JP2023049950A - 回転検出装置および軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より分解能を高くする事が可能な回転検出装置およびこれを用いた軸受装置を提供する。【解決手段】それぞれ極対数が異なる複数極対の磁化列を複数含む磁気トラックを有する磁気エンコーダと、前記磁気エンコーダと対向し、各磁化列から発生する磁界の変化を含む磁気特性を検出する複数の読み取り部を有する複数の磁気センサと、を備え、前記複数の磁気センサは各々、互いに電気角位相差を持った、前記磁気特性に関する２つの内部信号の夫々が該磁気センサ内部で逓倍処理された２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２を出力し、一の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１と他の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１との電気角位相差が、上記２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２間の電気角位相差を所定の２のべき乗値で除算した所定の電気角位相差となるように、該所定の電気角位相差に対応した機械角で各磁気センサが配置された、回転検出装置。【選択図】図３

Description

本発明は、回転体の回転等を検出する回転検出装置およびこれを用いた軸受装置に関する。

従来から、軸受装置の回転輪を含む回転体の回転等を検出することが行われており、その回転を検出するために回転検出装置が使用されている。回転検出装置は、複数極対の磁化列を含む円環状の所謂磁気エンコーダ（または磁気リングとも呼ばれる）と、該磁気エンコーダから発生する磁界の変化を含む磁気特性を検出する磁気センサとからなり、磁気センサは例えば、前記磁気特性に対応したアブソリュート信号とも呼ばれる絶対角信号と、互いに90°の電気角位相差を持ち前記磁気特性に対応した２つの信号であるパルス状のインクリメンタル信号とも呼ばれる相対角信号（Ａ相信号、Ｂ相信号）とのいずれか一方または両方を出力する。また、磁気センサには、上記インクリメンタル信号が逓倍処理された内部逓倍信号を出力する機能を有するものが知られている。（特許文献１の段落［００１４］、［００２４］、［００３６］、［００３９］、および請求項４）

特許６７１３２６９号公報

しかし、特許文献１の上記段落等では、内部逓倍信号以上に分解能を向上させることについて開示されていない。

本発明は、上記の従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、より分解能を高くする事が可能な回転検出装置およびこれを用いた軸受装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る回転検出装置は、
Ｎ極およびＳ極が交互に着磁された、それぞれ極対数が異なる複数極対の磁化列を複数含む磁気トラックを有する円環状の磁気エンコーダと、
前記磁気エンコーダと対向し、各磁化列から発生する磁界の変化を含む磁気特性を検出する複数の読み取り部を有する複数の磁気センサと、
を備えた回転検出装置であって、
前記複数の磁気センサは各々、互いに電気角位相差を持った、前記磁気特性に関する２つの内部信号の夫々が該磁気センサ内部で逓倍処理された２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２を出力し、
一の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１と他の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１との電気角位相差が、上記２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２間の電気角位相差を所定の２のべき乗値で除算した所定の電気角位相差となるように、該所定の電気角位相差に対応した機械角で各磁気センサが配置されている。

上記構成によると、本発明に係る回転検出装置は、一の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１と他の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１との電気角位相差が、上記２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２間の電気角位相差を所定の２のべき乗値で除算した所定の電気角位相差となるように、該所定の電気角位相差に対応した機械角で各磁気センサが配置された状態で、互いに電気角位相差（例えば９０°）を持った前記磁気特性に関する２つの逓倍処理された内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２を出力するため、例えば当該内部逓倍信号を用いて外部の逓倍回路で更に逓倍処理された逓倍信号を生成する際の有用な位相差とすることができ、内部逓倍信号よりも分解能を更に高めることに寄与しうる。すなわち、後段において更に分解能を高めた信号を生成する場合に適したタイミングの２つの内部逓倍信号を出力することに寄与しうる。また、複数の磁気センサを採用しているため、冗長性を有することができ、機能安全性が向上する。

