特許 7452971 回転検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】回転検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/14 20060101AFI20240312BHJP

   G01D 5/20 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

G01D5/14 E

G01D5/20 D

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019185273

(22)【出願日】2019-10-08

(65)【公開番号】P2021060309

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-07-27

(73)【特許権者】

【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

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１８９６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１６８５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１６８５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０４６８５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－９３２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０８７３１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１７０２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２５７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－５０７６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／３０－７／３１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転体の回転を検出する回転検出装置であって、
大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子を有する磁気センサと、
磁石と、
前記回転体に着脱可能に装着され、前記回転体と共に回転し、前記磁石が設けられた第１の基体と、
前記磁気センサが設けられた第２の基体と、
前記第１の基体と前記第２の基体との間に設けられた軸受と、
前記第２の基体の外周側部分に設けられたウエイトと、
前記磁気センサから出力される検出信号に基づいて前記回転体の回転数または回転量を測定する測定回路と、
前記測定回路により測定された前記回転体の回転数または回転量を記憶する記憶回路と、
前記磁気センサから出力された検出信号を用いて電力を生成し、当該生成した電力を前記測定回路および前記記憶回路に供給する電力生成回路と、
前記記憶回路に記憶された前記回転体の回転数または回転量を外部の装置に無線により送信する無線通信回路とを備え、
前記第２の基体は前記第１の基体に前記軸受を介して回転可能に支持され、前記測定回路、前記記憶回路、前記電力生成回路および前記無線通信回路は前記第２の基体に取り付けられ、前記第２の基体、前記磁気センサ、前記ウエイト、前記測定回路、前記記憶回路、前記電力生成回路および前記無線通信回路からなる構造体は前記第１の基体および前記軸受以外のすべての物体から分離していることを特徴とする回転検出装置。

【請求項2】

前記第１の基体は円柱状または円筒状に形成され、
前記第１の基体の軸方向一側には前記回転体を接続する回転体接続部が設けられ、
前記第２の基体は円柱状、円筒状または多面体状に形成され、
前記第２の基体の軸方向一側には前記第１の基体を挿入する挿入部が形成され、
前記軸受はラジアル軸受であり、前記軸受は前記第１の基体の外周面と前記挿入部の内周面との間に固定され、
前記第１の基体の軸方向他側には前記磁石が取り付けられ、
前記第２の基体の軸方向他側には前記磁気センサが取り付けられ、
前記磁気センサおよび前記磁石は間隙を介して互いに対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子を利用して回転体の回転を検出する回転検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置は知られている。この種の回転検出装置では、例えば、回転体に磁石を固定し、回転体を回転可能に支持している支持体に磁気センサを固定し、回転体と共に磁石が回転することによって生じる磁場の変化を磁気センサにより検出する。磁気センサは、大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材の周囲にコイルを巻回することにより形成される。大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材は、外部磁場が変化すると磁化方向が瞬時に反転する性質を有している。磁性線材の磁化方向が反転したときにコイルに流れる誘導電流を検出信号として取り出し、その検出信号に基づいて回転体の回転を検出する。下記の特許文献１には、このような回転検出装置の例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１６／００２４３７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置は、検出対象である回転体と、この回転体が回転可能に支持されている支持体とを備えた被検出装置に予め組み込まれた形で使用される。例えば、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置は、電動モータに予め組み込まれた形で使用される。大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置を電動モータに組み込んで使用する場合、電動モータの製造時に、回転検出用の磁石が電動モータの回転シャフトに専用のブラケット等を介して固定され、磁気センサが電動モータのハウジング等に専用のブラケット等を介して固定される。

【0005】

このため、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置が組み込まれていない既存の電動モータ等の装置に、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置を追加することは容易でない。また、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置が予め組み込まれている電動モータ等の装置から、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置を分離することが困難であるため、電動モータ等の装置や、大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置のメンテナンス等を行うに当たり、不便である。

