(57)【要約】【課題】  検出対象の回転体の回転速度に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能の処理制御装置でも回転検出信号を処理できる回転検出装置、およびその回転検出装置を搭載した回転検出装置付き軸受を提供する。【解決手段】  回転検出装置１は、円周方向に並ぶ複数の被検出極２ｃが等配されたエンコーダ２と、その被検出極２ｃを検出するセンサ３とを有しエンコーダ２が取付けられた検出対象の回転体の回転を検出する。センサ３の出力から被検出極２ｃの位相を逓倍する逓倍手段４と、その逓倍出力が入力されて少なくとも２種類の互いに異なる倍率のパルスを生成するパルス生成手段５を設ける。また、回転体の回転速度を検出する速度検出手段１０と、その検出回転速度に応じてパルス生成手段５の生成するパルスから１種類の倍率のパルスを選択して出力するパルス選択出力手段１１を設ける。【選択図】      図１
2011027448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に設けられ円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたエンコーダと、このエンコーダの前記被検出極を検出するセンサとを有し、前記エンコーダが取付けられた回転体の回転を検出する回転検出装置において、
前記センサの出力から前記被検出極の位相を逓倍する逓倍手段と、この逓倍手段の出力が入力されて少なくとも２種類の互いに異なる倍率のパルスを生成するパルス生成手段と、前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段の検出する回転速度に応じて前記パルス生成手段の生成するパルスのうち１種類の倍率のパルスを選択して出力するパルス選択出力手段とを備え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、前記パルス選択出力手段は、前記速度検出手段の検出する回転速度が低速のときに倍率の高いパルスを選択して出力し、回転速度が高速のときに倍率の低いパルスを選択して出力するものとした回転検出装置。
【請求項３】
請求項１において、前記パルス生成手段は生成するパルスの倍率を連続的に変更可能なものであり、前記パルス選択出力手段は、前記速度検出手段の検出する回転速度に応じた倍率のパルスを連続的に可変選択して出力するもの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、前記速度検出手段は、前記センサの出力から回転速度を検出する回転検出装置。
【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、前記速度検出手段は、前記センサとは別のセンサの出力から回転速度を検出する回転検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記パルス生成手段の生成するパルスのうち、最も低い倍率のパルスの倍率を１とした回転検出装置。
【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、前記パルス生成手段が生成するパルスの倍率設定を外部から変更する倍率変更手段を設けた回転検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記エンコーダを１つとし、このエンコーダの被検出極を検出するセンサの検出出力を前記逓倍手段に入力するものとした回転検出装置。
【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、前記エンコーダが磁気エンコーダ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、前記センサが、前記エンコーダの被検出極の並び方向に沿ってセンサ素子が並ぶラインセンサで構成され、演算により２相の正弦波状信号を生成して、１被検出極内の位相を検出するものである回転検出装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記パルス生成手段の生成する少なくとも１種類の倍率のパルスを、互いに位相が異なるＡ相，Ｂ相の位相差信号とした回転検出装置。
【請求項１２】
請求項１１項において、前記パルス生成手段の生成する少なくとも１種類の倍率のパルスを、互いに位相が９０度異なるＡ相，Ｂ相の位相差信号とした回転検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記センサと、前記逓倍手段と、前記パルス生成手段と、パルス選択出力手段とを、共通のＩＣチップに集積して一体化した回転検出装置。
【請求項１４】
請求項１３において、前記ＩＣがモールディング材により被覆されている回転検出装置。
【請求項１５】