前記複数の磁気センサ各々からの前記内部逓倍信号に、更に逓倍処理を行って外部逓倍信号を出力する外部逓倍回路を備えてもよい。これにより、上記のような、当該内部逓倍信号を用いて外部の逓倍回路で更に逓倍処理された逓倍信号を生成することができ、内部逓倍信号よりも分解能を更に高めることができる。

前記複数の磁気センサは、２つの磁気センサであり、
２つの内の一方の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１と２つの内の他方の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１との電気角位相差が、前記所定の電気角位相差の「２２．５°±４％」であってもよい。
これにより、上記のような、後段における更に分解能を高めた信号を生成するのに適したタイミングの２つの内部逓倍信号を出力することができる。なお、電気角位相差を所定の数値（上記２２．５°等）に完全一致させることは工業上困難であり、ほとんどの場合において公差、誤差バンド等の許容値が設定されている。例えば、電気角位相差の±１０％の範囲が、一般的に許容値とされうる。

前記２つの磁気センサは、該円環状の磁気エンコーダの周方向に機械角で「１８０°±０．３％＋１．４１°±４％」だけ離れて配置されてもよい（±０．３％は１８０°に対してであり、±４％は＋１．４１°に対してである）。これにより、上記のような、後段における更に分解能を高めた信号を生成するのに適したタイミングの２つの内部逓倍信号を出力することができる。また、２つの磁気センサが相対的に機械角で１８０°に近い１８１．４１°の位相をずらした位置に配置されているため、円環状の磁気エンコーダのリング中心と回転中心とにズレが生じている場合に、例えば平均処理等により、上記ずれに起因する角度誤差を小さくする事に寄与でき、回転角検出精度の向上に寄与しうる。なお、機械角を所定の数値（上記１８１．４１°等）に完全一致させることは工業上困難であり、ほとんどの場合において公差、誤差バンド等の許容値が設定されている。例えば、機械角の１８０°±１％＋１．４１°±１０％の範囲が、一般的に許容値とされうる（±１％は１８０°に対してであり、±１０％は＋１．４１°に対してである）。

前記複数の磁気センサは各々、前記磁気特性に関するインクリメンタル信号を出力してもよい。これにより、相対的な値の出力が可能となり、また出力に冗長性を有することができ、機能安全性が向上する。

上記目的を達成するために、本発明に係る他の回転検出装置は、
Ｎ極およびＳ極が交互に着磁された、それぞれ極対数が異なる複数極対の磁化列を複数含む磁気トラックを有する円環状の磁気エンコーダと、
前記磁気エンコーダと対向し、各磁化列から発生する磁界の変化を含む磁気特性を検出する複数の読み取り部を有する複数の磁気センサと、
を備えた回転検出装置であって、
前記複数の磁気センサが各々、前記磁気特性に関するアブソリュート信号を出力する場合において、
前記複数の磁気センサは、２つの磁気センサであり、
一方の磁気センサが、他方の磁気センサの配置に対して、前記磁気エンコーダの回転軸芯回りまたは前記磁気エンコーダの中心軸に対して「１８０°±０．３％」の機械角だけずれた位置に配置されている。
これにより、２つの磁気センサが上記のように相対的に機械角で１８０°の位相をずらした位置に配置されているため、円環状の磁気エンコーダのリング中心と回転中心とにズレが生じている場合に、例えば平均処理等により、上記ずれに起因する角度誤差を小さくする事に寄与でき、回転角検出精度の向上に寄与しうる。なお、既に述べたように、例えば機械角の±１％の範囲が、一般的に許容値とされうる。

前記複数の磁気センサは各々、前記磁気特性に関するアブソリュート信号を出力してもよい。これにより、絶対的な値の出力が可能となり、また出力に冗長性を有することができ、機能安全性が向上する。

２つの前記磁気センサの出力値に平均処理を行ってもよい。これにより、２つの磁気センサが相対的に機械角で１８０°または１８０°に近い値へ位相をずらした位置に配置した場合に、円環状の磁気エンコーダのリング中心と回転中心とにズレが生じたとき、この平均処理により、上記ずれに起因する角度誤差を小さくする事に寄与でき、回転角検出精度の向上に寄与しうる。

