(57)【要約】本発明は、特に、コントロールホイール（１２）のための計測機能付きころがり軸受であって、外側要素（１）と内側要素（６）の一方が回転し他方が固定され両要素の間に少なくとも一列のころがり要素が配されている該外側要素（１）そして内側要素（６）と、回転要素の回転パラメータの検知手段（２２，２３，３１）とを有する計測機能付きころがり軸受に関する。本発明は、さらに、検知手段により発せられる信号を処理する電子手段（３４）と、装置に電気的に接続された少なくとも一つのアクチュエータ（３６）のための電子ステアリング手段（３５）とを有し、好ましくは、これらは回転方向では固定されているプリント回路基板（３３）に取り付けられている。
2004508510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、コントロールホイール（１２）のための計測機能付きころがり軸受であって、外側要素（１）と内側要素（６）の一方が回転し他方が固定され両要素の間に少なくとも一列のころがり要素が配されている該外側要素（１）そして内側要素（６）と、回転要素の回転パラメータの検知手段（２２，２３，３１）とを有するころがり軸受において、検知手段により発せられる信号を処理する電子手段（３４）と、装置に電気的に接続された少なくとも一つのアクチュエータ（３６）のための電子ステアリング手段（３５）とを有することを特徴とする計測機能付きころがり軸受。
【請求項２】
信号処理のための電子手段と電子ステアリング手段は、回転方向で固定されているプリント回路基板に組み込まれていることとする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
コネクタ（３８）が電子ステアリング手段に直接接続されており、アクチュエータ（３６）に接続されている接続ケーブル（４０）と協働可能となっていることとする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
プリント回路基板（３３）が位置している側で装置を覆うカバー（３７）を有していることとする請求項１ないし請求項３のうちの一つに記載の装置。
【請求項５】
カバー（３７）は、電子ステアリング手段に直接接続されアクチュエータ（３６）に接続されている接続ケーブル（４０）と協働可能なコネクタ（３８）を有していることとする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
二つの軸受ブッシュを有し、一方が回転要素に取り付けられ、他方が非回転要素に取り付けられ、これらの両要素間にころがり要素が配置されていることとする請求項１ないし請求項５のうちの一つに記載の装置。
【請求項７】
回転パラメータの検知手段は、回転ブッシュに取り付けられたエンコーダ（３１）と協働する非回転ブッシュに取り付けられた少なくとも一つのセンサ（２２，２３）を有していることとする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
回転パラメータの検知手段は、回転要素に取り付けられたエンコーダ（３１）と協働する非回転要素に取り付けられた少なくとも一つのセンサ（２２，２３）を有していることとする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
各センサ（２２，２３）は電子信号処理手段に直接接続されている接続アウトプット（２２ａ，２３ａ）を有していることとする請求項７又は請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
固定要素は、管状部（２）と、装置をサポートに取り付けるための手段（４）を備えたラジアル部（３）とを有していることとする請求項１ないし請求項９のうちの一つに記載の装置。
【請求項１１】
回転要素は、管状部（８）と、コントロールホイールのような駆動部を取り付けるための手段を備えたラジアル部（９）とを有していることとする請求項１ないし請求項１０のうちの一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜発明の属する技術分野＞
本発明は、例えば荷役機械あるいは土工機械のためのコントロールホイールに特に有用な計測機能付きころがり軸受に関する。
【０００２】
＜従来の技術＞
この種のころがり軸受は外側要素と内側要素とを有し、両要素間には、少なくとも一列の転動体が配されている。これらの要素の一方はハウジングに対して固定され、他方は電気式コントロールホイールによって回転方向に駆動される。計測機能付き軸受は回転要素の回転パラメータを検知する手段を有していて、電気的あるいは電気・液圧式アクチュエータを制御する。
【０００３】
