WO2025150438A1 - 角度センサ及び回転機器 - Google Patents

角度センサ及び回転機器

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WO2025150438A1
WO2025150438A1 PCT/JP2024/046050 JP2024046050W WO2025150438A1 WO 2025150438 A1 WO2025150438 A1 WO 2025150438A1 JP 2024046050 W JP2024046050 W JP 2024046050W WO 2025150438 A1 WO2025150438 A1 WO 2025150438A1
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WO
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rotor
angle sensor
peripheral surface
stator
outer peripheral
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Pending
Application number
PCT/JP2024/046050
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴晃 落合
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MinebeaMitsumi Inc
Original Assignee
MinebeaMitsumi Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by MinebeaMitsumi Inc filed Critical MinebeaMitsumi Inc
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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
    • G01D5/14—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 influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—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 influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature

Definitions

  • FIG. 2 is a perspective view of the inner member of the rotor.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of the outer member of the rotor.
  • FIG. 2 is a perspective view of the outer member of the rotor.
  • FIG. 13 is a rear view of the outer member.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a stator included in the angle sensor;
  • 2 is a perspective view of a coil structure formed by a plurality of coils provided in a stator.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a coil structure.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a specific example of a rotating device to which an angle sensor is applied.
  • 18 is an exploded perspective view of the rotating device shown in FIG. 17 including a cover according to a modified example.
  • 18 is a perspective view showing a tip portion of a rotating shaft in the rotating device shown in FIG. 17 and its vicinity.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a
  • the rotor 2 is formed by assembling the inner member 10, the outer member 20, and the multiple metal bodies 30.
  • the multiple metal bodies 30 are sandwiched between the inner member 10 and the outer member 20 and are positioned inside the rotor 2.
  • the plurality of metal bodies 30 are arranged at equal or approximately equal angular intervals in the circumferential direction, for example, along a cylindrical surface with the axis x as the central axis. Each of the plurality of metal bodies 30 has, for example, a curved shape.
  • the plurality of metal bodies 30 may be connected to each other.
  • the multiple metal bodies 30 are connected by one or more connecting parts, and the one or more connecting parts may be formed of a non-conductive material (e.g., resin) or a conductive material (e.g., metal), and the multiple metal bodies 30 may be electrically connected.
  • the metal body 30 has an outer surface 31 and an inner surface 32, which are a pair of opposing surfaces, and the metal body 30 has end surfaces 33 to 36, which are surfaces extending between the edge of the outer surface 31 and the edge of the inner surface 32.
  • the metal body 30 is plate-shaped.
  • the metal body 30 has a rectangular or approximately rectangular shape when viewed from the radial direction.
  • the end surface 33 and the end surface 34 are opposed to each other, and the end surface 35 and the end surface 36 are opposed to each other in the direction in which the metal body 30 extends.
  • the metal body 30 is curved along the end surfaces 33 and 34.
  • the outer surface 31 is curved along the end surfaces 33 and 34, and the inner surface 32 is curved along the end surfaces 33 and 34.
  • the outer surface 31 is curved so as to protrude in the direction in which the outer surface 31 faces.
  • the outer surface 31 is curved in an arc shape with a constant or approximately constant radius of curvature R1.
  • the inner surface 32 extends parallel or approximately parallel to the outer surface 31, and the thickness of the metal body 30 is uniform or approximately uniform.
  • FIGS. 8 and 9 are perspective views of the inner member 10 of the rotor 2, and FIG. 10 is a rear view of the inner member 10.
  • the inner member 10 is viewed from the front side, and in FIG. 9, the inner member 10 is viewed from the rear side.
  • the inner member 10 is a cylindrical member extending along the axis x.
  • the inner member 10 has an outer peripheral surface 11 as an outer surface that is a cylindrical surface extending along the axis x, and an inner peripheral surface 12 that is a cylindrical surface extending along the axis x.
  • the outer peripheral surface 11 and the inner peripheral surface 12 are back-to-back in the radial direction, and the outer peripheral surface 11 faces the outside in the radial direction (hereinafter also referred to as the "outer peripheral side"), and the inner peripheral surface 12 faces the inside in the radial direction (hereinafter also referred to as the "inner peripheral side”).
  • the radial direction is a direction perpendicular to the axis x.
  • the inner circumferential surface 12 is, for example, a cylindrical surface or a substantially cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the angle sensor 1 is applied to, for example, a motor, and the shape of the inner circumferential surface 12 is such that the rotating shaft of the motor passes through the inner circumferential surface 12 and the inner member 10 is fixed to the shaft.
  • the outer peripheral surface 11 has mounting surfaces 13 which are multiple curved portions.
  • the mounting surfaces 13 are portions which correspond to the inner surface 32 of the metal body 30, and the outer peripheral surface 11 has the same number of mounting surfaces 13 as the number of metal bodies 30.
  • the multiple mounting surfaces 13 are provided at predetermined positions, for example, at the same or nearly the same positions in the radial direction, at equal or nearly equal angular intervals.
  • the mounting surfaces 13 have a shape which corresponds to the inner surface 32 of the metal body 30, for example, the same or nearly the same shape as the inner surface 32 of the metal body 30, and the entire or nearly the entire mounting surfaces 13 are shaped so as to be able to come into contact with the inner surface 32 of the metal body 30.
  • the inner member 10 has annular end faces 16, 17 at both ends in the axial x direction.
  • the end face 16 is a surface extending between one end of the outer peripheral surface 11 in the axial x direction and one end of the inner peripheral surface 12 in the axial x direction
  • the end face 17 is a surface extending between the other end of the outer peripheral surface 11 in the axial x direction and the other end of the inner peripheral surface 12 in the axial x direction.
  • the inner peripheral side portion of the end face 16 is recessed toward the other side in the axial x direction, for example, and an annular recess 16a that forms an annular step is formed in the end face 16.
  • Figures 11 and 12 are oblique views of the outer member 20 of the rotor 2, and Figure 13 is a rear view of the outer member 20.
  • the outer member 20 is viewed from the front side, and in Figure 12, the outer member 20 is viewed from the rear side.
  • the outer member 20 is a cylindrical member extending along the axis x.
  • the outer member 20 has an outer peripheral surface 21 which is a cylindrical surface extending along the axis x, and an inner peripheral surface 22 which is a cylindrical surface extending along the axis x.
  • the outer peripheral surface 21 and the inner peripheral surface 22 are opposite to each other in the radial direction, with the outer peripheral surface 21 facing the outer peripheral side, and the inner peripheral surface 22 facing the inner peripheral side.
  • the outer peripheral surface 21 is, for example, a cylindrical surface or a substantially cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the outer peripheral surface 21 is formed so as to be flush or approximately flush with the outer peripheral surface of the flange portion 18 of the inner member 10 in the assembled rotor 2, for example.
  • a concave surface 24 is formed on the inner peripheral surface 22, which is a surface that is concave toward the outer periphery side from the mounting surface 23.
  • Each of the multiple concave surfaces 24 is provided at the same angular position around the axis x as the multiple protruding surfaces 14 of the outer peripheral surface 11 of the inner member 10, and in the rotor 2 in the assembled state, each of the multiple concave surfaces 24 is arranged to face the multiple protruding surfaces 14 of the outer peripheral surface 11 of the inner member 10.
  • the multiple concave surfaces 24 are provided, for example, at the same or approximately the same position in the radial direction, at equal or approximately equal angular intervals.
  • the concave surface 24 is, for example, a curved surface, and specifically, for example, the multiple concave surfaces 24 are curved so that they extend on a cylindrical surface or approximately cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the multiple concave surfaces 24 are arranged to contact each of the multiple protruding surfaces 14 of the outer peripheral surface 11 of the inner member 20 in the assembled rotor 2.
  • the concave surface 24 has, for example, the same or substantially the same shape as the protruding surface 14 of the outer peripheral surface 11 of the inner member 20.
  • the multiple concave surfaces 24 may be arranged to face each other at intervals without contacting each of the multiple protruding surfaces 14 of the outer peripheral surface 11 of the inner member 20 in the assembled rotor 2. Also, the shape of the concave surface 24 may be different from the shape of the protruding surface 14 of the outer peripheral surface 11 of the inner member 20.
  • the inner member 10 is made of, for example, a resin material, a non-magnetic material, a non-conductive material, etc.
  • the non-magnetic material may be non-conductive.
  • the outer member 20 is made of, for example, a resin material, a non-magnetic material, a non-conductive material, etc.
  • the non-magnetic material may be non-conductive.
  • the metal body 30 is fixed in the circumferential direction around the axis x.
  • the metal body 30 is inserted between two walls 15 extending from both ends of the mounting surface 13 facing the metal body 30, and fixed to the inner member 10.
  • the two walls 15 and the ends 35, 36 of the metal body 30 are in contact with each other in the circumferential direction, or face each other with a small gap between them.
  • This makes it possible to prevent the metal body 30 from being deformed when the metal body 30 is inserted between the two walls 15 extending from both ends of the mounting surface 13 facing the metal body 30.
  • the inner surface 32 of the metal body 30 is in contact with the mounting surface 13 facing the metal body 30.
  • the inner surface 32 of the metal body 30 may be bonded to the mounting surface 13 facing the metal body 30 by an adhesive or the like.
  • the multiple protruding surfaces 14 of the inner member 10 each face and contact the multiple concave surfaces 24 of the outer member 20.
  • the two walls 15 extending from both ends of each of the multiple protruding surfaces 14 of the inner member 10 each face and contact the two walls 25 extending from both ends of the concave surface 24 of the outer member 20 that the protruding surface 14 faces.
  • the multiple protruding portions defined by the multiple protruding surfaces 14 and multiple walls 15 of the inner member 10 are pressed into the multiple recessed portions defined by the multiple concave surfaces 24 and multiple walls 25 of the outer member 20, and the inner member 10 and the outer member 20 are fixed to each other.
  • the two walls 15 extending from both ends of each of the multiple protruding surfaces 14 of the inner member 10 may face two walls 25 extending from both ends of the concave surface 24 of the outer member 20 that the protruding surface 14 faces, with a small gap between them.