前記磁気トラックを有する前記磁気エンコーダは、前記磁気トラックと薄肉金属板からプレス成形された芯金とが一体化された構成であり、
前記磁気トラックは、磁性粉とエラストマーとが混合された構成であり、
前記芯金に回転体が係合されてもよい。
これにより、安価に容易に性能の高い回転検出装置を製造しうる。

上記目的を達成するために、本発明に係る軸受装置は、
固定部材に取付けられる固定輪、転動体、および前記固定輪に前記転動体を介して回転自在に支持される回転輪を有する軸受装置であって、
上に記載の回転検出装置を備え、前記回転体は、前記回転輪である。

上記構成によると、本発明に係る軸受装置は、上に記載の回転検出装置の効果を発揮しつつ前記回転体を滑らかに回転させることができる。

本発明に係る回転検出装置およびこれを用いた軸受装置は、より分解能を高くする事が可能となる。

本発明の一の実施形態に係る回転検出装置の構成を示す概念斜視図である。 （ａ）は、上記回転検出装置の磁気トラックの展開図の平面図であり、（ｂ）は、Ｂ－Ｂ矢視の断面側面図である。 上記回転検出装置の内部逓倍信号および外部逓倍信号を説明する図である。 上記回転検出装置の２つの磁気センサと磁気エンコーダとの配置関係を示す図である（ズレ無し）。 上記回転検出装置の２つの磁気センサと磁気エンコーダとの配置関係を示す図である（ズレ有り）。 上記回転検出装置の２つの磁気センサと磁気エンコーダとの配置関係を示す図である（ズレ有り）。 上記回転検出装置の一の磁気センサの出力波形を示す図である。 上記回転検出装置の他の磁気センサの出力波形を示す図である。 上記回転検出装置の２つの磁気センサの出力波形を平均処理した図である。 本発明の他の実施形態に係る軸受装置の構成を示す断面図である。

図１に、本発明の一の実施形態に係る回転検出装置の構成の概念斜視図を示す。回転検出装置Ｋｓは、Ｎ極およびＳ極が交互に着磁された、それぞれ極対数が異なる複数極対の磁化列７ｂｘ、７ｂｘ、…、７ｂｘを複数含む磁気トラック７ｂを有する円環状の磁気エンコーダ７と、磁気エンコーダ７と対向し、各磁化列７ｂｘ、７ｂｘ、…、７ｂｘから発生する磁界の変化を含む磁気特性を検出する複数の読み取り部を有する複数の磁気センサ１３とを備える。同図では、磁気エンコーダ７と複数の磁気センサ１３との各検出ギャップの距離は一定である。上記複数の読み取り部は、例えば図２に示す第１磁気センサ１３１に含まれる主トラック７ｂｍ用の読み取り部１３１ｍおよび副トラック７ｂｓ用の読み取り部１３１ｓと、第２磁気センサ１３２に含まれる主トラック７ｂｍ用の読み取り部１３２ｍおよび副トラック７ｂｓ用の読み取り部１３２ｓである。なお、主トラック７ｂｍ、副トラック７ｂｓは、上記磁化列７ｂｘに含まれる磁化列である。図１の磁気エンコーダ７は、更に、芯金７ａを有し、上記磁気トラック７ｂは芯金７ａの外周の全周に設けられ、磁気トラック７ｂと芯金７ａとは一体化された構成である。芯金７ａは、例えば薄肉金属板からプレス成形された構成であり、磁気トラック７ｂは、例えば種々のゴム材と種々の磁性材とが混合された、具体的には磁性粉とエラストマーとが混合された構成である。

