(57)【要約】    【課題】  回転軸の固定部材への取付誤差や、回転軸の軸方向にガタ等があったとしても、それら取付誤差等を吸収して、回転体とセンサ部材との距離を一定に保ち、回転センサの検出精度を向上させる。【解決手段】  一方の磁石１４７が固定部材１３１に設けられ、他方の磁石１４８が回転体１３３に設けられて、磁石同士の反発力をメインシャフト１３２、回転体１３３の軸方向に作用させる一対の磁石１４７、１４８が構成される。そして、一対の磁石同士の反発力に抗してメインシャフト１３２、回転体１３３を支持する支持部材としてのベアリング１４２が設けられる。メインシャフト１３２、回転体１３３とともに回転する場所には、検出媒体用の磁石１４５が設けられる。磁石１４５から、メインシャフト１３２、回転体１３３の軸方向に沿って所定距離離間された位置には、磁石１４５で生成される磁束密度を検出するセンサ部材１３５が設けられる。  【選択図】  図２
2006170900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の磁石（１４７）が固定部材（１３１）に設けられ、
他方の磁石（１４８）が回転軸（１３２、１３３）に設けられて、
磁石同士の反発力を前記回転軸（１３２、１３３）の軸方向に作用させる一対の磁石（１４７、１４８）と、
前記反発力に抗して前記回転軸（１３２、１３３）を支持する支持部材（１４２）と、
前記回転軸（１３２、１３３）とともに回転する場所に設けられた検出媒体（１４５）と、
前記検出媒体（１４５）から、前記回転軸（１３２、１３３）の軸方向に沿って所定距離離間された位置に設けられ、前記検出媒体（１４５）を検出するセンサ部材（１３５）と
を備えた回転センサ。
【請求項２】
前記検出媒体は、磁石であること
を特徴とする請求項１記載の回転センサ。
【請求項３】
前記回転軸（１３２）の回転に応じて前記センサ部材（１３５）までの距離が変化するように、傾斜された傾斜回転体（１３３）が、前記回転軸（１３２）に設けられており、
前記傾斜回転体（１３３）に、前記検出媒体（１４８）が設けられていること
を特徴とする請求項１または２記載の回転センサ。
【請求項４】
回転軸（１３２、１３３）と、
磁石同士の反発力を前記回転軸（１３２、１３３）の軸方向に作用させる一対の磁石（１４７、１４８）と、
前記反発力に抗して前記回転軸（１３２、１３３）を支持する支持部材（１４２）と、
を備えた回転軸の支持構造。
【請求項５】
センサ部材（１３５）は、ホールＩＣであることを特徴とする請求項２記載の回転センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転量を検出する回転センサおよび回転軸を支持する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、回転センサの構造を概念的に示している。
【０００３】
図１に示すように、回転軸１０００は、固定部材２０００にベアリング等を介して回転自在に支持されている。回転軸１０００の一端には回転体３０００が設けられている。回転体３０００には、回転位置に応じて周期的に磁束密度が変化するように、磁石４０００が配置されている。回転軸１０００の他端には継手等を介して回転ローラ６０００が設けられている。回転ローラ６０００は、シリンダのロッド７０００の表面に接触するように設けられている。回転ローラ６０００は、ロッド７０００の直動に応じて回転するように設けられている。
【０００４】
回転軸１０００の軸方向にあって、回転体３０００に対向する位置には、磁石４０００によって生成される磁束密度を検出し、磁束密度に応じた電気信号を出力する磁気センサ部５０００が設けられている。磁気センサ部５０００で検出された電気信号は、後段の演算処理部で、回転軸１０００の回転量、つまりシリンダのロッド７０００の変位量に変換される。
【０００５】
この種の磁石等の磁気媒体を検出することで回転量を計測する回転センサは、種々特許出願されて公知となっている。
【０００６】
下記特許文献１には、回転軸の一端に所定の傾斜を設けた磁石円板を装着するとともに、この磁石円板に対向する位置に、一対の磁気センサ部を設けるという発明が記載されている。
【０００７】
下記特許文献２には、ロータリエンコーダにおいて、回転軸の一端に磁気ドラムを設けるとともに、支持板にＭＲ素子を設け、これら磁気ドラムと支持板との間隔が、熱膨張によって変動することを防止するために、上記間隔を、磁石の反発力を利用して一定に保持するという発明が記載されている。
【特許文献１】特許第２９７７８２１号公報
【特許文献２】特開平８−１８４４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１に示す回転センサは、回転軸１０００の固定部材２０００への取付誤差や、回転軸１０００の軸方向のガタ等に起因して、回転体３０００の軸方向の位置が変化し、磁石４０００と磁気センサ部５０００との距離がばらつく。磁石４０００と磁気センサ部５０００との距離がばらつくと、磁気センサ部５０００で検出される磁束密度がばらつき、回転センサ部５０００の検出精度、回転軸１０００の回転量、つまりロッド７０００の変位量の計測精度が劣化する。
【０００９】
本発明は、こうした実状に鑑みてされたものであり、回転軸１０００の固定部材２０００への取付誤差や、回転軸１０００の軸方向にガタ等があったとしても、それら取付誤差等を吸収して、回転体とセンサ部との距離を一定に保ち、回転センサ部の検出精度を向上させることを解決課題とするものである。
【００１０】
