[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2024224658A1 - 角度センサ及び回転機器 - Google Patents

角度センサ及び回転機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2024224658A1
WO2024224658A1 PCT/JP2023/032931 JP2023032931W WO2024224658A1 WO 2024224658 A1 WO2024224658 A1 WO 2024224658A1 JP 2023032931 W JP2023032931 W JP 2023032931W WO 2024224658 A1 WO2024224658 A1 WO 2024224658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
rotor
angle sensor
stator coil
axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/032931
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴晃 落合
和彦 藤田
大志 新海
光将 野々村
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ミネベアミツミ株式会社 filed Critical ミネベアミツミ株式会社
Publication of WO2024224658A1 publication Critical patent/WO2024224658A1/ja

Links

Images

Definitions

  • the present invention relates to an angle sensor and a rotating device, and in particular to an inductive type angle sensor and a rotating device.
  • an angle sensor that detects such a rotation angle is an inductive sensor (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention aims to provide an angle sensor and rotating device that can suppress the effects of axial movement of the rotating shaft.
  • the angle sensor comprises a cylinder, a rotor having multiple metal bodies fixed to the cylinder, and a stator having multiple coils arranged in the circumferential direction of the cylinder, with the rotor and the stator facing each other in the radial direction of the cylinder.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an angle sensor according to an embodiment of the present invention, and is a transparent perspective view showing the schematic internal configuration through some members of the angle sensor.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an angle sensor.
  • FIG. 2 is a front view illustrating a schematic configuration of an angle sensor.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a schematic configuration of an angle sensor.
  • FIG. 2 is a side view showing a schematic diagram of a plurality of metal bodies and a plurality of stator coils in a used state.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an angle sensor according to an embodiment of the present invention, and is a transparent perspective view showing the schematic internal configuration through some members of the angle sensor.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an angle sensor.
  • FIG. 2 is a front view illustrating a schematic configuration of an angle sensor.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a schematic configuration of an angle sensor
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an angle sensor having a specific example of a metal body structure formed by a plurality of metal bodies and a stator coil structure formed by a plurality of stator coils, and is a transparent oblique view showing the schematic internal configuration through some components of the angle sensor.
  • FIG. 7 is a perspective view of a specific example of the metal body structure shown in FIG. 6 .
  • FIG. 7 is a perspective view of a specific example of the stator coil structure shown in FIG. 6 .
  • 13 is a perspective view of a stator having another specific example of a stator coil structure formed by a plurality of stator coils.
  • FIG. FIG. 10 is a perspective view of another example of the stator coil structure shown in FIG. 9 .
  • FIG. 10 is a perspective view of an insulator in the stator shown in FIG. 9 .
  • FIG. 13 is a perspective view showing a schematic configuration of a stator according to another specific example.
  • FIG. 13 is a side view of the stator shown in FIG. 12 .
  • 13 is a cross-sectional view showing a cross section taken along a plane including an axis of the stator shown in FIG. 12.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a specific example of a rotating device to which an angle sensor is applied.
  • 16 is an exploded perspective view of the rotating device shown in FIG. 15 including a cover according to a modified example.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a tip portion of a rotating shaft in the rotating device shown in FIG. 15 and its vicinity.
  • FIG. 2 is a perspective view of one specific example of a rotor of an angle sensor.
  • FIG. 1 is a diagram that shows a schematic configuration of an angle sensor 1 according to an embodiment of the present invention, and is a transparent perspective view that shows a schematic internal configuration through some of the components of the angle sensor 1.
  • FIG. 2 is a perspective view that shows a schematic configuration of the angle sensor 1
  • FIG. 3 is a front view that shows a schematic configuration of the angle sensor 1
  • FIG. 4 is a side view that shows a schematic configuration of the angle sensor 1.
  • the angle sensor 1 includes a rotor 2 and a stator 3.
  • the rotor 2 has a cylinder 10 and a plurality of metal bodies 20 fixed to the cylinder 10.
  • the stator 3 has a plurality of coils 30 arranged in the circumferential direction of the cylinder 10. In the radial direction of the cylinder 10, the rotor 2 and the stator 3 face each other.
  • the configuration of the angle sensor 1 will be specifically described. Note that in FIGS. 2 to 4, the rotor 2 and the stator 3 are shown in a predetermined positional relationship. This predetermined positional relationship is an example of the positional relationship between the rotor 2 and the stator 3 when the angle sensor 1 is attached to an application target. In the angle sensor 1, the rotor 2 is disposed inside the stator 3.
  • the metal bodies 20 as multiple conductors are arranged, for example, in the circumferential direction around the axis x, and as shown in FIG. 1, the multiple metal bodies 20 form a cylindrical shape (hereinafter referred to as a metal body structure 4) extending in a ring shape around the axis x.
  • the metal body structure 4 is a shape formed by the arrangement of multiple metal bodies 20.
  • the conductor may be a metal body or a member having a conductive member (a member capable of generating so-called eddy currents or induced currents (currents) in one surface), and the metal body is described below as an example.
  • the multiple metal bodies 20 are arranged in a ring shape, for example, so as to be arranged along a cylindrical surface with the axis x as the central axis. Specifically, for example, the multiple metal bodies 20 are arranged in a ring shape so as to be arranged on a cylindrical surface parallel or approximately parallel to the cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the multiple metal bodies 20 also include a metal body 20 having a portion extending along the axis x.
  • the multiple metal bodies 20 are also inside the tube 10, as shown in FIG. 1. In addition, the multiple metal bodies 20 may be connected to each other.
  • the multiple metal bodies 20 may be connected by one or more connecting parts, and the one or more connecting parts may be formed of a non-conductive material (e.g., resin) or a conductive material (e.g., metal), and the multiple metal bodies 20 may be electrically connected.
  • a non-conductive material e.g., resin
  • a conductive material e.g., metal
  • the cylinder 10 of the rotor 2 is a cylindrical member extending along the axis x, as shown in Figures 2 to 4.
  • the cylinder 10 of the rotor 2 is attached to a rotating member of an external device to which the angle sensor 1 is applied, so that the axis x coincides or approximately coincides with the rotation axis of the rotating member of the external device.
  • the cylinder 10 of the rotor 2 has an inner circumferential surface 11, which is a cylindrical surface extending along a cylindrical surface with the axis x as the central axis, and an outer circumferential surface 12, which is a cylindrical surface facing away from the inner circumferential surface 11 on the radial outside (hereinafter also referred to as the "outer circumferential side").
  • the radial direction is a direction perpendicular to the axis x.
  • the cylinder 10 also has two end faces 13, 14, which are surfaces facing in the respective directions in which the axis x extends. These two end faces 13, 14 form parts of two end portions in the respective directions in which the axis x extends.
  • the inner circumferential surface 11 and the outer circumferential surface 12 extend between an end surface 13 (at one end) and an end surface 14 (at the other end).
  • the angle sensor 1 is applied to, for example, a motor, whose shaft passes through the inner circumferential surface 11 of the cylinder 10 of the rotor 2, and the rotor 2 is fixed to the shaft.
  • the metal body 20 is made of a metal material having electrical conductivity.
  • the tube 10 of the rotor 2 is made of materials such as resin materials, non-magnetic materials, and non-conductive materials.
  • the resin material of the tube 10 is, for example, an epoxy-based resin (thermosetting resin).
  • the material of the tube 10 may be other resins.
  • the material of the tube 10 may be a recyclable resin.
  • the non-magnetic material may be non-conductive.
  • the metal body structure 4 formed by the multiple metal bodies 20 is provided in the tube 10. For example, the metal body structure 4 is pressed, and the tube 10 is integrally made of this metal body structure and resin by insert molding. The method of providing the metal body structure 4 in the tube 10 is not limited to insert molding.
  • the metal body structure 4 may be provided in the tube 10 by providing a recess having a shape corresponding to the shape of the metal body structure 4 in the tube 10, housing the metal body structure 4 in this recess, and fixing the metal body structure 4 in the tube 10, thereby providing the metal body structure 4 in the tube 10.
  • the metal body structure 4 is fixed to the tube 10 by a known method such as press-fitting or adhesive.
  • stator coils 30 are arranged, for example, in the circumferential direction around the axis x, and as shown in FIG. 1, the multiple stator coils 30 form a cylindrical shape (hereinafter referred to as stator coil structure 5) extending in a ring shape around the axis x.
  • the stator coil structure 5 is a shape formed by the arrangement of the multiple stator coils 30.
  • the multiple stator coils 30 are arranged in a ring shape, for example, so as to be arranged along a ring-shaped surface around the axis x.
  • the multiple stator coils 30 are arranged in a ring shape, for example, so as to be arranged along a cylindrical surface with the axis x as the central axis. Specifically, for example, the multiple stator coils 30 are arranged in a ring shape so as to be arranged on a cylindrical surface parallel or approximately parallel to the cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the imaginary cylindrical surface on which the multiple stator coils 30 are arranged faces the imaginary cylindrical surface on which the multiple metal bodies 20 are arranged.
  • each stator coil 30 has a shape that, for example, surrounds a space. Also, each stator coil 30 has a shape that, for example, the space surrounded by each stator coil 30 follows an annular surface around the axis x.
  • the multiple stator coils 30 are located inside the stator 3, as shown in FIG. 1, for example.
  • the stator 3 has a cylindrical portion 40 that corresponds to the cylinder 10 of the rotor 2, as shown in Figures 2 to 4, for example.
  • the cylindrical portion 40 forms a space capable of accommodating the rotor 2 therein, and has an inner circumferential surface 40a that defines this space.
  • the inner circumferential surface 40a is a cylindrical surface that extends along the axis x, and faces the outer circumferential surface 12 of the cylinder 10 of the rotor 2 with an annular gap therebetween.
  • the inner circumferential surface 40a is, for example, a cylindrical surface that extends along a cylindrical surface with the axis x as its central axis.
  • the multiple stator coils 30 are, for example, embedded in the cylindrical portion 40 and arranged inside the cylindrical portion 40.
  • the stator 3 has an attachment portion 41, which is a portion that is attached to an external device as an application target.
  • the attachment portion 41 is provided, for example, on the outer peripheral surface 40b of the cylindrical portion 40, and protrudes from the cylindrical portion 40 toward the outer peripheral side.
  • the outer peripheral surface 40b of the cylindrical portion 40 is a cylindrical surface facing away from the inner peripheral surface 40a.
  • the attachment portion 41 has, for example, a through hole 41a through which a fixing member such as a bolt is passed, and the attachment portion 41 can be attached to an external device by the fixing member.
  • the stator 3 has, for example, three attachment portions 41. Note that the number of attachment portions 41 that the stator 3 has is not limited to this.
  • the stator 3 has a holding portion 42, which is a portion that houses, for example, an electric circuit device having a circuit portion and a calculation portion not shown.
  • the holding portion 42 extends from the outer peripheral surface 40b of the cylindrical portion 40 along the axis x in one direction of the axis x.
  • the holding portion 33 is provided between the multiple mounting portions 32 in the circumferential direction.
  • the stator coil 30 is made of a conductive material.
  • the cylindrical portion 40, the mounting portion 41, and the holding portion 42 form the outer shape of the stator 3, and are integrally made of, for example, a resin material, a non-magnetic material, or a non-conductive material.
  • the non-magnetic material may be non-conductive.
  • the resin material forming the outer shape of the stator 3 is, for example, an epoxy resin (thermosetting resin).
  • the material forming the outer shape of the stator 3 may be other resins.
  • the multiple stator coils 30 are embedded in the cylindrical portion 40. For example, the multiple stator coils 30 are each pressed, and the cylindrical portion 40, the mounting portion 41, and the holding portion 42 are integrally made of the multiple stator coil structures 5 and resin by insert molding.
  • FIG. 5 is a side view showing a metal body structure 4 formed by a plurality of metal bodies 20 arranged in an annular shape and a stator coil structure 5 formed by a plurality of stator coils 30 arranged in an annular shape in a use state.
  • the metal body structure 4 and the stator coil structure 5 face each other in the radial direction with an annular gap therebetween.
  • the width W1 of the metal body structure 4 is, for example, wider than the width W2 of the stator coil structure 5.
  • the width W1 is the distance of the metal body structure 4 in the axial x direction
  • the width W2 is the distance of the stator coil structure 5 in the axial x direction.
  • the entire width of the stator coil structure 5 in the axial x direction faces the metal body structure 4 in the radial direction. Furthermore, as shown in FIG. 5, the metal body structure 4 protrudes from the stator coil structure 5 in both directions of the axial x direction.
  • the rotor 2 and the stator 3 form an inductive angle sensor, and the multiple stator coils 30 form a detection coil.
  • a magnetic space or magnetic gap is formed between the rotor 2 and the stator 3.
  • the multiple stator coils 30 are subjected to a radially directed magnetic flux whose magnitude changes periodically.
  • the stator 3 is provided with an excitation circuit (not shown), which is a magnetic circuit that generates a periodically changing magnetic flux that acts on each of the multiple stator coils 30.
  • the multiple metal bodies 20 are arranged in the circumferential direction around the axis x as described above, and cross the magnetic flux generated from the excitation circuit as the rotor 2 rotates.
  • the projection of the metal body 20 having a portion extending along the axis x, which is included in the metal body structure 4, onto the stator coil 30 in the radial direction moves as the rotor 2 rotates. Therefore, the magnetic flux from the excitation circuit acting on each of the multiple stator coils 30 is affected by eddy currents generated in the metal body 20 and cancels each other out, changing periodically with the rotation of the rotor 2.
  • an electromotive force that changes with the rotation of the rotor 2 is generated by electromagnetic induction, and signals that change with the rotation of the rotor 2 are detected from the multiple stator coils 30. Based on the detection signals from the multiple stator coils 30, the rotation angle of the rotor 2 is detected in a device having an electric circuit.
  • the multiple stator coils 30 are connected so that, for example, a two-phase detection signal is output.
  • the multiple stator coils 30 may be connected so that a detection signal with another number of phases, such as three phases, is output.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the configuration of an angle sensor 1 having a specific example of a metal body structure 4 formed by a plurality of metal bodies 20 and a stator coil structure 5 formed by a plurality of stator coils 30, and is a see-through perspective view showing a schematic internal configuration through some members of the angle sensor 1.
  • FIG. 7 is a perspective view of a specific example of a metal body structure 4 formed by a plurality of metal bodies 20, and
  • FIG. 8 is a perspective view of a specific example of a stator coil structure 5 formed by a plurality of stator coils 30.
  • the metal bodies 20 are arranged in a ring shape, and the metal bodies 20 form a metal body structure 4.
  • the metal bodies 20 extend in the axial direction x of the tube 10 and in the circumferential direction of the tube 10, and are plate-shaped facing in the radial direction, forming a surface facing the stator coil structure 5 of the stator 3.
  • the metal body 20 is, for example, a plate-shaped metal body whose cross section perpendicular to the axis x has a curved shape, specifically a shape along a circular arc or an arc, and whose cross section perpendicular to the axis x is uniform or approximately uniform along the axis x.
  • the metal body 20 has a curved shape (a part of a cylinder or an approximately cylinder) with the axis x as the central axis or approximately the central axis, and has a constant or approximately constant width in the circumferential direction around the axis x.
  • the metal bodies 20 have, for example, two ends and a portion (middle portion) between the two ends in the circumferential direction.
  • the distance between the end of the metal body 20 and the outer peripheral surface 12 of the cylinder 10 of the rotor 2 is greater than the distance between the middle part of the metal body 20 and the outer peripheral surface 12 of the cylinder 10 of the rotor 2, and the end of the metal body 20 is farther away from the outer peripheral surface 12 of the cylinder 10 of the rotor 10 than the middle part.
  • metal bodies 20 are arranged along a cylindrical surface with the axis x as the central axis to form a metal body structure 4, and the metal body structure 4 is tubular (specifically, cylindrical or approximately cylindrical).
  • the four metal bodies 20 are arranged, for example, at intervals of a predetermined distance around the axis x, specifically, at equal or approximately equal angular intervals.