本実施形態では、磁気センサ１３は、第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２とからなる。本実施形態の第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２は各々、上記磁気特性に関するアブソリュート信号（絶対角信号）と、互いに電気角位相差（本実施形態では９０°）を持った上記磁気特性に関する２つの内部信号の一例であるパルス状のいわゆるａ相、ｂ相信号と呼ばれるインクリメンタル信号（相対角信号）の夫々が逓倍化（本実施形態では４０９６逓倍）された信号である２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２（後で各々、Ａ相信号、Ｂ相信号、またはＡ’相信号、Ｂ’相信号と呼ぶ）とのいずれか一方または両方を選択的に出力する機能を有する。すなわち、本実施形態の第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２とは、各々、該磁気センサ内部で例えば２のべき乗倍の逓倍処理された上記内部逓倍信号を出力するために各インクリメンタル信号を逓倍処理する逓倍回路を内部に有し、上記逓倍処理された内部逓倍信号を出力する機能を有する。図１では、第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２とは、（一の磁気センサたる第１磁気センサ１３１からの）内部逓倍信号Ｓ１（またはＳ２）と（と他の磁気センサたる第２磁気センサ１３２からの）内部逓倍信号Ｓ１（またはＳ２）との電気角位相差が後述の所定の電気角位相差となるように、該所定の電気角位相差に対応した機械角で配置されているが、この配置については、後で詳説する。

図１に示すように、回転検出装置Ｋｓは、上記複数の磁気センサ（本実施形態では、第１磁気センサ１３１、第２磁気センサ１３２）各々からの上記内部逓倍信号に、更に例えば２のべき乗倍の逓倍処理を行って単相の外部逓倍信号を出力する外部逓倍回路１３ｃを備えている。第１磁気センサ１３１からは、内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２であるＡ相信号、Ｂ相信号が出力され、両信号は外部逓倍回路１３ｃに含まれる第１外部逓倍回路１３ｃ１に入力され、第１外部逓倍回路１３ｃ１からは更に逓倍処理（本実施形態では４逓倍）が施された単相の外部逓倍信号のＣ相信号が出力される。第２磁気センサ１３２からは、内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２であるＡ’相信号、Ｂ’相信号が出力され、両信号は外部逓倍回路１３ｃに含まれる第２外部逓倍回路１３ｃ２に入力され、第２外部逓倍回路１３ｃ２からは更に逓倍処理（本実施形態では４逓倍）が施された上記Ｃ相信号のような単相の外部逓倍信号のＤ相信号が出力される。更に外部逓倍信号のＣ相信号、Ｄ相信号は、例えば２のべき乗倍の逓倍処理を行う第３外部逓倍回路１３ｃ３に入力され、第３外部逓倍回路１３ｃ３から更に逓倍処理（本実施形態では４逓倍）が施された単相のＥ相信号が出力される。なお、第３外部逓倍回路１３ｃ３は外部逓倍回路１３ｃに同梱されてもよい。以下では、Ｃ相信号、Ｄ相信号、Ｅ相信号について述べる。

まず、主トラック７ｂｍと副トラック７ｂｓとからなる磁気トラック７ｂについて説明する。図２に、第１磁気センサ１３１（主トラック用読み取り部１３１ｍ、副トラック用読み取り部１３１ｓ）、および、第２磁気センサ１３２（主トラック用読み取り部１３２ｍ、副トラック用読み取り部１３２ｓ）の透視図を重ね合わせた、回転検出装置Ｋｓの磁気トラック７ｂの展開図の平面図（ａ）と、同図（ａ）におけるＢ－Ｂ矢視の断面側面図（ｂ）とを示す。円環状の磁気トラック７ｂとなった場合には、同図（ａ）のＡ点とＡ‘点とが一致する。なお各図中で磁気センサ１３（本実施形態では、第１磁気センサ１３１、第２磁気センサ１３２）のブロックの中央に記された一点鎖線は、各磁気センサの中央を表している。図２の例では、それぞれ極対数が異なる複数極対の磁化列７ｂｘ、７ｂｘ、…、７ｂｘを複数含む磁気トラック７ｂは、３６０°の回転角（一回転分）において磁極対が１６対（ペア番号１～１６）の磁化列である主トラック７ｂｍと、該回転角において磁極対が１５対（ペア番号１～１５）の磁化列である副トラック７ｂｓとからなる。なお、主トラック７ｂｍと副トラック７ｂｓの磁極対の組合せは、この１６対と１５対だけでなく、３２対と３１対、６４対と６３対であってもよい。同図（ｂ）によると、第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２とは、上述のように一の前記内部逓倍信号と他の前記内部逓倍信号との電気角位相差が上記所定の電気角位相差となるように、該所定の電気角位相差に対応した機械角で配置され、具体的には、該機械角でこの円環状の磁気エンコーダ７の周方向に１８０°＋１．４１°だけ離れて配置されている（後で詳述）。

