magnetic field HOS is difficult to propagate to the detection magnet 30, the magnetic detection element 40, and the magnetic flux region RH disposed between the plate portion 60 and the shaft 10 and on the rotation axis O.
  • the shaft 10 can efficiently guide the external magnetic field HOS to the shaft 10 by sufficiently increasing the outer diameter of the first magnetic shielding effective surface 10S.
  • the outer diameter of the first magnetic shielding effective surface 10 ⁇ / b> S is set to the same outer diameter as that of the substrate 50 or larger than that.
  • the plate part 60 can efficiently guide the external magnetic field HOS to the plate part 60 by sufficiently increasing the outer diameter of the second magnetic shielding effective surface 60S.
  • the outer diameter of the second magnetic shielding effective surface 60S is set to the same outer diameter as the mounting surface 50T or an outer diameter larger than that.
  • the plate part 60 can induce the external magnetic field HOT to the plate part 60 efficiently by making it sufficiently thick.
  • the thickness of the plate portion 60 is made thicker than that of the substrate 50.
  • the shorter the distance between the first magnetic shielding effective surface 10S and the second magnetic shielding effective surface 60S the better.
  • the distance between the first magnetic shielding effective surface 10S and the second magnetic shielding effective surface 60S is made shorter than the thickness of the plate portion 60.
  • the detection magnet 30 and the magnetic detection element 40 arranged on the rotation axis O are composed of the placement surface 10T of the shaft 10 that is a magnetic body and the lower surface portion 60B of the plate portion 60 that is a magnetic body.
  • the external magnetic fields H OT and H OS can be prevented from propagating to the magnetic detection element 40 with a simple structure of sandwiching. Therefore, in the rotation angle detection device 100, it is possible to improve the detection accuracy of the rotation angle while suppressing the manufacturing cost as compared with the case where the detection magnet 30 and the magnetic detection element 40 are covered with the magnetic cover.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the rotation angle detection device 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • a boss portion (magnetic portion) 70 that is a magnetic body is attached to one end side of the shaft 10.
  • a mounting surface 70 ⁇ / b> T on which the detection magnet 30 is mounted is formed on the boss portion 70.
  • the mounting surface 70T formed on the boss portion 70 corresponds to the first magnetic shielding effective surface 70S.
  • First magnetic shielding effective surface 70S is to induce external magnetic field H OS to boss 70, it is formed by the larger outer diameter sufficiently.
  • the outer diameter of the first magnetic shielding effective surface 70 ⁇ / b> S is set to the same outer diameter as the outer diameter of the substrate 50 or an outer diameter larger than that. Note that the same outer diameter herein includes substantially the same outer diameter.
  • the outer diameter of the shaft 10 is smaller than the outer diameter of the mounting surface 70T.
  • the rotation angle detection device 100 according to the second embodiment in addition to the effects of the rotation angle detection device 100 according to the first embodiment, the diameter of the shaft 10 can be reduced and the inertia of the shaft 10 can be reduced. it can.
  • hub part 70 and the magnet 30 for a detection is not specifically limited, The fastening system represented by adhesion
  • hub part 70 and the shaft 10 is not specifically limited, The fastening system represented by the press fit, the set screw system, or the adhesion system is employable.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a rotation angle detection device 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • the wall portion 70 ⁇ / b> W protrudes toward the plate portion 60 on the mounting surface 70 ⁇ / b> T of the boss portion (magnetic portion) 70 and surrounds the detection magnet 30. Is formed.
  • the wall portion 70 ⁇ / b> W is made of a magnetic material like the boss portion 70.
  • the wall portion 70 ⁇ / b> W is formed around the detection magnet 30 over the entire circumference in the rotation direction.
  • the boss portion 70 has the wall portion 70W
  • the first magnetic shielding effective surface 70S corresponds to the tip surface 70U of the boss portion 70
  • the first magnetic shielding effective surface 70S and the second magnetic shielding effective surface The distance from 60S can be shortened. Thereby, the effect of preventing the propagation of the external magnetic field HOS to the magnetic detection element 40 can be enhanced.
