旋转检测装置制造方法

旋转检测装置制造方法
【专利摘要】一种旋转检测装置，防止构成磁场检测部的磁性元件的磁化方向的难以预测的变化而改善被检测物的旋转的检测精度，并减小了旋转检测装置的旋转轴方向上的尺寸。在设有磁铁（21）至（24）的第一支承体（11）随着被检测物的旋转而相对于设有磁场检测部（31）至（33）的第二支承体（12）旋转的期间，旋转检测装置（1）利用磁场检测部（31）至（33）检测出因各磁铁而形成的磁场，由此检测出被检测物的旋转状态。各磁场检测部的一端部及另一端部被磁性部件（41）至（46）覆盖。当极性互不相同的一对磁铁分别接近磁场检测部的一端部及另一端部时，各磁性部件引导因该一对磁铁而形成的磁场以将该磁场施加于该磁场检测部的中间部。
【专利说明】旋转检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用磁性来检测被检测物的旋转的旋转检测装置。
【背景技术】
[0002]例如，专利文献I的图7所记载的旋转检测装置(旋转检测用的磁性传感器)构成为，设有通过将检测线圈(11)卷绕于能够引起大巴克豪森跳变的线(Wire)状磁性元件(10)的周围而形成的检测元件，且在具有与被检测物连接的旋转中心轴(21)的滚筒(drum)状基体(20)等间隔地排列配置有极性交替变化的多个永磁铁(31至36)。在该旋转检测装置中，如果滚筒状基体(20)进行旋转，则永磁铁(31至36)按顺序依次从线状磁性元件(10)的附近通过，由此，将交变磁场施加于线状磁性元件(10)。其结果，线状磁性元件的磁化的方向被依次转换，从而由检测线圈(11)输出表示滚筒状基体(20)的旋转状态的脉冲信号。
[0003]然而，在专利文献I的图7所记载的旋转检测装置中，线状磁性元件(10)沿与滚筒状基体(20)的旋转轴平行的方向延伸。因此，存在该旋转检测装置的旋转轴方向上的尺寸增大的不良情况。
[0004]与此相对，下述的专利文献2的图1所记载的旋转检测装置(旋转传感器)具备--传感器线圈(2)， 通过将绕线(22)卷绕于具有巴克豪森效应的非晶态磁性体制的铁芯(21)而形成该传感器线圈(2);以及安装于沿规定的旋转方向旋转的旋转板(200)的永磁铁(1)，传感器线圈(2)被配置为使得铁芯(21)的轴向与旋转板(200)的旋转方向的切线方向平行。因此，根据专利文献2的图1所记载的旋转检测装置，与专利文献I的图7所记载的旋转检测装置相比，能够减小旋转轴方向上的尺寸。
[0005]专利文献1:日本特开2001-194182号公报
[0006]专利文献2:日本特开2000-161989号公报
[0007]然而，如专利文献2的图1所记载的那样，安装有永磁铁(I)的旋转板(200)的旋转方向的切线方向与铁芯(21)(磁性元件)的长度方向平行，对于以该方式配置传感器线圈(2)(磁场检测部)的旋转检测装置而言，会产生如下问题。
[0008]例如，如专利文献2的图2 (a)所记载的那样，当N极的永磁铁(I)与传感器线圈
(2)的一端(2a)侧因旋转板(200)的旋转而相互接近时，因永磁铁(I)而形成的磁场以从传感器线圈(2)的一端(2a)侧朝向另一端(2b)侧的方式通过铁芯(21)，因此，铁芯(21)在一个方向上被磁化。另外，如专利文献2的图2 (b)所记载的那样，当N极的永磁铁(I)与传感器线圈(2)的另一端(2b)侧因旋转板(20)的旋转而相互接近时，因永磁铁(I)而形成的磁场以从传感器线圈(2)的另一端(2b)侧朝向一端(2a)侧的方式通过铁芯(21)，因此，铁芯(21)在与上述的一个方向相反的方向上被磁化。并且，与铁芯(21)的磁化方向的变化对应的脉冲信号被从传感器(2)的绕线(22)输出。
[0009]于是，在旋转板(200)进行旋转的期间，仅在永磁铁(I)与传感器线圈(2)的一端(2a)侧相互接近的情况下、以及永磁铁(I)与传感器线圈(2)的另一端(2b)侧相互接近的情况下，若铁芯(21)的磁化方向发生变化，则能够以良好的精度检测出旋转板(200 )的旋转状态。但是，在上述这些情况之外的情况下，有时铁芯(21)的磁化方向也会发生变化。
[0010]S卩，当永磁铁(I)与传感器线圈(2)的长度方向中间部因旋转板(200)的旋转而相互接近时，有时铁芯(21)的磁化状态会变得不稳定，从而导致铁芯(21)的磁化方向发生变化。并非当永磁铁(I)与传感器线圈(2)的长度方向中间部相互接近时始终发生该磁化方向的变化，该磁化方向的变化有时发生有时不发生，从而导致难以预测是否发生了该磁化方向的变化。
[0011]至于这样的铁心(21)的磁化方向产生难以预测的变化的原因，能够想到如下原因:由永磁铁(I)对铁芯(21)所施加的磁场方向在从铁芯(21)的中间部到一端部的部分与从中间部到另一端部的部分不同。如果施加于铁芯(21)的磁场方向在从铁芯(21)的中间部到一端部的部分与从中间部到另一端部的部分不同，则铁芯(21)的磁化方向会在局部发生变化。因此，使得从绕线(22)输出的脉冲信号的输出电平(level)降低。另外，由于并不确定是否出现了大巴克豪森效应，因此使得脉冲信号的输出电平产生偏差。利用其后的检测电路难以正确地检测出这样的偏差较低的脉冲信号，其结果，无法正确地把握铁芯(21)的磁化方向的变化。
[0012]这样，如果产生难以预测的磁化方向的变化，则会导致难以以良好的精度检测出旋转板(200)的旋转状态。

【发明内容】

[0013]本发明是鉴于例如上述这样的问题而完成的，本发明的课题在于提供一种旋转检测装置，该旋转检测装置能够防止构成磁场检测部的磁性元件的磁化方向产生难以预测的变化，从而能够改善被检测物的旋转的检测精度，并且该旋转检测装置的旋转轴方向上的尺寸较小。
[0014]为了解决上述课题，本发明的第一方案的旋转检测装置的特征在于，具备:第一支承体以及第二支承体，该第一支承体以及第二支承体在轴线的周围设置成在所述轴线的方向上相互分离，两者中的任一方以所述轴线为旋转轴进行旋转；至少一对磁场形成部，该至少一对磁场形成部固定于所述第一支承体并面对所述第二支承体，在所述轴线的周围配置成在周向上彼此分离，它们的极性互不相同，并在所述第一支承体与所述第二支承体之间的区域形成磁场；至少一个磁场检测部，通过将线圈卷绕于磁化方向在长度方向上变化的呈棒状、线状或长板状的磁性元件而形成该至少一个磁场检测部，该至少一个磁场检测部固定于所述第二支承体而面对所述第一支承体，被配置成使得所述磁性元件的长度方向与以所述轴线上的点为中心且与所述至少一对磁场形成部分别重叠的圆周的内接线平行，并对因所述磁场形成部而形成的磁场进行检测；第一磁性部件，该第一磁性部件由磁性材料形成，固定于所述第二支承体，并将所述磁场检测部的长度方向一端部的面对所述第一支承体的部分覆盖；以及第二磁性部件，该第二磁性部件由磁性材料形成，固定于所述第二支承体，并将所述磁场检测部的长度方向另一端部的面对所述第一支承体的部分覆盖，所述第一磁性部件以及所述第二磁性部件，沿朝向所述磁场检测部的长度方向中间部而相互接近的方向延伸，并在所述磁场检测部的长度方向中间部隔着间隙而相互对置。
[0015]在本发明的第一方案的旋转检测装置中，例如，N极的第一磁场形成部与S极的第二磁场形成部在轴线的周围以在周向上彼此分离的方式而配置于第一支承体。由此，在第一支承体与第二支承体之间的区域，形成了从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场。当第一支承体以及第二支承体中的任一方进行旋转时，相对地观察，磁场检测部在形成有上述这样的磁场的区域沿周向移动。
[0016]当因第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而使得第一磁场形成部与磁场检测部的长度方向一端部相互接近、且第二磁场形成部与磁场检测部的长度方向另一端部相互接近时，借助从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场而使得磁场检测部的磁性元件在从一端部朝向另一端部的方向上被磁化。另外，当因第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而使得第一磁场形成部与磁场检测部的长度方向另一端部相互接近、且第二磁场形成部与磁场检测部的长度方向一端部相互接近时，借助从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场而使得磁场检测部的磁性兀件在从另一端部朝向一端部的方向上被磁化。这样，由于磁性元件的磁化方向随着第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而发生变化，因此，基于磁性元件的磁化方向的变化而能够检测出第一支承体或第二支承体的旋转状态。