図３に、上記回転検出装置Ｋｓの内部逓倍信号であるＡ相信号とＢ相信号、Ａ’相信号とＢ’相信号、外部逓倍信号であるＣ相信号、Ｄ相信号、および更に逓倍化された信号であるＥ相信号を示す。内部逓倍信号であって、一波長が電気角で３６０°のＡ相信号とＢ相信号は、第１磁気センサ１３１から出力される、１６磁極対の主トラック７ｂｍの磁気特性を検出した信号を４０９６倍に逓倍化した信号であり、本実施形態では互いに電気角で９０°（＝３６０°／４；１／４波長分）だけ位相がずれている。内部逓倍信号であって、一波長が電気角で３６０°のＡ’相信号とＢ’相信号は、第２磁気センサ１３２から出力され、Ａ相信号とＢ相信号と同様に４０９６倍に逓倍化され互いに電気角で９０°（＝３６０°／４；１／４波長分）だけ位相がずれた信号である。

本実施形態では、第１外部逓倍回路１３ｃ１でＡ相信号とＢ相信号とを使用して２のべき乗値たる４逓倍された外部逓倍信号である、一波長が電気角で９０°のＣ相信号が生成され、第２外部逓倍回路１３ｃ２でＡ’相信号とＢ’相信号とを使用して２のべき乗値たる４逓倍された外部逓倍信号である、一波長が電気角で９０°のＤ相信号が生成される。ここで、本実施形態では、一の磁気センサたる第１磁気センサ１３１からのＡ相信号（またはＢ相信号）と他の磁気センサたる第２磁気センサ１３２からのＡ’相信号（またはＢ’相信号）とは、後述のようにさらなる４逓倍の信号を生成するために９０°の１／４となる（上記２つの内部逓倍信号でもあるＡ相信号とＢ相信号間の電気角位相差９０°またはＡ’相信号とＢ’相信号間の電気角位相差９０°を所定の２のべき乗値［本実施形態では、４］で除算した）所定の電気角位相差である２２．５°［電気角］（＝９０°／４）だけ互いに位相がずれている。更に本実施形態では、第３外部逓倍回路１３ｃ３でこれらのＣ相信号とＤ相信号とを使用して、上記更に逓倍化された信号（すなわち更に上記２のべき乗値たる４で逓倍化された信号）である一波長が電気角で２２．５°のＥ相信号が生成される。なお本実施形態では、上記電気角位相差は、公差、誤差バンド等の許容値を含めて「２２．５°±４％」とされる。

図４に、２つの磁気センサ（第１磁気センサ１３１、第２磁気センサ１３２）と円環状の磁気エンコーダ７との配置関係を示す。第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２とは、上述のように、円環状の磁気エンコーダ７の周方向（例えばＣＷ［ClockWise］方向）に機械角で１８１．４１°（上述の１８０°＋１．４１°）だけ離れて配置されている。この１．４１°［機械角］は（以下、調整角Δとも呼ぶ）、前記所定の電気角位相差である２２．５°（＝９０°／４）［電気角］を使用して算出される。すなわち、この調整角Δの値は、本実施形態では、３２極のＳ極またはＮ極（１６磁極対）の中心角（３６０°／３２）に、電気角１８０°に対する前記所定の電気角位相差である２２．５°の比（２２．５°／１８０°）を乗算した積（＝１．４０６２５）を小数点以下第３位で四捨五入した値である。「３６０°／３２」（＝１１.２５°）の演算は、磁気トラック７ｂにおけるＮ極の幅、Ｓ極の幅（パルス矩形波形で言うところのHighの幅、Lowの幅に対応）それぞれに対する機械角を計算している。ここで、Ｎ極の幅、Ｓ極の幅（Highの幅、Lowの幅）それぞれは電気角では１８０°に相当することから、第１磁気センサ１３１のＡ相信号の出力波形と第２磁気センサ１３２のＡ’相信号の出力波形との電気角位相差を２２．５°とするために、「２２．５°／１８０°」の比率を乗算している。これにより本実施形態では、第１磁気センサ１３１からのＡ相信号（またはＢ相信号）に対して前記所定の電気角位相差である２２．５°［電気角］だけ位相がずれたＡ’相信号（またはＢ’相信号）が第２磁気センサ１３２から出力される。なお本実施形態では、上記機械角は、公差、誤差バンド等の許容値を含めて「１８０°±０．３％＋１．４１°±４％」とされる。±０．３％は１８０°に対する許容値であり、±４％は＋１．４１°に対する許容値である。