【0006】

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、既存の被検出装置に対して容易に着脱することができ、被検出装置が有する回転体の回転の検出を手軽にまたは低コストで行うことができる、大バルクハウゼン効果を利用した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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は、回転体の回転を検出する回転検出装置であって、大バルクハウゼン効果を生じる磁性素子を有する磁気センサと、磁石と、前記回転体に着脱可能に装着され、前記回転体と共に回転し、前記磁気センサおよび前記磁石のうちの一方が設けられた第１の基体と、前記磁気センサおよび前記磁石のうちの他方が設けられた第２の基体と、前記第１の基体と前記第２の基体との間に設けられた軸受と、前記磁気センサから出力される検出信号に基づいて前記回転体の回転数または回転量を測定する測定回路と、前記測定回路により測定された前記回転体の回転数または回転量を記憶する記憶回路と、前記記憶回路に記憶された前記回転体の回転数または回転量を外部の装置に無線により送信する無線通信回路とを備え、前記第２の基体は前記第１の基体に前記軸受を介して回転可能に支持され、前記測定回路、前記記憶回路および前記無線通信回路は前記第２の基体に取り付けられていることを特徴とする。

【0008】

また、上記本発明の回転検出装置において、前記第２の基体は、前記回転体を回転可能に支持している支持体から分離独立していることが好ましい。

【0009】

また、上記本発明の回転検出装置において、前記第１の基体は円柱状または円筒状に形成され、前記第１の基体の軸方向一側には前記回転体を接続する回転体接続部が設けられ、前記第２の基体は円柱状、円筒状または多面体状に形成され、前記第２の基体の軸方向一側には前記第１の基体を挿入する挿入部が形成され、前記軸受はラジアル軸受であり、前記軸受は前記第１の基体の外周面と前記挿入部の内周面との間に固定され、前記第１の基体の軸方向他側には前記磁気センサおよび前記磁石のうちの一方が取り付けられ、前記第２の基体の軸方向他側には前記磁気センサおよび前記磁石のうちの他方が取り付けられ、前記磁気センサおよび前記磁石は間隙を介して互いに対向するように配置されている構成としてもよい。

【0010】

また、上記本発明の回転検出装置において、前記第２の基体の外周側部分にウエイトを設けてもよい。

【0011】

また、上記本発明の回転検出装置において、前記磁気センサから出力された検出信号を用いて電力を生成し、当該生成した電力を前記測定回路および前記記憶回路に供給する電力生成回路とを備えていることとしてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明による大バルクハウゼン効果を利用した回転検出装置によれば、既存の被検出装置に対して容易に着脱することができ、被検出装置が有する回転体の回転の検出を手軽にまたは低コストで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態の回転検出装置を示す説明図である。

【図2】図１中の矢示ＩＩ－ＩＩ方向から見た回転検出装置を示す説明図である。

【図3】本発明の第１の実施形態の回転検出装置における磁性素子を示す斜視図である。

【図4】本発明の第１の実施形態の回転検出装置における電気的構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第２の実施形態の回転検出装置を示す説明図である。

【図6】図５中の矢示ＶＩ－ＶＩ方向から見た回転検出装置を示す説明図である。

【図7】本発明の実施例の回転検出装置を示す説明図である。

【図8】本発明の第２の実施形態の回転検出装置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】

【0014】

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の回転検出装置１の縦断面を回転シャフト９１と共に示している。図２は図１中の矢示ＩＩ－ＩＩ方向から見た回転検出装置１の横断面を示している。

【0015】

図１において、回転検出装置１は、大バルクハウゼン効果を利用して回転体の回転を検出する機能を有している。また、図１中の回転シャフト９１は、被検出装置の一例である電動モータの回転シャフトである。回転シャフト９１は回転体の一例であり、図１中のＸは回転シャフト９１の軸線である。回転シャフト９１はその軸方向が水平となるように配置されている。回転検出装置１は、回転シャフト９１の先端部に接続することができ、回転シャフト９１の回転を検出することができる。

【0016】

回転検出装置１は、第１の基体としての回転基体１１と、第２の基体としての静止基体１６と、軸受１９と、ウエイト２０と、磁石２１と、磁気センサ２３と、回路ユニット３１とを備えている。

