(57)【要約】【課題】  少ない消費電力で大きな検出信号を出力できる回転検出装置を提供する。【解決手段】  この回転検出装置は、多数のセンサ素子５ａを有する磁気センサアレイと、この磁気センサアレイに対面して回転しその回転中心周りの円周方向異方性を有する磁気発生手段とを備える。読み出し用の回路１１として、磁気センサアレイを構成する多数のセンサ素子５ａを順次選択して駆動し、流れた電流から信号成分を抽出し、電圧に変換して読み出す回路を設ける。この回路１１は、例えばスイッチトカレント方式、またはカレントミラー方式で構成する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサアレイと、この磁気センサアレイに対面して回転しその回転中心周りの円周方向異方性を有する磁気発生手段とを備えた回転検出装置において、前記磁気センサアレイを構成する多数のセンサ素子を順次選択して駆動し、流れた電流から信号成分を抽出し、電圧に変換して読み出す回路を搭載したことを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記電圧に変換して読み出す回路が、スイッチトカレント方式で構成される、差電流成分を取り出す回路方式のものである回転検出装置。
【請求項３】
請求項１において、前記電圧に変換して読み出す回路が、カレントミラー方式で構成される、差電流成分を取り出す回路方式のものである回転検出装置。
【請求項４】
請求項１において、前記電圧に変換して読み出す回路は、前記流れた電流から抽出した信号成分である差電流成分を、キャパシタを用いた積分回路によって電圧に変換するものである回転検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回転検出装置を備えた回転検出装置付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種の機器における回転検出、例えば小型モータの回転制御のための回転検出や、事務機器の位置検出のための回転検出に用いられる回転検出装置、およびその回転検出装置を備えた軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の機器に組み込み可能で、かつ高精度の回転角度検出が可能な回転角度検出装置として、センサアレイを用いるものが提案されている（例えば特許文献１）。これは、磁気センサ素子を多数並べたセンサアレイを、信号増幅回路、ＡＤ変換回路、およびデジタル信号処理回路と共にセンサチップに集積し、このセンサチップを、回転側部材に配置される磁石ヘッドに対向配置したものである。磁石ヘッドの発生する磁界分布を磁気センサアレイが検出し、その分布から磁石の回転角度が検出される。
また、上記センサアレイにおける磁気センサ素子を並列化してオフセットばらつき量を低減することにより、角度検出精度の悪化低減を図るようにしたものも提案されている（例えば特許文献２）。
【０００３】
上記磁気センサ素子としては、ＭＡＧＦＥＴが用いられる。これは、素子に垂直な方向の磁界を受けると２つのドレイン端子を流れる電流にアンバランスが生じるという特性を有し、これら両電流の差が検出すべき磁気信号となる。しかし、この磁気センサ素子に発生する差電流はごく僅かであるため、増幅の必要がある。
【０００４】
このような磁気センサ素子ＭＡＧＦＥＴを使用した磁気検出回路の報告例として、センサ素子の両端子から得られる電流を差電流に変換し、この差電流をＯＰアンプを使用して電圧信号に変換するようにしたものがある（例えば非特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１４８９９９号公報
【特許文献２】特開２００４−０３７１３３号公報