さらには、電気式ステアリングコントロールが、フォークリフトトラックのような荷役機械や、特定の土工機械でしばしば用いられている。運転者によって回転を受けるホイールは一つもしくは二つのころがり軸受によって固定サポートに組まれており、これには、ころがり軸受に収められていたり収められていない回転検知システムも加えられている。この検知システムはホイールの回転（角、方向そして角速度）に対応する信号を信号処理システム、そして次に電子ステアリングロジックシステムに送り、しかる後ここから適宜信号が電気式あるいは電気・液圧式アクチュエータに送られ、このアクチュエータが運転者の指令のもとで車輌の車輪の方向を支配する。
【０００４】
かかる装置の例がフランス国特許出願第２７８２９７０に示されており、この装置では、ホイールブレーキシステムが取付けられていて車輌をさらに精確で信頼の高いものとする抵抗トルクを生じさせている。
【０００５】
＜発明が解決しようとする課題＞
これらの装置は公知であり、技術的な観点からは満足の行くものであるが、これらは、いくつかの欠点を有し、特に、車輌あるいは機械に組み込まれる際に、その大きさそして複雑という点で問題があった。実際、電子処理システムそして電子ステアリングシステムのような電子検知システムは別体をなす複数のユニットとして形成され、互いに離れて位置し接続システムによって接続されている。このように電子モジュールを分散して配置することは、接続ケーブルがアンテナとして作用するので、外部の電磁気の干渉の影響をより受け易くしてしまうという不都合をもたらす。
【０００６】
又、これらの公知のシステムの信頼性は十分でなく、接続ケーブルが露出していて不用意に裂傷したり分断されて損傷を受ける虞れもある。
【０００７】
本発明の目的は、これらの課題を解消し、計測機能付きころがり軸受を、従来の他の装置に比して、もっと信頼性のあるものとし、組み込み容易そしてコンパクトにすることにある。
【０００８】
＜課題を解決するための手段及び発明の効果＞
電気式ステアリングコントロールシステムを備えた荷役機械のコントロールホイールに特に用いられる、本発明の計測機能付きころがり軸受の装置は、外側要素と内側要素とを有し、両要素のうちの一方が回転し他方が固定され、両要素の間に少なくとも一列のころがり要素が配されている。該装置は回転要素の回転パラメータの検知手段をも有している。本発明の装置は、さらに、検知手段により発せられる信号を処理する電子手段と、装置に電気的に接続された少なくとも一つのアクチュエータのための電子ステアリング手段とを有している。
【０００９】
このように、異なる複数の電子モジュールが非常にコンパクトな一つのアセンブリ内に収められ、接続時の外部から干渉の全てをなくして、信頼性を高める。装置は製造コストが安く組み込み容易な一つのモジュラアセンブリとして作られる。
【００１０】
電子信号処理手段は最終的信号を処理して応用分野での要求に適合するようにする。これらの手段は、特に、検知された情報を伝達しこれを信頼あるものとするロジックバス形式のインターフェイスと、応用分野での環境に適合する電磁式あるいは静電式な保護を改善する信号フィルタと、検知に不都合があったとき故障信号を発することのできる信号重複分析システムをも有することができる。
【００１１】
電子ステアリング手段は、検知手段によって検知されたコントロールホイールの角度変位にしたがって車輌の車輪を旋回させるための、例えば機構を操作する、一つもしくは複数の電気式、電子式あるいは電気・液圧式アクチュエータをサーボ制御する電圧そして／又は電流の形として最終信号を発する。
【００１２】
好ましい形態では、信号処理のための電子手段と電子ステアリング手段は、回転方向で固定されているプリント回路基板に組み込まれている。単に、プリント回路基板を換えるだけで、装置を他の応用分野に適合させることができる。
【００１３】
コネクタが電子ステアリング手段に直接接続されており、アクチュエータに接続されている接続ケーブルと協働可能となっていることとすると、ステアリング指令がアクチュエータに伝達される。
【００１４】
好ましくは、プリント回路基板が位置している側でカバーが装置を覆う。コネクタは、有利なことに、カバーに直接取り付けることができる。
【００１５】
好ましい形態では、装置は二つの軸受ブッシュを有し、一方が回転要素に取り付けられ、他方が非回転要素に取り付けられ、これらの両要素間にころがり要素が配置されている。
【００１６】
回転パラメータの検知手段は、好ましくは、非回転要素に取り付けられたセンサと、回転要素に取り付けられたエンコーダとを有している。変形例としては、計測の重複性（リダンダンシイ）を改善するために、二つのセンサを周方向の二位置で固定要素に取り付けることとしてもよい。センサとエンコーダは、ころがり軸受ブッシュに直接取り付けてもよい。
【００１７】
すべての場合において、各センサは電子信号処理手段に直接接続されている接続アウトプットを有している。これによって、いかなる接続ケーブルも使用しなくてよくなる。
【００１８】
