(57)【要約】【課題】単一のセンサを用いて回転部材の回転速度、回転方向および絶対角度を同時に検出可能な簡易な構造を有する回転状態検出装置およびこの回転検出装置を備えた転動装置を提供する。【解決手段】静止部材１に取り付けられたセンサ２０と、静止部材１に対して回転する回転部材２に取り付けられ、センサ２０と対向するセンサ対向面１０ａを備えたエンコーダ１０とを有する回転状態検出装置において、エンコーダ１０のセンサ対向面１０ａとセンサ２０間の距離は、位置により変化しており、センサ２０は、前記距離の変化を測定することにより回転部材２の回転状態を測定することを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部材に取り付けられたセンサと、静止部材に対して回転する回転部材に取り付けられ、センサと対向するセンサ対向面を備えたエンコーダと、を有する回転状態検出装置において、
前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の距離は、位置により変化しており、
前記センサは、前記距離の変化を測定することにより回転部材の回転状態を測定することを特徴とする回転状態検出装置。
【請求項２】
前記センサ対向面は、複数のセンサ対向面から構成され、前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の前記距離は、前記センサ対向面毎に異なることを特徴とする請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項３】
前記エンコーダは、前記センサ対向面のそれぞれに一列に設けられた複数の着磁領域を有することを特徴とする請求項２記載の回転状態検出装置。
【請求項４】
前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の前記距離は、漸増もしくは漸減していることを特徴とする請求項１記載の回転状態検出装置。
【請求項５】
前記エンコーダは、前記センサ対向面に一列に設けられた複数の着磁領域を有することを特徴とする請求項４記載の回転状態検出装置。
【請求項６】
前記複数の着磁領域は、交互に配置された複数のＮ極およびＳ極から構成されていることを特徴とする請求項３または５記載の回転状態検出装置。
【請求項７】
前記エンコーダは、回転部材の軸方向に前記センサと対向していることを特徴とする請求項１〜６記載の回転状態検出装置。
【請求項８】
前記エンコーダは、回転部材の径方向に前記センサと対向していることを特徴とする請求項１〜６記載の回転状態検出装置。
【請求項９】
前記センサもしくはエンコーダ、またはそれらの周辺部材の温度を測定する温度測定部を有することを特徴とする請求項１〜８記載の回転状態検出装置。
【請求項１０】
前記エンコーダと前記センサを封止するシール部材を有することを特徴とする請求項１〜９記載の回転状態検出装置。
【請求項１１】
静止部材と、静止部材に対して回転する回転部材と、静止部材に取り付けられたセンサと、回転部材に取り付けられ、センサと対向するセンサ対向面を備えたエンコーダと、を有する転動装置において、
前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の距離は、位置により変化しており、
前記センサは、距離の変化を測定することにより回転部材の回転状態を測定することを特徴とする転動装置。
【請求項１２】
前記センサ対向面は、複数のセンサ対向面から構成され、前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の距離は、前記センサ対向面毎に異なることを特徴とする請求項１１記載の転動装置。
【請求項１３】
前記エンコーダは、前記センサ対向面のそれぞれに一列に設けられた複数の着磁領域を有することを特徴とする請求項１２記載の転動装置。
【請求項１４】
前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の距離は、漸増もしくは漸減していることを特徴とする請求項１１記載の転動装置。
【請求項１５】
前記エンコーダは、前記センサ対向面に一列に設けられた複数の着磁領域を有することを特徴とする請求項１４記載の転動装置。
【請求項１６】
前記複数の着磁領域は、交互に配置された複数のＮ極およびＳ極から構成されていることを特徴とする請求項１３または１５記載の転動装置。
【請求項１７】
前記エンコーダは、回転部材の軸方向に前記センサと対向していることを特徴とする請求項１１〜１６記載の転動装置。
【請求項１８】
前記エンコーダは、回転部材の径方向に前記センサと対向していることを特徴とする請求項１１〜１６記載の転動装置。
【請求項１９】
前記センサもしくはエンコーダ、またはそれらの周辺部材の温度を測定する温度測定部を有することを特徴とする請求項１１〜１８記載の転動装置。
【請求項２０】
前記エンコーダと前記センサを封止するシール部材を有することを特徴とする請求項１１〜１９記載の転動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受等の転動装置の回転速度、回転方向および回転角度を同時に検出する回転状態検出装置、およびこの回転状態検出装置を備えた軸受および直動装置等の転動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転状態検出装置は、軸受等の回転体の回転速度、回転方向、または回転角度を検出するために用いられている。回転状態検出装置は、回転体外に設けられた回転センサと、回転体表面に周期的に配置された被検出物とからなる。回転センサは、被検出物の検出周期と既知の被検出物の配置周期に基づき回転体の回転速度、回転方向または回転角度を算出する。
【０００３】
この種の軸受としては、旋回角度検出器を備えた旋回軸受が考案されている。この旋回角度検出器は、軌道輪である内輪および外輪にそれぞれ取り付けられたスケールとセンサからなる。スケールは、軸の周方向に沿って交互に配列されたＮ極およびＳ極を有する。センサは、Ｎ極およびＳ極の磁力を検知してパルス信号を検出し、パルス信号の数をカウントする。信号変換手段は、パルス信号数に応じてパルス信号を角度データに変換し、角度データを表示する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、軸受の回転輪に設けられた格子パターンと、格子パターンに対向して設けられた複数のＬＥＤと、光源から出射され前記パターンによって変化した光を検出するための複数のＰＤと、からなる回転角度検出器付軸受が開示されている。複数のＬＥＤからの出射光は、それぞれ格子パターン上に光スポットを形成する。光スポットは、格子パターンの暗部と明部により反射光強度が周期的に変化する。複数のＰＤは、これら反射光強度の変化をそれぞれ観測し、観測結果に応じて軸の回転角度を算出する（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、回転状態検出装置として、接触型の回転角度検出装置が開示されている。この回転角度検出装置は、外輪の端面に設けられた絶縁体層と、絶縁体層上に設けられた導体パターンと、内輪上に設けられ、導体パターンと対向する接触子と、からなる。接触子は、回転体の回転に伴い、導体パターンと絶縁体に交互に接触する。導体パターンは、接触子との接触により短絡し導通する。回転角度検出装置は、導体パターンと接触子との導通の有無を用いて、回転体の絶対角度を検出する（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
また、回転体の円周上に配置された磁石と、回転体近傍に配置され磁石が形成する磁束を検出する単一の磁気センサとからなる回転検出装置が開示されている。回転体にはＮ極、Ｓ極および極無しの組が複数個順に設けられ、磁気センサはＮ極、Ｓ極、極無しの磁力を検出することにより回転体の回転速度を検出する。あわせて磁気センサは、磁極の検出順序（「Ｎ極−Ｓ極−極無し」または「極無し−Ｓ極−Ｎ極」）に基づき回転体の回転方向を測定する（例えば、特許文献４参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９―４２９９４号公報
【特許文献２】
特開平７―２１８２３９号公報
【特許文献３】
特開平７−２１８２４８号公報
【特許文献４】
特開２０００−３４６６７３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示の旋回角度検出器付旋回軸受は、単一のセンサを用いた場合、回転速度と回転角度を検出可能であるが、同時に回転方向を検出することは不可能である。従って、回転速度、回転角度および回転方向を同時に検出するためには、別途センサを設けなければならない。センサの増設は、軸受にセンサの取付スペースを要求し、軸受のコンパクト化が困難になる。さらに、２つのセンサを設けるため、軸受の組み付け性が悪化し、コストアップにもつながる。
【０００９】
また、特許文献２に開示の軸受は、複数のセンサを用いることを前提としているものである。従って、軸受に複数のセンサの取付スペースを設けなければならず、軸受のコンパクト化が困難になる。さらに、複数のセンサの設置は、軸受の組み付け性を悪化させるため、製造コストの上昇にもつながる。
また、特許文献３に開示の回転体は、特殊な導電パターン絶縁層上に形成しなければならないため、製造コストが高くなることが予想される。
【００１０】
一方、特許文献４に開示の回転検出装置は、単一の磁気センサを用いて回転体の回転速度とともに回転方向を同時に測定可能であるため、別センサを設ける必要が無く、軸受の小型化に有利である。
【００１１】
しかしながら、従来の回転状態検出装置がパルスから得る回転角度の情報は、回転開始前の角度を基準とした相対回転角度である。よって、絶対角度は、得られた相対回転角度から基準となる角度を考慮して計算される。
