特開 2021-143997 回転検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-143997(P2021-143997A)

(43)【公開日】2021年9月24日

(54)【発明の名称】回転検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20210827BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/245 W

   G01D5/245 110L

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2020-44304(P2020-44304)

(22)【出願日】2020年3月13日

(71)【出願人】

【識別番号】390005049

【氏名又は名称】ヒロセ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100139365

【弁理士】

【氏名又は名称】中嶋 武雄

(72)【発明者】

【氏名】春日 敦史

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077AA27

2F077AA28

2F077AA46

2F077NN01

2F077NN17

2F077NN24

2F077NN28

2F077PP13

2F077PP19

2F077QQ17

2F077VV02

2F077WW04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】磁気式回転検出装置および光学式回転検出装置を備えた小型でかつ製造時における部品組立性の良い回転検出システムを提供する。
【解決手段】回転検出システム１は、モータ２０１のシャフト２０２の回転をそれぞれ検出する磁気式回転検出装置２および光学式回転検出装置３を備えている。回転検出システム１において、磁石１２〜１４およびコードホイール４１はシャフト２０２の外周部に固定されている。磁気センサ２１〜２３および磁気検出回路３７等が設けられた磁気検出基板３９は、シャフト２０２の外周領域の一部を占める磁気検出領域Ｒ１内に設けられている。光検出ユニット４５等が設けられた光検出基板４９は、シャフト２０２の外周領域において磁気検出領域Ｒ１と周方向において異なる部分を占める光検出領域Ｒ２内に設けられている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転体の回転をそれぞれ検出する磁気式回転検出装置および光学式回転検出装置を備えた回転検出システムであって、
前記磁気式回転検出装置は、
方向が互いに異なる磁界をそれぞれ形成し、前記回転体の回転に伴って前記回転体の回転軸の周囲の軌道上を移動する少なくとも一対の磁界形成部と、
磁性線材を有し、前記少なくとも一対の磁界形成部によりそれぞれ形成された磁界に応じた磁気検出信号を出力する複数の磁界検出部と、
前記複数の磁界検出部からそれぞれ出力された前記磁気検出信号に基づいて前記回転体の回転量を算出する磁気検出回路と、
前記複数の磁界検出部が固定された磁気検出基板とを備え、
前記光学式回転検出装置は、
前記回転体の回転に伴って回転し、前記回転体の回転に応じて変化する検出光を生成するエンコード板と、
前記エンコード板により生成された前記検出光を電気信号である光検出信号に変換する光検出部と、
前記光検出信号に基づいて前記回転体の回転量を算出する光検出回路と、
前記磁気検出基板と分離しており、前記光検出部が固定された光検出基板とを備え、
前記少なくとも一対の磁界形成部および前記エンコード板は前記回転体の外周部に固定され、
前記磁気検出基板は、前記回転体の外周側を全周に亘って包囲する外周領域の一部を占める磁気検出領域内に前記回転体の回転に伴って移動しないように設けられ、
前記光検出基板は、前記外周領域において前記磁気検出領域と周方向において異なる部分を占める光検出領域内に前記回転体の回転に伴って移動しないように設けられていることを特徴とする回転検出システム。

【請求項2】

前記光検出基板は前記磁気検出領域および前記光検出領域に亘って設けられ、
前記光検出部は、前記光検出基板において前記光検出領域内に位置する部分に固定され、
前記磁気検出基板は、前記回転体の回転軸方向において前記光検出基板の一側または他側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転検出システム。

【請求項3】

前記複数の磁界検出部は、前記磁気検出基板において、前記回転体の回転軸方向における一側の面および他側の面に分かれて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転検出システム。

【請求項4】

前記複数の磁界検出部は、前記回転体の回転軸方向において互いに異なる位置に配置された２枚の前記磁気検出基板に分かれて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転検出システム。

【請求項5】

前記エンコード板は、前記少なくとも一対の磁界形成部の、前記回転軸方向の一側または他側において前記少なくとも一対の磁界形成部と隣接していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の回転検出システム。

【請求項6】

前記エンコード板は、前記少なくとも一対の磁界形成部の外周部に固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の回転検出システム。

【請求項7】

前記各磁界形成部により形成される磁界の方向を制御する複数の磁界制御部を備え、
前記複数の磁界制御部は前記複数の磁界検出部と前記軌道との間にそれぞれ配置され、
前記各磁界制御部は前記磁気検出基板に固定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の回転検出システム。

【請求項8】

前記各磁界形成部により形成される磁界の方向を制御する複数の磁界制御部を備え、
前記複数の磁界制御部は前記複数の磁界検出部と前記軌道との間にそれぞれ配置され、
前記各磁界制御部は、前記回転体を回転可能に支持する支持体に前記磁気検出基板を介することなく固定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の回転検出システム。

【請求項9】

前記各磁界形成部により形成される磁界の方向を制御する複数の磁界制御部を備え、
前記複数の磁界制御部は前記複数の磁界検出部と前記軌道との間にそれぞれ配置され、
前記各磁界制御部は、前記磁界検出部に固定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の回転検出システム。

【請求項10】

演算処理回路を備え、
前記磁気検出回路は、前記磁気検出信号に基づいて算出された前記回転体の回転量を示す第１の回転量信号を出力し、
前記光検出回路は、前記光検出信号に基づいて算出された前記回転体の回転量を示す第２の回転量信号を出力し、
前記演算処理回路は、前記第１の回転量信号および前記第２の回転量信号に基づいて前記回転体の最終的な回転量を算出し、当該算出した最終的な回転量を示す第３の回転量信号を出力し、
前記磁気検出回路は前記磁気検出基板に設けられ、
前記光検出回路および前記演算処理回路は前記光検出基板に設けられ、
前記磁気検出基板および前記光検出基板には、前記磁気検出回路と前記演算処理回路とを電気的に接続するための第１の内部接続路が設けられ、
前記光検出基板には、前記光検出回路と前記演算処理回路とを電気的に接続するための第２の内部接続路、および前記演算処理回路と当該回転検出システムの外部の回路とを電気的に接続するための第１の外部接続路が設けられ、
前記磁気検出回路から出力された前記第１の回転量信号は前記第１の内部接続路を介して前記演算処理回路に入力され、前記光検出回路から出力された前記第２の回転量信号は前記第２の内部接続路を介して前記演算処理回路に入力され、前記演算処理回路から出力された前記第３の回転量信号は前記第１の外部接続路を介して前記外部の回路に入力されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の回転検出システム。

【請求項11】

前記磁気検出回路は、前記磁気検出信号に基づいて算出された前記回転体の回転量を示す第１の回転量信号を出力し、
前記光検出回路は、前記光検出信号に基づいて算出された前記回転体の回転量を示す第２の回転量信号を出力し、
前記磁気検出回路は前記磁気検出基板に設けられ、
前記光検出回路は前記光検出基板に設けられ、
前記磁気検出基板には、前記磁気検出回路と当該回転検出システムの外部の回路とを電気的に接続するための第２の外部接続路が設けられ、
前記光検出基板には、前記光検出回路と前記外部の回路とを電気的に接続するための第３の外部接続路が設けられ、
前記磁気検出回路から出力された前記第１の回転量信号は前記第２の外部接続路を介して前記外部の回路に入力され、前記光検出回路から出力された前記第２の回転量信号は前記第３の外部接続路を介して前記外部の回路に入力されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の回転検出システム。

【請求項12】

前記磁気検出回路は前記２枚の磁気検出基板のうちの一方の磁気検出基板に設けられ、
前記２枚の磁気検出基板には、前記２枚の磁気検出基板のうちの他方の磁気検出基板に配置された前記磁界検出部と前記磁気検出回路とを電気的に接続するための第３の内部接続路がそれぞれ設けられ、
前記他方の磁気検出基板に配置された前記磁界検出部から出力された前記磁気検出信号は前記第３の内部接続路を介して前記磁気検出回路に入力されることを特徴とする請求項４に記載の回転検出システム。

【請求項13】

前記磁性線材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１２のいずれかに記載の回転検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気を利用して回転体の回転を検出する磁気式回転検出装置、および光学的に回転体の回転を検出する光学式回転検出装置を備えた回転検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えばモータのシャフト等の回転体の回転を検出する装置として、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材を利用した磁気式回転検出装置が知られている（特許文献１を参照）。この回転検出装置は、方向が互いに異なる磁界をそれぞれ形成する少なくとも一対の磁石と、大バルクハウゼン効果を生じる磁性線材の周囲にコイルを設けた磁気センサとを備えている。一対の磁石は例えば回転体の外周部に固定され、回転体の回転に伴って回転体の回転軸の周囲の円軌道上を移動する。磁気センサは、磁石が移動する円軌道の近傍に、回転体の回転に伴って移動しないように配置されている。回転体の回転に伴って一対の磁石が円軌道上を移動すると、一対の磁石が磁気センサの近傍を交互に通過する。その結果、回転体の回転に伴い、磁気センサの磁性線材に作用する磁界の方向が変化する。磁性線材は、それに作用する磁界の方向が変化すると、その磁化方向が急激に反転する性質、すなわち、大バルクハウゼン効果を生じる性質を有している。したがって、回転体の回転に伴って磁性線材に作用する磁界の方向が変化する度に、磁性線材の磁化方向が急激に反転し、電磁誘導によりコイルからパルス信号が出力される。このパルス信号により回転体の回転量（例えば回転数または回転角度）を検出する。

