JP2019020265A - 回転検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転が少ない極低速時においても分解能を向上できる構成の回転検出装置を実現する。【解決手段】ロータ４の回転を検出して信号を出力する複数の検出素子１３を備え、複数の検出素子１３それぞれは、出力信号として、波形のピークとなる部分の位相が異なる信号を出力する構成の回転検出装置とする。これにより、複数の検出素子１３それぞれの出力信号のパルス数が少なくなる極低速時においても、出力信号を合成することで合成信号のパルス数を増やすことができ、複数の検出素子１３それぞれの出力信号のパルス数を増やすことなく、分解能を高めることができる構成の回転検出装置となる。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータの回転に基づいて検出対象の回転検出を行う回転検出装置に関する。

従来、このような回転検出装置としては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の回転検出装置は、センシング素子及びセンシング素子からの出力信号を処理する信号処理回路等を備える検出素子を１つ備えるセンサ本体が、ハブユニットと一体化された構造とされている。この回転検出装置は、環状の多極磁石を有し、検出素子と対向配置された着磁ロータを備え、着磁ロータの回転に伴う磁気の変化に基づく信号を出力するものであり、例えば自動車などの車両における車輪速センサとして用いられる。

特開２００５−３０９５３号公報

検出素子を１つ備える上記の車輪速センサは、車輪と共に回転する着磁ロータの回転数に応じた信号を出力するため、例えば駐車を行う停止間際の極低速時では、その信号量（すなわちパルス数）が少なく分解能が低くなってしまう。

これに対して、極低速時における分解能を上げるためには、車輪速センサにおいて検出素子と対向配置されている多極磁石の極数を上げるなどの方法が考えられる。つまり、検出素子の信号のパルス数、すなわち着磁ロータが１回転した際に検出素子が出力する信号のパルス数（以下、単に「信号のパルス数」という）を単純に増やすことが考えられる。しかし、この手法は、極低速時においては有効である一方で、通常の走行中などの高速時では、不必要に信号のパルス数が増えてしまう結果を招く。

具体的には、単純に検出素子の信号のパルス数を上げた場合、高速時には検出素子が出力する信号を処理する外部の信号処理部（例えばＥＣＵなど）の負荷が増えてしまい、信号処理が遅くなったり、信号処理が追いつかなくなったりする不具合が生じ得る。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の検出素子を備え、極低速時における分解能を上げつつも、高速時におけるＥＣＵの負荷増大を抑制できる回転検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の回転検出装置は、ロータ（４）の回転に伴う磁束の変化に対応した信号を出力する複数の検出素子（１３）を有するセンサ本体（１）を備える。このような構成において、複数の検出素子それぞれは、出力信号として、該出力信号の波形のピークとなる部分の位相が異なる信号を出力する。

このように、検出素子を複数備えた構成とされることで、外部の回転体と連動して回転するロータの回転に伴い、複数の検出素子それぞれから出力信号として、ピークとなる部分の位相の異なる信号が出力される回転検出装置となる。そのため、パルス数の多い信号を合成できる出力信号が出力され、これらの出力信号を合成して得られる合成信号を利用して分解能を高めることができる。

これにより、ロータが極低速で回転している場合においても、外部の信号処理部にてパルス数の多い信号を合成できる出力信号が複数の検出素子から出力されるため、分解能を上げることが可能な回転検出装置となる。一方、ロータが高速で回転している場合においては、複数の検出素子のうち１つの検出素子の出力信号だけを用いることで、外部の信号処理部の負荷が増えることを防ぐことができる回転検出装置となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態の回転検出装置を示す断面図である。 第１実施形態の回転検出装置のうちセンサ本体を示す拡大断面図である。 センサ本体を検出素子が配置された端面側から見たときの平面模式図である。 検出素子の出力信号の波形と多極磁石との対応関係を示す図である。 検出素子の出力信号の伝達経路を示すブロック図である。（ａ）は、従来の回転検出装置で生じた出力信号の伝達経路を示す図である。（ｂ）は、第１実施形態の回転検出装置で生じた出力信号の伝達経路を示す図である。 ２つの検出素子の出力信号、２つの検出素子の出力信号における位相差および当該２つの出力信号を合成して得られた合成信号の波形を示す図である。 ２つの検出素子の配置を示す図である。 他の実施形態におけるセンサ本体の形態を示す図である。 検出素子の出力信号の他の伝達経路を示すブロック図である。 検出素子の出力信号の他の波形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態の回転検出装置について、例えば自動車などの車両に搭載される車輪速センサとして適用した例を図１〜図７を参照して述べる。図３では、構成を分かり易くするため、後述する樹脂成形部１２の保持部１２１によって見えない検出素子１３の一部、中央部１２３ｆによって見えない側壁部１１ｆの一部、検出素子１３によって見えない金属リング１６の一部を破線で示している。図７では、後述する検出素子１３１、１３２の配置を分かり易くするため、樹脂成形部１２のうち多極磁石４ｂと対向する位置、すなわちハブシャフト２側から見たときの回転軸Ｘを中心とする円を破線で示しつつ、他の構成要素を省略している。また、図７では、破線で示した回転軸Ｘを中心とする円の中心線を一点鎖線で示すと共に、カバー１１の側壁部１１ｆの内壁面を二点鎖線で示している。

