(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に固定されかつ円周所要角度領域を除いて円周等間隔に複数の窓が設けられるパルサリングと、
パルサリングに非接触に対向配置される状態で非回転部材に固定されかつパルサリングとの相対位置に応じた磁力変化を電気信号として出力する電磁気センサと、
電磁気センサの出力に基づき回転体の１回転の周期を検出する周期検出部と、
周期検出部からの出力と電磁気センサの出力とに基づいて回転体の回転速度を認識する制御部とを含む回転検出装置において、
前記電磁気センサは、前記パルサリングに対して内周側に所要間隔を介して対向配置配置されるとともに、磁性材製の環状ヨークと、環状の永久磁石と、環状ヨークに巻回された検出コイルとから構成され、環状ヨークの外周には円周等間隔に前記パルサリングの複数の窓と対向し、製造上の形状誤差がある複数の凸歯が形成され、
前記パルサリングの所要角度領域に、それ以外の領域に設けられる窓の開口よりも大きな開口の窓が設けられ、
前記周期検出部は、前記電磁気センサの検出コイルからの出力信号を包絡線検波する包絡線検波手段と、包絡線検波手段の出力と所要の基準値とに基づいて矩形のパルス信号を生成するパルス信号生成手段とを含む、ことを特徴とする回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出装置に関する。この回転検出装置は、例えば、自動車の車輪の回転速度を検出することに用いられるもので、自動車のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）での情報入力手段として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、自動車のＡＢＳでは、車輪の回転速度などの情報を必要とするが、例えば車輪の回転速度を検出するために、例えば車軸用のハブユニットに回転検出装置を組み込むようにしている。
【０００３】
回転検出装置は、車軸の回転側に取り付けられかつ複数の窓が円周等間隔に設けられるパルサリングと、車軸の非回転側にパルサリングに対して対向する状態に取り付けられかつパルサリングの窓の通過に応じた磁力変化を電気信号（サインカーブ状のアナログ信号）として出力する単一の電磁気センサと、電磁気センサから出力される電気信号に基づいて車輪の回転速度を求めるマイクロコンピュータなどからなる制御部とで構成される。
【０００４】
なお、前述の制御部では、車輪１回転の周期を認識する処理と、認識した車輪１回転毎の電気信号の周波数変化を認識して車輪の回転速度を求める処理とを並列的に行う。前述の車輪１回転の周期を認識する処理では、電磁気センサから出力される電気信号を取り込み、この電気信号をＡ／Ｄ変換してパルス数をカウントし、このカウント値を所要の基準値と比較するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来では、制御部において２つの異なる処理を並行して同時に行わせるようにしているので、制御部として処理能力の大きな高価なものを用いる必要があるなど、無駄が生じている。
【０００６】
したがって、本発明は、回転検出装置において、処理能力の大きい高価な制御部を用いずに、回転体の回転速度を検出できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の回転検出装置は、回転体に固定されかつ円周所要角度領域を除いて円周等間隔に複数の窓が設けられるパルサリングと、パルサリングに非接触に対向配置される状態で非回転部材に固定されかつパルサリングとの相対位置に応じた磁力変化を電気信号として出力する電磁気センサと、電磁気センサの出力に基づき回転体の１回転の周期を検出する周期検出部と、周期検出部からの出力と電磁気センサの出力とに基づいて回転体の回転速度を認識する制御部とを含む回転検出装置において、前記電磁気センサは、前記パルサリングに対して内周側に所要間隔を介して対向配置配置されるとともに、磁性材製の環状ヨークと、環状の永久磁石と、環状ヨークに巻回された検出コイルとから構成され、環状ヨークの外周には円周等間隔に前記パルサリングの複数の窓と対向し、製造上の形状誤差がある複数の凸歯が形成され、前記パルサリングの所要角度領域に、それ以外の領域に設けられる窓の開口よりも大きな開口の窓が設けられ、前記周期検出部は、前記電磁気センサの検出コイルからの出力信号を包絡線検波する包絡線検波手段と、包絡線検波手段の出力と所要の基準値とに基づいて矩形のパルス信号を生成するパルス信号生成手段とを含むものとしている。
【０００９】
上述した回転検出装置では、制御部の前段に設けられる周期検出部により電磁気センサから出力される電気信号を用いて回転体１回転の周期を検出するようにしている。そして、制御部としては、周期検出部から与えられるパルス信号と、電磁気センサから与えられる電気信号とに基づいて回転体の回転速度を求める処理のみを行うようになっている。
【００１０】
要するに、制御部において、従来のように２つの処理を並行して同時に行わせずに、単一の処理を行わせるようにしているから、制御部の負担を軽減できるようになる。
【００１１】