【0003】

また、回転体の回転を検出する他の装置として、例えば光学式エンコーダ等の光学式回転検出装置が知られている。光学式回転検出装置は、例えば発光素子、受光素子および円板状のコードホイールを備えている。コードホイールは、回転体に固定され、回転体と共に回転する。発光素子および受光素子は、コードホイールの近傍に、回転体と共に回転しないように配置されている。コードホイールには透過型のコードホイールと、反射型のコードホイールがある。透過型のコードホイールには、回転時に発光素子から発せられた光が照射される部分に、多数のスリットが配列されている。反射型のコードホイールには、回転時に発光素子から発せられた光が照射される部分に、多数の反射領域および非反射領域が交互に配列されている。回転体と共にコードホイールが回転し、発光素子からコードホイールへ光が照射されると、コードホイールが有するスリットの配列、または反射領域および非反射領域の配列によりパルス状の検出光が形成され、その検出光が受光素子に入力される。このパルス状の検出光により回転体の回転量（例えば回転数または回転角度）を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９−２００１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記磁気式回転検出装置は無電源で動作するという特徴を有する。また、光学式回転検出装置は回転体の回転角度を細かく検出することができるという特徴を有する。上記磁気式回転検出装置と光学式回転検出装置との双方を例えばモータ等の被検出装置に取り付けることによって、電源オフ時には上記磁気式回転検出装置により回転体の回転を検出し、電源オン時には上記磁気式回転検出装置および光学式回転検出装置により回転体の回転を高精度に検出することが可能になる。

【0006】

しかしながら、この場合、磁気式回転検出装置を構成する部品と、光学式回転検出装置を構成する部品とを被検出装置に取り付けることとなるため、被検出装置に取り付ける部品の個数が多くなる。それゆえ、各部品の配置の仕方によっては、磁気式回転検出装置、光学式回転検出装置および被検出装置を合わせた装置全体が大型化するおそれがあり、また、製造時の部品の組立性が悪化するおそれがある。

【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、磁気式回転検出装置および光学式回転検出装置を備えた小型でかつ製造時における部品組立性の良い回転検出システム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、本発明は、回転体の回転をそれぞれ検出する磁気式回転検出装置および光学式回転検出装置を備えた回転検出システムであって、前記磁気式回転検出装置は、方向が互いに異なる磁界をそれぞれ形成し、前記回転体の回転に伴って前記回転体の回転軸の周囲の軌道上を移動する少なくとも一対の磁界形成部と、磁性線材を有し、前記少なくとも一対の磁界形成部によりそれぞれ形成された磁界に応じた磁気検出信号を出力する複数の磁界検出部と、前記複数の磁界検出部からそれぞれ出力された前記磁気検出信号に基づいて前記回転体の回転量を算出する磁気検出回路と、前記複数の磁界検出部が固定された磁気検出基板とを備え、前記光学式回転検出装置は、前記回転体の回転に伴って回転し、前記回転体の回転に応じて変化する検出光を生成するエンコード板と、前記エンコード板により生成された前記検出光を電気信号である光検出信号に変換する光検出部と、前記光検出信号に基づいて前記回転体の回転量を算出する光検出回路と、前記磁気検出基板と分離しており、前記光検出部が固定された光検出基板とを備え、前記少なくとも一対の磁界形成部および前記エンコード板は前記回転体の外周部に固定され、前記磁気検出基板は、前記回転体の外周側を全周に亘って包囲する外周領域の一部を占める磁気検出領域内に前記回転体の回転に伴って移動しないように設けられ、前記光検出基板は、前記外周領域において前記磁気検出領域と周方向において異なる部分を占める光検出領域内に前記回転体の回転に伴って移動しないように設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、磁気式回転検出装置および光学式回転検出装置を備えた小型でかつ製造時における部品組立性の良い回転検出システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態の回転検出システムおよびモータを示す説明図である。

【図2】図１中の回転検出システムおよびモータのシャフトを上方から見た状態を示す説明図である。

【図3】図１中の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩで切断した回転検出システムおよびモータのシャフトの断面を図１中の下方から見た状態を示す説明図である。

【図4】本発明の実施形態の回転検出システムの磁気式回転検出装置における磁気センサを示す斜視図である。

【図5】本発明の実施形態の回転検出システムの磁気式回転検出装置の動作を示す説明図である。

【図6】本発明の実施形態の回転検出システムの光学式回転検出装置を示す説明図である。

【図7】本発明の実施形態の回転検出システムの部品配置とその２つの変形例を示す説明図である。

【図8】本発明の実施形態の回転検出システムの部品配置の他の２つの変形例を示す説明図である。

【図9】本発明の実施形態の回転検出システムの部品配置のさらなる他の３つの変形例を示す説明図である。

【図10】本発明の実施形態の回転検出システムにおいて磁石およびコードホイールの配置に関する変形例を示す説明図である。

【図11】本発明の実施形態の回転検出システムにおいて基板を固定する構成およびその２つの変形例を示す説明図である。

【図12】本発明の実施形態の回転検出システムにおいてヨーク対を固定する構成に関する３つの変形例を示す説明図である。

【図13】本発明の実施形態の回転検出システムの電気的構成を示すブロック図である。

【図14】本発明の実施形態の回転検出システムにおける部品間の電気接続構成およびその２つの変形例を示す説明図である。

【図15】本発明の実施形態の回転検出システムにおける部品間の電気接続構成の他の変形例を示す説明図である。

【図16】本発明の実施形態の回転検出システムにおいて２枚の磁気検出基板を接続する構成に関する３つの変形例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（回転検出システム）
図１は本発明の実施形態の回転検出システム１、および被検出装置としてのモータ２０１を示している。図１に示すように、回転検出システム１は、磁石１１〜１４、磁気センサ２１〜２３および磁気検出回路３７等を有する磁気式回転検出装置２と、コードホイール４１および光検出ユニット４５等を有する光学式回転検出装置３とを備えている。モータ２０１は、回転体としてのシャフト２０２、および支持体としての筐体２０３を有している。シャフト２０２は筐体２０３に回転可能に支持されている。図１中のＡはシャフト２０２の回転軸を示している。磁気式回転検出装置２および光学式回転検出装置３はそれぞれシャフト２０２の回転を検出する。回転検出システム１によれば、電源オフ時には磁気式回転検出装置２を用いてシャフト２０２の回転を検出することができ、電源オン時には磁気式回転検出装置２および光学式回転検出装置３を用いてシャフト２０２の回転を高精度に検出することができる。

【0012】

なお、図１においては、シャフト２０２の先端が上を向くようにモータ２０１が配置されている。モータ２０１の配置は限定されないが、以下、説明の便宜上、図１に示すモータ２０１の配置に従い、シャフト２０２の回転軸Ａの方向を上下方向とし、モータ２０１の筐体２０３から見てシャフト２０２の先端が位置する方向を上方とする。

【0013】

（磁気式回転検出装置）
図２は、図１中の回転検出システム１およびシャフト２０２を上方から見た状態を示している。図３は、図１中の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩで切断した回転検出システム１およびシャフト２０２の断面を下方から見た状態を示している。

【0014】

回転検出システム１において、磁気式回転検出装置２は、図２または図３に示すように、４つの磁石１１、１２、１３、１４（二対の磁界形成部）、３つの磁気センサ２１、２２、２３（３つの磁界検出部）、３つのヨーク対３１、３２、３３（３つの磁界制御部）、磁気検出回路３７、および磁気検出基板３９を備えている。

【0015】

磁石１１〜１４はそれぞれ永久磁石であり、シャフト２０２の外周部に固定されている。また、回転検出システム１を上方から見たとき、磁石１１〜１４は回転軸Ａの周囲に９０度の間隔を置いて配列されている。磁石１１〜１４は、シャフト２０２の回転に伴って回転軸Ａの周囲の軌道Ｂ上を移動する。