  • the inner member 10 and the outer member 20 may be fixed to each other by bonding with an adhesive or the like.
  • each of the multiple protruding surfaces 14 of the inner member 10 may not be in contact with each of the multiple concave surfaces 24 of the outer member 20.
  • each of the two walls 15 extending from both ends of each of the multiple protruding surfaces 14 of the inner member 10 may not be in contact with each of the two walls 25 extending from both ends of the concave surface 24 of the outer member 20 that the protruding surface 14 faces.
  • the recess 16a of the end face 16 of the inner member 10 is in contact with the protrusion 26d of the flange portion 26 of the outer member 20. This determines the assembly position of the outer member 20 and the inner member 10, and prevents deformation of the metal body 5.
  • the end face 27 of the outer member 20 faces the flange portion 18 of the inner member 10 with a small gap between them.
  • the recess 16a of the end face 16 of the inner member 10 does not have to be in contact with the end face 26c of the flange portion 26 of the outer member 20.
  • the end face 27 of the outer member 20 may be in contact with the flange portion 18 of the inner member 10.
  • the inner peripheral end surface 26a of the flange portion 26 of the outer member 20 is flush or approximately flush with the inner peripheral surface 12 of the inner member 10.
  • the inner peripheral end surface 26a of the flange portion 26 of the outer member 20 does not have to be flush with the inner peripheral surface 12 of the inner member 10.
  • the inner peripheral end surface 26a of the flange portion 26 of the outer member 20 is located on the outer peripheral side of the inner peripheral surface 12 of the inner member 10.
  • the protrusion 28 of the flange portion 26 of the outer member 20 protrudes inward from the inner peripheral surface 12 of the inner member 10.
  • the multiple metal bodies 30 are attached to the inner member 10 before the outer member 20 is attached to the inner member 10, the multiple metal bodies 30 may be attached to the outer member 20 before the outer member 20 is attached to the inner member 10. In this case, the multiple metal bodies 30 are attached to the outer member 20 so as to face the multiple mounting surfaces 23 of the outer member 20, and at this time, the metal bodies 30 are held by two walls 25 extending from both ends of the opposing mounting surfaces 23. If the metal bodies 30 are not held by two walls 25 extending from both ends of the opposing mounting surfaces 23, the multiple metal bodies 30 may be adhered to the multiple mounting surfaces 23 of the outer member 20 by adhesive or the like.
  • the stator 3 has a plurality of protrusions 60 protruding toward the rotor 2.
  • the plurality of protrusions 60 are portions protruding from the inner peripheral surface 61a of the cylindrical portion 61 toward the inner peripheral side, as shown in Figure 14, for example.
  • the inner peripheral surface 61a is provided with the protrusions 60 at equal or approximately equal angular intervals around the axis x, for example.
  • the protrusions 60 protrude radially from the inner peripheral surface 61a, and for example, the cross section perpendicular to the radial direction is rectangular or approximately rectangular. Note that the cross-sectional shape of the protrusions 60 is not limited to a rectangle, and may be other shapes.
  • the coil 40 is made of a conductive material.
  • the coils 40 are connected in a line in the circumferential direction around the axis x.
  • the coils 40 form a cylindrical shape (hereinafter referred to as a "coil structure") 4 extending in a ring shape around the axis x.
  • the coil structure 4 is a shape formed by arranging the coils 40.
  • the coils 40 are arranged in a ring shape, for example, so as to be arranged along a ring-shaped surface around the axis x.
  • the coils 40 are arranged in a ring shape, for example, so as to be arranged along a cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • Each coil 40 has a shape that surrounds a space, for example.
  • Each coil 40 has a shape that the space surrounded by each coil 40 is along a ring-shaped surface around the axis x.
  • the coils 40 face the metal bodies 30 in the radial direction.
  • the coil 40 is, for example, a coil formed by winding magnet wire 41, which is an example of a conductive member.
  • the coil 40 is formed by winding magnet wire 41 around multiple protrusions 60, for example as shown in Figures 13 and 14.
  • the coil 40 has an annular shape wound around the radial direction r of the rotor 2, and surrounds a planar space facing the radial direction r. Multiple coils 40 are formed in a line around the axis x in the cylindrical portion 61 of the stator 3, forming the coil structure 4.
  • the space surrounded by the coil 40a is offset from the space surrounded by the coil 40b in the circumferential direction by half the width of the space surrounded by the coil 40a.
  • the number of coils 40a and 40b in the coil structure pieces 4a and 4b, respectively, corresponds to the axial multiplication factor set in the angle sensor 1.
  • the number of coil structure pieces 4a and 4b also corresponds to the number of detection signals output by the coil structure 4.
  • the magnet wires 41a and 41b are wound around the protruding parts 60 alternately from one side in the axial x direction and the other side in the axial x direction for each of two adjacent protruding parts 60 toward one side in the circumferential direction, and are turned back when they have gone around the cylindrical part 61 once, and are wound around the protruding parts 60 in the same manner toward the other side in the circumferential direction to form the coil structure pieces 4a and 4b.
  • each of the coils 40a and 40b is formed around two protruding parts 60.
  • the coil structure piece 4a and the coil structure piece 4b are shifted by one protruding part 60 in the circumferential direction.
  • each of the coils 40a and 40b is not limited to being formed around two protruding parts 60, and may be formed around other numbers of protruding parts 60.
  • the magnet wire 41 (41a, 41b) is wound around once has been described, but the winding form of the magnet wire 41 is not limited to this, and may be wound around two or more times.
  • the coil formed by winding the magnet wire 41 may have multiple layers, such as two, three, four, or five layers, in addition to one layer in the radial or axial direction. If the number of turns or layers is large, the output signal or the signal to be detected (such as the amplitude of the signal waveform) can be amplified.
  • each coil 40 (40a, 40b) formed by being wound around the multiple protrusions 60 of the tube portion 61 extends linearly.
  • the portion of each coil 40 extending along each protrusion 60 on one side in the axial x direction and the other side in the axial x direction extends linearly.
  • the portions of the coil structure pieces 4a, 4b (magnet wires 41a, 41b) extending between one side in the axial x direction and the other side in the axial x direction intersect.
  • the magnet wires 41a, 41b intersect.
  • the intersection of the portions of the coil structure pieces 4a, 4b connects the two adjacent coils 40 (40a, 40b).
  • the magnet wire 41 which is wound around the protrusions 60 to form the multiple coils 40, has both ends pulled out from the tube portion 61.
  • both ends 41a1, 41a2 of the magnet wire 41a and both ends 41b1, 41b2 of the magnet wire 41b are pulled out from between two adjacent protrusions 60.
  • the ends 41a1, 41a2 of the magnet wire 41a and the ends 41b1, 41b2 of the magnet wire 41b are pulled out through the gap between the first protrusion 60 and the second protrusion 60.
  • the angle sensor 1 has the above-mentioned configuration, the metal body 30 is curved, and the radial distance between the outer surface 31 of the metal body 30 and the coil 40 or the space surrounded by the coil 40 is smallest at the center of the outer surface 31 of the metal body 30, and increases toward both edges of the outer surface 31.
  • the effect of eddy currents generated in the metal body 30 rotating with the rotation of the rotor 2 on the magnetic flux from the excitation circuit 5 acting on each coil 40 differs in the circumferential direction of the metal body 30. Therefore, the output waveform obtained from the detection signal detected from the coil structure 4 can be made to approach a sine wave, and the output waveform can be prevented from becoming a waveform close to a triangular wave. This improves the detection accuracy of the angle sensor 1.
  • the multiple metal bodies 30 are each sandwiched between the multiple mounting surfaces 13 of the outer peripheral surface 11 of the inner member 10 and the multiple mounting surfaces 23 of the inner peripheral surface 22 of the outer member 20. Therefore, each of the multiple metal bodies 30 can be held in a shape that conforms to the multiple mounting surfaces 13 of the inner member 10 and the multiple mounting surfaces 23 of the outer member 20, and the curved shape of the multiple metal bodies 30 can be made into a desired curved shape.
  • the curved shape of the multiple metal bodies 30 can be made into a desired curved shape more accurately.
  • the curved shape of the multiple metal bodies 30 can be made into a desired curved shape more accurately.
  • the angle sensor 1 is attached to the surface 81, which is one of the pair of surfaces of the cover 80.
  • the surface 81 of the cover 80 is provided with a plurality of mounting portions (hereinafter referred to as "boss portions") 83 corresponding to the plurality of mounting portions 62 of the stator 3.
  • the boss portions 83 are portions that protrude from the surface 81 and have screw holes formed therein.
  • a bolt 85 is screwed into the screw hole of the boss 83 portion via the mounting portion 62 of the stator 3, and each mounting portion 62 is fixed to the corresponding boss portion 83 by the bolt 85, and the stator 3 is fixed to the cover 80.
  • the stator 3 is fixed to the surface 81 of the cover 80, and the angle sensor 1 is provided on the surface 81 of the cover 80. Therefore, in the rotating device 70, the angle sensor 1 is housed in the space inside the frame 75.
  • a ring-shaped protrusion 84 that supports the bearing 76 is formed on the surface 81 of the cover 80.
  • the protrusion 84 is a ring-shaped tube that protrudes from the surface 81 of the cover 80 and has a recess formed therein.
  • the protrusion 84 is also a flange that extends a predetermined distance in the radial direction.
  • the protrusion 84 houses the bearing 76, and the bearing 76 is fitted and fixed. For example, the bearing 76 is pressed into the recess formed by the protrusion 84, and the bearing 76 is fixed to the protrusion 84.
  • the bearing 76 that rotatably supports the tip 71a of the rotating shaft 71 attached to the motor 72 is supported by the cover 80.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view of the rotating device 70 provided with a cover 86 according to a modified example.
  • the position of the angle sensor 1 provided on the cover 86 is different from that of the cover 80 described above.
  • the same reference numerals are used to denote the same configuration as the cover 80 described above or configurations having similar functions, and a description will be omitted, and only configurations different from the cover 80 will be described.
