JP2003262646A - ワイヤレス回転検出装置および無線スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自己発電機能を有し、回転検出信号をワイヤ
レス送信して配線系を無くす構成としながら、無駄な放
電をできるだけ抑えて、長時間の回転停止後でも回転検
出信号を送信できるものとする。また、この回転検出装
置に用いることのできる無線スイッチ装置を提供する。 【解決手段】 このワイヤレス回転検出装置は、回転検
出手段と、送信手段と、その電源回路２４をオンオフす
る無線スイッチ回路５５とを備える。回転検出手段は、
ロータおよびステータからなる発電機４を有し回転検出
機能を備える。送信手段は、回転検出手段の回転検出信
号をワイヤレスで送信する。電源回路２４は、上記発電
機４の発電電力を上記送信手段に給電する。無線スイッ
チ回路５５は、特定の周波数の電波を検出する同調回路
５８と、電源回路２４に介在し同調回路５８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５６
とを有する。無線スイッチ装置５５の全体は、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動作
するものとする。

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、自動車のアンチ
ロックブレーキ装置等に用いられるワイヤレス回転検出
装置、およびそのワイヤレス回転検出装置に設けられる
無線スイッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の自動車には、低摩擦路やパニック
ブレーキ時のタイヤロックを検知し、ブレーキを緩めて
タイヤグリップを確保することで操舵安定性を図るアン
チロックブレーキ装置（ＡＢＳ）が多く採用されてい
る。ＡＢＳでは、車輪の回転速度を検出する装置が必要
であり、その回転検出装置として、車輪用軸受の内外輪
の相対回転で発電する発電機を用いたものが提案されて
いる。車輪用軸受は、路面に曝される厳しい環境下にあ
り、周辺に配線があると石跳ね等で断線の恐れが生じ
る。そのため、配線を無くすことが研究されている。回
転検出装置として発電機を用いたものは、回転検出のた
めの電源が不要で、車体から車輪用軸受へ引く電源系の
配線が不要になる。回転検出装置の検出信号は電線で車
体部に送信するのが一般的であるが、ワイヤレスで送信
することも提案されている。この場合、送信手段の電源
が必要であり、その電源として発電機の発電電力を蓄電
手段で蓄積して利用される。これにより車輪用軸受と車
体の間の配線を全く無くすことができる。図１３は、そ
の電源回路を示している。この電源回路では、通常速度
の走行時に発電機７４で起電される電流を整流ブリッジ
７５および平滑コンデンサ７６で整流・平滑化してか
ら、ダイオードおよび抵抗の並列回路７７を介してスー
パーキャパシタ７８に蓄積しておく。低速走行時に発電
電力が不足したときに、スーパーキャパシタ７８に蓄積
された電力で補うことによって、低速走行時でも送信手
段の動作が可能になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の場合、自動
車が停止してから、再発進するまでの時間が短いときに
は、スーパーキャパシタ７８に蓄積される電荷が十分保
持され、再発進時にも送信手段の電源が確保されて、回
転検出信号を送信することが可能である。しかし発電機
７４が停止すると、スーパーキャパシタ７８の蓄積電荷
が放電されるため、停止時間が長くなると送信手段への
電力供給が停止する。この場合には、再発進により一定
回転速度になり、発電電力が確保されるまでの間、送信
手段が作動せず、発進加速時における初期回転情報を送
信できないという問題点を有する。長時間の駐車後の発
進においても同様である。

【０００４】この発明の目的は、自己発電機能を有し、
回転検出信号をワイヤレス送信して配線系を無くす構成
としながら、無駄な放電をできるだけ抑えて、長時間の
回転停止後でも回転開始時から回転検出信号を送信でき
るワイヤレス回転検出装置を提供することである。この
発明の他の目的は、無電源でスイッチ動作できて、上記
のようなワイヤレス送信手段の電源操作に適した無線ス
イッチ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】この発明のワイヤレス回
転検出装置は、ロータおよびステータからなる発電機を
有し回転検出機能を備える回転検出手段と、この回転検
出手段の回転検出信号をワイヤレスで送信する送信手段
と、上記発電機の発電電力を上記送信手段に給電する電
源回路と、上記電源回路の電力供給をオンオフする無線
スイッチ装置とを設けたものである。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、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である。この
構成によると、回転動作時は回転検出手段が回転の検出
を行い、その回転検出信号がワイヤレスの送信手段から
送信される。この送信手段および回転検出手段の動作に
は、発電機の発電した電力が用いられる。このため、電
源供給や信号伝達のための外部配線が不要である。長時
間の回転停止を行うと、発電が止まるため、電源回路の
持つ蓄電手段の放電のために、やがては送信手段等への
電力供給ができなくなる。しかし、電源回路に介在した
無線スイッチ装置で電源オフとすることにより、放電が
抑制され、長時間の回転停止後に回転を再開したときに
も回転検出やその検出信号のワイヤレス送信が行える。
無線スイッチ装置は、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であるため、電力消
費の問題を生じることなく、無電源で動作させることが
できる。