【0016】

また、磁石１１および磁石１３は、上方から見て径方向外側の面がＮ極となるようにシャフト２０２に固定されている。また、磁石１２および磁石１４は、上方から見て径方向外側の面がＳ極となるようにシャフト２０２に固定されている。また、磁石１１〜１４は、シャフト２０２の周方向において隣り合う磁石の極性が逆になるように、例えば上から見て反時計回り方向に磁石１１、１２、１３、１４の順番に配置されている。

【0017】

また、各磁石１１〜１４は、図１に示すように、上下方向に長く、各磁石１１〜１４の上端部は磁気検出基板３９よりも上側に位置し、各磁石１１〜１４の下端部は磁気検出基板３９よりも下側に位置している。その結果、磁気検出基板３９の上面３９Ａ（表面）に配置された磁気センサ２１、および磁気検出基板３９の下面３９Ｂ（裏面）に配置された２つの磁気センサ２２、２３はいずれも、磁石１１〜１４が移動する領域と対向している。なお、磁石１１において、上方から見て径方向外側の面の磁極の極性は、磁石１１の上端部から下端部にかけて等しく、いずれもＮ極である。磁石１３についても同様である。また、磁石１２において、上方から見て径方向外側の面の磁極の極性は、磁石１２の上端部から下端部にかけて等しく、いずれもＳ極である。磁石１４についても同様である。

【0018】

磁気センサ２１〜２３は、磁石１１〜１４によりそれぞれ形成された磁界を、大バルクハウゼン効果を利用して検出するセンサである。各磁気センサ２１〜２３は、磁石１１〜１４によりそれぞれ形成された磁界に応じた磁気検出信号を出力する。図２に示すように、磁気センサ２１は磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置され、図３に示すように、磁気センサ２２および磁気センサ２３は磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置されている。

【0019】

図４は磁気センサ２１を示している。図４に示すように、磁気センサ２１は、磁性線材２５、コイル２６およびボビン２７を有している。磁性線材２５は大バルクハウゼン素子である。具体的には、磁性線材２５は、大バルクハウゼン効果を生じる線状の強磁性体であり、一軸異方性を有する。磁性線材２５は複合磁気ワイヤと呼ばれるものである。磁性線材２５は、例えば鉄およびコバルトを含む半硬質磁性線材に捻りを加えることにより形成することができる。磁性線材２５は、例えば樹脂等の非磁性材料により形成されたボビン２７の軸部の内部に配置されている。コイル２６は磁性線材２５の外周側に設けられている。例えば、コイル２６は、内部に磁性線材２５が配置されたボビン２７の軸部の外周側にエナメル線を巻回することにより形成されている。磁気センサ２２および磁気センサ２３も磁気センサ２１と同じ構成を有している。

【0020】

また、磁性線材２５の長さは例えばおよそ１０ｍｍ〜２０ｍｍである。各磁気センサ２１〜２３において、ボビン２７の内部には、磁性線材２５が直線状に伸長した状態で配置されている。磁性線材２５の長さに応じ、各磁気センサ２１〜２３の長さは、例えばおよそ１０ｍｍ〜２０ｍｍである。

【0021】

回転検出システム１を上方から見たとき、シャフト２０２の外周側を全周に亘って包囲する領域、すなわちシャフト２０２の外周領域は、磁気検出領域Ｒ１と光検出領域Ｒ２とに分かれている。例えば、図２に示すように、回転検出システム１を上方から見たとき、シャフト２０２の外周領域の概ね右側が磁気検出領域Ｒ１であり、概ね左側が光検出領域Ｒ２である。磁気検出領域Ｒ１内には磁気検出基板３９が設けられている。磁気検出基板３９は概ね扇形に形成されている。磁気検出基板３９は、当該磁気検出基板３９の上面３９Ａを含む平面、および当該磁気検出基板３９の下面３９Ｂを含む平面が回転軸Ａと直交するように配置されている。また、磁気検出基板３９はシャフト２０２、磁石１１〜１４およびコードホイール４１から離れている。また、磁気検出基板３９は、図１に示すように、ホルダ５２を介して、モータ２０１の筐体２０３に、シャフト２０２の回転に伴って移動しないように固定されている。磁気センサ２１は図２に示すように磁気検出基板３９の上面３９Ａに固定され、磁気センサ２２および磁気センサ２３は図３に示すように磁気検出基板３９の下面３９Ｂに固定されている。

【0022】

また、各磁気センサ２１〜２３は、磁性線材２５の軸線を含む平面が回転軸Ａと直交するように配置されている。なお、磁性線材２５の軸線とは、磁性線材２５の横断面の中心を磁性線材２５の伸長方向に貫く直線をいう。

【0023】

また、図２および図３に示すように、回転検出システム１を上方から見たとき、各磁気センサ２１〜２３は、磁性線材２５の軸線のその伸長方向における中央部が、回転軸Ａを中心とする円Ｃの円周と接するように配置されている。また、回転検出システム１を上方から見たとき、各磁気センサ２１〜２３は、磁石１１〜１４が移動する軌道Ｂの外周側に配置されている。また、磁気センサ２１〜２３は、シャフト２０２の回転方向においてそれぞれ異なる位置に配置されている。具体的には、回転検出システム１を上方から見たとき、磁気センサ２１〜２３は、シャフト２０２の周囲に６０度の間隔を置いて配置されている。

【0024】

また、回転検出システム１を上方から見たとき、磁気センサ２１〜２３のうち、シャフト２０２の回転方向において隣り合う２つの磁気センサは互いに部分的に重なり合っている。具体的には、回転検出システム１を上方から見たとき、磁気センサ２１〜２３は、磁気センサ２１の一方の隣側に磁気センサ２２が位置し、磁気センサ２１の他方の隣側に磁気センサ２３が位置するように回転軸Ａの周囲に並んで配置されている。そして、磁気センサ２１の一端部と磁気センサ２２の一端部とが互いに重なり合い、磁気センサ２１の他端部と磁気センサ２３の一端部とが互いに重なり合っている。なお、回転検出システム１を回転軸Ａの方向（上方または下方）から見たときに、一の部分と他の部分とが「重なり合っている」とは、ここでは、一の部分と他の部分とが回転軸Ａの方向（回転軸Ａと平行な方向）において磁気検出基板３９を挟んで互いに対向していることを意味する。

【0025】

ヨーク対３１〜３３は、各磁石１１〜１４により形成される磁界の方向を制御する機能を有している。各ヨーク対３１〜３３は一対のヨーク片３５を有している。各ヨーク片３５は、例えば純鉄、ケイ素鋼、パーロマイまたはアモルファス金属等の軟質磁性材料により板状に形成されている。また、ヨーク対３１は磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置され、ヨーク対３２およびヨーク対３３は磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置されている。

【0026】

ヨーク対３１は、図２に示すように、磁気センサ２１と、磁石１１〜１４が移動する軌道Ｂとの間に配置されている。具体的には、ヨーク対３１の一方のヨーク片３５は、磁気センサ２１の一端部と軌道Ｂとの間に配置され、他方のヨーク片３５は、磁気センサ２１の他端部と軌道Ｂとの間に配置されている。また、これら２つのヨーク片３５は互いに離れている。また、ヨーク対３１の各ヨーク片３５は、磁気検出基板３９の上面３９Ａから当該上面３９Ａと直交する方向（上方）に立ち上がっている。

【0027】

ヨーク対３２は、図３に示すように、磁気センサ２２と軌道Ｂとの間に配置されている。具体的には、ヨーク対３２の一方のヨーク片３５は、磁気センサ２２の一端部と軌道Ｂとの間に配置され、他方のヨーク片３５は、磁気センサ２２の他端部と軌道Ｂとの間に配置されている。また、これら２つのヨーク片３５は互いに離れている。また、ヨーク対３２の各ヨーク片３５は、磁気検出基板３９の下面３９Ｂから当該下面３６Ｂと直交する方向（下方）に立ち上がっている。

【0028】

ヨーク対３３は、磁気センサ２３と、磁石１１〜１４が移動する軌道Ｂとの間に配置されている。また、ヨーク対３３の一対のヨーク片３５と磁気センサ２３との配置関係は、図３に示すように、ヨーク対３２の一対のヨーク片３５と磁気センサ２２との配置関係と同様である。

【0029】

また、回転検出システム１を上方から見たとき、ヨーク対３１〜３３のうち、シャフト２０２の回転方向において隣り合う２つのヨーク対は互いに部分的に重なり合っている。具体的には、ヨーク対３１の一方のヨーク片３５は、ヨーク対３２の一方のヨーク片３５と部分的に重なり合っている。また、ヨーク対３１の他方のヨーク片３５は、ヨーク対３３の一方のヨーク片３５と部分的に重なり合っている。

