WO2016021074A1 - 回転検出装置 - Google Patents
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- 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
- G01D5/244—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
Definitions
- the disclosed embodiment relates to a rotation detection device.
- Patent Document 1 discloses a magnetic field formed by a magnet while the first support provided with the magnet rotates with respect to the second support provided with the magnetic field detection unit as the object to be detected rotates. Describes a rotation detection device that detects a rotation state of an object to be detected by detecting a rotation angle by a magnetic field detection unit. In this rotation detection device, one end and the other end of the magnetic field detector are covered with a magnetic member.
- the rotation detection device has a structure in which a first support provided with a magnet, a magnetic member, and a magnetic field detection unit are arranged in parallel in the axial direction.
- a rotation detection device there is a case where it is desired to keep the axial dimension small from the viewpoint of use environment, mountability, and the like. In this case, further optimization of the device configuration is desired.
- the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a rotation detection device capable of reducing the axial dimension.
- a housing a magnet support that is rotatably supported by the housing and to which a magnet is fixed, a magnetic element and a coil that generate a large Barkhausen effect.
- a magnetic field for detecting the magnetic field of the magnet the length direction of which is parallel to the tangential direction of the rotation locus circle of the magnet and is fixed to the housing so as to be opposed to the magnet in the radial direction of the rotation locus circle.
- a rotation detection device having a detection unit is applied.
- the axial dimension of the rotation detection device can be reduced.
- FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of the configuration of the rotation detection device.
- FIG. 2A is a plan view illustrating an example of the configuration of the rotation detection device.
- FIG. 2B is a side view illustrating an example of the configuration of the rotation detection device.
- the housing and the substrate of the rotation detection device are not shown.
- the rotation detection device housing is shown in a transparent manner.
- the rotation detection device 1 is a device that detects a rotation state (for example, a rotation speed, a rotation direction, etc.) of a detection target (not shown).
- the rotation detection device 1 includes, for example, a covered cylindrical housing 2 and a shaft 3.
- the shaft 3 is supported so as to be rotatable with respect to the housing 2 about the axis AX as a rotation axis.
- One end of the shaft 3 on the one side in the axis AX direction is disposed in the housing 2, and the other end on the other side in the axis AX direction is connected to the detection target, for example, outside the housing 2.
- the vertical direction is determined as follows and used as appropriate. That is, one side of the axis AX direction, that is, the positive direction of the Z axis is defined as “up”, and the other side of the opposite axis AX direction, that is, the negative direction of the Z axis is defined as “down”.
- the directions such as up and down vary depending on the installation mode of the rotation detection device 1 and do not limit the positional relationship of each component of the rotation detection device 1.
- magnets 4 a, 4 b, 4 c, 4 d (hereinafter, collectively referred to as “magnet 4” as appropriate) that are four permanent magnets are fixed by, for example, adhesion or a holder (not shown).
- the shaft 3 corresponds to an example of a magnet support
- the axial center AX direction corresponds to an example of a rotation axis direction. Accordingly, the magnets 4 a to 4 d rotate around the axis AX in conjunction with the rotation of the shaft 3.
- the magnets 4a, 4b, 4c, and 4d have their respective rotation locus circles R1, R2, R3, and R4 (hereinafter, collectively referred to as “rotation locus circle R” as appropriate) centered on the axis AX, and each of them.
- the rotation locus circles R1, R2, R3, and R4 rotate around the axis AX so that the radii (circumferences) are equal to each other.
- the magnets 4a to 4d are magnetized in the radial direction of each rotation locus circle R (hereinafter simply referred to as “radial direction” as appropriate), and the magnetic poles on the outer side in the radial direction are arranged in the circumferential direction of the rotation locus circle R ( Hereinafter, they are simply arranged so as to be alternately referred to as “circumferential direction”.
- the magnets 4a, 4b, 4c, and 4d are arranged so that the magnetic poles on the outer side in the radial direction are N poles, S poles, N poles, and S poles.
- the lower end portion of the shaft 3 is formed in a columnar shape, and the other portions are formed in a quadrangular prism shape.
- the magnets 4a to 4d are flat-plate magnets, and four magnets that form the outer periphery so as to be spaced apart from the outer periphery of the quadrangular columnar portion of the shaft 3 at regular intervals (90 ° intervals) in the circumferential direction, for example. It is fixed to each side.
- the magnet 4 may be a magnet (such as an electromagnet) that is not a permanent magnet.
- the shape of a shaft or a magnet is not limited to the above.
- a magnet (multipolar magnet) in which a quadrangular columnar through-hole is formed may be fixed to the outer periphery of the quadrangular columnar portion of the shaft 3.
- the entire shaft may be formed in a cylindrical shape, and a ring magnet (multipolar magnet) or a plurality of arc-shaped magnets may be fixed to the outer periphery of the cylindrical shaft.
- the magnet support is not limited to the shaft 3 but may be a member other than the shaft (for example, a hub connected to the shaft).
- the housing 2 includes a substrate 8, three magnetic field detectors 5 a, 5 b, 5 c (hereinafter collectively referred to as “magnetic field detector 5” as appropriate) and three first magnetic members 6 a, 6 b, 6 c (hereinafter referred to as “magnetic field detector 5”). As appropriate, collectively referred to as “first magnetic member 6”) and three second magnetic members 7a, 7b, 7c (hereinafter referred to as “second magnetic member 7” as appropriate) are accommodated.
- the substrate 8 is formed in an annular shape in which, for example, a through hole 81 through which the shaft 3 passes is formed, and is fixed to the lower end portion of the housing 2.
- the shape and the fixing position of the substrate 8 are not limited to the above.
- the substrate 8 may be fixed at a position other than the lower end of the housing 2.
- the substrate 8 may be fixed to a member fixed to the housing 2.
- the magnetic field detectors 5a to 5c include a magnetic element 51 that generates a large Barkhausen effect, and a coil 52 wound around the magnetic element 51.
- Each of the magnetic field detectors 5a to 5c has a length direction (specifically, a length direction of the magnetic element 51) parallel to the tangential direction of the rotation locus circle R, and the magnets 4a to 4b in the radial direction (first direction). It is fixed to the housing 2 via the substrate 8 so as to be able to oppose (via the magnetic member 6 and the second magnetic member 7).
- the magnetic field detectors 5a to 5c are configured such that the shortest distance between one end in the length direction of the magnetic element 51 and the axis AX, and the other end in the length direction of the magnetic element 51 and the axis AX. It arrange
- the shortest distance between the central portion in the longitudinal direction of each magnetic element 51 and the axis AX is equal to each other, and is, for example, equidistant (120 ° intervals) in the circumferential direction. )
- the magnetic field detectors 5a to 5c are arranged around the shaft 3 so as to have a substantially triangular shape when viewed from the direction of the axis AX.
- the magnetic field detectors 5a to 5c can detect the magnetic field generated by the magnets 4a to 4d.
- the arrangement shape of the magnetic field detectors 5a to 5c is not limited to a triangular shape as viewed from the direction of the axis AX, and may be another shape. Further, the number of the magnetic field detection units 5 is not limited to three, and may be another number. In that case, what is necessary is just to change suitably also about the number, arrangement
- the “large Barkhausen effect” is a phenomenon in which the magnetization direction of the magnetic element 51 is rapidly reversed when the intensity of the applied external magnetic field exceeds a certain intensity, and is also referred to as a large Barkhausen jump.
- the magnetic element 51 is not particularly limited as long as it produces a large Barkhausen effect.
- a wire-like magnetic element for example, a composite magnetic wire, a Wiegand wire, an amorphous wire, etc.
- a rod-like magnetic element A plate-like magnetic element or the like can be used.
- the magnetic element 51 is a composite magnetic wire will be described below.
- the composite magnetic wire has a magnetic property that its outer peripheral part changes its magnetization direction by applying a relatively small external magnetic field, but its central part has a magnetic characteristic that the magnetization direction does not change unless a relatively large external magnetic field is applied.
- An anisotropic composite magnetic material is used.
- an external magnetic field is applied in the one direction to the composite magnetic wire in which the central portion is magnetized in the one direction and the outer peripheral portion is magnetized in the other direction.
- the strength of the external magnetic field is initially reduced and then gradually increased.
- the intensity of the external magnetic field exceeds a certain intensity, a large Barkhausen effect occurs, and the magnetization direction of the outer peripheral portion of the composite magnetic wire is rapidly reversed from the other direction to the one direction.
- a pulse signal that rises sharply in the positive direction for example, is output from the coil wound around the composite magnetic wire by the electromotive force generated by the rapid reversal of the magnetization direction of the composite magnetic wire.
- an external magnetic field is applied in the other direction to the composite magnetic wire in which both the central portion and the outer peripheral portion are magnetized in the one direction. Also at this time, the strength of the external magnetic field is initially reduced and then gradually increased. Then, when the intensity of the external magnetic field exceeds a certain level, a large Barkhausen effect occurs, and the magnetization direction of the outer peripheral portion of the composite magnetic wire is rapidly reversed from the one direction to the other direction. Then, a pulse signal that rises sharply in the negative direction, for example, is output from the coil wound around the composite magnetic wire by the electromotive force generated by the rapid reversal of the magnetization direction of the composite magnetic wire.
- a magnetic field corresponding to an external magnetic field applied to the magnetic element 51 is a magnetic field generated by two magnets 4 and 4 adjacent in the circumferential direction among the four magnets 4a to 4d, that is, the magnets 4a, 4a, 4d.
- These four magnetic fields are not large magnetic fields that can change the magnetization directions of both the central portion and the outer peripheral portion of the magnetic element 51, but can change only the magnetization directions of the outer peripheral portion of the magnetic element 51.
- the magnetic field is not large magnetic fields that can change the magnetization directions of both the central portion and the outer peripheral portion of the magnetic element 51, but can change only the magnetization directions of the outer peripheral portion of the magnetic element 51.
- the magnetic field (the direction of the magnetic field) applied to the magnetic element 51 of the magnetic field detectors 5a to 5c changes.
- the magnetization direction of the outer peripheral portion of the magnetic element 51 is reversed, and a pulse signal is output from the coil 52.
- the magnets 4a to 4d are arranged at 90 ° intervals in the circumferential direction, and the magnetic field detection units 5a to 5c are arranged at 120 ° intervals in the circumferential direction. . Therefore, the timing at which the pulse signal is output from each coil 52 of the magnetic field detectors 5a to 5c does not overlap while the shaft 3 rotates.
- the rotation state of the detection target can be detected by performing predetermined processing using pulse signals output at different timings from the coils 52 of the magnetic field detection units 5a to 5c.
- the magnetic members 6a to 6c and 7a to 7c are fixed to the substrate 8 so as to be opposed to the magnets 4a to 4d and the magnetic field detectors 5a to 5c in the radial direction. That is, the magnetic members 6 a to 6 c and 7 a to 7 c are fixed to the housing 2 through the substrate 8. These magnetic members 6a to 6c and 7a to 7c are arranged apart from each other.
- the first magnetic members 6a to 6c are separated from each of the magnetic field detectors 5a to 5c, and cover the part facing the magnets 4a to 4d on one side in the length direction of each of the magnetic field detectors 5a to 5c. Has been placed. Further, the second magnetic members 7a to 7c are separated from the magnetic field detectors 5a to 5c, and cover the portions facing the magnets 4a to 4d on the other side in the length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c. Have been placed.
- the magnetic members 6 a to 6 c and 7 a to 7 c are divided into three sets of magnetic members 6 and 7, with one set of the magnetic members 6 and 7 corresponding to the same one magnetic field detector 5. That is, the magnetic members 6a to 6c and 7a to 7c include a pair of magnetic members 6a and 7a corresponding to the magnetic field detector 5a, a set of magnetic members 6b and 7b corresponding to the magnetic field detector 5b, and a magnetic field detector. It is divided into a set of magnetic members 6c and 7c corresponding to 5c. And magnetic member 6a, 7a, magnetic member 6b, 7b, and magnetic member 6c, 7c are arrange
- the magnetic members 6a and 7a, the magnetic members 6b and 7b, and the magnetic members 6c and 7c are the shortest distances between the axial center AX and the central portion in the length direction of the corresponding magnetic field detector 5 and the axial center AX. It is plane symmetric with the plane composed of lines passing through
- the magnetic members 6a and 7a can induce a magnetic field applied to the magnetic field detection unit 5a by the magnets 4a to 4d to form a predetermined magnetic path.
- the magnetic members 6b and 7b can induce a magnetic field applied to the magnetic field detection unit 5b by the magnets 4a to 4d and form a predetermined magnetic path.
- the magnetic members 6c and 7c can induce a magnetic field applied to the magnetic field detection unit 5c by the magnets 4a to 4d to form a predetermined magnetic path.
- the first magnetic members 6a to 6c have a first side plate portion 61 and a second side plate portion 62.
- the second magnetic members 7 a to 7 c have a first side plate portion 71 and a second side plate portion 72.
- the first magnetic member 6 is formed with a first side plate portion 61 and a second side plate portion 62, for example, by forming a single flat plate into a desired shape by punching or the like and bending it by pressing or the like. The same applies to the second magnetic member 7.
- the first side plate portions 61 and 71 are erected in parallel with the axis AX direction.
- the first side plate portions 61 and 71 are positioned so that one end of each of the first side plate portions 61 and 71 is located in the vicinity of the central portion in the length direction of the corresponding magnetic field detection unit 5 and can be opposed to the magnets 4a to 4d in the radial direction.
- the first side plate portions 61 and 71 extend along the circumferential direction of a concentric circle having a larger radius than the rotation locus circle R, and are part of the circumference of the concentric circle when viewed from the axial center AX direction. Is formed in an arc shape along the line. Accordingly, the first side plate portions 61 and 71 of the magnetic members 6a and 7a, the magnetic members 6b and 7b, and the magnetic members 6c and 7c have a substantially circular shape when viewed from the axial center AX direction.
- the second side plate portions 62 and 72 are erected in parallel with the axis AX direction.
- each of the second side plate portions 62 and 72 is connected at one end to the other end of each of the first side plate portions 61 and 71, and each other end is connected to the corresponding longitudinal end of the magnetic field detection unit 5. Is extended so as to protrude outward in the length direction.
- the second side plate portions 62 and 72 are formed in a tapered shape toward the other end side. More specifically, the second side plates 62 and 72 are the second side plates of the first magnetic member 6a corresponding to one of the two magnetic field detectors 5 and 5 adjacent to each other in the circumferential direction.
- the part 62 and the second side plate part 72 of the second magnetic member 7a corresponding to the other magnetic field detection part 5 are extended so as to be parallel.
- the first magnetic member 6 and the second magnetic member 7 are used. Is not necessarily provided.
- the molding method of the first magnetic member 6 is not limited to the above.
- the first magnetic member 6 may be formed by connecting the first side plate portion 61 and the second side plate portion 62 made of different plate materials by welding or the like.
- the first magnetic member 6 may be integrally formed by casting.
- the first magnetic member is not limited to the shape of the first magnetic members 6a to 6c described above, and is a portion facing at least the magnets 4a to 4d on one side in the length direction of the magnetic field detection unit 5. As long as it is a magnetic member that covers, other shapes may be used.
- the second magnetic member is not limited to the shape or the like of the second magnetic members 7a to 7c described above, and faces at least the magnets 4a to 4d on the other side in the length direction of the magnetic field detection unit 5. Any other shape or the like may be used as long as it is a magnetic member covering the portion.
- the shaft 3 having the magnets 4a to 4d fixed to the outer periphery is disposed on the inner periphery of the housing 2.
- Magnetic field detectors 5a to 5c are arranged around the shaft 3 (magnets 4a to 4d).
- Magnetic members 6a to 6c and 7a to 7c are arranged between the shaft 3 (magnets 4a to 4d) and the magnetic field detectors 5a to 5c in the radial direction.
- the magnets 4a to 4d, the magnetic members 6a to 6c, 7a to 7c, and the magnetic field detectors 5a to 5c are arranged in such a manner that the magnets 4a to 4d, the magnetic members 6a to 6c, 7a to 7c, The magnetic field detectors 5a to 5c are arranged in this order.
- the structure of the rotation detection apparatus 1 demonstrated above is an example to the last, and a structure other than the above may be sufficient.
- FIG. 3A, 3B, and 3C An example of the magnetic field induction function of the magnetic members 6 and 7 and the operation of the magnetic field detection unit 5 will be described with reference to FIGS. 3A, 3B, and 3C.
- the magnetic members 6a to 6c, 7a to 7c and the magnetic field detectors 5a to 5c an example of the magnetic field induction function of the pair of magnetic members 6a and 7a and the operation of the magnetic field detector 5a will be described as a representative.
- the magnetic field induction functions of the other magnetic members 6a and 7a and the operations of the other magnetic field detectors 5b and 5c are substantially the same.
- FIG. 3A illustrates an example of the magnetic field induction mode of the magnetic members 6a and 7a and the operation of the magnetic field detection unit 5a when the magnet 4a faces the first magnetic member 6a and the magnet 4d faces the second magnetic member 7a. It is a top view for doing.
- FIG. 3B is a plan view for explaining an example of the magnetic field induction mode of the magnetic members 6a and 7a and the operation of the magnetic field detector 5a when the magnet 4a faces the gap between the magnetic members 6a and 7a.
- FIG. 3C illustrates an example of the magnetic field induction mode of the magnetic members 6a and 7a and the operation of the magnetic field detection unit 5a when the magnet 4b faces the first magnetic member 6a and the magnet 4a faces the second magnetic member 7a. It is a top view for doing.
- FIGS. 3A to 3C an example of the magnetic flux is conceptually illustrated by a thick arrow.
- the magnetic flux that has entered the first magnetic member 6a from the magnet 4a travels in the first side plate portion 61 of the first magnetic member 6a toward the second magnetic member 7a.
