(57)【要約】【課題】  小型化が可能で、特に軸方向長さを短くできる回転検出装置付き軸受を提供する。【解決手段】  この回転検出装置付き軸受は、軸受２０の内輪２１側に回転中心Ｏ回りの方向性を有する磁気発生手段２を有する。外輪２２側には、磁気発生手段２の磁気を感知して回転または角度の情報を出力する回転センサ３を、軸受軸心に位置して取付ける。前記磁気発生手段２は、軸受２０の内輪２１の内径側に固定された固定部材、例えば回転軸１０に固定する。【選択図】      図１
2006233985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の内輪側に回転中心回りの方向性を有する磁気発生手段を有し、外輪側に前記磁気発生手段の磁気を感知して回転または角度の情報を出力する回転センサを、軸受軸心に位置して取付けた回転検出装置付き軸受であって、
前記磁気発生手段を、軸受の内輪の内径側に固定された固定部材に固定したことを特徴とする回転検出装置付き軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記固定部材が軸である回転検出装置付き軸受。
【請求項３】
請求項１において、前記固定部材が軸とは別の部材であって、内輪内径面に圧入または接着等で固定されたものである回転検出装置付き軸受。
【請求項４】
請求項３において、前記固定部材が内輪の端面、または内輪に加工された軸方向を向く段面に接触することで、前記固定部材が位置決めされている回転検出装置付き軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記磁気発生手段が、軸方向に着磁された２つの永久磁石で構成されたものである回転検出装置付き軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記磁気発生手段が、片面にＮ極とＳ極の両方を持つ一つの永久磁石からなる回転検出装置付き軸受。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、前記固定部材に凹み部を設け、この凹み部の中に永久磁石を固定した回転検出装置付き軸受。
【請求項８】
請求項７において、前記磁気発生手段および前記固定部材よりも柔軟な樹脂等の柔軟材料で前記永久磁石を取り囲み、前記柔軟材料を前記永久磁石と共に前記凹み部の中に固定した回転検出装置付き軸受。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、固定部材が非磁性体であって、前記磁気発生手段と前記固定部材との間に磁性体ヨークを挟み込んだ回転検出装置付き軸受。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記回転センサが、複数の磁気センサ素子と、その磁気センサ素子の出力を回転信号または角度信号に変換する手段とを一体化したものである回転検出装置付き軸受。
【請求項１１】
請求項１０において、前記回転センサが、半導体チップに集積されたものである回転検出装置付き軸受。
【請求項１２】
請求項１１において、前記回転センサは、磁気センサ素子を仮想の矩形上の４辺における各辺に沿って配置した４辺の磁気ラインセンサを有し、磁気ラインセンサの矩形配置の内部に、磁気ラインセンサのセンサ出力を回転情報または角度情報に変換する計算手段を配置した回転検出装置付き軸受。
【請求項１３】
請求項１１において、前記回転センサの内部にある複数の磁気センサが、磁気発生手段が回転することにより回転する磁界の正弦信号と余弦音号を検出し、さらに、変換回路が、磁気センサの検出した信号を回転信号または角度信号に変換する計算手段を持っている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、ロボットの関節角度の検出等に用いられる回転検出装置付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットの関節等の回転あるいは角度を検出するために、関節部の軸を支持するための軸受と一体となった回転検出装置付き軸受が設置される。このような回転検出装置付き軸受は、小型であることが望まれ、特に、ロボットの指などの関節に装着する場合には、より小型であることが望まれる。このような要請に応えるために、本出願人は、先に図２２に示すような回転検出装置付き軸受を提案した（例えば特許文献１）。
【０００３】
