(57)【要約】【課題】  検出速度が早く、かつ高い検出精度が得られ、小型化も可能な回転角度検出装置、およびその回転角度検出装置を備えた軸受を提供する。【解決手段】  磁気発生手段４にその回転中心Ｏの軸方向に対向して非回転側部材２に配置された磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄと、これら磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの出力から磁気発生手段４の回転角度を算出する角度計算手段１７とを備える。磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄを走査するスキャン回路１０は、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの信号読み出し時に、隣合う複数の画素を同時に選択することが可能な画素選択回路１９を有し、複数の画素を同時に選択しながら、順次走査するものとする。【選択図】        図３
2007183155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転側部材に配置され回転中心回りの円周方向異方性を有する磁気発生手段と、この磁気発生手段に回転中心の軸方向に対向して非回転側部材に配置された磁気センサアレイと、この磁気センサアレイの出力から磁気発生手段の回転角度を算出する角度計算手段とを備えた回転角度検出装置において、
前記磁気センサアレイを走査するスキャン回路は、磁気センサアレイの信号読み出し時に、隣合う複数の画素を同時に選択することが可能な画素選択回路を有し、複数の画素を同時に選択しながら、順次走査するものとしたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記磁気センサアレイは、前記画素となる磁気センサ素子をライン状に並べたものであって、上記回転中心に垂直な平面内で仮想の矩形の４辺における各辺に配置して４個設けた回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記スキャン回路に対して、同時に選択する画素数を外部から設定するための手段を設けた回転角度検出装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記スキャン回路に対して、走査パターンを外部から設定するための手段を設けた回転角度検出装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、磁気センサアレイの順次走査を繰り返した複数回のセンサ出力信号を積算または平均化処理する手段を設け、角度計算手段は、この積算または平均化した結果を元に回転角度を算出するものとした回転角度検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の回転角度検出装置を備えた回転角度検出装置付き軸受。
【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に用いられる回転角度検出装置、およびその回転角度検出装置を備えた軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の機器に組み込み可能で、かつ高精度の回転角度検出が可能な回転角度検出装置として、磁気センサアレイを用いるものが提案されている（例えば特許文献１）。これは、磁気センサ素子（ＭＡＧＦＥＴ）を多数並べた磁気センサアレイを、信号増幅回路、ＡＤ変換回路、およびデジタル信号処理回路とともにシリコンチップ等のセンサチップに集積し、このセンサチップを、回転側部材に配置される磁石に対向配置したものである。この場合、磁石は回転中心回りの円周方向異方性を有するものとされ、前記センサチップ上では、仮想の矩形の４辺における各辺に沿ってライン状の４個の磁気センサアレイが配置される。
このように構成された回転角度検出装置では、各磁気センサアレイでセンサチップに垂直な磁界分布を検出し、これら磁気センサアレイの出力を信号増幅回路およびＡＤ変換回路を経てデジタル信号処理回路に読み出し、デジタル信号処理回路により、各磁気センサアレイ上での前記磁界分布のＮＳ境界線に相当するゼロクロス位置を検出して磁石の回転角度を算出する。
【０００３】
この場合、センサチップの大きさは磁気センサアレイの大きさに左右されるため、磁気センサアレイを小さくすることで回転角度検出装置全体を小型化できる。また、磁気センサアレイを小さくすると、センサチップの使用面積を縮小できるので、製造コストを低減できる効果も得られる。
【特許文献１】特開２００３−３７１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記構成の回転角度検出装置では、磁気センサアレイ上で検出される２つのゼロクロス位置間の距離に角度検出精度が依存するため、上記したように磁気センサアレイを小さくすることで２つのゼロクロス位置間の距離が短くなると検出精度が悪化してしまうという問題を有する。
