(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の球形内面と内輪の球形外面とにそれぞれトラック溝を形成し、外輪トラック溝と内輪トラック溝との間にボールを組み込み、上記ボールを保持するケージを設け、上記内輪が外周に取付けられまたは上記内輪と一体に形成された内輪軸を有する等速自在継手に装備される作動角センサであって、
前記内輪軸の端面に対向して前記外輪の内面に励磁用の永久磁石を設けると共に、この永久磁石に重ねて半導体磁気センサを設け、前記内輪軸の端面を、前記内輪と前記外輪との間の作動角の変化によって、前記半導体磁気センサと内輪軸の端面との間の空隙距離が変化する凸曲面に形成し、前記作動角の変化により生じる前記空隙距離の変化による磁気抵抗変化を検出することにより上記作動角を求めることを特徴とする等速自在継手用作動角センサ。
【請求項２】
請求項１において、前記内輪軸の端面となる凸曲面が、前記内輪軸の軸心上で、かつ内輪と外輪間の回動中心よりも内輪軸端面側にオフセットした曲率中心を持つ凸球面である等速自在継手用作動角センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記内輪軸および外輪における、前記永久磁石および半導体磁気センサの磁気回路を構成する部分を、前記内輪軸および外輪の他の箇所とは異なる高透磁率軟磁性材で構成した等速自在継手用作動角センサ。
【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、前記外輪と前記内輪とが最大の作動角をとった状態で、前記凸曲面と前記半導体磁気センサとが対面する等速自在継手用作動角センサ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記内輪軸の端部に、この内輪軸よりも大径の拡径軸頭部を設け、この拡径軸頭部に、前記内輪軸の前記凸曲面を設けた等速自在継手用作動角センサ。
【請求項６】
外輪の球形内面と内輪の球形外面とにそれぞれトラック溝を形成し、外輪トラック溝と内輪トラック溝との間にボールを組み込み、上記ボールを保持するケージを設け、上記内輪が外周に取付けられまたは上記内輪と一体に形成された内輪軸を有する等速自在継手に装備される作動角センサであって、
前記外輪の内面に励磁用の永久磁石を設けると共に、この永久磁石に重ねて半導体磁気センサを設け、前記ケージの端部に、前記内輪軸よりも大径の拡径軸頭部材を設け、この拡径軸頭部材における前記半導体磁気センサに対向する表面を、前記内輪と前記外輪との間の作動角の変化によって、前記半導体磁気センサと同表面との間の空隙距離が変化する凸曲面に形成し、前記作動角の変化により生じる前記空隙距離の変化による磁気抵抗変化を検出することにより上記作動角を求めることを特徴とする等速自在継手用作動角センサ。
【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、前記外輪の外径部に設けられたリング状の回転側コイル、およびこの回転側コイルと同心のリング状に設けられた静止側コイルからなる非接触電磁カップリングを設け、前記回転側コイルおよび静止側コイルにそれぞれ接続された回転側電子回路および静止側電子回路を設け、前記静止側電子回路は、前記静止側コイルを交流励磁して電磁結合作用で回転側へ電力を供給し、かつ前記静止側コイルに誘導されたセンサ信号を復調するものであり、前記回転側電子回路は前記静止側コイルから供給された電力で前記半導体磁気センサを駆動し、かつ前記電力供給に用いる周波数とは異なる周波数の搬送波を前記半導体磁気センサのセンサ信号によって変調してこの変調信号により前記回転側コイルを励磁するものである等速自在継手用作動角センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車や産業機械等における等速自在継手に装備されて等速自在継手の作動角を検出する等速自在継手用作動角センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や産業機械などにおいて、駆動装置と被駆動部とを結合する装置の一つとして等速自在継手が用いられる。