(57)【要約】【課題】回転機械の製造効率を向上させることができる回転検出器を提供することを目的とする。【解決手段】回転検出器１００は、動力部１４の回転部１５と接触して固定される接続部、接続部から軸方向一方に向かって延びる出力シャフト部、ならびに、接続部および出力シャフト部から成り、さらに、接続部および出力シャフト部の最大外周面に形成された被検出領域１０７を有する可動部１０１と、接続部の径方向外側に固定され、被検出領域１０７の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する固定部１０２とを備える。【選択図】図１
2014232049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械の回転を検出するための回転検出器であって、
前記回転機械の回転部と接触して固定される接続部、
前記接続部から軸方向一方に向かって延びる出力シャフト部、ならびに、
前記接続部および前記出力シャフト部において最大の外径を有する第１外周面に形成された第１被検出部を有する可動部と、
前記第１外周面の径方向外側に離隔して固定され、前記第１被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する固定部と、を備える、回転検出器。
【請求項２】
前記出力シャフト部の軸方向一方の端面、および、該端面とは反対側に位置する、前記接続部の軸方向他方の端面には、前記出力シャフト部および前記第１外周面の中心と同心の穴または突部が形成される、請求項１に記載の回転検出器。
【請求項３】
前記可動部とは別の部材として作製され、前記可動部に固定される環状の第２可動部をさらに備え、
前記第２可動部は、該第２可動部の第２外周面に第２被検出部を有し、
前記第１被検出部は、周方向に等間隔で配列するように前記第１外周面に形成された複数の凹部または凸部を含み、
前記第２被検出部は、前記第２外周面に形成された１つの凹部または凸部を含み、
前記固定部は、前記第１被検出部および前記第２被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する、請求項１または２に記載の回転検出器。
【請求項４】
前記可動部は、前記第１被検出部の軸方向に隣接するように前記第１被検出部に対して一体的に形成された第２被検出部を有し、
前記第１被検出部は、周方向に等間隔で配列するように前記第１外周面に形成された複数の凹部または凸部を含み、
前記第２被検出部は、前記第１外周面に形成された１つの凹部または凸部を含み、
前記固定部は、前記第１被検出部および前記第２被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する、請求項１または２に記載の回転検出器。
【請求項５】
前記第１被検出部と前記第２被検出部との間には、前記第１外周面の全周に亘って周方向に延びる溝が形成されている、請求項３または４に記載の回転検出器。
【請求項６】
回転機械と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転検出器と、を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の回転を検出する回転検出器、および回転検出器を備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボモータ等の回転機械の分野において、回転機械の回転速度または回転角度等のような、回転に係る情報を取得するために、回転検出器を設置することが知られている（例えば、特許文献１）。この回転検出器は、回転機械の出力シャフト部とともに回転する可動部と、可動部の径方向外側に固定され、可動部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する固定部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転機械においては、回転検出器の可動部が、回転機械の回転部から独立した部材として作製されていた。したがって、回転検出器の性能を確保するためには、回転機械の組立作業において、回転検出器の可動部を、電動機の回転部に対して厳密に位置決めする作業が必要となる。これにより、作業が複雑化してしまい、製造効率を向上させることが困難となっていた。
【０００５】
具体的には、高精度な位置決めが求められる回転検出器の被検出部を、回転機械の回転部に固定される回転出力部材とは別の、独立した円環部材として別途製造し、回転機械の組立工程において、この円環部材を、回転出力部材に嵌め込む作業が行われてきた。
【０００６】
