(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転リング（１）と、非回転リング（２）と、これらの間に配置された回転部材（５）の列と、を備えていて、歯付きリングによりシャーシに対する移動構造の回転を保障するよう適用された形式の回転軸受であり、
上記回転軸受中に一体化された位置検知手段を含んでおり、
上記位置検知手段が磁化されたエンコーダ（３）を備えており、
上記位置検知手段が、回転リング（１）と非回転リング（２）の一方に取り付けられた２つの検知器（４）を備えており、
上記エンコーダ（３）が、回転リング（１）と非回転リング（２）の他方に取り付けられて所定の距離を介し上記検知器（４）と対面するよう配置されており、
上記エンコーダ（３）は２つの非接触端を有しており、
上記回転軸受が上記検知器により放出されたデータを処理する為のデータ処理装置を備えていて、上記データ処理装置は上記エンコーダ（３）の２つの非接触端の近傍を一方の検知器が通過したことによる上記一方の検知器からの異常なデータを検知したときにこの異常なデータをエンコーダ（３）と対面している他方の検知器からのデータの為に無視することが出来る、
ことを特徴とする一体化検知器付き回転軸受。
【請求項２】
上記検知器（４）は、上記検知器（４）が取り付けられている回転リング（２）と非回転リング（１）の一方を貫通した孔（１２）中に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体化検知器付き回転軸受。
【請求項３】
上記エンコーダ（３）が、交互に別の磁極により磁化された柔軟な片を備えている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の一体化検知器付き回転軸受。
【請求項４】
上記片が、磁性鋼製保護片と支持片との間に配置された可塑性フェライトの層を備えている、
ことを特徴とする請求項３に記載の一体化検知器付き回転軸受。
【請求項５】
上記検知器（４）は、上記エンコーダ（３）に対して半径方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の一体化検知器付き回転軸受。
【請求項６】
上記エンコーダ（３）は、上記エンコーダ（３）が取り付けられている回転リング（１）と非回転リング（２）の他方の円筒形状表面（６）上の溝（１１）中に格納されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の一体化検知器付き回転軸受。
【請求項７】
上記一体化検知器付き回転軸受が、上記回転リング（１）と非回転リング（２）との間に閉塞された空間を規定している密封手段（１５，１７）を備えており、上記閉塞された空間中には上記回転部材（５）と上記位置検知手段とが配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の一体化検知器付き回転軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定された部分に対する可動部分の回転を確実に行うことが出来る形式の回転軸受に関係している。
【０００２】
【従来の技術】
この固定された部分は、例えば船舶の船体であることが出来、また戦闘用タンクの如き陸上車両の車体であることが出来、さらには例えば塔形クレーンの下部であることが出来る。この可動部分は例えば戦闘用タンクの砲塔や塔形クレーンの上部の如き角度の位置付けをしなければならない部材を支持する。
【０００３】
これらの種々の適用においては、固定された部分に対する可動部分の位置及び／または角速度を詳細に知る必要性が生じている。塔形クレーンの場合には、ブームを含んでいる塔形クレーンの上部の位置を知れば、同じ場所にある２つのクレーンのブームの間の衝突を避けることが出来る。
【０００４】
この目的の為には、回転軸受の歯または分離している歯と噛合する歯車に設けられたエンコーダを使用することが知られている。それはまた、これらの歯上のインダクティブ近接検知器、即ち大きな直径の分解器、を使用することが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら種々のシステムは動作隙間と部材の経年変化の為に急速に摩耗して測定の誤りを生じさせるか、または高価で調整が難しく嵩張り、そして複雑なインターフェースを要求する。
【０００６】
この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、コンパクトであって、工場で取り付け及び調整されて保守が不要である検知器が一体化された一体化検知器付き回転軸受を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述したこの発明の目的を達成する為に、この発明に従った一体化検知器付き回転軸受は、歯付きリングによりシャーシに対する移動構造の回転を保障するよう適用されている形式の回転軸受である。この回転軸受は、回転リングと、非回転リングと、これらの間に配置された回転部材の列と、を備えている。この回転軸受は、この回転軸受と一体化された位置検知手段を含んでいる。この種の検知器は、グリースやオイルや埃の存在により困難にされた環境中でも動作することが出来、そして軍用車両や建設や土建業者の設備の如き屋外の適用の為に適している。