  • the angle sensor 1 is provided on the other of the pair of surfaces, that is, the surface 82 of the cover 86.
  • a plurality of bosses 83 as mounting portions corresponding to the plurality of mounting portions 62 of the stator 3 are provided on the surface 82 of the cover 86.
  • the cover 86 has holes (hereinafter referred to as "through holes") 87 that penetrate between the surfaces 81 and 82, and the bearing 76 is supported in the through holes 87.
  • the bearing 76 is housed and pressed into the through holes 87, and the bearing 76 is fixed to the through holes 87.
  • the bearing 76 that rotatably supports the rotating shaft 71 attached to the motor 72 is supported by the cover 86.
  • Figure 19 is a perspective view showing the tip 71a of the rotating shaft 71 and its vicinity. As shown in Figure 19, a recess 71b is formed on the outer circumferential surface of the tip 71a of the rotating shaft 71. Also, as shown in Figures 5 and 6, the rotor 2 is formed with a protrusion 28 that is accommodated in the recess 71b of the rotating shaft 71.
  • a step is formed at the tip 71a of the rotating shaft 71, and the rotating shaft 71 has a first outer peripheral surface 71c, a second outer peripheral surface 71d, and a third outer peripheral surface 71e.
  • the first outer peripheral surface 71c is the main outer peripheral surface of the rotating shaft 71, and is a cylindrical surface extending along the axis x from the tip 71a to the other end of the rotating shaft 71.
  • the second outer peripheral surface 71d and the third outer peripheral surface 71e are formed on the tip 71a.
  • the second outer peripheral surface 71d is a cylindrical surface extending along the axis x and is adjacent to the first outer peripheral surface 71c.
  • the third outer peripheral surface 71e is a cylindrical surface extending along the axis x and is adjacent to the second outer peripheral surface 71d on the opposite side to the first outer peripheral surface 71c.
  • the recess 71b is formed on the second outer peripheral surface 71d, and forms a groove on the second outer peripheral surface 71d that is recessed toward the inside of the rotating shaft 71.
  • the recess 71b also extends along the axis x.
  • the recess 71b extends to the step surface 71g and is open at the step surface 71g.
  • the recess 71b does not extend to the step surface 71f.
  • the inner peripheral surface 12 of the inner member 10, which is the inner peripheral surface of the rotor 2 is fixed to the second outer peripheral surface 71d.
  • a portion of the second outer peripheral surface 71d of the rotating shaft 71 is pressed into the space surrounded by the inner peripheral surface 12 of the rotor 2, and the inner peripheral surface 12 of the rotor 2 is fixed to the second outer peripheral surface 71d.
  • the configuration for fixing the rotor 2 to the outer peripheral surface 71d of the rotating shaft 71 is not limited to the configuration for fixing by press-fitting described above.
  • the recess 71b does not extend to the step surface 71f, so the cutting time can be shortened.
  • the cutting area can be made smaller, so the strength of the rotating shaft 71 can be prevented from decreasing.
  • the first outer peripheral surface 71c and the third outer peripheral surface 71e at the position of the recess 71b in the circumferential direction are curved surfaces.
  • the second outer peripheral surface 71d is, for example, a cylindrical or approximately cylindrical surface extending along the axis x
  • the third outer peripheral surface 71e is, for example, a cylindrical or approximately cylindrical surface extending along the axis x.
  • the rotating device 70 according to an embodiment of the present invention has the above-described configuration and is equipped with an angle sensor 1. Therefore, the rotating device 70 can also achieve the functions and effects of the angle sensor 1 described above, and can improve the detection accuracy of the rotation angle of the rotor 2.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

角度センサ（１）は、ロータ（２）と、ステータ（３）とを備えている。ロータ（２）は、内側の筒状の部材である内側部材（１０）と、外側の筒状の部材である外側部材（２０）と、複数の金属体（３０）とを有している。ステータ（３）は、ロータ（２）に対向する複数のコイル（４０）を有している。径方向において、複数の金属体（３０）は、内側部材（１０）と外側部材（２０）とに挟まれている。

Description

角度センサ及び回転機器
　本発明は、角度センサ及び回転機器に関し、特にインダクティブ方式の角度センサ及びインダクティブ方式の角度センサを備える回転機器に関する。
　従来から、モータ等の回転角度を検出するために種々のセンサが用いられている。このような回転角度を検出する角度センサには、インダクティブセンサがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１７－６７６００号公報
　従来のインダクティブセンサは、検出精度について改善の余地があった。
　そこで、本発明は、検出精度を向上できる角度センサ及び回転機器を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る角度センサは、内側の筒状の部材と、外側の筒状の部材と、複数の金属体と、を有するロータと、前記ロータに対向する複数のコイルを有するステータと、を備え、径方向において、前記複数の金属体は、前記内側の筒状の部材と前記外側の筒状の部材とに挟まれている。
