(57)【要約】【課題】  簡易な構造でパルス信号の分解能を上げることができ、使用環境等に影響されない汎用性の高い回転検出装置および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１は、磁気エンコーダ２と、この磁気エンコーダ２の磁界を検出する磁気センサ３とを備えている。前記磁気センサ３は、直線上に並ぶ複数の磁気センサ素子３ａを含み、且つ、各磁気センサ素子３ａの出力から２相の正弦波状信号を演算によって生成して、磁気エンコーダ２の１磁極内における位相を検出する機能を有する磁気センサ回路を有する。前記磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２と、前記磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１とを、相対的に斜めに配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気エンコーダと、この磁気エンコーダの磁界を検出する磁気センサとを備えた回転検出装置であって、
前記磁気センサは、直線上に並ぶ複数の磁気センサ素子を含み、磁気エンコーダの１磁極内における位相を検出する機能を有する磁気センサ回路を有し、
前記磁気エンコーダの磁極の並び方向と、前記磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置したことを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記磁気センサ回路は、各磁気センサ素子の出力からｓｉｎ，ｃｏｓの２相の信号出力を演算によって生成して、磁極内部の位置を逓倍して検出する構成とした回転検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記磁気エンコーダの回転方向に沿った１磁極対の磁極ピッチを、前記直線上に並ぶ複数の磁気センサ素子の長さの２分の１以下とした回転検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記磁気エンコーダの各磁極対におけるＮ極とＳ極との境界線を、この磁気エンコーダの移動方向に対して斜めに配置した回転検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記磁気センサ回路全体を、磁気エンコーダの移動方向に対して斜めに配置することで、この磁気エンコーダの磁極の並び方向と、磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置する回転検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記磁気エンコーダの磁極の並び方向と、磁気センサ回路全体とを、それぞれ磁気エンコーダの移動方向に対して斜めに配置することで、この磁気エンコーダの磁極の並び方向と、磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置する回転検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記複数の磁気センサ素子および磁気センサ回路が、半導体チップに集積されている回転検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記磁気エンコーダが、フェライト磁粉または希土類磁石の粉末を混ぜ込んだゴム磁石、またはプラスチック磁石で構成された回転検出装置。
【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、前記磁気エンコーダが、磁性体粉と非磁性体粉との混合粉を焼結された焼結体に、円周方向に交互に磁極を形成して焼結磁石としたものである回転検出装置。
【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、前記磁気エンコーダがリング状に形成された回転検出装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記磁気エンコーダが直線状に延びるリニア磁気エンコーダであり、このリニア磁気エンコーダと、前記磁気センサ回路とを組み合わせて、前記磁気センサ回路を構成する各磁気センサ素子の出力から２相の正弦波状信号を演算によって生成して磁極内における位置を検出するものとした回転検出装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の回転検出装置が軸受に搭載された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、各種機器の回転検出、回転角度検出、および直線移動検出に使用する回転検出装置および回転検出装置付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受要素の技術分野に関し、ライン状に並べた磁気センサを使用して、内挿したパルス信号を得る技術が開示されている（特許文献１，２）。
