(57)【要約】【課題】エンコーダ１２ａを構成する永久磁石１５ａの着磁部分の幾何中心と回転中心とがずれた場合でも、精度の良い回転検出を可能にする。【解決手段】上記エンコーダ１２ａの回転を検出する為の回転検出センサ１３ａを構成する磁気検出素子２１ａ、２１ｂを、直径方向反対側に設置する。上記両中心のずれに基づく特性変化は、これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂ同士で互いに逆に表れる。従って、これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの特性変化を合成する事により、上記両回転中心のずれの影響をなくせる。【選択図】　図１
2004045176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材の一部に支持され、この回転部材とほぼ同心に設けられた被検出部の特性を回転方向に関して交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、この特性の変化に対応して出力を変化させる回転検出センサとから成る回転検出装置に於いて、この回転検出センサを構成する検出素子を上記エンコーダの円周方向複数個所に設置した事を特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
回転部材の回転中心をその中心とする単一円弧上の直径方向反対位置に、同じ特性を有する１対の検出素子を設置し、これら両検出素子の特性変化の和に比例した値により上記回転部材の回転状態を検出する、請求項１に記載した回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る回転検出装置は、例えば転がり軸受ユニットと組み合わせて、この転がり軸受ユニットにより懸架装置に対し回転自在に支持した自動車の車輪の回転速度を検出する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御する為に、転がり軸受ユニットにより懸架装置に支持された車輪の回転速度を検出する必要がある。この為従来から、上記転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込んだ回転速度検出装置付転がり軸受ユニットにより、上記車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する事が、広く行なわれている。
【０００３】
例えば、特開２００１−２０８７６３号公報には、図２に示す様な、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットが記載されている。この回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止部材である外輪１の内径側に、使用時に回転する回転部材であるハブ２を回転自在に支持している。この為、上記外輪１の内周面に、複列の外輪軌道３、３を設けている。又、上記ハブ２及びこのハブ２に外嵌固定した内輪４の外周面に、内輪軌道５、５を設けている。そして、これら各内輪軌道５、５と上記各外輪軌道３、３との間にそれぞれ複数個ずつの転動体６、６を、それぞれ保持器７、７により保持した状態で転動自在に設け、上記外輪１の内側に上記ハブ２及び内輪４を、回転自在に支持している。
【０００４】
又、上記ハブ２の外（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる側を言い、図２の左側）端部で上記外輪１の外端部から軸方向外方に突出した部分に、車輪を取り付ける為のフランジ８を設けている。又、上記外輪１の内（自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる側を言い、図２の右側）端部に、この外輪１を懸架装置に取り付ける為の取付部９を設けている。又、上記外輪１の外端開口部と上記ハブ２の中間部外周面との間をシールリング１０により、上記外輪１の内端開口部をカバー１１により、それぞれ塞いでいる。
【０００５】
そして、上記ハブ２の一部に固定したエンコーダ１２の回転速度を、上記カバー１１を介して上記外輪１に支持した回転検出センサ１３により検出自在としている。上記エンコーダ１２は、支持環１４の内側面に永久磁石１５を添着して成る。この支持環１４は、軟鋼板等の磁性金属板に塑性加工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部１６と円輪部１７とを備え、このうちの円筒部１６を上記内輪４の内端部に締まり嵌めで外嵌する事により、この内輪４の内端部に固定している。上記永久磁石１５は、上記円輪部１７の内側面に、焼き付け、接着、自身の磁気吸着力等により、全周に亙って添着している。上記永久磁石１５は、軸方向（図２の左右方向）に着磁しており、且つ、着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出面である上記永久磁石１５の内側面２２には、Ｓ極とＮ極とが交互に、且つ、等間隔で配置されている。