この問題を解決する対策として、例えば磁気センサアレイから読み出されるセンサ信号を積算したり、平均値をとることによりノイズの影響を抑えることも考えられるが、この場合には角度検出レートが低下してしまうことになる。
【０００５】
このような理由により、検出速度を落とさず、かつ高い検出精度を保ちつつ、センサチップの小型化を図ることで、製造コストを低減できる技術が望まれている。また、１つの回転角度検出装置を様々な用途に適用可能とするために、必要に応じて、検出速度を優先するか、検出精度を優先するかを選択できる機能を有する回転角度検出装置も望まれている。
【０００６】
この発明の目的は、検出速度が早く、かつ高い検出精度が得られ、小型化も可能な回転角度検出装置、およびその回転角度検出装置を備えた軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、必要に応じて、検出速度を優先するか、検出精度を優先するかを選択できる回転角度検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の回転角度検出装置は、回転側部材に配置され回転中心回りの円周方向異方性を有する磁気発生手段と、この磁気発生手段に回転中心の軸方向に対向して非回転側部材に配置された磁気センサアレイと、この磁気センサアレイの出力から磁気発生手段の回転角度を算出する角度計算手段とを備えた回転角度検出装置において、前記磁気センサアレイを走査するスキャン回路は、磁気センサアレイの信号読み出し時に、隣合う複数の画素を同時に選択することが可能な画素選択回路を有し、複数の画素を同時に選択しながら、順次走査するものとしたことを特徴とする。
この構成によると、スキャン回路による磁気センサアレイの信号読み出し時に、画素選択回路で複数の画素を同時に選択することで、複数の画素を同時に選択しながら、順次走査することができるようにしているので、信号読み出し時間を短縮して検出速度を上げることができる。また、順次走査における前後の画素選択において一部の画素が重複するような画素選択動作を画素選択回路に行わせる場合には、センサノイズの影響を減らして安定した検出を行うことができる。さらに、複数の画素を同時に選択して順次走査すると信号読み出し時間を短縮できることを利用して、複数回の走査を行う場合には、そのセンサノイズ低減効果により、磁気センサアレイのサイズを小さくしたことによる角度分解能の劣化分を補うことができる。そのため、角度分解能を保ったまま小型化が可能となり、その結果、検出速度が早く、かつ高い検出精度が得られ、小型化も可能な回転角度検出装置とすることができる。
【０００８】
この発明において、前記磁気センサアレイは、前記画素となる磁気センサ素子をライン状に並べたものであって、上記回転中心に垂直な平面内で仮想の矩形の４辺における各辺に配置して４個設けたものであっても良い。この構成の場合、矩形に配置された磁気センサアレイで囲まれた内部に、磁気センサアレイの出力を処理して回転角度を算出する信号処理回路を配置できるので、センサチップ上に磁気センサアレイと信号処理回路を共に集積する場合にコンパクトに構成でき、センサチップの回路面積を小さくできる。
【０００９】
この発明において、前記スキャン回路に対して、同時に選択する画素数を外部から設定するための手段を設けても良い。この構成の場合、信号読み出し時間を短縮して検出速度を上げたい場合に、外部から選択する画素数を容易に設定できる。
【００１０】
この発明において、前記スキャン回路に対して、走査パターンを外部から設定するための手段を設けても良い。この構成の場合、ノイズの影響を減らして安定した検出を行いたい場合に、そのような走査パターンとなるように外部から容易に設定することができる。このように、適用する目的によって、選択画素数と走査パターンを可変設定できることから、１つの回転角度検出装置を様々な用途に使用することが可能となる。
【００１１】
この発明において、磁気センサアレイの順次走査を繰り返した複数回のセンサ出力信号を積算または平均化処理する手段を設け、角度計算手段は、この積算または平均化した結果を元に回転角度を算出するものとしても良い。このように複数回の走査を行い、その複数回分のセンサ信号を積算あるいは平均化することにより、読み出されるセンサ信号のノイズを低減できる。
【００１２】
この発明の回転角度検出装置付き軸受は、この発明における上記いずれかの構成の回転角度検出装置を軸受に取付けたものである。その場合に、磁気発生手段は、回転側部材である回転側軌道輪に配置する、磁気アレイセンサは、非回転側部材である静止側軌道輪に配置する。