【非特許文献１】シェンユアン  リュー，ジャン  ファン  ウェイ，ゴウ  ミン  サン（Ｓhen-Ｉuan Ｌiu, Ｊian-Ｆan  Ｗei, and Ｇuo- Ｍing Ｓung,）共著、「ＭＡＧＦＥＴのＳＰＩＣＥマクロモデルとその適用」（“ＳＰＩＣＥ  Ｍacro  Ｍodel for  ＭＡＧＦＥＴ and its  Ａpplications ”）, ＩＥＥＥトランス回路およびシステム II,アナログおよびデジタル信号処理（ＩＥＥＥ  Ｔrans．Ｃircuits and Ｓystems II,Ａnalog and Ｄigital  Ｓignal Ｐrocessing),vol46,4,1999.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、非特許文献１の回路は信号の扱いがシングルエンド方式のものであり、ノイズの影響を受けやすいと共に、差電流が小さいときには増幅率が不足するという問題点がある。同文献１の回転検出装置においては、以下の要求を満たす必要がある。
センサアレイの信号をデジタル信号に変換して角度を計算する構成を採る場合、センサ信号を少なくとも１〜２Ｖ程度の振幅に増幅してＡＤ変換回路に入力する必要があるため、十分な増幅率と動作速度で電圧に変換できる構成の信号読み出し回路が必要である。
【０００６】
この発明の目的は、少ない消費電力で十分な大きさの検出信号を出力できる回転検出装置、およびこの回転検出装置を備えた軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の回転検出装置は、磁気センサアレイと、この磁気センサアレイに対面して回転しその回転中心周りの円周方向異方性を有する磁気発生手段とを備えた回転検出装置において、磁気センサアレイを構成する多数のセンサ素子を順次選択して駆動し、流れた電流から信号成分を抽出し、電圧に変換して読み出す回路を搭載したことを特徴とする。
この構成によると、前記回路により、磁気センサアレイを構成する多数の磁気センサ素子を順次選択して信号を読み出すため、センサ素子に供給する電流は１素子分の電流で済む。そのため、少ない消費電力で大きな検出信号を出力できる。
【０００８】
前記電圧に変換して読み出す回路は、スイッチトカレント方式で構成される、差電流成分を取り出す回路方式のものとしても良い。この構成の場合、外部磁界によって発生する微小なセンサ電流の変化を、差電流成分だけにして取り出すことができる。
【０００９】
前記電圧に変換して読み出す回路は、カレントミラー方式で構成される、差電流成分を取り出す回路方式のものであっても良い。この構成の場合も、外部磁界によって発生する微小なセンサ電流の変化を、差電流成分だけにして取り出すことができる。
【００１０】
前記電圧に変換して読み出す回路は、前記流れた電流から抽出した信号成分を、キャパシタを用いた積分回路によって電圧に変換するものとしても良い。この構成の場合、後段でのＡ／Ｄ変換や信号処理に必要な十分な振幅の電圧信号を得ることができる。さらに、積分回路のキャパシタ容量値を適切に設定すれば、ごく短い充電時間で大きな電圧信号への変換が可能であり、高速で十分な増幅率を持ったセンサ信号読み出し回路を構成することができる。
【００１１】
この発明の回転検出装置付き軸受は、この発明における上記いずれかの構成の回転検出装置を備えたものである。その場合に、磁気発生手段は回転側軌道輪に、磁気センサアレイは静止側軌道輪にそれぞれ配置する。
このように、軸受に回転検出装置を一体化することで、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。その場合に、回転検出装置は、上記のように小型で高精度な回転角度出力が可能であるため、ミニアチュア軸受等の小型の軸受においても、満足できる回転角度出力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の回転検出装置は、磁気センサアレイと、この磁気センサアレイに対面して回転しその回転中心周りの円周方向異方性を有する磁気発生手段とを備えた回転検出装置において、前記磁気センサアレイを構成する多数のセンサ素子を順次選択して駆動し、流れた電流から信号成分を抽出し、電圧に変換して読み出す回路を搭載したため、少ない消費電力で大きな検出信号を出力できる。
