JPH0587821A

JPH0587821A - 転がり軸受の回転速度検出装置

Info

Publication number: JPH0587821A
Application number: JP24776691A
Authority: JP
Inventors: Tsuguto Nakaseki; 嗣人中関
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】低速域から正確な回転検出ができ、高温に対
する耐久性の高い回転検出装置を提供する。【構成】転がり軸受１の回転する外輪３にパルサーリ
ング４を、固定の内輪２に検出リング７を取付け、その
両リング４、７の周面に、等ピッチで多数の歯９、１０
を設け、検出リング７にコイルＬを巻き付ける。コイル
Ｌを高周波電圧により励振し、リング４、７を相対回転
させると、磁気抵抗の変化によってコイルＬのインダク
タンスが変化し、その変化をとり出して回転速度を知
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、転がり軸受の回転速
度検出装置に関し、例えば、自動車における車輪の回転
速度検出や操舵軸の回転角度検出等に用いられる。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】自動車に装備されているア
ンチスキッド・ブレーキシステムにおいては、車輪の回
転速度を、低速から高速域まで正確に検出することが求
められる。

【０００３】従来、このような車輪の回転速度検出は、
周面に歯車状の多数の歯を設けたパルサーリングを回転
部材に取付け、そのパルサーリングの周面に電磁式のピ
ックアップを向き合せて、パルサーリングの回転によっ
て生じる磁束変化を電圧変化として検出する方法で行な
われている。

【０００４】しかし、この方法では、車輪の回転が低速
になると出力電圧が低下するため、回転速度の検出精度
が著しく落ち、特に、０速付近での検出は全く出来ない
という欠点があった。

【０００５】これに対して、周面にＮ極とＳ極を交互に
着磁したパルサーリングを回転部材に取付け、そのパル
サーリングにホール素子等の磁気変換素子を向き合せて
回転速度を検出する方法が考えられている。

【０００６】しかし、上記の構造の場合、磁気変換素子
が通常ＰＮ接合をもつトランジスタ等で構成されている
ために、ＰＮ接合部自体の耐熱性から許容温度が低く設
定されると共に、通電状態においては、利用できる温度
がさらに低く制限される。このため、ブレーキ操作等に
よって高温状態となる車輪近傍の雰囲気中では、耐久性
が低下する問題がある。

【０００７】そこで、この発明は、回転軸を支持する転
がり軸受に装着することにより、低速から高速域までの
広い範囲で正確な回転速度の検出ができ、しかも、高温
の雰囲気中でも耐久性の低下がなく、安定した作動が行
なえる回転検出装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、転がり軸受の両軌道輪に、それぞれ磁
性材から成るリングをその周面同士を向き合せて取付
け、その両リングの周面に、同一ピッチでかつ周面全体
において同一位相の多数の歯を設けると共に、上記固定
側のリングにコイルを巻き付け、そのコイルに、高周波
電圧の付加手段と、コイルにおける電圧変化を検出する
信号処理手段とを接続したのである。

【０００９】なお、上記信号処理手段は、上記コイルと
共振回路を形成するコンデンサと、その共振回路の信号
を整流平滑する回路と、その平滑された信号を基準値と
比較する比較回路とを具備し、コネクタ内に一体化され
た構造とすることができる。

【００１０】また、上記コイルは、一方の軌道輪に設け
たオイルシールの内部に組込むようにしてもよい。

【００１１】

【作用】上記の構造において、コイルに高周波電圧を付
加してコイルを励振すると、軌道輪に取付けた各リング
間で磁気回路が形成される。

【００１２】この状態から、転がり軸受が回転して各リ
ングが相対回転すると、磁気回路の磁気抵抗が変化す
る。この磁気抵抗の変化は、コイルのインダクタンスを
変化させるため、その変化を電圧変化としてとり出し、
それを基準値と比較することにより、軌道輪の回転速度
を検出することができる。