本実施形態の回転検出装置は、図１に示すように、複数の検出素子１３を備えるセンサ本体１を有し、ハブシャフト２と、ハブシャフト２に取り付けられたハブ内輪３ａと、ハブ内輪３ａに固定されたロータ４とを備えるハブユニット５に対して取り付けられている。ここでは、まず本実施形態の回転検出装置が取り付けられるハブユニット５について、図１を参照して簡単に説明する。

ハブシャフト２は、図１に示すように、径の異なる略円柱が２つ接続された略円柱部材のうち径の大きい略円柱部分にフランジ部が形成された形状とされている。ハブシャフト２は、センサ本体１の反対の端面側において図示しない車輪に接続されており、車輪と共に回転する部材である。

ハブユニットベアリング３は、図１に示すように、半径の異なるハブ内輪３ａおよびハブ外輪３ｂ並びに転動体３ｃにより構成されている。

ハブ内輪３ａは、図１に示すように、略円筒形状の部材であり、ハブシャフト２の略円柱部材のうち径が小さい部分が挿入されている。そして、ハブシャフト２のうちハブ内輪３ａの内側に挿入された挿入部は、ハブ内輪３ａの内周面と当接しており、当該挿入部の先端がかしめられている。ハブ内輪３ａは、ハブシャフト２の一部と当接すると共に当該一部を支持しているため、ハブシャフト２と共に回転する。

ハブ外輪３ｂは、図１に示すように、球状の転動体３ｃを介してハブ内輪３ａの外周面を囲む略円筒状の部材である。ハブ外輪３ｂは、図示しない車体側に固定されており、ハブ内輪３ａが回転しても静止した状態を保つ部材である。

転動体３ｃは、ハブ内輪３ａとハブ外輪３ｂとの間に配置され、ハブ内輪３ａとハブ外輪３ｂとが相対回転することを可能とするための球状の部材である。

ロータ４は、本実施形態では、略円筒状の回転部４ａと、この回転部４ａに固定されている環状の多極磁石４ｂとを有してなる着磁ロータとされている。

回転部４ａは、図１に示すように、ハブ内輪３ａに圧入固定されており、ハブ内輪３ａの外周面と当接している。回転部４ａは、車輪と接続されたハブシャフト２が回転すると、ハブ内輪３ａと共に回転する部材である。

多極磁石４ｂは、ロータ４の回転軸を中心とする周方向において、例えばゴム磁石やプラスチック磁石等の磁石がＮ極とＳ極とを交互に着磁された環状の構成とされる。多極磁石４ｂは、回転部４ａに固定されており、ハブシャフト２およびハブ内輪３ａが回転すると、回転部４ａと共に回転することとなる。

つまり、ロータ４は、ハブ内輪３ａの回転に伴って回転する部材である。ロータ４が固定された検出素子１３と向き合うように配置された状態で回転運動をすると、検出素子１３上を多極磁石４ｂのＮ極とＳ極とが交互に通過することとなる。すなわち、ロータ４は、ハブシャフト２およびハブ内輪３ａと共に回転することで、検出素子１３での磁束の変化を起こす役割を果たす。

なお、本実施形態では、多極磁石４ｂは、該周方向に沿って交互に配置されたＮ極とＳ極との該周方向における寸法が同じとされ、例えばＮ極とＳ極とがそれぞれ４８個着磁された構成とされている。

