特許 6275406 磁気エンコーダ装置および回転検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6275406

(24)【登録日】2018年1月19日

(45)【発行日】2018年2月7日

(54)【発明の名称】磁気エンコーダ装置および回転検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20180129BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/245 110M

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-147638(P2013-147638)

(22)【出願日】2013年7月16日

(65)【公開番号】特開2015-21741(P2015-21741A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年6月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】高橋 亨

(72)【発明者】

【氏名】中島 達雄

(72)【発明者】

【氏名】袴田 博之

【審査官】 吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平８−１８４６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１４５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２７７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４４９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／２５２

Ｆ１６Ｃ １９／００−１９／５６、

３３／３０−３３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸に取り付けるための取り付け面を有する回転部材と、回転部材に設けられ、周方向に複数の磁極を配置してなる磁気エンコーダトラックとを備え、磁気エンコーダトラックの各磁極を磁気センサとの対面領域で移動させて、回転する回転軸の角度を検出する磁気エンコーダ装置において、
回転部材の前記取り付け面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ少なくとも前記取り付け面にサイジングを施し、
回転部材のうち、磁気エンコーダトラックに着磁する際に位置決めされる被位置決め面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ前記被位置決め面にサイジングを施したことを特徴とする磁気エンコーダ装置。

【請求項2】

回転軸に取り付けるための取り付け面を有する回転部材と、回転部材に設けられ、周方向に複数の磁極を配置してなる磁気エンコーダトラックとを備え、磁気エンコーダトラックの各磁極を磁気センサとの対面領域で移動させて、回転する回転軸の角度を検出する磁気エンコーダ装置において、
回転部材の前記取り付け面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ少なくとも前記取り付け面にサイジングを施し、
回転部材を、焼結金属からなり、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する第一部材と、第一部材に嵌合固定され、表面に磁気エンコーダトラックが形成された第二部材とで構成し、磁気エンコーダトラックの着磁を、第一部材に第二部材を固定した状態で行ったことを特徴とする磁気エンコーダ装置。

【請求項3】

回転部材を、焼結金属からなり、回転軸に取り付けるための取り付け面を有し、表面に磁気エンコーダトラックが形成されたベース部材で構成した請求項１に記載の磁気エンコーダ装置。

【請求項4】

磁気エンコーダトラックに、それぞれに磁極を有する第一トラックおよび第二トラックを設けた請求項１〜３何れか１項に記載の磁気エンコーダ装置。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか１項に記載した磁気エンコーダ装置と、回転軸と、磁気エンコーダトラックと対面する磁気センサとを有する回転検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気エンコーダ装置およびこれを有する回転検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

磁気エンコーダ装置は、磁気センサに対面する多極磁石を回転させ、磁気センサで多極磁石の各磁極Ｎ、Ｓの通過を検出することで、回転部材の回転を検出する構成を有する。この種の磁気エンコーダ装置としては、例えば特開２０１０−２４９５３６号公報（特許文献１）に開示されているように、自動車の車輪用軸受装置に組み込まれ、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）における車輪の回転数を検出するために用いられるものが公知である。

【0003】

その一方で、例えば特開２００９−８００５８号公報（特許文献２）に開示されているように、磁気エンコーダ装置として、磁気エンコーダトラックを複列に配置し、異なるトラックで検出した磁気信号の位相差に基づき、回転軸の絶対角度（回転位相）を検出できるようにしたものも知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２４９５３６号公報

【特許文献2】特開２００９−８００５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されるような回転数を検出するための回転検出装置であれば、それほど高い分解能が要求されないので、検出精度に関する限り既存の製品精度でも実用上の不都合はない。これに対し、特許文献２に記載される回転軸の絶対角度を検出する回転検出装置では、単に回転数を検出するにすぎない場合と比べて格段に高い分解能と精度が必要とされるため、磁気エンコーダトラックには高精度が要求される。特に本発明者らの検証により、磁気エンコーダ装置の僅かな振れ回りが、絶対角度の検出精度を大きく左右することが明らかとなった。磁気エンコーダトラックはリング状の部材に形成されるのが一般的であるが、そのような部材を切削等の機械加工で形成する場合、振れ回りの防止に足る要求精度を満たそうとすれば、加工コストが著しく高騰する点が問題となる。

