(57)【要約】【課題】コストの上昇を抑えつつ、回転速度検出の信頼性確保を図る。【解決手段】エンコーダ１２ａの回転を検出する為の回転検出センサ１３ａに、２個の磁気検出素子２１ａ、２１ｂを設けると共に、これら各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの上記エンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  に関する中心角αを、所定値に規制する。即ち、これら各磁気検出素子２１ａ、２１ｂを、互いに単一の円周上の直径方向ほぼ反対位置で、上記エンコーダ１２ａを構成する永久磁石１５のうちで、互いに同じ特性を有する複数のＳ極又はＮ極に同時に対向する状態で配置される様に、上記中心角αを規制する。上記各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの磁束の変化に基づく出力の和を、上記回転検出センサ１３ａの出力として取り出す。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材の一部に支持され、この回転部材と同心に設けられた被検出面にＳ極とＮ極とを回転方向に関して交互に配置した永久磁石を備えるエンコーダと、磁束の変化に基づいて特性を変化させる磁気検出素子を備え、上記回転部材の近傍に設けられた静止部材に支持された回転検出センサとから成る回転検出装置に於いて、この回転検出センサに複数の磁気検出素子を、上記永久磁石のうちで、互いに同じ特性を有する複数のＳ極又はＮ極に同時に対向させる状態で、単一の円周上のほぼ等間隔位置に配置しており、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子のこの円周の中心に関する中心角をα度とし、上記Ｓ極及びＮ極の数を、それぞれ（ｎ／２）個とし、上記磁気検出素子の数をｚ個とした場合に、（ｎ／２ｚ）が整数である場合には、α≒（３６０／ｚ）であり、（ｎ／２ｚ）が整数でない場合には、（ｎ／２ｚ）の小数点以下を切り捨てて得た整数をｎ１  とし、（ｎ／２ｚ）の小数点以下を切り上げて得た整数をｎ２  とした場合に、α≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）であり、上記各磁気検出素子の特性変化に基づく出力の和に基づく値を、上記回転検出センサの出力として取り出し自在とした事を特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
回転部材の回転側周面に設けられた回転側軌道と、静止部材の静止側周面に設けられた静止側軌道と、これら回転側軌道と静止側軌道との間に設けられた複数個の転動体と、上記回転部材の回転速度を検出する為の回転検出装置とを備えた回転検出装置付転がり軸受ユニットに於いて、この回転検出装置が、請求項１に記載した回転検出装置である事を特徴とする回転検出装置付転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る回転検出装置及び回転検出装置付転がり軸受ユニットは、例えば転がり軸受ユニットにより懸架装置に対し回転自在に支持した自動車の車輪の回転速度を検出する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御する為に、転がり軸受ユニットにより懸架装置に支持された車輪の回転速度を検出する必要がある。この為従来から、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより、上記車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する事が、広く行なわれている。又、この場合に、回転輪側に設けるエンコーダとして、円周方向に関してＳ極とＮ極とを交互に配置した永久磁石等、円周方向に関して磁気特性を交互且つ等間隔に変化させた構造を使用する事が、近年多くなっている。永久磁石製のエンコーダを使用した場合には、静止輪側に設ける回転検出センサの検出素子として、ホール素子、磁気抵抗素子の如く、磁束の密度と方向とのうちの少なくとも一方の変化に基づいて特性を変化させる磁気検出素子（半導体素子）を使用する。この様な構造によれば、上記回転検出センサの小型・軽量化と低速時に於ける回転速度検出の信頼性向上とを図れる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１４に示す様な、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが記載されている。この回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止部材である外輪１の内径側に、使用時に回転する回転部材２３を回転自在に支持している。この為、上記外輪１の内周面に、複列の外輪軌道３、３を設けている。又、上記回転部材２３を、ハブ２及びこのハブ２に外嵌固定した内輪４により構成すると共に、これらハブ２及び内輪４の外周面に内輪軌道５、５を設けている。そして、これら各内輪軌道５、５と上記各外輪軌道３、３との間にそれぞれ複数個ずつの転動体６、６を、それぞれ保持器７、７により保持した状態で転動自在に設け、上記外輪１の内側に上記ハブ２及び内輪４を、回転自在に支持している。
【０００４】
又、上記ハブ２の外（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる側を言い、図１４の左側）端部で上記外輪１の外端部から軸方向外方に突出した部分に、車輪を取り付ける為のフランジ８を設けている。又、この外輪１の内（自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる側を言い、図１４の右側）端部に、この外輪１を懸架装置に取り付ける為の取付部９を設けている。又、上記外輪１の外端開口部と上記ハブ２の中間部外周面との間をシールリング１０により、上記外輪１の内端開口部をカバー１１により、それぞれ塞いでいる。
