(57)【要約】【課題】多回転絶対角度検出を精度良く行うことができる多回転絶対角度検出機構を提供する。【解決手段】  この多回転絶対角度検出機構Ａは、回転体３０の回転を減速する減速機構２と、この減速機構２の出力部７の回転を検出する多回転検出部３と、前記回転体３０の回転を検出する１回転検出部１８とを備える。これら多回転検出部３および１回転検出部１８の被検出部１４，１９は磁気エンコーダからなる。多回転検出部３と１回転検出部１８との間の漏洩磁束の影響を遮蔽する磁気シールド２７を設ける。【選択図】      図１
2006349541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転を減速する減速機構と、この減速機構の出力部の回転を検出する多回転検出部と、前記回転体の回転を検出する１回転検出部とを備え、これら多回転検出部および１回転検出部の被検出部を磁気エンコーダとした多回転絶対角度検出機構において、
前記多回転検出部と１回転検出部との間の漏洩磁束の影響を遮蔽する磁気シールドを設けたことを特徴とする多回転絶対角度検出機構。
【請求項２】
回転体の回転を減速する減速機構と、この減速機構の出力部の回転を検出する多回転検出部と、前記回転体の回転を検出する１回転検出部とを備え、これら多回転検出部および１回転検出部の被検出部を磁気エンコーダとした多回転絶対角度検出機構において、
前記多回転検出部の磁気エンコーダと１回転検出部の磁気エンコーダとの間に、磁気シールド用の磁性体を設けたことを特徴とする多回転絶対角度検出機構。
【請求項３】
回転体の回転を減速する減速機構と、この減速機構の出力部の回転を検出する多回転検出部と、前記回転体の回転を検出する１回転検出部とを備え、これら多回転検出部および１回転検出部の被検出部を磁気エンコーダとした多回転絶対角度検出機構において、
前記多回転検出部の磁気エンコーダの周辺、および前記１回転検出部の磁気エンコーダの周辺にそれぞれ磁気シールド用の磁性体を設けたことを特徴とする多回転絶対角度検出機構。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記多回転検出部の磁気エンコーダおよび１回転検出部の磁気エンコーダが、前記回転体の回転中心となる同一軸心上で軸方向に隣り合って配置され、これら各磁気エンコーダの外径面に対向して、これら各磁気エンコーダの磁界を検出する前記多回転検出部および１回転検出部のセンサ部が配置され、前記磁気シールドが、前記両磁気エンコーダの間に前記回転中心と同心のリング状に設けられた磁性体である多回転絶対角度検出機構。
【請求項５】
請求項４において、前記磁気シールドとなるリング状の磁性体が、外周面の両側部に段差部を有する凸状の断面形状であり、前記多回転検出部および１回転検出部のセンサ部をそれぞれ収容した一対のリング状のセンサハウジングが前記磁性体の前記各段差部に嵌合した多回転絶対角度検出機構。
【請求項６】
請求項１において、前記回転体と一体に回転するロータハウジングを有し、前記減速機構の出力部が前記ロータハウジングの外周に回転自在に嵌合したリング状部材であり、これらロータハウジングの外周および前記リング状部材からなる減速機構出力部の外周に、それぞれ前記磁気シールドとなる断面コ字状の一対の磁性体を圧入または樹脂モールドによって固定し、これら各断面コ字状の磁性体における内周側円筒部分の外周に前記各磁気エンコーダを嵌合させ、この磁気エンコーダと断面コ字状の磁性体における外周側円筒部分との間に、各磁気エンコーダの磁界を検出する前記多回転検出部および１回転検出部のセンサ部を配置した多回転絶対角度検出機構。