JPH03245062A - 伝動装置出力速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、信頼できる出力速度センサを組込むように標
準自動車伝動装置の設計し直しを最小限にする試みにお
いて、伝動装置・・ウジング内にほとんど又は全く余分
な空間を必要としない新規な伝動装置出力速度センサに
関するものである。

〔従来の技術〕

エンジン、懸架装置及び駆動列技術にシいて著しい機械
的改良があったが、最近の１０年は、自動車産業［＞け
る電子的革命を特徴とすることができる。

電子制御装置（ＥＣＵ）がセンサから情報を集め、今日
の自動車に卦ける多くの重要な機能の実行を指令する。

電子制御装置が著しい食い込みを行った四つの主なカテ
ゴリがある。すなわち、（１）エンジン、（２）伝動装
置、（３）懸架装置及び（４）アンチロック制御／牽引
制御装置である。これらのすべての場合、構成要素の回
転運動又は位置変化の信号は、電子制御装置へ送られ、
電子制御装置は、それらの信号を動作条件に理想的な計
算された又はマツプされた値と比較する。次に、電子制
御装置は、理想的条件からのずれを最小限にするために
制御された機能の変更を開始する。この方式が効果的に
作用するためには、高い信頼度、良好な分解能及び経済
的センサ装置を必要とする。

自動車に訃げる運動や位置を検知するために、発展した
別個の四つの装置があシ、それらは、（１）受動又は可
変リラクタンスセンサ、（２）ホール効果センサなどの
能動センサ、（３）光学センサ及び（４）加速度計であ
る。可変リラクタンスセンサは、主に車輪速度検知のた
めのアンチロック制御装置ＣＡＢＳ）及び自動伝動装置
出力速度検知にシいて用いられてきた。ホール効果セン
サば、はとんど点火系統に用いられたが、光学センサ及
び加速度センサは懸架装置制御装置にふ・いて用いられ
ている。

本発明は、主に、自動車の懸架装置の出力速度を検出す
るのに用いられるセンサに関する。現在は、可変リラク
タンスセンサが懸架装置出力速度を検知するのに用いら
れる。これらのセンサは、普通は、強磁性励起子リング
又はスロット付車が検出器を通過するとき、磁界の強さ
の変化を測定する。すなわち、励起子リングの可動歯は
可変リラクタンス検出器、すなわち、コイルと磁石、の
付近にシける磁束を変化させ、電流のパルスを誘起する
。コイルからの出力は、励起子リングの速度に比例する
振幅をもった正弦波である。検出器信号の周波数は、伝
動装置の回転速度を計算するのに用いられる。

百出の米国特許第３．７１６．７８８号は車軸受組立に
車軸速度を測定するために追加された従来の可変リラク
タンスセンサを記載している。スロット付回転子が定置
外側軸受リングに固定されたスロット付固定子に向かい
合せに回転可能な内側軸受リングに形成されている。外
側軸受リングはまた回転中に回転子と固定子の歯の整列
によって誘起される磁束の変化に従って電圧を生ずる磁
気コイルピックアップ又は検出器を支持する。発生され
る交流電流の周波数は車軸の回転速度に比例している。

同様の型の速度センサがアンセルミノＣＡｎｓｅ１ｍｉ
ｎｏ）の米国粋許第３．８２６．９３３号に開示されて
いる。

この速度センサは、軸受の定置リングに固着された磁気
コイル又は検出器を備え、強磁性歯を有する車がころ軸
受の回転可能なリングに固着されている。

伝動装置の出力速度を測定するのに可変リラクタンスセ
ンサを用いることに関連した問題は、多数の歯を伝動装
置出力軸に取付けた別個の励起子リング又はスロット付
車を設けるという現在のやり方を含んでいる。これらの
可変リラクタンスセンサは、別個の励起子リングを伝動
装置に追加することを必要とし、これは貴重な空間をふ
さぎ、製品原価を増大させ、伝動装置の総合重量を大き
くする。普通には、従来の可変リラクタンスセンサ装置
に必要な空間は、該センサを特別に設計して、完全に新
しい伝動装置にしなげれば利用できない。たとえば、代
表的な後輪駆動乗用車にふ・いて、センサを伝動装置の
内部に採用することは、総合寸法のような何らかの他の
重要な設計考慮を犠牲にして励起子リングのために追加
される空間を考慮に入れたければならない。