なお、上記特許文献１、２には、回転軸の取付誤差やガタ等に起因する回転センサ部の検出精度を劣化を抑制し、検出精度を向上させようとする技術的課題は示唆されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明は、
一方の磁石（１４７）が固定部材（１３１）に設けられ、
他方の磁石（１４８）が回転軸（１３２、１３３）に設けられて、
磁石同士の反発力を前記回転軸（１３２、１３３）の軸方向に作用させる一対の磁石（１４７、１４８）と、
前記反発力に抗して前記回転軸（１３２、１３３）を支持する支持部材（１４２）と、
前記回転軸（１３２、１３３）とともに回転する場所に設けられた検出媒体（１４５）と、
前記検出媒体（１４５）から、前記回転軸（１３２、１３３）の軸方向に沿って所定距離離間された位置に設けられ、前記検出媒体（１４５）を検出するセンサ部材（１３５）と
を備えた回転センサであることを特徴とする。
【００１２】
第２発明は、第１発明において、
前記検出媒体は、磁石であること
を特徴とする。
【００１３】
第３発明は、第１発明または第２発明において、
前記回転軸（１３２）の回転に応じて前記センサ部材（１３５）までの距離が変化するように、傾斜された傾斜回転体（１３３）が、前記回転軸（１３２）に設けられており、
前記傾斜回転体（１３３）に、前記検出媒体（１４８）が設けられていること
を特徴とする。
【００１４】
第４発明は、
回転軸（１３２、１３３）と、
磁石同士の反発力を前記回転軸（１３２、１３３）の軸方向に作用させる一対の磁石（１４７、１４８）と、
前記反発力に抗して前記回転軸（１３２、１３３）を支持する支持部材（１４２）と、
を備えた回転軸の支持構造であることを特徴とする。
【００１５】
第５発明は、第２発明において、
センサ部材（１３５）は、ホールＩＣであることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、本発明を図面に即して具体的に説明すると、図２（ａ）に示すように、一対の磁石１４７、１４８のうち、一方の磁石１４７は、固定部材１３１に設けられ、他方の磁石１４８は、回転体１３３の磁石１４７に対面する側に設けられている。一対の磁石１４７、１４８は、反発力を生じさせる同極同士（Ｎ極同士、Ｓ極同士）で構成されている。このため回転体１３３には、同極の磁石１４７、１４８同士の反発力が、メインシャフト１３２の軸方向に作用する。回転体１３３には、図２（ａ）中、右方向に、上記反発力が作用する。
【００１７】
回転体１３３は、磁石１４７、１４８同士の反発力に抗して、支持部材としてのベアリング１４２によって支持されている。
【００１８】
メインシャフト１３２は、回転ローラ１１０側の大径部１３２ｄと、回転体１３３側の小径部１３２ｅとからなり、小径部１３２ｅには、ベアリング（ローラベアリング）１４２が環装されている。回転体１３３には、図２（ａ）中、右方向に、一対の磁石１４７、１４８同士の反発力が作用するが、メインシャフト１３２の大径部１３２ｄと小径部１３２ｅとの段差がベアリング１４２に当接されていることによって、回転体１３３の図中右方向の動きが規制され、回転体１３３は、定位置に位置決めされる。このため回転体１３３に設けられた検出媒体の磁石１４５と、センサ部材１３５との距離が、一定に保持される。つまり、メインシャフト１３２と固定部材１３１との間のガタを無くすことにより、検出媒体としての磁石１４５とセンサ部材１３５との距離が一定に保持される。
【００１９】
このため本発明によれば、検出媒体としての磁石１４５とセンサ部材１３５との距離が一定に保持されるため、センサ部材１３５の検出精度、つまり回転ローラ１１０の回転量、ロッド２０２の変位量の計測精度が向上する。
【００２０】
また、特に第２発明では、図４に示すように、メインシャフト１３２の回転に応じてセンサ部材１３５までの距離が変化するように、傾斜された回転体１３３が、メインシャフト１３２に設けられ、この傾斜回転体１３３に、検出媒体としての磁石１３８が設けられる。
【００２１】
また、特に第４発明では、センサ部材１３５は必須ではない。
【００２２】
すなわち、図２（ａ）において、メインシャフト１３２、回転体１３３のような回転軸に対して、一対の磁石１３７、１３８の反発力を軸方向に加え、それをベアリング１４２等の支持部材によって支持する構造あれば、センサ部材１３５のようなセンサがなくても、よい。この場合、図２（ａ）における検出媒体用（専用）磁石１４５は、これを省略することができる。
【００２３】
この第４発明によれば、回転軸は、ガタや取付誤差等が吸収されて、定位置で支持されるため、かかる回転軸支持構造の信頼性を高めることができる。
【００２４】
また、第１発明、第２発明では、検出媒体は必ずしも磁石（磁力）である必要はなく、たとえば検出媒体を光とし、光センサで光を検出する構成にも本発明を適用することができる。たとえば、図２（ａ）、図６における検出媒体用磁石１４５を、発光部材に置き換えるとともに、センサ部材１３５を、光を検出するセンサ部材に置き換えるようにしてもよい。
【００２５】
特に第２発明では、検出媒体は磁石（磁力）であるとされ、第５発明では、第２発明のセンサ部材１３５は、ホールＩＣであるとされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明に係る回転センサおよび回転軸の支持構造の実施の形態について説明する。
【００２７】
図２（ａ）は、実施形態の回転センサ１００の構成を示している。また、図３（ａ）は、シリンダ２００と回転センサ１００の位置関係を示している。図３（ａ）のＡ−Ａ断面が図２（ａ）に相当する。図３（ａ）の部分拡大図を図３（ｂ）に示す。