- the magnetic flux that has traveled in the first side plate portion 61 toward the second magnetic member 7a is radially inward of the magnetic field detecting portion 5a.
- the magnetic field detector 5a enters a portion slightly on the one side with respect to the central portion in the length direction. This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side slightly from the central portion.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detection unit 5a and enters the second magnetic member 7a on the inner side in the radial direction of the magnetic field detection unit 5a. This magnetic flux travels toward the magnet 4d in the first side plate portion 71 of the second magnetic member 7a, and eventually reaches the magnet 4d.
- a part of the magnetic flux that has entered the first magnetic member 6a from the magnet 4a proceeds toward the other end in the second side plate portion 62 of the first magnetic member 6a.
- a part of the magnetic flux enters a portion on one end side in the length direction of the magnetic field detector 5a. This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches the portion on the other side in the length direction.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detector 5a and enters the second magnetic member 7a. This magnetic flux travels toward the magnet 4d in the second side plate portion 72 of the second magnetic member 7a, and eventually reaches the magnet 4d via the first side plate portion 71.
- a magnetic field directed from one end side in the length direction to the other end side of the magnetic field detection unit 5a as shown by a thick broken line arrow in FIG. 3A is also formed.
- This magnetic field is applied not only to the central portion in the length direction of the magnetic element 51 of the magnetic field detector 5a but also to one end portion and the other end portion in the length direction.
- the strength of the magnetic field indicated by the thick broken arrow in FIG. 3A is the thick solid line in FIG. 3A. It is smaller than the magnetic field strength indicated by the arrow.
- the magnetic field density at the center in the length direction of the magnetic field detection unit 5a is reduced at one end or the other end in the length direction. While the state higher than the magnetic flux density is maintained, the magnetic flux density of the magnetic field detector 5a increases as a whole.
- the magnetic element 51 of the magnetic field detection unit 5a is in the direction indicated by the block arrow in FIG. It is magnetized in the direction facing the part. Therefore, when the previous magnetization direction of the magnetic element 51 of the magnetic field detection unit 5a is the direction from the other end in the length direction of the magnetic element 51 to one end, the magnetization direction of the outer peripheral portion of the magnetic element 51 is For example, a pulse signal in the positive direction is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a.
- a part of the magnetic flux that has traveled through the second magnetic member 7a is detached from the other end of the second side plate 72 of the second magnetic member 7a and the other end of the second side plate 62 of the first magnetic member 6c.
- a magnetic path as shown by a thick broken line arrow in FIG. 3B is formed. Thereby, it can suppress that magnetic flux is emitted (scattered) outward.
- most of the magnetic flux that has entered the other end portion of the first side plate portion 62 of the first magnetic member 6c travels toward the magnet 4d in the second side plate portion 62 of the first magnetic member 6c. Since it reaches the magnet 4d via the side plate portion 61, it is hardly applied to the magnetic field detecting portion 5c.
- the magnetic flux traveling through the first magnetic member 6a and the magnetic flux traveling through the second magnetic member 7a are the axis AX and the magnetic field detection.
- the surface is symmetrical with respect to a plane composed of a line passing through the central portion in the length direction of the portion 5a and a point having the shortest distance on the axis AX.
- the magnetization direction of the outer periphery of the magnetic element 51 of the magnetic field detector 5a does not change. That is, the direction indicated by the block arrow in FIG. 3B is the same as the direction indicated by the block arrow in FIG. 3A, which means that the magnetization direction of the magnetic element 51 of the magnetic field detector 5a has not changed. Therefore, in this case, no pulse signal is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a.
- the strength of the magnetic field indicated by the thick broken arrow in FIG. 3C is the thick solid line in FIG. 3C. It is smaller than the magnetic field strength indicated by the arrow. Therefore, when the magnetic field indicated by the thick broken line arrow in FIG. 3C is applied to the magnetic field detection unit 5a, the magnetic field density at the center in the length direction of the magnetic field detection unit 5a is reduced at one end or the other end in the length direction. While the state higher than the magnetic flux density is maintained, the magnetic flux density of the magnetic field detector 5a increases as a whole.
- the outer peripheral portion of the magnetic element 51 of the magnetic field detection unit 5a is in the direction indicated by the block arrow in FIG. 3C, that is, the other end in the length direction of the magnetic element 51. Is magnetized in a direction from one part to one end. Therefore, when the magnetization direction of the tip of the outer periphery of the magnetic element 51 of the magnetic field detector 5a is the direction from one end in the length direction of the magnetic element 51 to the other end, The magnetization direction is reversed, and, for example, a pulse signal in the negative direction is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a.
- magnetic field induction function of the magnetic members 6 and 7 described above and the operation of the magnetic field detection unit 5 are merely examples, and other modes may be used.
- the magnetic field detectors 5a to 5c are fixed to the housing 2 so that their length directions are parallel to the tangential direction of the rotation locus circle R and can face the magnets 4a to 4d in the radial direction.
- the magnetic field detectors 5a to 5c By arranging the magnetic field detectors 5a to 5c in such a manner that the length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c is parallel to the tangential direction of the rotation locus circle R, for example, the length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c is the axial center AX direction. Compared with the case where they are arranged in parallel, the dimension of the rotation detector 1 in the direction of the axis AX can be reduced.
- the magnetic field detectors 5a to 5c are arranged so as to be able to face the magnets 4a to 4d in the radial direction, so that, for example, the magnetic field detectors 5a to 5c are arranged so as to be able to face the magnets 4a to 4d in the axial center AX direction.
- the dimension of the rotation detecting device 1 in the axis AX direction can be reduced. Therefore, the axial dimension of the rotation detection device 1 can be reduced.
- the first magnetic member 6 that covers one side in the length direction of the magnetic field detector 5 and the second magnetic member 7 that covers the other side in the length direction of the magnetic field detector 5 correspond to the corresponding magnetic field detection.
- the magnetic member 51 is disposed through a gap in the central portion in the length direction of the portion 5, the magnetic field induction function of the magnetic members 6 and 7 prevents an unpredictable change in the magnetization direction of the magnetic element 51, thereby Detection accuracy can be increased.
- the magnets 4a to 4d, the magnetic members 6a to 6c, 7a to 7c, and the magnetic field detectors 5a to 5c are directed from the inner side to the outer side in the radial direction so that the magnets 4a to 4d and the magnetic members 6a to 6c. , 7a to 7c and magnetic field detectors 5a to 5c are arranged in this order, the following effects are obtained. That is, since the shaft 3 can be used as the magnet support body with the above configuration, the magnet support structure can be simplified. Further, by arranging the rotating shaft 3 at the center and arranging the magnetic members 6a to 6c, 7a to 7c and the magnetic field detectors 5a to 5c on the outer peripheral side thereof, the influence of the magnetic flux on the peripheral parts can be reduced.
- the magnetic members 6a to 6c and 7a to 7c have one end located near the center in the length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c and extend so as to face the magnets 4a to 4d in the radial direction.
- First side plate portions 61, 71 having one end connected to the first side plate portions 61, 71 and the other end protruding outward in the length direction from the length direction end portions of the magnetic field detection portions 5a to 5c.
- the extended second side plate portions 62 and 72 the following effects are obtained.
- the magnetic members 6a to 6c and 7a to 7c can strengthen the magnetic field applied to the magnetic field detection units 5a to 5c, and the magnetic members 6, 7 A relatively strong magnetic field can be applied to the central portion in the length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c due to the gap therebetween.
- the second side plate portions 62 and 72 protrude outward in the length direction from the end portions in the length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c, so that the entire length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c is increased.
- a relatively weak magnetic field in the same direction as the strong magnetic field can be applied. Therefore, it is possible to improve the stability of generating the Barkhausen effect at a desired timing in the magnetic element 51.
- the second side plate portions 62 and 72 when the second side plate portions 62 and 72 are tapered toward the other end side, the following effects are obtained. That is, with the above configuration, the amount of magnetic flux traveling from the first side plate portions 61, 71 to the second side plate portions 62, 72 is reduced, and the magnetic field applied to both end portions in the length direction of the magnetic field detectors 5a to 5c. It can prevent becoming larger than the central part in the length direction. Therefore, the distribution of the magnetic flux density applied to the magnetic element 51 can be optimized, and the stability of generating the Barkhausen effect at a desired timing in the magnetic element 51 can be further improved.
- the first magnetic member and the second magnetic member include a third side plate portion that covers an end portion in the length direction of the magnetic field detection unit 5 in addition to the first side plate portion and the second side plate portion, and a magnetic field detection unit. It is an example in the case of providing the 4th side board part which covers the outer side of 5 radial directions.
- the configuration different from the rotation detection device 1 according to the embodiment is a first magnetic member, a second magnetic member, and the like, and the shaft 3 and magnets 4a to 4d.
- the magnetic field detectors 5a to 5c are the same as in the above embodiment.
- the first magnetic members 6Aa, 6Ab, 6Ac according to this modification are magnets 4a-4d on one side in the length direction of each of the magnetic field detectors 5a-5c.
- the housing 2 is fixed to the housing 2 through the substrate 8 so as to cover a portion facing the surface.
- the second magnetic members 7Aa, 7Ab, 7Ac (hereinafter collectively referred to as “second magnetic member 7A” as appropriate) are opposed to the magnets 4a-4d on the other side in the longitudinal direction of each of the magnetic field detectors 5a-5c. It is fixed to the housing 2 via the substrate 8 so as to cover the part and the like.
- the magnetic members 6Aa, 7Aa, the magnetic members 6Ab, 7Ab, and the magnetic members 6Ac, 7Ac are arranged with a gap at the center in the length direction of the corresponding magnetic field detector 5, and the axis AX and the corresponding magnetic field
- the plane is symmetrical with a plane composed of a line passing through a central portion in the length direction of the detection unit 5 and a point having the shortest distance on the axis AX as a plane of symmetry.
- the first magnetic members 6Aa to 6Ac include a first side plate portion 61, a second side plate portion 62A, a third side plate portion 63, and a fourth side plate portion 64 that are the same as those in the above embodiment.
- the second magnetic members 7Aa to 7Ac include a first side plate portion 71, a second side plate portion 72A, a third side plate portion 73, and a fourth side plate portion 74 that are the same as those in the above embodiment.
- the first magnetic member 6A is formed, for example, by forming a single flat plate into a desired shape by punching or the like, and bending it by pressing or the like, whereby the first side plate portion 61, the second side plate portion 62A, the third side plate portion 63, And the 4th side board part 64 is formed. The same applies to the second magnetic member 7A.
- the second side plate portions 62A and 72A are basically the same as the second side plate portions 62 and 72 described above, but have a smaller dimension in the extending direction than each of the second side plate portions 62 and 72, and each of the other side plate portions 62A and 72A. The point which is not tapered toward the end side is different.
- the third side plate parts 63 and 73 are erected in parallel with the axis AX direction. Further, the third side plate portions 63 and 73 are connected to the other end of each of the second side plate portions 62A and 72A, and outward in the length direction from the corresponding length direction end portions of the magnetic field detection units 5. Are extended along the width direction of the magnetic field detector 5.
- the fourth side plate portions 64 and 74 are erected in parallel with the axis AX direction.
- each of the fourth side plate portions 64 and 74 has one end connected to the other end of each of the third side plate portions 63 and 73, and the length of the magnetic field detection unit 5 outside the corresponding magnetic field detection unit 5 in the radial direction. It extends along the direction.
- the shapes and the like of the magnetic members 6A and 7A described above are merely examples, and shapes other than the above may be used.
- the molding method of the first magnetic member 6A is not limited to the above.
- the first magnetic member 6A may be integrally formed by casting.
- the second magnetic member 7A the first magnetic member 6 ⁇ / b> A is configured to include both the third side plate portion 63 and the fourth side plate portion 64, but may be configured to include only the third side plate portion 63.
- the second magnetic member 7A is configured to include both the third side plate portion 63 and the fourth side plate portion 64, but may be configured to include only the third side plate portion 63. The same applies to the second magnetic member 7A.
- a part of the magnetic flux that has entered the first magnetic member 6Aa from the magnet 4a proceeds in the third side plate portion 63 of the first magnetic member 6Aa toward the fourth side plate portion 64.
- a part of the magnetic flux enters a portion on one end side in the length direction of the magnetic field detector 5a.
- This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches the portion on the other side in the length direction.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detector 5a and enters the second magnetic member 7Aa.
- the magnetic flux sequentially proceeds through the third side plate portion 73, the second side plate portion 72A, and the first side plate portion 71 of the second magnetic member 7Aa, and eventually reaches the magnet 4d.
- the magnetic field detection unit 5a In the outer side in the radial direction, the magnetic field detection unit 5a enters a portion slightly on the one side with respect to the central portion in the length direction. This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side slightly from the central portion. This magnetic flux leaves the magnetic field detection unit 5a and enters the second magnetic member 7Aa outside the magnetic field detection unit 5a in the radial direction. The magnetic flux sequentially proceeds through the fourth side plate portion 74, the third side plate portion 73, the second side plate portion 72A, and the first side plate portion 71 of the second magnetic member 7Aa, and eventually reaches the magnet 4d.
- the outer peripheral portion of the magnetic element 51 of the magnetic field detector 5a is magnetized in the direction indicated by the block arrow in FIG. Therefore, when the previous magnetization direction of the magnetic element 51 is opposite to the block arrow, the magnetization direction of the magnetic element 51 is reversed, and a pulse signal in the positive direction is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a. Is done.
- magnetic field induction function of the magnetic members 6A and 7A and the operation of the magnetic field detection unit 5 described above are merely examples, and modes other than the above may be used.
- the magnetic members 6A and 7A have the third side plate portions 63 and 73 and the fourth side plate portions 64 and 74, so that the magnetic field applied to the magnetic field detection unit 5 can be made stronger. Stability and efficiency can be improved.
- the magnetic members 6A and 7A have the third side plates 63 and 73, the influence of the dimensional tolerance and the position tolerance in the length direction of the magnetic field detector 5 can be reduced, and the fourth side plates 64 and 74 are provided. Thereby, the influence of the dimensional tolerance and the position tolerance in the radial direction of the magnetic field detector 5 can be reduced.
- the magnetic members 6A and 7A have the third side plate portions 63 and 73 and the fourth side plate portions 64 and 74, the influence of a disturbance magnetic field from the outside in the radial direction can be reduced.
- FIG. 6A for convenience of description of the structure of the rotation detection device 1, a set of first magnetic member and second magnetic member corresponding to the magnetic field detector 5a is not shown.
- FIGS. 6A to 6C the housing 2 and the substrate 8 are not shown.
- the configuration different from the rotation detection device 1 according to the embodiment is a first magnetic member, a second magnetic member, and the like, and the shaft 3 and magnets 4a to 4d.
- the magnetic field detectors 5a to 5c are the same as in the above embodiment.
- the first magnetic members 6Ba, 6Bb, 6Bc (hereinafter collectively referred to as “first magnetic member 6B” where appropriate) according to the present modification are magnets 4a-4d on one side in the longitudinal direction of each of the magnetic field detectors 5a-5c.
- the housing 2 is fixed to the housing 2 through the substrate 8 so as to cover a portion facing the surface.
- the second magnetic members 7Ba, 7Bb, 7Bc (hereinafter collectively referred to as “second magnetic member 7B” where appropriate) oppose the magnets 4a-4d on the other side in the length direction of the magnetic field detectors 5a-5c. It is fixed to the housing 2 via the aforementioned substrate 8 so as to cover the part and the like.
- the magnetic members 6Ba and 7Ba, the magnetic members 6Bb and 7Bb, and the magnetic members 6Bc and 7Bc are arranged with a gap at the central portion in the length direction of the corresponding magnetic field detector 5, and the axis AX and the corresponding magnetic field
- the plane is symmetrical with a plane composed of a line passing through a central portion in the length direction of the detection unit 5 and a point having the shortest distance on the axis AX as a plane of symmetry.
- the first magnetic members 6Ba to 6Bc include a first side plate portion 61B, a second side plate portion 62B, and a first flat plate portion 65.
- the second magnetic members 7Ba to 7Bc have a first side plate portion 71B, a second side plate portion 72B, and a first flat plate portion 75.
- the first magnetic member 6B is formed, for example, by forming a single flat plate into a desired shape by punching or the like, and bending it by pressing or the like, whereby the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, and the first flat plate portion 65 are formed. Is formed.
- the first side plate portion 61B is connected to each of the second side plate portion 62B and the first flat plate portion 65, but the second side plate portion 62B and the first flat plate portion 65 are not connected. It is connected (including the case where a minute gap is vacant) by being folded. The same applies to the second magnetic member 7B.
- the first side plate portions 61B and 72B are basically the same as the first side plate portions 61 and 72 described above, but extend along the tangential direction of a concentric circle having a radius larger than the rotation locus circle R, and the axis AX The difference is that it is formed in a straight line when viewed from the direction. Therefore, each of the magnetic members 6Ba and 7Ba, the magnetic members 6Bb and 7Bb, and the first side plate portions 61B and 72B of the magnetic members 6Bc and 7Bc has a substantially hexagonal shape when viewed from the axial center AX direction.
- the second side plate portions 62B and 72B are basically the same as the second side plate portions 62 and 72 described above, except that the second side plate portions 62B and 72B are not tapered toward the other end side.
- the first flat plate portions 65 and 75 are connected to the first side plate portions 61B and 71B and the second side plate portions 62B and 72B, respectively, and cover the upper side of the corresponding magnetic field detection unit 5 in the axial center AX direction. It extends vertically.
- the shapes and the like of the magnetic members 6B and 7B described above are merely examples, and shapes other than the above may be used.
- molding method of the 1st magnetic member 6B is not limited above.
- the first magnetic member 6B may be formed by connecting the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, and the first flat plate portion 65 made of different plate materials by welding or the like. Further, for example, the first magnetic member 6B may be integrally formed by casting. The same applies to the second magnetic member 7B.