このような等速自在継手において、耐久性向上を図った各種構造のものが提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−１７７８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、等速自在継手では、その作動角が大きくなるとボールが外輪肉厚の薄い部分を用いて駆動力を伝達することとなり、外輪の材料疲労を促進させてしまう。また、許容作動角を超えると、内輪軸と外輪の接触やボールの脱落が発生する可能性がある。
動作中の等速自在継手の作動角を検出できれば、作動角が許容上限値に至る前に装置を停止させるなどして、内輪軸と外輪の接触、ボールの脱落、破損による事故を未然に防ぐことができる。しかし、等速自在継手はその全体が回転し、内輪と外輪間に作動角を生じるため、動作中に作動角を検出することが難しく、このような動作中に作動角を検出可能なセンサは、従来に例がない。
【０００４】
そこで、本発明者等は、このような作動角センサとして、図７に示すような等速自在継手用作動角センサを開発した。この等速自在継手用作動角センサ４１は、等速自在継手の内輪軸３４の端面に、等速自在継手の外輪３２に対する回動中心Ｏと同心の凸球面部４２を設けると共に、この凸球面部４２に隙間を介して対面する凹球面部４３を等速自在継手の外輪３２の内面に設けたものである。この凹球面部４３に外輪３２の軸心Ｏ１と同心の円周溝４４を設け、この円周溝４４にセンサ素子として磁気発生用コイル４５を設け、等速自在継手の外部に検出回路４６を設ける。検出回路４６は、交流成分を持つ電流で前記磁気発生用コイル４５を駆動し、この電流と電圧の関係より磁気発生用コイル４５のインダクタンスの変化を検出して、内輪３４と外輪３２間の作動角を求める。駆動される磁気発生用コイル４５により発生する磁界は、前記凹球面部４３の中心部と周辺部を磁極とし、凸球面部４２を経由することで閉じた磁界となる。対面する凸球面部４２と凹球面部４３の間では対向する部分の面積が作動角に応じて変化するため、これに伴い磁界の磁路断面積が変化し、磁気発生用コイル４５のインダクタンス変化として現れる。これにより、検出回路４６は前記インダクタンス変化から等速自在継手の作動角を検出する。
【０００５】
この構成の場合、回転体である等速自在継手の外部に設けられた検出回路４６から、等速自在継手に設けられた磁気発生用コイル４５に駆動電力を供給し、また磁気発生用コイル４５による検出信号（インダクタンス変化）を電気信号として検出回路４６に送信する送受信機構が必要である。この送受信機構として、図７の構成では、外輪３２のカップ部３２ａの外面に、磁気発生用コイル４５を直接駆動する機能とコイル４５の出力信号を処理する機能とを持つ電子回路４７を設けると共に、外輪カップ部３２ａの外面に巻回された回転側コイル４８ａと、このコイル４８ａの外周側に設置された固定側コイル４８ｂとでなる非接触電磁カップリング４８を設け、検出回路４６から前記電子回路４７への電力供給および電子回路４７から検出回路４６への検出信号送信を前記非接触電磁カップリング４８で中継して行っている。
【０００６】
しかし、上記構成の場合、作動角センサ４１のセンサ素子として磁気発生用コイル４５を用いるため、等速自在継手側に励磁回路が必要で、消費電力も大きくなるなどの課題を有する。
【０００７】
この発明の目的は、等速自在継手側に励磁回路を設けることなく、少ない消費電力で動作中の等速自在継手の作動角を検出できる等速自在継手用作動角センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１の発明に係る等速自在継手用作動角センサは、外輪の球形内面と内輪の球形外面とにそれぞれトラック溝を形成し、外輪トラック溝と内輪トラック溝との間にボールを組み込み、上記ボールを保持するケージを設け、上記内輪が外周に取付けられまたは上記内輪と一体に形成された内輪軸を有する等速自在継手に装備される作動角センサであって、
