(57)【要約】【課題】  回転検出器において、コイルの出力電圧を増大させる。【解決手段】  固定子３と誘導子２とを備える。誘導子２の周面には、その全周にわたって凸部２１及び凹部２２を等間隔に形成している。固定子３は、永久磁石３０と、この永久磁石３０の一側の極に接合される第１ヨーク３１と、この永久磁石３０の他側の極に接合される第２ヨーク３２と、を備える。第１ヨーク３１及び第２ヨーク３２のそれぞれは、磁極４１〜４３，４４〜４６を、誘導子２の周面にギャップｇ1〜ｇ6をおいて対向するように備える。また、磁極４１〜４６のそれぞれにはコイル５１〜５６を嵌合する。第１ヨーク３１の磁極４１〜４３と第２ヨーク３２の磁極４４〜４６とは対称配置され、互いに対称配置された磁極のコイル同士（５３と５４、５２と５５、５１と５６）が並列接続される。【選択図】  図６
2006300599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と誘導子とを備え、
前記誘導子の周面には、その全周にわたって凹凸を等間隔に形成しており、
前記固定子は、
永久磁石と、
この永久磁石の一側の極に接合される第１磁極片と、
この永久磁石の他側の極に接合される第２磁極片と、
を備え、
前記第１磁極片及び第２磁極片のそれぞれには、磁極を、前記誘導子の凹凸にギャップ
をおいて対向するように備え、
前記磁極のそれぞれにはコイルを嵌合するとともに、
複数設けられた前記コイルのうち少なくとも２つが並列接続されていることを特徴とす
る回転検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の回転検出器であって、
前記並列接続されたコイルが互いに同位相又は１８０°異なる位相の信号を出力するよ
うに、当該コイルに対応する磁極の位置が設定されていることを特徴とする回転検出器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転検出器であって、
前記第１磁極片及び第２磁極片には複数の磁極を備えるとともに、一方の磁極片のそれ
ぞれの磁極は、他方の磁極片のそれぞれの磁極と前記永久磁石を挟んで対称となる位置に
備えられており、
互いに対称位置にある前記第１磁極片と前記第２磁極片の磁極に対応する前記コイル同
士が並列接続されていることを特徴とする回転検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業用回転機械において回転速度に応じた交流信号を出力する回転検出器に関
する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転検出器は、例えば、車輌のブレーキ制御装置、空転滑走検知用の滑走検知
器、ナビゲーションといったモニタ装置、地点検知器、速度計などの各種制御情報の取得
のために、従来から用いられてきている。
【０００３】
特許文献１は従来形態の回転検出器を開示する。特許文献１の図１において、回転速度
を計測すべき回転体（例えば、駆動機構である主電動機の電動機軸）に誘導子が結合され
、この誘導子には、凸部と凹部とが等間隔で交互に誘導子の全周にわたって設けられる。
この誘導子の外周に対向して発電部が設けられ、この発電部においては、永久磁石と、そ
の両側に接合される磁極片が備えられる。２つの磁極片には、誘導子の前記凸部と凹部に
所定のギャップをおいて対向するように、各３本の磁極が形成されている。それぞれの磁
極には所定巻数のコイルが嵌合されている。
【０００４】
この構成において誘導子が回転すると、磁極の近傍を誘導子の前記凸部が通過するたび
に磁束が通過し、対応するコイルに誘導起電力が生じる。従って、各コイルからは、前記
凸部のピッチと誘導子の回転速度で定まる周波数の交流信号が出力される。
【特許文献１】特許第３０００７８７号公報（図１、０００７、０００８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで上記のような回転検出器においては一般に、回転検出器から得られる交流信号を
用いた制御システムの精度や安定性を向上するために、コイルの出力電圧が大きいことが
求められる。
【０００６】
このようなニーズに応えるためには、例えば誘導子と磁極との間の前記ギャップを小さ