【0006】

そこで、本発明は、磁気エンコーダトラックの振れ回りを低コストに抑制できる磁気エンコーダ装置、およびこれを有する回転検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明は、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する回転部材と、回転部材に設けられ、周方向に複数の磁極を配置してなる磁気エンコーダトラックとを備え、磁気エンコーダトラックの各磁極を磁気センサとの対面領域で移動させて、回転する回転軸の角度を検出する磁気エンコーダ装置において、回転部材の前記取り付け面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ少なくとも前記取り付け面にサイジングを施したことを特徴とするものである。この場合、磁気エンコーダトラックには、それぞれに磁極を有する第一トラックおよび第二トラックを設けるのが好ましい。

【0008】

回転部材の取り付け面を含む領域を焼結金属で形成し、取り付け面にサイジングを施すことで、取り付け面の平面度、円筒度等の表面精度を低コストに向上させることができる。そのため、取り付け面に回転軸を取り付けた場合でも、回転軸の回転中心に対して回転部材を高精度の同軸度をもって回転させることができる。そのため、回転部材に設けた磁気エンコーダトラックの振れ回りを防止することができる。

【0009】

この場合、回転部材のうち、磁気エンコーダトラックに着磁する際に位置決めされる被位置決め面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ前記被位置決め面にサイジングを施すのが好ましい。これにより、精度良く着磁することが可能となる。

【0010】

回転部材は、焼結金属からなり、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する第一部材と、第一部材に嵌合固定され、表面に磁気エンコーダトラックが形成された第二部材とで構成することができる。この際、第一部材に第二部材を固定した状態で磁気エンコーダトラックを着磁するのが好ましい。第二部材の第一部材への組み付けに際しては、第二部材の微小変形が不可避となるが、第二部材の組み付け後に着磁すれば、微小変形後の第二部材を基準として着磁が行われるため、第二部材の微小変形に伴う磁気エンコーダトラックの精度低下を回避することが可能となる。

【0011】

また、回転部材は、焼結金属からなり、回転軸に取り付けるための取り付け面を有し、表面に磁気エンコーダトラックが形成されたベース部材で構成することができる。これにより部品点数の削減による低コスト化および着磁精度の向上を図ることが可能となる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、磁気エンコーダトラックの振れ回りを防止することができるので、回転軸の絶対角度を高精度に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明にかかる回転検出装置（アキシャルギャップタイプ）の断面図である。

【図2】図１に示す回転検出装置の磁気エンコーダ装置を軸方向から見た正面図である。

【図3】サイジング工程を示す断面図である。

【図4】着磁工程を示す断面図である。

【図5】磁気エンコーダトラックの振れ回りを説明するためのモデルを示す図である。

【図6】回転検出装置（ラジアルギャップタイプ）の他の実施形態を示す断面図である。

【図7】図６に示す回転検出装置の平面図である。

【図8】回転検出装置（ラジアルギャップタイプ）の他の実施形態を示す断面図である。

【図9】回転検出装置（アキシャルギャップタイプ）の他の実施形態を示す断面図である。

【図10】回転検出装置（アキシャルギャップタイプ）の他の実施形態を示す断面図である。

【図11】回転検出装置（ラジアルギャップタイプ）の他の実施形態を示す断面図である。

【図12】回転検出装置（ラジアルギャップタイプ）の他の実施形態を示す断面図である。

【図13】回転検出装置（ラジアルギャップタイプ）の他の実施形態を示す断面図である。

【図14】（ａ）図、（ｂ）図とも磁極パターンの他の実施形態を示す平面図（展開図）である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0015】

図１は、この実施形態の回転検出装置１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、この回転検出装置１は、回転軸２と、回転軸２に取り付けられる磁気エンコーダ装置３と、ハウジング等の静止部材に取り付けられる磁気センサ４とで構成される。回転軸２は、図示しないモータ（例えばサーボモータ）等の回転駆動源により、最大で１２０００ｒｐｍ程度の回転速度で回転駆動される。