別個の励起子リングを用いる可変リラクタンスセンサに
関連するもう一つの問題は、不正確な磁界測定値を生ず
る可能性のあることである。

〔発明が解決しようとする課題〕

装置の機械的設計変更を最小限にし、性能要件、信頼性
及び原価要件を満たすどんなセンサも自動車設計者によ
って極めて望ましいと考えられている。したがって本願
発明はほとんど又は全く余分の空間を必要とせず、非常
に信頼性が高く、費用効率がよい伝動装置の開発を目的
とした。１本発明は、可変リラクタンスセンサ付新設計
形一体スラスト軸受組立体及びホール効果センサ付スラ
スト軸受組立体の適用を含む。スラスト軸受組立体は、
サントス（Ｓａｎｔｏｓ）ほかの米国特許第４．８７５
，７８５号に明示されているようにホール効果センサ及
び可変リラクタンスセンサを利用すると知られていたが
、本願発明は、ホール効果又は一体可変リラクタンスセ
ンサのいずれかを組込むように独特に新しく設計した自
動車伝動装置のスラスト軸受組立体である。

本発明のそのほかの利点は以下の記載から明らかになる
。

〔課題を解決するための手段〕

新規な伝動装置出力速度センサが自動車伝動装置のスラ
スト軸受組立体の周りに取付けられたホル効果センサ又
は可変リラクタンスセンサのいずれかを備えている。

スラスト軸受組立体は、普通は、伝動出力軸と同じ速度
で回転する差動装置ケースの周りに取付けられ、第１の
スラスト板と第２のスラスト板の間に配置されたスラス
ト軸受を備えている。第２のスラスト板は第１のスラス
ト板に対して相対的に回転できる。なシ、第２のスラス
ト板は、引き延ばされていて、スラスト軸受用の軌道と
なるとともに、第２のスラスト板の半径方向部分におい
て磁界を恒久的に与える磁気手段を支持する。センサ要
素又は検出器が磁界を検出するために磁気手段に向かい
合せに配置されている。磁気手段は、第２のスラスト板
の半径方向部分の全周の周りに配置された複数の恒久的
に磁化された磁極セグメントであるのが好普しい。この
好ましい実施例に従って磁界を検出するために用いられ
るセンサ要素又は検出器は、ホール効果検出器である。

筐た、第２のスラスト板は、細長くて、第２のスラスト
板の半径方向部分の周りに配置された等間に離間したス
ロット付端えていてもよい。スロット付スラスト板は、
スロット付スラスト板によって誘起される磁界の変化を
検出することのできるセンサ要素又は検出器に向い合せ
に取付けられ、それによって別個のスロット付車を用い
なくてもよくする。第２のスラスト板は、普通は、強磁
性材料からなっている。センサ要素又は検出器は。

可変リラクタンス検出器又は渦流検出器のいずれかであ
る。

随意選択的には、第２のスラスト板のスロット付端の周
りにつげられた歯を磁界を大きくするために検出器離れ
るように折り曲げることができる〇〔実施例〕 本発明による新規な伝動装置出力速度センサは、適当な
検出器の組入れ、及び磁界発生手段の自動車伝動装置の
差動ケージングの周νに取付げられた針状ころスラスト
軸受組立体の中へ統合することによって伝動装置そのも
のの構造を変えなくてもよいようにすることが必要であ
る。

伝動装置の出力速度を測定するためにホール効果センサ
を用いるためには、スラスト軸受組立体の回転スラスト
板又は内輪を変えることが必要であった。次にセンサプ
ローブが伝動装置のハウジングの内部に置換可能に取付
けられる。センサプローブの設計は「エアギャップ」に
ついて良好に寸法公差を保つことができるようにする。

センサプローブは、「零に近い」速度の検知能力とディ
ジタル出力を生ずるホールチップを収納する。針状ころ
スラスト軸受組立体は、多くの場合に、軸受組立体の標
準構成要素なので、ホール効果センサを取付けるために
伝動装置の設計変えを最小限にし、軸方向の長さの変化
を絶対にないようにすることか必要である。

ホール効果センサは、次のように動作する。交互の極性
の各セグメントがセンサ要素又は検出器を通過するとき
、磁界の極性と強さは検出器Ｋｔ気倍信号生じさせる。

この電圧信号をさらに角変位の増分単位を示す出力信号
を生ずる回路によって処理できる。増分角変位単位は、
各磁極セグメントにしげる弧の度数に等しい。

検出器の信号調整電子回路次第で、出力信号はアナログ
信号又はディジタル信号にすることができる。出力信号
の大きさの変化が増分角変位を表示する。角変位出力信
号は、さらに、位置信号、速度信号又は加速度信号を発
生するように検出器内の集積回路によって処理できる。

回転部材を磁化して多数の磁石にすることによって非常
に高い分解能にすることができる。

選択的には、本発明は伝動装置の出力速度を測定するた
めに可変リラクタンスセンサを使用できるようにしてい
る。本発明による可変リラクタンスセンサを用いるため
には、スラスト軸受の回転スラスト板又は内輪を回転ス
ラスト板の半径方向部分の周りに配置されたスロットを
含むように変更することを必要とする。スロット付スラ
スト板は、恒久磁界を変えることができるように強磁性
材料で形成される。可変リラクタンス検出器、すなわち
、磁石とコイルが伝動装置ハウジングの内部に置換可能
に取付けられる。筐た、スラスト軸受組立体は、出力位
置にかげる自動伝動装置の標準構成要素なので、可変リ
ラクタンス検出器をスロット付スラスト板とともに装着
するには、伝動装置の設計変えを最小限にし、軸方向の
長さの変化を皆無にすることが必要である。