図４では、磁気エンコーダ７のリング中心Ｏ１と磁気エンコーダ７が回転する回転中心Ｏ２とが一致していたが、磁気エンコーダ７を設置する際に、例えば図５のように回転中心Ｏ２に対してリング中心Ｏ１の位置に鉛直方向のずれが生じる場合がある。この場合、磁気エンコーダ７が第２磁気センサ１３２寄りとなり、図５の例では第１磁気センサ１３１へのペア番号１の磁極対からの磁界範囲の幅Ｄ１が広くなり、他方で第２磁気センサ１３２へのペア番号９の磁極対からの磁界範囲の幅Ｄ２が狭くなる。この後、半回転すると、磁気エンコーダ７が第１磁気センサ１３１寄りとなり、図６の例では第１磁気センサ１３１へのペア番号１の磁極対からの磁界範囲の幅Ｄ１が狭くなり、他方で第２磁気センサ１３２へのペア番号２の磁極対からの磁界範囲の幅Ｄ２が広くなる。このように回転中心Ｏ２とリング中心Ｏ１とがずれている場合、磁気トラック７ｂの主トラック７ｂｍと副トラック７ｂｓとの位相差において、偏芯（ずれ）が無い場合は回転角度に対して連続的に変化するところ、回転角度に対して連続的に変化しなくなるため絶対角精度が悪化する。よって、第１磁気センサ１３１には図７に示すような回転角度に対する磁界の角度誤差が生じ、第２磁気センサ１３２には図８に示すような回転角度に対する磁界の角度誤差が生じる。

しかし、図７に示すような第１磁気センサ１３１からの出力信号と、図８に示すような第２磁気センサ１３２からの出力信号とに対して、例えば平均処理による補正を施すことで、角度誤差が相殺されて図９に示すような理想的な値（0°）に近づけることができる。これは、上述のように第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２とは、磁気エンコーダ７の周方向に機械角でほぼ１８０°（１８１．４１°）だけ離れて配置されていることにより、達成される。なお、磁気センサ１３から上記磁気特性に関するアブソリュート信号のみが出力される場合には、調整角Δ（１．４１°）のずれの考慮は不要であるので、第１磁気センサ１３１は第２磁気センサ１３２の配置に対して、磁気エンコーダの回転軸Ｏ２回りまたは前記磁気エンコーダのリング中心Ｏ１に対して１８０°の機械角だけずれた位置に配置されていてもよい。この場合、本実施形態では、上記機械角は、公差、誤差バンド等の許容値を含めて「１８０°±０．３％」とされる。

