JP2020056714A - 車輪速センサ - Google Patents

Abstract

【課題】車輪速センサによる車輪速の検出精度を向上させることができるようにすることを目的とする。【解決手段】車輪速センサ２０は、周方向に沿って交互に異なる磁極を呈すると共に車輪の回転と同期して回転するリング状のロータ１０に対向配置される。車輪速センサ２０は、複数の磁界検出部３０と、取付部材４０とを備える。磁界検出部３０は、ロータ１０の回転による磁界変動に応じた検出信号を出力する。取付部材４０は、車両に取付される取付部４２と、複数の磁界検出部３０を保持する保持部５０とを含む。取付部材４０は、取付部４２が車両に取付された状態で、ロータ１０の中心軸Ａ方向に沿ってみたとき、ロータ１０の外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂよりも、それらの中間を通る中間ライン１０Ｃに近い位置で、複数の磁界検出部３０を保持する。【選択図】図６

Description

この発明は、車輪速センサに関する。

特許文献１は、車輪と共に回転するロータの回転による磁界変動を検出して電気信号に変換する複数の検出素子部と、車両に固定される部材として構成され、複数の検出素子部を一体的に保持する取付部材とを備えた車輪速センサを開示している。複数の検出素子の前面は、ロータの板面の外縁部付近に向けて対向配置されている。

特開２０１７−９６８２８号公報

しかしながら、ロータの外縁部側に離れた場所では、ロータの回転による磁束密度の変化が乏しくなると考えられる。特許文献１に開示の技術では、複数の検出素子の前面は、ロータの板面の外縁部付近に設けられているため、車輪速の検出精度を向上させることが難しくなる恐れがある。

そこで、本発明は、車輪速センサによる車輪速の検出精度を向上させることができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様は、周方向に沿って交互に異なる磁極を呈すると共に車輪の回転と同期して回転するリング状のロータに対向配置される車輪速センサであって、前記ロータの回転による磁界変動に応じた検出信号を出力する複数の磁界検出部と、車両に取付される取付部と、前記複数の磁界検出部を保持する保持部とを含み、前記取付部が前記車両に取付された状態で、前記ロータの中心軸方向に沿ってみたとき、前記ロータの外周を描く外周ラインと前記ロータの内周を描く内周ラインよりも、前記外周ラインと前記内周ラインとの中間を通る中間ラインに近い位置で、前記複数の磁界検出部を保持する取付部材と、を備える。

第２の態様は、第１の態様に係る車輪速センサであって、前記複数の磁界検出部のそれぞれが、前記ロータに対向配置される素子面を含み、前記取付部材は、前記ロータの中心軸方向に沿ってみたとき、前記複数の磁界検出部の前記素子面が、前記外周ラインと前記内周ラインとの間に位置するように、前記複数の磁界検出部を保持するものである。

第３の態様は、第１又は第２の態様に係る車輪速センサであって、前記取付部材は、前記複数の磁界検出部が前記ロータに対して同じ姿勢となるように、前記複数の磁界検出部を保持するものである。

第４の態様は、第３の態様に係る車輪速センサであって、前記取付部材は、前記複数の磁界検出部のそれぞれが前記ロータの径方向に沿ったいずれかのラインに対して線対称姿勢となるように、前記複数の磁界検出部を保持するものである。

第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る車輪速センサであって、前記ロータの極対数をＰ、前記複数の磁界検出部の数をＮ、前記ロータの中心と前記複数の磁界検出部とを結ぶ複数のラインがなす角をθ度としたとき、
θ＝（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）／Ｐ （但し、ｎは０以上の整数）
を満たすように、前記取付部材が前記複数の磁界検出部を保持するものである。

第１の態様によると、複数の磁界検出部がロータの外周ラインと内周ラインよりも、それらの間の中間ラインに近い位置で保持される。この部分では、ロータの回転による磁束密度の変化が大きいため、車輪速センサによる車輪速の検出精度を向上させることができる。

第２の態様によると、複数の磁界検出部の素子面が、外周ラインと内周ラインの間に位置するため、複数の磁界検出部に対するロータの回転による磁束密度の変化が大きくなることを期待でき、車輪速センサによる車輪速の検出精度を向上させることができる。

第３の態様によると、複数の磁界検出部がロータに対して同じ姿勢となるため、複数の磁界検出部から同様の条件に基づく検出信号が出力される。

第４の態様によると、前記複数の磁界検出部のそれぞれが前記ロータの径方向に沿ったいずれかのラインに対して線対称姿勢となるため、複数の磁界検出部から同様の検出条件に基づく検出信号が出力される。また、ロータが正逆いずれの方向に回転した場合でも、複数の磁界検出部から同様の検出条件に基づく検出信号が出力される。