くし、磁極の対面部を凸部が通過するときの磁極−凸部間の磁気抵抗を小さくして、コイ
ルの出力電圧を増大させることが考えられる。しかしながらギャップを小さく設定すると
、凸部と磁極とが接触することによる破損のおそれが大きくなる。また、ギャップが小さ
い距離となるように、かつ凸部と磁極とが接触しないように設定する調整作業が煩雑にな
ってしまう。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手
段とその効果を説明する。
【０００８】
◆本発明の観点によれば、以下のように構成する、回転検出器が提供される。固定子と
誘導子とを備える。前記誘導子の周面には、その全周にわたって凹凸を等間隔に形成して
いる。前記固定子は、永久磁石と、この永久磁石の一側の極に接合される第１磁極片と、
この永久磁石の他側の極に接合される第２磁極片と、を備える。前記第１磁極片及び第２
磁極片のそれぞれには、磁極を、前記誘導子の凹凸にギャップをおいて対向するように備
える。前記磁極のそれぞれにはコイルを嵌合する。複数設けられた前記コイルのうち少な
くとも２つが並列接続されている。
【０００９】
これにより、電流の流れを妨げるコイルの誘導リアクタンス（反作用リアクタンス）を
低減でき、コイルからの出力電圧を増大させることができる。この結果、当該信号を利用
する装置側において、制御の安定性及び精度が向上する。特に高速回転域における出力電
圧の増大が容易であり、誘導子が高速回転する場合の回転検出器として特に好適な構成と
できる。また、磁極と誘導子とのギャップを小さくする必要もなくコイルの出力電圧を増
大できるので、製造コストや調整の手間を低減できる。
【００１０】
◆前記の回転検出器においては、前記並列接続されたコイルが互いに同位相又は１８０
°異なる位相の信号を出力するように、当該コイルに対応する磁極の位置が設定されてい
ることが好ましい。
【００１１】
これにより、コイルを単純に並列接続し、あるいは逆向きに並列接続するだけで良いの
で、配線が簡単となり、製造コストが低減される。
【００１２】
◆前記の回転検出器においては、以下のように構成することが好ましい。前記第１磁極
片及び第２磁極片には複数の磁極を備えるとともに、一方の磁極片のそれぞれの磁極は、
他方の磁極片のそれぞれの磁極と前記永久磁石を挟んで対称となる位置に備えられている
。互いに対称位置にある前記第１磁極片と前記第２磁極片の磁極に対応する前記コイル同
士が並列接続されている。
【００１３】
この構成では、前述のギャップを調整するために固定子を平行移動した場合でも、対称
位置の磁極のギャップの変化量が互いに等しいから、並列接続されたコイルの出力電圧を
等しくすることが容易で、安定した信号出力が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る回転検出器の全
体的な構成を示した断面図、図２は回転検出器を取り付ける様子を示す模式図、図３は図
１のＡ−Ａ断面矢視図、図４は各磁極の位置関係を示す図、図５はコイルの配線図である
。
【００１５】
本発明の実施形態としての回転検出器１は、図２に示すように、図示しない軸受によっ
て回転自在に軸支された回転軸６１の一端に備えられる。具体的には回転軸６１の一端が
軸箱６２の内部に突入され、その部分にギア２が固定されている。
【００１６】
次に、回転検出器１の構造を図１、図３、図４を参照して説明する。図１に示す第１実
施形態の回転検出器１は、回転自在に備えられた誘導子（前記ギア）２と、この誘導子２
の外周に対向するように前記軸箱６２（図２）に取り付けられた固定子３と、を主要な構
成として備えている。
【００１７】
誘導子２は、前述のとおり回転軸６１に固定されており、回転軸６１と一体的に回転す
る。そして図１に示すように、誘導子２の外周縁には、その全周にわたって、凸部２１と
凹部２２とが交互に等間隔で配置されている。
【００１８】
前記固定子３は永久磁石３０を、その磁軸を誘導子２の周方向に沿わせるようにして備
えており、この永久磁石３０のＮ極には第１ヨーク（第１磁極片）３１が、Ｓ極には第２
ヨーク（第２磁極片）３２がそれぞれ接合されている。ヨーク３１・３２としては、例え
ば純鉄製のものを採用できる。第１ヨーク３１からは第１磁極４１及び第２磁極４２が、
