本發明涉及一種旋轉角檢測裝置，特別涉及該旋轉角檢測裝置的靈敏度的提高。

背景技術：

通常，在伺服電動機的旋轉位置檢測中使用的檢測器分為光學式和磁式。在通常構造的磁式檢測器中，通過利用磁檢測元件對來自在伺服電動機軸端面處安裝的磁鐵的磁場進行檢測，由此進行軸的角度檢測。

伺服電動機具有用于產生旋轉扭矩的電動機用磁鐵，為了確保磁場強度及降低成本，電動機軸使用構造用碳素鋼等磁性材料。因此，由電動機用磁鐵產生的磁場從電動機軸內穿過，從軸端漏出，成為漏磁通而到達至磁檢測元件的檢出范圍。由于由漏磁通形成的磁場并不是本來應該進行檢測的、來自檢測器用磁鐵的磁通，因此成為噪聲成分，成為角度檢測的誤差要因。然而，沒有用于對由來自電動機用磁鐵的磁場引起的噪聲成分進行去除的對策。

例如，在專利文獻1中公開了下述技術，即：為了防止磁體的缺口、或者破裂，隔著夾持器對產生應該進行檢測的磁場的磁體進行固定，與磁體相對地設置有磁檢測元件。

另外，在專利文獻2中公開了下述技術，即：在由鐵等磁性材料構成的轉子鐵芯的側面部，安裝產生應該進行檢測的磁場的永磁體，通過與轉子鐵芯相對地設置的霍爾ic，對轉子鐵芯的旋轉角進行檢測。

另外，在專利文獻3中公開了下述技術，即：由對產生應該進行檢測的磁場的磁鐵進行保持的、剖面“コ”子狀的磁性材料構成的旋轉部固定于旋轉軸，通過與磁鐵相對地設置的磁場檢測部而對旋轉軸的旋轉進行檢測。

專利文獻1：日本特開2011-160636號公報

專利文獻2：日本特開2001-59702號公報

專利文獻3：日本特開2012-230083號公報

技術實現要素：

然而，在上述專利文獻1、2、3的構造中，都存在下述問題，即，由于磁檢測元件的側部為開放的構造，因此由在上述旋轉中使用的電動機的磁鐵產生的磁場從旋轉軸的端面漏出，施加于磁檢測元件，成為噪聲成分。

另外，在專利文獻3的構造中，磁檢測元件是構造復雜、且用于產生檢測用磁場的磁鐵進行公轉的構造，公轉中心的偏移有可能成為檢測誤差的原因。并且，沒有對電動機用磁鐵的漏磁場做任何考慮，在相鄰地配置旋轉角檢測裝置的情況下，有時漏磁場的影響會波及到相鄰的磁檢測元件，存在無法相鄰地配置多個旋轉角檢測裝置的問題。

本發明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，得到一種能夠避免來自電動機用磁鐵的漏磁場的影響、避免檢測到噪聲成分的旋轉角檢測裝置。

為了解決上述的課題、實現目的，本發明具有：電動機軸；電動機用磁鐵，其相對于電動機軸隔開固定的間隔而配置；電動機托架，其對電動機軸進行支撐；檢測器用磁鐵，其載置于電動機軸的中心軸之上；磁檢測元件，其與檢測器用磁鐵相對地配置，對與電動機軸的旋轉相伴的檢測用磁鐵的磁場的變化進行檢測；以及導磁性引導部。特征在于，導磁性引導部抵接于電動機軸，且包圍對檢測器用磁鐵及磁檢測元件進行連接的磁通區域的周圍。

發明的效果

根據本發明，取得下述效果，即，能夠避免來自電動機用磁鐵的漏磁場的影響，避免檢測到噪聲成分。

附圖說明

圖1是示意地表示實施方式1的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖2是表示實施方式1的旋轉角檢測裝置的整體的圖。