本発明の一実施形態に係る角度センサの構成を概略的に示す図であり、角度センサの一部の部材を透過して内部の構成を概略的に示す透過斜視図である。 角度センサの構成を概略的に示す斜視図である。 角度センサの構成を概略的に示す正面図である。 角度センサの構成を概略的に示す側面図である。 角度センサが備えるロータの分解斜視図である。 角度センサが備えるロータの分解斜視図である。 ロータが備える金属体の側面図である。 ロータの内側部材の斜視図である。 ロータの内側部材の斜視図である。 内側部材の背面図である。 ロータの外側部材の斜視図である。 ロータの外側部材の斜視図である。 外側部材の背面図である。 角度センサが備えるステータの構成を概略的に示す斜視図である。 ステータが備える複数のコイルによって形成されるコイル構造の斜視図である。 コイル構造の構成を模式的に示す図である。 角度センサの適用対象としての回転機器の一具体例の分解斜視図である。 変形例に係るカバーを備える図１７に示す回転機器の分解斜視図である。 図１７に示す回転機器における回転軸の先端部及びその近傍を示す斜視図である。 ステータの変形例を示す斜視図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、図面において、複数の部材について、その全てに符号が付されておらず、複数の構成要素の一部の符号は省略されている場合がある。図１は、本発明の一実施形態に係る角度センサ１の構成を概略的に示す図であり、角度センサ１の一部の部材を透過して内部の構成を概略的に示す透過斜視図である。図２は、角度センサ１の構成を概略的に示す斜視図であり、図３は、角度センサ１の構成を概略的に示す正面図であり、図４は、角度センサ１の構成を概略的に示す側面図である。また、図５，６は、角度センサ１が備えるロータ２の分解斜視図である。なお、図５，６は、分解されたロータ２を異なる方向から見て示している。図１～５に示されるように、角度センサ１は、ロータ２と、ステータ３とを備えている。ロータ２は、内側の筒状の部材である内側部材１０と、外側の筒状の部材である外側部材２０と、複数の金属体３０とを有している。ステータ３は、ロータ２に対向する複数のコイル４０を有している。径方向において、複数の金属体３０は、内側部材１０と外側部材２０とに挟まれている。以下、角度センサ１の構成について具体的に説明する。なお、図２～４には、ロータ２とステータ３とが、所定の位置関係で示されている。この所定の位置関係は、角度センサ１が適用対象に取り付けられた使用状態における、ロータ２とステータ３との位置関係の一例である。角度センサ１において、ロータ２は、ステータ３の内側に配置される。
　図１，５，６に示されるように、ロータ２は、内側部材１０と外側部材２０と複数の金属体３０とが組み立てられて形成される。図１に示される、内側部材１０と外側部材２０と複数の金属体３０とが組み立てられたロータ２の組立状態において、複数の金属体３０は、内側部材１０と外側部材２０とに挟まれて、ロータ２の内部に位置している。
　ロータ２は、複数の導体を有しており、複数の金属体３０は、この複数の導体の一例である。図１，５，６に示されるように、複数の金属体３０は、軸線ｘ周りの周方向に並んでいる。なお、軸線ｘは、角度センサ１の回転軸である。導体は、金属体、導電性の部材を有する部材（一面内にいわゆる渦電流又は誘導電流（電流）が発生可能な部材）であればよい。複数の金属体３０は、ロータ２の周方向において、所定の距離だけ離れて配置されている。つまり、互いに隣接する２つの金属体３０は、軸線ｘ周りに所定の距離離れている。複数の金属体３０は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿うように、周方向において、等角度間隔又は略等角度間隔に並んでいる。複数の金属体３０は夫々、例えば湾曲した形状を有している。複数の金属体３０は互いに連結されていても構わない。複数の金属体３０は、１又は複数の連結部でつながり、１又は複数の連結部は非導電性の部材（例：樹脂）又は導電性を有する部材（例：金属）で形成されていても構わなく、複数の金属体３０が電気的に接続されていても構わない。
　図７は、金属体３０の側面図である。図１，５～７に示されるように、金属体３０は、板状の部材であり、上述したように湾曲した形状を有している。金属体３０は、例えば、後述するステータ３の筒部６１の内周面６１ａ又は外周面６１ｂに対して湾曲している。
　具体的には例えば、図１，５～７に示されるように、金属体３０は、一対の背向する面である外側面３１と内側面３２とを有しており、また、金属体３０は、外側面３１の縁と内側面３２の縁との間に延びる面である端面３３～３６を有している。このように、金属体３０は、板状になっている。また、金属体３０は、径方向から見た形状が矩形又は略矩形となっている。図１，５～７に示されるように、端面３３と端面３４とは互いに背向しており、また、端面３５と端面３６とは、金属体３０が延在する方向において、互いに背向している。金属体３０は、端面３３，３４に沿って湾曲している。つまり、外側面３１は、端面３３，３４に沿って湾曲しており、また、内側面３２は、端面３３，３４に沿って湾曲している。外側面３１は、外側面３１が面する方向に突出するように湾曲している。例えば、外側面３１は、一定の又は略一定の曲率半径Ｒ１の円弧状に湾曲している。内側面３２は、外側面３１に平行又は略平行に広がっており、金属体３０の厚さは、一様又は略一様となっている。
　図８，９は、ロータ２の内側部材１０の斜視図であり、図１０は、内側部材１０の背面図である。なお、図８において、内側部材１０は正面側から見られており、また、図９において、内側部材１０は背面側から見られている。図８～１０に示されるように、内側部材１０は、軸線ｘに沿って延びる筒状の部材である。内側部材１０は、軸線ｘに沿って延びる筒状の面である外面としての外周面１１と、軸線ｘに沿って延びる筒状の面である内周面１２とを有している。外周面１１と内周面１２とは、径方向において互いに背向しており、外周面１１は、径方向の外側（以下、「外周側」ともいう。）に面しており、内周面１２は、径方向の内側（以下、「内周側」ともいう。）に面している。なお、径方向とは、軸線ｘに直交する方向である。内周面１２は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面又は略円筒面である。角度センサ１の適用対象は、例えばモータであり、内周面１２の形状は、モータの回転軸が内周面１２内に通されて、内側部材１０が軸に固定されるような形状となっている。
　図８～１０に示されるように、外周面１１は、複数の湾曲した部分である取付面１３を有している。取付面１３は、金属体３０の内側面３２に対応した部分であり、外周面１１には、取付面１３が、金属体３０の数と同数形成されている。また、複数の取付面１３は、所定の位置に設けられており、例えば、径方向における同じ又は略同じ位置に、等角度間隔又は略等角度間隔に設けられている。取付面１３は、金属体３０の内側面３２と対応するような形状を有しており、例えば、金属体３０の内側面３２と同じ又は略同じ形状を有しており、取付面１３の全体又は略全体が金属体３０の内側面３２に接触可能な形状となっている。
　また、図８～１０に示されるように、互いに隣接する２つの取付面１３の間には、外周面１１において、取付面１３より外周側に突出している面である突出面１４が形成されている。突出面１４は、例えば湾曲した面であり、具体的には例えば、複数の突出面１４が軸線ｘを中心軸とする円筒面又は略円筒面上に延在するように湾曲している。
　また、外周面１１は、複数の径方向に延在する壁１５を有している。図８～１０に示されるように、壁１５は、各取付面１３の端と、この取付面１３に隣接する突出面１４の端との間に延在する面であり、互いに隣接する取付面１３と突出面１４との間に段を形成する面である。壁１５は、金属体３０の端面３５，３６に対応する形状を有しており、例えば、金属体３０の端面３５，３６に全体において接触可能な形状となっている。また、各取付面１３を介して対向する２つの壁１５の間に、金属体３０が配置可能になっており、複数の金属体３０は夫々、複数の、取付面１３を介して対向する一対の壁１５の間に配置される。各金属体３０の端面３５，３６は夫々、対応する取付面１３を介して対向する一対の壁１５に接触するようになっている。
　図８～１０に示されるように、内側部材１０は、軸線ｘ方向の両端に、環状の端面１６，１７を有している。端面１６は、外周面１１の軸線ｘ方向の一方の端と、内周面１２の軸線ｘ方向の一方の端との間に延在する面であり、端面１７は、外周面１１の軸線ｘ方向の他方の端と、内周面１２の軸線ｘ方向の他方の端との間に延在する面である。端面１６の内周側の部分は、例えば、軸線ｘ方向の他方に向かって凹んでおり、端面１６には、環状の段差を形成する環状の凹部１６ａが形成されている。また、内側部材１０は、例えば、軸線ｘ方向の他方の端部に、外周面１１から外周側に突出する部分であるフランジ部１８を有している。フランジ１８は、例えば、軸線ｘを中心とする円盤状又は略円盤状の形状を有している。
　図１１，１２は、ロータ２の外側部材２０の斜視図であり、図１３は、外側部材２０の背面図である。なお、図１１において、外側部材２０は正面側から見られており、また、図１２において、外側部材２０は背面側から見られている。図１１～１３に示されるように、外側部材２０は、軸線ｘに沿って延びる筒状の部材である。外側部材２０は、軸線ｘに沿って延びる筒状の面である外周面２１と、軸線ｘに沿って延びる筒状の面である内周面２２とを有している。外周面２１と内周面２２とは、径方向において互いに背向しており、外周面２１は、外周側に面しており、内周面２２は、内周側に面している。外周面２１は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面又は略円筒面である。外周面２１は、例えば、組立状態のロータ２において、内側部材１０のフランジ部１８の外周面と面一又は略面一になるように形成されている。
　図１１～１３に示されるように、内周面２２は、内側部材１０の外周面１１に対応した形状を有しており、内周面２２は、内側部材１０の外周面１１を内周面２２の内側に収容可能な形状になっている。内周面２２は、複数の湾曲した部分である内面としての取付面２３を有している。取付面２３は、金属体３０の外側面３１に対応した部分であり、内周面２２には、取付面２３が、金属体３０の数と同数形成されている。また、複数の取付面２３は夫々、内側部材１０の外周面１１の複数の取付面１３と同じ軸線ｘ周りの角度位置に設けられており、組立状態のロータ２において、複数の取付面２３は、内側部材１０の複数の外周面１１に間隔を空けての対向するようになっている。複数の取付面２３は、例えば、径方向における同じ又は略同じ位置に、等角度間隔又は略等角度間隔に設けられている。取付面２３は、金属体３０の外側面３１と対応するような形状を有しており、例えば、金属体３０の外側面３１と同じ又は略同じ形状を有しており、取付面２３の全体又は略全体が金属体３０の外側面３１に接触可能な形状となっている。つまり、組立状態のロータ２において、外側部材２０の内周面２２の複数の取付面２３夫々と内側部材１０の外周面１１の複数の取付面１３との間の間隔は、金属体３０の厚さと同じ又は略同じとなっている。なお、組立状態のロータ２において、外側部材２０の内周面２２の複数の取付面２３夫々と内側部材１０の外周面１１の複数の取付面１３との間の間隔は、金属体３０の厚さより大きくてもよい。