この作業においては、回転機械の回転部に固定される回転出力部材を、回転機械の回転部と同心となるように回転部に固定し、次いで、被検出部が設けられた円環部材を、回転軸と同心となるように回転出力部材に固定する。この作業において、２段階の厳密な芯出し作業が必要となる。これにより、回転機械の組立工程が複雑化し、回転機械の製造効率の低下に繋がっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、製造効率を向上させることができる回転検出器を提供することを目的とする。また、本発明は、製造効率を向上させることができる回転機械と回転検出器とを備えるシステムを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様において、回転検出器は、回転機械の回転を検出するためのものであって、回転機械の回転部と接触して固定される接続部、接続部から軸方向一方に向かって延びる出力シャフト部、ならびに、接続部および出力シャフト部において最大の外径を有する第１外周面に形成された第１被検出部を有する可動部と、第１外周面の径方向外側に離隔して固定され、第１被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する固定部とを備える。
【０００９】
また、出力シャフト部の軸方向一方の端面、および、該端面とは反対側に位置する、接続部の軸方向他方の端面には、出力シャフト部および第１外周面の中心と同心の穴または突部が形成されてもよい。
【００１０】
回転検出器は、可動部とは別の部材として作製され、可動部に固定される環状の第２可動部をさらに備え、第２可動部は、該第２可動部の第２外周面に第２被検出部を有してもよい。この場合において、第１被検出部は、周方向に等間隔で配列するように第１外周面に形成された複数の凹部または凸部を含み、第２被検出部は、第２外周面に形成された１つの凹部または凸部を含んでもよい。固定部は、第１被検出部および第２被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する。
【００１１】
また、第２態様として、上記可動部は、第１被検出部の軸方向に隣接するように第１被検出部に対して一体的に形成された第２被検出部を有してもよい。この場合において、第１被検出部は、周方向に等間隔で配列するように第１外周面に形成された複数の凹部または凸部を含み、第２被検出部は、第１外周面に形成された１つの凹部または凸部を含んでもよい。固定部は、第１被検出部および第２被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する。また、第１被検出部と第２被検出部との間には、第１外周面の全周に亘って周方向に延びる溝が形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接続部の外周面を高精度に切削加工することによって、被検出部を、回転機械の回転部に固定される可動部上に、直接形成することが可能となる。これにより、従来必要となっていた、被検出部を厳密に位置決めするための芯出し作業を、省略することができる。その結果、回転機械を組み立てる作業を簡略化することができるので、回転機械の製造効率を向上させることができる。
【００１３】
また、回転検出器を構成する可動部は、出力シャフト部と、被検出部とを有することから、回転機械の回転を検出する機能と、回転機械の回転力を外部機器へ出力する機能とを兼備することになる。これにより、回転力を外部機器に伝達する際に生じるガタやバックラッシによる動力伝達誤差を減少させることが可能になる。
【００１４】
また、従来は、被検出部が設けられた円環部材を、電動機の回転部に固定される回転出力部材に対して、ボルト止め等によって固定する必要があったが、このようなボルト止め作業が不要となるとともに、部品点数を省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステムの側面図である。
【図２】図１に示す可動部の斜視図である。
【図３】図１に示す可動部の側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る可動部の斜視図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る可動部の図であって、（ａ）は前方斜視図、（ｂ）は後方斜視図を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係る可動部組立体の分解斜視図である。
【図７】図６に示す可動部組立体の組立図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係る可動部組立体の側面図である。