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記回転体となる軸を支持する一対の転がり軸受を設け、これら転がり軸受の内輪間に円筒状のロータハウジングを取付け、前記減速機構の出力部を前記ロータハウジングの外周に回転自在に嵌合したリング状部材とし、前記ロータハウジングの外周および前記リング状部材からなる減速機構出力部の外周に前記磁気エンコーダを取付けた多回転絶対角度検出機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアリングの絶対的な舵角などを検出する多回転絶対角度検出機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転角度を絶対角度として検出する機構として、軸受の回転側軌道輪に、１回転を１周期として磁気特性を変化させた被検出部を取付けると共に、軸受の固定側軌道輪に前記被検出部に対向して磁気センサを取付け、電源投入時にイニシャライズ動作を行わずに絶対回転角度を検出するようにしたものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
また、多回転の絶対角度を検出する機構として、軸受の保持器に、１回転を１周期として磁気特性を変化させた被検出部を取付けると共に、軸受の固定側軌道輪に前記被検出部に対向して磁気センサを取付け、保持器が回転側軌道輪よりも減速して回転することを利用して、回転側軌道輪の回転絶対角度を多回転にわたって検出するようにしたものが提案されている（特許文献２）。
【０００４】
他の多回転絶対角度検出機構として、遊星歯車機構の出力軸の回転をセンサで検出することにより、遊星歯車機構の入力軸に直結される被測定物の多回転絶対角度を検出するように構成したものも提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−４０２８号公報
【特許文献２】特開２００４−３０８７２４号公報
【特許文献３】特開２００２−３４０５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示の構成のものでは、１回転の絶対角度しか検出することができない。
また、保持器に被検出部を取付ける特許文献２に開示の構成のものでは、回転中もしくは回転停止・開始時に転動体に滑りが生じることがあるため、正確な絶対角度検出が困難である。
遊星歯車機構を用いる特許文献３に開示の構成のものでは、ギヤの個数が増え、さらにそれらのギヤ（特に遊星ギヤ）をどのように支持するかが課題となる。また、減速比を稼ごうとすると、機構の径方向のスペースが大きくなる。
【０００６】
このような従来例の課題を解決するものとして、図７に示す構成の多回転絶対角度検出機構付き軸受装置を提案した（特願２００５−１２１７９３）。この多回転絶対角度検出機構付き軸受装置では、左右一対の転がり軸受６１Ａ，６１Ｂの間に多回転検出機構４１と１回転検出機構４８とを設けている。多回転検出機構４１は減速機構４２および多回転検出部４３からなる。減速機構４２は、両転がり軸受６１Ａ，６１Ｂの回転側軌道輪（内輪）６２Ａ，６２Ｂにまたがって設けられるロータハウジング５０の外周に取付けられ内輪６２Ａ，６２Ｂと共に回転する偏心リング４４と、両転がり軸受６１Ａ，６１Ｂの固定側軌道輪（外輪）６３Ａ，６３Ｂにまたがって設けられるステータハウジング５１の内周に取付けられる内歯付き部材４５と、この内歯付き部材４５と噛み合う外歯付き部材４６と、外歯付き部材４６から回転伝達されて減速回転する減速機構出力部４７とでなる。外歯付き部材４６は、内歯付き部材４５と噛み合って偏心リング４４の回転中心である偏心回転中心Ｏ’上を減速比１／Ｌ（Ｌ：１以上の任意の値）で減速回転する。減速機構出力部４７は、前記ロータハウジング５０の外周に回転自在に設けられ、外歯付き部材４６の回転と等しい速度で内輪６２Ａ，６２Ｂの回転中心Ｏ上を減速比１／Ｌで減速回転する。多回転検出部４３は、１回転に１山の正弦波または鋸波を出力する回転検出器であって、減速機構出力部４７に設けられた被検出部である磁気エンコーダ５４と、ステータハウジング５１の内周に取付けられ前記磁気エンコーダ５４を検出するセンサ部５５とでなる。
１回転検出機構４８は、１回転にｎ山（ｎ＝1,2,3 …）の正弦波または鋸波を出力する１回転検出部５８を有する。この１回転検出部５８は、前記ロータハウジング５０の外周に取付けられる被検出部である磁気エンコーダ５９と、ステータハウジング５１の内周に取付けられるセンサ部６０とでなる。