【０００６】
一方、上記回転検出センサ１３は、上記外輪１の内端開口部に嵌合固定した前記カバー１１に支持している。即ち、このカバー１１に形成した挿入孔１９を通じて上記回転検出センサ１３の検知部２０を、このカバー１１の内側に挿入すると共に、この回転検出センサ１３をこのカバー１１に対し係止している。そして、この状態で、上記検知部２０の先端面を、上記エンコーダ１２を構成する永久磁石１５の内側面に、微小隙間を介して対向させている。
【０００７】
上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの使用時には、前記取付部９により上記外輪１を懸架装置に対して、図示しないボルトにより結合固定すると共に、前記ハブ２の外周面に固設したフランジ８に車輪を、このフランジ８に設けたスタッド１８により固定する事で、上記懸架装置に対して上記車輪を回転自在に支持する。この状態で車輪が回転すると、上記回転検出センサ１３の検知部２０の端面近傍を、上記永久磁石１５の内側面２２に配置したＳ極とＮ極とが交互に通過する。この為、上記回転検出センサ１３の検知部２０内に組み込んだ磁気検出素子２１内を流れる磁束の密度及び方向が変化する。この結果、この磁気検出素子２１の特性が変化し、上記回転検出センサ１３の出力が変化する。この様にして回転検出センサ１３の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、上記回転検出センサ１３の出力を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを含め、エンコーダとスティック状（或はピース状）の回転検出センサとを組み合わせて成る回転検出装置の場合、正確な回転検出を行なう為には、上記エンコーダの幾何中心と回転中心とが一致している事が必要である。エンコーダに関するこれら両中心がずれている場合、回転検出の精度が悪化する。この点に就いて、図３を参照しつつ説明する。
【０００９】
図３に示す様に、エンコーダ１２を構成する永久磁石１５の着磁部分の幾何中心Ｏ０　と回転中心Ｏ１　とが、δ分だけずれた場合、このずれδの大きさに応じて、上記エンコーダ１２の内側面２２の着磁部分が振れ回り運動する。従って、上記幾何中心Ｏ０　に対して上記回転中心Ｏ１　がずれている側では、回転検出センサ１３の検知部２０が、図３の上部に示す様に、上記内側面２２の着磁部分の外径寄り部分に対向する。これに対して、上記幾何中心Ｏ０　に対して上記回転中心Ｏ１　がずれているのと反対側では、上記検知部２０が、図３の下部に示す様に、上記着磁部分の内径寄り部分に対向する。
【００１０】
一方、上記内側面２２の着磁部分に配置したＮ極とＳ極との着磁部は、それぞれ径方向外側に向かう程円周方向に関する幅が広くなる、扇形である。従って、上記検知部２０が上記着磁部分の外径寄り部分に対向した状態と内径寄り部分に対向した状態とでは、上記回転検出センサ１３の出力が変化する周期が異なってしまう。即ち、上記エンコーダ１２が一定の速度で回転した場合でも、このエンコーダ１２が１回転する間に、上記回転検出センサ１３の出力が変化する周期が長短に変化してしまう。
【００１１】
近年、ＡＢＳやＴＣＳの性能が格段に進歩しており、車輪が１回転する間にも上記回転検出センサ１３の出力信号の変化に対応して微妙な制御を行なう場合が生じている。従って、上述の様に、エンコーダ１２の振れ回り運動に伴って上記回転検出センサ１３の出力変化の周期が変化する事は好ましくない。
この為に従来は、上記着磁部分の幾何中心と回転中心とを厳密に一致させるべく、上記永久磁石１５を含む上記エンコーダ１２の加工精度及び内輪４に対する組み付け精度を確保していた。但し、この様にこれら各精度を確保する事は、コスト上昇の原因となる為、改良が望まれている。
【００１２】
回転検出装置としては、上述の様な、永久磁石製のエンコーダ１２と磁気検出素子を組み込んだ回転検出センサ１３とを組み合わせたものの他、鋼板等の磁性材製のエンコーダと永久磁石及び磁気検出素子を備えた回転検出センサとを組み合わせたもの、或は透光部と遮光部とを備えたエンコーダと光センサとを組み合わせたもの等が知られている。これらの回転検出装置に就いても、エンコーダの幾何中心と回転中心とがずれた場合には、同様の問題を生じる。
本発明の回転検出装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転検出装置は、従来から知られている回転検出装置と同様に、エンコーダと回転検出センサとから成る。
このうちのエンコーダは、回転部材の一部に支持され、この回転部材とほぼ同心に設けられた被検出部の特性を、回転方向に関して交互に且つ等間隔に変化させたものである。
又、上記回転検出センサは、この上記被検出部の特性の変化に対応して出力を変化させるものである。
【００１４】
特に、本発明の回転検出装置に於いては、上記回転検出センサを構成する検出素子を、上記エンコーダの円周方向複数個所に設置している。
この為に好ましくは、上記回転部材の回転中心をその中心とする単一円弧上の直径方向反対位置に、同じ特性を有する１対の検出素子を設置する。そして、これら両検出素子の特性変化の和に比例した値により、上記回転部材の回転状態を検出する。