前記内輪軸の端面に対向して前記外輪の内面に励磁用の永久磁石を設けると共に、この永久磁石に重ねて半導体磁気センサを設け、前記内輪軸の端面を、前記内輪と前記外輪との間の作動角の変化によって、前記半導体磁気センサと内輪軸の端面との間の空隙距離が変化する凸曲面に形成し、前記作動角の変化により生じる前記空隙距離の変化による磁気抵抗変化を検出することにより上記作動角を求めることを特徴とする。
永久磁石より発生する磁界は、半導体磁気センサ、内輪軸の凸曲面、外輪の永久磁石配置部を経由する閉じた磁界となる。半導体磁気センサと内輪軸端面である凸曲面との間の空隙距離は、作動角に応じて変化する。すなわち、前記空隙距離は、作動角が零度のとき最も短くなり、作動角が増加するにつれて長くなることから、作動角の変化が磁気抵抗の変化、つまり磁気強度変化となって半導体磁気センサにより検出される。その結果、等速自在継手側に励磁回路を設けることなく、少ない消費電力で動作中の等速自在継手の作動角を検出することができる。
このように、この等速自在継手用作動角センサによると、動作中の等速自在継手の作動角を常にモニターできるので、駆動力や稼働時間と共に作動角を監視することにより、等速自在継手の寿命を類推することが可能となり、破損による事故を未然に防ぐことができる。また、検出した作動角が許容上限値に至る前に警報を発し、等速自在継手を使用した装置を停止することにより、内輪軸と外輪の接触やボールの脱落を未然に防ぐことができる。
【０００９】
この発明において、前記内輪軸の端面となる凸曲面が、前記内輪軸の軸心上で、かつ内輪と外輪間の回動中心よりも内輪軸端面側にオフセットした曲率中心を持つ凸球面であっても良い。このようなオフセットした凸球面とすると、作動角の変化によって空隙距離が変化する凸曲面を簡単に精度良く形成でき、また検出信号の処理も容易となる。
【００１０】
この発明において、前記内輪軸および外輪における、前記永久磁石および半導体磁気センサの磁気回路を構成する部分を、前記内輪軸および外輪の他の箇所とは異なる高透磁率軟磁性材で構成しても良い。
作動角センサの感度は、磁気回路を構成する隙間と磁性体部分の透磁率の比によって大きく変化するため、前記内輪軸および外輪における、前記永久磁石および半導体磁気センサの磁気回路を構成する部分（内輪軸の凸曲面、外輪の永久磁石配置部など）を、内輪軸および外輪の他の箇所とは異なる高透磁率軟磁性材（フェライト、ＰＢパーマロイなど）とすると、センサ感度を向上させることができる。
【００１１】
この発明において、前記外輪と前記内輪とが最大の作動角をとった状態で、前記凸曲面と前記半導体磁気センサとが対面するようにしても良い。この場合、前記最大の作動角をとったとき、前記拡径軸頭部の凸曲面と半導体磁気センサとの間の空隙距離に基づいて、磁気強度変化を確実に検出することが可能となる。したがって、動作中の等速自在継手の作動角をモニターできる範囲を大きくし、等速自在継手の寿命をより正確に類推することができる。
前記内輪軸の端部に、この内輪軸よりも大径の拡径軸頭部を設け、この拡径軸頭部に、前記内輪軸の前記凸曲面を設けても良い。このように、拡径軸頭部を設けることで、動作中の等速自在継手の作動角をモニターできる範囲を大きくすることができる。また、拡径軸頭部をプレス加工等により成形し得る場合、内輪軸の端面に凸球面部を球面加工する場合に比べて、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１２】
この発明の第２の発明に係る等速自在継手用作動角センサは、外輪の球形内面と内輪の球形外面とにそれぞれトラック溝を形成し、外輪トラック溝と内輪トラック溝との間にボールを組み込み、上記ボールを保持するケージを設け、上記内輪が外周に取付けられまたは上記内輪と一体に形成された内輪軸を有する等速自在継手に装備される作動角センサであって、前記外輪の内面に励磁用の永久磁石を設けると共に、この永久磁石に重ねて半導体磁気センサを設け、前記ケージの端部に、前記内輪軸よりも大径の拡径軸頭部材を設け、この拡径軸頭部材における前記半導体磁気センサに対向する表面を、前記内輪と前記外輪との間の作動角の変化によって、前記半導体磁気センサと同表面との間の空隙距離が変化する凸曲面に形成し、前記作動角の変化により生じる前記空隙距離の変化による磁気抵抗変化を検出することにより上記作動角を求めることを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、半導体磁気センサと、拡径軸頭部材の凸曲面との間の空隙距離は、作動角に応じて変化する。前記空隙距離を、例えば、作動角が零度のとき最も短くし、作動角が増加するにつれて長くすることで、作動角の変化が磁気抵抗の変化つまり磁気強度変化となって半導体磁気センサにより検出される。