同図の回転検出装置付き軸受は、回転輪である内輪５１側に回転中心回りの方向性を有する磁気発生手段３２を配置すると共に、固定輪である外輪５２側に、前記磁気発生手段３２の磁気を検出する磁気ラインセンサ３３を、磁気発生手段３２に対向して配置したものである。磁気発生手段３２は永久磁石３２Ａと磁性体ヨーク３２Ｂとでなり、内輪５１の外径面に圧入嵌合される磁気発生手段取付部材４５を介して内輪５１に取付けられる。回転軸４０と内輪５１は一体となって回転するので、磁気発生手段３２も磁気発生手段取付部材４５と共に回転軸４０と一体となって回転する。磁気ラインセンサ３３は、外輪５２の内径面に圧入嵌合されるセンサ取付部材５７を介して外輪５２に取付けられる。
【特許文献１】特開２００４−３７１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記構成の回転検出装置付き軸受では、軸受への組付け構造については最適化されておらず、軸方向寸法が長い。すなわち、内輪５１の外径面に圧入嵌合される磁気発生手段取付部材４５を介在させることで、磁気発生手段３２を内輪５１に取付けているので、全体の軸方向寸法が長くなり、小型化が十分でなかった。
【０００５】
この発明の目的は、小型化が可能で、特に軸方向寸法を短くできる回転検出装置付き軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の回転検出装置付き軸受は、軸受の内輪側に回転中心回りの方向性を有する磁気発生手段を有し、外輪側に前記磁気発生手段の磁気を感知して回転または角度の情報を出力する回転センサを、軸受軸心に位置して取付けた回転検出装置付き軸受であって、前記磁気発生手段を、軸受の内輪の内径側に固定された固定部材に固定したことを特徴とする。
この構成によると、磁気発生手段を、軸受の内輪の内径側に固定された固定部材に固定しているので、外径側に固定した固定部材を用いる場合と異なり、固定部材が内輪の端面よりも大きく突出させる必要がなく、軸方向の長さを短くすることができる。
【０００７】
前記固定部材は軸であっても良い。この構成の場合、磁気発生手段を固定する固定部材を軸で兼用するので、従来では別途に必要であった固定部材を設ける必要がなく、部品点数を削減でき、また軸方向の長さ短縮効果をさらに上げることができる。
【０００８】
前記固定部材が軸とは別の部材であって、内輪内径面に圧入または接着等で固定されたものであっても良い。軸と別体の固定部材に磁気発生手段を固定するので、回転検出装置付き軸受から軸を分離できるという従来例の特徴を持ちつつ、軸方向の長さを従来例の場合に比べて短くできる。
【０００９】
この発明において、前記固定部材が内輪の端面、または内輪に加工された軸方向を向く段面に接触することで、前記固定部材が位置決めされていても良い。内輪の端面に接触するものとする場合、固定部材が内輪嵌合部分の外周にフランジを有するものであって、フランジで内輪の端面に接触するものとしても良い。
この構成の場合、内輪の端面または前記段面を基準面として、固定部材を内輪の内径側に容易に位置決めすることができる。これにより、固定部材における磁気発生手段の固定面が軸受の軸心に対して垂直となるように、つまり磁気発生手段が回転センサと平行になるように、固定部材を内輪に取付けることができる。したがって、磁気発生手段と回転センサの平行度とクリアランスを所定の精度に保つことができる。その結果、回転センサの表面での磁界パターンの強度が磁気発生手段の回転によって変動するのを抑えることができる。また、上記クリアランスを従来の場合よりも小さくできることから、回転センサの感知する磁界が大きくなり、それだけＳ／Ｎ比が向上する。この２つの効果によって、回転検出装置の回転検出精度を向上させることができる。
【００１０】
この発明において、前記磁気発生手段が、軸方向に着磁された２つの永久磁石で構成されたものであっても良い。
この構成の場合、固定部材を磁性体とすると、固定部材が磁気発生手段の磁路となるので、磁気発生手段から発生して対向する回転センサの表面を通過する磁束が増加して、回転検出感度を向上させることができる。また、従来例のように永久磁石と磁性体ヨークの組み合わせで磁気発生手段を構成するのではなく、永久磁石だけで磁気発生手段を構成していることから、従来例の場合よりも薄形の磁気発生手段とでき、この点からも軸方向の長さを短くできる。
【００１１】