　また、図１１～１３に示されるように、互いに隣接する２つの取付面２３の間には、内周面２２において、取付面２３より外周側に凹んでいる面である凹面２４が形成されている。複数の凹面２４は夫々、内側部材１０の外周面１１の複数の突出面１４と同じ軸線ｘ周りの角度位置に設けられており、組立状態のロータ２において、複数の凹面２４は夫々、内側部材１０の外周面１１の複数の突出面１４に対向するようになっている。複数の凹面２４は、例えば、径方向における同じ又は略同じ位置に、等角度間隔又は略等角度間隔に設けられている。凹面２４は、例えば湾曲した面であり、具体的には例えば、複数の凹面２４が軸線ｘを中心軸とする円筒面又は略円筒面上に延在するように湾曲している。複数の凹面２４は、例えば、組立状態のロータ２において、内側部材２０の外周面１１の複数の突出面１４夫々と接触するようになっている。この場合、凹面２４は、例えば、内側部材２０の外周面１１の突出面１４と同じ又は略同じ形状を有している。なお、複数の凹面２４は、組立状態のロータ２において、内側部材２０の外周面１１の複数の突出面１４夫々と接触せずに、間隔を空けて対向するようになっていてもよい。また、凹面２４の形状は、内側部材２０の外周面１１の突出面１４の形状とは異なる形状であってもよい。
　また、内周面２２は、複数の径方向に延在する壁２５を有している。図１１～１３に示されるように、壁２５は、各取付面２３の端と、この取付面２３に隣接する凹面２４の端との間に延在する面であり、互いに隣接する取付面２３と凹面２４との間に段を形成する面である。複数の壁２５は夫々、組立状態のロータ２において、内側部材１０の外周面１１の複数の壁１５に対向するようになっている。つまり、外側部材２０の内周面２２の複数の取付面２３夫々の両端に延在する２つの壁２５は夫々、組立状態のロータ２においてこの取付面２３に対向する内側部材１０の外周面１１の取付面１３の両端に延在する２つの壁１５に対向する。例えば、外側部材２０の内周面２２の複数の取付面２３夫々の両端に延在する２つの壁２５は夫々、組立状態のロータ２においてこの取付面２３に対向する内側部材１０の外周面１１の取付面１３の両端に延在する２つの壁１５に接触するようになっている。なお、複数の壁２５は、対向する内側部材１０の複数の壁１５に接触しないようになっていてもよい。
　図１１～１３に示されるように、外側部材２０は、軸線ｘ方向の一方の側の端部に、外周面２１から内周側に延在する環状の部分であるフランジ部２６を有している。フランジ部２６は、内周面２２を超えて内周側に延在している。フランジ部２６は、内周側の端に環状の面である内周端面２６ａを有している。内周端面２６ａは、例えば、組立状態のロータ２において、内側部材１０の内周面１２と面一又は略面一になるように形成されている。内周端面２６は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面又は略円筒面上に延在する形状を有している。フランジ部２６は、軸線ｘ方向の一方の側、つまり、外側部材２０の外側に面する面である端面２６ｂと、軸線ｘ方向の他方の側、つまり、外側部材２０の内側に面する面である端面２６ｃとを有している。端面２６ｃは、例えば、内側部材１０の端面１６が接触可能な形状を有しており、内側部材１０の端面１６の凹部１６ａに収容可能な環状の突出部２６ｄを有している。突出部２６ｄは、端面２６ｃから軸線ｘ方向の他方の側に突出する部分である。また、外側部材２０は、軸線ｘ方向の他方の側の端に、環状の端面２７を有している。端面２７は、外周面２１の軸線ｘ方向の他方の端と、内周面２２の軸線ｘ方向の他方の端との間に延在する面である。
　また、外側部材２０は、角度センサ１が固定される回転軸の凹部（図１９参照）に収容される部分である凸部２８を有している。例えば図１１～１３に示されるように、フランジ部２６の内周端面２６ａに、凸部２８は設けられている。凸部２８は、内周端面２６ａから内周側に突出している。なお、凸部２８は、内側部材１０に設けられてもよい。この場合、例えば、内側部材１０の内周面１２に、内周面１２から内周側に突出する凸部２８が形成される。
　内側部材１０は、例えば、樹脂材料、非磁性体、非導電性の材料などによって作られている。なお、非磁性体は非導電性を有していても構わない。同様に、外側部材２０は、例えば、樹脂材料、非磁性体、非導電性の材料などによって作られている。なお、非磁性体は非導電性を有していても構わない。
　上述したように、ロータ２は、上述の構成を有する内側部材１０、外側部材２０、及び複数の金属体３０が組み立てられて形成される。具体的には、複数の金属体３０が夫々、内側部材１０の複数の取付面１３に対向するように、内側部材１０に取り付けられる。この際、金属体３０は、対向する取付面１３の両端から延在する２つの壁１５に保持される。つまり、金属体３０の端部３５，３６が、この金属体３０が対向する取付面１３の両端から延在する２つの壁１５に接触し、金属体３０は、この２つの壁１５の間に固定される。なお、２つの壁１５は夫々、金属体３０の端部３５，３６に接触せずに、微小な間隙を介して対向するようになっていてもよい。これにより、金属体３０は、軸線ｘ周りの周方向に固定される。例えば、金属体３０は、この金属体３０が対向する取付面１３の両端から延在する２つの壁１５の間に挿入されて、内側部材１０に固定される。この時、２つの壁１５と金属体３０の端部３５，３６とは夫々、周方向において接触しているか、あるいは、微小な間隙を介して対向している。これによって、金属体３０が対向する取付面１３の両端から延在する２つの壁１５の間に挿入された時の金属体３０の変形を防止することができる。また、金属体３０が内側部材１０に固定された状態において、金属体３０の内側面３２は、この金属体３０が対向する取付面１３に接触している。なお、金属体３０の内側面３２は、この金属体３０が対向する取付面１３に接着剤等によって接着されていてもよい。
　複数の金属体３０が取り付けられた内側部材１０に、外側部材２０が取り付けられて、ロータ２は組立状態になる。複数の金属体３０が取り付けられた内側部材１０の外周面１１が、外側部材２０の内周面２１の内側に収容されて、外側部材２０は、内側部材１０に取り付けられる。外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、内側部材１０に固定された複数の金属体３０の外側面３１夫々に、外側部材２０の複数の取付面２３が接触し、複数の金属体３０は夫々、内側部材１０の複数の取付面１３と、外側部材２０の複数の取付面２３との間に挟まれて、径方向において固定される。外側部材２０の内周面２２の複数の取付面２３夫々と内側部材１０の外周面１１の複数の取付面１３との間の間隔が、金属体３０の厚さより大きい場合、複数の金属体３０は、内側部材１０の複数の取付面１３と、外側部材２０の複数の取付面２３との間に隙間を有して挟まれる。この場合、複数の金属体３０は、例えば、内側部材１０の複数の取付面１３に接着剤等によって接着されて、径方向において固定されてもよい。また、複数の金属体３０は、例えば、外側部材２０の複数の取付面２３に接着剤等によって接着されて、径方向において固定されてもよい。
　外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、内側部材１０の複数の突出面１４は夫々、外側部材２０の複数の凹面２４に対向し、接触する。また、内側部材１０の複数の突出面１４夫々の両端から延在する２つの壁１５は夫々、この突出面１４が対向する外側部材２０の凹面２４の両端から延在する２つの壁２５に対向し、接触する。これにより、内側部材１０と外側部材２０とは、径方向及び周方向において、互いに固定される。例えば、内側部材１０の複数の突出面１４及び複数の壁１５によって画成された複数の突出する部分が、外側部材２０の複数の凹面２４及び複数の壁２５によって画成された複数の凹んだ部分に圧入されて、内側部材１０と外側部材２０とは互いに固定される。なお、内側部材１０の複数の突出面１４夫々の両端から延在する２つの壁１５は夫々、この突出面１４が対向する外側部材２０の凹面２４の両端から延在する２つの壁２５に微小な間隙を介して対向してもよい。また、内側部材１０の複数の突出面１４のうちの一部の夫々の両端から延在する２つの壁１５が夫々、この突出面１４が対向する外側部材２０の凹面２４の両端から延在する２つの壁２５に接触あるいは微小な間隙を介して対向していてもよい。
　なお、内側部材１０と外側部材２０とは、接着剤等による接着によって、互いに固定されてもよい。この場合、例えば、内側部材１０の複数の突出面１４は夫々、外側部材２０の複数の凹面２４に接触していなくてもよい。また、この場合、内側部材１０の複数の突出面１４夫々の両端から延在する２つの壁１５は夫々、この突出面１４が対向する外側部材２０の凹面２４の両端から延在する２つの壁２５に接触していなくてもよい。
　また、外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、内側部材１０の端面１６の凹部１６ａは、外側部材２０のフランジ部２６の突出部２６ｄに接触している。これによって、外側部材２０と内側部材１０の組付け位置が決まるため、金属体５の変形を防止することができる。また、外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、外側部材２０の端面２７は、内側部材１０のフランジ部１８に対して、微小な間隙を介して対向している。なお、外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、内側部材１０の端面１６の凹部１６ａは、外側部材２０のフランジ部２６の端面２６ｃに接触していなくてもよい。また、外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、外側部材２０の端面２７は、内側部材１０のフランジ部１８に接触していてもよい。
　また、外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、外側部材２０のフランジ部２６の内周端面２６ａは、内側部材１０の内周面１２と面一又は略面一となっている。なお、外側部材２０が内側部材１０に取り付けられた状態において、外側部材２０のフランジ部２６の内周端面２６ａは、内側部材１０の内周面１２と面一になっていなくてもよい。この場合、外側部材２０のフランジ部２６の内周端面２６ａは、内側部材１０の内周面１２よりも外周側に位置している。また、外側部材２０のフランジ部２６の凸部２８は、内側部材１０の内周面１２よりも内周側に突出している。
　上述のように、複数の金属体３０が取り付けられた内側部材１０に、外側部材２０が取り付けられて、ロータ２が形成される。ロータ２において、複数の金属体３０は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿うように、周方向において、等角度間隔又は略等角度間隔に並んでいる。ロータ２は、角度センサ１の適用対象としての外部の装置の回転する部材に取り付けられて、軸線ｘが外部の装置の回転する部材の回転軸線と一致又は略一致するようになっている。