圖3是示意地表示實施方式2的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖4是示意地表示實施方式3的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖5是示意地表示實施方式4的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖6是示意地表示實施方式5的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖7是示意地表示實施方式6的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖8是示意地表示實施方式7的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖9是示意地表示實施方式8的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

圖10是示意地表示通常的旋轉角檢測裝置的剖視圖。

具體實施方式

下面，基于附圖對本發明的實施方式涉及的旋轉角檢測裝置進行詳細說明。此外，本發明不限定于這些實施方式，能夠在不脫離其要旨的范圍內進行適當的變更。另外，在下面示出的附圖中，有時為了容易理解，各層或各部件的比例尺與現實不同，在各附圖之間也同樣存在該情況。另外，在剖視圖中，有時為了易于觀察附圖而不標注陰影線。此外，在下面的實施方式中，作為一個例子，說明一種安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處、對機器人的手腕部的旋轉角進行檢測的旋轉角檢測裝置，但關于對旋轉角進行檢測的對象，并不限定于工業用機器人，下面所示的旋轉角檢測裝置適用于全部旋轉的物體。

實施方式1.

圖1是示意地表示本發明的實施方式1涉及的旋轉角檢測裝置的剖視圖，圖2是表示實施方式1的旋轉角檢測裝置的整體的圖。實施方式1的旋轉角檢測裝置100安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。實施方式1的旋轉角檢測裝置100具有：電動機軸10；電動機用磁鐵20，其相對于電動機軸10隔開固定的間隔而配置；電動機托架30，其對電動機軸10進行支撐；檢測器用磁鐵40，其載置于電動機軸10的中心軸之上；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。并且，特征在于具有導磁性引導部10g，該導磁性引導部10g抵接于電動機軸10，且包圍對檢測器用磁鐵40及磁檢測元件50進行連接的磁通區域rh的周圍。導磁性引導部10g包圍對檢測器用磁鐵40和磁檢測元件50進行連接的磁通區域rh，將漏磁場向外側進行引導。檢測器用磁鐵40通過粘接劑而固定于電動機軸10的端面。

如圖2所示，旋轉角檢測裝置100安裝于伺服電動機的旋轉軸，對電動機軸10進行支撐，對電動機軸10的旋轉角進行檢測，其中，該電動機軸10經由軸承32而可滑動地配置于在電動機托架30的托架主體31a中心部設置的孔33。另外，在電動機軸10的下方，也設置有下部托架主體31b。下部托架主體31b也同樣在中心部設置孔33，經由插入于孔33的軸承32，對電動機軸10的下方支撐為能夠相對于電動機軸10進行滑動。另外，對導磁性引導部10g的上部進行覆蓋的罩部70通過螺絲71而相對于托架主體31a固定。

在實施方式1的旋轉角檢測裝置100中，由從電動機軸10的端面10t延長的延長部構成導磁性引導部10g。電動機軸10在從包含中心軸o的端面10t延長的延長部處具有凹部10r和將凹部10r包圍的壁部10w，在凹部10r配置檢測器用磁鐵40。

磁檢測元件50搭載于由在導磁性引導部10g的頂面10gu處設置的配線基板構成的控制基板60之上。利用控制基板60，對來自隨著電動機軸10的旋轉而進行旋轉的檢測器用磁鐵40的磁場hm進行檢測，通過控制基板60之上的檢測電路，對旋轉角進行檢測。

此外，受到來自電動機用磁鐵20的磁力，在電動機軸10之上，磁場成為漏磁通hi，在電動機軸10進行傳遞。然而，在本實施方式的旋轉角檢測裝置100中，從電動機軸10的端面10t延長的延長部構成了導磁性引導部10g，因此，如圖1所示，漏磁通hi高效地向外側擴散，被引導至上方，經過控制基板60而導出至外部。因此，漏磁通hi被高效地排出至外部，而沒有傳遞至與在電動機軸10的中心軸之上、相當于頂面10gu之上的區域處所設置的磁檢測元件50。