第５の態様によると、複数の磁界検出部は、ロータの回転に伴う位相に対して、（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）ｄｅｇの位相差で信号を出力できる。このため、複数の磁界検出部の出力信号に基づき、分解能の向上が可能となる。

実施形態に係る車輪速センサを示す斜視図である。 同上の車輪速センサを示す斜視図である。 同上の車輪速センサを示す平面図である。 同上の車輪速センサを示す側面図である。 同上の車輪速センサを示す分解斜視図である。 図６はロータに対する車輪速センサの位置関係を示す図である。 図７は図６の部分拡大図である。 複数の磁界検出部に基づく検出信号例を示す説明図である。 複数の磁界検出部の角度と距離との関係例を示す説明図である。

以下、実施形態に係る車輪速センサについて説明する。図１及び図２は車輪速センサ２０を示す斜視図であり、図３は車輪速センサ２０を示す平面図であり、図４は車輪速センサ２０を示す側面図であり、図５は車輪速センサ２０を示す分解斜視図である。図１では車輪速センサ２０に対向するロータ１０が図示されている。図６はロータ１０に対する車輪速センサ２０の位置関係を示す図であり、図７は図６の部分拡大図である。

車輪速センサ２０は、ロータ１０に対向配置される。ロータ１０は、車輪の回転と同期して回転するリング状の部材である。車輪は、例えば、自動車の車輪である。ロータ１０は、当該車輪又は車輪と同期して回転する部材に取付され、車輪の回転と同期して回転する。すなわち、ロータ１０は、車輪の回転方向に応じた方向に回転し、また、車輪の回転速度に比例した速度で回転する。このため、ロータ１０の回転速度及び回転方向を検出することで車輪の回転速度及び回転方向を検出することができる。

ロータ１０は、リング状に形成されている。図１、図６及び図７では、ロータ１０の中心軸方向に沿って見ると、ロータ１０の外周を描く外周ライン１０Ａは、円を描いており、ロータ１０の内周を描く内周ライン１０Ｂは、円を描いている。これらの外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂとの中間を通るラインを、中間ライン１０Ｃということとする（図６及び図７参照）。ここでは、中間ライン１０Ｃは、外周ライン１０Ａの半径と内周ライン１０Ｂの半径との平均を半径とする円を描く。

ロータ１０の外周を描く外周ライン１０Ａが円を描く必要は無く、多角形状等を描いていてもよい。ロータ１０の内周を描く内周ライン１０Ｂが円を描く必要は無く、多角形状等を描いていてもよい。

中間ライン１０Ｃは、ロータ１０の中心軸を中心とする円の径方向に沿った複数のラインが外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂとに接する２点の中点の集合ラインと捉えてもよい。

ロータ１０は、周方向に沿って交互に異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）を呈する（図６及び図７参照）。Ｎ極を呈するＮ極性部１１及びＳ極を呈するＳ極性部１２は、ロータ１０の中心軸に対して同じ中心角をなす範囲に設けられ、ロータ１０の周方向に沿って交互に設けられている。車輪速センサ２０は、ロータ１０の周方向の一定位置に、当該ロータ１０に対向して配置されている。ロータ１０が回転すると、ロータ１０のうち車輪速センサ２０に対向する部分が、Ｎ極性部１１とＳ極性部１２とに交互に入れ替り、車輪速センサ２０に対する磁界変動が周期的に変動する。車輪速センサ２０は、この磁界変動に応じた検出信号を出力する。

車輪速センサ２０は、複数の磁界検出部３０と、取付部材４０とを備える。

磁界検出部３０は、ロータ１０の回転による磁界変動に応じた検出信号を出力する。複数の磁界検出部３０のそれぞれは、配線部６０に接続されている。複数の磁界検出部３０の検出信号は、配線部６０を通じて出力される。取付部材４０は、車両に取付される取付部４２と、複数の磁界検出部３０を保持する保持部５０とを含み、取付部４２が車両に取付されることで、複数の磁界検出部３０をロータ１０に対して一定位置に保持する。

より具体的には、磁界検出部３０は、検出素子部３２と、素子外装部３６とを備える。

検出素子部３２は、磁界変動に応じた検出信号を出力する素子であり、例えば、ホール素子、又は、ホール素子を含むホールＩＣ等によって構成される。検出素子部３２は、磁界変動に応じた検出信号として、磁界変動に応じたアナログ信号を出力するものであってもよいし、磁界変動に応じたデジタル信号を出力するものであってもよい。検出素子部３２は素子面３２ａ及び複数（例えば２つ）の端子部３２ｂ（図７参照）を有している。素子面３２ａはロータ１０に対向配置される。複数の端子部３２ｂは、後方側に延び、上記配線部６０に含まれるケーブル６２に接続される。複数（例えば２つ）の端子部３２ｂの間にはキャパシタが介装されていてもよい。