- the first side plate portion 61B and the second side plate portion 61B of the first magnetic member 6Ba are substantially the same as those described with reference to FIG. 3A. Therefore, here, an example of the magnetic field induction function of the first flat plate portion 65 of the first magnetic member 6Ba and the first flat plate portion 75 of the second magnetic member 7Ba will be mainly described.
- part of the magnetic flux that has entered the first magnetic member 6Ba from the magnet 4a also enters the first flat plate portion 65 that is connected to the first side plate portion 61B. Most of the magnetic flux travels in the first flat plate portion 65 toward the second magnetic member 7Ba. At this time, since the magnetic members 6Ba and 7Ba are separated by a gap, the magnetic flux that has traveled toward the second magnetic member 7Ba in the first flat plate portion 65 is on the upper side of the magnetic field detector 5a.
- the magnetic field detector 5a enters a portion slightly on the one side with respect to the central portion in the length direction.
- This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side slightly from the central portion. This magnetic flux leaves the magnetic field detection unit 5a and enters the second magnetic member 7Ba on the upper side of the magnetic field detection unit 5a. This magnetic flux travels toward the magnet 4d in the first flat plate portion 75 of the second magnetic member 7Ba, and eventually reaches the magnet 4d via the first side plate portion 71B.
- part of the magnetic flux that has entered the first flat plate portion 65 of the first magnetic member 6Ba travels in the first flat plate portion 65 toward the side opposite to the second magnetic member 7Ba side.
- This magnetic flux enters a portion on one end side in the length direction of the magnetic field detection unit 5a on the upper side of the magnetic field detection unit 5a.
- This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches the portion on the other side in the length direction.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detector 5a and enters the second magnetic member 7Ba.
- This magnetic flux travels toward the magnet 4d in the first flat plate portion 75 of the second magnetic member 7Ba, and eventually reaches the magnet 4d via the first side plate portion 71B.
- the outer peripheral portion of the magnetic element 51 of the magnetic field detection unit 5a is magnetized in the direction indicated by the block arrows in FIGS. 7A and 7B. Therefore, when the previous magnetization direction of the magnetic element 51 is opposite to the block arrow, the magnetization direction of the magnetic element 51 is reversed, and a pulse signal in the positive direction is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a. Is done.
- magnetic field induction function of the magnetic members 6B and 7B and the operation of the magnetic field detection unit 5 described above are merely examples, and modes other than the above may be used.
- the magnetic members 6B and 7B have the first flat plate portions 65 and 75, so that the magnetic field applied to the magnetic field detection unit 5 can be made stronger, and the magnetic stability and efficiency are improved. it can. Furthermore, the influence of the disturbance magnetic field from the upper part can be reduced.
- the first side plate portions 61B and 71B of the magnetic members 6B and 7B are arranged in a substantially hexagonal shape. Accordingly, the distance between the first side plate portions 61B and 71B and the rotation locus circle R is closest in the central portion of the first side plate portions 61B and 71B, and becomes farther as the gap portion between the first side plate portions 61B and 71B approaches. Thereby, for example, compared to the case where the first side plate portion is arranged in a circular shape as in the above-described embodiment, it is caused by the magnetic attractive force acting between the magnets 4a to 4d and the first side plate portions 61B and 71B. The cogging torque of the shaft 3 can be reduced.
- the first magnetic member and the second magnetic member have a first flat plate portion that covers the upper side of the magnetic field detection unit 5 in addition to the first side plate portion and the second side plate portion, and a lower side of the magnetic field detection unit 5. It is an example in the case of providing the 2nd flat plate part which covers.
- FIGS. 8A, 8B, and 8C 4-3-1. Configuration of rotation detection device
- FIGS. 8A, 8B, and 8C 4-3-1. Configuration of rotation detection device
- the rotation detection device 1C is different from the rotation detection device 1 according to the embodiment in the first magnetic member, the second magnetic member, and the like, and includes the shaft 3 and the magnets 4a to 4d.
- the magnetic field detectors 5a to 5c are the same as in the above embodiment.
- the first magnetic members 6Ca, 6Cb, 6Cc (hereinafter collectively referred to as “first magnetic member 6C” as appropriate) according to this modification are magnets 4a-4d on one side in the length direction of each of the magnetic field detectors 5a-5c. It is being fixed to the housing 2 so that the part etc. which oppose may be covered. Further, the second magnetic members 7Ca, 7Cb, 7Cc (hereinafter collectively referred to as “second magnetic member 7C” as appropriate) are opposed to the magnets 4a-4d on the other side in the longitudinal direction of each of the magnetic field detectors 5a-5c. It is being fixed to the housing 2 so that a part etc. may be covered.
- the magnetic members 6Ca and 7Ca, the magnetic members 6Cb and 7Cb, and the magnetic members 6Cc and 7Cc are arranged with a gap at the central portion in the length direction of the corresponding magnetic field detector 5, and the axis AX and the corresponding magnetic field
- the plane is symmetrical with a plane composed of a line passing through a central portion in the length direction of the detection unit 5 and a point having the shortest distance on the axis AX as a plane of symmetry.
- an annular substrate (not shown) is arranged on the outside in the radial direction of the magnetic field detectors 5a to 5c and the magnetic members 6Ca to 6Cc and 7Ca to 7Cc, for example.
- a circuit press part may be integrally formed in a mold resin for molding each component of the rotation detection device 1.
- the first magnetic members 6Ca to 6Cc include the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, the first flat plate portion 65, and the second flat plate portion 67, which are the same as those of the rotation detection device 1B.
- the second magnetic members 7Ba to 7Bc include a first side plate portion 71B, a second side plate portion 72B, a first flat plate portion 75, and a second flat plate portion 77 that are the same as those of the rotation detection device 1B.
- the first magnetic member 6C is formed, for example, by forming a single flat plate into a desired shape by punching or the like, and bending it by pressing or the like, whereby the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, the first flat plate portion 65, And the 2nd flat plate part 67 is formed. Therefore, for example, the first side plate portion 61B is connected to each of the second side plate portion 62B, the first flat plate portion 65, and the second flat plate portion 67, but the second side plate portion 62B and the first flat plate portion 65 are connected. And the 2nd side board part 62B and the 2nd flat plate part 67 are not connected, but are connected by folding (it includes the case where a micro clearance gap is vacant). The same applies to the second magnetic member 7C.
- the second flat plate portions 67 and 77 are connected to each of the first side plate portions 61B and 71B and each of the second side plate portions 62B and 72B, and cover the lower side of the corresponding magnetic field detection unit 5 in the axis AX direction. It extends vertically.
- the shapes and the like of the magnetic members 6C and 7C described above are merely examples, and shapes other than the above may be used.
- the molding method of the first magnetic member 6C is not limited to the above. For example, even if the first magnetic member 6C is formed by connecting the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, the first flat plate portion 65, and the second flat plate portion 67 made of different plate materials by welding or the like. Good. Further, for example, the first magnetic member 6C may be integrally formed by casting. The same applies to the second magnetic member 7C.
- part of the magnetic flux that has entered the first magnetic member 6Ca from the magnet 4a also enters the second flat plate portion 67 connected to the first side plate portion 61B. Most of the magnetic flux travels in the second flat plate portion 67 toward the second magnetic member 7Ca. At this time, since the magnetic members 6Ca and 7Ca are separated via a gap, the magnetic flux that has traveled toward the second magnetic member 7Ca in the second flat plate portion 67 is below the magnetic field detecting portion 5a. Then, the magnetic field detection unit 5a enters a portion slightly on the one side of the central portion in the length direction.
- This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side slightly from the central portion. This magnetic flux leaves the magnetic field detection unit 5a and enters the second magnetic member 7Ca below the magnetic field detection unit 5a. This magnetic flux travels toward the magnet 4d in the second flat plate portion 77 of the second magnetic member 7Ca, and eventually reaches the magnet 4d via the first side plate portion 71B.
- part of the magnetic flux that has entered the second flat plate portion 67 of the first magnetic member 6Ca travels in the second flat plate portion 67 toward the side opposite to the second magnetic member 7Ca side.
- This magnetic flux enters a portion on one end side in the length direction of the magnetic field detection unit 5a below the magnetic field detection unit 5a.
- the magnetic flux travels in the magnetic field detection unit 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side in the length direction.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detector 5a and enters the second magnetic member 7Ca.
- This magnetic flux travels toward the magnet 4d in the second flat plate portion 77 of the second magnetic member 7Ca, and eventually reaches the magnet 4d via the first side plate portion 71B.
- the outer peripheral portion of the magnetic element 51 of the magnetic field detector 5a is magnetized in the direction indicated by the block arrows in FIGS. 9A and 9B. Therefore, when the previous magnetization direction of the magnetic element 51 is opposite to the block arrow, the magnetization direction of the magnetic element 51 is reversed, and a pulse signal in the positive direction is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a. Is done.
- magnetic field induction function of the magnetic members 6C and 7C and the operation of the magnetic field detection unit 5 described above are merely examples, and modes other than the above may be used.
- the magnetic members 6C and 7C have both the first flat plate portions 65 and 75 and the second flat plate portions 67 and 77, so that the magnetic members 6C and 7C are applied to the magnetic field detection unit 5 as compared with the case where either one is provided.
- the magnetic field to be applied can be further increased, and the magnetic stability and efficiency can be further improved.
- the influence of the dimensional tolerance and the position tolerance in the axis AX direction of the magnetic field detector 5 can be reduced.
- the influence of the disturbance magnetic field from both the upper part and the lower part can be reduced.
- the first magnetic member and the second magnetic member have a first flat plate portion covering the upper side of the magnetic field detection unit 5 in addition to the first side plate portion and the second side plate portion, and the radial direction of the magnetic field detection unit 5. It is an example in the case of providing the 4th side board part which covers an outside.
- FIGS. 10A, 10B, and 10C 4-4-1. Configuration of rotation detection device
- FIGS. 10A, 10B, and 10C an example of the configuration of the rotation detection device 1D according to this modification will be described with reference to FIGS. 10A, 10B, and 10C.
- FIG. 10A for convenience of description of the structure of the rotation detection device 1, the illustration of a pair of first magnetic member and second magnetic member corresponding to the magnetic field detection unit 5 a is omitted.
- 10A to 10C, the housing 2 and the substrate 8 are not shown.
- the configuration different from the rotation detection device 1 according to the embodiment is a first magnetic member, a second magnetic member, and the like, and the shaft 3 and magnets 4a to 4d.
- the magnetic field detectors 5a to 5c are the same as in the above embodiment.
- the first magnetic members 6Da, 6Db, 6Dc according to this modification are magnets 4a-4d on one side in the length direction of each of the magnetic field detectors 5a-5c. It is being fixed to the housing 2 so that the part etc. which oppose may be covered.
- the second magnetic members 7Da, 7Db, 7Dc (hereinafter collectively referred to as “second magnetic member 7D” where appropriate) oppose the magnets 4a-4d on the other side in the length direction of the magnetic field detectors 5a-5c. It is being fixed to the housing 2 so that a part etc. may be covered.
- the magnetic members 6Da and 7Da, the magnetic members 6Db and 7Db, and the magnetic members 6Dc and 7Dc are arranged with a gap at the central portion in the length direction of the corresponding magnetic field detector 5, and the axis AX and the corresponding magnetic field
- the plane is symmetrical with a plane composed of a line passing through a central portion in the length direction of the detection unit 5 and a point having the shortest distance on the axis AX as a plane of symmetry.
- the first magnetic members 6Da to 6Dc include the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, the first flat plate portion 65, and the fourth side plate portion 64D, which are the same as those of the rotation detection device 1B.
- the second magnetic members 7Da to 7Dc include the first side plate portion 71B, the second side plate portion 72B, the first flat plate portion 75, and the fourth side plate portion 74D, which are the same as those of the rotation detection device 1B.
- the first magnetic member 6D is formed, for example, by forming a single flat plate into a desired shape by punching or the like, and bending it by pressing or the like, so that the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, the first flat plate portion 65, And the 4th side board part 64D is formed. For this reason, for example, the first side plate portion 61B is connected to each of the second side plate portion 62B and the first flat plate portion 65, and the first flat plate portion 65 is connected to the fourth side plate portion 64D.
- the part 62B and the first flat plate part 65 are not connected but are connected by folding (including a case where a minute gap is open). The same applies to the second magnetic member 7D.
- the fourth side plate portions 64D and 74D are basically the same as the above-described fourth side plate portions 64 and 74, are connected to the first flat plate portions 65 and 75, and the magnetic field on the outer side in the radial direction of the corresponding magnetic field detection unit 5. It extends along the length direction of the detector 5.
- the shapes and the like of the magnetic members 6D and 7D described above are merely examples, and shapes other than the above may be used.
- the molding method of the first magnetic member 6D is not limited to the above. For example, even if the first magnetic member 6D is formed by connecting the first side plate portion 61B, the second side plate portion 62B, the first flat plate portion 65, and the fourth side plate portion 64D made of different plate materials by welding or the like. Good. Further, for example, the first magnetic member 6D may be integrally formed by casting. The same applies to the second magnetic member 7D.
- part of the magnetic flux that has traveled from the magnet 4a through the first side plate portion 61B and the first flat plate portion 65 of the first magnetic member 6Da enters the fourth side plate portion 64D that is connected to the first flat plate portion 65, and It advances toward the second magnetic member 7Da side in the fourth side plate portion 64D.
- the magnetic members 6Da and 7Da are separated by a gap, most of the magnetic flux that has traveled toward the second magnetic member 7Da in the fourth side plate portion 64D is generated by the magnetic field detector 5a.
- the magnetic field detector 5a On the outer side in the radial direction, the magnetic field detector 5a enters a portion slightly on the one side with respect to the central portion in the length direction.
- This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side slightly from the central portion. This magnetic flux leaves the magnetic field detection unit 5a and enters the second magnetic member 7Da outside the magnetic field detection unit 5a in the radial direction. This magnetic flux travels through the fourth side plate portion 74D of the second magnetic member 7Da, and eventually reaches the magnet 4d via the first flat plate portion 75 and the first side plate portion 71B.
- a part of the magnetic flux that has entered the fourth side plate portion 64D of the first magnetic member 6Da enters a portion on one end side in the length direction of the magnetic field detection unit 5a on the outer side in the radial direction of the magnetic field detection unit 5a.
- the magnetic flux travels in the magnetic field detection unit 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side in the length direction.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detector 5a and enters the second magnetic member 7Da.
- This magnetic flux travels through the fourth side plate portion 74D of the second magnetic member 7Da, and eventually reaches the magnet 4d via the first flat plate portion 75 and the first side plate portion 71B.
- the outer peripheral portion of the magnetic element 51 of the magnetic field detection unit 5a is magnetized in the direction indicated by the block arrows in FIGS. 11A and 11B. Therefore, when the previous magnetization direction of the magnetic element 51 is opposite to the block arrow, the magnetization direction of the magnetic element 51 is reversed, and a pulse signal in the positive direction is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a. Is done.
- magnetic field induction function of the magnetic members 6D and 7D and the operation of the magnetic field detection unit 5 described above are merely examples, and modes other than the above may be used.
- the magnetic members 6D and 7D have the fourth side plate portions 64D and 74D, so that the magnetic field applied to the magnetic field detection unit 5 can be made stronger, and the magnetic stability and efficiency are improved. it can. Further, the influence of the dimensional tolerance and the position tolerance in the radial direction of the magnetic field detector 5 can be reduced, and the influence of the disturbance magnetic field from the outside in the radial direction can be reduced.
- the magnetic members 6D and 7D have the first flat plate portions 65 and 75, so that the magnetic field applied to the magnetic field detection unit 5 can be made stronger, and the magnetic stability and efficiency are improved. it can. Furthermore, the influence of the disturbance magnetic field from the upper part can be reduced.
- the magnet 4 was arrange
- the positional relationship among the magnet, the first and second magnetic members, and the magnetic field detection unit is not limited to the above.
- the magnet 4 may be arranged in the order of the magnetic field detector 5, the first and second magnetic members 6 and 7, and the magnet 4 from the outer peripheral side, that is, from the inner side to the outer side in the radial direction.
- the rotation detection device 1E has a cylindrical member 30.
- the cylindrical member 30 is supported by the housing 2 so as to be rotatable about the axis AX as a rotation axis.
- the cylindrical member 30 is connected to the shaft 3 and rotates around the axis AX in conjunction with the rotation of the shaft 3.
- the magnets 4a to 4d are fixed in the circumferential direction by, for example, adhesion. That is, in this modification, the cylindrical member 30 corresponds to an example of a magnet support, and the axial center AX direction corresponds to an example of a rotation axis direction.
- the magnets 4a to 4d rotate around the axis AX in conjunction with the rotation of the cylindrical member 30.
- the magnets 4a to 4d are arranged so that the centers of the respective rotation locus circles R1 to R4 are on the axis AX and the radii (circumferences) of the respective rotation locus circles R1 to R4 are equal to each other.
- the magnets 4a to 4d are magnetized in the radial direction, and are arranged so that the radially inner magnetic poles alternate in the circumferential direction.
- the magnets 4a to 4d are arranged such that the radially inner magnetic poles are N poles, S poles, N poles, and S poles.
- the magnets 4a to 4d are arranged, for example, at regular intervals (90 ° intervals) in the circumferential direction.
- FIG. 12A only the magnetic poles on the inner side in the radial direction of the magnet 4c are shown, and the magnetic poles of the magnets 4b and 4d are not shown.
- FIG. 12B the magnetic poles of the magnets 4a to 4d are not shown.
- the cylindrical member 30 may be directly connected to the detection target without being connected to the shaft 3. Further, in the example shown in FIG. 12, the magnet fixing portion of the cylindrical member 30 is flat, but the entire cylindrical member 30 may be cylindrical and the arc-shaped magnet 4 may be fixed.