【０００５】
そして、上記回転部材２３の一部に固定したエンコーダ１２の回転速度を、上記カバー１１を介して上記外輪１に支持した回転検出センサ１３により検出自在としている。上記エンコーダ１２は、支持環１４の内側面に永久磁石１５を添着して成る。この支持環１４は、軟鋼板等の磁性金属板に塑性加工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部１６と円輪部１７とを備え、このうちの円筒部１６を上記内輪４の内端部に締まり嵌めで外嵌する事により、この内輪４の内端部に固定している。上記永久磁石１５は、上記円輪部１７の内側面に、焼き付け、接着、自身の磁気吸着力等により、全周に亙って添着している。上記永久磁石１５は、軸方向（図１４の左右方向）に着磁しており、且つ、着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出面である上記永久磁石１５の内側面２２には、Ｓ極とＮ極とが交互に、且つ、等間隔で配置されている。
【０００６】
一方、上記回転検出センサ１３は、上記外輪１の内端開口部に嵌合固定した上記カバー１１に支持している。即ち、このカバー１１に形成した挿入孔１９を通じて上記回転検出センサ１３の検知部２０を、このカバー１１の内側に挿入すると共に、この回転検出センサ１３をこのカバー１１に対し係止している。そして、この状態で、上記検知部２０の先端面を、上記エンコーダ１２を構成する永久磁石１５の内側面２２に、微小隙間を介して対向させている。
【０００７】
上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの使用時には、前記取付部９により上記外輪１を懸架装置に対して、図示しないボルトにより結合固定すると共に、前記ハブ２の外周面に固設したフランジ８に車輪を、このフランジ８に設けたスタッド１８により固定する事で、上記懸架装置に対して上記車輪を回転自在に支持する。この状態で車輪が回転すると、上記回転検出センサ１３の検知部２０の端面近傍を、上記永久磁石１５の内側面２２に配置したＳ極とＮ極とが交互に通過する。この為、上記回転検出センサ１３の検知部２０内に組み込んだ磁気検出素子２１内を流れる磁束の密度及び方向が変化する。この結果、この磁気検出素子２１の特性が変化し、上記回転検出センサ１３の出力が変化する。この様にして回転検出センサ１３の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、この回転検出センサ１３の出力を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。又、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１以外に、特許文献２が存在する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２０８７６３号公報
【特許文献２】
特許第３１３２０１９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、エンコーダ１２を支持する支持環１４の円筒部１６の中心軸に対し、このエンコーダ１２を構成する永久磁石１５の着磁部分の幾何中心がずれたり、ハブ２及び内輪４から成る回転部材２３の嵌合部の形状精度が悪化したり、これら双方が生じる等により、上記着磁部分の幾何中心が上記エンコーダ１２の回転中心に対しずれる場合がある。例えば、図１５に示す状態から図１６に示す状態に、エンコーダ１２を構成する永久磁石１５の着磁部分の幾何中心Ｏ１  がこのエンコーダ１２の回転中心Ｏ２  に対し図１５、１６の下側にδ分だけずれた場合、このずれδの大きさに応じて、この着磁部分が振れ回り運動する。この為、上記回転中心Ｏ２  に対し上記幾何中心Ｏ１  がずれている側では、回転検出センサ１３の磁気検出素子２１が、図１６の下部の二点鎖線で示す様に、上記着磁部分の内径寄り部分に対向する。これに対して、上記回転中心Ｏ２  に対し上記幾何中心Ｏ１  がずれているのと反対側では、上記磁気検出素子２１が、図１６の上部の実線で示す様に、上記着磁部分の外径寄り部分に対向する。尚、図１５、１６で一点鎖線で示す円は、上記エンコーダ１２が回転する場合に、上記着磁部分のうち、上記磁気検出素子２１が対向する被検出部を表している。
【００１０】
一方、上記着磁部分に配置したＮ極とＳ極との着磁部は、それぞれ径方向外側に向かう程円周方向に関する幅が広くなる、扇形である。この為、上記磁気検出素子２１が上記着磁部分の外径寄り部分に対向した状態と内径寄り部分に対向した状態とでは、上記回転検出センサ１３の出力が変化する周期が異なってしまう。
【００１１】
即ち、上記エンコーダ１２が一定の速度で回転した場合でも、このエンコーダ１２が１回転する間に、上記回転検出センサ１３の出力が変化する周期が長短に変化してしまう。例えば、図１６の上端部のＮ極の外径寄り部分で、磁気検出素子２１が対向する被検出部を表す円弧Ｐ１  Ｐ２  の、回転中心Ｏ２  に関する中心角θ１  は、図１５に示す、上記着磁部分の中心Ｏ１  とこの回転中心Ｏ２  とが一致した正規の状態に於ける、上記Ｎ極の被検出部を表す円弧Ｑ１  Ｑ２  の中心角θ０  よりも大きくなる（θ１  ＞θ０  ）。この為、上記円弧Ｐ１  Ｐ２  は、正規の状態での円弧Ｑ１  Ｑ２  よりも大きくなる。言い換えれば、上記回転検出センサ１３の出力が変化する周期が大きくなる。これに対して、図１６の下端部のＮ極の内径寄り部分で、磁気検出素子２１が対向する被検出部を表す円弧Ｐ１  ´Ｐ２  ´の、回転中心Ｏ２  に関する中心角θ２  は、図１５に示す正規の状態に於ける、上記Ｎ極の被検出部を表す円弧Ｑ１  ´Ｑ２  ´の中心角θ０  よりも小さくなる（θ２  ＜θ０  ）。この為、上記円弧Ｐ１  ´Ｐ２  ´は、正規の状態での円弧Ｑ１  ´Ｑ２  ´よりも小さくなる。言い換えれば、上記回転検出センサ１３の出力が変化する周期が小さくなる。この様に、上記磁気検出素子２１が上記着磁部分の外径寄り部分に対向した状態と内径寄り部分に対向した状態とでは、上記回転検出センサ１３の出力が変化する周期が異なってしまう。