次に、本実施形態の回転検出装置の各構成要素について説明する。

センサ本体１は、本実施形態では、図１〜図３に示すように、カバー１１と、樹脂形成部１２と、２つの検出素子１３と、複数のリード部１４と、複数のターミナル１５と、金属リング１６と、Ｏリング１７とを有してなる。

カバー１１は、例えば金属により構成された略円筒状の部材であり、図１、図２に示すように、円筒状の側面部１１ａと、蓋形の底面部１１ｂと、ハブ外輪３ｂの内周面と接している当接部１１ｃと、フランジ形状部１１ｄ、１１ｅと、側壁部１１ｆとを有してなる。

側面部１１ａは、略円筒形状とされ、図２に示すように、後述する樹脂成形部１２のうち保持部１２１および支持部１２３が挿入されている。

底面部１１ｂは、図２に示すように、底面部１１ｂのうちハブユニット５側の面を取付面１１ｂａとして、取付面１１ｂａに対する法線方向（以下「底面法線方向」という）から見て、取付面１１ｂａの中心付近に開口部が形成されている。

当接部１１ｃは、ハブシャフト２側の端部であって、その直径がハブ外輪３ｂの内周の直径と同じか、もしくは若干大きくされている。当接部１１ｃは、図１に示すようにセンサ本体１を構成するカバー１１の一部がハブユニットベアリング３のうちハブ外輪３ｂに圧入固定されることにより、ハブ外輪３ｂの内周面と接している。

フランジ形状部１１ｄは、図１もしくは図２に示すように、カバー１１の内部から外部に向かって突出するように形成されている。フランジ形状部１１ｄは、図１に示すように、カバー１１の一部がハブ外輪３ｂに圧入固定されることで、ハブ外輪３ｂの端面と当接している。

フランジ形状部１１ｅは、側面部１１ａと当接部１１ｃとの間であって、カバー１１の内部に位置しており、ハブユニットベアリング３と向き合っている。

側壁部１１ｆは、図２に示すように、底面部１１ｂの取付面１１ｂａの反対面に設けられ、底面部１１ｂの開口部と同じ内径の略円筒状とされている。側壁部１１ｆは、その内側に樹脂成形部１２のうち後述するコネクタ部１２２が嵌入されている。

このように、カバー１１のうち当接部１１ｃがハブ外輪３ｂに当接して圧入固定されることで、センサ本体１は、ハブシャフト２と共に回転しない状態となる。

樹脂成形部１２は、カバー１１の底面部１１ｂの内部側に接するように配置されており、検出素子１３を保持する複数の保持部１２１と、検出素子１３を外部電極と接続するためのコネクタ部１２２と、支持部１２３とを有している。樹脂成形部１２は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂材料にて構成され、保持部１２１、コネクタ部１２２および支持部１２３が一度の射出成形により形成された一体構造とされている。

保持部１２１は、検出素子１３を保持する部分であり、取付面１１ｂａと対向して配置され、ハブユニット５に取り付けられた際には、ハブシャフト２と対向して配置される。保持部１２１は、センサ本体１をハブユニット５に圧入固定した際に、ロータ４と接触しない位置に配置される。これにより、検出素子１３は、図１に示すように、ロータ４とわずかな空隙を隔てて配置される。

コネクタ部１２２は、樹脂成形部１２のうち、保持部１２１に対して取付面１１ｂａの反対側に配置されており、略円筒形状とされている。コネクタ部１２２は、側壁部１１ｆの内径と同等の直径とされた部分に凹部が形成されている。コネクタ部１２２と側壁部１１ｆとは、図２に示すように、凹部に挿入されたＯリング１７によりシールされている。

支持部１２３は、保持部１２１とコネクタ部１２２とを一体とされており、これらを連結する部分である。支持部１２３は、図３に示すように、底面法線方向から見て、延設方向を揃えて配置された上部１２３ａ、下部１２３ｂおよび梁部１２３ｅと、上部１２３ａ、下部１２３ｂおよび梁部１２３ｅを両端で繋ぐ略円弧状の外周部１２３ｃとを有している。また、支持部１２３は、外周部１２３ｃの内側に配置された板部１２３ｄと、上部１２３ａ等と延設方向を揃えて配置され、その両端が外周部１２３ｃと接続された中央部１２３ｆとを有している。外周部１２３ｃは、ハブシャフト２側から見て、その一部が金属リング１６に隠されている。外周部１２３ｃおよび板部１２３ｄのうち底面部１１ｂと平行な面が、底面法線方向から見て、略円形状とされている。