【０００７】
上記構成によると、偏心リング４４、内歯付き部材４５、および外歯付き部材４６からなる内接噛合遊星歯車機構と、外歯付き部材４６および減速機構出力部４７からなる等速度内歯車機構とで高減速比の減速機構が構成されるので、コンパトな軸貫通型に構成でき、かつ広範囲な多回転絶対角度検出が可能となる。また、１回転検出機構４８も設けているので、多回転検出機構４１により判別される内輪６２Ａ，６２Ｂの回転数と、１回転検出機構４８の出力信号とにより、より高度な多回転絶対角度検出を行うことができる。
【０００８】
しかし、上記構成の場合、多回転検出部４３の磁気エンコーダ５４と、１回転検出部５８の磁気エンコーダ５９とが軸方向に隣接して配置されているので、図８のように両磁気エンコーダ５４，５９の漏洩磁束が、多回転検出部４３のセンサ部５５や１回転検出部５８のセンサ部６０の検出する磁束量に影響を与え、多回転絶対角度検出の精度が悪くなるという問題が有る。
【０００９】
この発明の目的は、多回転検出部と１回転検出部間の漏洩磁束の影響を小さくし、多回転絶対角度検出を精度良く行うことができる多回転絶対角度検出機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明における第１の発明の多回転絶対角度検出機構は、回転体の回転を減速する減速機構と、この減速機構の出力部の回転を検出する多回転検出部と、前記回転体の回転を検出する１回転検出部とを備え、これら多回転検出部および１回転検出部の被検出部を磁気エンコーダとした多回転絶対角度検出機構において、前記多回転検出部と１回転検出部との間の漏洩磁束の影響を遮蔽する磁気シールドを設けたことを特徴とする。
この構成によると、多回転検出部により判別される回転数と、１回転検出機構より得られる回転角度とにより、高度な多回転絶対角度検出を行うことができる。この場合に、多回転検出部および１回転検出部に磁気エンコーダを用いているが、多回転検出部と１回転検出部との間の漏洩磁束の影響を遮蔽する磁気シールドが設けられているので、これら多回転検出部と１回転検出部間の磁気エンコーダの漏洩磁束を小さくできる。そのため多回転絶対角度検出を、より一層精度良く行うことができる。
【００１１】
この発明における第２の発明の多回転絶対角度検出機構は、回転体の回転を減速する減速機構と、この減速機構の出力部の回転を検出する多回転検出部と、前記回転体の回転を検出する１回転検出部とを備え、これら多回転検出部および１回転検出部の被検出部を磁気エンコーダとした多回転絶対角度検出機構において、前記多回転検出部の磁気エンコーダと１回転検出部の磁気エンコーダとの間に、磁気シールド用の磁性体を設けたことを特徴とする。
この構成によると、多回転検出部の磁気エンコーダと１回転検出部の磁気エンコーダとの間に磁気シールド用の磁性体が設けられているので、これら多回転検出部と１回転検出部間の磁気エンコーダの漏洩磁束を小さくできる。そのため、多回転絶対角度検出をより一層精度良く行うことができる。
【００１２】
この発明における第３の発明の多回転絶対角度検出機構は、回転体の回転を減速する減速機構と、この減速機構の出力部の回転を検出する多回転検出部と、前記回転体の回転を検出する１回転検出部とを備え、これら多回転検出部および１回転検出部の被検出部を磁気エンコーダとした多回転絶対角度検出機構において、前記多回転検出部の磁気エンコーダの周辺、および前記１回転検出部の磁気エンコーダの周辺にそれぞれ磁気シールド用の磁性体を設けたことを特徴とする。
この構成によると、多回転検出部の磁気エンコーダの周辺、および１回転検出部の磁気エンコーダの周辺にそれぞれ磁気シールド用の磁性体が設けられているので、それぞれの磁気エンコーダの漏洩磁束を小さくできる。そのため、多回転絶対角度検出をより一層精度良く行うことができる。
【００１３】