[0017]此处,磁场检测部的长度方向一端部被第一磁性部件覆盖，磁场检测部的长度方向另一端部被第二磁性部件覆盖。另外，第一磁性部件与第二磁性部件虽然在磁场检测部的长度方向中间部相互接近，但却彼此互不接触。借助这样的第一磁性部件以及第二磁性部件而以如下方式对从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场进行引导。
[0018]当因第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而使得第一磁场形成部与磁场检测部的长度方向一端部相互接近、且第二磁场形成部与磁场检测部的长度方向另一端部相互接近时，第一磁性部件夹于第一磁场形成部与磁场检测部的一端之间，第二磁性部件夹于第二磁场形成部与磁场检测部的另一端部之间。因此，因第一磁场形成部以及第二磁场形成部而形成的磁力线的大部分首先从第一磁场形成部进入第一磁性部件，而并非进入磁场检测部的一端部。进入到第一磁性部件的磁力线在第一磁性部件中朝向第二磁性部件侧行进。由于第一磁性部件与第二磁性部件在磁场检测部的长度方向中间部相互分离，因此，在第一磁性部件中行进的磁力线虽然接近第二磁性部件但却并不直接进入第二磁性部件，而是进入磁场检测部的中间部的略微靠近一端部的部分。进入到磁场检测部的中间部的略微靠近一端部的部分的磁力线，在磁场检测部中朝向磁场检测部的另一端侧行进而从磁场检测部的长度方向的正中间通过，进而到达磁场检测部的中间部的略微靠近另一端部的部分。到达磁场检测部的中间部的略微靠近另一端部的部分的磁力线，从磁场检测部脱离而进入第二磁性部件。进入到第二磁性部件的磁力线在第二磁性部件中朝向第二磁场形成部行进，并且，该磁力线从第二磁性部件到达第二磁场形成部。
[0019]另一方面，当因第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而使得第一磁场形成部与磁场检测部的另一端部相互接近、且第二磁场形成部与磁场检测部的一端部相互接近时，从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场沿与上述磁场的路径相同的路径朝反方向行进。即，因第一磁场形成部以及第二磁场形成部而形成的磁力线的大部分，自第一磁场形成部起按顺序依次从第二磁性部件、磁场检测部的中间部以及第一磁性部件通过，进而到达第二磁场形成部。
[0020]通过利用第一磁性部件以及第二磁性部件以该方式对磁场进行引导，使得从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁力线的大部分从磁场检测部中的磁场检测部的中间部通过。其结果，当第一磁场形成部与磁场检测部的一端部(或另一端部)相互接近、且第二磁场形成部与磁场检测部的另一端部(或者一端部)相互接近时，磁场检测部的中间部的磁通密度升高。另一方面，当第一磁场形成部以及第二磁场形成部分别从磁场检测部的一端部以及另一端部离开时，磁场检测部的中间部的磁通密度降低。与此相对，无论第一磁场形成部以及第二磁场形成部接近磁场检测部的各自的端部还是从磁场检测部的各自的端部离开，与磁场检测部的中间部的磁通密度的变化相比，磁场检测部的一端部以及另一端部的磁通密度的变化均大幅地减小。因此，仅在第一磁场形成部与磁场检测部的一端部(或另一端部)相互接近、且第二磁场形成部与磁场检测部的另一端部(或者一端部)相互接近的情况下，才能够使磁性元件的磁化方向发生变化，在除此之外的情况下，能够防止磁性元件的磁化方向产生变化。
[0021]由此，能够防止构成磁场检测部的磁性元件的磁化方向发生难以预测的变化，从而能够改善被检测物的旋转的检测精度。
[0022]为了解决上述课题，在上述的本发明的第一方案的旋转检测装置的基础上，本发明的第二方案的旋转检测装置的特征在于，所述第一磁性部件从与所述磁场检测部的长度方向一端部对应的位置分别朝向所述第二支承体的内周侧以及外周侧扩展，并将所述第二支承体的比所述磁场检测部的长度方向一端部靠内周侧以及外周侧的区域分别覆盖，所述第二磁性部件从与所述磁场检测部的长度方向另一端部对应的位置分别朝向所述第二支承体的内周侧以及外周侧扩展，并将所述第二支承体的比所述磁场检测部的长度方向另一端部靠内周侧以及外周侧的区域分别覆盖。
[0023]根据本发明的第二方案的旋转检测装置，第一磁性部件将包括磁场检测部的一端部的较宽广的区域覆盖，第二磁性部件将包括磁场检测部的另一端的较宽广的区域覆盖。因此，当第一磁场形成部以及第二磁场形成部分别接近磁场检测部的两端部时，能够提高将因磁场形成部而形成的磁场朝磁场检测部的中间部引导的效果，另一方面，当第一磁场形成部或者第二磁场形成部并未接近磁场检测部的端部时，能够防止因磁场形成部而形成的磁场进入磁场检测部。因此，能够防止构成磁场检测部的磁性元件的磁化方向发生难以预测的变化。
[0024]为了解决上述课题，在上述的本发明的第一方案或第二方案的旋转检测装置的基础上，本发明的第三方案的旋转检测装置的特征在于，在与所述磁场检测部的长度方向的中间部对应的位置相互对置的所述第一磁性部件的端面以及所述第二磁性部件的端面，分别沿相对于所述轴线垂直、且相对于所述磁场检测部的长度方向垂直的方向延伸。
[0025]根据本发明的第三方案的旋转检测装置，当因第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而使得第一磁场形成部以及第二磁场形成部分别与磁场检测部的一端部以及另一端部接近时，能够抑制从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场的扩散，能够使该磁场沿与磁场检测部的长度方向平行的方向行进。尤其当磁场在与磁场检测部的长度方向的中间部对应的位置处从与第二磁性部件的端面对置的第一磁性部件的端面朝向第一磁性部件的外部发展时，或者当磁场在与磁场检测部的长度方向的中间部对应的位置处从与第一磁性部件的端面对置的第二磁性部件的端面朝向第二磁性部件的外部发展时，能够抑制磁场的扩散。由此，能够使磁场检测部的中间部处于磁通密度较高的稳定状态。因此，能够使因各磁场形成部与磁场检测部的端部的接近、分离而产生的磁场检测部的中间部的磁通密度的变化增大，并且能够使上述磁通密度的变化稳定化。
[0026]为了解决上述课题，在本发明的第一方案至第三方案中的任意方案的旋转检测装置的基础上，本发明的第四方案的旋转检测装置的特征在于，所述第一磁性部件的朝向所述轴线侧的端面沿与所述磁场检测部的长度方向平行的方向延伸，所述第二磁性部件的朝向所述轴线侧的端面沿与所述磁场检测部的长度方向平行的方向延伸。
[0027]根据本发明的第四方案的旋转检测装置，当因第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而使得第一磁场形成部以及第二磁场形成部分别接近磁场检测部的一端部以及另一端部时，能够抑制从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场的扩散，能够使该磁场沿与磁场检测部的长度方向平行的方向行进。尤其能够抑制磁场在第一磁性部件或者第二磁性部件从朝向轴线侧的端面向该端面外部扩散。由此，能够使磁场检测部的中间部处于磁通密度较高的稳定状态。因此，能够使因各磁场形成部与磁场检测部的端部的接近、分离而产生的磁场检测部的中间部的磁通密度的变化增大，并且能够使该磁通密度的变化稳定化。
[0028]为了解决上述课题，在本发明的第一方案至第四方案中的任意方案的旋转检测装置的基础上，本发明的第五方案的旋转检测装置的特征在于，所述第一磁性部件将所述磁场检测部的长度方向一端部的端面覆盖，所述第二磁性部件将所述磁场检测部的长度方向另一端部的端面覆盖。
[0029]根据本发明的第五旋转检测装置，当第一磁场形成部以及第二磁场形成部分别接近磁场检测部的两端部时，不仅能够将因这一对磁场形成部而形成的磁场朝磁场检测部的中间部引导，还能够将该磁场朝磁场检测部的一端部以及另一端部引导。由此，不仅能够提高磁场检测部的中间部的磁通密度，而且还能够提高磁场检测部的两端部的磁通密度，且能够将磁场检测部整体的磁化方向调整为与因一对磁场形成部而形成的磁场的方向一致。因此，能够增大从线圈输出的电力信号(检测信号)的输出电平，从而能够高精度地检测出构成磁场检测部的磁性兀件的磁化方向的变化。另一方面，当第一磁场形成部或第二磁场形成部并未接近磁场检测部的端部时，能够防止因磁场形成部而形成的磁场进入磁场检测部。因此，能够防止构成磁场检测部的磁性元件的磁化方向发生难以预测的变化。
[0030]为了解决上述课题，在上述本发明的第一方案至第五方案的旋转检测装置的基础上，本发明的第六方案的旋转装置的特征在于，各磁场形成部为永磁铁，各磁场形成部的周向上或所述圆周的内接线方向上的尺寸，大于在与所述磁场检测部的长度方向的中间部对应的位置处相互对置的所述第一磁性部件的端面与所述第二磁性部件的端面之间的距离。