  • the number of metal bodies 20 forming the metal body structure 4 is not limited to four, and the number of metal bodies 20 may be other than four.
  • the width of the metal body 20 in the direction of the axis x is the width W1 of the metal body structure 4 described above (see FIG. 5).
  • stator coil 30 of one specific example of the stator coil structure 5 has a shape wound around the radial direction r of the cylinder 10. Also, as shown in Figures 6 and 8, multiple stator coils 30 are arranged in a ring shape to form the stator coil structure 5.
  • the multiple stator coils 30 each extend so as to rotate around the radial direction r along a cylindrical surface or an approximately cylindrical surface with the axis x as the central axis or approximately central axis, forming a ring around the radial direction r.
  • the stator coil 30 extends in an annular shape around the radial direction r so as to surround a planar space facing the radial direction.
  • the multiple stator coils 30 are lined up around the axis x along a cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the stator coil structure 5 of this example extends along a cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the maximum width of the stator coil 30 in the axis x direction is the width W2 of the stator coil structure 5 described above (see FIG. 5).
  • the multiple stator coils 30 are divided into two groups in the circumferential direction in sequence, and the multiple stator coils 30 in each group are connected in series, so that a two-phase detection signal is output as described above.
  • the multiple stator coils 30 may be connected so that a detection signal with another number of phases, such as three phases, is output.
  • stator coil structure 5 has, for example, two pieces (hereinafter referred to as stator coil structure pieces 5a and 5b).
  • the stator coil structure piece 5a is formed by connecting multiple stator coils 30a, which are the above-mentioned stator coil 30, in series in an annular shape.
  • the stator coil structure piece 5b is formed by connecting multiple stator coils 30b, which are the above-mentioned stator coil 30, in series in an annular shape. That is, multiple annular stator coils 30a or stator coils 30b are lined up in the circumferential direction.
  • the stator coil structure piece 5a and the stator coil structure piece 5b are formed of a conductive material.
  • the stator coil structure piece 5a and the stator coil structure piece 5b are covered with, for example, an insulating material (insulating film or coating), and are electrically insulated from each other.
  • the stator coil structure 5 is formed by overlapping the stator coil structure pieces 5a and 5b in the radial direction.
  • stator coil structure pieces 5a and 5b a part of the space surrounded by the stator coil 30a and a part of the space surrounded by the stator coil 30b are shifted in the circumferential direction, and another part of the space surrounded by the coil 30a and another part of the space surrounded by the coil 30b are overlapped in the circumferential direction.
  • the space surrounded by the stator coil 30a is shifted in the circumferential direction from the space surrounded by the stator coil 30b by half the width of the space surrounded by the stator coil 30a.
  • the number of stator coils 30a and 30b in each of the stator coil structure pieces 5a and 5b corresponds to the shaft angle multiplication factor set in the angle sensor 1.
  • the number of stator coil structure pieces 5a and 5b corresponds to the number of detection signals output by the stator coil structure 5.
  • each of the stator coil structural pieces 5a, 5b is formed from a coil that extends in an annular shape along a sine wave or cosine wave waveform along a cylindrical surface (cylindrical surface) with the axis x as the central axis.
  • each of the stator coil structural pieces 5a, 5b is formed by overlapping and joining two of these coils with a half-wave shift.
  • the two coils that form each of the stator coil structural pieces 5a, 5b are not limited to coils that extend in an annular shape along a sine wave or cosine wave waveform, but may be coils of other shapes.
  • each of the stator coil structural pieces 5a, 5b may be integrally formed in an expanded shape by a known method such as press processing. In this case, the integrally formed structural piece is bent into a cylindrical shape and fixed to the stator 3.
  • FIG. 9 is a perspective view of a stator 6 having another specific example of the stator coil structure formed by multiple stator coils 30, and FIG. 10 is a perspective view of another specific example of the stator coil structure formed by multiple stator coils 30.
  • the stator coil 30 in this example is a coil formed by winding magnet wire as a conductor. As shown in FIGS. 9 and 10, for example, the stator coil 30 is formed by winding magnet wire around the inner circumference of an insulator 31, which is an insulating member having an annular shape around the axis x.
  • the stator coil 30 of the stator coil structure 7 has an annular shape wound around the radial direction r of the tube 10, and surrounds a planar space facing the radial direction.
  • a plurality of stator coils 30 are formed in the insulator 31 in a line around the axis x, forming the stator coil structure 7.
  • the stator coil structure 7 of this example has a shape similar to the stator coil structure 5 described above. As shown in FIG. 10, the stator coil structure 7 has two stator coil structure pieces 7a and 7b.
  • the stator coil structure piece 7a is formed by connecting multiple stator coils 30c, which are the stator coil 30 described above, in series in a ring shape.
  • the stator coil structure piece 7b is formed by connecting multiple stator coils 30d, which are the stator coil 30 described above, in series in a ring shape.
  • the stator coil structure piece 7a and the stator coil structure piece 7b are the same member.
  • the stator coil structure piece 7a and the stator coil structure piece 7b are electrically insulated from each other. As shown in FIG.
  • stator coil structure piece 7a and the stator coil structure piece 7b overlap radially to form the stator coil structure 7.
  • the stator coil structure pieces 7a and 7b overlap so that the space surrounded by the stator coil 30c and the space surrounded by the stator coil 30d are shifted in the circumferential direction. Specifically, the space surrounded by the stator coil 30c is shifted from the space surrounded by the stator coil 30d by half the width in the circumferential direction.
  • the number of stator coils 30c and 30d in the stator coil structure pieces 7a and 7b respectively corresponds to the axial multiplier angle set in the angle sensor 1.
  • the number of stator coil structure pieces 7a and 7b corresponds to the number of detection signals output by the stator coil structure 7.
  • the maximum width of the stator coils 30c and 30d in the axis x direction is the above-mentioned width W2 of the stator coil structure 7 (see FIG. 5).
  • FIG. 11 is a perspective view of the insulator 31. Note that FIG. 11 shows the insulator 31 with the stator coil structure 7 attached. As shown in, for example, FIGS. 9 and 11, the insulator 31 has an end 32 as a cylindrical portion (inner peripheral portion) that is a cylindrical portion extending along the axis x, and a plurality of protrusions (teeth portions) 33.
  • the protrusions 33 are portions that protrude from the end 32 toward the inner peripheral side (inward in the radial direction r).
  • the end 32 is provided with the protrusions 33 at equal or approximately equal angular intervals around the axis x, for example.
  • the protrusions 33 protrude from the end 32 in the radial direction r, and for example, the cross section perpendicular to the radial direction r is rectangular or approximately rectangular. Note that the cross-sectional shape of the protrusions 33 is not limited to a rectangle, and may be another shape.
  • the protrusions 33 also have a connecting portion that connects to the end 32 and an end on the rotor 2 side. This rotor-side end has a surface that extends in the circumferential direction and in the axial x direction, and this end surface has an area (a specified surface area) larger than the cross section of the connecting part, and faces the side surface of the rotor 3.
  • a number of coils are wound around the protrusions 33.
  • a magnet wire is wound around each of the protrusions 33 as a conductive member in the radial direction r, and a number of annular stator coils 30 are formed around the protrusions 33 in the radial direction r, forming a stator coil structure 7 on the insulator 31.
  • each of the stator coil structure pieces 7a, 7b is formed by winding one magnet wire around the protrusions 33 of the insulator 31.
  • the magnet wire is wound around the protrusions 33 alternately from one side in the axial x direction and the other side in the axial x direction for each of two adjacent protrusions 33, and then turned around after going around the insulator 31 once, and similarly wound around the protrusions 33 once toward the other circumferential side, forming the stator coil structure pieces 7a, 7b.
  • each stator coil 30c, 30d is formed around two protrusions 33.
  • the stator coil structural piece 7a and the stator coil structural piece 7b are offset by one protrusion 33 in the circumferential direction.
  • the stator coils 30c, 30d are not limited to being formed around two protrusions 33, but may be formed around other numbers of protrusions 33.
  • the magnet wire is wound around once, the winding form of the magnet wire is not limited to this, and the magnet wire may be wound around two or more times.
  • the coil formed by winding the magnet wire may have multiple layers, such as two, three, four, or five layers, in addition to one layer in the radial or axial direction. In this case, the output signal or the detected signal (for example, the amplitude of the signal waveform) can be amplified compared to the case of one turn or one layer.
  • the stator 6 having the insulator 31 has a tubular portion 43 and an insulator 31 instead of the tubular portion 40 of the stator 3.
  • the tubular portion 43 has an outer shape in which the inner peripheral portion of the tubular portion 40 is modified, and the insulator 31 can be fixed to the inner peripheral side. No coil is attached to the tubular portion 43.
  • the insulator 31 is attached to the tubular portion 43 by, for example, fitting or bonding.
  • the stator 6 may be integrally molded, or each component of the stator 6, such as the insulator 31, may be integrally molded. Each component of the stator 6, such as the insulator 31, may be formed from the same material.
  • the insulator 31 is an insulating member as described above, and is, for example, a resin member.
  • Fig. 12 is a perspective view showing the configuration of a stator 8 according to another specific example
  • Fig. 13 is a side view of the stator 8
  • Fig. 14 is a cross-sectional view showing a cross section of the stator 8 taken along a plane including the axis x.
  • the stator 8 differs from the stator 6 described above in the configuration of the insulator and mounting portion.
  • the stator 8 also has a stator coil structure 9 formed thereon similar to the stator coil structure 7 described above.
  • the same reference numerals are used to designate the same configuration or configuration having the same function as the stator 6 described above, and a description will be omitted, and configurations different from the stator 6 will be described.
  • the stator 8 has a cylindrical portion 43, a frame 44 surrounding the outer peripheral surface 43b of the cylindrical portion 43, and a retaining portion 42, similar to the stator 6.
  • the frame 44 of the stator 8 also has a plurality of mounting portions 41, which protrude outward from the outer peripheral surface 43b of the cylindrical portion 43. In this embodiment, two adjacent mounting portions 41 are connected to form a plate-shaped frame 44 surrounding the cylindrical portion 43.
  • the stator 8 also has an insulator 34.
  • the insulator 34 is made of an insulating material, for example, resin.
  • the insulator 34 extends along the axis x from one end of the cylindrical portion 43 in the axis x direction.
  • the stator 8 is integrally molded.
  • each component of the stator 8, such as the insulator 34, the cylindrical portion 43, the mounting portion 41, and the retaining portion 42, is integrally molded from the same material.
  • the stator 8 does not have to be integrally molded.
  • the insulator 34 may be formed separately from the cylindrical portion 43, and the insulator 34 may be fixed to the cylindrical portion 43 of the stator 8 by adhesive or the like.
  • the insulator 34 has a cylindrical portion (hereinafter referred to as a base portion) 35 that is a cylindrical portion extending along the axis x, and a number of protrusions 36.
  • the protrusions 36 are portions that protrude from the base portion 35 toward the outer periphery (outside in the radial direction r).
  • the base portion 35 is provided with the protrusions 36, for example, spaced a predetermined distance apart around the axis x (specifically, at equal or approximately equal angular intervals).
  • the protrusions 36 protrude from the base portion 35 in the radial direction r, and for example, the cross section perpendicular to the radial direction r is elliptical or approximately elliptical.
  • the cross-sectional shape of the protrusions 36 is not limited to an elliptical shape, and may be other shapes.
  • the base 35 has an inner peripheral surface 35a and an outer peripheral surface 35b, which are cylindrical surfaces extending along the axis, as shown in Figures 12 to 14, for example.
  • the inner peripheral surface 35a and the outer peripheral surface 35b are back-to-back with each other in the radial direction.
  • the inner peripheral surface 35a is flush with the inner peripheral surface 43a of the tubular portion 43, as shown in Figures 13 and 14.
  • the inner peripheral surface 43a of the tubular portion 43 of the stator 8 and the inner peripheral surface 35a of the insulator 34 are surfaces that correspond to the inner peripheral surface 40a of the stator 3 described above, form a space capable of accommodating the rotor 2 therein, and face the outer peripheral surface 12 of the tube 10 of the rotor 2 with an annular gap therebetween.
  • the inner peripheral surface 35a of the insulator 34 is, for example, a cylindrical surface extending along a cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the inner peripheral surface 43a of the tube portion 43 is, for example, a cylindrical surface extending along a cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the outer peripheral surface 35b is, for example, a cylindrical surface extending along a cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the base 35 also has flange portions 35c and 35d, which are annular portions protruding from the outer peripheral surface 35b to the outer periphery, as shown in, for example, Figs. 12 to 14.
  • the flange portions 35c and 35d face each other in the direction of the axis x via the outer peripheral surface 35b.
  • the protruding portion 36 is provided on the outer peripheral surface 35b and protrudes from the outer peripheral surface 35b to the outer periphery. As shown in Figs.
  • a gap is formed between the protruding portion 36 and the flange portions 35c and 35d in the direction of the axis x.
  • the insulator 34 is connected to the tube portion 43 on the flange 35c side.
  • the insulator 34 is provided with an annular step 37 around the axis x.
  • the step 37 is provided adjacent to the base 35 in the direction of the axis x, and is formed on the side surface 35e of the base 35 on the flange portion 35d side, for example, as shown in Figs. 12 to 14.
  • the side surface 35e of the base 35 is an annular surface facing the opposite side to the tube portion 43 in the direction of the axis x.
  • the step 37 is an annular part that protrudes from the side surface 35e in the direction of the axis x, and forms a step surface 37a that is an annular surface facing the outer periphery.
  • the outer size (diameter) of the step surface 37a is smaller than the outer size (diameter) of the flange portion 35d, for example.
  • the step surface 37a is a cylindrical surface that extends along a cylindrical surface with the axis x as the central axis.
  • the step surface 37a is formed with an annular recess 37b that is recessed toward the inner periphery.
  • stator coil structure 9 has a shape similar to that of the stator coil structure 7 described above. As shown in FIG. 12, the stator coil structure 9 has two stator coil structure pieces 9a and 9b.
  • the stator coil structure piece 9a is formed by connecting multiple stator coils 30e, which are the stator coil 30 described above, in series in a ring shape.
  • the stator coil structure piece 9b is formed by connecting multiple stator coils 30f, which are the stator coil 30 described above, in series in a ring shape.
  • the stator coil structure piece 9a and the stator coil structure piece 9b are the same member.
  • the stator coil structure piece 9a and the stator coil structure piece 9b are electrically insulated from each other.
  • the stator coil structure piece 9a and the stator coil structure piece 9b overlap in the radial direction to form the stator coil structure 9.
  • the stator coil structure pieces 9a and 9b overlap so that the space surrounded by the stator coil 30e and the space surrounded by the stator coil 30f are shifted in the circumferential direction. Specifically, the space surrounded by the stator coil 30e is shifted from the space surrounded by the stator coil 30f by half the width in the circumferential direction.
  • the number of stator coils 30e and 30f in each of the stator coil structure pieces 9a and 9b corresponds to the axial multiplier angle set in the angle sensor 1.
  • the number of stator coil structure pieces 9a and 9b corresponds to the number of detection signals output by the stator coil structure 9.
  • the maximum width of the stator coils 30e and 30f in the axis x direction is the above-mentioned width W2 of the stator coil structure 9 (see FIG. 5).
  • a magnet wire is wound around each of the protrusions 36 in the radial direction r, and multiple annular stator coils 30e, 30f are formed around the multiple protrusions 36 in the radial direction r, forming a stator coil structure 9 on the insulator 34.
  • each of the stator coil structure pieces 9a, 9b is formed by winding one magnet wire around the multiple protrusions 36 of the insulator 34.
  • the magnet wire is wound around the protrusions 36 alternately from one side in the axial x direction and the other side in the axial x direction, and when it goes around the insulator 34 once, it is turned back, and the magnet wire is wound around the protrusions 36 in the same manner once toward the other side in the circumferential direction, forming the stator coil structure pieces 9a, 9b.
  • each of the stator coils 30e, 30f is formed around two protrusions 33.
  • the stator coil structural piece 9a and the stator coil structural piece 9b are offset in the circumferential direction by one protrusion 36.
  • each stator coil 30e, 30f is not limited to being formed around two protrusions 36, but may be formed around other numbers of protrusions 36.