第１の発明の多回転絶対角度検出機構において、前記多回転検出部の磁気エンコーダおよび１回転検出部の磁気エンコーダが、前記回転体の回転中心となる同一軸心上で軸方向に隣り合って配置され、これら各磁気エンコーダの外径面に対向して、これら各磁気エンコーダの磁界を検出する前記多回転検出部および１回転検出部のセンサ部が配置され、前記磁気シールドが、前記両磁気エンコーダの間に前記回転中心と同心のリング状に設けられた磁性体であっても良い。
磁気シールドが、このように両磁気エンコーダの間に回転中心と同心のリング状に設けられた磁性体であると、簡単な構成の磁気シールドとできる。
【００１４】
この発明において、前記磁気シールドとなるリング状の磁性体が、外周面の両側部に段差部を有する凸状の断面形状であり、前記多回転検出部および１回転検出部のセンサ部をそれぞれ収容した一対のリング状のセンサハウジングを、前記磁性体の前記各段差部に嵌合させても良い。
このように、一対のリング状のセンサハウジングを、磁性体の各段差部に嵌合させる構成とした場合、センサハウジングにより磁性体の位置決めが行えて、磁性体の位置決めが簡単に行える。
【００１５】
第１の発明の多回転絶対角度検出機構において、前記回転体と一体に回転するロータハウジングを有し、前記減速機構の出力部が前記ロータハウジングの外周に回転自在に嵌合したリング状部材であり、これらロータハウジングの外周および前記リング状部材からなる減速機構出力部の外周に、それぞれ前記磁気シールドとなる断面コ字状の一対の磁性体を圧入または樹脂モールドによって固定し、これら各断面コ字状の磁性体における内周側円筒部分の外周に前記各磁気エンコーダを嵌合させ、この磁気エンコーダと断面コ字状の磁性体における外周側円筒部分との間に、各磁気エンコーダの磁界を検出する前記多回転検出部および１回転検出部のセンサ部を配置しても良い。
このように、磁気シールドを断面コ字状のものとした場合、簡単な構成で漏洩磁束の低減効果を高めることができる。
【００１６】
この発明において、前記回転体となる軸を支持する一対の転がり軸受を設け、これら転がり軸受の内輪間に円筒状のロータハウジングを取付け、前記減速機構の出力部を前記ロータハウジングの外周に回転自在に嵌合したリング状部材とし、前記ロータハウジングの外周および前記リング状部材からなる減速機構出力部の外周に前記磁気エンコーダを取付けても良い。
このように一対の転がり軸受間にロータハウジングを取付けてその外周に減速機構の出力部を設けた場合、全体がユニット化されたものとなり、組み立て性の向上やコンパクト化に貢献できる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明における第１の発明の多回転絶対角度検出機構は、回転体の回転を減速する減速機構と、この減速機構の出力部の回転を検出する多回転検出部と、前記回転体の回転を検出する１回転検出部とを備え、これら多回転検出部および１回転検出部の被検出部を磁気エンコーダとした多回転絶対角度検出機構において、前記多回転検出部と１回転検出部との間の漏洩磁束の影響を遮蔽する磁気シールドを設けたため、多回転検出部と１回転検出部の両磁気エンコーダの漏洩磁束を小さくでき、多回転絶対角度検出を精度良く行うことができる。
第２の発明の多回転絶対角度検出機構は、多回転検出部の磁気エンコーダと１回転検出部の磁気エンコーダとの間に、磁気シールド用の磁性体を設けたため、多回転検出部と１回転検出部の両磁気エンコーダの漏洩磁束を小さくでき、多回転絶対角度検出を精度良く行うことができる。
第３の発明の多回転絶対角度検出機構は、多回転検出部の磁気エンコーダの周辺、および前記１回転検出部の磁気エンコーダの周辺にそれぞれ磁気シールド用の磁性体を設けたため、多回転検出部と１回転検出部の両磁気エンコーダの漏洩磁束を小さくでき、多回転絶対角度検出を精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１は、この実施形態の多回転絶対角度検出機構Ａを備えた軸受装置の断面図を示す。この多回転絶対角度検出機構付き軸受装置は、例えばステアリングの舵角センサとして用いられるものである。この多回転絶対角度検出機構付き軸受装置は、軸方向に並ぶ２つの転がり軸受２１Ａ，２１Ｂの間に、多回転検出機構１と１回転検出機構８とからなる多回転絶対角度検出機構Ａを設置したものである。各転がり軸受２１Ａ，２１Ｂは、回転側軌道輪となる内輪２２Ａ，２２Ｂ、固定側軌道輪となる外輪２３Ａ，２３Ｂ、およびボールからなる転動体２４を有する。内輪２２Ａ，２２Ｂは、回転軸３０の外周に圧入固定される。
