(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に対して相対的に回転する回転体の回転を検出する回転検出装置であって、
前記回転体に設けられ、前記回転体の回転軸と直交する方向に磁化され、当該磁化方向が交互に反対となるように前記回転体の周方向に配列された複数の磁界形成部と、
前記基体に設けられ、前記複数の磁界形成部の回転軌道の内側に配置され、前記回転体の回転軸と平行な方向に伸長し、磁化方向が前記回転体の回転軸と平行な方向であり、前記複数の磁界形成部のうちの一部の磁界形成部によって形成される磁界により当該磁化方向が反転する磁性素子と、
前記磁性素子に巻回されたコイルと、
前記基体に設けられ、前記回転軌道と前記磁性素子との間に配置され、前記複数の磁界形成部のうちの一部の磁界形成部が前記回転軌道における所定の位置を通過したときに、当該磁界形成部により形成される磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導する磁束誘導体とを備えていることを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記磁束誘導体は、前記複数の磁界形成部において互いに磁化方向が反対である２つの磁界形成部のうちの一方の磁界形成部が前記回転軌道における所定の第１の位置を通過し、これと同時に当該２つの磁界形成部のうちの他方の磁界形成部が前記回転軌道における所定の第２の位置を通過したときに、前記一方の磁界形成部から出て前記他方の磁界形成部に入る磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記磁束誘導体は一対のヨーク片を備え、
前記一対のヨーク片は前記回転体の回転軸と平行な方向に間隔を置いて互いに対向し、
前記各ヨーク片には前記回転軌道に向かって突出する突出部が設けられ、
前記複数の磁界形成部において互いに磁化方向が反対である２つの磁界形成部のうちの一方の磁界形成部が前記一対のヨーク片のうちの一方のヨーク片の突出部に接近したとき、当該２つの磁界形成部のうちの他方の磁界形成部が前記一対のヨーク片のうちの他方のヨーク片の突出部に接近することを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記一対のヨーク片のうちの一方のヨーク片は前記磁性素子の一端部に対応する位置に配置され、前記一対のヨーク片のうちの他方のヨーク片は前記磁性素子の他端部に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記各ヨーク片は板状の部材により形成され、当該部材は前記磁性素子に巻回された前記コイルの最外周側の円周に沿うように曲がっていることを特徴とする請求項４に記載の回転検出装置。
【請求項６】
前記各ヨーク片は板状の部材により形成され、当該部材は前記磁性素子において前記コイルが巻回されている部分から前記コイルが巻回されていない部分まで伸長してから曲がり、その後、前記磁性素子に接近するように伸長していることを特徴とする請求項４に記載の回転検出装置。
【請求項７】
前記磁束誘導体は、前記複数の磁界形成部のうちの１つの磁界形成部が前記回転軌道における所定の位置を通過したときに、当該磁界形成部において前記回転体の径方向における一方の面から出て他方の面に入る磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項８】
前記各磁界形成部は、前記回転体の回転軸と直交する方向にそれぞれ磁化され、当該それぞれの磁化方向が互いに反対となるように前記回転体の回転軸に平行な方向に配置された第１の磁界形成片および第２の磁界形成片を備え、前記第１の磁界形成片の磁化方向が前記回転体の周方向においてそれぞれ交互に反対となり、かつ前記第２の磁界形成片の磁化方向が前記回転体の周方向においてそれぞれ交互に反対となるように前記回転体の周方向に配列され、
前記磁束誘導体は、前記複数の磁界形成部のうちの１つの磁界形成部が前記回転軌道における所定の位置を通過したときに、当該磁界形成部における前記第１の磁界形成片および前記第２の磁界形成片のうちの一方から出て他方に入る磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項９】
前記磁性素子は大バルクハウゼン素子であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気を利用して物体の回転を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は従来技術による回転検出装置を示している。図１３において、回転検出装置１０１は、複数の磁石１０２、および検出素子１０３を備えている。各磁石１０２は、円柱状の回転体１０４の外周部に固定されている。また、各磁石１０２は、永久磁石であり、回転体１０４の回転軸１０５と平行な方向に磁化されており、磁化方向が交互に反対となるように回転体１０４の周方向に配列されている。一方、検出素子１０３は、回転体１０４の外周部の近傍に配置されている。また、検出素子１０３は、大バルクハウゼン効果を奏するワイヤ状の磁性素子１０６にコイル１０７を巻回することにより形成されている。また、磁性素子１０６は回転体１０４の回転軸１０５と平行な方向に伸長し、磁化方向が回転軸１０５と平行な方向であり、その磁化方向が外部磁界の付与により反転する。