  • the magnet wire has been described as being wound around one circumference, the winding form of the magnet wire is not limited to this, and the magnet wire may be wound around two or more circumferences. In this case, the output signal can be amplified compared to the case of being wound around one circumference.
  • the recess 37b of the step 37 of the insulator 34 houses an excitation circuit 38.
  • the metal body structure 4 is cylindrical and extends along the axis x, and each metal body 20 faces in the radial direction. Therefore, the metal body structure 4 can suppress the effects of movement of the rotor 2 in the axial x direction. For example, the rigidity of the metal body structure 4 against vibration of the rotor 2 in the axial x direction is increased, which increases the accuracy of the angle sensor 1 and increases the strength of the metal body structure 4 against vibration of the rotor 2 in the axial x direction. Furthermore, the metal body structure 4 is embedded in the tube 10 of the rotor 2 and is inside the tube 10, which also increases the strength of the metal body structure 4 against vibration of the rotor 2 in the axial x direction.
  • the tube 10 of the rotor 2 is cylindrical and extends along the axis x, so even if the radial thickness is reduced, the strength of the tube 10 against vibrations in the direction of the axis x of the rotor 2 can be maintained at a high level. This allows the radial thickness of the tube 10 to be reduced, making the rotor 2 lighter and reducing the installation space for the rotor 2.
  • the metal body structure 4 is also cylindrical and extends along the axis x, with each metal body 20 facing in the radial direction. For this reason, for example, the cylinder 10 of the rotor 2 can be insert molded together with the metal body structure 4. In this way, it is easy to attach the metal body structure 4 to the rotor 2.
  • the stator coil structure 5 is cylindrical and extends along the axis x, and each stator coil 30 is aligned along the axis x and faces in the radial direction. Therefore, the stator coil 30 can suppress the effects of movement of the stator 3 in the direction of the axis x.
  • the rigidity of the stator coil 30 against vibration of the stator 3 in the direction of the axis x is increased, and therefore the accuracy of the angle sensor 1 is improved, and the strength of the stator coil 30 against vibration of the stator 3 in the direction of the axis x is also increased.
  • the multiple stator coils 30 are embedded in the cylindrical portion 40 of the stator 3 and are inside the cylinder 10, and in this respect as well, the strength of the stator coil 30 against vibration of the stator 3 in the direction of the axis x is increased.
  • the stator coil structure 5 is cylindrical and extends along the axis x, and each stator coil 30 is aligned with the axis x and faces in the radial direction. This allows the stator 3 to be insert molded together with the stator coil structure 5, for example. In this way, the stator coil 30 of the stator 3 can be easily attached.
  • the metal body 20 in the axial x direction can be made to face the metal body 20.
  • the durability of the metal body 20 and the stator coil 30 against oil and heat can be improved.
  • stator coil 30 is formed from magnet wire, which eliminates the need for connections between the stator coils 30. Furthermore, the stator coil structure can be fixed to the stator 3 without insert molding.
  • the protrusions 36 protrude from the outer peripheral surface 35b of the base 35 of the insulator 34 to the outer peripheral side, and the magnet wire forming the stator coil structural pieces 9a, 9b can be wound around the multiple protrusions 36 so as to run from the outer peripheral side along the outer peripheral surface 35b. Therefore, the stator coil structural pieces 9a, 9b can have a smaller radial gap between the wound magnet wire and the insulator than the stator coil structural pieces 7a, 7b in which the magnet wire is wound around the multiple protrusions 33 from the inner peripheral side so as to run along the inner peripheral surface of the insulator 31.
  • the stator 8 can make the stator coil structural pieces 9a, 9b into a shape that is closer to the outer peripheral surface 35b, that is, into a shape that runs along a cylindrical surface. Therefore, in the stator 8, the excitation circuit 38 can be brought closer to the rotor 2 side, and the air gap between the excitation circuit 38 and the rotor 2 can be reduced.
  • the excitation circuit 38 needs to be located radially away from the position where the mounting portion 41 is attached to the target object by a distance three times the air gap. Therefore, by reducing the air gap, the angle sensor 1 can be made smaller.
  • the excitation circuit 38 and the stator coil structural pieces 9a, 9b can be arranged to overlap partially in the direction of the axis x, thereby improving the detection accuracy of the angle sensor 1. Also, since the excitation circuit 38 can be arranged closer to the rotor 2, the amplitude difference of the detection signals can be increased. This improves the detection efficiency, allowing the angle sensor 1 to be made smaller.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of a specific example of a rotating device as an application of the angle sensor 1.
  • FIG. 15 shows a rotating device 50 as a specific example of a rotating device in an exploded state. Also, in FIG. 15, a part of the configuration of the rotating device 50 is shown in a see-through manner.
  • the rotating device 50 includes an angle sensor 1, a rotating shaft 51, and a motor 52.
  • the axes of the rotating shaft 51 and the motor 52 are aligned or approximately aligned with the axis x of the angle sensor 1.
  • the axis of the rotating device 50 is defined as the axis x
  • the axes of the angle sensor 1, the rotating shaft 51, and the motor 52 are defined as the axis x.
  • the angle sensor 1 of the rotating device 50 is, as an example, an angle sensor having a stator 6.
  • the motor 52 includes a rotor 53 and a stator 54, and the rotating shaft 51 is fixed to the rotor 53.
  • the motor 52 also includes a frame 55 and a cover 60.
  • the frame 55 houses the rotor 53 and the stator 54.
  • the frame 55 also includes an opening 55a.
  • the cover 60 covers the opening 55a of the frame 55.
  • the opening 55a of the frame 55 opens the internal space of the frame 55 to the outside of the frame 55.
  • the rotor 53 and the stator 54 are housed in the internal space of the frame 55.
  • the frame 55 is, for example, a cylindrical member.
  • the frame 55 has an annular end 55b that surrounds the opening 55a, and the end 55b faces in the direction of the axis x.
  • the rotor 2 of the angle sensor 1 is fixed to a rotating shaft 51, and one end 51a of the rotating shaft 51 (hereinafter referred to as the tip) passes through the rotor 2 and is rotatably supported by a bearing 56 fixed to a cover 60.
  • the stator 6 of the angle sensor 1 is fixed to the cover 60.
  • the rotor 2 In the rotating device 50, the rotor 2 is located at a predetermined position relative to the stator 6 as described above, and the outer circumferential surface 12 of the rotor 2 faces the protrusion 33 of the insulator 31 of the stator 6 and the stator coil structure 7 with an annular gap (see Figures 2 and 9).
  • the cover 60 is a plate-shaped member having a pair of opposing surfaces 61, 62, as shown in FIG. 15, for example.
  • one of the pair of opposing surfaces 61, 62 of the cover 60 covers the opening 55a of the frame 55. That is, the cover 60 is fixed to the frame 55 with surface 61 in contact with end 55b of the frame 55.
  • the cover 60 is fixed to the frame 55 by gluing the surface 61 of the cover 60 to the end 55b of the frame 55.
  • the cover 60 may be fixed to the frame 55 by a method other than gluing.
  • the cover 60 may be fixed to the frame 55 by a fixing means such as a bolt or a locking means such as a claw.
  • the angle sensor 1 is attached to the surface 61, which is one of the pair of surfaces of the cover 60.
  • the surface 61 of the cover 60 is provided with a plurality of mounting portions (hereinafter referred to as boss portions) 63 corresponding to the plurality of mounting portions 41 of the stator 6.
  • the boss portions 63 are portions that protrude from the surface 61 and have screw holes.
  • a bolt 65 is screwed into the screw hole of the boss 63 through the mounting portion 41 of the stator 6, and each mounting portion 41 is fixed to the corresponding boss portion 63 by the bolt 65, and the stator 6 is fixed to the cover 60.
  • the stator 6 is fixed to the surface 61 of the cover 60, and the angle sensor 1 is provided on the surface 61 of the cover 60. Therefore, in the rotating device 50, the angle sensor 1 is housed in the space inside the frame 55.
  • a ring-shaped protrusion 64 that supports the bearing 56 is formed on the surface 61 of the cover 60.
  • the protrusion 64 is a ring-shaped tube that protrudes from the surface 61 of the cover 60 and has a recess formed therein.
  • the protrusion 64 is also a flange that extends a predetermined distance in the radial direction.
  • the protrusion 64 houses the bearing 56, and the bearing 56 is fitted and fixed. For example, the bearing 56 is pressed into the recess formed by the protrusion 64, and the bearing 56 is fixed to the protrusion 64.
  • the bearing 56 that rotatably supports the tip 51a of the rotating shaft 51 attached to the motor 52 is supported by the cover 60.
  • the rotating device 50 has the above-mentioned configuration, and when the motor 52 is driven and the rotating shaft 51 rotates, the rotor 2 of the angle sensor 1 fixed to the rotating shaft 51 rotates around the axis x together with the rotating shaft 51.
  • the metal body 20 of the rotor 2 rotates facing the coils 30c, 30d formed by the stator coil structure 7 of the stator 6 of the angle sensor 1, and the magnetic flux from the excitation circuit acting on each of the multiple stator coils 30c, 30d changes periodically.
  • signals that change with the rotation of the rotor 2 are detected from the multiple stator coils 30c, 30d.
  • the rotation angle of the rotor 2 is detected in an electric circuit device, which is an external device connected to the angle sensor 1.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view of the rotating device 50 provided with a cover 66 according to a modified example.
  • the position at which the angle sensor 1 is provided on the cover 66 is different from that of the cover 60 described above.
  • the same reference numerals are used to denote the same configuration as the cover 60 described above or configurations having similar functions, and a description will be omitted, and only configurations different from the cover 60 will be described.
  • the angle sensor 1 is provided on the other of the pair of surfaces, that is, the surface 62 of the cover 66.
  • a plurality of bosses 63 as mounting portions corresponding to the plurality of mounting portions 41 of the stator 6 are provided on the surface 62 of the cover 66.
  • the cover 66 has holes (hereinafter referred to as through holes) 67 that penetrate between the surfaces 61 and 62, and the bearing 56 is supported in the through holes 67.
  • the bearing 56 is housed and pressed into the through holes 67, and the bearing 56 is fixed to the through holes 67.
  • the bearing 56 that rotatably supports the rotating shaft 51 attached to the motor 52 is supported by the cover 66.
  • the stator 6 is fixed to the cover 66 in the same manner as the fixing to the cover 60 described above.
  • the rotor 2 of the angle sensor 1 is fixed to the tip 51a of the rotating shaft 51 protruding from the surface 62 of the cover 66 through the bearing 56 fixed to the through hole 67 of the cover 66.
  • the rotor 2 is located at a predetermined position relative to the stator 6, and the outer circumferential surface 12 of the rotor 2 faces the protruding portion 33 of the insulator 31 of the stator 6 and the stator coil structure 7 with an annular gap (see Figures 2 and 9).
  • the stator 6 is fixed to the surface 62 of the cover 66, and the angle sensor 1 is provided on the surface 62 of the cover 66.
  • the angle sensor 1 is not housed in the space inside the frame 55, but is located outside the frame 55 and exposed to the outside of the rotating device 50, or the angle sensor 1 is covered by a cup-shaped protective cover. Being covered with a protective cover can provide waterproof and dustproof performance.
  • the angle sensor 1 is located outside the frame 55, so the diameter of the rotating shaft 51 can be made small without being affected by the structure of the motor 52, and the diameter of the rotor 2 of the angle sensor 1 can be made small. This allows the size of the angle sensor 1 itself to be made small.
  • Fig. 17 is a perspective view showing the tip 51a of the rotating shaft 51 and its vicinity
  • Fig. 18 is a perspective view of one specific example of the rotor 2 of the angle sensor 1.
  • a recess 51b is formed on the outer circumferential surface of the tip 51a of the rotating shaft 51.
  • the rotor 2 is formed with a protrusion 15 that is accommodated in the recess 51b of the rotating shaft 51.
  • a step is formed at the tip 51a of the rotating shaft 51, and the rotating shaft 51 has a first outer peripheral surface 51c, a second outer peripheral surface 51d, and a third outer peripheral surface 51e.
  • the first outer peripheral surface 51c is the main outer peripheral surface of the rotating shaft 51, and is a cylindrical surface extending along the axis x from the tip 51a to the other end of the rotating shaft 51.
  • the second outer peripheral surface 51d and the third outer peripheral surface 51e are formed at the tip 51a.
  • the second outer peripheral surface 51d is a cylindrical surface extending along the axis x and is adjacent to the first outer peripheral surface 51c.
  • the third outer peripheral surface 51e is a cylindrical surface extending along the axis x and is adjacent to the second outer peripheral surface 51d on the opposite side to the first outer peripheral surface 51c.
  • the second outer peripheral surface 51d has a radial width smaller than the width of the first outer peripheral surface 51c in the radial direction, and a step surface 51f, which is an annular surface, is formed between the first outer peripheral surface 51c and the second outer peripheral surface 51d.
  • the third outer peripheral surface 51e has a radial width smaller than the width of the second outer peripheral surface 51d in the radial direction, and a step surface 51g, which is an annular surface, is formed between the second outer peripheral surface 51d and the third outer peripheral surface 51e.
  • the step surfaces 51f, 51g face in the direction of the axis x.
  • the recess 51b is formed on the second outer peripheral surface 51d, and forms a groove on the second outer peripheral surface 51b that is recessed toward the inside of the rotating shaft 51.
  • the recess 51b extends along the axis x.
  • the recess 51b extends to the step surface 51g and is open at the step surface 51g.
  • the recess 51b does not extend to the step surface 51f.
  • the inner peripheral surface 11 of the rotor 2 is fixed to the second outer peripheral surface 51d. For example, a portion of the second outer peripheral surface 51d of the rotating shaft 51 is pressed into the space surrounded by the inner peripheral surface 11 of the rotor 2, and the inner peripheral surface 11 of the rotor 2 is fixed to the second outer peripheral surface 51.
  • the configuration for fixing the rotor 2 to the outer peripheral surface 51d of the rotating shaft 51 is not limited to the configuration for fixing by press-fitting described above.
  • the second outer peripheral surface 51d of the rotating shaft 51 may be inserted into the space surrounded by the inner peripheral surface 11 of the rotor 2, and the inner peripheral surface 11 of the rotor 2 and the second outer peripheral surface 51 may be bonded with an adhesive or the like to fix the inner peripheral surface 11 of the rotor 2 to the second outer peripheral surface 51.
  • the rotor 2 may be fixed by being sandwiched between the step surface 51f of the rotating shaft 51 and the ring 57 by pressing in a separate member such as a metallic ring 57.
  • the material of the ring 57 is metallic, it may be the same material as the rotating shaft 51. In that case, since the linear expansion coefficient is the same as that of the rotating shaft 51, it is possible to prevent the fixing from coming off due to deformation caused by heat.
  • the material of the ring 57 may also be a material different from that of the rotating shaft 51.
  • the recess 51b does not extend to the step surface 51f, so the cutting time can be shortened.
  • the cutting area can be made smaller, so the strength of the rotating shaft 51 can be prevented from decreasing.
  • the first outer peripheral surface 51c and the third outer peripheral surface 51e at the position of the recess 51b in the circumferential direction are curved surfaces.
  • the second outer peripheral surface 51d is, for example, a cylindrical or approximately cylindrical surface extending along the axis x
  • the third outer peripheral surface 51e is, for example, a cylindrical or approximately cylindrical surface extending along the axis x.
  • the convex portion 15 is formed on the inner peripheral surface 11 of the rotor 2.
  • the convex portion 15 is a portion that protrudes from the inner peripheral surface 11 toward the inner peripheral side, and extends in the direction of the axis x, for example, as shown in FIG. 18, from the end face 13 to halfway between the end face 13 and the end face 14.
  • the convex portion 15 may also extend to the end face 14.
  • the rotor 2 is molded from a resin material, it is easy to mold the protrusion 15 so that it extends partway between the end face 13 and the end face 14, that is, so that it is small in the direction of the axis x. This makes it possible to reduce the length of the recess 51b that houses the protrusion 15 in the direction of the axis x.
  • the circumferential position of the rotor 2 relative to the rotating shaft 51 becomes a predetermined position.
  • the circumferential positioning of the rotor 2 relative to the rotating shaft 51 is facilitated when fixing the rotor 2 to the rotating shaft 51.
  • the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. Furthermore, the above-described embodiments do not limit the use of the present invention, and the present invention may include anything as its use.
  • the components of the above-described embodiments, as well as their arrangement, materials, conditions, shape, size, etc., are not limited to those exemplified, and may be modified as appropriate.
  • the present invention includes differences that arise in implementation due to manufacturing tolerances, etc.
  • the components shown in different embodiments may be partially substituted or combined to the extent that there is no technical contradiction.
  • the configurations may be selectively combined as appropriate to achieve at least some of the above-described problems and effects.
  • the metal body 20 does not have to be completely embedded in the tube 10 of the rotor 2, and a portion of it may be exposed on the surface of the tube 10.
  • the stator coil 30 does not have to be completely embedded in the stator 3, and a portion of it may be exposed on the surface of the stator 3.