【0017】

回転基体１１は、樹脂または金属等により、回転シャフト９１の直径よりも大きい外径を有する円柱状に形成されている。回転基体１１の軸方向一側（図１中の矢示Ａ方向側）には回転体接続部としてのシャフト接続穴１２が形成されている。シャフト接続穴１２は回転基体１１の軸方向一側の端面において開口している。シャフト接続穴１２には回転シャフト９１の先端部を挿入して接続することができる。シャフト接続穴１２はその軸線と回転基体１１の軸線とが一致するように形成されている。シャフト接続穴１２に回転シャフト９１を接続したとき、回転基体１１は回転シャフト９１と同軸に配置される。また、回転基体１１においてシャフト接続穴１２の外周側部分には、当該部分を径方向に貫通するねじ穴１３が形成され、ねじ穴１３内には、シャフト接続穴１２に挿入された回転シャフト９１の先端部をシャフト接続穴１２内に固定するための止めねじ１４が取り付けられている。

【0018】

静止基体１６は、樹脂または金属等により、回転基体１１の外径よりも大きい外径を有する円柱状に形成されている。静止基体１６の軸方向一側（図１中の矢示Ａ方向側）には挿入部としての挿入穴１７が形成され、挿入穴１７内には、回転基体１１が挿入されている。また、本実施形態において、挿入穴１７はその軸線と静止基体１６の軸線とが一致するように形成されており、静止基体１６は軸受１９を介して回転基体１１と同軸に配置されている。

【0019】

軸受１９はラジアル軸受である。本実施形態においては軸受１９としてころがり軸受が採用されている。軸受１９は内輪、外輪および複数の転動体を有している。軸受１９は回転基体１１と静止基体１６との間に設けられている。具体的には、軸受１９の内輪は回転基体１１の外周面に固定され、軸受１９の外輪は挿入穴１７の内周面に固定されている。静止基体１６は軸受１９を介して回転基体１１に回転可能に支持されている。

【0020】

また、静止基体１６は、回転基体１１に軸受１９を介して支持されているのみであり、回転基体１１以外の物体には支持されていない。静止基体１６は、回転シャフト９１を回転可能に支持している支持体（例えば電動モータのハウジング）から分離独立している。

【0021】

また、静止基体１６の外周側部分の周方向の一部にはウエイト２０が設けられている。ウエイト２０は、鉄、銅、鉛等の金属等、比重の大きい物質により形成することが好ましい。

【0022】

磁石２１は、挿入穴１７内に位置し、回転基体１１の軸方向他側（図１中の矢示Ｂ方向側）の端面に取り付けられ、固定されている。磁石２１は棒状に形成され、その伸長方向の一端側がＮ極であり、伸長方向の他端側がＳ極である。また、磁石２１は、その伸長方向が回転基体１１の径方向となるように配置されている。また、図２に示すように、磁石２１は回転基体１１の軸方向他側端面の中央に配置されている。

【0023】

磁気センサ２３は、挿入穴１７内に位置し、静止基体１６の軸方向他側に取り付けられている。具体的には、磁気センサ２３は挿入穴１７の底面に固定されている。図３は磁気センサ２３を示している。図３に示すように、磁気センサ２３は、磁性素子２４、コイル２５、ボビン２６および一対の端子２７を有している。

【0024】

磁性素子２４は、直線状に伸長し、外部からかかる磁場の方向に応じて磁化方向が変化する素子である。磁性素子２４は、大バルクハウゼン効果を生ずる磁性素子である。磁性素子２４は、例えば、鉄およびコバルトを含む半硬質磁性材料により形成され、直径が例えばおよそ０．１ｍｍ～１ｍｍで、長さが例えばおよそ１０ｍｍ～３０ｍｍの線材である。磁性素子２４は、例えば、上記半硬質磁性材料を線引きし、方向を変えながら複数回捻ることにより形成されている。磁性素子２４は、磁化が容易な方向が当該磁性素子２４の軸線方向である一軸異方性を有している。また、磁性素子２４において、その外周側部分よりも中心側部分の方が保磁力が大きい。磁性素子２４は外部磁場の方向の変化に応じて磁性素子２４（その外周側部分）の磁化方向が急反転する性質を有している。