【0030】

磁気検出回路３７は、磁気センサ２１〜２３からそれぞれ出力された磁気検出信号に基づいてシャフト２０２の回転量を算出する回路である。磁気検出回路３７は磁気検出基板３９の下面３９Ｂに設けられている。具体的には、磁気検出回路３７は、例えば１つのチップにまとめられた集積回路として形成されており、磁気検出回路３７のチップは、図３に示すように、磁気検出基板３９の下面３９Ｂに固定されている。

【0031】

図５は磁気式回転検出装置２の動作を示している。図５には、上方から見た磁気式回転検出装置２の６通りの状態が描かれている。すなわち、図５においてはシャフト２０２が時計回りに回転しており、図５中の左上の磁気式回転検出装置２は、シャフト２０２の回転角度が０°に達したときの状態を示し、その右隣の磁気式回転検出装置２は、シャフト２０２の回転角度が３０°に達したときの状態を示し、その右隣の磁気式回転検出装置２は、シャフト２０２の回転角度が６０°に達したときの状態を示している。さらに、図５中の左下の磁気式回転検出装置２は、シャフト２０２の回転角度が９０度に達したときの状態を示し、その右隣の磁気式回転検出装置２は、シャフト２０２の回転角度が１２０°に達したときの状態を示し、その右隣の磁気式回転検出装置２は、シャフト２０２の回転角度が１５０°に達したときの状態を示している。また、図５中のＷ１は磁気センサ２１から出力された磁気検出信号の波形を示し、Ｗ２は磁気センサ２２から出力された磁気検出信号の波形を示し、Ｗ３は磁気センサ２３から出力された磁気検出信号の波形を示している。

【0032】

各磁気センサ２１〜２３が有している磁性線材２５は、当該磁性線材２５に作用する外部磁界の方向が変化し、その外部磁界の強さがある閾値に達したとき、大バルクハウゼン効果により磁化方向が瞬時に反転する性質を有している。磁性線材２５の磁化方向が瞬時に反転すると、磁性線材２５の外周側に設けられたコイル２６から電磁誘導により鋭いパルスが出力される。具体的には、磁性線材２５に作用する外部磁界が一方向から他方向に変化して、その外部磁界の強さがある閾値に達したとき、磁性線材２５の磁化方向が一方向から他方向に瞬時に反転して、コイル２６から例えば正のパルスが出力される。また、磁性線材２５に作用する外部磁界が他方向から一方向に変化して、その外部磁界の強さがある閾値に達したとき、磁性線材２５の磁化方向が他方向から一方向に瞬時に変化して、コイル２６から例えば負のパルスが出力される。

【0033】

磁気式回転検出装置２においては、シャフト２０２の回転に伴って磁石１１〜１４が軌道Ｂ上を移動することにより、磁気センサ２１〜２３のそれぞれの磁性線材２５に作用する磁界が変化する。例えば、シャフト２０２が図５において時計回り方向に回転している間、シャフト２０２の回転角度が０度に達したとき、磁石１１および磁石１４が磁気センサ２１に接近する。このとき、磁石１１および磁石１４によりそれぞれ形成された磁界（磁石１１により形成された磁界と磁石１４により形成された磁界とが合わさった磁界）により、磁気センサ２１の磁性線材２５には図５において下方向の磁界が作用する。これにより、磁気センサ２１の磁性線材２５の磁化方向が反転し、磁気センサ２１から例えば正のパルスＰ１が出力される。また、磁石１１から磁石１４へ向かう磁力線が磁気センサ２１の磁性線材２５中を下方向に通るようにヨーク対３１により磁界が制御されることにより、パルスＰ１のレベルを大きくすることができる。

【0034】

次に、シャフト２０２の回転角度が３０度に達したとき、磁石１１および磁石１２が磁気センサ２２に接近する。このとき、磁石１１および磁石１２によりそれぞれ形成された磁界により、磁気センサ２２の磁性線材２５には図５において左斜め上方向の磁界が作用する。これにより、磁気センサ２２の磁性線材２５の磁化方向が反転し、磁気センサ２２から例えば負のパルスＰ２が出力される。また、磁石１１から磁石１２へ向かう磁力線が磁気センサ２２の磁性線材２５中を左斜め上方向に通るようにヨーク対３２により磁界が制御されることにより、パルスＰ２のレベルを大きくすることができる。

【0035】

次に、シャフト２０２の回転角度が６０度に達したとき、磁石１１および磁石１４が磁気センサ２３に接近する。このとき、磁石１１および磁石１４によりそれぞれ形成された磁界により、磁気センサ２３の磁性線材２５には図５において左斜め下方向の磁界が作用する。これにより、磁気センサ２３の磁性線材２５の磁化方向が反転し、磁気センサ２３から例えば正のパルスＰ３が出力される。また、磁石１１から磁石１４へ向かう磁力線が磁気センサ２３の磁性線材２５中を左斜め下方向に通るようにヨーク対３３により磁界が制御されることにより、パルスＰ３のレベルを大きくすることができる。

【0036】

次に、シャフト２０２の回転角度が９０度に達したとき、磁石１１および磁石１２が磁気センサ２１に接近する。このとき、磁石１１および磁石１２によりそれぞれ形成された磁界により、磁気センサ２１の磁性線材２５には図５において上方向の磁界が作用する。これにより、磁気センサ２１の磁性線材２５の磁化方向が反転し、磁気センサ２１から例えば負のパルスＰ４が出力される。また、ヨーク対３１による磁界の制御によってパルスＰ４のレベルを大きくすることができる。

【0037】

次に、シャフト２０２の回転角度が１２０度に達したとき、磁石１２および磁石１３が磁気センサ２２に接近する。このとき、磁石１２および磁石１３によりそれぞれ形成された磁界により、磁気センサ２２の磁性線材２５には図５において右斜め下方向の磁界が作用する。これにより、磁気センサ２２の磁性線材２５の磁化方向が反転し、磁気センサ２２から例えば正のパルスＰ５が出力される。また、ヨーク対３２による磁界の制御によってパルスＰ５のレベルを大きくすることができる。

【0038】

次に、シャフト２０２の回転角度が１５０度に達したとき、磁石１１および磁石１２が磁気センサ２３に接近する。このとき、磁石１１および磁石１２によりそれぞれ形成された磁界により、磁気センサ２３の磁性線材２５には図５において右斜め上方向の磁界が作用する。これにより、磁気センサ２３の磁性線材２５の磁化方向が反転し、磁気センサ２３から例えば負のパルスＰ６が出力される。また、ヨーク対３３による磁界の制御によってパルスＰ６のレベルを大きくすることができる。

【0039】

磁気センサ２１から出力されたパルスＰ１、Ｐ４を含む磁気検出信号、磁気センサ２２から出力されたパルスＰ２、Ｐ５を含む磁気検出信号、および磁気センサ２３から出力されたパルスＰ３、Ｐ６を含む磁気検出信号は磁気検出回路３７に出力される。磁気検出回路３７は、磁気センサ２１〜２３からそれぞれ出力された磁気検出信号に基づいてシャフト２０２の回転量を算出する。このシャフト２０２の回転量の算出方法として、例えば、国際公開第２０１６／００２４３７号に記載された方法を用いることができる。また、磁気検出回路３７は、磁気センサ２１〜２３からそれぞれ出力された磁気検出信号に基づいて算出されたシャフト２０２の回転量を示す第１の回転量信号を、後述する演算処理回路５１へ出力する。

【0040】

（光学式回転検出装置）
図６は光学式回転検出装置３を模式的に示している。回転検出システム１において、光学式回転検出装置３は、図６に示すように、コードホイール４１（エンコード板）、光検出ユニット４５および光検出基板４９を備えている。

【0041】

コードホイール４１は、シャフト２０２の回転に応じて変化する検出光を生成する部材である。図６に示すように、コードホイール４１は、例えば樹脂等の非磁性材料により円板状に形成されている。また、コードホイール４１の中心部には、コードホイール４１をシャフト２０２に取り付けるための挿入孔４２が設けられている。挿入孔４２にはシャフト２０２が挿入される。コードホイール４１は、図１に示すように、シャフト２０２の外周部に固定されており、シャフト２０２の回転に伴って回転する。

【0042】

また、コードホイール４１は、シャフト２０２において、磁石１１〜１４が固定された部分の下方に配置されている。また、コードホイール４１は磁石１１〜１４と隣接している。また、コードホイール４１の上面４１Ａ（表面）は光検出基板４９の下面４９Ｂと対向している。

【0043】

また、図６に示すように、コードホイール４１の上面４１Ａには、複数の反射部４３および複数の非反射部４４が設けられている。反射部４３と非反射部４４とは交互に配置され、コードホイール４１の中心Ｑ（回転軸Ａ）を中心とした円を描くように配列されている。

【0044】

光検出ユニット４５は、図６に示すように、発光素子４６、受光素子４７（光検出部）および光検出回路４８が一体化されたユニットである。発光素子４６は例えば発光ダイオードである。受光素子４７は例えばフォトトランジスタである。光検出回路４８は集積回路である。

