(57)【要約】【課題】ロータに対して回転検出装置を、回転中心を通る直線から垂直方向に離して配設（オフセット）した場合であっても、基準を中心として上下変動し、安定した信号出力が得られる構成とし、基準の調整がし易い構成とする。【解決手段】磁性体から成り、外周面２ｂに歯型２ｃを有したロータ２に対向し、ロータ２の回転中心２ａを通る直線１０に対して、垂直方向に離れた状態で回転検出装置１のハウジング３を配設する。ハウジング３の内部には磁石４と、ロータ２と対向するハウジング３の対向面３ａに一対の磁気センサ５ａ、５ｂを備え、ロータ２に対して遠い側の磁気センサ５ｂの近傍に、磁石４からの磁束を集める集磁部材６を配設した。この集磁部材６により、対の磁気センサ５ａ，５ｂとロータ２との距離に差があっても、対の磁気センサ５ａ，５ｂにより検出される磁束密度のバランスが取られる構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体から成り、外周に歯型を有し回転中心を基準にして回転を行うロータに対向し、前記回転中心を通る直線に対して垂直方向に離れた状態で配設されたハウジングと、
該ハウジング内に設けられた磁石と、
前記ロータと対向する前記ハウジングの対向面に設けられ、該磁石と前記ロータとの間に配設された一対の磁気センサとを備えた回転検出装置において、
前記ロータに対して遠い側の磁気センサの近傍に、前記磁石からの磁束を集める集磁部材を配設したことを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記集磁部材は、前記対向面または側面に少なくとも設けられ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】
前記集磁部材は、磁性部材から成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記集磁部材は、前記ハウジングの表面に設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出装置に関するものであり、特に、一対の磁気センサを用いて差動にてロータの回転を検出する場合に、信号出力の振幅が基準に対して上下に偏って変動する状態を防止した回転検出装置の構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外周に一定間隔で歯型を形成した回転磁性体（ロータ）と、この回転磁性体の回転中心から径方向に延びる延長線に対して直角方向に所望の距離ずらした位置に、磁化方向軸が回転磁性体の回転中心になる角度で設けられたバイアス磁石（磁石）と、回転磁性体とバイアス磁石との間に設けられた一対の磁気センサを備えた、図６に示す構成の回転検出装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
従来の回転検出装置では、磁化方向軸をロータの回転中心に向けることによって、磁気センサの中点出力のずれを、抑制する様にしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３１８７８４号公報（第１頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置では、一対の磁気センサと磁石とを有する回転検出装置をロータに対して対向した状態で配設して、ロータの回転を磁気センサにより検出する場合、磁気センサとロータとの位置関係によっては、一対の磁気センサからの２つの信号の差動を取った場合、図７に示す状態となる。
【０００６】
つまり、一対の磁気センサからの信号出力の差動を取る場合には、一方の磁気センサではロータとの距離は近くなり、他方の磁気センサでは遠くなるため、磁気センサのそれぞれにて検出される磁束密度は異なる。その結果、一対の磁気センサからの信号出力の差動を取った信号は、図８のグラフの如く、基準に対して上下いずれかの方向に偏ってバランスが崩れてしまい、必ずしも、基準（例えば、零点）に対して、安定した状態で上下に変動する信号出力が得られなくなってしまう。これに対して回転検出装置の磁石の着磁方向をロータの回転中心に向けることにより、上記した公報では磁気センサの中点出力のずれを抑制することはできる。しかし、磁石の着磁方向をロータの回転中心に向けて、磁気センサの中点出力のずれを抑制する方法では、ロータの回転中心に対して磁石の位置調整が容易ではない。また、この方法ではロータ径が異なる場合や、それぞれのロータ径を有するロータに対してそれぞれ所定位置だけオフセットした状態で回転検出装置が配設される多品種生産を行う場合等においては、製造コストが高くなってしまったり、磁石を内包するハウジングの取り付けによっては、ロータとの空隙（ギャップ）が狭くなることが起こり得る。
【０００７】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、基準を中心として安定した信号出力が得られること、ロータに対して回転検出装置を、回転中心を通る直線から垂直方向に離して配設（オフセット）した場合であっても、基準を中心として上下変動し、安定した信号出力が得られる構成とすること、基準の調整がし易い構成とすること、を技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、磁性体から成り、外周に歯型を有し回転中心を基準として回転を行うロータに対向して、前記回転中心を通る直線に対して垂直方向に離れた状態で配設されたハウジングと、該ハウジング内に配設された磁石と、前記ロータと対向する前記ハウジングの対向面に設けられ、該磁石と前記ロータとの間に配設された一対の磁気センサとを備えた回転検出装置において、前記ロータに対して遠い側の磁気センサの近傍に、前記磁石からの磁束を集める集磁部材を配設したことである。