【0016】

磁気エンコーダ装置３は、異なる磁極（Ｎ極およびＳ極）を周方向交互に配置した磁気エンコーダトラック３０を有する。磁気エンコーダトラック３０は、例えば磁性粉を含むゴム、プラスチック、あるいは焼結体等で形成され、これらは着磁によってそれぞれゴム磁石、プラスチック磁石、あるいは焼結磁石を構成する。本実施形態における磁気エンコーダトラック３０は、バーニャ原理により絶対角度を検出可能としたのもので、図２に示すように、第一トラック３１と第二トラック３２とを同心で環状に複列配置した形態をなしている。

【0017】

第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれに、Ｎ極およびＳ極からなる磁極対３１ａ，３２ａが異なる磁極を周方向交互に配置して着磁されている。本実施形態では、第一トラック３１の磁極を等ピッチλ１とし、第二トラック３２の磁極も等ピッチλ２としている。第一トラック３１おける磁極対３１ａの数（例えば３２個）は、第二トラック３２における磁極対３２ａの数（例えば３１個）と異なる。例えば第一トラック３１における磁極対３１ａを任意の数ｎとした場合、第二トラック３２には、ｎ±１で表される数の磁極対３２ａを設けることができる。これにより回転軸２の１回転を０°〜３６０°の範囲の絶対角度で検出することができる。検出可能な絶対角度の範囲を３６０°ではなく１８０°とする場合には、第二トラック３２にｎ±２で表される数の磁極対３２ａを設ければよい。この場合、回転軸２の１回転に対して０°〜１８０°の範囲の検出を２回繰り返すことになる（いわゆる２ｘモード）。同様にｎ±３とした場合には絶対角度検出範囲は１２０°となり、回転軸２の１回転に対して３回繰り返して検出することになる（いわゆる３ｘモード）。

【0018】

磁気センサ４は、第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれと対面する検出素子４ａを有する。各検出素子４ａは、トラックピッチの方向に所定距離だけ離隔させた二つの磁気検出素子等からなり、軸方向に０．３ｍｍ〜４ｍｍ程度のアキシャルギャップを介して第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれと対向している。磁気エンコーダトラック３０を回転させることで、各トラック３２の磁極が検出素子４ａの対面領域を移動するので、二つの検出素子４ａの出力波形を比較してその位相差を求めることにより、磁気エンコーダトラック３０の絶対角度を検出することが可能となる。

【0019】

磁気エンコーダトラック３０は、第一部材としてのベース部材３３および第二部材としての芯金３４からなる回転部材３５に取り付けられる。図１および図２に示す実施形態では、磁気エンコーダトラック３０が第二部材としての芯金３４の表面に形成されている。

【0020】

芯金３４は、円筒部３４ａと、円筒部３４ａの軸方向一端から半径方向に延びるフランジ部３４ｂとを有する断面Ｌ字型をなし、磁性体（特に強磁性体）の金属板、例えばフェライト系ステンレス鋼等の鋼板で一体に形成されている。磁石の動作条件が多少厳しくなるが、芯金３４を非磁性の金属板で構成することもできる。この実施形態では、芯金３４のうち、磁気センサ４とアキシャルギャップを介して対向するフランジ部３４ｂの端面に磁気エンコーダトラック３０が形成されている。芯金３４の円筒部３４ｂは、以下に説明する円筒状のベース部材３３の外周面に接着、圧入、あるいは圧入接着等の手段で固定される。

【0021】

第一部材としてのベース部材３３は、多数の微細空孔を有する焼結金属で形成される。このベース部材３３は、焼結金属の製造手法として常用される、金属粉末の圧縮成形→焼結→サイジングの各工程を経て製作される。焼結体に対する潤滑油の含浸は行われない。焼結金属としては、銅系、銅鉄系、鉄系の何れも使用できるが、サイジング時の成形性とコストを両立するため、銅粉および鉄粉を主成分とする銅鉄系を使用するのが好ましい。