以上により、回転検出装置Ｋｓでは、第１磁気センサ１３１からの内部逓倍信号のＡ相信号（またはＢ相信号）と第２磁気センサ１３２からの内部逓倍信号のＡ’相信号（またはＢ’相信号）との電気角位相差が、上記２つの内部逓倍信号のＡ相信号とＢ相信号（Ａ’相信号とＢ’相信号）間の電気角位相差（９０°）を所定の２のべき乗値（４）で除算した所定の電気角位相差（２２．５°）となるように、該所定の電気角位相差に対応した機械角で各磁気センサが配置された状態で、互いに電気角位相差（本実施形態では、９０°）を持った、前記磁気特性に関する２つの逓倍処理された内部逓倍信号（Ａ相信号とＢ相信号、およびＡ’相信号とＢ’相信号等）を出力するため、例えば当該内部逓倍信号を用いて後段外部逓倍回路１３ｃで更に逓倍処理された逓倍信号（Ｅ相信号）を生成する際の有用な位相差とすることができ、内部逓倍信号よりも分解能を更に高めることができる。また、複数の磁気センサを採用しているため、冗長性を有することができ、機能安全性が向上する。

本実施形態の回転検出装置Ｋｓは、前記複数の磁気センサ１３からの前記内部逓倍信号に、更に逓倍処理を行って外部逓倍信号を出力する外部逓倍回路１３ｃを備えており、上記のような、当該内部逓倍信号を用いて外部の逓倍回路で更に逓倍処理された逓倍信号（Ｃ相信号、Ｄ相信号、更にＥ相信号）を生成することができ、内部逓倍信号よりも分解能を更に高めることができる。

本実施形態の複数の磁気センサ１３は、２つの磁気センサの第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２であり、２つの内の一方の第１磁気センサ１３１からの前記内部逓倍信号であるＡ相信号（またはＢ相信号）と２つの内の他方の第２磁気センサ１３２からの前記内部逓倍信号であるＡ’相信号（またはＢ’相信号）との電気角位相差が、前記所定の電気角位相差の２２．５°である。これにより、上記のような、後段の外部逓倍回路１３ｃにおける更に分解能を高めた信号を生成するのに適したタイミングの２つの内部逓倍信号を出力することができる。

２つの磁気センサの第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２は、該円環状の磁気エンコーダ７の周方向に機械角で１８１．４１°だけ離れて配置されている。これにより、上記のような、後段の外部逓倍回路１３ｃにおける更に分解能を高めた信号を生成するのに適したタイミングの２つの内部逓倍信号を出力することができる。また、２つの磁気センサが相対的に機械角で１８０°に近い１８１．４１°の位相をずらした位置に配置されているため、円環状の磁気エンコーダのリング中心と回転中心とにズレが生じている場合に、例えば上述の平均処理等により、上記ずれに起因する角度誤差を小さくする事に寄与でき、回転角検出精度の向上に寄与しうる。アブソリュート信号のみを出力する場合には、２つの磁気センサの第１磁気センサ１３１と第２磁気センサ１３２が上記のように相対的に機械角で１８０°の位相をずらした位置に配置されることで、円環状の磁気エンコーダ７のリング中心Ｏ１と回転中心Ｏ２とにズレが生じている場合に、例えば上述の平均処理等により、上記ずれに起因する角度誤差を小さくする事に寄与でき、回転角検出精度の向上に寄与しうる。

図１０に、本発明の他の実施形態に係る軸受装置の構成を示す断面図である。この軸受装置１では、上記実施形態で説明を行った回転検出装置Ｋｓが軸受に取り付けられている。この軸受は、車両のナックルや人に代わって様々な作業を行う種々の機械または設備機器の筐体等の固定部材に取付けられる固定輪（外輪）２、球体状のころ等である転動体４、および固定輪２に転動体４を介して回転自在に支持される回転輪（内輪）３を有する。転動体４は、保持器５で保持される。上記実施形態の回転検出装置Ｋｓの芯金７ａに回転体たるこの軸受装置１の回転輪３が係合される。具体的には、回転輪３の外径面における軸方向一端側の部分に、芯金７ａの内周面における軸方向一端側の部分が嵌着され固定されている。磁気センサ１３は上記固定部材側のセンサハウジング９に収納されている。磁気センサ１３は、ガラス入りエポキシ樹脂製の回路基板に表面実装されてから取り付けられてもよい。センサハウジング９は、例えば、樹脂製で環状に形成されている。磁気センサ１３の近傍に外部逓倍回路１３ｃが備えられ、磁気センサ１３および外部逓倍回路１３ｃからのケーブル１５により、アブソリュート信号やＡ相信号～Ｅ相信号が出力される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 軸受装置
２ 固定輪
３ 回転輪
４ 転動体
７ 磁気エンコーダ
７ａ芯金
７ｂ 磁気トラック
７ｂｘ 磁化列
１３ 磁気センサ
１３１ 第１磁気センサ
１３２ 第２磁気センサ
１３ｃ 外部逓倍回路
Ｋｓ 回転検出装置