いわゆる光学式エンコーダが開示されており、絶対角度検出機能が付いたものが記載されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５１８６０８号公報
【特許文献２】特表２００２−５４１４８５号公報
【特許文献３】特許第４２６９２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気式のエンコーダにおいて、高分解能な回転パルスを得ることは難しい。
特許文献１に記載されているセンサ構成で高分解能化を実現する場合、ライン状に並べたセンサ素子の配置、つまりラインセンサの長さによって対応可能な磁気エンコーダの磁極幅（Ｎ極の幅またはＳ極の幅）が制限される。例えば、４ｍｍ程度のセンサ素子配列に対しては、磁気エンコーダの磁極幅を１ｍｍ以下として検出することはできず、パルス信号の高分解能化は制限される。
【０００５】
一方、センサ素子の逓倍率を上げて高分解能化を実現する場合、センサ素子内部の演算回路が複雑になりＳＮ比の影響を受け易く、結果としてコストが上がるため望ましくない。
特許文献３に記載されているような光検出の場合、高分解能化を実現し易いが、埃・油中環境で使用できないため、使い方が制限される。
【０００６】
この発明の目的は、簡易な構造でパルス信号の分解能を上げることができ、使用環境等に影響されない汎用性の高い回転検出装置および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】
【０００７】
この発明の回転検出装置は、磁気エンコーダと、この磁気エンコーダの磁界を検出する磁気センサとを備えた回転検出装置であって、前記磁気センサは、直線上に並ぶ複数の磁気センサ素子を含み、磁気エンコーダの１磁極内における位相を検出する機能を有する磁気センサ回路を有し、前記磁気エンコーダの磁極の並び方向と、前記磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置したことを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、複数の磁気センサ素子が直線上に並べられる。この直線上に並べられた複数の磁気センサ素子を、この明細書において、「ラインセンサ」と称す。磁気センサのうち、複数の磁気センサ素子の部分だけを指して「ラインセンサ部分」という。磁気センサ回路は、例えば、各磁気センサ素子の出力から２相の正弦波状信号を生成することで、磁界パターンの歪みやノイズの影響が低減されて、より高い精度で磁気エンコーダの位相を検出し得る。
ただし、前記ラインセンサを含む磁気センサを使用する場合、ラインセンサの長さと磁気エンコーダの１磁極対の長さをある程度合わせる必要があり、これらの関係が合っていないと信号精度が劣化する。一方で磁気センサの構成上、磁気エンコーダの各磁極の磁極幅が小さくなり過ぎると信号精度が良くならない。
【０００９】
そこで、この発明の回転検出装置では、磁気エンコーダの磁極の並び方向と、前記磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置したことで、ラインセンサ部分には磁気エンコーダの１磁極対が見かけ上与えられ、さらに磁気エンコーダの各磁極の磁極幅を所望の値以下にすることができる。
例えば、磁極幅を０．５ｍｍにして、複数の磁気センサ素子の並び方向を、磁気エンコーダの磁極の並び方向に対して６０度に配置する。そうすると、ラインセンサの長さにｃｏｓ６０を乗じた値と、磁気エンコーダの１磁極対の長さとを見かけ上同じにすることができるうえ、磁極幅を所望の値つまり１ｍｍ以下にすることができる。これにより、パルス信号の分解能を従来のものより上げることができる。また、磁極の並び方向と、複数の磁気センサ素子の並び方向  との成す傾斜角度を種々変更することにより、ラインセンサの長さに最適な分解能の組み合わせを得ることができるため、同一の磁気センサ素子を用いて様々な分解能の磁気エンコーダでの検出が可能となる。しかも磁気式のエンコーダであるため、光検出の場合のように使用環境が制限されることはなく、埃・油中環境等の使用環境であっても、高い精度で磁気エンコーダの位相を検出し得る。
【００１０】