【００１２】
又、永久磁石１５を含むエンコーダ１２の各部や、回転部材２３の各部が高精度に造られ、このエンコーダ１２の着磁部分の幾何中心Ｏ１  がこのエンコーダの回転中心Ｏ２  に対し厳密に一致している場合でも、転がり軸受に大きなラジアル荷重が加わる事により各部が変形し、このエンコーダ１２の回転中心Ｏ２  が正規の位置からずれる場合がある。この様な場合も、回転検出センサ１３の出力が変化する周期が変化する場合がある。
【００１３】
近年、ＡＢＳやＴＣＳの性能が格段に進歩しており、車輪が１回転する間にも、上記回転検出センサ１３の出力信号の変化に対向して微妙な制御を行なう場合が生じている。この為、上述の様に、エンコーダ１２の振れ回り運動やこのエンコーダ１２の回転中心のずれに伴って上記回転検出センサ１３の出力変化の周期が変化する事は好ましくない。又、この振れ回り運動やずれに伴って、上記エンコーダ１２の被検知部と回転検出センサ１３の検知部との距離が大きくなると、この回転検出センサ１３により検出される磁束の密度が小さくなり、車輪の回転速度検出の精度が悪化すると言った問題もある。
【００１４】
これに対して、特許文献２には、回転検出装置として、鋼板等の磁性材製の回転円板と永久磁石及び磁気検出素子を備えた回転検出センサとを組み合わせた構造が記載されている。この特許文献２に記載された構造の場合、上記回転円板の外周面に複数の歯を円周方向等間隔に設けている。又、この特許文献２に記載された第一の構造の場合には、この回転円板の外周面に１対の磁気検出素子を対向させると共に、これら各磁気検出素子とこの回転円板の回転中心とを結ぶ２直線同士がなす角度Φを、所定の範囲に規制している。即ち、この回転円板の外周面の歯数をｍとした場合に、この角度Φを、２π／（ｍ−１）＜Φ＜４π／（ｍ＋１）を満たす様に規制している。そして、上記各磁気検出素子のうち、一方の磁気検出素子の磁束の変化に基づく正弦波状に変化する出力から、他方の磁気検出素子の磁束の変化に基づく正弦波状に変化する出力を減じて得た値を、回転検出センサの出力としている。
【００１５】
又、上記特許文献２に記載された第二の構造の場合には、上記回転円板の回転中心を通る径方向に延びる直線に関して対称となる位置に配置した２個を１組とした複数組の磁気検出素子を設けている。そして、これら２個ずつの磁気検出素子の、磁束の変化に基づく正弦波状に変化する出力同士の間の差を求め、この差が最大になる２個の磁気検出素子に関する出力差に基づく値を、回転検出センサの出力としている。又、上記２個ずつの磁気検出素子と回転円板の回転中心とを結ぶ２直線同士がなす角度Φを、所定の範囲に規制している。即ち、上記回転円板の外周面の歯数をｍとした場合に、０＜Φ＜２π／（ｍ＋１）又は２π／（ｍ−１）＜Φ＜４π（ｍ＋１）を満たす様に、上記角度Φを規制している。
【００１６】
上記特許文献２に記載された第一、第二の構造は、回転円板の回転中心がずれた場合でも、この回転円板の回転速度検出の精度を確保する事を目的としている。但し、この目的を達成する為には、互いに対となる２個ずつの磁気検出素子の正弦波状に変化する出力の値を正負で逆にする（位相を１８０度異ならせる）必要がある。例えば、対となる磁気検出素子のうち、一方の磁気検出素子が回転円板の歯の先端に対向している場合には、他方の磁気検出素子を隣り合う２個の歯の間の凹部の底面に対向させる必要がある。これに対して、対となる磁気検出素子が、回転円板の外周面のうち、同じ特性を有する各歯又は各凹部に同時に対向する場合には、対となる磁気検出素子の出力同士の間の差が、回転円板の回転中心のずれによる影響を大きくしたものになってしまう。
【００１７】
一方、上記第一の構造の場合には、１対の磁気検出素子と回転円板の回転中心とがなす角度Φを上述の様に規制している為、これら１対の磁気検出素子は、上記回転円板の各歯の１ピッチを越え、２ピッチ未満の範囲内で離れる様に配置される。但し、上記角度Φを、単に上述の様に規制しただけでは、上記１対の磁気検出素子が、上記回転円板の外周面で、同じ特性を有する歯の先端又は凹部の底面に、同時に対向する場合が生じる。この為、上記回転円板の回転中心がずれる場合でも、この回転円板の回転速度検出の精度を十分に確保すると言った目的を達成できない。この目的を達成する為には、上記第一の構造で、１対の磁気検出素子に関する角度Φを、例えば、３π／（ｍ−１）＜Φ＜４π／（ｍ＋１）と規制する必要がある。言い換えれば、これら１対の磁気検出素子を、上記各歯の１．５ピッチを越え、２ピッチ未満の範囲内と、上記特許文献２で記載した範囲よりも更に小さい範囲で離れる様に配置する必要がある。この様に、１対の磁気検出素子を小さい範囲で離れる様に正確に配置するのは、電気的な回路の形成作業を含め回転検出装置の製造作業に要するコストが嵩む原因となる。
【００１８】
又、前記第二の構造の場合には、対となる磁気検出素子と回転円板の回転中心とがなす角度Φを、前述の様に、０＜Φ＜２π／（ｍ＋１）又は２π／（ｍ−１）＜Φ＜４π（ｍ＋１）を満たす様に規制している。この為、対となる磁気検出素子は、０°を越えた角度で各歯の１ピッチ未満、又は１ピッチを越え、２ピッチ未満の範囲で離れる様に配置される。但し、この様な第二の構造の場合も、上記第一の構造の場合と同様に、上記回転円板の外周面で、同じ特性を有する歯の先端又は凹部の底面に、これら対となる磁気検出素子同士で、同時に対向する場合がある。上記第二の構造の場合も、回転円板の回転速度検出の精度を確保する為には、対となる磁気検出素子に関する角度Φを、例えば、π／（ｍ−１）＜Φ＜２π／（ｍ＋１）、又は３π／（ｍ−１）＜Φ＜４π／（ｍ＋１）と規制する必要がある。言い換えれば、対となる磁気検出素子を、上記各歯の０．５ピッチを越え、１ピッチ未満の範囲内、又はこれら各歯の１．５ピッチを越え、２ピッチ未満の範囲内と、上記特許文献２で記載した範囲よりも更に小さい範囲で離れる様に配置する必要がある。この様に、対となる磁気検出素子を小さい範囲で離れる様に正確に配置するのは、やはり電気的な回路の形成作業を含め回転検出装置の製造コストが嵩む原因となる。更に、上記第二の構造の場合、対となる磁気検出センサの出力間の差を求める演算手段や、複数組の磁気検出素子で、出力間の差が最大となるものを選択し、選択したものの出力差に基づき上記回転円板の回転速度を求める演算手段を設ける必要があり、製造コストが更に嵩む原因となる。