各磁石１０２は回転体１０４と共に回転し、検出素子１０３は１箇所に停止している。したがって、回転体１０４が回転すると、複数の磁石１０２が検出素子１０３の近傍を次々に通過する。この過程において、１つの磁石１０２が検出素子１０３に接近する度に、当該磁石１０２により形成される磁界により磁性素子１０６の磁化方向が反転する。これにより、コイル１０７からパルス信号が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、回転検出装置１０１を小型化すべく、回転体１０４の半径を小さくすると、回転体１０４の円周が小さくなるため、回転体１０４に設けられた磁石１０２の周方向の間隔が小さくなる。また、１回転当たりのパルス数を増やして回転検出装置１０１の検出の分解能を向上させるべく、磁石１０２の個数を増やすと、磁石１０２の周方向の間隔が小さくなる。
【０００５】
ここで、図１３に示すように、１つの磁石１０２が検出素子１０３に接近したとき、当該磁石１０２の磁束の経路として、当該磁石１０２のＮ極から出て磁性素子１０６を回転軸１０５に平行な方向に通って当該磁石１０２のＳ極に入る経路Ｐ５１と、当該磁石１０２のＮ極から出て当該磁石１０２の隣の磁石１０２のＳ極へ入る経路Ｐ５２と、当該磁石１０２の隣の磁石１０２のＮ極から出て当該磁石１０２のＳ極に入る経路Ｐ５３が考えられる。
【０００６】
上述したように磁石１０２の周方向の間隔が小さくなると、隣り合う２つの磁石１０２のＮ極とＳ極とが接近するので、磁性素子１０６を通過しない経路Ｐ５２またはＰ５３に磁束が集中し易くなり、磁性素子１０６を通過する経路Ｐ５１に磁束が集中し難くなる。この結果、磁石１０２が検出素子１０３に接近したにも拘わらず磁性素子１０６の磁化方向が反転せず、コイル１０７からパルスが出力されないといった誤動作が生じることがあり、回転検出装置１０１による回転体１０４の回転検出の精度が低下する。それゆえ、従来技術による回転検出装置には、小型化または回転検出の分解能を高めることが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、小型化または回転検出の分解能の向上を図ることができる回転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の回転検出装置は、基体に対して相対的に回転する回転体の回転を検出する回転検出装置であって、前記回転体に設けられ、前記回転体の回転軸と直交する方向に磁化され、当該磁化方向が交互に反対となるように前記回転体の周方向に配列された複数の磁界形成部と、前記基体に設けられ、前記複数の磁界形成部の回転軌道の内側に配置され、前記回転体の回転軸と平行な方向に伸長し、磁化方向が前記回転体の回転軸と平行な方向であり、前記複数の磁界形成部のうちの一部の磁界形成部によって形成される磁界により当該磁化方向が反転する磁性素子と、前記磁性素子に巻回されたコイルと、前記基体に設けられ、前記回転軌道と前記磁性素子との間に配置され、前記複数の磁界形成部のうちの一部の磁界形成部が前記回転軌道における所定の位置を通過したときに、当該磁界形成部により形成される磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導する磁束誘導体とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のこの態様では、回転体が回転し、回転体に設けられた複数の磁界形成部のうちの一部の磁界形成部が所定の位置を通過したとき（所定の位置に位置したとき）、当該磁界形成部により形成される磁束が磁束誘導体により誘導され、磁性素子をその伸長方向に通る。これにより、磁性素子の磁化方向が当該磁束の方向と反対である場合には、磁性素子の磁化方向が当該磁束の方向と一致するように反転する。
【００１０】
本発明のこの態様によれば、各磁界形成部が回転体の回転軸と直交方向に磁化されており、かつ所定の位置を通過する磁界形成部により形成される磁束が磁性素子をその伸長方向に通るように磁束誘導体により誘導されるので、回転体に配列される磁界形成部（例えば磁石）の周方向の間隔が小さい場合でも、所定の位置を通過した磁界形成部により形成される磁束が磁性素子をその伸長方向に通るように当該磁束を集中させることができ、磁性素子の磁化方向を確実に反転させることができる。したがって、回転検出装置の小型化または回転検出の分解能の向上を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の回転検出装置において、前記磁束誘導体は、前記複数の磁界形成部において互いに磁化方向が反対である２つの磁界形成部のうちの一方の磁界形成部が前記回転軌道における所定の第１の位置を通過し、これと同時に当該２つの磁界形成部のうちの他方の磁界形成部が前記回転軌道における所定の第２の位置を通過したときに、前記一方の磁界形成部から出て前記他方の磁界形成部に入る磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導することが望ましい。
【００１２】
本発明のこの態様では、互いに磁化方向が反対である２つの磁界形成部のうちの一方の磁界形成部から出て、磁性素子をその伸長方向に通り、他方の磁界形成部に入るという磁束の経路を形成する。この経路は、その形状が単純であり、また、経路長が短い。したがって、このような経路に磁束を誘導する磁束誘導体の構造を単純なものとすることができる。また、磁束が磁性素子をその伸長方向に通るように磁束を容易に集中させることができ、また、当該磁束の集中度を高め、当該磁束の磁束密度を大きくすることができる。
【００１３】