好ましい形態では、固定要素は、管状部と、装置をサポートに取り付けるための手段を備えたラジアル部とを有している。回転要素は、管状部と、コントロールホイールのような駆動部を取り付けるための手段を備えたラジアル部とを有している。
【００１９】
＜発明の実施の形態＞
本発明は、添付図面に示された限定されない例として描かれた特定の実施形態を検討することによって、より理解できるであろう。
【００２０】
図１は本発明による計測機能付きころがり軸受の一実施形態を示す軸方向での断面図である。
【００２１】
図１に図示の実施形態において、計測機能付きころがり軸受は、環状でころがり軸受を収容するようにこれに取り付けられた外側要素１を有し、該外側要素１は管状部２と該管状部２の一端から外方に延びるラジアル部３とを有している。該ラジアル部３は、簡単に示した固定ケージ５への固定のためのねじを受け入れる複数の取付孔４が形成されている。
【００２２】
ころがり軸受には上記外側要素１と同じ軸線７上に中心をもつ内側要素６が取り付けられている。内側要素６はＵ字断面で環状をなして管状部８を有し、この管状部８の一端はラジアル部９によって閉じられている。ラジアル部９には複数の孔１０が形成されていて、符号１１で示されるねじがここを通して、例えば破線で簡単に示されている回動ホイール１２を取り付けるようになっている。
【００２３】
外側要素１と内側要素６は図示の例では金属シート板をプレスして作られている。
【００２４】
図示の実施形態では、ころがり軸受１３は外側要素１と内側要素６との間に位置している。ころがり軸受１３は、外側要素１の管状部２の内径に組まれた外ブッシュ１５と内側要素６の管状部８上に組まれた内ブッシュ１６との間に配された一列のボール１４を有している。
【００２５】
一つの変形例として、ころがり要素であるボール１４、ニードルローラ等は、外側要素１そして内側要素６に軌道面を設けることによって該外側要素１そして内側要素に直接接触するように配設されることもできる。
【００２６】
外側要素１の管状部２の内径に嵌合された外ブッシュ１５は、ころがり要素１４のための軌道面１５ａが形成されている。内側要素６の管状部８の外周面に嵌合された内ブッシュ１６はころがり要素１４のための軌道面１６ａが形成されている。外ブッシュ１５はその内径に二つの環状の溝１８，１９が軌道面１５ａのそれぞれの側で対称的に形成されている。溝１８にはシール２０が取り付けられており、該シールは内ブッシュ１６の一方の周面に接している。溝１９にはセンサユニットが取り付けられており、このアセンブリは符号２１で示されている。
【００２７】
図示の例では、センサユニット２１は、例えばホール効果セルの形態として作られた二つの検知要素２２，２３を有し、これらは、センサユニットの環状部２４を形成する合成樹脂にモールドされ直径方向で互いに対向して位置している。センサユニット２１は環状のアキシャル部２５によって外ブッシュ１５の前面に取り付けられており、該アキシャル部２５は、溝１９と協働し、非回転の外ブッシュ１５の内径面に部分的に入っていて、検知要素２２，２３は部分的に二つのブッシュ１５，１６の間に位置している。
【００２８】
変形として、センサユニットは、軸受外ブッシュへではなく、外側要素１の管状部へ取り付けられることができ、例えば、管状部２の内径へ圧入される。
【００２９】
二つの検知要素２２，２３は、回転する内ブッシュ１６の外周円筒面にセンサユニット２１と対向して取り付けられた一つのエンコーダリング３１と協働し、エンコーダリング１６は内ブッシュ１６と共に回転駆動されることとなる。エンコーダリング３１は、例えば多極マグネットリングとして作ることもできる。このエンコーダリング３１は、外ブッシュ１５と内ブッシュ１６との部分的に収められたサポート３２上に組まれている。サポート３２はＴ字状断面をもって環状をなしており、これは回転ブッシュ１６の外周円筒面に取り付けられ該ブッシュ１６の前面とも当接している。エンコーダリング１６の一部分は、かくして、ブッシュ１５と１６の間に位置し、又、他の部分は外方に突出している。エンコーダリング３１の外周円筒面の大部分は、小さな空隙をもって、二つの検知要素２２，２３と対向している。
【００３０】
図示されないブレーキが、回転部品と固定部品との間に摩擦トルクを生じさせるために、設けられることもあり、その結果、コントロールホイールの回動の精度を向上させる。例えば、このようなブレーキによると、フランス国特許出願第２７８２９７０のようなことが言える。
【００３１】
回転内ブッシュ１６、したがって、コントロールホイールの回転パラメータの検知はエンコーダ３１によってなされ、独立せる二つのセンサ２２，２３を備えたセンサユニット２１の前を上記エンコーダリング３１が通過する。センサ要素２２，２３のそれぞれは、エンコーダ３１の角度変位に関する情報を重複して電子情報処理回路へ提供する。各センサ２２，２３は、好ましくは、二つの独立したセンサを有していて、角度変位の値と方向についての両方の情報を提供する。
【００３２】