【0045】

図２および図３に示すように、回転検出システム１を上方から見たとき、シャフト２０２の外周領域は磁気検出領域Ｒ１と光検出領域Ｒ２とに分かれており、光検出領域Ｒ２内には光検出基板４９が設けられている。光検出基板４９は概ね扇形に形成されている。また、光検出基板４９は磁気検出基板３９とは別の基板であり、光検出基板４９と磁気検出基板３９とは互いに分離している。光検出基板４９は、当該光検出基板４９の上面４９Ａを含む平面、および当該光検出基板４９の下面４９Ｂを含む平面が回転軸Ａと直交するように配置されている。また、光検出基板４９はシャフト２０２、磁石１１〜１４およびコードホイール４１から離れている。また、光検出基板４９は、図１に示すように、ホルダ５２を介して、モータ２０１の筐体２０３に、シャフト２０２の回転に伴って移動しないように固定されている。光検出ユニット４５は、図３に示すように光検出基板４９の下面４９Ｂに固定されている。また、図６に示すように、光検出ユニット４５は、発光素子４６および受光素子４７がコードホイール４１における反射部４３および非反射部４４の配列と対向するように配置されている。

【0046】

図６において、シャフト２０２が回転している間に、発光素子４６から発せられた照射光Ｌ１は、反射部４３および非反射部４４の配列上に照射される。これにより、シャフト２０２の回転に応じて光量が変化するパルス状の検出光Ｌ２が生成される。生成された検出光Ｌ２は受光素子４７に入力される。受光素子４７は検出光Ｌ２を電気信号である光検出信号に変換し、当該光検出信号を光検出回路４８に出力する。光検出回路４８は、光検出信号に基づいてシャフト２０２の回転量を算出する。この光検出信号に基づくシャフト２０２の回転量の算出方法として、光学式エンコーダを用いてモータのシャフトの回転数または回転角度を検出する周知の方法を用いることができる。また、光検出回路４８は、光検出信号に基づいて算出されたシャフト２０２の回転量を示す第２の回転量信号を、後述する演算処理回路５１へ出力する。

【0047】

（回転検出システムの他の構成要素）
回転検出システム１は、図１に示すように、磁気式回転検出装置２および光学式回転検出装置３に加え、演算処理回路５１、内部コネクタ８３〜８６、外部コネクタ９１〜９３、接続ケーブル８７、９５およびホルダ５２を備えている。

【0048】

演算処理回路５１は、磁気検出回路３７から出力された第１の回転量信号および光検出回路４８から出力された第２の回転量信号に基づいてシャフト２０２の最終的な回転量を算出し、当該算出した最終的な回転量を示す第３の回転量信号を外部へ出力する回路である。例えば、演算処理回路５１は、第１の回転量信号が示すシャフト２０２の回転量を、第２の回転量信号が示すシャフト２０２の回転量を用いて補正することにより、シャフト２０２の回転量を正確に示す第３の回転量信号を生成し、出力する。演算処理回路５１は、例えば１つのチップにまとめられた集積回路として形成されており、演算処理回路５１のチップは、図３に示すように、光検出基板４９の下面４９Ｂに取り付けられている。

【0049】

内部コネクタ８３〜８６および接続ケーブル８７は、磁気検出回路３７と演算処理回路５１との間を電気的に接続する手段である。外部コネクタ９１〜９３および接続ケーブル９５は、演算処理回路５１と、回転検出システム１の外部に設けられたモータ制御回路２０５との間を電気的に接続するため手段である。モータ制御回路２０５は、演算処理回路５１から出力された第３の回転量信号に基づいてモータ２０１を制御する回路である。なお、磁気検出回路３７と演算処理回路５１との間の電気接続、および演算処理回路５１とモータ制御回路２０５との間の電気接続等については後に詳述する。

【0050】

以上説明した通り、本実施形態の回転検出システム１においては、磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７が設けられた磁気検出基板３９が、シャフト２０２の外周領域の一部を占める磁気検出領域Ｒ１内に設けられ、光検出ユニット４５が設けられた光検出基板４９が、シャフト２０２の外周領域において磁気検出領域Ｒ１と周方向において異なる部分を占める光検出領域Ｒ２内に設けられている。この構成によれば、磁気式回転検出装置２の一部を構成する磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７と、光学式回転検出装置３の一部を構成する光検出ユニット４５とをシャフト２０２の外周側の異なる位置に分散させて配置することができる。したがって、磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７と、光検出ユニット４５とを上下方向（回転軸Ａの方向）に積み重ねて配置する場合と比較して、回転検出システム１の上下方向の寸法を小さくすることができ、回転検出システム１の小型化を図ることができる。

【0051】

また、本実施形態によれば、磁気検出基板３９と光検出基板４９とが互いに分離しているので、回転検出システム１を製造するに当たり、部品の組立性を良くすることができる。具体的には、磁気式回転検出装置２の一部を構成する磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７の磁気検出基板３９への実装と、光学式回転検出装置３の一部を構成する光検出ユニット４５の光検出基板４９への実装とをそれぞれ別工程で行った後、磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７が実装された磁気検出基板３９と、光検出ユニット４５が実装された光検出基板４９とをモータ２０１のシャフト２０２の外周側に組付けることにより、回転検出システム１を組み立てることができる。磁気式回転検出装置２と光学式回転検出装置３とは回転検出の原理が互いに異なるため、磁気式回転検出装置２と光学式回転検出装置３とで開発者または製造者が互いに異なることがある。本実施形態によれば、回転検出システム１を製造するに当たり、例えば磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７が実装された磁気検出基板３９の製造を第１の製造者が行い、光検出ユニット４５が実装された光検出基板４９の製造を第２の製造者が行い、磁気検出基板３９および光検出基板４９のモータ２０１への組付けを第１の製造者、第２の製造者または第３の製造者が行うといった製造方法を容易に採用することができ、回転検出システム１を効率良く製造することができる。

【0052】

また、本実施形態においては、磁気センサ２１〜２３が磁気検出基板３９の上面３９Ａと下面３９Ｂに分かれて配置されている。したがって、磁気センサ２１〜２３を磁性線材２５の軸線を含む平面が回転軸Ａと直交するように配置し、かつ回転検出システム１を上方から見たときに磁気センサ２１〜２３において隣り合う２つの磁気センサが互いに重なり合うように磁気センサ２１〜２３を配置することで、磁気センサ２１〜２３による回転検出の精度の保ちつつ、磁気センサ２１〜２３を小さい領域内に集約することができる。すなわち、磁気センサ２１〜２３を磁性線材２５の軸線を含む平面が回転軸Ａと直交するように配置することで、磁気センサ２１〜２３が占める領域の上下方向の寸法を小さくすることができる。そして、磁気センサ２１〜２３をこのように配置した場合でも、磁気センサ２１〜２３を磁気検出基板３９の上面３９Ａと下面３９Ｂに分けて配置することにより、シャフト２０２の周方向において互いに隣り合う２つの磁気センサを、回転検出の精度を保つことができる程度に周方向に離すことができる。さらに、回転検出システム１を上方から見たときに磁気センサ２１〜２３において隣り合う２つの磁気センサが互いに重なり合うように磁気センサ２１〜２３を配置することで、回転検出の精度を保ちつつ、磁気センサ２１〜２３が占める領域の左右方向または前後方向の寸法を小さくすることができる。これにより、回転検出システムの小型化を図ることができる。

【0053】

また、本実施形態においては、コードホイール４１が上下方向において磁石１１〜１４と隣接している。このようにコードホイール４１と磁石１１〜１４とを上下方向に接近させることで、回転検出システム１の上下方向の寸法を小さくすることができる。

【0054】

また、本実施形態によれば、各磁気センサ２１〜２３の磁性線材２５として、大バルクハウゼン素子を用いたことにより、シャフト２０２の回転の検出精度の高い無電源の磁気式回転検出装置を容易に実現することができる。

【0055】

（部品配置に関する変形例）
上述した回転検出システム１では、図７（Ａ）に示すように、磁気センサ２１およびヨーク対３１を磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置し、２つの磁気センサ２２、２３、２つのヨーク対３２、３３および磁気検出回路３７を磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置した。また、光検出回路４８および演算処理回路５１を光検出基板４９の下面４９Ｂに配置した。また、コードホイール４１を磁石１１〜１４の下方に配置した。しかしながら、回転検出システム１において、これらの部品の配置は図７（Ａ）に示す配置に限定されない。以下、これらの部品の配置に関し、いくつかの変形例を述べる。