また、本発明の回転検出装置において、前記磁束誘導体は一対のヨーク片を備え、前記一対のヨーク片は前記回転体の回転軸と平行な方向に間隔を置いて互いに対向し、前記各ヨーク片には前記回転軌道に向かって突出する突出部が設けられ、前記複数の磁界形成部において互いに磁化方向が反対である２つの磁界形成部のうちの一方の磁界形成部が前記一対のヨーク片のうちの一方のヨーク片の突出部に接近したとき、当該２つの磁界形成部のうちの他方の磁界形成部が前記一対のヨーク片のうちの他方のヨーク片の突出部に接近することが望ましい。
【００１４】
本発明のこの態様によれば、一方の磁界形成部が一方のヨーク片に設けられた突出部に接近したときに、他方の磁界形成部が他方のヨーク片に設けられた突出部に接近する構成とすることにより、一方の磁界形成部から出て磁性素子を伸長方向に通って他方の磁界形成部に入るという磁束の経路を形成することができる。また、ヨーク片から回転軌道に向けて突出する突出部を設けることにより、磁束を当該経路へ集中させることができる。また、一対のヨーク片を磁性素子の伸長方向に間隔を置いて互いに対向させることにより、一方のヨーク片から出て他方のヨーク片へ入る磁束が磁性素子をその伸長方向に通るように磁束を集中させることができる。
【００１５】
また、本発明の回転検出装置において、前記複数の磁界形成部において互いに磁化方向が反対である２つの磁界形成部のうちの一方の磁界形成部が前記一対のヨーク片のうちの一方のヨーク片の突出部に接近したとき、当該２つの磁界形成部のうちの他方の磁界形成部が前記一対のヨーク片のうちの他方のヨーク片の突出部に接近することが望ましい。
【００１６】
本発明のこの態様によれば、一方のヨーク片から出て他方のヨーク片へ入る磁束を、磁性素子の一端部から他端部へその伸長方向へ通すことができる。
【００１７】
また、本発明の回転検出装置において、前記各ヨーク片は板状の部材により形成され、当該部材は前記磁性素子に巻回された前記コイルの最外周側の円周に沿うように曲がっていることが望ましい。
【００１８】
本発明のこの態様によれば、各ヨーク片において磁性素子に接近する部分の面積を大きくすることができるので、一方のヨーク片から出て磁性素子をその伸長方向に通って他方のヨーク片に入る磁束の磁束密度を大きくすることができる。
【００１９】
また、本発明の回転検出装置において、前記各ヨーク片は板状の部材により形成され、当該部材は前記磁性素子において前記コイルが巻回されている部分から前記コイルが巻回されていない部分まで伸長してから曲がり、その後、前記磁性素子に接近するように伸長していることが望ましい。
【００２０】
本発明のこの態様によれば、磁性素子を通る磁束の磁束密度を一層大きくすることができ、磁性素子の磁化方向の反転の確実性を高めることができる。
【００２１】
また、本発明の回転検出装置において、前記磁束誘導体は、前記複数の磁界形成部のうちの１つの磁界形成部が前記回転軌道における所定の位置を通過したときに、当該磁界形成部において前記回転体の径方向における一方の面から出て他方の面に入る磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導する構成としてもよい。
【００２２】
本発明のこの態様によれば、所定の位置を通過した磁界形成部により形成される磁束が磁性素子をその伸長方向に通るように当該磁束を集中させる構成を実現することができる。
【００２３】
また、本発明の回転検出装置において、前記各磁界形成部は、前記回転体の回転軸と直交する方向にそれぞれ磁化され、当該それぞれの磁化方向が互いに反対となるように前記回転体の回転軸に平行な方向に配置された第１の磁界形成片および第２の磁界形成片を備え、前記第１の磁界形成片の磁化方向が前記回転体の周方向においてそれぞれ交互に反対となり、かつ前記第２の磁界形成片の磁化方向が前記回転体の周方向においてそれぞれ交互に反対となるように前記回転体の周方向に配列され、前記磁束誘導体は、前記複数の磁界形成部のうちの１つの磁界形成部が前記回転軌道における所定の位置を通過したときに、当該磁界形成部における前記第１の磁界形成片および前記第２の磁界形成片のうちの一方から出て他方に入る磁束が前記磁性素子を前記回転体の回転軸と平行な方向に通るように当該磁束を誘導する構成としてもよい。
【００２４】
本発明のこの態様によれば、所定の位置を通過した磁界形成部により形成される磁束が磁性素子をその伸長方向に通るように当該磁束を集中させる構成を実現することができる。
【００２５】
また、本発明の回転検出装置において、前記磁性素子は大バルクハウゼン素子であることが望ましい。
【００２６】
本発明のこの態様によれば、大バルクハウゼン効果により、磁化方向の異なる磁界形成部が回転軌道における所定の位置を通過する度に磁性素子の磁化方向が瞬時に反転し、コイルからパルスが出力される構成を実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、回転検出装置の小型化または回転検出の分解能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態による回転検出装置を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による回転検出装置を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による回転検出装置における検出ユニットを示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による回転検出装置における検出素子およびヨークを示す斜視図である。