樹脂成形部１２は、本実施形態では、図３に示すように、底面法線方向から見て、２つの保持部１２１が樹脂成形部１２の中心よりも外側の位置に配置されている。保持部１２１それぞれは、検出素子１３を保持しており、上部１２３ａおよび梁部１２３ｅにより支持されると共に、下部１２３ｂおよび梁部１２３ｅにより支持されている。

検出素子１３は、例えば、磁束の変化に応じた信号を出力するセンシング素子としてのＭＲＥ（磁気抵抗効果）素子が形成されたＩＣチップと、磁石等とが樹脂によって覆われてモールド化されたものである。なお、検出素子１３は、ＭＲＥ素子が出力する信号を処理する信号処理回路を備えていてもよい。なお、センシング素子は、例えばホール素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子、ＴＭＲ（トンネル型磁気抵抗）素子などであってもよく、ＭＲＥ素子に限定されるものではなく、また、磁石が内蔵されていなくてもよい。

検出素子１３は、図３に示すように、磁束の変化を検出する検出部１３ａを有し、検出部１３ａが保持部１２１から露出した状態で、保持部１２１に圧入固定されている。検出素子１３は、センサ本体１に複数備えられており、本実施形態では、２つ備えられている。

検出素子１３それぞれは、本実施形態では、図１に示すように、ロータ４と対向して配置されている。検出素子１３それぞれは、ロータ４の回転に伴う出力信号として、該出力信号の波形のピークとなる部分の位相が異なる信号を出力する。検出素子１３の配置および信号の位相については、後ほど詳しく説明する。

リード部１４は、図３に示すように、検出素子１３と電気的に接続されている。

ターミナル１５は、図２に示すように、一端１５ａがコネクタ部１２２から露出している。ターミナル１５は、図３に示すように、他端１５ｂが中央部１２３ｆのうち底面法線方向から見てカバー１１の開口部上に位置する部分に設けられた開口部１２３ｆａから露出しており、リード部１４と半田やかしめ、溶接などにより電気的に接続されている。これにより、ターミナル１５は、検出素子１３から出力された出力信号がリード部１４を介して伝達され、当該出力信号を外部の信号処理部、例えばＥＣＵなどに伝達する。

以上が本実施形態の回転検出装置の構成である。

次に、検出素子１３の配置とこれによる効果について、図４〜図６を参照して説明する。

まず、検出素子１３がロータ４の回転に伴う出力信号について、図４を参照して説明する。図４では、検出素子１３から出力される出力信号の波形と多極磁石４ｂにおけるＮ極およびＳ極の位置との対応関係を示している。図５、図６では、便宜的に、本実施形態の回転検出装置に備えられた２つの検出素子１３のうちの一方を第１検出素子１３１とし、他方を第２検出素子１３２としている。

検出素子１３１、１３２は、ロータ４が回転すると、検出素子１３１、１３２と隙間を隔てて配置された多極磁石４ｂの回転に伴って、Ｎ極とＳ極とが交互に切り替わることにより生じる磁束の変化に応じて信号を出力する。

具体的には、第１検出素子１３１は、図４に示すように、第１検出素子１３１と対向する磁石が、Ｎ極からＳ極へ切り替わる際およびＳ極からＮ極へ切り替わる際、すなわち磁束の向きが変化する際（以下、単に「磁束の変化の際」という）に信号を出力する。第１検出素子１３１は、例えば図４に示すように矩形波の信号であって、磁束の変化の際においては矩形波のうち図４紙面上側のピークの部分であるハイの信号を出力する。一方、第１検出素子１３１は、磁束の変化の際と異なる間、すなわち磁束の変化がない間においては、図４紙面下側のローの信号を出力する。

なお、上記では、第１検出素子１３１について説明したが、第２検出素子１３２についても、磁束の変化による信号の出力や出力された信号の波形については、第１検出素子１３１と同様である。また、上記では、出力信号が矩形波である例について説明したが、これに限られず、例えばパルス状の波形として表れるピーク波や他の波形であってもよい。さらに、検出素子１３１、１３２それぞれの出力信号におけるハイの部分の高さおよびハイの信号同士の間隔については、後述する出力信号の合成の観点から、同じとされていることが好ましい。なお、便宜上、隣接する極同士の境目でパルスが立ち上る場合を示したが、例えば、Ｎ極もしくはＳ極の中心でパルスが立ち上るようにされてもよく、必ずしもパルスの立ち上がりが極の境目と一致している必要はない。