前記磁気センサ回路は、各磁気センサ素子の出力からｓｉｎ，ｃｏｓの２相の信号出力を演算によって生成して、磁極内部の位置を逓倍して検出する構成としても良い。この場合、逓倍率に、磁気エンコーダの磁極対数を乗じたパルス数となる高分解能化を図ることができる。また、磁気エンコーダの磁界分布をオン・オフ信号としてではなく、アナログ電圧による正弦波状の信号として細かく検出できる。
【００１１】
前記磁気エンコーダの回転方向に沿った１磁極対の磁極ピッチを、前記直線上に並ぶ複数の磁気センサ素子の長さの２分の１以下としても良い。磁気エンコーダの磁極の並び方向と、前記磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置したことで、磁気エンコーダの各磁極の磁極幅を所望の値以下にすることができるため、１磁極対の磁極ピッチ（１磁極対の長さ）は、ラインセンサの長さに合わせて制限されることがない。換言すれば、１磁極対の磁極ピッチをラインセンサの長さに合わせなくても、信号精度の劣化を招くことなく、高い精度で磁気エンコーダの位相を検出し得る。
【００１２】
前記磁気エンコーダの各磁極対におけるＮ極とＳ極との境界線を、この磁気エンコーダの移動方向に対して斜めに配置しても良い。この場合、複数の磁気センサ素子の並び方向を、磁気エンコーダの移動方向に対して直交する方向に向けて配置することができる。したがって、磁気エンコーダに対し、ラインセンサの配置の位置決めが容易に行える。
【００１３】
前記磁気センサ回路全体を、磁気エンコーダの移動方向に対して斜めに配置することで、この磁気エンコーダの磁極の並び方向と、磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置するものであっても良い。
前記磁気エンコーダの磁極の並び方向と、磁気センサ回路全体とを、それぞれ磁気エンコーダの移動方向に対して斜めに配置することで、この磁気エンコーダの磁極の並び方向と、磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置するものであっても良い。この場合、ラインセンサの長さに最適な分解能の組合わせを得る自由度が高められる。また、ラインセンサにおける、磁気エンコーダの移動方向に直交する方向の寸法を抑制することが可能となる。
【００１４】
前記複数の磁気センサ素子および磁気センサ回路が、半導体チップに集積されているものであっても良い。この場合、磁気エンコーダの磁極の並び方向に対して、半導体チップの取付け角度を変更することで、自由に分解能を調整し得るうえ、複数の磁気センサ素子および磁気センサ回路のコンパクトを図れ、取り扱いを容易化できる。
前記磁気エンコーダが、フェライト磁粉または希土類磁石の粉末を混ぜ込んだゴム磁石、またはプラスチック磁石で構成されたものであっても良い。フェライト磁粉を用いた場合は、希土類磁石の粉末を用いるよりもコスト面で有利である。希土類磁石の粉末を用いた場合は、フェライト磁粉を用いるよりも磁束密度が高いため、磁気センサと磁気エンコーダとの間のエアギャップを広く確保することができ、磁気エンコーダに対する磁気センサの取付け方法の自由度が上がる。
【００１５】
前記磁気エンコーダが、磁性体粉と非磁性体粉との混合粉を焼結された焼結体に、円周方向に交互に磁極を形成して焼結磁石としたものであっても良い。
前記磁気エンコーダがリング状に形成されたものであっても良い。
【００１６】
前記磁気エンコーダが直線状に延びるリニア磁気エンコーダであり、このリニア磁気エンコーダと、前記磁気センサ回路とを組み合わせて、前記磁気センサ回路を構成する各磁気センサ素子の出力から２相の正弦波状信号を演算によって生成して磁極内における位置を検出するものとしても良い。このような直動型位置検出を行う場合、特に微小な変位を検出する用途に適しており、その場合、前記いずれかの磁気エンコーダの他に、薄い希土類磁石を複数枚重ね合わせて成る磁気エンコーダを使用できるため、省スペース化を図ることが可能となる。
【００１７】
この発明の回転検出装置付き軸受は、前記磁気エンコーダがリング状に形成された回転検出装置が軸受に搭載されたものである。この場合、軸受使用機器に回転検出装置付き軸受を組み込めるため、回転検出装置を軸受とは別に軸受使用機器に組み立てる工数を削減できる。また、軸受使用機器全体のコンパクト化を図れる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の回転検出装置は、磁気エンコーダと、この磁気エンコーダの磁界を検出する磁気センサとを備えた回転検出装置であって、前記磁気センサは、直線上に並ぶ複数の磁気センサ素子を含み、磁気エンコーダの１磁極内における位相を検出する機能を有する磁気センサ回路を有し、前記磁気エンコーダの磁極の並び方向と、前記磁気センサ回路を構成する複数の磁気センサ素子の並び方向とを、相対的に斜めに配置したため、簡易な構造でパルス信号の分解能を上げることができ、使用環境等に影響されない汎用性の高い回転検出装置にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るラジアルタイプの回転検出装置の要部の展開図である。