【図５】図４中の検出素子およびヨークを横から見た説明図である。
【図６】図４中の検出素子およびヨークを上から見た説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による回転検出装置における磁石、検出素子およびヨークを示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による回転検出装置の変形例を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による回転検出装置を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による回転検出装置を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態による回転検出装置を示す説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態による回転検出装置を示す説明図である。
【図１３】従来技術による回転検出装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態による回転検出装置の全体を示している。図２は当該回転検出装置を分解した状態を示している。図１または図２に示すように、本発明の第１の実施形態による回転検出装置１は、筒状の回転体２の中に筒体６（基体）が挿入され、回転体２が筒体６に対して回転軸Ｘを中心に相対的に回転する。また、回転体２には、複数の磁界形成片として、複数の磁石３および４が固定されている。また、筒体６の中には検出ユニット７が固定され、検出ユニット７には、磁性素子１５およびコイル１６を備えた検出素子１４および磁束誘導体としてのヨーク２１が設けられている（図４参照）。回転体２が筒体６に対して相対的に回転すると、複数の磁石３および４が検出素子１４およびヨーク２１の周囲を相対的に回転することとなる。これにより、磁石３および４によって磁性素子１５に付与される磁界が変化し、これに応じて磁性素子１５の磁化方向が反転し、これに応じてコイル１６からパルスが出力される。
【００３０】
非回転部とこれに対して回転する回転部とを有する被検出物に回転検出装置１を適用する場合、筒体６を非回転部に固定し、回転体２を回転部に固定し、筒体６に対する回転体２の回転を検出する。一方、これとは逆に、回転体２を非回転部に固定し、筒体６を回転部に固定し、回転体２に対する筒体６の回転を検出してもよい。以下の各実施形態では、筒体６に対する回転体２の回転を検出する場合を例にあげる。
【００３１】
図２に示すように、回転体２は、鉄等の軟磁性材料により、回転軸Ｘを軸とした円筒状に形成されている。回転体２の内周側の面には、磁石３および４を取り付けるための複数の溝部２Ａが形成されている。
【００３２】
各磁石３および４は、永久磁石であり、板状に形成され、回転軸Ｘと平行な方向に伸長している。図１に示すように、各磁石３および４は、回転軸Ｘと直交する方向に磁化され、磁化方向が交互に反対となるように回転体２の周方向に配列されている。具体的には、磁石３は、内周側を向いた面がＮ極であり、外周側を向いた面がＳ極である。一方、磁石４は、内周側を向いた面がＳ極であり、外周側を向いた面がＮ極である。本実施形態においては、５個の磁石３と５個の磁石４の合計１０個の磁石が回転体２の周方向において等間隔（３６度間隔）に配置されている。なお、磁石３の個数と磁石４の個数は同じであることを要するが、この条件を満す限り、磁石３および４の個数は限定されない。また、磁石３および４は溝部２Ａにそれぞれ固定されている。また、回転体２が回転したとき、磁石３および４は、回転軸Ｘを中心とした円形の回転軌道Ｌに沿って移動する。
【００３３】
なお、回転体２に設けられた複数の磁石３および４と同等の構成を、例えば硬磁性材料からなる円筒状の部材における複数の箇所に着磁処理を行い、当該部材に複数の磁界形成部を形成することにより実現してもよい。すなわち、硬磁性材料からなる円筒状の部材に、その中心軸と直交する方向に磁化され、当該磁化方向が交互に反対となるように当該部材の周方向に配列された複数の磁界形成部を形成し、当該部材を回転体２の内周側に取り付けてもよい。また、回転体２自体をこのような複数の磁界形成部が形成された硬磁性材料からなる部材としてもよい。
【００３４】
筒体６は、図２に示すように、樹脂等、後述するヨーク２１よりも透磁率の低い材料により、回転軸Ｘを軸とした円筒状に形成されている。筒体６は、回転体２の内径よりも小さい外径を有し、回転体２の内周側に配置されている。また、筒体６の外周面は、回転体２の内周面から離れている。よって、回転体２は回転軸Ｘを中心として筒体６の周囲を回転することができる。また、筒体６の周部の２箇所には、当該周部を貫く孔部６Ａが形成されている。
【００３５】
図３は検出ユニット７を示している。図３に示すように、検出ユニット７は、樹脂等により形成され、周部の一部を切除した円筒状の部材により形成された支持体１１を備え、支持体１１の内側には、基板１２とハウジング１３が固定され、ハウジング１３には、検出素子１４、ヨーク２１および一対の端子１７が固定されている。具体的には、支持体１１の内側の面には基板支持溝１１Ａが形成され、基板支持溝１１Ａに基板１２の縁部が係合している。また、支持体１１の内側の面にはハウジング支持溝１１Ｂが形成され、ハウジング支持溝１１Ｂには、ハウジング１３に形成された支持突条部１３Ａが係合している。
【００３６】