本発明の回転検出装置及び回転検出装置付転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転検出装置及び回転検出装置付転がり軸受ユニットのうち、請求項１に記載した回転検出装置は、従来から知られている回転検出装置と同様に、エンコーダと回転検出センサとから成る。
このうちのエンコーダは、回転部材の一部に支持され、この回転部材と同心に設けられた被検出面にＳ極とＮ極とを回転方向に関して交互に配置した永久磁石を備える。
又、上記回転検出センサは、磁束の変化に基づいて特性を変化させる磁気検出素子を備え、上記回転部材の近傍に設けられた静止部材に支持される。
【００２０】
特に、請求項１に記載した回転検出装置に於いては、上記回転検出センサに複数の磁気検出素子を、上記永久磁石のうちで、互いに同じ特性を有する複数のＳ極又はＮ極に同時に対向させる状態で、単一の円周上のほぼ等間隔位置に配置している。又、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子のこの円周の中心に関する中心角をα度とし、上記Ｓ極及びＮ極の数を、それぞれ（ｎ／２）個とし、上記磁気検出素子の数をｚ個とした場合に、（ｎ／２ｚ）が整数である場合には、α≒（３６０／ｚ）｛本明細書の全体で、「α≒」の意味は、「α＝」に対して、永久磁石のＳ極又はＮ極のピッチの１／１０ずれた範囲内の値を含むものとする。又、好ましくはα＝（３６０／ｚ）に対して上記Ｓ極又はＮ極のピッチの１／２０ずれた範囲内の値とし、より好ましくは、α＝（３６０／ｚ）とする。｝であり、（ｎ／２ｚ）が整数でない場合には、（ｎ／２ｚ）の小数点以下を切り捨てて得た整数をｎ１  とし、（ｎ／２ｚ）の小数点以下を切り上げて得た整数をｎ２  とした場合に、α≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）｛好ましくは、α＝（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）に対して、上記Ｓ極又はＮ極のピッチの１／２０ずれた範囲内の値とし、より好ましくは、α＝（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とする。｝である。そして、上記各磁気検出素子の特性変化に基づく出力の和に基づく値を、ＡＢＳやＴＣＳ等を制御する為の上記回転検出センサの出力として取り出し自在としている。
【００２１】
例えば、Ｓ極及びＮ極が、それぞれ４８個ずつの合計９６個であり、回転検出センサが３個の磁気検出素子を備える場合を考える。この場合には、ｎ＝９６で、ｚ＝３となり、（ｎ／２ｚ）は整数である１６となる為、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子に関する中心角αは約１２０度となる。又、同じ場合で、回転検出センサが５個の磁気検出素子を備える場合には、（ｎ／２ｚ）＝９６／（２×５）＝９．６となり、整数ではなくなる。この為、ｎ１  ＝９及びｎ２  ＝１０と、α≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とから、α≒６７．５又は７５となる。従って、上記５個の磁気検出素子は、α≒６７．５とα≒７５とを適宜組み合わせて配置する。例えば、円周方向に隣り合う２個ずつの磁気検出素子を１組とした合計５組の組み合わせで、３組の中心角αを７５度とすると共に、２組の中心角αを６７．５度とする。
【００２２】
又、Ｓ極及びＮ極が、それぞれ４３個ずつの合計８６個であり、回転検出センサが３個の磁気検出素子を備える場合を考える。この場合には、ｎ＝８６で、ｚ＝３となり、（ｎ／２ｚ）＝１４．３３となり、整数ではなくなる。この為、ｎ１  ＝１４及びｎ２  ＝１５と、α≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とから、α≒１１７．２又は１２５．６となる。従って、上記３個の磁気検出素子は、α≒１１７．２とα≒１２５．６とを適宜組み合わせて配置する。例えば、円周方向に隣り合う２個ずつの磁気検出素子を１組とした合計３組の組み合わせで、２組の中心角αを１１７．２度とすると共に、１組の中心角αを１２５．６度とする。又、同じ場合で、回転検出センサが５個の磁気検出素子を備える場合には、（ｎ／２ｚ）＝８６／（２×５）＝８．６となり、この場合も整数ではなくなる。この為、ｎ１  ＝８及びｎ２  ＝９と、α≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とから、α≒６７．０又は７５．３となる。従って、上記５個の磁気検出素子は、α≒６７．０とα≒７５．３とを適宜組み合わせて配置する。例えば、円周方向に隣り合う２個ずつの磁気検出素子を１組とした合計５組の組み合わせで、３組の中心角αを７５．３度とすると共に、２組の中心角αを６７．０度とする。
【００２３】
又、請求項２に記載した回転検出装置付転がり軸受ユニットは、従来から知られている回転検出装置付転がり軸受ユニットと同様に、回転部材の回転側周面に設けられた回転側軌道と、静止部材の静止側周面に設けられた静止側軌道と、これら回転側軌道と静止側軌道との間に設けられた複数個の転動体と、上記回転部材の回転速度を検出する為の回転検出装置とを備える。
【００２４】
特に、請求項２に記載した回転検出装置付転がり軸受ユニットに於いては、この回転検出装置が、請求項１に記載した回転検出装置である。