【0025】

磁性素子２４は例えば樹脂製のボビン２６の内部に収容されている。コイル２５は、ボビン２６の外周側に巻線を巻回することにより形成されている。これにより、コイル２５の中心に磁性素子２４が貫通した構造が形成されている。また、一対の端子２７はボビン２６の両端側にそれぞれ設けられている。各端子２７は導電材料により形成され、各端子２７の一端部には巻線の端部が接続されている。

【0026】

図１および図２を見るとわかる通り、磁気センサ２３は磁性素子２４の伸長方向が静止基体１６の径方向となるように配置されている。また、磁気センサ２３は挿入穴１７の底面の中央に配置されている。また、図１に示すように、磁気センサ２３は磁石２１と間隙を介して対向している。

【0027】

回路ユニット３１は、静止基体１６の軸方向他側面に取り付けられ、固定されている。図４は回転検出装置１の電気的構成を示している。図４に示すように、回路ユニット３１は、測定回路３２、記憶回路３３および電力生成回路３４を有している。また、測定回路３２および電力生成回路３４には磁気センサ２３（例えば端子２７）が電気的に接続されている。測定回路３２は、磁気センサ２３から出力される検出信号に基づいて回転シャフト９１の回転数を測定する回路である。具体的には、測定回路３２は磁気センサ２３から出力される検出信号におけるパルスをカウントする回路である。記憶回路３３は、測定回路３２により測定された回転シャフト９１の回転数（具体的には上記パルスのカウント値）を記憶する回路である。例えば、記憶回路３３は不揮発性の半導体記憶素子により形成されている。電力生成回路３４は、磁気センサ２３から出力された検出信号を用いて電力を生成し、当該生成した電力を測定回路３２および記憶回路３３に供給する回路である。測定回路３２および記憶回路３３は、電力生成回路３４から供給された電力により動作する。

【0028】

このような構成を有する回転検出装置１は次のように動作する。まず、回転検出装置１を動作させる準備として、回転検出装置１を回転シャフト９１に装着する。回転検出装置１の回転シャフト９１への装着は、回転シャフト９１の先端部を回転基体１１のシャフト接続穴１２に挿入し、止めねじ１４を締めることで完了する。

【0029】

回転シャフト９１が回転すると、回転シャフト９１と共に回転基体１１が回転する。一方、静止基体１６は、回転基体１１に軸受１９を介して支持されているのみであるので、軸受１９およびウエイト２０により静止状態を維持する。その結果、静止基体１６に対して回転基体１１が回転し、それゆえ、静止基体１６に固定された磁気センサ２３に対して、回転基体１１に固定された磁石２１が回転する。

【0030】

図１に示すように、磁石２１は磁気センサ２３に接近した位置に配置されているので、磁気センサ２３の周囲には磁石２１により磁場が形成される。磁気センサ２３の磁性素子２４はこの磁場により磁化される。上述したように、磁性素子２４は外部磁場の方向の変化に応じてその磁化方向が急反転する性質を有している。磁石２１が図１に示すように配置されている場合、磁石２１が１８０度回転すると、磁気センサ２３の周囲の磁場の方向が逆転する。したがって、磁石２１が一定の方向に１８０度回転する度に磁性素子２４の磁化方向が急反転する。

【0031】

磁性素子２４の磁化方向が急反転することにより、磁気センサ２３のコイル２５にパルス状の誘導電流が流れる。この誘導電流は検出信号として磁気センサ２３から出力され、測定回路３２および電力生成回路３４にそれぞれ入力される。電力生成回路３４は磁気センサ２３からの検出信号を整流して直流電圧を作り出し、その直流電圧を測定回路３２および記憶回路３３に印加する。これにより、測定回路３２および記憶回路３３が稼働する。測定回路３２は、磁気センサ２３からの検出信号におけるパルスをカウントし、不揮発性の記憶回路３３に記憶されているカウント値を更新する。