図４ないし図６は検出素子１４およびヨーク２１を示している。図７は、検出素子１４およびヨーク２１を磁石３および４と共に示している。
【００３７】
図３に示すハウジング１３の内部には、図４に示す検出素子１４が設けられている。検出素子１４は、磁石３および４によって形成される磁界により筒体６に対する回転体２の回転を検出する素子である。検出素子１４は、磁石３および４の回転軌道Ｌの内側に位置している。検出素子１４は磁性素子１５にコイル１６を巻回することにより形成されている。
【００３８】
磁性素子１５は、大バルクハウゼン効果を奏する素子である。磁性素子１５は、例えば上記特許文献１に記載されたワイヤ状の一軸異方性を有する複合磁性素子を用いることができる。磁性素子１５は、回転体２の回転軸Ｘと平行な方向に伸長している。上記文献に記載されている通り、複合磁性素子はその伸長方向に磁化するので、磁性素子１５の磁化方向は回転体２の回転軸Ｘと平行な方向となる。
【００３９】
磁性素子１５に、その伸長方向における一方向の磁界、すなわち図４中のＡ方向の磁界を付与すると、磁性素子１５の磁化方向がＡ方向になる。一方、磁性素子１５に、その伸長方向における反対方向の磁界、すなわち図４中のＢ方向の磁界を付与すると、磁性素子１５の磁化方向がＢ方向になる。磁性素子１５に付与される磁界は、後述するように、磁石３、４およびヨーク２１により形成される。磁性素子１５に付与する磁界の方向をＡ方向からＢ方向へ、またはＢ方向からＡ方向へ変化させると、磁性素子１５の磁化方向が反転する。大バルクハウゼン効果により、磁性素子１５の磁化方向の反転は瞬間的に起こる。この結果、コイル１６には電磁誘導により瞬間的に電流が流れ、コイル１６からパルスが出力される。コイル１６から出力されるパルスは端子１７から取り出すことができる。
【００４０】
また、ハウジング１３にはヨーク２１が設けられている。ヨーク２１は検出素子１４と磁石３および４の回転軌道Ｌとの間に配置されている。ヨーク２１は、複数の磁石３および４のうち、回転体２の周方向において互いに隣り合う一対の磁石３および４により形成される磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように当該磁束を誘導する機能を有する。
【００４１】
ヨーク２１は一対のヨーク片２２および２３を備えている。各ヨーク片２２、２３は、鉄等の軟磁性材料により形成されている。一対のヨーク片２２および２３は、回転体２の回転軸Ｘと平行な方向に間隔を置いて設けられている。すなわち、一方のヨーク片２２は、磁性素子１５の一端部に対応する位置に配置され、他方のヨーク片２３は、磁性素子１５の他端部に対応する位置に配置され、磁性素子１５の伸長方向の中間部に対応する位置にはいずれのヨーク片２２、２３も配置されていない。また、各ヨーク片２２、２３は、磁性素子１５に巻回されたコイル１６に接近しているが、接触はしていない。
【００４２】
また、一方のヨーク片２２は、板状に形成されたベース部２４と、ベース部２４の端部を折り曲げることにより形成された側壁部２６と、ベース部２４から突出する突出部２８とを備えている。他方のヨーク片２３は、一方のヨーク片２２と位置と向きが異なるものの、一方のヨーク片２２と同様に、ベース部２５、側壁部２７および突出部２９を備えている。
【００４３】
一方のヨーク片２２において、ベース部２４は、磁性素子１５に巻回されたコイル１６の最外周側の円周に沿うように曲がっている。このようにベース部２４を曲げることにより、ベース部２４において磁性素子１５に向いた面のうち、磁性素子１５に接近する部分の面積を増やすことができる。他方のヨーク片２３のベース部２５についても同様である。
【００４４】
また、図６に示すように、一方のヨーク片２２のベース部２４において他方のヨーク片２３のベース部２５と対向している端面２４Ａと、他方のヨーク片２３のベース部２５において一方のヨーク片２２のベース部２４と対向している端面２５Ａとは、互いに平行となるように形成されている。
【００４５】
また、一方のヨーク片２２において、ベース部２４は、図５に示すように、磁性素子１５の伸長方向の中間部に近い、コイル１６が巻回されている部分から、磁性素子１５の端部に近い、コイル１６が形成されていない部分まで、磁性素子１５の伸長方向と平行な方向に伸長してから曲がり、その後、磁性素子１５に接近するように、磁性素子１５の伸長方向と交わる方向（例えば直交する方向）に伸長している。この磁性素子１５の伸長方向と交わる方向に曲がった部分が側壁部２６である。側壁部２６の先端部は、ヨーク片２２の他の部分よりも磁性素子１５に接近している。他方のヨーク片２３の側壁部２７についても同様である。
【００４６】
また、突出部２８、２９は、図７に示すように、ベース部２４、２５において磁石３および４の回転軌道Ｌに向いた面から回転軌道Ｌに向かってそれぞれ突出している。ここで、回転軌道Ｌには２つの磁界付与位置ＣおよびＤが設定されている。磁界付与位置ＣおよびＤは、回転体２の周方向において互いに隣り合う磁石３および４の間隔（本実施形態においては３６度）と一致するように設定されている。一方のヨーク片２２の突出部２８は磁界付与位置Ｃに向かって突出しており、他方のヨーク片２３の突出部２９は磁界付与位置Ｄに向かって突出している。また、一方のヨーク片２２の突出部２８の突出端部は、磁界付与位置Ｃに磁石３または４が位置したときに、磁石３または４に接近する（接触はしない）。同様に、他方のヨーク片２３の突出部２９の突出端部は、磁界付与位置Ｄに磁石３または４が位置したときに、磁石３または４に接近する（接触はしない）。また、各突出部２８、２９は、筒体６に形成された２つの孔部６Ａ（図２参照）にそれぞれ挿入される。また、各突出部２８、２９の突出端部の端面は、孔部６Ａから筒体６の外周側に露出する。
