JP2003262645A

JP2003262645A - 回転検出装置およびこれを用いたアンチロックブレーキ装置

Info

Publication number: JP2003262645A
Application number: JP2002064088A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Oba; 博明大庭; Koichi Okada; 浩一岡田; Kenichi Iwamoto; 憲市岩本
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】自己発電機能で動作しながら、零速に近い極
低速時の回転検出が可能で、かつコンパクトな構成の回
転検出装置およびこれを用いたアンチロックブレーキ装
置を提供する。【解決手段】この回転検出装置は、発電機４と磁気セ
ンサ２３と電源回路２４とを備える。発電機４は、ステ
ータ１７およびロータ１８を有し、ロータ１８は円周方
向に並ぶ多数の磁極を有する多極磁石とされている。磁
気センサ２３は、ステータ１７またはこのステータを支
持する部材１に設置されて、上記ロータ１８の磁極を検
出する。電源回路２４は、発電機４の発電電力を磁気セ
ンサ２３の電源として利用する回路である。ステータ１
７は、磁気センサ２３の検出信号を送信するワイヤレス
の送信手段５Ａが設置される。この送信手段５Ａの電源
にも発電機４の発電電力を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転検出装置お
よびこれを用いたアンチロックブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のアンチロックブレーキ装置に
用いられる回転検出装置として発電機を用いたものがあ
る。この発電機は、車輪用軸受の回転部材である内輪に
ロータを、固定部材である外輪にステータをそれぞれ設
置してなり、発電により得た電圧信号から、車輪の回転
数を検出するものとされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように発
電機の電圧信号を回転検出に利用する構成では、車輪の
回転速度が殆ど零速であるような極低速時には、発電出
力が微弱ないし零となるので、回転速度検出ができない
という問題点があった。

【０００４】この発明の目的は、自己発電機能で動作し
ながら、零速に近い極低速時の回転検出が可能で、かつ
コンパクト構成の回転検出装置およびこれを用いたアン
チロックブレーキ装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の回転検出装置
は、ステータおよびロータを有し、上記ロータが円周方
向に並ぶ多数の磁極を有する多極磁石である発電機と、
上記ステータまたはこのステータを支持する部材に設置
され上記ロータの磁極を検出する磁気センサと、上記発
電機の発電電力を上記磁気センサの電源として利用する
電源回路とを備えたものである。ステータを支持する部
材は、例えば軸受の外輪にステータを取付ける場合、そ
の外輪を言う。この構成によると、発電機とは別の磁気
センサにより回転検出を行い、その磁気センサの電源と
して発電機の発電電力を利用するので、発電機の電圧信
号を回転検出に利用する場合には検出できない極低速時
の回転検出が可能となる。またロータが多極磁石である
ため、僅かな角度の回転でも検出することができる。ロ
ータは、回転検出のための磁気エンコーダと、発電のた
めの手段を兼用するため、発電機とセンサとを別に設け
ながら、部品点数が少ないコンパクトな構成とできる。

【０００６】この発明において、上記磁気センサとして
２つの磁気センサを設け、これら２つの磁気センサは、
互いに、上記多極磁石の磁極配列の繰り返し周期におけ
る位相が略９０°の位相差となるように配置しても良
い。このように構成した場合には、２つの磁気センサの
検出信号から回転方向を検出することができる。

【０００７】この発明において、上記ステータが、磁性
体のリング部材およびこのリング部材に収容されたコイ
ルを有し、上記リング部材は、ロータと対面する部分
に、互いに対向方向に延びる２組の櫛歯状の爪が形成さ
れたものであって、両組の各爪が隙間を介して円周方向
に交互に並ぶものであっても良い。このように、コイル
を収容した磁性体のリング部材で発電機ステータを構成
することにより、小型で効率の良い発電が行える。ま
た、リング部材を２組の櫛歯状の爪が周方向に交互に並
ぶものとした場合には、より一層、効率の良い発電が行
える。

【０００８】この発明において、上記リング部材の円周
方向の一部に、少なくとも上記爪を欠如させた欠如部を
設け、この欠如部に上記磁気センサを配置しても良い。
このように欠如部を設けることで、磁性体のリング部材
の磁気的影響を受けずに検出できる磁気センサの配置場
所が容易に得られる。

【０００９】この発明において、上記磁気センサの検出
信号をワイヤレスで送信する送信手段を設け、上記電源
回路は、上記発電機の発電電力を上記送信手段の電源と
して利用するものとしても良い。このように構成した場
合には、送信手段の電源として別途に電源を設ける必要
がなく、コンパクトに構成できる。

【００１０】この発明において、上記電源回路に、スー
パーキャパシタ、２次電池、または１次電池を設けても
良い。このように構成した場合、長時間にわたって回転
停止状態が続いても、回転再開時の回転検出を確実に行
うことができる。