特に、本発明では、パルサリングの全周等間隔に窓を設けずに、所要角度領域についてのみ窓を大きくすることにより、電磁気センサから出力される電気信号の波形振幅を変化させるようにし、この波形振幅の変化を利用して周期検出部によって矩形のパルス信号を生成するようにしている。この場合、前述の波形振幅を変化させるために、パルサリングに余分な突起を設けたり別個の余分な部品を設ける必要がないので、無駄がない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図１ないし図６に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１ないし図４は本発明の一実施形態にかかり、図１は、回転検出装置の構成を示すブロック図、図２は、電磁気センサの一部およびパルサリングを示す分解斜視図、図３は、回転検出装置の各部の出力波形を示す図、図４は、電磁気センサの環状ヨークの各凸歯における磁力強度に対応する誘起電圧波形を示す概念図である。
【００１４】
図中、Ａは回転検出装置の全体を示しており、１はパルサリング、２はマルチポールタイプと呼ばれる電磁気センサ、３は図示しない回転体の１回転の周期を検出する周期検出部、４はマイクロコンピュータからなる制御部である。
【００１５】
パルサリング１は、図示しない回転体に取り付けられるもので、磁性材製の環体からなる。ここでのパルサリング１は、図２に示すように、所要角度領域を除いて円周等間隔に矩形状の小窓１１Ａが設けられていて、前記所要角度領域には単一の大窓１１Ｂが設けられている。この大窓１１Ｂの周方向長さ寸法は、複数個（この例では２個）の小窓１１Ａの間の仕切り部分を切除することにより、複数個分の小窓１１Ａを連通連結させた大きさに設定されている。
【００１６】
電磁気センサ２は、パルサリング１の内周側に所要間隔を介して対向配置されるもので、磁性材製の環状ヨーク２１と、環状の永久磁石２２と、検出コイル２３とから構成され、環状ヨーク２１に対するパルサリング１の相対位置の変化に応じた永久磁石２２の磁力強度変化を電気信号として出力する。なお、環状ヨーク２１は、図２に示すように、軸方向一端に径方向外向きの環状板部２４ａを有する環体２４の軸方向他端に環状板２５を接合したツーピース構造になっており、環状板部２４ａおよび環状板２５の各外周には、円周等間隔に複数の凸歯２６が形成されている。この環状ヨーク２１の環状板２５の端面に対して永久磁石２２が接合され、また、環状ヨーク２１の環体２４の外周に対して検出コイル２３が巻回されている。
【００１７】
周期検出部３は、電磁気センサ２から出力される電気信号を包絡線検波する包絡線検波回路３１と、包絡線検波回路３１の出力と基準電圧発生回路３３の出力とに基づいて矩形のパルス信号を生成して制御部４に入力する比較器３２とを備えている。
【００１８】
制御部４は、比較器３２から与えられるパルス信号の立ち上がりまたは立ち下がりから次の立ち上がりまたは立ち下がりまでの期間について電磁気センサ２から与えられる電気信号の周波数変化を認識して図示しない回転体の回転速度を求める処理を行う。
【００１９】
次に、上述した回転検出装置Ａの動作を説明する。
【００２０】
図示しない回転体の回転に伴いパルサリング１が同期して回転すると、このパルサリング１の大小の窓１１Ａ，１１Ｂが、非回転状態の電磁気センサ２の環状ヨーク２１の一対の凸歯２６，２６それぞれとの対向位置が逐一変化することになる。
【００２１】
つまり、パルサリング１の回転に伴い、電磁気センサ２の環状ヨーク２１の軸方向で対向する一対の凸歯２６，２６に対して、交互に、パルサリング１の大小の窓１１Ａ，１１Ｂが対向する状態と、大小の窓１１Ａ，１１Ｂの間の仕切り部分が対向する状態とになる。これらの各状態においては、永久磁石２２と環状ヨーク２１とパルサリング１との間に形成される磁界の磁力強度が強・弱変化するため、この磁力強度変化に応じて電磁気センサ２から図３（ａ）に示すようなサインカーブ状のアナログ電気信号が出力されることになる。
【００２２】
なお、環状ヨーク２１の各凸歯２６それぞれに製造上の形状誤差があるため、この形状誤差も、前述の波形振幅の大小変化の要因となる。ちなみに、これら複数の凸歯２６個々の磁力強度に対応する電気信号は、仮想的に考えると、例えば図４（ａ）〜（ｎ）に示すようになり、これらを合成したものが図３（ａ）に示すように検出コイル２３から出力される。
【００２３】
そして、上記電磁気センサ２から順次出力される電気信号は、周期検出部３の包絡線検波回路３１により図３（ｂ）に示すような包絡線波形の信号とされ、比較器３２により図３（ｃ）に示すような矩形のパルス信号とされ、制御部４に入力される。
【００２４】
この制御部４には、前述の周期検出部３で生成されたパルス信号だけでなく、電磁気センサ２から出力される電気信号も与えられる。ここで、制御部４は、周期検出部３から与えられるパルス信号の立ち上がりまたは立ち下がりから次の立ち上がりまたは立ち下がりまでの期間について、電磁気センサ２から与えられる電気信号の周波数変化を認識して、図示しない回転体の回転速度を求める処理を行う。この回転速度の認識処理は、従来から行われている方式と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
以上説明したように、制御部４について、従来のように２つの処理を並行して同時に行わせずに、単一の処理のみを行わせるようにしているから、従来に比べて処理能力の小さな安価なものを使用できるようになる。これにより、回転検出装置Ａの設備コストを低減できるようになるなど、価格低減に貢献できる。
【００２６】
特に、上記実施形態では、回転体の１回転の周期を検出するための矩形のパルス信号を生成するにあたって、パルサリング１の所要角度範囲に大窓１１Ｂを設けることにより、電磁気センサ２から出力される電気信号の波形振幅を変化させるようにしており、パルサリング１に余分な突起を設けたり別個の余分な部品を設ける必要がないので、無駄がない。