第２ヨーク３２からは第３磁極４３及び第４磁極４４が、それぞれ誘導子２側に向けて突
出される。各磁極４１〜４４の先端面は、誘導子２の外周縁に対し所定のギャップ（図１
や図３に示す隙間ｇ）をおいて対向している。ギャップｇの大きさとしては、例えば０．
５〜２．０ミリメートルとすることが考えられる。
【００１９】
図１において、上記第１〜第４の磁極４１〜４４には所定巻数の第１〜第４コイル５１
〜５４がそれぞれ嵌合され、これらのコイル５１〜５４の出力をケーブル５５を介して外
部に取り出すことができるようになっている。永久磁石３０と各ヨーク３１・３２と各コ
イル５１〜５４はハウジング３３とモールドカバー３４によって覆われ、内部には例えば
ポリウレタンゴム等のモールド材が充填される。各磁極４１〜４４の先端はモールドカバ
ー３４を貫通して露出している。
【００２０】
上記の構成において、回転軸６１の回転に伴って図１の太線矢印方向に誘導子２が回転
すると、誘導子２に設けた凸部２１のピッチ及び寸法に対応して、上記の各コイル５１〜
５４には、対応する磁極４１〜４４の対面位置を前記凸部２１が通過するたびに磁束が通
過し、起電力が発生する。従って、各コイル５１〜５４からは、誘導子２に設けた凸部２
１のピッチｐと誘導子２の回転速度（前記回転軸６１の回転速度）によって定まる周波数
の交流信号を得ることができる。なお、凸部２１の設けられている間隔を、以下「凸部ピ
ッチ」と称する。
【００２１】
そして図４に示すように、永久磁石３０の一側の第１ヨーク３１において互いに隣接す
るように設けられた第１磁極４１及び第２磁極４２においては、第１磁極４１の第１コイ
ル５１の出力交流信号を交流信号の基準としたときに、第２磁極４２の第２コイル５２の
出力交流信号が上記基準に対して１８０°遅れ又は進み位相で発生するように、前記凸部
ピッチｐとの関係で第１磁極４１と第２磁極４２との距離を設定している。
【００２２】
また、他側の第２ヨーク３２の第３磁極４３においては、それに嵌合された第３コイル
５３の出力交流信号が上記基準と等しい位相で発生するように、誘導子２の凸部ピッチｐ
との関係で第１磁極４１と第３磁極４３との距離を設定している。更に第４磁極４４にお
いては、それに嵌合された第４コイル５４の出力交流信号が上記基準よりも９０°遅れ又
は進み位相で発生するように、前記凸部ピッチｐとの関係で第１磁極４１と第４磁極４４
との距離を設定している。また、第４コイル５４を基準にして第３コイル５３の出力が９
０°遅れた位相の場合でも同じである。
【００２３】
本実施形態は図５に示すように、第１コイル５１と第３コイル５３とを並列に接続し、
更に第２コイル５２を反対向きに並列に接続してコイル組を構成することで、当該コイル
組からは上記基準としての交流信号が得られる。一方、第４コイル５４から得られる交流
信号は、上記基準よりも９０°の位相遅れを有している。
【００２４】
即ち、誘導子２が図１において太線矢印の方向に回転すると、第１〜第３コイル５１〜
５３を並列接続したコイル組からは基準位相としての出力信号が、第４コイル５４からは
前記基準位相よりも９０°遅れの出力信号が、それぞれ誘導子２の凸部２１が各磁極４１
〜４４を通過する周期で出力されることになる。
【００２５】
本実施形態では以上に示すように、４本の磁極４１〜４４に嵌合されたコイル５１〜５
４のうち、第１〜第３コイル５１〜５３を並列接続している。この結果、電流の流れを妨
げるコイルの誘導リアクタンス（反作用リアクタンス）を低減でき、コイル５１〜５３か
らの出力電圧を増大させることができる。このことにより、コイル５１〜５３の信号をケ
ーブル５５を通じて取り出して利用する制御装置側では、制御の精度及び安定性が向上す
る。あるいは、出力電圧の増大の寄与分だけ前記のギャップ（図１や図３の隙間ｇ）を大
きくできる余地が増大するので、組付けが容易となり、製造コストを低減できる。
【００２６】
ここで一般にリアクタンスは、交流信号の周波数に比例して増大する。この点、本実施
形態では、コイル５１〜５３同士の並列接続により本来的にリアクタンスを小さくするこ
とができているから、周波数が増大しても大きな出力電圧を得ることができる。即ち、回
転軸６１が高速回転する場合でも十分な出力電圧が得られるから、高回転域での回転検出