【図９】図８に示す第２可動部の斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る可動部の斜視図である。
【図１１】図１０に示す可動部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るシステム１０の構成について説明する。なお、以下の説明においては、電動機１１の回転軸Ｏ１の軸心方向を軸方向とし、図１の紙面左方を軸方向前方、紙面右方を軸方向後方とする。
【００１７】
システム１０は、ハウジング１２の内部に設置される電動機１１と、電動機１１の回転を検出するための回転検出器１００とを備える。電動機１１は、サーボモータ等のような電気的に制御されるモータであって、ハウジング１２の内部に画定された空間１３内に固定されている。
【００１８】
電動機１１は、回転力を発生させる動力部１４と、動力部１４によって発生された回転を出力する回転部１５とを有する。動力部１４は、固定子（図示せず）と、回転可能に設置された回転子（図示せず）とを含む。固定子の表面には、コイルが巻回されている。また、回転子は、磁石を含む。
【００１９】
外部に設置された動力源（図示せず）からこのコイルに電流が流されると、固定子によって、回転軸Ｏ１の周りに回転磁界が生成される。回転子は、固定子によって生成された回転磁界によって周方向に電磁力を受ける。その結果、回転子は、回転軸周りに回転する。
【００２０】
回転部１５は、動力部１４の回転子に機械的に連結されており、回転子と一体となって回転する。回転部１５は、動力部１４の外部へ延出するように、動力部１４に回転可能に取り付けられている。
【００２１】
回転検出器１００は、電動機１１の回転部１５に固定された可動部１０１と、可動部１０１の径方向外側に離隔して固定された固定部１０２とを有する。可動部１０１は、回転部１５と一体となって回転する。
【００２２】
次に、図２および図３を参照して、本実施形態に係る可動部１０１の構成について説明する。可動部１０１は、例えば鉄のような強磁性体から作製される。可動部１０１は、図１に示す電動機１１の回転部１５と接触して固定される円柱状の接続部１０３と、接続部１０３の軸方向前方の端面１０４から軸方向前方に向かって延びる円柱状の出力シャフト部１０５とを有する。接続部１０３および出力シャフト部１０５は、互いに同心に配置されており、共通の中心軸Ｏ２を有する。
【００２３】
なお、図１に示す組立状態においては、可動部１０１の中心軸Ｏ２と、電動機１１の回転軸Ｏ１とが一致するように、可動部１０１が電動機１１の回転部１５に固定される。出力シャフト部１０５は、接続部１０３よりも小さな直径と、接続部１０３よりも長い軸方向長さを有している。出力シャフト部１０５は、上記動力部１４で生成された回転力を、電動機１１に接続される外部機器（例えば、ロボットアーム）に対して、出力する部材である。
【００２４】
可動部１０１における最大の外径を有する部分の外周面に、被検出領域１０７が形成される。本実施形態においては、可動部１０１における最大の外径を有する部分は、接続部１０３に設けられた段１１２であり、被検出領域１０７は、この段１１２の外周面上に形成されている。被検出領域１０７は、接続部１０３の端面１０４と隣接して形成された第２被検出部１０８と、第２被検出部１０８の軸方向後方に隣接して形成された第１被検出部１０９とを含む。
【００２５】
第１被検出部１０９においては、接続部１０３の段１１２の外周面から内方に凹む凹部１１１’と段１１２と同じ外径を有する凸部１１１とが、互いに交互に配列するように、複数形成されている。第１被検出部１０９の凸部１１１の各々は、同じ周方向の幅を有しており、接続部１０３の段１１２の全周に亘って、周方向に略等間隔で配列するように、形成されている。一方、第２被検出部１０８においては、接続部１０３の段１１２と同じ外径を有する凸部１１０が、１つのみ形成されている。
【００２６】
なお、本実施形態においては、第２被検出部１０８の凸部１１０は、第１被検出部１０９の凸部１１１のうちの１つと連続するように設けられている。すなわち、凸部１１０と、対応する１つの凸部１１１とは、軸方向に延びる１本の凸部によって形成されている。段１１２の中心は、中心軸Ｏ２と同心に配置されている。換言すれば、凸部１１０の外表面の各々の曲率中心は、中心軸Ｏ２と一致する。
【００２７】
被検出領域１０７を構成する凸部１１０および１１１の軸方向の幅、径方向高さ、および、段１１２の曲率半径といった寸法は、予め定められた寸法公差の下で、厳密に管理される。特に、第１被検出部１０９の凸部１１１は、例えばＣＮＣ工作機械を用いて、接続部１０３の段１１２を、高精度に制御された方法で切削加工することによって、厳密に寸法管理されつつ、形成される。
【００２８】