この発明において、前記磁気発生手段が、片面にＮ極とＳ極の両方を持つ一つの永久磁石からなるものであっても良い。この構成の場合、一つの永久磁石だけで磁気発生手段を簡単に構成できる。また、固定部材側に永久磁石の磁束が通過しないので、固定部材の磁気特性が回転センサを通過する磁束に殆ど影響を与えることがない。したがって、回転検出精度に影響を与えることなく、磁性体および非磁性体のいずれの固定部材であっても使用することができる。
【００１２】
この発明において、前記固定部材に凹み部を設け、この凹み部の中に永久磁石を固定しても良い。永久磁石には他の永久磁石や磁性体との間に吸引力や反発力が働くので、固定部材が磁性体からなる場合、固定部材への永久磁石の組付けが容易でない。しかし、固定部材に形成した凹み部に永久磁石を挿入することで、固定部材への永久磁石の固定を軸ずれを少なくして精度良く容易に行うことができる。
【００１３】
この発明において、前記磁気発生手段および前記固定部材よりも柔軟な樹脂等の柔軟材料で前記永久磁石を取り囲み、前記柔軟材料を前記永久磁石と共に前記凹み部の中に固定しても良い。永久磁石が例えば焼結製の場合は機械的強度が脆く圧入に適さないが、上記組付け構造とすることにより、凹み部への永久磁石の圧入が可能となる。
【００１４】
この発明において、固定部材が非磁性体であって、前記磁気発生手段と前記固定部材との間に磁性体ヨークを挟み込んでも良い。磁気発生手段が軸方向に着磁された永久磁石であると、固定部材が非磁性体からなる場合、永久磁石を固定部材に直接固定すると磁気発生手段の磁気効率が悪くなる。しかし、磁性体ヨークを介在させた上記組付け構造とすることにより、回転センサの表面を通過する磁束を磁性体ヨークの無い場合に比べて数割増加させることができる。その結果、回転センサが感知する磁気信号のＳ／Ｎ比が向上して、回転検出精度のさらなる向上が可能となる。
【００１５】
この発明において、前記回転センサが、複数の磁気センサ素子と、その磁気センサ素子の出力を回転信号または角度信号に変換する手段とを一体化したものであり、例えば半導体チップに集積されたものであっても良い。このように、半導体チップに磁気センサ素子と角度信号変換手段とを集積して一体化すると、磁気センサ素子と角度信号変換手段間の配線が不要となり、回転センサのコンパクト化が可能で、断線等に対する信頼性も向上し、回転検出装置の組み立て作業も容易になる。
【００１６】
この発明において、前記回転センサは、磁気センサ素子を仮想の矩形上の４辺における各辺に沿って配置した４辺の磁気ラインセンサを有し、磁気ラインセンサの矩形配置の内部に、磁気ラインセンサのセンサ出力を回転情報または角度情報に変換する計算手段を配置しても良い。
この構成の場合、回転センサを構成する半導体チップのチップサイズをより小さくすることができる。
【００１７】
この構成の場合に、前記回転センサの内部にある複数の磁気センサが、磁気発生手段が回転することにより回転する磁界の正弦信号と余弦信号を検出し、さらに、変換回路が、磁気センサの検出した信号を回転信号または角度信号に変換する計算手段を持っているものであっても良い。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の回転検出装置付き軸受は、軸受の内輪側に回転中心回りの方向性を有する磁気発生手段を有し、外輪側に前記磁気発生手段の磁気を感知して回転または角度の情報を出力する回転センサを、軸受軸心に位置して取付けた回転検出装置付き軸受であって、前記磁気発生手段を、軸受の内輪の内径側に固定された固定部材に固定したため、小型化が可能で、特に軸方向長さを短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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付き軸受の断面図を示す。この回転検出装置付き軸受は、転がり軸受２０に回転検出装置１を組み込んだものある。転がり軸受２０は、内輪２１と外輪２２の転走面間に、保持器２３に保持された転動体２４を介在させたものである。転動体２４はボールからなり、この転がり軸受２０は単列の深溝玉軸受とされている。内輪２１には回転軸１０が圧入状態に嵌合しており、外輪２２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。
【００２０】
回転検出装置１は、転がり軸受２０の内輪２１側に配置された磁気発生手段２と、外輪２２側に配置された回転センサ３とを備える。ここで言う内輪２１側とは、内輪２１または内輪２１と共に回転する部材のことであり、外輪２２側とは外輪２２または外輪２２に固定された部材のことである。