に好適である。
【００２７】
本実施形態では３本のコイル５１〜５３が並列接続されているので、反作用リアクタン
スの大きさは、単独のコイルから信号を取り出した場合の３分の１とすることができる。
しかしながら例えば、第１コイル５１と第２コイル５２の２つのコイルだけ、あるいは第
１コイル５１と第３コイル５３の２つのコイルだけを並列接続する構成であっても良い。
この場合は反作用リアクタンスを２分の１とできる。
【００２８】
図６には第２実施形態が示され、この第２実施形態では、各ヨーク３１・３２に磁極を
３本ずつ形成し、全体として計６つの磁極４１〜４６を設けている。各磁極４１〜４６と
誘導子２の周面との間には、ギャップｇ1〜ｇ6が形成されている。また、６つの磁極４１
〜４６のそれぞれにはコイル５１〜５６を嵌合している。
【００２９】
第１ヨーク３１に形成される第３磁極４３と、第２ヨーク３２に形成される第４磁極４
４とは、永久磁石３０を挟んで互いに対称となる位置に配置されている。詳細にいうと、
永久磁石３０の中心と前記誘導子２の回転軸線を含む仮想平面Ｑを考えた場合に、両磁極
４３・４４は、前記仮想平面Ｑからの距離が等しくなるように、当該仮想平面Ｑを挟んで
互いに反対側に配置されている。また、両磁極４３・４４の長さは互いに等しくなってい
る。同様に、第２磁極４２と第５磁極４５、及び、第１磁極４１と第６磁極４６は、永久
磁石３０を挟んで互いに対称配置されている。
【００３０】
そして配線図としての図７に示すように、互いに対称配置される前記の３つの磁極の組
に対応するコイル（５３と５４、５２と５５、５１と５６）を、それぞれ並列接続してい
る。なお、並列接続するコイル組に対応する磁極の組（４３と４４、４２と４５、４１と
４６）は、互いに同位相または１８０°異なる位相となるように、その位置関係を前記凸
部ピッチｐとの関係で設定する必要がある。
【００３１】
この第２実施形態は、上記のリアクタンス低減効果のほか、以下に示すような効果も奏
する。即ち、回転検出器１の磁極４１〜４６と誘導子２との間のギャップｇ1〜ｇ6を調整
する際は、固定子３全体を誘導子２に対して近接させ、あるいは離間させる必要がある。
即ち、６本の磁極４１〜４６について個別にギャップｇ1〜ｇ6を調整することはできず、
６本全体を同時に誘導子２に近づけ、あるいは離間させることしかできない。
【００３２】
従って、固定子３を図６の白抜き矢印方向に平行移動してギャップｇ1〜ｇ6を調整せざ
るを得ないが、第１ヨーク３１の３本の磁極４１〜４３のギャップｇ1〜ｇ3の向きはそれ
ぞれ互いに異なるため、固定子３を単位量だけ前記方向に移動させたときの各ギャップの
変化量（Δｇ1〜Δｇ3）は、互いに異なる。同様に、第２ヨーク３２において、固定子３
を単位量だけ移動させたときの３本の磁極４４〜４６それぞれのギャップの変化量（Δｇ
4〜Δｇ6）は、互いに異なる。
【００３３】
一方、第２実施形態では磁極を対称配置しているので、その対称配置された磁極同士の
ギャップ変化量は等しくなる（Δｇ3＝Δｇ4，Δｇ2＝Δｇ5，Δｇ1＝Δｇ6）。これは、
対称となる磁極同士で磁路抵抗の変化量が等しいことを意味するので、並列接続される各
コイル組（５３と５４、５２と５５、５１と５６）の出力電圧を等しく揃えることが容易
となる。これは、コイルへの電流の逆流を防止でき、安定した信号出力が得られることを
意味する。
【００３４】
なお、上記のような対称配置磁極のコイルの並列接続は、図６のような磁極６本の構成
に限らず、磁極が４本の構成（前記の第１実施形態）においても適用可能であることは勿
論である。
【００３５】
更に、前記の実施形態においては、以下のような構成とすることもできる。図８は変形
例を示し、前記の図３に対応する図である。即ち、図８の構成では、永久磁石３０の厚み
及びヨーク３１の基部部分の厚みを図３の場合よりも増大させて、磁極４１、４２に嵌合
されるコイル５１・５２の巻き外径が、永久磁石３０及びヨーク３１の基部の厚みＬとほ
ぼ等しくなるようにしている。この結果、固定子３をさほど大型化させずに、大きな出力
信号を得ることができる。あるいは、永久磁石３０やヨーク３１の基部の厚みＬがコイル
５１・５２の巻き外径を下回っていてもよい。
【００３６】
また、固定子３のコンパクト性を維持しながら出力の増大を図るために、図９に示す構