請求項１４において、前記モールディング材が樹脂である回転検出装置。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれか１項において、前記パルス出力手段の出力するパルスを電流出力に変換する電圧／電流変換回路を設けた回転検出装置。
【請求項１７】
請求項１６において、前記パルス出力手段の出力するパルスのうち、倍率の最も低いパルスを電流出力に変換する電圧／電流変換回路を設けた回転検出装置。
【請求項１８】
請求項１６ないし請求項１７のいずれか１項において、前記電圧／電流変換回路は前記電流出力として、電流値７ｍＡのパルス信号と電流値１４ｍＡのパルス信号を交互に出力するものとした回転検出装置。
【請求項１９】
請求項１ないし請求項１８のいずれか１項に記載の回転検出装置を軸受に組み込んだ回転検出装置付き軸受。
【請求項２０】
請求項１９において、前記軸受が従動輪支持用の車輪用軸受であり、前記センサをキャップで覆った回転検出装置付き軸受。
【請求項２１】
請求項２０において、前記軸受が駆動輪支持用の車輪用軸受であり、転動体を介して相対回転可能とされた外方部材と内方部材の間に形成される軸受空間の軸受端部がシールで密封され、このシールよりも軸受内側の位置に前記センサを設け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、車輪や各種の機器の回転検出、回転角度検出に用いられる回転検出装置、およびその回転検出装置を搭載した回転検出装置付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、鉄道車両等の回転体の回転状態を正確に検出するために、高分解能、高精度な回転信号を得たいという要求がある。車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受においては、アンチロックブレーキシステム制御つまりＡＢＳ制御に用いられているＡＢＳセンサがある。このＡＢＳセンサは、現状それ程高い分解能ではない。このようなセンサにより、高分解能な回転検出が可能になると、将来の自動運転、運転アシスト、安全制御等、より高度な車両制御に利用できる。
従来、回転検出装置として、磁気センサが検出したSIN,COS の回転信号入力から、高分解能で逓倍信号を得る回路方式が提案されている（特許文献１）。この回転検出装置の概略構成を図１５にブロック図で示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５４１４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の回転検出装置を車輪用軸受に搭載した場合、逓倍信号により車両の挙動を詳細に検出できるので、より高度な車両制御を行うことができるようになる。しかし、前記回転検出装置の出力信号分解能と標準的に用いられているＡＢＳ制御装置の入力信号分解能とは異なるため、前記回転検出装置をそのまま標準的なＡＢＳ制御装置に接続して利用することができない。接続可能とするには、ＡＢＳ制御装置として入力信号分解能を高めた新規なものが必要となる。すなわち、ＡＢＳ制御装置では、入力データが従来のデータ数に逓倍したデータ数に増加する。例えば、従来の回転検出装置では車輪の回転を、その１回転あたり４８パルスの回転検出信号で検出するのに対して、前記回転検出装置での逓倍数を４０とすると、車輪の１回転を１９２０パルスの回転検出信号で検出することになる。そのため、特に高速回転域では単位時間当たりのＡＢＳ制御装置への入力データが膨大になり、標準的なＡＢＳ制御装置では処理ができなくなるか、若しくは処理が遅くなるという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、検出対象の回転体の回転速度に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能の処理制御装置でも回転検出信号を処理できる回転検出装置、およびその回転検出装置を搭載した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】
【０００６】
この発明の回転検出装置は、回転自在に設けられ円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたエンコーダと、このエンコーダの前記被検出極を検出するセンサとを有し、前記エンコーダが取付けられた回転体の回転を検出する回転検出装置において、前記センサの出力から前記被検出極の位相を逓倍する逓倍手段と、この逓倍手段の出力が入力されて少なくとも２種類の互いに異なる倍率のパルスを生成するパルス生成手段と、前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段の検出する回転速度に応じて前記パルス生成手段の生成するパルスのうち１種類の倍率のパルスを選択して出力するパルス選択出力手段とを備えたことを特徴とする。