磁気発生手段２は永久磁石からなり、図２に示すように、発生する磁気が転がり軸受２０の回転中心Ｏの回りの方向性を有するものである。この永久磁石からなる磁気発生手段２は、転がり軸受２０の回転中心Ｏが永久磁石２の中心と一致するように、回転軸１０を固定部材としてその一端面の中央に固定される。磁気発生手段２は、回転軸１０の回転によって上記回転中心Ｏの回りをＮ磁極およびＳ磁極が旋回移動する。
【００２１】
回転センサ３は磁気発生手段２の磁気を感知して回転または角度の情報を出力するセンサである。回転センサ３は、転がり軸受２０の回転中心Ｏの軸方向に向けて磁気発生手段２と対向するように、センサ取付部材２７を介して外輪２２側に取付けられる。具体的には、外輪２２に前記センサ取付部材２７が取付けられ、このセンサ取付部材２７に回転センサ３が固定されている。センサ取付部材２７は、外周部の先端円筒部２７ａを外輪２２の内径面に嵌合させ、この先端円筒部２７ａの近傍に形成した鍔部２７ｂを外輪２２の幅面に係合させて軸方向に位置決めがなされている。また、センサ取付部材２７には、回転センサ３の出力を取り出すための出力ケーブル２９も取付けられている。
【００２２】
回転センサ３は、図３に平面図で示すように、複数の磁気センサ素子５ａと、その磁気センサ素子５ａの出力を回転信号または角度信号に変換する計算手段である変換回路６とを１つの半導体チップ４上に集積したものである。半導体チップ４上において、磁気センサ素子５ａは、仮想の矩形上の４辺における各辺に沿って配置されて、４辺の磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄとされる。この場合、前記矩形の中心Ｏ’は、転がり軸受２０の回転中心Ｏに一致する。４辺の磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄは、同図の例ではセンサ素子５ａが一列に並んだものとしているが、センサ素子５ａが複列に並行に並んだものであっても良い。
前記変換回路６は、磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄの矩形配置の内部に配置される。半導体チップ４は、その素子形成面が前記磁気発生手段（永久磁石）２と対向するように前記センサ取付部材２７に固定される。
【００２３】
このように、半導体チップ４上に磁気センサ素子５ａと変換回路６とを集積して一体化すると、磁気センサ素子５ａと変換回路６間の配線が不要となり、回転センサ３のコンパクト化が可能で、断線等に対する信頼性も向上し、回転検出装置１の組み立て作業も容易になる。特に、上記したように矩形に配置された磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄの内部に変換回路６を配置すると、チップサイズをより小さくすることができる。
【００２４】
図４および図５は、前記変換回路６による角度算出処理の説明図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、回転軸１０が回転している時の磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄによる出力波形図を示し、それらの横軸は各磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄにおける磁気センサ素子５ａを、縦軸は検出磁界の強度をそれぞれ示す。
いま、図４に示す位置Ｘ１とＸ２に磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄ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、各磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄの出力は、図５（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、磁気ラインセンサ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２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ラインセンサ５Ａ〜５Ｄより構成される四角形の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が磁気ラインセンサ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。変換回路６で算出された回転角度θは前記出力ケーブル２９より出力される。