【００１３】上記の構造では、回転速度を、コイルのイ
ンダクタンスの変化から検出するため、０速やその近傍
の低速域でも回転速度を正確に検出することができる。
また、軸受に耐熱性の高い磁性体のリングやコイルを取
付け、それらとは離れて高周波電圧の付加手段や信号処
理手段を配置できるため、高温状態となる車輪の近傍で
も安定した速度検出が行える。

【００１４】一方、転がり軸受の内部にリングやコイル
を組込む場合、コイルをシールして潤滑剤やそれに含ま
れる金属粉等から保護することが望ましいが、その場
合、コイルをオイルシールの内部に一体に組込むように
すると、専用のシール部材を省略することができ、装置
を軸受内にコンパクトに組込むことができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１（ａ）における転がり軸受１は、内輪
２を固定し、外輪３を回転して使用され、その回転側の
外輪３の内径面に、強磁性材料から成るパルサーリング
４が取付けられている。

【００１６】また、固定側の内輪２の外径面には、外輪
３に取付けたオイルシール５に摺接するシール部材６が
取付けられ、そのシール部材６に検出リング７が組込ま
れ、その検出リング７の先端が、上記パルサーリング４
に周面同士が向き合うように取付けられている。この検
出リング７は、強磁性材料で形成され、その内周部がシ
ール部材６における非磁性の芯金８の外径に圧入固定さ
れている。

【００１７】上記パルサーリング４の内周面には、図２
に示すように周面全体にわたり等ピッチで歯車状の多数
の歯９が形成されている。一方、検出リング７は、外周
部が周方向に４つのヨーク７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに分
割され、その各ヨーク７ａ〜７ｄの外周面に、それぞれ
パルサーリング４の歯９と等しいピッチで多数の歯１０
が形成されている。

【００１８】このパルサーリング４と検出リング７の歯
９、１０は、歯の凸部の周面長さが凹部の長さより短か
く形成されている。また、検出リング７の各ヨーク７ａ
〜７ｄの歯１０は、１つのヨーク７ａの歯１０がパルサ
ーリング４の歯９と向き合った状態で、他の全てのヨー
ク７ｂ〜７ｃの歯１０が同様にパルサーリング４の歯９
と向き合うように、検出リング７の周面全体において同
一の位相で形成されている。なお、これらのリング４、
７は、高周波磁界が作用するため、ケイ素鋼板を積層し
て形成すると、良好な磁気特性が得られる。

【００１９】また、検出リング７の各ヨーク７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄの首部には、それぞれコイルＬ１、Ｌ
２、Ｌ３、Ｌ４が巻き付けられている。この各コイルＬ
１〜Ｌ４は、図１（ａ）に示すように各々直列接続され
（以下接続されたコイルＬ１〜Ｌ４全体をコイルＬとす
る）、そのコイルＬの両端部にコンデンサ１１が並列接
続してＬＣ共振回路が形成されており、さらに、その共
振回路に、高周波電圧付加手段１２と、信号処理手段１
３が接続されている。

【００２０】高周波電圧付加手段１２は、正弦波から成
る数１０ｋHzの高周波数電圧をコイルＬに発振するもの
で、コイルＬに振動する高周波電圧を付加することによ
り、コイルを励振させる。

【００２１】一方、信号処理手段１３は、コイルＬにお
ける出力電圧を入力する整流回路１４と、その整流した
信号を平滑する平滑回路１５と、平滑された信号を予め
設定された基準値ｍと比較する比較回路１６とから構成
されている。

【００２２】この信号処理出力１３は、高周波電圧付加
手段１２と共に、転がり軸受１から離れた位置に設けた
電源と出力信号用コネクタの内部に一体に組込まれてい
る。また、信号処理手段１３とコイルＬとの間は、同軸
ケーブル１７で接続され、外部ノイズの遮断が図られて
いる。

【００２３】実施例の回路速度検出装置は上記のような
構造であり、次にその作用を説明する。

【００２４】いま、高周波電圧付加手段１２によりコイ
ルＬを高周波の電圧で励振させると、各コイルＬ１、Ｌ
２、Ｌ３、Ｌ４と検出リング７とパルサーリング４の間
で、磁気回路が形成される。