素子外装部３６は、検出素子部３２を覆う部分であり、樹脂等によって形成される。素子外装部３６は、検出素子部３２の全体、及び、検出素子部３２の複数の端子部３２ｂと電線との接続部分を覆う。つまり、検出素子部３２は、素子外装部３６によって覆われており、検出素子部３２に接続された電線が当該素子外装部３６から延出する。素子面３２ａも、素子外装部３６によって覆われている。キャパシタも、素子外装部３６によって覆われていてもよい。なお、電線は、ケーブル６２の一要素であり、その端部がケーブル６２の端部から延出している。

素子外装部３６は、第１樹脂モールド部と第２樹脂モールド部とを含む構成としてもよい。第１樹脂モールド部は、検出素子部３２、及び、複数の端子部３２ｂと電線との接続部分をインサート部分としてインサート金型成形された部分である。第２樹脂モールド部は、第１樹脂モールド部をインサート部分としてインサート金型成形された部分である。このように、検出素子部３２をインサート部分として金型内に固定した状態で、第１樹脂モールド部をインサート金型成形することで、第１樹脂モールド部における検出素子部３２の位置精度を向上させることができる。そして、この第１樹脂モールド部をインサート部分として、第２樹脂モールド部をインサート金型成形することで、第２樹脂モールド部における第１樹脂モールド部の位置、ひいては、検出素子部３２の位置の精度向上を図ることができる。結果、磁界検出部３０における検出素子部３２の位置精度が向上し、取付部材４０に対する検出素子部３２の位置精度も向上する。そして、取付部材４０を車両に取付した状態において、ロータ１０に対する複数の検出素子部３２の位置精度が向上し、車輪速を検出する際の精度向上にも貢献する。

なお、第１樹脂モールド部に代えて、予め金型成形されたホルダを用いてもよい。この場合、当該ホルダに検出素子部３２、及び、複数の端子部３２ｂと電線との接続部分を保持し、これをインサート部分として、第２樹脂モールド部に相当する部分をインサート金型成形してもよい。素子外装部３６は、検出素子部３２、及び、複数の端子部３２ｂと電線との接続部分をインサート部分として、第１樹脂モールド部及び第２樹脂モールド部に相当する部分をインサート金型成形してもよい。

配線部６０は、磁界検出部３０からの検出信号を他に伝送する部材である。ここでは、配線部６０は、検出素子部３２の数に応じたケーブル６２、６２を備える。

ケーブル６２は、複数（例えば、端子部３２ｂの数に応じて２つ）の電線と、シース６４とを備える。

電線は、芯線と、芯線の周囲を覆う被覆とを備える。芯線は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等によって形成された導電線である。芯線は、単線であってもよいし、撚り合せ線であってもよい。被覆は、樹脂等によって形成された絶縁被覆であり、芯線の周囲に樹脂を押出被覆等することによって形成される。

シース６４は、複数の電線を覆っている。シース６４の両端部で、複数の電線の端部が露出している。ケーブル６２の一端部において、複数の電線の端部の芯線が露出しており、この露出した芯線が上記検出素子部３２の端子に接続されている。ケーブル６２の他端部において、複数の電線の端部の芯線にコネクタ端子が接続されている。当該各コネクタ端子がコネクタ６８に挿入接続されることで、ケーブル６２の他端部にコネクタ６８が取付けられる。本コネクタ６８が他の車両側のコネクタに接続されることで、磁界検出部３０が車両に搭載された制御装置等に接続される。磁界検出部３０の検出信号は、ＡＢＳ(Anti-Lock Brake System：アンチロックブレーキシステム)において、制動時の車輪のロックを防止するための制御処理等に供される。

複数のケーブル６２の延在方向中間部は、ゴムチューブ等の結束部材６９で束ねられているが、これは必須ではない。

取付部材４０は、取付部４２と、保持部５０とを備える。取付部４２は、車両に取付される部分である。保持部５０は、複数の磁界検出部３０を保持する部分である。車両には、ロータ１０の周囲に、ロータ１０と共に回転しない取付部位１８（図６参照）が設けられている。取付部４２が当該取付部位１８に取付されることで、車輪速センサ２０が、車両に対して相対的に一定位置で、かつ、ロータ１０と共に回転しないように、当該車両に取付される。