接続部１０３の端面１０４には、計４個の取付穴１１３が、周方向に略等間隔で配列するように形成されている。可動部１０１は、取付穴１１３を通って電動機１１の回転部１５に螺着される４本のボルトを介して、電動機１１の回転部１５に固定される。
【００２９】
再度、図１を参照して、固定部１０２は、可動部１０１に設けられた被検出領域１０７から、予め定められた距離（例えば、０．１ｍｍ）だけ径方向外側に離隔するように、ハウジング１２によって支持される。固定部１０２は、被検出領域１０７の径方向外側に配置された磁石（図示せず）と、被検出領域１０７と磁石との間に配置された磁気抵抗素子（図示せず）とを有する。
【００３０】
磁気抵抗素子は、素子が置かれる磁界の強さに応じてその抵抗値が変化する抵抗素子である。この磁気抵抗素子の両端子に、バイアス電圧が印加され、磁気抵抗素子の電圧を出力電圧として検出する。固定部１０２は、このときの磁気抵抗素子の出力電圧の変化を検出することによって、被検出領域１０７の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する。
【００３１】
次に、図１〜図３を参照して、本実施形態に係る回転検出器１００の動作について、より具体的に説明する。電動機１１の動力部１４によって、回転部１５が回転駆動されると、可動部１０１も回転部１５とともに一体的に回転する。そうすると、接続部１０３に形成された被検出領域１０７も、固定部１０２に対して相対的に回転する。
【００３２】
被検出領域１０７が回転するにつれて、第２被検出部１０８の凸部１１０は、固定部１０２に内設された、第２被検出部検出用の磁気抵抗素子に相当する位置を、可動部１０１が１回転する間に１度、通過することになる。第２被検出部１０８の凸部１１０が、第２被検出部検出用の磁気抵抗素子に相当する位置を通過すると、第２被検出部検出用の磁気抵抗素子近辺の磁界が強まることになる。
【００３３】
固定部１０２は、この磁界の変化を、磁気抵抗素子の出力電圧の変化として検出し、電動機１１の１回転毎に１回だけ生成される電気信号として、出力する。回転検出器１００は、電気信号を、回転角度の基準となる位置（原点位置）を決めるための原点信号（１回転信号）として、出力する。
【００３４】
同様に、被検出領域１０７が回転するにつれて、第１被検出部１０９の凸部１１１は、固定部１０２に内設された第１被検出部検出用の磁気抵抗素子に相当する位置を、順次通過する。固定部１０２は、凸部１１１の通過によって発生する第１被検出部検出用の磁気抵抗素子近辺の磁界の変化を、磁気抵抗素子の出力電圧の変化として検出する。そして、固定部１０２は、電動機１１の１回転毎に、凸部１１１の個数に相当する回数だけ生成される電気信号として、出力する。
【００３５】
回転検出器１００は、この電気信号を更に電気的に処理した信号を、電動機１１の回転角度を検出するための角度信号として出力する。このようにして取得した原点信号と角度信号とに基づいて、電動機１１の回転角度、回転位置、または回転速度等といった回転に係る情報を取得する。
【００３６】
上記した構成を備える本実施形態によれば、システム１０の製造効率を向上させることができる。これについて、以下に説明する。一般的に、回転検出器１００において、電動機１１の回転を高精度に検出するためには、回転検出のために用いられる被検出領域１０７の位置を、固定部１０２に対して、厳密に位置決めする必要がある。
【００３７】
具体的には、被検出領域１０７の第１被検出部１０９および第２被検出部１０８の軸方向位置が、固定部１０２の第１被検出部検出用の磁気抵抗素子および第２被検出部検出用の磁気抵抗素子の軸方向位置に略一致するように配置する必要がある。この場合における、許容公差幅は、例えば０．５ｍｍ程度である。また、被検出領域１０７と固定部１０２とは、径方向に予め定められた隙間を設けて、互いに対向させる必要があり、この隙間は、０．１ｍｍに設定される。この隙間の許容公差幅は、０．０２ｍｍ程度である。
【００３８】
上記したように、従来は、高精度な位置決めが求められる回転検出器の被検出部を、回転機械の回転部に固定される回転出力部材とは別の、独立した円環部材として別途製造し、回転機械の組立工程において、この円環部材を、回転出力部材に嵌め込む作業が行われてきた。その結果、回転機械と回転検出器とを備えるシステムの組立工程が複雑化し、該システムの製造効率の低下に繋がっていた。
【００３９】
一方、本実施形態においては、回転検出器１００を構成する可動部１０１が、出力シャフト部１０５と、接続部１０３に形成された被検出領域１０７とを有しており、電動機１１の回転部１５に直接的に固定されている。換言すれば、本実施形態に係る可動部１０１は、電動機１１の回転を検出する機能と、電動機１１の回転力を外部機器へ出力する機能とを兼備していることになる。
【００４０】