【００２８】
図３に示すように、シリンダ２００には、ピストン２０１が摺動自在に設けられている。ピストン２０１には、ロッド２０２が取り付けられている。ロッド２０２は、シリンダヘッド２０３に摺動自在に設けられている。シリンダヘッド２０３とピストン２０１とシリンダ内壁とによって画成された室が、シリンダヘッド側油室２０４を構成する。シリンダヘッド２０３には、ロッド２０２との隙間を密封し、塵埃等のコンタミがシリンダヘッド側油室２０４に入り込まないようにするロッドシール２０５ａ、ダストシール２０５ｂが設けられている。
【００２９】
シリンダ２００には、油圧ポート２０６が形成されている。油圧ポート２０６を介して、シリンダヘッド側油室２０４に圧油が供給され、若しくは同油室２０４から油圧ポート２０６を介して圧油が排出される。シリンダヘッド側油室２０４に圧油が供給されることによって、ロッド２０２が縮退し、シリンダヘッド側油室２０４から圧油が排出されることによって、ロッド２０２が伸張する。すなわち、ロッド２０２は図中左右方向に変位する。
【００３０】
シリンダヘッド側油室２０４の外部にあって、シリンダヘッド２０３に密接した場所には、回転センサ１００を覆い、内部に収容するケース２０７が形成されている。ケース２０７は、シリンダヘッド２０３にボルト等によって締結等されて、シリンダヘッド２０３に固定されている。すなわち、ケース２０７（回転センサ１００）は、シリンダ２００に簡易に取り付けたり、取り外すことができる。
【００３１】
回転センサ１００を構成する後述する回転ローラ１１０は、その表面がロッド２０２の表面に接触し、ロッド２０２の変位に応じて回転自在に設けられている。すなわち、回転ローラ１１０によって、ロッド２０２の変位量が回転量に変換される。
【００３２】
回転ローラ１１０は、その回転中心軸１１０ｃが、ロッド２０２の直動方向に対して、直交（紙面の背後方向、看者方向）するように配置されている。ケース２０７には、ロッド２０２との隙間を密封し、塵埃等のコンタミが回転ローラ１１０とロッド２０２との間に入り込まないようにするダストシール２０８が設けられている。これにより回転ローラ１１０とロッド２０２との間に塵埃等が入り込んで、回転ローラ１１０が動作不良となるような事態を回避することができる。
【００３３】
つぎに、図２（ａ）を中心に説明すると、同図２（ａ）に示すように、回転センサ１００は、大きくは、前述したように、ロッド２０２の表面に接触し、ロッド２０２の変位に応じて回転するように設けられた回転ローラ１１０と、回転ローラ１１０をロッド２０２の表面に押圧する押圧部材１２０と、回転ローラ１１０の回転量を検出する回転センサ部１３０とから構成されている。
【００３４】
押圧部材１２０は、ホルダ１２１とバネ１２２とからなる。ホルダ１２１は、ケース２０７に、ロッド２０２の表面に向かう方向および同表面から離れる方向に摺動自在に、ケース２０７に嵌装されている。バネ１２２は、ホルダ１２１がロッド２０２の表面に向かう方向にバネ力が付与されるように、両端がそれぞれケース２０７の内壁とホルダ１２１との間に配置されている。ホルダ１２１には、回転ローラ１１０の回転軸１１１が、シール部材１２３ａ、１２３ｂを介して回転自在に支持されている。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面を示している。同図２（ｂ）に示すように、ホルダ１２１には、ピン１２４が装着されており、ピン１２４は、ケース２０７に摺動自在に嵌装されている。
【００３５】
よって、回転ローラ１１０は、バネ１２２のバネ力によって、ロッド２０２の表面に押圧される。
【００３６】
回転センサ部１３０は、固定部材１３１と、メインシャフト（回転軸）１３２と、回転体１３３と、カバー１３４と、センサ部材１３５とからなる。
【００３７】
固定部材１３１の周囲には、ネジ部１３６が形成されており、固定部材１３１はホルダ１２１に形成されたネジ穴１２１ａにねじ込まれる。更に固定部材１３１は、Ｏリング１３７、ワッシャ１３８を介してナット１４０によってホルダ１２１に締結されている。
【００３８】
メインシャフト１３２は、固定部材１３１の挿通孔１３１ａ内に、挿通されている。メインシャフト１３２は、固定部材１３１にベアリング（ローラベアリング）１４１、１４２を介して回転自在に挿通されている。
【００３９】
メインシャフト１３２は、その中心軸１３２ｃが、回転ローラ１１０の回転中心軸と１１０ｃと軸芯を同じくするように、回転ローラ１１０に連結されている。メインシャフト１３２は、回転ローラ１１０と一体に回転するように、継手部１４３を介して回転ローラ１１０に連結されている。
【００４０】
図２（ｃ）は、継手部１４３を図２（ａ）の断面図で示している。同図２（ｃ）に示すように、継手部１４３は、回転ローラ１１０の回転軸１１１の穴１１１ａに嵌合されたスリーブ１４４と、メインシャフト１３２の断面長方形状の先端部１３２ａとからなる。回転ローラ１１０のスリーブ１４４に、メインシャフト１３２の先端部１３２ａがはめ込まれることにより、メインシャフト１３２は、回転ローラ１１０に対する相対回転方向の動きが規制されて、メインシャフト１３２は、回転ローラ１１０と一体になって回転する。
【００４１】
回転体１３３は、メインシャフト１３２の他端に、嵌合されることによって固定されている。回転体１３３には、検出媒体である磁石１４５が設けられている。磁石１４５は、回転体１３３の回転、つまり回転ローラ１１０の回転に応じて、回転する。