より具体的には、取付部材４０は、取付部４２と保持部５０とが樹脂等で一体形成された構成とされている。

保持部５０は、Ｖ字状をなす板状に形成されている。保持部５０は、ロータ１０に沿って配設できるように、ロータ１０の曲率に応じた角度をなすＶ字状をなしていてもよい。ここでは、保持部５０は鈍角をなすＶ字状に形成されている。保持部５０は、その他の形状、例えば、弧状板形状、長方形板状等に形成されていてもよい。

保持部５０の両端部に保持孔５１，５１が形成されている（図５参照）。

保持孔５１は、磁界検出部３０を挿入可能な貫通孔形状に形成されている。そして、複数の保持孔５１のそれぞれに、複数の磁界検出部３０を挿入取付できるようになっている。複数の磁界検出部３０を保持孔５１に挿入取付することによって、取付部材４０に対して複数の磁界検出部３０が一定位置及び一定姿勢で取付される。この状態で、複数の磁界検出部３０同士も、相対的に一定位置で、かつ、一定姿勢を保つように保持される。ここでは、２つの磁界検出部３０が、平行姿勢、かつ、素子面３２ａを同一方向に向けた姿勢で、保持部５０の両端部で保持される。保持部５０は、複数の磁界検出部３０を保持しているため、取付部材４０を車両に取付ければ、複数の磁界検出部３０を一括して一定位置及び一定姿勢で車両に取付けることができる。

保持部５０が複数の磁界検出部３０を保持する構成は、上記例に限られない。複数の磁界検出部３０の一部をインサート部品として、取付部材４０に対応する部分がインサート金型成形されてもよい。磁界検出部が取付部材に対してネジ止等で取付されてもよい。

また、保持部が３つ以上の磁界検出部を保持する場合、上記保持部の延在方向中間部に追加して１つ又は複数の保持孔を形成してもよい。

取付部４２は、保持部５０の角部の外側部分に突設されている。取付部４２には、取付孔４２ｈが形成されている。取付孔４２ｈには、金属等で形成されたリング部材４３が内嵌めされていてもよい。

そして、ボルト等を取付孔４２ｈに挿通させた状態で、当該ボルトを取付部位１８に螺合締付することで、或は、取付部位１８に突設されたボルトを取付孔４２ｈに挿通させて当該ボルトにナットを螺合締付することで、取付部４２が取付部位１８に一定位置及び一定姿勢で取付される。これにより、取付部４２と連なる保持部５０に保持された複数の磁界検出部３０が一定位置及び一定姿勢で保持される。

取付部４２が車両に取付される構成は上記例に限られない。例えば、取付部が、車両に抜け止係止するクリップ又はクランプ形状を呈する部分を有していてもよい。

取付部材４０は、取付部４２が車両に取付された状態で、ロータ１０の中心軸Ａ方向に沿って見たとき、外周ライン１０Ａ及び内周ライン１０Ｂよりも、中間ライン１０Ｃに近い位置で、複数の磁界検出部３０を保持する（図６及び図７）。換言すれば、車両の取付部位１８及びロータ１０の位置関係に基づき、複数の磁界検出部３０を上記位置で保持することができるように、取付部材４０の形状、取付部４２による車両取付構造、保持部５０による保持部５０の保持構造等が設定されている。

ここでは、ロータ１０の外周側に車両の取付部位１８が設けられており、保持部５０をロータ１０側に向けた姿勢で、取付部４２が取付部位１８に取付される。

保持部５０は、ロータ１０の曲率に応じたＶ字状をなしているため、保持部５０は、ロータ１０の一方端面の外側において、当該ロータ１０の延在方向に沿って配設される。保持部５０の両端部に保持された複数（２つ）の磁界検出部３０は、ロータ１０の一方端面の外側において、当該ロータ１０の延在方向に沿って配設される。

この状態では、２つの磁界検出部３０の軸方向は、ロータ１０の中心軸Ａに沿っている。２つの磁界検出部３０は、ロータ１０の延在方向に沿って離れている。また、２つの磁界検出部３０は、上記外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂよりも、中間ライン１０Ｃに近い位置で保持されている。

より具体的には、２つの磁界検出部３０の素子面３２ａは、ロータ１０の中心軸Ａに対して直交する面に沿っている。２つの素子面３２ａは、ロータ１０の一方の端面に対向すると共に、当該端面からロータ１０の中心軸Ａ方向に沿って離れている。２つの素子面３２ａは、上記外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂよりも、中間ライン１０Ｃの近くに位置し、当該中間ライン１０Ｃに沿って離れている。この場合、２つの素子面３２ａの中心（例えば、幾何中心）は、中間ライン１０Ｃ上に位置していてもよいが、必ずしもその必要は無い。２つの素子面３２ａの中心（例えば、幾何中心）が、上記外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂよりも、中間ライン１０Ｃの近くに位置していればよい。