【０００６】この発明のワイヤレス回転検出装置におい
て、上記無線スイッチ装置における同調回路の出力を整
流する整流回路を設け、上記同調回路と整流回路との間
に表面弾性波フィルタを介在させても良い。表面弾性波
フィルタを介在させると、特定周波数の選択特性を向上
させることができ、外部電波による誤動作を防止するこ
とができる。

【０００７】上記電源回路に、発電機の低速回転時にお
ける発電電力の低下分を補うスーパーキャパシタ、２次
電池、または１次電池を設けて良い。スーパーキャパシ
タを設けた場合は、コンパクトな構成で蓄電を行うこと
ができる。２次電池を設けた場合は、蓄えられる電力が
増加する。２次電池への充電は、上記発電機の発電電力
で行うようにする。１次電池の場合は充電が行えない
が、無線スイッチで電力消費を抑えることができるた
め、長期間の使用に耐える。

【０００８】上記回転検出手段は、発電した電圧信号で
回転を検出するものであっても、また発電機の発電電力
を電源とするセンサを有し、このセンサで回転検出を行
うものであっても良い。発電した電圧信号で回転を検出
するものとした場合は構成が簡単である。センサを別に
有する場合は、発電機の電圧信号では回転検出が行えな
いような極低速時であっても、回転検出が可能になる。
この場合も、発電機の発電電力をセンサの電源として用
いることができ、別に電源手段を設ける必要がない。

【０００９】この発明のワイヤレス回転検出装置は、発
電機のロータおよびステータが、車輪用軸受の回転側部
材および固定側部材にそれぞれ設置され、上記ワイヤレ
ス伝達手段の送信する回転検出信号が自動車のアンチロ
ックブレーキ装置の制御に用いられるものであっも良
い。自動車のアンチロックブレーキ装置の場合、回転検
出装置を設置する箇所は、車輪軸受等の路面に曝された
厳しい環境の箇所となり、配線があると石跳ね等で断線
の恐れがある。そのため、この発明のワイヤレス回転検
出装置の効果、つまり自己発電機能を有し、回転検出信
号をワイヤレス送信して配線系を無くす構成としなが
ら、無駄な放電をできるだけ抑えて、長時間の回転停止
後でも回転検出信号を送信できるという効果が、効果的
に発揮される。

【００１０】この発明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、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、装置全体が、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
ようにしたものである。この構成によると、電源手段を
要することなく、外部からの電波により半導体スイッチ
ング素子をオンオフさせることができ、構成もコンパク
トになる。そのため、発電機を備えたワイヤレス送信手
段等の電源のオンオフ操作等に効果的に使用できる。

【００１１】この発明の車輪用軸受装置は、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において、上記いずれか
の発明のワイヤレス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
置したものである。この構成によると、車輪用軸受装置
に車輪回転数の検出機能を有しながら、車外での断線の
恐れがなく、自動車の軽量化、コスト低下が図れる。

【００１２】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ワイヤレス回
転検出装置を用い、上記車輪支持部材および車体に上記
送信手段およびこの送信手段の信号を受信する受信手段
が各々設置されたものである。この構成によると、車輪
支持部材と車体との間のセンサ信号用の電線が省け、煩
雑な配線固定作業も不要となり、自動車の軽量化、コス
ト低下が図れる。また、無線スイッチで電源回路のオン
オフ操作が行えるため、車輪の回転による発電によって
動作するものとしながら、無駄な放電を抑え、長時間の
回転停止後の発進加速時における初期回転情報も得るこ
とができて、発進初期の制御を実現することができる。