このように、軸受に回転角度検出装置を一体化することで、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。その場合に、回転角度検出装置は、検出速度が早く、かつ高い検出精度が得られ、小型化も可能であるため、高速回転する機器の軸受、高速応答が求められる制御システム等での軸受、あるいは小型機器の軸受に適用できて、高精度の回転角度検出が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の回転角度検出装置は、回転側部材に配置され回転中心回りの円周方向異方性を有する磁気発生手段と、この磁気発生手段に回転中心の軸方向に対向して非回転側部材に配置された磁気センサアレイと、この磁気センサアレイの出力から磁気発生手段の回転角度を算出する角度計算手段とを備えた回転角度検出装置において、前記磁気センサアレイを走査するスキャン回路は、磁気センサアレイの信号読み出し時に、隣合う複数の画素を同時に選択することが可能な画素選択回路を有し、複数の画素を同時に選択しながら、順次走査するものとしたため、検出速度が早く、かつ高い検出精度が得られ、小型化も可能な回転角度検出装置とすることができる。
この発明の回転角度検出装置付き軸受は、この発明の回転角度検出装置を軸受に取付けたため、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れ、高速回転する機器の軸受、高速応答が求められる制御システム等での軸受、あるいは小型機器の軸受に適用できて、高精度の回転角度検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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角度検出装置の原理構成を示す。回転側部材１および非回転側部材２は、相対的に回転する回転側および非回転側の部材のことである。この回転角度検出装置３は、回転側部材１に配置された磁気発生手段４と、非回転側部材２に配置された４個のライン状の磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄと、その出力を処理して回転角度を算出する信号処理回路９（図２）とを備える。
【００１５】
磁気発生手段４は、発生する磁気が回転側部材１の回転中心Ｏ回りの円周方向異方性を有するものであり、永久磁石の単体、あるいは永久磁石と磁性材の複合体からなる。ここでは、磁気発生手段４は、１つの永久磁石６を２つの磁性体ヨーク７，７で挟んで一体化し概形が二叉のフォーク状とされ、一方の磁性体ヨーク７の一端がＮ磁極、他方の磁性体ヨーク７の一端がＳ磁極となる。磁気発生手段４をこのような構造とすることにより、シンプルでかつ堅牢に構成できる。この磁気発生手段４は、回転側部材１の回転中心Ｏが磁気発生手段４の中心と一致するように回転側部材１に取付けられ、回転側部材１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。
【００１６】
磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄは磁気発生手段４の磁気を検出するセンサであって、回転側部材１の回転中心Ｏの軸方向に向けて磁気発生手段４と対向するように、非回転側部材２に配置される。図２に示すように、各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄは、その画素となる複数の磁気センサ素子Ｓをそれぞれライン状に並べて構成され、上記回転中心Ｏに垂直な平面内で仮想の矩形の４辺における各辺に沿って配置される。この場合、前記矩形の中心は、回転側部材１の回転中心Ｏに一致する。このように構成される各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄは、非回転側部材２に取付けられる一つの半導体チップ８の前記磁気発生手段４と対向する面上に形成される。半導体チップ８は、例えばシリコンチップである。
【００１７】
図３には、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄと、その出力を処理して回転角度を算出する信号処理回路９の概略構成をブロック図で示す。信号処理回路９は、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄと共に、前記半導体チップ８の上に集積される。この場合、矩形に配置された磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄで囲まれた内部に信号処理回路９が配置される。これにより、半導体チップ８の上に磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄと信号処理回路９をコンパクトに配置でき、半導体チップ８の回路面積を小さくできる。同図において、スキャン回路１０、信号増幅回路１１、ＡＤ変換回路１２、データ積算・平均化処理手段１３、メモリ１４および座標カウンタ１５は、各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄに対して個別に設けられる。スキャン回路１０は、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの出力を走査して読み出すものである。信号増幅回路１１は読み出された磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの出力を増幅するものであり、ＡＤ変換回路１２は信号増幅回路１１で増幅された信号をデジタル信号に変換するものである。データ積算・平均化処理手段１３およびメモリ１４は、必要に応じて設けられる回路部分であり、その説明はここでは省略する。