この構成によると、エンコーダの被検出極内の位相を逓倍した高倍率の逓倍パルスが逓倍手段から生成され、その逓倍パルスに基づきパルス生成手段において、互いに倍率の異なる２種類以上の回転パルスが生成される。さらに、速度検出手段が検出する検出対象の回転体の回転速度に応じて前記パルス生成手段の生成するパルスのうち１種類の倍率のパルスをパルス選択出力手段で選択して出力している。そのため、回転体の回転速度に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能の処理制御装置でも回転検出信号を処理でき、高精度の回転検出を行うことができる。
【０００７】
この発明において、前記パルス選択出力手段は、前記速度検出手段の検出する回転速度が低速のときに倍率の高いパルスを選択して出力し、回転速度が高速のときに倍率の低いパルスを選択して出力するものとしても良い。この構成の場合、回転速度に左右されることなく単位時間当たりの出力パルス数を少なくすることができるので、この出力パルスを入力して処理するＡＢＳ制御装置などの処理制御装置が従来の標準的な入力信号分解能のものであっても、十分に対応できる。
【０００８】
この発明において、前記パルス生成手段は生成するパルスの倍率を連続的に変更可能なものであり、前記パルス選択出力手段は、前記速度検出手段の検出する回転速度に応じた倍率のパルスを連続的に可変選択して出力するものとしても良い。この構成の場合、回転速度の変化に応じて出力パルスの倍率をきめ細かく選択することができる。
【０００９】
この発明において、前記速度検出手段は、前記センサの出力から回転速度を検出するものであっても良い。
この発明において、前記速度検出手段は、前記センサとは別のセンサの出力から回転速度を検出するものであっても良い。
【００１０】
この発明において、前記パルス生成手段の生成するパルスのうち、最も低い倍率のパルスの倍率を１としても良い。
【００１１】
この発明において、前記パルス生成手段が生成するパルスの倍率設定を外部から変更する倍率変更手段を設けても良い。
【００１２】
この発明において、前記エンコーダを１つとし、このエンコーダの被検出極を検出するセンサの検出出力を前記逓倍手段に入力するものとしても良い。この構成の場合、高分解能（高倍率）の回転パルスと低分解能（低倍率）の回転パルスとを同時に生成するのに、２種類のセンサを設ける必要がなく、スペース、重量の増加を抑えることができる。
【００１３】
この発明において、前記エンコーダが磁気エンコーダであっても良い。
【００１４】
この発明において、前記センサが、前記エンコーダの被検出極の並び方向に沿ってセンサ素子が並ぶラインセンサで構成され、演算により２相の正弦波状信号を生成して、１被検出極内の位相を検出するものであっても良い。この構成の場合、被検出極パターンの歪みやノイズの影響が低減されるので、高い精度でエンコーダの位相を検出することが可能である。
【００１５】
この発明において、前記パルス生成手段の生成する少なくとも１種類の倍率のパルスを、互いに位相が異なるＡ相，Ｂ相の位相差信号としても良い。又、位相差が９０度異なるＡ相，Ｂ相の位相差信号としても良い。
このように、同じ倍率の回転パルス信号として、互いに位相が９０度異なるＡ相，Ｂ相の位相差信号を出力することにより、回転方向の検出が可能となる。この回転検出装置を車両の車輪用軸受に装備した場合には、車両の前進・後退を検出することができる。
【００１６】
この発明において、前記センサと、前記逓倍手段と、前記パルス生成手段と、パルス選択出力手段とを、共通のＩＣチップに集積して一体化しても良い。これにより、車輪用軸受などへの回転検出装置の搭載をコンパクトに行なえ、軽量化も可能となる。
【００１７】
この発明において、前記ＩＣがモールディング材により被覆されていても良い。また、そのモールディング材が樹脂であっても良い。これにより、回転検出装置の防水・耐衝撃性を確保することができる。
【００１８】
この発明において、前記パルス出力手段の出力するパルスに電流出力に変換する電圧／電流変換回路を設けても良い。又、前記パルス出力手段の出力するパルスのうち、倍率の最も低いパルスを電流出力に変換する電圧／電流変換回路を設けても良い。この場合、前記電圧／電流変換回路は前記電流出力として、電流値７ｍＡのパルス信号と電流値１４ｍＡのパルス信号を交互に出力するものとしても良い。これにより、回転検出装置の出力信号を処理する処理制御装置の入力信号形態に対応することができる。
【００１９】
この発明の回転検出装置付き軸受は、この発明の上記いずれかの構成の回転検出装置を軸受に組み込んだものである。
この構成によると、検出対象の回転体の回転速度に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能の処理制御装置でも回転検出信号を処理できる。また、回転検出装置付き軸受が車輪用軸受である場合には、車速に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能のＡＢＳ制御装置でも回転検出信号を処理できる。
【００２０】