このため、回転開始前の角度を保存しているメモリの故障または交換等の理由により、回転開始時の角度情報が失われた場合には、基準となる角度を再設定しない限り、上述の装置は絶対角度を算出することができないという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みて為されたものであり、単一のセンサを用いて回転体の回転速度、回転方向および絶対角度を同時に検出可能な簡易な構造を有する回転状態検出装置およびこの回転状態検出装置を備えた転動装置を提供することをその目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の回転状態検出装置は、静止部材に取り付けられたセンサと、静止部材に対して回転する回転部材に取り付けられ、センサと対向するセンサ対向面を備えたエンコーダとを有し、前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の距離は、位置により変化しており、前記センサは、前記距離の変化を測定することにより回転部材の回転状態を測定することを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の回転状態検出装置によれば、エンコーダとセンサ対向面間の距離が位置により異なっている。従って、センサはエンコーダとの距離の変化を測定することにより、簡易な構成で回転速度、回転方向、絶対角度を判断することが可能となる。また、本構成の場合、必要とされるセンサは、一つで良いため、構成を簡易なものとし、装置の低コスト化を図ることが可能となる。
【００１５】
エンコーダには、複数のセンサ対向面を形成し、センサとの距離は、センサ対向面毎に異なるようにしてもよい。この場合、センサは、センサ対向面毎の距離の違いを測定することにより、簡易な構成で回転速度、回転方向、絶対角度を判断することが可能となる。
【００１６】
また、前記エンコーダは、前記センサ対向面のそれぞれに一列に設けられた複数の着磁領域を有するようにしてもよい。この場合は、センサとして磁気センサを用いることにより、表面形状を容易に識別することが可能となる。
【００１７】
前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の前記距離は、漸増もしくは漸減するように構成しても良い。この場合は、距離と角度の関係が容易に理解されるため、絶対角度の識別のための構成が簡素化できる。
【００１８】
また、前記複数の着磁領域は、交互に配置された複数のＮ極およびＳ極から構成されるようにしても良い。これにより、センサ対向面間の区別をさらに容易にすることが可能となる。
【００１９】
前記エンコーダは、回転部材の軸方向または径方向に前記センサと対向させることが可能である。これらは、回転部材、固定部財投の形状に応じて選択すればよく、設計の幅を拡げることが可能となる。
【００２０】
前記センサもしくはエンコーダ、またはそれらの周辺部材の温度を測定する温度測定部をさらに設けても良い。温度測定部を設けることにより、温度に依存した検出値の変化を知ることが可能となり、適切な補正を加えながら測定を行うことが可能となる。
【００２１】
前記エンコーダと前記センサを封止するシール部材をさらに設けても良い。エンコーダとセンサを封止することにより、外界の影響をあまり意識することなく、正確な測定を行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の請求項１１〜２０記載の転動装置は、静止部材と、静止部材に対して回転する回転部材と、静止部材に取り付けられたセンサと、回転部材に取り付けられ、センサと対向するセンサ対向面を備えたエンコーダとを有し、前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の距離は、位置により変化しており、前記センサは、距離の変化を測定することにより回転部材の回転状態を測定することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１１〜２０記載の転動装置は、請求項１〜９記載の回転状態検出装置を一般的な転動装置に組み込んだものである。請求項１〜９記載の回転状態検出装置が組み込まれた転動装置は、エンコーダとセンサ対向面間の距離が位置により異なっている。従って、センサはエンコーダとの距離の変化を測定することにより、簡易な構成で回転速度、回転方向、絶対角度を判断することが可能となる。また、本構成の場合、必要とされるセンサは、一つで良いため、構成を簡易なものとし、装置の低コスト化を図ることが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の第１〜１１実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
以下、図１〜５を参照しながら、本発明の第１実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る回転検出装置が組み込まれた転動装置としての深溝玉軸受を示す。深溝玉軸受は、外輪３、内輪４、転動体である複数のボール７、シールリング８および保持器９を有する。
【００２６】
外輪３は、静止部材であるハウジング１の内周面１ａに固定されている。外輪３は、炭素鋼等の金属材に鍛造加工等を施し製造されている。外輪３は、ボール７をガイドする外輪軌道５を内周面に有する。
【００２７】
内輪４は、外輪３と同様に、炭素鋼等の金属材に鍛造加工等を施し製造されている。内輪４は、回転部材である軸２の外周面２ａに外嵌している。内輪４は、外輪３の外輪軌道５に対応して、ボール７をガイドする外輪軌道６を外周面に有する。内輪４は、軸２の回転に伴い、軸２と一体に回転する。
【００２８】
ボール７は、外輪３の外輪軌道５と内輪４の内輪軌道６との間に一列に配列されている。ボール７は、軸２の回転に伴う内輪４の回転に従い、外輪軌道５および内輪軌道６に沿って転動する。
【００２９】
シールリング８は、外輪３と内輪４の間のボール７を収納する空間の両端開口部を塞いで封止している。シールリング８は、外部からボール収容空間へのごみ、水分、異物等の侵入、およびボール収容空間から潤滑剤の流出を防止している。シールリング８は、それぞれ外輪３の内周面に形成された固定部３ｂで固定されている。
【００３０】
保持器９は、ボール７を転動自在に外輪軌道５と内輪軌道６との間に保持している。保持器９としては、鋼板の打ち抜き保持器、もみ抜き保持器等を使用することができる。
【００３１】
軸２の外周面２ａ上には、円環形状のエンコーダ保持部材１１が立設されている。エンコーダ保持部材１１は、軸２の外周面２ａからハウジング１の方向、即ち軸２の外径方向に延出している。エンコーダ保持部材１１の軸方向側面上には、軸方向にエンコーダ１０が配置されている。
【００３２】
一方、ハウジング１の内周面１ａ上には、センサ保持部材２１が立設されている。センサ保持部材２１は、ハウジング１の内周面１ａから軸２の方向、即ちハウジング１の内径方向に延出している。センサ保持部材２１の軸方向側面上には、単一のセンサ２０が配置されている。センサ２０は、軸方向にエンコーダ１０と対向している。
【００３３】
図２は、エンコーダ１０を示す平面図であり、図３は、その部分拡大斜視図である。エンコーダ１０は、径方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ１０は、階段形状を為す複数のセンサ対向面１０ａと、フラット形状を為すエンコーダ取付部材接地面１０ｂを有する。エンコーダ１０は、エンコーダ取付部材接地面１０ｂでエンコーダ取付部材１１に取り付けられている。エンコーダ取付部材接地面１０ｂの法線方向は、軸方向と同一である。
【００３４】
図３に示すように、複数のセンサ対向面１０ａは、軸方向高さｈ１を有する段差によって周方向に仕切られて形成されている。段差は、中心Ｏから角度θ０毎に形成され、エンコーダのセンサ対向面を角度θ０毎に周方向に分割している。したがって、エンコーダ取付部材接地面１０ｂからセンサ対向面１０ａまでの高さＨは、角度θ０毎にｈ１増加している。
【００３５】
従って、エンコーダ１０の軸方向高さＨは、もっともエンコーダ取付部材接地面１０ｂから近いセンサ対向面１０ａを基準として、もっとも遠いセンサ対向面１０ａまで角度θ０毎に、ｈ１ずつ単調増加する。なお、本実施形態においては、エンコーダ取付部材接地面１０ｂにもっとも近いセンサ対向面１０ａの隣には、エンコーダ取付部材接地面１０ｂからもっとも遠いセンサ対向面１０ａが配置されている。また、本実施形態では、高さＨがセンサ側から見て反時計回りにｈ１ずつ増加するようにエンコーダ１０を配置している。従って、エンコーダ１０とセンサ２０との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面１０ａの形状に従って変化する。エンコーダ１０とセンサ２０との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、各センサ対向面１０ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【００３６】
センサ２０は、エンコーダ１０のセンサ対向面１０ａと軸方向に対向している。センサ２０は、エンコーダ１０のセンサ対向面１０ａとセンサ２０間の距離の変位を測定する光または超音波を利用した変位センサである。センサ２０は、光または超音波をエンコーダ１０のセンサ対向面１０ａに向けて出力する。出力された光または超音波は、センサ対向面１０ａにて反射される。センサ２０は、この反射された光または超音波を受信し、センサ対向面の形状の変位を測定する。センサ２０は、検出した距離データを、ケーブル２２を介して、図示せぬ制御回路に出力する。
【００３７】
図４は、センサ２０によって検出された出力信号を示すグラフである。図４において、縦軸は出力信号の強度、横軸は時間である。図４では、波線が出力信号を示している。出力信号の大きさは、センサからの距離に対応し、近いほど強度が大きい。ここで、図４中最左端にあるパルスは、もっともエンコーダ取付部材接地面１０ｂに近いセンサ対向面１０ａとセンサ２０とが対向している場合の検出値のパルスを示す。図４によれば時間の経過と共に、パルスピークの強度が階段状に単調増加していることが分かる。
【００３８】
先述の通り、本実施形態では、エンコーダ１０は、センサ２０から見て反時計回りに高さ寸法Ｈが漸増するように設けられている。従って、図４の場合、制御回路は、エンコーダ１０、即ち軸２がセンサから見て時計回りに回転していると判断する。
【００３９】
図４に示されるように、センサ２０の出力は、センサ２０にもっとも近接したセンサ対向面１０ａにより反射された信号を最大ピークとしてもつ。制御回路は、この最大ピークをカウントし、単位時間当たりに得られる最大ピークの数を基に軸２の回転速度を算出する。
【００４０】