【図２】同回転検出装置の断面図である。
【図３】同回転検出装置の磁気センサをラインセンサで構成した例を示す説明図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係るアキシアルタイプの回転検出装置の要部の正面図である。
【図５】同回転検出装置の断面図である。
【図６】（Ａ）は、この発明の他の実施形態に係るラジアルタイプの回転検出装置の要部の展開図、（Ｂ）は、アキシアルタイプの回転検出装置の要部の正面図である。
【図７】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る回転検出装置の要部の展開図、（Ｂ）は、アキシアルタイプの回転検出装置の要部の正面図である。
【図８】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る回転検出装置の要部の展開図、（Ｂ）は、アキシアルタイプの回転検出装置の要部の正面図である。
【図９】この回転検出装置を軸受に搭載した回転検出装置付き軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は、従来例のアキシアルタイプの回転検出装置の断面図、（Ｂ）は同回転検出装置の要部の正面図である。
【図１１】（Ａ）は、従来例のラジアルタイプの回転検出装置の断面図、（Ｂ）は同回転検出装置の要部の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この発明の実施形態に係る回転検出装置は、各種機器の回転検出、回転角度検出等に適用される。先ず、ラジアルタイプの回転検出装置について説明する。
図２に示すように、この回転検出装置１は、環状の磁気エンコーダ２と、この磁気エンコーダ２の磁界を検出する磁気センサ３とを備えている。磁気エンコーダ２は、円筒状の芯金４と、環状の磁気エンコーダトラック５とを有する。前記芯金４は、外周面に磁気エンコーダトラック５を設ける芯金本体４ａと、この芯金本体４ａの軸方向一端縁部から径方向内向きの段部４ｂを介して繋がる嵌合部分４ｃとでなる。この嵌合部分４ｃの内周面が、取付対象６の外周面６ａに圧入嵌合等により取り付けられ、取付対象６の軸心Ｌ１に対して磁気エンコーダ２の軸心が同心に設けられる。
【００２１】
磁気エンコーダ２は、フェライト磁粉または希土類磁石の粉末を混ぜ込んだゴム磁石、またはプラスチック磁石で構成されている。フェライト磁粉を用いた場合は、希土類磁石の粉末を用いるよりもコスト面で有利である。希土類磁石の粉末を用いた場合は、フェライト磁粉を用いるよりも磁束密度が高いため、磁気センサ３と磁気エンコーダ２との間のエアギャップＧｐを広く確保することができ、磁気エンコーダ２に対する磁気センサ３の取付け方法の自由度が上がる。磁気エンコーダ２が、磁性粉と非磁性体粉との混合粉を焼結された焼結体に、円周方向に交互に磁極を形成して焼結磁石としたものであっても良い。
【００２２】
磁気センサ３は、磁気エンコーダトラック５に対してギャップＧｐを介して径方向つまりラジアル方向に対向するように、固定部材等に設けられる。
図１に展開図で示すように、磁気エンコーダトラック５は、複数の磁極対を周方向に等ピッチで着磁させたリング状の磁性部材である。１磁極対は、磁極Ｓと磁極Ｎの１組をいう。ラジアルタイプであるこの磁気エンコーダ２は、リング状の磁気エンコーダトラック５の外周面に磁極対が着磁されている。
【００２３】
磁気センサ３は、図３（Ｂ）に示すように、直線上に並ぶ複数の磁気センサ素子３ａ、つまりラインセンサを含み、且つ、各磁気センサ素子３ａの出力から図３（Ｃ）に示す２相の正弦波状信号を演算によって生成して、磁気エンコーダ２の１磁極内における位相を検出する機能を有する磁気センサ回路７を有する。複数の磁気センサ素子３ａおよび磁気センサ回路７は、例えば、半導体チップに集積されている。前記磁気センサ回路７は、後述する加算回路８，９，１０，１１とインバータ１２とを有する。前記磁気センサ回路７を構成する複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１は、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２に対して、相対的に斜めに配置している。