【００２７】
ところで、上述した回転検出装置Ａは、例えば自動車のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）での回転情報入力手段として用いられ、具体的には、図５に示すように、自動車の車軸用ハブユニットＢの一方軸端に装着されて車輪（図示省略）の回転速度を検出することに利用される。
【００２８】
図中、Ｂは車軸用ハブユニットの全体を示しており、６は複列アンギュラ玉軸受、７は該軸受６の片方の内輪を兼ねる回転軸、８は回転軸７の軸端に装着されて複列アンギュラ玉軸受６を抜け止めするナットである。この回転軸７が、請求項に記載の回転体に相当する。
【００２９】
複列アンギュラ玉軸受６は、前述の回転軸７と共に用いられる単一の軌道溝を有する内輪６１と、二列の軌道溝を有する単一の外輪６２と、二列に配設される複数の玉６３と、二つの冠形保持器６４，６５とから構成されている。外輪６２は、その外周に一体形成される径方向外向きのフランジ６６を介して図示しない車軸ケースなどに非回転に固定される。回転軸７は、その軸端に一体形成される径方向外向きのフランジ７１を介して図示しない車輪が取り付けられる。
【００３０】
そして、片方の内輪６１の外周面肩部に対して、回転検出装置Ａのパルサリング１が圧入嵌合されている。また、外輪６２の内周面肩部に対して、有底円筒形の蓋９が装着され、この蓋９の内壁面に対して回転検出装置Ａの電磁気センサ２がモールド樹脂１０を介して取り付けられている。この状態において、電磁気センサ２の環状ヨーク２１の外周が、パルサリング１の内周に所要隙間を介して対向配置されるようになっている。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３２】
（１）  上記実施形態では、パルサリング１の所要角度領域に大窓１１Ｂを設けるようにしているが、例えば前記所要角度領域に大窓１１Ｂを設けずに、窓無しとするようにしてもよい。
【００３３】
（２）  上記実施形態では、マルチポールタイプの電磁気センサ２を用いているが、者ポールタイプの電磁気センサを用いるものについて参考例の実施形態として、以下に説明する。このモノポールタイプの電磁気センサは、図示しないが、上記実施形態のような環状になっておらずに、環状ヨーク２１の凸歯２６のうちの１つに対応した大きさになっていて、パルサリング１の円周上の１カ所に配設される。この場合、電磁気センサからは、例えば図６（ａ）に示すような波形の電気信号が出力され、周期検出部３の包絡線検波回路３１により図６（ｂ）に示すような包絡線波形の信号とされ、比較器３２により図６（ｃ）に示すような矩形パルス信号とされる。この実施形態でも、上記実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００３４】
（３）  上記実施形態では、１組のパルサリング１および電磁気センサ２を用いた例を挙げているが、例えば本願出願人が提案している特願平８−１９３２２６号に示すように、径方向内外に２組のパルサリング１および電磁気センサ２を配設した構成のものにも本発明を適用できる。この場合、各パルサリング１，１に対して上記実施形態のような大窓１１Ｂを設けるか、あるいは上記（１）のように窓無し領域を設けるようにすればよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の請求項１および２にかかる回転検出装置では、制御部について従来のように２つの処理を並行して同時に行わせずに、単一の処理のみを行わせるようにしているから、制御部の負担を軽減できるようになり、処理能力の比較的小さな安価な制御部を使用できるようになる。これにより、回転検出装置の設備コストを低減できるようになるなど、価格低減に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の携帯の回転検出装置の構成を示すブロック図
【図２】  図１における電磁気センサの一部およびパルサリングを示す分解斜視図
【図３】  図１の回転検出装置の各部の出力波形を示す図
【図４】  図２に示す電磁気センサの環状ヨークの各凸歯における磁力強度に対応する誘起電圧波形を示す概念図
【図５】  図１の回転検出装置を用いた自動車の車軸用ハブユニットを示す縦断面図
【図６】  本発明に対する参考例の実施形態の回転検出装置で、図３に対応する図
【符号の説明】
Ａ      回転検出装置
１      パルサリング
１１Ａ    パルサリングの小窓
１１Ｂ    パルサリングの大窓
２      電磁気センサ
２１      環状ヨーク
２２      永久磁石
２３      検出コイル
２６      環状ヨークの凸歯
３      周期検出部
３１      周期検出部の包絡線検波回路
３２      周期検出部の基準電圧発生回路
３３      周期検出部の比較器
４      制御部
【図１】
0004144657.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004144657.tif 000004
【図４】
0004144657.tif 000005
【図５】
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【図６】
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