  • the wall portion 70W is formed in the boss portion 70, the leakage magnetic field H I from motor propagating through the shaft 10, can be guided to the wall 70W of the boss portion 70. Thus, leakage magnetic field H I from the motor is less likely to propagate to the magnetic detection element 40.
  • the external magnetic field H OS is obtained by the effect of the wall portion 70W of the boss portion 70. It is possible to improve the propagation prevention effect on the magnetic detecting element 40, the leakage magnetic field H I from the motor can be difficult to propagate to the magnetic detection element 40.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a rotation angle detection device 100 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the enlarged portion 11 is formed at one end portion (magnetic portion) of the shaft 10.
  • the outer diameter of the enlarged portion 11 of the shaft 10 is larger than the outer diameter of the portion on the other end side.
  • the mounting surface 10 ⁇ / b> T on which the detection magnet 30 is mounted is formed in the enlarged portion 11.
  • a wall portion 10W that protrudes toward the plate portion 60 and surrounds the periphery of the detection magnet 30 is formed.
  • the wall portion 10 ⁇ / b> W is made of a magnetic material like the shaft 10.
  • the wall 10 ⁇ / b> W is formed around the detection magnet 30 over the entire circumference in the rotation direction.
  • the effect of preventing the propagation of the external magnetic field HOS to the magnetic detection element 40 can be improved as in the rotation angle detection device 100 according to the third embodiment. together, it can be difficult to propagate the leakage magnetic field H I from the motor to the magnetic detection element 40.
  • a wall portion may be formed on the shaft 10 whose thickness does not change.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a rotation angle detection device 100 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the bracket 20 is made of a magnetic material.
  • the bracket 20 has a wall portion 20 ⁇ / b> W that protrudes toward the plate portion 60 and surrounds the detection magnet 30.
  • the tip surface 20T of the wall 20W corresponds to the first magnetic shielding effective surface 20S.
  • the external magnetic field HOS can be efficiently guided to the bracket 20 by sufficiently increasing the outer diameter of the first magnetic shielding effective surface 20S.
  • the propagation of the external magnetic field H OS to the detecting magnet 30 and the magnetic detection element 40 a magnetic flux region R H can be effectively prevented.
  • a boss portion may be attached to one end portion of the shaft 10 and a mounting surface may be formed on the boss portion.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a rotation angle detection device 100 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the rotation angle detection device 100 has a cord disk that is a nonmagnetic rotating plate on the tip surface 70U of the wall 70W. 90.
  • the code disk 90 is fixed to the distal end surface 70U of the wall portion 70W and rotates in synchronization with the shaft 10. With this configuration, the code disk 90 is provided closer to the magnetic detection element 40 than the placement surface 70T.
  • the substrate 50 is provided with a light receiving element 80 used for an optical detector, and a signal emitted from the code disk 90 is read by the light receiving element 80.
  • the rotation angle detection device 100 has a configuration that also serves as an optical detector in addition to a magnetic detector.
  • the code disc 90 is a non-magnetic material, a magnetic field H M from detecting magnet 30 is propagated to the magnetic sensing element 40, it is possible to detect the rotation angle by the magnetic change. Further, similarly to the rotation angle detection apparatus 100 according to the third embodiment, the external magnetic field H OT and H OS to detecting magnet 30 and the magnetic detection element 40 and the flux region R H, the propagation of the leakage magnetic field H I of the motor Can be effectively prevented.
  • the code disk 90 may be provided for the rotation detection device 100 according to the fourth and fifth embodiments as in the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a rotation angle detection device 100 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the rotation angle detection device 100 according to the seventh embodiment includes a code disk 91 as in the rotation angle detection device 100 according to the sixth embodiment. However, in the rotation angle detection device 100 according to the seventh embodiment, an opening 91 a is formed in a region of the code disk 91 that faces the detection magnet 30. In addition, the size of the opening 91a does not interfere with the magnetic flux region RH .
  • the material of the code disc 91 is of a magnetic material, a magnetic field H M from detecting magnet 30 is propagated to the magnetic sensing element 40, possible to detect the rotation angle by the magnetic variation Can do.
  • the material of the code disk 91 is a magnetic material
  • the surface of the code disk 91 that faces the plate portion 60 is the first magnetic shielding effective surface 91S.