【0032】

記憶回路３３に記憶されたカウント値に基づいて回転シャフト９１の回転数を把握することができる。例えば、回転シャフト９１の回転が停止しているときに、回転検出装置１を回転シャフト９１から分離させ、回転検出装置１の回路ユニット３１をケーブルを用いてスマートフォンやパーソナルコンピュータ等に接続し、記憶回路３３に記憶されたカウント値を読み出すことができる。また、回路ユニット３１に無線通信回路を設け、無線により記憶回路３３に記憶されたカウント値をスマートフォンやパーソナルコンピュータ等に送信するようにしてもよい。

【0033】

以上説明した通り、本発明の第１の実施形態の回転検出装置１によれば、回転基体１１が回転シャフト９１に着脱可能な構造を有し、かつ静止基体１６が回転基体１１に軸受１９を介して支持されており、静止基体１６が回転基体１１以外の物体から分離独立しているので、回転検出装置１を回転シャフト９１に容易に装着することができ、かつ回転検出装置１を回転シャフト９１から容易に分離することができる。したがって、例えば回転検出装置が予め組み込まれていない既存の電動モータに、回転検出装置１を容易に追加することができ、当該電動モータの回転シャフトの回転検出または回転数測定を手軽に行うことができる。すなわち、回転検出機能や回転数測定機能を持たない電動モータにこれらの機能を低コストで付加することができる。また、回転検出装置１を回転シャフトから容易に分離することができるので、電動モータまたは回転検出装置１のメンテナンス等を容易に行うことができる。

【0034】

また、本実施形態の回転検出装置１は、回転シャフト９１の先端部を接続するためのシャフト接続穴１２を有している。この構成によれば、回転シャフト９１をシャフト接続穴１２に接続するだけで、回転検出装置１の電動モータへの装着作業を完了することができ、回転検出装置１の電動モータへの装着をきわめて容易に行うことができる。

【0035】

また、本実施形態の回転検出装置１は、大バルクハウゼン効果を有する磁性素子２４を有しており、磁石２１により形成された磁場の方向の変化に応じた磁性素子２４の磁化方向の反転によりコイル２５に流れる誘導電流を利用して、回転シャフト９１の回転の検出だけでなく、測定回路３２および記憶回路３３を稼働させるための電力の生成をも行う。この構成により、回転検出装置１は、回転シャフト９１の回転の検出を行うに当たり、外部電源が不要である。したがって、回転シャフト９１の検出を行うに当たり、回転検出装置１に、外部電源から回転検出装置１に電力を供給するための電源ケーブルを接続する必要がない。これにより、電源ケーブルの配線等の手間のかかる作業をなくすことができ、回転検出装置１を用いた回転シャフト９１の回転検出の容易性を大幅に向上させることができる。

【0036】

また、本実施形態の回転検出装置１はウエイト２０を有している。この構成により、回転基体１１の回転時に静止基体１６を確実に静止させることができ、回転シャフト９１の回転検出の精度を高めることができる。

【0037】

また、本実施形態の回転検出装置１は、回転シャフト９１の回転数を測定して記憶する回路ユニット３１を有している。この構成により、回転シャフト９１の回転数の測定を容易に行うことができる。例えば、回転シャフト９１の回転数の測定結果に基づき、電動モータの寿命を推測することができ、電動モータの管理を簡単に行うことができる。

【0038】

［第２の実施形態］
図５は本発明の第２の実施形態の回転検出装置４１の縦断面を回転シャフト９１と共に示している。図６は図５中の矢示ＶＩ－ＶＩ方向から見た回転検出装置４１の横断面を示している。以下、本発明の第２の実施形態の回転検出装置４１につき、本発明の第１の実施形態の回転検出装置１と相違する点を中心に説明する。