【００４２】
カバー１３４は、回転体１３３を内部に収容するように固定部材１３１に、かしめによって、Ｏリング１４６を介して、固定されている。
【００４３】
センサ部材１３５は、磁石１４５によって生成される磁束密度を電気信号として検出する磁力センサであり、カバー１３４に装着されている。センサ部材１３５は、メインシャフト１３２の軸方向に沿って、磁石１４５から所定距離離間された位置に設けられている。
【００４４】
検出媒体である磁石１４５は、回転体１３３の一回転、つまり回転ローラ１１０の一回転を一周期として、センサ部材１３５で検出される磁束密度が周期的に変動するような態様で、回転体１３３に装着されている。磁石１４５の着磁面の構成例、センサ部材１３５の配置例については、後述する。
【００４５】
センサ部材１３５には、ハーネス１５０が電気的に接続されている。センサ部材１３５で検出された電気信号は、ハーネス１５０を介して、回転センサ１００の外部に設けられた図示しない演算処理部に送られ、この演算処理部で、センサ部材１３５の電気信号が、回転ローラ１１０の回転量、つまりシリンダ２００のロッド２０２の変位量（ストローク位置）に変換される。なお、センサ部材１３５は、たとえばホールＩＣが使用される。
【００４６】
（第１実施例）
本第１実施例では、検出媒体である磁石１４５とは、別に一対の磁石１４７、１４８が設けられている。
【００４７】
一対の磁石１４７、１４８のうち、一方の磁石１４７は、固定部材１３１に設けられ、他方の磁石１４８は、回転体１３３の磁石１４７に対面する側に設けられている。なお、検出媒体である磁石１４５は、回転体１３３の磁石１４７が設けられた側とは反対側に設けられている。
【００４８】
第１実施例では、一対の磁石１４７、１４８は、共に環状に形成されており、磁石の着磁面が、メインシャフト１３２の中心軸１３２ｃに対して直交する平面となるように、配置されている。検出媒体である磁石１４５は、円板状に形成されており、磁石の着磁面が、メインシャフト１３２の中心軸１３２ｃに対して直交する平面となるように、配置されている。
【００４９】
一対の磁石１４７、１４８は、反発力を生じさせる同極同士（Ｎ極同士、Ｓ極同士）で構成されている。このため回転体１３３には、同極の磁石１４７、１４８同士の反発力が、メインシャフト１３２の軸方向に作用する。回転体１３３には、図２（ａ）中、右方向に、上記反発力が作用する。
【００５０】
回転体１３３は、磁石１４７、１４８同士の反発力に抗して、支持部材としてのベアリング１４２によって支持されている。
【００５１】
メインシャフト１３２は、回転ローラ１１０側の大径部１３２ｄと、回転体１３３側の小径部１３２ｅとからなり、小径部１３２ｅには、ベアリング（ローラベアリング）１４２が環装されている。回転体１３３には、図２（ａ）中、右方向に、一対の磁石１４７、１４８同士の反発力が作用するが、メインシャフト１３２の大径部１３２ｄと小径部１３２ｅとの段差がベアリング１４２に当接されていることによって、回転体１３３の図中右方向の動きが規制され、回転体１３３は、定位置に位置決めされる。このため回転体１３３に設けられた検出媒体の磁石１４５と、センサ部材１３５との距離が、一定に保持される。つまり、メインシャフト１３２と固定部材１３１との間のガタを無くすことにより、検出媒体としての磁石１４５とセンサ部材１３５との距離が一定に保持される。
【００５２】
このように本第１実施例によれば、検出媒体としての磁石１４５とセンサ部材１３５との距離が一定に保持されるため、センサ部材１３５の検出精度、つまり回転ローラ１１０の回転量、ロッド２０２の変位量の計測精度が向上する。
【００５３】
ところで、本実施例の回転センサ１００は、ロッド２０２の直動を回転ローラ１１０の回転運動に変換し、その回転量を回転センサ部１３０で検出することを前提としている。したがって、回転ローラ１１０は、半径方向に容易に変形したり消耗したりせずに、回転半径が一定値に保持されることが、回転センサ部１３０の検出精度、ロッド２０２の変位量（ストローク）の計測精度を高める上で必要である。また、ロッド２０２の変位が回転ローラ１１０の回転運動に忠実に変換されスリップしないことが、回転センサ部１３０の検出精度、ロッド２０２の変位量（ストローク）の計測精度を高める上で必要である。
【００５４】
そこで、本実施例では、図２（ａ）に示すように、回転ローラ１１０のうち、少なくともロッド２に接触する部分の一部１１０ｄ（凸部）を、回転ローラ１１０の回転中心軸１１０ｃとロッド２０２の表面との距離を一定値ｄに保持することができる程度に硬い材料（たとえばＳ４５Ｃ）で構成し、回転ローラ１１０のうち、少なくともロッド２に接触する部分の他の一部１１４を、回転ローラ１１０とロッド２０２との間で滑りが生じない程度に摩擦係数が高い材料（たとえばＮＢＲ等の弾性部材）で構成するようにしている。
【００５５】
いいかえれば、回転ローラ１１０のうち、少なくともロッド２に接触する部分の一部１１４は、回転ローラ１１０の他の接触部分１１０ｄ（Ｓ４５Ｃ）よりも、摩擦係数が高い材料（ＮＢＲ等の弾性部材）で構成するようにしている。
【００５６】
すなわち、回転ローラ１１０の周方向には、円環状の溝１１２、１１３が形成されている。溝１１２と溝１１３の間は、回転中心軸１１０ｃから回転ローラ表面までの距離が、回転ローラ１１０の回転半径ｄに設定された凸部１１０ｄを構成している。ここで回転半径ｄとは、ロッド２０２の表面から回転ローラ１１０の回転中心軸１１０ｃまでの距離とみなされ、回転ローラ１１０の回転量をロッド２０２の変位量（ストローク）に変換する指標となるパラメータである。たとえば回転ローラ１１０が１回転したときのロッド２０２の直動量は、回転半径ｄを用いて、２πｄとして計算される。