- the first magnetic members 6Ea, 6Eb, 6Ec according to this modification are arranged on one side in the length direction on the outer side in the radial direction of the magnetic field detectors 5a to 5c. It is fixed to the housing 2 via the aforementioned substrate 8 so as to cover a portion facing the magnets 4a to 4d.
- the second magnetic members 7Ea, 7Eb, 7Ec (hereinafter collectively referred to as “second magnetic member 7E” where appropriate) are arranged on the other side in the radial direction of the magnetic field detectors 5a-5c. It is fixed to the housing 2 via the above-described substrate 8 so as to cover a portion facing 4d and the like.
- the magnetic members 6Ea and 7Ea, the magnetic members 6Eb and 7Eb, and the magnetic members 6Ec and 7Ec are arranged with a gap at the central portion in the length direction of the corresponding magnetic field detector 5, and the axis AX and the corresponding magnetic field
- the plane is symmetrical with a plane composed of a line passing through a central portion in the length direction of the detection unit 5 and a point having the shortest distance on the axis AX as a plane of symmetry.
- the magnets 4 a to 4 d are fixed to the inner periphery of the cylindrical member 30.
- Magnetic field detectors 5 a to 5 c are arranged on the inner peripheral side of the cylindrical member 30.
- magnetic members 6Ea to 6Ec and 7Ea to 7Ec are arranged between the magnets 4a to 4d and the magnetic field detectors 5a to 5c in the radial direction. That is, the magnetic field detectors 5a to 5c, the magnetic members 6Ea to 6Ec, 7Ea to 7Ec, and the magnets 4a to 4d are arranged in this order from the inner side to the outer side in the radial direction.
- the configuration of the rotation detection device 1E described above is merely an example, and a configuration other than the above may be used.
- the magnetic flux that has entered the first magnetic member 6Ea from the magnet 4a travels in the first magnetic member 6Ea toward the second magnetic member 7Ea.
- the magnetic flux that has traveled in the first magnetic member 6Ea toward the second magnetic member 7Ea is on the outer side in the radial direction of the magnetic field detector 5a.
- the magnetic field detection unit 5a enters a portion slightly on the one side of the central portion in the length direction. This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches a portion on the other side slightly from the central portion.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detection unit 5a and enters the second magnetic member 7Ea outside the magnetic field detection unit 5a in the radial direction. This magnetic flux travels in the second magnetic member 7Ea toward the magnet 4d, and eventually reaches the magnet 4d.
- part of the magnetic flux that has entered the first magnetic member 6Ea from the magnet 4a travels in the first magnetic member 6Ea toward the side opposite to the second magnetic member 7Ea.
- a part of the magnetic flux enters a portion on one end side in the length direction of the magnetic field detector 5a. This magnetic flux travels in the magnetic field detector 5a toward the other side in the length direction, passes through the central portion in the length direction, and reaches the portion on the other side in the length direction.
- This magnetic flux leaves the magnetic field detector 5a and enters the second magnetic member 7Ea. This magnetic flux travels in the second magnetic member 7Ea toward the magnet 4d, and eventually reaches the magnet 4d.
- the outer peripheral portion of the magnetic element 51 of the magnetic field detection unit 5a is magnetized in the direction indicated by the block arrow in FIG. Therefore, when the previous magnetization direction of the magnetic element 51 is opposite to the block arrow, the magnetization direction of the magnetic element 51 is reversed, and a pulse signal in the positive direction is output from the coil 52 of the magnetic field detector 5a. Is done.
- magnetic field induction function of the magnetic members 6E and 7E and the operation of the magnetic field detection unit 5 described above are merely examples, and other modes may be used.
- the axial dimension of the rotation detection device 1E can be reduced as in the above embodiment.
- the magnetic field induction function of the magnetic members 6E and 7E can prevent a change in the magnetization direction of the magnetic element 51 from being difficult to predict, and can increase the detection accuracy of the detection target.
- the magnets 4a to 4b which are flat magnets, are used as the magnets, but ring magnets may be used.
- the case where the magnets 4a to 4e of the rotation detection device 1B among the rotation detection devices 1 and 1A to 1E are changed to ring magnets will be described as a representative, but the other rotation detection devices 1, 1A and 1C to It is possible to change the 1E magnets 4a to 4e to ring magnets.
- FIGS. 14A and 14B are views corresponding to FIG. 6B described above, and FIG. 14B is a perspective view showing an example of a shaft having a ring magnet fixed to the outer periphery.
- the configuration different from the rotation detection device 1B is a shaft and a magnet, and magnetic field detection units 5a to 5c, magnetic members 6Ba to 6Bc, 7Ba to 7Bc, and the like. Is the same as the rotation detection device 1B described above.
- the rotation detection device 1F includes a shaft 3F instead of the above-described shaft 3, and includes a ring magnet 4F instead of the above-described magnets 4a to 4d.
- the shaft 3F is rotatably supported by the housing 2 with the axis AX serving as a rotation axis, and is formed in a columnar shape over the entire region of the axis AX.
- a ring magnet 4F (corresponding to an example of a magnet) is fixed by, for example, a holder. That is, in this modification, the shaft 3F corresponds to an example of a magnet support, and the axial center AX direction corresponds to an example of a rotation axis direction.
- the ring magnet 4F is magnetized in the radial direction, and includes four magnetic pole portions 4Fa, 4Fb, 4Fc, and 4Fd provided such that the magnetic poles on the outer side in the radial direction are alternately arranged in the circumferential direction.
- the magnetic pole portions 4Fa, 4Fb, 4Fc, and 4Fd are arranged such that the magnetic poles on the outer side in the radial direction are N poles, S poles, N poles, and S poles. That is, the descriptions “N” and “S” shown in FIG. 14B correspond to the magnetic poles on the radially outer side of the magnetic pole portions.
- the magnetic poles of the magnetic pole portions 4Fa to 4Fd are not shown.
- the ring magnet 4F may be fixed to the outer periphery of the shaft 3F as a plurality of arc-shaped magnets.
- the magnetic field can be made stronger and the magnetic stability and efficiency can be improved as compared with the case of using a flat magnet. Further, the strength against the centrifugal force is increased, and the holding structure to the shaft 3F can be simplified.
- the rotation detection device 1G is different from the rotation detection device 1F described above in that a shield member is disposed, and the other points are the same as those of the rotation detection device 1F described above.
- a cylindrical shield member 10 is disposed in the rotation detection device 1G.
- the shield member 10 is made of a magnetic material, and is fixed to the housing 2 so as to cover the periphery of the magnetic field detectors 5a to 5c and the like.
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Abstract
【課題】回転検出装置の軸方向寸法を低減する。 【解決手段】回転検出装置1は、ハウジング2と、ハウジング2に回転可能に支持され、磁石4a~4cが固定されたシャフト3と、大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子51及びコイル52を備え、長さ方向が磁石4a~4cの回転軌跡円R1~R4の接線方向に平行となり、且つ回転軌跡円R~R4の半径方向において磁石4a~4cと対向可能にハウジング2に固定された、磁石4a~4cの磁界を検出する磁界検出部5a~5dとを有する。
Description
開示の実施形態は、回転検出装置に関する。
特許文献1には、磁石が設けられた第1の支持体が被検出物の回転に伴って磁界検出部が設けられた第2の支持体に対して回転する間、磁石により形成された磁界を磁界検出部により検出することによって、被検出物の回転状態を検出する回転検出装置が記載されている。この回転検出装置では、磁界検出部の一端部および他端部が磁性部材により覆われている。
上記回転検出装置は、磁石が設けられた第1の支持体と、磁性部材と、磁界検出部とが、軸方向に並列に配置される構造である。このような回転検出装置において、使用環境や搭載性等の観点から、軸方向寸法を小さく抑えたい場合がある。この場合には、装置構成のさらなる最適化が要望される。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、軸方向寸法を低減することが可能な回転検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持され、磁石が固定された磁石支持体と、大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子及びコイルを備え、長さ方向が前記磁石の回転軌跡円の接線方向に平行となり、且つ、前記回転軌跡円の半径方向において前記磁石と対向可能に前記ハウジングに固定された、前記磁石の磁界を検出する磁界検出部と、を有する回転検出装置が適用される。
本発明の回転検出装置によれば、回転検出装置の軸方向寸法を低減することができる。
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、原則として同一の符号で表し、これらの構成要素についての重複説明は、適宜省略する。
(1.回転検出装置の構成)
まず、図1、図2A、及び図2Bを参照しつつ、本実施形態に係る回転検出装置の構成の一例について説明する。図1は、回転検出装置の構成の一例を表す斜視図である。図2Aは、回転検出装置の構成の一例を表す平面図である。図2Bは、回転検出装置の構成の一例を表す側面図である。なお、図1及び図2A中では、回転検出装置の構造の説明の便宜上、回転検出装置のハウジング及び基板の図示を省略している。また、図2B中では、回転検出装置の構造の説明の便宜上、回転検出装置のハウジングを透視して図示している。
まず、図1、図2A、及び図2Bを参照しつつ、本実施形態に係る回転検出装置の構成の一例について説明する。図1は、回転検出装置の構成の一例を表す斜視図である。図2Aは、回転検出装置の構成の一例を表す平面図である。図2Bは、回転検出装置の構成の一例を表す側面図である。なお、図1及び図2A中では、回転検出装置の構造の説明の便宜上、回転検出装置のハウジング及び基板の図示を省略している。また、図2B中では、回転検出装置の構造の説明の便宜上、回転検出装置のハウジングを透視して図示している。
図1、図2A、及び図2Bに示すように、回転検出装置1は、被検出対象(図示せず)の回転状態(例えば回転数や回転方向等)を検出する装置である。この回転検出装置1は、例えば有蓋円筒状のハウジング2と、シャフト3とを有する。
(1-1.シャフト及び磁石)
シャフト3は、ハウジング2に対し軸心AXを回転軸として回転可能に支持されている。このシャフト3の軸心AX方向一方側の端部は、ハウジング2内に配置され、軸心AX方向他方側の端部は、例えばハウジング2の外部において被検出対象に接続される。
シャフト3は、ハウジング2に対し軸心AXを回転軸として回転可能に支持されている。このシャフト3の軸心AX方向一方側の端部は、ハウジング2内に配置され、軸心AX方向他方側の端部は、例えばハウジング2の外部において被検出対象に接続される。
ここで、回転検出装置1の構造の説明の便宜上、上下等の方向を次のように定め、適宜使用する。すなわち、軸心AX方向一方側、つまりZ軸正の方向を「上」と定め、逆の軸心AX方向他方側、つまりZ軸負の方向を「下」と定める。但し、上下等の方向は回転検出装置1の設置態様により変動するものであり、回転検出装置1の各構成の位置関係を限定するものではない。
シャフト3の外周には、その周方向に4つの永久磁石である磁石4a,4b,4c,4d(以下適宜「磁石4」と総称する。)が例えば接着又はホルダ(図示せず)等により固定されている。つまり、シャフト3は、磁石支持体の一例に相当し、軸心AX方向は、回転軸方向の一例に相当する。従って、磁石4a~4dは、シャフト3の回転に連動して軸心AX周りに回転する。この際、磁石4a,4b,4c,4dは、各々の回転軌跡円R1,R2,R3,R4(以下適宜「回転軌跡円R」と総称する。)の中心が軸心AX上となり、且つ各々の回転軌跡円R1,R2,R3,R4の半径(円周)が互いに等しくなるように、軸心AX周りに回転する。そして、磁石4a~4dは、各々の回転軌跡円Rの半径方向(以下適宜、単に「半径方向」という。)に磁化されており、半径方向外側の磁極が回転軌跡円Rの円周方向(以下適宜、単に「円周方向」という。)に交互になるように、配置されている。例えば、磁石4a,4b,4c,4dは、各々の半径方向外側の磁極がN極、S極、N極、S極となるように、配置されている。なお、図1では磁石4aの半径方向外側の磁極のみ図示しており、磁石4b,4dの磁極の図示を省略している。また、図2A及び図3A~図3Cでは、磁石4a~4dの磁極の図示を省略している。
本実施形態では、シャフト3は、その下端部が円柱状に形成され、それ以外の部分が四角柱状に形成されている。そして、磁石4a~4dは、平板状磁石であり、シャフト3の四角柱状の部分の外周に対し円周方向に例えば等間隔(90°間隔)で離間するように、当該外周を形成する4つの側面の各々に固定されている。