[0031]根据本发明的第六方案的旋转检测装置，当因第一支承体以及第二支承体中的任一方的旋转而使得第一磁场形成部或第二磁场形成部接近磁场检测部的中间部时，能够抑制因磁场形成部而形成的磁场进入磁场检测部。即，由于各磁场形成部的周向上或所述圆周的内接线方向上的尺寸大于在与所述磁场检测部的长度方向的中间部对应的位置处相互对置的所述第一磁性部件的端面与所述第二磁性部件的端面之间的距离，因此，例如在第一磁场形成部接近磁场检测部的中间部时，同第一磁场形成部与磁场检测部的中间部之间的距离相比，第一磁场形成部与第一磁性部件或第二磁性部件之间的距离更近。因此，从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场的大部分进入第一磁性部件或第二磁性部件。其结果，该磁场几乎不进入磁场检测部。同样，当第二磁场形成部接近磁场检测部的中间部时，从第一磁场形成部朝向第二磁场形成部的磁场的大部分进入第一磁性部件或第二磁性部件。其结果，该磁场几乎不进入磁场检测部。因此，当第一磁场形成部或第二磁场形成部接近磁场检测部的中间部时,能够防止构成磁场检测部的磁性元件的磁化方向发生变化。
[0032]为了解决上述课题，在上述本发明的第一方案至第六方案的任意方案的旋转检测装置的基础上，本发明的第七方案的旋转检测装置的特征在于，所述磁性元件为大巴克豪森元件。
[0033]根据本发明的第七方案的旋转检测装置，当由第一磁场检测部以及第二磁场检测部对磁性元件施加磁场时，磁性元件的磁化方向急剧地反转，借助由此产生的电动势而使得尖锐立起的脉冲状的电力信号朝线圈流入。因此，能够获得作为检测信号的与磁性元件的磁化方向的变化对应的脉冲信号，从而能够高精度且容易地检测出第一支承体及第二支承体的旋转状态。
[0034]为了解决上述课题，在上述第一方案至第七方案中的任意方案的旋转检测装置的基础上，本发明的第八方案的旋转检测装置的特征在于，至少3个所述磁场检测部在所述第二支承体设置成将所述轴线的整周包围，所述第一磁性部件以及所述第二磁性部件设置于所述磁场检测部，所述多个第一磁性部件以及所述多个第二磁性部件中的在周向上彼此相邻的成对的第一磁性部件与第二磁性部件相互接近，使得所述各磁场检测部夹设于由此形成的所述多个第一磁性部件以及所述多个第二磁性部件的连续列与所述第二支承体之间，且上述连续列将所述第二支承体的面对所述第一支承体的部分中的外周侧的大致全周覆盖。
[0035]根据本发明的第八方案的旋转检测装置，利用多个第一磁性部件以及多个第二磁性部件的连续列将第二支承体的面对第一支承体的部分的外周侧的大致全周覆盖，由此能够抑制在磁场形成部与磁场检测部之间产生的磁力，或者能够使该磁力在周向上均匀化，由此，能够抑制第一支承体或第二支承体在旋转时产生齿槽效应。
[0036]根据本发明，能够防止构成磁场检测部的磁性元件的磁化方向发生难以预测的变化而能够改善被检测物旋转的检测精度，并且能够减小旋转检测装置的旋转轴方向上的尺寸。
【专利附图】

【附图说明】
[0037]图1是示出基于本发明的实施方式的旋转检测装置的说明图。
[0038]图2是从图1中的箭头I1-1I的方向观察基于本发明的实施方式的旋转检测装置的第一支承体以及磁铁的说明图。
[0039]图3是从图1中的箭头II1-1II的方向观察基于本发明的实施方式的旋转检测装置的第二支承体、磁场检测部以及磁性部件的说明图。
[0040]图4是示出将磁性部件从图3中的构造体除去后的状态的说明图。
[0041]图5是将图3中的第二支承体的一部分以及磁场检测部等放大示出的说明图。
[0042]图6是示出基于本发明的实施方式的旋转检测装置的动作的说明图。
[0043]图7是示出基于本发明的实施方式的旋转检测装置的磁场的路径的说明图。
[0044]图8是示出基于本发明的实施方式的旋转检测装置的动作的说明图。[0045]图9是示出基于本发明的实施方式的旋转检测装置的磁场的路径的说明图。
[0046]图10是示出基于本发明的实施方式的旋转检测装置的动作的说明图。
[0047]图11是示出在基于本发明的实施方式的旋转检测装置中，一个磁性元件的长度方向上的位置与该磁性元件的磁通密度之间的关系的特性线图。
[0048]图12是示出在基于比较例的旋转检测装置中，一个磁性元件的长度方向上的位置与该磁性元件的磁通密度之间的关系的特性线图。
[0049]图13是示出在基于本发明的实施方式的旋转检测装置中，在磁性部件等中发展的磁场的说明图。
[0050]图14是示出针对基于本发明的实施方式的旋转检测装置而将磁性部件的侧板部除去后的变形例的说明图。
[0051]图15是示出在图14的旋转检测装置中，一个磁性元件的长度方向上的位置与该磁性元件的磁通密度之间的关系的特性线图。
[0052]图16是示出本发明的旋转检测装置的其他的实施方式的说明图。
[0053]图17是示出在基于本发明的实施方式的旋转检测装置中的磁性部件的变形例的说明图。[0054]图18是示出在基于本发明的实施方式的旋转检测装置中的磁性部件的其他的变形例的说明图。
[0055]图19是示出在基于本发明的实施方式的旋转检测装置中的磁性部件的又一个其他的变形例的说明图。
[0056]图20是示出在基于本发明的实施方式的旋转检测装置中的磁性部件的又一个其他的变形例的说明图。
[0057]附图标记说明:
[0058]1、51…旋转检测装置；11…第一支承体；12…第二支承体；21、22、23、24、61、62…磁铁；31、32、33、64…磁场检测部;35…磁性兀件;36…线圈；41、42、43、44、45、46、65、66、101、102、111、112、121、122、131、132...磁性部件；41A、42A、43A、44A、45A、46A…平板部；41B、42B、43B、44B、45B、46B…侧板部；41C、42C、43C、44C、45C、46C、101C、102C、111C、112C、121C、122C、131C、132C…对置端面;41D、42D、43D、44D、45D、46D、101D、102D...内周侧端面；A…轴线洱…圆周。
【具体实施方式】
[0059]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0060]图1示出了基于本发明的实施方式的旋转检测装置。在图1中，基于本发明的实施方式的旋转检测装置I是能够检测出被检测物的旋转状态、例如转数以及旋转方向的装置。
[0061]在旋转检测装置I的壳体2内收纳有第一支承体11以及第二支承体12。例如壳体2形成为有盖圆筒状，第一支承体11以及第二支承体12各自形成为例如圆盘状。在壳体2内，第一支承体11以及第二支承体12相互被定位，使得轴线A贯穿第一支承体11以及第二支承体12各自的中心。另外，第一支承体11以及第二支承体12被配置为在轴线A的延伸方向、亦即轴线方向上相互分离。第一支承体11的面IlA相对于轴线A垂直、且面对第二支承体12。另外,第二支承体12的面12A相对于轴线A垂直、且面对第一支承体11。另外，第一支承体11能够以轴线A为旋转轴进行旋转。另一方面，第二支承体12固定于壳体2从而不进行旋转。另外，轴3以能够旋转的方式而支承于壳体2。轴3能够以轴线A为旋转轴进行旋转。轴3的一侧的端部与未图示的被检测物连接，轴3的另一侧的端部在壳体2内与第一支承体11连接。由此，如果被检测物进行旋转，则该旋转经由轴3而朝第一支承体11传递，使得第一支承体11在壳体2内进行旋转。
[0062]图2是从图1中的箭头I1-1I的方向观察旋转检测装置I的第一支承体11以及设于第一支承体11的4个磁铁的图。如图2所示，在第一支承体11设有4个作为磁场形成部的磁铁21、22、23、24。各磁铁21、22、23、24例如是板状的永磁铁。磁铁21、22、23、24固定于第一支承体11的面11A。在面IlA上，磁铁21、22、23、24配置在轴线A的周围、且配置成在周向上彼此分离。磁铁21、22、23、24例如在周向上以相等的间隔排列。磁铁21、22、23、24配置成例如相隔90度。磁铁21、22、23、24配置成它们的极性在周向上交相不同。例如配置成磁铁21、22、23、24的面对第二支承体12的一侧的极性分别为N极、S极、N极、S极。磁铁21、22、23、24在第一支承体11与第二支承体12之间的区域形成磁场。另外，图2中的双点划线示出了以轴线A上的点为中心、且与4个磁铁21、22、23、24分别重叠的圆周R。如果第一支承体11进行旋转，则磁铁21、22、23、24的旋转轨迹与圆周R—致。另夕卜，如图2所示，磁铁21的周向上的尺寸Dl (在与重叠于磁铁21的中心的圆周R上的点相切的切线方向上的磁铁21的尺寸)被设定为规定值。同样，各磁铁22、23、24的周向上的尺寸也被设定为与磁铁21的尺寸Dl相同的值。