この発明の回転検出装置付き軸受は、この発明における回転検出装置を軸受に設けたため、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１は、この実施形態の回転検出装置の原理構成を示す。回転側部材１および非回転側部材２は、相対的に回転する回転側および非回転側の部材のことである。この回転検出装置３は、回転側部材１に配置された磁気発生手段である磁石４と、非回転側部材２に配置された磁気センサアレイ５と、この磁気センサアレイ５の出力から磁石４の回転角度を算出する角度算出手段６とを備える。磁気センサアレイ５は、磁石４に対して僅かな隙間を隔てて配置される。
【００１４】
磁石４は、発生する磁気が回転側部材１の回転中心Ｏの周りの円周方向異方性を有するものであり、永久磁石の単体、あるいは永久磁石と磁性材の複合体からなる。ここでは、磁石４は、１つの永久磁石７を２つの磁性体ヨーク８，８で挟んで一体化したものとされて、概形が二叉のフォーク状とされ、一方の磁性体ヨーク８の一端がＮ磁極、他方の磁性体ヨーク８の一端がＳ磁極となる。この磁石４は、回転側部材１の回転中心Ｏが磁石４の中心と一致するように回転側部材１に取付けられ、回転側部材１の回転によって上記回転中心Ｏの周りをＮ磁極およびＳ磁極が旋回移動する。
【００１５】
磁気センサアレイ５は磁石４の磁気を検出するセンサであって、回転側部材１の回転中心Ｏの軸方向に向けて磁石４に対向するように、非回転側部材２に配置される。ここでは、磁気センサアレイ５は、図２のように一つの半導体チップ９の面上に、仮想の矩形の４辺における各辺に沿って配置され、各辺のセンサ列５Ａ〜５Ｄにおける磁気センサ素子５ａは各列方向に並べて構成される。この場合、前記矩形の中心は、回転側部材１の回転中心Ｏに一致する。このように磁気センサアレイ５が形成された半導体チップ９は、その素子形成面が前記磁石４と対向するように非回転側部材２に取付けられる。半導体チップ９はシリコンチップである。
【００１６】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に、前記磁気センサ素子５ａの構造を、平面、断面図、および斜視図で示している。この磁気センサ素子５ａはＭＡＧＦＥＴ（電界効果トランジスタ型の磁気センサ素子）からなり、ｐ−Ｓｉ基板３２の表層に形成されたソース領域３３とドレイン領域３４の間に酸化膜３５を介してゲート電極３６を形成して構成される。ドレイン領域３４は、互いに離れた２つの領域３４1 ，３４2 に分割されていて、それぞれの分割領域３４1 ，３４2 にドレイン端子Ｄ１，Ｄ２が設けられている。
この磁気センサ素子５ａでは、ソース領域３３からドレイン領域３４に向かって流れる電子ｅ- にローレンツ力が働き、磁界Ｂz の強さに応じてドレイン端子Ｄ１，Ｄ２に流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 が変化することから、センサ素子５ａに印加されている磁界Ｂz の強さを検出する。
【００１７】
図１，図２における角度算出手段６は集積回路からなり、半導体チップ９上に、磁気センサアレイ５と共に集積されている。角度算出手段６は、磁気センサアレイ５の矩形配置の内部に配置される。これにより、磁気センサアレイ５および角度算出手段６をコンパクトに配置することができる。
【００１８】