Claims (10)

1. Ｎ極およびＳ極が交互に着磁された、それぞれ極対数が異なる複数極対の磁化列を複数含む磁気トラックを有する円環状の磁気エンコーダと、
   前記磁気エンコーダと対向し、各磁化列から発生する磁界の変化を含む磁気特性を検出する複数の読み取り部を有する複数の磁気センサと、
   を備えた回転検出装置であって、
   前記複数の磁気センサは各々、互いに電気角位相差を持った、前記磁気特性に関する２つの内部信号の夫々が該磁気センサ内部で逓倍処理された２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２を出力し、
   一の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１と他の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１との電気角位相差が、上記２つの内部逓倍信号Ｓ１，Ｓ２間の電気角位相差を所定の２のべき乗値で除算した所定の電気角位相差となるように、該所定の電気角位相差に対応した機械角で各磁気センサが配置された、
   回転検出装置。
2. 請求項１に記載の回転検出装置において、
   前記複数の磁気センサ各々からの前記内部逓倍信号に、更に逓倍処理を行って外部逓倍信号を出力する外部逓倍回路を備えた、
   回転検出装置。
3. 請求項１または２に記載の回転検出装置において、
   前記複数の磁気センサは、２つの磁気センサであり、
   ２つの内の一方の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１と２つの内の他方の磁気センサからの前記内部逓倍信号Ｓ１との電気角位相差が、前記所定の電気角位相差の「２２．５°±４％」である、
   回転検出装置。
4. 請求項３に記載の回転検出装置において、
   前記２つの磁気センサは、該円環状の磁気エンコーダの周方向に機械角で「１８０°±０．３％＋１．４１°±４％」だけ離れて配置された、
   回転検出装置。
5. 請求項１～３のいずれか一項に記載の回転検出装置において、
   前記複数の磁気センサは各々、前記磁気特性に関するインクリメンタル信号を出力する、
   回転検出装置。
6. Ｎ極およびＳ極が交互に着磁された、それぞれ極対数が異なる複数極対の磁化列を複数含む磁気トラックを有する円環状の磁気エンコーダと、
   前記磁気エンコーダと対向し、各磁化列から発生する磁界の変化を含む磁気特性を検出する複数の読み取り部を有する複数の磁気センサと、
   を備えた回転検出装置であって、
   前記複数の磁気センサは、２つの磁気センサであり、
   一方の磁気センサが、他方の磁気センサの配置に対して、前記磁気エンコーダの回転軸芯回りまたは前記磁気エンコーダの中心軸に対して「１８０°±０．３％」の機械角だけずれた位置に配置された、
   回転検出装置。
7. 請求項６に記載の回転検出装置において、
   前記複数の磁気センサは各々、前記磁気特性に関するアブソリュート信号を出力する、
   回転検出装置。
8. 請求項４または６に記載の回転検出装置において、
   ２つの前記磁気センサの出力値に平均処理を行う、
   回転検出装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の回転検出装置において、
   前記磁気トラックを有する前記磁気エンコーダは、前記磁気トラックと薄肉金属板からプレス成形された芯金とが一体化された構成であり、
   前記磁気トラックは、磁性粉とエラストマーとが混合された構成であり、
   前記芯金に回転体が係合される、
   回転検出装置。
10. 固定部材に取付けられる固定輪、転動体、および前記固定輪に前記転動体を介して回転自在に支持される回転輪を有する軸受装置であって、
    請求項９に記載の回転検出装置を備え、前記回転体は、前記回転輪である、
    軸受装置。

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