【００５７】
溝１１２、１１３には、ＮＢＲ等を材料とするチューブ状の弾性部材１１４、１１４が、全周にわたり嵌装される。回転ローラ１１０が押圧部材１２０によってロッド２０２の表面に押圧されていないフリーの状態では、回転中心軸１１０ｃから弾性部材１１４の最外周面までの距離ｄ1は、回転ローラ１１０の回転半径ｄよりも僅かに大きな距離（ｄ1＞ｄ）に設定されている。
【００５８】
回転ローラ１１０は、押圧部材１２０のバネ１２２のバネ力によって、ロッド２０２の表面に押圧される。このため回転ローラ１１０のうち、ロッド２０２との接触面では、弾性部材１１４が変形し撓み、凸部１１０ｄがロッド２０２の表面に接触し回転中心軸１１０ｃからロッド２０２表面までの距離が、回転ローラ１１０の回転半径ｄとほぼ同じ距離になる。
【００５９】
回転ローラ１１０は、バネ力によってロッド２０２の表面に押圧されているため、弾性部材１１４がロッド２０２の表面と接触する面で、バネ力と弾性部材１１４の摩擦係数に応じた摩擦力が発生する。ここで、弾性部材１１４は、回転ローラ１１０（回転ローラ本体）の材質（Ｓ４５Ｃ）よりも摩擦係数が大きいため、スリップを生じることなく、ロッド２０２の直動運動を、回転ローラ１１０の回転運動に忠実に変換する。
【００６０】
一方、凸部１１０ｄについてもバネ力によってロッド２０２の表面に接触するが、凸部１１０ｄは、回転ローラ１１０（回転ローラ本体）の材質（Ｓ４５Ｃ）で構成されているため、硬く、直動するロッド表面に押圧されても、半径方向に容易に変形したり、消耗したりすることがない。このため回転中心軸１１０ｃから回転ローラ表面までの距離は、一定値ｄ、つまり当初の設計値である回転ローラ１１０の回転半径ｄに保持される。
【００６１】
このため回転ローラ１１０のスリップによる誤差を招くことがなく、また、回転ローラ１１０が変形したり摩耗したりして実際の回転半径が設計上の回転半径ｄからずれてしまうことによる演算誤差も生じることない。これによりロッド２０２の直動量（ストローク）は、極めて精度よく計測される。
【００６２】
つぎに上述した第１実施例の変形例について説明する。
【００６３】
（第２実施例）
上述した第１実施例では、検出媒体である磁石１４５とは別に、反発力を発生する一対の磁石１４７、１４８を設けるようにしているが、反発力を発生する磁石を、検出媒体として機能する磁石と兼用するように構成してもよい。
【００６４】
図４は、第２実施例の構成を、回転センサ部１３０のみ、取りだして示している。なお、下記の各実施例では、特に注釈がない限り、回転センサ部１３０以外の構成は、第１実施例と同様であり、図２、図３についての重複した説明は省略する。
【００６５】
すなわち、図４に示すように、本第２実施例では、反発力を発生する一対の磁石１４７、１４８のうち、一方の磁石１４８が、検出媒体としての磁石と兼用される。
【００６６】
回転体１３３は、メインシャフト１３２の回転に応じて、センサ部材１３５までの距離が変化するように、メインシャフト中心軸１３２ｃに対して傾斜された傾斜面１３３ａを有している。この傾斜面１３３ａに、着磁面が環状に形成された磁石１４８が装着される。すなわち、磁石１４８の着磁面は、メインシャフト中心軸１３２ｃに対して傾斜されている。磁石１４８で生成された磁束密度がセンサ部材１３５で検出される。磁石１４５の着磁面の構成例、センサ部材１３５の配置例については、後述する。
【００６７】
（第３実施例）
図５は、第３実施例の構成を示す図である。この第３実施例は、反発力を発生する磁石１４８が、検出媒体としての磁石を兼用し、磁石１４８の着磁面が傾斜している点は、第２実施例と同じである。
【００６８】
第３実施例では、一対の磁石１４７、１４８の反発力に抗して支持する支持部材の構成が、第１実施例、第２実施例と異なっている。すなわち、第３実施例では、第１実施例、第２実施例のベアリング１４２の代わりに、異なる位置に配されるベアリング（ローラベアリング）１５１が設けられる。メインシャフト１３２のセンサ部材１３５側端面には、凹部１３２ｆが形成され、凹部１３２ｆに、ベアリング１５１の外周面が嵌合されている。カバー１３４の内側には、凸部１３４ａが形成され、この凸部１３４ａに、ベアリング１５１の内周面が嵌合されている。
【００６９】
回転体１３３には、図５中、右方向に、一対の磁石１４７、１４８同士の反発力が作用するが、メインシャフト１３２の凹部１３２ｆがベアリング１５１に当接されていることによって、回転体１３３の図中右方向の動きが規制され、回転体１３３は、定位置に位置決めされる。このため回転体１３３に設けられた検出媒体の磁石１４８と、センサ部材１３５との距離が、一定に保持される。
【００７０】
（第４実施例）
図６は、第４実施例の構成を示す図である。この第４実施例は、検出媒体である磁石１４５とは別に、反発力を発生する一対の磁石１４７、１４８を設ける点は、第１実施例と同様である。なお、検出媒体用磁石１４５は、第１実施例の円板状と異なり環状に形成されている。
【００７１】
第４実施例では、一対の磁石１４７、１４８の反発力に抗して支持する支持部材の構成が、第１実施例、第２実施例、第３実施例と異なっている。すなわち、第４実施例では、第１実施例、第２実施例のベアリング１４２の代わりに、異なる位置に配されるベアリング（ローラベアリング）１５２が設けられる。メインシャフト１３２のセンサ部材１３５側には、大径部１３２ｇ、小径部１３２ｈが形成されている。小径部１３２ｈに、ベアリング１５２の内周面面が嵌合されている。カバー１３４の内側には、凹部１３４ｂが設けられ、この凹部１３４ｂに、ベアリング１５２の外周面が嵌合されている。