【００２５】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転検出装置と回転検出装置付転がり軸受ユニットの場合、複数の磁気検出素子の特性変化に基づく出力の変化を足し合わせた状態で、回転検出センサの出力を変化させる。又、複数の磁気検出素子は、永久磁石のうちで、互いに同じ特性を有する複数のＳ極又はＮ極に同時に対向する。この為、上記回転検出センサの出力の変化を大きくできると共に、エンコーダの被検出部の幾何中心と回転中心とがずれたり、このエンコーダの回転中心が正規の位置からずれた場合でも、このずれに基づく誤差をほぼ相殺（消去）して、このエンコーダを支持した回転部材の回転速度検出の精度を確保できる。又、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子同士を大きく離れて配置できる為、電気的な回路の形成作業を容易に行なえ、製造コストの上昇を抑える事ができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、回転検出センサ１３ａの出力信号の変化を大きくすると共に、エンコーダ１２ａの被検出部の幾何中心Ｏ１  と回転中心Ｏ２  とがずれたり、この回転中心Ｏ２  が正規の位置からずれた場合でも、このずれがこのエンコーダ１２ａの回転速度検出に関する誤差とならない様にすべく、上記回転検出センサ１３ａを複数の磁気検出素子２１ａ、２１ｂにより構成すると共に、これら各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの配置位置を規制する点にある。その他の部分の構成及び作用に就いては、前述の図１４に示した従来構造と同様である為、同等部分に関する図示並びに説明は省略し、以下本発明の特徴部分並びに図１４に示した従来構造と異なる部分に就いて説明する。尚、本発明の回転検出装置は、以下の各例の構造に限定するものではなく、永久磁石を備えたエンコーダと、複数の磁気検出素子を備えた回転検出センサとから成る回転検出装置であれば、各種構造のものが対象となる。
【００２７】
本例の回転検出装置の場合には、上記回転検出センサ１３ａに１対の磁気検出素子２１ａ、２１ｂを設けている。これら各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの配置位置は、エンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  をその中心とする単一円周上の直径方向ほぼ反対位置としている。又、上記両磁気検出素子２１ａ、２１ｂは、ホール素子とこのホール素子の特性変化に対応した出力を出すＩＣとを組み合わせた、ホールＩＣとしている。そして、上記回転検出センサ１３ａに組み込んだ図示しない処理回路により、上記両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力を足し合わせる処理を行ない、これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力の和を、上記回転検出センサ１３ａの出力として取り出し自在としている。この様な出力は、ＡＢＳやＴＣＳ等の作動を制御する為に利用する。
【００２８】
又、本例の場合には、上記エンコーダ１２ａを、（円筒部を有しない）単なる円環状の支持環１４ａと、この支持環１４ａの内側面（図１、２の上側面）に添着した永久磁石１５とから構成している。又、上記回転検出センサ１３ａを構成する上記１対の磁気検出素子２１ａ、２１ｂを、上記永久磁石１５のうちで、互いに同じ特性を有する２個のＳ極又はＮ極に同時に対向させる状態で配置している。例えば、これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂのうちの一方の磁気検出素子２１ａがＮ極（又はＳ極）に対向する場合には、他方の磁気検出素子２１ｂもＮ極（又はＳ極）に対向させる。そして、上記１対の磁気検出素子２１ａ、２１ｂの上記エンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  に関する中心角をα度とし、上記Ｓ極及びＮ極の数を、それぞれ（ｎ／２）個とし、上記磁気検出素子２１ａ、２１ｂの数をｚ個（＝２個）と定義する。そして、この場合に、（ｎ／２ｚ）（＝ｎ／４）が整数である場合には、α≒（３６０／ｚ）（≒１８０）を満たす様にする。又、好ましくはα＝１８０に対して上記Ｓ極又はＮ極のピッチの１／２０ずれた範囲内の値とし、より好ましくは、α＝１８０とする。又、（ｎ／２ｚ）（＝ｎ／４）が整数でない場合には、（ｎ／４）の小数点以下を切り捨てて得た整数をｎ１  とし、（ｎ／４）の小数点以下を切り上げて得た整数をｎ２  とした場合に、α≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）を満たす様にする。又、好ましくは、α＝（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）に対して上記Ｓ極又はＮ極のピッチの１／２０ずれた範囲内の値とし、より好ましくは、α＝（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とする。
【００２９】
例えば、図１に示すエンコーダ１２ａの場合には、永久磁石のＳ極及びＮ極の数が、それぞれ１７個ずつの合計３４個である為、ｎ＝３４となる。この場合、ｎ／４＝３４／４は８．５で、整数ではない。この為、ｎ１  ＝８及びｎ２  ＝９と、α≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とから、α≒１６９．４又は１９０．６となる。従って、図示の例の場合には、上記１対の磁気検出素子２１ａ、２１ｂの上記回転中心Ｏ２  に関する中心角αを、約１６９．４度とする。
【００３０】