【００１９】
多回転検出機構１は、減速機構２および多回転検出部３からなる。減速機構２は、内輪２２Ａ，２２Ｂの回転を減速回転に変換する機構である。多回転検出部３は、減速機構２で変換された減速回転を検出するものである。減速機構２は、内輪２２Ａ，２２Ｂ側に固定され内輪２２Ａ，２２Ｂと共に回転する偏心リング４と、外輪２３Ａ，２３Ｂ側に回転軸３０と同心に取付けられた内歯付き部材５と、外歯付き部材６と、減速機構出力部７とからなる。外歯付き部材６は、内歯付き部材５に噛み合うことで前記偏心リング４の偏心回転中心Ｏ’回りに回転する部材である。減速機構出力部７は、内輪２２Ａ，２２Ｂ側に回転軸３０の回転中心Ｏ回りに回転自在に設けられ、前記外歯付き部材６から回転伝達されて外歯付き部材６と等しい速度で回転するリング状部材である。
【００２０】
２つの転がり軸受２１Ａ，２１Ｂにおける両内輪２２Ａ，２２Ｂ間には、これら両内輪２２Ａ，２２Ｂの内周の対向する各端部にまたがって円筒状のロータハウジング１０が圧入により固定されている。このロータハウジング１０の外周の転がり軸受２１Ａ寄りの位置に、前記偏心リング４が圧入または接着により固定されている。偏心リング４は、ロータハウジング１０に嵌合する内周面に対して外周面が偏心しており、外周面の中心である偏心回転中心Ｏ’が、回転軸３０の軸心Ｏに対して偏った位置となる。これにより、偏心リング４は、回転軸３０と共に回転するときに、外周面が偏心回転を行う。
外歯付き部材６は外向きの歯を持つ平歯車からなり、偏心リング４の外周に回転自在に設けられることで、偏心回転中心Ｏ’回りに回転する。
【００２１】
２つの転がり軸受２１Ａ，２１Ｂにおける両外輪２３Ａ，２３Ｂ間には、これら両外輪２３Ａ，２３Ｂの外周の対向する各端部にまたがってステータハウジング１１が圧入により固定されている。このステータハウジング１１の内周の前記外歯付き部材６と対向する位置に、前記内歯付き部材５が圧入または接着により固定されている。内歯付き部材５は内向きの歯を持つ内歯車からなる。なお、外輪２３Ａ，２３Ｂの外周へのステータハウジング１１の固定や、内輪２２Ａ，２２Ｂの内周への前記ロータハウジング１０の固定は、圧入に替えて溶接や接着により固定するようにしても良い。
【００２２】
内歯付き部材５の内向きの歯に、外歯付き部材６の外向きの歯が噛み合うことで、内輪２２Ａ，２２Ｂの回転に伴い、外歯付き部材６が偏心回転中心Ｏ’回りに内輪２２Ａ，２２Ｂの回転方向と反対方向に所定の減速比１／Ｌ（Ｌ：１以上の任意の値）で減速回転する。この場合の内歯付き部材５と外歯付き部材６の関係は、一般に広く知られている内接噛合遊星歯車機構を構成するものである。外歯付き部材６の歯数をＺ1 、内歯付き部材５の歯数をＺ2 とすると、減速比は（Ｚ2 −Ｚ1 ）／Ｚ1 となる。なお、ここでは歯数の差の小さい外歯付き部材６と内歯付き部材５を噛み合わせて減速させているが、歯が噛み合うものであれば、内歯付き部材５および外歯付き部材６の歯形状はどのようなものであっても構わない。
前記外歯付き部材６の一側面には、軸方向に向けて突出する複数本の係合ピン１２が、周方向に所定の間隔を開けて等配されている。
【００２３】
減速機構出力部７は、ロータハウジング１０の外周に回転自在に外嵌する部材であり、ロータハウジング１０の外周に嵌まる円筒部７ａと、この円筒部７ａの一端から外径側に延びるフランジ部７ｂとでなる。そのフランジ部７ｂが外歯付き部材６の係合ピン１２と軸方向に対向するように、前記偏心リング４に隣接して減速機構出力部７が配置される。
【００２４】