【００２５】
上記構成の回転検出装置付き軸受によると、回転検出装置１の磁気発生手段（永久磁石）２を、転がり軸受２０の内輪２１の内径側に固定された固定部材（ここでは回転軸１０）に固定しているので、従来の図２２の例と異なり、内輪端面から軸方向に突出する固定部材が不要で、軸方向の長さを短くすることができる。また、従来例のように永久磁石と磁性体ヨークの組み合わせで磁気発生手段を構成するのではなく、永久磁石だけで磁気発生手段２を構成していることから、従来例の場合よりも薄形の磁気発生手段２とでき、この点からも軸方向の長さを短くできる。特に、この実施形態では、磁気発生手段２を固定する固定部材を回転軸１０で兼用しているので、別途固定部材を設ける必要がなく、部品点数を削減できて、軸方向の長さ短縮効果をさらに上げることができる。
【００２６】
上記実施形態では、回転センサ３の構成として、半導体チップ４上に複数の磁気センサ素子５ａを矩形に並べた磁気ラインセンサ５Ａ〜５Ｄで磁気発生手段２の磁気を感知するようにしたが、図６のように半導体チップ４上の中心Ｏ’（転がり軸受２０の回転中心Ｏに一致する）の回りに９０°の周回角度を隔てて最低限２つの磁気センサ素子５ａ，５ｂを配置することで、回転センサ３Ａを構成しても良い。
なお、同図の例において、磁気センサ素子５ａ，５ｂの出力を回転信号または角度信号に変換する計算手段である変換回路６を、磁気センサ素子５ａ，５ｂと共に半導体チップ４上に集積することは、図３の場合と同じである。
【００２７】
図６の例のように回転センサ３Ａを構成した場合、２つの磁気センサ素子５ａ，５ｂの出力は、磁気発生手段２の回転角θ（図６）に合わせて変化し、図７に示すように一方の磁気センサ素子５ａの出力ａは正弦信号、他方の磁気センサ素子５ｂの出力ｂは余弦信号となる。これにより、回転角θは、ａ／ｂの逆正接関数（アークタンジェント）、およびａとｂの正負によって計算することができる。この計算は変換回路６で行う。図７の出力波形が理想的な正弦波，余弦波に対して歪む場合は、変換回路６内に補正テーブルを設けることにより歪みを補正して、検出される回転角θの精度劣化を防止するようにしても良い。
【００２８】
また、上記実施形態では、磁気発生手段２の構成について詳述しなかったが、その具体的構成として、図８（Ａ），（Ｂ）に側面図および正面図で示すように、軸方向に着磁された２つの四角形の永久磁石２Ａ，２Ｂを、回転軸１０の軸心Ｏを中心として径方向に並べて配置しても良い。なお、永久磁石２Ａ，２Ｂの形状は、半円形など他の形状であっても良い。
この構成の場合、回転軸１０を磁性体とすると、回転軸１０の一部が磁気発生手段２の磁路となるので、磁気発生手段２から発生して対向する半導体チップ４（回転センサ３）の表面を通過する磁束が増加して、回転検出感度を向上させることができる。
【００２９】
また、磁気発生手段２の他の具体的構成として、図９（Ａ），（Ｂ）に側面図および正面図で示すように、１つの円形の永久磁石２Ｃであって、片面にＮ磁極およびＳ磁極を着磁したものを、その中心が回転軸１０の軸心Ｏと一致するように回転軸１０の端面に配置しても良い。永久磁石２Ｃの形状は、四角形など他の形状であっても良い。
この構成の場合、１つの永久磁石２Ｃだけで磁気発生手段２を簡単に構成できる。また回転軸１０側に永久磁石２Ｃの磁束が通過しないので、回転軸１０の磁気特性が半導体チップ４（回転センサ３）を通過する磁束に殆ど影響を与えることがない。したがって、回転検出精度に影響を与えることなく、磁性体および非磁性体のいずれの回転軸１０でも使用することができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、磁気発生手段である永久磁石２を回転軸１０の端面にそのまま固定した場合を示しているが、これに限らず図１０（Ａ）に示すように、回転軸１０の端面に凹み部１０ａを形成し、この凹み部１０ａに永久磁石２を挿入して接着等により図１０（Ｂ）のように固定しても良い。永久磁石２には他の永久磁石や磁性体との間に吸引力や反発力が働くので、回転軸１０が磁性体からなる場合、回転軸１０への永久磁石２の組付けが容易でない。しかし、上記のように回転軸１０に形成した凹み部１０ａに永久磁石２を挿入することで、回転軸１０への永久磁石２の固定を軸ずれを少なくして精度良く容易に行うことができる。また、図８のように２つの永久磁石２Ａ，２Ｂで磁気発生手段２を構成する場合も、上記組付け構造を採用することにより、永久磁石２Ａ，２Ｂ同士や、これらと磁性体の回転軸１０との間に吸引力や反発力が働いても、回転軸１０への永久磁石２Ａ，２Ｂの固定を、軸ずれを少なくして精度良く容易に行うことができる。