  • the external magnetic field H OT and H OS to detecting magnet 30 and the magnetic detection element 40 and the flux region R H the propagation of the leakage magnetic field H I of the motor Can be effectively prevented.
  • the cord disk 91, the boss portion 70, and the shaft 10 can be integrally formed of a magnetic material.
  • the code disc 91 may be provided for the rotation detection device 100 according to the fourth and fifth embodiments as in the seventh embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the electric motor 110 including the rotation angle detection device 100 according to the first embodiment.
  • the electric motor 110 includes a rotor 111 connected to the shaft 10 of the rotation angle detection device 100 and a stator 112 surrounding the rotor 111.
  • the electric motor may be configured by providing the rotor 111 and the stator 112 with respect to the rotation angle detection device 100 according to the second, third, fourth, fifth, sixth, and seventh embodiments.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

　回転角検出装置（１００）は、シャフト（１０）と、シャフト（１０）の一端側に載置された磁石（３０）と、磁石（３０）とともに回転する磁性体からなる磁性部と、磁石（３０）と対向する位置に配置され、磁石（３０）の回転による磁界の変化を検出する磁気検出素子（４０）と、磁石（３０）および磁気検出素子（４０）を挟んで磁性部と対向する位置に設けられた磁性体からなる板部（６０）と、を備える。シャフト（１０）の回転軸に沿って見た場合に、磁性部の板部（６０）と対向する面（１０Ｓ）の外径と、板部（６０）の磁性部と対向する面（６０Ｓ）の外径とがいずれも、磁石（３０）の外径および磁気検出素子（４０）の外径よりも大きい。

Description

回転角検出装置および電動機
　本発明は、シャフトの回転角を磁気によって検出する回転角検出装置および電動機に関する。
　一般的に、電動機であるサーボモータにおいて、シャフトの回転角を検出する回転角検出装置は、光学式と磁気式に分けられる。磁気式の回転角検出装置では、シャフトを中心に回転するシャフトの一端面に取り付けた検出用の磁石からの磁界を、磁気検出素子で検出することによってシャフトの回転角の検出が行われることが一般的である。
　サーボモータは、工作機械に組み込まれて使用される場合がある。工作機械の内部には、大電流を流すケーブルおよび大容量の電動機が設けられている。ケーブルおよび電動機から発生した磁界は、磁気検出素子の検知範囲に到達する。ケーブルおよび電動機からの磁界は、検出用の磁石からの磁束ではないため、ノイズ成分となって回転角検出の誤差要因となる。なお、以下の説明において、検出器用の磁石の磁界と異なる磁界、すなわちノイズ成分となる磁界を、単に外部磁界とも呼ぶ。
　外部磁界への対策として、回転角検出装置の周囲を磁性体材料のカバーで覆うことで、ノイズ成分となる磁界が磁気検出素子に到達することを抑制する構成が特許文献１に開示されている。
特開２０１５－１６９４３９号公報
　上記特許文献１に開示された構成では、磁性体でできたドーム状のカバーで回転角検出装置全体を覆っている。回転角検出装置を覆うカバーは、回転角検出装置内部への水および塵の侵入を防止する必要がある。このため、カバーのシール構造部には高い寸法精度が要求される。しかしながら、磁性体で構成するという素材を限定する条件の中で、必要な仕様を満足させるために、カバーの価格が上昇し、製造コストが上昇する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、製造コストを抑えつつ、外部磁界の影響を抑制することで回転角の検出精度の向上を図ることが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、本発明にかかる回転角検出装置は、シャフトと、シャフトの一端側に載置された磁石と、磁石とともに回転する磁性体からなる磁性部と、磁石と対向する位置に配置され、磁石の回転による磁界の変化を検出する磁気検出素子と、磁石および磁気検出素子を挟んで磁性部と対向する位置に設けられた磁性体からなる板部と、を備える。シャフトの回転軸に沿って見た場合に、磁性部の板部と対向する面の外径と、板部の磁性部と対向する面の外径とがいずれも、磁石の外径および磁気検出素子の外径よりも大きい。