【００１３】この発明のアンチロックブレーキ装置にお
いて、自動車に装備されて自動車の継続的停止時と移動
時とで状態が異なる機構に、継続的停止時の状態である
ことを検出する継続停止状態検出器を設け、この継続停
止状態検出器の検出信号によって、上記無線スイッチ装
置の同調回路で検出可能な無線信号を送信するスイッチ
オフ信号送信手段を設けても良い。このように継続停止
状態検出器の検出信号により動作するスイッチオフ信号
送信手段を設けると、停止状態が継続するときに、人の
操作を必要とせずに、回転検出装置の電源回路からの電
力供給がオフされるので、無駄な電力消費の確実な防止
が行える。スイッチオフ信号は、継続した送信信号の出
力をオフとした信号であっても良い。すなわち、スイッ
チオフ信号送信手段は、例えば、継続停止状態検出器の
検出信号がないときに、無線スイッチをオンさせる信号
を送信し続け、継続停止状態検出器の検出信号があった
ときに、そのオン信号をオフさせるものであっても良
い。

【００１４】上記継続停止状態検出器は、例えば、サイ
ドブレーキの制動状態、エンジンの停止状態、エンジン
キーの外れ状態、変速機が停止時シフト位置を取った状
態のいずれかを検出するものであっても良い。これらサ
イドブレーキの制動状態、エンジンの停止状態、エンジ
ンキーの外れ状態、変速機が停止時シフト位置を取った
状態は、いずれも、一般にある程度以上の長時間の停止
を伴う。また、最近の自動車では、これらの状態は、運
転者に知らせる信号生成等のために、検出する手段を備
えている。そのため、これらの状態を検出する手段を、
継続停止状態検出器を動作させる手段として利用するこ
とにより、専用のセンサを別に設けることなく、自動車
の継続的停止状態を検出して無線スイッチの適切なオン
オフを行わせることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態を図面
と共に説明する。図１はこの実施形態にかかるワイヤレ
ス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。上記
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り、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。

【００１６】内方部材２にはロータ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およびステータ１７は、発
電機４を構成するものである。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、ワイレヤス
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に送信部手段Ａが設置され、
車体３４に受信部手段Ｂが設置されている。受信手段５
Ｂ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。

【００１７】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。

【００１８】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、互いに内周側および外
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。

【００１９】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１６ａが挿通して取付け
らている。

【００２０】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。

【００２１】図３は発電機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が介在し、このＯリング２６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２
５の内周やステータ１７の外周に弾性材を設けても良
い。

【００２２】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。

【００２３】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、こ
こでは磁気センサ２３の感受面２３ａをロータ１８の着
磁面１８ａに対向させるために、一部（例えば１対）の
爪２１ａ，２１ｂが省略されている。

【００２４】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を介して検出・
送信回路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２９は、半田付けまたはコネクタにより検出・送信
回路３０に接続されている。検出・送信回路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。

【００２５】検出・送信回路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。なお、センサ２３を設け
ずに、検出・送信回路３０が発電機４の発電電圧を回転
検出信号として送信するものしても良い。

【００２６】図８は、上記電源回路２４の一例と、この
電源回路２４における無線スイッチ回路５５に無線信号
を送信するスイッチオフ信号送信手段とを複合させた説
明図を示す。電源回路２４の主要部では、発電機４から
の入力電圧が、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および半導体スイ
ッチング素子５６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ＶＣ
Ｃの間に、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１０に示すように２次電池５３
を用いても良い。２次電池５３を使用することで、自然
放電による電圧低下が少なくなり、長時間の電力保持が
可能である。また、図１１に示すように１次電池５４を
用いても良い。この場合には、充電用の回路配線が不要
である。

【００２７】無線スイッチ回路５５は、上記並列回路５
２とプラス側の電源出力端子ＶＣＣとの間に介在させて
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。同調回路５８
は、コイルとコンデンサの並列回路からなる。制御回路
５９は整流回路６０とコンデンサ６１とで構成される。

【００２８】図８において、継続停止状態検出器６５
は、自動車に装備された所定機構６６に設けられる。こ
の所定機構６６は、自動車の継続的停止時と移動時とで
状態が異なる機構である。継続的停止状態検出器６５は
自動車が継続的停止状態であることを検出する検出器で
あり、具体的にはサイドブレーキの制動状態、エンジン
の停止状態、エンジンキーの外れ状態、変速機が停止時
シフト位置にある状態のいずれかを検出する手段とされ
る。スイッチオフ信号送信手段６７は、継続停止状態検
出器６５の検出信号によって、無線スイッチ回路５５の
同調回路５８で検出可能な無線信号を送信する手段であ
り、送信アンテナ６８を有する。このスイッチオフ信号
送信手段６７は、車体３４（図１）の前記検出・送信回
路３０に近い部分に設置される。