この発明において、前記軸受が従動輪支持用の車輪用軸受であり、前記センサをキャップで覆っても良い。この構成の場合、外部からの泥水等の浸入を防止でき、回転検出装置の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
この発明において、前記軸受が駆動輪支持用の車輪用軸受であり、転動体を介して相対回転可能とされた外方部材と内方部材の間に形成される軸受空間の軸受端部がシールで密封され、このシールよりも軸受内側の位置に前記センサを設けても良い。この構成の場合も、外部からの泥水等の浸入を防止でき、回転検出装置の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の回転検出装置は、回転自在に設けられ円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたエンコーダと、このエンコーダの前記被検出極を検出するセンサとを有し、前記エンコーダが取付けられた回転体の回転を検出する回転検出装置において、前記センサの出力から前記被検出極の位相を逓倍する逓倍手段と、この逓倍手段の出力が入力されて少なくとも２種類の互いに異なる倍率のパルスを生成するパルス生成手段と、前記回転体の回転速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段の検出する回転速度に応じて前記パルス生成手段の生成するパルスのうち１種類の倍率のパルスを選択して出力するパルス選択出力手段とを備えるので、検出対象の回転体の回転速度に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能の処理制御装置でも回転検出信号を処理できる。
この発明の回転検出装置付き軸受は、この発明の回転検出装置を軸受に組み込んだため、軸受回転輪の回転速度に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能の処理制御装置でも回転検出信号を処理できる。また、回転検出装置付き軸受が車輪用軸受である場合には、車速に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能のＡＢＳ制御装置でも回転検出信号を処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態に係る回転検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は同回転検出装置におけるエンコーダの一構成例を示す半部断面図、（Ｂ）は同エンコーダの斜視図である。
【図３】（Ａ）は同回転検出装置におけるエンコーダの他の構成例を示す半部断面図、（Ｂ）は同エンコーダの斜視図である。
【図４】同回転検出装置におけるセンサの一構成例の説明図である。
【図５】同回転検出装置における逓倍手段の一構成例のブロック図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る回転検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態に係る回転検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態に係る回転検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】前記各実施形態のいずれかの回転検出装置を装備した回転検出装置付き車輪用軸受の一構成例の断面図である。
【図１０】同回転検出装置付き車輪用軸受をインボード側から見た側面図である。
【図１１】回転検出装置付き車輪用軸受の他の構成例の断面図である。
【図１２】同回転検出装置付き車輪用軸受をインボード側から見た側面図である。
【図１３】回転検出装置付き車輪用軸受のさらに他の構成例の断面図である。
【図１４】同回転検出装置付き車輪用軸受をインボード側から見た側面図である。
【図１５】従来例の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この実施形態に係る回転検出装置１は、円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたリング状のエンコーダ２と、このエンコーダ２の被検出極を検出するセンサ３と、このセンサ３の出力から前記被検出極内の位相を逓倍数Ｎに逓倍して逓倍パルスｂを発生する逓倍手段４と、この逓倍手段４から生成される逓倍パルスｂに基づき少なくとも２種類の互いに異なる倍率の回転パルスを生成するパルス生成手段５と、前記エンコーダ２が取付けられた回転体の回転速度を検出する速度検出手段１０と、この速度検出手段１０の検出する回転速度に応じて前記パルス生成手段５の生成する回転パルスのうち１種類の倍率の回転パルスを選択して出力するパルス選択出力手段１１とを備える。
【００２５】