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

角度センサ１は、ロータ２と、ステータ３とを備えている。ロータ２は、筒１０と、筒１０に固定された複数の金属体２０とを有している。ステータ３は、筒１０の周方向に並んだ複数のコイル３０を有している。筒１０の径方向において、ロータ２とステータ３とは、対向している。

Description

角度センサ及び回転機器
　本発明は、角度センサ及び回転機器に関し、特にインダクティブ方式の角度センサ及び回転機器に関する。
　従来から、モータ等の回転角度を検出するために種々のセンサが用いられている。このような回転角度を検出する角度センサには、インダクティブセンサがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１９－２００１０６号公報
　従来のインダクティブセンサは、回転軸の軸線に直交する平面上に形成されている。このため、従来のインダクティブセンサは、回転軸の軸線方向の移動により影響を受けやすい。
　そこで、本発明は、回転軸の軸線方向の移動による影響を抑制できる角度センサ及び回転機器を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る角度センサは、筒と、前記筒に固定された複数の金属体を有するロータと、前記筒の周方向に並んだ複数のコイルを有するステータと、を備え、前記筒の径方向において、前記ロータと前記ステータとは、対向している。
本発明の一実施形態に係る角度センサの構成を概略的に示す図であり、角度センサの一部の部材を透過して内部の構成を概略的に示す透過斜視図である。 角度センサの構成を概略的に示す斜視図である。 角度センサの構成を概略的に示す正面図である。 角度センサの構成を概略的に示す側面図である。 使用状態における複数の金属体と複数のステータコイルとを模式的に示す側面図である。 複数の金属体が形成する金属体構造及び複数のステータコイルが形成するステータコイル構造の一具体例を有する角度センサの構成を概略的に示す図であり、角度センサの一部の部材を透過して内部の構成を概略的に示す透過斜視図である。 図６に示す金属体構造の一具体例の斜視図である。 図６に示すステータコイル構造の一具体例の斜視図である。 複数のステータコイルが形成するステータコイル構造の他の具体例を有するステータの斜視図である。 図９に示すステータコイル構造の他の具体例の斜視図である。 図９に示すステータにおけるインシュレータの斜視図である。 他の具体例に係るステータの構成を概略的に示す斜視図である。 図１２に示すステータの側面図である。 図１２に示すステータの軸線を含む平面による断面を示す断面図である。 角度センサの適用対象としての回転機器の一具体例の分解斜視図である。 変形例に係るカバーを備える図１５に示す回転機器の分解斜視図である。 図１５に示す回転機器における回転軸の先端部及びその近傍を示す斜視図である。 角度センサのロータの一具体例の斜視図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、図面においては、複数の部材について、その全てに符号が付されておらず、複数の構成要素の一部の符号は省略されている場合がある。図１は、本発明の一実施形態に係る角度センサ１の構成を概略的に示す図であり、角度センサ１の一部の部材を透過して内部の構成を概略的に示す透過斜視図である。図２は、角度センサ１の構成を概略的に示す斜視図であり、図３は、角度センサ１の構成を概略的に示す正面図であり、図４は、角度センサ１の構成を概略的に示す側面図である。図１～４に示されるように、角度センサ１は、ロータ２と、ステータ３とを備えている。ロータ２は、筒１０と、筒１０に固定された複数の金属体２０とを有している。ステータ３は、筒１０の周方向に並んだ複数のコイル３０を有している。筒１０の径方向において、ロータ２とステータ３とは、対向している。以下、角度センサ１の構成について具体的に説明する。なお、図２～４には、ロータ２とステータ３とが、所定の位置関係で示されている。この所定の位置関係は、角度センサ１が適用対象に取り付けられた使用状態における、ロータ２とステータ３との位置関係の一例である。角度センサ１において、ロータ２は、ステータ３の内側に配置される。
　複数の導体としての金属体２０は、例えば、軸線ｘ周りの周方向に並んでおり、図１に概略的に示されるように、複数の金属体２０は、軸線ｘ周りに環状に延びる筒状の形状（以下、金属体構造４と呼称する）を形成している。金属体構造４は、複数の金属体２０の配置によって形成された形状である。導体は金属体、導線性の部材を有する部材（一面内にいわゆる渦電流又は誘導電流（電流）が発生可能な部材）であればよく、下記では金属体を一例として記載する。複数の金属体２０は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って並ぶように、環状に並んでいる。具体的には例えば、複数の金属体２０は、軸線ｘを中心軸とする円筒面に平行又は略平行な筒面上に並ぶように、環状に並んでいる。また、複数の金属体２０は、軸線ｘに沿って延びる部分を有する金属体２０を含んでいる。また、複数の金属体２０は、図１に示されるように、筒１０の内部に在る。また、複数の金属体２０は互いに連結されていても構わない。複数の金属体２０は１又は複数の連結部でつながり、１又は複数の連結部は非導電性の部材（例：樹脂）又は導電性を有する部材（例：金属）で形成されていても構わなく、複数の金属体２０が電気的に接続されていても構わない。
　ロータ２の筒１０は、図２～４に示されるように、軸線ｘに沿って延びる筒状の部材である。ロータ２の筒１０は、角度センサ１の適用対象としての外部の装置の回転する部材に取り付けられて、軸線ｘが外部の装置の回転する部材の回転軸線と一致又は略一致するようになっている。例えば、ロータ２の筒１０は、図２～４に示されるように、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒状の面である内周面１１と、径方向の外側（以下、「外周側」ともいう。）において、内周面１１に背向する筒状の面である外周面１２とを有している。なお、径方向とは、軸線ｘに直交する方向である。また、筒１０は、軸線ｘが延びる夫々の方向に面する面である２つの端面１３，１４を有している。これら２つの端面１３,　１４は、軸線ｘが延びる夫々の方向において、２つの端部の一部を形成している。内周面１１及び外周面１２は、（一方の端部における）端面１３と（他方の端部における）端面１４との間に延びている。角度センサ１の適用対象は、例えばモータであり、モータの軸がロータ２の筒１０の内周面１１内に通されて、ロータ２は軸に固定される。
　金属体２０は、導電性を有する金属材料から作られている。ロータ２の筒１０は、例えば、樹脂材料、非磁性体、非導電性の材料などの材料などによって作られている。筒１０の樹脂材料は、例えば、エポキシ系の樹脂（熱硬化性樹脂）である。なお、筒１０の材料は、他の樹脂であってもよい。例えば、リサイクル可能な樹脂が筒１０の材料であってもよい。また、非磁性体を材料は非導電性を有していても構わない。上述のように、複数の金属体２０が形成する金属体構造４は、筒１０内に設けられている。例えば、金属体構造４はプレス加工され、筒１０が、この金属体構造と樹脂とでインサート成形によって一体に作られる。金属体構造４を筒１０内に設ける方法は、インサート成形に限られない。例えば、金属体構造４の形状に対応した形状の凹部を筒１０に設けて、この凹部に金属体構造４を収容し、金属体構造４を筒１０内に固定することにより、金属体構造４を筒１０内に設けてもよい。この場合、筒１０への金属体構造４の固定は、例えば、圧入や接着等の公知の方法でなされる。
　複数のコイル（以下、ステータコイルと呼称する）３０は、例えば、軸線ｘ周りの周方向に並んでおり、図１に概略的に示されるように、複数のステータコイル３０は、軸線ｘ周りに環状に延びる筒状の形状（以下、ステータコイル構造５と呼称する）を形成している。ステータコイル構造５は、複数のステータコイル３０の配置によって形成された形状である。ステータコイル構造５において、複数のステータコイル３０は、例えば、軸線ｘ周りに環状の面に沿って並ぶように、環状に並んでいる。複数のステータコイル３０は、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って並ぶように、環状に並んでいる。具体的には例えば、複数のステータコイル３０は、軸線ｘを中心軸とする円筒面に平行又は略平行な筒面上に並ぶように、環状に並んでいる。この複数のステータコイル３０が並ぶ仮想の筒面は、複数の金属体２０が並ぶ仮想の筒面に対向している。また、各ステータコイル３０は、例えば、空間を囲むような形状を有している。また、各ステータコイル３０は、例えば、各ステータコイル３０が囲む空間が、軸線ｘ周りの環状の面に沿うような形状を有している。複数のステータコイル３０は、例えば図１に示されるように、ステータ３の内部に在る。
　ステータ３は、例えば図２～４に示されるように、ロータ２の筒１０に対応する筒状の部分である筒部４０を有している。筒部４０は、内部にロータ２を収容可能な空間を形成しており、この空間を画成する内周面４０ａを有している。内周面４０ａは、軸線ｘに沿って延びる筒面であり、環状の隙間を空けてロータ２の筒１０の外周面１２に対向するようになっている。内周面４０ａは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒状の面である。複数のステータコイル３０は、例えば、筒部４０内に埋設され、筒部４０の内部に配置されている。
　また、図２～４に示されるように、ステータ３は、適用対象としての外部の装置に取り付けられる部分である取付部４１を有している。図２，３に示されるように、取付部４１は、例えば、筒部４０の外周面４０ｂに設けられており、筒部４０から外周側に突出している。筒部４０の外周面４０ｂは、内周面４０ａに背向する筒面である。また、取付部４１は、例えば、ボルト等の固定部材が通される貫通孔４１ａを有しており、取付部４１は、固定部材によって外部の装置に取り付け可能になっている。ステータ３は、例えば、３つの取付部４１を有している。なお、ステータ３の有する取付部４１の数はこれに限れない。また、図２～４に示されるように、ステータ３は、例えば、図示しない回路部や演算部を有する電気回路装置が収容される部分である保持部４２を有している。保持部４２は、例えば図２～４に示されるように、筒部４０の外周面４０ｂから、軸線ｘに沿って軸線ｘ方向の一方に延在している。また、保持部３３は、周方向において、複数の取付部３２の間に設けられている。
　ステータコイル３０は、導電性を有する部材から作られている。筒部４０、取付部４１、及び保持部４２は、ステータ３の外形を形成しており、例えば、樹脂材料、非磁性体、非導電性の材料などによって一体に作られている。なお、非磁性体は非導電性を有していても構わない。ステータ３の外形を形成する樹脂材料は、例えば、エポキシ系の樹脂（熱硬化性樹脂）である。なお、ステータ３の外形を形成する材料は、他の樹脂であってもよい。上述のように、複数のステータコイル３０は、筒部４０内に埋設されている。例えば、複数のステータコイル３０は夫々プレス加工され、筒部４０、取付部４１、及び保持部４２が、これら複数のステータコイル構造５と樹脂とでインサート成形によって一体に作られる。
　図５は、使用状態における、環状に並ぶ複数の金属体２０が形成する金属体構造４と、環状に並ぶ複数のステータコイル３０が形成するステータコイル構造５とを、模式的に示す側面図である。図５に示されるように、金属体構造４と、ステータコイル構造５とは、径方向において環状の隙間を介して対向している。また、金属体構造４の幅Ｗ１は、例えば、ステータコイル構造５の幅Ｗ２よりも広くなっている。なお、幅Ｗ１は、金属体構造４の軸線ｘ方向における距離であり、また、幅Ｗ２は、ステータコイル構造５の軸線ｘ方向における距離である。これにより、図５に示されるように、ステータコイル構造５の軸線ｘ方向における幅全体が、径方向において、金属体構造４に対向するようになっている。また、図５に示されるように、金属体構造４は、軸線ｘ方向の両方向に、ステータコイル構造５よりも突出するようになっている。
　ロータ２とステータ３とは、インダクティブ方式の角度センサを形成しており、複数のステータコイル３０は、検出コイルを形成する。また、ロータ２とステータ３の間には磁気的な空間又は磁気ギャップが形成されている。例えば、角度センサ１において、複数のステータコイル３０には、大きさが周期的に変化する径方向に向かう磁束が作用するようになっている。具体的には例えば、ステータ３には、図示しない励磁回路が設けられており、励磁回路は、複数のステータコイル３０夫々に作用する周期的に変化する磁束を発生させる磁気回路になっている。一方、金属体構造４において複数の金属体２０は、上述のように、軸線ｘ周りの周方向に並べられており、ロータ２の回転に伴って、励磁回路からの生じる磁束を横切る。また、金属体構造４に含まれる、軸線ｘに沿って延びる部分を有する金属体２０の、径方向におけるステータコイル３０への投影は、ロータ２の回転に伴って移動する。このため、複数のステータコイル３０夫々に作用する励磁回路からの磁束は、金属体２０に発生する渦電流の影響を受けて打ち消し合うことで、ロータ２の回転に伴って周期的に変化する。これにより、複数のステータコイル３０において、電磁誘導作用により、ロータ２の回転に伴って変化する起電力が発生し、複数のステータコイル３０から、ロータ２の回転に伴って変化する信号が検出される。この複数のステータコイル３０からの検出信号に基づいて、電気回路を有する装置において、ロータ２の回転角度が検出される。