前記ケージの端部に、凸曲面を成す拡径軸頭部材を設けたため、既存の内輪軸を適用することができるうえ、外輪と内輪とが最大の作動角をとった状態で、前記拡径軸頭部材と半導体磁気センサとを対面させることができる。したがって、動作中の等速自在継手の作動角をモニターできる範囲を大きくすることが可能となる。また、前記拡径軸頭部材をプレス加工等により簡単に成形することができ、内輪軸の端面に凸球面部を球面加工する場合に比べて、製造コストの低減を図ることが可能となる。その他、第１の発明と同様の作用効果を奏する。
【００１４】
この発明において、前記外輪の外径部に設けられたリング状の回転側コイル、およびこの回転側コイルと同心のリング状に設けられた静止側コイルからなる非接触電磁カップリングを設け、前記回転側コイルおよび静止側コイルにそれぞれ接続された回転側電子回路および静止側電子回路を設け、前記静止側電子回路は、前記静止側コイルを交流励磁して電磁結合作用で回転側へ電力を供給し、かつ前記静止側コイルに誘導されたセンサ信号を復調するものであり、前記回転側電子回路は前記静止側コイルから供給された電力で前記半導体磁気センサを駆動し、かつ前記電力供給に用いる周波数とは異なる周波数の搬送波を前記半導体磁気センサのセンサ信号によって変調してこの変調信号により前記回転側コイルを励磁するものであっても良い。
この構成の場合、外部から回転体である等速自在継手側への電力供給と、等速自在継手に搭載された半導体磁気センサのセンサ信号の外部への送信とを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の第１の発明に係る等速自在継手用作動角センサは、外輪の球形内面と内輪の球形外面とにそれぞれトラック溝を形成し、外輪トラック溝と内輪トラック溝との間にボールを組み込み、上記ボールを保持するケージを設け、上記内輪が外周に取付けられまたは上記内輪と一体に形成された内輪軸を有する等速自在継手に装備される作動角センサであって、
前記内輪軸の端面に対向して前記外輪の内面に励磁用の永久磁石を設けると共に、この永久磁石に重ねて半導体磁気センサを設け、前記内輪軸の端面を、前記内輪と前記外輪との間の作動角の変化によって、前記半導体磁気センサと内輪軸の端面との間の空隙距離が変化する凸曲面に形成し、前記作動角の変化により生じる前記空隙距離の変化による磁気抵抗変化を検出することにより上記作動角を求めることとしたため、等速自在継手側に励磁回路を設けることなく、少ない消費電力で動作中の等速自在継手の作動角を検出することができる。
【００１６】
この発明の第２の発明に係る等速自在継手用作動角センサは、外輪の球形内面と内輪の球形外面とにそれぞれトラック溝を形成し、外輪トラック溝と内輪トラック溝との間にボールを組み込み、上記ボールを保持するケージを設け、上記内輪が外周に取付けられまたは上記内輪と一体に形成された内輪軸を有する等速自在継手に装備される作動角センサであって、前記外輪の内面に励磁用の永久磁石を設けると共に、この永久磁石に重ねて半導体磁気センサを設け、前記ケージの端部に、前記内輪軸よりも大径の拡径軸頭部材を設け、この拡径軸頭部材における前記半導体磁気センサに対向する表面を、前記内輪と前記外輪との間の作動角の変化によって、前記半導体磁気センサと同表面との間の空隙距離が変化する凸曲面に形成し、前記作動角の変化により生じる前記空隙距離の変化による磁気抵抗変化を検出することにより上記作動角を求めた。このため、等速自在継手側に励磁回路を設けることなく、少ない消費電力で動作中の等速自在継手の作動角を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１および図２と共に説明する。図１（Ａ）は、この実施形態の作動角センサ１１が装備された等速自在継手１の一部を破断して示す正面図である。この等速自在継手１は固定式のものであり、外輪２、内輪３、内輪軸４、トルク伝達用の転動体であるボール５、およびボール５を保持するケージ６からなる。