ここで、従来の回転検出装置と本実施形態の回転検出装置における信号の処理、および本実施形態の回転検出装置の効果について、図５を参照して説明する。

従来では、図５（ａ）に示すように、１つの検出素子１００が外部の１つのＥＣＵに信号を出力し、ＥＣＵが該信号を処理した後に車両のブレーキ制御部などへ送信する構成とされている。

ところで、自動車が高速の走行時、例えば時速３０ｋｍ／ｈ以上の速度で走行している場合には、ロータ４の回転数が高い、すなわち磁束の変化が多いため、１つの検出素子１３は、多くのハイの信号を出力する。このような状況では、１つの検出素子１３が出力するハイの信号の数、すなわちパルスの数が多く、１つの検出素子１３が出力する信号だけでも十分な分解能が得られる。

一方、例えば駐車時などの低速の走行時、例えば５ｋｍ／ｈ以下の速度で走行している場合には、ロータ４の回転数が低い、すなわち磁束の変化が少ないため、１つの検出素子１３は、高速走行時に比べて少ないハイの信号しか出力できない。特に極低速と呼ばれる例えば１ｋｍ／ｈ未満の車速といった状況では、１つの検出素子１３が出力するパルス数、言い換えると所定時間における信号量が極端に少なくなる。つまり、車両速度を算出するための信号がほとんどない状態となってしまい、分解能が低くなってしまう。そのため、極低速時においては、検出素子を１つ備える構成の従来の回転検出装置では、この分解能の低下に対応することが難しい。

また、極低速時における分解能を上げるためには、多極磁石４ｂの極数を増やすなどの方法により、検出素子１３の信号のパルス数を増やすことが考えられる。しかし、この方法は、極低速時における検出素子１３のパルス数を増やすことができる一方で、高速時にはパルス数が増え過ぎてしまい、ＥＣＵの負荷が増え、ＥＣＵにおける信号処理が遅くなったり、信号処理が追いつかなくなったりすることが懸念される。

そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、複数の検出素子１３を備え、必要に応じて複数の出力信号を合成してパルス数を増やすため、複数の検出素子１３それぞれが波形のピークとなる部分の位相が異なる信号を出力する回転検出装置を発明するに至った。

本実施形態の回転検出装置では、図５（ｂ）に示すように、２つの検出素子１３１、１３２それぞれが外部の１つのＥＣＵへ信号を出力し、ＥＣＵにおいてこれらの信号が処理された後、ＥＣＵが処理後の信号を車両のブレーキ制御部などへ出力する。このように検出素子１３１、１３２それぞれの出力信号に基づいて、車両のブレーキなどの制御が行われる。そして、検出素子１３１、１３２は、それぞれの出力信号を合成したときに合成した信号（以下「合成信号」という）のパルス数が増えるように、出力信号の波形のピークとなる部分の位相が異なる信号を出力する配置とされている。これにより、位相差のある複数の出力信号を出力するため、検出素子１３それぞれの出力信号のパルス数を増やすことなく、極低速時における分解能が向上する構成の回転検出装置となる。

なお、高速時には、複数の検出素子１３それぞれが出力する信号のうちの１つだけを用いることで、不必要な出力信号のパルス数の増加によるＥＣＵの負荷の増大を抑制することができる。また、複数の検出素子１３それぞれの出力信号を合成するか否かは、例えば、車両の速度、すなわちロータ４の回転数に基づいて外部のＥＣＵで判定される。

続いて、第１検出素子１３１の信号と第２検出素子１３２の信号との位相差について、図６を参照して説明する。

検出素子１３１、１３２は、それぞれが出力する信号のうちハイの部分が重ならないように、すなわち検出素子１３１、１３２それぞれの出力信号（以下、「２系統の出力信号」という）に位相差が生じる配置とされている。具体的には、検出素子１３１、１３２は、多極磁石４ｂに対する相対位置をずらして配置されている。例えば、第１検出素子１３１のうち検出部１３１ａが多極磁石４ｂのうち隣接するＮ極およびＳ極の境界位置上に配置されている場合、第２検出素子１３２は、その検出部１３２ａがＮ極およびＳ極の境界位置と異なる位置上に配置されるといった具合である。