【００１８】
例えば、磁気センサアレイ５Ａの出力は、対応するスキャン回路１０で走査して順次読み出され、さらに対応する信号増幅回路１１で増幅され、その増幅信号が対応するＡＤ変換回路１２でデジタル信号に変換され、データ積算・平均化処理手段１３が設けられる場合にはこの回路部分での処理を経てゼロクロス位置検出手段１６に入力される。また、スキャン回路１０は磁気センサアレイ５Ａの出力の走査において、選択した磁気センサ素子Ｓの配列位置情報を座標カウンタ１５に送信し、これに応答して座標カウンタ１５から選択された磁気センサ素子Ｓの座標情報が前記ゼロクロス位置検出手段１６に入力される。これにより、ゼロクロス位置検出手段１６では、ＡＤ変換回路１２からデジタル信号として順次入力されてくる各磁気センサ素子Ｓのセンサ信号と、座標カウンタ１５から入力されてくる座標情報とが関連づけられる。ゼロクロス位置検出手段１６は各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄに対して共通のものであり、他の磁気センサアレイ５Ｂ〜５Ｄの出力も同様にゼロクロス位置検出手段１６に入力されて座標情報と関連づけられる。ゼロクロス位置検出手段１６は、前記各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの出力から前記磁気発生手段４による磁界分布のゼロクロス位置を検出するものである。角度計算手段１７は、ゼロクロス位置検出手段１６で検出されたゼロクロス位置に基づき、磁気発生手段４の回転角度を算出するものである。
【００１９】
前記スキャン回路１０は、その走査を制御するスキャン制御回路１８と、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの信号読み出し時に複数の画素（磁気センサ素子Ｓ）を同時に選択する走査方法を可能とする画素選択回路１９とを有する。図４には、このスキャン回路１０と磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの接続構成を概略的に示す。具体的には、画素選択回路１９は、例えば１回の画素選択動作において、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄにおける隣接する２つの画素を同時に選択し、その選択情報に基づいてスキャン制御回路１８を動作させる。これにより、スキャン回路１０は、Ｓ１＋Ｓ２，Ｓ３＋Ｓ４，Ｓ５＋Ｓ６，…という順序で磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの画素Ｓを走査することができる。つまり、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの構成画素として並ぶ磁気センサ素子Ｓの隣接する複数個（この場合は２個）を並列接続された画素組とし、信号読み出しにおいて各画素組を順次走査することになる。１回ごとに同時選択された複数画素の出力信号は加算され、その合計信号が信号増幅回路１１に入力され、ＡＤ変換回路１２でデジタル数値に変換され、さらにデータ積算・平均化処理手段１３が設けられる場合にはこの回路部分での処理を経てゼロクロス位置検出手段１６に入力される。
【００２０】
このように、スキャン回路１０による磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの信号読み出し走査で、同時に複数の画素を選択することは、磁気センサ素子Ｓの並列接続個数を増やすことになるので、各磁気センサ素子Ｓの発生するノイズが平均化され、ノイズ低減の効果が得られる。
【００２１】
画素選択回路１９による画素選択例としては、このほか、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３，Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６，…のように隣接する３画素を同時に読み出すものであっても良い。この場合には、磁気センサ素子Ｓの並列接続個数がさらに多くなるので、ノイズ低減効果がさらに大きくなる。また、読み出す画素数は１／３に減少する。
【００２２】
さらに、画素選択回路１９による他の画素選択例として、Ｓ１＋Ｓ２，Ｓ２＋Ｓ３，Ｓ３＋Ｓ４，…のように前回の選択に含まれる画素と、次回の選択に含まれる画素とが一部重複するようにしても良い。この場合も、磁気センサ素子Ｓの並列接続個数が増えるのでノイズ低減効果があるが、読み出す画素数はほとんど変わらない。
【００２３】