図２は、角度算出手段６からアブソリュート出力を得るものとした場合の、上記半導体チップ９上での回路の概念構成例を示す。各センサ列５Ａ〜５Ｄと角度算出手段６との間には、各磁気センサ素子５ａから検出信号を増幅して読み出すセンサ信号読み出し回路１１と、読み出されたアナログ出力をディジタル化するＡ／Ｄ変換回路１２がそれぞれ配置される。角度算出手段６は、前記各Ａ／Ｄ変換回路１２のディジタル出力からノイズを除去する空間フィルタ部１３と、この空間フィルタ部１３の出力から磁界分布のゼロクロスを検出するゼロ検出部１４と、このゼロ検出部１４の出力から磁石４の回転角度を算出する角度算出部１５とを有する。前記空間フィルタ部１３は、磁気センサアレイ５の出力に対してディジタルフィルタを掛けることでセンサばらつきによるノイズを低減する機能を有するものであり、例えばくし形フィルタが用いられる。
【００１９】
図４および図５は、角度算出部１５による角度算出処理の説明図である。図４（Ａ）〜（Ｄ）は、回転側部材１が回転している時の磁気センサアレイ５の各センサ列５Ａ〜５Ｄによる出力波形図を示し、それらの横軸は各センサ列５Ａ〜５Ｄにおけるセンサ素子５ａを、縦軸は検出磁界の強度をそれぞれ示す。
【００２０】
いま、図５に示す位置Ｘ１とＸ２に磁気センサアレイ５の検出磁界のＮ磁極とＳ磁極の境界であるゼロクロス位置があるとする。この状態で、磁気センサアレイ５の各センサ列５Ａ〜５Ｄの出力が、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示す信号波形となる。したがって、ゼロクロス位置Ｘ１，Ｘ２は、センサ列５Ａ，５Ｃの出力から直線近似することで算出できる。
角度計算は、次式（１）で行うことができる。
θ＝ｔａｎ-1（２Ｌ／ｂ）      ……（１）
ここで、θは、磁石４の回転角度θを絶対角度（アブソリュート値）で示した値である。２Ｌは、矩形に並べられる各磁気センサアレイ５の１辺の長さである。ｂは，ゼロクロス位置Ｘ１，Ｘ２間の横方向長さである。
ゼロクロス位置Ｘ１，Ｘ２がセンサ列５Ｂ，５Ｄにある場合には、それらの出力から得られるゼロクロス位置データにより、上記と同様にして回転角度θが算出される。
【００２１】
図６（Ａ）は、上記センサ信号読み出し回路１１の回路構成の一例を示す。このセンサ信号読み出し回路１１は、磁気センサアレイ５を構成する各磁気センサ素子（ＭＡＧＦＥＴ）５ａを、その配列順序にしたがって個別に順次選択し、その出力電流を電圧に変換して読み出すものであって、電源供給回路１６と電流積分回路１７とを備える。
【００２２】
電源供給回路１６はスイッチトカレント方式によって構成されている。この電源供給回路１６は、一端が電源端子に、他端が１本の読み出し配線ｌoPに接続されたトランジスタＱ1 ，Ｑ2 の直列回路部１８と、一端が電源端子に、他端が他の１本の読み出し配線ｌoMに接続されたトランジスタＱ3 ，Ｑ4 の直列回路部１９とを有する。前記トランジスタＱ1 ，Ｑ3 のゲートには、一端が電源端子に接続されたバイアス供給用のキャパシタＣm の他端が接続され、これらゲートと前記読み出し配線ｌoP，ｌoMとは、スイッチＭＥＭ，ＲＳＴを介して接続されている。前記読み出し配線ｌoP，ｌoMは、選択用スイッチトランジスタＳＥＬ−ＳＷを介して各磁気センサ素子（ＭＡＧＦＥＴ）５ａに接続されている。
【００２３】
電流積分回路１７は、ＯＰアンプ２０、キャパシタＣ、およびスイッチＲＳＴを有する全差動増幅回路からなり、その２つの入力端子はスイッチＳample を介して前記読み出し配線ｌoP，ｌoMに接続されている。
【００２４】
以下、上記センサ信号読み出し回路１１の動作を説明する。この回路における各スイッチは、図６（Ｂ）にタイミング図で示したタイミングで動作する。ただし、このタイミング図において、信号レベルがハイレベル（以下Ｈと記述する）のときスイットがオンするものとして示してある。