エンコーダ２は、例えば図２（Ａ），（Ｂ）に半部断面図および斜視図で示すように、被検出極として周面の円周方向に複数の磁極対（磁極ＮとＳの対）２ｃを等配位置に並べて着磁させた１つのリング状の磁気エンコーダからなり、図示しない検出対象の回転体に対して同心となるように取付けられることで回転自在とされる。この場合、センサ３は、磁気エンコーダ２の磁極Ｎ，Ｓを検出する磁気センサとされ、磁気エンコーダ２の周面に対向するように例えば外径側に配置される。
【００２６】
図２の磁気エンコーダ２の構成例は、周面に磁極対２ｃを着磁させたラジアルタイプであるが、磁気エンコーダ２は図３（Ａ），（Ｂ）に半部断面図および斜視図で示すアキシアルタイプのものであっても良い。図３の構成例では、例えば断面をＬ字形としたリング状の芯金１２の円筒部１２ａの一端から外径側に延びる立板部１２ｂの側面の円周方向に、複数の磁極対２ｃを等配位置に並べて着磁させていて、回転軸などの回転体の外周面に前記芯金１２の円筒部１２ａを嵌合させることで、回転体に取付けられる。この場合には、磁気センサ３は、磁気エンコーダ２の着磁面に対向するように軸方向に向けて配置される。
【００２７】
磁気センサ３は、ここでは図４（Ｂ）に示すようなラインセンサ３Ａ，３Ｂと演算増幅部３０とでなる。ラインセンサ３Ａ，３Ｂは、磁気エンコーダ２の磁極の並び方向に沿って複数の磁気センサ素子３ａを等配して並べて構成される。演算増幅部３０は、複数の加算回路３１，３２，３３，３４とインバータ３５とでなる。なお、図４（Ａ）は、磁気エンコーダ２の１磁極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、第１のラインセンサ３Ａは、図４（Ａ）における１８０度の位相区間のうち９０度の位相区間に対応付けて配置し、第２のラインセンサ３Ｂは残りの９０度の位相区間に対応付けて配置する。このような配置構成により、第１のラインセンサ３Ａの検出信号を加算回路３１で加算した信号Ｓ１と、第２のラインセンサ３Ｂの検出信号を加算回路３２で加算した信号Ｓ２とを別の加算回路３３で加算することで、図４（Ｃ）に示すような磁界信号に応じたsin 信号を得る。また、信号Ｓ１と、インバータ３５を介した信号Ｓ２とをさらに別の加算回路３４で加算することで、図４（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、磁極内における位相を検出することができる。
【００２８】
磁気センサ３をこのようにラインセンサで構成した場合、磁界パターンの歪みやノイズの影響が低減されるので、高い精度で磁気エンコーダ２の位相を検出することが可能である。
【００２９】
なお、この他の磁気センサ３の例として、磁気エンコーダ２の１磁極対のピッチλを１周期とするとき、９０度位相差（λ／４）となるように磁極の並び方向に離して配置したホール素子などの２つの磁気センサ素子を用い、これら２つの磁気センサ素子により得られる２相の信号(sinφ,cosφ) から磁極内位相 (φ=tan-1(sinφ／cos φ))を逓倍して算出するものとしても良い。
【００３０】
この場合の逓倍手段４は、図５に示すように、信号発生手段４１と、扇形検出手段４２と、マルチプレクサ手段４３と、微細内挿手段４４とを備える。
信号発生手段４１は、前記磁気センサ３の出力である２相の信号sin,cos から、同一の振幅Ａ0 と同一の平均値Ｃ0 とを有し、ｍをｎ以下の正の整数、ｉを１〜２m-1 の正の整数として、相次いで互いに２π／２m-1 ずつ位相がずれた、２m-1 個の信号ｓi を生成する手段である。
扇形発生手段４２は、２m 個の等しい扇形Ｐi を定義するようにコード化された、ｍ個のディジタル信号ｂn-m+1 ，ｂn-m+2 ，……，ｂn-1 ，ｂn を発生する、２m-1 個の信号ｓi によって区切られた２m 個の扇形Ｐi を検出する手段である。
マルチプレクサ手段４３は、上記扇形発生手段４２から発生するｍ個の上記ディジタル信号ｂn-m+1 ，ｂn-m+2 ，……，ｂn-1 ，ｂn によって制御され、上記信号発生手段４１から生成される２m-1 個の上記信号ｓi を処理して、振幅が一連の２m-1 個の上記信号ｓi の上記平均値Ｃ0 と第１のしきい値Ｌ1 との間にある部分によって構成される一方の信号Ａと、振幅が一連の２m-1 個の上記信号ｓi の上記第１のしきい値Ｌ1 とこのしきい値よりも高い第２のしきい値Ｌ2 との間にある部分によって構成される他方の信号Ｂとを生成するアナログの手段である。
微細内挿手段４４は、所望の分解能を得るために、角度２π／２m の２m 個の上記扇形Ｐi の各々を角度２π／２n の２n-m 個の同じサブ扇形に細分するようにコード化された、（ｎ−ｍ）個のディジタル信号ｂ1 ，ｂ2 ，……，ｂn-m-1 ，ｂn-m （ここではｂ1 ，ｂ2 ，……，ｂ8 ，ｂ9 ）回転パルスに逓倍される。
【００３１】