また、ロータ１０の中心軸Ａ方向に沿ってみたとき、２つの素子面３２ａは、外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂとの間に位置していてもよい。つまり、ロータ１０の中心軸Ａ方向に沿ってみたとき、２つの素子面３２ａは、ロータ１０から内周側及び外周側のいずれにもはみ出さず、２つの素子面３２ａの全ての領域が、ロータ１０の一方端面に対向していてもよい。図６及び図７でも、そのように配置された例が示されている。

取付部材４０は、複数の磁界検出部３０がロータ１０に対して同じ姿勢となるように、複数の磁界検出部３０を保持していてもよい（図７参照）。また、取付部材４０は、複数の磁界検出部３０のそれぞれが、ロータ１０の径方向に沿ったいずれかのラインＬに対して線対称姿勢となるように、複数の磁界検出部を保持していてもよい（図７参照）。ラインＬは、例えば、磁界検出部３０を通るラインであり、より具体的には、素子面３２ａの中心を通るラインとしてもよい。

ここでは、保持部５０は、ロータ１０の曲率に応じたＶ字状をなしており、その両端部の保持孔５１，５１が上記外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂよりも、中間ライン１０Ｃの近くに保持される。それぞれの保持孔５１、５１において、磁界検出部３０は、素子面３２ａの幅方向Ｗをロータ１０の接線方向Ｂに沿わせた姿勢で保持されている。ここで、素子面３２ａの幅方向Ｗは、例えば、素子面３２ａの周囲を規定する長辺の延在方向、又は、端子部３２ｂが延出する側の辺の延在方向としてもよい。また、接線方向Ｂは、ロータ１０の径方向に沿ったいずれかのラインＬと当該幅方向Ｗとが交差する点において、ロータ１０の中心軸を中心とし、かつ、当該交差する点を通る円の、当該交差する点における接線方向としてもよい。

このように、複数の磁界検出部３０はロータ１０に対して同じ姿勢となるように、取付部材４０によって保持されると、ロータ１０の回転に伴う、各磁界検出部３０の磁界は同様の条件下で変動する。このため、ロータ１０の回転に伴い、複数の磁界検出部３０のそれぞれから同様の波形の検出信号が出力されることが期待される。この点からすると、複数の磁界検出部３０は、ロータ１０の径方向に沿ったいずれかのラインＬに対して線対称姿勢となっていることは必須ではない。

もっとも、複数の磁界検出部３０は、ロータ１０の径方向に沿ったいずれかのラインＬに対して線対称姿勢となるように、取付部材４０によって保持されると、ロータ１０が所定方向に回転しても、これと逆方向に回転しても、各磁界検出部３０の磁界は同様の条件下で変動する。このため、ロータ１０の回転方向に拘らず、複数の磁界検出部３０のそれぞれから同様の波形の検出信号が出力されることが期待される。

複数の磁界検出部３０からの検出信号は、車輪の回転速度の分解能を高めたり、車輪の回転方向を検出したり、いずれかの磁界検出部３０の故障に備えて信号出力を多重化したりする目的に用いられる。

車輪の回転速度の分解能を高めたるために適用可能な構成例について説明する。

ここで、複数の磁界検出部３０が、第１磁界検出部３０Ａ、第２磁界検出部３０Ｂを含むとする。図８に示すように、ロータ１０が回転すると、第１磁界検出部３０Ａへの入力磁束は、サインカーブを描くように変化する。この入力磁束に応じた検出信号に基づき、所定の閾値以上となったタイミングで、パルス信号が得られる。

上記したように、第１磁界検出部３０Ａと第２磁界検出部３０Ｂとは、ロータ１０の周方向に沿って離れて配置されているため、第２磁界検出部３０Ｂへの入力磁束は、第２磁界検出部３０Ｂへの入力磁束に対して、第１磁界検出部３０Ａと第２磁界検出部３０Ｂとの距離分遅れてサインカーブを描くように変化する。この入力磁束に応じた検出信号に基づき、所定の閾値以上となったタイミングで、第１磁界検出部３０Ａと第２磁界検出部３０Ｂとの距離分遅れてパルス信号が得られる。

ロータ１０の回転により、ロータ１０の１つのＮ極性部１１及び１つのＳ極性部１２（隣合うＮ極性部１１及びＳ極性部１２）が、第１磁界検出部３０Ａに対向する箇所を通り過ぎる時間を１周期とする。１つの磁界検出部３０（例えば、第１磁界検出部３０Ａ）からのパスル信号に基づくと、立上がりエッジ及び立ち下がりエッジを１／２周期毎に検出できるから、車輪速を、１／２周期（位相は１８０ｄｅｇ）に応じた分解能で検出できる。