【0039】

図５および図６に示すように、本発明の第２の実施形態の回転検出装置４１において、回転基体４２は円筒状に形成され、回転基体４２の内側は、回転シャフト９１を接続するシャフト接続部４３となっている。また、回転基体４２の軸方向一端側（矢示Ａ方向端側）の部分および軸方向他端側（矢示Ｂ方向端側）の部分のそれぞれの周壁部にねじ穴４４が形成され、各ねじ穴４４に止めねじ４５が取り付けられている。

【0040】

また、静止基体４６は中空の円柱状に形成され、静止基体４６の軸方向一端側（矢示Ａ方向端側）の壁部の中央、および静止基体４６の軸方向他端側（矢示Ｂ方向端側）の壁部の中央には、回転基体４２を挿通させるための挿通穴４７がそれぞれ形成されている。また、ウエイト４８は静止基体４６の外周面の周方向における一部に固定されている。なお、静止基体４６の軸方向一端側の挿通穴４７および静止基体４６の内部は特許請求の記載における挿入部の具体例である。

【0041】

また、回転検出装置４１は２つの軸受４９、５０を有し、一方の軸受４９は回転基体４２の軸方向一端部と静止基体４６の軸方向一端部との間に設けられ、他方の軸受５０は回転基体４２の軸方向他端部と静止基体４６の軸方向他端部との間に設けられている。

【0042】

また、回転検出装置４１は２つの磁石５１、５２を有し、各磁石５１、５２は静止基体４６の内部に位置し、回転基体４２の外周面に取り付けられ、固定されている。また、各磁石５１、５２はその伸長方向が回転基体４２の軸方向となるように配置されている。また、２つの磁石５１、５２は１８０度の間隔を置いて配置されている。また、２つの磁石５１、５２はＮ極およびＳ極が互いに逆になるように配置されている。

【0043】

また、磁気センサ５３は、静止基体４６の内部に位置し、静止基体４６の内周面に取り付けられている。また、磁気センサ５３は磁性素子の伸長方向が静止基体４６の軸方向となるように配置されている。また、磁気センサ５３は各磁石５１、５２の回転軌道に対向するように配置されている。回転基体４２が図５に示す位置であるときには、磁気センサ５３は磁石５１と間隙を介して対向する。回転基体４２が図５に示す位置から１８０度回転したときには、磁気センサ６３は磁石５２と間隙を介して対向する。磁気センサ５３自体の構成は第１の実施形態における磁気センサ２３の構成と同じである。

【0044】

回路ユニット５４は静止基体４６の外周面の周方向における一部に取り付けられている。回路ユニット５４自体の構成は第１の実施形態の回路ユニット３１の構成と同じである。

【0045】

このような構成を有する本発明の第２の実施形態の回転検出装置４１によっても、本発明の第１の実施形態の回転検出装置１と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本発明の第２の実施形態の回転検出装置４１によれば、シャフト接続部４３に回転シャフト９１を貫通させ、２つの止めねじ４５を締めることで、回転検出装置４１を回転シャフト９１の途中（端部ではない箇所）に装着することができる。

【実施例】

【0046】

図７は本発明の実施例の回転検出装置６１を、被検出装置としての電動モータ９５と共に示している。本発明の実施例の回転検出装置６１の構成は、多くの点で、本発明の第１の実施形態の回転検出装置１の構成と共通している。以下の説明では、本発明の実施例の回転検出装置６１の構成において、本発明の第１の実施形態の回転検出装置１の構成と共通する点については簡単に述べるにとどめる。