【００３１】
図１１は、回転軸１０の端面に形成した凹み部１０ａに磁気発生手段である永久磁石２Ａ，２Ｂを挿入して組み付ける構成の他の例を示す。この場合、図１１（Ｂ）のように、永久磁石２Ａ，２Ｂおよび回転軸１０よりも比較的柔軟性のある例えば樹脂部材１１で永久磁石２Ａ，２Ｂを取り囲むことにより、永久磁石２Ａ，２Ｂと樹脂部材１１を一体化する。この一体化部品１２を回転軸１０の端面に形成した凹み部１０ａに圧入することで、回転軸１０への永久磁石２Ａ，２Ｂの組付けを図っている。
永久磁石２Ａ，２Ｂが例えば焼結製の場合は、機械的強度が脆く圧入に適さないが、上記組付け構造とすることにより、凹み部１０ａへの永久磁石２Ａ，２Ｂの圧入が可能となる。なお、この組付け構造は、図９のように単体の永久磁石２Ｃの組付けに採用しても良く、この場合にも凹み部１０ａへの永久磁石２Ｃの圧入を容易に行うことができる。
【００３２】
図１２は、非磁性体の回転軸１０の端面に、図８に示す２つの永久磁石２Ａ，２Ｂからなる磁気発生手段２を組み付ける構成例を示す。この組付け例では、磁性体ヨーク１３を介して、回転軸１０の端面に永久磁石２Ａ，２Ｂを組み付けている。具体的には、磁性体ヨーク１３の片面に凹み部１３ａを形成し、この凹み部１３ａに永久磁石２Ａ，２Ｂを挿入固定すると共に、回転軸１０の端面に形成した凹み部１０ａに前記磁性体ヨーク１３を挿入固定している。なお、組付順序としては、先に回転軸１０の凹み部１０ａに磁性体ヨーク１３を挿入固定した後で、磁性体ヨーク１３の凹み部１３ａに永久磁石２Ａ，２Ｂを挿入固定しても良い。
磁気発生手段２を構成する２つの永久磁石２Ａ，２Ｂは軸方向に着磁されているので、回転軸１０が非磁性体からなる場合、永久磁石２Ａ，２Ｂを回転軸１０に直接固定すると磁気発生手段２の磁気効率が悪くなる。しかし、磁性体ヨーク１３を介在させた上記組付け構造とすることにより、半導体チップ４（回転センサ３）の表面を通過する磁束を磁性体ヨークの無い場合に比べて数割増加させることができる。その結果、回転センサ３が感知する磁気信号のＳ／Ｎ比が向上して、回転検出精度のさらなる向上が可能となる。
【００３３】
図１３は、非磁性体の回転軸１０の端面に、図８に示す２つの永久磁石２Ａ，２Ｂからなる磁気発生手段２を組み付ける他の構成例を示す。この組付け例では、磁性体ヨーク１３の片面に２つの永久磁石２Ａ，２Ｂを重ねて固定すると共に、その周囲を樹脂部材１１で取り囲んで一体化部品１４とし、回転軸１０の端面に形成した凹み部１０ａに前記一体化部品１４を挿入固定している。この場合も、非磁性体の回転軸１０と永久磁石２Ａ，２Ｂとで磁性体ヨーク１３が挟まれた構造となって、磁気発生手段２の磁気効率が改善される。
【００３４】
図１４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受は、図１の実施形態において、一端面に磁気発生手段２が固定される回転軸１０の軸受内輪２１への挿入長さを短くして、磁気発生手段２の軸方向位置を、回転検出装置１の配置側の内輪２１の幅面よりも内側に後退させ、またセンサ取付部材２７のセンサ取付位置となる幅面部２７ｃの軸方向位置を鍔部２７ｂに揃え、さらにセンサ取付部材２７から引き出される出力ケーブル２９をフラットケーブル等の偏平なものとしている。その他の構成は図１の場合と同様である。
【００３５】
この実施形態の場合、回転検出装置１の軸方向位置が図１の実施形態の場合よりも転がり軸受２０側に近くなり、センサ取付部材２７から軸方向に張り出す出力ケーブル２９の張出量も少なくなるので、回転検出装置付き軸受の全体的な軸方向寸法をより短縮化できる。
【００３６】
図１５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受は、図１の実施形態において、図１４の場合と同様に一端面に磁気発生手段２３が固定される回転軸１０の軸受内輪２１への挿入長さを短くしている。また、センサ取付部材２７のセンサ取付位置となる幅面部２７ｃの軸方向位置を鍔部２７ｂに揃えると共に、回転軸１０で兼用しない別体の固定部材１５を介して軸受内輪２１の内径側に磁気発生手段２を取付けている。固定部材１５は周縁を円筒部１５ａとした円板状の部材であり、その円筒部１５ａを内輪２１の内径面に圧入または接着することにより、内輪２１の内径側に固定される。磁気発生手段２は、回転センサ３と対向する固定部材１５の片面における中心位置（転がり軸受２０の回転中心Ｏに一致する）に固定される。