まず、多数の磁気センサ素子５ａのうちの１つを選択するセレクト信号ＳＥＬがＨとなる。そのとき、スイッチＭＥＭ，ＲＳＴがオンとなる。この状態の回路を図７（Ａ）に示す。選択された磁気センサ素子５ａは、与えられたバイアス電圧Ｖbsによって一定電流を流す状態になっており、ここでは２つのドレイン端子の合計電流が２Ｉo となる状態になっている。磁気センサ素子５ａに磁界が印加されていると、２つのドレイン端子電流にはアンバランスが生じるため、読み出し配線ｌoP，ｌoMにはそれぞれＩo ＋ΔＩ，Ｉo −ΔＩの電流が流れることになる。
【００２５】
一方、電源供給回路１６側はスイッチＭＥＭ，ＲＳＴがオンであるため、両読み出し配線ｌoP，ｌoMはショート状態となっている。また、トランジスタＱ1 ，Ｑ3 のゲートが読み出し配線ｌoP，ｌoMに接続されているため、電源供給回路１６はダイオード接続になっていて、磁気センサ素子５ａに流れる合計電流２Ｉo を供給する状態になる。すなわち、トランジスタＱ1 ，Ｑ3 のゲート端子電圧Ｖg は、読み出し配線ｌoP，ｌoMと同電位になり、左右の直列回路部１８，１９にはそれぞれ電流Ｉo が流れる状態となっている。
電流積分回路１７ではスイッチＳample がオフしているため、電源供給回路１６とは切り離されており、キャパシタＣの両端がスイッチＲＳＴによってショートされ、リセット状態となっている。
【００２６】
この状態で重要なことは、電源供給回路１６のトランジスタＱ1 ，Ｑ3 のゲート端子にはキャパシタＣm が接続されていて、ゲート電圧Ｖg が記憶されていることである。この状態からスイッチＭＥＭがオフとなっても、キャパシタＣm に記憶された電圧Ｖg によって電源供給回路１６の状態が維持され、左右の直列回路部１８，１９には電流Ｉo がそれぞれ流れ続ける状態となる。
【００２７】
ここで、スイッチＳample をオンにすると、読み出し配線ｌoP，ｌoMに電流積分回路１７が接続され、その後スイッチＲＳＴをオフにすることで差電流がキャパシタＣに蓄積される状態となる。この状態を図８（Ａ）に示す。上述したように、電源供給回路１６は左右の直列回路部１８，１９に電流Ｉo を供給する状態で動作しているが、磁気センサ素子５ａの電流はそれぞれＩo ＋ΔＩ，Ｉo −ΔＩであるため、両者の差＋ΔＩ，−ΔＩが電流積分回路１７に入力されることになる。電流積分回路１７はスイッチＲＳＴをオフにしたところから蓄積動作を開始し、スイッチＳample がオフするまで蓄積を行う。充電時間Δｔを制御することによって、出力される電圧Ｖout を制御することができる。
【００２８】
すなわち、Δｔの間積分動作を行うことによって、
Ｖout ＝２×Δｔ×ΔＩ／Ｃ……（２）
の電圧が発生する。
微小な差電流ΔI が１μＡのとき、キャパシタＣを１ｐＦ、Δｔを０．５μｓとすれば、Ｖout ＝１Ｖの電圧を得ることができる。なお、図６（Ａ）では電流積分回路１７を全差動増幅回路で構成した例を示しているが、図９のように単純にキャパシタＣへ充電を行う回路構成としても良い。
【００２９】
このように、この回転検出装置３では、磁気センサアレイ５を構成する多数の磁気センサ素子５ａを順次選択し、流れた電流から信号成分を抽出し、電圧に変換して読み出すセンサ信号読み出し回路１１を設けているので、磁気センサ素子５ａに供給する電流は１素子分の電流で済む。そのため、消費電流を小さく抑えつつ検出信号を読み出すことができる。
【００３０】
この実施形態では、センサ信号読み出し回路１１の電源供給回路１６をスイッチトカレント方式としているので、外部磁界によって発生する微小なセンサ電流の変化を、差電流成分だけにして取り出すことができる。また、抽出した差電流成分を、キャパシタＣを用いた電流積分回路１７で一定時間の充電を行い電圧信号に変換するものとしているので、後段でのＡ／Ｄ変換や信号処理に必要な十分な振幅の電圧信号を得ることができる。さらに、電流積分回路１７のキャパシタ容量値を適切に設定すれば、ごく短い充電時間で大きな電圧信号への変換が可能であり、高速で十分な増幅率を持ったセンサ信号読み出し回路１１を構成することができる。