　なお、内側部材１０に外側部材２０が取り付けられる前に、複数の金属体３０は内側部材１０に取り付けられるとしたが、内側部材１０に外側部材２０が取り付けられる前に、複数の金属体３０は外側部材２０に取り付けられてもよい。この場合、複数の金属体３０は夫々、外側部材２０の複数の取付面２３に対向するように、外側部材２０に取り付けられ、この際、金属体３０は、対向する取付面２３の両端から延在する２つの壁２５に保持される。金属体３０が、対向する取付面２３の両端から延在する２つの壁２５に保持されない場合は、複数の金属体３０は夫々、外側部材２０の複数の取付面２３に接着剤等によって接着されてもよい。
　図１４は、ステータ３の構成を概略的に示す斜視図であり、図１５は、複数のコイル４０によって形成されるコイル構造４の斜視図である。また、図１６は、コイル構造４の構成を模式的に示す図である。図１～４，１４に示されるように、ステータ３は、ロータ２に対応する筒状の部分である筒部６１を有している。筒部６１は、内部にロータ２を収容可能な空間を形成しており、この空間を画成する内周面６１ａを有している。内周面６１ａは、軸線ｘに沿って延びる筒面であり、環状の隙間を空けてロータ２の外周面である外側部材２０の外周面２１に対向するようになっている。内周面６１ａは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒状の面である。
　また、図２～４，１４に示されるように、ステータ３は、適用対象としての外部の装置に取り付けられる部分である取付部６２を有している。図３，１４に示されるように、取付部６２は、例えば、筒部６１の外周面６１ｂに設けられており、筒部６１から外周側に突出している。筒部６１の外周面６１ｂは、内周面６１ａに背向する筒面である。また、取付部６２は、例えば、ボルト等の固定部材が通される貫通孔６２ａを有しており、取付部６２は、固定部材によって外部の装置に取り付け可能になっている。ステータ３は、例えば、３つの取付部６２を有している。なお、ステータ３の有する取付部６２の数はこれに限れない。また、図１４に示されるように、ステータ３は、例えば、図示しない回路部や演算部を有する電気回路装置が収容される部分である保持部６３を有している。保持部６３は、例えば図３，１４に示されるように、筒部６１の外周面６１ｂから、軸線ｘに沿って軸線ｘ方向の他方に延在している。また、保持部６３は、周方向において、複数の取付部６２の間に設けられている。
　また、図１～４，１４に示されるように、ステータ３は、ロータ２に向かって突出した複数の突出部６０を有している。複数の突出部６０は、例えば図１４に示されるように、筒部６１の内周面６１ａから内周側に突出する部分である。内周面６１ａには、例えば、軸線ｘ周りに等角度又は略等角度間隔に突出部６０が設けられている。突出部６０は、内周面６１ａから径方向に突出しており、また、例えば、径方向に直交する断面が矩形又は略矩形となっている。なお、突出部６０の断面形状は、矩形に限られず、他の形状であってもよい。また、各突出部６０は、内周側に面する面６０ａを有しており、面６０ａは、環状の隙間を空けてロータ２の外周面２１に対向するようになっている。複数の突出部６０夫々の面６０ａは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿うように並んでいる。突出部６０は、例えば、筒部６１に連結する連結部６０ｂと、ロータ２側の端部６０ｃとを有している。端部６０ｃに面６０ａが形成されている。また、端部６０ｃは、連結部６０ｂよりも周方向及び軸線ｘ方向に張り出しており、連結部６０ｂと筒部６１との間に環状に溝が形成されている。
　コイル４０は、導電性を有する部材から作られている。複数のコイル４０は、例えば、軸線ｘ周りの周方向に並んで連結されている。図１５に概略的に示されるように、複数のコイル４０は、軸線ｘ周りに環状に延びる筒状の形状（以下、「コイル構造」と呼称する）４を形成している。コイル構造４は、複数のコイル４０の配置によって形成された形状である。コイル構造４において、複数のコイル４０は、例えば、軸線ｘ周りに環状の面に沿って並ぶように、環状に並んでいる。複数のコイル４０は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って並ぶように、環状に並んでいる。また、各コイル４０は、例えば、空間を囲むような形状を有している。また、各コイル４０は、例えば、各コイル４０によって囲まれる空間が、軸線ｘ周りの環状の面に沿うような形状を有している。複数のコイル４０は、複数の金属体３０に径方向において対向する。
　コイル４０は、例えば、導電性を有する部材の一例としてのマグネットワイヤ４１が巻かれて形成されたコイルである。コイル４０は、例えば図１３，１４に示されるように、複数の突出部６０にマグネットワイヤ４１が巻かれて形成されている。コイル４０は、ロータ２の径方向ｒの周りに巻かれた環状の形状を有しており、径方向ｒに面する面状の空間を囲んでいる。複数のコイル４０が、ステータ３の筒部６１に、軸線ｘ周りに並んで形成されて、コイル構造４が形成されている。
　コイル構造４は、図１５，１６に示されるように、２つの片（以下、「コイル構造片」と呼称する）４ａ，４ｂを有している。コイル構造片４ａは、上述のコイル４０であるコイル４０ａが複数環状に直列に連なって形成されている。また、コイル構造片４ｂは、同様に、上述のコイル４０であるコイル４０ｂが複数環状に直列に連なって形成されている。すなわち、コイル構造片４ａ及びコイル構造片４ｂ夫々において、複数の環状のコイル４０ａ及びコイル４０ｂが周方向に並んでいる。なお、コイル構造片４ａと、コイル構造片４ｂとは、例えば絶縁性を有する材料（絶縁膜又は被膜）で被覆され、互いに電気的に絶縁されている。図１５，１６に示されるように、コイル構造片４ａとコイル構造片４ｂとが径方向に重なって、コイル構造４となっている。コイル構造片４ａとコイル構造片４ｂとは、コイル４０ａの囲む空間の一部と、コイル４０ｂの囲む空間の一部とが周方向おいてにずれており、コイル４０ａの囲む空間の他の一部と、コイル４０ｂの囲む空間の他の一部とが周方向において重なっている。具体的には、コイル４０ａの囲む空間は、コイル４０ａの囲む空間半分の幅だけ、周方向において、コイル４０ｂの囲む空間からずれた位置にある。なお、コイル構造片４ａ，４ｂ夫々におけるコイル４０ａ，４０ｂの数は、角度センサ１に設定される軸倍角に対応している。また、コイル構造片４ａ，４ｂの数は、コイル構造４によって出力される検出信号の数に対応している。
　図１４，１６に示されるように、ステータ３の突出部６０の各々には、径方向周りに導電性を有する部材としてのマグネットワイヤ４１が巻き回されており、複数の突出部６０に沿って、径方向周りに環状のコイル４０が複数形成されて、ステータ３にコイル構造４が形成されている。なお、マグネットワイヤ４１は、具体的には、突出部６０の連結部６０ｂに巻き回される。コイル構造片４ａ，４ｂは夫々、例えば、１つのマグネットワイヤ４１ａ，４１ｂが筒部６１の複数の突出部６０に巻き回されることにより形成されている。具体的には例えば、周方向の一方の側に向かって、２つの隣接する突出部６０毎に、軸線ｘ方向における一方の側及び軸線ｘ方向における他方の側から交互に、マグネットワイヤ４１ａ，４１ｂを突出部６０に巻き回し、筒部６１を一周したところで折り返し、周方向の他方の側に向かって一周、同様に、マグネットワイヤ４１ａ，４１ｂを突出部６０に巻き回して、コイル構造片４ａ，４ｂは形成される。この場合、各コイル４０ａ，４０ｂは、２つの突出部６０の周りに形成される。また、コイル構造片４ａと、コイル構造片４ｂとは、周方向に１つの突出部６０だけずれている。なお、各コイル４０ａ，４０ｂは、２つ突出部６０の周りに形成されるものに限られず、他の数の突出部６０の周りに形成されるものであってもよい。また、マグネットワイヤ４１（４１ａ，４１ｂ）を一周する場合について述べたが、マグネットワイヤ４１の巻き回し形態はこれに限られず二周以上巻いてもよい。言い換えると、マグネットワイヤ４１により巻き回さられて形成されたコイルは、例えば、径方向又は軸方向に１層の他に、２層，３層，４層，５層などの複数の層を備えていても構わない。周の数又は層の数が多いと、出力信号又は検出する信号（例えば信号の波形の振幅など）を増幅することができる。
　図１４～１６に示されるように、筒部６１の複数の突出部６０に巻かれて形成された各コイル４０（４０ａ，４０ｂ）は、直線状に延びている。つまり、軸線ｘ方向における一方の側及び軸線ｘ方向における他方の側で各突出部６０に沿って延びる各コイル４０の部分は、直線状に延びている。また、互いに隣接する２つの突出部１０の間において、軸線ｘ方向における一方の側と軸線ｘ方向における他方の側との間に延びるコイル構造片４ａ，４ｂの部分（マグネットワイヤ４１ａ，４１ｂ）は、交差している。具体的には、互いに隣接する２つの突出部６０の間において、マグネットワイヤ４１ａ，４１ｂ各々は交差している。このコイル構造片４ａ，４ｂの部分（マグネットワイヤ４１ａ，４１ｂ）の交差によって、互いに隣接する２つのコイル４０（４０ａ，４０ｂ）はつながって形成されている。
　なお、突出部６０に巻き回されて複数のコイル４０を形成するマグネットワイヤ４１の両端は、筒部６１から引き出されている。例えば図１６に示されるように、マグネットワイヤ４１ａの両方の端部４１ａ１，４１ａ２、及びマグネットワイヤ４１ｂの両方の端部４１ｂ１，４１ｂ２は、２つの隣接する突出部６０の間から引き出されている。図１６に示されるように、一例として、マグネットワイヤ４１ａの端部４１ａ１，４１ａ２、及びマグネットワイヤ４１ｂの端部４１ｂ１，４１ｂ２は、１番の突出部６０と２番の突出部６０との間の間隙を通って引き出されている。
　ステータ３は、例えば、同一の材料から一体成形されており、ステータ３の各構成が一体につながっている。ステータ３は、絶縁部材であり、例えば樹脂製の部材である。ステータ３は、例えば、樹脂材料、非磁性体、非導電性の材料などよって作られている。なお、非磁性体は非導電性を有していても構わない。なお、ステータ３の構成のいずれか又は全ては、別体として形成されていてもよい。この場合、別体として形成された構成が接着等によって組み立てられて、ステータ３が形成される。
　ロータ２とステータ３とは、インダクティブ方式の角度センサを形成しており、複数のコイル４０は、検出コイルを形成する。また、ロータ２とステータ３の間には磁気的な空間又は磁気ギャップが形成されている。例えば、角度センサ１において、複数のコイル４０には、大きさが周期的に変化する径方向に向かう磁束が作用するようになっている。具体的には例えば、ステータ３には、励磁回路５が設けられており（図４参照）、励磁回路５は、複数のコイル４０夫々に作用する周期的に変化する磁束を発生させる磁気回路になっている。一方、複数の金属体３０は、上述のように、軸線ｘ周りの周方向に並べられており、ロータ２の回転に伴って、励磁回路５の生じる磁束を横切る。また、軸線ｘに沿って延びる部分を有する金属体３０の、径方向におけるコイル４０への投影は、ロータ２の回転に伴って移動する。このため、複数のコイル４０夫々に作用する励磁回路５からの磁束は、金属体３０に発生する渦電流の影響を受けて打ち消し合うことで、ロータ２の回転に伴って周期的に変化する。これにより、複数のコイル４０において、電磁誘導作用により、ロータ２の回転に伴って変化する起電力が発生し、複数のコイル４０から、ロータ２の回転に伴って変化する信号が検出される。この複数のコイル４０からの検出信号に基づいて、電気回路装置において、ロータ２の回転角度が検出される。