　ステータコイル構造５において、例えば、２相の検出信号が出力されるように、複数のステータコイル３０は接続されている。また、ステータコイル構造５において、３相等の他の相数の検出信号が出力されるように、複数のステータコイル３０は接続されていてもよい。
　次いで、複数の金属体２０が形成する金属体構造及び複数のステータコイル３０が形成するステータコイル構造の具体例について説明する。図６は、複数の金属体２０が形成する金属体構造４及び複数のステータコイル３０が形成するステータコイル構造５の一具体例を有する、角度センサ１の構成を概略的に示す図であり、角度センサ１の一部の部材を透過して内部の構成を概略的に示す透過斜視図である。また、図７は、複数の金属体２０が形成する金属体構造４の一具体例の斜視図であり、図８は、複数のステータコイル３０が形成するステータコイル構造５の一具体例の斜視図である。
　図６，７に示されるように、複数の金属体２０は、環状に並んでおり、複数の金属体２０は、金属体構造４を形成している。金属体２０は、筒１０の軸線ｘ方向に延在しており、また、筒１０の周方向に延在しており、径方向に面する板片状であり、ステータ３のステータコイル構造５に面する面を形成している。図７に示されるように、金属体２０は、例えば、軸線ｘに直交する断面が、湾曲した形状、具体的には円弧又は弧に沿った形状となっており、軸線ｘに直交する断面が、軸線ｘ方向に亘って一様又は略一様になっている板状の金属体である。具体的には例えば、金属体２０は、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする湾曲した形状（円筒又は略円筒の一部の形状）を有しており、軸線ｘ周りの周方向に一定又は略一定の幅を有している。また、複数の金属体２０は、例えば、周方向において、２つの端部と、２つの端部の間にある部分（中間部）と、を備えている。径方向において、金属体２０の端部とロータ２の筒１０の外周面１２との距離は、金属体２０の中間部とロータ２の筒１０の外周面１２との距離に対して大きく、金属体２０の端部は中間部に対して、ロータ１０の筒１０の外周面１２から離れている。
　また、例えば図７に示されるように、４つの金属体２０が、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って並んで、金属体構造４が形成されており、金属体構造４は、筒状（具体的には円筒状又は略円筒状）である。金属体構造４において、４つの金属体２０は、例えば、軸線ｘ周りに所定の距離だけ間隔を空けて並んでおり、具体的には等角度間隔又は略等角度間隔に並んでいる。なお、金属体構造４を形成する金属体２０の数は４に限られず、金属体２０の数は４以外であってもよい。なお、本例においては、金属体２０の軸線ｘ方向の幅が上述の金属体構造４の幅Ｗ１となる（図５参照）。
　図６，８に示されるように、一具体例としてのステータコイル構造５のステータコイル３０は、筒１０の径方向ｒの周りに巻かれた形状を有している。また、図６，８に示されるように、複数のステータコイル３０は、環状に並んで、ステータコイル構造５を形成している。
　例えば、図８に示されるように、複数のステータコイル３０は夫々、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面に沿って、径方向ｒの周りを旋回するように延びており、径方向ｒ周りの環となっている。このように、ステータコイル３０は、径方向に面する面状の空間を囲むように、径方向ｒの周りに環状に延びている。また、複数のステータコイル３０は、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って、軸線ｘ周りに並んでいる。このように、本例のステータコイル構造５は、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びている。なお、本例においては、ステータコイル３０の軸線ｘ方向の最大の幅が上述のステータコイル構造５の幅Ｗ２となる（図５参照）。
　また、ステータコイル構造５において、例えば、上述のように２相の検出信号が出力されるように、複数のステータコイル３０は周方向に順次２つのグループに分けられ、各グループの複数のステータコイル３０が直列に接続されている。また、ステータコイル構造５において、３相等の他の相数の検出信号が出力されるように、複数のステータコイル３０は接続されていてもよい。
　ステータコイル構造５のより具体的な一例を説明する。図８に示されるように、ステータコイル構造５は、例えば、２つの片（以下、ステータコイル構造片５ａ，５ｂと呼称する）を有している。ステータコイル構造片５ａは、上述のステータコイル３０であるステータコイル３０ａが複数環状に直列に連なって形成されている。また、ステータコイル構造片５ｂは、同様に、上述のステータコイル３０であるステータコイル３０ｂが複数環状に直列に連なって形成されている。すなわち、複数の環状のステータコイル３０ａ又はステータコイル３０ｂが周方向に並んでいる。なお、ステータコイル構造片５ａと、ステータコイル構造片５ｂとは、導電性を有する部材で形成されている。また、ステータコイル構造片５ａと、ステータコイル構造片５ｂとは、例えば絶縁性を有する材料（絶縁膜又は被膜）で被覆され、互いに電気的に絶縁されている。図８に示されるように、ステータコイル構造片５ａとステータコイル構造片５ｂとが径方向に重なって、ステータコイル構造５となっている。ステータコイル構造片５ａとステータコイル構造片５ｂとは、ステータコイル３０ａの囲む空間の一部と、ステータコイル３０ｂの囲む空間の一部とが周方向においてずれており、コイル３０ａの囲む空間の他の一部と、コイル３０ｂの囲む空間の他の一部とが周方向において重なっている。具体的には、ステータコイル３０ａの囲む空間は、ステータコイル３０ａの囲む空間半分の幅だけ、周方向においてステータコイル３０ｂの囲む空間からずれた位置にある。なお、ステータコイル構造片５ａ，５ｂ夫々におけるステータコイル３０ａ，３０ｂの数は、角度センサ１に設定される軸倍角に対応している。また、ステータコイル構造片５ａ，５ｂの数は、ステータコイル構造５によって出力される検出信号の数に対応している。
　例えば図８に示されるように、ステータコイル構造片５ａ，５ｂは夫々、軸線ｘを中心軸とする筒状の面（円筒面）に沿って、正弦波状は又は余弦波状の波形に沿って環状に延びるコイルから形成される。具体的には、ステータコイル構造片５ａ，５ｂは夫々、２つのこのコイルを、半波長ずらして重ねて接合することにより形成される。なお、ステータコイル構造片５ａ，５ｂ夫々を形成する２つのコイルは、正弦波状は又は余弦波状の波形に沿って環状に延びるコイルに限られず、他の形状のコイルであってもよい。また、ステータコイル構造片５ａ，５ｂ夫々は、プレス加工等の公知の方法によって、展開された形状で一体に形成されてもよい。その場合、一体に形成された構造片を曲げて、筒状にしてステータ３に固定する。
　次いで、複数のステータコイル３０が形成するステータコイル構造の他の具体例について説明する。図９は、複数のステータコイル３０が形成するステータコイル構造の他の具体例を有するステータ６の斜視図であり、図１０は、複数のステータコイル３０が形成するステータコイル構造の他の具体例の斜視図である。本例のステータコイル３０は、導線としてのマグネットワイヤが巻かれて形成されたコイルである。ステータコイル３０は、例えば図９，１０に示されるように、軸線ｘ周りに環状の絶縁部材であるインシュレータ３１の内周に、マグネットワイヤが巻かれて形成されている。ステータコイル構造７のステータコイル３０は、筒１０の径方向ｒの周りに巻かれた環状の形状を有しており、径方向に面する面状の空間を囲んでいる。複数のステータコイル３０が、インシュレータ３１に、軸線ｘ周りに並んで形成されて、ステータコイル構造７が形成されている。
　本例のステータコイル構造７は、上述のステータコイル構造５と同様な形状を有している。ステータコイル構造７は、図１０に示されるように、２つのステータコイル構造片７ａ，７ｂを有している。ステータコイル構造片７ａは、上述のステータコイル３０であるステータコイル３０ｃが複数環状に直列に連なって形成されている。また、ステータコイル構造片７ｂは、同様に、上述のステータコイル３０であるステータコイル３０ｄが複数環状に直列に連なって形成されている。なお、ステータコイル構造片７ａと、ステータコイル構造片７ｂとは、同じ部材である。また、ステータコイル構造片７ａと、ステータコイル構造片７ｂとは、互いに電気的に絶縁されている。図１０に示されるように、ステータコイル構造片７ａとステータコイル構造片７ｂとが径方向に重なって、ステータコイル構造７となっている。ステータコイル構造片７ａとステータコイル構造片７ｂとは、ステータコイル３０ｃの囲む空間と、ステータコイル３０ｄの囲む空間とが周方向にずれるように、重なっている。具体的には、ステータコイル３０ｃの囲む空間は、周方向の半分の幅だけ、ステータコイル３０ｄの囲む空間からずれている。なお、ステータコイル構造片７ａ，７ｂ夫々におけるステータコイル３０ｃ，３０ｄの数は、角度センサ１に設定される軸倍角に対応している。また、ステータコイル構造片７ａ，７ｂの数は、ステータコイル構造７によって出力される検出信号の数に対応している。なお、本例においては、ステータコイル３０ｃ，３０ｄの軸線ｘ方向の最大の幅が、ステータコイル構造７の上述の幅Ｗ２となる（図５参照）。
　図１１は、インシュレータ３１の斜視図である。なお、図１１には、ステータコイル構造７が取り付けられた状態のインシュレータ３１が示されている。インシュレータ３１は、例えば図９，１１に示されるように、軸線ｘに沿って延びる筒状の部分である筒部（内周部）としての端部３２と、複数の突出部（ティース部）３３とを有している。突出部３３は、端部３２から内周側（径方向ｒ内側）に突出する部分である。端部３２には、例えば、軸線ｘ周りに等角度又は略等角度間隔に突出部３３が設けられている。突出部３３は、端部３２から径方向ｒに突出しており、また、例えば、径方向ｒに直交する断面が矩形又は略矩形となっている。なお、突出部３３の断面形状は、矩形に限られず、他の形状であってもよい。また、突出部３３は、端部３２に連結する連結部と、ロータ２側の端部とを備える。このロータ側の端部は周方向及び軸線ｘ方向に延在する面を備えており、この端部の面は連結部の断面より大きい面積（所定の表面積）を有し、ロータ３の側面に対向している。
　複数の突出部３３には、複数のコイルが巻かれている。図１１に示されるように、突出部３３の各々には、径方向ｒ周りに導電性を有する部材としてのマグネットワイヤが巻き掛けられており、複数の突出部３３に沿って、径方向ｒ周りに環状のステータコイル３０が複数形成されて、インシュレータ３１にステータコイル構造７が形成されている。例えば、ステータコイル構造片７ａ，７ｂは夫々、１つのマグネットワイヤがインシュレータ３１の複数の突出部３３に巻き掛けられることにより形成されている。具体的には例えば、周方向の一方の側に向かって、２つの隣接する突出部３３毎に、軸線ｘ方向における一方の側及び軸線ｘ方向における他方の側から交互に、マグネットワイヤを突出部３３に巻き掛け、インシュレータ３１を一周したところで折り返し、周方向の他方の側に向かって一周、同様に、マグネットワイヤを突出部３３に巻き掛けて、ステータコイル構造片７ａ，７ｂは形成される。この場合、各ステータコイル３０ｃ，３０ｄは、２つの突出部３３の周りに形成される。また、ステータコイル構造片７ａと、ステータコイル構造片７ｂとは、周方向に１つの突出部３３だけずれている。なお、各ステータコイル３０ｃ，３０ｄは、２つ突出部３３の周りに形成されるものに限られず、他の数の突出部３３の周りに形成されるものであってもよい。また、マグネットワイヤを一周する場合について述べたが、マグネットワイヤの巻き掛け形態はこれに限られず、マグネットワイヤを二周以上巻いてもよい。また、マグネットワイヤにより巻き回されて形成されたコイルは、例えば、径方向又は軸方向に１層の他に、２層，３層，４層，５層などの複数の層を備えていても構わない。この場合、一周あるいは１層の場合と比較して出力する信号又は検出する信号（例えば信号の波形の振幅など）を増幅することができる。
　図９に示されるように、インシュレータ３１を有するステータ６は、ステータ３の筒部４０に変えて筒部４３及びインシュレータ３１を有している。筒部４３は、筒部４０の内周側の部分が変更された外形を有しており、内周側にインシュレータ３１が固定可能になっている。また、筒部４３には、コイルが取り付けられていない。ステータ６において、インシュレータ３１は、筒部４３に、例えば、嵌着や接着によって取り付けられている。また、ステータ６は、一体成形されていてもよく、ステータ６のインシュレータ３１等の各構成が一体成形されていてもよい。また、ステータ６のインシュレータ３１等の各構成は、同一の材料から形成されていてもよい。なお、インシュレータ３１は、上述のように絶縁部材であり、例えば樹脂製の部材である。
　次いで、他の具体例に係るステータ８について説明する。図１２は、他の具体例に係るステータ８の構成を概略的に示す斜視図であり、図１３は、ステータ８の側面図であり、図１４は、ステータ８の軸線ｘを含む平面による断面を示す断面図である。ステータ８は、上述のステータ６に対して、インシュレータ及び取付部の構成が異なる。また、ステータ８には、上述のステータコイル構造７と同様のステータコイル構造９が形成されている。以下、ステータ８の構成について、上述のステータ６と同じ構成又は同様の機能を有する構成については、同じ符号を付して説明を省略し、ステータ６と異なる構成について説明する。