外輪２は、カップ部２ａとステム部２ｂとを有する。外輪２のカップ部２ａの内面は、開口側部分内面部分および底面側内面部分に分けたうち、開口側内面部分が球形とされている。その球形内面２ａａに、６つ（または８つ）のトラック溝７が軸方向に沿って形成されている。内輪３の外面は球形とされ、その球形外面にも６つ（または８つ）のトラック溝８が、軸方向に沿って形成されている。これら各外輪トラック溝７と内輪トラック溝８とは互いに対向し、その対向する各外輪トラック溝７，８間にボール５が１個ずつ組み込まれる。ケージ６は、各ボール５を同一平面内に保持する部材であり、周方向の複数箇所に設けられたポケット６ａ内にボール５が保持される。
内輪３は内周にセレーションまたはスプライン等の凹凸部を有する中央孔９を備え、この中央孔９に内輪軸４の一端部がトルク伝達可能に嵌合している。なお、内輪軸４は内輪３と一体に形成されたものであっても良い。
外輪２、内輪３、および内輪軸４は、いずれも鋼材などからなり、従って強磁性体とされている。
【００１８】
図１（Ａ）の一部を拡大して図１（Ｂ）に示す。同図のように、外輪カップ部２ａの内面には、内輪軸４の端面に対向して励磁用の永久磁石１４が設けられると共に、この永久磁石１４に重ねて半導体磁気センサ１５が設けられている。外輪カップ部２ａの内面に対向する内輪軸４の端面は凸曲面１２に形成されている。この凸曲面１２は、内輪３と外輪２との間の作動角の変化によって、前記半導体磁気センサ１５と内輪軸４の端面との間の空隙距離が変化する
前記永久磁石１４は、外輪２の軸心Ｏ１に一致する位置に設けられ、内輪軸４の端面となる凸曲面１２は、内輪軸４の軸心Ｏ２上で、かつ内輪３と外輪カップ部２ａ間の回動中心Ｏよりも内輪軸４の端面側にオフセットした曲率中心Ｏ’を持つ凸球面とされている。
【００１９】
この場合、永久磁石１４の磁極Ｎ，Ｓは、外輪２の軸心Ｏ１の向きに揃えられる。例えば、永久磁石１４を、そのＮ磁極が内輪軸４の凸曲面１２に対向する向きに配置した場合、永久磁石１４により発生する磁界は、永久磁石１４から出た磁力線が、半導体磁気センサ１５を通過し、凸曲面１２の中心部から周辺部、および外輪カップ部２ａを経由して永久磁石１４の裏面に帰る閉じた磁界となる。ここでは、永久磁石１４および半導体磁気センサ１５の磁気回路を構成する部分、つまり内輪軸４の凸曲面１２の形成部分や、外輪カップ部２ａの永久磁石１４の配置部分は、鋼材からなる内輪軸４および外輪２と一体に形成されているが、前記永久磁石１４および半導体磁気センサ１５の磁気回路を構成する前記各部分を、内輪軸４や外輪２と別体に形成して、内輪軸４や外輪２に螺着や締付け等により一体に固定しても良い。この場合には、それらの磁気回路構成部材の素材として、内輪軸４や外輪２の他の箇所とは異なる高透磁率軟磁性材（例えばフェライト、ＰＢパーマロイなど）を用いるのがセンサ感度向上の観点から好ましい。
【００２０】
等速自在継手１の外部には、等速自在継手１から離れて静止側電子回路１６が設けられる。等速自在継手１の外輪２のカップ部２ａの外径面には回転側電子回路１７が設けられる。回転側電子回路１７は、前記半導体磁気センサ１５を駆動し、かつ半導体磁気センサ１５の出力であるセンサ信号を、送信等のために処理する機能を持つ。静止側電子回路１６は、回転側電子回路１７に電力を供給し、かつ回転側電子回路１７で送信されたセンサ信号を受信して、そのセンサ信号から作動角を検出する機能を持つ。静止側電子回路１６と回転側電子回路１７との間の中継は、外輪２の軸心Ｏ１と同心に外輪カップ部２ａの外径部に巻回されたリング状の回転側コイル１８ａと、このコイル１８ａと同心にこのコイル１８ａの外周に設置された静止側コイル１８ｂとでなる非接触電磁カップリング１８により行われる。