　角度センサ１は、上述のような構成を有しており、金属体３０は湾曲しており、金属体３０の外側面３１とコイル４０又はコイル４０の囲む空間との間の径方向の距離は、金属体３０の外側面３１の中央において最小となっており、外側面３１の両縁に向かうに連れて大きくなっている。これにより、ロータ２の回転に伴って回転する金属体３０に発生する渦電流が、各コイル４０に作用する励磁回路５からの磁束に与える影響は、金属体３０の周方向において異なっている。このため、コイル構造４から検出される検出信号から得られる出力波形を、正弦波に近付けることができ、出力波形が、三角波に近い波形となることを抑制することができる。これにより、角度センサ１の検出精度を向上させることができる。
　また、ロータ２において、複数の金属体３０は夫々、内側部材１０の外周面１１の複数の取付面１３と、外側部材２０の内周面２２の複数の取付面２３との間に挟まれている。このため、複数の金属体３０夫々を、内側部材１０の複数の取付面１３及び外側部材２０の複数の取付面２３に沿った形状に保持することができ、複数の金属体３０の湾曲形状を所望の湾曲形状とすることができる。複数の金属体３０が夫々、内側部材１０の複数の取付面１３と、または、外側部材２０の複数の取付面２３と接触している場合、複数の金属体３０の湾曲形状をより正確に所望の湾曲形状とすることができる。また、複数の金属体３０が夫々、内側部材１０の複数の取付面１３及び外側部材２０の複数の取付面２３と接触している場合、複数の金属体３０の湾曲形状をより正確に所望の湾曲形状とすることができる。
　このように、ロータ２において、複数の金属体３０の湾曲形状を所望の湾曲形状とすることができ、この点においても、角度センサ１の検出精度を向上させることができる。また、複数の金属体３０夫々を、内側部材１０の複数の取付面１３と、外側部材２０の複数の取付面２３との間に挟むことにより、複数の金属体３０の湾曲形状を所望の湾曲形状に容易にすることができる。このため、ロータ２の生産性を向上させることができる。
　このように、本発明の実施形態に係る角度センサ１によれば、検出精度を向上できる 。
　次いで、角度センサ１の適用対象について説明する。図１７は、角度センサ１の適用対象としての回転機器の一具体例の分解斜視図である。図１７には、回転機器の一具体例としての回転機器７０が分解された状態で示されている。また、図１７において、回転機器６０の一部の構成は、透過されて示されている。
　図１７に示されるように、回転機器７０は、角度センサ１と、回転軸７１と、モータ７２とを備えている。回転機器７０において、回転軸７１及びモータ７２の軸線は、角度センサ１の軸線ｘと一致又は略一致している。このため、以下の説明では、回転機器７０の軸線を軸線ｘとし、角度センサ１、回転軸７１、及びモータ７２の軸線を軸線ｘとする。モータ７２は、ロータ７３とステータ７４とを備えており、ロータ７３に回転軸７１が固定されている。また、モータ７２は、フレーム７５とカバー８０とを備えている。フレーム７５は、ロータ７３とステータ７４とを収容する。また、フレーム７５は、開口部７５ａを有している。カバー８０は、フレーム７５の開口部７５ａを覆う。
　フレーム７５の開口部７５ａは、フレーム７５の内部の空間をフレーム７５の外部に開放している。フレーム７５の内部の空間には、ロータ７３及びステータ７４が収容されている。フレーム７５は、図１７に示されるように、例えば、筒状の部材である。フレーム７５は、開口部７５ａを囲む環状の端部７５ｂを有しており、端部７５ｂは、軸線ｘ方向に面している。
　角度センサ１のロータ２は、回転軸７１に固定されており、回転軸７１の一方の端部（以下、「先端部」と称呼する）７１ａは、ロータ２を貫通して、カバー８０に固定された軸受７６に回転可能に支持されている。また、角度センサ１のステータ３は、カバー８０に固定されている。回転機器７０において、ロータ２は、上述のように、ステータ３に対して所定の位置に位置しており、ロータ２の外周面２１は、環状の隙間を空けてステータ３の突出部６０及びコイル構造４を形成する複数のコイル４０に対向している（図２，３参照）。
　カバー８０は、例えば図１７に示されるように、一対の背向する面である面８１，８２を有しており、板状の部材である。回転機器７０において、カバー８０の一対の背向する面８１，８２の一方が、例えば、面８１が、フレーム７５の開口部７５ａを覆う。つまり、カバー８０は、面８１がフレーム７５の端部７５ｂに接触して、フレーム７５に固定される。例えば、カバー８０の面８１がフレーム７５の端部７５ｂに接着されて、カバー８０はフレーム７５に固定される。カバー８０のフレーム７５への固定は、接着ではない他の方法であってもよい。例えば、カバー８０は、ボルト等の固定手段や、爪等の係止手段によってフレーム７５に固定されてもよい。
　また、角度センサ１は、カバー８０の一対の面の一方である面８１に取り付けられている。例えば、カバー８０の面８１には、ステータ３の複数の取付部６２に対応した複数の被取付部（以下、「ボス部」と称呼する）８３が設けられている。ボス部８３は、図１７に示されるように、面８１から突出する部分であり、ネジ穴が形成されている。ステータ３の取付部６２を介して、ボルト８５がボス８３部のネジ穴に螺合されて、ボルト８５によって各取付部６２が対応するボス部８３に固定されて、ステータ３はカバー８０に固定される。このように、ステータ３は、カバー８０の面８１に固定されており、角度センサ１は、カバー８０の面８１に設けられている。このため、回転機器７０において、角度センサ１は、フレーム７５の内部の空間内に収容されている。
　また、図１７に示されるように、カバー８０の面８１には、例えば、軸受７６を支持する環状の突出部８４が形成されている。突出部８４は、カバー８０の面８１から突出する環状の筒であり、内部に凹部を形成している。また、突出部８４は径方向に所定の距離だけ延在したフランジとなっている。突出部８４は、軸受７６を収容し、軸受７６が嵌着されて固定されるようになっている。例えば、突出部８４が形成する凹部に軸受７６が圧入されて、突出部８４に軸受７６が固定される。これにより、モータ７２に取り付けられた回転軸７１の先端部７１ａを回転可能に支持する軸受７６がカバー８０に支持される。
　回転機器７０は、上述の構成を有しており、モータ７２が駆動して、回転軸７１が回転すると、回転軸７１に固定された角度センサ１のロータ２が回転軸７１と共に軸線ｘ周りに回転する。これにより、ロータ２の金属体３０が、角度センサ１のステータ３のコイル構造４の形成するコイル４０（４０ａ，４０ｂ）に面して回転し、複数のコイル４０夫々に作用する励磁回路５からの磁束が、周期的に変化する。これにより、複数のコイル４０から、ロータ２の回転に伴って変化する信号が検出される。この複数のコイル４０からの検出信号に基づいて、角度センサ１に接続された外部装置である電気回路装置において、ロータ２の回転角度が検出される。
　次いで、上述の回転機器７０の備えるカバー８０の変形例について説明する。図１８は、変形例に係るカバー８６を備える回転機器７０の分解斜視図である。カバー８６は、上述のカバー８０に対して、角度センサ１が設けられる位置が異なる。以下、カバー８６の構成について、上述のカバー８０と同じ構成又は同様の機能を有する構成については、同じ符号を付して説明を省略し、カバー８０と異なる構成について説明する。
　図１８に示されるように、カバー８６において、角度センサ１は、カバー８６の一対の面の他方である面８２に設けられている。ステータ３の複数の取付部６２に対応した複数の被取付部としてのボス部８３は、カバー８６の面８２に設けられている。また、カバー８６には、カバー８０の突出部８４に変えて、面８１と面８２との間を貫通する孔部（以下、「貫通孔」と称呼する）８７が形成されており、貫通孔８７に軸受７６が支持されるようになっている。例えば、貫通孔８７内に軸受７６が収容され圧入されて、貫通孔８７に軸受７６が固定される。これにより、モータ７２に取り付けられた回転軸７１を回転可能に支持する軸受７６がカバー８６に支持される。
　ステータ３は、上述のカバー８０への固定と同様に、カバー８６に固定される。また、角度センサ１のロータ２は、カバー８６の貫通孔８７に固定された軸受７６を通って、カバー８６の面８２から突出する回転軸７１の先端部７１ａに固定されている。ロータ２は、上述のように、ステータ３に対して所定の位置に位置しており、ロータ２の外周面２１は、環状の隙間を空けてステータ３の突出部６０及びコイル構造４を形成する複数のコイル４０に対向している（図２，３参照）。このように、ステータ３は、カバー８６の面８２に固定されており、角度センサ１は、カバー８６の面８２に設けられている。このため、カバー８６を備える回転機器７０において、角度センサ１は、フレーム７５の内部の空間内に収容されておらず、フレーム７５の外側に位置し、回転機器７０の外部に露出している、あるいは、カップ状の保護カバーによって角度センサ１は覆われている。保護カバーによって覆われていることで、防水性能や防塵性能を付加することができる。
　上記構造の場合、角度センサ１はフレーム７５の外側に位置しているため、モータ７２の構造に左右されることなく回転軸７１の径を小さくできるので、角度センサ１のロータ２の径を小さくできる。このため、角度センサ１自体の大きさを小さくすることができる。
　次いで、回転機器７０における、回転軸７１と角度センサ１のロータ２との間の固定構成について説明する。図１９は、回転軸７１の先端部７１ａ及びその近傍を示す斜視図である。図１９に示されるように、回転軸７１の先端部７１ａの外周面には凹部７１ｂが形成されている。また、図５，６に示されるように、ロータ２には、回転軸７１の凹部７１ｂに収容される凸部２８が形成されている。
　具体的には例えば、図１９に示されるように、回転軸７１の先端部７１ａには段差が形成されており、回転軸７１は、第１外周面７１ｃと、第２外周面７１ｄと、第３外周面７１ｅとを備えている。第１外周面７１ｃは、回転軸７１の主たる外周面であり、先端部７１ａから回転軸７１の他端まで、軸線ｘに沿って延びる筒面状の面である。第２外周面７１ｄ及び第３外周面７１ｅは、先端部７１ａに形成されている。第２外周面７１ｄは、軸線ｘに沿って延びる筒状の面であり、第１外周面７１ｃに隣接している。また、第３外周面７１ｅは、軸線ｘに沿って延びる筒状の面であり、第１外周面７１ｃの反対側において第２外周面７１ｄに隣接している。
　図１９に示されるように、第２外周面７１ｄは、径方向における第１外周面７１ｃの幅より小さい径方向の幅を有しており、第１外周面７１ｃと第２外周面７１ｄとの間には、環状の面である段差面７１ｆが形成されている。また、第３外周面７１ｅは、径方向における第２外周面７１ｄの幅より小さい径方向の幅を有しており、第２外周面７１ｄと第３外周面７１ｅとの間には、環状の面である段差面７１ｇが形成されている。段差面７１ｆ，７１ｇは、軸線ｘ方向に面している。