減速機構出力部７におけるフランジ部７ｂの外歯付き部材６に対向する側面には、図２に示すように前記各係合ピン１２の係合する複数の案内凹部１３が、周方向に所定の間隔を開けて等配されている。案内凹部１３は、偏心回転中心Ｏ’回りに回る係合ピン１２の案内凹部１３内での変位が許容されるように、係合ピン１２の軸径よりも十分大きい径の円形孔に形成されている。このように外歯付き部材６の係合ピン１２が減速機構出力部７の案内凹部１３に係合することにより、外歯付き部材６の回転と等しい速度で回転軸３０の軸心Ｏの回りを減速機構出力部７が回転する。この場合の外歯付き部材６と減速機構出力部７の関係は、一般に広く知られている等速度内歯車機構を構成する。
【００２５】
なお、この機構において、前記係合ピン１２を減速機構出力部７に設け、前記案内凹部１３を外歯付き部材６に設けても良い。
【００２６】
外歯付き部材６は偏心回転中心Ｏ’回りに減速回転するので、この回転角度を直接検出することは困難であるが、上記構成により外歯付き部材６の回転が回転軸３０の軸心Ｏ回りに回転する減速機構出力部７に伝達されることから、減速機構出力部７の回転を検出することで間接的に外歯付き部材６の減速回転を容易に検出することができる。
【００２７】
前記多回転検出部３は、減速機構出力部７における円筒部７ａの外周に設けられた被検出部１４と、この被検出部１４と対向するように外輪２３Ａ，２３Ｂ側のステータハウジング１１の内周に設けられたセンサ部１５とでなる。多回転検出部３は、減速機構出力部７が１回転する間に、センサ部１５が１山の正弦波または鋸波を出力する。例えば、多回転検出部３は、被検出部１４として磁気エンコーダを、センサ部１５として９０°位相差で配置したホールＩＣを用いて構成され、センサ部１５は磁気エンコーダ１４の外径面に対向して、磁気エンコーダ１４の磁界を検出する。センサ部１５は、樹脂モールドによりリング状のセンサハウジング３１に収容されている。
【００２８】
図３に示すように、減速機構出力部７におけるフランジ部７ｂの外周、およびこれに径方向に対向するステータハウジング１１の内周に、互いに当接して減速機構出力部７の回転を、多回転検出部３による絶対角度検出が可能な１回転の範囲内に限定する一対の係合部１６，１７を設けると、回転範囲を限定できる。
【００２９】
１回転検出機構８は回転軸３０の１回転を検出する機構であって、前記多回転検出機構１に隣接して転がり軸受２１Ｂ寄りの位置に配置される。この１回転検出機構８は、１回転検出部１８と、これを支持するロータハウジング１０およびステータハジング１１とでなる。１回転検出部１８は、ロータハウジング１０の外周に設けられた被検出部１９と、この被検出部１９に対向してステータハウジング１１の内周に設けられたセンサ部２０とでなり、回転軸３０が１回転する間に、センサ部２０はｎ山（ｎ＝１，２，３…）（すなわちｎは自然数）の正弦波または鋸波を出力する。例えば、１回転検出部１８は、被検出部１９として磁気エンコーダを、センサ部２０として９０°位相差で配置したホールＩＣを用いて構成され、センサ部２０は磁気エンコーダ１９の外径面に対向して、磁気エンコーダ１９の磁界を検出する。センサ部２０は、樹脂モールドによりリング状のセンサハウジング３２に収容されている。この１回転検出部１８の磁気エンコーダ１９と、上記した多回転検出部３の磁気エンコーダ１４とは、回転軸３０の軸心Ｏとなる同一軸心上で軸方向に隣り合って配置される。
【００３０】
上記両磁気エンコーダ１４，１９の間には、多回転検出部３と１回転検出部１８との間の漏洩磁束の影響を遮断する磁気シールド２７が設けられている。この磁気シールド２７は、回転軸３０の軸心Ｏと同心のリング状とされた磁性体であって、外周面の両側部に段差部２７ａを有する凸状の断面形状とされ、ステータハウジング１１の内周面に固定される。磁気シールド２７の両側部の段差部２７ａには、多回転検出部３のセンサ部１５を収容したセンサハウジング３１、および１回転検出部１８のセンサ部２０を収容したセンサハウジング３２が嵌合している。
【００３１】