なお、磁石の数は、4つに限定されるものではなく、他の個数としてもよい。その場合には、磁界検出部5及び磁性部材6,7の個数や配置等についても適宜変更すればよい。また、磁石4を永久磁石でない磁石(電磁石等)としてもよい。また、シャフトや磁石の形状は、上記に限定されるものではない。例えば、四角柱状の貫通孔が形成された磁石(多極磁石)をシャフト3の四角柱状の部分の外周に固定してもよい。また例えば、シャフト全体を円柱状に形成し、リング磁石(多極磁石)や複数の円弧状の磁石を円柱状のシャフトの外周に固定してもよい。また、磁石支持体としては、シャフト3に限定されるものではなく、シャフト以外の部材(例えばシャフトに連結されるハブ等)であってもよい。
また、ハウジング2には、基板8と、3つの磁界検出部5a,5b,5c(以下適宜「磁界検出部5」と総称する。)と、3つの第1磁性部材6a,6b,6c(以下適宜「第1磁性部材6」と総称する。)と、3つの第2磁性部材7a,7b,7c(以下適宜「第2磁性部材7」と総称する。)とが収納されている。
(1-2.基板)
基板8は、例えばシャフト3が貫通する貫通孔81が形成された円環状に形成され、ハウジング2の下端部に固定されている。
基板8は、例えばシャフト3が貫通する貫通孔81が形成された円環状に形成され、ハウジング2の下端部に固定されている。
なお、基板8の形状・固定位置は、上記に限定されるものではない。例えば、ハウジング2の下端部以外の位置に基板8を固定してもよい。また例えば、ハウジング2に固定された部材に基板8を固定してもよい。
(1-3.磁界検出部)
磁界検出部5a~5cは、大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子51と、磁性素子51に巻回されたコイル52とを備える。
磁界検出部5a~5cは、大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子51と、磁性素子51に巻回されたコイル52とを備える。
これら磁界検出部5a~5cは、各々の長さ方向(詳細には磁性素子51の長さ方向)が回転軌跡円Rの接線方向に平行となり、且つ半径方向において磁石4a~4bと(第1磁性部材6及び第2磁性部材7を介して)対向可能に、基板8を介してハウジング2に固定されている。具体的には、磁界検出部5a~5cは、磁性素子51の長さ方向一端部と軸心AXとの間の最短距離と、磁性素子51の長さ方向他端部と軸心AXとの間の最短距離とが、等しくなるように、配置されている。より具体的には、磁界検出部5a~5cは、各々の磁性素子51の長さ方向中央部と軸心AXとの最短距離が互いに等しくなり、且つ円周方向に例えば等間隔(120°間隔)で離間するように、シャフト3の周囲に配置されている。すなわち、磁界検出部5a~5cは、シャフト3の周囲に軸心AX方向から見て略三角形状となるように配置されている。
そして、磁界検出部5a~5cは、磁石4a~4dによる磁界を検出可能である。
なお、磁界検出部5a~5cの配置形状は、軸心AX方向から見て三角形状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。また、磁界検出部5の数は、3つに限定されるものではなく、他の個数としてもよい。その場合には、磁石4の個数や配置等についても適宜変更すればよい。
(1-3-1.大バルクハウゼン効果及び磁性素子の例)
ここで、「大バルクハウゼン効果」とは、磁性素子51の磁化方向が、付与される外部磁界の強度がある強度を超えた時点で急激に反転する現象であり、大バルクハウゼンジャンプとも呼ばれる。
ここで、「大バルクハウゼン効果」とは、磁性素子51の磁化方向が、付与される外部磁界の強度がある強度を超えた時点で急激に反転する現象であり、大バルクハウゼンジャンプとも呼ばれる。
磁性素子51としては、大バルクハウゼン効果が生じる磁性素子であれば特に限定されるものではなく、例えばワイヤ状の磁性素子(例えば複合磁気ワイヤ、ウィーガントワイヤ、アモルファスワイヤ等)、棒状の磁性素子、板状の磁性素子等が使用可能である。但し、説明の便宜上、以下では、磁性素子51が複合磁気ワイヤである場合について説明する。
(1-3-2.複合磁気ワイヤの磁気特性)
複合磁気ワイヤは、その外周部は比較的小さな外部磁界の付与により磁化方向が変化するが、その中心部は比較的大きな外部磁界を付与しなければ磁化方向が変化しないという磁気特性を有する、一軸異方性の複合磁性体である。
複合磁気ワイヤは、その外周部は比較的小さな外部磁界の付与により磁化方向が変化するが、その中心部は比較的大きな外部磁界を付与しなければ磁化方向が変化しないという磁気特性を有する、一軸異方性の複合磁性体である。
すなわち、複合磁気ワイヤの長さ方向と平行な一方向に、複合磁気ワイヤの中心部の磁化方向を反転させるのに十分な比較的大きな外部磁界を付与すると、複合磁気ワイヤの中心部の磁化方向と外周部の磁化方向とが同じ方向に揃う。その後、上記一方向と反対の他方向に、複合磁気ワイヤの外周部の磁化方向のみを反転させることができる程度の比較的小さな外部磁界を付与すると、複合磁気ワイヤの中心部の磁化方向は変化せず、外周部の磁化方向のみが反転する。この結果、複合磁気ワイヤは、その中心部と外周部とで磁化方向が異なる状態となり、この状態は外部磁界を取り除いても維持される。
ここで例えば、中心部が上記一方向に磁化され、外周部が上記他方向に磁化された状態の複合磁気ワイヤに、上記一方向に外部磁界を付与する。この際、外部磁界の強度を始めは小さくし、その後徐々に増加させる。すると、外部磁界の強度がある強度を超えたときに、大バルクハウゼン効果が生じ、複合磁気ワイヤの外周部の磁化方向が上記他方向から上記一方向へ急激に反転する。そして、複合磁気ワイヤの磁化方向の急激な反転により生じる起電力によって、例えば正の方向に鋭く立ち上がるパルス信号が、複合磁気ワイヤに巻回されたコイルから出力される。
また例えば、中心部及び外周部がいずれも上記一方向に磁化された状態の複合磁気ワイヤに、上記他方向に外部磁界を付与する。この際も、外部磁界の強度を始めは小さくし、その後徐々に増加させる。すると、外部磁界の強度がある程度を越えたときに、大バルクハウゼン効果が生じ、複合磁気ワイヤの外周部の磁化方向が上記一方向から上記他方向へ急激に反転する。そして、複合磁気ワイヤの磁化方向の急激な反転により生じる起電力によって、例えば負の方向に鋭く立ち上がるパルス信号が、複合磁気ワイヤに巻回されたコイルから出力される。
(1-3-3.磁界検出部の動作の概略)
上記のような複合磁気ワイヤを磁性素子51として使用する磁界検出部5a~5cでは、磁性素子51に外部磁界が付与され、磁性素子51の外周部の磁化方向が反転した場合に、コイル52からパルス信号が出力される。
上記のような複合磁気ワイヤを磁性素子51として使用する磁界検出部5a~5cでは、磁性素子51に外部磁界が付与され、磁性素子51の外周部の磁化方向が反転した場合に、コイル52からパルス信号が出力される。
回転検出装置1では、磁性素子51に付与される外部磁界に相当する磁界は、上記4つの磁石4a~4dのうち、円周方向に隣り合う2つの磁石4,4による磁界、つまり磁石4a,4bによる磁界、磁石4b,4cによる磁界、磁石4c,4dによる磁界、磁石4d,4aによる磁界である。これら4つの磁界は、磁性素子51の中心部及び外周部の双方の磁化方向を変化させることができるような大きな磁界ではなく、磁性素子51の外周部の磁化方向のみを変化させることができる程度の磁界である。
すなわち、被検出対象の回転に連動してシャフト3と共に磁石4a~4dが回転すると、磁界検出部5a~5cの磁性素子51に付与される磁界(磁界の向き)が変化する。これにより、磁界検出部5a~5cでは、磁性素子51の外周部の磁化方向が反転し、コイル52からパルス信号が出力される。
また、回転検出装置1では、上述のように、磁石4a~4dは、円周方向に90°間隔で配置され、磁界検出部5a~5cは、円周方向に120°間隔で配置されている。従って、シャフト3が回転する間に、磁界検出部5a~5cの各々のコイル52からパルス信号が出力されるタイミングが重複することがない。そして、磁界検出部5a~5cの各々のコイル52から異なるタイミングで出力されるパルス信号を用いて所定の処理を行うことで、被検出対象の回転状態を検出可能である。
(1-4.第1磁性部材及び第2磁性部材)
磁性部材6a~6c,7a~7cは、半径方向において磁石4a~4d及び磁界検出部5a~5cと対向可能に、基板8に固定されている。つまり、磁性部材6a~6c,7a~7cは、基板8を介してハウジング2に固定されている。これら磁性部材6a~6c,7a~7cは、互いに離間して配置されている。
磁性部材6a~6c,7a~7cは、半径方向において磁石4a~4d及び磁界検出部5a~5cと対向可能に、基板8に固定されている。つまり、磁性部材6a~6c,7a~7cは、基板8を介してハウジング2に固定されている。これら磁性部材6a~6c,7a~7cは、互いに離間して配置されている。
第1磁性部材6a~6cは、磁界検出部5a~5cの各々と離間し、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向一方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、配置されている。また、第2磁性部材7a~7cは、磁界検出部5a~5c各々と離間し、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向他方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、配置されている。
すなわち、磁性部材6a~6c,7a~7cは、同一の1つの磁界検出部5に対応する磁性部材6,7を1組として、3組の磁性部材6,7に区分される。つまり、磁性部材6a~6c,7a~7cは、磁界検出部5aに対応する1組の磁性部材6a,7aと、磁界検出部5bに対応する1組の磁性部材6b,7bと、磁界検出部5cに対応する1組の磁性部材6c,7cとに区分される。そして、磁性部材6a,7a、磁性部材6b,7b、及び磁性部材6c,7cは、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部において間隙を介して配置されている。また、磁性部材6a,7a、磁性部材6b,7b、及び磁性部材6c,7cは、軸心AXと、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部と軸心AX上の最短距離となる点とを通る線から構成される面を対称面とした、面対称となっている。
磁性部材6a,7aは、磁石4a~4dにより磁界検出部5aに付与される磁界を誘導し、所定の磁路を形成可能である。また、磁性部材6b,7bは、磁石4a~4dにより磁界検出部5bに付与される磁界を誘導し、所定の磁路を形成可能である。また、磁性部材6c,7cは、磁石4a~4dにより磁界検出部5cに付与される磁界を誘導し、所定の磁路を形成可能である。
本実施形態では、第1磁性部材6a~6cは、第1側板部61と、第2側板部62とを有する。また、第2磁性部材7a~7cは、第1側板部71と、第2側板部72とを有する。第1磁性部材6は、例えば1枚の平板を打ち抜き加工等により所望の形状に成形し、プレス加工等により折り曲げることで、第1側板部61及び第2側板部62が形成されている。なお、第2磁性部材7についても同様である。
第1側板部61,71は、軸心AX方向と平行に立設されている。また、第1側板部61,71は、各々の一端が、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部近傍に位置し、半径方向において磁石4a~4dと対向可能に延設されている。具体的には、第1側板部61,71は、回転軌跡円Rよりも半径の大きな同心円の円周方向に沿って延設され、軸心AX方向から見て当該同心円の円周の一部に沿った円弧状に形成されている。従って、磁性部材6a,7a、磁性部材6b,7b、及び磁性部材6c,7cの各々の第1側板部61,71は、軸心AX方向から見て略円形状となっている。
第2側板部62,72は、軸心AX方向と平行に立設されている。また、第2側板部62,72は、各々の一端が第1側板部61,71の各々の他端に接続され、各々の他端が、対応する磁界検出部5の長さ方向端部よりも長さ方向において外方に突出するように延設されている。具体的には、第2側板部62,72は、各々の他端側に向けて先細りの形状に形成されている。より具体的には、第2側板部62,72は、円周方向に隣り合う2つの磁界検出部5,5のうち、一方の磁界検出部5に対応する第1磁性部材6aの第2側板部62と、他方の磁界検出部5に対応する第2磁性部材7aの第2側板部72とが、平行となるように、延設されている。
なお、例えば磁性部材6,7の磁界誘導機能(後述)を用いなくとも磁性素子51の磁化方向の予測困難な変化を防止できるような場合には、第1磁性部材6及び第2磁性部材7は必ずしも設けなくともよい。
また、第1磁性部材6の成形方法は、上記に限定されるものではない。例えば、別々の板材からなる第1側板部61及び第2側板部62を溶接等により接続することで、第1磁性部材6を成形してもよい。また例えば、鋳造により第1磁性部材6を一体的に成形してもよい。なお、第2磁性部材7についても同様である。また、第1磁性部材は、上記で説明した第1磁性部材6a~6cの形状等に限定されるものではなく、磁界検出部5の長さ方向一方側の少なくとも磁石4a~4dに対向する部分を覆う磁性部材であれば、他の形状等としてもよい。同様に、第2磁性部材は、上記で説明した第2磁性部材7a~7cの形状等に限定されるものではなく、磁界検出部5の長さ方向他方側の少なくとも磁石4a~4dに対向する部分を覆う磁性部材であれば、他の形状等としてもよい。
(1-5.磁石、磁性部材、磁界検出部の位置関係)
以上のように、本実施形態では、ハウジング2の内周部に、外周に磁石4a~4dが固定されたシャフト3が配置されている。そして、シャフト3(磁石4a~4d)の周囲に、磁界検出部5a~5cが配置されている。また、半径方向においてシャフト3(磁石4a~4d)と磁界検出部5a~5cの間に、磁性部材6a~6c,7a~7cが配置されている。つまり、磁石4a~4d、磁性部材6a~6c,7a~7c、磁界検出部5a~5cは、半径方向の内側から外側に向けて、磁石4a~4d、磁性部材6a~6c,7a~7c、磁界検出部5a~5cの順に配置されている。
以上のように、本実施形態では、ハウジング2の内周部に、外周に磁石4a~4dが固定されたシャフト3が配置されている。そして、シャフト3(磁石4a~4d)の周囲に、磁界検出部5a~5cが配置されている。また、半径方向においてシャフト3(磁石4a~4d)と磁界検出部5a~5cの間に、磁性部材6a~6c,7a~7cが配置されている。つまり、磁石4a~4d、磁性部材6a~6c,7a~7c、磁界検出部5a~5cは、半径方向の内側から外側に向けて、磁石4a~4d、磁性部材6a~6c,7a~7c、磁界検出部5a~5cの順に配置されている。
なお、上記で説明した回転検出装置1の構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。
(2.磁性部材の磁界誘導機能及び磁界検出部の動作)
次に、図3A、図3B、及び図3Cを参照しつつ、磁性部材6,7の磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。ここでは、磁性部材6a~6c,7a~7c及び磁界検出部5a~5cのうち、1組の磁性部材6a,7aの磁界誘導機能及び磁界検出部5aの動作の一例を代表に説明するが、他の組の磁性部材6a,7aの磁界誘導機能及び他の磁界検出部5b,5cの動作についてもほぼ同様である。図3Aは、磁石4aが第1磁性部材6aに対向し、磁石4dが第2磁性部材7aに対向する際の、磁性部材6a,7aの磁界誘導態様及び磁界検出部5aの動作の一例を説明するための平面図である。図3Bは、磁石4aが磁性部材6a,7a間の間隙に対向する際の、磁性部材6a,7aの磁界誘導態様及び磁界検出部5aの動作の一例を説明するための平面図である。図3Cは、磁石4bが第1磁性部材6aに対向し、磁石4aが第2磁性部材7aに対向する際の、磁性部材6a,7aの磁界誘導態様及び磁界検出部5aの動作の一例を説明するための平面図である。なお、図3A~図3C中では、磁束の一例を太線矢印により概念的に図示している。
次に、図3A、図3B、及び図3Cを参照しつつ、磁性部材6,7の磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。ここでは、磁性部材6a~6c,7a~7c及び磁界検出部5a~5cのうち、1組の磁性部材6a,7aの磁界誘導機能及び磁界検出部5aの動作の一例を代表に説明するが、他の組の磁性部材6a,7aの磁界誘導機能及び他の磁界検出部5b,5cの動作についてもほぼ同様である。図3Aは、磁石4aが第1磁性部材6aに対向し、磁石4dが第2磁性部材7aに対向する際の、磁性部材6a,7aの磁界誘導態様及び磁界検出部5aの動作の一例を説明するための平面図である。図3Bは、磁石4aが磁性部材6a,7a間の間隙に対向する際の、磁性部材6a,7aの磁界誘導態様及び磁界検出部5aの動作の一例を説明するための平面図である。図3Cは、磁石4bが第1磁性部材6aに対向し、磁石4aが第2磁性部材7aに対向する際の、磁性部材6a,7aの磁界誘導態様及び磁界検出部5aの動作の一例を説明するための平面図である。なお、図3A~図3C中では、磁束の一例を太線矢印により概念的に図示している。
図3Aに示すように、磁石4aが第1磁性部材6aに対向し、磁石4dが第2磁性部材7aに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分は、磁石4aから第1磁性部材6aに進入する。
磁石4aから第1磁性部材6aに進入した磁束の大部分は、第1磁性部材6aの第1側板部61中を第2磁性部材7a側に向けて進行する。この際、磁性部材6a,7aは、間隙を介して離間しているので、当該第1側板部61中を第2磁性部材7a側に向けて進行した磁束は、磁界検出部5aの半径方向内側において、磁界検出部5aの長さ方向中央部よりもやや一方側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、該中央部よりもやや他方側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aの半径方向内側において、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7aに進入する。この磁束は、第2磁性部材7aの第1側板部71中を磁石4dに向けて進行し、やがて磁石4dに到達する。
また、磁石4aから第1磁性部材6aに進入した磁束の一部は、第1磁性部材6aの第2側板部62中をその他端側に向けて進行する。この磁束の一部は、磁界検出部5aの長さ方向一端側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側に向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、長さ方向他端側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7aに進入する。この磁束は、第2磁性部材7aの第2側板部72中を磁石4dに向けて進行し、やがて第1側板部71を介して磁石4dに到達する。
以上のように、磁石4aが第1磁性部材6aに対向し、磁石4dが第2磁性部材7aに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が磁性部材6a,7aにより誘導される。これにより、例えば図3A中の太実線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向中央部近傍を通過する磁路(磁界)が形成される。この結果、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が、磁界検出部5aの長さ方向中央部に付与されるので、磁界検出部5aの長さ方向中央部の磁束密度が、その長さ方向一端部や他端部の磁束密度と比較して高くなる。
また、例えば図3A中の太破線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向一端側から他端側に向かう磁界も形成される。この磁界は、磁界検出部5aの磁性素子51の長さ方向中央部だけでなく、その長さ方向一端部や他端部にも付与される。しかし、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が図3A中の太実線矢印で示す磁路を通過するので、図3A中の太破線矢印で示す磁界の強度は、図3A中の太実線矢印で示す磁界の強度よりも小さい。従って、図3A中の太破線矢印で示す磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの長さ方向中央部の磁界密度が、その長さ方向一端部や他端部の磁束密度よりも高い状態が保持されたまま、磁界検出部5aの磁束密度が全体的に増加する。
以上のような磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの磁性素子51は、図3A中のブロック矢印が示す方向、つまり磁性素子51の長さ方向一端部から他端部に向く方向に磁化される。従って、磁界検出部5aの磁性素子51の先の磁化方向が、磁性素子51の長さ方向他端部から一端部に向く方向であった場合には、磁性素子51の外周部の磁化方向が反転し、磁界検出部5aのコイル52から例えば正の方向のパルス信号が出力される。
続いて、図3Bに示すように、シャフト3が例えば反時計回りに回転し、磁石4aが磁性部材6a,7a間の間隙に対向した場合には、磁石4aから磁石4bに向かう磁束の大部分は、磁石4aから第1磁性部材6aに進入する。磁石4aから第1磁性部材6aに進入した磁束の大部分は、第1磁性部材6aの第1側板部61中を磁石4b側に向けて進行し、やがて第1磁性部材6aの第2側板部62に進入して、当該第2側板部62中をその他端側に向けて進行する。この際、第1磁性部材6aと、当該第1磁性部材6aと円周方向に隣り合う第2磁性部材7bとは、離間しているので、第1磁性部材6a中を進行した磁束の大部分は、第2磁性部材7bに進入しない。しかし、第1磁性部材6a中を進行した磁束の一部は、第1磁性部材6aの第2側板部62の他端部から離脱して第2磁性部材7bの第2側板部72の他端部に進入し、例えば図3B中の太破線矢印で示すような磁路が形成される。これにより、磁束が外方に放射(散乱)されるのを抑制できる。なお、第2磁性部材7bの第2側板部72の他端部に進入した磁束の大部分は、第2磁性部材7bの第2側板部72中を磁石4bに向けて進行し、やがて第1側板部71を介して磁石4bに到達するので、磁界検出部5bに付与されることもほぼない。
また、磁石4aが磁性部材6a,7a間の間隙に対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分は、磁石4aから第2磁性部材7aに進入する。磁石4aから第2磁性部材7aに進入した磁束の大部分は、第2磁性部材7aの第1側板部71中を磁石4d側に向けて進行し、やがて第2磁性部材7aの第2側板部72に進入して、当該第2側板部72中をその他端側に向けて進行する。この際、第2磁性部材7aと、当該第2磁性部材7aと円周方向に隣り合う第1磁性部材6cとは、離間しているので、第2磁性部材7a中を進行した磁束の大部分は、第1磁性部材6cに進入しない。しかし、第2磁性部材7a中を進行した磁束の一部は、第2磁性部材7aの第2側板部72の他端部から離脱して第1磁性部材6cの第2側板部62の他端部に進入し、例えば図3B中の太破線矢印で示すような磁路が形成される。これにより、磁束が外方に放射(散乱)されるのを抑制できる。なお、第1磁性部材6cの第1側板部62の他端部に進入した磁束の大部分は、第1磁性部材6cの第2側板部62中を磁石4dに向けて進行し、やがて第1側板部61を介して磁石4dに到達するので、磁界検出部5cに付与されることもほぼない。