【００１１】この発明において、上記電源回路の電力供
給をオンオフする無線スイッチ装置を設け、この無線ス
イッチ装置は、特定の周波数の電波を検出する同調回路
と、上記電源回路に介在し上記同調回路で検出された信
号によりオンオフする半導体スイッチング素子とを有
し、上記無線スイッチ装置の全体が、上記同調回路で得
られた電波の検出信号の電力を電源として動作するもの
としても良い。このように構成した場合、長時間にわた
って回転停止状態が続くときに、無線スイッチ装置への
スイッチ用電波の送信を停止し、または送信を行って、
その半導体スイッチング素子をオフさせることにより、
電源回路から磁気センサや送信手段への電力供給を停止
することができる。そのため、電力の無駄な消費を抑え
ることができ、また回転が再開された場合には、前記ス
イッチ用電波の送信を再開して、前記半導体スイッチン
グ素子をオンさせることにより、回転検出を確実に行う
ことができる。無線スイッチは、電波の検出信号を電源
として動作するため、別に電源を設けることが不要であ
り、電力消費の問題も生じない。

【００１２】また、この発明の回転検出装置付き軸受
は、転動体を介して互いに回転自在な固定部材および回
転部材と、上記いずれかの発明の回転検出装置とを備
え、この回転検出装置のステータを上記固定部材に、ロ
ータを上記回転部材に取付けたものである。この構成に
よると、回転部材の回転によって、磁気センサが回転部
材のロータの磁極変化を検出することで回転部材の回転
検出を行うことができる。また、磁気センサの電源とし
て、発電機の発電出力により充電されるスーパーキャパ
シタや２次電池または１次電池を利用することにより、
極低速回転でも回転検出を行うことができる。

【００１３】また、この発明の他の回転検出装置付き軸
受は、内周に複列の転走面を有する外方部材と、これら
転走面にそれぞれ対向する転走面を有する内方部材と、
両転走面間に収容される複列の転動体とを備え、車体に
対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であっ
て、上記いずれかの発明の回転検出装置を設け、この回
転検出装置におけるステータを上記外方部材および内方
部材のうちの一方の部材に、ロータを他方の部材にそれ
ぞれ設置している。車輪用軸受装置は、路面に曝される
厳しい環境あり、配線を行うとその断線の問題が生じ易
い。そのため、この発明の回転検出装置を備えること
で、電源配線が不要となり、その自己発電機能で動作し
ながら回転検出が可能という効果が、アンチロックブレ
ーキ装置の制御等に効果的に利用できる。特に、極低速
時の検出も可能であるため、より高度な制御が行える。

【００１４】この発明のアンチロックブレーキ装置は、
車輪の回転数を検出し、この検出信号によりブレーキ制
動力の制御を行うアンチロックブレーキ装置であって、
車輪と共に回転する回転部材に設置されたロータ、およ
び上記回転部材を支持する車輪支持部材に設置されたス
テータを有する回転検出装置と、車体に設置されて上記
制動力の制御を行う制御回路と、上記車輪支持部材およ
び車体に送信部および受信部が各々設置され、上記回転
検出装置の検出信号をワイヤレスで送信する伝達手段と
を備え、上記回転検出装置として、この発明の上記いず
れかの構成の回転検出装置を用いる。この構成による
と、極低速時時の検出が可能であり、高度な制御が行え
る。しかも、発電機能およびワイヤレスの送信機能を有
するため、車輪用軸受と車体間に電源配線や信号配線を
設けることが不要で、断線のない信頼性の高い制御が行
える。

【００１５】この発明のアンチロックブレーキ装置にお
いて、上記電源回路を、上記発電機の発電電力を上記送
信部の電源として用いるものとしても良い。このように
発電機の発電電力を磁気センサおよび送信部の電源とし
ても利用することにより、車輪用軸受と車体の間に行う
配線を全くなくし、信頼性の確保、および車輪用軸受装
置の取り扱い性の向上が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。図１はこの実施形態にかかる回転検出装置
が用いられたアンチロックブレーキ装置の概念構成を示
したものである。このアンチロックブレーキ装置は、車
輪３１の回転数を検出し、その検出信号によりブレーキ
３２の制動力の制御を行うものである。車輪３１は、車
輪用軸受装置３３を介して車体３４に回転自在に支持さ
れている。車輪用軸受装置３３は、固定部材となる外方
部材１と、回転部材となる内方部材２との間に転動体３
を介在させたものである。外方部材１は、車体３４から
下方に突出したサスペンション（図示せず）に、ナック
ル３５を介して支持されている。外方部材１およびナッ
クル３５により、回転部材である内方部材２を支持する
車輪支持部材が構成される。内方部材２は、一端の外周
に車輪取付フランジ２ａを有し、この車輪取付フランジ
２ａに車輪３１が取付けられている。車輪３１は、図示
の例では操舵輪である。車輪用軸受装置３３の内方部材
２は、等速ジョイント１５を介して車軸（図示せず）に
連結されている。