本発明による可変リラクタンスセンサは、以下のように
動作する。センサ要素又は検出器は、普通は、強磁性ス
ロット付スラスト板が検出器を通過するとき、磁界強さ
の変化を測定する。すなわち、スラスト板のスロット付
構成は、スロットに低い磁界強さを、そして歯に高い磁
界強さをもたらす。検出器信号の周波数は、伝動軸に取
付けられたスロット付スラスト板の回転速度を計算する
のに用いられる。

もう一つの実施例は、スロット付スラスト板の周りで歯
を折り曲げるためのものである。これはスロット付スラ
スト板によって発生される磁界強さを太きくシ、それに
よって検出精度を高めると考えられる。

各図面、さらに具体的には第１図を参照すると、スラス
ト軸受センサが伝動軸２、差動装置部材３、差動歯車４
、差動装置ケース５、伝動装置ハウジング６及び差動装
置ケース５の周りに配置されたスラスト軸受組立体を備
えた伝動装置１の出力速度を検出するのに用いられる。

スラスト軸受組立体は、第１のスラスト板８と第１のス
ラスト板８に対して相対的に回転可能な第２のスラスト
板９との間に配置された針状ころスラスト軸受７全備え
ている。第２のスラスト板９はスラスト軸受７用の軌道
を与えるように引き延ばされているとともに、第２のス
ラスト板９０半径方向部分に磁界を恒久的に与える磁気
手段１０を支持することもできる。置換可能なセンサプ
ローブ１２の中に収納された検出器１１が磁気手段１０
に向かい合って配置されて磁気手段１０が検出器１１ｆ
ｔ通過するとき発生される磁界を検出する。

検出器１１は、ホール効果検出器であるのが好ましい。

ホール効果検出器１１は、磁気手段１０によって発生さ
れる磁界の中に置かれるようにセンサプローブ１２の中
に収納される。

磁界を恒久的に与える磁気手段１０は、普通は、第２の
スラスト板９の半径方向部分の全周の周りに配置された
複数の恒久的に磁化された磁極セグメントである。各磁
極セグメントは、北極と南極を有し、セグメントは各磁
極が反対の極性の二つの磁極の間にあるように配置され
ている。磁気手段１０は、スラスト板９の中にはする強
磁性材料で形成さｆｌ、たリングであることが好捷しく
、それによって別個の磁気手段要素の設置と伝動装置ｌ
の設計変えをしなくてよいようにする。

伝動装置ｌは捷た／−ル１３及びスリーブ軸受１４′（
ｉｌ−モ備えている。センサプローブ１２は、固着手段
又はねじ１５を介して伝動装置）・ウジング６の中に置
換可能に取付けられている。

第２図は、本発明によるもう一つの実施例を示してしり
、可変リラクタンスセ／すが伝動装置１の出力速度を検
出するのに用しられている。伝動装置１は、伝動装置出
力軸２、差動装置部材３、差動歯車４、差動装置ケース
５．伝動装置ハウジング６及び差動装置ケース５の周り
に配置されたスラスト軸受組立体を備えている。このス
ラスト軸受組立体には、第１のスラスト板２ｏと第１の
スラスト板２０に対して相対的に回転可能な第２のスラ
スト板２１との間に配置されたスラスト軸受７がある。

第２のスラスト板２１ｉｊ、引き延ばされ、かつそれの
半径方向部分の周りにスロットを配置されている。セ／
す要素又は検出器２２がセンサプローブ２３の上に配置
され、第２のスラスト板２１のスロットに向かい合せて
位置決めされ、スロットから発生される磁界を検出し、
それによって別個のスロット付車を用いないです甘して
いる。

スロット竹箒２のスラスト板２１は、強磁性材料で作ら
れ、センサ要素又は検出器２２によって測定される磁界
の変化を誘起する。検出器２２は、可変リラクタンス検
出器又は渦流検出器のいずれかであるのが好捷しい。検
出器２２とスロット竹箒２のスラスト板２１との間の関
係は、第４図にシいて示されている。第５図はスロット
竹箒２のスラスト板２１の部分側面図であり、歯４１の
間に配置されたスロット４０を示している。