【０００８】
この発明に従った一体化検知器付き回転軸受では、上記位置検知手段が、磁化されたエンコーダを備えているとともに、回転リングと非回転リングの一方に取り付けられた２つの検知器を備えており、上記エンコーダが、回転リングと非回転リングの他方に取り付けられて所定の距離を介し上記検知器と対面するよう配置されている。
上記エンコーダは２つの非接触端を有しており、上記回転軸受が上記検知器により放出されたデータを処理する為のデータ処理装置を備えていて、上記データ処理装置は上記エンコーダの２つの非接触端の近傍を一方の検知器が通過したことによる上記一方の検知器からの異常なデータを検知したときにこの異常なデータをエンコーダと対面している他方の検知器からのデータの為に無視することが出来る。
【０００９】
そして上記検知器は、上記検知器が取り付けられている回転リングと非回転リングの一方を貫通した孔中に配置されている、ことが好ましい。
【００１０】
この発明の１つの実施の形態では、上記エンコーダが、交互に別の磁極により磁化された柔軟な片を備えている。上記片は、磁性鋼製保護片と支持片との間に配置された可塑性フェライトの層を備えている、ことが出来る。
【００１１】
この発明の１つの実施の形態では、上記検知器は、上記エンコーダに対して半径方向に配置されている。
【００１２】
この発明の１つの実施の形態では、上記エンコーダは、上記エンコーダが取り付けられている回転リングと非回転リングの他方の円筒形状表面上の溝中に格納されている。
【００１５】
この発明の１つの実施の形態では、上記一体化検知器付き回転軸受が、上記回転リングと非回転リングとの間に閉塞された空間を規定している密封手段を備えており、上記閉塞された空間中には上記回転部材と上記位置検知手段とが配置されている。
【００１６】
この発明の一体化検知器付き回転軸受は、いかなる保守も不要であり、歯車の如き機構の隙間や製造許容誤差によるいかなる測定誤差とも無縁である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一体化検知器付き回転軸受の１つの実施の形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明するが、この発明は図示の実施の形態に限定されるものではなく、この発明は請求項に記載の文言によってのみ規定されることを理解すべきである。
【００１８】
図１は、この発明の一体化検知器付き回転軸受の１つの実施の形態の垂直回転軸線を通過する平面に沿った断面の一部を示している。
【００１９】
図１において見ることが出来るように、この１つの実施の形態は、内側リング１と、外側リング２と、エンコーダ３と、少なくとも１つの検知器４と、そして回転部材５の列と、を備えている。内側リング１は円筒形状外周表面６を有していて、円筒形状外周表面６には回転通路７が設けられている。外側リング２は孔８を有していて、孔８には回転通路９が設けられている。回転部材５は、内側リング１上の回転通路７と外側リング２上の回転通路９との間に配置されている。
【００２０】
内側リング１は、回転を生じさせる為の歯付きリングが設けられたシャーシまたは構造物（図示しない）に固定されるよう設計されていて、固定用溝１０を含んでいる。内側リング１の円筒形状外周表面６は、一端が半径方向延出表面１ａにより規定されていて、他端がもう１つの半径方向延出表面１ｂにより規定されている。内側リング１の円筒形状外周表面６上で軸線に沿った方向における回転部材５と上記もう１つの半径方向延出表面１ｂとの間には環状溝１１がある。環状溝１１の幅はその深さよりは小さく、環状溝１１は半径方向縁を有している。環状溝１１はエンコーダ３を受け入れるよう適用されていて、エンコーダ３は後に詳細に記載される。
【００２１】
外側リング２はそれを貫通した半径方向延出孔１２を有しており、半径方向延出孔１２中には検知器４が配置されて、その結果として検知器４は半径方向においてエンコーダ３と対向するよう配置される。検知器４は外側リング２中の孔８の外に僅かに突出していて、半径方向においてこの発明の一体化検知器付き回転軸受の内側に向かっており、検知器４とエンコーダ３との間に特定の空隙を規定している。
【００２２】
検知器４はケーブル１３により図示しない電子ユニットの如きデータ処理手段に連結されている。
【００２３】