【００１７】内方部材２には発電機４のロータ１８が装
着され、このロータ１８に対峙してステータ１７が外方
部材１に装着されている。ロータ１８は円周方向に並ぶ
多数の磁極Ｎ，Ｓを有する環状の多極磁石である。ステ
ータ１７には前記ロータ１８の磁極Ｎ，Ｓを検出する磁
気センサ２３（図３）と、発電機４の発電電力を磁気セ
ンサ２３の電源として利用する電源回路２４（図７）と
が設けられている。磁気センサ２３の検出信号は、車体
３４に設置された制御回路３６に、ワイヤレス伝達手段
５を介して伝えられる。制御回路３６は、ブレーキ３２
の制動力の制御を行う手段である。ワイレヤス伝達手段
５は、外方部材１に設置された送信手段５Ａと、車体３
４に設置された受信手段５Ｂとを備える。受信手段５Ｂ
は、車体３４における例えばタイヤハウス３４ａ内に配
置される。

【００１８】ブレーキ３２は、車輪３１に設けられたブ
レーキドラムまたはブレーキディスク等の摩擦部材（図
示せず）に接して車輪３１を制動するものであり、油圧
シリンダ等を備えている。ブレーキペダル等のブレーキ
操作部材３７の操作は、変換手段３８を介して油圧力等
に変換され、増力してブレーキ３２に伝えられる。制動
力調整手段３９は、ブレーキ３２の制動力を調整する手
段であり、制御回路３６の指令に応じて制動力を調整す
る。制動力調整手段３９は、ブレーキ３２と変換手段３
８との間の油圧経路に設けられている。制御回路３６
は、磁気センサ２３で検出された車輪回転数に応じて制
動力調整手段３９に制動力の調整指令を与える手段であ
り、マイクロコンピュータ等の電子回路で構成されてい
る。

【００１９】以下、各部の詳細を説明する。図２に示す
ように、車輪用軸受装置３３は、互いに外周側，内周側
に位置する外方部材１と内方部材２の間に複列の転動体
３を介在させたものであり、これら内外の部材２，１間
の環状空間の一端部に発電機４が設置されている。外
方部材１は、内周に複列の転走面６，７を有し、これら
転走面６，７にそれぞれ対向する転走面８，９が内方部
材２の外周に設けられている。複列の転動体３は、転走
面６，８間、および転走面７，９間に収容される。この
車輪用軸受装置３３は、複列のアンギュラ玉軸受とさ
れ、背面合わせとなるように各転走面６〜９の接触角が
形成されている。転動体３は各列毎に保持器１０で保持
されている。内外の部材２，１間の両端は、シール１１
で密封されている。外方部材１は、一端に車体取付フラ
ンジ１ａを有し、この車体取付フランジ１ａを介して車
体３４のサスペンションのナックル３５に取付けられ
る。外方部材１は、全体が一体の部材である。内方部材
２は、車輪取付フランジ２ａを有し、この車輪取付フラ
ンジ２ａに車輪３１がボルト１４で取付けられる。

【００２０】内方部材２は、例えば、車輪取付フランジ
２ａを有するハブ輪２Ａと内輪構成部材２Ｂとを組合わ
せたものとされ、ハブ輪２Ａおよび内輪構成部材２Ｂの
それぞれに、上記複列の転走面８，９のうちの各列の転
走面８，９が形成されている。内方部材２に、等速ジョ
イント１５の外輪１５ａの軸部１６が挿通して取付けら
れている。

【００２１】図４は、発電機４のステータ１７を示す。
ステータ１７は、ポール状の爪２１ａ，２１ｂからなる
多数の磁極を並べた形式のものとされ、クローポール型
の発電機４を構成する。ステータ１７は、詳しくは、磁
性体のリング部材１９とこのリング部材１９内に収容さ
れたコイル２０とを備える。リング部材１９は断面形状
が箱型とされ、一対のリング部材構成材１９Ａ，１９Ｂ
に分割されている。各リング部材構成材１９Ａ，１９Ｂ
は、それぞれ側板部１９ａ，１９ｂと、これら側板部１
９ａ，１９ｂの外径縁から軸方向に延びる外周板部１９
ｃａ，１９ｃｂとを有し、これら外周板部１９ｃａ，１
９ｃｂを互いに重なるように嵌合させることで、両リン
グ部材構成材１９Ａ，１９Ｂが組み合わせられる。上記
嵌合部は、互いに隙間ができないように嵌合させ、ヨー
クとなるリング部材１９の内部の磁気回路における磁気
抵抗が小さくなるようにされる。両外周板部１９ｃａ，
１９ｃｂによって、リング部材１９の外周部１９ｃが構
成される。リング部材１９の内周部は、両側の側板部１
９ａ，１９ｂの内周縁から対向側に折り曲げられた櫛歯
状の複数の爪２１ａ，２１ｂにより形成される。爪２１
ａ，２１ｂの形状は、爪幅が先端に向けて漸減する形状
とされている。これらの対向する爪２１ａ、２１ｂは、
周方向に互いに所定の隙間をもって交互に配列されてい
る。側板部１９ａ，１９ｂの内周縁には、各爪２１ａ，
２１ｂの形成部分の間に切欠部２２ａ，２２ｂが設けら
れ、これら切欠部２２ａ，２２ｂに、対向側のフランジ
１９ａ，１９ｂの各爪２１ｂ，２１ａの先端が臨んでい
る。リング部材１９は、板金のプレス加工品とされ、板
金材料には例えば磁性ステンレス板や珪素鋼板等の磁性
部材が用いられる。