【0022】

サイジングは、図３に示すように、焼結された焼結素材３３’を、その軸方向両端面３３ｃ’，３３ｄ’をパンチ１３，１４で拘束しつつダイ１１に圧入し、あるいはダイ１１に焼結素材３３’を収容してから、焼結素材３３’の軸方向両端面３３ｃ’、３３ｄ’をパンチ１３，１４で加圧することで、焼結金属素材３３’を圧迫する工程である。サイジング中は焼結金属素材３３’の内周にはコアロッド１２が挿入される。

【0023】

このサイジングにより、焼結素材３３’の外周面３３ａ’、内周面３３ｂ’、および両端面３３ｃ’，３３ｄ’がそれぞれダイ１１の内周面、コアロッド１２の外周面、および両パンチ１３，１４の端面に押し付けられて塑性変形により矯正され、各面が精度良く仕上げられる。その後、焼結金属素材３３’をダイ１１内から取り出すことで、ベース部材３３が完成する。ベース部材の３３の外周面３３ａ、内周面３３ｂ、および端面３３ｃ、３３ｄは何れもサイジングされた面となるが、サイジングに伴って表面空孔が潰れるため、サイジング後の各面３３ａ〜３３ｄの表面空孔率は、内部の空孔率よりも小さくなる。ベース部材３３の軸方向両端の内径角部および外径角部には、それぞれ面取り３３ｅが設けられているが、これら面取り３３ｅはサイジングされないため、上記各面３３ａ〜３３ｄの表面空孔率は、面取り３３ｅの表面空孔率よりも小さくなる。

【0024】

芯金３４はプレス加工等で製作される。芯金３４の製作後、フランジ部３４ｂの端面に磁気エンコーダトラック３０（未着磁）が射出成形等で形成され、さらにこの芯金３４の円筒部３４ａをベース部材３３の外周面に圧入等の手段で固定することで、ベース部材３３および芯金３４のアセンブリである回転部材３５が製作される。この時、芯金３４の円筒部３４ａの自由端は、ベース部材３３のうち、反磁気センサ４側（磁気センサ４から離反する方向）の端面３３ｃと同一平面上に配置するのが好ましい。

【0025】

その後、磁気エンコーダトラック３０の着磁が行われる。着磁中は、図４に示すように、ベース部材３３の内周面３３ｂがスピンドル１６に嵌合されると共に、図示しないチャック機構でベース部材３３が軸方向一方（磁気センサ４から離反する方向）に押し付けられる。これにより、ベース部材３３の反磁気センサ４側の端面３３ｃ、さらには芯金３４の円筒部３４ａの自由端が着磁装置に設けられた位置決め面１７と当接し、回転部材３５が着磁装置に対して軸方向で位置決めされる。

【0026】

この状態で磁気エンコーダトラック３０の軸方向両側に着磁ヘッド１８を配置し、ベース部材３３および芯金３４をインデックス回転させながら、着磁ヘッド１８間に磁束を通すことにより、磁気エンコーダトラック３０の第一トラック３１と第二トラック３２のうち、どちらか一方のトラックの着磁が行われる。その後、着磁ヘッド１８を半径方向にスライドさせ、同様の操作を繰り返して他方のトラックの着磁を行うことで、図１および図２に示す磁気エンコーダ装置３が完成する。なお、インデックス回転させながら複数のトラックを同時に着磁するようにしてもよく、その他、全ての磁極を同時に着磁させる方法を採用することもできる。

【0027】

このようにして製作した磁気エンコーダ装置３のベース部材３３に回転軸２を固定し、ハウジングの所定位置に磁気センサ４を配置することで、図１および図２に示す回転検出装置１が完成する。ベース部材３３と回転軸２の固定は、両者間での芯ずれ防止のために圧入で行うのが好ましいが、芯ずれを回避できる対策を講じれば、接着等の他の固定手段で固定することもできる。