[0063]图3是从图1中的箭头II1-1II的方向观察旋转检测装置I的第二支承体12、设于第二支承体12的3个磁场检测部、以及将各磁场检测部的各端部覆盖的磁性部件的图。图4是示出将磁性部件从图3所示的构造体除去后的状态的图。图5放大示出了图3中的第二支承体12的一部分、一个磁场检测部、以及将该磁场检测部覆盖的一对磁性部件等。
[0064]如图4所示，在第二支承体12设有3个磁场检测部31、32、33。通过将线圈36卷绕于后述的呈线状、棒状或长板状的磁性元件35的周围而形成各磁场检测部31、32、33。磁场检测部31、32、33固定于第二支承体12的面12A。在面12A上，磁场检测部31、32、33配置在轴线A的周围、且配置成在周向上彼此分离。磁场检测部31、32、33例如在周向上以相等的间隔排列。磁场检测部31、32、33配置成例如相隔120度。另外，对磁场检测部31进行了定位，使得磁性元件35的长度方向与圆周R的切线(相切于通过轴线A上的点以及磁性元件35的长度方向上的中间点的直线与圆周R的交点的切线)平行。同样，对各磁场检测部32、33也进行了定位，使得磁性元件35的长度方向与圆周R的切线平行。另外，对各磁场检测部31、32、33进行了定位，使得磁性元件35的一端部以及另一端部与圆周R重叠。另外，各磁场检测部31、32、33配置成使得磁性元件35的一端与轴线A之间的距离、和磁性元件35的另一端与轴线A之间的距离相等。另外，各磁场检测部31、32、33对由磁铁21、22、23、24形成的磁场进行检测。
[0065]各磁场检测部31、32、33采用复合磁性线材作为磁性元件35。一般情况下，复合磁性线材为细线状的强磁性体。复合磁性线材是具有如下独特的磁力特性的单轴各向异性的复合磁性体，即:通过施加较小的外部磁场便使得复合磁性体的外周部的磁化方向发生变化,与此相对,如果不施加较大的外部磁场,则复合磁性体的中心部的磁化方向不会发生变化。在与复合磁性线材的长度方向平行的一个方向上，如果施加足够大的外部磁场以使复合磁性线材的中心部的磁化方向反转，则复合磁性线材的中心部的磁化方向与外周部的磁化方向会调整成相同方向。然后，在与复合磁性线材的长度方向平行、且与上述一个方向相反的另一方向上，如果施加仅能够使复合磁性线材的外周部的磁化方向反转的程度的较小的外部磁场，则复合磁性线材的中心部的磁化方向不发生变化，只有外周部的磁化方向会发生反转。其结果，复合磁性线材形成为其中心部与外周部的磁化方向不同的状态，即便撤除外部磁场也可维持该状态。
[0066]此处,对于形成为中心部在上述一个方向上被磁化、且外周部在上述另一方向上被磁化的状态的复合磁性线材而言，在上述一个方向上对该复合磁性线材施加外部磁场。此时，起初使外部磁场保持较小的强度，然后再逐渐增强外部磁场的强度。于是，当外部磁场的强度超过某一强度时，产生大巴克豪森效应，使得复合磁性线材的外周部的磁化方向从上述另一方向朝上述的一个方向急剧地反转。并且，利用因复合磁性线材的磁化方向的急剧反转而产生的电动势，将例如在正方向上尖锐立起的脉冲状的电信号从卷绕于复合磁性线材的线圈输出。
[0067]另外，对于形成为中心部以及外周部均在上述一个方向上被磁化后的状态的复合磁性线材而言，在上述另一方向上对其施加外部磁场。此时，也在起初保持外部磁场的较小的强度，然后再逐渐增强外部磁场的强度。于是，当外部磁场的强度超过某一强度时，使得复合磁性线材的外周部的磁化方向从上述一个方向急剧地朝上述的另一方向反转。并且，利用因复合磁性线材的磁化方向的急剧反转而产生的电动势，将例如在负方向上尖锐立起的脉冲状的电信号从卷绕于复合磁性线材的线圈输出。
[0068]在采用这样的复合磁性线材作为磁性元件35的各磁场检测部31、32、33中，如果通过对磁性元件35施加外部磁场而使得磁性元件35的外周部的磁化方向发生变化，则作为脉冲状的电信号的检测信号会被从卷绕于该磁性元件35的线圈36输出。在旋转检测装置I中，因磁铁21与磁铁22而形成的磁场、因磁铁22与磁铁23而形成的磁场、因磁铁23与磁铁24而形成的磁场、以及因磁铁24与磁铁21而形成的磁场，都与施加于磁性元件35的外部磁场相当。着眼于任一个磁性元件35进行说明，上述这4个磁场因第一支承体11进行旋转而被依次施加于该磁性元件35。另外，这4个磁场并非能够使磁性元件35的中心部以及外周部双方的磁化方向均发生变化的强度较大的磁场，而是强度的大小达到仅能够使磁性元件35的外周部的磁化方向发生变化的程度的磁场。根据该磁性元件35与磁铁21、
22、23、24的位置关系，每当施加于该磁性元件35的磁场变换时磁场的方向也随之变换，因此，每当该磁场变换时，该磁性元件35的外周部的磁化方向会发生变化，伴随与此，检测信号会被从卷绕于该磁性兀件35的线圈36输出。
[0069]另外，在旋转检测装置I中，磁铁21、22、23、24例如以90度的间隔配置，与此相对，磁场检测部31、32、33例如以120度的间隔配置。因此，在第一支承体11进行旋转的期间，从磁场检测部31、32、33输出检测信号的时刻不会重叠。利用在互不相同的时刻从磁场检测部31、32、33输出的检测信号来进行规定的处理，由此能够检测出被检测物的转数以及旋转方向。
[0070]另外，如图3所示，磁场检测部31的一端部以及另一端部分别被磁性部件41、42覆盖。另外，磁场检测部32的一端部以及另一端部分别被磁性部件43、44覆盖。进而，磁场检测部33的一端部以及另一端部分别被磁性部件45、46覆盖。
[0071]此处，对磁性部件41、42进行具体的说明。如图5所示，磁性部件41、42例如由铁等磁性材料形成，并配置在第二支承体12的面12A上、且固定于第二支承体12。另外，磁场检测部31与磁性部件41、42互不接触。另外，磁性部件41与其他的磁性部件42至46中的任意磁性部件都不接触，磁性部件42与其他的磁性部件41以及43至46中的任意磁性部件都不接触。
[0072]磁性部件41形成为包括平板部41A与侧板部41B。平板部41A在磁场检测部31的一端部的上方以与第一支承体11的面IlA或第二轴支承体12的面12A平行的方式扩展。平板部41A在磁场检测部31的长度方向一端部将该磁场检测部31的面对第一支承体11的部分覆盖。进而，平板部41A从与磁场检测部31的长度方向一端部对应的位置分别朝第二支承体12的内周侧以及外周侧扩展，从而将第二支承体12的比磁场检测部31的长度方向一端部靠近内周侧以及外周侧的较宽广的区域覆盖。
[0073]通过将平板部41A的一端部朝支承体12折弯而形成侧板部41B。侧板部41B将磁场检测部31的长度方向一端部的端面(图5中的左端面)覆盖。侧板部41B相对于第二支承体12的面12A或平板部41A垂直。另外，侧板部41B的下端部固定于第二支承体12，由此将磁性部件41整体固定于第二支承体12。
[0074]磁性部件42具有以基准线B为基准而与磁性部件41线对称的形状。与磁性部件41相同，磁性部件42也形成为包括平板部42A与侧板部42B。平板部42A在磁场检测部31的长度方向另一端部将该磁场检测部31的面对第一支承体11的部分覆盖。进而，平板部42A从与磁场检测部31的长度方向另一端部对应的位置分别朝第二支承体12的内周侧以及外周侧扩展，从而分别将第二支承体12的比磁场检测部31的长度方向另一端部靠近内周侧以及外周侧的较宽广的区域覆盖。侧板部42B将磁场检测部31的长度方向另一端部的端面(图5中的右端面)覆盖。另外，侧板部42B的下端部固定于第二支承体12，由此使得磁性部件42整体被固定于第二支承体12。
[0075]另外，磁性部件41与磁性部件42沿朝向磁场检测部31的长度方向的中间部彼此接近的方向延伸，磁性材料41的对置端面41C与磁性部件42的对置端面42C在磁场检测部31的长度方向的中间部隔着间隙而彼此对置。对置端面41C、42C分别在相对于轴线A垂直、且相对于磁场检测部31的长度方向垂直的方向上延伸。另外，对置端面41C、42C从第二支承体12的内周侧通过与磁场检测部31的长度方向的中间部对应的位置，进而朝向第二支承体12的外周侧彼此保持恒定的分离距离地延伸。如图5所示，对置端面41C与对置端面42C之间的距离D2被设定为规定值。如后所述，以使得各磁铁21、22、23、24的周向上的尺寸Dl大于对置端面41C与对置端面42C之间的距离D2的方式来设定尺寸Dl以及D2。
[0076]另外，磁性部件41的朝向轴线A侧的内周侧端面41D沿与磁场检测部31的长度方向平行的方向延伸。同样，磁性部件42的朝向轴线A侧的内周侧端面42D沿与磁场检测部31的长度方向平行的方向延伸。另一方面，磁性部件41的外周侧端面41E以及磁性部件42的外周侧端面42E沿第二支承体12的周缘延伸为圆弧状。
[0077]另外，如图5所示，对于磁场检测部31的面对第一支承体11的部分而言，其大部分被磁性部件41、42覆盖，其朝向第一支承体11露出的部分极小。对于磁场检测部31的面对第一支承体11的部分而言，被磁性部件41以及磁性部件42覆盖的部分的面积大于其露出的部分的面积。