【０００９】
上記した構成により、ロータに対して遠い側の磁気センサの近傍に、磁石からの磁束を集める集磁部材を配設したことにより、一対の磁気センサのうち、一方の磁気センサではロータとの距離（例えば、最短距離）は近く、他方の磁気センサでは遠い状態となり、磁気センサのそれぞれにより検出される磁束密度が異なっていたとしても、ロータに対して遠い側の磁気センサの近傍に磁石からの磁束を集める集磁部材を配設することにより、ロータに対して遠い側の磁気センサでは近い側の磁気センサにて検出される磁束を集磁部材により集めて、近い側の磁界強度に近づけることが可能である。磁気センサにてこの磁束密度を検出することにより、一対の磁気センサでの信号出力のバランスを取ることが可能となり、一対の磁気センサからの信号出力の差動を取った場合に、波形成形し易い、基準を中心として上下に変動する安定した信号出力を得ることが可能である。
【００１０】
この場合、集磁部材は、対向面または側面に少なくとも設けられる構成とすれば、集磁部材をハウジングの対向面または側面に設けるという簡単な配置により、磁気センサから安定した中点出力を得ることが可能である。この際、対向面に対して略Ｌ字状の集磁部材を設ければ、ロータから遠い側の磁気センサの磁束をロータから近い側の磁気センサの磁束により近づけることが可能であり、より波形成形し易い、基準を中心として上下に変動する安定した信号出力を得ることが可能である。
【００１１】
また、集磁部材は、磁性部材から成れば、安価な材料を用いて磁気センサから安定した出力を得ることが可能である。
【００１２】
更に、集磁部材は、ハウジングの表面に設けられると、ハウジングに対して集磁部材の取り付けが容易となる。これは、ロータに対してハウジングを位置決めして取り付けた後からでも、容易に取り付けが行えると共に、集磁部材の取り付け位置や大きさを変えて、磁気センサの出力調整が容易となることから、多品種生産に有利となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１はロータ２に対向して設けられる回転検出装置１の構成を示している。ロータ２は磁性体（例えば、鉄板等）から成る円盤状を呈し、回転中心２ａを基準として回転を行う。ロータ２は外周面２ｂに周方向において一定の間隔を保って歯型（歯数：８歯）２ｃが一体で形成されている。
【００１５】
このロータ２の回転中心２ａを通る直線１０に対して、垂直方向において所定距離だけ離れた位置（直線１０からオフセットした状態の位置）に、ハウジング３が配設されている。ハウジング３はロータ２と所定間隔だけ離れた位置に対向した状態で図示しない固定部材に取り付けられており、ロータ２と対向する対向面３ａを有する。
【００１６】
回転検出装置１を構成するハウジング３は、樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂等）から成る四角形状を呈し、内部に磁石４と一対の磁気センサ５（５ａ，５ｂ）を有している。磁石４は異方性磁石（等方向性磁石でも良い）をここでは図１に示す構成において、磁石４は中心線１１の方向で着磁されている。
【００１７】
磁気センサ５は一対のセンサ５ａ，５ｂを有し、ハウジングの対向面３ａにおける中心線１１に対して対象な位置関係において、磁石４に対して当接または所定間隔だけ離れた状態で、ハウジング３を成形する樹脂によりモールドされている。磁石４は磁化容易軸１１に対して、一方の磁気センサ５ａが近く、他方の磁気センサ５ｂが遠くなっている。また、ロータ２は円盤状を呈することから、ロータ２と磁気センサ５ａ、５ｂそれぞれとの距離が共に等しければ、ロータ２が回転を行った場合に、一対の磁気センサ５から出力される信号出力は、差動を取った場合に、規準（例えば、零点）を中心として上下に変動する（上下の振幅が等しい）バランスのとれた信号出力（波形）を生成する。しかし、図１および図２に示す如く、ロータ２と磁気センサ５ａ、５ｂとそれぞれの距離が共に等しくはない場合にあっては、ロータ２が回転した場合に磁気センサ５ａ，５ｂに信号出力が生成されるが、この場合、磁気センサ５ａ，５ｂからの信号出力の差動を取ると、基準を中心に考えた場合に上下に偏った信号出力が成される。これは、磁気センサ５ａ，５ｂとロータ２との距離（最短距離）を比べると、磁気センサ５ａの方が近く、磁気センサ５ｂの方がロータ２との距離が遠くなることが原因である。この状態での磁石４から出される磁束分布を見てみると、図７の模式図に示す状態となる。この磁束分布において、一対の磁気センサ５ａ，５ｂにて磁束の磁束密度を検出すると、ロータ２から離れ、ロータ２から遠い側の磁気センサ５ｂの方が、ロータ２に近い磁気センサ５ａにおける磁束分布と比べて、磁気センサ５を通過する磁束密度が少なくなる。つまり、ロータ２が回転を行い、その磁束分布での回転により変化する磁束密度を一対の磁気センサ５ａ，５ｂにより検出した場合には、出力波形に偏りが生じてしまい、基準を中心にして上下に変動する安定した信号出力を得ることができない。
【００１８】