パルス生成手段５は、前記逓倍手段４から入力されてくる前記被検出極（磁極対）２ｃ内の位相データである逓倍パルスｂから、少なくとも２種類の互いに異なる倍率の回転パルスを生成する手段である。ここでは３種類の倍率の回転パルスが各高分解能回転パルス生成部６Ａ，６Ｂ，６Ｃから同時に生成される。逓倍手段４での逓倍数Ｎが２０であるとすると、第１の高分解能回転パルス生成部６Ａからは、例えば逓倍数Ｎそのままの倍率（×２０）の回転パルスが出力される。つまり、磁気エンコーダ２の１磁極対２ｃ内の位置（位相）を２０個の回転パルスで検出する。また、第２の高分解能回転パルス生成部６Ｂからは、逓倍パルスｂを分周して、例えば逓倍数Ｎよりも低い所定倍率（×１０）の回転パルスが生成される。さらに、第３の高分解能回転パルス生成部６Ｃからは、逓倍パルスｂをさらに分周して、例えば１倍の倍率（×１）の回転パルス（１磁極対に対して１個の回転パルス）が生成される。つまり、第３の高分解能回転パルス出力部６Ｃは、通常の回転パルスの生成部となるものである。
【００３２】
ここでは、前記パルス生成手段５において生成される回転パルスの倍率は、２０倍、１０倍、１倍に固定されているが、図１に仮想線で示すように、倍率変更手段７を外部に設け、この倍率変更手段７からの指令により出力される回転パルスの倍率を変更できるようにしても良い。
【００３３】
前記速度検出手段１０は、磁気センサ３の出力から検出対象の回転体の回転速度を検出する。磁気センサ３、逓倍手段４、パルス生成手段５、速度検出手段１０、およびパルス選択出力手段１１は、共通のＩＣチップ８に集積して一体化され、パルス選択出力手段１１により選択して１種類の倍率の回転パルスが出力される１つの出力端子が設けられている。これにより、車輪用軸受などへの回転検出装置１の搭載をコンパクトに行なえ、軽量化も可能となる。
【００３４】
前記パルス生成手段５で生成され前記パルス選択出力手段１１で選択されて出力される倍率の異なる複数種類の回転パルスのうち、最も倍率の低い回転パルス、つまりこの実施形態の場合、１倍の倍率（×１）の回転パルスについては、次段に設けた電圧／電流変換回路９によって電流出力に変換される。具体的には、電流出力として、電流値７ｍＡのパルス信号と電流値１４ｍＡのパルス信号が交互に出力される。これにより、回転検出装置１の出力信号を処理する処理制御装置の入力信号形態に対応することができる。
【００３５】
前記電圧／電流変換回路９は、前記ＩＣチップ８と共に図示しないプリント基板上に実装され、全体がモールド材により被覆される。モールド材は例えば樹脂である。これにより、回転検出装置１の防水・耐衝撃性を確保することができる。
【００３６】
この構成の回転検出装置１によると、エンコーダ２の被検出極２ｃ内の位相を逓倍した高倍率の逓倍パルスｂが逓倍手段４から生成され、その逓倍パルスｂに基づきパルス生成手段５において、互いに倍率の異なる２種類以上の回転パルスが生成され、さらに速度検出手段１０が検出する検出対象の回転体の回転速度に応じて前記パルス生成手段５の生成する回転パルスのうち１種類の倍率の回転パルスをパルス選択出力手段１１で選択して出力しているので、回転体の回転速度に応じて検出分解能を選択できて、標準的な入力信号分解能の処理制御装置でも回転検出信号を処理でき、高精度の回転検出を行うことができる。
【００３７】
すなわち、例えば車輪用軸受に高分解能の回転検出装置を装備して車輪の回転検出に用いる場合、処理制御装置である車両のＡＢＳ制御装置の信号処理能力が標準的であると、高速走行時に高分解能回転パルスを入力するとＡＢＳ制御装置で入力信号を処理できなくなったり、処理が遅れたりする。この回転検出装置１の場合、高分解能であっても、高速走行時にパルス選択出力手段１１が低倍率の回転パルスを選択してＡＢＳ制御装置に入力し、低速走行時に高倍率の回転パルスを選択してＡＢＳ制御装置に入力すことにより、標準的なＡＢＳ制御装置でも十分に信号処理が可能となる。
【００３８】
例えば、前記パルス生成手段５の高分解能回転パルス生成部６Ａ，６Ｂ，６Ｃとして、４０倍、２０倍、２倍の倍率の回転パルスを生成するものが用意されている場合に、上記パルス選択出力手段１１によるパルス選択の一例として、時速４０kmまでの速度域では倍率が４０倍の回転パルスを選択し、それ以上の速度域では倍率が２倍の回転パルスを選択する、という選択方法で各倍率の回転パルスを速度に応じて選択することができる。
また、他の例として、時速４０kmまでの速度域では倍率が４０倍の回転パルスを選択し、時速４０〜８０kmまでの速度域では倍率が２０倍の回転パルスを選択し、それ以上の速度域では倍率が２倍の回転パルスを選択する、という選択方法で各倍率の回転パルスを速度に応じて選択することもできる。
【００３９】
このように、パルス選択出力手段１１により、速度検出手段１０の検出する回転速度が低速のとき倍率の高い回転パルスを選択して出力し、回転速度が高速のとき倍率の低い回転パルスを選択して出力するものとすると、回転速度に左右されることなく単位時間当たりの回転パルス数を少なくすることができるので、この回転パルスを入力して処理するＡＢＳ制御装置などの処理制御装置が従来の標準的な入力信号分解能のものであっても、十分に対応できる。
【００４０】
また、この実施形態では、エンコーダ２を１つとし、このエンコーダ２の被検出極２ｃを検出するセンサ３の検出出力を逓倍手段４に入力するものとしているので、高分解能（高倍率）の回転パルスと低分解能（低倍率）の回転パルスとを同時に生成するのに、２種類のセンサを設ける必要がなく、スペース、重量の増加を抑えることができる。