[0078]磁性部件43、44的结构以及磁性部件43、44与磁场检测部32之间的位置关系等，与磁性部件41、42的结构以及磁性部件41、42与磁场检测部31之间的位置关系等相同。另夕卜，磁性部件45、46的结构以及磁性部件45、46与磁场检测部33之间的位置关系等，也与磁性部件41、42的结构以及磁性部件41、42与磁场检测部31之间的位置关系等相同。
[0079]另外，如图3所示，磁性部件41至46中的在周向上彼此相邻的各对磁性部件(41与42,42与43,43与44,44与45,45与46,46与41)相互接近，从而将磁场检测部31、32、33夹设于以上述方式形成的磁性部件41至46的连续列与第二支承体12之间，并且大致遍及整周地将第二支承体12的面12A内的外周侧上方覆盖。即，在包括磁性部件41至46的平板部41A至46A的表面的平面中，与各磁性部件41至46的平板部41A至46A的表面的面积相比，对应于磁性部件41至46中相互临近的各对磁性部件间的间隙的区域的面积大幅度地减小。通过这样的磁性部件41至46的连续列而能够抑制在磁铁21、22、23、24与磁场形成部31、32、33之间所产生的磁力，或者能够使该磁力在周向上均匀化，由此，能够抑制在第一支承体11进行旋转时产生齿槽效应。
[0080]图6至图10示出了旋转检测装置I的动作。在这些图中，图6、图8以及图10示出了从图1中的箭头V1-VI方向观察时的旋转检测装置1，为了便于说明，并未对壳体2、轴3以及第一支承体11进行图示。
[0081]首先，参照图6以及图10对旋转检测装置I的基本动作进行说明。当磁铁21、22、23,24与第一支承体11 一起伴随着被检测物的旋转而绕顺时针方向或逆时针方向旋转时，因磁铁21、22、23、24而在第一支承体11与第二支承体12之间所形成的磁场也随之旋转。由于磁场检测部31、32、33在以上述方式旋转的磁场中静止，因此使得施加于磁场检测部31、32、33的磁场的极性随着旋转而变化。由此，对于各磁场检测部31、32、33而言，磁性元件35的外周部的磁化方向发生变化，脉冲状的检测信号被从线圈36输出。基于该检测信号而能够检测出被检测物的转数以及旋转方向。
[0082]此处，着眼于磁场检测部31而对上述动作进行说明。例如当磁场检测部31的磁性元件35处于在从其另一端部朝向一端部的方向上被磁化的状态时，设定为第一支承体11绕逆时针方向进行旋转。由此，如图6所示，如果N极的磁铁21接近磁场检测部31的一端部、且S极的磁铁22接近磁场检测部31的另一端部，则使得磁场检测部31的磁性元件35的外周部的磁化方向因从磁铁21朝向磁铁22的磁场而发生反转。其结果，该磁性元件35的磁化方向转变为从该磁性兀件35的一端部朝向另一端部的方向。并且，因该磁性元件35的磁化方向的反转而使得例如在正方向上尖锐立起的脉冲状的检测信号从卷绕于该磁性兀件35的线圈36输出。
[0083]接着，第一支承体11的绕逆时针方向的旋转持续进行，如图10所示，如果S极的磁铁24接近磁场检测部31的一端部、且N极的磁铁21接近磁场检测部31的另一端部，则使得磁场检测部31的磁性兀件35的外周部的磁化方向因从磁铁21朝向磁铁24的磁场而发生反转。其结果，该磁性元件35的磁化方向转变为从磁性元件35的另一端部朝向一端部的方向。并且，因该磁性元件35的磁化方向的反转而使得例如在负方向上尖锐立起的脉冲状的检测信号从卷绕于该磁性元件35的线圈36输出。[0084]接着，第一支承体11的旋转持续进行，当N极的磁铁23接近磁场检测部31的一端部、且S极的磁铁24接近磁场检测部31的另一端部时，因从磁铁23朝向磁铁24的磁场而使得磁场检测部31的磁性兀件35的磁化方向转变为从磁性兀件35的一端部朝向另一端部的方向，从而使得例如在正方向上尖锐立起的脉冲状的检测信号从线圈36输出。进而，第一支承体11的旋转持续进行，当S极的磁铁22接近磁场检测部31的一端部、且N极的磁铁23接近磁场检测部31的另一端部时，因从磁铁23朝向磁铁22的磁场而使得磁场检测部31的磁性元件35的磁化方向转变为从磁性元件35的另一端部朝向一端部的方向，从而使得例如在负方向上尖锐立起的脉冲状的检测信号从线圈36输出。磁场检测部32、33也与磁场检测部31同样地进行动作。
[0085]接下来，参照图6至图10对基于磁性部件41至46的磁场引导功能进行说明。即，磁性部件41、42具有对由磁铁21、22、23、24施加给磁场检测部31的磁场进行引导而形成规定的磁路的功能。另外，磁性部件43、44具有对由磁铁21、22、23、24施加给磁场检测部32的磁场进行引导而形成规定的磁路的功能。另外，磁性部件45、46具有对由磁铁21、22、23,24施加给磁场检测部33的磁场进行引导而形成规定的磁路的功能。
[0086]此处，具体地说明磁性部件41、42的针对磁场检测部31的磁场引导功能。如图6所示，第一支承体11例如绕逆时针方向进行旋转，N极的磁铁21接近磁场检测部31的一端部，且S极的磁铁22接近磁场检测部31的另一端部。此时，如图7所示，磁性部件41夹于磁铁21与磁场检测部件31的一端部之间，另一方面，磁性部件42夹于磁铁22与磁场检测部31的另一端部之间。因此，从磁铁21朝向磁铁22的磁力线的大部分首先从磁铁21进入磁性部件41而并非进入磁场检测部31的一端部。进入到磁性部件41的磁力线在磁性部件41的平板部41A中朝磁性部件42侧行进。由于磁性部件41与磁性部件42在磁场检测部31的长度方向中间部相互分离，因此在磁性部件41的平板部41A中行进的磁力线即便接近磁性部件42也不会直接进入磁性部件42，而是进入磁场检测部31的中间部的略微靠近一端部的部分。进入到磁场检测部31的中间部的略微靠近一端部的部分的磁力线在磁场检测部31中朝向另一端行进，从磁场检测部31的长度方向上的正中间通过，进而到达磁场检测部31的中间部的略微靠近另一端的部分。到达磁场检测部31的中间部的略微靠近另一端的部分的磁力线从磁场检测部31脱离而进入磁性部件42。进入到磁性部件42的磁力线在磁性部件42的平板部42A中朝磁铁22行进，并且，该磁力线从磁性部件42到达磁铁22。
[0087]于是，当磁铁21接近磁场检测部31的一端部、且磁铁22接近磁场检测部31的另一端部时，从磁铁21朝向磁铁22的磁场被磁性部件41、42引导，从而形成了如图7中黑色实线的箭头示出的磁路。其结果，由于该磁场的大部分被施加于磁场检测部31的中间部，因此使得磁场检测部31的中间部的磁通密度高于磁场检测部31的一端部或另一端部的磁通密度。
[0088]另外，包括磁场检测部31的一端部以及另一端部的面对第一支承体11的部分的宽广的区域被磁性部件41、42的平板部41A、42A覆盖，进而，磁场检测部31的一端面(左端面)以及另一端面(右端面)被磁性部件41、42的侧板部41B、42B覆盖。由此，当N极的磁铁21接近磁场检测部31的一端部、且S极的磁铁22接近磁场检测部31的另一端部时，在磁场检测部31的周围、且在被磁性部件41、42覆盖的内侧空间，如图7中的黑色虚线箭头所示，形成了从磁场检测部31的一端侧朝向另一端侧的磁场。该磁场不仅被施加于磁性元件35的中间部，还被施加于磁性元件35的一端部以及另一端部。但是，对于从磁铁21朝向磁铁22的磁力线而言，由于其中的大部分沿图7中的黑色实线箭头所示的磁路行进，因此，图7中的黑色虚线箭头所示的磁场的强度小于图7中的黑色实线箭头所示的磁场的强度。因此，通过将图7中的黑色虚线箭头所示的磁场施加于磁场检测部31，使得磁场检测部31的磁通密度整体在保持磁场检测部31的中间部的磁通密度高于一端部或另一端部的磁通密度的状态下得到了增加。
[0089]通过将以上这样的磁场施加于磁场检测部31，使得磁场检测部31的磁性元件35的外周部在图7中白色箭头所示的方向、亦即从磁性元件35的一端部朝向另一端部的方向上被磁化。因此，在该磁性元件35的外周部的磁化方向为从该磁性元件35的另一端部朝向一端部的方向的情况下，该磁性元件35的外周部的磁化方向反转，从而使得例如在正方向上尖锐立起的脉冲状的检测信号从卷绕于该磁性元件35的线圈36输出。
[0090]接着，如图8所示，当第一支承体11绕逆时针方向进一步旋转45度而使得N极的磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，如图9所示，磁铁21与磁性部件41之间的距离短于磁铁21与磁场检测部31之间的距离，因此，从磁铁21朝向磁铁24的磁力线的大部分从磁铁21进入磁性部件41而并非进入磁场检测部31的中间部。进入到磁性部件41的磁力线在磁性部件41中朝磁铁24侧行进。由此，能够抑制磁力线进入磁场检测部31。另外，如图8所示，由于磁性部件41与磁性部件46隔着间隙而相互分离，因此，在磁性部件41行进的磁力线的大部分并不进入磁性部件46。