【0056】

まず、図７（Ａ）に示す部品の配置を次のように変更してもよい。すなわち、磁気センサ２１およびヨーク対３１を磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置し、２つの磁気センサ２２、２３および２つのヨーク対３２、３３を磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置してもよい。また、図７（Ａ）において、磁気検出回路３７の配置は、磁気センサ２１〜２３およびヨーク対３１〜３３の配置に拘わらず、磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置してもよいし、下面３９Ｂに配置してもよい。

【0057】

また、図７（Ｂ）に示すように、磁気検出領域Ｒ１内に２枚の磁気検出基板３９を設け、これら磁気検出基板３９を上下方向において互いに異なる位置に配置し、磁気センサ２１およびヨーク対３１を上側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置し、２つの磁気センサ２２、２３および２つのヨーク対３２、３３を下側の磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置してもよい。また、図７（Ｂ）に示す部品の配置を次のように変更してよい。すなわち、磁気センサ２１およびヨーク対３１を下側の磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置し、２つの磁気センサ２２、２３および２つのヨーク対３２、３３を上側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置してもよい。また、図７（Ｂ）において、磁気検出回路３７の配置は、磁気センサ２１〜２３およびヨーク対３１〜３３の配置に拘わらず、下側の磁気検出基板３９の上面３９Ａに配置してもよいし、上側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置してもよい。

【0058】

また、図７（Ｃ）に示すように、磁気検出領域Ｒ１内に２枚の磁気検出基板３９を設け、これら磁気検出基板３９を上下方向において互いに異なる位置に配置し、磁気センサ２１およびヨーク対３１を上側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置し、２つの磁気センサ２２、２３および２つのヨーク対３２、３３を下側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置してもよい。また、図７（Ｃ）に示す部品の配置を次のように変更してよい。すなわち、磁気センサ２１およびヨーク対３１を下側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置し、２つの磁気センサ２２、２３および２つのヨーク対３２、３３を上側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置してもよい。また、図７（Ｃ）において、磁気検出回路３７の配置は、磁気センサ２１〜２３およびヨーク対３１〜３３の配置に拘わらず、下側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置してもよいし、上側の磁気検出基板３９の下面３９Ｂに配置してもよい。

【0059】

また、図８（Ａ）に示すように、光検出ユニット４５および演算処理回路５１を光検出基板４９の上面４９Ａに配置してもよい。また、これに代え、光検出ユニット４５を光検出基板４９の上面４９Ａに配置し、演算処理回路５１を光検出基板４９の下面４９Ｂに配置してもよいし、光検出ユニット４５を光検出基板４９の下面４９Ｂに配置し、演算処理回路５１を光検出基板４９の上面４９Ａに配置してもよい。また、光検出ユニット４５を光検出基板４９の上面４９Ａに配置した場合には、光検出ユニット４５に設けられた発光素子４６および受光素子４７とコードホイール４１に設けられた反射部４３および非反射部４４の配列とが互いに対向するように、コードホイール４１を、磁石１１〜１４の上方に、コードホイール４１において反射部４３および非反射部４４が設けられた面が下向きとなるように配置する。

【0060】

また、図８（Ｂ）に示すように、光検出基板４９を磁気検出基板３９よりも下側に配置し、光検出ユニット４５および演算処理回路５１を光検出基板４９の上面４９Ａに配置してもよい。光検出基板４９の位置をこのように低くした場合には、発光素子４６および受光素子４７とコードホイール４１との距離を適切に設定するために、コードホイール４１の位置を低くしなければならない場合がある。その場合には、コードホイール４１を磁石１１〜１４の外周部に固定してもよい。

【0061】

また、図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示すように、光検出基板４９に代え、光検出基板６１を磁気検出領域Ｒ１および光検出領域Ｒ２に亘るように設け、光検出ユニット４５および演算処理回路５１を光検出基板６１において光検出領域Ｒ２内に位置する部分に配置し、磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７が設けられた磁気検出基板３９を、磁気検出領域Ｒ１内において、光検出基板６１の上方または下方に配置してもよい。この場合、光検出基板６１を、例えば円板状に形成し、その中央に、磁石１１〜１４が固定されたシャフト２０２を通すための挿通孔６２を形成する。

【0062】

また、図９（Ｃ）に示すように、光検出基板６１を磁気検出領域Ｒ１および光検出領域Ｒ２に亘るように設け、光検出基板６１において光検出領域Ｒ２内に位置する部分には光検出ユニット４５および演算処理回路５１を配置し、光検出基板６１において磁気検出領域Ｒ１内に位置する部分には穴６３（または切り欠き）を形成し、磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７が設けられた磁気検出基板３９を、磁気検出領域Ｒ１内において、光検出基板６１の上方（または下方）に配置し、磁気検出基板３９に設けられた部材の一部（例えば磁気センサ２１およびヨーク対３１）を、光検出基板６１に形成した穴６３（または切り欠き）内に挿入してもよい。なお、この変形例では、穴６３が挿通孔６２と接続されている（穴６３と挿通孔６２とが連続して形成されている）。この変形例によれば、光検出基板６１を磁気検出領域Ｒ１および光検出領域Ｒ２に亘るように設ける構成において、磁気検出基板３９と光検出基板６１との上下方向における距離を小さくすることができ、回転検出システム１の上下方向の寸法を小さくすることができる。

【0063】

また、図８（Ｂ）、図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示す変形例においては、コードホイール４１を磁石１１〜１４の外周部に固定した。これに代え、図１０に示すように、磁石１１〜１４をそれぞれ２つの磁石片６５に分割し、各磁石１１〜１４の２つの磁石片６５を上下方向に離して配置し、各磁石１１〜１４の２つの磁石片６５の間にコードホイール４１を配置し、コードホイール４１をシャフト２０２の外周部に固定してもよい。

【0064】

（基板の固定に関する変形例）
上述した回転検出システム１では、図１１（Ａ）に示すように、磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７が設けられた磁気検出基板３９と、光検出ユニット４５および演算処理回路５１が設けられた光検出基板４９とがホルダ５２を介してモータ２０１の筐体２０３に固定されている。ホルダ５２は例えば樹脂材料または金属材料により形成されている。

【0065】

図７（Ｂ）または図７（Ｃ）に示す変形例のように、２枚の磁気検出基板３９を備えた回転検出システム１においては、図１１（Ｂ）に示すように、一方の磁気検出基板３９を、ホルダ５２を介してモータ２０１の筐体２０３に固定し、他方の磁気検出基板３９を、支持部材６７を介して一方の磁気検出基板３９に固定することができる。

【0066】

また、図９（Ａ）、図９（Ｂ）または図９（Ｃ）に示す変形例のように、光検出基板６１を磁気検出領域Ｒ１および光検出領域Ｒ２に亘るように設けた回転検出システム１においては、図１１（Ｃ）に示すように、光検出基板６１を、ホルダ５２を介してモータ２０１の筐体２０３に固定し、磁気検出基板３９を、支持部材６８を介して光検出基板６１に固定してもよい。

【0067】

（ヨーク対の固定に関する変形例）
上述した回転検出システム１では、図１１（Ａ）に示すように、ヨーク対３１〜３３が磁気検出基板３９に固定されている。しかしながら、回転検出システム１において、ヨーク対３１〜３３の固定方法はこれに限定されない。

【0068】

例えば、図１２（Ａ）に示すように、ヨーク対３１〜３３をホルダ５２に直接固定してもよい。具体的には、ホルダ５２を樹脂等の非磁性材料により形成し、ホルダ５２の一部にヨーク対固定部７１を形成する。ヨーク対固定部７１は、磁気センサ２１〜２３と磁石１１〜１４の軌道Ｂとの間に位置するように形成する。そして、ヨーク対固定部７１の内部にヨーク対３１〜３３を埋め込む。この変形例によれば、各ヨーク対３１〜３３を強固に固定することができる。また、ヨーク対３１〜３３を磁気検出基板３９以外の部分に設けることで、磁気検出基板３９に実装する部品の個数を減らすことができる。

【0069】

また、図１２（Ｂ）に示すように、各ヨーク対３１〜３３を磁気センサに固定してもよい。例えば、各磁気センサ２１〜２３のボビン２７にヨーク対を支持するためのヨーク片支持部７２を一体形成し、このヨーク片支持部７２にヨーク対を固定する。この変形例によれば、各磁気センサ２１〜２３にそれに対応するヨーク対が固定されるので、各磁気センサ２１〜２３とそれに対応するヨーク対との位置関係（例えば両者間の間隔等）を正確に定めることができる。

【0070】

また、図１２（Ｃ）に示すように、磁気センサ２１〜２３およびヨーク対３１〜３３を例えば樹脂材料により包囲し、これらを一体化してもよい。具体的には、磁気センサ２１〜２３およびヨーク対３１〜３３を樹脂成形により一体化した成形物７３を形成する。この変形例によれば、成形物７３を磁気検出基板３９に取り付けることにより、磁気センサ２１〜２３およびヨーク対３１〜３３を一遍に磁気検出基板３９に設けることができるので、回転検出システム１の組立作業を簡素化することができる。