また、磁石4aが磁性部材6a,7a間の間隙に対向した場合には、第1磁性部材6aを進行する磁束と、第2磁性部材7aを進行する磁束とが、軸心AXと、磁界検出部5aの長さ方向中央部と軸心AX上の最短距離となる点とを通る線から構成される面を対称面とした、面対称となる。このため、磁界検出部5aの周囲で、且つ磁性部材6a,7aにより覆われた空間では、磁石4aから磁石4bに向かう磁界と磁石4aから磁石4dに向かう磁界とが互いに打ち消し合い、磁界がほぼ0となる。
以上のように、磁石4aが磁性部材6a,7a間の間隙に対向した場合には、磁石4aから磁石4b,4dに向かう磁界が、磁性部材6a,7aにより、磁界検出部5aを避けるように誘導される。この結果、磁石4aから磁石4b,4dに向かう磁束の大部分は、磁界検出部5aに進入しない。従って、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部の磁化方向は変化しない。つまり、図3B中のブロック矢印が示す方向は、図3A中のブロック矢印が示す方向と同じであり、これは磁界検出部5aの磁性素子51の磁化方向が変化していないことを意味する。よって、この場合には、磁界検出部5aのコイル52からは、パルス信号が出力されない。
続いて、図3Cに示すように、シャフト3が例えば反時計回りに更に回転し、磁石4bが第1磁性部材6aに対向し、磁石4aが第2磁性部材7aに対向した場合には、磁石4aから磁石4bに向かう磁束が磁性部材6a,7aにより誘導され、図3Aを参照しつつ説明した磁界の向きと反対の向きの磁界が形成される。すなわち、例えば図3C中の太実線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向中央部近傍を通過する磁路(磁界)が形成される。この結果、磁石4aから磁石4bに向かう磁束の大部分が、磁界検出部5aの長さ方向中央部に付与されるので、磁界検出部5aの長さ方向中央部の磁束密度が、その長さ方向一端部や他端部の磁束密度と比較して高くなる。また、例えば図3C中の太破線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向他端側から一端側に向かう磁界も形成される。この磁界は、磁界検出部5aの磁性素子51の長さ方向中央部だけでなく、その長さ方向一端部や他端部にも付与される。しかし、磁石4aから磁石4bに向かう磁束の大部分が図3C中の太実線矢印で示す磁路を通過するので、図3C中の太破線矢印で示す磁界の強度は、図3C中の太実線矢印で示す磁界の強度よりも小さい。従って、図3C中の太破線矢印で示す磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの長さ方向中央部の磁界密度が、その長さ方向一端部や他端部の磁束密度よりも高い状態が保持されたまま、磁界検出部5aの磁束密度が全体的に増加する。
以上のような磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部は、図3C中のブロック矢印が示す方向、つまり磁性素子51の長さ方向他端部から一端部に向く方向に磁化される。従って、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部の先の磁化方向が、磁性素子51の長さ方向一端部から他端部に向く方向であった場合には、磁性素子51の外周部の磁化方向が反転し、磁界検出部5aのコイル52から例えば負の方向のパルス信号が出力される。
なお、上記で説明した磁性部材6,7の磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作は、あくまで一例であり、上記以外の態様であってもよい。
(3.本実施形態による効果の例)
以上説明した本実施形態では、磁界検出部5a~5cが、各々の長さ方向が回転軌跡円Rの接線方向に平行となり、且つ半径方向において磁石4a~4dと対向可能に、ハウジング2に固定されている。このように磁界検出部5a~5cの長さ方向が回転軌跡円Rの接線方向に平行となるように配置されることにより、例えば磁界検出部5a~5cの長さ方向が軸心AX方向と平行となるように配置される場合に比べて、回転検出装置1の軸心AX方向の寸法を低減できる。また、磁界検出部5a~5cが半径方向において磁石4a~4dと対向可能に配置されることにより、例えば磁界検出部5a~5cが磁石4a~4dと軸心AX方向において対向可能に配置される場合に比べて、回転検出装置1の軸心AX方向の寸法を低減できる。したがって、回転検出装置1の軸方向寸法を低減できる。
以上説明した本実施形態では、磁界検出部5a~5cが、各々の長さ方向が回転軌跡円Rの接線方向に平行となり、且つ半径方向において磁石4a~4dと対向可能に、ハウジング2に固定されている。このように磁界検出部5a~5cの長さ方向が回転軌跡円Rの接線方向に平行となるように配置されることにより、例えば磁界検出部5a~5cの長さ方向が軸心AX方向と平行となるように配置される場合に比べて、回転検出装置1の軸心AX方向の寸法を低減できる。また、磁界検出部5a~5cが半径方向において磁石4a~4dと対向可能に配置されることにより、例えば磁界検出部5a~5cが磁石4a~4dと軸心AX方向において対向可能に配置される場合に比べて、回転検出装置1の軸心AX方向の寸法を低減できる。したがって、回転検出装置1の軸方向寸法を低減できる。
また、本実施形態において、磁界検出部5の長さ方向一方側を覆う第1磁性部材6と、磁界検出部5の長さ方向他方側を覆う第2磁性部材7とを、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部において間隙を介して配置した場合には、これら磁性部材6,7の磁界誘導機能により、磁性素子51の磁化方向の予測困難な変化を防止して被検出対象の検出精度を高めることができる。
また、本実施形態において、磁石4a~4d、磁性部材6a~6c,7a~7c、磁界検出部5a~5cを、半径方向の内側から外側に向けて、磁石4a~4d、磁性部材6a~6c,7a~7c、磁界検出部5a~5cの順に配置した場合には、次のような効果を得る。つまり、上記構成により、磁石支持体としてシャフト3を用いることが可能となるので、磁石支持構造を簡素化できる。また、回転するシャフト3を中心に配置し、その外周側に磁性部材6a~6c,7a~7c及び磁界検出部5a~5cを配置することで、周辺部品への磁束の影響を低減できる。
また、本実施形態において、磁性部材6a~6c,7a~7cが、一端が磁界検出部5a~5cの長さ方向中央部近傍に位置し半径方向において磁石4a~4dと対向可能に延設される第1側板部61,71と、一端が第1側板部61,71に接続され他端が磁界検出部5a~5cの長さ方向端部よりも長さ方向において外方に突出するように延設される第2側板部62,72とを有する場合には、次のような効果を得る。つまり、第1側板部61,71が磁石4a~4dと対向することにより、磁性部材6a~6c,7a~7cが磁界検出部5a~5cに付与する磁界を強くできると共に、磁性部材6,7間の間隙により磁界検出部5a~5cの長さ方向中央部に対して比較的強い磁界を付与することができる。また、第2側板部62,72が長さ方向において磁界検出部5a~5cの長さ方向端部よりも外方に突出することにより、磁界検出部5a~5cの長さ方向全体に対して上記強い磁界と同じ方向の比較的弱い磁界を付与することができる。したがって、磁性素子51において所望のタイミングでバルクハウゼン効果を発生させる安定性を高めることができる。
また、本実施形態において、第2側板部62,72が各々の他端側に向けて先細りの形状である場合には、次のような効果を得る。つまり、上記構成により、第1側板部61,71から第2側板部62,72側に進行する磁束の量を低減させ、磁界検出部5a~5cの長さ方向両端部に付与される磁界が長さ方向中央部よりも大きくなるのを防止できる。したがって、磁性素子51に付与される磁束密度の分布を最適な分布にすることが可能となり、磁性素子51において所望のタイミングでバルクハウゼン効果を発生させる安定性をより高めることができる。
(4.変形例等)
以上、一実施形態について詳細に説明した。しかし、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した一実施形態に限定されるものではない。一実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。以下、そのような変形例等について順を追って説明する。
以上、一実施形態について詳細に説明した。しかし、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した一実施形態に限定されるものではない。一実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。以下、そのような変形例等について順を追って説明する。
(4-1.磁性部材の構成の他の例〔その1〕)
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の長さ方向端部を覆う第3側板部と、磁界検出部5の半径方向外側を覆う第4側板部とを備える場合の例である。
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の長さ方向端部を覆う第3側板部と、磁界検出部5の半径方向外側を覆う第4側板部とを備える場合の例である。
(4-1-1.回転検出装置の構成)
以下、図4A、図4B、及び図4Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Aの構成の一例について説明する。なお、図4A~図4C中では、ハウジング2及び基板8の図示を省略している。
以下、図4A、図4B、及び図4Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Aの構成の一例について説明する。なお、図4A~図4C中では、ハウジング2及び基板8の図示を省略している。
図4A~図4Cに示すように、回転検出装置1Aにおいて、上記実施形態に係る回転検出装置1と異なる構成は、第1磁性部材及び第2磁性部材等であり、シャフト3、磁石4a~4d、磁界検出部5a~5c等は、上記実施形態と同様である。
本変形例に係る第1磁性部材6Aa,6Ab,6Ac(以下適宜「第1磁性部材6A」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向一方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、前述の基板8を介してハウジング2に固定されている。また、第2磁性部材7Aa,7Ab,7Ac(以下適宜「第2磁性部材7A」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向他方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、前述の基板8を介してハウジング2に固定されている。そして、磁性部材6Aa,7Aa、磁性部材6Ab,7Ab、及び磁性部材6Ac,7Acは、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部において間隙を介して配置され、軸心AXと、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部と軸心AX上の最短距離となる点とを通る線から構成される面を対称面とした、面対称となっている。
本変形例では、第1磁性部材6Aa~6Acは、上記実施形態と同様の第1側板部61と、第2側板部62Aと、第3側板部63と、第4側板部64とを有する。また、第2磁性部材7Aa~7Acは、上記実施形態と同様の第1側板部71と、第2側板部72Aと、第3側板部73と、第4側板部74とを有する。第1磁性部材6Aは、例えば1枚の平板を打ち抜き加工等により所望の形状に成形し、プレス加工等により折り曲げることで、第1側板部61、第2側板部62A、第3側板部63、及び第4側板部64が形成されている。なお、第2磁性部材7Aについても同様である。
第2側板部62A,72Aは、前述の第2側板部62,72と基本的に同様であるが、第2側板部62,72の各々よりも延設方向の寸法が小さく、また各々の他端側に向けて先細りの形状となっていない点等が異なる。
第3側板部63,73は、軸心AX方向と平行に立設されている。また、第3側板部63,73は、各々の一端が第2側板部62A,72Aの各々の他端に接続され、対応する磁界検出部5の長さ方向端部よりも長さ方向外方において当該磁界検出部5の幅方向に沿って延設されている。
第4側板部64,74は、軸心AX方向と平行に立設されている。また、第4側板部64,74は、各々の一端が第3側板部63,73の各々の他端に接続され、対応する磁界検出部5の半径方向外側において当該磁界検出部5の長さ方向に沿って延設されている。
なお、上記で説明した磁性部材6A,7Aの形状等は、あくまで一例であり、上記以外の形状等であってもよい。また、第1磁性部材6Aの成形方法は、上記に限定されるものではない。例えば、別々の板材からなる第1側板部61、第2側板部62A、第3側板部63、及び第4側板部64を溶接等により接続することで、第1磁性部材6Aを成形してもよい。また例えば、鋳造により第1磁性部材6Aを一体的に成形してもよい。なお、第2磁性部材7Aについても同様である。また、上記では、第1磁性部材6Aを、第3側板部63及び第4側板部64の両方を有する構成としたが、第3側板部63のみを有する構成としてもよい。なお、第2磁性部材7Aについても同様である。
(4-1-2.磁性部材の磁界誘導機能及び磁界検出部の動作)
次に、図5を参照しつつ、磁性部材6A,7Aの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。ここでも、上記実施形態と同様、1組の磁性部材6Aa,7Aaの磁界誘導機能及び磁界検出部5aの動作の一例を代表に説明するが、他の組の磁性部材6Aa,7Aaの磁界誘導機能及び他の磁界検出部5b,5cの動作についてもほぼ同様である。
次に、図5を参照しつつ、磁性部材6A,7Aの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。ここでも、上記実施形態と同様、1組の磁性部材6Aa,7Aaの磁界誘導機能及び磁界検出部5aの動作の一例を代表に説明するが、他の組の磁性部材6Aa,7Aaの磁界誘導機能及び他の磁界検出部5b,5cの動作についてもほぼ同様である。
図5に示すように、磁石4aが第1磁性部材6Aaに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Aaに対向した場合における、第1磁性部材6Aaの第1側板部61及び第2側板部62Aや第2磁性部材7Aaの第1側板部71及び第2側板部72Aの磁界誘導機能は、上記図3Aを参照しつつ説明した、第1磁性部材6aの第1側板部61及び第2側板部62や第2磁性部材7aの第1側板部71及び第2側板部72の磁界誘導機能とほぼ同様である。従って、ここでは、主に、第1磁性部材6Aaの第3側板部63及び第4側板部64や、第2磁性部材7Aaの第3側板部73及び第4側板部74の磁界誘導機能の一例について説明する。
すなわち、磁石4aから第1磁性部材6Aaに進入した磁束の一部は、第1磁性部材6Aaの第3側板部63中を第4側板部64に向けて進行する。この磁束の一部は、磁界検出部5aの長さ方向一端側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側に向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、長さ方向他端側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Aaに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Aaの第3側板部73、第2側板部72A、及び第1側板部71中を順次進行し、やがて磁石4dに到達する。
また、磁性部材6Aa,7Aaは、間隙を介して離間しているので、第1磁性部材6Aaの第4側板部64中をその他端側に向けて進行した磁束の大部分は、磁界検出部5aの半径方向外側において、磁界検出部5aの長さ方向中央部よりもやや一方側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、該中央部よりもやや他方側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aの半径方向外側において、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Aaに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Aaの第4側板部74、第3側板部73、第2側板部72A、及び第1側板部71中を順次進行し、やがて磁石4dに到達する。
以上のように、磁石4aが第1磁性部材6Aaに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Aaに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が磁性部材6Aa,7Aaにより誘導される。これにより、例えば図5中の太実線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向中央部近傍を通過する比較的強い磁路(磁界)が形成される。また、例えば図5中の太破線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向一端側から他端側に向かう比較的弱い磁界も形成される。
以上のような磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部は、図5中のブロック矢印が示す方向に磁化される。従って、磁性素子51の先の磁化方向がブロック矢印と反対方向であった場合には、磁性素子51の磁化方向が反転し、磁界検出部5aのコイル52から例えば正の方向のパルス信号が出力される。
なお、上記で説明した磁性部材6A,7Aの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作は、あくまで一例であり、上記以外の態様であってもよい。
(4-1-3.本変形例による効果の例)
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6A,7Aが第3側板部63,73及び第4側板部64,74を有することにより、磁界検出部5に付与する磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。また、磁性部材6A,7Aが第3側板部63,73を有することにより、磁界検出部5の長さ方向の寸法公差や位置公差の影響を低減でき、第4側板部64,74を有することにより、磁界検出部5の半径方向の寸法公差や位置公差の影響を低減できる。さらに、磁性部材6A,7Aが第3側板部63,73及び第4側板部64,74を有することにより、半径方向外部からの外乱磁場の影響を低減できる。
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6A,7Aが第3側板部63,73及び第4側板部64,74を有することにより、磁界検出部5に付与する磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。また、磁性部材6A,7Aが第3側板部63,73を有することにより、磁界検出部5の長さ方向の寸法公差や位置公差の影響を低減でき、第4側板部64,74を有することにより、磁界検出部5の半径方向の寸法公差や位置公差の影響を低減できる。さらに、磁性部材6A,7Aが第3側板部63,73及び第4側板部64,74を有することにより、半径方向外部からの外乱磁場の影響を低減できる。
(4-2.磁性部材の構成の他の例〔その2〕)
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の上側を覆う第1平板部を備える場合の例である。
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の上側を覆う第1平板部を備える場合の例である。
(4-2-1.回転検出装置の構成)
以下、図6A、図6B、及び図6Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Bの構成の一例について説明する。なお、図6A中では、回転検出装置1の構造の説明の便宜上、磁界検出部5aに対応する1組の第1磁性部材及び第2磁性部材の図示を省略している。また、図6A~図6C中では、ハウジング2及び基板8の図示を省略している。
以下、図6A、図6B、及び図6Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Bの構成の一例について説明する。なお、図6A中では、回転検出装置1の構造の説明の便宜上、磁界検出部5aに対応する1組の第1磁性部材及び第2磁性部材の図示を省略している。また、図6A~図6C中では、ハウジング2及び基板8の図示を省略している。
図6A~図6Cに示すように、回転検出装置1Bにおいて、上記実施形態に係る回転検出装置1と異なる構成は、第1磁性部材及び第2磁性部材等であり、シャフト3、磁石4a~4d、磁界検出部5a~5c等は、上記実施形態と同様である。
本変形例に係る第1磁性部材6Ba,6Bb,6Bc(以下適宜「第1磁性部材6B」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向一方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、前述の基板8を介してハウジング2に固定されている。また、第2磁性部材7Ba,7Bb,7Bc(以下適宜「第2磁性部材7B」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向他方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、前述の基板8を介してハウジング2に固定されている。そして、磁性部材6Ba,7Ba、磁性部材6Bb,7Bb、及び磁性部材6Bc,7Bcは、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部において間隙を介して配置され、軸心AXと、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部と軸心AX上の最短距離となる点とを通る線から構成される面を対称面とした、面対称となっている。
本変形例では、第1磁性部材6Ba~6Bcは、第1側板部61Bと、第2側板部62Bと、第1平板部65とを有する。また、第2磁性部材7Ba~7Bcは、第1側板部71Bと、第2側板部72Bと、第1平板部75とを有する。第1磁性部材6Bは、例えば1枚の平板を打ち抜き加工等により所望の形状に成形し、プレス加工等により折り曲げることで、第1側板部61B、第2側板部62B、及び第1平板部65が形成されている。このため、例えば、第1側板部61Bは、第2側板部62B及び第1平板部65の各々と連接しているが、第2側板部62Bと第1平板部65とは、連接しておらず折り重ねることで接続(微小な隙間が空いている場合を含む)されている。なお、第2磁性部材7Bについても同様である。