さらに、制御回路は、パルスの強度を基に、軸の絶対角度を決定する。本実施形態の場合、センサ２０の出力は、エンコーダ１０の形状に従って階段形状となる。制御回路は、各形状の絶対角度と検出値を関連づけて記憶している。そして、制御回路は、検出値に応じて軸がどの角度に向けられているかを判断する。これにより、角度分解能θ０の範囲で軸２の絶対角度の検出を行うことが可能である。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ１０とセンサ２０が軸方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ１０は、センサ２０との距離が単調増加または単調減少するように形成されたセンサ対向面１０ａを有する。センサ２０は、光または超音波を利用した変位センサからなる。センサ２０は、センサ対向面１０ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ２０を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【００４２】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【００４３】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【００４４】
なお、本実施形態においては、センサ２０は、光または超音波を利用した変位センサからなるとした。しかし、センサ対向面１０ａとセンサ２０との間の距離の変位を測定可能なセンサであれば良く、これに特に限定されない。センサ２０としては、例として、磁気センサ、磁場と渦電流の相互作用を利用したセンサなどが考えられる。磁気センサを用いる場合には、エンコーダを磁性体とする。渦電流を利用したセンサの場合には、エンコーダを金属材料等の強磁性体とする必要がある。
【００４５】
（第２実施形態）
以下に、図５を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。ここでは、第１実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００４６】
本実施形態では、図１において、エンコーダ保持部材１１の軸方向側面上には、エンコーダ１５が配置されている。一方、センサ保持部材２１の軸方向側面上には、単一のセンサ２５が配置されている。センサ２５は、軸方向にエンコーダ１５と対向している。
【００４７】
図５は、本発明の第２実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ１５の部分拡大斜視図である。本実施形態において、エンコーダ１５は、エンコーダ１０同様に、センサ２５に対向して配置されている。
【００４８】
エンコーダ１５は、径方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ１５は、階段形状を為す複数のセンサ対向面１５ａと、フラット形状を為すエンコーダ取付部材接地面１５ｂを有する。エンコーダ１５は、エンコーダ取付部材接地面１５ｂでエンコーダ取付部材１１に取り付けられている。エンコーダ取付部材接地面１５ｂの法線方向は、軸方向と同一である。
【００４９】
図５に示すように、複数のセンサ対向面１５ａは、軸方向高さｈ１を有する段差によって周方向に仕切られて形成されている。段差は、中心Ｏから角度θ０毎に形成され、エンコーダのセンサ対向面を角度θ０毎に周方向に分割している。したがって、エンコーダ取付部材接地面１５ｂからセンサ対向面１５ａまでの高さＨは、角度θ０毎にｈ１増加している。
【００５０】
従って、エンコーダ１５の軸方向高さＨは、もっともエンコーダ取付部材接地面１５ｂから近いセンサ対向面１５ａを基準として、もっとも遠いセンサ対向面１５ａまで角度θ０毎に、ｈ１ずつ単調増加する。なお、本実施形態においては、エンコーダ取付部材接地面１５ｂにもっとも近いセンサ対向面１５ａの隣には、エンコーダ取付部材接地面１５ｂからもっとも遠いセンサ対向面１５ａが配置されている。また、本実施形態では、高さＨがセンサ側から見て反時計回りにｈ１ずつ増加するようにエンコーダ１５を配置している。従って、エンコーダ１５とセンサ２５との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面１５ａの形状に従って変化する。エンコーダ１５とセンサ２５との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、各センサ対向面１５ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【００５１】
エンコーダ１５のセンサ対向面１５ａには、それぞれＮ極３７が配置されている。Ｎ極３７を構成する着磁領域は、それぞれ一定の磁束密度を有する。Ｎ極３７は、その周囲に各々が持つ極性と磁束密度に応じた強度の磁場を形成する。従って、エンコーダ１５の周囲には、Ｎ極３７の磁束密度に応じた磁場が形成されている。
【００５２】
エンコーダ１５の材料としては、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト磁石、ネオジウム・鉄・ボロン磁石、または各種磁石粉末を用いてプラスチックなどを混合して成形して固めたボンド磁石等を用いることができる。各着磁領域の磁束密度は均一でなければならないため、磁束密度の調整が容易なボンド磁石の使用が好ましい。ここでは、フェライト粉入りのプラスチックまたは希土類材料からなるボンド磁石を使用する。なお、磁石の磁力は、温度に依存して変化する。
【００５３】
センサ２５は、エンコーダ１５のセンサ対向面１５ａに軸方向に対向している。センサ２５は、エンコーダ１５のセンサ対向面１５ａとセンサ２５間の距離の変位を測定する磁気センサである。本実施形態では、ホール素子またはコイル等の磁場を検出することが可能な磁気センサ、特に、ホール素子を用いた場合を例に説明する。ホール素子とは、ホール素子を横切る磁束の強度と方向に応じて出力信号としての電流を発生する素子である。
【００５４】
センサ２５は、エンコーダ１５の各Ｎ極３７が形成した磁場を感知する。Ｎ極３７が形成する磁場の強度は、Ｎ極３７とエンコーダ１５のセンサ対向面１５ａの距離が近くなるにつれ大きくなり、一方、その距離が遠くなるにつれ小さくなる。センサ２５は、この磁場の強度の変化を感知し、ケーブル２２を介して、図示せぬ制御回路に検出値を出力する。
【００５５】
センサ２５によって検出された出力信号は、図４に示される。図４では、実線が出力信号を示している。出力信号の大きさは、検出する磁束の強度に比例し、出力信号の正負は、磁束の方向によって決定される。ここで、図４中最左端にあるパルスは、もっともエンコーダ取付部材接地面１５ｂに近いセンサ対向面１５ａとセンサ２５とが対向している場合の検出値のパルスを示す。図４によれば時間の経過と共に、パルスピークの強度が略階段状に単調増加していることが分かる。
【００５６】
先述の通り、本実施形態では、エンコーダ１５は、センサ２５から見て反時計回りに高さ寸法Ｈが増加するように設けられている。従って、図４の場合、制御回路は、エンコーダ１５、即ち軸２がセンサから見て時計回りに回転していると判断する。
【００５７】
図４に示されるように、センサ２５の出力は、センサ２５にもっとも近接したセンサ対向面１５ａにより反射された信号を最大ピークとしてもつ。制御回路は、この最大ピークをカウントし、単位時間当たりに得られる最大ピークの数を基に軸２の回転速度を算出する。
【００５８】
さらに、制御回路は、パルスの強度を基に、軸の絶対角度を決定する。本実施形態の場合、センサ２５の出力は、エンコーダ１５の形状に従ってほぼ階段形状となる。制御回路は、各形状の絶対角度と検出値を関連づけて記憶している。そして、制御回路は、検出値に応じて軸がどの角度に向けられているかを判断する。これにより、角度分解能θ０の範囲で軸２の絶対角度の検出を行うことが可能である。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ１５とセンサ２５が軸方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ１５は、センサ２５との距離が単調増加または単調減少するように形成されたセンサ対向面１５ａを有する。センサ２５は、磁気センサから構成され、そしてセンサ対向面１５ａにはＮ極３７が配置されている。センサ２５は、センサ対向面１５ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ２５を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【００６０】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【００６１】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【００６２】
本実施形態では、センサ対向面１５ａには、Ｎ極のみが配置されているため、検出されるピークの値がフラット形状となる。従って、ピーク値が一点のみである場合と比べ、ピーク検出エラー発生率が小さくなり、より信頼性の高い検出を行うことが可能となる。
【００６３】
また本実施形態では、エンコーダ１５のセンサ対向面をＮ極から構成するようにしたが、エンコーダ１５のセンサ対向面をＳ極から構成しても良い。この場合、出力信号の正負が逆になるだけで、回転速度、回転方向および絶対角度の検出方法は、本実施形態の方法と同一である。
【００６４】
（第３実施形態）
以下に、図６及び７を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。ここでは、第１および２実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００６５】
本実施形態では、図１において、エンコーダ保持部材１１の軸方向側面上には、エンコーダ１６が配置されている。一方、センサ保持部材２１の軸方向側面上には、単一のセンサ２５が配置されている。センサ２５は、軸方向にエンコーダ１６と対向している。
【００６６】
図６は、本発明の第３実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ１６の部分拡大斜視図である。本実施形態において、エンコーダ１６は、エンコーダ１０および１５と同様に、センサ２５に対向して配置されている。