【0071】

（電気接続構成とその変形例）
図１３は回転検出システム１の電気的な構成を示し、図１４（Ａ）は回転検出システム１の電気的な構成を具体化するための部品間の電気接続構成を示している。

【0072】

図１３に示すように、上述した回転検出システム１において、磁気センサ２１〜２３はそれぞれ磁気検出信号を磁気検出回路３７へ出力し、磁気検出回路３７は第１の回転量信号を演算処理回路５１へ出力する。一方、受光素子４７は光検出信号を光検出回路４８に出力し、光検出回路４８は第２の回転量信号を演算処理回路５１へ出力する。さらに、演算処理回路５１は第３の回転量信号をモータ制御回路２０５へ出力する。

【0073】

このような信号の入出力を実現するために、上述した回転検出システム１においては、図１４（Ａ）に示すように、磁気センサ２１〜２３が、磁気検出基板３９に設けられた導電パターンおよびスルーホール等の導電部８１を介して磁気検出回路３７に接続されている。また、磁気検出回路３７は、磁気検出基板３９に設けられた導電パターンおよびスルーホール等の導電部８２を介して内部コネクタ８３に接続されている。内部コネクタ８３は、磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７と、光検出基板４９に設けられた演算処理回路５１とを接続するためのコネクタであり、磁気検出基板３９に設けられている。

【0074】

また、内部コネクタ８３は、内部コネクタ８４、接続ケーブル８７および内部コネクタ８５を介して内部コネクタ８６に接続されている。内部コネクタ８６は、磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７と、光検出基板４９に設けられた演算処理回路５１とを接続するためのコネクタであり、光検出基板４９に設けられている。また、接続ケーブル８７の一方の端部には内部コネクタ８４が接続され、接続ケーブル８７の他方の端部には内部コネクタ８５が接続されている。内部コネクタ８４は内部コネクタ８３に挿抜可能に接続され、内部コネクタ８５は内部コネクタ８６に挿抜可能に接続されている。

【0075】

また、内部コネクタ８６は、光検出基板４９に設けられた導電パターン等の導電部８８を介して演算処理回路５１に接続されている。また、受光素子４７は光検出ユニット４５の内部に設けられた回路を介して光検出回路４８に接続されている。また、光検出回路４８は、光検出基板４９に設けられた導電パターン等の導電部８９を介して演算処理回路５１に接続されている。さらに、演算処理回路５１は、光検出基板４９に設けられた導電パターン等の導電部９０を介して外部コネクタ９１に接続されている。外部コネクタ９１は、回転検出システム１とモータ制御回路２０５とを接続するためのコネクタである。

【0076】

また、外部コネクタ９１は、外部コネクタ９２、接続ケーブル９５、外部コネクタ９３および他のコネクタ９４等を介してモータ制御回路２０５に接続されている。また、接続ケーブル９５の一方の端部には外部コネクタ９２が接続され、接続ケーブル９５の他方の端部には外部コネクタ９３が接続されている。外部コネクタ９２は外部コネクタ９１に挿抜可能に接続され、外部コネクタ９３は他のコネクタ９４に挿抜可能に接続されている。他のコネクタ９４はモータ制御回路２０５に接続されている。

【0077】

このように、回転検出システム１においては、磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７と光検出基板４９に設けられた演算処理回路５１とを、導電部８２、８８、内部コネクタ８３〜８６および接続ケーブル８７により接続する構成とした。この構成により、磁気式回転検出装置２により検出されたシャフト２０２の回転量を示す第１の回転量信号と、光学式回転検出装置３により検出されたシャフト２０２の回転量を示す第２の回転量信号との双方を演算処理回路５１に供給する電気回路を容易に形成することができる。具体的には、回転検出システム１の製造時において、例えば、磁気センサ２１〜２３、ヨーク対３１〜３３および磁気検出回路３７が設けられた磁気検出基板３９と、光検出ユニット４５および演算処理回路５１が設けられた光検出基板４９とをモータ２０１の筐体２０３に取り付けた後、内部コネクタ８３に内部コネクタ８４を接続し、内部コネクタ８６に内部コネクタ８５を接続することにより、上記２つの回転量信号を演算処理回路５１に供給する電気回路を簡単に形成することができる。また、回転検出システム１とモータ制御回路２０５との接続を一束の接続ケーブル９５を用いて行うことができるので、回転検出システム１のモータ２０１への組付を容易に行うことができる。なお、導電部８２、８８、内部コネクタ８３〜８６および接続ケーブル８７は第１の内部接続路の具体例であり、導電部８９は第２の内部接続路の具体例であり、導電部９０、外部コネクタ９１〜９３および接続ケーブル９５は第１の外部接続路の具体例である。

【0078】

しかしながら、回転検出システム１における電気接続構成はこれに限定されない。例えば、図１４（Ｂ）に示すような電気接続構成としてもよい。すなわち、磁気検出基板３９に外部コネクタ１０２を設け、磁気検出回路３７と外部コネクタ１０２とを磁気検出基板３９に設けられた導電パターンおよびスルーホール等の導電部１０１を介して接続する。また、光検出基板４９に外部コネクタ１０８を設け、光検出回路４８と外部コネクタ１０８とを光検出基板４９に設けられた導電パターン等の導電部１０７を介して接続する。そして、外部コネクタ１０２を、外部コネクタ１０３、接続ケーブル１０６、外部コネクタ１０４および他のコネクタ１０５等を介してモータ制御回路２０５に接続すると共に、外部コネクタ１０８を、外部コネクタ１０９、接続ケーブル１１２、外部コネクタ１１０および他のコネクタ１１１等を介してモータ制御回路２０５に接続する。また、磁気検出回路３７から出力された第１の回転量信号と光検出回路４８から出力された第２の回転量信号とに基づいてシャフト２０２の最終的な回転量を算出する演算処理回路５１は、回転検出システム１の外部（例えばモータ制御回路２０５内）に設ける。また、磁気検出基板３９と光検出基板４９とを接続する内部コネクタおよび接続ケーブルは設けない。この電気接続構成によれば、演算処理回路５１が回転検出システム１の外部に設けられている仕様である場合に、第１の回転量信号と第２の回転量信号とを演算処理回路５１に供給する電気回路を簡単に形成することができる。なお、導電部１０１、外部コネクタ１０２〜１０４および接続ケーブル１０６は第２の外部接続路の具体例であり、導電部１０７、外部コネクタ１０８〜１１０および接続ケーブル１１２は第３の外部接続路の具体例である。

【0079】

また、回転検出システム１における電気接続構成として、図１４（Ｃ）に示すような構成を採用することができる。すなわち、演算処理回路５１を光検出基板４９に設ける。また、導電部１２１、外部コネクタ１２２、１２３、１２４および接続ケーブル１２５、１２６、導電部１２７等を用いて、演算処理回路５１の出力端子とモータ制御回路２０５とを接続する出力経路、および外部コネクタ１２４と演算処理回路５１の入力端子とを接続する入力経路を形成する。また、導電部１２８、内部コネクタ１２９、１３０および接続ケーブル１３１を用いて、磁気検出回路３７の出力端子を、外部コネクタ１２４を介して上記入力経路に接続する。このような電気接続構成において、磁気検出回路３７から出力された第１の回転量信号は、導電部１２８、内部コネクタ１２９、１３０、接続ケーブル１３１、外部コネクタ１２４および上記入力経路（接続ケーブル１２６、外部コネクタ１２３、外部コネクタ１２２および導電部１２７）を介して演算処理回路５１に入力される。また、演算処理回路５１から出力された第３の回転量信号は上記出力経路（導電部１２１、外部コネクタ１２２〜１２４および接続ケーブル１２５等）を介してモータ制御回路２０５に入力される。なお、導電部１２７、１２８、外部コネクタ１２２〜１２４、内部コネクタ１２９、１３０、および接続ケーブル１２６、１３１は第１の内部接続路の具体例であり、導電部１２１、外部コネクタ１２２〜１２４および接続ケーブル１２５は第１の外部接続路の具体例である。