前記静止側電子回路１６は前記静止側コイル１８ｂに接続され、静止側コイル１８ｂを交流励磁して電磁結合作用で回転側コイル１８ａを経て回転側電子回路１７に電力を供給し、かつ静止側コイル１８ｂに誘導されたセンサ信号を復調する。前記回転側電子回路１７は前記回転側コイル１８ａに接続され、前記静止側コイル１８ｂから供給された電力で半導体磁気センサ１５を駆動し、かつ前記電力供給に用いる周波数とは異なる周波数の搬送波を前記半導体磁気センサ１５のセンサ信号によって変調して、この変調信号により前記回転側コイル１８ａを励磁する。
【００２１】
次に、上記等速自在継手用作動角センサ１１の動作を説明する。静止側電子回路１６は、静止側コイル１８ｂを交流励磁して電磁結合作用で回転側コイル１８ａに電力を供給する。この電力を回転側コイル１８ａから受けて、回転側電子回路１７は半導体磁気センサ１５を駆動する。永久磁石１４より発生する磁界は、上記したように半導体磁気センサ１５、内輪軸４の凸曲面１２、外輪カップ部２ａの永久磁石１４の配置部を経由する閉じた磁界となる。半導体磁気センサ１５と内輪軸４の端面である凸曲面１２との間の空隙距離は、作動角に応じて変化する。すなわち、前記空隙距離は、作動角が零度のとき最も短くなり、作動角が増加するにつれて長くなる。これにより、作動角の変化が磁気抵抗の変化、つまり磁気強度変化となって半導体磁気センサ１５により検出される。
回転側電子回路１７では、電力供給に用いる周波数とは異なる周波数の搬送波を半導体磁気センサ１５のセンサ信号によって変調し、この変調信号により回転側コイル１８ａを励磁し、電磁結合作用で静止側コイル１８ｂに誘導する。静止側電子回路１６では、静止側コイル１８ｂに誘導されたセンサ信号を復調して、そのセンサ信号つまり検出された磁気強度の変化から等速自在継手１の作動角を検出する。
【００２２】
このように、この等速自在継手用作動角センサ１１によると、内輪軸４の端面に対向して外輪カップ部２ａの内面に設けられた励磁用の永久磁石１４、この永久磁石１４に重ねて設けられた半導体磁気センサ１５、この半導体磁気センサ１５と空隙距離を持って対向する内輪軸４の端面である凸曲面１２、外輪カップ部２ａの永久磁石１４配置部などで磁気回路を構成し、内輪３と外輪２間の作動角の変化により生じる前記空隙距離の変化による前記磁気回路の磁気抵抗変化を前記半導体磁気センサ１５の出力で検出するようにしているので、回転体である等速自在継手１側に励磁回路を設けることなく、少ない消費電力で動作中の等速自在継手１の作動角を検出することができる。
【００２３】
また、この等速自在継手用作動角センサ１１によると、動作中の等速自在継手１の作動角を常にモニターできるので、駆動力や稼働時間と共に作動角を監視することにより、等速自在継手１の寿命を類推することが可能となり、破損による事故を未然に防ぐことができる。また、検出した作動角が許容上限値に至る前に警報を発し、等速自在継手１を使用した装置を停止することにより、内輪軸４と外輪２の接触やボール５の脱落を未然に防ぐことができる。
【００２４】
また、作動角センサ１１の感度は、前記磁気回路を構成する隙間と磁性体部分の透磁率の比によって大きく変化するため、この実施形態において、前記内輪軸４および外輪２における、前記永久磁石１４および半導体磁気センサ１５の磁気回路を構成する部分（内輪軸４の凸曲面１２、外輪カップ部２ａの永久磁石１４配置部など）を、上記したように内輪軸４および外輪２の他の箇所とは異なる高透磁率軟磁性材（フェライト、ＰＢパーマロイなど）とした場合には、センサ感度を向上させることができる。
【００２５】
また，この実施形態では、外輪カップ部２ａの外径部に設けられた回転側コイル１８ａを有する非接触電磁カップリング１８を設け、電磁結合作用で回転側へ電力を供給すると共に、電力供給に用いる周波数とは異なる周波数で半導体磁気センサ１５のセンサ信号を静止側へ送信するようにしたため、外部から回転体である等速自在継手１側への電力供給と、等速自在継手１に搭載された半導体磁気センサ１５のセンサ信号の外部への送信とを容易に行うことができる。
