JPH0587822A - 転がり軸受の回転速度検出装置 - Google Patents

転がり軸受の回転速度検出装置

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JPH0587822A
JPH0587822A JP3247783A JP24778391A JPH0587822A JP H0587822 A JPH0587822 A JP H0587822A JP 3247783 A JP3247783 A JP 3247783A JP 24778391 A JP24778391 A JP 24778391A JP H0587822 A JPH0587822 A JP H0587822A
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JP
Japan
Prior art keywords
ring
coil
rolling bearing
coils
teeth
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Pending
Application number
JP3247783A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuguto Nakaseki
嗣人 中関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0587822A publication Critical patent/JPH0587822A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

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、1
0、10’を設ける。検出リング7を周方向に分割し、
その分割部分の歯10、10’を半ピッチ分ずらし、各
分割部分にコイルL10、L20を巻き付ける。コイルを高
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各コイルL10、L20のイン
ダクタンスが変化するため、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
性材料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、同一ピッチで多数の歯を設
け、固定側のリングを径方向に2つの部分に分割すると
共に、その各分割部分の歯を円周方向に半ピッチ分ずら
して配置し、かつ、この各分割部分にそれぞれコイルを
巻き付けてその各コイルを互いに接続し、その接続した
コイルに、高周波電圧の付加手段と、コイルの接続部に
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、入力信号を整
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、コイルを高周波電圧によ
り励振すると、磁性材の各リングとコイルとの間で磁気
回路が形成される。この状態から各リングが相対回転す
ると、固定側リングの各分割部分の歯と回転側リングの
歯の対向状態により、分割部分と回転側リング間の磁気
抵抗(リアクタンス)が変化する。この抵抗の変化を、
コイルの接続部において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、軸受の回転速度を知る
ことができる。
【0012】上記の構造では、回転速度をコイルのリア
クタンスの変化から検出するため、0速やその近傍の低
速域でも回路速度を正確に検出することができる。ま
た、軸受に磁性体のリングやコイルを取付け、それらと
は離れて高周波電源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。
【0013】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。
【0014】
【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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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、パルサーリング4の歯
9と等しいピッチで多数の歯10、10’が形成されて
いる。この場合、4つのヨーク7a〜7dのうち、隣接
する1組のヨーク7a、7bの歯10は、他の組のヨー
ク7c、7dの歯10’がパルサーリング4の各歯9の
凹部と向き合ったときにパルサーリング4の各歯9の凸
部に向き合うように、歯の半ピッチ分だけ周方向に位相
をずらして配置されている。なお、上記のパルサーリン
グ4や検出リング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。
【0018】また、上記各ヨーク7a、7b、7c、7
dの首部には、それぞれコイルL1 、L1 ’、L2 、L
2 ’がシール部材6の内部に組み込まれた状態で巻き付
けられている。この各コイルのうち、上記ヨーク7a、
7bとヨーク7c、7dの組に対応する2組みのコイル
1 、L1 ’とコイルL2 、L2 ’は、それぞれ互いに
直列接続され(以下、接続されたコイルL1 、L1 ’全
体をコイルL10、コイルL2 、L2 ’全体をコイルL20
とする)、さらにそのコイルL10とコイルL20同士が
直列接続されており、そのコイルL10、L20の端部
に、高周波電圧付加手段11が接続されている。この高
周波電圧付加手段11は、正弦波から成る数10KHz
の高周波電圧をコイルL10、L20に発信するもので、コ
イルL10、L20に高周波電圧を付加することで励振させ
る。
【0019】また、各コイルL10、L20の接続部12に
は、その接続部12の電圧変化を入力する信号処理手段
13が接続されている。この手段13は、電圧信号を整
流・平滑する整流回路14と平滑回路15、及び平滑さ
れた信号を基準値mと比較する比較回路16とから構成
されている。
【0020】この信号処理手段13は、高周波電源付加
手段11と共に、転がり軸受1より離れた位置に設けた
電源と出力信号用コネクタに一体に内蔵されており、軸
受内部やその周囲の高温度によって内部のIC等の素子
が影響を受けないように配置されている。
【0021】また、信号処理手段13とコイルL10、L
20との間は、三芯シールドケーブル17で接続され、外
部ノイズの侵入が防止されている。
【0022】この実施例は上記のような構造であり、次
にその作用を説明する。