第３図に示されているように、スロット竹箒２のスラス
ト板３０は、検出器２２から離れるように折れ曲がった
歯を選択的に備えることができる。

これはスロット竹箒２のスラスト板３０が検出器２２を
通過するとき磁界の検出を強めると考えられる。第６図
は、検出器２２と折れ曲がった歯を有するスロット竹箒
２のスラスト板３０との間の関係を説明している。第７
図は、第６図のスロット竹箒２のスラスト板３０の平面
図であシ、折れ曲がった歯５０を示している。第８図は
、折れ曲がった歯５０を示す第７図のスロット竹箒２の
スラスト板３０の部分側面図である。

時には、スラスト軌道輪が最適強磁性材料で作られない
ことがあり、軌道輪の固有の寸法は磁界に変化を誘起さ
せるために最適でないことがある。

性能を検知するスラスト軌道輪を最適化するために、す
ぐれた強磁性特性と寸法の材料をスラスト板に取付ける
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従ってホール効果検出器によって検
出される磁界を発生する磁気手段を含むスラスト軸受組
立体を有する伝動装置の略断面図、第２図は、スラスト
軸受組立体のスロット付スラスト板が可変リラクタンス
検出器によって検出される磁界の変化を誘起するように
した本発明によるもう一つの実施例の略断面図。 第３図は、スロット付スラスト板が折れ曲がった歯を備
えている本発明によるもう一つの実施例の略断面図、 第４図は、可変リラクタンス検出器及びスロット付スラ
スト板を示す第２図の領域Ａの拡大図。 第５図は、第４図のスロット付スラスト板の側面図、 第６図は、可変リラクタンス検出器及び折れ曲がり歯の
備えたスロット付スラスト板を示す第３図の領域六の拡
大図、 第７図は、第６図の折れ曲がシ歯を有するスロット付ス
ラスト板の平面図、 第８図は、第７図の折れ曲がり歯を有するスロット付ス
ラスト板の側面図である。 １−一伝動装置、２−一伝動軸、７−−針状ころ軸受、
８．２０−一第１のスラスト板、９，２１．３０−一第
２のスラスト板、１０−一磁気手段、１１−一ホール効
果検出器、１２．２３−−センサプローブ、２２−−セ
ンサ要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伝動軸、差動装置部材、差動歯車、差動装置ケース
   、差動装置ハウジング、及び前記伝動軸の周りに配置さ
   れ、第１のスラスト板と第１のスラスト板に対して相対
   的に回転できる第２のスラスト板との間に配置されたス
   ラスト軸受を有するスラスト軸受を備えた伝動装置の出
   力速度を検出するのに用いられるスラスト軸受センサに
   おいて、 前記第２のスラスト板は、前記スラスト軸 受用の軌道となるように細長いとともに、半径方向部分
   において恒久的に磁界を与える磁気手段を支持でき、 恒久的に磁界を与える前記磁気手段に向か い合せに配置され、磁界を検出するセンサ要素を備えて
   いることを特徴とするスラスト軸受センサ。 ２、前記センサ要素がホール効果検出器であることをさ
   らに特徴とする請求項１に記載の伝動装置の出力速度検
   出用スラスト軸受センサ。 ３、恒久的に磁界を与える前記磁気手段が前記第２のス
   ラスト板の半径方向部分の周りに配置された複数の恒久
   的に磁化された磁極セグメントであることを特徴とする
   請求項１に記載のスラスト軸受センサ。 ４、各磁極セグメントが北極と南極を有し、磁極セグメ
   ントを各磁極が反対極性の二つの磁極の間にあるように
   配置されていることをさらに特徴とする請求項３に記載
   のスラスト軸受センサ。 ５、伝動軸、差動装置部材、差動歯車、差動装置ケース
   、差動装置ハウジング、及び前記伝動軸の周りに配置さ
   れ、第１のスラスト板と第１のスラスト板に対して相対
   的に回転できる第２のスラスト板との間に配置されたス
   ラスト軸受を有するスラスト軸受を備えた伝動装置の出
   力速度を検出するのに用いられるスト軸受センサにおい
   て、 前記第２のスラスト板は、細長く、かつ半 径方向部分の周りに配置されたスロットを有し、 前記第２のスラスト板のスロットに向かい 合せて配置され前記第２のスラスト板によって発生され
   た磁界を検出するセンサ要素を備えていることを特徴と
   する伝動装置の出力速度検出用スラスト軸受センサ。 ６、前記第２のスラスト板が強磁性材料からなることを
   さらに特徴とする請求項５に記載のスラスト軸受センサ
   。 ７、前記センサ要素が可変リラクタンス検出器であるこ
   とをさらに特徴とする請求項６に記載のスラスト軸受セ
   ンサ。 ８、前記センサ要素が渦流検出器であることをさらに特
   徴とする請求項６に記載のスラスト軸受センサ。 ９、前記第２のスラスト板のスロット付端の周りにある
   歯をさらに特徴とする請求項５に記載のスラスト軸受セ
   ンサ。