　図１２～１４に示されるように、ステータ８は、ステータ６と同様に、筒部４３、筒部４３の外周面４３ｂを囲む枠４４、及び保持部４２を有している。また、ステータ８の枠４４は、複数の取付部４１を備え、複数の取付部４１は筒部４３の外周面４３ｂから外側に突出している。本実施形態では、互いに隣接する２つの取付部４１はつながっており、筒部４３を囲む板状の枠４４が形成されている。また、ステータ８は、インシュレータ３４を有している。インシュレータ３４は、絶縁性の材料から形成されており、例えば樹脂から形成されている。筒部４３の軸線ｘ方向の一端から、インシュレータ３４が軸線ｘに沿って延在している。ステータ８は、一体成形されている。つまり、インシュレータ３４、筒部４３、取付部４１、及び保持部４２等のステータ８各構成は、同一の材料から一体に成形されている。なお、ステータ８は、一体成形されていなくてもよい。例えば、インシュレータ３４は、筒部４３とは別体に形成されており、ステータ８において、インシュレータ３４は、筒部４３に接着等により固定されていてもよい。
　図１２～１４に示されるように、インシュレータ３４は、軸線ｘに沿って延びる筒状の部分である筒部（以下、基部と呼称する）３５と、複数の突出部３６とを有している。突出部３６は、基部３５から外周側（径方向ｒ外側）に突出する部分である。基部３５には、例えば、軸線ｘ周りに所定の距離だけ離れて（具体的には等角度又は略等角度間隔に）突出部３６が設けられている。突出部３６は、基部３５から径方向ｒに突出しており、また、例えば、径方向ｒに直交する断面が楕円形又は略楕円系となっている。なお、突出部３６の断面形状は、楕円形に限られず、他の形状であってもよい。
　基部３５は、例えば図１２～１４に示されるように、軸線に沿って延びる筒状の面である内周面３５ａ及び外周面３５ｂを有している。内周面３５ａと外周面３５ｂとは、径方向において互いに背向している。内周面３５ａは、図１３，１４に示されるように、筒部４３の内周面４３ａと面一になっている。ステータ８の筒部４３の内周面４３ａ及びインシュレータ３４の内周面３５ａは、上述のステータ３の内周面４０ａに対応する面であり、内部にロータ２を収容可能な空間を形成しており、環状の隙間を空けてロータ２の筒１０の外周面１２に対向するようになっている。インシュレータ３４の内周面３５ａは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒状の面である。同様に、筒部４３の内周面４３ａは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒状の面である。
　外周面３５ｂは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒状の面である。また、基部３５は、例えば図１２～１４に示されるように、外周面３５ｂから外周側に突出する環状の部分であるフランジ部３５ｃ，３５ｄを有している。フランジ部３５ｃとフランジ部３５ｄとは、外周面３５ｂを介して、軸線ｘ方向において互いに対向している。突出部３６は、外周面３５ｂに上に設けられており、外周面３５ｂから外周側に突出している。図１３，１４に示されるように、軸線ｘ方向において、突出部３６と、フランジ部３５ｃ,３５ｄとの間には隙間が形成されている。図１２～１４に示されるように、インシュレータ３４は、フランジ３５ｃ側において、筒部４３につながっている。
　また、インシュレータ３４には、図１２～１４に示されるように、軸線ｘ周りに環状の段部３７が設けられている。段部３７は、基部３５に軸線ｘ方向において隣接して設けられており、例えば図１２～１４に示されるように、基部３５のフランジ部３５ｄ側の側面３５ｅに形成されている。基部３５の側面３５ｅは、軸線ｘ方向において筒部４３とは反対側に面する環状の面である。段部３７は、側面３５ｅから軸線ｘ方向に突出する環状の部分であり、外周側に面する環状の面である段差面３７ａを形成している。段差面３７ａの外形の大きさ（径）は、例えば、フランジ部３５ｄの外形の大きさ（径）よりも小さい。また、段差面３７ａは、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面に沿って延びる筒状の面である。段差面３７ａには、内周側に凹む環状の凹部３７ｂが形成されている。
　インシュレータ３４の基部３５の複数の突出部３６には、複数のコイルが巻かれており、インシュレータ３４には、ステータコイル構造９が形成されている。ステータコイル構造９は、上述のステータコイル構造７と同様な形状を有している。ステータコイル構造９は、図１２に示されるように、２つのステータコイル構造片９ａ，９ｂを有している。ステータコイル構造片９ａは、上述のステータコイル３０であるステータコイル３０ｅが複数環状に直列に連なって形成されている。また、ステータコイル構造片９ｂは、同様に、上述のステータコイル３０であるステータコイル３０ｆが複数環状に直列に連なって形成されている。なお、ステータコイル構造片９ａと、ステータコイル構造片９ｂとは、同じ部材である。また、ステータコイル構造片９ａと、ステータコイル構造片９ｂとは、互いに電気的に絶縁されている。図１２に示されるように、ステータコイル構造片９ａとステータコイル構造片９ｂとが径方向に重なって、ステータコイル構造９となっている。ステータコイル構造片９ａとステータコイル構造片９ｂとは、ステータコイル３０ｅの囲む空間と、ステータコイル３０ｆの囲む空間とが周方向にずれるように、重なっている。具体的には、ステータコイル３０ｅの囲む空間は、周方向の半分の幅だけ、ステータコイル３０ｆの囲む空間からずれている。なお、ステータコイル構造片９ａ，９ｂ夫々におけるステータコイル３０ｅ，３０ｆの数は、角度センサ１に設定される軸倍角に対応している。また、ステータコイル構造片９ａ，９ｂの数は、ステータコイル構造９によって出力される検出信号の数に対応している。なお、本例においては、ステータコイル３０ｅ，３０ｆの軸線ｘ方向の最大の幅が、ステータコイル構造９の上述の幅Ｗ２となる（図５参照）。
　例えば図１２に示されるように、突出部３６の各々には、径方向ｒ周りにマグネットワイヤが巻き掛けられており、複数の突出部３６に沿って、径方向ｒ周りに環状のステータコイル３０ｅ，３０ｆが複数形成されて、インシュレータ３４にステータコイル構造９が形成されている。例えば、ステータコイル構造片９ａ，９ｂは夫々、１つのマグネットワイヤがインシュレータ３４の複数の突出部３６に巻き掛けられることにより形成されている。具体的には例えば、周方向の一方の側に向かって、２つの隣接する突出部３６毎に、軸線ｘ方向における一方の側及び軸線ｘ方向における他方の側から交互に、マグネットワイヤを突出部３６に巻き掛け、インシュレータ３４を一周したところで折り返し、周方向の他方の側に向かって一周、同様に、マグネットワイヤを突出部３６に巻き掛けて、ステータコイル構造片９ａ，９ｂは形成される。この場合、各ステータコイル３０ｅ，３０ｆは、２つの突出部３３の周りに形成される。また、ステータコイル構造片９ａと、ステータコイル構造片９ｂとは、周方向に１つの突出部３６だけずれている。なお、各ステータコイル３０ｅ，３０ｆは、２つ突出部３６の周りに形成されるものに限られず、他の数の突出部３６の周りに形成されるものであってもよい。また、マグネットワイヤを一周する場合について述べたが、マグネットワイヤの巻き掛け形態はこれに限られず、マグネットワイヤを二周以上巻いてもよい。この場合、一周の場合と比較して出力信号を増幅することができる。
　また、図１２，１４に示されるように、インシュレータ３４の段部３７の凹部３７ｂには、励磁回路３８が収容されている。
　上述のように、金属体構造４は、軸線ｘに沿って延びる筒状となっており、各金属体２０は、径方向に面している。このため、金属体構造４は、ロータ２の軸線ｘ方向の移動による影響を抑制することができる。例えば、ロータ２の軸線ｘ方向の振動に対する金属体構造４の剛性は高くなっており、このため、角度センサ１の精度は高くなっており、また、ロータ２の軸線ｘ方向の振動に対する金属体構造４の強度は高くなっている。また、金属体構造４は、ロータ２の筒１０内に埋設されて筒１０の内部にあり、この点においても、ロータ２の軸線ｘ方向の振動に対する金属体構造４の強度は高くなっている。
　また、ロータ２の筒１０は、軸線ｘに沿って延びる筒状であり、径方向の厚さを薄くしても、ロータ２の軸線ｘ方向の振動に対する筒１０の強度を高く維持することができる。このため、筒１０の径方向の厚さを薄くすることができ、ロータ２を軽量に、また、ロータ２の取り付けスペースを小さくすることができる。
　また、金属体構造４は、軸線ｘに沿って延びる筒状となっており、各金属体２０は、径方向に面している。このため、例えば、金属体構造４と共にロータ２の筒１０をインサート成形することができる。このように、ロータ２への金属体構造４の取り付けが容易になっている。
　上述のように、ステータコイル構造５は、軸線ｘに沿って延びる筒状となっており、各ステータコイル３０は、軸線ｘに沿っており、また、径方向に面している。このため、ステータコイル３０は、ステータ３の軸線ｘ方向の移動による影響を抑制することができる。例えば、ステータ３の軸線ｘ方向の振動に対するステータコイル３０の剛性は高くなっており、このため、角度センサ１の精度は高くなっており、また、ステータ３の軸線ｘ方向の振動に対するステータコイル３０の強度は高くなっている。また、複数のステータコイル３０は、ステータ３の筒部４０内に埋設されて筒１０の内部にあり、この点においても、ステータ３の軸線ｘ方向の振動に対するステータコイル３０の強度は高くなっている。
　また、ステータコイル構造５は、軸線ｘに沿って延びる筒状となっており、各ステータコイル３０は、軸線ｘに沿っており、また、径方向に面している。このため、例えば、ステータコイル構造５と共にステータ３をインサート成形することができる。このように、ステータ３のステータコイル３０の取り付けが容易になっている。
　また、金属体２０の軸線ｘ方向の幅Ｗ１を、ステータコイル３０の軸線ｘ方向の幅Ｗ２よりも大きくすることにより、金属体２０を、軸線ｘの向かう両方向に、ステータコイル３０より延ばすことができる。これにより、ロータ２とステータ３との間に軸線ｘ方向における相対移動が起き、ロータ２とステータ３との軸線ｘ方向における位置関係が、所望の位置関係からずれても、ステータコイル３０の幅Ｗ２全体が、金属体２０に対向するようにできる。このため、ロータ２とステータ３との軸線ｘ方向における位置関係が、所望の位置関係からずれても、検出する角度の精度に影響が発生することはなく、または、検出する角度の精度への影響を小さくすることができる。また、ロータ２とステータ３との間に偏心が生じても、金属体構造４とステータコイル構造５との間の径方向の間隔が広がる部分と狭まる部分とは、釣り合うため、この場合も、検出する角度の精度に影響が発生することはなく、または、検出する角度の精度への影響を小さくすることができる。
　また、金属体２０及びステータコイル３０を樹脂部材に埋設させることにより、金属体２０及びステータコイル３０のオイルや熱に対する耐久性を向上させることができる。
　また、ステータコイル構造７，９によれば、ステータコイル３０がマグネットワイヤによって形成されており、ステータコイル３０間の接続を不要にすることができる。また、ステータコイル構造をステータ３にインサート成形することなく、固定することができる。
　また、ステータ８によれば、突起部３６がインシュレータ３４の基部３５の外周面３５ｂから外周側に突出しており、ステータコイル構造片９ａ，９ｂを形成するマグネットワイヤを外周側から外周面３５ｂに沿うように、複数の突出部３６に巻き掛けることができる。このため、ステータコイル構造片９ａ，９ｂは、マグネットワイヤが内周側からインシュレータ３１の内周面に沿うように、複数の突出部３３に巻き掛けられるステータコイル構造片７ａ，７ｂよりも、巻き掛けられたマグネットワイヤとインシュレータとの間の径方向の隙間を小さくすることができる。これにより、ステータ８は、ステータコイル構造片９ａ，９ｂをより外周面３５ｂに沿った形状にすることができ、つまり、円筒面に沿った形状にすることができる。このため、ステータ８においては、励磁回路３８をよりロータ２側に近付けることができ、励磁回路３８とロータ２との間のエアギャップを減少させることができる。励磁回路３８は、取付部４１が適用対象に取り付けられる位置から、径方向にエアギャップの３倍の距離を離す必要がある。このため、エアギャップを減少させることにより、角度センサ１を小型化させることができる。
　さらに、図１４に示されるように、ステータ８の形状の場合、励磁回路３８とステータコイル構造片９ａ，９ｂを軸線ｘ方向で一部重なるように配置することができるため、角度センサ１の検出精度を高いものにすることができる。また、励磁回路３８をロータ２側へ近づけて配置することができるため、検出信号の振幅差を大きくすることができる。これによって、検出の効率が向上するため、角度センサ１を小型化することができる。
　次いで、角度センサ１の適用対象について説明する。図１５は、角度センサ１の適用対象としての回転機器の一具体例の分解斜視図である。図１５には、回転機器の一具体例としての回転機器５０が分解された状態で示されている。また、図１５において、回転機器５０の一部の構成は、透過されて示されている。
　図１５に示されるように、回転機器５０は、角度センサ１と、回転軸５１と、モータ５２とを備えている。回転機器５０において、回転軸５１及びモータ５２の軸線は、角度センサ１の軸線ｘと一致又は略一致している。このため、以下の説明では、回転機器５０の軸線を軸線ｘとし、角度センサ１、回転軸５１、及びモータ５２の軸線を軸線ｘとする。回転機器５０の角度センサ１は、一例として、ステータ６を有する角度センサである。モータ５２は、ロータ５３とステータ５４とを備えており、ロータ５３に回転軸５１が固定されている。また、モータ５２は、フレーム５５とカバー６０とを備えている。フレーム５５は、ロータ５３とステータ５４とを収容する。また、フレーム５５は、開口部５５ａを有している。カバー６０は、フレーム５５の開口部５５ａを覆う。