【００６７】
エンコーダ１６は、径方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ１６は、階段形状を為す複数のセンサ対向面１６ａと、フラット形状を為すエンコーダ取付部材接地面１６ｂを有する。エンコーダ１６は、エンコーダ取付部材接地面１６ｂでエンコーダ取付部材１１に取り付けられている。エンコーダ取付部材接地面１６ｂの法線方向は、軸方向と同一である。
【００６８】
図６に示すように、複数のセンサ対向面１６ａは、軸方向高さｌ１を有する段差によって周方向に仕切られて形成されている。段差は、中心Ｏから角度θ０毎に形成され、エンコーダのセンサ対向面を角度θ０毎に周方向に分割している。したがって、エンコーダ取付部材接地面１６ｂからセンサ対向面１６ａまでの高さＨは、角度θ０毎にｌ１増加している。
【００６９】
従って、エンコーダ１６の軸方向高さＬは、もっともエンコーダ取付部材接地面１６ｂから近いセンサ対向面１６ａを基準として、もっとも遠いセンサ対向面１６ａまで角度θ０毎に、ｌ１ずつ単調増加する。なお、本実施形態においては、エンコーダ取付部材接地面１６ｂにもっとも近いセンサ対向面１６ａの隣には、エンコーダ取付部材接地面１６ｂからもっとも遠いセンサ対向面１６ａが配置されている。また、本実施形態では、高さＬがセンサ側から見て反時計回りにｌ１ずつ増加するようにエンコーダ１６を配置している。従って、エンコーダ１６とセンサ２５との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面１６ａの形状に従って変化する。エンコーダ１６とセンサ２５との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、各センサ対向面１６ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【００７０】
エンコーダ１６のセンサ対向面１６ａには、複数のＮ極３７およびＳ極３８が交互に配置されている。Ｎ極３７およびＳ極３８を構成する着磁領域は、それぞれ一定の磁束密度を有する。Ｎ極３７およびＳ極３８は、その周囲に各々が持つ極性と磁束密度に応じた強度の磁場を形成する。従って、エンコーダ１６の周囲には、Ｎ極３７およびＳ極３８の磁束密度に応じた磁場が形成されている。
【００７１】
エンコーダ１６の材料としては、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウム・コバルト磁石、ネオジウム・鉄・ボロン磁石、または各種磁石粉末を用いてプラスチックなどを混合して成形して固めたボンド磁石等を用いることができる。各着磁領域の磁束密度は均一でなければならないため、磁束密度の調整が容易なボンド磁石の使用が好ましい。ここでは、フェライト粉入りのプラスチックまたは希土類材料からなるボンド磁石を使用する。なお、磁石の磁力は、温度に依存して変化する。
【００７２】
センサ２５は、第２実施形態で説明したものと同様に、ホール素子またはコイル等の磁場を検出することが可能な磁気センサである。
【００７３】
センサ２５は、エンコーダ１５の各Ｎ極３７およびＳ極３８が形成した磁場を感知する。Ｎ極３７およびＳ極３８が形成する磁場の強度の絶対値は、Ｎ極３７またはＳ極３８とエンコーダ１６のセンサ対向面１６ａの距離が近くなるにつれ大きくなり、一方、その距離が遠くなるにつれ小さくなる。センサ２５は、この磁場の強度の変化を感知し、ケーブル２２を介して、図示せぬ制御回路に検出値を出力する。
【００７４】
図７は、センサ２５によって検出された出力信号を示す。出力信号の大きさは、検出する磁束の強度に比例し、出力信号の正負は、磁束の方向によって決定される。ここで、図７中最左端にあるパルスは、もっともエンコーダ取付部材接地面１６ｂに近いセンサ対向面１６ａとセンサ２５とが対向している場合の検出値のパルスを示す。図７によれば時間の経過と共に、パルスピークの強度の絶対値が略階段状に単調増加していることが分かる。
【００７５】
先述の通り、本実施形態では、エンコーダ１６は、センサ２５から見て反時計回りに高さ寸法Ｌが増加するように設けられている。従って、図７の場合、制御回路は、エンコーダ１６、即ち軸２がセンサから見て時計回りに回転していると判断する。
【００７６】
図７に示されるように、センサ２５の出力は、センサ２５にもっとも近接したセンサ対向面１６ａにより反射された信号を最大ピークとしてもつ。制御回路は、この最大ピークをカウントし、単位時間当たりに得られる最大ピークの数を基に軸２の回転速度を算出する。
【００７７】
さらに、制御回路は、ピークの強度を基に、軸２の絶対角度を決定する。センサ２５の出力がピーク（図７のＡ点）を検出した場合、制御回路は、その検出した出力に対応する着磁領域がセンサ２５と対向していると判断する。そして、制御回路は、検出された着磁領域に対応する絶対角度に軸２があると判断する。
また、センサ２５の出力がピーク間にあるＢ点の値をとっている場合には、直前のピークであるＡ点での強度とＡ点とＢ点の強度の差分の比からＢ点の絶対角度を算出する。詳細には、Ｂ点の角度は、以下の式により算出される。
【００７８】
【式１】
θ（Ｂ）＝θ（Ａ）＋１８０ｂ／ａ・ｎ
θ（Ａ）：Ａ点の絶対角度
θ（Ｂ）：Ｂ点の絶対角度
ａ：Ａ点の出力強度
ｂ：Ａ点の出力強度とＢ点の出力強度の差
ｎ：エンコーダに配置された着磁領域の総数
制御回路は、各センサ対向面１６ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。従って、制御回路は、上記式１の計算結果を参照してエンコーダの絶対角度を算出する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ１６とセンサ２５が軸方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ１６は、センサ２５との距離が単調増加または単調減少するように形成されたセンサ対向面１６ａを有する。センサ２５は、磁気センサから構成され、そしてセンサ対向面１６ａにはＮ極３７およびＳ極３８が交互に配置されている。センサ２５は、センサ対向面１６ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ２５を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【００８０】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【００８１】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【００８２】
本実施形態では、センサ対向面がＮ極およびＳ極から構成されたエンコーダを用いた。従って、検出されるピークがシャープになり、第１および２実施形態の測定よりも、角度分解能が高い絶対角度検出を行うことが可能となる。
【００８３】
（第４実施形態）
以下、図８〜１０を参照しながら、本発明の第４実施形態を詳細に説明する。ここでは、第１〜３実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００８４】
図８は、本発明の第４実施形態に係る回転検出装置が組み込まれた転動装置としての深溝玉軸受を示す。深溝玉軸受は、外輪３、内輪４、転動体である複数のボール７、シールリング８および保持器９を有する。
【００８５】
本実施形態において、シールリング８は、外輪３と内輪４の間のボール７を収納する空間の両端開口部の一方を塞いで封止している。ボール７を収納する空間の両端開口部の他端は、エンコーダ保持部材３１およびセンサ保持部材４１によって塞がれて封止されている。
【００８６】
センサ保持部材４１は、二つの並行した端部を有する断面視Ｃ形状の円環部材である。センサ保持部材４１は、外輪３の軸方向端３ｃに固定されており、外輪３から軸方向に突出している。センサ保持部材４１の径方向上部内側面上には、径方向に向けてセンサ４０が配置されている。
【００８７】
エンコーダ保持部材３１は、断面視Ｌ形状を有する円環部材である。エンコーダ保持部材３１は、内輪４の軸方向端４ｂに固定されており、内輪２から軸方向に突出している。センサ保持部材４１の先端は、センサ保持部材４１の両端間に配置されている。エンコーダ保持部材３１とセンサ保持部材４１は、協働してシールリング８と同等の役割を担っている。エンコーダ保持部材３１の径方向側面上には、エンコーダ３０が配置されている。エンコーダ３０は、径方向にセンサ４０と対向している。
【００８８】
図９は、エンコーダ３０を示す平面図であり、図１０は、その部分拡大斜視図である。エンコーダ３０は、強磁性体等の磁化しやすい物質を素材としている。エンコーダ３０は、軸方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ３０は、円環の中心Ｏから内径寸法Ｒ２離れたエンコーダ取付部材接地面３０ｂと、円環の中心Ｏから所定角度θ０毎に異なる外径寸法Ｒ１離れた位置に設けられた複数のセンサ対向面３０ａとを有する。エンコーダ３０は、エンコーダ取付部材接地面３０ｂでエンコーダ取付部材３１に固定されている。エンコーダ取付部材接地面３０ｂの法線方向は、軸方向と直行している。
【００８９】
図１０に示すように、複数のセンサ対向面３０ａは、径方向高さｒ１を有する段差によって周方向に仕切られて形成されている。段差は、中心Ｏから角度θ０毎に形成され、エンコーダ３０のセンサ対向面を角度θ０毎に周方向に分割している。したがって、エンコーダ３０の中心Ｏからセンサ対向面３０ａまでの外径寸法Ｒ１は、角度θ０毎にｒ１増加している。
【００９０】
従って、エンコーダ３０の外径寸法Ｒ１は、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３０ａを基準として、もっとも外径寸法Ｒ１が大きいセンサ対向面３０ａまで角度θ０毎に、ｒ１ずつ漸増する。なお、本実施形態においては、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３０ａの隣には、もっとも外径寸応Ｒ１が大きいセンサ対向面３０ａが配置されている。また、本実施形態では、外径寸法Ｒ１が軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りに漸増するようにエンコーダ３０を配置している。従って、エンコーダ３０とセンサ４０との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面３０ａの形状に従って変化する。エンコーダ３０とセンサ４０との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、各センサ対向面３０ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