２つの第１磁界検出部３０Ａ及び第２磁界検出部３０Ｂが設けられる場合、第２磁界検出部３０Ｂの検出信号が第１磁界検出部３０Ａの検出信号に対して９０ｄｅｇ（１／４周期）遅れた位相であれば、第１磁界検出部３０Ａからのパスル波の立上がりエッジ、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波の立上がりエッジ、第１磁界検出部３０Ａからのパスル波の立下がりエッジ、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波の立下がりエッジを、９０ｄｅｇの位相毎（１／４周期毎）に検出することができる。第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波は、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波に対して、９０ｄｅｇ遅れた上に、さらに、１８０ｄｅｇのｎ倍遅れた位相（但し、ｎは０以上の整数）であっても、第１磁界検出部３０Ａからのパスル波の立上がりエッジ、立ち下がりエッジ、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波の立上がりエッジ、立下がりエッジを、９０ｄｅｇの位相毎（１／４周期毎）に検出することができる。このため、第１磁界検出部３０Ａに対して、第２磁界検出部３０Ｂが、（（１８０／２）＋ｎ×１８０）ｄｅｇ遅れた位相であれば、９０ｄｅｇの位相（１／４周期）に応じた分解能で車輪速を検出でき、分解能を向上させることが可能となる。

また、複数の磁界検出部３０に基づく場合、複数の磁界検出部３０からのパスル波の立上がりエッジ、立下がりエッジは、その回転方向に応じて一定規則で検出できる。例えば、第２磁界検出部３０Ｂの検出信号が第１磁界検出部３０Ａの検出信号に対して９０ｄｅｇ（１／４周期）遅れた位相である場合、ロータ１０が所定の回転方向に回転する場合には、第１磁界検出部３０Ａからのパスル波の立上がりエッジ、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波の立上がりエッジ、第１磁界検出部３０Ａからのパスル波の立下がりエッジ、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波の立下がりエッジの順で検出される。ロータ１０が所定の回転方向に対して逆方向に回転する場合には、上記とは逆に、第１磁界検出部３０Ａからのパスル波の立上がりエッジの後、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波の立下がりエッジ、第１磁界検出部３０Ａからのパスル波の立下がりエッジ、第２磁界検出部３０Ｂからのパスル波の立上がりエッジの順で検出される。このため、各エッジの立上がり、立ち下がりの検出順に基づいて、ロータ１０、つまり、車輪の回転方向を検出することもできる。

磁界検出部３０が３つ設けられ、かつ、ロータ１０の延在方向に沿って３つ以上の磁界検出部３０が等間隔で取付部材によって保持される場合を想定する。

この場合、上記と同様に、１つ目の磁界検出部３０の検出信号に対して、２つ目の磁界検出部の検出信号が６０ｄｅｇ（１／６周期）遅れ、３つ目の磁界検出部３０の検出信号がさらに６０ｄｅｇ（１／６周期）遅れた位相であれば、３つの磁界検出部のパスル波の立上がりエッジ、立下がりエッジを、６０ｄｅｇの位相毎（１／６周期毎）に検出することができる。２つ目の磁界検出部の検出信号及び３つ目の磁界検出部の検出信号は、さらに、１８０ｄｅｇのｎ倍遅れていても、３つの磁界検出部のパスル波の立上がりエッジ、立下がりエッジを、６０ｄｅｇの位相毎（１／６周期毎）に検出することができる。このため、３つの磁界検出部３０が順次（（１８０／３）＋ｎ×１８０）ｄｅｇ遅れた位相であれば、６０ｄｅｇの位相（１／６周期）に応じた分解能で車輪速を検出でき、分解能を向上させることが可能となる。

上記を一般化し、磁界検出部３０がＮ個設けられ（但し、Ｎは２以上の整数）、かつ、ロータ１０の延在方向に沿ってＮ個の磁界検出部３０が等間隔で取付部材によって保持される場合を想定する。

この場合、Ｎ個の磁界検出部３０が、順次（１８０／Ｎ）ｄｅｇの遅れ位相で検出信号を出力すれば、Ｎ個の磁界検出部３０のパスル波の立上がりエッジ、立下がりエッジを、（１８０／Ｎ）ｄｅｇの位相毎に検出することができる。位相遅れは、さらに、１８０ｄｅｇのｎ倍遅れていても、Ｎ個の磁界検出部のパスル波の立上がりエッジ、立下がりエッジを、（１８０／Ｎ）ｄｅｇの位相毎に検出することができる。