【0047】

図７に示すように、本実施例の回転検出装置６１は、電動モータ９５が有する回転体としての回転シャフト９６にアタッチメント６２を介して装着することができる。アタッチメント６２は、例えばネオジム磁石等により円板状に形成され、アタッチメント６２の中心には当該アタッチメント６２を軸方向に貫通する固定穴６３が形成されている。また、アタッチメント６２には、当該アタッチメント６２の外周面から固定穴６３の内周面にかけて径方向に伸びるねじ穴６４が形成され、ねじ穴６４には止めねじ６５が取り付けられている。アタッチメント６２の固定穴６３に、当該アタッチメント６２の軸方向一側から軸方向他側に向かって図７中の矢示Ｂ方向に回転シャフト９６の先端部を挿入し、止めねじ６５を締めることにより、アタッチメント６２を回転シャフト９６の先端部に取り付けて、固定することができる。また、アタッチメント６２の軸方向他側（矢示Ｂ方向側）の端面には、回転検出装置６１のアタッチメント６２に対する位置を定めるための取付凸部６６が形成されている。取付凸部６６はアタッチメント６２の軸方向他側の端面の中央部から軸方向他側へ突出している。回転検出装置６１はアタッチメント６２の磁力によりアタッチメント６２に吸着される。その際、回転検出装置６１の回転基体７１に形成された取付穴７２に取付凸部６６が挿入されることで、回転検出装置６１のアタッチメント６２に対する位置が定まり、その結果、回転検出装置６１の回転基体７１および静止基体７３が回転シャフト９６と同軸に配置される。

【0048】

回転検出装置６１は、第１の基体としての回転基体７１と、第２の基体としての静止基体７３と、軸受７５と、磁石７７と、磁気センサ８２と、回路ユニット８３とを備えている。回転基体７１は例えば鉄等の軟磁性材料により円柱状に形成されている。また、回転基体７１の軸方向一側（図７中の矢示Ａ方向側）の端面の中央には、回転体接続部としての取付穴７２が形成されている。また、静止基体７３は円筒状に形成され、静止基体７３の内側は、回転基体７１を挿入する挿入部７４となっている。軸受７５は、回転基体７１の外周面と静止基体７３の内周面との間に設けられている。また、静止基体７３の外周側部分の一部には、静止基体７３の一部が肉抜きされた肉抜き部７６が形成されている。肉抜き部７６を形成することにより、静止基体７３の外周側部分において肉抜き部７６が形成されていない部分がウエイトとして機能するようになる。

【0049】

磁石７７は、本発明の第１の実施形態における磁石２１と同様に、回転基体７１の軸方向他側（図７中の矢示Ｂ方向側）の端面に取り付けられ、固定されている。また、静止基体７３の軸方向他端部には、静止基体７３の軸方向他端側を閉塞する円板状の蓋板７８が複数のねじ７９を用いて固定されている。蓋板７８は例えば樹脂により形成されている。また、蓋板７８の軸方向他側面には、基板取付部材８０を介して基板８１が取り付けられ、基板８１に磁気センサ８２および回路ユニット８３が取り付けられている。また、磁気センサ８２は磁性素子の伸長方向が静止基体１６の径方向となるように配置されている。また、磁気センサ８２は蓋板７８の中央と対向した位置に配置されている。また、回転基体７１および磁気センサ８２と蓋板７８との間には間隙が形成され、磁気センサ８２と蓋板７８との間にも間隙が形成され、磁石７７と磁気センサ８２とは、これらの間隙および蓋板７８を介して互いに対向している。磁石７７と磁気センサ８２とは互いに接近しており、その間に介在している蓋板７８は樹脂製の薄い板であるので、磁石７７により形成された磁場は磁気センサ８２に作用する。また、磁気センサ８２自体の構造は本発明の第１の実施形態における磁気センサ２３の構造と同じである。また、回路ユニット８３自体の構造は本発明の第１の実施形態における回路ユニット３１の構造と同じである。

【0050】

本発明の実施例の回転検出装置６１によれば、本発明の第１の実施形態の回転検出装置１と同様の作用効果が得られる。さらに、本発明の実施例の回転検出装置６１によれば、回転シャフト９６に取り付けられたアタッチメント６２にその磁力により回転検出装置１を吸着させるだけで、回転検出装置１を電動モータ９５にきわめて簡単に装着することができる。また、電動モータ９５と回転検出装置１との分離も容易である。

【0051】

また、本発明の実施例の回転検出装置６１によれば、静止基体７３に肉抜き部７６が形成されているので、別部材のウエイトを静止基体７３に取り付ける必要がない。また、静止基体７３に蓋板７８を取り付け、蓋板７８に磁気センサ８２および回路ユニット８３を取り付ける構成としたので、回転検出装置６１を容易に組み立てることができる。