【００２９】図８の無線スイッチ装置によると、自動車
が継続的停止状態であることを継続的停止状態検出器６
５が検出し、これに応答してスイッチオフ信号送信手段
６７から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がオフし、これにより電源回
路２４から送信手段５Ａへの電力供給がオフされる。ス
イッチオフ信号は、具体的には、継続した送信信号の出
力をオフとした信号としている。すなわち、スイッチオ
フ信号送信手段６７は、継続停止状態検出器６５の検出
信号がないときに、半導体スイッチング素子５６をオン
させる信号を送信し続け、継続停止状態検出器６５の検
出信号があったときに、そのオン信号をオフさせるもの
としてある。この無線スイッチ装置は、上記のように同
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をオンオフさせるもので
あるため、半導体スイッチング素子５６をオンオフさせ
るための電源を、発電機４やスーパーキャパシタ５１か
ら供給する必要がない。また、スイッチオフ信号送信手
段６７からの電波は同調回路５８によって選択されるた
め、同調周波数と一致する特定周波数の電波強度によっ
て半導体スイッチング素子５６をオンオフすることがで
きる。

【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の発電した電圧信号
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に内蔵した磁気セ
ンサ２３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や送信手段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
の蓄電手段（スーパーキャパシタ５１，２次電池５３）
に蓄電され、発電電力の不足時にはこれらの蓄電手段や
１次電池５４から給電されるので、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
た蓄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。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
や送信手段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。

【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
定速時の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、停止に近い極低速状態でも、
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には、図８に示したよ
うに無線スイッチ装置（無線スイッチ回路５５）が設け
られているので、例えば自動車がサイドブレーキなどで
停止して停止状態が継続するようなときに、これを継続
停止状態検出器６５が検出し、これに応答してスイッチ
オフ信号送信手段６７が無線スイッチ回路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。これにより、蓄電手段（スーパ
ーキャパシタ５１）から磁気センサ２３や送信手段５Ａ
への電力供給を停止し、蓄電回路に蓄積された電力の無
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、スイッチオフ信号送信手段６７からの
スイッチ用電波の送信を再開して、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
信手段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、図８の電源回路２４において、整流
回路６０の配置部に、例えば図９に示すようなダイオー
ドおよびコンデンサからなる昇圧回路６９を設けること
により、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をオフする動
作を確実なものとしても良い。図１０および図１１の構
成の電源回路２４においても、上記と同様に昇圧回路６
９を設けても良い。

【００３５】また、図８の電源回路２４において、同調
回路５８と整流回路６０との間に、図１２に示すように
表面弾性波フィルタ８１を挿入し、スイッチオフ信号送
信手段６７からの特定周波数の選択特性を向上させるこ
とで、外部電波による誤動作を防止するようにしても良
い。図１０および図１１の構成の電源回路２４の場合で
も、上記と同様に表面弾性波フィルタ８１を挿入しても
良い。

【００３６】なお、図５の例では磁気センサ２３を一つ
としたが、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９
０°異なる位置に配置されている。換言すれば、検出信
号の電気的位相角が略９０°となる間隔に２つの磁気セ
ンサ２３Ａ，２３Ｂが配置されている。これら両磁気セ
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２３Ａ，２３Ｂを設けることで、
そ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。