【００７２】
回転体１３３には、図６中、右方向に、一対の磁石１４７、１４８同士の反発力が作用するが、メインシャフト１３２の大径部１３２ｇと小径部１３２ｈとの段差がベアリング１５２に当接されていることによって、回転体１３３の図中右方向の動きが規制され、回転体１３３は、定位置に位置決めされる。このため回転体１３３に設けられた検出媒体用磁石１４５と、センサ部材１３５との距離が、一定に保持される。
【００７３】
（第５実施例）
図７は、第５実施例の構成を示す図である。この第５実施例は、反発力を発生する磁石１４８が、検出媒体としての磁石を兼用し、磁石１４８の着磁面が傾斜している点は、第２実施例、第３実施例と同じである。
【００７４】
第５実施例では、一対の磁石１４７、１４８の反発力に抗して支持する支持部材の構成が、第１実施例〜第４実施例と異なっている。すなわち、第５実施例では、第１実施例、第２実施例のベアリング１４２の代わりに、異なる位置に配されるボール１５３が設けられる。メインシャフト１３２のセンサ部材１３５側端面には、ボール１５３の座面１３２ｉが形成され、座面１３２ｉに、ボール１５３が摺動自在に嵌装されている。カバー１３４の内側には、ボール１５３の座面１３４ｃが形成され、この座面１３４ｃに、ボール１５３が摺動自在に嵌装されている。
【００７５】
回転体１３３には、図６中、右方向に、一対の磁石１４７、１４８同士の反発力が作用するが、メインシャフト１３２の座面１３２ｉがボール１５３に当接されていることによって、回転体１３３の図中右方向の動きが規制され、回転体１３３は、定位置に位置決めされる。このため回転体１３３に設けられた検出媒体の磁石１４８と、センサ部材１３５との距離が、一定に保持される。
【００７６】
つぎに、検出媒体用磁石の着磁面の構成例、センサ部材１３５の配置例について説明する。
【００７７】
図８は、第１実施例（図２（ａ））に示される磁石１４５の着磁面の構成例を示している。図８は、図２（ａ）で回転体１３３をＺ視方向（図２（ａ）の右側から見た方向）からみた図である。
【００７８】
同図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、磁石１４５は、回転体１３３の回転角度に応じて、Ｎ極、Ｓ極が交互に入れ替わるように構成されている。図８（ａ）は、Ｓ極、Ｎ極が１回、交互に入れ替わる構成例であり、図８（ｂ）は、Ｓ極、Ｎ極が２回、交互に入れ替わる構成例であり、図８（ｃ）は、Ｓ極、Ｎ極が３回、交互に入れ替わる構成例である。
【００７９】
図９（ａ）は、第１実施例（図２（ａ））に示されるセンサ部材１３５の配置例を示している。図９は、図２（ａ）でセンサ部材１３５をＺ視方向（図２（ａ）の右側から見た方向）からみた図である。
【００８０】
同図９（ａ）に示すように、センサ部材１３５は、回転体１３３の回転面上において、回転中心軸１３２ｃから所定距離離間された位置に、設けられている。
【００８１】
回転ローラ１１０が回転し、それに応じて検出媒体用磁石が装着された回転体１３３が回転すると、回転角度に応じて、センサ部材１３５を透過する磁束密度が変化し、電気信号（電圧）が変化する。
【００８２】
図１０（ａ）は、回転ローラ１１０の回転角度と、センサ部材１３５で検出される電気信号（電圧）との関係を例示している。センサ部材１３５から出力される電圧の大きさから回転ローラ１１０の回転角度を計測することができる。また、センサ部材１３５から出力される電気信号（電圧）の１周期が繰り返される数をカウントすることで、回転ローラ１１０の回転数を計測することができる。そして、これら回転ローラ１１０の回転数と、回転ローラ１１０の回転角度とに基づいて、シリンダ２００のロッド２０２の変位量（ストローク）が計測される。
【００８３】
図９（ｂ）は、センサ部材１３５Ａ、１３５Ｂを、回転体１３３の回転面上において、回転中心軸１３２ｃから所定距離離間された位置に、所定角度位相をずらして配置した場合を示している。図１０（ｂ）は、図９（ｂ）に対応する回転ローラ１１０の回転角度と、センサ部材１３５Ａ、１３５Ｂで検出される電気信号（電圧）との関係を例示している。センサ部材１３５Ａ、Ｂを２個配置した場合には、ロッド２０２の変位量のみならず、センサ部材１３５Ａ、１３５Ｂから出力される各電圧のずれからロッド２０２の変位方向についても計測することができる。
【００８４】
図１１は、第４実施例（図６）に示される磁石１４５の着磁面の構成例を示している。すなわち、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同様に、図１１（ａ）は、Ｓ極、Ｎ極が１回、交互に入れ替わる構成例であり、図１１（ｂ）は、Ｓ極、Ｎ極が２回、交互に入れ替わる構成例であり、図１１（ｃ）は、Ｓ極、Ｎ極が３回、交互に入れ替わる構成例であり、図９（ａ）、（ｂ）に示すセンサ部材１３５の構成例と組み合わせて使用することができる。
【００８５】
（第６実施例）
図８、図１１では、磁石１４５が回転体１３３の周方向に連続している場合の構成例について説明したが、図１２に示すように磁石１４５が回転体１３３の周方向に間欠的に配置されるように構成してもよい。
【００８６】
すなわち、図１２（ａ）は、図２（ａ）、図４〜図７と同様に、メインシャフト１３２、回転体１３３の断面を示した第６実施例であり、回転体１３３には、図中左側から右側にかけて、Ｎ極、Ｓ極が配列された磁石１４５ａ、Ｓ極、Ｎ極が配列された１４５ｂが設けられる。なお、この第６実施例では、一対の磁石１４７、１４８の反発力に対抗して支持する支持部材として、第５実施例と同様に、ボール１５３が使用される。