なお、外径寸法Ｒ１は軸方向（図８矢視Ａ）からみて反時計回りに漸増するようにエンコーダ３０を配置しても良い。
【００９１】
センサ４０は、エンコーダ３０のセンサ対向面３０ａと径方向に対向している。センサ４０は、エンコーダ３０のセンサ対向面３０ａとセンサ４０間の距離の変位を測定する変位センサである。センサ４０は、第１実施形態のセンサ２０と同様に、光または超音波をエンコーダ３０のセンサ対向面３０ａに向けて出力する。出力された光または超音波は、センサ対向面３０ａにて反射される。センサ４０は、この反射された光または超音波を受信し、センサ対向面の形状の変位を測定する。センサ４０は、検出した距離データを、ケーブル２２を介して、図示せぬ制御回路に出力する。
【００９２】
センサ４０によって検出された出力信号は、図４の波線に示すものと同等である。ここで、図４中最左端にあるパルスは、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３０ａとセンサ４０とが対向している場合の検出値のパルスを示す。図４によれば時間の経過と共に、パルスピークの強度の絶対値が階段状に単調増加していることが分かる。
【００９３】
先述の通り、本実施形態では、エンコーダ３０は、軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りに外径寸法Ｒ１が漸増するように設けられている。従って、図４の場合、制御回路は、エンコーダ３０、即ち軸２が軸方向（図８矢視Ａ）から見て反時計回りに回転していると判断する。
【００９４】
さらに、制御回路は、第１実施形態同様に、検出信号の最大ピークの数をカウントし、単位時間当たりに得られる最大ピークの数を基に軸２の回転速度を算出する。
【００９５】
さらに、制御回路は、パルスの強度を基に、軸の絶対角度を決定する。本実施形態の場合、センサ４０の出力は、エンコーダ３０の形状に従って階段形状となる。制御回路は、各形状の絶対角度と検出値を関連づけて記憶している。そして、制御回路は、検出値に応じて軸がどの角度に向けられているか判断する。これにより、角度分解能θ０の範囲で軸２の絶対角度の検出を行うことが可能である。
【００９６】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ３０とセンサ４０が径方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ３０は、センサ４０との距離が単調増加または単調減少するように形成されたセンサ対向面３０ａを有する。センサ４０は、光または超音波を利用した変位センサからなる。センサ４０は、センサ対向面３０ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ４０を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【００９７】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【００９８】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【００９９】
なお、本実施形態においては、センサ４０は、光または超音波を利用した変位センサからなるとした。しかし、センサ対向面３０ａとセンサ４０との間の距離の変位を測定可能なセンサであれば、これに限定されない。センサ４０としては、例として、磁気センサ、磁場と渦電流の相互作用を利用したセンサなどが考えられる。磁気センサを用いる場合には、エンコーダを磁性体とする。渦電流を利用したセンサの場合には、エンコーダを金属材料等の強磁性体とする必要がある。
【０１００】
（第５実施形態）
以下に、図１１を参照して、本発明の第５実施形態を説明する。ここでは、第１〜４実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態では、図８において、エンコーダ保持部材１１の径方向側面上には、径方向にエンコーダ３５が配置されている。一方、センサ保持部材４１の径方向側面上には、単一のセンサ４５が配置されている。センサ４５は、径方向にエンコーダ３５と対向している。
【０１０２】
図１１は、本発明の第５実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ３５の部分拡大斜視図である。本実施形態において、エンコーダ３５は、エンコーダ３０同様に、センサ４５に対向して配置されている。
【０１０３】
エンコーダ３５は、軸方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ３５は、円環の中心Ｏから内径寸法Ｒ２離れたエンコーダ取付部材接地面３５ｂと、円環の中心Ｏから所定角度θ０毎に異なる外径寸法Ｒ１離れた複数のセンサ対向面３５ａとを有する。エンコーダ３５は、エンコーダ取付部材接地面３５ｂでエンコーダ取付部材３１に固定されている。エンコーダ取付部材接地面３５ｂの法線方向は、軸方向と直行している。
【０１０４】
図１１に示すように、複数のセンサ対向面３５ａは、エンコーダ３５の径方向高さｒ１を有する段差によって周方向に仕切られて形成されている。段差は、中心Ｏから角度θ０毎に形成され、エンコーダ３５のセンサ対向面を角度θ０毎に周方向に分割している。したがって、エンコーダ３５の中心Ｏからセンサ対向面３５ａまでの外径寸法Ｒ１は、角度θ０毎にｒ１増加している。
【０１０５】
従って、エンコーダ３５の外径寸法Ｒ１は、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３５ａを基準として、もっとも外径寸法Ｒ１が大きいセンサ対向面３５ａまで角度θ０毎に、ｒ１ずつ単調増加する。なお、本実施形態においては、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３５ａの隣には、もっとも外径寸応Ｒ１が大きいセンサ対向面３５ａが配置されている。また、本実施形態では、外径寸法Ｒ１が軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りにｒ１ずつ増加するようにエンコーダ３５を配置している。従って、エンコーダ３５とセンサ４５との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面３５ａの形状に従って変化する。エンコーダ３５とセンサ４５との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、各センサ対向面３５ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【０１０６】
エンコーダ３５のセンサ対向面３５ａには、それぞれＮ極３７が配置されている。Ｎ極３７を構成する着磁領域は、それぞれ一定の磁束密度を有する。Ｎ極３７は、その周囲に各々が持つ極性と磁束密度に応じた強度の磁場を形成する。従って、エンコーダ３５の周囲には、Ｎ極３７の磁束密度に応じた磁場が形成されている。
【０１０７】
センサ４５は、エンコーダ３５のセンサ対向面３５ａに径方向に対向している。センサ３５は、エンコーダ３５のセンサ対向面３５ａとセンサ４５間の距離の変位を測定する変位センサである。本実施形態では、ホール素子またはコイル等の磁場を検出することが可能な磁気センサ、特に、ホール素子を用いた場合を例に説明する。ホール素子とは、ホール素子を横切る磁束の強度と方向に応じて出力信号としての電流を発生する素子である。
【０１０８】
センサ４５は、エンコーダ３５の各Ｎ極３７が形成した磁場を感知する。Ｎ極３７が形成する磁場の強度は、Ｎ極３７とエンコーダ３５のセンサ対向面３５ａの距離が近くなるにつれ大きくなり、一方、その距離が遠くなるにつれ小さくなる。センサ４５は、この磁場の強度の変化を感知し、ケーブル２２を介して、図示せぬ制御回路に検出値を出力する。
【０１０９】
検出される検出値のパターンは、第２実施形態と同様に、図４の実線に示すとおりである。出力信号の大きさは、磁束の強度に比例し、出力信号の正負は、磁束の方向によって決定される。ここで、図４中最左端にあるパルスは、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３５ａとセンサ４５とが対向している場合の検出値のパルスを示す。図４によれば時間の経過と共に、パルスピークの強度の絶対値が階段状に漸増していることが分かる。
【０１１０】
先述の通り、本実施形態では、エンコーダ３５は、軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りに外径寸法Ｒ１が漸増するように設けられている。従って、図４の場合、制御回路は、エンコーダ３５、即ち軸２が軸方向（図８矢視Ａ）から見て反時計回りに回転していると判断する。
【０１１１】
図４に示されるように、センサ４５の出力は、センサ４５にもっとも近接したセンサ対向面３５ａにより反射された信号を最大ピークとしてもつ。制御回路は、このピークをカウントし、単位時間当たりに得られる最大ピークの数を基に軸２の回転速度を算出する。
【０１１２】
さらに、制御回路は、パルスの強度を基に、軸２の絶対角度を決定する。本実施形態の場合、センサ４５の出力のパルスは、エンコーダ３５の形状に従ってほぼ階段形状となる。制御回路は、各形状の絶対角度と検出値を関連づけて記憶している。そして、制御回路は、検出値に応じて軸がどの角度に向けられているかを判断する。これにより、角度分解能θ０の範囲で軸２の絶対角度の検出を行うことが可能である。
【０１１３】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ３５とセンサ４５が径方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ３５は、センサ４５との距離が単調増加または単調減少するように形成されたセンサ対向面３５ａを有する。センサ４５は、センサ対向面３５ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ４５を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【０１１４】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【０１１５】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【０１１６】