外側リング２はその孔８上で、検知器４の近傍に、溝１４を有しており、溝１４中には密封部材１５が配置されていて、密封部材１５は半径方向においてこの発明の一体化検知器付き回転軸受の内側に向かい突出して内側リング１の半径方向表面１ｂに摺接する。同様に、内側リング１はその円筒形状外周表面６上で軸心に沿った方向においてエンコーダ３とは反対側に環状溝１６を有しており、環状溝１６中には密封部材１７が配置されていて、密封部材１７は半径方向においてこの発明の一体化検知器付き回転軸受の外側に向かい突出して外側リング２の半径方向延出表面２ａに摺接する。従って、閉鎖された空間が内側リング１及び外側リング２２と密封部材１５及び１７との間に規定され、検知器４及び転がり部材５が上記閉鎖された空間に格納されて、その結果として検知器４及び転がり部材５はグリースやオイルや埃や水等による汚染から保護される。
【００２４】
エンコーダ３は柔軟な線状片を含んでおり、柔軟な線状片の長さはエンコーダ３が格納されている内側リング１中の環状溝１１の周辺に対応している。エンコーダ３は、Ｎ磁極とＳ磁極に交互に磁極化された磁化形式である。検知器４は、エンコーダ３により発生された磁場を検知することが出来る。従って、検知器４に対するエンコーダ３の移動は電圧変化を生じさせ、この電圧変化はケーブル１３を介して図示しない電子システムに伝達される。この図示しない電子システムは、上記移動の方向を規定している２つの内側リング１及び外側リング２の相対的な線状の移動を測定することが出来る。この角位置または角速度情報は次に処理されて、表示装置または自動制御装置に送られる。内側リング１の周面の全体の長さを知れば、上記電子システム中に統合されている適切な統合ソフトウエアを使用して上記線状の測定結果を角度の測定結果に変更することが出来る。
【００２５】
磁気片の形態をしたエンコーダ３は、環状溝１１の底に接触し磁化されたステンレス鋼により形成された第１の支持片を備えている。この第１の支持片は、第１の支持片に接着された磁化された合成樹脂材料（可塑性フェライト：plastoferrite)片により覆われている。この磁化された合成樹脂材料片を保護する為に、この磁化された合成樹脂材料片を磁性鋼外側片で覆うことが出来る。この磁性鋼外側片は、他の片、即ち磁化された合成樹脂材料片及び第１の支持片、を機械的な損傷から防護する。エンコーダ３は、それが正しい長さに切断された後に環状溝１１中に接着される。しかしながら、環状溝１１の１ｍｍ乃至２ｍｍの短い長さを、エンコーダ３により覆わずに残して置くことが出来る。このようにすることにより、エンコーダ３の２つの端を当接した状態で連結させるという極度の難しさを避けることが出来る。エンコーダ３は磁極を考慮することなく、例えばＮ磁極の中間やＳ磁極の端で、切断される。そして、磁極の変更や寸法が合致されるということは知られていない。従って、エンコーダがない領域及びその近傍では、測定の信頼性がない可能性があり、検知器４はこの領域を通過する際に位置検出が行えない可能性がある。
【００２６】
この問題を解決する為に、外側リング２は半径方向延出孔１２中の２つの検知器４を備えることが出来る。従って、内側リング１及び外側リング２の角位置にもかかわらず、２つの検知器４の少なくとも一方がエンコーダ３が設けられている環状溝１１の一部に対面している。環状溝１１中でエンコーダ３が無いか、またはエンコーダ３の端の近傍がある領域の近傍を２つの検知器４の一方が通過したことによる、２つの検知器４の一方からの異常なデータを認識出来、そしてエンコーダ３と対面している他方の検知器４からのデータの為に上記異常なデータを無視することが出来るよう電子システムが次に適用される。さらに、外側リング２への２つの検知器４の設置は検知の正確さを向上させる。１つの検知器を伴った回転軸受では、測定領域がエンコーダ３のＮ磁極またはＳ磁極の寸法の程度である。２つの検知器を伴った回転軸受では、１つの検知器を伴った回転軸受の場合よりも誤りを少なくすることが出来る。２つの検知器４４を伴った回転軸受のもう１つの利点は、結果としての余分なシステムが非常に安全になる。２重の余剰が、第３の検知器の設置によってさえも達成されることが出来る。
【００２７】
【発明の効果】
この発明に従えば、位置検知器が全体として回転軸受中に一体化されていて、外部からの衝撃により損傷を受けたり、回転軸受の歯の摩耗により正確さが減少したりするという危険性がなくなる。さらには、回転軸受の為のシステムの最終組み立てが簡略化され、回転軸受には予め検知器を設置しておくことが出来る。即ち、この発明の一体化検知器付き回転軸受によれば、検知器を回転軸受に工場で取り付け及び調整出来て保守が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一体化検知器付き回転軸受の１つの実施の形態の垂直回転軸線を通過する平面に沿った断面の一部を示している。
【符号の説明】
１  内側リング（非回転リング）
２  外側リング（回転リング）
３  エンコーダ
４  検知器
５  回転部材
１１  環状溝
１２  半径方向延出孔
１５  密封部材
１７  密封部材
【図１】
0003831068.tif 000002