ここで、例えば、第１検出素子１３１と対向する磁石４ｂがＮ極からＳ極に切り替わった時、同時に第２検出素子１３２と対向する磁石４ｂがＮ極からＳ極に切り替わるように検出素子１３１、１３２が配置された場合について検討する。この場合において、ロータ４の回転軸を中心とする周方向に沿って交互に配置されたＮ極およびＳ極の該周方向での寸法が同じであるとする。このとき、検出素子１３１がハイの信号を出力する際においては、検出素子１３２は、ハイの信号を出力する。一方、検出素子１３１がローの信号を出力する際においては、検出素子１３２は、ローの信号を出力することとなる。つまり、上記の場合、検出素子１３１、１３２は、同時に出力される２系統の出力信号の波形を重ねると完全に一致する、すなわち出力信号に位相差が生じない配置となる。以降の説明においては、便宜的に、複数の検出素子がそれぞれ出力する信号に位相差が生じない配置を「位相差ゼロの配置」という。

なお、検出素子１３１、１３２が位相差ゼロの配置とされた場合、これらの信号を合成したとしても合成信号のパルスの数が増えないため、極低速時における分解能を上げることができない。そのため、検出素子１３１、１３２は、必要に応じてそれぞれの信号を合成した際に、合成信号のパルスの数が増えるように波形のピークとなる部分の位相の異なる信号を同時に出力する配置とされる。

つまり、検出素子１３１、１３２は、位相差ゼロの配置とならない配置とされている。具体的には、図６に示すように、Ｎ極からＳ極に切り替わった瞬間から再度Ｎ極からＳ極に切り替わる瞬間まで、もしくはその逆の周期を一周期とし、この一周期を１λとする。このとき、検出素子１３１、１３２は、例えば図６に示すように、第１検出素子１３１から出力される信号に対して、第２検出素子１３２の信号が図４中紙面右側に一周期の１／４λの分だけずれた波形の信号が出力されるように配置されている。検出素子１３１、１３２がこのような配置とされた場合、２系統の出力信号は、１／４λの位相差が生じることとなる。以降の説明においては、便宜的に、このような状態となる検出素子１３１、１３２の配置を「位相差１／４λの配置」という。

位相差１／４λの配置とされた検出素子１３１、１３２は、図６に示すように、検出素子１３１、１３２のうち一方の出力信号において連続する信号同士の間に、他方の出力信号がハイの信号となり、これが交互に繰り返されることとなる。このような２系統の出力信号を例えば外部のＥＣＵにおいて合成すると、図６に示すように、ハイの信号の数、すなわちパルスの数が２倍となった波形が得られる。

このように必要に応じて合成信号としたとき、合成信号のパルス数が増えるように位相差を設けた複数の検出素子１３を備えた構成とされることで、１つの検出素子１３では分解能が低下する極低速時においても、分解能の向上が可能な回転検出装置となる。

なお、上記の検出素子１３１、１３２が出力する信号における位相差としては、理想的に１／４λとされた例について説明したが、合成されることでパルス数が増加する程度に２系統の出力信号に位相差があればよい。そのため、２系統の出力信号における位相差は、厳密に１／４λでなくてもよく、例えば１／４λに対して±２０〜３０％程度の範囲内に入っていればよい。

次に、検出素子１３１、１３２のより具体的な配置関係について、図７を参照して説明する。

例えば、図７に示すように、回転軸Ｘを中心とする円周上のうち第１検出素子１３１の検出部１３１ａが配置された位置を０度とし、該円周の一周を３６０度とする。また、多極磁石４ｂのＮ極およびＳ極がロータ４の回転軸Ｘを中心とする周方向における寸法が同じであるとする。そして、多極磁石４ｂのＮ極およびＳ極の数がそれぞれｎである場合について説明する。

この場合において位相差１／４λの配置とされるとき、第２検出素子１３２は、下記の式（１）を満たす位置に配置される。
（１８０／ｎ×ｍ＋９０／ｎ）・・・式（１）
式（１）において、ｍは０≦ｍ＜２ｎを満たす整数であり、ｎは１以上の自然数である。式（１）における１８０／ｎとは、１つのＮ極もしくはＳ極の周方向における寸法、すなわち単位寸法であり、９０／ｎとは単位寸法の半分に相当する。つまり、式（１）を満たす第２検出素子１３２の位置とは、第１検出素子１３１の検出部１３１ａがＮ極とＳ極との境界位置上にあるとき、第２検出素子１３２の検出部１３２ａがＮ極もしくはＳ極の周方向における中心位置上にあることを意味する。