另外，關于壁部10w，通過將壁部10w的剖面面積設為充分大，從而能夠將來自電動機用磁鐵20的漏磁場hi高效地引導至導磁性引導部10g的頂面10gu。由此，能夠減少用于對漏磁場hi進行導出的磁阻，能夠作為磁通ho而釋放至外部，不對磁檢測元件50造成漏磁場i的影響。

壁部10w具有凹部10r向外部擴張的錐狀剖面。由此，能夠將漏磁場hi高效地引導至導磁性引導部10g的頂面10gu。因此，能夠減少用于對漏磁場hi進行導出的磁阻，能夠高效地進行釋放，而不會由磁檢測元件50檢測到漏磁場hi。

并且，壁部10w優選具有如圖1所示地壁部10w的厚度向外部擴張的錐狀剖面。通過該結構，能夠減少用于對漏磁場hi進行導出的磁阻，能夠將漏磁場hi高效地引導至導磁性引導部10g的頂面10gu。此外，雖然優選具有壁部10w的厚度向外部擴張的錐狀剖面，但只要是足以對漏磁場hi進行傳遞的厚度即可，也可以為固定厚度。

以形成從磁檢測元件50分離且連接至同一平面內的部位的形狀的方式，成為使電動機軸10的上端向外部擴張、并將內部挖空的圓錐狀，在內部，在形成于中心軸之上的平坦面處配置檢測器用磁鐵40，設為由圓錐狀的內壁包圍的形狀，由此，能夠防止從電動機用磁鐵20產生的磁場作為漏磁場hi而施加于磁檢測元件50。

與之相對地，在圖10所示的通常的旋轉角檢測裝置中，在電動機軸10的上端的端面配置有檢測器用磁鐵40。并且，與相對的磁檢測元件50之間為空氣層。因此，在來自電動機軸10的端面的漏磁場hi之中，沿橫向偏移而返回至下方的漏磁場hih進入至磁檢測元件50的可能性小，但將載置有檢測器用磁鐵40的端面貫穿的、垂直方向的漏磁場hiv會進入至磁檢測元件50，這成為噪聲電流的原因。

在實施方式1的旋轉角檢測裝置100中，將電動機軸10的上部設為形成有由圓錐狀的內壁包圍的凹部10r的形狀，將下述延長部設為導磁性引導部10g，該延長部具有由在電動機軸10的端面10t處使端面10t向外部擴張、并將內部挖空而得到的圓錐狀的內壁包圍的形狀。通過在由導磁性引導部10g包圍的、凹部10r的平坦面處配置檢測器用磁鐵40，由此能夠防止從電動機用磁鐵20產生的磁場作為漏磁場hi而施加于磁檢測元件50。檢測器用磁鐵40形成于電動機軸10的中心軸o之上。此外，如上述專利文獻1至3所述，在電動機軸端面的形狀為陡峭的角度的情況下，或者在薄壁的情況下，磁場不僅從電動機軸內穿過，而且還漏出至空氣中，因此有時產生朝向磁檢測元件的磁場成分，成為噪聲成分。

與之相對地，在實施方式1的旋轉角檢測裝置100中，能夠將來自電動機用磁鐵20的漏磁場hi高效地引導至導磁性引導部10g的頂面10gu，能夠作為磁通ho而釋放至外部，而磁檢測元件50不會受到漏磁場hi的影響。

實施方式2.

圖3是示意地表示本發明的實施方式2涉及的旋轉角檢測裝置100的剖視圖。實施方式2的旋轉角檢測裝置100安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。實施方式2的旋轉角檢測裝置100設置有稱為凸臺80的磁通路徑生成部，以取代由電動機軸10的延長部構成的導磁性引導部10g。特征在于，凸臺80由圓筒狀的金屬筒構成，抵接于電動機軸10的上端部的側面，且包圍對檢測器用磁鐵40及磁檢測元件50進行連接的磁通區域rh的周圍。其他結構與實施方式1相同，具有：檢測器用磁鐵40，其在電動機軸10的中心軸之上載置于端面10t；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。詳細結構與圖2所示的實施方式1的旋轉角檢測裝置100相同，在圖3中，與圖1相同地簡化而進行示出。對相同部位標注相同的標號，并省略說明。