【００８７】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）で回転体１３３をＺ視方向（図１２（ａ）の右側から見た方向）からみた図である。図１２（ｂ）に示すように、回転体１３３の周方向（回転方向）に沿って、磁石１４５ａ、１４５ｂが間欠的に配置され、回転体１３３の回転角度に応じて、Ｓ極、Ｎ極が交互に入れ替わるように構成されている。
【００８８】
同様にして、図１２（ｃ）に示すように、回転体１３３の周方向（回転方向に沿って、磁石１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄを間欠的に配置し、回転体１３３の回転角度に応じて、Ｓ極、Ｎ極が２回、交互に入れ替わるように構成してもよい。
【００８９】
また、図１２（ｄ）に示すように、１個の磁石１４５ａを配置してもよい。この場合、センサ部材１３５に対向する磁石の極性は、Ｓ極であってもよく、Ｎ極であってもよい。図１２（ｂ）〜（ｄ）に示す各磁石の配置構成例は、図９（ａ）、（ｂ）に示すセンサ部材１３５の構成例と組み合わせて使用することができる。
【００９０】
着磁面が傾斜された検出媒体用磁石１４８が使用される第２実施例、第３実施例、第５実施例の場合には、図９（ａ）、（ｂ）に示される配置構成例のセンサ部材１３５を組み合わせて使用すると、磁石１４８の全体が同極のままでも（回転体１３３の回転角度に応じてＮ極、Ｓ極が交互に入れ替わらなくても）、回転体１３３の回転角度に応じて、磁石１４８とセンサ部材１３５との距離が変化するため、センサ部材１３５を透過する磁束密度が回転角度に応じて変化する。このため、図１０（ａ）、図１０（ｂ）と同様に、センサ部材１３５で、回転ローラ１１０の回転角度に応じて周期的に変化する電気信号（電圧値）を検出することができる。ただし、検出媒体を兼ねる磁石１４８は、磁石１４７との組合せで反発力を発生させるために、磁石１４７と同極（磁石１４７がＳ極であれば同じＳ極、磁石１４７がＮ極であれば、同じＮ極）にする必要がある。
【００９１】
磁石１４８が装着される回転体１３３の材質としては、軟鉄等の磁性部材で構成することが望ましい。
【００９２】
（第７実施例）
第２実施例、第３実施例、第５実施例では、磁石１４８を傾斜させて配置しているが、磁石１４８は傾斜させなくても、回転体１３３のセンサ部材１３５に対面する側を、回転角度に応じて周期的に変化する形状とすることにより、同様に、センサ部材１３５で、回転ローラ１１０の回転角度に応じて周期的に変化する電気信号（電圧値）を検出することができる。
【００９３】
すなわち、図１３（ａ）は、図２（ａ）、図４〜図７、１２（ａ）と同様に、メインシャフト１３２、回転体１３３の断面を示した第７実施例である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）で回転体１３３をＺ視方向（図１２（ａ）の右側から見た方向）からみた図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）で回転体１３３をＷ視方向（図１３（ａ）の下側から見た方向）からみた図である。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は三角法にしたがい配置されている。
【００９４】
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転体１３３のセンサ部材１３５に対面する部分１３３ｊのうち、センサ部材１３５に対面する側は、回転角度に応じて周期的に変化する形状に形成されている。また、上記回転体１３３のセンサ部材対面部１３３ｊは、磁性体で構成されている。なお、この第７実施例では、一対の磁石１４７、１４８の反発力に対抗して支持する支持部材として、第５実施例、第６実施例と同様に、ボール１５３が使用される。よって、回転体１３３の回転角度に応じて、センサ部材１３５から回転体１３３のセンサ部材対面部１３３ｊまでの距離が変化し、センサ部材１３５で、回転ローラ１１０の回転角度に応じて周期的に変化する電気信号（電圧値）を検出することができる。
【００９５】
同様にして、図１３（ａ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、回転体１３３のセンサ部材対面部１３３ｊを、回転体１３３の回転角度に応じて、センサ部材１３５からの距離が変化するように形成してもよい。
【００９６】
（第８実施例）
第２実施例、第３実施例、第５実施例では、磁石１４８を傾斜させて配置しているが、磁石１４８は傾斜させなくても、回転体１３３のセンサ部材１３５に対面する側を、傾斜させることにより、同様に、センサ部材１３５で、回転ローラ１１０の回転角度に応じて周期的に変化する電気信号（電圧値）を検出することができる。
【００９７】
すなわち、図１４は、図２（ａ）、図４〜図７、１２（ａ）、図１３（ａ）と同様に、メインシャフト１３２、回転体１３３の断面を示した第８実施例であり、回転体１３３のセンサ部材１３５に対面する部分１３３ｋのうち、センサ部材１３５に対面する側は、メインシャフト中心軸１３２ｃに対して傾斜する平面に形成されている。また、上記回転体１３３のセンサ部材対面部１３３ｋは、磁性体で構成されている。なお、この第７実施例では、一対の磁石１４７、１４８の反発力に対抗して支持する支持部材として、第５実施例、第６実施例、第７実施例と同様に、ボール１５３が使用される。また、センサ部材１３５に近接して、バイアス用磁石１５４が設けられる。よって、回転体１３３の回転角度に応じて、センサ部材１３５から回転体１３３のセンサ部材対面部１３３ｋまでの距離が変化し、センサ部材１３５で、回転ローラ１１０の回転角度に応じて周期的に変化する電気信号（電圧値）を検出することができる。