本実施形態では、センサ対向面３５ａには、Ｎ極のみが配置されているため、検出されるピークの値がフラット形状となる。
【０１１７】
本実施形態では、センサ対向面はＮ極のみから構成されているため、検出されるピークの値がフラット形状となる。従って、ピーク値が一点のみである場合と比べ、ピーク検出エラー発生率が小さくなり、より信頼性の高い検出を行うことが可能となる。
【０１１８】
また本実施形態では、エンコーダ３５のセンサ対向面をＮ極から構成するようにしたが、エンコーダ３５のセンサ対向面をＳ極から構成しても良い。この場合、出力信号の正負が逆になるだけで、回転速度、回転方向および絶対角度の検出方法は、本実施形態の方法と同一である。
【０１１９】
（第６実施形態）
以下に、図１２を参照して、本発明の第６実施形態を説明する。ここでは、第１〜５実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１２０】
本実施形態では、図８において、エンコーダ保持部材３１の径方向側面上には、エンコーダ３６が配置されている。一方、センサ保持部材４１の軸方向側面上には、単一のセンサ４５が配置されている。センサ４５は、径方向にエンコーダ３６と対向している。
【０１２１】
図１２は、本発明の第６実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ３６の部分拡大斜視図である。本実施形態において、エンコーダ３６は、エンコーダ３０または３５同様に、センサ４５に対向して配置されている。
【０１２２】
エンコーダ３６は、軸方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ３６は、円環の中心Ｏから内径寸法Ｒ２離れたエンコーダ取付部材接地面３６ｂと、円環の中心Ｏから所定角度θ０毎に異なる外径寸法Ｒ１離れた位置に設けられた複数のセンサ対向面３６ａとを有する。エンコーダ３６は、エンコーダ取付部材接地面３６ｂでエンコーダ取付部材３１に固定されている。エンコーダ取付部材接地面３６ｂの法線方向は、軸方向と直行している。
【０１２３】
図１２に示すように、複数のセンサ対向面３６ａは、軸方向高さｒ１を有する段差によって周方向に仕切られて形成されている。段差は、中心Ｏから角度θ０毎に形成され、エンコーダ３６のセンサ対向面を角度θ０毎に周方向に分割している。したがって、エンコーダ３６の中心Ｏからセンサ対向面３６ａまでの外径寸法Ｒ１は、角度θ０毎にｒ１増加している。
【０１２４】
従って、エンコーダ３６の外径寸法Ｒ１は、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３６ａを基準として、もっとも外径寸法Ｒ１が大きいセンサ対向面３６ａまで角度θ０毎に、ｒ１ずつ単調増加する。なお、本実施形態においては、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３６ａの隣には、もっとも外径寸応Ｒ１が大きいセンサ対向面３６ａが配置されている。また、本実施形態では、外径寸法Ｒ１が軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りにｒ１ずつ増加するようにエンコーダ３６を配置している。従って、エンコーダ３６とセンサ４５との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面３６ａの形状に従って変化する。エンコーダ３６とセンサ４５との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、各センサ対向面３６ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【０１２５】
エンコーダ３６のセンサ対向面３６ａには、複数のＮ極３７とＳ極３８が交互に配置されている。Ｎ極３７およびＳ極３８を構成する着磁領域は、それぞれ一定の磁束密度を有する。Ｎ極３７およびＳ極３８は、その周囲に各々が持つ極性と磁束密度に応じた強度の磁場を形成する。従って、エンコーダ３６の周囲には、Ｎ極３７およびＳ極３８の磁束密度に応じた磁場が形成されている。
【０１２６】
センサ４５は、第５実施形態で説明したものと同様に、ホール素子またはコイル等の磁場を検出することが可能な磁気センサである。
【０１２７】
センサ４５は、エンコーダ３６の各Ｎ極３７およびＳ極３８が形成した磁場を感知する。Ｎ極３７およびＳ極３８が形成する磁場の強度の絶対値は、Ｎ極３７またはＳ極３８とエンコーダ３６のセンサ対向面３６ａの距離が近くなるにつれ大きくなり、一方、その距離が遠くなるにつれ小さくなる。センサ４５は、この磁場の強度の変化を感知し、ケーブル２２を介して、図示せぬ制御回路に検出値を出力する。
【０１２８】
センサ４５によって検出された出力信号は、図７に示すものと同等である。ここで、図７中最左端にあるパルスは、もっとも外径寸法Ｒ１が小さいセンサ対向面３６ａとセンサ４５とが対向している場合の検出値のパルスである。図７によれば時間の経過と共に、極性の違いによりパルスピークの正負が逆転し、そしてパルスピークの強度の絶対値が増大していることが分かる。従って、図７の場合、制御回路は、軸２がＮ極３７またはＳ極３８の強度が増大している方向、すなわち、軸方向（図８矢視Ａ）からみて反時計回りに回転していると判断する。そして、制御回路は、単位時間当たりに検出されるピーク数をカウントし軸２の回転速度を算出する。
【０１２９】
さらに、制御回路は、ピークの強度を基に、軸２の絶対角度を決定する。制御回路は、第３実施形態と同様に、前述の式１に基づいて絶対角度の算出を行う。制御回路は、各センサ対向面４６ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。従って、制御回路は、上記式１の計算結果を参照してエンコーダ３６の絶対角度を算出する。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ３６とセンサ４５が径方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ３６は、センサ４５との距離が単調増加または単調減少するように形成されたセンサ対向面３６ａを有する。センサ４５は、センサ対向面３６ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ４５を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【０１３１】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【０１３２】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【０１３３】
本実施形態では、センサ対向面がＮ極およびＳ極から構成されたエンコーダ３６を用いた。従って、検出されるピークがシャープになり、第３実施形態と同様に、角度分解能が高い絶対角度検出を行うことが可能となる。
【０１３４】
（第７実施形態）
以下に、図１３〜１５を参照して、本発明の第７実施形態を説明する。ここでは、第１〜６実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１３５】
図１３は、本発明の第７実施形態におけるエンコーダ５０を示す平面図である。エンコーダ５０は、図８のエンコーダ３０の代わりに用いられる。エンコーダ５０以外のその他の構成は、図８に示すとおりである。
【０１３６】
図１４は、エンコーダ５０の部分拡大斜視図である。エンコーダ５０は、軸方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ５０は、円環の中心Ｏから内径寸法Ｒ２離れたエンコーダ取付部材接地面５０ｂと、円環の中心Ｏから外径寸法Ｒ１が漸次増加もしくは漸次減少するセンサ対向面５０ａとを有する。エンコーダ５０は、エンコーダ取付部材接地面５０ｂでエンコーダ取付部材３１に固定されている。エンコーダ取付部材接地面５０ｂの法線方向は、軸方向と直行している。エンコーダ５０のセンサ対向面５０ａは、径方向に変位センサであるセンサ４０と対向している。
【０１３７】
エンコーダ５０は、基準位置から周方向に沿って角度が増すに従い、所定の割合で外径寸法Ｒ１が増加している。外径寸法Ｒ１が最大となる位置と外径寸法Ｒ１が最小となる位置は、段差によって区切られている。本実施形態では、外径寸法Ｒ１が、軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りに漸増するようにエンコーダを配置している。従って、エンコーダ５０とセンサ４０との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面５０ａの形状に従って変化する。エンコーダ５０とセンサ４０との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、センサ対向面５０ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【０１３８】
図１５は、センサ４０によって検出された出力信号を示す図である。ここで、図１５によれば時間の経過と共に、検出信号が一次関数的に漸増していることが分かる。
【０１３９】
先述の通り、本実施形態では、エンコーダ５０は、軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りに外径寸法Ｒ１が漸増するように設けられている。従って、図１５の場合、制御回路は、エンコーダ５０、即ち軸２が軸方向（図８矢視Ａ）から見て反時計回りに回転していると判断する。
また、制御回路は、ピークが最大となる時点をサンプルし、ピークから次のピークまでに要する時間から回転速度を算出する。
【０１４０】