【００２６】
次に、この発明の他の実施形態を図３と共に説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００２７】
本実施形態では、内輪軸４の一端部に、この内輪軸４よりも大径の拡径軸頭部ＫＪを設け、この拡径軸頭部ＫＪにおける半導体磁気センサ１５に対向する表面を、凸曲面１２に形成している。この拡径軸頭部ＫＪは、凸曲面１２を成す曲面本体１２ａと、この曲面本体１２ａの外周縁部に付設された係合部１２ｂとを有する。この係合部１２ｂは、内輪軸４の軸心Ｏ２に向かって所定小距離内向きに突出し、内輪軸４の外周に形成された円周溝状の被係合部４ａに係合されている。
【００２８】
また、拡径軸頭部ＫＪは、例えば、薄板状でありプレス加工等により、曲面本体１２ａおよび係合部１２ｂを一体成形し得る。ただし、プレス加工だけに限定されるものではない。これら曲面本体１２ａおよび係合部１２ｂを成形し、円周方向に沿って形成される係合部１２ｂを、半径方向外方に弾性変形等により一時的に拡径させ、内輪軸４の被係合部４ａに係合可能になっている。なお、内輪軸４への拡径軸頭部ＫＪの固定方法は、ボルト等の固定具を用いても良い。このような拡径軸頭部ＫＪによると、最大の作動角をとった状態で、凸曲面１２と半導体磁気センサ１５とを対面させることができる。それ故、前記最大の作動角をとったとき、拡径軸頭部ＫＪの凸曲面１２と半導体磁気センサ１５との空隙距離に基づいて、磁気強度変化を確実に検出することが可能となる。また、内輪軸４の端面に凸球面部を球面加工する場合に比べて、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、既存の内輪軸４を適用できるため、その分、量産効果を高めることができる。
【００２９】
前記拡径軸頭部ＫＪの凸曲面１２は、内輪軸４の軸心Ｏ２上で、かつ内輪３と外輪カップ部２ａ間の回動中心Ｏよりも内輪軸４の端面側にオフセットした曲率中心Ｏ’を持つ凸球面とされている。
半導体磁気センサ１５と、拡径軸頭部ＫＪの凸曲面１２との間の空隙距離は、作動角θに応じて変化する。例えば、図３（Ａ）に示すように、作動角θが零度のときの空隙距離Ｌ１は最も短くなる。図３（Ｂ）に示すように、等速自在継手の作動角θが大きくなるに従って空隙距離Ｌ２は長くなる。これにより、作動角θの変化が磁気抵抗の変化、つまり磁気強度変化となって半導体磁気センサ１５により検出される。また、外輪４と内輪３とが最大の作動角θをとった状態で、前記凸曲面１２と半導体磁気センサ１５とが対面するように構成されている。その他図１に示す実施形態と同様の構成となっており、同実施形態と同様の作用効果を奏する。本実施形態では、等速自在継手の作動角が大きくなるに従って空隙距離を長く設定しているが、逆に、作動角が零度のときの空隙距離を最も長くし、作動角が大きくなるに従って空隙距離を短くしても良い。この場合であっても、本実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３０】
次に、この発明のさらに他の実施形態を図４と共に説明する。
本実施形態では、内輪軸４の一端部に、この内輪軸４よりも大径の拡径軸頭部ＫＪａを設け、この拡径軸頭部ＫＪａにおける半導体磁気センサ１５に対向する表面を、凸曲面１２に形成している。この拡径軸頭部ＫＪａは、内輪軸４に一体形成されている。この拡径軸頭部ＫＪａによると、最大の作動角をとった状態で、凸曲面１２と半導体磁気センサ１５とを対面させることができる。それ故、前記最大の作動角をとったとき、拡径軸頭部ＫＪａの凸曲面１２と半導体磁気センサ１５との空隙距離に基づいて、磁気強度変化を確実に検出することが可能となる。
【００３１】
拡径軸頭部ＫＪａの凸曲面１２は、内輪軸４の軸心Ｏ２上で、かつ内輪３と外輪カップ２ａ間の回動中心Ｏよりも内輪軸４の端面側にオフセットした曲率中心Ｏ’を持つ凸球面とされている。