この構成によれば、例えばＣＮＣ工作機械を用いて高精度に制御された方法で接続部１０３の段１１２を切削加工することによって、被検出領域１０７を、動力部１４の回転部１５に固定される回転出力部材（すなわち、可動部１０１）上に、直接形成することができる。
【００４１】
これにより、従来必要となっていた、被検出領域１０７を厳密に位置決めするための芯出し作業を、省略することができる。その結果、作業を簡略化することができるので、システム１０の製造効率を向上させることができる。また、別部材の被検出部を芯出しするよりも同芯度を高めることが容易である。
【００４２】
また、従来は、被検出部が設けられた円環部材を、電動機の回転部に固定される回転出力部材に対して、ボルト止め等によって固定する必要があった。しかしながら、本実施形態によれば、このようなボルト止め作業が不要となるとともに、部品点数を省略することもできる。また、ボルトの緩みによる回転出力部材と被検出部間のガタ等も存在しないため、信頼性を向上させることが出来る。
【００４３】
次に、図４を参照して、本発明の他の実施形態に係る可動部２０１について説明する。なお、上記した実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。可動部２０１は、接続部１０３と、接続部１０３の軸方向前方の端面１０４から軸方向前方に向かって延びる円柱状の出力シャフト部２０５とを備える。
【００４４】
出力シャフト部２０５は、図２に示す実施形態の出力シャフト部１０５と比べて、比較的に大きな外径と、小さな軸方向長さを有する。ここで、本実施形態においては、出力シャフト部２０５の軸方向前方の端面２０２から、接続部１０３の軸方向後方の端面２０３まで軸方向に貫通する取付穴２０４が、周方向に略等間隔で配列するように、計４個形成されている。可動部２０１は、取付穴２０４を通って電動機１１の回転部１５に螺着される４本のボルトを介して、電動機１１の回転部１５に固定される。
【００４５】
次に、図５を参照して、本発明の他の実施形態に係る可動部３０１について説明する。図５に示す可動部３０１は、図２に示す可動部１０１と同じ概略構成を備えている。具体的には、可動部３０１は、電動機１１の回転部１５と接触して固定される円柱状の接続部１０３と、接続部１０３の軸方向前方の端面１０４から軸方向前方に向かって延びる円柱状の出力シャフト部１０５とを有する。
【００４６】
可動部３０１は、接続部１０３の軸方向後方側の端面３０２から内方に凹む穴３０３と、出力シャフト部１０５の軸方向前方側の端面３０４から内方に凹む穴３０５を有する。これら穴３０３および３０５は、可動部３０１の中心軸Ｏ２と同心に配置されている。すなわち、穴３０３および３０５の中心は、中心軸Ｏ２と一致する。
【００４７】
これら穴３０３および３０５は、被検出領域１０７を形成する工程の前に、設けられる。そして、接続部１０３の段１１２に被検出領域１０７を形成するときに、これら穴３０３および３０５を基準として、接続部１０３の段１１２に対して切削加工を施す。これにより、被検出領域１０７の中心軸Ｏ２に対する同心度を高めつつ、被検出領域１０７を高精度に形成することができる。
【００４８】
なお、可動部３０１は、上記穴３０３および３０５に代えて、接続部１０３の端面３０２から出力シャフト部１０５の端面３０４まで貫通して延びる貫通孔を有してもよい。また、可動部３０１は、接続部１０３の端面３０２から外方に突出する突部と、出力シャフト部１０５の端面３０４から外方に突出する突部を有してもよい。
【００４９】
このような貫通孔または突部も、上記の穴３０３および３０５と同様に、可動部３０１の中心軸Ｏ２と同心に配置される。この場合、これら貫通孔または突部を、被検出領域１０７を形成する工程において、被検出領域１０７の中心軸Ｏ２に対する同心度を高めるための基準として用いることができる。
【００５０】
次に、図６および図７を参照して、本発明の一実施形態に係る可動部組立体４００について説明する。可動部組立体４００は、上記した固定部１０２とともに回転検出器を構成する部材であって、電動機１１の回転部１５に固定される。可動部組立体４００は、第１可動部４０１と、第２可動部４０２とを備える。
【００５１】
第１可動部４０１は、例えば鉄のような強磁性体から作製される。第１可動部４０１は、電動機１１の回転部１５と接触して固定される円柱状の接続部４０３と、接続部４０３の軸方向前方の端面４０４から軸方向前方に向かって延びる円柱状のボス部４０５と、ボス部４０５の軸方向前方の端面４０６から軸方向前方に向かって延びる円柱状の出力シャフト部４０７とを有する。
【００５２】
ボス部４０５は、接続部４０３よりも小さな外径と、接続部４０３よりも小さな軸方向長さを有している。また、出力シャフト部４０７は、ボス部４０５よりも小さな外径と、接続部４０３およびボス部４０５の各々よりも長い軸方向長さを有している。出力シャフト部４０７は、動力部１４で生成された回転力を、電動機１１に接続される外部機器（例えば、ロボットアーム）に対して、出力する部材である。