【００１５】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転検出装置の場合、エンコーダの被検出部の幾何中心と回転中心とがずれている場合でも、複数の検出素子の特性変化を合成する事により、このずれに基づく誤差を相殺（消去）できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、エンコーダの被検出部の幾何中心と回転中心とがずれている場合でも、このずれがこのエンコーダの回転検出に関する誤差とならない様に、複数の検出素子を設ける点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図２に示した従来構造を含め、従来から知られている各種回転検出装置と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分並びに上記図２に示した従来構造と異なる部分を中心に説明する。
【００１７】
ハブ２ａの内端部に外嵌され、このハブ２ａの内端部に形成したかしめ部２３によりこのハブ２ａに対し固定された内輪４ａの内端部に、エンコーダ１２ａを外嵌固定している。このエンコーダ１２ａは、軟鋼板等の磁性材製の支持環１４ａと、ゴム磁石等の永久磁石１５ａとから成る。そして、被検出面である、この永久磁石１５ａの内側面２２ａに、前述の図３に示した様に、Ｎ極とＳ極とを円周方向に関して交互に、且つ、等間隔で配置している。
【００１８】
特に、本例の場合には、外輪１ａの内端開口部を塞いだカバー１１ａに、１対の磁気検出素子２１ａ、２１ｂを備えた、回転検出センサ１３ａを設置している。これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの設置位置は、回転部材である上記ハブ２ａ及び上記内輪４ａの回転中心をその中心とする単一円弧上の直径方向反対位置としている。又、上記両磁気検出素子２１ａ、２１ｂは、互いに同じ特性を有するものとしている。そして、上記回転検出センサ１３ａは、これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの特性変化の和に比例した値（和或は平均値）により、上記ハブ２ａ及び上記内輪４ａの回転状態を検出する様に構成している。即ち、上記回転検出センサ１３ａ内に設置した信号処理回路は、上記エンコーダ１２ａの回転に伴う上記両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの特性変化の周期を合計又は平均して、コネクタ２４部分に送り出す様に構成している。
【００１９】
上述の様に構成する、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに組み込んだ本例の回転検出装置の場合、上記エンコーダ１２ａの被検出部である、上記永久磁石１５ａの着磁部分の幾何中心と回転中心とがずれている場合でも、上記ハブ２ａ及び上記内輪４ａの回転状態を高精度で検出できる。即ち、前述の図３から明らかな通り、上記永久磁石１５ａの着磁部分の幾何中心Ｏ０　と回転中心Ｏ１　とが、δ分だけずれた場合、この幾何中心Ｏ０　に対して上記回転中心Ｏ１　がずれている側で上記磁気検出素子２１ａが上記着磁部分の外径寄り部分に対向すると同時に、１８０度反対側に存在する磁気検出素子２１ｂは、上記着磁部分の内径寄り部分に対向する。従って、これら両磁気検出素子２１ａ、２１ｂの特性変化を合成する（合計するか平均する）事により、上記両中心Ｏ０　、Ｏ１　のずれδに基づく誤差を相殺（消去）できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の回転検出装置は、以上に述べた通り構成され作用するが、エンコーダの加工精度及び組み付け精度を特に高くする必要がない為、コストを抑えつつ、回転速度検出の信頼性確保を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す部分断面図。
【図２】本発明の対象となる回転検出装置を組み込んだ、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。
【図３】エンコーダを構成する永久磁石の着磁部分と回転検出センサの検知部との関係を示す、図２の側方から見た状態で示す略側面図。
【符号の説明】
１、１ａ　外輪
２、２ａ　ハブ
３　　外輪軌道
４、４ａ　内輪
５　　内輪軌道
６　　転動体
７　　保持器
８　　フランジ
９　　取付部
１０　　シールリング
１１、１１ａ　カバー
１２、１２ａ　エンコーダ
１３、１３ａ　回転検出センサ
１４、１４ａ　支持環
１５、１５ａ　永久磁石
１６　　円筒部
１７　　円輪部
１８　　スタッド
１９　　挿入孔
２０、２０ａ　検知部
２１、２１ａ、２１ｂ　磁気検出素子
２２、２２ａ　内側面
２３　　かしめ部
２４　　コネクタ
【図１】
2004045176.tif 000003
【図２】
2004045176.tif 000004
【図３】
2004045176.tif 000005