【００２２】図３は前記発電機４の設置状態を示す断面
図であり、図３（Ａ）は磁気センサ２３が配置される部
分の断面図を、図３（Ｂ）は磁気センサ２３が配置され
ていない部分の断面図をそれぞれ示す。ステータ１７
は、リング状の支持部材２５を介して外方部材１に固定
されている。すなわち、ステータ１７は支持部材２５の
内周側に嵌合され、この支持部材２５が外方部材１の外
周に嵌合されている。これにより、ステータ１７は、そ
の端面が外方部材１の端面に突き当てられて、軸方向に
位置決めされる。ステータ１７の端面と外方部材１の端
面との間にはＯリング２６が介挿され、このＯリング２
６が軸方向に圧縮され径方向に膨張することで、外方部
材１と前記支持部材２５との嵌合部からの浸水を防止す
るようにされている。なお、Ｏリング２５に代えて、支
持部材２５の内周やステータ１７の外周に弾性材を設け
ても良い。

【００２３】ロータ１８は、内方部材２の外径面に嵌合
して取付けられている。ステータ１７とロータ１８は、
ステータ１７の内径側の爪２１ａ，２１ｂと、ロータ１
８の着磁面１８ａとが径方向に互いに対向するように配
置される。ステータ１７のヨークである２つのリング部
材構成材１９Ａ，１９Ｂからなるリング部材１９の内部
には、弾性接着剤などの弾性部材２７が設けられ、リン
グ部材１９とその内部に収容されるコイル２０との電気
的絶縁および相対振動抑制が図られている。

【００２４】ステータ１７におけるリング部材１９内の
コイル２０の配置箇所よりも内径側に、磁気センサ２３
が配置される。この場合、磁気センサ２３の感受面２３
ａをロータ１８の着磁面１８ａに対向させるために、ス
テータ１７におけるリング部材１９の爪２１ａ，２１ｂ
の一部が省略されている。図５（Ａ）はそのステータ１
７の爪省略部を軸方向から見た図を示し、図５（Ｂ）は
その爪省略部を内径側から見た図を示す。すなわち、磁
気センサ２３の感受面２３ａをロータ１８の着磁面１８
ａに対向させるために１部（例えば１対）の爪２１ａ，
２１ｂが省略されている。

【００２５】磁気センサ２３とコイル２０のリード線
は、ステータ１７の内部に配置された基板２８に半田付
けされ、さらにその基板２８がピン２９を介して外部回
路３０に接続されている。基板２８の表面は、その半田
付け部２８ａ，２８ｂの振動等による接触不良を防止す
るため、樹脂等のモールド４０で覆われている。ピン２
９は、半田付けまたはコネクタにより外部回路３０に接
続されている。外部回路３０は、外方部材１の外周に嵌
合される支持部材２５の一端に形成された断面Ｌ字状の
フランジ部２５ａの外周側に設置され、その周囲が樹脂
等のモールド４１で覆われている。リング部材１９から
支持部材フランジ部２５ａに跨がって貫通形成されるピ
ン挿通孔４２は、モールドするか、ピン２９に弾性部材
を巻くことによりシールされる。

【００２６】外部回路３０は、図７に示すように、発電
機４の発電電力を磁気センサ２３の電源として利用する
電源回路２４と、磁気センサ２３の検出信号を電波とし
て送信する送信手段５Ａとからなる。送信手段５Ａは、
発振・変調回路４４および送信アンテナ４５で構成され
る。ワイヤレス伝達手段５の受信手段５Ｂは、受信アン
テナ４６と、受信信号を同調して復調する同調復調回路
４７とで構成される。

【００２７】図８は、上記電源回路２４の具体例を示
す。発電機４からの入力電圧は、整流ブリッジ４８と平
滑コンデンサ４９とで整流・平滑され、ダイオード５０
を介して電源出力端子ＶＣＣから出力される。ダイオー
ド５０よりも後段で、プラス側の電源出力端子ＶＣＣお
よびグランド端子ＧＤＮの間には、スーパーキャパシタ
５１を介在させる。スーパーキャパシタ５１には、例え
ば０．１Ｆのコンデンサを用いる。スーパーキャパシタ
５１のプラス側と出力電源端子ＶＣＣの間には、ダイオ
ードと抵抗の並列回路５２を介在させる。スーパーキャ
パシタ５１は、発電機４で発電した電力を蓄積する蓄電
手段となるものである。なお、ダイオードと抵抗の並列
回路５２に代えて、スーパーキャパシタ５１と並列にツ
ェナダイオード（図示せず）を接続しても良い。図８で
は、充電のためにスーパーキャパシタ５１を用いている
が、図９に示すように２次電池５３を用いても良い。ま
た、図１０に示すように１次電池５４を用いても良い。