【0052】

なお、本発明の回転検出装置において、磁石の個数は３つ以上でもよく、磁気センサの個数は２つ以上でもよい。例えば、本発明の回転検出装置を図８に示すように構成してもよい。図８に示す回転検出装置１００は、本発明の第２の実施形態の回転検出装置４１を変形したものである。回転検出装置１００においては、回転基体４２に４つの磁石１０１～１０４が９０度間隔に取り付けられ、静止基体４６に３つの磁気センサ１０５～１０７が１２０度間隔に取り付けられている。回転検出装置１００によれば、回転体の１回転未満の回転量（回転角度）および回転方向を検出することができる。回転検出装置１００によれば、回路ユニット５４の測定回路および記憶回路により回転体の１回転未満の回転量を測定し、記憶することができる。

【0053】

また、図１、図５、図７および図８に示す２つの実施形態、実施例および変形例では、回転基体１１（４２、７１）に磁石２１（５１、５２、７７、１０１～１０４）を取り付け、静止基体１６（４６、７３）に磁気センサ２３（５３、８２、１０５～１０７）を取り付けたが、回転基体１１（４２、７１）に磁気センサを取り付け、静止基体１６（４６、７３）に磁石を取り付けることもできる。この場合には、回路ユニットを回転基体１１（４２、７１）に取り付ける。

【0054】

また、上記各実施形態および上記実施例では、磁気センサ２３（５３、８２、１０５～１０７）の磁性素子として、磁性素子の外周側部分よりも中心側部分の方が保磁力の大きい磁性素子を用いたが、磁性素子の外周側部分よりも中心側部分の方が保磁力の小さい磁性素子を用いてもよい。

【0055】

また、上記各実施形態および上記実施例では、軸受１９（４９、５０、７５）としてころがり軸受を採用したが、すべり軸受等、他の種類の軸受を採用することもできる。

【0056】

また、上記各実施形成では、静止基体１６（４６）にウエイト２０（４８）を設けたが、回転基体１１（４２）が回転している間に静止基体１６（４６）の静止状態を維持するための他の構成を採用することにより、ウエイト２０（４８）を廃することができる。静止基体１６（４６）の静止状態を維持するための他の構成として、静止基体１６において挿入穴１７または挿通穴４７の位置を偏心させる構成が考えられる。また、静止基体１６（４６）の静止状態を維持するための他の構成として、フィンまたは鰭状の部材を静止基体１６の軸方向他側端面もしくは外周面、または静止基体４６の外周面に設け、空気抵抗により静止基体１６（４６）の静止状態を維持するようにする構成が考えられる。

【0057】

また、静止基体１６（４６、７３）の形状は円柱状または円筒状に限らず、多面体状でもよい。

【0058】

また、本発明の回転検出装置は、電動モータの回転シャフトの回転検出および回転数測定の他に、例えば鉄道や自動車等の車両の車軸、船舶のプロペラ軸、風力発電機のプロペラ軸、蒸気タービンの回転軸等、種々の回転体の回転検出または回転数測定に用いることができる。

【0059】

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装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

【符号の説明】

【0060】

１、４１、６１、１００ 回転検出装置
１１、４２、７１ 回転基体（第１の基体）
１２ シャフト接続穴（回転体接続部）
１６、４６、７３ 静止基体（第２の基体）
１７ 挿入穴（挿入部）
１９、４９、５０、７５ 軸受
２０、４８ ウエイト
２１、５１、５２、７７、１０１～１０４ 磁石
２３、５３、８２、１０５～１０７ 磁気センサ
３１、５４、８３ 回路ユニット
３２ 測定回路
３３ 記憶回路
３４ 電力生成回路
４３ シャフト接続部（回転体接続部）
４７ 挿通穴（挿入部）
７２ 取付穴（回転体接続部）
７４ 挿入部
９１、９６ 回転シャフト（回転体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】