第1側板部61B,72Bは、前述の第1側板部61,72と基本的に同様であるが、回転軌跡円Rよりも半径の大きな同心円の接線方向に沿って延設され、軸心AX方向から見て直線状に形成されている点等が異なる。従って、磁性部材6Ba,7Ba、磁性部材6Bb,7Bb、及び磁性部材6Bc,7Bcの各々の第1側板部61B,72Bは、軸心AX方向から見て略六角形状となっている。
第2側板部62B,72Bは、前述の第2側板部62,72と基本的に同様であるが、各々の他端側に向けて先細りの形状となっていない点等が異なる。
第1平板部65,75は、第1側板部61B,71Bの各々及び第2側板部62B,72Bの各々に接続され、対応する磁界検出部5の上側を覆うように、軸心AX方向と垂直に延設されている。
なお、上記で説明した磁性部材6B,7Bの形状等は、あくまで一例であり、上記以外の形状等であってもよい。また、第1磁性部材6Bの成形方法は、上記に限定されるものではない。例えば、別々の板材からなる第1側板部61B、第2側板部62B、及び第1平板部65を溶接等により接続することで、第1磁性部材6Bを成形してもよい。また例えば、鋳造により第1磁性部材6Bを一体的に成形してもよい。なお、第2磁性部材7Bについても同様である。
(4-2-2.磁性部材の磁界誘導機能及び磁界検出部の動作)
次に、図7A及び図7Bを参照しつつ、磁性部材6B,7Bの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
次に、図7A及び図7Bを参照しつつ、磁性部材6B,7Bの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
図7A及び図7Bに示すように、磁石4aが第1磁性部材6Baに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Baに対向した場合における、第1磁性部材6Baの第1側板部61B及び第2側板部62Bや、第2磁性部材7Baの第1側板部71B及び第2側板部72Bの磁界誘導機能は、上記図3Aを参照しつつ説明した内容とほぼ同様である。従って、ここでは、主に、第1磁性部材6Baの第1平板部65や第2磁性部材7Baの第1平板部75の磁界誘導機能の一例について説明する。
すなわち、磁石4aから第1磁性部材6Baに進入した磁束の一部は、第1側板部61Bに連接された第1平板部65にも進入する。この磁束の大部分は、当該第1平板部65中を第2磁性部材7Ba側に向けて進行する。この際、磁性部材6Ba,7Baは、間隙を介して離間しているので、当該第1平板部65中を第2磁性部材7Ba側に向けて進行した磁束は、磁界検出部5aの上側において、磁界検出部5aの長さ方向中央部よりもやや一方側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、該中央部よりもやや他方側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aの上側において、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Baに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Baの第1平板部75中を磁石4dに向けて進行し、やがて第1側板部71Bを介して磁石4dに到達する。
また、第1磁性部材6Baの第1平板部65に進入した磁束の一部は、当該第1平板部65中を第2磁性部材7Ba側と反対側に向けて進行する。この磁束は、磁界検出部5aの上側において、磁界検出部5aの長さ方向一端側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側に向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、長さ方向他端側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Baに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Baの第1平板部75中を磁石4dに向けて進行し、やがて第1側板部71Bを介して磁石4dに到達する。
以上のように、磁石4aが第1磁性部材6Baに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Baに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が磁性部材6Ba,7Baにより誘導される。これにより、例えば図7A及び図7B中の太実線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向中央部近傍を通過する比較的強い磁路(磁界)が形成される。また、例えば図7A及び図7B中の太破線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向一端側から他端側に向かう比較的弱い磁界も形成される。
以上のような磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部は、図7A及び図7B中のブロック矢印が示す方向に磁化される。従って、磁性素子51の先の磁化方向がブロック矢印と反対方向であった場合には、磁性素子51の磁化方向が反転し、磁界検出部5aのコイル52から例えば正の方向のパルス信号が出力される。
なお、上記で説明した磁性部材6B,7Bの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作は、あくまで一例であり、上記以外の態様であってもよい。
(4-2-3.本変形例による効果の例)
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6B,7Bが第1平板部65,75を有することにより、磁界検出部5に付与する磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。さらに、上部からの外乱磁場の影響を低減できる。
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6B,7Bが第1平板部65,75を有することにより、磁界検出部5に付与する磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。さらに、上部からの外乱磁場の影響を低減できる。
また、本変形例では、磁性部材6B,7Bの各々の第1側板部61B,71Bが略六角形状に配置されている。これにより、第1側板部61B,71Bと回転軌跡円Rとの距離は、第1側板部61B,71Bの中央部分で最も近く、第1側板部61B,71B同士の間隙部分に近づくほど遠くなる。これにより、例えば前述の実施形態のように第1側板部が円形状に配置される場合に比べて、磁石4a~4dと第1側板部61B,71Bとの間に作用する磁気吸引力に起因するシャフト3のコギングトルクを低減できる。
(4-3.磁性部材の構成の他の例〔その3〕)
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の上側を覆う第1平板部と、磁界検出部5の下側を覆う第2平板部とを備える場合の例である。
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の上側を覆う第1平板部と、磁界検出部5の下側を覆う第2平板部とを備える場合の例である。
(4-3-1.回転検出装置の構成)
以下、図8A、図8B、及び図8Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Cの構成の一例について説明する。なお、図8A中では、回転検出装置1の構造の説明の便宜上、磁界検出部5aに対応する1組の第1磁性部材及び第2磁性部材の図示を省略している。また、図8A~図8C中では、ハウジング2及び基板の図示を省略している。
以下、図8A、図8B、及び図8Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Cの構成の一例について説明する。なお、図8A中では、回転検出装置1の構造の説明の便宜上、磁界検出部5aに対応する1組の第1磁性部材及び第2磁性部材の図示を省略している。また、図8A~図8C中では、ハウジング2及び基板の図示を省略している。
図8A~図8Cに示すように、回転検出装置1Cにおいて、上記実施形態に係る回転検出装置1と異なる構成は、第1磁性部材及び第2磁性部材等であり、シャフト3、磁石4a~4d、磁界検出部5a~5c等は、上記実施形態と同様である。
本変形例に係る第1磁性部材6Ca,6Cb,6Cc(以下適宜「第1磁性部材6C」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向一方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、ハウジング2に固定されている。また、第2磁性部材7Ca,7Cb,7Cc(以下適宜「第2磁性部材7C」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向他方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、ハウジング2に固定されている。そして、磁性部材6Ca,7Ca、磁性部材6Cb,7Cb、及び磁性部材6Cc,7Ccは、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部において間隙を介して配置され、軸心AXと、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部と軸心AX上の最短距離となる点とを通る線から構成される面を対称面とした、面対称となっている。
なお、本変形例では、例えば、磁界検出部5a~5cや磁性部材6Ca~6Cc,7Ca~7Ccの半径方向外側に、例えば円環状の基板(図示せず)が配置される。あるいは、基板を設置するのではなく、回転検出装置1の各構成をモールドするモールド樹脂内に回路用のプレス部品を一体成形してもよい。
本変形例では、第1磁性部材6Ca~6Ccは、上記回転検出装置1Bと同様の第1側板部61B、第2側板部62B、及び第1平板部65と、第2平板部67とを有する。また、第2磁性部材7Ba~7Bcは、上記回転検出装置1Bと同様の第1側板部71B、第2側板部72B、及び第1平板部75と、第2平板部77とを有する。第1磁性部材6Cは、例えば1枚の平板を打ち抜き加工等により所望の形状に成形し、プレス加工等により折り曲げることで、第1側板部61B、第2側板部62B、第1平板部65、及び第2平板部67が形成されている。このため、例えば、第1側板部61Bは、第2側板部62B、第1平板部65、及び第2平板部67の各々と連接しているが、第2側板部62Bと第1平板部65、及び、第2側板部62Bと第2平板部67は、連接しておらず折り重ねることで接続(微小な隙間が空いている場合を含む)されている。なお、第2磁性部材7Cについても同様である。
第2平板部67,77は、第1側板部61B,71Bの各々及び第2側板部62B,72Bの各々に接続され、対応する磁界検出部5の下側を覆うように、軸心AX方向と垂直に延設されている。
なお、上記で説明した磁性部材6C,7Cの形状等は、あくまで一例であり、上記以外の形状等であってもよい。また、第1磁性部材6Cの成形方法は、上記に限定されるものではない。例えば、別々の板材からなる第1側板部61B、第2側板部62B、第1平板部65、及び第2平板部67を溶接等により接続することで、第1磁性部材6Cを成形してもよい。また例えば、鋳造により第1磁性部材6Cを一体的に成形してもよい。なお、第2磁性部材7Cについても同様である。
(4-3-2.磁性部材の磁界誘導機能及び磁界検出部の動作)
次に、図9A及び図9Bを参照しつつ、磁性部材6C,7Cの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
次に、図9A及び図9Bを参照しつつ、磁性部材6C,7Cの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
図9A及び図9Bに示すように、磁石4aが第1磁性部材6Caに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Caに対向した場合における、第1磁性部材6Caの第1側板部61B、第2側板部62B、及び第1平板部65や、第2磁性部材7Caの第1側板部71B、第2側板部72B、及び第1平板部75の磁界誘導機能は、上記図7A及び図7Bを参照しつつ説明した内容とほぼ同様である。従って、ここでは、主に、第1磁性部材6Caの第2側板部67や第2磁性部材7Caの第2側板部77の磁界誘導機能の一例について説明する。
すなわち、磁石4aから第1磁性部材6Caに進入した磁束の一部は、第1側板部61Bに連接された第2平板部67にも進入する。この磁束の大部分は、当該第2平板部67中を第2磁性部材7Ca側に向けて進行する。この際、磁性部材6Ca,7Caは、間隙を介して離間しているので、当該第2平板部67中を第2磁性部材7Ca側に向けて進行した磁束は、磁界検出部5aの下側において、磁界検出部5aの長さ方向中央部よりもやや一方側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、該中央部よりもやや他方側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aの下側において、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Caに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Caの第2平板部77中を磁石4dに向けて進行し、やがて第1側板部71Bを介して磁石4dに到達する。
また、第1磁性部材6Caの第2平板部67に進入した磁束の一部は、当該第2平板部67中を第2磁性部材7Ca側と反対側に向けて進行する。この磁束は、磁界検出部5aの下側において、磁界検出部5aの長さ方向一端側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、長さ方向他端側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Caに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Caの第2平板部77中を磁石4dに向けて進行し、やがて第1側板部71Bを介して磁石4dに到達する。
以上のように、磁石4aが第1磁性部材6Caに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Caに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が磁性部材6Ca,7Caにより誘導される。これにより、例えば図9A及び図9B中の太実線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向中央部近傍を通過する比較的強い磁路(磁界)が形成される。また、例えば図9A及び図9B中の太破線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向一端側から他端側に向かう比較的弱い磁界も形成される。
以上のような磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部は、図9A及び図9B中のブロック矢印が示す方向に磁化される。従って、磁性素子51の先の磁化方向がブロック矢印と反対方向であった場合には、磁性素子51の磁化方向が反転し、磁界検出部5aのコイル52から例えば正の方向のパルス信号が出力される。
なお、上記で説明した磁性部材6C,7Cの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作は、あくまで一例であり、上記以外の態様であってもよい。
(4-3-3.本変形例による効果の例)
以上説明した本変形例においても、上記(4-2)の変形例と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6C,7Cが第1平板部65,75及び第2平板部67,77の両方を有することにより、どちらか一方を有する場合よりも、磁界検出部5に付与する磁界を更に強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を更に向上できる。また、磁界検出部5の軸心AX方向の寸法公差や位置公差の影響を低減できる。更に、上部及び下部の両方からの外乱磁場の影響を低減できる。
以上説明した本変形例においても、上記(4-2)の変形例と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6C,7Cが第1平板部65,75及び第2平板部67,77の両方を有することにより、どちらか一方を有する場合よりも、磁界検出部5に付与する磁界を更に強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を更に向上できる。また、磁界検出部5の軸心AX方向の寸法公差や位置公差の影響を低減できる。更に、上部及び下部の両方からの外乱磁場の影響を低減できる。
(4-4.磁性部材の構成の他の例〔その4〕)
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の上側を覆う第1平板部と、磁界検出部5の半径方向外側を覆う第4側板部とを備える場合の例である。
本変形例は、第1磁性部材及び第2磁性部材が、第1側板部及び第2側板部に加えて、磁界検出部5の上側を覆う第1平板部と、磁界検出部5の半径方向外側を覆う第4側板部とを備える場合の例である。
(4-4-1.回転検出装置の構成)
以下、図10A、図10B、及び図10Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Dの構成の一例について説明する。なお、図10A中では、回転検出装置1の構造の説明の便宜上、磁界検出部5aに対応する1組の第1磁性部材及び第2磁性部材の図示を省略している。また、図10A~図10C中では、ハウジング2及び基板8の図示を省略している。
以下、図10A、図10B、及び図10Cを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Dの構成の一例について説明する。なお、図10A中では、回転検出装置1の構造の説明の便宜上、磁界検出部5aに対応する1組の第1磁性部材及び第2磁性部材の図示を省略している。また、図10A~図10C中では、ハウジング2及び基板8の図示を省略している。
図10A~図10Cに示すように、回転検出装置1Dにおいて、上記実施形態に係る回転検出装置1と異なる構成は、第1磁性部材及び第2磁性部材等であり、シャフト3、磁石4a~4d、磁界検出部5a~5c等は、上記実施形態と同様である。
本変形例に係る第1磁性部材6Da,6Db,6Dc(以下適宜「第1磁性部材6D」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向一方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、ハウジング2に固定されている。また、第2磁性部材7Da,7Db,7Dc(以下適宜「第2磁性部材7D」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの各々の長さ方向他方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、ハウジング2に固定されている。そして、磁性部材6Da,7Da、磁性部材6Db,7Db、及び磁性部材6Dc,7Dcは、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部において間隙を介して配置され、軸心AXと、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部と軸心AX上の最短距離となる点とを通る線から構成される面を対称面とした、面対称となっている。
本変形例では、第1磁性部材6Da~6Dcは、上記回転検出装置1Bと同様の第1側板部61B、第2側板部62B、及び第1平板部65と、第4側板部64Dとを有する。また、第2磁性部材7Da~7Dcは、上記回転検出装置1Bと同様の第1側板部71B、第2側板部72B、及び第1平板部75と、第4側板部74Dとを有する。第1磁性部材6Dは、例えば1枚の平板を打ち抜き加工等により所望の形状に成形し、プレス加工等により折り曲げることで、第1側板部61B、第2側板部62B、第1平板部65、及び第4側板部64Dが形成されている。このため、例えば、第1側板部61Bは、第2側板部62B及び第1平板部65の各々と連接し、第1平板部65は第4側板部64Dと連接しているが、第2側板部62Bと第1平板部65とは、連接しておらず折り重ねることで接続(微小な隙間が空いている場合を含む)されている。なお、第2磁性部材7Dについても同様である。
第4側板部64D,74Dは、前述の第4側板部64,74と基本的に同様であり、第1平板部65,75に接続され、対応する磁界検出部5の半径方向外側において当該磁界検出部5の長さ方向に沿って延設されている。
なお、上記で説明した磁性部材6D,7Dの形状等は、あくまで一例であり、上記以外の形状等であってもよい。また、第1磁性部材6Dの成形方法は、上記に限定されるものではない。例えば、別々の板材からなる第1側板部61B、第2側板部62B、第1平板部65、及び第4側板部64Dを溶接等により接続することで、第1磁性部材6Dを成形してもよい。また例えば、鋳造により第1磁性部材6Dを一体的に成形してもよい。なお、第2磁性部材7Dについても同様である。
(4-4-2.磁性部材の磁界誘導機能及び磁界検出部の動作)
次に、図11A及び図11Bを参照しつつ、磁性部材6D,7Dの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
次に、図11A及び図11Bを参照しつつ、磁性部材6D,7Dの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
図11A及び図11Bに示すように、磁石4aが第1磁性部材6Daに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Daに対向した場合における、第1磁性部材6Daの第1側板部61B、第2側板部62B、及び第1平板部65や、第2磁性部材7Daの第1側板部71B、第2側板部72B、及び第1平板部75の磁界誘導機能は、上記図7A及び図7Bを参照しつつ説明した内容とほぼ同様である。従って、ここでは、主に、第1磁性部材6Daの第4側板部64Dや第2磁性部材7Daの第4側板部74Dの磁界誘導機能の一例について説明する。