また、外輪２３Ａと内歯付き部材５との間にスペーサ２５が、内歯付き部材５と多回転検出部用被検出部１４との間にスペーサ２６がそれぞれ介在させてある。これにより、内歯付き部材５および多回転検出部用被検出部１４の軸方向の位置決めが図られている。なお、これらのスペーサ２５，２６のうち、スペーサ２５に代えて、波ワッシャやばねなどを介在させると共に、両転がり軸受部２１Ａ，２１Ｂの一方の外輪を、多回転検出機構１および１回転検出機構８の固定側であるステータハウジング１１に対して圧入固定とせず、隙間嵌めとして軸方向に移動可能としても良い。これにより、転がり軸受２１Ａ，２１Ｂに予圧を付与する機構を構成しても良い。
【００３２】
次に、上記構成の多回転絶対角度検出機構Ａの動作を説明する。回転軸３０が回転すると、偏心リング４の外周に回転自在に設けられた外歯付き部材６が内歯付き部材５に噛み合いながら、回転軸３０の回転方向と逆方向に減速比１／Ｌで減速回転する。その減速回転はロータハウジング１０の外周に回転自在に設けられた減速機構出力部７に等速度で伝達される。減速機構出力部７の１回転内の絶対角度は、多回転検出部３のセンサ部１５の出力波形から検出できる。回転軸３０の回転は、減速機構２により減速比１／Ｌで減速回転されて減速機構出力部７の回転に変換されるので、減速機構出力部７の１回転は回転軸３０のＬ回転に相当する。そこで、多回転検出部３のセンサ部１５の出力波形から、回転軸３０のＬ回転以内の絶対角度を検出することができる。
【００３３】
このように、この多回転絶対角度検出機構Ａでは、偏心リング４、内歯付き部材５、および外歯付き部材６からなる内接噛合遊星歯車機構と、外歯付き部材６および減速機構出力部７からなる等速度内歯車機構とで高減速比の減速機構２が構成されるので、コンパクトな軸貫通型に構成でき、かつ高い減速比が得られて広範囲な多回転絶対角度検出が可能となる。また、多回転検出部３により回転軸３０の回転数を判別でき、１回転検出部１８により回転軸３０の回転絶対角度を１／ｎ回転間隔で検出できるので、高精度な多回転の絶対角度検出を行うことができる。
多回転検出部３と１回転検出部１８とは、磁気エンコーダ１４，１９を用いているが、両検出部３，１８間には漏洩磁束の影響を遮蔽する磁気シールド２７が設けられている。そのため、図４に磁束の経路を示すように、多回転検出部３と１回転検出部１８の両磁気エンコーダ１４，１９の漏洩磁束を小さくできる。したがって、多回転絶対角度検出をより一層精度良く行うことができる。
【００３４】
図５は、この発明の他の実施形態を示す。この多回転絶対角度検出機構Ｂは、図１の実施形態において、多回転検出部３の磁気エンコーダ１４と１回転検出部１８の磁気エンコーダ１９との間に磁気シールド２７を設けていたのに替えて、多回転検出部３の磁気エンコーダ１４の周辺、および１回転検出部１８の磁気エンコーダ１９の周辺に、磁性体からなる断面コ字状の一対の磁気シールド２８，２９を設けたものである。多回転検出部３側の磁気シールド２８は、リング状部材からなる減速機構出力部７の外周に圧入または樹脂モールドによって固定される。１回転検出部１８側の磁気シールド２９は、ロータハウジング１０の外周に圧入または樹脂モールドによって固定される。これら磁気シールド２８，２９における内周側円筒部分２８ａ，２９ａの外周に、多回転検出部３および１回転検出部１８の各磁気エンコーダ１４，１９が嵌合される。これら磁気エンコーダ１４，１９と、磁気シールド２８，２９における外周側円筒部分２８ｂ，２９ｂとの間に、各磁気エンコーダ１４，１９の磁界を検出する前記多回転検出部３および１回転検出部１８の各センサ部１５，２０が配置される。その他の構成は、図１の実施形態と同様である。
【００３５】
この実施形態では、多回転検出部３の磁気エンコーダ１４の周辺、および１回転検出部１８の磁気エンコーダ１９の周辺に、それぞれ磁性体からなる磁気シールド２８，２９を設けているので、多回転検出部３と１回転検出部１８の両磁気エンコーダ１４，１９の漏洩磁束を小さくでき、多回転絶対角度検出をより一層精度良く行うことができる。
【００３６】