【００２４】
図１の例では、磁極の並び方向Ａ２と、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１とが、角度α（この例ではα＝６０度）の傾斜角度を成すように配置される。このようにラインセンサを磁極の並び方向Ａ２に対し斜めに配置することで、図１のハッチングで示すラインセンサ部分には、磁気エンコーダ２の１磁極対が見かけ上与えられ、さらに磁気エンコーダ２の各磁極の磁極幅δを所望の値以下（例えば１ｍｍ以下）にし得る。
例えば、磁極幅δを０．５ｍｍにして、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１を、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２に対して６０度に配置する。そうすると、ラインセンサの長さＬａにｃｏｓ６０を乗じた値と、磁気エンコーダ２の１磁極対の長さＬｂとが見かけ上同じになる。これにより、パルス信号の分解能は以下のようになる。
【００２５】
・磁気エンコーダ２の磁極対数は、磁気エンコーダトラック５の外周面の外径寸法Ｄ（Ｄ＝５０ｍｍ）と、磁極幅δ（δ＝０．５ｍｍ）とから１５６極対と求められる。この１５６極対は１５６個のＮ極と１５６個のＳ極とを含む。
ここで磁極幅δは、外径寸法Ｄに円周率πを乗じた値を、磁極対数に２を乗じた値で除すことで求められる。δ＝Ｄ・π／（２・磁極対数）＝５０・π／（２・１５６）＝０．５０３ｍｍ
・磁気センサ素子３ａの逓倍率を４０倍とする。この逓倍率４０倍とは、磁気エンコーダ１磁極対に対して４０倍のパルス信号を得ることが可能であることを意味する。
そうすると、磁極対数１５６に逓倍率４０を乗じた６２４０パルス（ＡＢ各相）の最大高分解能化を図れる。この６２４０パルスは０．０５８度の分解能に相当する。
【００２６】
比較例として図１０，図１１に示す従来例では、外径寸法Ｄ（Ｄ＝５０ｍｍ）の磁気エンコーダトラック５に逓倍率４０倍の磁気センサ素子３ａを組み合わせると、
・磁気エンコーダ２の磁極対数は７８極対（Ｎ極：７８個、Ｓ極：７８個）と求められる。ここで磁極幅δ＝５０・π／（２・７８）＝１．０１ｍｍ＞１ｍｍとなる。
・磁気センサ素子３ａの逓倍率：４０倍
そうすると、従来例では、磁極対数７８に逓倍率４０を乗じた３１２０パルス（ＡＢ各相）の最大高分解能化を図れる。この３１２０パルスは０．１１５度の分解能に相当する。
【００２７】
図３（Ａ）は、磁気エンコーダにおける１磁極対の区間を磁界強度に換算して波形図で示したものである。この場合、ラインセンサの長さにｃｏｓαを乗じたラインセンサ部分は、図３（Ａ）の１磁極対における、０度〜１８０度の位相区間のＮ極、および１８０度〜３６０度の位相区間のＳ極の区間に対応付けて配置される。このような配置構成により、０度〜９０度の位相区間に対応するラインセンサの検出信号を加算回路８で加算した信号Ｓ１と、９０度〜１８０度の位相区間に対応するラインセンサの検出信号を加算回路９で加算した信号Ｓ２を、別の加算回路１０で加算することで、図３（Ｃ）に示すような磁界信号に応じたｓｉｎ信号を得る。信号Ｓ１と、インバータ１２を介した信号Ｓ２をさらに別の加算回路１１で加算することで、図３（Ｃ）に示すような磁界信号に応じたｃｏｓ信号を得る。このようにして得られた２相の出力信号から、磁極の範囲内における位置を検出する。１８０度〜３６０度の位相区間に対応するラインセンサの検出信号についても、同様の加算回路により加算されてｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号が得られ、これら２相の出力信号から、磁極の範囲内における位置を検出する。
【００２８】
以上説明した回転検出装置１によると、磁気センサ回路７は、各磁気センサ素子３ａの出力から２相の正弦波状信号を生成するため、磁界パターンの歪みやノイズの影響が低減されて、より高い精度で磁気エンコーダ２の位相を検出し得る。