【００４７】
突出部２８は、軟磁性材料からなるブロック状の部材を、軟磁性材料からなる板状のベース部２４に接合または係合することにより形成されている。突出部２９についても同様である。なお、突出部２８、２９は、このように別部材をベース部２４、２５に取り付ける方法に限らず、ベース部２４、２５の一部を折り曲げる方法、または、ベース部２４、２５と共に一体成形する方法により形成することもできる。
【００４８】
このような構成を有する回転検出装置１の動作は次の通りである。すなわち、図７において、筒体６に対して回転体２が時計回り方向に回転すると、磁石３および４が検出ユニット７の周囲を時計回りに回転する。この間、１つの磁石３が磁界付与位置Ｃを通過するとき、これと同時に、当該磁石３の時計回り方向において隣の磁石４が磁界付与位置Ｄを通過する。１つの磁石３が磁界付与位置Ｃに位置したとき、当該磁石３は一方のヨーク片２２の突出部２８の突出端部に接近する。また、当該磁石３の時計回り方向において隣の磁石４が磁界付与位置Ｄに位置したとき、当該磁石４は他方のヨーク片２３の突出部２９の突出端部に接近する。このように、磁石３および４が突出部２８および２９に同時に接近したとき、磁石３から出て磁石４へ入る磁束が、磁性素子１５をその伸長方向に通るようにヨーク２１によって誘導され、磁石３および４により形成されるＡ方向の磁界が磁性素子１５に付与される。図５ないし図７中の矢示が示す経路Ｐ１１、Ｐ１２およびＰ１３は、このときの磁束の経路を示している。これに応じ、磁性素子１５の磁化方向がＢ方向であった場合には、磁性素子１５の磁化方向が反転してＡ方向となり、この磁化方向の反転に応じてコイル１６からパルスが出力される。
【００４９】
続いて、回転体２が時計回りに３６度回転すると、上記磁石３が磁界付与位置Ｃから磁界付与位置Ｄに移動し、当該磁石３が他方のヨーク片２３の突出部２９の突出端部に接近する。これと同時に、当該磁石３の反時計回り方向において隣の磁石４が磁界付与位置Ｃに到達し、当該磁石４が一方のヨーク片２２の突出部２８の突出端部に接近する。このように、磁石３および４が突出部２９および２８に同時に接近したとき、磁石３から出て磁石４へ入る磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るようにヨーク２１によって誘導され、磁石３および４により形成されるＢ方向の磁界が磁性素子１５に付与される。これに応じ、磁性素子１５の磁化方向がＡ方向から反転してＢ方向となり、この磁化方向の反転に応じてコイル１６からパルスが出力される。
【００５０】
例えば、回転体２が時計回り方向に回転し続けた場合、回転体２が３６度回転する度に磁性素子１５の磁化方向が反転し、コイル１６からパルスが出力される。回転体２が反時計回りに回転したときも同様である。
【００５１】
本発明の第１の実施形態による回転検出装置１によれば、回転体２の回転軸Ｘと直交方向に磁化され、かつ互いに磁化方向が異なる一対の磁石３および４により形成される磁界の磁束を、それが磁性素子１５の伸長方向に通るようにヨーク２１によって誘導する構成としたから、磁石３および４の周方向における間隔が小さい場合でも、磁石３および４間の磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように集中させることができ、磁性素子１５の磁化方向を確実に反転させることができる。
【００５２】
すなわち、磁石３および４が回転体２の回転軸Ｘと直交する方向に磁化されているので、回転体２の周方向に互いに隣り合う磁石３および４において、磁石３のＮ極の面と磁石４のＳ極の面とは互いに向かい合わない。これにより、磁石３および４の周方向における間隔が小さい場合でも、周方向に隣り合う磁石３のＮ極と磁石４のＳ極との間を直線で結んだ最短の経路を通る磁束の磁束密度を、上述した従来技術と比較して小さくすることができる。
【００５３】
また、磁石３および４により形成される磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように当該磁束をヨーク２１によって誘導するので、磁石３および４が回転体２の回転軸Ｘと直交する方向に磁化されている構成であっても、当該磁石３および４により形成される磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように当該磁束を集中させることができ、磁性素子１５をその伸長方向に通る磁束の磁束密度を大きくすることができる。
【００５４】
したがって、磁石３および４の周方向における間隔が小さい場合でも、磁石３および４により形成される磁界により、磁性素子１５の磁化方向を確実に反転させることができる。よって、回転検出装置１の小型化または回転検出の分解能の向上を図ることができる。
【００５５】
また、回転検出装置１によれば、磁石３から出て磁石４に入る磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように当該磁束をヨーク２１によって誘導する構成としたから、ヨーク２１の構造を単純なものとすることができ、また、磁性素子１５をその伸長方向に通る磁束の磁束密度を大きくすることができ、磁性素子１５の磁化方向の反転の確実性を高めることができる。
【００５６】