　本発明にかかる回転角検出装置は、製造コストを抑えつつ、外部磁界の影響を抑制することで回転角の検出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。
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 本発明の実施の形態２にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図 本発明の実施の形態３にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図 本発明の実施の形態４にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図 本発明の実施の形態５にかかる回転角検出装置を模式的に示す断面図 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 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 実施の形態１にかかる回転角検出装置を備える電動機の概略構成を示す断面図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる回転角検出装置および電動機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。
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である。本実施の形態１にかかる回転角検出装置１００は、磁性体のシャフト１０と、シャフト１０の周囲を囲んでシャフト１０を支持するブラケット２０と、を備える。シャフト１０は、回転軸Ｏを中心に回転可能とされている。シャフト１０の一端部（磁性部）には、回転軸Ｏと交わる位置に載置面１０Ｔが形成されている。載置面１０Ｔは、シャフト１０に形成されているため、シャフト１０の回転と同期して回転する。
　回転角検出装置１００は、載置面１０Ｔのうち回転軸Ｏと交わる位置に載置された検出用磁石３０と、検出用磁石３０に対向して配された磁気検出素子４０と、をさらに備える。磁気検出素子４０は、配線基板である基板５０に搭載されている。基板５０は、磁気検出素子４０が搭載された面を載置面１０Ｔ側に向けて配置されている。
　回転角検出装置１００は、磁性体の板部６０をさらに備える。板部６０は、検出用磁石３０および磁気検出素子４０を挟んで載置面１０Ｔと対向する位置に設けられる。実施の形態１の場合、第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓは、板部６０と対向する載置面１０Ｔであり、第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓは、板部６０のうち載置面１０Ｔと対向する板部側対向面である下面部６０Ｂにあたる。第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓ、および第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓの外径が、検出用磁石３０の外径および磁気検出素子４０の外径よりも大きくなっている。これにより、検出用磁石３０と磁気検出素子４０とを結ぶ磁束領域ＲＨが、第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓと第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓとに挟み込まれる。なお、検出用磁石３０は接着剤によってシャフト１０の載置面１０Ｔに固定されている。
　回転角検出装置１００では、シャフト１０の回転に伴って、載置面１０Ｔに載置された検出用磁石３０も回転する。検出用磁石３０の回転による磁界ＨＭの変化が、磁気検出素子４０に検出され、基板５０上の図示しない検出回路によってシャフト１０の回転角が検出される。
　なお、板部６０に対して下面部６０Ｂの反対面側からの外部磁界ＨＯＴは、磁性体である板部６０に沿って伝搬し、回転軸Ｏから離れる方向に誘導される。したがって、外部磁界ＨＯＴが、板部６０の下面部６０Ｂ側に配置された磁気検出素子４０に伝搬しにくくなる。
　また、磁束領域ＲＨに対して回転軸Ｏと垂直な方向から侵入しようとする外部磁界ＨＯＳは、磁性体であるシャフト１０と磁性体である板部６０へと誘導される。したがって、外部磁界ＨＯＳが、板部６０とシャフト１０の間であって回転軸Ｏ上に配置された検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨに伝搬しにくくなる。
　シャフト１０は、第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓの外径を十分に大きくすることで、外部磁界ＨＯＳを効率よくシャフト１０へ誘導することができる。例えば、第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓの外径を、基板５０と同じ外径またはそれよりも大きい外径とする。これにより、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＳの伝搬を、より効果的に防止することができる。