【0080】

また、図１４（Ａ）に示す回転検出システム１の電気接続構成においては、磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７と光検出基板４９に設けられた演算処理回路５１とを導電部８２、８８、内部コネクタ８３〜８６および接続ケーブル８７を介して接続する構成としたが、これに代え、接続ケーブル８７の両端を導電部８２および導電部８８にそれぞれはんだ付けすることによって、磁気検出回路３７と演算処理回路５１とを接続してもよい。また、接続ケーブル８７と導電部８２または８８との接続にプレスフィット等の接続部材を用いてもよい。この場合には、例えば、接続ケーブル８７の端部にプレスフィットをかしめ、光検出基板４９に導電部８８の一部としてスルーホールを形成し、プレスフィットをスルーホールに挿入することによって接続ケーブル８７と導電部８８とを接続する。また、磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７と光検出基板４９に設けられた演算処理回路５１との接続に基板直挿しタイプのコネクタを用いてもよい。この場合には、例えば、基板直挿しタイプのコネクタを光検出基板４９に設け、当該コネクタに導電部８８を接続し、一方、導電部８２を磁気検出基板３９の縁部まで伸ばす。そして、磁気検出基板３９の当該縁部を基板直挿しタイプのコネクタに挿すことにより、磁気検出回路３７と演算処理回路５１とを接続する。

【0081】

また、図１４（Ａ）に示す回転検出システム１の電気接続構成において、外部コネクタ９１、９２を用いずに、接続ケーブル９５を導電部９０にはんだ付け等により直接接続してもよい。また、図１４（Ｂ）に示す回転検出システム１の電気接続構成において、外部コネクタ１０２、１０３を用いずに、接続ケーブル１０６を導電部１０１にはんだ付け等により直接接続してもよい。また、図１４（Ｂ）に示す回転検出システム１の電気接続構成において、外部コネクタ１０８、１０９を用いずに、接続ケーブル１１２を導電部１０７にはんだ付け等により直接接続してもよい。また、図１４（Ｃ）に示す回転検出システム１の電気接続構成において、外部コネクタ１２２、１２３を用いずに、接続ケーブル１２５、１２６を導電部１２１、１２７にそれぞれはんだ付け等により直接接続してもよい。また、図１４（Ｃ）に示す回転検出システム１の電気接続構成において、内部コネクタ１２９、１３０を用いずに、接続ケーブル１３１を導電部１２８にはんだ付け等により直接接続してもよい。

【0082】

また、図７（Ｂ）または図７（Ｃ）に示すように、２枚の磁気検出基板３９を有する回転検出システム１においては、一方の磁気検出基板３９に設けられた磁気センサと、他方の磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７との電気接続を次のように行うことができる。例えば、図１５に示すように、上側の磁気検出基板３９に内部コネクタ１４２を設け、磁気センサ２１と内部コネクタ１４２とを、上側の磁気検出基板３９に設けられた導電パターン等の導電部１４１を介して接続する。また、下側の磁気検出基板３９に内部コネクタ１４５を設け、内部コネクタ１４５と磁気検出回路３７とを、下側の磁気検出基板３９に設けられた導電パターン等の導電部１４７を介して接続する。さらに、内部コネクタ１４２と内部コネクタ１４５との間を、内部コネクタ１４３、１４４および接続ケーブル１４６を介して接続する。これにより、上側の磁気検出基板３９に設けられた磁気センサ２１と、下側の磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７とを電気的に接続することができる。なお、導電部１４１、１４７、内部コネクタ１４２〜１４５および接続ケーブル１４６は第３の内部接続路の具体例である。

【0083】

また、２枚の磁気検出基板３９を有する回転検出システム１において、一方の磁気検出基板３９に設けられた磁気センサと、他方の磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７とを電気的に接続する構成（第３の内部接続路）として次のものがある。例えば、図１６（Ａ）に示すように、２枚の磁気検出基板３９に内部コネクタ１４８、１４９をそれぞれ設け、内部コネクタ１４８と内部コネクタ１４９とを直接接続することにより、上側の磁気検出基板３９に設けられた磁気センサ２１と、下側の磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７とを電気的に接続してもよい。

【0084】

また、図１６（Ｂ）に示すように、２枚の磁気検出基板３９の間に導電端子１５１を設け、導電端子１５１のそれぞれの端部を２枚の磁気検出基板３９に設けられた導電部１４１、１４７にはんだ付けによりそれぞれ接続することによって、上側の磁気検出基板３９に設けられた磁気センサ２１と、下側の磁気検出基板３９に設けられた磁気検出回路３７とを電気的に接続してもよい。

【0085】

また、図１６（Ｃ）に示すように、２枚の磁気検出基板３９に設けられた導電部１４１、１４７を、導電材料により形成されたばね１５３を介して互いに接続してもよい。また、２枚の磁気検出基板３９に設けられた導電部１４１、１４７を、ケーブルのはんだ付けによって接続してもよいし、ケーブルおよびプレスフィットを用いて接続してもよい。

【0086】

なお、上記実施形態において、磁気センサ２１〜２３が磁気検出基板３９の上面３９Ａおよび下面３９Ｂに分かれて配置され、かつ磁気センサ２１〜２３において、回転検出システム１を上方から見たときに隣り合う２つの磁気センサが互いに重なり合っている。しかしながら、磁気センサ２１〜２３において、回転検出システム１を上方から見たときに隣り合う２つの磁気センサを互いに重なり合うように配置せず、隣り合う２つの磁気センサを、磁気検出基板３９の同一面上に配置することが困難な程度に互いに接近するように配置してもよい。２つの磁気センサを、磁気検出基板３９の同一面上に配置することが困難な程度に互いに接近するように配置するとは、例えば、２つの磁気センサを、各磁気センサを基板に実装するのに要する部分や領域（各磁気センサを基板に半田付けするための領域等）が互いに干渉するほどに接近するように配置することや、２つの磁気センサを、各磁気センサへの配線に要する領域が互いに干渉するほどに接近するように配置すること等である。

【0087】

また、上記実施形態では、二対の磁石１１〜１４、および３つの磁気センサ２１〜２３を有する磁気式回転検出装置２を例にあげたが、磁石の個数および磁気センサの個数はこれに限定されない。本発明の磁気式回転検出装置における磁石は一対でもよく、三対以上でもよい。また、磁気センサの個数は２つでもよいし、４つ以上でもよい。また、磁石１１〜１４の間隔は９０度に限定されず、磁気センサ２１〜２３の間隔は６０度に限定されない。

【0088】

また、上記実施形態では、シャフト２０２の外周領域において、磁気検出領域Ｒ１の方が光検出領域Ｒ２よりも広いが、シャフト２０２の外周領域において、磁気検出領域Ｒ１が占める割合および光検出領域Ｒ２が占める割合はそれぞれ限定されない。

【0089】

また、上記実施形態では、光学式回転検出装置３において、反射部４３および非反射部４４を有する反射型のコードホイール４１を採用したが、スリットを有する透過型のコードホイールを採用することもできる。この場合には、発光素子４６および受光素子４７を、コードホイールを挟んで対向するように配置する。

【0090】

また、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システムもまた本発明の技術思想に含まれる。

【符号の説明】

【0091】

１ 回転検出システム
２ 磁気式回転検出装置
３ 光学式回転検出装置
１１〜１４ 磁石（磁界形成部）
２１〜２３ 磁気センサ（磁界検出部）
２５ 磁性線材
３１〜３３ ヨーク対（磁界制御部）
３７ 磁気検出回路
３９ 磁気検出基板
４１ コードホイール（エンコード板）
４５ 光検出ユニット
４６ 発光素子
４７ 受光素子（光検出部）
４８ 光検出回路
４９、６１ 光検出基板
５１ 演算処理回路
７１ ヨーク対固定部
７２ ヨーク片支持部
８２、８８、１２７、１２８ 導電部（第１の内部接続路）
８３〜８６、１２９、１３０ 内部コネクタ（第１の内部接続路）
８７、１２６、１３１ 接続ケーブル（第１の内部接続路）
８９ 導電部（第２の内部接続路）
９０、１２１ 導電部（第１の外部接続路）
９１、９２、９３ 外部コネクタ（第１の外部接続路）
９５ 接続ケーブル（第１の外部接続路）
１０１ 導電部（第２の外部接続路）
１０２、１０３、１０４ 外部コネクタ（第２の外部接続路）
１０６ 接続ケーブル（第２の外部接続路）
１０７ 導電部（第３の外部接続路）
１０８、１０９、１１０ 外部コネクタ（第３の外部接続路）
１１２ 接続ケーブル（第３の外部接続路）
１２２〜１２４ 外部コネクタ（第１の外部接続路、第１の内部接続路）
１２５ 接続ケーブル（第１の外部接続路）
１４１、１４７ 導電部（第３の内部接続路）
１４２〜１４５、１４８、１４９ 内部コネクタ（第３の内部接続路）
１４６ 接続ケーブル（第３の内部接続路）
１５１ 導電端子（第３の内部接続路）
１５３ ばね（第３の内部接続路）
２０１ モータ
２０２ シャフト（回転体）
２０３ 筐体（支持体）
Ｒ１ 磁気検出領域
Ｒ２ 光検出領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】