半導体磁気センサ１５と、拡径軸頭部ＫＪａの凸曲面１２との間の空隙距離は、作動角θに応じて変化する。例えば、図４（Ｂ）に示すように、作動角θが零度のときの空隙距離Ｌ１は最も短くなる。図４（Ａ）に示すように、等速自在継手の作動角θが大きくなるに従って空隙距離Ｌ２は長くなる。これにより、作動角θの変化が磁気抵抗の変化、つまり磁気強度変化となって半導体磁気センサ１５により検出される。また、外輪４と内輪３とが最大の作動角θをとった状態で、前記凸曲面１２と半導体磁気センサ１５とが対面するように構成されている。その他図１、図３に示す実施形態と同様の構成となっており、同実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３２】
次に、この発明のさらに他の実施形態を図５、図６と共に説明する。
本実施形態では、ケージ６の一端部に、内輪軸４よりも大径の拡径軸頭部材ＫＢを設け、この拡径軸頭部材ＫＢにおける半導体磁気センサ１５に対向する表面を、凸曲面１２に形成している。この拡径軸頭部材ＫＢは、凸曲面１２を成す曲面本体１２Ａと、曲面本体１２Ａの外周縁部に付設された係合部１２Ｂとを有する。この係合部１２Ｂは、ケージ６の半径方向外方に向かって所定小距離突出し、同ケージ６の一端部の内周に形成された環状の段部６ｂに係合されている。
【００３３】
また、拡径軸頭部材ＫＢは、例えば、薄板状でありプレス加工等により、曲面本体１２Ａおよび係合部１２Ｂを一体成形し得る。ただし、プレス加工だけに限定されるものではない。係合部１２Ｂを、半径方向内方に弾性変形等により一時的に縮径させ、ケージ６の段部６ｂに係合可能になっている。なお、ケージ６への拡径軸頭部ＫＢの固定方法は、ボルト等の固定具を用いても良い。このような拡径軸頭部ＫＢによると、最大の作動角をとった状態で、凸曲面１２と半導体磁気センサ１５とを対面させることができる。それ故、前記最大の作動角をとったとき、空隙距離に基づいて磁気強度変化を確実に検出することが可能となる。また、内輪軸４の端面に凸球面部を球面加工する場合に比べて、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、既存の内輪軸４を適用できるため、その分、量産効果を高めることができる。その他、図１、図３に示す実施形態と同様の構成となっており、これら実施形態と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる作動角センサを装備した等速自在継手の一部破断正面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大断面図である。
【図２】同等速自在継手が作動角を持つ状態を示す一部破断正面図である。
【図３】（Ａ）はこの発明の他の実施形態にかかる作動角センサを装備した等速自在継手の一部破断正面図、（Ｂ）は同等速自在継手が作動角を持つ状態を示す一部破断正面図である。
【図４】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかかる作動角センサを装備した等速自在継手が作動角を持つ状態を示す一部破断正面図、（Ｂ）は作動角零の状態の同等速自在継手の一部破断正面図である。
【図５】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかかる作動角センサを装備した等速自在継手の一部破断正面図、（Ｂ）は同等速自在継手が作動角を持つ状態を示す一部破断正面図である。
【図６】図５（Ａ）の要部を拡大して表す断面図である。
【図７】提案例の一部破断正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…等速自在継手
２…外輪
３…内輪
４…内輪軸
５…ボール
６…ケージ
７，８…トラック溝
１１…作動角センサ
１２…凸曲面
１４…永久磁石
１５…半導体磁気センサ
１６…静止側電子回路
１７…回転側電子回路
１８…非接触電磁カップリング
１８ａ…回転側コイル
１８ｂ…静止側コイル
ＫＪ，ＫＪａ…拡径軸頭部
ＫＢ…拡径軸頭部材
【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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