このように、画素選択回路１９による画素選択方法によって、信号読み出し時間を短縮して検出速度を上げられる場合と、信号読み出し時間の短縮はできないがノイズの影響を減らして安定した検出が行える場合とがあるので、この実施形態では、画素選択回路１９による画素選択方法を外部から通信などによって設定可能な画素数設定手段３１と走査パターン設定手段３２とを、信号処理回路９の外側に設けている。画素数設定手段３１は同時に読み出す画素数を設定するものであり、走査パターン設定手段３２は、上記した画素の重複選択や重複度合い等の選択設定を行うものである。これらの設定は、例えば画素選択回路１９の内部の不揮発メモリに記憶させておくことにより、電源オン時の画素選択回路１９の画素選択方法を事前に設定することができる。なお、画素選択回路１９の画素選択方法が変わると読み出されるセンサ信号と座標との関係が変化するので、画素選択回路１９は座標カウンタ１５の動作も対応させて制御するようにしている。
これにより、信号読み出し時間を短縮して検出速度を上げたい場合には、画素数設定手段３１により複数画素を同時選択して読み出す画素選択方法を画素選択回路１９に設定し、ノイズの影響を減らして安定した検出を行いたい場合には、画素を重複選択して読み出す画素選択方法を画素選択回路１９に設定することができる。このように、適用する目的によって、選択画素数と走査パターンを可変設定できるので、１つの回転角度検出装置３を様々な用途に使用することが可能となる。
【００２４】
また、前記画素選択回路１９による画素選択方法において、同時に複数画素を選択して順次走査を行うと、読み出し時間を短縮できるので、その短縮できた時間の分を、さらに複数回の走査に使用しても良い。すなわち、例えば、Ｓ１＋Ｓ２，Ｓ３＋Ｓ４，Ｓ５＋Ｓ６，…という複数画素同時選択において、Ｓ１＋Ｓ２，Ｓ１＋Ｓ２，Ｓ３＋Ｓ４，Ｓ３＋Ｓ４，…のように読み出しても良い。図３の信号処理回路９におけるデータ積算・平均化処理手段１３は、このように複数回の走査を行う場合に、複数回分のセンサ信号を積算あるいは平均化する回路である。メモリ１４は、複数回の走査による各センサ信号を一時的に記憶しておくためのものである。このように複数回分のセンサ信号を積算あるいは平均化することにより、読み出されるセンサ信号のノイズを低減できる。
【００２５】
この回転角度検出装置３のように、４個の磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄを仮想の矩形の各辺に沿わせて配置した構成の場合、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄのサイズを小さくすると、半導体チップ８の面積が小さくなり製造コストを低減できる。しかし、この場合に、前記矩形の対向する２辺に沿う例えば磁気センサアレイ５Ｂ，５Ｄの上に検出される２つのゼロクロス位置の間隔が小さくなるので、角度分解能は劣化する。ところが、上記したように複数回の走査を行うものとすれば、そのセンサノイズ低減効果により、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄのサイズを小さくしたことによる角度分解能の劣化分を補うことができるので、サイズを小さくしない場合と同等の角度分解能を保ったまま、半導体チップ８の面積を小さくすることができる。
【００２６】
図５および図６は、角度計算手段１７による角度算出処理の説明図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、回転側部材１が回転している時の磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの出力波形図を示し、それらの横軸は各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄにおける磁気センサ素子Ｓの並び位置を、縦軸は検出磁界の強度をそれぞれ示す。
いま、図６に示す位置Ｘ１とＸ２に磁気発生手段４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、各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの出力が、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、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄ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、磁気発生手段４の回転角度を絶対角度で示した値である。２Ｌは、矩形に並べられる各磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄ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が磁気センサアレイ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。