[0091]另外，在磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，如图9所示，由于磁铁21与磁性部件42之间的距离短于磁铁21与磁场检测部31之间的距离，因此从磁铁21朝向磁铁22的磁力线的大部分从磁铁21进入磁性部件42而并不进入磁场检测部31的中间部。进入到磁性部件42的磁力线在磁性部件42中朝磁铁22侧前进。由此，能够抑制磁力线进入磁场检测部31。另外，如图8所示，磁性部件42与磁性部件43隔着间隙而相互分离，因此，在磁性部件42行进的磁力线的大部分并不进入磁性部件43。
[0092]此处，磁铁21的周向上的尺寸Dl (参照图2)被设定为比磁性部件41的对置端面41C与磁性部件42的对置端面42C之间的距离D2 (参照图5)大。因此，当磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，使得磁铁21与磁性部件41之间的距离、以及磁铁21与磁性部件42之间的距离各自都可靠地短于磁铁21与磁场检测部31之间的距离。由此，当磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，能够保证从磁铁21分别朝向磁铁24、22的磁力线的大部分进入磁性部件41、42，从而能够有效地抑制或防止该磁力线进入磁场检测部31。
[0093]另外，包括磁场检测部31的一端部以及另一端部的面对第一支承体11的部分的宽广的区域，被磁性部件41、42的平板部41A、42A覆盖，进而，磁场检测部31的一端面(左端面)以及另一端面(右端面)被磁性部件41、42的侧板部41B、42B覆盖。由此，当磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，能够提高对从磁铁21分别朝向磁铁24、22的磁力线进入磁场检测部31的情况进行抑制的效果。
[0094]进而，当磁铁21位于磁性部件41与磁性部件42的正中间时，如图9所示，在磁性部件41行进的磁力线与在磁性部件42行进的磁力线左右对称。因此，在磁场检测部31的周围、且在被磁性部件41、42覆盖的内侧空间，从磁铁21朝向磁铁22的磁场与从磁铁21朝向磁铁24的磁场相互抵消而使得磁场几乎变为零。
[0095]于是，当磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，从磁铁21朝向磁铁24、22的磁场被磁性部件41、42引导而避开了磁场检测部31。其结果，该磁场中的磁力线的大部分并不进入磁场检测部31。因此，磁场检测部31的磁性元件35的外周部的磁化方向并不发生变化。图9中的白色箭头所示的方向与图7中的白色箭头所示的方向相同，这表示磁性元件35的磁化方向并未发生变化。由此，脉冲状的检测信号不会被从卷绕于该磁性元件35的线圈36输出。
[0096]接着，如图10所示，当第一支承体11绕逆时针方向进一步旋转45度而使得S极的磁铁24接近磁场检测部31的一端部、且N极的磁铁21接近磁场检测部31的另一端部时，从磁铁21朝向磁铁24的磁场被磁性部件41、42引导，沿与图7中的黑色实线箭头以及黑色虚线箭头所示的磁场的路径相同的路径朝反方向行进。即，从磁铁21朝向磁铁24的磁力线的大部分从磁铁21按顺序依次在磁性部件42、磁场检测部31的中间部以及磁性部件41行进而到达磁铁21。其结果，由于从磁铁21朝向磁铁24的磁场的大部分被施加于磁场检测部31的中间部，因此，使得磁场检测部31的中间部的磁通密度高于磁场检测部31的一端部或另一端部的磁通密度。进而，在磁场检测部31的周围、且在被磁性部件41、42覆盖的内侧的空间，形成有从磁场检测部31的另一端侧朝向一端侧的强度较小的磁场。其结果，磁场检测部31的磁通密度整体在保持磁场检测部31的中间部的磁通密度高于一端部或另一端部的磁通密度的状态下得到了增加。
[0097]通过将这样的磁场施加于磁场检测部31，使得磁场检测部31的磁性元件35的外周部在从磁性兀件35的另一端部朝向一端部的方向上被磁化。因此，在该磁性兀件35的外周部的磁化方向为从该磁性兀件35的一端部朝向另一端部的方向的情况下,该磁性兀件35的外周部的磁化方向反转，使得例如在负方向上尖锐立起的脉冲状的检测信号从卷绕于该磁性兀件35的线圈36输出。
[0098]如上所述，根据磁性部件41、42的磁场引导功能，当极性互不相同的磁铁分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，能够对磁场进行引导以使得因这些磁铁而形成的磁力线从比磁场检测部31的一端部以及另一端部更靠中间部的位置通过。另外，当磁铁接近磁场检测部31的中间部时，能够抑制因该磁铁而形成的磁力线进入磁场检测部31。
[0099]由此，当极性互不相同的一对磁铁分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，主要能够提高磁场检测部31的磁性元件35的中间部的磁通密度。另一方面，当磁铁接近磁场检测部31的中间部时，能够将磁场检测部31的磁性元件35整体的磁通密度降低。因此，仅在极性互不相同的磁铁分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，能够提高磁场检测部31的磁性元件35的磁通密度。正因如此，仅在极性互不相同的磁铁分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，能够使磁性元件35的磁化方向发生变化。即，在极性互不相同的磁铁并未分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部的期间，能够防止磁场检测部31的磁性元件35的磁化方向发生变化。
[0100]图11示出了在第一支承体11绕逆时针方向从O度旋转到90度的期间内的、磁场检测部31的磁性元件35的长度方向上的位置与该磁性元件35的磁通密度之间的关系。在图11中，磁性元件35的长度方向上Omm的位置相当于磁性元件35的一端的位置，磁性元件35的长度方向上IOmm的位置相当于磁性元件35的中间位置，磁性元件35的长度方向上20mm的位置相当于磁性元件35的另一端的位置。另外，Θ表示第一支承体11的绕逆时针方向的旋转角度，例如，磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时的第一支承体11的旋转角度为O度(θ=0° )(参照图6)。在该情况下，当第一支承体11的旋转角度达到45度(Θ =45° )时，磁铁21接近磁场检测部31的中间部(参照图8)。另夕卜，当第一支承体的旋转角度达到90度(Θ =90° )时，磁铁24、21分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部(参照图10)。
[0101]当第一支承体11的旋转角度为O度时，如图11中的实线的特性线所示，磁性元件35的中间部的磁通密度在正方向上最大。这意味着当磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，从磁铁21朝向磁铁22的磁场被磁性部件41、42引导而使得其磁力线的大部分从磁场检测部31的中间部通过。另外，当第一支承体11的旋转角度为O度时，如图11中的实线的特性线所示，与第一支承体11的旋转角度并非为O度时相比，磁性元件35的一端部以及另一端部的磁通密度也在正方向上有所增加。这意味着当磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，在磁场检测部31的周围、且在被磁性部件41、42覆盖的内侧空间形成了从磁场检测部31的一端朝向另一端的磁场，且该磁场被施加于磁性元件35。
[0102]另外，在第一支承体11的旋转角度从O度向45度变化的期间，如图11中的双点划线的特性线所示，磁性元件35的磁通密度向O变化。这意味着随着磁铁21以及磁铁22分别离开磁场检测部31的一端部以及另一端部，从磁铁21朝向磁铁22的磁力线从磁场检测部31的中间部通过的程度减弱。另外，这同时还意味着在磁场检测部31的周围、且在被磁性部件41、42覆盖的内侧的空间所形成的、从磁场检测部31的一端侧朝向另一端侧的磁场的强度减弱。
[0103]另外，当第一支承体11的旋转角度为45度时，如图11中的点划线的特性线所示，磁通密度在磁性元件35的长度方向上的所有位置都几乎为O。这意味着当磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，从磁铁21朝向磁铁22的磁力线、以及从磁铁21朝向磁铁24的磁力线也被磁性部件41、42引导而避开了磁场检测部31，其结果，这些磁力线不会进入磁场检测部31的中间部。另外，这还意味着因磁性部件41、42将磁场检测部31的一端部以及另一端部的较宽广的范围覆盖而使得抑制磁场进入磁场检测部31的效果得以提高。