【００４１】
図６は、この発明の回転検出装置の他の実施形態を示す。この回転検出装置１では、速度検出手段１０Ａが、前記磁気センサ３とは別の外部の不図示センサの出力から検出対象の回転体の回転速度を検出するものとしている。パルス生成手段５Ａにおける回転パルス生成部として、逓倍手段４の出力から高倍率の回転パルスを生成する高分解能回転パルス生成部６Ａ（例えば倍率４０）と、低倍率の回転パルスを生成する高分解能回転パルス生成部６Ｂとを有するものとしている。その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００４２】
図７は、この発明の回転検出装置のさらに他の実施形態を示す。この回転検出装置１では、図１の実施形態において、パルス生成手段５Ｂにおける高分解能回転パルス生成部６Ｄを、回転パルスの倍率を連続的に変更可能なもの（例えば４０倍〜２倍）とし、パルス選択出力手段１１は、前記速度検出手段１０の検出する回転速度に応じた倍率の回転パルスを連続的に可変選択して出力するものとしている。その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
この実施形態の場合、回転速度の変化に応じて出力パルスの倍率をきめ細かく選択することができる。
【００４３】
図８は、この発明の回転検出装置のさらに他の実施形態を示す。この回転検出装置１では、図１の実施形態において、パルス生成手段５Ｃにおける少なくとも１種類の倍率の回転パルスを生成する高分解能回転パルス生成部として、互いに位相が９０度異なるＡ相の回転パルスとＢ相の回転パルスとを個別に生成する一対の高分解能回転パルス生成部を設けている。ここでは、高倍率のＡ相・Ｂ相の回転パルスを生成する一対の高分解能回転パルス生成部６ＡＡ，６ＡＢ（倍率４０）と、低倍率のＡ相・Ｂ相の回転パルスを生成する一対の高分解能回転パルス生成部６ＢＡ，６ＢＢとを設けている。パルス選択出力手段１１では、高倍率の回転パルスを選択するときでも、低倍率の回転パルスを選択するときでも、Ａ相とＢ相の回転パルスを共に出力する。そこで、パルス選択出力手段１１にはＡ相用・Ｂ相用として２つの出力端子が設けられる。その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００４４】
このように、同じ倍率の回転パルス信号として、互いに位相が９０度異なるＡ相，Ｂ相の位相差信号を出力することにより、回転方向の検出が可能となる。この回転検出装置１を車両の車輪用軸受に装備した場合には、車両の前進・後退を検出することができる。
【００４５】
図９は、上記したいずれかの実施形態の回転検出装置１を装備した軸受の一例である車輪用軸受の断面図を示す。この車輪用軸受は、自動車等の車両に取付けられるものであり、この明細書において、車両に取付けた状態で車両幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両幅方向の中央側となる側のインボード側と呼ぶ。図１０は、この車輪用軸受をインボード側から見た側面図を示す。
【００４６】
この車輪用軸受は、外方部材５１と内方部材５２の間に複列の転動体５３を介在させ、車体に対して車輪を回転自在に支持するものであって、上記した回転検出装置１を装備したものである。前記回転検出装置１のエンコーダ２およびセンサ部の外形は、各例毎に、取付形態に応じた形状とされている。
【００４７】
外方部材５１は固定側の部材であり、内方部材５２は回転側の部材である。各列の転動体５３は、各列毎に保持器５４に保持されており、外方部材５１の内周に形成された複列の転走面５５と、内方部材５２の外周に形成された複列の転走面５６との間に介在する。これら車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受型とされ、両列の転走面５５，５５，５６，５６は、互いに接触角が背面合わせとなるように形成されている。
【００４８】
図９の例は、いわゆる第３世代型であって、駆動輪支持用に適用した例である。内方部材５２は、ハブ輪５７と、このハブ輪５７の軸部５７ａのインボード側部の外周に嵌合させた内輪５８との２つの部材からなり、ハブ輪５７の軸部５７ａおよび内輪５８の外周に上記各列の転走面５６がそれぞれ形成されている。ハブ輪５７の軸部５７ａは、内部に等速ジョイントのステム部（図示せず）を挿通させる中心孔５７ｃを有している。内輪５８は、ハブ輪５７の軸部５７ａに形成された段差部内に嵌合し、軸部５７ａのインボード側端に設けられた加締部５７ａａによりハブ輪５７に対して固定されている。ハブ輪５７は、アウトボード側の端部近傍の外周に車輪取付フランジ５７ｂを有し、車輪取付フランジ５７ｂにホイールおよびブレーキロータ（いずれも図示せず）が重ね状態で、ハブボルト５９によって取付けられる。ハブボルト５９は、車輪取付フランジ５７ｂに設けられたボルト取付孔に圧入されている。外方部材５１は、全体が一体の部材からなり、外周に車体取付フランジ５１ｂを有している。外方部材５１は、車体取付フランジ５１ｂのボルト挿通孔６０に挿通されたナックルボルトにより、懸架装置のナックル（図示せず）に取付けられる。