すなわち、回転体２の周方向において互いに磁化方向が反対の２つの磁石３および４においては、一方の磁石３のＮ極の面と他方の磁石４のＳ極の面との双方が回転軌道Ｌの内側を向いている。また、磁性素子１５は回転軌道Ｌの内側に配置されている。この結果、一方の磁石３のＮ極の面から出て磁性素子１５を伸長方向に通って他方の磁石４のＳ極の面に入るという磁束の経路を形成するに当たって、経路の形状を単純なものとすることができ、かつ経路長を短くすることができる。したがって、このような単純で短い経路に磁束を誘導するヨーク２１の構造を単純なものとすることができる。また、磁束の経路が単純で短いので、当該経路に磁束を集中させることが容易になり、それゆえ、当該経路における磁束の磁束密度を大きくすることができる。
【００５７】
また、回転検出装置１によれば、各ヨーク片２２、２３に突出部２８、２９を設け、突出部２８、２９の突出端部を磁界付与位置ＣまたはＤを通過する磁石３または４に接近させる構成としたから、磁石３または４と突出部２８または２９との間の間隔を小さくすることができ、磁石３から出る磁束をヨーク片２２（または２３）に確実に入れることができ、また、ヨーク片２３（または２２）から出る磁束を磁石４に確実に入れることができる。これにより、例えば図５中の磁束の経路Ｐ１１を形成することができ、磁石３および４により形成される磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように当該磁束を集中させることができる。
【００５８】
また、回転検出装置１によれば、一方のヨーク片２２のベース部２４と他方のヨーク片２３のベース部２５とを互いに離し、ベース部２４の端面２４Ａとベース部２５の端面２５Ａとを互いに平行にする構成としたから、例えば図６中の磁束の経路Ｐ１１を形成することができ、一対のヨーク片２２、２３のうち、一方のヨーク片から出て他方のヨーク片に入る磁束の向きを、当該磁束が磁性素子１５を伸長方向に通るように確実に制御することができる。
【００５９】
また、回転検出装置１によれば、ベース部２４、２５を、磁性素子１５に巻回されたコイル１６の最外周側の円周に沿うように曲げることにより、ベース部２４、２５において磁性素子１５に接近する部分の面積を大きくすることができる。したがって、一対のヨーク片２２、２３のうち、一方のヨーク片から出て磁性素子１５をその伸長方向に通って他方のヨーク片に入る磁束の磁束密度を大きくすることができる。
【００６０】
また、回転検出装置１によれば、各ヨーク片２２、２３に側壁部２６、２７を形成し、側壁部２６、２７の先端部を磁性素子１５に接近させることにより、例えば図５中の磁束の経路Ｐ１２およびＰ１３を形成することができる。これにより、磁石３および４により形成される磁束を、磁性素子１５の端部から磁性素子１５へ入れ、磁性素子１５の反対側の端部から出すことができる。したがって、磁性素子１５をその伸長方向に通る磁束の集中度をより一層高めることができる。
【００６１】
なお、上述した第１の実施形態では、回転体２の周方向に互いに隣り合う磁石３および４により形成される磁束をヨーク２１により磁性素子１５へ誘導する場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。例えば、図８に示すように、回転体２の周方向に互いに隣り合わない磁石３および４により形成される磁束を、一対のヨーク片３２および３３を備えたヨーク３１により磁性素子１５へ誘導してもよい。
【００６２】
（第２の実施形態）
図９および図１０は本発明の第２の実施形態による回転検出装置を示している。これらの図では、本発明の第２の実施形態による回転検出装置４１の構成のうち、磁石４２および４３と、磁性素子１５およびコイル１６を備えた検出素子１４と、一対のヨーク片４６および４７を備えたヨーク４５とを模式的に示している。
【００６３】
回転検出装置４１は、次の点を除き、上述した本発明の第１の実施形態による回転検出装置１と同様の構成を有している。すなわち、回転検出装置４１において、回転体に固定された複数の磁石４２および４３は、回転体の回転軸と直交する方向にそれぞれ磁化され、当該磁化方向が交互に反対となるように回転体の周方向に配列されている。具体的には、磁石４２は、内周側を向いた面がＮ極であり、外周側を向いた面がＳ極である。一方、磁石４３は、内周側を向いた面がＳ極であり、外周側を向いた面がＮ極である。各磁石４２、４３は、磁性素子１５の伸長方向の一端側寄りに配置されている。また、磁石４２および４３の回転軌道において磁界付与位置は１箇所であり、図１０中の二点鎖線Ｆ−Ｆが指し示す位置である。また、図９中の磁石４２は、回転体に設けられた複数の磁石４２および４３のうち、磁界付与位置に位置する１つの磁石を示している。
【００６４】
また、ヨーク４５は一対のヨーク片４６および４７を備えており、一方のヨーク片４６は磁性素子１５の一端部に対応する位置に配置され、他方のヨーク片４７は磁性素子１５の他端部に対応する位置に配置されている。磁石４２または４３が磁界付与位置に位置するとき、磁石４２または４３は一方のヨーク片４６のみに接近する。
【００６５】
このような構成を有する回転検出装置４１において、図９に示すように、磁石４２が磁界付与位置に到達したとき、磁石４２により形成される磁束がヨーク４５によって誘導されることにより、磁石４２のＮ極の面から出て、磁性素子１５をその伸長方向に通り、当該磁石４２のＳ極の面に入る磁束の経路Ｐ２１が形成される。磁石４３が磁界付与位置に到達したときには、経路Ｐ２１における磁束の方向が、図９に示す方向と反対の方向となる。
【００６６】