【００２８】図１１は、上記電源回路２４のさらに他の
例を示す。この例では、図８の回路において、並列回路
５２とプラス側の電源出力端子ＶＣＣと間に無線スイッ
チ装置を構成する回路５５を介在させている。この無線
スイッチ回路５５は、電源回路２４の電力供給をオンオ
フする回路であって、ＦＥＴ（電界効果型トランジス
タ）からなる半導体スイッチング素子５６と、受信アン
テナ５７と、受信される特定の周波数の電波を検出する
同調回路５８と、この同調回路５８で検出された信号に
応答して前記半導体スイッチング素子５６をオンオフす
る制御回路５９とを有する。制御回路５９は整流ブリッ
ジ６０とコンデンサ６１とで構成される。

【００２９】図１１の電源回路２４によると、特定の周
波数の電波が送られたときに、同調回路５８で得られた
電波の検出信号の電力を電源として半導体スイッチング
素子５６がオンオフし、これにより電源回路２４から送
信部５Ａへの電力供給がオンオフされる。

【００３０】上記構成の作用を説明する。図１におい
て、車輪回転数の信号は、発電機４の発電電圧からでは
なく、発電機４のロータ１８を磁気エンコーダとして、
その磁極変化をステータ１７側に内蔵した磁気センサ２
３で検出することにより得られる。発電機４で得られる
電力は磁気センサ２３や送信部５Ａの電源として利用さ
れる。発電機４で得られる電力は電源回路２４の充電回
路（スーパーキャパシタ５１，２次電池５３，１次電池
５４）で充電されるので、停止後の極低速時の回転検出
が可能となる。

【００３１】すなわち、上記したクローポール型発電機
４は、小型で多極化が可能な発電機とできるが、低速回
転では、発電電力が小さく、そのまま電源として利用で
きないことが考えられる。この実施形態では、電源回路
２４にスーパーキャパシタ５１や２次電池５３を用いた
充電回路を設けており、これにより走行時に発電した電
力を数秒で充電することが可能になる。あるいは１次電
池５４を用いる。一般的に、制動に至るまでの経過時間
は０．８秒、空走時間が０．８秒、制動時間が０．２秒
（制動初速度：５ｋｍ／ｈ、制動距離：５ｍ）の時間が
かかる。例えばスーパーキャパシタ５１で充電した電力
を利用すると、磁気センサ２３や送信部５Ａの電源とし
て１０秒以上にわたって使用可能となる。このため、回
転数が２０ｒｐｍ（車速２〜３ｋｍ／ｈ）以下になって
も電力供給でき、磁気センサ２３による車輪回転数の信
号を、回転数が略０ｒｐｍ（車速略０ｋｍ／ｈ）まで、
制御回路３６（図１）でのセンサ信号の検出が可能にな
る。すなわち、多極磁石からなるロータ１８の磁極間隔
の回転があれば、検出が可能になる。

【００３２】アンチロックブレーキ装置は、減速時の操
舵安定性を確保するためのものであるが、このように、
高速走行時に必要な電力を蓄えておき、この電力により
減速時に発電電力の低下分を補うことで、発電機４のみ
で動作させる場合よりも、停止に近い低速状態でも、ア
ンチブロックブレーキ装置を安定して動作させることが
できる。

【００３３】また、電源回路２４に、図１１に示したよ
うに無線スイッチ装置（無線スイッチ回路５５）を設け
た場合には、例えば自動車がサイドブレーキなどで停止
したようなときに、無線スイッチ回路５５へのスイッチ
用電波の送信を停止して、その半導体スイッチング素子
５６をオフさせることにより、蓄電手段（スーパーキャ
パシタ５１）から磁気センサ２３や送信部５Ａへの電力
供給を停止し、蓄電手段に蓄電された電力の無駄な消費
を抑えることができる。サイドブレーキが解除された場
合には、前記スイッチ用電波の送信を再開して、前記半
導体スイッチング素子５６をオンさせることにより、磁
気センサ２３や送信部５Ａへの電力供給を再開させるこ
とで、回転検出を確実に行うことができる。

【００３４】なお、前記実施形態において、磁気センサ
は図６に示すように２つ設けても良い。図６（Ａ）はこ
の場合の発電機ステータ１７における磁気センサ設置部
を軸方向から見た図を、図６（Ｂ）は同磁気センサ設置
部を内径側から見た図をそれぞれ示す。２つの磁気セン
サ２３Ａ，２３Ｂは、ロータ１８の磁極配列の繰り返し
周期における位相が互いに９０°異なる位置に配置され
ている。換言すれば、２つの磁気センサ２３Ａ，２３Ｂ
は、検出信号の電気的位相角が略９０°となるように配
置されている。これら磁気センサ２３Ａ，２３Ｂをステ
ータ１７側に設置するために、ステータ１７におけるリ
ング部材１９では２対の爪２１ａ，２１ｂが省略されて
いる。このように位相差を持つ２つの磁気センサ２３
Ａ，２３Ｂを設けた場合は、両磁気センサ２３Ａ，２３
Ｂの検出信号の位相差から、車輪の回転方向を検出する
ことができる。