【００３７】
この実施形態の場合も、回転検出装置１の軸方向位置が図１の実施形態の場合よりも転がり軸受２０側に近くなるので、回転検出装置付き軸受の全体的な軸方向寸法をより短縮化できる。特に、この実施形態では、回転軸１０と別体の固定部材１５に磁気発生手段２が固定されているので、回転検出装置付き軸受から回転軸１０を分離できるという従来例の特徴を持ちつつ、軸方向の長さを従来例の場合に比べて短くできる。
【００３８】
図１６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受も、図１の実施形態において、図１５の場合と同様に一端面に磁気発生手段２が固定される回転軸１０の軸受内輪２１への挿入長さを短くすると共に、回転軸１０で兼用しない別体の固定部材１５を介して軸受内輪２１の内径側に磁気発生手段２を取付けている。固定部材１５は円板状で、その回転軸１０と対向する片面とは反対側の片面の周縁にフランジ部１５ｂを有する。このフランジ部１５ｂが軸受内輪２１の回転検出装置配置側の幅面に当接するように、固定部材１５の非フランジ部である小径部分を内輪２１の内径面に圧入することで、内輪２１の内径側に固定される。
【００３９】
この実施形態の場合、内輪２１の幅面を基準面として、固定部材１５を内輪２１の内径側に容易に位置決めすることができる。これにより、固定部材１５における磁気発生手段２の固定面が転がり軸受２０の軸心Ｏに対して垂直となるように、つまり磁気発生手段２が回転センサ３と平行になるように、固定部材１５を内輪２１に圧入できる。したがって、磁気発生手段２と回転センサ３の平行度とクリアランスを所定の精度に保つことができる。その結果、回転センサ３を構成する半導体チップ４の表面での磁界パターンの強度が磁気発生手段２の回転によって変動するのを抑えることができる。また、上記クリアランスを従来の場合よりも小さくできることから、回転センサ３の感知する磁界が大きくなり、それだけＳ／Ｎ比が向上する。この２つの効果によって、回転検出装置１の回転検出精度を向上させることができる。
【００４０】
図１７は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受は、図１の実施形態において、転がり軸受２０を複列のアンギュラ玉軸受としたものであり、一列の転動体２４は内輪２１と外輪２２の転走面間に介在し、他の一列の転動体２４は回転軸１０と外輪２２の転走面間に介在する。その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００４１】
図１８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受は、図１の実施形態において、単体の回転軸１０に代えて、２段構造の回転軸１０Ａを用いたものである。すなわち、この場合の回転軸１０Ａは、回転軸主体１６と回転軸端部体１７とでなり、回転軸端部体１７の一端の円筒部１７ａ内に回転軸主体１６の一端を嵌合して止め具１８で回り止めすることにより、回転軸主体１６と回転軸端部体１７が連結されている。転がり軸受２０の内輪２１に前記回転軸端部体１７が嵌合し、回転軸端部体１７の端面に磁気発生手段２が固定される。その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００４２】
この実施形態の場合、回転軸主体１６と回転軸端部体１７とが分離可能であるため、回転検出装置付き軸受を回転軸主体１６から分離することができる。
【００４３】
図１９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受も、図１の実施形態において、単体の回転軸１０に代えて、２段構造の回転軸１０Ａを用いたものである。すなわち、この場合の回転軸１０Ａも、回転軸主体１６と回転軸端部体１７とでなり、回転軸主体１６の一端の円筒部１６ａ内に回転軸端部体１７の一端を嵌合して止め具１９で回り止めすることにより、回転軸主体１６と回転軸端部体１７が連結されている。その他の構成は図１８の場合と同様である。
【００４４】
図２０は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受は、図１６の実施形態において、固定部材１５にフランジ部１５ｂを形成したのに代えて、転がり軸受２０の内輪２１における回転検出装置設置側の幅面内径側に段差部２１ａを形成し、この段差部２１ａに固定部材１５を圧入または接着することで、固定部材１５を内輪２１に固定している。この場合、内輪２１の段差部２１ａの軸方向を向く段面２１ａａを基準面として固定部材１５が軸方向に位置決めされる。