通過上述結構，將凸臺80用作導磁性引導部，也能夠將來自電動機用磁鐵20的漏磁場hi高效地引導至凸臺80的頂面80u，能夠作為磁通ho而釋放至外部，而磁檢測元件50不會受到漏磁場hi的影響。

此外，如圖3所示，通過作為另設部件的凸臺80，實現在電動機軸10的端面10t的周圍安裝的導磁性引導部的形狀。由于無需將電動機軸10的端面10t設為復雜的形狀，因此能夠實現低成本化。凸臺80與電動機軸10的接合可以從壓入、固定螺栓方式、粘接方式等接合方式中任意選擇。

此外，在實施方式2的旋轉角檢測裝置100中，凸臺80固定于電動機軸10，搭載有磁檢測元件50的控制基板60相對于凸臺80不固定，因此具有間隙c1。來自間隙c1的漏磁場是可以忽視的程度。

實施方式3.

圖4是示意地表示本發明的實施方式3涉及的旋轉角檢測裝置100的剖視圖。實施方式3的旋轉角檢測裝置100安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。實施方式3的旋轉角檢測裝置100是實施方式2的旋轉角檢測裝置100的變形例，凸臺80未固定于電動機軸10，與電動機軸10之間具有微小的間隙c2。另一方面，搭載有磁檢測元件50的控制基板60固定于凸臺80的頂面80u。

因此，控制基板60與凸臺80的頂面80u之間不存在間隙，能夠抑制向磁通區域rh的侵入，能夠可靠地將漏磁場hi釋放至外部。其他結構與實施方式2的旋轉角檢測裝置100相同，包含電動機軸10的中心軸，具有：檢測器用磁鐵40，其載置于與中心軸正交的端面10t之上；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。詳細結構與圖2所示的實施方式1的旋轉角檢測裝置100相同，在圖4中，與圖3相同地簡化而進行示出。對相同部位標注相同的標號，并省略說明。

根據實施方式3的旋轉角檢測裝置100，能夠在由實施方式2的旋轉角檢測裝置100實現的效果的基礎上，由于凸臺80不進行旋轉，因而進一步降低對電動機軸10施加的負載。

實施方式4.

圖5是示意地表示本發明的實施方式4涉及的旋轉角檢測裝置100的剖視圖。實施方式4的旋轉角檢測裝置100安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。實施方式4的旋轉角檢測裝置100是實施方式2的旋轉角檢測裝置100的變形例，圓筒狀的支撐部80a和由向上方擴張的圓錐狀的筒狀體形成的圓錐部80b構成凸臺80，以取代圓筒狀凸臺。凸臺80通過圓筒狀的支撐部80a而固定于電動機軸10，通過作為圓錐狀的筒狀體的圓錐部80b而向外部擴張，將漏磁場hi引導至外部。

在本實施方式中，凸臺80通過圓錐部80b而向外部擴張，將漏磁場hi引導至對檢測器用磁鐵40及磁檢測元件50進行連接的磁通區域rh的外部，因此能夠更可靠地防止由磁檢測元件50檢測到漏磁場hi。

此外，在這里也是搭載有磁檢測元件50的控制基板60相對于凸臺80不固定，凸臺80固定于電動機軸10。因此，搭載有磁檢測元件50的控制基板60與凸臺80之間具有微小的間隙c1，另一方面，凸臺80固定于電動機軸10。

其他結構與實施方式2的旋轉角檢測裝置100相同，具有：檢測器用磁鐵40，其在電動機軸10的中心軸o之上，載置于與中心軸o正交的端面10t；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。對相同部位標注相同的標號，并省略說明。詳細結構與圖2所示的實施方式1的旋轉角檢測裝置100相同，在圖5中，與圖4相同地簡化而進行示出。

根據實施方式4的旋轉角檢測裝置100，能夠通過凸臺80高效地將漏磁場hi導出至外部。

此外，也可以使實施方式4的旋轉角檢測裝置100的凸臺80的形狀如實施方式3那樣，使凸臺80在與電動機軸之間具有微小的間隙c2而進行配置，將控制基板60固定于凸臺80。由此，由于凸臺80不進行旋轉，因此能夠取得降低對電動機軸10施加的負載這樣的效果。

實施方式5.