【００２５】この状態で、転がり軸受１が回転し、パル
サーリング４と検出リング７が相対回転すると、上記磁
気回路の磁気抵抗が周期的に変化し、コイルＬのインダ
クタンスも同期的に変化する。

【００２６】この場合、並列接続されたコイルＬとコン
デンサ１１がＬＣ共振回路を構成するため、コイルＬを
一定周波数ｆ₀で励振した時、コイルＬのインダクタン
スが変化することにより、共振回路の振幅が変化する。
その出力電圧を、信号処理手段１３において、整流・平
滑処理すると、搬送波成分ｆ₀が除去され、インダクタ
ンスの変化に応じた出力が得られる。

【００２７】次に、この出力信号を、比較回路１６にお
いて一定の基準値と比較すると、パルサーリング４の回
転に伴なう矩形波の信号を得ることができる。

【００２８】図３は第２の実施例を示す。この例では、
検出リング２０を断面コ字形に形成し、その内側にコイ
ルＬを巻き付けている。他の構造は、上述した実施例と
同じであるため、説明を省略する。

【００２９】一方、図４は、第３の実施例を示す。この
例では、内輪２の外径面にゴム等から成るオイルシール
２１を取付け、そのオイルシール２１の内部に、モール
ド成形によって検出リング２２とコイルＬを一体に組込
んでいる。なお、２３はコイルＬと信号処理手段とを接
続する同軸ケーブルである。上記の構造では、図１
（ａ）に示すようなコイルＬをシールするためのシール
部材６をオイルシール５とは別に設ける必要がないた
め、軸受内部の構造が簡単になり、装置のコンパクト化
を図ることができる。他の構造や信号の処理構造につい
ては、図１及び図２で示した実施例と同じであるため、
説明を省略する。

【００３０】なお、上述した各実施例では、転がり軸受
の外輪を回転させる例について示したが、内輪を回転さ
せる場合にも本発明を同様に実施することができる。こ
の場合は、パルサーリングを回転側の内輪に取付け、検
出リングを外輪に取付ける。

【００３１】

【効果】以上のように、この発明は、両軌道輪に歯を備
えたリングを対向して取付け、そのリングの一方に巻き
付けたコイルに高周波電圧を付加し、リングの相対回転
に伴なうコイルのインダクタンスの変化により回転速度
を検出するので、０速やその近傍の低速域から、高速域
までの広い範囲で回転速度を正確に検出することができ
る。

【００３２】また、軸受内に組込む磁性材のリングやコ
イルに対して、トランジスタ等を備える信号処理手段等
を離れて配置できるので、高温の雰囲気中においても耐
久性の低下がなく、安定した速度検出を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａは実施例の転がり軸受の内部構造を示す断面
図、ｂは同上の信号処理構造を示すブロック図

【図２】同上のパルサーリングと検出リングを示す正面
図

【図３】第２の実施例を示す断面図

【図４】第３の実施例を示す断面図

【符号の説明】

１転がり軸受２内輪３外輪４パルサーリング７検出リング９、１０歯１２高周波電圧付加手段１３信号処理手段２０検出リング２１オイルシール２２検出リングＬコイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転がり軸受の両軌道輪に、それぞれ磁性
材から成るリングをその周面同士を向き合せて取付け、
その両リングの周面に、同一ピッチでかつ周面全体にお
いて同一位相の多数の歯を設けると共に、固定側のリン
グにコイルを巻き付け、そのコイルに、高周波電圧の付
加手段と、コイルにおける電圧変化を検出する信号処理
手段とを接続して成る転がり軸受の回転速度検出装置。
【請求項２】上記信号処理手段が、上記コイルと共振
回路を形成するコンデンサと、その共振回路の信号を整
流平滑する回路と、その平滑された信号を基準値と比較
する比較回路とを具備し、コネクタ内に一体化されて成
る請求項１に記載の転がり軸受の回転速度装置。
【請求項３】上記コイルが、一方の軌道輪に設けたオ
イルシールの内部に組込まれている請求項１又は２に記
載の転がり軸受の回転速度検出装置。