　フレーム５５の開口部５５ａは、フレーム５５の内部の空間をフレーム５５の外部に開放している。フレーム５５の内部の空間には、ロータ５３及びステータ５４が収容されている。フレーム５５は、図１５に示されるように、例えば、筒状の部材である。フレーム５５は、開口部５５ａを囲む環状の端部５５ｂを有しており、端部５５ｂは、軸線ｘ方向に面している。
　角度センサ１のロータ２は、回転軸５１に固定されており、回転軸５１の一方の端部（以下、先端部と呼称する）５１ａは、ロータ２を貫通して、カバー６０に固定された軸受５６に回転可能に支持されている。また、角度センサ１のステータ６は、カバー６０に固定されている。回転機器５０において、ロータ２は、上述のように、ステータ６に対して所定の位置に位置しており、ロータ２の外周面１２は、環状の隙間を空けてステータ６のインシュレータ３１の突出部３３及びステータコイル構造７に対向している（図２，９参照）。
　カバー６０は、例えば図１５に示されるように、一対の背向する面である面６１，６２を有しており、板状の部材である。回転機器５０において、カバー６０の一対の背向する面６１，６２の一方が、例えば、面６１が、フレーム５５の開口部５５ａを覆う。つまり、カバー６０は、面６１がフレーム５５の端部５５ｂに接触して、フレーム５５に固定される。例えば、カバー６０の面６１がフレーム５５の端部５５ｂに接着されて、カバー６０はフレーム５５に固定される。カバー６０のフレーム５５への固定は、接着ではない他の方法であってもよい。例えば、カバー６０は、ボルト等の固定手段や、爪等の係止手段によってフレーム５５に固定されてもよい。
　また、角度センサ１は、カバー６０の一対の面の一方である面６１に取り付けられている。例えば、カバー６０の面６１には、ステータ６の複数の取付部４１に対応した複数の被取付部（以下、ボス部と呼称する）６３が設けられている。ボス部６３は、図１５に示されるように、面６１から突出する部分であり、ネジ穴が形成されている。ステータ６の取付部４１を介して、ボルト６５がボス６３部のネジ穴に螺合されて、ボルト６５によって各取付部４１が対応するボス部６３に固定されて、ステータ６はカバー６０に固定される。このように、ステータ６は、カバー６０の面６１に固定されており、角度センサ１は、カバー６０の面６１に設けられている。このため、回転機器５０において、角度センサ１は、フレーム５５の内部の空間内に収容されている。
　また、図１５に示されるように、カバー６０の面６１には、例えば、軸受５６を支持する環状の突出部６４が形成されている。突出部６４は、カバー６０の面６１から突出する環状の筒であり、内部に凹部を形成している。また、突出部６４は径方向に所定の距離だけ延在したフランジとなっている。突出部６４は軸受５６を収容し、軸受５６が嵌着されて固定されるようになっている。例えば、突出部６４が形成する凹部に軸受５６が圧入されて、突出部６４に軸受５６が固定される。これにより、モータ５２に取り付けられた回転軸５１の先端部５１ａを回転可能に支持する軸受５６がカバー６０に支持される。
　回転機器５０は、上述の構成を有しており、モータ５２が駆動して、回転軸５１が回転すると、回転軸５１に固定された角度センサ１のロータ２が回転軸５１と共に軸線ｘ周りに回転する。これにより、ロータ２の金属体２０が、角度センサ１のステータ６のステータコイル構造７の形成するコイル３０ｃ，３０ｄに面して回転し、複数のステータコイル３０ｃ，３０ｄ夫々に作用する励磁回路からの磁束が、周期的に変化する。これにより、複数のステータコイル３０ｃ，３０ｄから、ロータ２の回転に伴って変化する信号が検出される。この複数のステータコイル３０ｃ，３０ｄからの検出信号に基づいて、角度センサ１に接続された外部装置である電気回路装置において、ロータ２の回転角度が検出される。
　次いで、上述の回転機器５０の備えるカバー６０の変形例について説明する。図１６は、変形例に係るカバー６６を備える回転機器５０の分解斜視図である。カバー６６は、上述のカバー６０に対して、角度センサ１が設けられる位置が異なる。以下、カバー６６の構成について、上述のカバー６０と同じ構成又は同様の機能を有する構成については、同じ符号を付して説明を省略し、カバー６０と異なる構成について説明する。
　図１６に示されるように、カバー６６において、角度センサ１は、カバー６６の一対の面の他方である面６２に設けられている。ステータ６の複数の取付部４１に対応した複数の被取付部としてのボス部６３は、カバー６６の面６２に設けられている。また、カバー６６には、カバー６０の突出部６４に変えて、面６１と面６２との間を貫通する孔部（以下、貫通孔と呼称する）６７が形成されており、貫通孔６７に軸受５６が支持されるようになっている。例えば、貫通孔６７内に軸受５６が収容され圧入されて、貫通孔６７に軸受５６が固定される。これにより、モータ５２に取り付けられた回転軸５１を回転可能に支持する軸受５６がカバー６６に支持される。
　ステータ６は、上述のカバー６０への固定と同様に、カバー６６に固定される。また、角度センサ１のロータ２は、カバー６６の貫通孔６７に固定された軸受５６を通って、カバー６６の面６２から突出する回転軸５１の先端部５１ａに固定されている。ロータ２は、上述のように、ステータ６に対して所定の位置に位置しており、ロータ２の外周面１２は、環状の隙間を空けてステータ６のインシュレータ３１の突出部３３及びステータコイル構造７に対向している（図２，９参照）。このように、ステータ６は、カバー６６の面６２に固定されており、角度センサ１は、カバー６６の面６２に設けられている。このため、カバー６６を備える回転機器５０において、角度センサ１は、フレーム５５の内部の空間内に収容されておらず、フレーム５５の外側に位置し、回転機器５０の外部に露出している、あるいは、カップ状の保護カバーによって角度センサ１は覆われている。保護カバーによって覆われていることで、防水性能や防塵性能を付加することができる。
　上記構造の場合、角度センサ１はフレーム５５の外側に位置しているため、モータ５２の構造に左右されることなく回転軸５１の径を小さくできるので、角度センサ１のロータ２の径を小さくできる。このため、角度センサ１自体の大きさを小さくすることができる。
　次いで、回転機器５０における、回転軸５１と角度センサ１のロータ２との間の固定構成について説明する。図１７は、回転軸５１の先端部５１ａ及びその近傍を示す斜視図であり、図１８は、角度センサ１のロータ２の一具体例の斜視図である。図１７に示されるように、回転軸５１の先端部５１ａの外周面には凹部５１ｂが形成されている。また、図１８に示されるように、ロータ２には、回転軸５１の凹部５１ｂに収容される凸部１５が形成されている。
　具体的には例えば、図１７に示されるように、回転軸５１の先端部５１ａには段差が形成されており、回転軸５１は、第１外周面５１ｃと、第２外周面５１ｄと、第３外周面５１ｅとを備えている。第１外周面５１ｃは、回転軸５１の主たる外周面であり、先端部５１ａから回転軸５１の他端まで、軸線ｘに沿って延びる筒面状の面である。第２外周面５１ｄ及び第３外周面５１ｅは、先端部５１ａに形成されている。第２外周面５１ｄは、軸線ｘに沿って延びる筒状の面であり、第１外周面５１ｃに隣接している。また、第３外周面５１ｅは、軸線ｘに沿って延びる筒状の面であり、第１外周面５１ｃの反対側において第２外周面５１ｄに隣接している。
　図１７に示されるように、第２外周面５１ｄは、径方向における第１外周面５１ｃの幅より小さい径方向の幅を有しており、第１外周面５１ｃと第２外周面５１ｄとの間には、環状の面である段差面５１ｆが形成されている。また、第３外周面５１ｅは、径方向における第２外周面５１ｄの幅より小さい径方向の幅を有しており、第２外周面５１ｄと第３外周面５１ｅとの間には、環状の面である段差面５１ｇが形成されている。段差面５１ｆ，５１ｇは、軸線ｘ方向に面している。
　図１７に示されるように、凹部５１ｂは、第２外周面５１ｄに形成されており、第２外周面５１ｂに、回転軸５１の内部側に凹む溝を形成している。また、凹部５１ｂは、軸線ｘに沿って延びている。凹部５１ｂは、段差面５１ｇまで延びており、段差面５１ｇにおいて開放されている。凹部５１ｂは、段差面５１ｆまで延びていない。第２外周面５１ｄには、ロータ２の内周面１１が固定されるようになっている。例えば、回転軸５１の第２外周面５１ｄの部分が、ロータ２の内周面１１が囲む空間に圧入されて、ロータ２の内周面１１が第２外周面５１に固定されるようになっている。ロータ２を回転軸５１の外周面５１ｄに固定する構成は、上述の圧入によって固定する構成に限られない。例えば、回転軸５１の第２外周面５１ｄの部分が、ロータ２の内周面１１が囲む空間に入れられ、ロータ２の内周面１１と第２外周面５１とが接着剤等によって接着されて、ロータ２の内周面１１が第２外周面５１に固定されてもよい。あるいは、金属性のリング５７などの別部材を圧入することで、ロータ２を回転軸５１の段差面５１ｆとリング５７との間に挟み込んで固定してもよい。リング５７の材料は、金属性の場合、回転軸５１と同様の材料であってもよく、その場合、線膨張係数が回転軸５１と同じであるため、熱による変形に伴う固定の外れを防止することができる。また、リング５７の材料は、回転軸５１と異なる材料であってもよい。
　上述のように、凹部５１ｂは、段差面５１ｆまで延びていないので、切削時間を短縮することができる。また、切削領域を小さくすることができるので、回転軸５１の強度の低下を防止することができる。
　図１７に示されるように、周方向において、凹部５１ｂの位置における第１外周面５１ｃ及び第３外周面５１ｅの部分は湾曲した面である。第２外周面５１ｄは、例えば、軸線ｘに沿って延びる円筒面状又は略円筒面状の面であり、また、第３外周面５１ｅは、例えば、軸線ｘに沿って延びる円筒面状又は略円筒面状の面である。
　図１８に示されるように、凸部１５は、ロータ２の内周面１１に形成されている。凸部１５は、内周面１１から内周側に突出する部分であり、例えば図１８に示されるように、軸線ｘ方向に延びており、端面１３から、端面１３と端面１４との間の途中まで延在している。なお、凸部１５は、端面１４まで延在していてもよい。
　上述のように、ロータ２は樹脂材料で成形されるので、凸部１５が、端面１３から、端面１４との間の途中まで延在する構造、つまり軸線ｘ方向に小さく成形することが容易である。これによって、凸部１５を収容する凹部５１ｂの軸線ｘ方向長さを小さくすることができる。
　ロータ２の凸部１５が回転軸５１の凹部５１ｂに入るように、ロータ２の内部に回転軸５１の先端部５１ａを挿入することにより、回転軸５１に対するロータ２の周方向の位置が所定の位置となる。このように、本具体例においては、回転軸５１へのロータ２の固定の際の、回転軸５１に対するロータ２の周方向の位置決めが容易になっている。ロータ２が回転軸５１に固定された状態において、ロータ２の端面１４は、回転軸５１の段差面５１ｆに接触している。ロータ２が回転軸５１に固定された状態において、ロータ２の端面１４は、回転軸５１の段差面５１ｆに接触していなくてもよい。
　以上、上記実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に様々な変更又は改良を加えることができることが当業者には明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、上述の実施形態は、本発明が利用される利用対象を限定するものではなく、本発明はあらゆるものをその利用対象として含み得る。上記実施形態が備える各構成要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。例えば、本発明は、製造上の公差等の実施において発生する差を含むものである。また、技術的に矛盾しない範囲において、異なる実施形態で示した構成要素同士を部分的に置換し又は組み合わせることができる。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせることができる。
　例えば、金属体２０は、完全にロータ２の筒１０に埋められていなくてもよく、一部が筒１０の表面に露出していてもよい。同様に、ステータコイル３０は、完全にステータ３に埋められていなくてもよく、一部がステータ３の表面に露出していてもよい。
　１　角度センサ、２　ロータ、３，６，８　ステータ、４　金属体構造、５，７，９　ステータコイル構造、５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂ，９ａ，９ｂ　ステータコイル構造片、１０　筒、１１　内周面、１２　外周面、１３，１４　端面、１５　凸部、２０　金属体、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ　コイル（ステータコイル）、３１，３４　インシュレータ、３２　端部、３３，３６　突出部、３５　基部、３５ａ　内周面、３５ｂ　外周面、３５ｃ，３５ｄ　フランジ部、３５ｅ　側面、３７　段部、３７ａ　段差面、３７ｂ　凹部、３８　励磁回路、４０，４３　筒部、４０ａ，４３ａ　内周面、４０ｂ　外周面、４１　取付部、４２　保持部、４４　枠、５０　回転機器、５１　回転軸、５１ａ　先端部、５１ｂ　凹部、５１ｃ　第１外周面、５１ｄ　第２外周面、５１ｅ　第３外周面、５１ｆ，５１ｇ　段差面、５２　モータ、５３　ロータ、５４　ステータ、５５　フレーム、５５ａ　開口部、５５ｂ　端部、５６　軸受、５７　圧入リング、６０，６６　カバー、６１，６２　面、６３　ボス部、６４　突出部、６５　ボルト、６７　貫通孔、ｒ　径方向、ｘ　軸線、Ｗ１，Ｗ２　幅