【００３１】
図１０（Ａ）は、上記センサ信号読み出し回路１１の回路構成の他の例を示す。このセンサ信号読み出し回路１１において、磁気センサ素子５ａと読み出し配線ｌoP，ｌoMとの接続構成および電流積分回路１７の構成は図６（Ａ）の場合と同じである。ここでは、電源供給回路をカレントミラー方式とした点が図６（Ａ）の場合と異なる。すなわち、このセンサ信号読み出し回路１１における電源供給回路１６Ａは、読み出し配線ｌoPに接続される第１の回路部２１と、読み出し配線ｌoMに接続される第２の回路部２２とでなる。
【００３２】
第１の回路部２１は、電源端子と読み出し配線ｌoPとの間に介在するトランジスタＱ11，Ｑ12からなるダイオード接続されたｐＭＯＳ回路２３と、カレントミラー回路２５Ａ，２５Ｂ、２６Ａ，２６Ｂとでなる。カレントミラー回路２５Ａ，２５Ｂは、ｐＭＯＳ回路２３のトランジスタＱ11，Ｑ12のゲートとそれぞれのゲートが接続されたトランジスタＱ13，Ｑ14およびトランジスタＱ15，Ｑ16からなり、一端が電源端子に接続されている。カレントミラー回路２６Ａ，２６Ｂは、上記カレントミラー回路２５Ａ，２５Ｂの他端とアースとの間に介在するトランジスタＱ17，Ｑ18およびトランジスタＱ19，Ｑ20からなるｎＭＯＳ回路構成のものとされている。
【００３３】
第２の回路部２２は、電源端子と読み出し配線ｌoMとの間に介在するトランジスタＱ21，Ｑ22からなるダイオード接続されたｐＭＯＳ回路２４と、カレントミラー回路２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂとでなる。カレントミラー回路２７Ａ，２７Ｂは、上記トランジスタＱ21，Ｑ22のゲートとそれぞれのゲートが接続されたトランジスタＱ23，Ｑ24およびトランジスタＱ25，Ｑ26からなり、一端が電源端子に接続されている。カレントミラー回路２８Ａ，２８Ｂは、カレントミラー回路２７Ａ，２７Ｂの他端とアースとの間に介在するトランジスタＱ27，Ｑ28およびトランジスタＱ29，Ｑ30からなるｎＭＯＳ回路構成のものとされている。
【００３４】
カレントミラー回路２５Ｂの他端はカレントミラー回路２８Ｂの他端に、カレントミラー回路２６Ｂの他端はカレントミラー回路２７Ｂの他端にそれぞれ接続される。カレントミラー回路２７Ｂ，２８Ｂの各他端はスイッチＳample を介して電流積分回路１７に接続される。この回路における各スイッチは、図１０（Ｂ）にタイミング図で示したタイミングで動作する。
【００３５】
上記回路において、ｐＭＯＳ回路２３，２４は選択された磁気センサ素子５ａに流れる電流を供給する状態になり、それぞれＩo ＋ΔＩ，Ｉo −ΔＩの電流を流す状態となる。これらの回路２３，２４に接続されたカレントミラー回路２５Ａ，２５Ｂ，２７Ａ，２７Ｂは、ｐＭＯＳ回路２３，２４に流れる電流と同じ電流を発生する電流源回路となる。これらカレントミラー回路２５Ａ，２５Ｂ，２７Ａ，２７Ｂに接続されたカレントミラー回路２６Ａ，２６Ｂ，２８Ａ，２８Ｂも、同じ電流を発生する電流源回路となる。カレントミラー回路２８Ｂの他端からは＋２ΔI が、カレントミラー回路２７Ｂの他端からは−２ΔI が、それぞれ電流積分回路１７に出力されることになる。
【００３６】
電流積分回路１７では、図１０（Ｂ）のタイミング図のようにスイッチを動作させる。スイッチＳample がオンの状態でスイッチＲＳＴをオフにすると、電流積分回路１７が積分動作を開始し、スイッチＳample をオフにするまで積分が行われる。図６（Ａ）の回路の場合と同様に、Δｔの時間積分動作を行うことによって電圧Ｖout が発生する。この場合、ΔＩが１μＡのとき、キャパシタＣを１ｐＦ、Δｔを０．５μｓとすれば、Ｖout ＝２Ｖの電圧を得ることができる。
このセンサ信号読み出し回路１１の場合も、電流積分回路１７を全差動増幅回路で構成した例を示しているが、図９のように単純にキャパシタＣへ充電を行う回路構成としても良い。