[0104]进而，在第一支承体11的旋转角度从45度向90度变化的期间，如图11中的虚线的特性线所示，磁性元件35的中间部的磁通密度在负方向上增加。这意味着随着磁铁24以及磁铁21分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部，从磁铁21朝向磁铁24的磁力线从磁场检测部31的中间部通过的程度增强。这同时还意味着在磁场检测部31的周围、且在被磁性部件41、42覆盖的内侧的空间所形成的、从磁场检测部31的另一端侧朝向一端侧的磁场的强度增大。
[0105]另外，当第一支承体11的旋转角度为90度时，如图11中的虚线的特性线所示，磁性元件35的中间部的磁通密度在负方向上最大。这意味着当磁铁24、21分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，从磁铁21朝向磁铁24的磁场被磁性部件41、42引导而使得其磁力线的大部分从磁场检测部31的中间部通过。另外，当第一支承体11的旋转角度为O度时，如图11中的虚线的特性线所示，与第一支承体11的旋转角度并非为O度时相t匕，磁性元件35的一端部以及另一端部的磁通密度也在负方向上有所增加。这意味着当磁铁24、21分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，在磁场检测部31的周围、且在被磁性部件41、42覆盖的内侧空间形成了从磁场检测部31的另一端侧朝向一端侧的磁场，且该磁场被施加于磁性兀件35。
[0106]在因第一支承体11的旋转而使得磁性元件35的磁通密度如图11所示那样变化的情况下，将磁性元件35的特性设定为，使得外周部的磁化方向在其磁通密度例如在正方向上超过大约0.05特斯拉时、或在负方向上超过-0.05特斯拉时反转。由此，当第一支承体11的旋转角度为O度或90度时，磁性元件35的磁化方向可靠地发生反转，由此而可靠地将具有足够的输出电平的脉冲状的检测信号从线圈36输出，另一方面，当第一支承体11的旋转角度为45度时，磁性元件35的磁化方向始终不发生反转，由此能够实现可靠地阻止从线圈36输出检测信号的旋转检测装置I。即，能够实现可以防止磁性元件35的磁化方向发生难以预测的变化、且可以高精度地检测出第一支承体11 (被检测物)的旋转状态的旋转检测装置I。
[0107]另外，在图11中，虽然磁性元件35的磁通密度的变化幅度处于-0.008特斯拉至
0.008特斯拉的范围内，但磁性元件35的磁通密度的变化幅度与磁铁21、22、23、24、各磁性元件35等的磁特性等对应而不同。
[0108]此处，作为比较例，使用将磁性部件41至46从旋转检测装置I除去后的旋转检测装置，对第一支承体11绕逆时针方向从O度旋转至90度的期间的、磁场检测部31的磁性元件35的长度方向上的位置与该磁性元件35的磁通密度之间的关系进行了调查，并在图12中示出了该比较例的结果。在该比较例的旋转检测装置中，磁场检测部31并未被磁性部件41、42覆盖，并未进行如上所述那样的由磁性部件41、42对磁场的引导。在该情况下，当第一支承体的旋转角度达到45度而使得磁铁21接近磁场检测部31的中间部时，如图12中的点划线的特性线所示，磁性元件35的长度方向上5mm的位置附近的磁通密度为0.005特斯拉，长度方向上15_的位置附近的磁通密度为-0.005特斯拉。于是，在并未设置磁性部件的情况下，当磁铁接近磁场检测部的中间部时，对于磁性元件而言，其一端部的磁通密度在正(负)方向上显著增大，其另一端部的磁通密度在负(正)方向上显著增大。因此，当磁铁接近磁场检测部的中间部时，有时磁性元件的磁化方向发生反转，并且，难以预测是否发生了反转。其结果，有时会在意料之外的时刻输出检测信号，正因如此，难以高精度地检测出第一支承体11 (被检测物)的旋转状态。
[0109]与此相对，对于具备磁性部件41至46的旋转检测装置I而言，如图11所示那样，当第一支承体11的旋转角度为45度时，磁通密度在磁性元件35的长度方向上的所有位置处都几乎为O。于是，着眼于第一支承体11的旋转角度为45度时的磁性元件35的磁通密度而对图11与图12进行比较，能够理解，因设置有磁性部件41至46而能够改善第一支承体11 (被检测物)的旋转状态的检测精度。
[0110]进而，磁性部件41、42具备几个能够改善磁场引导功能的结构特征。参照图13对这些结构特征进行说明。图13中的箭头示意性地示出了磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时的形成于磁性部件41、42的磁场。
[0111]首先，磁性部件41的朝向轴线A侧的内周侧端面41D、以及磁性部件42的朝向轴线A侧的内周侧端面42D沿与磁场检测部31的长度方向平行的方向延伸。由此，当磁铁
21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，在磁性部件41中行进的磁力线以及在磁性部件42中行进的磁力线沿与磁场检测部31的长度方向几乎平行的方向进行。由此，能够抑制在磁性部件41中运动的磁力线、或者在磁性部件42中行进的磁力线在行进途中朝从磁场检测部31离开的方向扩散。尤其能够抑制在磁性部件41中行进的磁力线从内周侧端面41D朝磁性部件41的外部扩散，另外，还能够抑制在磁性部件42中行进的磁力线从内周侧端面42D朝磁性部件42的外部扩散。因此，当磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，能够提闻借助磁性部件41、42而将从磁铁21朝向磁铁22的磁场朝磁场检测部31引导的效果，从而能够使磁场检测部31处于磁通密度较高的稳定的状态。
[0112]接下来，磁性部件41的对置端面41C以及磁性部件42的对置端面42C分别沿相对于轴线A垂直、且相对于磁场检测部31的长度方向垂直的方向延伸。由此，当磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，在磁性部件41中行进的磁力线以及在磁性部件42中行进的磁力线沿与磁场检测部31的长度方法几乎平行的方向行进。由此，能够抑制在磁性部件41中行进的磁力线、以及在磁性部件42中行进的磁力线在行进途中朝从磁场检测部31离开的方向扩散。尤其当从磁铁21朝向磁铁22的磁场的磁力线在磁性部件41中行进、且从对置端面41C朝磁性部件41的外部行进时，能够有效地抑制磁力线的扩散。因此，当磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，能够提高借助磁性部件41、42而将从磁铁21朝向磁铁22的磁场朝磁场检测部31引导的效果，从而能够使磁场检测部31处于磁通密度较高的稳定的状态。
[0113]以上虽然说明了磁性部件41、42针对磁场检测部31的磁场的引导功能，但是磁性部件43、44针对磁场检测部32的磁场引导功能、以及磁场部件45、46针对磁场检测部33的磁场引导功能与磁性部件41、42针对磁场检测部31的磁场引导功能相同。借助磁性部件41至46的磁场引导功能能够防止磁场检测部31、32、33各自所具有的磁性元件35的磁化方向发生难以预测的变化，能够改善被检测物的旋转的检测精度。
[0114]另外，虽然在上述实施方式中对在各磁性部件41至46形成有侧板部41B至46B的情况进行了举例说明，但如图14所示的旋转检测装置51那样，也能够采用具有不具备侧板部的磁性部件51、52的结构。但是，在各磁性部件设有侧板部的情况与并未设置侧板部的情况下，借助各磁性部件而获得的作用效果并不相同。参照图7、图11、图14以及图15对此该用效果的不同进行说明。针对图14所示的旋转检测装置51，图15示出了第一支承体11的旋转角度为O度的情况、以及为90度的情况下的磁场检测部31的磁性元件35的长度方向上的位置与该磁性元件35的磁通密度之间的关系。
[0115]如图7所示，磁性部件41以及42具有侧板部41B以及侧板部42B，磁场检测部31的一端面(左端面)以及另一端面(右端面)被侧板部41B、42B覆盖。由此，当磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，如图7中的黑色虚线箭头所示，磁场从侧板部41B进入磁场检测部31的一端面，另一方面，磁场从磁场检测部31的另一端面进入侧板部42。因此，如图11所示，当磁铁21、22分别接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，与磁铁21、22并未接近磁场检测部31的一端部以及另一端部的情况相比，不仅是磁性元件35的中间部，该磁性元件35的一端部以及另一端部的磁通密度有所增加。