図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図１ないし図４に示す第１の実施形態において、転がり軸受２１Ａ，２１Ｂを省略し、機器ハウジング３５と回転軸３０との間に、多回転絶対角度検出機構Ｃを設けたものである。機器ハウジング３５は、この多回転絶対角度検出機構Ｃを使用する応用機器のハウジングである。この実施形態において、特に説明する事項の他は、第１の実施形態と同様であり、対応部分に同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３７】
この多回転絶対角度検出機構Ｃは、円筒状のステータハウジング１１内に、多回転検出機構１と１回転検出機構８とを軸方向に並べて構成される。ステータハウジング１１は、機器ハウジング３５に設けられた円形の取付孔３６内に嵌合状態に取付けられる。
多回転検出機構１は、減速機構２および多回転検出部３からなる。
１回転検出機構８は、回転軸３０の１回転を検出する機構であって、前記多回転検出機構１に軸方向に隣接して配置される。１回転検出機構８は、１回転検出部１８と、これを支持するロータハウジング１０およびステータハジング１１とでなる。ロータハウジング１０は、回転軸３０の外周に嵌合状態に取付けられている。
上記減速機構２、多回転検出部３、および１回転検出部１８は、第１の実施形態と同様である。減速機構２の偏心リング４はロータハウジング１０の外周に固定され、内歯付き部材５はステータハウジング１１の内周に固定されている。減速機構出力部７は、ロータハウジング１０の外周に回転自在に取付けられて、回転軸３０の回転中心Ｏ回りに回転自在なリング状部材である。
【００３８】
この実施形態においても、１回転検出部１８の磁気エンコーダ１９と、多回転検出部３の磁気エンコーダ１４とは、回転軸３０の軸心Ｏとなる同一軸心上で軸方向に隣り合って配置され、両磁気エンコーダ１４，１９の間には、多回転検出部３と１回転検出部１８との間の漏洩磁束の影響を遮断する磁気シールド２７が設けられている。
この磁気シールド２７は、回転軸３０の軸心Ｏと同心のリング状とされた磁性体であって、外周面の両側部に段差部２７ａを有する凸状の断面形状とされ、ステータハウジング１１の内周面に固定される。磁気シールド２７の両側部の段差部２７ａには、多回転検出部３のセンサ部１５を収容したセンサハウジング３１、および１回転検出部１８のセンサ部２０を収容したセンサハウジング３２が嵌合している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる多回転絶対角度検出機構を備えた軸受の断面図である。
【図２】図１におけるII−II矢視断面図である。
【図３】同多回転絶対角度検出機構における回転範囲限定機構の側面図である。
【図４】同多回転絶対角度検出機構における漏洩磁束低減作用の説明図である。
【図５】この発明の他の実施形態にかかる多回転絶対角度検出機構を備えた軸受の断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる多回転絶対角度検出機構の断面図である。
【図７】提案例の断面図である。
【図８】提案例における漏洩磁束の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ，Ｂ，Ｃ…多回転絶対角度検出機構
２…減速機構
３…多回転検出部
７…減速機構出力部
１０…ロータハウジング
１４…多回転検出部の磁気エンコーダ
１５…多回転検出部のセンサ部
１８…１回転検出部
１９…１回転検出部の磁気エンコーダ
２０…１回転検出部のセンサ部
２１Ａ，２１Ｂ…転がり軸受
２７…磁気シールド
２７ａ…段差部
２８，２９…磁気シールド
２８ａ，２９ａ…内周側円筒部分
２８ｂ，２９ｂ…外周側円筒部分
３０…回転軸
３１，３２…センサハウジング
３５…機器ハウジング
３６…取付孔
Ｏ…回転軸の軸心
【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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