特に、この回転検出装置１では、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２と、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１とを、相対的に斜めに配置したことで、ラインセンサ部分には磁気エンコーダ２の１磁極対が見かけ上与えられ、さらに磁気エンコーダ２の各磁極の磁極幅δを所望の１ｍｍ以下にすることができる。これにより、パルス信号の分解能を従来のものより上げることができる。また、磁極の並び方向Ａ２と、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１との成す傾斜角度αを種々変更することにより、ラインセンサの長さＬａに最適な分解能の組み合わせを得ることができるため、同一の磁気センサ素子３ａを用いて様々な分解能の磁気エンコーダ２での検出が可能となる。しかも磁気式のエンコーダであるため、光検出の場合のように使用環境が制限されることはなく、埃・油中環境等の使用環境であっても、高い精度で磁気エンコーダ２の位相を検出し得る。このように簡易な構造でパルス信号の分解能を上げることができ、使用環境等に影響されない汎用性の高い回転検出装置１を得ることができる。
【００２９】
磁気センサ回路７は、各磁気センサ素子３ａの出力からｓｉｎ，ｃｏｓの２相の信号出力を演算によって生成して、磁極内部の位置を逓倍して検出する構成であるため、逓倍率に、磁気エンコーダ２の磁極対数を乗じたパルス数となる高分解能化を図ることができる。また、磁気エンコーダ２の磁界分布をオン・オフ信号としてではなく、アナログ電圧による正弦波状の信号として細かく検出できる。
複数の磁気センサ素子３ａおよび磁気センサ回路７が、半導体チップに集積されているため、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２に対して、半導体チップの取付け角度を変更することで、自由に分解能を調整し得るうえ、複数の磁気センサ素子３ａおよび磁気センサ回路７のコンパクトを図れ、取り扱いを容易化できる。
【００３０】
この発明の他の実施形態について説明する。以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。
図４および図５の回転検出装置は、前述のラジアルタイプの回転検出装置に代えて、アキシアルタイプの回転検出装置１Ａとしたものである。図５に示すように、この回転検出装置１Ａの環状の芯金４Ａは、立板部４Ａａと円筒部４Ａｂとで断面Ｌ字形に形成され、立板部４Ａａの外側面に磁気エンコーダトラック５が円環状に設けられ、円筒部４Ａｂの内周面が取付対象６の外周面６ａに圧入嵌合等により取り付けられる。磁気センサ３は、磁気エンコーダトラック５に対してギャップＧｐを介して軸方向つまりアキシアル方向に対向するように固定部材等に設けられる。
【００３１】
図４に示すように、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２と、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１とが、角度α（この例ではα＝６０度）の傾斜角度を成すように配置される。このようにアキシアルタイプの回転検出装置１Ａにおいても、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２と、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１とを、相対的に斜めに配置したことで、図４のハッチングで表記するラインセンサ部分には磁気エンコーダ２の１磁極対の長さＬｂが見かけ上与えられ、さらに磁気エンコーダ２の各磁極の磁極幅δを所望の１ｍｍ以下にすることができる。これにより、パルス信号の分解能を従来のものより上げることができる。また、磁気式のエンコーダであるため、光検出の場合のように使用環境が制限されることはなく、埃・油中環境等の使用環境であっても、高い精度で磁気エンコーダ２の位相を検出し得る。このように簡易な構造でパルス信号の分解能を上げることができ、使用環境等に影響されない汎用性の高い回転検出装置を得ることができる。
【００３２】
図６（Ａ）に示すように、ラジアルタイプの回転検出装置１において、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１を軸方向とし、磁気エンコーダ２の各磁極対におけるＮ極とＳ極との境界線Ｌｃを、この磁気エンコーダ２の移動方向Ａ３に対して斜めに配置しても良い。つまり、磁気エンコーダ２の磁気パターンを斜めにして、図６Ａのハッチングで示すラインセンサ部分を磁気エンコーダ２の移動方向Ａ３に対して直交する方向に向けて配置している。この場合、磁気エンコーダ２に対し、ラインセンサの配置の位置決めが容易に行える。図６（Ｂ）に示すように、アキシアルタイプの回転検出装置１Ａにおいて、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向を径方向とし、磁気エンコーダ２の各磁極対におけるＮ極とＳ極との境界線Ｌｃを、この磁気エンコーダ２の移動方向Ａ３に対して斜めに配置しても良い。この場合にも、磁気エンコーダ２に対し、ラインセンサの配置の位置決めが容易に行える。