【0023】いま、検出リング7のコイルL10、L20
高周波電圧V1 を加えて励振させると、各コイルL10
20と、検出リング7、及びパルサーリング4により磁
気回路が形成される。
【0024】この状態から、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変化する。
【0025】この場合、図2に示すように、コイルL10
の巻かれたヨーク7a、7bの歯10がパルサーリング
4の歯9の凹凸に一致すると、コイルL20の巻かれたヨ
ーク7c、7dの歯10’がパルサーリング4の歯9と
凹凸が逆の状態になる。この状態では、コイルL10の形
成する磁気回路の抵抗は、コイルL20が形成する磁気回
路の抵抗に比べて小さくなるため、コイルのインダクタ
ンスは、コイルL10の方がコイルL20よりも大きくな
る。
【0026】一方、図2に示す状態の逆の場合では、反
対にコイルL20のインダクタンスが大きくなり、コイル
10のインダクタンスは小さくなる。
【0027】すなわち、コイルL10、L20の接続部12
の出力電圧V2 は、高周波電圧付加手段11の印加電圧
1 が一定であっても、パルサーリング4と検出リング
7の相対回転によって変化することになる。このため、
コイルの接続部12の出力電圧V2 を、信号処理手段1
3において整流・平滑すると、搬送波成分f0 が除去さ
れ、ついで、その処理した電圧を、比較回路16におい
て基準値mと比較することにより、パルサーリング4の
回転に伴う矩形波の信号を得ることができる。
【0028】なお、ここで、比較回路16における基準
値mの電圧は、両リング4、7の歯9、10、10’の
組合わせによって生じる出力電圧V2 の変化の中央値を
とるが、実際上、印加電圧のV1 を整流・平滑処理した
値の1/2の電圧値を用いれば、印加電圧V1 が変動し
た場合でも、常に一定の比率で基準値を設定することが
でき、安定した信号処理を行なうことができる。
【0029】一方、図3は、他の実施例を示す。この例
では、内輪2の外径面に、ゴムから成るオイルシール2
1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
する三芯ケーブルである。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、対向して設けたリ
ングの一方を分割し、その分割部分の外周の歯を半ピッ
チ分ずらし、分割部分に巻き付けたコイルのリアクタン
スの差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、軸受内に組込まれる磁性材のリング
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3】他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 6 シール部材 7 検出リング 9 歯 10、10’ 歯 11 高周波電圧付加手段 12 接続部 13 信号処理手段 21 オイルシール 22 検出リング L10、L20 コイル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転がり軸受の両軌道輪に、それぞれ磁性
    材料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、同一ピッチで多数の歯を設
    け、固定側のリングを径方向に2つの部分に分割すると
    共に、その各分割部分の歯を円周方向に半ピッチ分ずら
    して配置し、かつ、この各分割部分にそれぞれコイルを
    巻き付けてその各コイルを互いに接続し、その接続した
    コイルに、高周波電圧の付加手段と、コイルの接続部に
    おける電圧変化を検出する信号処理手段とを接続した転
    がり軸受の回転速度検出装置。
  2. 【請求項2】 上記信号処理手段が、入力信号を整流平
    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検出装置。
  3. 【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。
JP3247783A 1991-09-26 1991-09-26 転がり軸受の回転速度検出装置 Pending JPH0587822A (ja)

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JP3247783A JPH0587822A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 転がり軸受の回転速度検出装置

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JP3247783A JPH0587822A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 転がり軸受の回転速度検出装置

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JPH0587822A true JPH0587822A (ja) 1993-04-06

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ID=17168589

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JP3247783A Pending JPH0587822A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 転がり軸受の回転速度検出装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5603575A (en) * 1994-10-20 1997-02-18 Nsk Ltd. Rolling bearing unit with rotating speed detector
WO2004081581A1 (ja) * 2003-03-10 2004-09-23 Koyo Seiko Co., Ltd. 車軸支持装置
JP2008275506A (ja) * 2007-05-01 2008-11-13 Jtekt Corp センサ付き転がり軸受装置
US8167499B2 (en) 2007-05-01 2012-05-01 Jtekt Corporation Rolling bearing device with sensor

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