このため、Ｎ個の磁界検出部３０が順次（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）ｄｅｇ遅れた位相であれば、（１８０／Ｎ）ｄｅｇの位相に応じた分解能で車輪速を検出でき、分解能を向上させることが可能となる。

つまり、ロータ１０の周方向におけるＮ個の磁界検出部３０の間隔を、（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）ｄｅｇの位相差に応じた間隔とすることで、車輪速の分解能を向上させることができる。

上記を幾何学的な観点から検討する。

まず、ロータ１０の中心軸ＡとＮ個の磁界検出部３０とを結ぶ複数のラインＬがなす角をθ度とする（図６参照）。ラインＬは、磁界検出部３０の素子面３２ａの中心とロータ１０の中心軸Ａとを結ぶラインとしてもよい。３つ以上の磁界検出部３０が設けられる場合、３つ以上の磁界検出部３０は、ロータ１０の周方向に沿って均等間隔で設けられるから、θ度は、隣合う磁界検出部３０に対応するラインＬがなす角である。

また、ロータ１０のＮ極性部１１及びＳ極性部１２の組合せの数である極対数をＰとする。この場合、上記位相差を、極対数Ｐで除すれば、ロータ１０の周りにおける幾何学的な角度に変換できる。よって、次の関係式を満たすようにするとよい。

θ＝（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）／Ｐ （但し、ｎは０以上の整数）
つまり、取付部材４０は、上記式を満たすように、複数の磁界検出部３０を保持すれば、車輪速の分解能を向上させることができる。

また、図９に示すように、複数の磁界検出部３０間の距離をｄ、ロータ１０の中心軸Ａと磁界検出部３０との距離をＲとする。距離ｄ、距離Ｒのいずれについても、磁界検出部３０の素子面３２ａの中心を基準とした値としてもよい。

この場合、次の関係式を満たすようにするとよい。

ｄ^２＝２×Ｒ^２×（１−ｃｏｓθ）
以上のように構成された車輪速センサ２０によると、複数の磁界検出部３０がロータ１０の外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂよりも、それらの間の中間ライン１０Ｃに近い位置で保持される。この部分では、ロータ１０の回転による磁束密度の変化が大きいため、車輪速センサ２０は、当該大きな変化に基づいてはっきりと変化した検出信号を出力することができ、車輪速の検出精度を向上させることができる。

特に、複数の磁界検出部３０の素子面３２ａが、外周ライン１０Ａと内周ライン１０Ｂとの間に位置すると、磁界検出部３０に対するロータ１０の回転による磁束密度の変化が大きくなることを期待でき、車輪速センサ２０による車輪速の検出精度を向上させることができる。

また、複数の磁界検出部３０がロータ１０に対して同じ姿勢で保持されていると、ロータ１０のＮ極性部１１及びＳ極性部１２が、複数の磁界検出部３０のそれぞれに対して、同様の方向及び経路で横切っていく。このため、複数の磁界検出部３０から同様の条件に基づく、安定した検出信号が出力される。このため、複数の磁界検出部３０の検出信号に基づく高分解能の車輪速検出処理等に適する。

複数の磁界検出部３０のそれぞれが、ロータ１０の径方向に沿ったいずれかのラインＬに対して線対称姿勢であると、複数の磁界検出部３０から同様の検出条件に基づく検出信号が出力される。このため、複数の磁界検出部３０の検出信号に基づく高分解能の車輪速検出処理等に適する。また、ロータ１０が正逆いずれの方向に回転した場合でも、複数の磁界検出部３０から同様の検出条件に基づく検出信号が出力されるため、ロータ１０が正逆いずれの方向に回転した場合でも、より正確な車輪速を検出できる。

また、ロータ１０の極対数をＰ、複数の磁界検出部３０の数をＮ、ロータ１０の中心と複数の磁界検出部３０とを結ぶ複数のラインＬがなす角をθとしたとき、
θ＝（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）／Ｐ （但し、ｎは０以上の整数）を満たしていると、複数の磁界検出部３０は、ロータ１０の回転に伴う位相に対して、（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）ｄｅｇの位相差で検出信号を出力できる。このため、複数の磁界検出部３０の出力信号に基づき、分解能の向上が可能となる。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ ロータ
１０Ａ 外周ライン
１０Ｂ 内周ライン
１０Ｃ 中間ライン
１１ Ｎ極性部
１２ Ｓ極性部
２０ 車輪速センサ
３０ 磁界検出部
３０Ａ 第１磁界検出部
３０Ｂ 第２磁界検出部
３２ 検出素子部
３２ａ 素子面
４０ 取付部材
４２ 取付部
５０ 保持部
５１ 保持孔
Ａ ロータの中心軸