なお、第２検出素子１３２は、本実施形態では、図７に示すように、第１検出素子１３１に対してロータ４の回転軸Ｘを挟んで反対側に配置され、第１検出素子１３１の出力信号に対して位相差１／４λの配置とされている。具体的には、第１検出素子１３１が０度の位置にあり、第２検出素子１３２は、第１検出素子１３１から最も遠い位置である（１８０＋９０／ｎ）度もしくは（１８０−９０／ｎ）度の位置にある。

また、検出素子１３１、１３２は、それぞれの出力信号が１／４λずれて配置されていればよく、図７に示すように、検出素子１３１、１３２それぞれが回転軸Ｘを中心とする円の径方向に沿って配置されていなくてもよい。すなわち、第１検出素子１３１と第２検出素子１３２とが並行配置されていても良い。この場合、例えば、第１検出素子１３１が（０−４５／ｎ）度、第２検出素子１３２が（１８０−４５／ｎ）度の位置とされていても良い。このように、検出素子１３１、１３２は、それぞれの出力信号に位相差が設けられる配置とされていれば、適宜その配置が変更されてもよい。

また、検出素子１３１、１３２それぞれに電気的に接続されたリード部１４およびターミナル１５は、底面法線方向から見て、カバー１１の底面部１１ｂの中心付近に配置されたコネクタ部１２２に向かって延設され、当該中心付近で集約されている。これにより、狭い略円筒形状のスペース内に配置されるリード部１４およびターミナル１５が、互いに干渉しにくくなり、本実施形態の回転検出装置は、配線を簡素化することが可能な構造となる。

本実施形態によれば、ロータ４の回転が極低速時においても、分解能を向上するためにそれぞれの出力信号を合成してパルス数を増やすことが可能となるように、波形のピークとなる部分の位相が異なる信号を出力する複数の検出素子１３を備えた構成となる。これにより、複数の検出素子１３それぞれの出力信号のパルス数を増やすことなく、極低速時における分解能を上げることができると共に、高速時における外部のＥＣＵの負荷が増大しない回転検出装置となる。

なお、本実施形態の回転検出装置は、従来よりも極低速を精度よく検出できるため、例えば、駐車時におけるブレーキ制御やこれを用いた駐車支援の精度の向上、坂道で停車した状況における車両のずり下がりを検出するなどの用途への適用が期待される。また、複数の検出素子１３を備える構成とされると、何らかの原因で１つの検出素子１３が故障したとしても、残りの検出素子１３を用いることで正常に動作させることができるため、フェールオペレーションの観点からも好ましい。

（他の実施形態）
なお、上記した第１実施形態に示した回転検出装置は、本発明の一例を示したものであり、上記の第１実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）例えば、上記第１実施形態では、検出素子１３が２つ配置された構成について説明したが、検出素子１３が３つ以上配置された構成とされてもよい。例えば、検出素子１３が３つ配置された構成とされる場合、これらの検出素子１３それぞれが出力する信号の位相差を６０°とし、これらの信号を合成した際に、合成した信号のパルス数が各検出素子１３のパルス数の３倍となるようにすればよい。このような場合においても、信号の位相差は、理想的には６０°であればよいが、合成した際に合成した信号のパルス数が増加するのであれば、厳密に６０°でなくてもよい。

（２）上記第１実施形態では、センサ本体１のカバー１１の開口部および樹脂成形部１２のコネクタ部１２２が、底面法線方向から見て、カバー１１の中心付近に１つ形成された例に説明した。しかし、複数の検出素子１３それぞれの信号が、外部のＥＣＵなどに送信される構成とされていればよく、カバー１１の開口部およびコネクタ部１２２は、図８に示すように、複数形成されていてもよい。

また、検出素子１３が出力する信号が、外部のＥＣＵなどに送信される構成であればよいため、ターミナル１５の代わりに、ワイヤがリード部１４に電気的に接続され、コネクタ部１２２から外部に延設された構成とされてもよい。

（３）上記第１実施形態では、２つの検出素子１３が外部の１つのＥＣＵに信号を出力する構成とされた例について説明したが、例えば図９に示すように、２つの検出素子１３１、１３２がそれぞれ別の外部のＥＣＵに信号を出力する構成とされてもよい。この場合、２つのＥＣＵに出力された検出素子１３１、１３２の信号を一方のＥＣＵで共有して合成処理をした後、車両のブレーキ制御部などへ合成信号を送信する構成とされる。