さらに、制御回路は、検出信号の強度を基に、軸の絶対角度を決定する。本実施形態の場合、さらに、制御回路は、所定の角度とその角度に対応する検出値のテーブルを有している。制御回路は、このテーブルと検出された出力値の強度を比較することにより、軸２の回転速度を算出する。
【０１４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ５０とセンサ４０が径方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ５０は、センサ４０との距離が漸次増加または減少するように形成されたセンサ対向面５０ａを有する。センサ４０は、センサ対向面５０ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ４０を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【０１４２】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【０１４３】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【０１４４】
（第８実施形態）
以下に、図１６および図１７を参照して、本発明の第８実施形態を説明する。ここでは、第１〜７実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１４５】
図１６は、本発明の第８実施形態におけるエンコーダ５５を示す部分拡大斜視図である。エンコーダ５５は、図８のエンコーダ３０の代わりに用いられる。エンコーダ５５以外のその他の構成は、図８に示すとおりである。
【０１４６】
エンコーダ５５は、軸方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ５５は、円環の中心Ｏから内径寸法Ｒ２離れたエンコーダ取付部材接地面５５ｂと、円環の中心Ｏから外径寸法Ｒ１が漸次増加するセンサ対向面５５ａとを有する。エンコーダ５５は、エンコーダ取付部材接地面５５ｂでエンコーダ取付部材３１に固定されている。エンコーダ取付部材接地面５５ｂの法線方向は、軸方向と直行している。エンコーダ５５のセンサ対向面５５ａは、径方向に磁気センサであるセンサ４５と対向している。
【０１４７】
エンコーダ５５は、基準位置から周方向に沿って角度が増すに従い、所定の割合で外径寸法Ｒ１が増加している。外径寸法Ｒ１が最大となる位置と外径寸法Ｒ１が最小となる位置は、段差によって区切られている。本実施形態では、外径寸法Ｒ１が、軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りに漸増するようにエンコーダを配置している。従って、エンコーダ５５とセンサ４５との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面５５ａの形状に従って変化する。エンコーダ５５とセンサ４５との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、センサ対向面５５ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【０１４８】
エンコーダ５５のセンサ対向面５５ａには、複数のＮ極３７とＳ極３８が所定間隔で交互に配置されている。Ｎ極３７およびＳ極３８を構成する着磁領域は、それぞれ一定の磁束密度を有する。Ｎ極３７およびＳ極３８は、その周囲に各々が持つ極性と磁束密度に応じた強度の磁場を形成する。従って、エンコーダ５５の周囲には、Ｎ極３７およびＳ極３８の磁束密度に応じた磁場が形成されている。
【０１４９】
図１７は、センサ４５によって検出された出力信号を示す図である。ここで、図１７によれば時間の経過と共に、パルスピークの強度の絶対値が漸増していることが分かる。
【０１５０】
先述の通り、本実施形態では、エンコーダ５５は、軸方向（図８矢視Ａ）から見て時計回りに外径寸法Ｒ１が漸増するように設けられている。従って、図１７の場合、制御回路は、エンコーダ５５、即ち軸２が軸方向（図８矢視Ａ）から見て反時計回りに回転していると判断する。
また、制御回路は、ピークが最大となる時点をサンプルし、ピークから次のピークまでに要する時間から回転速度を算出する。
【０１５１】
さらに、制御回路は、検出信号の強度を基に、軸の絶対角度を決定する。本実施形態の場合、さらに、制御回路は、所定の角度とその角度に対応する検出値のテーブルを有している。制御回路は、このテーブルと検出された出力値の強度を比較することにより、軸２の回転速度を算出する。
【０１５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ５５とセンサ４５が径方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ５５は、センサ４５との距離が漸次増加または減少するように形成されたセンサ対向面５５ａを有する。センサ４５は、センサ対向面５５ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ４５を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【０１５３】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【０１５４】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【０１５５】
（第９実施形態）
以下に、図１８〜１９を参照して、本発明の第９実施形態を説明する。ここでは、第１〜８実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１５６】
図１８は、本発明の第９実施形態におけるエンコーダ６０を示す平面図である。エンコーダ６０は、図１のエンコーダ１０の代わりに用いられる。エンコーダ６０以外のその他の構成は、図１に示すとおりである。
【０１５７】
図１９は、エンコーダ６０の部分拡大斜視図である。エンコーダ６０は、径方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ６０は、フラット形状を為すエンコーダ取付部材接地面６０ｂと、エンコーダ取付部材からの厚みＬが所定の割合で増加しているセンサ対向面６０ａとを有する。エンコーダ６０は、エンコーダ取付部材接地面６０ｂでエンコーダ取付部材１１に固定されている。エンコーダ取付部材接地面６０ｂの法線方向は、軸方向と平行である。エンコーダ６０のセンサ対向面６０ａは、軸方向に変位センサであるセンサ２０と対向している。
【０１５８】
エンコーダ６０は、基準位置から周方向に沿って角度が増すに従い、所定の割合で外径寸法Ｌが増加している。厚みＬが最大となる位置と厚みＬが最小となる位置は、段差によって区切られている。本実施形態では、厚みＬが、センサ側から見て反時計回りに漸増するようにエンコーダを配置している。従って、エンコーダ６０とセンサ２０との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面６０ａの形状に従って変化する。エンコーダ６０とセンサ２０との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、センサ対向面６０ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【０１５９】
センサ２０によって検出された出力信号は、図１５に示されるとおりである。回転速度、回転方向、絶対角度の算出方法は、第７実施形態に示した通りである。
【０１６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ６０とセンサ２０が軸方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ６０は、センサ２０との距離が漸次増加または減少するように形成されたセンサ対向面６０ａを有する。センサ２０は、センサ対向面６０ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ２０を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【０１６１】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【０１６２】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【０１６３】
（第１０実施形態）
以下に、図２０を参照して、本発明の第１０実施形態を説明する。ここでは、第１〜９実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１６４】
図２０は、本発明の第１０実施形態におけるエンコーダ６５を示す部分拡大斜視図である。エンコーダ６５は、図１のエンコーダ１０の代わりに用いられる。エンコーダ６５以外のその他の構成は、図１に示すとおりである。
【０１６５】
エンコーダ６５は、径方向幅一定の円環形状を有している。エンコーダ６５は、フラット形状を為すエンコーダ取付部材接地面６５ｂと、エンコーダ取付部材からの厚みＬが所定の割合で増加しているセンサ対向面６５ａとを有する。エンコーダ６５は、エンコーダ取付部材接地面６５ｂでエンコーダ取付部材１１に固定されている。エンコーダ取付部材接地面６５ｂの法線方向は、軸方向と平行である。エンコーダ６５のセンサ対向面６５ａは、軸方向に磁気センサであるセンサ２５と対向している。
【０１６６】
エンコーダ６５は、基準位置から周方向に沿って角度が増すに従い、所定の割合で外径寸法Ｌが増加している。厚みＬが最大となる位置と厚みＬが最小となる位置は、段差によって区切られている。本実施形態では、厚みＬが、センサ側から見て反時計回りに漸増するようにエンコーダを配置している。従って、エンコーダ６５とセンサ２５との間の距離は、軸２の回転にともない、センサ対向面６５ａの形状に従って変化する。エンコーダ６５とセンサ２５との距離は、角度に応じて、図示せぬ制御回路に保存されている。また、制御回路は、センサ対向面６５ａの位置と軸２の絶対角度を関連づけて記憶している。
【０１６７】
エンコーダ６５のセンサ対向面６５ａには、複数のＮ極３７とＳ極３８が所定間隔で交互に配置されている。Ｎ極３７およびＳ極３８を構成する着磁領域は、それぞれ一定の磁束密度を有する。Ｎ極３７およびＳ極３８は、その周囲に各々が持つ極性と磁束密度に応じた強度の磁場を形成する。従って、エンコーダ６５の周囲には、Ｎ極３７およびＳ極３８の磁束密度に応じた磁場が形成されている。