上記課題を解決するため、第１の態様は、周方向に沿って交互に異なる磁極を呈すると共に車輪の回転と同期して回転するリング状のロータに対向配置される車輪速センサであって、前記ロータの回転による磁界変動に応じた検出信号を出力する複数の磁界検出部と、車両に取付される取付部と、前記複数の磁界検出部を保持する保持部とを含み、前記取付部が前記車両に取付された状態で、前記ロータの中心軸方向に沿ってみたとき、前記複数の磁界検出部のうち前記ロータに対向するそれぞれの素子面の中心が、前記ロータの外周を描く外周ラインと前記ロータの内周を描く内周ラインよりも、前記外周ラインと前記内周ラインとの中間を通る中間ラインに近い位置に配置されるように、前記複数の磁界検出部を保持する取付部材と、を備える。

第２の態様は、第１の態様に係る車輪速センサであって、前記取付部材は、前記複数の磁界検出部が前記ロータに対して同じ姿勢となるように、前記複数の磁界検出部を保持するものである。

第３の態様は、第２の態様に係る車輪速センサであって、前記取付部材は、前記複数の磁界検出部のそれぞれが前記ロータの径方向に沿ったいずれかのラインに対して線対称姿勢となるように、前記複数の磁界検出部を保持するものである。

第４の態様は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る車輪速センサであって、前記ロータの極対数をＰ、前記複数の磁界検出部の数をＮ、前記ロータの中心と前記複数の磁界検出部とを結ぶ複数のラインがなす角をθ度としたとき、
θ＝（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）／Ｐ （但し、ｎは０以上の整数）
を満たすように、前記取付部材が前記複数の磁界検出部を保持するものである。

第２の態様によると、複数の磁界検出部がロータに対して同じ姿勢となるため、複数の磁界検出部から同様の条件に基づく検出信号が出力される。

第３の態様によると、前記複数の磁界検出部のそれぞれが前記ロータの径方向に沿ったいずれかのラインに対して線対称姿勢となるため、複数の磁界検出部から同様の検出条件に基づく検出信号が出力される。また、ロータが正逆いずれの方向に回転した場合でも、複数の磁界検出部から同様の検出条件に基づく検出信号が出力される。

第４の態様によると、複数の磁界検出部は、ロータの回転に伴う位相に対して、（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）ｄｅｇの位相差で信号を出力できる。このため、複数の磁界検出部の出力信号に基づき、分解能の向上が可能となる。

Claims (5)

1. 周方向に沿って交互に異なる磁極を呈すると共に車輪の回転と同期して回転するリング状のロータに対向配置される車輪速センサであって、
   前記ロータの回転による磁界変動に応じた検出信号を出力する複数の磁界検出部と、
   車両に取付される取付部と、前記複数の磁界検出部を保持する保持部とを含み、前記取付部が前記車両に取付された状態で、前記ロータの中心軸方向に沿ってみたとき、前記ロータの外周を描く外周ラインと前記ロータの内周を描く内周ラインよりも、前記外周ラインと前記内周ラインとの中間を通る中間ラインに近い位置で、前記複数の磁界検出部を保持する取付部材と、
   を備える車輪速センサ。
2. 請求項１に記載の車輪速センサであって、
   前記複数の磁界検出部のそれぞれが、前記ロータに対向配置される素子面を含み、
   前記取付部材は、前記ロータの中心軸方向に沿ってみたとき、前記複数の磁界検出部の前記素子面が、前記外周ラインと前記内周ラインとの間に位置するように、前記複数の磁界検出部を保持する、車輪速センサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車輪速センサであって、
   前記取付部材は、前記複数の磁界検出部が前記ロータに対して同じ姿勢となるように、前記複数の磁界検出部を保持する、車輪速センサ。
4. 請求項３記載の車輪速センサであって、
   前記取付部材は、前記複数の磁界検出部のそれぞれが前記ロータの径方向に沿ったいずれかのラインに対して線対称姿勢となるように、前記複数の磁界検出部を保持する、車輪速センサ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車輪速センサであって、
   前記ロータの極対数をＰ、前記複数の磁界検出部の数をＮ、前記ロータの中心と前記複数の磁界検出部とを結ぶ複数のラインがなす角をθ度としたとき、
   θ＝（（１８０／Ｎ）＋ｎ×１８０）／Ｐ （但し、ｎは０以上の整数）
   を満たすように、前記取付部材が前記複数の磁界検出部を保持する、車輪速センサ。

Images