【0028】

本発明の磁気エンコーダ装置３においては、ベース部材３３が焼結金属で形成され、かつベース部材３３の回転軸２に対する取り付け面（内周面）３３ｂがサイジングにより矯正されている。そのため、取り付け面３３ｂは高い平面度および円筒度を有し、かつ両端面３３ｃ、３３ｄに対する直角度や回転軸心に対する同軸度も良好なものとなる。このように取り付け面３３ｂが高い表面精度を有するため、ベース部材３３の取り付け面３３ｂに回転軸２を嵌合固定して回転軸２を回転させた場合でも、磁気エンコーダトラック３０の振れ回りを小さくすることができる。そのため、回転中の磁気エンコーダトラック３０の幾何学的な誤差、さらには磁気センサ４との間のギャップ変動に基づく誤差を小さくすることができ、回転軸２の絶対角度の検出精度を高めることができる。

【0029】

以下、この作用効果を図５に示すモデルを用いて説明する。同図において、磁気エンコーダトラック３０の半径Ｒに対して、磁気エンコーダトラック３０の中心が回転軸心ＯからΔＲだけ偏心した位置に固定されている場合を想定すると、磁気エンコーダトラック３０に回転角θに依存したΔＲの振れ回りが発生する。これにより、ｔａｎΔθ〜ΔＲ／Ｒの大きさで変動する角度誤差（幾何学的な誤差）が観測されることになる。

【0030】

例えば、複列の磁気エンコーダトラック３０を用いて１回転を１２ビット（４０９６分割）以上の分解能で測定する場合、磁気エンコーダトラック３０の各トラック３１，３２のピッチ誤差を±０．５％以下に抑えることが望まれる。Ｒ＝２５ｍｍの位置に３２極対の磁気エンコーダトラック３０を形成する場合を考えると、１磁極対に相当する回転角度は３６０°／３２＝１１．２５°なので、ピッチ誤差０．５％は、１１．２５°×０．５％＝０．０５６２５°となり、その場合、許容される偏心量はΔＲ＜Ｒｔａｎ（０．０５６２５°）＝２４．５μｍとなる。従って、ピッチ誤差を０．５％以下にするためには、ベース部材３３の取り付け面３３ｂにおける公差を±２０μｍ以下に設定することが望まれる。少なくともベース部材３３の取り付け面３３ｂを焼結金属で形成し、これにサイジングを施せば、取り付け面３３ｂをそのような公差範囲に収めることは容易であるので、ピッチ誤差を０．５％以下に抑えた磁気エンコーダトラック３０を低コストに提供することが可能となる。

【0031】

また、振れ回り量が小さくなることで、磁気センサ４と各磁極との間のギャップ変動を抑えることができる。既存の磁気エンコーダ装置では、磁気センサ４と各磁極との間のギャップは、機械部品の加工精度や組み付け精度によって制限され、その変動幅が大きいためにギャップを小さくするには限度がある。これに対し、本発明では、磁気エンコーダトラック３０の振れ回り量が小さいため、ギャップの変動範囲を±０．１ｍｍ以下に抑えることができる。そのため、磁気センサ４と各磁極との間のギャップを詰めることができ、磁気強度の増大を通じてノイズの少ない高品質の信号を出力することが可能となる。この点からも、回転軸２の絶対角度の検出精度を高めることができる。

【0032】

また、図４に示すように、磁気エンコーダトラック３０に着磁する際には、ベース部材３３の取り付け面３３ｂが着磁装置のスピンドル１６に嵌合すると共に、ベース部材３３の反磁気センサ４側の端面３３ｃが被位置決め面となって着磁装置の位置決め面１７と軸方向で当接する。磁気エンコーダトラック３０を精度良く着磁するためには、着磁装置のスピンドル１６に対するベース部材３３の取り付け姿勢が安定し、スピンドル１６の回転中心に対してベース部材３３が高い同軸度を有することが必要となるが、ベース部材３３の取り付け面３３ｂおよび被位置決め面３３ｃがサイジングにより高精度に成形されているので、着磁中の磁気エンコーダトラック３０の振れ回りをさらに小さくし、ギャップ変動を抑制することができる。従って、正確な角度ピッチで着磁することができ、回転軸２の絶対角度をさらに精度良く検出することが可能となる。