【００３３】
図７（Ａ）に示すように、ラジアルタイプの回転検出装置１において、磁気エンコーダ２の磁気パターンを斜めにすると共に、複数の磁気センサ素子３ａの並び方向Ａ１を磁極の並び方向Ａ２に対し斜めに配置している。つまり、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２と、磁気センサ回路全体とを、それぞれ磁気エンコーダ２の移動方向に対して斜めに配置している。この場合、図１乃至図６の回転検出装置よりも、ラインセンサの長さＬａに最適な分解能の組み合わせを得る自由度が高められる。また、図６の構成では、ラインセンサにおける、磁気エンコーダ２の移動方向に直交する方向の寸法が大きくなってしまうが、図７の構成によると、ラインセンサにおける、磁気エンコーダ２の移動方向に直交する方向の寸法を抑制することが可能となる。図７（Ｂ）に示すように、アキシアルタイプの回転検出装置１Ａにおいて、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向Ａ２と、磁気センサ回路全体とを、それぞれ磁気エンコーダ２の移動方向に対して斜めに配置しても良い。
【００３４】
図８（Ａ）に示すように、ラジアルタイプの回転検出装置１において、磁気センサ３における同図ハッチングで示すラインセンサ部分のみを、磁極の並び方向Ａ２に対し斜めに配置しても良い。この場合、磁気センサ３のラインセンサ部分を収納するケース３ｂを矩形状に設け、このケース３ｂの両側部３ｂａ，３ｂａを磁気エンコーダ２の移動方向に平行に配置できる。したがって、磁気エンコーダ２に対する磁気センサ３の配置を容易に行うことができる。なお、図８（Ｂ）に示すように、アキシアルタイプの回転検出装置１Ａにおいて、磁気センサ３におけるラインセンサ部分のみを、磁極の並び方向Ａ２に対し斜めに配置しても良い。
【００３５】
図９は、前記いずれかのラジアルタイプの回転検出装置１を軸受ＢＲに搭載した回転検出装置付き軸受の一実施形態を示す断面図である。
同図に示すように、この転がり軸受ＢＲは、例えば、深溝玉軸受が適用され、内輪１３と、外輪１４と、複数の転動体１５と、これら転動体１５を保持する図示外の保持器と、シール部材１６とを有する。なお、転がり軸受ＢＲとして、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受等種々の転がり軸受を適用することが可能である。また、この例では、回転側軌道輪である内輪１３のうち、シール部材１６が配設されていない図９右側の外周面に、磁気エンコーダ２の芯金４を圧入嵌合し、外輪１４の右側内周面に、磁気センサ３を保持するセンサ用芯金１７の内周面１７ａを圧入嵌合している。このセンサ用芯金の１７環状内部に、非磁性体からなる樹脂部材１８が設けられ、この樹脂部材１８内に磁気センサ３が埋め込まれている。
【００３６】
このように磁気エンコーダ２および磁気センサ３を含む回転検出装置１を軸受ＢＲに搭載した場合、軸受使用機器にこの回転検出装置付き軸受ＢＲを組み込めるため、回転検出装置を軸受とは別に軸受使用機器に組み立てる工数を削減できる。また、軸受使用機器全体のコンパクト化を図れる。なお、前記いずれかのアキシアルタイプの回転検出装置１Ａを軸受ＢＲに搭載することも可能である。
【００３７】
薄い焼結磁石を用いて、露出する断面に発生する磁界の方向が交互となるように、円周方向に交互に並べて磁気エンコーダを構成したものであっても良い。この場合、強力な磁界が得られるため、微細なピッチの磁気エンコーダを精度良く形成することができる。
【００３８】
前記いずれかの磁気エンコーダを、直線状に延びるリニア磁気エンコーダとし、このリニア磁気エンコーダと前記磁気センサ回路とを組み合わせて、磁気センサ回路を構成する各磁気センサ素子の出力から２相の正弦波状信号を演算によって生成して磁極内における位置を検出するものとしても良い。このような直動型位置検出を行う場合、特に微小な変位を検出する用途に適しており、その場合、前記いずれかの磁気エンコーダの他に、薄い希土類磁石を複数枚重ね合わせて成る磁気エンコーダを使用できるため、省スペース化を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１，１Ａ…回転検出装置
２…磁気エンコーダ
３…磁気センサ
３ａ…磁気センサ素子
７…磁気センサ回路
【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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