このような構成を有する回転検出装置４１によっても、磁界付与位置を通過した磁石により形成される磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように当該磁束を集中させることができる。したがって、磁石の周方向における間隔が小さい場合でも、これら磁石により形成される磁界により、磁性素子１５の磁化方向を確実に反転させることができ、よって、回転検出装置１の小型化または回転検出の分解能の向上を図ることができる。
【００６７】
（第３の実施形態）
図１１および図１２は本発明の第３の実施形態による回転検出装置を示している。これらの図では、本発明の第３の実施形態による回転検出装置５１の構成のうち、磁石５２および５３と、磁性素子１５およびコイル１６を備えた検出素子１４と、一対のヨーク片５６および５７を備えたヨーク５５とを模式的に示している。
【００６８】
回転検出装置５１は、次の点を除き、上述した本発明の第１の実施形態による回転検出装置１と同様の構成を有している。すなわち、回転検出装置５１において、回転体には複数の磁石５２および５３が固定されている。磁石５２は、磁界形成片として、磁石片５２Ａおよび磁石片５２Ｂを備えている。磁石片５２Ａおよび磁石片５２Ｂは、回転体の回転軸と直交する方向にそれぞれ磁化されている。また、各磁石５２において、磁石片５２Ａおよび磁石片５２Ｂは、それぞれの磁化方向が互いに反対となるように回転体の回転軸に平行な方向に配置されている。また、磁石５３も、磁石５２と同様に、磁石片５３Ａおよび磁石片５３Ｂを備えている。そして、これら複数の磁石５２および５３は、磁石片５２Ａおよび５３Ａの磁化方向が回転体の周方向においてそれぞれ交互に反対となり、かつ磁石片５２Ｂおよび５３Ｂの磁化方向が回転体の周方向においてそれぞれ交互に反対となるように、回転体の周方向に配列されている。具体的には、磁石片５２Ａおよび５３Ｂは、内周側を向いた面がＮ極であり、外周側を向いた面がＳ極である。一方、磁石片５３Ａおよび５２Ｂは、内周側を向いた面がＳ極であり、外周側を向いた面がＮ極である。また、磁石５２および５３の回転軌道において磁界付与位置は１箇所であり、図１２中の二点鎖線Ｇ−Ｇが指し示す位置である。また、図１１中の磁石５２は、回転体に設けられた複数の磁石５２および５３のうち、磁界付与位置に位置する１つの磁石を示している。
【００６９】
また、ヨーク５５は一対のヨーク片５６および５７を備えており、一方のヨーク片５６は磁性素子１５の一端部に対応する位置に配置され、他方のヨーク片５７は磁性素子１５の他端部に対応する位置に配置されている。また、磁石５２または５３が磁界付与位置に位置するとき、磁石片５２Ａまたは５３Ａは一方のヨーク片５６に接近し、磁石片５２Ｂまたは５３Ｂは他方のヨーク片５７に接近する。
【００７０】
このような構成を有する回転検出装置５１において、図１１に示すように、磁石５２が磁界付与位置に到達したとき、磁石５２における磁石片５２Ａおよび磁石片５２Ｂにより形成される磁束がヨーク５５によって誘導されることにより、当該磁石５２の磁石片５２Ａから出て、磁性素子１５をその伸長方向に通り、当該磁石５２の磁石片５２Ｂに入る磁束の経路Ｐ３１が形成される。また、磁石５３が磁界付与位置に到達したとき、磁石５３における磁石片５３Ａおよび磁石片５３Ｂにより形成される磁束がヨーク５５によって誘導されることにより、当該磁石５３の磁石片５３Ａから出て、磁性素子１５をその伸長方向に通り、当該磁石５３の磁石片５３Ｂに入る磁束の経路が形成される。
【００７１】
このような構成を有する回転検出装置５１によっても、磁界付与位置を通過した磁石により形成される磁束が磁性素子１５をその伸長方向に通るように当該磁束を集中させる構成を実現することができる。したがって、磁石の周方向における間隔が小さい場合でも、これら磁石により形成される磁界により、磁性素子１５の磁化方向を確実に反転させることができ、よって、回転検出装置１の小型化または回転検出の分解能の向上を図ることができる。
【００７２】
なお、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う回転検出装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１、４１、５１  回転検出装置
２  回転体
３、４、４２、４３、５２、５３  磁石（磁界形成部）
６  筒体（基体）
７  検出ユニット
１４  検出素子
１５  磁性素子
１６  コイル
２１、３１、４５、５５  ヨーク（磁束誘導体）
２２、２３、３２、３３、４６、４７、５６、５７  ヨーク片
２４、２５  ベース部
２４Ａ、２５Ａ  端面
２６、２７  側壁部
２８、２９  突出部
５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ  磁石片（磁界形成片）
Ｌ  回転軌道
Ｘ  回転軸
【図１】
0006535270.tif 000002
【図２】
0006535270.tif 000003
【図３】
0006535270.tif 000004
【図４】
0006535270.tif 000005
【図５】
0006535270.tif 000006
【図６】
0006535270.tif 000007
【図７】
0006535270.tif 000008
【図８】
0006535270.tif 000009
【図９】
0006535270.tif 000010
【図１０】
0006535270.tif 000011
【図１１】
0006535270.tif 000012
【図１２】
0006535270.tif 000013
【図１３】
0006535270.tif 000014