軸受の軸方向延出位置でラジアル面に位置するプリント回路基板３３は、ねじ、クリップ、接着、超音波溶着のような適宜手段によって、センサユニット２１に取り付けられている。プリント回路基板３３は電子信号処理手段３４と、符号３６で示すアクチュエータのためのステアリングロジックを形成する電子手段３５との両方を有している。アクチュエータ３６は、例えば、車輌の車輪を旋回させるために閉じられる電気式あるいは電気・液圧式ジャッキとすることができる。センサ２２，２３は短絡部２２ａ，２３ａによって基板３３のプリント回路と直接接続されている。検知手段、電子信号処理手段とステアリングロジック電子手段との間の接続は、それ故に直接的であり、外部の接続ケーブルを用いることなく、非常に小さな空間でなされている。したがって、これは、かかるケーブルを用いるとして前述した不利益を回避する。
【００３３】
装置のアセンブリは、例えば合成樹脂で作られたカバー３７によって、プリント回路基板３３の側で覆われており、該カバーは適宜手段で外側要素１の管状部２の外周縁に固定されている。
【００３４】
図示の実施形態では、カバー３７はコネクタ３８を有しており、そのピンはプリント回路基板３３上のステアリング電子手段の出力へ電気的に直接接続されている。再度述べるが、接続は接続ケーブルを用いずに直接なされていて、非常にコンパクトでいかなる損傷も回避される。
【００３５】
コントロールホイール１２の回動により生ずるステアリング指令のアクチュエータ３６への伝達は、コネクタ３８へ直接接続されているケーブル４０によってなされる。
【００３６】
本発明の一つの変形例では、外側要素１はラジアルベース壁をも有しており、該ラジアルベース壁は管状部２のラジアル部３とは反対側の自由端から内方に延び、管状部２によって半径方向に定められるハウジングを軸方向で覆う。検知手段とプリント回路基板は、したがって、何の追加的カバー３７をも必要とせずに、上記ラジアル壁によってそして反対側ではころがり軸受１３によって軸方向に閉じられた空間内に収められる。勿論、ケーブル４０とプリント回路基板３３との接続は設けられる。
【００３７】
本発明装置は多くの利点をもつ。第一には、大いに単純化されるために製造コストが低減される。さらには、モジュラー化されているため、単にプリント回路基板を換えるだけで、基本的な同じころがり軸受構造に対して異なる応用分野に適合させることができる。又、すべての要素そして部品が全体として保護されているので、軸受の取扱い時に非常に信頼性が高い。最後に、装置の装着が非常に簡単であり、サポートと、コントロールホイールの取付手段と、すべての電子手段とを有する単一のユニットとなる。装置を車輌あるいは機械に装着した後は、コントロールホイールを回転内側要素に取り付け、ケーブル４０を装置作動のためのコネクタ３８のアウトプットに接続するだけである。
【００３８】
センサユニット２１とエンコーダリング３１はブッシュ１５，１６に直接接触しており、このことが計測機能付きころがり軸受を軸方向にさらにコンパクトにしている。
【００３９】
プリント回路基板３３がセンサユニット２１と接触して位置し、ころがり軸受１３をも収めている管状部２内に検知アセンブリと共に収められている。このことが、検知手段とアクチュエータステアリング手段を有するアセンブリを半径方向にコンパクトにすることを可能としている。
【００４０】
勿論、本発明の範囲内で、検知ユニットの取付けが、図示の例に見られたような別部材へでなく、ころがり軸受のブッシュへ直接行なうことも可能である。図示の例では、二つの重複せるセンサが用いられていたが、一つのセンサをもってセンサシステムでも良いことは理解できる。最後に、本発明の構成を非本的に変えることなく、外側要素を回転せしめ、内側要素を固定させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態装置を示す断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月23日(2002.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
特に、コントロールホイール（１２）のための計測機能付きころがり軸受であって、外側要素（１）と内側要素（６）の一方が回転し他方が固定され両要素の間に少なくとも一列のころがり軸受が配されている該外側要素（１）そして内側要素（６）と、回転要素の回転パラメータの検知手段（２２，２３，３１）と、検知手段により発せられる信号を処理する電子手段（３４）とを有するころがり軸受において、装置に電気的に接続された少なくとも一つのアクチュエータ（３６）のための電子ステアリング手段（３５）とを有し、電気駆動手段が駆動指令を直接アクチュエータに供するようになっていることを特徴とする計測機能付きころがり軸受。
【国際調査報告】
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