【００４５】
この実施形態の場合、固定部材１５が内輪２１の段差部２１ａに圧入または接着されることで内輪２１に固定されるので、図１６の実施形態の場合に比べて、固定部材１５の略厚み相当分だけ、固定部材１５の軸方向位置を回転軸１０側に近付けることができ、回転検出装置付き軸受の全体的な軸方向長さを短縮できる。
【００４６】
図２１は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転検出装置付き軸受は、図１６の実施形態において、固定部材１５への磁気発生手段２の固定に図１０の組付け構造を採用したものである。すなわち、回転センサ３と対向する固定部材１５の片面に凹み部１５ｃを形成し、この凹み部１５ｃに磁気発生手段（永久磁石）２を挿入固定ししている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の一実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図２】同軸受における磁気発生手段の固定部を示す拡大側面図である。
【図３】同軸受における回転センサの一例を構成する半導体チップの平面図である。
【図４】同回転センサの変換回路による角度算出処理の説明図である。
【図５】同回転センサにおける磁気センサアレイの出力を示す波形図である。
【図６】回転検出装置付き軸受における回転センサの他の一例を構成する半導体チップの平面図である。
【図７】同回転センサにおける磁気センサ素子の出力波形図である。
【図８】（Ａ）は回転検出装置付き軸受における磁気発生手段の固定部の一例を示す拡大図、（Ｂ）は同磁気発生手段の正面図である。
【図９】（Ａ）は同軸受における磁気発生手段の固定部の他の一例を示す拡大側面図、（Ｂ）は同磁気発生手段の正面図である。
【図１０】（Ａ）は同軸受における磁気発生手段の固定部のさらに他の一例の分解側面図、（Ｂ）は同磁気発生手段の固定状態の側面図である。
【図１１】（Ａ）は同軸受における磁気発生手段の固定部のさらに他の一例を示す拡大側面図、（Ｂ）は同磁気発生手段の正面図である。
【図１２】同軸受における磁気発生手段の固定部のさらに他の一例を示す拡大側面図である。
【図１３】同軸受における磁気発生手段の固定部のさらに他の一例を示す拡大側面図である。
【図１４】この発明の他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図１５】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図１６】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図１７】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図１８】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図１９】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図２０】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図２１】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転検出装置付き軸受の断面図である。
【図２２】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…回転検出装置
２…磁気発生手段
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…永久磁石
３，３Ａ…回転センサ
４…半導体チップ
５ａ，５ｂ…磁気センサ素子
５Ａ〜５Ｄ…磁気ラインセンサ
６…変換回路（計算手段）
１０，１０Ａ…回転軸
１０ａ…凹み部
１１…樹脂部材
１３…磁性体ヨーク
１３ａ…凹み部
１５…固定部材
２０…転がり軸受
２１…内輪
２２…外輪
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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