【００３５】この発明の他の実施形態を図１２〜図１４
に示す。図１２（Ａ）は発電機４の設置部の断面図を、
図１２（Ｂ）はその発電機４における磁気センサ２３配
置部の断面図をそれぞれ示す。この実施形態では、図１
〜図１１に示す第１の実施形態において、発電機ステー
タ１７のヨークとなるリング部材１９が、図１２（Ａ）
のように断面概形が逆Ｕ字状に組まれる２つのリング部
材構成材１９Ｃ，１９Ｄと、両リング部材構成材１９
Ｃ，１９Ｄの側板部分の間に軸方向に架け渡された１つ
のリング部材構成材１９Ｅとで構成される。リング部材
構成材１９Ｃの内径側に爪２１ａ，２１ｂが形成される
と共に、架橋部となるリング部材構成材１９Ｅにコイル
２０が巻かれている。これにより、ロータ１８側から出
た磁束が爪２１ａ，２１ｂからリング部材構成材１９Ｃ
−１９Ｅ−１９Ｄの経路を経て、爪部２１ａ，２１ｂか
らロータ１８に戻り、架橋部となるリング部材構成材１
９Ｅに巻いたコイル２０に磁束を鎖交させるようになさ
れている。このようにリング部材１９を構成した場合
は、第１の実施形態の場合のようにリング部材１９をリ
ング状の支持部材２５の内周側に直接嵌合させることが
できないので、リング部材構成材１９Ｅの両端に係合ピ
ン（図示せず）を、他の２つのリング部材構成材１９
Ｃ，１９Ｄに前記係合ピンが係合する係合孔（図示せ
ず）を形成して、前記係合ピンを前記係合孔に係合させ
ることでリング部材１９を仮組みした後に、その周囲を
弾性材のモールド６２で覆うことによりステータ１７が
構成されている。

【００３６】上記ステータ１７においては、図１２
（Ｂ）のように周方向においてコイル２０が途切れる部
分６３が確保される。上記モールド６２の形成後、コイ
ル途切れ部分６３に磁気センサ２３を配置し、磁気セン
サ２３の周囲をさらに弾性材のモールド６４で覆うこと
により、ステータ１７内に磁気センサ２３が内蔵され
る。図１３は、このステータ１７の磁気センサ２３の設
置部を軸方向から見た図を示す。その他の構成および効
果は第１の実施形態と同じである。

【００３７】図１４は、図１２の実施形態において、ス
テータ１７に２つの磁気センサ２３Ａ，２３Ｂを設けた
例を軸方向から見た図を示す。２つの磁気センサ２３
Ａ，２３Ｂは、ロータ１８の磁極配列の繰り返し周期に
おける位相が互いに９０°異なる位置に配置されてい
る。これにより、２つの磁気センサ２３Ａ，２３Ｂの検
出信号から車輪の回転方向を検出することができる。

【００３８】図１５は、この発明のさらに他の実施形態
を示す。この実施形態では、図１〜図１１に示す第１の
実施形態において、車輪用軸受装置３３は、その内方部
材２が、ハブ輪２Ａと、等速ジョイント１５の軸部１６
からなる内輪構成部材２Ｂとで構成された第４世代の内
輪回転タイプであって、内方部材２の一方の転走面９は
等速ジョイント１５の軸部１６の大径部１６ａの外径面
に形成されている。軸部１６の小径部１６ａはハブ輪２
Ａ内に嵌合している。この実施形態では、内外の部材
２，１間の環状空間内における両列の転動体３，３間に
発電機４が配置されている。その他の構成および効果は
第１の実施形態と同じである。

【００３９】図１６は、この発明のさらに他の実施形態
を示す。この実施形態では、図１〜図１１に示す第１の
実施形態において、発電機４のステータ１７側に内蔵す
る磁気センサ２３を、その感受面２３ａが内方部材２側
のロータ１８の端面１８ｂと軸方向に対向する位置に配
置したアキシアル型としたものである。発電機４そのも
のは、そのステータ１７が内方部材２側のロータ１８と
径方向に対向するラジアル型とされている。その他の構
成は第１の実施形態と同じである。

【００４０】図１７〜図２１は、この発明のさらに他の
実施形態を示す。図１７（Ａ）はその発電機４における
磁気センサ２３の設置部を示す断面図、図１７（Ｂ）は
その発電機４における磁気センサ２３が設置されない部
分を示す断面図である。この実施形態では、図１〜図１
１に示す第１の実施形態において発電機４そのものをア
キシアル型とすると共に、磁気センサ２３もアキシアル
型としたものである。すなわち、内方部材２側に設けら
れる発電機ロータ１８は、周方向に磁極Ｎ，Ｓの並ぶ着
磁面１８ａが軸方向に向くように設置されている。図１
９にそのロータ１８を軸方向から見た図を示す。また、
発電機ステータ１７のリング部材１９は、３つのリング
部材構成材１９Ｆ，１９Ｇ，１９Ｈで構成されている。
図１８にそのリング部材１９を軸方向から見た図を示
す。このリング部材１９の前記ロータ１８に対向する一
端部には、径方向に延びる複数の爪２１ａ，２１ｂが周
方向に並べて配列されている。これらの爪２１ａ，２１
ｂの配列ピッチはロータ１８の磁極Ｎ，Ｓの配列ピッチ
に揃えられている。その一部の爪２１ａ，２１ｂを省略
して、その省略部に磁気センサ２３が配置され、これに
より磁気センサ２３の感受面２３ａがロータ１８の着磁
面１８ａに対向するようにされている。図２０（Ａ）は
前記ステータ１７における磁気センサ２３の設置部を軸
方向から見た図を示し、図２０（Ｂ）はこれに対向する
ロータ１８の一部を軸方向から見た図を示す。その他の
構成および効果は、第１の実施形態と同じである。