成とすることもできる。図９において、磁極４１，４２を形成するヨーク３１は珪素鋼板
等により構成しており、この結果、磁束の発生を妨げる渦電流を少なくでき、コイル５１
・５２の出力電圧を増大させることができる。ヨーク３１は、その基部の厚みが磁極４１
，４２の部分の厚みとほぼ等しくなるように構成している一方、永久磁石３０の厚みＬは
、磁極４１・４２に嵌合されるコイル５１・５２の巻き外径とほぼ等しくしている。即ち
、永久磁石３０の厚みＬはヨーク３１の厚みよりも大きくなっている。この結果、固定子
３全体はさほど大型化させずに、永久磁石３０の断面積を大きくして、磁気回路を通過す
る磁束量を増大させている。ただし、永久磁石３０の厚みＬをヨーク３１の厚みと等しく
しても構わない。
【００３７】
また図９の構成では、ヨーク３１の基部の厚み方向両側には例えば鉄製の補強板５８・
５８を接合して、磁路を増加させて永久磁石３０からの磁束量を増大させている。なお、
ヨーク３１の基部の厚みに２枚の補強板５８・５８の厚みを加えた寸法が、永久磁石３０
の厚みＬ、及び、コイル５１・５２の巻き外径とほぼ等しくなっている。これにより、固
定子３の大型化を効果的に抑制しつつ、コイル５１・５２の出力電圧を増大させ得る。
【００３８】
以上に説明した実施形態及び変形例は、更に様々に変形して実施することができる。例
えば、磁極の数は幾つであっても良く、少なくともそのうちの２つの磁極に嵌合されるコ
イル同士が並列接続されていれば良い。
【００３９】
また、並列接続されるコイルに対応する２本の磁極において、コイルの出力位相が互い
に１８０°異なっていれば十分であり（あるいは同位相であれば十分であり）、２つのコ
イルからの信号の何れかが基準位相に等しくなっている必要もない。また、それ以外の磁
極の位置については任意であり、必要とされている信号の位相、コイル同士をどのように
結線するか、回転検出器の仕様・用途等を考慮して、適切な位置に設定すれば良い。
【００４０】
また、コイルを単純に並列接続する場合のみならず、例えば３つのコイルがある場合、
２つのコイル同士を並列接続し、残りの１個を直列接続するように構成しても良い。
【００４１】
また、固定子３を１つとする必要も必ずしもなく、例えば多出力が必要な場合で取付ス
ペースに余裕がある場合には、１つの誘導子２に対して固定子３を複数設けるように構成
しても良い。更には、永久磁石３０の向きが反対であっても良く、第１ヨーク３１にＳ極
が、第２ヨーク３２にＮ極がそれぞれ接合されていても良い。
【００４２】
更に、上記の実施形態は回転軸の回転検出器の例であるが、これに限らず、例えば、回
転型速度センサとして、また、電動機のモータ軸等、様々な回転体の速度を検出するのに
、本発明の回転検出器を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転検出器の全体的な構成を示した断面図。
【図２】回転検出器を取り付ける様子を示す模式図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面矢視図。
【図４】各磁極の位置関係を示す図。
【図５】回転検出器のコイルの配線図。
【図６】第２実施形態の回転検出器の断面図。
【図７】第２実施形態におけるコイルの配線図。
【図８】固定子の構成の変形例を示す図。
【図９】固定子の構成の別の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１  回転検出器
２  誘導子
３  固定子
２１  凸部
２２  凹部
３０  永久磁石
３１  第１ヨーク（第１磁極片）
３２  第２ヨーク（第２磁極片）
４１〜４４  磁極
５１〜５４  コイル
【図１】
2006300599.tif 000003
【図２】
2006300599.tif 000004
【図３】
2006300599.tif 000005
【図４】
2006300599.tif 000006
【図５】
2006300599.tif 000007
【図６】
2006300599.tif 000008
【図７】
2006300599.tif 000009
【図８】
2006300599.tif 000010
【図９】
2006300599.tif 000011