【０１６８】
センサ２５によって検出された出力信号は、図１７に示されるとおりである。回転速度、回転方向、絶対角度の算出方法は、第８実施形態に示した通りである。
【０１６９】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダ６５とセンサ２５が軸方向に対向して配置されている。そして、エンコーダ６５は、センサ２５との距離が漸次増加または減少するように形成されたセンサ対向面６５ａを有する。センサ４５は、センサ対向面６５ａからの距離に応じた出力信号を制御回路に出力する。制御回路は、この出力信号を解析することによって、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を検出する。従って、単一のセンサ２５を用いて、軸２の回転速度、回転方向、および回転角度を同時に検出することが可能である。
【０１７０】
本実施形態によれば、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することが可能となる。さらに、部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【０１７１】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【０１７２】
（第１１実施形態）
以下に、図２１を参照して、本発明の第１１実施形態を説明する。ここでは、第１〜１０実施形態に記載した部材と同一の部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１７３】
図２１は、本発明の第１１実施形態に係る回転検出装置が組み込まれた転動装置としての深溝玉軸受を示す。本実施形態において、深溝玉軸受の外輪３および内輪４は、それぞれ軸方向に延出したセンサ取付部３ｄおよびエンコーダ取付部４ｃを有する。
【０１７４】
エンコーダ取付部４ｃの軸方向外側面４ｄ上には、エンコーダ７０が配置されている。エンコーダ７０は、第５，６，８実施形態に記載のエンコーダ３５，３６，５５等の磁石が配置されたエンコーダである。エンコーダ７０の軸方向側面は、センサ取付部３ｄと対向している。
【０１７５】
一方、センサ取付部３ｄの軸方向内側面３ｅ端部には、環状の鋼板９５が立設している。そして、環状のシール９０が鋼板９５に支持されてセンサ取付部３ｄおよびエンコーダ取付部４ｃ間を封止している。
【０１７６】
さらに、センサ取付部３ｄの軸方向内側面３ｅ上には、センサ取付部材８６が配置されている。センサ取付部材８６は、シールリング８とシール９０間に位置決めされている。
【０１７７】
センサ取付部材８６上には、温度測定器８５およびセンサ８０が配置されている。センサ８０は、エンコーダ７０の形成する磁場の変化を測定する磁気センサあるいは距離の変化を測定する変位センサである。センサ８０は、エンコーダ７０と対向し、エンコーダ７０の形状を測定する。センサ８０は、第５，６，８実施形態と同様に、回転体の回転速度、回転方向および絶対角度を検出する。
【０１７８】
温度測定器８５は、センサおよびエンコーダおよびそれらの周辺部材の温度を測定し、測定された温度データを図示せぬ制御回路に出力する。エンコーダ７０にＮ極またはＳ極が着磁されている場合、Ｎ極およびＳ極を構成する着磁領域は、温度の変化により磁束密度が変化する。制御回路は、この温度の変化による磁束密度の変化を補正するテーブルを有している。そして、制御回路は、このテーブルを用いて検出された出力値を補正した上で軸の回転速度、回転方向、絶対角度の検出を行う。熱電対等の接触式温度計を用いた場合、センサ等の非回転部材の温度を検出するが、赤外放射温度計等の非接触式温度計を用いた場合、エンコーダ等の回転部材の温度検出が可能となる。
【０１７９】
以上説明したように、本実施形態によれば、温度の変化を鑑み補正した出力値を用いて軸の回転速度、回転方向、絶対角度の検出を行うことが可能である。従って、エンコーダ７０の使用温度条件を意識することなく、エンコーダ７０を使用可能となり、より幅広く本回転状態検出装置を軸受および転動装置に適用可能となる。
なお、熱による膨張あるいは収縮によりエンコーダとセンサのコアギャップは、変化する。温度測定器からの信号を元にこのコアギャップの変化を補正するようにしても良い。
【０１８０】
さらに、本実施形態では、エンコーダ７０およびセンサ８０がシールリング８およびシール９０によって封止されている。そのため、外界からの影響を最小限にとどめることができ、さらに精度の高い測定を行うことが可能となる。
【０１８１】
従って、簡易な構造で軸の回転速度、回転方向、および回転角度を検出することが可能であるため、部品数の減少を図ることができ、部品コストを低下することができる。さらに部品数の減少は、組み付け性を向上させるため、組み付けコストもあわせて低下させることが可能となる。
【０１８２】
さらに、センサ数が一つでよいため、軸受部の省スペース化につながり、ひいては全体としてよりコンパクトな設計が可能となる。またセンサ数の減少は、軸受の重量の低減にもつながり、自動車等に用いた場合、燃費の向上にも寄与する。
【０１８３】
【発明の効果】
請求項１記載の回転状態検出装置によれば、エンコーダとセンサ対向面間の距離が位置により異なっている。従って、センサはエンコーダとの距離の変化を測定することにより、簡易な構成で回転速度、回転方向、絶対角度を判断することが可能となる。また、本構成の場合、必要とされるセンサは、一つで良いため、構成を簡易なものとし、装置の低コスト化を図ることが可能となる。
【０１８４】
エンコーダには、複数のセンサ対向面が形成されており、センサとの距離は、センサ対向面毎に異なるようにしてもよい。この場合、センサは、センサ対向面毎の距離の違いを測定することにより、簡易な構成で回転速度、回転方向、絶対角度を判断することが可能となる。
【０１８５】
また、前記エンコーダは、前記センサ対向面のそれぞれに一列に設けられた複数の着磁領域を有するようにしてもよい。この場合は、センサとして磁気センサを用いることにより、表面形状を容易に識別することが可能となる。
【０１８６】
前記エンコーダの前記センサ対向面と前記センサ間の前記距離は、漸増もしくは漸減しているように構成しても良い。この場合は、距離と角度の関係が容易に理解されるため、絶対角度の識別のための構成が簡素化できる。
【０１８７】
また、前記複数の着磁領域は、交互に配置された複数のＮ極およびＳ極から構成されるようにしても良い。これにより、センサ対向面間の区別をさらに容易にすることが可能となる。
【０１８８】
前記エンコーダは、回転部材の軸方向または径方向に前記センサと対向させることが可能である。これらは、回転部材、固定部財投の形状に応じて選択すればよく、設計の幅を拡げることが可能となる。
【０１８９】
前記センサもしくはエンコーダ、またはそれらの周辺部材の温度を測定する温度測定部をさらに設けても良い。温度測定部を設けることにより、温度に依存した検出値の変化を知ることが可能となり、適切な補正を加えながら測定を行うことが可能となる。
【０１９０】
前記エンコーダと前記センサを封止するシール部材をさらに設けても良い。エンコーダとセンサを封止することにより、外界の影響をあまり意識することなく、正確な測定を行うことが可能となる。
【０１９１】
また、本発明の請求項１１〜２０記載の転動装置は、請求項１〜９記載の回転状態検出装置を一般的な転動装置に組み込んだものである。請求項１〜９記載の回転状態検出装置が組み込まれた転動装置は、エンコーダとセンサ対向面間の距離が位置により異なっている。従って、センサはエンコーダとの距離の変化を測定することにより、簡易な構成で回転速度、回転方向、絶対角度を判断することが可能となる。また、本構成の場合、必要とされるセンサは、一つで良いため、構成を簡易なものとし、装置の低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転検出装置が組み込まれた転動装置としての深溝玉軸受を示す。
【図２】エンコーダ１０を示す平面図である。
【図３】エンコーダ１０の部分拡大斜視図である
【図４】センサ２０によって検出された出力信号を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ１５の部分拡大斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ１６の部分拡大斜視図である。
【図７】センサ２５によって検出された出力信号を示す。
【図８】図８は、本発明の第４実施形態に係る回転検出装置が組み込まれた転動装置としての深溝玉軸受を示す。
【図９】エンコーダ３０を示す平面図である。
【図１０】エンコーダ３０をの部分拡大斜視図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ３５の部分拡大斜視図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る回転検出装置に用いられるエンコーダ３６の部分拡大斜視図である。
【図１３】本発明の第７実施形態におけるエンコーダ５０を示す平面図である
【図１４】エンコーダ５０の部分拡大斜視図である。
【図１５】センサ４０によって検出された出力信号を示す図である。
【図１６】本発明の第８実施形態におけるエンコーダ５５を示す部分拡大斜視図である。
【図１７】センサ４５によって検出された出力信号を示す図である。
【図１８】本発明の第９実施形態におけるエンコーダ６０を示す平面図である。
【図１９】エンコーダ６０の部分拡大斜視図である。
【図２０】本発明の第１０実施形態におけるエンコーダ６５を示す部分拡大斜視図である。
【図２１】本発明の第１１実施形態に係る回転検出装置が組み込まれた転動装置としての深溝玉軸受を示す。
【符号の説明】
１　　　　ハウジング
２　　　　軸
３　　　　外輪
４　　　　内輪
５　　　　外輪軌道
６　　　　内輪軌道
７　　　　ボール
８　　　　シールリング
９　　　　保持器
１０，１５，１６，３０，３５，３６，５０，５５，６０，６５，７０　エンコーダ
２０，２５，４０，４５，８０　センサ
【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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