【0033】

特に本実施形態では、芯金３４をベース部材３３の外周面に固定してから、芯金の磁気エンコーダトラック３０の着磁を行っているため、圧入に伴う芯金３４の変形の影響をキャンセルして磁気エンコーダトラック３０を着磁することができる。そのため、高精度の磁極パターンを形成することができる。

【0034】

以下、本発明の他の実施形態を図６〜図１４に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明において、図１および図２に示す実施形態と共通する構成および部材には共通の参照符号を付して重複説明を省略する。また、図６〜図１４に示す実施形態の構成が奏する、図１および図２に示す実施形態と共通する作用効果についても、その説明は基本的に省略する。

【0035】

図６および図７は、ラジアルギャップタイプの回転検出装置１の断面図（図６）および平面図（図７）を示す。この実施形態においても、図７に示すように、磁気エンコーダトラック３０は複列配置され、ベース部材３３が焼結金属で形成されると共に、その少なくとも取り付け面３３ｂ、好ましくは取り付け面３３ｂと被位置決め面３３ｃ、さらに好ましくはベース部材３３の全面３３ａ〜３３ｄがサイジングで仕上げられている。磁気エンコーダトラック３０は、軸方向に離隔した第一トラック３１と第二トラック３２からなり、何れのトラック３１，３２も芯金３４の円筒部３４ａの外周面に形成されている。

【0036】

この実施形態では、芯金３４のフランジ部３４ｂは内径方向に延びてベース部材３３の端面３ｄと軸方向で係合している。この場合、芯金３４の円筒部３４ａとフランジ部３４ｂ間の境界角部での内側アールと干渉しないように、ベース部材３３のうち、芯金３４の磁気センサ側の端面３３ｄの外径面取り３３ｅの寸法を大きくするのが好ましい。

【0037】

図８は、ラジアルギャップタイプの回転検出装置１の他の実施形態を示す断面図である。この実施形態でも、磁気エンコーダトラック３０は複列配置され、ベース部材３３が焼結金属で形成されると共に、ベース部材の少なくとも取り付け面３３ｂ（好ましくは取り付け面３３ｂと被位置決め面３３ｃ、より好ましくは全面）がサイジングで仕上げられている。

【0038】

図８に示す実施形態では、ベース部材３３の外周面および芯金３４のそれぞれが、大径部と小径部からなる段付き円筒面状に形成され、芯金３４の大径部の外周面に磁気エンコーダトラック３０が形成されている。また、芯金３４の小径部がベース部材３３の小径外周面に圧入等で固定され、芯金３４の大径部の内周面とベース部材３３の大径外周面との間には隙間Ｓがある。芯金３４の大径部および小径部の双方をベース部材３４の外周面に圧入すれば、ベース部材３３の大径外周面と小径外周面の精度差から芯金３４が過剰に変形し、磁極パターンの精度に影響するおそれがあるが、かかる構成であればそのような不具合を防止することができる。

【0039】

図９は、アキシャルギャップタイプの回転検出装置１の他の実施形態を示す断面図である。図９に示す実施形態では、芯金３４の円筒部３４ａの軸方向長さを図１に示す実施形態よりも縮小させ、フランジ部３４ｂに形成した磁気エンコーダトラック３０の表面を、ベース部材３３の磁気センサ４側の端面３３ｄよりも、磁気センサ４から離反する方向に後退させている。かかる構成であれば、磁気センサ４をベース部材３３の外径側領域に配置することが可能となり、回転検出装置１の省スペース化（特に軸方向寸法の省スペース化）を図ることができる。また、磁気エンコーダ装置３の輸送時等において、磁気エンコーダ装置３を軸方向に段積しても、磁気エンコーダトラック３０が他の磁気エンコーダ装置３の芯金３４等に接触することがなく、磁気エンコーダトラック３０の変形や損傷を防止することができる。

【0040】

この実施形態においては、図９に示すように、ベース部材３３のうち、磁気センサ４側の端面３３ｄの外径面取り３３ｅの外径端を、フランジ部３４ｂの磁気センサ側の端面よりも磁気センサ４からの離反方向に後退させた位置に到達させるのが好ましい。このように外径面取り３３ｅの面取り寸法を大きくすることで、フランジ部３４ｂよりも磁気センサ４側の領域でスペースに余裕が生じるので、磁気エンコーダトラック３０の形成およびその着磁をスムーズに行うことが可能となる。