【００４１】図２１は、前記ステータ１７に２つの磁気
センサ２３Ａ，２３Ｂを設けた例を軸方向から見た図を
示す。２つの磁気センサ２３Ａ，２３Ｂは、ロータ１８
の磁極配列の繰り返し周期における位相が互いに９０°
異なる位置に配置されている。これにより、２つの磁気
センサ２３Ａ，２３Ｂの検出信号から車輪の回転方向を
検出することができる。

【００４２】

【発明の効果】この発明の回転検出装置は、ステータお
よびロータを有し、上記ロータが円周方向に並ぶ多数の
磁極を有する多極磁石である発電機と、上記ステータま
たはこのステータを支持する部材に設置され上記ロータ
の磁極を検出する磁気センサと、上記発電機の発電電力
を上記磁気センサの電源として利用する電源回路とを備
えたため、自己発電機能で動作しながら、発電機の電圧
信号を回転検出に利用する場合には検出できないような
極低速時の回転検出が可能となる。また、ロータが回転
検出のための磁気エンコーダと発電のための手段を兼用
するため、発電機と別にセンサを設けていながら、部品
点数の増加が少なく、コンパクトな構成となる。上記磁
気センサとして２つの磁気センサを設け、略９０°の位
相差となるように配置した場合は、回転方向も検出する
ことができる。この発明の車両用軸受装置は、この発明
の回転検出装置を備えるため、極低速時の検出が可能
で、高度な制御が行え、しかも発電機能およびワイヤレ
スの送信機能を有するため、車輪用軸受と車体間に電源
配線や信号配線を設けることが不要で、断線のない信頼
性の高い制御が行える。この発明のアンチロックブレー
キ装置は、車両用軸受装置にこの発明の回転検出装置を
備えるため、極低速時や停止時の検出も可能で、高度な
制御が行え、しかも発電機能およびワイヤレスの送信機
能を有するため、車輪用軸受と車体間に電源配線や信号
配線を設けることが不要で、断線のない信頼性の高い制
御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるアンチロックブ
レーキ装置の概念構成を示す説明図である。

【図２】その車輪用軸受装置を、発電機およびワイヤレ
ス伝達手段の送信手段と共に示す断面図である。

【図３】（Ａ）は同車輪用軸受装置における発電機の磁
気センサ設置部を示す断面図、（Ｂ）は同発電機の磁気
センサ非設置部を示す断面図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ発電機ステータの破
断側面図、正面図、および分解状態の側面図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は発電機を軸方向から見た部分
拡大図、および同発電機ステータを内径側から見た部分
拡大図である。

【図６】（Ａ），（Ｂ）はステータに２つの磁気センサ
を設置した発電機の例を軸方向から見た部分拡大図、お
よび同発電機ステータを内径側から見た部分拡大図であ
る。

【図７】同発電機におけるワイヤレス伝達手段のブロッ
ク図である。

【図８】同発電機ステータの外部回路における電源回路
の一例を示す回路図である。

【図９】同電源回路の他の例を示す回路図である。

【図１０】同電源回路のさらに他の例を示す回路図であ
る。

【図１１】同電源回路のさらに他の例を示す回路図であ
る。

【図１２】（Ａ）はこの発明の他の実施形態における発
電機の磁気センサ設置部を示す断面図、（Ｂ）は同発電
機の磁気センサ非設置部を示す断面図である。

【図１３】同発電機を軸方向から見た部分拡大図であ
る。

【図１４】ステータに２つの磁気センサを設置した発電
機の例を軸方向から見た部分拡大図である。

【図１５】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪
用軸受装置を示す断面図である。

【図１６】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にお
ける発電機の磁気センサ設置部を示す断面図、（Ｂ）は
同発電機の磁気センサ非設置部を示す断面図である。

【図１７】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にお
ける発電機の磁気センサ設置部を示す断面図、（Ｂ）は
同発電機の磁気センサ非設置部を示す断面図である。