【００５３】
接続部４０３、ボス部４０５、および出力シャフト部４０７は、互いに同心に配置されており、共通の中心軸Ｏ３を有する。第１可動部４０１において最大の外径を有する部分は、接続部４０３に設けられた段４０８であり、段４０８の外周面上には、第１被検出部４０９が形成されている。具体的には、第１被検出部４０９は、接続部４０３の段４０８の外周面から内方に凹む凹部４１１’と、段４０８と同じ外径を有する複数の凸部４１１とを含む。
【００５４】
凸部４１１の各々は、同じ周方向の幅を有しており、接続部４０３の段４０８の全周に亘って、周方向に略等間隔で配列するように、形成されている。また、接続部４０３の端面４０４には、計４個の螺子穴４１０が形成されている。
【００５５】
ボス部４０５には、計４個の取付穴１１３が、周方向に略等間隔で配列するように形成されている。第１可動部４０１は、取付穴１１３を通って電動機１１の回転部１５に螺着される４本のボルトを介して、電動機１１の回転部１５に固定される。
【００５６】
一方、第２可動部４０２は、第１可動部４０１と共通の中心軸Ｏ３を有する円環状のリング部材であって、第１可動部４０１と同様に、例えば鉄のような強磁性体から作製される。第２可動部４０２は、その外周面４１２上に、第２被検出部４１３を有する。具体的には、第２被検出部４１３は、外周面４１２から内方に凹む１つの凹部４１６を含む。また、第２可動部４０２は、計４個の貫通孔（図示せず）を有する。
【００５７】
第２可動部４０２は、これら貫通孔を通って接続部４０３の螺子穴４１０と螺合する４本のボルト４１４を介して、第１可動部４０１に固定される。このとき、第２可動部４０２の軸方向後方側の端面４１７と、接続部４０３の軸方向前方の端面４０４とが面接触するとともに、第２可動部４０２の内周面４１５と、ボス部４０５の外周面４１９とが、予め定められた隙間を介して、互いに対向する。
【００５８】
可動部組立体４００を電動機１１の回転部１５に固定する場合においては、可動部組立体４００の中心軸Ｏ３と、電動機１１の回転軸Ｏ１とが一致するように、可動部組立体４００を回転部１５に固定する。
【００５９】
第１可動部４０１に形成された第１被検出部４０９は、上記した角度信号を取得するために用いられる。一方、第２可動部４０２に形成された第２被検出部４１３は、上記した原点信号を取得するために用いられる。
【００６０】
上記したように、第２被検出部４１３は、１つの凹部４１６を含む。したがって、電動機１１が１回転する間に、一度だけ、第２被検出部検出用の磁気抵抗素子近辺の磁界が変化し、第２被検出部４１３の径方向外側に配置された固定部１０２は、それに対応した電気信号を出力する。このように、凹部４１６によって生成される電気信号も、図２における凸部１１０によって生成される電気信号と同様に、原点信号として用いることができる。
【００６１】
本実施形態においては、原点信号を取得するための第２被検出部４１３を有する第２可動部４０２を、第１可動部４０１とは別の部材として作製している。本実施形態によれば、回転検出器としての製造効率を向上させることができる。これについて、以下に説明する。
【００６２】
ここで、第１被検出部４０９において、凸部４１１が周方向にＮ個形成されているとする。この場合、固定部１０２は、電動機１１が１回転する間に、第１被検出部４０９によって生成される電気信号を、Ｎ回連続して出力する。
【００６３】
一方、固定部１０２は、電動機１１が１回転する間に、第２被検出部４１３によって生成される電気信号を、１回だけ出力する。このように、第１被検出部４０９による電気信号は、段４０８の全周に亘って連続的に生成される。
【００６４】
このため、第１被検出部４０９の中心が電動機１１の回転軸と一致していない（すなわち、偏心している）場合、各電気信号の周期が連続的に変化し、その結果、検出誤差が発生してしまう。このような検出誤差を抑制するためには、第１被検出部４０９を電動機１１の回転中心に対して厳密に位置決めする必要がある。
【００６５】
一方、上記したように、第２被検出部４１３によって生成される電気信号は、一回転毎に一回しか生成されないので、第２被検出部４１３と電動機１１の回転中心との偏心の影響は受け難い。したがって、第２被検出部４１３は、第１被検出部４０９程に、厳密に固定部１０２に対して位置決めする必要はない。
【００６６】
そこで、本実施形態においては、厳密な位置決めが要求される第１被検出部４０９を、電動機１１の回転部１５に固定される第１可動部４０１に直接形成する一方で、位置決めに関して許容範囲が比較的に大きい第２可動部４０２を、第１可動部４０１とは別部材として作製し、第１可動部４０１に対して、隙間嵌めの公差で、ボルト止めによって固定している。