【0041】

以上の実施形態では、磁気エンコーダトラック３０を設ける回転部材３５として、ベース部材３３と芯金２４の二部品からなるアセンブリ品を例示したが、回転部材３５は、一部品で構成することもできる。以下、このように回転部材３５を一部品とした場合の複数の実施形態を図１０〜図１３に基づいて説明する。

【0042】

図１０〜図１４に示す実施形態では、回転軸２に、回転部材３５としての焼結金属製ベース部材３３が圧入等の手段で固定されている。複列の磁気エンコーダトラック３０は、芯金３４を用いることなく、ベース部材３３の表面に直接形成されている。図１０は、ベース部材３３の磁気センサ４側の端面３３ｄに直接磁気エンコーダトラック３０を形成したアキシャルギャップタイプの回転検出装置１を示し、図１１は、ベース部材３３の外周面３３ａに磁気エンコーダトラック３０を直接形成したラジアルギャップタイプの回転検出装置１を示している。

【0043】

図１０および図１１に示す何れの実施形態でも、焼結金属製ベース部材３３の少なくとも取り付け面３３ｂ（好ましくは取り付け面３３ｂと被位置決め面３３ｃ、さらに好ましくは全面）をサイジングすることで、図１および図２に示す実施形態と同様に、磁気エンコーダトラック３０の振れ回りを小さくすることができ、回転軸２の絶対位置の検出精度を向上させることが可能となる。

【0044】

図１２および図１３の実施形態は、図１１に示すラジアルギャップタイプの実施形態において、ベース部材３３の外周面３３ａ、および両端面３３ｃ、３３ｄの外径側領域を磁気エンコーダトラック３０で被覆したものである。このようにベース部材３３の外周面３３ａのみならず、両端面３３ｃ，３３ｄも磁気エンコーダトラック３０で被覆することにより、磁気エンコーダトラック３０がベース部材３３から剥離・脱落し難くなる。図１２に示す実施形態では、ベース部材３３の外周面３３ａを段付きの円筒面状としているが、図１３に示す実施形態では、ベース部材３３の外周面３３ａを同一の径寸法としている。

【0045】

以上の説明では、回転部材３５に形成する複列の磁気エンコーダトラック３０として、第一トラック３１と第二トラック３２の磁極対の数を異ならせると共に、第一トラック３１の磁極を等ピッチλ１とし、第二トラック３２の磁極を等ピッチλ２としたものを説明したが、磁気エンコーダトラック３０の磁極パターンはこれに限定されず、回転軸２の絶対角度を検出可能なあらゆる磁極パターンを採用することができる。例えば図１４（ａ）に示すように、第一トラック３１と第二トラック３２で磁極対の数を同じにすると共に、第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれで磁極ピッチを不等ピッチにすることもできる。この他、図１４（ｂ）に示すように、第一トラック３１を、異なる磁極を交互に等ピッチで形成した回転検出用トラックとすると共に、第二トラック３２を、回転基準位置検出用の磁極を周方向の一カ所もしくは複数個所に形成した、インデックス信号（Ｚ相）生成用トラックとしてもよい。

【0046】

以上に述べた回転検出装置１は、回転軸２の絶対角度の検出が求められる用途に適用することができ、ロボットの関節部分、精密位置決め装置をはじめ、各種産業機器に広く用いることが可能である。

【符号の説明】

【0047】

１ 回転検出装置
２ 回転軸
３ 磁気エンコーダ装置
４ 磁気センサ
３０ 磁気エンコーダトラック
３１ 第一トラック
３２ 第二トラック
３３ ベース部材（第一部材）
３３ａ 外周面
３３ｂ 内周面（取り付け面）
３３ｃ 反磁気センサ側の端面（被位置決め面）
３３ｄ 磁気センサ側の端面
３４ 芯金（第二部材）
３５ 回転部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】