[0116]另一方面，如图14所示，磁性部件51以及52不具有侧板部，磁场检测部31的一端面(左端面)以及另一端面(右端面)并未被侧板部覆盖。因此，当磁铁21、22接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，难以形成从磁场检测部31的一端面进入的磁场、或者难以形成从磁场检测部31的另一端面进入的磁场。其结果，如图15所示，当磁铁21、22接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时，与磁铁21、22并未接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时相比，磁性元件35的一端部以及另一端部的磁通密度并不增加，两者的磁通密度的程度相同。
[0117]为了使磁性元件35的磁化方向可靠地发生反转而获得输出电平较高且稳定的检测信号，优选地，使得磁性元件35的磁通密度整体在磁铁21、22接近磁场检测部31的一端部以及另一端部时有所提高。根据该观点，优选在各磁性部件设置侧板部。
[0118]另外，在上述实施方式中，虽然在第一支承体11相隔90度而设有4个磁铁21、22、
23、24、且在第二支承体12相隔120度而设置有3个磁场检测部，但本发明并不限定于此。磁铁的个数只要为两个以上即可，磁铁的配置间隔、磁场检测部的个数以及磁场检测部的配置间隔均未被限定。但是，如上所述，优选地，将磁铁的配置间隔以及磁场检测部的配置间隔配置成使得在第一支承体进行旋转的期间从各磁场检测部输出的检测信号的时刻不重叠。图16示出了作为本发明的旋转检测装置的其他的实施方式的旋转检测装置60，其中，在第一支承体设有两个磁铁61、62，在第二支承体63设有一个磁场检测部64,磁场检测部64的一端部以及另一端部分别被磁性部件65、66覆盖。
[0119]对于设置在第一支承体11的磁铁的形状而言，并不特别局限于本实施方式中举例示出的形状。另外，还能够利用电磁铁而形成该磁铁。
[0120]另外，虽然在上述实施方式中对采用复合磁性线材作为各磁场检测部31、32、33的磁性元件35的情况进行了举例说明，但也可以采用其他的巴克豪森元件。
[0121]另外，虽然在上述实施方式中对采用铁作为形成磁性部件41至46等的磁性材料的例子进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以采用其他磁性体乃至强磁性体，例如可以采用铁镍合金(permalloy)、电磁钢板等。
[0122]另外，各磁性部件41至46的形状能够进行各种变形。例如，如图17所示的磁性部件101、102那样，可以将对置端面IOlC (102C)与内周侧端面IOlD (102D)相交的角部的一部分除去，从而在对置端面IOlC (102C)与内周侧端面IOlD (102D)之间形成倾斜面IOlF (102F)。另外，如图18所示的磁性部件111、112那样，可以在对置端面111CU12C分别形成阶梯部111FU12F，从而使对置端面IllC与对置端面112C之间的距离局部地发生变化。具体而言，在与磁场检测部31的中间部对应的部分，增大对置端面IllC与对置端面112C之间的间隙。另一方面，在与磁铁21、22、23、24通过的区域对应的部分(对应于圆周R的部分)，减小对置端面IllC与对置端面112C之间的距离。另外，如图19所示的磁性部件121、122那样，可以使对置端面121C以及对置端面122C分别形成为圆弧状，使得对置端面121C与对置端面122C在对应于磁场检测部31的中间部的部分最接近。另外，如图20所示的磁性部件131、132那样，可以在对置端面131C以及对置端面132C、且在与磁铁21、
22、23、24通过的领域对应的部分(对应于圆周R的部分)分别形成弯曲成曲柄状的曲柄部131F、132F。
[0123]另外，虽然在上述实施方式中对使第一支承体11以及设于第一支承体11的磁铁
21、22、23、24进行旋转的情况进行了举例说明，但也可以采用使第二支承体12以及设于第二支承体12的磁场检测部31、32、33进行旋转的结构。[0124]另外，在并不违背根据权利要求以及说明书整体而获悉的发明主旨或发明思想的范围内，能够对本发明进行适宜的变更，反映了这样的变更的旋转检测装置也涵盖于本发明的技术思想内。
【权利要求】
1.一种旋转检测装置，其特征在于，具备: 第一支承体以及第二支承体，该第一支承体以及第二支承体在轴线的周围设置成在所述轴线的方向上相互分离，两者中的任一方以所述轴线为旋转轴进行旋转； 至少一对磁场形成部，该至少一对磁场形成部固定于所述第一支承体并面对所述第二支承体，在所述轴线的周围配置成在周向上彼此分离，它们的极性互不相同，并在所述第一支承体与所述第二支承体之间的区域形成磁场； 至少一个磁场检测部，通过将线圈卷绕于磁化方向在长度方向上变化的呈棒状、线状或长板状的磁性元件而形成该至少一个磁场检测部，该至少一个磁场检测部固定于所述第二支承体而面对所述第一支承体，被配置成使得所述磁性元件的长度方向与以所述轴线上的点为中心且与所述至少一对磁场形成部分别重叠的圆周的内接线平行，并对因所述磁场形成部而形成的磁场进行检测； 第一磁性部件，该第一磁性部件由磁性材料形成，固定于所述第二支承体，并将所述磁场检测部的长度方向一端部的面对所述第一支承体的部分覆盖；以及 第二磁性部件，该第二磁性部件由磁性材料形成，固定于所述第二支承体，并将所述磁场检测部的长度方向另一端部的面对所述第一支承体的部分覆盖， 所述第一磁性部件以及所述第二磁性部件，沿朝向所述磁场检测部的长度方向中间部而相互接近的方向延伸，并在所述磁场检测部的长度方向中间部隔着间隙而相互对置。
2.根据权 利要求1所述的旋转检测装置，其特征在于， 所述第一磁性部件从与所述磁场检测部的长度方向一端部对应的位置分别朝向所述第二支承体的内周侧以及外周侧扩展，并将所述第二支承体的比所述磁场检测部的长度方向一端部靠内周侧以及靠外周侧的区域分别覆盖， 所述第二磁性部件从与所述磁场检测部的长度方向另一端部对应的位置分别朝向所述第二支承体的内周侧以及外周侧扩展，并将所述第二支承体的比所述磁场检测部的长度方向另一端部靠内周侧以及靠外周侧的区域分别覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的旋转检测装置，其特征在于， 在与所述磁场检测部的长度方向中间部对应的位置相互对置的所述第一磁性部件的端面以及所述第二磁性部件的端面，分别沿相对于所述轴线垂直、且相对于所述磁场检测部的长度方向垂直的方向延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转检测装置，其特征在于， 所述第一磁性部件的朝向所述轴线侧的端面沿与所述磁场检测部的长度方向平行的方向延伸，所述第二磁性部件的朝向所述轴线侧的端面沿与所述磁场检测部的长度方向平行的方向延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转检测装置，其特征在于， 所述第一磁性部件将所述磁场检测部的长度方向一端部的端面覆盖，所述第二磁性部件将所述磁场检测部的长度方向另一端部的端面覆盖。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转检测装置，其特征在于， 各磁场形成部为永磁铁，各磁场形成部的周向上或所述圆周的内接线方向上的尺寸，大于在与所述磁场检测部的长度方向的中间部对应的位置处相互对置的所述第一磁性部件的端面与所述第二磁性部件的端面之间的距离。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转检测装置，其特征在于， 所述磁性元件为大巴克豪森元件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转检测装置，其特征在于， 至少3个所述磁场检测部在所述第二支承体设置成将所述轴线的整周包围， 所述第一磁性部件以及所述第二磁性部件设置于所述各磁场检测部， 所述多个第一磁性部件以及所述多个第二磁性部件中的在周向上彼此相邻的成对的第一磁性部件与第二磁性部件相互接近，使得所述各磁场检测部夹设于由此形成的所述多个第一磁性部件以及所述多个第二磁性部件的连续列与所述第二支承体之间，且上述连续列将所述第二支承体的面对所述第`一支承体的部分中的外周侧的大致全周覆盖。
【文档编号】G01P13/04GK103675339SQ201310394827
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2012年9月4日
【发明者】小山昌二 申请人:广濑电机株式会社