　板部６０は、第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓの外径を十分に大きくすることで、外部磁界ＨＯＳを効率よく板部６０へ誘導することができる。例えば、第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓの外径を、搭載面５０Ｔと同じ外径またはそれよりも大きい外径とする。これにより、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＳの伝搬を、より効果的に防止することができる。
　また、板部６０は、十分に厚くすることで、外部磁界ＨＯＴを効率よく板部６０へ誘導することができる。例えば、板部６０の厚さを、基板５０よりも厚くする。これにより、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＴの伝搬を、より効果的に防止することができる。
　また、第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓと第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓとの距離は短いほど望ましい。例えば、第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓと第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓとの距離を、板部６０の厚さよりも短くする。第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓと第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓとの距離を短くすることで、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＳの伝搬を、より効果的に防止することができる。
　このように、磁性体であるシャフト１０の載置面１０Ｔと、磁性体である板部６０の下面部６０Ｂとで、回転軸Ｏ上に配された検出用磁石３０と磁気検出素子４０とを、挟み込むという簡単な構造で、外部磁界ＨＯＴ，ＨＯＳが磁気検出素子４０に伝搬することを防止することができる。したがって、回転角検出装置１００では、検出用磁石３０および磁気検出素子４０を磁性体のカバーで覆う場合に比べて、製造コストを抑えつつ、回転角の検出精度の向上を図ることができる。
実施の形態２．
　図２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。なお、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
　本実施の形態２にかかる回転角検出装置１００では、シャフト１０の一端側に磁性体であるボス部（磁性部）７０が取り付けられている。また、検出用磁石３０が載置される載置面７０Ｔがボス部７０に形成されている。ボス部７０に形成された載置面７０Ｔは、第１の磁気遮蔽有効面７０Ｓに相当する。第１の磁気遮蔽有効面７０Ｓは、外部磁界ＨＯＳをボス部７０へ誘導するために、十分に大きな外径で形成される。例えば、第１の磁気遮蔽有効面７０Ｓの外径を、基板５０の外径と同じ外径またはそれよりも大きい外径とする。なお、ここでいう同じ外径には、略同じ外径であることも含まれる。
　回転軸Ｏに沿って見た場合に、載置面７０Ｔの外径よりもシャフト１０の外径のほうが小さくなっている。
　上記構成によっても、外部磁界ＨＯＴ，ＨＯＳの、磁気検出素子４０への伝搬を防止することができる。すなわち、磁性体のボス部７０の第１の磁気遮蔽有効面７０Ｓの外径を十分に大きくすることで、外部磁界ＨＯＳを効率よくボス部７０へ導くことができる。これにより、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＳの伝搬を、効果的に防止することができる。実施の形態２にかかる回転角検出装置１００によれば、実施の形態１の回転角検出装置１００による効果に加え、シャフト１０の直径を小さくすることができ、シャフト１０の慣性を小さくすることができる。
　なお、ボス部７０と検出用磁石３０との締結方法は特に限定されず、接着、一体成形またはネジ固定に代表される締結方式を採用可能である。また、ボス部７０とシャフト１０との締結方法は特に限定されず、圧入、セットネジ方式、または接着方式に代表される締結方式を採用可能である。
実施の形態３．
　図３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。なお、上記実施の形態１，２と同様の構成については同様の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態３にかかる回転角検出装置１００では、ボス部（磁性部）７０の載置面７０Ｔに、板部６０に向けて突出するとともに、検出用磁石３０の周囲を囲む壁部７０Ｗが形成されている。壁部７０Ｗは、ボス部７０と同様に磁性体で構成される。壁部７０Ｗは、検出用磁石３０の周囲に回転方向全周にわたって形成されている。