（４）上記第１実施形態では、図４に示すように、第１検出素子１３１の出力信号は、ある極の境目でパルスが立ち上がり、次の極の境目に至る前にパルスが立ち下がり、該次の極の境目でパルスが立ち上がることを繰り返す波形の例について説明した。しかし、検出素子１３１、１３２それぞれの出力信号は、位相差が設けられ、合成することによりパルス数が増加する波形とされていればよい。すなわち、例えば、第１検出素子１３１の出力信号は、図１０に示すように、ある極の境目で立ち上がり、次の極の境目で立ち下がることを繰り返す波形とされ、第２検出素子１３２の出力信号との位相差が１／４λとされていてもよい。この場合においても、検出素子１３１、１３２それぞれの出力信号を合成すると、図１０に示すように、パルス数が２倍となる合成信号を得ることができ、分解能を上げることが可能となる。このように、検出素子１３１、１３２の出力信号の波形は、適宜変更されてもよい。

なお、図１０では、第１検出素子１３１の出力信号に対応する多極磁石４ｂの並びを示す一方で、検出素子１３１、１３２の出力信号の位相差を分かり易くするため、第２検出素子１３２の出力信号に対応する多極磁石４ｂの並びについては省略している。また、図１０では、検出素子１３１、１３２の出力信号の位相差を分かり易くするための補助線を一点鎖線で示している。

（５）上記第１実施形態では、ロータ４が着磁ロータとされたハブユニット５にセンサ本体１が取り付けられた例について説明した。しかし、ハブユニット５のうちロータ４の回転に伴う磁束の変化に応じた信号を検出素子１３が出力できる構成とされていればよく、ロータ４は、着磁ロータとされる場合に限られず、他の任意のロータとされてもよい。

１ センサ本体
２ ハブシャフト
３ ハブユニットベアリング
４ ロータ
１１ カバー
１２ 樹脂成形部
１２２ コネクタ部
１３ 検出素子
１４ リード部
１５ ターミナル

Claims (5)

1. ロータ（４）の回転に伴う磁束の変化に対応した信号を出力する複数の検出素子（１３）を有するセンサ本体（１）を備え、
   前記複数の検出素子それぞれは、出力信号として、該出力信号の波形のピークとなる部分の位相が異なる信号を出力する回転検出装置。
2. 前記ロータは、該ロータの回転軸を中心とする周方向においてＮ極およびＳ極が交互に着磁された環状の多極磁石（４ｂ）を備える着磁ロータであり、
   前記検出素子は、２つ備えられると共に、前記磁束の変化を検出する検出部（１３ａ）を有し、
   前記回転軸方向から見て、前記検出素子のうち一方の前記検出部が前記Ｎ極と前記Ｓ極との境界位置上にあるとき、前記検出素子のうち他方の前記検出部は、前記境界位置と異なる位置上に配置されている請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記Ｎ極および前記Ｓ極の数をそれぞれｎ個（ｎ≧１）とし、前記回転軸を中心とする円の円周における前記検出素子のうち一方の前記検出部の位置を０度とし、前記円周の一周を３６０度として、前記検出素子のうち他方の前記検出部は、（１８０／ｎ×ｍ＋９０／ｎ）度（０≦ｍ＜２ｎ）の位置に配置されている請求項２に記載の回転検出装置。
4. 前記検出素子のうち他方の前記検出部は、（１８０＋９０／ｎ）度もしくは（１８０−９０／ｎ）度の位置に配置されている請求項３に記載の回転検出装置。
5. 前記センサ本体は、前記ロータと、ハブシャフト（２）と、半径の異なるハブ内輪（３ａ）およびハブ外輪（３ｂ）並びに転動体（３ｃ）によりなるハブユニットベアリング（３）と、を備えるハブユニット（５）に対して取り付けられ、
   前記ハブ外輪は、該ハブ外輪の内壁が前記転動体を介して前記ハブ内輪の外壁を囲むように配置されており、
   前記ハブユニットベアリングは、前記ハブ内輪の内側に前記ハブシャフトの一部が挿入され、前記ハブシャフトと一体とされており、
   前記ロータは、前記ハブ内輪に固定されており、
   前記センサ本体は、前記ハブユニットベアリングのうち前記ロータが固定された端面を覆うように前記ハブユニットベアリングに固定されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の回転検出装置。

Images