上述の様に構成する本例の回転検出装置とこの回転検出装置を組み込んだ回転検出装置付転がり軸受ユニットの場合、１対の磁気検出素子２１ａ、２１ｂの特性変化に基づく出力の変化を足し合わせた状態で、回転検出センサ１３ａの出力を変化させる。又、複数の磁気検出素子２１ａ、２１ｂは、永久磁石１５のうちで、互いに同じ特性を有する複数のＳ極又はＮ極に同時に対向する。この為、上記回転検出センサ１３ａの出力の変化を大きくできると共に、エンコーダ１２ａの被検出部の幾何中心Ｏ１  と回転中心Ｏ２  とがずれたり、この回転中心Ｏ２  が正規の位置（複数の磁気検出素子２１ａ、２１ｂを通る円の中心）からずれた場合でも、このずれに基づく誤差をほぼ相殺（消去）して、このエンコーダ１２ａを支持した回転部材２３（図１４参照）の回転速度検出の精度を確保できる。又、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子２１ａ、２１ｂ同士を大きく離れて配置できる為、電気的な回路の形成作業を容易に行なえ、製造コストの上昇を抑える事ができる。
【００３１】
例えば、上記エンコーダ１２ａの幾何中心Ｏ１  が、図３に示す状態から図４に示す状態に、このエンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  に対し、図３、４の下側にδだけずれた場合を考える。この場合には、この回転中心Ｏ２  よりも図３、４の上方に位置する磁気検出素子２１ａにより検出される、エンコーダ１２ａのＳ極又はＮ極のピッチが、正規の状態（エンコーダ１２ａの幾何中心Ｏ１  と回転中心Ｏ２  とが一致した状態）でのピッチよりも大きくなる。この為、図５の（Ａ）で示す様に、上記上方に位置する磁気検出素子２１ａの出力が変化する周期Ｔ１  が大きくなる。これに対して、上記回転中心Ｏ２  よりも下方に位置する磁気検出素子２１ｂにより検出される、上記エンコーダ１２ａのＳ極又はＮ極のピッチは、正規の状態でのピッチよりも小さくなる。この為、同図の（Ｂ）で示す様に、上記下方に位置する磁気検出素子２１ｂの出力が変化する周期Ｔ２  が小さくなる。そして、前記処理回路が、上記各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力を足し合わせる処理を行なって、上記回転検出センサ１３ａの出力とする。この出力が変化する周期Ｔ３  は、同図の（Ｃ）で示す様に、上記各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力が変化する周期Ｔ１  、Ｔ２  のほぼ平均値となる｛Ｔ３  ≒（Ｔ１  ＋Ｔ２  ）／２｝。即ち、上記回転検出センサ１３ａの出力の周期Ｔ３  は、これら各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力の周期Ｔ１  、Ｔ２  の誤差をほぼ打ち消し合ったものとなる。又、上記エンコーダ１２ａの被検知部の幾何中心Ｏ１  と回転中心Ｏ２  とが、図３の左右方向にずれる場合もあるが、この場合に於ける、上記各磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力が変化する周期Ｔ１  、Ｔ２  の誤差は少ない。尚、図５は、磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力が正弦波状に変化する如く示しているが、実際には、これら各出力は、正弦波が変形した曲線状に変化する。即ち、エンコーダ１２ａが１回転する間に、これら各出力が変化する周期Ｔ１  、Ｔ２  は長短に変化する。図５（Ａ）（Ｂ）は、周期Ｔ１  、Ｔ２  が最も長くなる場合と最も短くなる場合とを、それぞれ示したものである。
【００３２】
又、上記回転検出センサ１３ａの出力の振幅Ａ３  は、図５に示す様に、上記両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの出力の振幅Ａ１  、Ａ２  の約２倍となる。この様に本例の構造によれば、これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂと上記エンコーダ１２ａの被検知部との距離が離れている等により、これら各磁気検出素子２１ａの出力が小さくなる場合でも、回転検出センサ１３ａの出力の変化を大きくでき、回転部材２３の回転速度を、精度良く検出できる。
【００３３】
次に、図６〜８は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の回転検出装置の場合には、回転検出センサ１３ｂに３個の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃを設けている。本例の場合も、上記各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃとして、ホール素子とこのホール素子の特性変化に対応した出力を出すＩＣとを組み合わせた、ホールＩＣを使用している。又、上記各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの配置位置は、エンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  をその中心とする単一円周上のほぼ等間隔位置としている。そして、上記回転検出センサ１３ｂに組み込んだ、図示しない処理回路により、上記各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの出力を足し合わせる処理を行ない、上記各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの出力の和を、上記回転検出センサ１３ｂの出力として取り出し自在としている。
【００３４】