　ボス部７０が壁部７０Ｗを持つことで、第１の磁気遮蔽有効面７０Ｓは、ボス部７０の先端面７０Ｕに相当し、第１の磁気遮蔽有効面７０Ｓと、第２の磁気遮蔽有効面６０Ｓとの距離を短くすることができる。これにより、外部磁界ＨＯＳの、磁気検出素子４０への伝搬を防止する効果を高めることができる。また、ボス部７０に壁部７０Ｗが形成されることで、シャフト１０を通して伝搬するモータからの漏れ磁界ＨＩを、ボス部７０の壁部７０Ｗへ誘導することができる。これにより、モータからの漏れ磁界ＨＩが、磁気検出素子４０へ伝搬しにくくなる。
　このように、実施の形態３にかかる回転角検出装置１００によれば、実施の形態２の回転角検出装置１００による効果に加えて、ボス部７０の壁部７０Ｗの効果により、外部磁界ＨＯＳの磁気検出素子４０への伝搬防止の効果の向上を図ることができるとともに、モータからの漏れ磁界ＨＩを磁気検出素子４０に伝搬しにくくすることができる。
実施の形態４．
　図４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。なお、上記実施の形態１，２，３と同様の構成については同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
　実施の形態４にかかる回転角検出装置１００では、シャフト１０の一端部（磁性部）に拡大部１１が形成されている。回転軸Ｏに沿って見た場合に、シャフト１０は、他端側となる部分の外径よりも拡大部１１の外径のほうが大きくなっている。また、検出用磁石３０を載置する載置面１０Ｔは、拡大部１１に形成されている。
　また、載置面１０Ｔには、板部６０に向けて突出するとともに、検出用磁石３０の周囲を囲む壁部１０Ｗが形成されている。壁部１０Ｗは、シャフト１０と同様に磁性体で構成される。壁部１０Ｗは、検出用磁石３０の周囲に回転方向全周にわたって形成されている。壁部１０Ｗが形成されることで、壁部１０Ｗの先端面１０Ｕが第１の磁気遮蔽有効面１０Ｓとなる。
　実施の形態４にかかる回転角検出装置１００では、実施の形態３にかかる回転角検出装置１００と同様に、外部磁界ＨＯＳの磁気検出素子４０への伝搬防止の効果の向上を図ることができるとともに、モータからの漏れ磁界ＨＩを磁気検出素子４０に伝搬しにくくすることができる。
　また、実施の形態４にかかる回転角検出装置１００では、シャフト１０の一端部にボス部を固定する場合に比べて、別途用意したボスを組み付ける必要がないため、製造コストの抑制を図ることができる。なお、実施の形態１のように、太さの変わらないシャフト１０に壁部を形成してもよい。
実施の形態５．
　図５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。なお、上記実施の形態１，２，３，４と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
　実施の形態５にかかる回転角検出装置１００では、ブラケット２０を磁性体で構成している。また、ブラケット２０には、板部６０に向けて突出して、検出用磁石３０の周囲を囲む壁部２０Ｗが形成されている。
　実施の形態５にかかる回転角検出装置１００では、壁部２０Ｗの先端面２０Ｔが、第１の磁気遮蔽有効面２０Ｓに相当する。第１の磁気遮蔽有効面２０Ｓの外径を十分に大きくすることで、外部磁界ＨＯＳを効率よくブラケット２０へ誘導することができる。これにより、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＳの伝搬を、効果的に防止することができる。
　実施の形態５にかかる回転角検出装置１００によれば、実施の形態２にかかる回転角検出装置１００による効果に加え、部品点数を少なくすることができるという効果を奏する。
　なお、実施の形態２または実施の形態３のように、シャフト１０の一端部にボス部を取り付けて、そのボス部に載置面を形成してもよい。
実施の形態６．
　図６は、本発明の実施の形態６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。なお、上記実施の形態１，２，３，４，５と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
　実施の形態６にかかる回転角検出装置１００は、実施の形態３にかかる回転角検出装置１００の構成に加えて、壁部７０Ｗの先端面７０Ｕに、非磁性体の回転板であるコード円板９０を備える。コード円板９０は、壁部７０Ｗの先端面７０Ｕに固定されて、シャフト１０と同期して回転する。この構成により、コード円板９０は、載置面７０Ｔよりも磁気検出素子４０側に設けられる。
　また、基板５０に、光学式検出器に用いる受光素子８０を備え、コード円板９０から発する信号を受光素子８０で読み取る。このように、実施の形態６にかかる回転角検出装置１００は、磁気式検出器に加え、光学式検出器も兼ねた構成である。
　上記構成では、コード円板９０が非磁性体であるため、検出用磁石３０からの磁界ＨＭが磁気検出素子４０に伝搬されるため、磁気の変化による回転角の検出を行うことができる。また、実施の形態３にかかる回転角検出装置１００と同様に、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＴとＨＯＳと、モータの漏れ磁界ＨＩの伝搬を、効果的に防止することができる。なお、実施の形態４，５にかかる回転検出装置１００に対しても、本実施の形態６と同様にコード円板９０を設けてもよい。