　図１９に示されるように、凹部７１ｂは、第２外周面７１ｄに形成されており、第２外周面７１ｄに、回転軸７１の内部側に凹む溝を形成している。また、凹部７１ｂは、軸線ｘに沿って延びている。凹部７１ｂは、段差面７１ｇまで延びており、段差面７１ｇにおいて開放されている。凹部７１ｂは、段差面７１ｆまで延びていない。第２外周面７１ｄには、ロータ２の内周面である内側部材１０の内周面１２が固定されるようになっている。例えば、回転軸７１の第２外周面７１ｄの部分が、ロータ２の内周面１２が囲む空間に圧入されて、ロータ２の内周面１２が第２外周面７１ｄに固定されるようになっている。ロータ２を回転軸７１の外周面７１ｄに固定する構成は、上述の圧入によって固定する構成に限られない。例えば、回転軸７１の第２外周面７１ｄの部分が、ロータ２の内周面１２が囲む空間に入れられ、ロータ２の内周面１２と第２外周面７１とが接着剤等によって接着されて、ロータ２の内周面１２が第２外周面７１ｄに固定されてもよい。あるいは、金属性のリング７７などの別部材を圧入することで、ロータ２を回転軸７１の段差面７１ｆとリング７７との間に挟み込んで固定してもよい（図１７参照）。リング７７の材料は、金属性の場合は、回転軸７１と同様の材料であってもよく、その場合、線膨張係数が回転軸７１と同じであるため、熱による変形に伴う固定の外れを防止することができる。また、リング７７の材料は、回転軸７１と異なる材料であってもよい。
　上述のように、凹部７１ｂは、段差面７１ｆまで延びていないので、切削時間を短縮することができる。また、切削領域を小さくすることができるので、回転軸７１の強度の低下を防止することができる。
　図１９に示されるように、周方向において、凹部７１ｂの位置における第１外周面７１ｃ及び第３外周面７１ｅの部分は湾曲した面である。第２外周面７１ｄは、例えば、軸線ｘに沿って延びる円筒面状又は略円筒面状の面であり、また、第３外周面７１ｅは、例えば、軸線ｘに沿って延びる円筒面状又は略円筒面状の面である。
　図５，６に示されるように、凸部２８は、ロータ２の内周面の一部となる外側部材２０のフランジ部２６の内周端面２６ａに形成されている。凸部２８は、内周面１２よりも内周側に突出する部分であり、例えば図５，６に示されるように、軸線ｘ方向に延びている。なお、凸部２８は、ロータ２の内側部材１０の内周面１２に形成されていてもよい。
　ロータ２が樹脂材料で成形される場合、凸部２８を軸線ｘ方向に小さく成形することが容易である。これによって、凸部２８を収容する凹部７１ｂの軸線ｘ方向長さを小さくすることができる。
　ロータ２の凸部２８が回転軸７１の凹部７１ｂに入るように、ロータ２の内部に回転軸７１の先端部７１ａを挿入することにより、回転軸７１に対するロータ２の周方向の位置が所定の位置となる。このように、本具体例においては、回転軸７１へのロータ２の固定の際の、回転軸７１に対するロータ２の周方向の位置決めが容易になっている。ロータ２が回転軸７１に固定された状態において、ロータ２の端面である内側部材１０の端面１７は、回転軸７１の段差面７１ｆに接触している。ロータ２が回転軸７１に固定された状態において、ロータ２の端面１７は、回転軸７１の段差面７１ｆに接触していなくてもよい。
　本発明の実施形態に係る回転機器７０は、上述の構成を有しており、角度センサ１を備えている。このため、回転機器７０も、上述の角度センサ１の奏する作用及び効果を奏することができ、ロータ２の回転角度の検出精度を向上できる。
　上述の実施形態では、ステータ３は筒状の部分である筒部６１を備え、ステータ３は、周方向に連続した環状の形状である場合を説明したが、ステータ３の形態はこれに限られない。図２０は、ステータ３の変形例を示す斜視図である。例えば、ステータ３は、図２０に示されるように、円弧状であってもよく、上述のステータ３の全周のうちの一部の周区間のみに延在していてもよい。変形例に係るステータ３は、上述のステータ３と同じ材料から形成されている。変形例に係るステータ３は例えば、絶縁性を有する樹脂部材によって形成されている。以下、変形例に係るステータ３について、具体的に説明する。なお、変形例に係るステータ３の構成について、上述のステータ３と同じ構成又は同様の機能を有する構成については、同じ符号を用いてその説明を省略する。
　図２０に示されるように、変形例に係るステータ３は、具体的には例えば、筒状の筒部６１に変えて、筒部６１の一部の周区間の部分に対応する円弧状又は略円弧状に延びる部分（以下、弧部と称呼する。）６１Ａを有している。弧部６１Ａの内周面６１ａには、図２０に示されるように、上述のステータ３と同様に、複数の突出部６０が並んで形成されている。弧部６１Ａには、筒部６１の弧部６１Ａに対応する部分に形成されているように複数の突出部６０が形成されている。変形例に係るステータ３には、検出コイルと励磁回路とが設けられている。検出コイルは、上述のステータ３に設けられた検出コイル（コイル構造４）と同様に、複数のコイル４０によって形成されている。具体的には、弧部６１Ａに対応する筒部６１の部分に位置するコイル構造４ａ，４ｂの部分が夫々形成されるように、複数のコイル４０が並んでいる。変形例に係るステータ３においても、上述のステータ３における複数のコイル４０と同様に、複数のコイル４０は、マグネットワイヤ等の導電性を有する部材が突出部６０に巻き掛けられて形成されている。励磁回路は、上述の励磁回路５と同様に、弧部６１Ａに形成された複数のコイル４０夫々に作用する周期的に変化する磁束を発生させる磁気回路になっている。
　また、変形例に係るステータ３にも上述のステータ３と同様に、適用対象としての外部の装置に取り付けられる部分である取付部６２が設けられている。変形例に係るステータ３において、取付部６２は、例えば、弧部６１Ａの周方向の２つの端部に設けられている。また、変形例に係るステータ３には、ＩＣ等の図示しない回路部や演算部を有する電気回路装置が実装あるいは固定されている。具体的には例えば、変形例に係るステータ３には、上述のステータ３と同様に、電気回路装置を収容する保持部６３が設けられている。電気回路装置は、ステータの周方向の端部のうちの一方の側に設けられていてもよく、この場合、励磁回路及び検出コイルを設けることができる領域を広く確保することができ、検出精度の向上に寄与することができる。また、電気回路装置と励磁回路又は検出コイルは、周方向において隣接していてもよい。換言すると、周方向において、電気回路装置は、検出コイル又は励磁回路と取付部６２との間に挟まれて配置されている。この場合、ステータ３の限られたスペースを有効活用できるので、角度センサ１の小型化に寄与することができる。
　また、上述のステータ３においても、変形例に係るステータ３においても、ステータ３及び電気回路装置は、絶縁性を有する樹脂部材などによって、封止されていてもよい。この場合、樹脂によってステータ３及び電気回路装置を異物等から保護することができる。
　また、上述のステータ３も、変形例に係るステータ３も、外部の装置と電気的に接続が可能なコネクタを備えていてもよい。コネクタは電気回路装置に隣接して設けられていてもよく、この場合、電気回路装置とコネクタを最短経路で接続できるので、角度センサ１の小型化に寄与することができる。
　以上、上記実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に様々な変更又は改良を加えることができることが当業者には明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、上述の実施形態は、本発明が利用される利用対象を限定するものではなく、本発明はあらゆるものをその利用対象として含み得る。上記実施形態が備える各構成要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。例えば、本発明は、製造上の公差等の実施において発生する差を含むものである。また、技術的に矛盾しない範囲において、異なる実施形態で示した構成要素同士を部分的に置換し又は組み合わせることができる。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせることができる。
　１　角度センサ、２　ロータ、３　ステータ、４　コイル構造、４ａ，４ｂ　コイル構造片、５　励磁回路、１０　内側部材、１１　外周面、１２　内周面、１３　取付面、１４　突出面、１５　壁、１６，１７　端面、１６ａ　凹部、１８　フランジ部、２０　外側部材、２１　外周面、２２　内周面、２３　取付面、２４　凹面、２５　壁、２６　フランジ部、２６ａ　内周端面、２６ｂ，２６ｃ　端面、２６ｄ　突出部、２７　端面、２８　凸部、３０　金属体、３１　外側面、３２　内側面、３３，３４，３５，３６　端面、４０，４０ａ，４０ｂ　コイル、４１，４１ａ，４１ｂ　マグネットワイヤ、４１ａ１，４１ａ２、４１ｂ１，４１ｂ２　端部、５０　突出部、５０ａ　面、５０ｂ　連結部、５０ｃ　端部、５１　筒部、５１ａ　内周面、５１ｂ　外周面、５２　取付部、５２ａ　貫通孔、５３　保持部、ｘ　軸線、６０　突出部、６０ａ　面、６０ｂ　連結部、６０ｃ　端部、６１　筒部、６１Ａ　弧部、６１ａ　内周面、６１ｂ　外周面、６２　取付部、６２ａ　貫通孔、６３　保持部、７０　回転機器、７１　回転軸、７１ａ　先端部、７１ｂ　凹部、７１ｃ　第１外周面、７１ｄ　第２外周面、７１ｅ　第３外周面、７１ｆ，７１ｇ　段差面、７２　モータ、７３　ロータ、７４　ステータ、７５　フレーム、７５ａ　開口部、７５ｂ　端部、７６　軸受、７７　圧入リング、８０，８６　カバー、８１，８２　面、８３部　ボス、８４　突出部、８５　ボルト、８７　貫通孔、Ｒ１　曲率半径、ｒ　径方向、ｘ　軸線
 

Claims (8)

  1. 　内側の筒状の部材と、外側の筒状の部材と、複数の金属体と、を有するロータと、
    　前記ロータに対向する複数のコイルを有するステータと、
    　を備え、
    　径方向において、前記複数の金属体は、前記内側の筒状の部材と前記外側の筒状の部材とに挟まれている、
    　角度センサ。
  2. 　前記複数の金属体は夫々湾曲した形状を有する、
    　請求項１に記載の角度センサ。
  3. 　前記内側の筒状の部材の外面は、複数の湾曲した部分を備える、
    　請求項１又は２に記載の角度センサ。
  4. 　前記外側の筒状の部材は、複数の湾曲した内面を備える、
    　請求項１から３のいずれかに記載の角度センサ。
  5. 　前記内側の筒状の部材の外面は、径方向に延在する複数の壁を備え、
    　前記複数の壁の間に、前記複数の金属体が配置されている、
    　請求項１から４のいずれかに記載の角度センサ。
  6. 　前記内側の筒状の部材又は前記外側の筒状の部材は、前記角度センサが固定される回転軸の凹部に収容される凸部を備える、
    　請求項１から５のいずれかに記載の角度センサ。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載の角度センサと、
    　前記角度センサのロータに固定される回転軸と、
    　前記回転軸に固定されるロータと、ステータとを備えるモータと、
    　を備える、
    　回転機器。
  8. 　前記モータは、前記ロータと前記ステータとを収容するフレームと、
    　前記フレームの開口部を覆うカバーと、
    　を備え、
    　前記カバーに前記角度センサが固定されている、
    　請求項７に記載の回転機器。
     
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