【００６７】
本実施形態によれば、上記した実施形態と同様に、第１被検出部４０９の芯出し作業を省略することができる。また、第１可動部４０１よりも単純な形状を有する第２被検出部４１３を、第１可動部４０１とは別の工程にて効率よく量産することができる。
【００６８】
そして、上記したように、量産された第２可動部４０２を、第１可動部４０１にボルト止めのような簡単な作業で固定することによって、可動部組立体４００を組み立てることができる。これにより、回転検出器としての製造効率を向上させることができる。
【００６９】
次に、図８および図９を参照して、本発明の他の実施形態に係る可動部組立体５００について説明する。可動部組立体５００は、図６に示す実施形態と同様の第１可動部４０１と、本実施形態に係る第２可動部５０２とを備える。
【００７０】
第２可動部５０２は、第２被検出部４１３を有する円柱状の本体部５０３と、本体部５０３の軸方向後方側の端面５０４から軸方向後方に向かって突出する円柱状のボス部５０５とを有する。本体部５０３に設けられた第２被検出部４１３は、上記実施形態と同様であって、１つの凹部４１６を含む。
【００７１】
ボス部５０５は、本体部５０３よりも小さな外径と、本体部５０３よりも小さな軸方向長さとを有する。また、第２可動部５０２は、計４個の貫通孔５０６を有する。第２可動部５０２は、これら貫通孔５０６を通って、第１可動部４０１に形成された螺子穴４１０（図６）と螺合するボルト４１４を介して、第１可動部４０１に固定される。
【００７２】
図８に示すように、可動部組立体５００を組み立てた状態においては、第１可動部４０１の接続部４０３の軸方向前方の端面４０４と、第２可動部５０２の本体部５０３の軸方向後方側の端面５０４との間に、溝５０７が形成される。この溝５０７は、可動部組立体５００の全周に亘って延在し、第２可動部５０２のボス部５０５に相当する軸方向長さを有する。
【００７３】
この溝５０７によって、第１可動部４０１に設けられた第１被検出部４０９と、第２可動部５０２に設けられた第２被検出部４１３とは、第２可動部５０２のボス部５０５の軸方向長さに相当する距離だけ、互いに離隔されることになる。
【００７４】
このように、第１被検出部４０９と第２被検出部４１３とを互いに離隔することによって、第２被検出部４１３の凹部４１６によって得られる原点信号と、第１被検出部４０９の凸部４１１によって得られる角度信号とを、より良好に分離された個別の信号として、高精度に検出することができる。
【００７５】
次に、図１０および図１１を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る可動部６０１について説明する。可動部６０１は、図２に示す実施形態と同様に、接続部１０３および出力シャフト部１０５を有する。可動部６０１における最大の外径を有する部分は、接続部１０３に設けられた段６１２であり、被検出領域６０７は、この段６１２の外周面上に形成されている。
【００７６】
具体的には、被検出領域６０７は、接続部１０３の端面１０４と隣接して形成された第２被検出部６０８と、第２被検出部６０８の軸方向後方に形成された第１被検出部６０９とを含む。第１被検出部６０９においては、段６１２の外面から内方に凹む凹部６１１’と、段６１２と同じ外径を有する凸部６１１とが、互いに交互に配列するように、複数形成されている。
【００７７】
これら凸部６１１の各々は、同じ周方向の幅を有しており、接続部１０３の段６１２の全周に亘って、周方向に略等間隔で配列するように、形成されている。一方、第２被検出部６０８においては、段６１２と同じ外径を有する凸部６１０が、１つのみ形成されている。
【００７８】
ここで、本実施形態においては、第１被検出部６０９と第２被検出部６０８との間に溝６１３が形成されている。この溝６１３は、予め定められた軸方向幅を有しており、接続部１０３の段６１２の全周に亘って、周方向に延在している。この溝６１３によって、第１被検出部６０９の凸部６１１と、第２被検出部６０８の凸部６１０とは、溝６１３の軸方向幅に相当する距離だけ、互いに離隔することになる。
【００７９】
このように、凸部６１０と凸部６１１とを互いに離隔して配置することによって、第２被検出部６０８の凸部６１０によって得られる原点信号と、第１被検出部６０９の凸部６１１によって得られる角度信号とを、より良好に分離された個別の信号として、高精度に検出することができる。
【００８０】
なお、上記した実施形態においては、接続部および出力シャフト部が円柱状である場合について述べたが、これに限らず、例えば、多角形、楕円形のような形状であってもよい。
【００８１】