実施の形態７．
　図７は、本発明の実施の形態７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。なお、上記実施の形態１，２，３，４，５，６と同様の構成については同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
　実施の形態７にかかる回転角検出装置１００では、実施の形態６の回転角検出装置１００と同様にコード円板９１を備える。しかし、実施の形態７にかかる回転角検出装置１００では、コード円板９１のうち検出用磁石３０と対向する領域に開口９１ａが形成されている。また、開口９１ａの大きさは、磁束領域ＲＨに干渉しない大きさとなっている。
　そのため、コード円板９１の材質が磁性体材料の場合であっても、検出用磁石３０からの磁界ＨＭが磁気検出素子４０に伝搬されるため、磁気の変化による回転角の検出を行うことができる。また、コード円板９１の材質が磁性体材料であれば、コード円板９１のうち板部６０と対向する面が第１の磁気遮蔽有効面９１Ｓとなる。また、実施の形態３にかかる回転角検出装置１００と同様に、検出用磁石３０と磁気検出素子４０と磁束領域ＲＨへの外部磁界ＨＯＴとＨＯＳと、モータの漏れ磁界ＨＩの伝搬を、効果的に防止することができる。また、コード円板９１とボス部７０とシャフト１０を磁性体で一体に形成することも可能となる。なお、実施の形態４，５にかかる回転検出装置１００に対しても、本実施の形態７と同様にコード円板９１を設けてもよい。
　図８は、実施の形態１にかかる回転角検出装置１００を備える電動機１１０の概略構成を示す断面図である。電動機１１０は、回転角検出装置１００のシャフト１０に連結された回転子１１１と、回転子１１１の周囲を囲む固定子１１２とを備える。なお、上記実施の形態２，３，４，５，６，７にかかる回転角検出装置１００に対して、回転子１１１および固定子１１２を設けて電動機を構成してももちろん構わない。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１０　シャフト、１０Ｔ　載置面、１０Ｗ　壁部、１０Ｕ　先端面、１０Ｓ　第１の磁気遮蔽有効面、１１　拡大部、２０　ブラケット、２０Ｓ　第１の磁気遮蔽有効面、２０Ｔ　先端面、２０Ｗ　壁部、３０　検出用磁石、４０　磁気検出素子、５０　基板、５０Ｔ　搭載面、６０　板部、６０Ｂ　下面部、６０Ｓ　第２の磁気遮蔽有効面、７０　ボス部、７０Ｔ　載置面、７０Ｕ　先端面、７０Ｗ　壁部、７０Ｓ　第１の磁気遮蔽有効面、９０，９１　コード円板、９１Ｓ　第１の磁気遮蔽有効面、９１ａ　開口、１００　回転角検出装置、１１０　電動機、１１１　回転子、１１２　固定子。

Claims (8)

  1. 　シャフトと、
    　前記シャフトの一端側に載置された磁石と、
    　前記磁石とともに回転する磁性体からなる磁性部と、
    　前記磁石と対向する位置に配置され、前記磁石の回転による磁界の変化を検出する磁気検出素子と、
    　前記磁石および前記磁気検出素子を挟んで前記磁性部と対向する位置に設けられた磁性体からなる板部と、を備え、
    　前記シャフトの回転軸に沿って見た場合に、前記磁性部の前記板部と対向する面の外径と、前記板部の前記磁性部と対向する面の外径とがいずれも、前記磁石の外径および前記磁気検出素子の外径よりも大きいことを特徴とする回転角検出装置。
  2. 　前記磁性部は、前記板部に向けて突出するとともに、前記磁石の周囲を囲む壁部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. 　前記磁性部は、前記シャフトの外径より大きな外径を有する拡大部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。
  4. 　前記磁性部は、前記シャフトの一端側に固定されたボス部であることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
  5. 　前記回転軸に沿って見た場合に前記シャフトの周囲を囲み、前記シャフトを支持する磁性体からなるブラケットをさらに備え、
    　前記ブラケットは、前記板部に向けて突出し、前記磁石の周囲を囲む壁部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。
  6. 　前記シャフトとともに回転する回転板と、
    　前記磁気検出素子が搭載された基板と、
    　前記基板に搭載されて、前記回転板の回転角度を検出する受光素子と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
  7. 　前記回転板は、磁性体で構成され、前記磁石と対向する領域に開口部を有することを特徴とする請求項６に記載の回転角検出装置。
  8. 　請求項１から７のいずれか１つに記載の回転角検出装置と、
    　前記シャフトに連結された回転子と、
    　前記回転子の周囲を囲む固定子と、を備えることを特徴とする電動機。
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