圖6是示意地表示本發明的實施方式5涉及的旋轉角檢測裝置100的剖視圖。實施方式5的旋轉角檢測裝置100安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。在實施方式2的旋轉角檢測裝置100中，作為凸臺80而設為如下結構，即：由圓筒狀的金屬筒構成，抵接于電動機軸10，且包圍對檢測器用磁鐵40及磁檢測元件50進行連接的磁通區域rh的周圍，但本實施方式的特征在于，使用具有底部80b和圓筒狀的側壁部80s的凸臺80，以取代圓筒狀的金屬筒。其他結構與實施方式2相同，具有：檢測器用磁鐵40，其在電動機軸10的中心軸o的延長線上，載置于凸臺80的底部80b之上；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。對相同部位標注相同的標號，并省略說明。

即，在實施方式5中設為如下結構，即，在實施方式2中使用的凸臺80處設置底部80b，在底部80b處安裝檢測器用磁鐵40。在實施方式1至4中，檢測器用磁鐵40通過粘接劑而固定于電動機軸10的端面10t，但在實施方式5中，將檢測器用磁鐵40粘接固定于作為小部件的凸臺80。

根據實施方式5的旋轉角檢測裝置100，在由實施方式2的旋轉角檢測裝置100實現的效果的基礎上，通過上述結構，還取得容易進行加工的效果。在電動機軸端面10t設置有中央孔，因此在檢測器用磁鐵40的粘接固定時，難以提高位置精度。因此，需要諸如對電動機軸10的端面10t追加平面加工等加工。根據實施方式5，通過將檢測器用磁鐵40粘接固定于作為另設部件的凸臺80，能夠容易地確保高可靠性。

另外，為了在粘接固定時確保高可靠性，確保附著面的清潔度是非常重要的。然而，由于在電動機組裝工序中使用膏脂等粘接劑，因此即使將電動機軸10單體洗凈，也難以確保電動機組裝后的電動機軸10的端面10t的清潔度。與之相對地，在實施方式5中，通過將檢測器用磁鐵40粘接固定于作為另設部件的凸臺80，能夠容易地確保高的可靠性。

并且，將通過粘接而對檢測器用磁鐵40進行固定的凸臺80安裝于電動機軸10，由此，預先將檢測器用磁鐵40安裝于凸臺80，將凸臺載置于電動機軸10的端面10t即可。因此，電動機的組裝工序被簡化，能夠實現低成本化。

此外，通過上述結構，將凸臺80用作導磁性引導部，也能夠將來自電動機用磁鐵20的漏磁場hi高效地引導至頂面80u，能夠作為磁通ho而釋放至外部，而磁檢測元件50不會受到漏磁場hi的影響。

此外，在前面敘述的實施方式中，對具有圓筒狀的剖面的凸臺80進行了說明，但當然也可以如實施方式3及4所示地，應用于圓筒狀的支撐部80a和由向上方擴張的圓錐狀的筒狀體形成的圓錐部80b構成的凸臺，以取代圓筒狀凸臺。

實施方式6.