そこで、本実施形態においては、ロータ２との対向面３ａに対して、ロータ２から遠い側の磁気センサ５ｂの近傍（ここでは、磁石４から外側に磁束が広がることを防止して、磁気センサ５ｂに近いハウジング３の側面）に、磁石４によって作り出される磁束の広がりを狭義に集める集磁部材６を設けた。つまり、集磁部材６は、図１において平板状の部材をハウジング３の外側に接着材またはビス等の固定部材によって取り付け、集磁部材６よりは一対の磁気センサ５ａ，５ｂにおける磁束の弱い側での磁束を磁気センサの周囲に集める構成とした。これによって、一対の磁気センサ５のうち、比較的に磁束が多く通過する一方の磁気センサ５ａに比べて、磁束の通過が少ない側の磁気センサ５ｂを通過する磁束を、集磁部材６によって周囲の磁束を集め、磁束密度の低い側を磁束密度が高い側の磁界強度に近づけることができる（図２を参照）。これを一対の磁気センサ５ａ，５ｂにより検出し、その検出された信号出力の差動を取ることにより、磁気センサ５の出力となる信号出力の上下のバランスを取り、図３に示す如く、基準（零点）１３を中心にして信号出力が上下に変動する出力を得ることが可能となり、この信号に基づいて、波形整形が易い状態を作ることができる。
【００１９】
図１に示す構成では、集磁部材６を平板状の磁性部材を用い、ハウジング３の対向面３ａに対して垂直な側面３ｂに設けたが、図４に示す第２実施形態の如く、対向面３ａに対して設けても、図１と同様な効果を奏することができる。この場合においても、一対の磁気センサ５ａ、５ｂの感度調整を集磁部材６の位置を移動させたり、大きさを変化させることにより、容易に調整することができる。これは、磁束を集めたい場合には集磁部材６の位置を磁気センサ５ｂに影響を与える磁石４の磁束が集まる位置にもってくると良い。また、集磁部材６の大きさを大きくすれば、磁気センサ５ｂにより検出される磁束密度が大となる。
【００２０】
また、集磁部材６の配置は、図１に示す第１実施形態および図４に示す第２実施形態を合わせて、図５に示す第３実施形態の形状を取っても良い。この第３実施形態においては、略Ｌ字状の集磁部材７を用いて、ハウジング３の対向面３ａと側面３ｂとのコーナー部３ｃを覆う様にすれば、第１実施形態や第２実施形態よりも効果的に磁気センサ５ｂにて検出される磁束密度を集めることができ、より安定した信号出力を得ることができる。
【００２１】
更に、この場合、集磁部材６の配置により、磁気センサ５から安定した信号出力を得ることができるので、磁石の製造コストが安価となる。
【００２２】
上記した構成は、例えば、１種類の磁石４またはハウジング３で、様々なロータ径を有するロータ２に対しても基準を中心とした安定した信号出力を得ることができると共に、ロータ２に対して回転検出装置１がオフセットした状態において配設された場合に対応することができる。
【００２３】
尚、本実施形態においては、集磁部材６，７はハウジング３の外側に設けたがハウジング３の内部に設けたり、磁石４および一対の磁気センサ５と一緒に樹脂でモールドされていても良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、一対の磁気センサのうち、一方の磁気センサではロータとの距離は近く、他方の磁気センサでは遠い状態となり、磁気センサのそれぞれにより検出される磁束密度が異なっていたとしても、ロータに対して遠い側の磁気センサの近傍に磁石からの磁束を集める集磁部材を配設することにより、ロータに対して遠い側の磁気センサでは遠い側の磁気センサにて検出される磁束を集磁部材により集めて、近い側の磁界強度に近づけることができる。これにより、一対の磁気センサでの信号出力のバランスを取ることができ、一対の磁気センサからの信号出力の差動を取った場合に、波形成形し易い、基準を中心として上下に変動する安定した信号出力を作ることができる。
【００２５】
この場合、集磁部材は、対向面または側面に少なくとも設けられる構成とすれば、集磁部材をハウジングの対向面または側面に設けるという簡単な配置により、磁気センサから安定した信号出力を作ることができる。
【００２６】
また、集磁部材は、磁性部材から成れば、安価な材料を用いて磁気センサから安定した出力を作ることができる。
【００２７】
更に、集磁部材は、ハウジングの表面に設けられると、ハウジングに対して集磁部材の取り付けを容易とすることができ、ロータに対してハウジングを位置決めして取り付けた後からでも、集磁部材を容易に取り付けが行えると共に、集磁部材の取り付け位置や大きさを変えて、磁気センサの出力調整が極めて容易に行うことができ、多品種生産への対応ができる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における回転検出装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における回転検出装置の磁束分布を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態における回転検出装置からの出力を示すグラフである。
【図４】図１に示す集磁板を設ける位置を変えた第２実施形態の構成図である。
【図５】図１に示す集磁板を設ける位置を変えた第３実施形態の構成図である。
【図６】従来例を示す構成図である。
【図７】図６に示す従来例の磁束分布を示す模式図である。
【図８】図６に示す従来例での出力を示すグラフである。
【符号の説明】
１  回転検出装置
２  ロータ
２ａ  回転中心
２ｂ  外周面（外周）
２ｃ  歯型
３  ハウジング
３ａ  対向面
３ｂ  側面
３ｃ  コーナー部
４  磁石
５（５ａ，５ｂ）  磁気センサ
６，７  集磁部材
１０  直線
１１  中心線
【図１】
2004177336.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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