すなわち、磁石4aから第1磁性部材6Daの第1側板部61B及び第1平板部65を進行した磁束の一部は、第1平板部65に連接された第4側板部64Dに進入し、当該第4側板部64D中を第2磁性部材7Da側に向けて進行する。この際、磁性部材6Da,7Daは、間隙を介して離間しているので、当該第4側板部64D中を第2磁性部材7Da側に向けて進行した磁束の大部分は、磁界検出部5aの半径方向外側において、磁界検出部5aの長さ方向中央部よりもやや一方側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、該中央部よりもやや他方側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aの半径方向外側において、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Daに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Daの第4側板部74D中を進行し、やがて第1平板部75や第1側板部71Bを介して磁石4dに到達する。
また、第1磁性部材6Daの第4側板部64Dに進入した磁束の一部は、磁界検出部5aの半径方向外側において、磁界検出部5aの長さ方向一端側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、長さ方向他端側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Daに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Daの第4側板部74D中を進行し、やがて第1平板部75や第1側板部71Bを介して磁石4dに到達する。
以上のように、磁石4aが第1磁性部材6Daに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Daに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が磁性部材6Da,7Daにより誘導される。これにより、例えば図11A及び図11B中の太実線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向中央部近傍を通過する比較的強い磁路(磁界)が形成される。また、例えば図11A及び図11B中の太破線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向一端側から他端側に向かう比較的弱い磁界も形成される。
以上のような磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部は、図11A及び図11B中のブロック矢印が示す方向に磁化される。従って、磁性素子51の先の磁化方向がブロック矢印と反対方向であった場合には、磁性素子51の磁化方向が反転し、磁界検出部5aのコイル52から例えば正の方向のパルス信号が出力される。
なお、上記で説明した磁性部材6D,7Dの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作は、あくまで一例であり、上記以外の態様であってもよい。
(4-4-3.本変形例による効果の例)
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6D,7Dが第4側板部64D,74Dを有することにより、磁界検出部5に付与する磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。また、磁界検出部5の半径方向の寸法公差や位置公差の影響を低減できると共に、半径方向外部からの外乱磁場の影響を低減できる。
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本変形例では、磁性部材6D,7Dが第4側板部64D,74Dを有することにより、磁界検出部5に付与する磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。また、磁界検出部5の半径方向の寸法公差や位置公差の影響を低減できると共に、半径方向外部からの外乱磁場の影響を低減できる。
また、本変形例では、磁性部材6D,7Dが第1平板部65,75を有することにより、磁界検出部5に付与する磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。さらに、上部からの外乱磁場の影響を低減できる。
(4-5.磁石を磁界検出部及び磁性部材の外周側に配置する場合)
上記実施形態では、磁石4が内周側、つまり、半径方向の内側から外側に向けて、磁石4、第1及び第2磁性部材6,7、磁界検出部5の順に配置されていた。しかし、磁石、第1及び第2磁性部材、磁界検出部の位置関係は、上記に限定されるものではない。例えば、磁石4を外周側、つまり、半径方向の内側から外側に向けて、磁界検出部5、第1及び第2磁性部材6,7、磁石4の順に配置してもよい。
上記実施形態では、磁石4が内周側、つまり、半径方向の内側から外側に向けて、磁石4、第1及び第2磁性部材6,7、磁界検出部5の順に配置されていた。しかし、磁石、第1及び第2磁性部材、磁界検出部の位置関係は、上記に限定されるものではない。例えば、磁石4を外周側、つまり、半径方向の内側から外側に向けて、磁界検出部5、第1及び第2磁性部材6,7、磁石4の順に配置してもよい。
(4-5-1.回転検出装置の構成)
以下、図12A及び図12Bを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Eの構成の一例について説明する。なお、図12A及び図12B中では、ハウジング2、シャフト3、及び基板8の図示を省略している。
以下、図12A及び図12Bを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Eの構成の一例について説明する。なお、図12A及び図12B中では、ハウジング2、シャフト3、及び基板8の図示を省略している。
図12A及び図12Bに示すように、回転検出装置1Eは、円筒部材30を有する。円筒部材30は、ハウジング2に対し軸心AXを回転軸として回転可能に支持されている。具体的には、円筒部材30は、シャフト3に連結され、シャフト3の回転に連動して軸心AX周りに回転する。この円筒部材30の内周には、その周方向に前述の磁石4a~4dが例えば接着等により固定されている。つまり、本変形例では、円筒部材30は、磁石支持体の一例に相当し、軸心AX方向は、回転軸方向の一例に相当する。
従って、磁石4a~4dは、円筒部材30の回転に連動して軸心AX周りに回転する。この際、磁石4a~4dは、各々の回転軌跡円R1~R4の中心が軸心AX上となり、且つ各々の回転軌跡円R1~R4の半径(円周)が互いに等しくなるように、軸心AX周りに回転する。そして、磁石4a~4dは、半径方向に磁化されており、各々の半径方向内側の磁極が円周方向に交互になるように、配置されている。例えば、磁石4a~4dは、各々の半径方向内側の磁極がN極、S極、N極、S極となるように、配置されている。そして、磁石4a~4dは、円周方向に例えば等間隔(90°間隔)で離間して配置されている。なお、図12Aでは磁石4cの半径方向内側の磁極のみ図示しており、磁石4b,4dの磁極の図示を省略している。また、図12Bでは、磁石4a~4dの磁極の図示を省略している。
なお、円筒部材30は、シャフト3に連結されず被検出対象に直接連結されてもよい。また、図12に示す例では円筒部材30の磁石固定箇所を平板状としているが、円筒部材30の全体を円筒形状とし、円弧状の磁石4を固定してもよい。
本変形例に係る第1磁性部材6Ea,6Eb,6Ec(以下適宜「第1磁性部材6E」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの半径方向外側において各々の長さ方向一方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、前述の基板8を介してハウジング2に固定されている。また、第2磁性部材7Ea,7Eb,7Ec(以下適宜「第2磁性部材7E」と総称する。)は、磁界検出部5a~5cの半径方向外側において各々の長さ方向他方側の磁石4a~4dに対向する部分等を覆うように、前述の基板8を介してハウジング2に固定されている。
そして、磁性部材6Ea,7Ea、磁性部材6Eb,7Eb、及び磁性部材6Ec,7Ecは、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部において間隙を介して配置され、軸心AXと、対応する磁界検出部5の長さ方向中央部と軸心AX上の最短距離となる点とを通る線から構成される面を対称面とした、面対称となっている。
以上のように、本変形例では、円筒部材30の内周に、磁石4a~4dが固定されている。そして、円筒部材30の内周側に、磁界検出部5a~5cが配置されている。また、半径方向において磁石4a~4dと磁界検出部5a~5cの間に、磁性部材6Ea~6Ec,7Ea~7Ecが配置されている。つまり、半径方向の内側から外側に向けて、磁界検出部5a~5c、磁性部材6Ea~6Ec,7Ea~7Ec、磁石4a~4dの順に配置されている。
なお、上記で説明した回転検出装置1Eの構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。
(4-5-2.磁性部材の磁界誘導機能及び磁界検出部の動作)
次に、図13を参照しつつ、磁性部材6E,7Eの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
次に、図13を参照しつつ、磁性部材6E,7Eの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作の一例について説明する。
図13に示すように、磁石4aが第1磁性部材6Eaに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Eaに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分は、磁石4aから第1磁性部材6Eaに進入する。
磁石4aから第1磁性部材6Eaに進入した磁束の大部分は、第1磁性部材6Ea中を第2磁性部材7Ea側に向けて進行する。この際、磁性部材6Ea,7Eaは、間隙を介して離間しているので、第1磁性部材6Ea中を第2磁性部材7Ea側に向けて進行した磁束は、磁界検出部5aの半径方向外側において、磁界検出部5aの長さ方向中央部よりもやや一方側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側へ向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、該中央部よりもやや他方側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aの半径方向外側において、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Eaに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Ea中を磁石4dに向けて進行し、やがて磁石4dに到達する。
また、磁石4aから第1磁性部材6Eaに進入した磁束の一部は、第1磁性部材6Ea中を第2磁性部材7Eaと反対側に向けて進行する。この磁束の一部は、磁界検出部5aの長さ方向一端側の部分に進入する。この磁束は、磁界検出部5a中をその長さ方向他方側に向けて進行し、長さ方向中央部を通過して、長さ方向他端側の部分に到達する。この磁束は、磁界検出部5aから離脱して第2磁性部材7Eaに進入する。この磁束は、第2磁性部材7Ea中を磁石4dに向けて進行し、やがて磁石4dに到達する。
以上のように、磁石4aが第1磁性部材6Eaに対向し、磁石4dが第2磁性部材7Eaに対向した場合には、磁石4aから磁石4dに向かう磁束の大部分が磁性部材6Ea,7Eaにより誘導される。これにより、例えば図13中の太実線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向中央部近傍を通過する比較的強い磁路(磁界)が形成される。また、例えば図13の太破線矢印で示すような磁界検出部5aの長さ方向一端側から他端側に向かう比較的弱い磁界も形成される。
以上のような磁界が磁界検出部5aに付与されることで、磁界検出部5aの磁性素子51の外周部は、図13中のブロック矢印が示す方向に磁化される。従って、磁性素子51の先の磁化方向がブロック矢印と反対方向であった場合には、磁性素子51の磁化方向が反転し、磁界検出部5aのコイル52から例えば正の方向のパルス信号が出力される。
なお、上記で説明した磁性部材6E,7Eの磁界誘導機能及び磁界検出部5の動作は、あくまで一例であり、上記以外の態様であってもよい。
(4-5-3.本変形例による効果の例)
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様に、回転検出装置1Eの軸方向寸法を低減できる。また、磁性部材6E,7Eの磁界誘導機能により、磁性素子51の磁化方向の予測困難な変化を防止して被検出対象の検出精度を高めることができる。
以上説明した本変形例においても、上記実施形態と同様に、回転検出装置1Eの軸方向寸法を低減できる。また、磁性部材6E,7Eの磁界誘導機能により、磁性素子51の磁化方向の予測困難な変化を防止して被検出対象の検出精度を高めることができる。
(4-6.リング磁石を固定する場合)
上記実施形態や各変形例では、磁石として、平板状磁石である磁石4a~4bを用いていたが、リング磁石を用いてもよい。ここでは、前述の回転検出装置1,1A~1Eのうち、回転検出装置1Bの磁石4a~4eをリング磁石に変更する場合を代表に説明するが、他の回転検出装置1,1A,1C~1Eの磁石4a~4eをリング磁石に変更することも可能である。
上記実施形態や各変形例では、磁石として、平板状磁石である磁石4a~4bを用いていたが、リング磁石を用いてもよい。ここでは、前述の回転検出装置1,1A~1Eのうち、回転検出装置1Bの磁石4a~4eをリング磁石に変更する場合を代表に説明するが、他の回転検出装置1,1A,1C~1Eの磁石4a~4eをリング磁石に変更することも可能である。
以下、図14A及び図14Bを参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Fの構成の一例について説明する。図14Aは、前述の図6Bに対応する図であり、図14Bは、外周にリング磁石が固定されたシャフトの一例を表す斜視図である。
図14A及び図14Bに示すように、回転検出装置1Fにおいて、前述の回転検出装置1Bと異なる構成は、シャフト及び磁石であり、磁界検出部5a~5c、磁性部材6Ba~6Bc,7Ba~7Bc等は、前述の回転検出装置1Bと同様である。
すなわち、回転検出装置1Fは、前述のシャフト3に代えてシャフト3Fを有し、前述の磁石4a~4dに代えてリング磁石4Fを有する。
シャフト3Fは、前述のハウジング2に対し軸心AXを回転軸として回転可能に支持され、その軸心AX方向全域に亘って円柱状に形成されている。このシャフト3Fの外周には、リング磁石4F(磁石の一例に相当)が例えばホルダにより固定されている。つまり、本変形例では、シャフト3Fは、磁石支持体の一例に相当し、軸心AX方向は、回転軸方向の一例に相当する。
リング磁石4Fは、半径方向に磁化されており、半径方向外側の磁極が円周方向に交互になるように設けられた4つの磁極部4Fa,4Fb,4Fc,4Fdを備える。例えば、磁極部4Fa,4Fb,4Fc,4Fdは、各々の半径方向外側の磁極がN極、S極、N極、S極となるように、配置されている。つまり、図14B中に示す「N」「S」の記載は、各磁極部の半径方向外側の磁極に対応する。なお、図14Aでは、磁極部4Fa~4Fdの磁極の図示を省略している。
なお、リング磁石4Fを、複数の円弧状の磁石としてシャフト3Fの外周に固定してもよい。
本変形例では、リング磁石4Fを用いることにより、平板状磁石を用いる場合に比べて、磁界をより強くすることができ、磁気的な安定性及び効率を向上できる。また、遠心力に対する強度が高まると共に、シャフト3Fへの保持構造も簡素化できる。
(4-7.周囲をシールド部材で覆う場合)
上記実施形態や各変形例のうち、磁界検出部5a~5cの半径方向外側が第1及び第2磁性部材で覆われていない例(例えば回転検出装置1,1B,1C,1F等)等では、磁界検出部5a~5bの周囲を磁性材料で構成されたシールド部材により覆ってもよい。ここでは、前述の回転検出装置1,1A~1Fのうち、回転検出装置1Fの磁界検出部5a~5c等の周囲をシールド部材により覆う場合を代表に説明するが、他の回転検出装置の周囲をシールド部材により覆うことも可能である。
上記実施形態や各変形例のうち、磁界検出部5a~5cの半径方向外側が第1及び第2磁性部材で覆われていない例(例えば回転検出装置1,1B,1C,1F等)等では、磁界検出部5a~5bの周囲を磁性材料で構成されたシールド部材により覆ってもよい。ここでは、前述の回転検出装置1,1A~1Fのうち、回転検出装置1Fの磁界検出部5a~5c等の周囲をシールド部材により覆う場合を代表に説明するが、他の回転検出装置の周囲をシールド部材により覆うことも可能である。
以下、図15を参照しつつ、本変形例に係る回転検出装置1Gの構成の一例について説明する。
図15に示すように、回転検出装置1Gにおいて、前述の回転検出装置1Fと異なる点は、シールド部材が配置された点であり、その他は、前述の回転検出装置1Fと同様である。
すなわち、回転検出装置1Gには、例えば円筒状のシールド部材10が配置されている。シールド部材10は、磁性材料で構成され、磁界検出部5a~5c等の周囲を覆うように、前述のハウジング2に固定されている。
このように磁界検出部5a~5cの周囲にシールド部材10を配置することにより、半径方向外部からの外乱磁場の影響を低減できる。
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「中央」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「中央」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に中央」という意味である。
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
1 回転検出装置
1A~1G 回転検出装置
2 ハウジング
3 シャフト(磁石支持体の一例)
4a~4d 磁石
4F リング磁石(磁石の一例)
5a~5c 磁界検出部
6a~6c 第1磁性部材
6Aa~6Ac 第1磁性部材
6Ba~6Bc 第1磁性部材
6Ca~6Cc 第1磁性部材
6Da~6Dc 第1磁性部材
6Ea~6Ec 第1磁性部材
7a~7c 第2磁性部材
7Aa~7Ac 第2磁性部材
7Ba~7Bc 第2磁性部材
7Ca~7Cc 第2磁性部材
7Da~7Dc 第2磁性部材
7Ea~7Ec 第2磁性部材
51 磁性素子
52 コイル
61 第1側板部
61B 第1側板部
62 第2側板部
62A 第2側板部
62B 第2側板部
63 第3側板部
64 第4側板部
64D 第4側板部
65 第1平板部
67 第2平板部
71 第1側板部
71B 第1側板部
72 第2側板部
72A 第2側板部
72B 第2側板部
73 第3側板部
74 第4側板部
74D 第4側板部
75 第1平板部
77 第2平板部
R1~R4 回転軌跡円
1A~1G 回転検出装置
2 ハウジング
3 シャフト(磁石支持体の一例)
4a~4d 磁石
4F リング磁石(磁石の一例)
5a~5c 磁界検出部
6a~6c 第1磁性部材
6Aa~6Ac 第1磁性部材
6Ba~6Bc 第1磁性部材
6Ca~6Cc 第1磁性部材
6Da~6Dc 第1磁性部材
6Ea~6Ec 第1磁性部材
7a~7c 第2磁性部材
7Aa~7Ac 第2磁性部材
7Ba~7Bc 第2磁性部材
7Ca~7Cc 第2磁性部材
7Da~7Dc 第2磁性部材
7Ea~7Ec 第2磁性部材
51 磁性素子
52 コイル
61 第1側板部
61B 第1側板部
62 第2側板部
62A 第2側板部
62B 第2側板部
63 第3側板部
64 第4側板部
64D 第4側板部
65 第1平板部
67 第2平板部
71 第1側板部
71B 第1側板部
72 第2側板部
72A 第2側板部
72B 第2側板部
73 第3側板部
74 第4側板部
74D 第4側板部
75 第1平板部
77 第2平板部
R1~R4 回転軌跡円
Claims (9)
- ハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に支持され、磁石が固定された磁石支持体と、
大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子及びコイルを備え、長さ方向が前記磁石の回転軌跡円の接線方向に平行となり、且つ、前記回転軌跡円の半径方向において前記磁石と対向可能に前記ハウジングに固定された、前記磁石の磁界を検出する磁界検出部と、を有する
ことを特徴とする回転検出装置。 - 前記回転検出装置は、
前記ハウジングに固定され、前記磁界検出部の長さ方向一方側の少なくとも前記磁石に対向する部分を覆う第1磁性部材と、
前記ハウジングに固定され、前記磁界検出部の長さ方向他方側の少なくとも前記磁石に対向する部分を覆う第2磁性部材と、を有し、
前記第1磁性部材と前記第2磁性部材とは、
前記磁界検出部の長さ方向中央部において間隙を介して配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の回転検出装置。 - 前記磁石、前記第1磁性部材及び前記第2磁性部材、前記磁界検出部は、
前記半径方向の内側から外側に向けて、前記磁石、前記第1磁性部材及び前記第2磁性部材、前記磁界検出部の順に配置される
ことを特徴とする請求項2に記載の回転検出装置。 - 前記第1磁性部材及び前記第2磁性部材は、
一端が前記磁界検出部の前記中央部近傍に位置し、前記半径方向において前記磁石と対向可能に延設される第1側板部と、
一端が前記第1側板部に接続され、他端が前記磁界検出部の長さ方向端部よりも長さ方向において外方に突出するように延設される第2側板部と、を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の回転検出装置。 - 前記第2側板部は、
前記他端側に向けて先細りの形状である
ことを特徴とする請求項4に記載の回転検出装置。 - 前記第1磁性部材及び前記第2磁性部材は、
前記磁界検出部の前記端部よりも長さ方向外方において前記磁界検出部の幅方向に沿って延設された第3側板部、及び、前記磁界検出部の前記半径方向外側において前記磁界検出部の長さ方向に沿って延設された第4側板部の少なくとも一方を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の回転検出装置。 - 前記第1磁性部材及び前記第2磁性部材は、
前記磁石支持体の回転軸方向において前記磁界検出部の回転軸方向一方側を覆う第1平板部、及び、前記磁界検出部の回転軸方向他方側を覆う第2平板部の少なくとも一方を有する
ことを特徴とする請求項4又は6に記載の回転検出装置。 - 前記磁界検出部は3つであり、
前記磁石支持体の周囲に回転軸方向から見て三角形状となるように配置され、
前記3つの磁界検出部に対応する3組の前記第1磁性部材及び前記第2磁性部材は、
各々の前記第1側板部が前記回転軸方向から見て六角形状となるように配置される
ことを特徴とする請求項4~7のいずれか1項に記載の回転検出装置。 - 前記磁石支持体は、
円柱状のシャフトであり、
前記磁石は、
前記シャフトの外周に固定されたリング磁石である
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の回転検出装置。
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