【００３７】
このように、センサ信号読み出し回路１１の電源供給回路１６Ａをカレントミラー方式とした場合も、外部磁界によって発生する微小なセンサ電流の変化を、差電流成分だけにして取り出すことができる。
【００３８】
図１１は、上記実施形態の回転検出装置３を転がり軸受に組み込んだ例を示す。この転がり軸受３０は、内輪４１と外輪４２の転走面間に、保持器４３に保持された転動体４４を介在させたものである。転動体４４はボールからなり、この転がり軸受３０は深溝玉軸受とされている。
回転軸３１が嵌合する内輪４１は、転動体４４を介して外輪４２に支持されている。外輪４２は、軸受使用機器のハウジング（図示せず）に設置されている。
【００３９】
内輪４１には、磁石取付部材４６が取付けられ、この磁石取付部材４６に磁石４が取付けられている。磁石取付部材４６は、内輪４１の一端の内径孔を覆うように設けられ、外周縁に設けられた円筒部４６ａを、内輪４１の肩部外周面に嵌合させることにより、内輪４１に取付けられている。また、円筒部４６ａの近傍の側板部が内輪４１の幅面に係合して軸方向の位置決めがなされている。
【００４０】
外輪４２にはセンサ取付部材４７が取付けられ、このセンサ取付部材４７に、図１の磁気センサアレイ５および角度算出手段６の集積された半導体チップ９が取付けられている。また、このセンサ取付部材４７に、角度算出手段６の出力を取り出すための出力ケーブル４８が取付けられている。センサ取付部材４７は、外周部の先端円筒部４７ａを外輪４２の内径面に嵌合させ、この先端円筒部４７ａの近傍に形成した鍔部４７ｂを外輪４２の幅面に係合させて軸方向の位置決めがなされている。
【００４１】
このように、転がり軸受３０に回転検出装置３を一体化することで、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。その場合に、回転検出装置３は、上記のように小型で高精度な回転角度出力が可能であるため、小径軸受等の小型の軸受においても、満足できる回転角度出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態に係る回転検出装置の概念構成を示す斜視図である。
【図２】同回転検出装置における半導体チップ上の回路構成例を示すブロック図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は同回転検出装置における磁気センサ素子の平面図、断面図、および斜視図である。
【図４】磁気センサアレイの出力を示す波形図である。
【図５】角度算出手段による角度算出処理の説明図である。
【図６】（Ａ）は同回転検出装置における信号読み出し回路の一例を示す回路図、（Ｂ）は同回路の動作を示すタイミング図である。
【図７】（Ａ）は同回路のセンサ素子セレクト時の動作状態を示す回路図、（Ｂ）はその動作時を示すタイミング図である。
【図８】（Ａ）は同回路の信号読み出し時の動作状態を示す回路図、（Ｂ）はその動作時を示すタイミング図である。
【図９】同回路における積分回路部の他の回路例を示す回路図である。
【図１０】（Ａ）は信号読み出し回路の他の例を示す回路図、（Ｂ）は同回路の動作を示すタイミング図である。
【図１１】この発明の実施形態の回転検出装置を転がり軸受に組み込んだ例の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
３…回転検出装置
４…磁石（磁気発生手段）
５…磁気センサアレイ
５ａ…磁気センサ素子
１１…センサ信号読み出し回路
１６，１６Ａ…電源供給回路
１７…電流積分回路
３０…転がり軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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