圖7是示意地表示本發明的實施方式6涉及的旋轉角檢測裝置的剖視圖。實施方式6的旋轉角檢測裝置100也安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。實施方式6的旋轉角檢測裝置100為，在實施方式1的由電動機軸10的延長部構成的導磁性引導部10g的對凹部10r進行包圍的內壁處，形成有由導磁率低的鉍層構成的屏蔽薄膜12。其他結構與所述實施方式1相同，具有：檢測器用磁鐵40，其載置于電動機軸10的中心軸之上；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。對相同部位標注相同的標號，并省略說明。

通過上述結構，也能夠利用屏蔽薄膜12將來自電動機用磁鐵20的漏磁場hi更高效地引導至電動機軸10的延長部即導磁性引導部10g的頂面10gu，能夠作為磁通ho而釋放至外部，而磁檢測元件50不會受到漏磁場hi的影響。

此外，作為屏蔽薄膜12，并不限定于鉍層，可以應用銅、銀、鉛、鉍等具有比空氣低的導磁率的金屬薄膜。

另外，本實施方式的屏蔽薄膜12也可以應用于實施方式1至5的結構。

實施方式7.

圖8是示意地表示本發明的實施方式7涉及的旋轉角檢測裝置的剖視圖。實施方式7的旋轉角檢測裝置100也安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。實施方式7的旋轉角檢測裝置100為，在實施方式1的由電動機軸10的延長部構成的導磁性引導部10g的內部，沿長邊方向形成有由導磁率較高的導磁性層16構成的引導層。導磁性引導部10g是由金屬制的層狀構造體11形成的，在該層狀構造體11的內部，呈層狀地夾入有由導磁率高的超合金層構成的導磁性層16。其他結構與所述實施方式1相同，具有：檢測器用磁鐵40，其在電動機軸10的中心軸o之上，載置于與中心軸o正交的端面10t；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。對相同部位標注相同的標號，并省略說明。

通過上述結構，也能夠利用導磁性層16將來自電動機用磁鐵20的漏磁場hi更高效地引導至電動機軸10的延長部即導磁性引導部10g的頂面10gu，能夠作為磁通ho而釋放至外部，而磁檢測元件50不會受到漏磁場hi的影響。

此外，作為導磁性層16，并不限定于超合金層，可以應用鐵、碳素鋼、軟鐵、鎳、鈷、鈀等導磁率比周邊層高的金屬。

另外，本實施方式的導磁性引導部的結構也可以應用于實施方式1至6的結構。

實施方式8.

圖9是示意地表示本發明的實施方式8涉及的旋轉角檢測裝置的剖視圖。實施方式8的旋轉角檢測裝置100也安裝在用于工業用機器人的手腕部的旋轉驅動的伺服電動機處，對旋轉角進行檢測。在實施方式8的旋轉角檢測裝置100中，在電動機軸10的頂面10u形成凹部10r，在凹部10r形成檢測器用磁鐵40，并且安裝有搭載了磁檢測元件50的控制基板60，以使得對凹部10r進行覆蓋。其他結構與所述實施方式1相同，具有：檢測器用磁鐵40，其在電動機軸10的中心軸o之上，載置于與中心軸o正交的面；以及磁檢測元件50，其與檢測器用磁鐵40相對地配置。

通過上述結構，也能夠避免來自電動機用磁鐵20的漏磁場hi侵入至應該進行測定的磁通區域rh，更高效地引導至電動機軸10的頂面10u，能夠作為磁通ho而釋放至外部，而磁檢測元件50不會受到漏磁場hi的影響。

對本發明的幾個實施方式進行了說明，但這些實施方式僅作為例子而進行提示，并不旨在限定本發明的范圍。這些新的實施方式可能通過其他各種方式而實施，在不脫離發明的主旨的范圍內，能夠進行各種省略、置換以及變更。這些實施方式及其變形包含于發明的范圍內，并且包含于權利要求書中記載的發明及其同等的范圍內。

標號的說明

10電動機軸，10g導磁性引導部，10t端面，10u、10gu頂面，10r凹部，10w壁部，12屏蔽薄膜，16導磁性層，20電動機用磁鐵，30電動機托架，31a托架主體，31b下部托架主體，32軸承，33孔，40檢測器用磁鐵，50磁檢測元件，60控制基板，80凸臺，80a圓筒狀的支撐部，80b圓錐部，80u頂面，80b底部，80s側壁部，hm來自檢測器用磁鐵的磁場，hi漏磁場。