このように、この回転角度検出装置３では、磁界分布のゼロクロスから回転角度を算出するので、検出精度を向上させることができる。また、磁界パターンから角度情報を取得するので、回転角度検出装置３の軸合わせが不要となり、取付けが容易となる。
【００２７】
とくに、この回転角度検出装置３では、スキャン回路１０による磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄの信号読み出し時に、画素選択回路１９で複数の画素を同時に選択することで、複数の画素を同時に選択しながら、順次走査することができるようにしているので、信号読み出し時間を短縮して検出速度を上げることができる。また、順次走査における前後の画素選択において一部の画素が重複するような画素選択動作を画素選択回路１９に行わせる場合には、センサノイズの影響を減らして安定した検出を行うことができる。さらに、複数の画素を同時に選択して順次走査すると信号読み出し時間を短縮できることを利用して、複数回の走査を行う場合には、そのセンサノイズ低減効果により、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄのサイズを小さくしたことによる角度分解能の劣化分を補うことができるので、角度分解能を保ったまま小型化が可能となる。その結果、検出速度が早く、かつ高い検出精度が得られ、小型化も可能な回転角度検出装置３とすることができる。
【００２８】
図７は、この実施形態の回転角度検出装置３を転がり軸受に組み込んだ例を示す。この転がり軸受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は深溝玉軸受とされている。また、軸受空間の一端を覆うシール２５が、外輪２２に取付けられている。回転軸３０が嵌合する内輪２１は、転動体２４を介して外輪２２に支持されている。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。
【００２９】
内輪２１には、磁気発生手段取付部材２６が取付けられ、この磁気発生手段取付部材２６に磁気発生手段４が取付けられている。磁気発生手段取付部材２６は、内輪２１の一端の内径孔を覆うように設けられ、外周縁に設けられた円筒部２６ａを、内輪２１の肩部外周面に嵌合させることにより、内輪２１に取付けられている。また、円筒部２６ａの近傍の側板部が内輪２１の幅面に係合して軸方向の位置決めがなされている。
外輪２２にはセンサ取付部材２７が取付けられ、このセンサ取付部材２７に、磁気センサアレイ５Ａ〜５Ｄと信号処理回路９の集積された半導体チップ８が取付けられている。また、このセンサ取付部材２７に、角度算出手段１７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。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の位置決めがなされている。
【００３０】
このように、軸受２０に回転角度検出装置３を一体化することで、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。その場合に、回転角度検出装置３は、検出速度が早く、かつ高い検出精度が得られ、小型化も可能であるため、高速回転する機器の軸受、高速応答が求められる制御システム等での軸受、あるいは小型機器の軸受に適用できて、高精度の回転角度検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施形態にかかる回転角度検出装置の概念構成を示す斜視図である。
【図２】同回転角度検出装置における半導体チップ上での磁気センサアレイおよび信号処理回路の配置例を示す平面図である。
【図３】磁気センサアレイと信号処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】同回路構成例における磁気センサアレイとスキャン回路の接続構成を示すブロック図である。
【図５】磁気センサアレイの出力を示す波形図である。
【図６】角度計算手段による角度算出処理の説明図である。
【図７】同回転角度検出装置を備えた転がり軸受の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…回転側部材
２…非回転側部材
３…回転角度検出装置
４…磁気発生手段
５Ａ〜５Ｄ…磁気センサアレイ
１０…スキャン回路
１３…データ積算・平均化処理手段
１６…ゼロクロス位置検出手段
１７…角度計算手段
１９…画素選択回路
２０…転がり軸受
３１…画素数設定手段
３２…走査パターン設定手段
Ｏ…回転中心
【図１】
2007183155.tif 000003
【図２】
2007183155.tif 000004
【図３】
2007183155.tif 000005
【図４】
2007183155.tif 000006
【図５】
2007183155.tif 000007
【図６】
2007183155.tif 000008
【図７】
2007183155.tif 000009