Claims (18)

  1. 　筒と、前記筒に固定された複数の金属体を有するロータと、
    　前記筒の周方向に並んだ複数のコイルを有するステータと、
    　を備え、
    　前記筒の径方向において、前記ロータと前記ステータとは、対向している、
    　角度センサ。
  2. 　前記複数の金属体は、前記筒の軸線に沿って延びる金属体を備える、
    　請求項１に記載の角度センサ。
  3. 　前記ロータの複数の金属体は、前記筒の軸線方向に延在しており、また、前記筒の周方向に延在しており、前記ステータの複数のコイルに面する面を有している、
    　請求項２に記載の角度センサ。
  4. 　前記ステータの前記複数のコイルは夫々、前記筒の径方向の周りに巻かれた形状を有する、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の角度センサ。
  5. 　前記ロータの前記複数の金属体は、前記筒の内部に在る、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の角度センサ。
  6. 　前記ステータは、外部の装置に取り付けられる取付部を備える、
    　請求項１に記載の角度センサ。
  7. 　前記ロータの前記複数の金属体は、前記筒の軸線周りに環状の面に沿って並ぶように、環状に並んでおり、
    　前記ステータの前記複数のコイルは、前記筒の軸線周りに環状の他の面に沿って並ぶように、環状に並んでおり、
    　前記ロータの前記複数のコイルが沿う前記環状の面と、前記ステータの前記複数のコイルが沿う前記環状の他の面とは、前記筒の径方向において対向している、
    　請求項１に記載の角度センサ。
  8. 　前記ロータの軸線方向の寸法は、前記ステータの軸線方向の寸法よりも大きい、
    　請求項１に記載の角度センサ。
  9. 　前記ステータは、複数の突出部を備え、
    　前記複数のコイルは前記複数の突出部に巻かれている、
    　請求項１から８のいずれかに記載の角度センサ。
  10. 　前記ロータは、前記ステータの内側に配置されている、
    　請求項１から９のいずれかに記載の角度センサ。
  11. 　前記突出部は、径方向において、外側を向く、
    　請求項９に記載の角度センサ。
  12. 　請求項１から１１のいずれかに記載の角度センサと、
    　前記角度センサのロータに固定される回転軸と、
    　前記回転軸に固定されるロータと、ステータとを備えるモータと、
    　を備える、
    　回転機器。
  13. 　前記モータは、前記ロータと前記ステータとを収容するフレームと、
    　前記フレームの開口部を覆うカバーと、
    　を備え、
    　前記カバーに前記角度センサが固定されている、
    　請求項１２に記載の回転機器。
  14. 　前記カバーは、一対の背向する面を有しており、
    　前記一対の背向する面の一方が、前記開口部を覆い、
    　前記角度センサは、前記カバーの前記一対の面の一方又は他方に設けられている、
    　請求項１３に記載の回転機器。
  15. 　前記回転軸の外周面には、凹部が形成されており、
    　前記回転軸の外周面には、前記角度センサのロータが固定される、
    　請求項１２から１４のいずれかに記載の回転機器。
  16. 　前記回転軸は、第１外周面と、径方向における前記第１外周面の幅より小さい第２外周面と、径方向における前記第２外周面の幅より小さい第３外周面とを備え、
    　前記凹部は前記第２外周面に形成されている、
    　請求項１５に記載の回転機器。
  17. 　周方向において、前記凹部の位置における前記第１外周面及び前記第３外周面の部分は湾曲した面である、
    　請求項１６に記載の回転機器。
  18. 　前記角度センサのロータには、前記回転軸の凹部に収容される凸部が形成されている、
    　請求項１５に記載の回転機器。
     
PCT/JP2023/032931 2023-04-28 2023-09-08 角度センサ及び回転機器 WO2024224658A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023074933 2023-04-28
JP2023-074933 2023-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024224658A1 true WO2024224658A1 (ja) 2024-10-31

Family

ID=93255812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/032931 WO2024224658A1 (ja) 2023-04-28 2023-09-08 角度センサ及び回転機器

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024224658A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6247501A (ja) * 1985-08-27 1987-03-02 S G:Kk アブソリユ−ト回転位置検出装置
JPS6327701A (ja) * 1986-07-02 1988-02-05 コミツサリア　タ　レネルジ−　アトミ−ク 角位置決定装置
JP2002250663A (ja) * 2000-12-21 2002-09-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 回転センサ
JP2002357496A (ja) * 2001-03-28 2002-12-13 Furukawa Electric Co Ltd:The 回転センサとロータ
WO2009157307A1 (ja) * 2008-06-24 2009-12-30 多摩川精機株式会社 角度検出装置及びその製造方法
JP2013093983A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Toyota Motor Corp ステータ固定構造
JP2016070719A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 三菱電機株式会社 レゾルバ
WO2019142776A1 (ja) * 2018-01-18 2019-07-25 ミネベアミツミ株式会社 ステータ構造およびレゾルバ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6247501A (ja) * 1985-08-27 1987-03-02 S G:Kk アブソリユ−ト回転位置検出装置
JPS6327701A (ja) * 1986-07-02 1988-02-05 コミツサリア　タ　レネルジ−　アトミ−ク 角位置決定装置
JP2002250663A (ja) * 2000-12-21 2002-09-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 回転センサ
JP2002357496A (ja) * 2001-03-28 2002-12-13 Furukawa Electric Co Ltd:The 回転センサとロータ
WO2009157307A1 (ja) * 2008-06-24 2009-12-30 多摩川精機株式会社 角度検出装置及びその製造方法
JP2013093983A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Toyota Motor Corp ステータ固定構造
JP2016070719A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 三菱電機株式会社 レゾルバ
WO2019142776A1 (ja) * 2018-01-18 2019-07-25 ミネベアミツミ株式会社 ステータ構造およびレゾルバ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5709481B2 (ja) モータ
US7509883B2 (en) Torque detecting apparatus and manufacturing method thereof
US20120194024A1 (en) Brushless dc motor
JP5718081B2 (ja) 磁気センサユニットおよびエンコーダ付きモータ
US10958138B2 (en) Motor
JP3566677B2 (ja) 回転電機
US9391488B1 (en) Rotary body driving apparatus
JP2013021810A (ja) 回転電機
KR20150035911A (ko) 회전 전기
US20200251964A1 (en) Motor and air blowing device
WO2018037652A1 (ja) コンシクエントポール型の回転子、電動機および空気調和機
JP2016226178A (ja) モータ
JP2005061865A (ja) 可変リラクタンス型レゾルバ
JP2014033588A (ja) レゾルバ、モータ及びステータ
JP2013009573A (ja) モータ
US9515533B2 (en) Rotary body driving apparatus
WO2024224658A1 (ja) 角度センサ及び回転機器
JP2010025900A (ja) レゾルバロータの固定構造及びブラシレスモータ
JP2016226254A (ja) モータ
US20180226862A1 (en) Rotational position detection device and motor device
CN112564425A (zh) 马达以及马达的组装方法
US20220181933A1 (en) Rotor, motor, and electric power steering device
JP3517548B2 (ja) モータ
JP4520489B2 (ja) レゾルバ
JP6900653B2 (ja) ランデル型モータの製造方法