外方部材５１と内方部材５２間の軸受空間の両端は、接触シール等からなる密封装置６１，６２によって密封されている。
【００４９】
回転検出装置１のセンサ部分（センサ３が埋め込まれた部分）１３は、外方部材５１のインボード側端にセンサ取付部材７２を介して取付けられる。センサ取付部材７２は、外方部材５１の外周面に嵌合して端面に当接するリング状の金属板であり、周方向の一部に、回転検出装置１を取付けるセンサ取付片７２ａを有している。回転検出装置１の磁気エンコーダ２は、図３に示したアキシアルタイプのものであり、断面Ｌ字状の芯金１２の立板部１２ｂに多極磁石を設けたものであり、内輪５８の外周に嵌合させてある。磁気エンコーダ２は、インボード側の密封装置６１の一部を兼ねるものとされる。磁気エンコーダ２とセンサ３とは、アキシアル方向に対向する。センサ部分１３からはケーブル８Ａが引き出されている。
【００５０】
この構成の回転検出装置付き車輪用軸受によると、車速に応じて回転検出装置１の検出分解能を選択できるので、回転検出装置１の出力信号を処理する車体側のＥＣＵのＡＢＳ制御装置が標準的なものであっても、回転検出信号を処理できる。すなわち、ＡＢＳ制御装置の信号処理能力が標準的であると、高速走行時に高分解能回転パルスを入力するとＡＢＳ制御装置で入力信号を処理できなくなったり、処理が遅れたりするが、高速走行時に低倍率の回転パルスを選択して入力し、低速走行時に高倍率の回転パルスを選択して入力するものとすれば、標準的なＡＢＳ制御装置でも十分に信号処理が可能となる。
【００５１】
図１１および図１２は、図９、図１０に示した例において、従動輪用としたものであって、ハブ輪５７は中心孔を有しておらず、中実とされている。外方部材５１のインボード側の端部は、内方部材５２よりも軸方向に延びていて、その端面開口をキャップ７４で覆ってある。キャップ７４は、外周縁に設けられた鍔部７４ａで外方部材５１の内周に嵌合して取付けられる。このキャップ７４に、磁気エンコーダ２に対向するように、センサ部分１３が取付けられている。キャップ７４には、回転検出装置１の少なくともセンサ部分１３が嵌入された状態で、回転検出装置本体が図示外のボルト、ナットなどを用いて着脱可能に設けられる。キャップ７４にセンサ部分１３が嵌入れされた状態では、このセンサ部分１３を覆うモールド材（弾性部材）の弾性によって、回転検出装置本体との間に形成され得るキャップ７４の環状隙間がタイトに密封される構成になっている。磁気エンコーダ２は、内輪５８の外周に嵌合して取付けられており、回転検出装置１とアキシアル方向に対面する。
【００５２】
この構成の場合、従動輪用への適用に限られるが、キャップ７４によって外方部材５１の端部開口の全体が覆われるので、外部から回転検出装置１の設置部への泥水等の浸入を防止でき、回転検出装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５３】
図１３および図１４は、図９、図１０に示した例において、インボード側の軸受空間の密封装置６１を、磁気エンコーダ２よりも外部に配置したものである。すなわち、外方部材５１に取付けられた環状のセンサ取付部材７２と内輪５８との間に、接触シール等からなる密封装置６１を設けている。
この構成の場合、磁気エンコーダ２が密封装置６１により、外部空間に対して密封され、磁気エンコーダ２とセンサ部分１３との間に異物を噛み込むこと等が防止される。その他の構成，効果は図９、図１０の例と同様である。
【００５４】
なお、上記各実施形態の車輪用軸受は、第３世代型の例について述べたが、この発明の回転検出装置付き車輪用軸受は、ハブと軸受とが別々に設けられる第１世代型や第２世代型、内方部材がハブ輪と等速ジョイント外輪とで構成される第４世代型の車輪用軸受にも適用でき、また外方部材が回転側で内方部材が固定側の車輪用軸受に適用することもできる。また、アンギュラ玉軸受型に限らず、各種の車輪用軸受に適用することができる。さらに、回転検出装置１における被検出体は、磁気エンコーダに限らず、例えば金属製のギヤ状のパルサリングであっても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１…回転検出装置
２…エンコーダ
３…センサ
４…逓倍手段
５，５Ａ，５Ｂ…パルス生成手段
６Ａ，６ＡＡ，６ＡＢ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ…高分解能回転パルス生成部
７…倍率変更手段
８…集積回路
９…電圧／電流変換回路
１０，１０Ａ…速度検出手段
１１…パルス選択出力手段
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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