また、上記した実施形態においては、被検出部が凹部または凸部を含むものとして説明した。しかしながら、これに限らず、被検出部の回転に伴って、固定部の磁石と被検出部との間の磁界を変化させることが可能あれば、被検出部は、如何なる形態を有していてもよい。例えば、被検出部は、周方向に配列する磁石を有してもよいし、周方向に磁性が変化する材料を有していてもよい。
【００８２】
また、上記した実施形態においては、接続部に設けられた段が、第１可動部において最大の外径を有する部分である場合について述べた。しかしながら、これに限らず、回転シャフト部が、第１可動部において最大の外径を有する部分であってもよい。この場合、第1被検出部は、回転シャフト部の外周面に形成されてもよい。
【００８３】
また、上記した実施形態においては、回転機械の一例として電動機について説明し、本発明に係る回転検出器が、電動機の回転を検出するために用いられた場合について述べた。しかしながら、これに限らず、本発明に係る回転検出器は、例えば発電機や、可燃燃料によって回転駆動される熱機関等、広範な回転機械の回転を検出することができる。
【００８４】
以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８５】
１０    システム
１１    電動機
１００    回転検出器
１０１，２０１，３０１，３０２，４０１，６０１    可動部
１０２    固定部
１０３，４０３    接続部
１０５，４０７    出力シャフト部
１０７，６０７    被検出領域
１０９，２０９，４０９，６０９    第１被検出部
１０８，４１３，６０８    第２被検出部
【図１】
2014232049.tif 000003
【図２】
2014232049.tif 000004
【図３】
2014232049.tif 000005
【図４】
2014232049.tif 000006
【図５】
2014232049.tif 000007
【図６】
2014232049.tif 000008
【図７】
2014232049.tif 000009
【図８】
2014232049.tif 000010
【図９】
2014232049.tif 000011
【図１０】
2014232049.tif 000012
【図１１】
2014232049.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月14日(2014.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械の回転を検出するための回転検出器であって、
前記回転機械の回転部と接触して固定される接続部、
前記接続部から軸方向一方に向かって延び、前記接続部よりも小さな直径を有する出力シャフト部、および、
前記接続部の第１外周面に形成された第１被検出部を有する可動部と、
前記第１外周面の径方向外側に離隔して固定され、前記第１被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する固定部と、を備える、回転検出器。
【請求項２】
前記出力シャフト部の軸方向一方の端面、および、該端面とは反対側に位置する、前記接続部の軸方向他方の端面には、前記出力シャフト部および前記第１外周面の中心と同心の穴または突部が形成される、請求項１に記載の回転検出器。
【請求項３】
前記可動部とは別の部材として作製され、前記可動部に固定される環状の第２可動部をさらに備え、
前記第２可動部は、該第２可動部の第２外周面に第２被検出部を有し、
前記第１被検出部は、周方向に等間隔で配列するように前記第１外周面に形成された複数の凹部または凸部を含み、
前記第２被検出部は、前記第２外周面に形成された１つの凹部または凸部を含み、
前記固定部は、前記第１被検出部および前記第２被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する、請求項１または２に記載の回転検出器。
【請求項４】
前記可動部は、前記第１被検出部の軸方向に隣接するように前記第１被検出部に対して一体的に形成された第２被検出部を有し、
前記第１被検出部は、周方向に等間隔で配列するように前記第１外周面に形成された複数の凹部または凸部を含み、
前記第２被検出部は、前記第１外周面に形成された１つの凹部または凸部を含み、
前記固定部は、前記第１被検出部および前記第２被検出部の回転に伴って生じる磁界の変化を検出する、請求項１または２に記載の回転検出器。
【請求項５】
前記第１被検出部と前記第２被検出部との間には、前記第１外周面の全周に亘って周方向に延びる溝が形成されている、請求項３または４に記載の回転検出器。
【請求項６】
回転機械と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転検出器と、を備えるシステム。