又、本例の場合には、上記各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃを、上記エンコーダ１２ａを構成する永久磁石１５のうちで、互いに同じ特性を有する３個のＳ極又はＮ極に、同時に対向させる状態で配置している。そして、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの、上記エンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  に関する中心角をα１  〜α３  度とし、上記Ｓ極及びＮ極の数を、それぞれ（ｎ／２）個とし、上記磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの数をｚ個（＝３個）とする。そして、この場合に、（ｎ／２ｚ）（＝ｎ／６）が整数である場合には、α１  〜α３  ≒（３６０／ｚ）（＝１２０）を満たす様にする。又、（ｎ／２ｚ）（＝ｎ／６）が整数でない場合には、（ｎ／６）の小数点以下を切り捨てて得た整数をｎ１  とし、（ｎ／６）の小数点以下を切り上げて得た整数をｎ２  とした場合に、α１  〜α３  ≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）を満たす様にする。
【００３５】
例えば、図６に示すエンコーダ１２ａの場合には、永久磁石１５のＳ極及びＮ極の数が、それぞれ１７個ずつの合計３４個である為、ｎ＝３４となる。この場合、ｎ／６＝３４／６は５．７で、整数ではない。この為、ｎ１  ＝５及びｎ２  ＝６と、α１  〜α３  ≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とから、α１  〜α３  ≒１０５．９又は１２７．１となる。従って、円周方向に隣り合う２個ずつの磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの、上記エンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  に関する中心角α１  〜α３  は、約１０５．９度と約１２７．１度とのうちから適宜選択して組み合わせる。例えば、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃを１組とした合計３組の組み合わせで、２組の中心角α１  、α２  を１０５．９度とし、１組の中心角α３  を１２７．１度とする。
【００３６】
上述の様に構成する本例の回転検出装置とこの回転検出装置を組み込んだ回転検出装置付転がり軸受ユニットの場合も、各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの特性変化に基づく出力の変化を足し合わせた状態で、回転検出センサ１３ｂの出力を変化させる。又、複数の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃは、永久磁石１５のうちで、互いに同じ特性を有する複数のＳ極又はＮ極に同時に対向する。この為、この回転検出センサ１３ｂの出力の変化を大きくできると共に、エンコーダ１２ａの被検出部の幾何中心Ｏ１  と回転中心Ｏ２  とがずれたり、このエンコーダ１２ａの回転中心Ｏ２  が正規の位置からずれた場合でも、このずれに基づく誤差をほぼ相殺（消去）して、このエンコーダ１２ａを支持した回転部材２３（図１４参照）の回転速度検出の精度を確保できる。
その他の構成及び作用に就いては、上述した第１例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００３７】
次に、上述の図６〜８に示した第２例の構造で、エンコーダ１２ａの永久磁石１５を構成するＮ極及びＳ極の数を異ならせた場合に於ける、各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの配置位置を求める。先ず、上記第２例の構造で、Ｎ極及びＳ極を、それぞれ４３個ずつの合計８６個とした場合を考える。この場合、ｎ＝８６で、ｚ＝３となる為、（ｎ／２ｚ）＝１４．３３で、整数ではなくなる。この為、ｎ１  ＝１４及びｎ２  ＝１５と、α１  〜α３  ≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とから、α１  〜α３  ≒１１７．２又は１２５．６となる。従って、円周方向に隣り合う２個ずつの磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの回転中心Ｏ２  に関する中心角α１  〜α３  は、約１１７．２度と約１２５．６度とのうちから適宜選択して組み合わせる。例えば、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃを１組とした合計３組の組み合わせで、２組の中心角α１  、α２  を１１７．２度とすると共に、１組の中心角α３  を１２５．６度とする。
【００３８】
次に、上記第２例の構造で、Ｎ極及びＳ極を、それぞれ４０個ずつの合計８０個とした場合には、ｎ＝８０で、ｚ＝３となる為、（ｎ／２ｚ）＝１３．３３で、やはり整数ではなくなる。この為、ｎ１  ＝１３及びｎ２  ＝１４と、α１  〜α３  ≒（７２０ｎ１  ／ｎ）又は（７２０ｎ２  ／ｎ）とから、α１  〜α３  ≒１１７又は１２６となる。従って、円周方向に隣り合う２個ずつの磁気検出素子２１ａ〜２１ｃの回転中心Ｏ２  に関する中心角α１  〜α３  は、約１１７度と約１２６度とのうちから適宜選択して組み合わせる。例えば、円周方向に隣り合う２個の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃを１組とした合計３組の組み合わせで、２組の中心角α１  、α２  を１１７度とすると共に、１組の中心角α３  を１２６度とする。
【００３９】