【図１８】同発電機のステータを軸方向から見た全体図
である。

【図１９】同発電機のロータを軸方向から見た全体図で
ある。

【図２０】（Ａ），（Ｂ）は同発電機のステータおよび
ロータをそれぞれ軸方向から見た要部拡大図である。

【図２１】（Ａ），（Ｂ）はステータに２つの磁気セン
サを設置した発電機の例におけるステータおよびロータ
をそれぞれ軸方向から見た要部拡大図である。

【符号の説明】

１…外方部材２…内方部材３…転動体４…発電機５…ワイヤレス伝達手段５Ａ…送信手段５Ｂ…受信手段６〜９…転走面１７…ステータ１８…ロータ１９…リング部材２０…コイル２１ａ，２１ｂ…爪２２ａ，２２ｂ…切欠部２３，２３Ａ，２３Ｂ…磁気センサ２４…電源回路３１…車輪３３…車輪用軸受装置３４…車体３６…制御回路５１…スーパーキャパシタ５３…２次電池５４…１次電池５５…無線スイッチ回路（無線スイッチ装置）５６…半導体スイッチング素子５８…同調回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０８Ｃ 17/00 Ｇ０８Ｃ 17/00 ＡＨ０２Ｋ 11/00 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｂ (72)発明者岩本憲市静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内Ｆターム(参考） 2F034 EA01 EA04 EA05 EA10 EA24 2F073 AA19 AA32 AA36 AB07 AB12 AB14 BB02 BC02 CC01 DD02 EE12 FF02 GG02 GG04 2F077 AA27 AA43 CC02 NN04 NN07 NN17 PP11 QQ05 VV02 3D046 BB15 BB28 HH36 5H611 AA01 BB02 PP05 QQ01 QQ03 RR02 UA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータおよびロータを有し、上記ロー
タが円周方向に並ぶ多数の磁極を有する多極磁石である
発電機と、上記ステータまたはこのステータを支持する
部材に設置され上記ロータの磁極を検出する磁気センサ
と、上記発電機の発電電力を上記磁気センサの電源とし
て利用する電源回路とを備えた回転検出装置。
【請求項２】上記磁気センサとして２つの磁気センサ
を設け、これら２つの磁気センサは、互いに、上記多極
磁石の磁極配列の繰り返し周期における位相が略９０°
の位相差となるように配置した請求項１に記載の回転検
出装置。
【請求項３】上記ステータが、磁性体のリング部材お
よびこのリング部材に収容されたコイルを有し、上記リ
ング部材は、ロータと対面する部分に、互いに対向方向
に延びる２組の櫛歯状の爪が形成されたものであって、
両組の各爪が隙間を介して円周方向に交互に並ぶもので
ある請求項１または請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】上記リング部材の円周方向の一部に、少
なくとも上記爪を欠如させた欠如部を設け、この欠如部
に上記磁気センサを配置した請求項１ないし請求項３の
いずれかに記載の回転検出装置。
【請求項５】上記磁気センサの信号をワイヤレスで送
信する送信手段を設け、上記電源回路は、上記発電機の
発電電力を上記送信手段の電源として利用するものとし
た請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の回転検出
装置。
【請求項６】上記電源回路に、スーパーキャパシタ、
２次電池、または１次電池を設けた請求項１ないし請求
項５のいずれかに記載の回転検出装置。
【請求項７】上記電源回路の電力供給をオンオフする
無線スイッチ装置を設け、この無線スイッチ装置は、特
定の周波数の電波を検出する同調回路と、上記電源回路
に介在し上記同調回路で検出された信号によりオンオフ
する半導体スイッチング素子とを有し、上記無線スイッ
チ装置の全体が、上記同調回路で得られた電波の検出信
号の電力を電源として動作するものとした請求項１ない
し請求項６のいずれかに記載の回転検出装置。
【請求項８】転動体を介して互いに回転自在な固定部
材および回転部材と、請求項１ないし請求項７のいずれ
かに記載の回転検出装置とを備え、この回転検出装置の
ステータを上記固定部材に、ロータを上記回転部材に取
付けた回転検出装置付き軸受。
【請求項９】内周に複列の転走面を有する外方部材
と、これら転走面にそれぞれ対向する転走面を有する内
方部材と、両転走面間に収容される複列の転動体とを備
え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受
装置において、請求項１ないし請求項７のいずれかに記
載の回転検出装置を設け、この回転検出装置におけるス
テータを上記外方部材および内方部材のうちの一方の部
材に、ロータを他方の部材にそれぞれ設置した車輪用軸
受装置。
【請求項１０】車輪の回転数を検出し、この検出信号
によりブレーキ制動力の制御を行うアンチロックブレー
キ装置において、車輪と共に回転する回転部材に設置さ
れたロータ、および上記回転部材を支持する車輪支持部
材に設置されたステータを有する回転検出装置と、車体
に設置されて上記制動力の制御を行う制御回路と、上記
車輪支持部材および車体に送信部および受信部が各々設
置され、上記回転検出装置の検出信号をワイヤレスで送
信する伝達手段とを備え、上記回転検出装置として、請
求項１ないし請求項７のいずれかに記載の回転検出装置
を用いたアンチロックブレーキ装置。
【請求項１１】上記電源回路を、上記発電機の発電電
力を上記送信部の電源として用いるものとした請求項１
０に記載のアンチロックブレーキ装置。