【００９８】
なお、上述した各第１実施例〜第８実施例で例示した支持部材（ローラベアリング、ボール等）は、一例であり、一対の磁石の反発力に対抗してメインシャフト１３２、回転体１３３を支持できるのであれば、支持部材の構造、構成要素は任意である。また、回転体の形状や、検出媒体用磁石が反発用磁石を兼ねるか否かについても問わない。たとえば図１５（ａ）に示すように、メインシャフト１３２の端部をローラベアリング１５２で支持してもよく、図１５（ｂ）に示すように、メインシャフト１３２の端部をボール１５３を支持してもよく、図１５（ｃ）に示すように、メインシャフト１３２の端部をスラストプレート１５６で支持してもよい。スラストプレート１５６としては、樹脂、メタル、焼結材等の任意の材料を使用することができる。
【００９９】
（第９実施例）
また、上述した第１実施例〜第８実施例については、センサ部材１３５の存在を前提として説明したが、本発明としては、センサ部材１３５は必ずしも必須ではない。
【０１００】
すなわち、メインシャフト１３２、回転体１３３のような回転軸に対して、一対の磁石の反発力を軸方向に加え、それを支持部材によって支持する構造であれば、センサ部材１３５のようなセンサがなくても、第１実施例〜第８実施例を適用することができる。この場合、第１実施例（図２（ａ））、第４実施例（図６）における検出媒体用（専用）磁石１４５は、これを省略することができる。
【０１０１】
この発明によれば、回転軸は、ガタや取付誤差等が吸収されて、定位置で支持されるため、回転軸支持構造の信頼性を高めることができる。
【０１０２】
なお、上述した各実施例では、検出媒体は磁石（磁力）であることを前提に説明したが、検出媒体は必ずしも磁石（磁力）である必要はなく、たとえば検出媒体を光とし、光センサで光を検出する構成にも本発明を適用することができる。たとえば、図２（ａ）、図６における検出媒体用磁石１４５を、発光部材に置き換えるとともに、センサ部材１３５を、光を検出するセンサ部材に置き換える実施も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は回転センサの構成を概念的に示す図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第１実施例の構成図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）はシリンダと回転センサとの関係を説明するために用いた断面図である。
【図４】図４は第２実施例の構成図である。
【図５】図５は第３実施例の構成図である。
【図６】図６は第４実施例の構成図である。
【図７】図７は第５実施例の構成図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁石の着磁面の構成例を示す図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）はセンサ部材の配置構成例を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、回転ローラの回転角度と、センサ部材で検出される電気信号（電圧）との関係を例示した図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁石の着磁面の構成例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は第６実施例の構成を説明する図である。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は第７実施例の構成を説明する図である。
【図１４】図１４は第８実施例の構成を説明する図である。
【図１５】図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は支持部材の構成例を例示した図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  回転センサ  １３２  メインシャフト  １３３  回転体  １３５  センサ部材  １４２  ベアリング  １４５、１４７、１４８  磁石  
【図１】
2006170900.tif 000003
【図２】
2006170900.tif 000004
【図３】
2006170900.tif 000005
【図４】
2006170900.tif 000006
【図５】
2006170900.tif 000007
【図６】
2006170900.tif 000008
【図７】
2006170900.tif 000009
【図８】
2006170900.tif 000010
【図９】
2006170900.tif 000011
【図１０】
2006170900.tif 000012
【図１１】
2006170900.tif 000013
【図１２】
2006170900.tif 000014
【図１３】
2006170900.tif 000015
【図１４】
2006170900.tif 000016
【図１５】
2006170900.tif 000017