次に、図９〜１１は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、上述の図６〜８に示した第２例の場合と異なり、エンコーダ１２ｂが、円環状に形成した支持環１４ｂの外周面に、円環状の永久磁石１５ａを外嵌固定して成る。又、この永久磁石１５ａを径方向に着磁すると共に、着磁方向を、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。この為、この永久磁石１５ａの外周面には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に関して交互に、且つ、等間隔で配置される。そして、この永久磁石１５ａの外周面に、回転検出センサ１３ｃに設けた３個の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃを、それぞれ微小隙間を介して径方向に対向させている。これら各磁気検出素子２１ａ〜２１ｃは、径方向の磁束の密度及び方向の変化に対応した出力を出すものである。この様な本例の場合には、上述の図６〜８に示した第２例の構造に比べて、軸方向長さを小さくできる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図６〜８に示した第２例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００４０】
次に、図１２〜１３は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、上述の図９〜１１に示した第３例の場合と異なり、エンコーダ１２ｃを構成する支持環１４ｂの内周面に円環状の永久磁石１５ｂを内嵌固定している。この永久磁石１５ｂの場合も、径方向に着磁すると共に、着磁方向を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。この為、この永久磁石１５ｂの内周面には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に関して交互に、且つ、等間隔で配置される。そして、この永久磁石１５ｂの内周面に、回転検出センサ１３ｄを構成する３個の磁気検出素子２１ａ〜２１ｃを、それぞれ微小隙間を介して径方向に対向させている。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図９〜１１に示した第３例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の回転検出装置及び回転検出装置付転がり軸受ユニットは、以上に述べた通り構成され作用するので、コストの上昇を抑えつつ、回転速度検出の信頼性確保を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、エンコーダ及び磁気検出素子のみを取り出して示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１の上方から見た略図。
【図４】エンコーダの被検知部の中心Ｏ１  がこのエンコーダの回転中心Ｏ２  に対して下側にδだけずれた状態を示す、図３と同様の図。
【図５】図４に示した場合で、（Ａ）は同図の上方に位置する磁気検出素子の出力を、（Ｂ）は同図の下方に位置する磁気検出素子の出力を、（Ｃ）はこれら両磁気検出素子の出力を合成して得た、回転検出センサの出力を、それぞれ示す線図。
【図６】本発明の実施の形態の第２例の回転検出装置を、エンコーダ及び磁気検出素子のみを取り出して示す斜視図。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図。
【図８】各磁気検出素子の位置関係を説明する為の模式図。
【図９】本発明の実施の形態の第３例を、エンコーダ及び磁気検出素子のみを取り出して示す斜視図。
【図１０】図９の上方から見た図。
【図１１】図１０の下方から見た図。
【図１２】本発明の実施の形態の第４例を示す、図１０と同様の図。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ断面図。
【図１４】本発明の対象となる回転検出装置を組み込んだ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。
【図１５】エンコーダ及び磁気検出素子のみを取り出して、図１４の側方から見た略図。
【図１６】エンコーダを構成する永久磁石の着磁部分の幾何中心Ｏ１  がこのエンコーダの回転中心Ｏ２  に対して下側にδだけずれた状態を示す、図１５と同様の図。
【符号の説明】
１    外輪
２    ハブ
３    外輪軌道
４    内輪
５    内輪軌道
６    転動体
７    保持器
８    フランジ
９    取付部
１０    シールリング
１１    カバー
１２、１２ａ〜１２ｃ  エンコーダ
１３、１３ａ〜１３ｄ  回転検出センサ
１４、１４ａ、１４ｂ  支持環
１５、１５ａ、１５ｂ  永久磁石
１６    円筒部
１７    円輪部
１８    スタッド
１９    挿入孔
２０    検知部
２１、２１ａ〜２１ｃ  磁気検出素子
２２    内側面
２３    回転部材
【図１】
2004309342.tif 000003
【図２】
2004309342.tif 000004
【図３】
2004309342.tif 000005
【図４】
2004309342.tif 000006
【図５】
2004309342.tif 000007
【図６】
2004309342.tif 000008
【図７】
2004309342.tif 000009
【図８】
2004309342.tif 000010
【図９】
2004309342.tif 000011
【図１０】
2004309342.tif 000012
【図１１】
2004309342.tif 000013
【図１２】
2004309342.tif 000014
【図１３】
2004309342.tif 000015
【図１４】
2004309342.tif 000016
【図１５】
2004309342.tif 000017
【図１６】
2004309342.tif 000018