【００３７】

【発明の効果】この発明のワイヤレス回転検出装置は、
ロータおよびステータからなる発電機を有し回転検出機
能を備える回転検出手段と、この回転検出手段の回転検
出信号をワイヤレスで送信する送信手段と、上記発電機
の発電電力を上記送信手段に給電する電源回路と、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ため、自己発電機能を有し、回転
検出信号をワイヤレス送信して配線系を無くす構成とし
ながら、無駄な放電をできるだけ抑えて、長時間の回転
停止後でも回転開始時から回転検出信号を送信すること
ができる。この発明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、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、装置全体が、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
のとしたため、専用の電源を要することなく外部からの
電波により半導体スイッチング素子をオンオフさせるこ
とができ、構成もコンパクトになる。この発明の車輪用
軸受装置は、この発明のワイヤレス回転検出装置を備え
たものであるため、車輪回転数の検知機能を有しなが
ら、車外での断線の恐れがなく、自動車の軽量化、コス
ト低下が図れる。この発明のアンチロックブレーキ装置
は、車輪の回転数の検出にこの発明のワイヤレス回転検
出装置を用いたため、車輪支持部材と車体との間のセン
サ信号用の電線が省け、煩雑な配線固定作業も不要とな
り、自動車の軽量化、コスト低下が図れる。特に、自動
車に装備されて自動車の継続的停止時と移動時とで状態
が異なる機構に、継続的停止時の状態であることを検出
する継続停止状態検出器を設けこの継続停止状態検出器
の検出信号によって、上記無線スイッチ装置の同調回路
で検出可能な無線信号を送信するスイッチオフ信号送信
手段を設けた場合は、人による操作の要することなく、
無線スイッチ装置のオンオフによる無駄な放電の抑制が
行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態にかかるワイヤレス
回転検出装置を備えた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、および同図（Ｂ）の部分拡大図であ
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
とスイッチオフ信号送信手段との関係を示す説明図であ
る。

【図９】同電源回路に組み込む昇電圧回路の一例を示す
回路図である。

【図１０】同電源回路の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】同電源回路のさらに他の例を示す回路図であ
る。

【図１３】従来例の回路図である。

【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 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 ５６…半導体スイッチング素子 ５８…同調回路 ６０…整流回路 ６５…継続停止状態検出器 ６６…機構 ６７…スイッチオフ信号送信手段 ８１…表面弾性波フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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） 2F073 AA36 AB01 BB02 BC02 CC01 DD02 EE12 FF02 GG01 GG04 2F077 AA21 AA24 CC02 NN24 PP11 TT52 VV02 WW08

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータおよびステータからなる発電機を
   有し回転検出機能を備える回転検出手段と、この回転検
   出手段の回転検出信号をワイヤレスで送信する送信手段
   と、上記発電機の発電電力を上記送信手段に給電する電
   源回路と、上記電源回路の電力供給をオンオフする無線
   スイッチ装置とを設け、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ワイヤレス回転
   検出装置。
2. 【請求項２】 上記同調回路の出力を整流する整流回路
   を設け、上記同調回路と整流回路との間に表面弾性波フ
   ィルタを介在させた請求項１に記載のワイヤレス回転検
   出装置。
3. 【請求項３】 上記電源回路に、発電機の低速回転時に
   おける発電電力の低下分を補う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または請求項
   ２に記載のワイヤレス回転検出装置。
4. 【請求項４】 上記回転検出手段は、発電機の発電電力
   を電源とするセンサを有し、このセンサで回転検出を行
   うものである請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   のワイヤレス回転検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載のワイヤレス回転検出装置であって、上記発電機のロ
   ータおよびステータは、車輪用軸受の回転側部材および
   固定側部材にそれぞれ設置され、上記ワイヤレスの送信
   手段の送信する回転検出信号が自動車のアンチロックブ
   レーキ装置の制御に用いられるワイヤレス回転検出装
   置。
6. 【請求項６】 特定の周波数の電波を検出する同調回路
   と、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、装
   置全体が、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無線スイッチ装置。
7. 【請求項７】 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５のいずれかに記
   載のワイヤレス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。
8. 【請求項８】 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を備え、
   上記回転検出装置として請求項１ないし請求項５のいず
   れかに記載のワイヤレス回転検出装置を用い、上記車輪
   支持部材および車体に上記送信手段およびこの送信手段
   の信号を受信する受信手段が各々設置されたアンチロッ
   クブレーキ装置。
9. 【請求項９】 自動車に装備されて自動車の継続的停止
   時と移動時とで状態が異なる機構に、継続的停止時の状
   態であることを検出する継続停止状態検出器を設けこの
   継続停止状態検出器の検出信号によって、上記無線スイ
   ッチ装置の同調回路で検出可能な無線信号を送信するス
   イッチオフ信号送信手段を設けた請求項８に記載のアン
   チロックブレーキ装置。
10. 【請求項１０】 上記継続停止状態検出器は、サイドブ
    レーキの制動状態、エンジンの停止状態、エンジンキー
    の外れ状態、変速機が停止時シフト位置を取った状態の
    いずれかを検出するものである請求項９に記載のアンチ
    ロックブレーキ装置。